CN101194449A

CN101194449A - 用于语音动态时间偏离的方法和装置

Info

Publication number: CN101194449A
Application number: CNA2006800202702A
Authority: CN
Inventors: S·C·格雷尔; A·博阿留
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2008-06-04
Also published as: WO2006110755A2

Abstract

提供一种用于语音的时间偏移的方案。确定在通信系统中引入时延的条件存在。响应于所确定的条件，执行对话音帧的动态时间偏移以用于向用户播放。

Description

用于语音动态时间偏离的方法和装置

相关应用

本申请依照35 U.S.C.§119(e)，要求于2005年4月11日提交的题为“Method and Apparatus for Supporting Transmission of PacketizedVoice Streams Using Dynamic Time-Warping of Speech”的第60/670,166号美国临时申请的在先提交目的利益，其通过引用被完全合并到此。

技术领域

本发明的多个实施例主要涉及通信。

背景技术

无线通信系统，例如蜂窝系统(例如扩频系统(例如码分多址(CDMA)网络)、或时分多址(TDMA)网络)，以丰富的服务和特征集合向用户提供移动的便利性。这种便利性已经导致数量不断增长的消费者大量采用无线通信系统作为商业和个人使用的公认通信模式。考虑到竞争的情况，在保障向用户提供最佳体验方面投入了大量的费用和努力。关注的一个方面是网络时延，例如与切换相关的时延。切换是移动电话从小区到小区移动穿过覆盖区域同时保持通信连接的过程。“硬”切换包括信道的不连续性(即，“建立之前中断”)，而“软”切换在整个过程提供信道的连续性(即，“中断之前建立”)。由于时延或者丢包使得语音播放被严重扭曲，在IP网络上传送话音(VoIP)的环境中时延问题更加尖锐。

因此，需要一种方法，用于最小化语音播放中的时延的影响。

发明内容

上述以及其他需要可以通过本发明的多个实施例解决，其中提出了一种用于通信系统中的语音时间偏移的方案。

根据本发明实施例的一个方面，一种方法包含确定在通信系统中引入时延的条件是否存在；以及响应于所确定的条件对话音帧进行动态时间偏移以向用户播放。

根据本发明实施例的另一方面，一种装置包含配置用于确定在通信系统中引入时延的条件是否存在的判决模块。所述装置也包含被配置为响应于所确定的条件对话音帧进行动态时间偏移以向用户播放的语音解码器。

根据本发明实施例的另一方面，一种方法包含通过通信系统从终端接收时间偏移参数以用于语音的时间偏移，其中所述时间偏移参数是由所述终端基于所述通信的信道条件或所述通信系统的负载而确定的。所述终端响应于所述信道条件或所述负载，动态调整所述语音的播放。所述方法也包含根据所述时间偏移参数修改表示语音的话音帧的调度。

根据本发明实施例的另一方面，一种装置包含收发机，其被配置为通过通信系统从终端接收时间偏移参数以用于语音的时间偏移，其中所述时间偏移参数是由所述终端基于所述通信的信道条件或所述通信系统的负载而确定的。所述终端响应于所述信道条件或所述负载，动态调整所述语音的播放。同样，所述装置包含调度器，其被配置用于调度表示语音的话音帧以向所述终端传送，其中话音帧的调度根据所述时间偏移参数被修改。

仅通过阐述多个特定实施例和实现方式——包括用于实现本发明的预期最佳模式，从以下详细描述可以显而易见本发明的其他方面、特征和优点。在不超出本发明的精神和范围的前提下，本发明还能够用于其他或不同实施例。相应地，附图及描述应被看作示例性的而非限制性的。

附图说明

在附图中以举例说明而非限制的方式来阐明本发明，在附图中相似的标号指的是相似的元素，并且其中：

图1是根据本发明实施例的在终端中采用的回转机制(slewingmechanism)的示图；

图2是根据本发明实施例的用于语音动态时间偏移的过程的流程图；

图3是根据本发明实施例的动态调整图1终端中的播放缓冲器的过程的流程图；

图4是根据本发明实施例的用于基站收发器通知终端以调整缓冲器容量的过程的流程图；

图5A和5B是根据本发明的多个实施例的用于监控系统参数以调整语音时延的过程的流程图；

图6是根据本发明实施例的用于在图1系统中发信号以协商回转参数的过程的流程图；

图7A和7B是根据本发明的多个实施例的用于最小化在上行链路中话音帧传输期间的时延的过程的流程图；

图8是可以用于实现本发明各个实施例的硬件的示图；

图9A和图9B是能够支持本发明各个实施例的不同蜂窝移动电话系统的示图；

图10是根据本发明实施例的能够在图9A和图9B的系统中运行的移动站的示例性组件的示图；以及

图11是根据本发明实施例的能够支持在此描述的处理的企业网络的示图。

具体实施方式

通过本发明的实施例解决这些或者其它需求，其中介绍了一种用于通过时间偏离语音来提供最小化时延效应的方案。这里“语音”被用于表示任意音频信息，包括嗓音、声调、乐音等等。

一种用于语音时间偏移的装置、方法和软件被揭示。在下列描述中，为了解释，设定了多个特定细节，以便提供对本发明的透彻理解。然而，很明显，对于本领域的技术人员，可以在不存在上述特定细节情况下或在等同配置下实施本发明。在其他实例中，熟知的结构和设备以结构图的形式示出，以避免不必要地模糊本发明的实施例。

