CN1839600A - 用于控制缓冲器操作特性的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于控制移动单元中缓冲器操作特性的系统和方法。在目的移动单元(106)的播出缓冲器(308)中接收来自源移动单元(102)的至少一个通信。该播出缓冲器可以具有相关的播出深度。在该播出缓冲器接收的该通信可以播放给在该目的移动单元的接收方。可以确定在该目的移动单元中的播出缓冲器的剩余播出深度。当在该目的移动单元中的播出缓冲器的剩余播出深度达到预定门限时，可以形成指示并将其发送给源移动单元。

Description

用于控制缓冲器操作特性的系统和方法

技术领域

本发明一般涉及双向通信系统，更具体地涉及这些系统内的呼叫管理过程。

背景技术

用于以无线方式发送语音通信的系统和方法是众所周知的。在无线系统中，在源移动单元的发送方可以向目的移动单元的接收方发送通信。通信通常通过无线基础设施从源移动单元发送到目的移动单元。

典型地，例如在源移动单元使用的语音编码器(声码器)把要发送的通信编码为帧序列。在向目的移动单元发送之前，通信通常存储在基础设施内的一个缓冲器或多个缓冲器中。然后，在基础设施定位该目的移动单元之后，基础设施发送该通信给目的移动单元。在目的移动单元，通信可以存储在“播出”(play-out)缓冲器中。在播出缓冲器中存储(或“排队”)了足够语音数据量之后，通信可以发送给在目的移动单元的声码器，在那里消息被解码并转换为能把通信呈现给预定接收方的格式，例如作为在扬声器的可听信号。

在前面提到的许多系统中出现的一个问题是维持播放给接收方的语音消息的音频质量及最小化其延迟。为了达到最佳音频质量及最小化延迟，最好是连续(或大体连续)的数据流从播出缓冲器流向在目的移动单元的声码器。但是，如果在源移动单元和基础设施之间或者从基础设施到目的移动单元之间出现传输差错，例如帧擦除(FER)，那么已知，该播出缓冲器将变成空的，而此时基础设施中的缓冲器仍然满着(或几乎满着)。换句话说，在基础设施中的缓冲器中存储的大量信息将仅仅缓慢地排向播出缓冲器。当目的移动单元等待足够数据量在播出缓冲器中变成可以使用时，可能出现向接收方呈现语音消息时的严重延迟以及信号质量的可能降低。

改变声码器速率可能影响播出缓冲器的使用并且前面的系统已经考虑到基于通用网络拥塞测量的声码器速率改变。这种性能还没有特别改善上述的情形。实际上，在这些系统中可能仍然出现严重的音频延迟。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的一个系统实例的框图；

图2是表示根据本发明一个实施例的缓冲器操作特性控制的呼叫流程图；

图3是根据本发明一个实施例的一个移动单元实例的框图；

图4是根据本发明一个实施例的另一个移动单元实例的框图；和

图5是根据本发明一个实施例的一个通信基础实施实例的框图。

本领域技术人员将认识到，附图中的元件说明是为了简明和清楚，并不需要按比例画。例如，为了帮助进一步理解本发明的各种实施例，在附图中的一些元件尺寸可能相对于其它元件放大了。另外，为了便于清楚认识本发明的各种实施例，在商业上可行的实施例中有用或需要的通用但是众所周知的元件并没有具体表示出来。

具体实施方式

按照这些实施例中的许多实施例，提供了一种用于控制移动单元中的缓冲器操作特性的系统和方法。来自源移动单元的至少一个通信可能在目的移动单元的播出缓冲器中接收。该播出缓冲器可能有相关的播出深度，其与播出缓冲器中提供的数据量或者如果该目标打算停止接收音频那么在音频用完之前该目标可以连续播放音频的时间量有关。在播出缓冲器接收的通信可以播放给在目的移动单元的接收方。可以确定在目的移动单元中的播出缓冲器的剩余播出深度。当该目的移动单元中的播出缓冲器的剩余播出深度达到预定门限时，可以形成一个指示并将其发送给源移动单元。

