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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft eine Laufzeitschwankungs-Reduktionsvorrichtung zum sequentiellen
Empfangen einer Reihe von chronologischen Datensegmenten über einen Übertragungspfad,
wie beispielsweise das Internet, und zum Verzögern eines einzelnen Datensegments
für eine
geeignete Menge an Zeit, um dadurch eine Laufzeitschwankung zu reduzieren,
die im Ausbreitungsprozess eines einzelnen Datensegments aufgetreten
ist, und um chronologische Datensegmente zu erhalten, von welchen
Effekte der Laufzeitschwankung eliminiert worden sind; und ein Laufzeitschwankungs-Reduktionsverfahren
davon.
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Beschreibung
des zugehörigen
Standes der Technik
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Eine
Form von Datenübertragung
ist eine Echtzeit-Übertragung,
die eine chronologische Abtastung von kontinuierlichen Signalen,
wie beispielsweise Sprachsignale, nach einem Laden von ihnen zu
einer Vielzahl von aufeinander folgenden Paketen überträgt. Bei
einer solchen Echtzeit-Übertragung
ist es dann, wenn eine Laufzeit beim Übertragen eines Pakets für einzelne
Pakete einander gleich ist, möglich,
ein Sprachsignal von derselben Wellenform wie dem Quellenknoten
zu erhalten, indem eine chronologische Abtastung in einem Paket
zur Zeit eines Empfangens von einem jeweiligen Paket reproduziert
wird.
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In
einem Netzwerk, wie beispielsweise dem Internet, sind jedoch selbst
in einem Fall, in welchem eine Vielzahl von Paketen von einem unveränderten
Quellenknoten zu einem unveränderten
Zielortknoten übertragen
wird, die Ausbreitungs-Laufzeiten für einzelne Pakete nicht notwendigerweise
gleich zueinander, und die Ausbreitungs-Laufzeit variiert zwischen den Paketen.
Diese Variation der Ausbreitungs-Laufzeit zwischen Paketen wird
allgemein Laufzeitschwankung genannt.
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In
einem Fall, in welchem eine solche Laufzeitschwankung auftritt,
ist es dann, wenn eine chronologische Abtastung aus empfangenen
Paketen bei dem Zeitpunkt eines Empfangens von einem jeweiligen
Paket beim Zielortknoten reproduziert wird, nicht sichergestellt,
dass ein Signal von derselben Wellenform wie das ursprüngliche Übertragungssignal
aus den empfangenen Paketen reproduziert werden kann.
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In
einem solchen Fall führen
Zielortknoten normalerweise einen Schritt zum Reduzieren einer Laufzeitschwankung
unter Verwendung von Puffern durch, um chronologische Daten zu erhalten,
bei welchen Effekte einer Laufzeitschwankung eliminiert sind.
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Diese
Technik zum Reduzieren einer Laufzeitschwankung wird detailliert
unter Bezugnahme auf 12 bis 17 beschrieben.
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12 ist
ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Echtzeit-Sprachübertragungssystems
zeigt. In dem System wird bei einem Quellenanschluss bzw. Quellen-Endgerät 10 ein
Sprachsignal, das zu übertragen
ist, durch einen Sprachcodierer 11 codiert, und chronologische
Sprachpakete, auf welchen codierte Daten des Sprachsignals geladen
sind, werden erzeugt. Eine Übertragungseinheit 12 überträgt diese einzelnen
Sprachpakete zu einem Zielortanschluss 30. Jedes Sprachpaket
kommt bei dem Zielortanschluss 30 nach einem Laufen durch
ein Netzwerk 20 an. Bei dem Zielortanschluss 30 werden
Sprachpakete von dem Quellenanschluss 10 durch eine Empfangseinheit 31 empfangen
und in einem Puffer 32 aufbewahrt. Darauf folgend werden
im Puffer 32 aufbewahrte Sprachpakete aus dem Puffer 32 in
derselben Reihenfolge wie eine Reihenfolge gelesen, die bei dem
Quellenknoten erzeugt ist, und zu einem Sprachdecodierer 33 übertragen. Der
Sprachdecodierer 33 empfängt auf diese Weise übertragene
Sprachpakete und decodiert das Sprachsignal aus codierten Daten,
die in den Sprachpaketen enthalten sind.
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In
dem Echtzeit-Sprachübertragungssystem
wird jedes im Quellenanschluss 10 erzeugte Sprachpaket zum
Netzwerk 20 bei demselben Übertragungszeitintervall wie
dem erzeugten Zeitintervall von jedem Paket ausgesendet. Jedoch
ist, wie es bereits beschrieben ist, eine Ausbreitungs-Laufzeit,
die für
diese einzelnen Pakete zum Erreichen des Empfangsanschlusses 30 erforderlich
ist, nicht für
jedes Sprachpaket festgelegt. Insoweit dies der Fall ist, stellt
der Zielortanschluss 30 die Zeitgabe zum Senden einzelner
Sprachpakete zum Sprachdecodierer 33 ein. 17 zeigt
ein Beispiel dieser Zeiteinstellung. Bei dem in 17 gezeigten
Beispiel kommen Sprachpakete P0, P1 und P2 bei dem Zielortanschluss 30 an,
was jeweils eine Laufzeit von d0, d1 und d2 gedauert hat. Wie es
gezeigt ist, kann dann, wenn ein jeweiliges Sprachpaket P0, P1 und
P2 für
D0, D1 und D2 verzögert
werden kann, was eine geeignete Menge an Zeit für jedes Paket ist, in Folge
eine gesamte Laufzeit T festgelegt werden, wobei die gesamte Laufzeit
die Menge an Zeit ist, die für
jedes vom Quellenanschluss 10 zum Sprachdecodierer 33 übertragene
Pakete erforderlich ist. Der Puffer 32, wie er in 12 gezeigt
ist, ist eine Vorrichtung, die zum Einstellen von Verzögerungen
bzw. Laufzeiten verwendet wird, um die gesamte Laufzeit jedes Sprachpakets
auf diese Weise festzulegen.