根据多个实施例，虽然本发明是关于无线通信网络(例如蜂窝网络)而讨论的，本领域的任何普通技术人员应认识到本发明实施例可以适用于任何类型的通信网络，包括有线系统。此外，本发明的多个实施例是在补偿码分多址(CDMA)系统(例如，3GPP2 CDMA2000)中的切换时延(尤其是硬切换)背景下解释的，该码分多址系统支持在IP网络上传送语音(VoIP)业务，本领域的任何普通技术人员应认识到所述回转机制可以被应用于能够传送分组化话音的任何网络环境中。

图1是根据本发明实施例的用于终端中的回转机制的示图。为了说明，在无线通信系统100(例如，扩频蜂窝系统)的背景下解释根据一个实施例的回转(或时间偏移)机制，其中接入终端101与基站收发器(BTS)103通信。在一个实施例中，终端101可以是移动体。此处使用的术语“移动体”、“移动站”、“移动设备”或“单元”是同义的。尽管本发明的各个实施例将移动体描述为手机，但应理解可以使用具有语音功能的任何移动设备(例如，组合的个人数字助理(PDA)和蜂窝电话)。

在现代蜂窝网络中，在空中接口上的语音通信是通过电路交换链路或信道传送的，其中电路交换链路和信道在呼叫持续期间中始终保留。CDMA2000 1xEV-DV(进化的/数据和语音)和1x EV-DO(进化的/仅数据)空中接口标准都规定了用于在空中接口的前向和反向链路中传送数据分组的分组数据信道。虽然所述分组数据信道已经被优化用于非实时数据通信，但是使用该信道用于语音通信的兴趣却越来越浓。无线通信系统(例如，系统100)可以被设计用于提供各种类型的服务。所述服务可以包括点到点服务，或例如语音和分组数据的专用服务，由此数据被从传送源(例如，基站)发射到特定的接收终端。所述服务也可以包括点到多点(例如，多播)服务，或者广播服务，由此数据被从传送源发射到多个接收终端。

码分多址(CDMA)电路交换连接进行软切换以避免切换发生时的任何语音通信中断。这在CDMA2000 1x EV-DV(进化的/数据和语音)或1xEV-DO(进化的/仅数据)的分组数据信道中是不可能的。传统的系统需要使用缓冲器管理而同时延时了播放，从而在双向通信通路上产生无法接收的长时延。值得注意的是所述技术并不改变语音播放的速率，语音仍将保持恒定。所述时延将给对网络时延非常敏感的、蜂窝网络上的、在IP网络上传送语音(VoIP)技术的实施带来严峻的挑战。而且，进一步认识到在分组数据信道上的VoIP的另一个问题是双向通信过程中经历的时延。不良信道条件和系统的重载会对通信通路带来严重的时延，因此使通话质量劣化。

与CDMA中为电路交换语音通信所使用的软切换技术相反，硬切换与前向业务信道(F-TCH)一起使用。当采用F-TCH进行硬切换时的通信中断约为200-250ms，并且在所述时间内移动体的状态从原有服务基站收发器(BTS)转移到新的服务BTS。在1x EV-DO系统中，从一个BTS到另一个BTS的切换时延值被利用“SOFT_HANDOFF_DELAY”参数广播到扇区内的所有用户。无论如何，从语音质量的角度而言语音通信中的中断都是不期望有的。

本发明的不同实施例使用语音回转技术，以最小化或消除当例如终端101处于硬切换时，在语音通信中可能出现的缺口。在一个实施例中，对所接收语音的播放使用了熟知或标准的回转(或时间偏移)技术，以便在硬切换发生时增加向收听者播放的语音缓冲器的容量。所述回转(时间偏移)机制改变话音帧的默认播放速率。所述操作可能需要包括特定操作的额外信号处理，例如上抽样或下抽样、插值、滤波等等。在示例实施例中，每个20ms的已编码的语音帧被输入所述语音模块(语音解码器)，所述语音模块播放出长度超过20ms的语音。增加的缓冲器容量允许系统补偿硬切换的效果(在语音通信中的缺口)。在硬切换之后，语音的播放在相反的方向被(加速)回转以使通信时延回到正常状态。

如图1所示，终端101包括队列(或缓冲器)分析器105，分析器105具有到缓冲器107的接口，并且与判决模块109(表示为“判决生成器”)协同工作以进行用于切换缓解和通信时延缓解的缓冲器管理补偿。这里所使用的缓冲器107可以被认为是播放缓冲器或抖动缓冲器。存储在缓冲器107中的话音帧被馈送入语音解码器111，语音解码器111输出到扬声器113以产生声波。

如图，在BTS 103中有结合丢弃定时器117工作的调度器115，以判定何时应当从播放缓冲器119丢弃分组(例如，话音帧)。也即，调度器115使用在考虑丢弃分组之前允许该分组保留在缓冲器119中的时间门限(丢弃定时器)值。丢弃时间值越大，所述系统容量就越大；然而，所述播放缓冲器容量的增加造成端到端时延的增加，这种效果是不期望有的。

在另一个实施例中，在终端101的用户希望中断或在上行链路上回答另一个用户的情况下，可以进一步最小化所述时延。在所述场景下，终端101的语音编码器121可以与语音解码器111进行通信以增加播放速率。将根据图7A对所述过程进行更加全面的描述。

至于终端101的操作，队列分析器105分析到达缓冲器107的话音帧。在示例实施例中，队列分析器105使用滑动窗口做为输入以用于分析。队列分析器105还为判决生成器109提供关于缓冲器101的信息——即，缓冲器信息包括，例如，队列长度(大小)、话音帧类型(其中阴影块表示语音帧而非阴影表示静默帧)、指示另一端用户没有说话的语音静止开始的检测，等等。因而队列分析器105在话音帧被解码之前提供话音帧的快速描述。