根据一个优选实施例，可以以一个编码速率编码从源移动单元到目的移动单元的通信并且将其发送给目的移动单元。该源移动单元接收从目的移动单元发送的该指示，然后至少部分地作为从该目的移动单元所接收指示的功能来调整从该源移动单元向该目的移动单元发送的通信的编码速率，或者发送该播出缓冲器的实际大小。

根据另一个优选方法，源移动单元包括一个声码器并且该源移动单元的编码速率可以通过调整该声码器的编码速率来调整。在一个实施例中，该指示是实时传输协议(RTP)头的形式。在另一个实施例中，该指示是否定应答消息(NAK)的形式。方便地，NAK可以在目的移动单元或者在基础设施内产生。

这样，通过调整源移动单元中声码器的编码速率来控制目的移动单元中播出缓冲器的操作特性。有利地是，快速且实时地把消息从目的移动单元传送给源移动单元，以便可以对在源移动单元的编码速率进行有效调整。这些实时调整最小化了或者消除了当在目的移动单元的播出缓冲器数据空(或几乎空)时所产生的在目的移动单元的音频延迟或者音频质量问题。

先参照图1，用于控制在目的移动单元的缓冲器操作特性的系统最好包括源移动单元102、无线基础设施104以及目的移动单元106。源移动单元102经通信信道108可通信地连接到无线基础设施104。无线基础设施104经通信信道110并且可选地通过补充通信信道112可通信地连接到目的移动单元106。图1的系统可以提供任何类型的电信业务。在一个实例中，该系统可以提供基于业务选项(SO)的调度(DC)分组数据业务，这在本领域中是已知的。

源和目的移动单元102和106可以是任何类型的无线通信装置。例如，他们可以是任何蜂窝电话、寻呼机、个人数字助理或者能够以无线方式发送和接收信息的这些装置的任意组合。此外，移动单元102和106可以符合任何标准或标准组。在一个例子中，移动单元102和106可以符合CDMA-2000标准组。

无线基础设施104可以是用于在不同移动单元之间建立无线通信会话的任何类型的通信设施。例如，无线基础设施104可以包括交换机、路由器、基站、缓冲器以及发送和路由移动单元之间的任何类型通信的控制单元。无线基础设施104可以符合任何标准或标准组。在一个例子中，无线基础设施104可以符合CDMA-2000标准组。

通信信道108、110和112可以是用于在两个点之间传送任何类型信息的任何通信机制。在一个例子中，他们可以包括如通过无线链路协议(RLP)和CDMA2000标准组或者通过无线链路控制(RLC)和3GPP标准组所规定的多个信道，例如业务信道和控制信道。优选地，通信信道108、110和112支持双向通信。

在图1的系统操作的一个例子中，在目的移动单元106接收来自源移动单元102的至少一个通信。例如，该通信可以是语音通信，其在源移动单元102的声码器以一编码速率编码为帧序列。该通信可以经通信信道108从源移动单元102发送到基础设施104并且经通信信道110从基础设施104发送到目的移动单元106。

目的移动单元106可以包括播出缓冲器，其具有相关的播出深度。该播出深度可以是该播出缓冲器中留下的剩余空间量或者如果该目标打算停止接收音频那么在音频用完之前该目标可能继续播放音频的时间量的度量。该通信可以被接收在播出缓冲器处并且播放给目的移动单元106处的接收方。

在优选方法中，目的移动单元106确定该播出缓冲器的剩余播出深度。当该目的移动单元106中的播出缓冲器的剩余播出深度达到一个预定门限时，在目的移动单元106形成指示并且将其发送给源移动单元102。该指示可以使用现有结构，例如是RTP头或NAK，用来指示该声码器的速率应该调整一预定量。在另一个例子中，该结构可以自己携带包含播出缓冲器的剩余播出深度的信息并且相应地调整声码器速率。也可能是其它的指示例子。