除了来自队列分析器105的信息，判决生成器109可以得到其他信息(“判决参数”)，例如切换请求、切换持续时间、BTS的信道条件、BTS丢弃定时器值、关于用户开始回答或中断的信息，等等。判决生成器109的一个任务是将缓冲器中的话音帧标记为语音帧或静默帧。由于相对于静默帧，语音帧对播放速度变化更加敏感，这将帮助语音解码器111以不同的速率播放语音和静默话音帧。同样，如果需要，判决生成器109可以复制或插入静默话音帧以便增加队列长度(大小)。

判决生成器109也可以通知语音解码器111：解码器111应当采用多快的速度播放所缓冲的语音。如果信道条件不好而且/或者有切换请求，语音解码器111可以被命令以较低速度播放缓冲器——通过负号(“-”)指示。另一方面，如果信道条件良好而且/或者终端101希望降低端到端时延，语音解码器111可以被命令以较高速度播放缓冲器——通过正号(“+”)指示。当工作在稳定状态模式时，播放速度被设定为默认值，为“0”。

语音解码器111将被编码的语音帧转换为语音。解码器111包括用于真实回转能力的逻辑。在本示例中，所述能力可以包括用于有效语音和静默帧的不同回转速率。通常，所述有效语音容许与默认或基准值相比的较低的速率变化(时间偏移)。

在图1的示例中，队列分析器105、判决生成器109，以及语音解码器111被解释为分立器件。然而，可以预期所述功能模块可以以多个功能组合被实现为一个或多个器件。所述实现可以变化，同时保留同样的整体功能性。

在其他实施例中，根据信道和/或系统负载提供时延缓解的图1的回转机制可以被应用到有线通信网络中的通信节点。根据本发明的不同实施例，在图2-7中进一步描述所述时间偏移过程。

图2是根据本发明实施例的用于语音动态时间偏移的过程的流程图。如上文所述，本发明的各个实施例将普通双向会话中用户经历的时延优化为随信道和/或系统负载条件而变。因此，经历良好信道条件(例如，强信号强度，等等)和/或较轻系统负载的用户就可以享受较小的通信时延，而较差信道条件和/或较重系统负载中的用户就增加了通信时延以减轻缓冲器下溢的影响。因此，随着用户经历的信道的变化，用户经历的时延变化。

在步骤201，确定信道条件和/或系统负载。随后，根据信道条件和/或系统负载，回转机制(例如，根据语音解码器111)确定播放时延，如步骤203中所示。然后语音解码器111根据所确定的播放时延播放所述语音——即对所述语音播放进行时间偏移或回转，如步骤205中所示。在上述情形，所述时间偏移是在时延非常突出的切换过程(例如，硬切换)中进行的。

终端101可以基于例如来自BTS的导频信道强度(例如，信号强度)决定进行切换。由于切换，终端101得知将发生由信令消息(例如SOFT_HANDOFF_DELAY)给出的“停歇”持续时间。为了补偿所述停歇(至少部分地补偿)，终端101在切换之前转换到回转工作模式，从而减慢解码器111处的语音播放速度。因此，从播放的角度而言存在缓冲器长度的人为增加。当终端101认为合适时，终端101可以开始切换进程。下列示例性事件或条件可以根据其优先权被单独或合并地采用以触发实际的切换，其包括：(1)所述缓冲器长度足够长以确保无缝切换进程；(2)服务BTS的信道快速劣化；或者(3)终端101检测到另一端的终端用户没有语音活动。图2的过程通过提供管理与蜂窝分组数据信道上的VoIP相关联的时延的方法，可以被用于解决与在使用分组数据信道的空中接口上采用在IP网络上传送语音(VoIP)相关联的切换问题。

在步骤207，判定切换是否完成。如果切换完成，播放速率回到在切换过程之前的“正常”速率(如步骤209)。

回转过程本质上是动态的，因此适合于变化的信道条件和系统负载，如下文解释的那样。同样，上述过程可能广泛地用于减轻任何影响用户体验的时延成因。

图3是根据本发明实施例的用于动态调整图1终端中的播放缓冲器的过程的流程图。在步骤301，语音解码器111基于信道条件和/或系统负载来对语音进行时间偏移，这是通过动态地改变一个或多个回转或时间偏移参数——例如播放缓冲器107的大小——来实现的(步骤303)。接下来，在步骤305，判决生成器109产生关于被改变的时间偏移参数的信息以作为反馈提供给基站收发器103，其中所述时间偏移参数在这种情况下中是关于缓冲器107的信息。于是，基站收发器103基于所述反馈为丢弃定时器107调整(适当地增加或减少)丢弃定时器值。

采用所述过程，对语音播放的回转被用于动态改变例如播放缓冲器107的长度(大小)，从而管理用户经历的随信道和/或系统负载状态而变的时延。由于调度器115可靠地传送数据(例如，分组化的语音或媒体流)，因此具有良好信道条件和/或轻系统负载的用户可以享有更小的通信时延，而经受较差信道条件和/或较重系统负载的用户可以因为不可靠的信道而增加通信时延，以减轻缓冲器下溢的影响。

同样的，当终端101经历例如较差的信道条件，终端101可以通知BTS103：它的平均播放缓冲器大小已经被调整(在这种情况下被减小)。因此，这将允许BTS调度器115为特定终端101增加丢弃定时器值。