在一个例子中，该指示经通信信道110从目的移动单元106发送到基础设施104并且经通信信道108从基础设施104发送到源移动单元102。在另一个例子中，该指示经补充通信信道112从目的移动单元106发送到基础设施104并且经通信信道108从基础设施104发送到源移动单元102。在另一个例子中，基础设施104一旦确定没有接收到预期帧就产生NAK。在这种情况下，假定出现传输差错并且应该调整声码速率。这样，在该例子中，指示不需要在目的移动单元106形成，而是可以在基础设施104中产生(以NAK的形式)并发送给源移动单元102。

源移动单元102可以接收该指示。在分析该指示后，源移动单元102可以调整该声码器的编码速率。例如，如果所接收的指示是NAK，那么分析该NAK以确定该NAK是否是由于对一个帧的重传请求而发起的，其中该帧是原先在过去大于门限秒数前发送的。对于原先在过去大于门限秒数前发送的帧所接收的NAK可暗示播出缓冲器较低。

该速率可以调整一预定量，例如降低50％，或者如果该指示包括剩余播出深度，那么可以基于该深度调整一合适量。编码速率的改变可能导致信息从基础设施排向该播出缓冲器。

这样，通过调整在源移动单元102中的声码器编码速率来控制目的移动单元106中的播出缓冲器操作特性。可以快速且实时地对在源目的移动单元的声码器速率进行调整。通过这样做，可以降低、避免或完全消除在目的移动单元106的音频延迟和音频质量问题。

现在参照图2，描述相应方法的一个实例。在该例子中，源移动单元经无线基础设施向目的移动单元发送通信。在步骤202，源移动单元向基础设施发送语音消息。例如，源移动单元可以在源移动单元和目的移动单元之间建立的业务信道(TCH)上发送包括多个信息帧的语音消息。

在步骤204，基础设施接收该语音消息。例如，基础设施可以把该消息放在重新排序的队列中。在步骤206，这些帧被重新排序。如在帧被擦除并需要被重发的情况下，因为这些帧到达次序混乱，因此需要对这些帧重新排序。

在步骤208，把这些帧放在基础设施的传输缓冲器中以向目的移动单元传输。在步骤210，基础设施发送该语音消息给目的移动单元。例如，这可以在标准无线业务信道上完成。

在步骤212，这些帧被目的移动单元接收并且被放在播出缓冲器中。在步骤214，可以确定该播出缓冲器的播出深度是否达到一个预定门限。在步骤216，假定达到该预定门限，在目的移动单元形成一个指示，在步骤218，将其从目的移动单元发送给基础设施。可以经标准通信信道或补充通信信道发送该指示。

在步骤220，可以从基础设施把该指示发送给源移动单元。在一个例子中，经RTP头或NAK把该消息从基础设施传送给目的移动单元。如果所接收的指示是NAK，那么分析该NAK以便确定该NAK是否是由于对一个帧的重传请求而发起的，其中该帧原先在过去大于门限秒数前发送。

作为替换，基础设施在确定没有接收到预期帧时可以产生NAK。在这种情况下，假定，出现了传输差错并应该调整声码速率。这样，在该例中，如上所述不需在目的移动单元形成指示，而是在基础设施产生指示(以NAK的形式)并且将其发送给源移动单元。

在步骤222，源移动单元可以接收该指示，分析该指示并且确定对该源移动单元内的声码器的调整。在步骤224，可以基于该指示调整该源移动单元的声码器速率。

现在参照图3，描述适于提供这些动作的目的移动单元的一个实例。该移动单元包括终端连接器模块302(包括RLP代码单元304和重排序队列306)，播出缓冲器308，指示寄存器310，控制器312，声码器314，扬声器316和收发信机318。该终端连接器模块302连接到收发信机318和控制器312。控制器312连接到播出缓冲器308和指示寄存器310。指示寄存器310连接到收发信机318。播出缓冲器308连接到声码器314。声码器314连接到扬声器316。

终端连接器模块302包括RLP代码单元304和重排序队列306。在本领域中已知，RLP代码单元304控制进入重排序队列306的消息类型。冲排序队列306把接收的帧组织为正确的序列。例如，这些帧可能接收次序混乱，而重排序队列可以把这些帧组织为正确的顺序。