图4是根据本发明实施例的用于基站收发器以通知终端调整缓冲器容量的过程的流程图。在本示例中，在步骤401中，基站收发器103检测业务流负载中的变化，例如业务流负载增加。然后，按照步骤403，基站收发器103确定它的播放缓冲器119的平均大小需要调整。在步骤405，基站收发器103将所述调整通知给终端101，以相应的增加缓冲器大小。根据本发明的一个实施例，通信连接(信令)可以被专用于在基站收发器103的调度器113和终端101之间，以提供关于平均缓冲器播放大小和/或BTS平均队列的反馈信息。

在图4的过程下，如果基站收发器103经历业务量负载的增加(也意味着平均缓冲器大小的增加)，则基站收发器103可以将所述负载增加通知给终端101，以便终端101可以采取适当措施——即增加平均播放缓冲器大小和/或执行某些回转以补偿额外的时延。

图5A和5B是根据本发明的各个实施例的用于监控系统参数以调整语音时延的过程的流程图。在图5A的情形下，终端101可以独立地监控语音帧花费在抖动缓冲器107中的平均持续时间(步骤501)。如果平均持续时间低于可配置的门限(按照步骤503)，终端101可以通过语音回转减少抖动缓冲器107的大小，从而减少前向链路中的时延，如步骤505。

此外，基站收发器103可以监控来自终端101的确认消息(ACK/NAK的(确认和否认))以及数据速率控制(DRC)信道以确定终端101正在经历(按照步骤511和513)的信道条件。换句话说，如果使用较高的数据速率，这将意味着良好的信道条件，而低数据速率意味着较差的条件。如果信道条件良好(如在步骤515中确定的那样)，丢弃定时器可以被减小，如步骤517中那样。如果信道条件较差，丢弃定时器可以被增大，按照步骤519。

图6是根据本发明实施例的用于在图1系统中发信号以协商回转参数的过程的流程图。对于存在额外可用信令的情形，可以进行关于丢弃定时器和抖动缓冲器大小的联合判定。首先，确定信道条件和/或系统负载，按照步骤601。在步骤603中，终端101和基站收发器103在信令信道上建立通信。接下来，终端101和基站收发器103通过信令信道(步骤605)协商时间偏移参数，例如丢弃定时器的值和/或缓冲器尺寸。

图7A和7B是根据本发明的多个实施例的用于对上行链路中话音帧传输期间的时延最小化的过程的流程图。所述过程包括使用额外的准则用于命令缓冲器107的更快播放。所述方面的描述考虑到：在终端101中，从前向链路接收话音帧的语音解码器111和在反向链路(或上行链路)上发送话音帧的语音编码器121需要同时(或者一致地)工作。所述前向链路是指从BTS 103到终端101的传送，而所述上行链路是指从终端101到BTS103的传送。

当用户接听另一方语音的时候，终端101为语音解码器101保持特定的平均缓冲器大小。如果在这期间所述用户开始讲话(即，终端101开始在上行链路上发送话音帧)，以希望回答或中断另一方，则可以进行两种可能的动作，如图7A和7B所示。

如图7A所示，在语音解码器111播放期间由开始讲话的用户发起话音帧的传送(步骤701)，可以从语音编码器121向语音解码器111的判决模块109发送信号以增加缓冲器107的播放速率。假设缓冲器大小过大，那么所述命令减少了所感知的时延。

或者(如图7B所示)，当所述用户中断或回答另一方时，如步骤711，语音编码器121为上行链路产生的话音帧被终端101或BTS 103标记为高优先级(步骤713)。所述标记可以改变另一方用户回答或中断来自对方的语音的意图。

本专业的普通技术人员应理解，通过软件、硬件(例如，通用处理器、数字信号处理器(DSP)芯片、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)，等等)、固件，或上述的组合提供语音的时间偏移的过程。以下根据图8详细描述用于完成所描述功能的示例性硬件。

图8示出可以实现本发明的各个实施例的示例性硬件。计算系统800包括：总线801或其它通信机制，其用于对信息进行通信；以及处理器803，其耦合到总线801以处理信息。计算系统800还包括主存储器805，例如随机存取存储器(RAM)或其它动态存储设备，其耦合到总线801，用于存储信息和将由处理器803执行的指令。主存储器805还可以用于在处理器1203执行指令期间存储临时变量或其它中间信息。计算系统800可以进一步包括只读存储器(ROM)807或其它静态存储设备，其耦合到总线801，用于存储静态信息和用于处理器803的指令。诸如磁盘或光盘的存储设备809被耦合到总线801，用于长久存储信息和指令。

计算系统800可以经由总线801耦合到显示器811，例如液晶显示器或有源矩阵显示器，用于向用户显示信息。输入设备813(例如包括字母数字或其它键的键盘)可以被耦合到总线801，用于将信息和命令选择传递到处理器803。输入设备813可以包括光标控制，例如鼠标、轨迹球、或光标方向键，用于将方向信息和命令选择传递到处理器803，并控制在显示器811上的光标移动。

根据本发明各个实施例，在此描述的处理可以通过计算系统800响应于执行主存储器805中所包含的指令配置的处理器803而提供。所述指令可以从另一计算机可读介质(例如存储设备809)被读入到主存储器805。对主存储器805中所包含的指令配置的执行导致了处理器803执行在此描述的处理步骤。还可以采用在多个处理配置中的一个或多个处理器来执行主存储器805中所包含的指令。在替换实施例中，可以使用硬有线电路来替代软件指令或与软件指令结合，以实现本发明的实施例。在另一实施例中，可以使用可重新配置的硬件(例如现场可编程门阵列(FPGA))，其中，通常通过对存储器查找表进行编程，其逻辑门的功能和连接拓扑在运行时间是可定制的。因此，本发明的实施例不限于硬件电路和软件的特定结合。