播出缓冲器308可以是能存储任何类型数据的任何类型的存储器装置。例如，播出缓冲器308可以是保存语音帧的标准缓冲器。播出缓冲器308可以具有相关的播出深度。播出深度可以是在规定时间在该播出缓冲器308中的数据量或者目的移动单元必须等待以排列语音消息给接收方的时间量或者如果该目标打算停止接收音频那么在音频用完之前该目标可以继续播放音频的时间量。

可以为播出缓冲器308的播出深度确定一预定门限。如果达到该门限，那么播出缓冲器就达到了指示播出缓冲器308中的数据量已经达到较低门限或者如果该目标打算停止接收音频那么在音频用完之前该目标可以继续播放音频的时间量已经达到门限的播出深度。

控制器312可以使用指示寄存器310来形成指示。该指示可以采用任何数量的形式。例如，它可以是RTP头的形式。该指示可以用来指示播出缓冲器达到预定播出深度并且应该调整该声码器的编码速率。作为替换，可以产生该指示为NAK。也可以是其它形式的指示。此外，该指示可以包括播出缓冲器的剩余播出深度。

控制器312可以是能够执行在存储器中存储的计算机指令的任何类型处理器。控制器312可以在指示寄存器310中形成该指示，监视播出缓冲器308达到预定门限的情形，并且在需要时发送该指示给基础设施(经收发信机318)。

声码器314可以是能够把模拟话音信号变换为数字信号并且把数字信号转换为话音的任何类型音频处理器。例如，声码器314可以接收数字形式的数据并且把该数据变换为代表话音的电信号，以便扬声器316可以以音频形式向接收方播放语音消息(该消息所代表的)。

扬声器316可以是能向接收方播放代表话音的电信号的任何类型电或电子装置。在一个例子中，扬声器316可以是蜂窝电话中通常使用的类型。

收发信机318可以是能够接收以无线形式发送的数据或者在无线通信信道上发射数据的任何类型装置。例如，收发信机318可以包括天线，其可以在无线信道上接收数据并且无线信道上发送数据。

在图3的移动单元的操作的一个例子中，在收发信机318接收语音消息。该语音信号可以通过RLP代码单元304发送，该单元304规定允许哪些消息进入该系统。接下来，冲排序队列306可以以正确的顺序放置消息帧。例如，如果帧编号为1-6，但是接收顺序为1、3、4、5、6和2，那么重排序队列以正确顺序(即1、2、3、4、5、6)放置这些帧。

播出缓冲器308然后可以接收该语音消息。播出缓冲器308然后可以发送该消息给声码器314。声码器314把这些帧变换为电信号。电信号最好发送给扬声器316，以便在目的移动单元的接收方可以听到该语音消息。

控制器312可以监视播出缓冲器308的播出深度。如果播出深度达到预定值，那么控制器312可以在指示寄存器中形成指示。在一个例子中，该指示是RTP头的形式。指示的其它例子和形式也是可以的。该指示然后被发送给收发信机318，在那里该指示被发送给基础设施。在接收后，基础设施可以发送该指示给源移动单元。

来自收发信机318的传输可以在业务信道上完成，这在本领域中是已知的。作为替换，来自收发信机318的传输可以经目的移动单元和基础设施之间的补充信道进行。

现在参照图4，描述适于提供上面提到的动作的源移动单元的一个例子。该移动单元包括麦克风402、声码器404、输入缓冲器406、收发信机408、控制器410和存储寄存器412。麦克风402还连接到声码器404。声码器404连接到输入缓冲器406。输入缓冲器406连接到收发信机408。收发信机408连接到存储寄存器412。存储寄存器412连接到控制器410。控制器410连接到声码器404。

麦克风402可以是接收人音频输入并且将其转换为电信号的任何装置。在一个例子中，麦克风可以是蜂窝电话使用的任何标准麦克风。

声码器404可以是能够把模拟话音信号变换为数字信号并且把数字信号转换为话音的任何类型音频处理器。例如，声码器404可以接收模拟电信号形式的数据并且把该信号变换为数字、编码形式以通过无线网络传输。

输入缓冲器406可为以任何形式存储信息的任何类型数据存储装置。例如，输入缓冲器406可以接收并且存储来自声码器404的编码语音帧。

收发信机408可以是能够接收以无线方式发射的数据或者在无线通信信道发射数据的任何类型装置。例如，收发信机408可以包括天线，其可以在无线信道上接收数据并且在无线信道上发射数据。

控制器410可以是执行在存储器中存储的计算机指令的任何类型装置。例如，控制器410可以分析存储寄存器412的内容来查看在存储寄存器中是否存在指示。控制器410然后可以基于在存储寄存器412中所接收的指示确定是降低还是增加声码器404的编码速率。如果该指示包括缓冲器的剩余播出缓冲器，那么控制器410可以确定对声码速率的调整量。其它功能也可以由控制器410执行。

存储寄存器412可以是用来保存任何类型信息的任何类型存储装置。例如，在收发信机408接收该指示之后，存储寄存器412可以保存该指示。

在图4的移动单元的操作的一个例子，在源移动单元的发送方向麦克风402讲语音消息。该消息可以被接收并且经声码器404以一编码速率编码。该消息可以放在输入缓冲器406中以准备传输。当准备好时，控制器410可以经收发信机408发射该消息。

此外，收发信机408可以接收指示。存储寄存器412可以接收并且存储从收发信机408接收的指示。例如，该指示可以是NAK或RTP头的形式。当接收指示时，控制器410可以从存储寄存器412中提取该指示并且分析该指示。该控制器410然后可以根据该指示(或在指示内所包含的信息)所要求的或从该指示中所推导出来的来调整声码器404的编码速率。例如，一接收到RTP头或NAK，编码速率可以降低一半。在另一个例子中，RTP头可以包括与播出缓冲器的大小有关的信息。控制器412可以提取该信息并且根据需要调整编码速率。

现在参照图5，描述适于支持这些动作的无线基础设施的一个例子。无线基础设施包括收发信机502、RLP终端连接器单元504(包括RLP代码单元506和RLP重排序队列508)、控制器510、输出缓冲器512、收发信机514和输入缓冲器516。收发信机502连接到RLP终端连接器单元504。RLP终端连接器单元504连接到控制器510。控制器510连接到输出缓冲器512、输入缓冲器516和收发信机502。输入缓冲器516连接到收发信机514。

收发信机502可以是能够接收以无线方式发送的数据或者在无线通信信道上发射数据的任何类型装置。例如，收发信机502可以包括天线，其可以在无线信道上接收数据并且在无线信道上发射数据。

RLP终端连接器单元504包括RLP代码单元506和RLP重排序队列508。RLP代码单元406可以调整信息流进入重排序队列508。RLP重排序队列508可以按照正确的顺序放置消息帧。例如，如果帧编号为1-6，但是接收顺序为5、4、6、3、2、1，那么重排序队列可以按照正确顺序(即1、2、3、4、5、6)放置这些帧。

控制器510可以是在基础设施内路由信息的任何类型处理器。控制器510还可以执行其它功能。在另一个例子中，控制器是聊天服务器，这在本领域中是已知的。

输入缓冲器516和输出缓冲器512可以是存储任何形式信息的数据存储装置。例如，输出缓冲器512可以在从基础设施把语音消息帧发射给目的移动单元之前存储这些帧。在另一个例子中，输入缓冲器516可以存储从目的移动单元接收(经收发信机514)的指示。

RLP收发信机514可以是以无线形式发射和/或接收语音消息的任何类型装置。例如，收发信机514可以包括天线。在一个例子中，发射机514可以省略并且可以从收发信机502进行传输。

在图5的基础设施的操作的一个例子中，可以在收发信机502接收语音消息。语音消息可以由RLP代码单元506(在RLP终端连接器单元504内)接收。在RLP代码单元506把该消息放在重排序队列508(在RLP终端连接器单元504内)中之后，如果这些帧接收顺序混乱，重排序队列508可以按照正确顺序放置这些帧。重排序队列508可以发送这些帧给控制器510。

控制器510可以把来自RLP终端连接器单元504的消息路由到输出缓冲器512。当准备好传输时，控制器510发起传输并且消息从输出缓冲器512发送给发射机514。这些帧然后发送给目的移动单元。