计算系统800还包括至少一个通信接口815，耦合到总线801。通信接口815提供耦合到网络链路(未示出)的双向数据通信。通信接口815发送和接收电信号、电磁信号和光信号，这些信号承载表示各类信息的数字数据流。进一步地，通信接口815可以包括外围接口设备，例如通用串行总线(USB)接口、PCMCIA(个人计算机存储器卡国际协会)接口等。

处理器803可以在所发送代码被接收的同时执行该代码，和/或将该代码存储在存储设备809或其它非易失性存储设备中以稍后执行。按照该方式，计算系统800可以获得载波形式的应用代码。

在此使用的术语“计算机可读介质”指的是参与将指令提供给处理器803以执行的任意介质。这样的介质可以采用很多形式，包括非易失性介质、易失性介质和传输介质，但不限于此。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，例如存储设备809。易失性介质包括动态存储器，例如主存储器805。传输介质包括同轴电缆、铜线或光纤，包括包含总线801的导线。传输介质还可以采取声波、光波或电磁波的形式，例如在射频(RF)和红外(IF)数据通信期间生成的那些波。计算机可读介质的通用形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任意其它磁介质、CD-ROM、CDRW、DVD、任意其它光学介质、打孔卡、纸带、光标记板、具有孔或其它光学可识别标记的图案的任意其它物理介质、RAM、PROM、EPROM和FLASH-EPROM，任意其它存储器芯片或盒式磁带、载波或计算机可读的任意其它介质。

在将指令提供给处理器用于执行中，可以包括各种形式的计算机可读介质。例如，用于执行本发明的至少一部分的指令可以初始被承载在远程计算机的磁盘上。在此情况下，远程计算机将指令加载到主存储器，并使用调制解调器在电话线路上发送所述指令。本地系统的调制解调器在电话线路上接收数据，并且利用红外发射机来将该数据转换成红外信号并将该红外信号发送到便携式计算设备，例如个人数字助理(PDA)或膝上电脑。便携式计算设备上的红外检测器接收由红外信号承载的信息和指令，并将数据放到总线上。总线将所述数据传送到主存储器，处理器从主存储器取得并执行指令。主存储器所接收的指令可选地可以在处理器执行之前或之后被存储在存储设备中。

图9A和图9B图示了能够支持本发明各个实施例的不同的蜂窝移动电话系统。图9A和图9B示出示例性蜂窝移动电话系统，其均具有移动站(例如手机)和基站，所述移动站和基站都具有所安装的收发器(作为基站和移动站中的数字信号处理器(DSP)、硬件、软件、集成电路、和/或半导体设备的一部分)。例如，该无线电网络支持由国际电信联盟(ITU)为国际移动通信2000(IMT-2000)定义的第二代和第三代(2G和3G)服务。为了解释的目的，关于CDMA 2000架构来解释无线电网络的载波和信道选择能力。作为IS-95的第三代版本，CDMA 2000在第三代合作伙伴项目2(3GPP2)中被标准化。

无线电网络900包括移动站901(例如手机、终端、站台、单元、设备或对用户的任意类型接口(例如“佩戴式”电路等))，其与基站子系统(BSS)903通信。根据本发明一个实施例，无线电网络支持国际电信联盟(ITU)为国际移动通信2000(IMT-2000)定义的第三代(3G)服务。

在该示例中，BSS 903包括基站收发器(BTS)905和基站控制器(BSC)907。虽然示出单个BTS，但应理解，多个BTS通常通过例如点对点链路连接到BSC。每一BSS 903通过传输控制实体或分组控制功能单元(PCF)911被链接到分组数据服务节点(PDSN)909。由于PDSN 909充当对外部网络(例如互联网913或其它私有用户网络915)的网关，因此PDSN 909可以包括访问、授权和计费系统(AAA)917，以安全地确定用户的身份和特权并跟踪每一用户的活动。网络915包括网络管理系统(NMS)931，其被链接到一个或多个数据库933，所述数据库933通过由归属AAA 937确保安全的归属代理(HA)935而被访问。

虽然示出了单个BSS 903，但应理解，通常多个BSS 903被连接到移动交换中心(MSC)919。MSC 919提供对电路交换网络(例如公共交换电话网(PSTN)921)的连接。相似地，还应理解，MSC 919可以连接到相同网络900上的其它MSC 919，和/或连接到其它无线电网络。MSC 919通常搭配有访问者位置寄存器(VLR)923数据库，其保存对于该MSC 919的有效订户的临时信息。VLR 923数据库中的数据很大程度上是归属位置寄存器(HLR)925数据库的拷贝，HLR 925数据库存储详细的订户服务订购信息。在一些实现方式中，HLR 925和VLR 923是相同的物理数据库；然而，HLR 925可以位于通过例如7号信令系统(SS7)网络访问的远程位置。包含订户特定的认证数据(例如秘密认证密钥)的认证中心(AuC)927与HLR 925关联，以认证用户。此外，MSC 919被连接到短消息服务中心(SMSC)929，SMSC 929存储短消息并转发来自无线网络900的短消息或将短消息转发到无线网络900。

在蜂窝电话系统的典型操作期间，BTS 905接收并解调来自进行电话呼叫或其它通信的多组移动单元901的多组反向链路信号。由给定的BTS905接收的每一反向链路信号在该站中被处理。所得到的数据被转发到BSC 907。BSC 907提供的呼叫资源分配和移动性管理功能，包括BTS 905之间的软切换配合。BSC 907还将接收到的数据路由到MSC 919，MSC 919依次将提供用于与PSTN 921的接口的附加路由和/或交换。MSC 919还负责呼叫建立、呼叫终止、MSC间切换和辅助服务的管理、以及收集、收费和计费信息。相似地，无线电网络900发送前向链路消息。PSTN 921与MSC 919进行接口。MSC 919附加地与BSC 907进行接口，BSC 907依次与BTS 905通信，BTS 905调制多组前向链路信号，并将其发送到多组移动单元901。

如图9B所示，通用分组无线服务(GPRS)架构950的两个关键元件是服务GPRS支持节点(SGSN)932和网关GPRS支持节点(GGSN)934。此外，GPRS架构包括分组控制单元PCU(936)和收费网关功能单元(CGF)938，CGF 938链接到计费系统939。GPRS移动站(MS)941采用订户身份模块(SIM)943。

PCU 936是逻辑网络元件，负责与GPRS有关的功能，例如空中接口访问控制、空中接口上的分组调度以及分组组装和重组。通常，PCU 936被物理集成到BSC 945；然而其可以与BTS 947或SGSN 932结合。SGSN932执行与MSC 949等同的功能，包括移动性管理、安全性和访问控制功能，但是在分组交换域中的。此外，SGSN 932使用BSS GPRS协议(BSSGP)通过例如基于帧中继的接口与PCU 936连接。虽然示出一个SGSN，但应理解，可以采用多个SGSN 931，并且可以将服务区域划分为对应的路由区域(RA)。SGSN/SGSN接口允许当在正在进行的个人发展计划(PDP)上下文期间发生RA更新时将分组从旧的SGSN隧穿到新的SGSN。虽然给定的SGSN可以服务于多个BSC 945，但任意给定的BSC 945通常与一个SGSN 932进行接口。此外，可选地，SGSN 932使用GPRS增强的移动应用部分(MAP)通过基于SS7的接口与HLR 951连接，或使用信令连接控制部分(SCCP)通过基于SS7的接口与MSC 949连接。SGSN/HLR接口允许SGSN 932在SGSN服务区域内将位置更新提供给HLR 951，并检索与GPRS有关的订购信息。SGSN/MSC接口使得能够在电路交换服务和分组交换服务(例如寻呼用于语音呼叫的订户)之间进行协调。最后，SGSN 932与SMSC 953进行接口，以能够启用网络950上的短消息传送功能。

GGSN 934是对外部分组数据网络(例如互联网913或其它私人用户网络955)的网关。网络955包括网络管理系统(NMS)957，其链接到通过PDSN 961访问的一个或多个数据库959。GGSN 934分配互联网协议(IP)地址，并还可以认证充当远程用户拨入认证服务主机的用户。位于GGSN 934的防火墙还执行防火墙功能以限制未授权的流量。虽然仅示出一个GGSN 934，但应理解，给定的SGSN 932可以与一个或多个GGSN 933进行接口，以允许在两个实体之间以及在进出网络950之间隧穿用户数据。当外部数据网络在GPRS网络950上初始化会话时，GGSN 934向HLR 951询问当前服务于MS 941的SGSN 932。

BTS 947和BSC 945管理无线电接口，包括控制哪一移动站(MS)941何时具有对无线电信道的访问。这些元件实际上在MS 941和SGSN 932之间中继消息。SGSN 932管理与MS 941的通信，发送和接收数据并保持对其位置的跟踪。SGSN 932还注册MS 941，认证MS 941，并对发送给MS 941的数据加密。

图10是根据本发明实施例的能够在图9A和图9B的系统中运行的移动站(例如手机)的示例性组件的示图。通常，经常按照前端和后端特性来定义无线电接收机。接收机的前端包括所有射频(RF)电路，而后端包括所有基带处理电路。电话的有关内部组件包括主控制单元(MCU)1003、数字信号处理器(DSP)1005以及包含麦克风增益控制单元和扬声器增益控制单元的接收机/发射机单元。主显示单元1007以各种应用和移动站功能为支持，将显示提供给用户。音频功能电路1009包括麦克风1011和对从麦克风1011输出的话音信号进行放大的麦克风放大器。被放大的从麦克风1011输出的话音信号被馈送到编码器/解码器(编解码器)1013。

无线电部分1015放大功率并转换频率，以经由天线1017与基站通信，基站被包括在移动通信系统中(例如图14A或图14B的系统)。功率放大器(PA)1019和发射机/调制电路以来自耦合到双工器1021或循环器或天线开关的PA 1019的输出，而操作性地响应于MCU 1003，这为本领域公知。PA 1019也耦合到电池接口和电源控制单元1020。

在使用中，移动站1001的用户对麦克风1011说话，并且他或她的语音连同检测到的背景噪声一起被转换为模拟电压。于是，模拟电压通过模数转换器(ADC)1023被转换为数字信号。控制单元1003将数据信号路由到DSP 1005，以在其中进行处理，例如话音编码、信道编码、加密和交织。在示例性实施例中，通过使用码分多址(CDMA)的蜂窝传输协议由未示出的单元对处理过的语音信号编码，该协议在电信产业协会的TIA/EIA/IS-2000中被详细描述；通过引用完全合并到此。