在图5的基础设施的操作的另一个例子中，可以在收发信机514接收RTP头。RTP头可以通过基础设施路由，例如由控制器510路由，并且经收发信机502发送给源移动单元。

作为替换，可以由基础设施，例如由控制器510，在确定没有收到预期帧时产生NAK。在这种情况下，假定出现传输差错并且应该调整声码器速率。这样，在该例中，如上所述不需要在目的移动单元中形成指示，而是在基础设施中产生(以NAK的形式)指示并将其发送该源移动单元。

尽管已经说明和描述了本发明的具体实施例，但是应该认识到，对于本领域技术人员来说可以想到大量的改变和修改，在所附的权利要求中应该覆盖落在本发明真正精神和范围内的所有那些改变和修改。

Claims (10)

1.一种用于调节目的移动单元中播出缓冲器的剩余播出深度的方法，该方法包括：

在播出缓冲器中接收来自源移动单元的至少一个通信，所述播出缓冲器具有相关的播出深度；

向在所述目的移动单元的接收方播放在所述播出缓冲器处接收的所述通信；

确定在所述目的移动单元中的播出缓冲器的剩余播出深度；以及

当所述目的移动单元中播出缓冲器的剩余播出深度达到预定门限时，向所述源移动单元发送指示。

2.如权利要求1的方法，包括：

以一编码速率编码所述通信并从所述源移动单元向所述目的移动单元发送所述通信；

从所述目的移动单元接收所述指示；以及

至少部分作为从所述目的移动单元接收的指示的函数，来调整从所述源移动单元向所述目的移动单元发送的所述通信的编码速率。

3.如权利要求2的方法，其中调整源移动单元的编码速率包括调整在所述源移动单元中的声码器的编码速率。

4.一种调节从源无线单元向目的无线单元发送的通信的编码速率的方法，该方法包括：

在源移动单元的声码器中以一编码速率编码通信并且发送该通信给所述目的单元；

从所述目的移动单元接收指示；以及

根据从所述目的移动单元接收的指示调整所述源移动单元中声码器的编码速率。

5.如权利要求4的方法，其中接收指示包括接收实时传输协议(RTP)头。

6.如权利要求4的方法，其中接收指示包括接收否定应答消息。

7.如权利要求6的方法，其中接收指示包括接收由于对帧的重传请求而发起的NAK，其中该帧原先是在过去大于门限秒数之前发送的。

8.一种系统，包括：

发射语音通信的源移动单元；

连接到所述源移动单元的无线基础设施，该基础设施从所述源移动单元接收所述语音通信并且在输出处呈现所述语音通信；以及

在所述无线基础设施的输出处连接到所述无线基础设施的目的移动单元，该目的移动单元从所述基础设施接收所述语音通信，所述目的移动单元包括播出缓冲器，该播出缓冲器具有相关的播出深度，所述目的无线单元把所述语音通信存储在所述播出缓冲器中并且当所述播出深度达到预定门限时形成指示。

9.一种用于控制输入通信的速率的装置，包括：

具有至少一个输出的无线收发信机；

具有播出深度并且存储从源移动单元接收的通信的播出缓冲器；

包含代表所述播出缓冲器的剩余播出深度的数据的指示寄存器；

连接到所述播出缓冲器和所述指示寄存器的控制器，所述控制器还经指示消息输出连接到所述收发信机，所述指示消息输出对应于所述指示寄存器的内容；

由此，所述无线收发信机将发射包括所述指示消息输出的通信。

10.一种无线传输装置，包括：

具有指示消息输入的收发信机；

连接到所述收发信机的存储寄存器，该存储寄存器存储所述收发信机在所述指示消息输入处接收的至少一个指示消息；

声码器，其具有通信输出和控制输入并且进一步具有响应于所述控制输入的相关可调节的声码器编码速率；以及

连接到所述存储寄存器并且通过所述控制输入连接到所述声码器的控制器，该控制器基于在所述存储寄存器中呈现出的至少一个指示消息的内容在所述控制输入上形成信号。

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