于是，被编码的信号被路由到均衡器1025，用于补偿在通过空中传输期间出现的频率相关性损伤(例如相位和幅度失真)。在对比特流进行均衡之后，调制器1027将该信号与在RF接口1029中生成的RF信号合并。调制器1027通过频率和相位调制生成正弦波。为了准备用于传输的信号，上变频器1031将从调制器1027输出的正弦波与由合成器1033生成的另一正弦波进行合并，以实现期望的传输频率。于是，通过PA 1019发送所述信号，以将所述信号提升到合适的功率电平。在实际系统中，PA 1019充当可变增益放大器，其增益由DSP 1005从接收自网络基站的信息控制。于是，在双工器1021内对该信号滤波，并且可选地将该信号发送到天线耦合器1035，以进行阻抗匹配，从而提供最大功率传输。最后，经由天线1017将信号发送到本地基站。可以提供自动增益控制(AGC)以控制接收机的末级增益。可以从接收机将信号转发到远程电话，所述远程电话可以是另一蜂窝电话、其它移动电话，或连接到公共交换电话网(PSTN)或其它电话网络的地面线路。

经由天线1017接收发送到移动站1001的语音信号，并由低噪声放大器(LNA)1037立即对其放大。下变频器1039降低载波频率，而解调器1041移除RF，仅留下数字比特流。于是，信号通过均衡器1025，并由DSP1005进行处理。数模转换器(DAC)1043对该信号进行转换，所得到的输出通过扬声器1045被发送给用户，所有操作都在主控制单元(MCU)1003的控制下，主控制单元(MCU)1003可以被实现为中央处理单元(CPU)(未示出)。

MCU 1003接收各种信号，包括来自键盘1047的输入信号。MCU 1003将显示命令和切换命令分别传递到显示器1007和话音输出切换控制器。进一步地，MCU 1003与DSP 1005交换信息，并可以访问可选地包括的SIM卡1049和存储器1051。此外，MCU 1003执行移动站所需的各种控制功能。根据实现方式，DSP 1005可以对语音信号执行任意的各种传统数字处理功能。此外，DSP 1005从麦克风1011所检测的信号确定本地环境的背景噪声电平，并将麦克风1011的增益设置为所选择的电平以补偿移动站1001的用户的自然倾向。

编解码器1013包括ADC 1023和DAC 1043。存储器1051存储包括来电音调数据的各种数据，并能够存储包括例如经由全球互联网接收的音乐数据的其它数据。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪速存储器、寄存器、或任意其它形式的本领域公知的可写存储介质中。存储器设备1051可以是单式存储器、CD、DVD、ROM、RAM、EEPROM、光学存储器、或能够存储数字数据的任意其它非易失性存储介质，但不限于此。

可选地包括的SIM卡1049承载例如重要信息，例如蜂窝电话号码、运营商提供服务、订购细节以及安全性信息。SIM卡1049主要用于标识无线网络上的移动站1001。卡1049还包含存储器，用于存储个人电话号码注册、文本消息和用户特定移动站设置。

图11是示例性企业网络，其可以是利用基于分组的和/或基于蜂窝的技术(例如异步传输模式(ATM)、以太网、基于IP等)的任意类型的数据通信网络。企业网络1101将连接性提供给有线节点1103和无线节点1105-1109(固定或移动的)，其均被配置为执行上述处理。企业网络1101可以与各种其它网络(例如WLAN网络1111(例如IEEE 802.11)、CDMA2000蜂窝网络1113、电话网络1115(例如PSTN)、或公共数据网络(例如互联网))通信。

虽然已经结合多个实施例和实现方式描述了本发明，但本发明不限于此，而是覆盖落入所附权利要求的范围内的各种明显的修改和等同的配置。虽然在权利要求中以特定组合表达了本发明的特征，但应理解，可以按任意组合和顺序来安排这些特征。

Claims

1.一种方法，包含：

确定在通信系统中引入时延的条件是否存在；以及

响应于所确定的条件，对话音帧进行动态时间偏移以用于向用户播放。

2.根据权利要求1的方法，其中所述条件包括信道条件、所述通信系统的负载，或所述信道条件与所述负载的结合。

3.根据权利要求1的方法，其中所述通信系统包括蜂窝网络，所述方法进一步包含：

初始化在所述蜂窝网络中的切换进程，其中所述时间偏移的步骤是在所述切换进程中执行的；以及

在所述切换进程完成之后恢复话音帧播放速率。

4.根据权利要求1的方法，进一步包含：

在播放缓冲器内存储包括所述话音帧的多个话音帧；以及

调整所述播放缓冲器的大小。

5.根据权利要求4的方法，进一步包含：

分析所述播放缓冲器中的所述话音帧以确定缓冲器信息，其中所述缓冲器信息包括所述播放缓冲器的大小、所述话音帧的类型，或话音静默的开始。

6.根据权利要求4的方法，进一步包含：

监控所述播放缓冲器的平均大小；以及

确定所述播放缓冲器的平均大小是否小于门限，以调整所述播放缓冲器的大小。

7.根据权利要求4的方法，其中所述条件代表信道条件，所述方法进一步包含：

在所述信道上向所述话音帧的发射机发送确认消息，所述确认消息与所接收的话音帧对应，其中所述条件是基于所述发射机所接收的确认消息而被确定的。

8.根据权利要求4的方法，进一步包含：

从所述话音帧的发射机接收信号以调整所述播放缓冲器的大小。

9.根据权利要求1的方法，进一步包含：

确定与所述动态时间偏移步骤相关联的时间偏移参数；以及

将所述时间偏移参数发送给所述话音帧的发射机。

10.根据权利要求1的方法，其中所述时间偏移参数包括丢弃定时器值，其规定存储在发射机的话音帧应当何时被丢弃。

11.根据权利要求1的方法，进一步包含：

与所述话音帧的发射机进行通信，以协商与所述动态时间偏移步骤相关联的时间偏移参数。

12.根据权利要求1的方法，进一步包含：

初始化在上行链路上的话音帧传送；以及

响应于所述初始化传送的步骤，增加播放速率。

13.根据权利要求1的方法，进一步包含：

初始化在上行链路上的话音帧传送；以及

将所述话音帧标记为优先帧。

14.一种装置，包含：

判决模块，其被配置为确定在通信系统中是否存在引入时延的条件；以及

语音解码器，其被配置为响应于所确定的条件对话音帧进行动态时间偏移，以用于向用户播放。

15.根据权利要求14的装置，其中所述条件包括信道条件、所述通信系统的负载，或所述信道条件与所述负载的结合。

16.根据权利要求14的装置，其中所述通信系统包括蜂窝网络，以及所述时间偏移步骤是在切换进程期间完成的，在所述切换进程完成后恢复话音帧播放速率。

17.根据权利要求14的装置，进一步包含：

播放缓冲器，其被配置为存储包括所述话音帧的多个话音帧，其中所述播放缓冲器的大小被调整。

18.根据权利要求17的装置，进一步包含：

队列分析器，其被配置为分析在所述播放缓冲器内的所述话音帧以确定缓冲器信息，其中所述缓冲器信息包括所述播放缓冲器的大小、所述话音帧的类型、或话音静默的开始。

19.根据权利要求17的装置，其中所述播放缓冲器的平均大小被监控，而且如果所述播放缓冲器的平均大小低于门限则所述播放缓冲器的大小被调整。

20.根据权利要求17的装置，其中所述条件代表信道条件，所述方法进一步包含：

用于在所述信道上向所述话音帧的发射机发送确认消息的装置，所述确认消息与所接收的话音帧对应，其中所述条件是基于所述发射机所接收的确认消息而被确定的。

21.根据权利要求17的装置，进一步包含：

用于从所述话音帧的发射机接收信号以调整所述播放缓冲器的大小的装置。

22.根据权利要求14的装置，进一步包含：

判决模块，其被配置为确定用于对所述话音帧进行动态时间偏移的时间频移参数，其中所述时间偏移参数用于所述话音帧的发射机。

23.根据权利要求14的装置，其中所述时间频移参数包括丢弃定时器值，其规定存储在所述发射机的话音帧应当何时被丢弃。

24.根据权利要求14的装置，进一步包含：

收发机，其被配置为与所述话音帧的发射机进行通信，以协商与所述动态时间偏移步骤相关联的时间频移参数。

25.根据权利要求14的装置，进一步包含：

语音编码器，其被配置为响应于对上行链路上的话音帧传送的初始化，向所述判决模块发送信号以增加播放速率。

26.根据权利要求14的装置，其中所述判决模块被配置为响应于对上行链路上的话音帧传送的初始化，将所述话音帧标记为优先帧。

27.一种系统，包含权利要求14的装置，所述系统包含：

键盘，配置用于从用户接收输入；以及

显示器，配置用于显示所述输入。

28.一种方法，包含：

在通信系统上从终端接收时间偏移参数以用于语音的时间偏移，其中所述时间偏移参数是由所述终端基于所述通信的信道条件或所述通信系统的负载而确定的，所述终端响应于所述信道条件或所述负载而动态地调整所述语音的播放；以及

根据所述时间偏移参数，修改表示语音的话音帧的调度。

29.根据权利要求28的方法，其中所述通信系统包括蜂窝网络，而且所述时间偏移参数是在所述蜂窝网络中的切换进程期间被产生的。

30.根据权利要求28的方法，其中所述时间偏移参数包括丢弃定时器值，其规定话音帧应当何时被丢弃。

31.根据权利要求28的方法，进一步包含：

与所述终端通信以协商所述时间偏移参数。

32.根据权利要求28的方法，进一步包含：

在上行链路上从所述终端接收话音帧，其中所述话音帧被所述终端标记为优先帧。

33.根据权利要求28的方法，其中所述话音帧包括代表音频信息的分组化数据。

34.一种装置，包含：

收发机，其被配置为在通信系统中从终端接收时间偏移参数以用于语音的时间偏移，其中所述时间偏移参数是基于所述通信的信道条件或所述通信系统的负载被所述终端确定的，所述终端响应于所述信道条件或所述负载动态地调整所述语音的播放；以及

调度器，其被配置为调度表示语音的话音帧以用于向所述终端传送，其中话音帧的调度根据所述时间偏移参数被修改。

35.根据权利要求34的装置，其中所述通信系统包括蜂窝网络，而且所述时间偏移参数是在所述蜂窝网络中的切换进程期间被产生的。

36.根据权利要求34的装置，进一步包含：

丢弃定时器，其被配置为指示话音帧应当何时被丢弃，其中所述时间偏移参数包括丢弃定时器值。

37.根据权利要求34的装置，其中所述时间偏移参数是与所述终端协商的。

38.根据权利要求34的装置，其中所述收发机被进一步配置为在上行链路上从所述终端接收话音帧，而且所述话音帧被所述终端标记为优先帧。

39.根据权利要求34的装置，其中所述话音帧包括代表音频信息的分组化数据。

40.一种系统，包含权利要求34的装置。