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Unter
der Annahme einer minimalen Laufzeit eines Sprachpakets als dmin
und einer maximalen Laufzeit eines Sprachpakets dmax im Netzwerk 20 wird
die Differenz zwischen ihnen, nämlich
d = dmax – dmin, der
Bequemlichkeit halber Laufzeitschwankungsbreite genannt. Der Puffer 32 in 12 ist
erforderlich zum Einstellen einer Variation einer Laufzeit im Bereich
von dieser Laufzeitschwankungsbreite; anders ausgedrückt sollte
der Puffer 32 zum Reduzieren der Laufzeitschwankung fähig sein.
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Hierin
nachfolgend wird eine Laufzeiteinstellung eines Sprachpakets durch
den Puffer 32 unter Bezugnahme auf die 13A und 13B beschrieben.
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In 13B sind vier Warteschlangen vorgesehen, die oben
und unten parallel platziert sind, wobei jede Warteschlange eine
Kette von neun Kästen
in einer Zeile bzw. Reihe bildet. Die erste Warteschlange zeigt einen
Zustand des Puffers 32 zu einer bestimmten Zeit t1 an.
Die zweite Warteschlange zeigt einen Zustand des Puffers 32 zur
Zeit t2 an, die 1s später
als die Zeit t1 ist. Gleichermaßen
zeigen die dritte und die vierte Warteschlange jeweils einen Zustand
des Puffers 32 zur Zeit t3, die 1s später als die Zeit t2 ist, und
zur Zeit t4, die 1s später
als die Zeit t3 ist, an.
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Bei
dem in 13B gezeigten Beispiel hat der
Puffer 32 eine Kapazität
zum Speichern von neun Sprachpaketen. Jeder der neuen Kästen in
jeder Warteschlange ist ein Bereich zum Speichern eines Sprachpakets,
und die Bezeichnung #1 bis #9 in jedem Kasten zeigt die Adresse
von jedem Bereich an.
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Im
Zielortanschluss 30 wird ein Sprachpaket jede 1s aus dem
Puffer 32 gelesen und zum Sprachdecodierer 33 gesendet,
wobei "s" eine Einheit, wie
beispielsweise einige Millisekunden und einige Dutzend Millisekunden
ist, und zwar in Abhängigkeit
von einem Datenattribut, wobei die Einheit für jedes Datenattribut geeignet
ist. Die Adresse eines Bereichs, wo ein Sprachpaket gelesen wird,
wird auch als eine Adresse für
jede festgelegte Zeit 1s aktualisiert. In 13B ist
ein Bereich, wo ein Sprachpaket gerade gelesen wird, am rechten
Ende von jeder Warteschlange gezeigt, ein Bereich, der der nächste zur
linken davon ist, wo das Auslesen 1s später durchgeführt wird,
und ein Bereich, der der zweitnächste
zur linken dazu ist, wo das Auslesen 2s später durchgeführt wird.
Die anderen Bereiche folgen auf gleiche Weise; somit ist der Bereich,
der bei der Warteschlange ganz links ist, ein Bereich, wo ein Sprachpaket 8s später gelesen
wird.
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Bei
dem in 13B gezeigten Beispiel wird
ein Sprachpaket aus dem Bereich der Adresse #1 zur Zeit t1 gelesen.
Zur Zeit t2 wird ein weiteres Sprachpaket aus dem Bereich der Adresse
#2 gelesen, ein weiteres Sprachpaket wird aus dem Bereich der Adresse
#3 zur Zeit t3 gelesen und ein weiteres Paket aus dem Bereich der
Adresse #4 zur Zeit t4. Daher wird dann, wenn das zur Zeit t1 empfangene
Sprachpaket in den Bereich der Adresse #4 geschrieben wird, das
Sprachpaket vom Puffer 32 zum Sprachdecodierer 33 zur Zeit
t4 ausgegeben, was 3s später
ist. Ebenso wird dann, wenn ein zur Zeit t1 empfangenes Sprachpaket
in den Bereich der Adresse #9 geschrieben wird, das Sprachpaket
vom Puffer 32 zum Sprachdecodierer 33 8s später ausgegeben.
Auf diese Weise ermöglicht
ein Steuern einer Schreibadresse, in welche ein empfangenes Sprachpaket geschrieben
wird, ein Verzögern
des Sprachpakets für
ein beliebiges Ausmaß im
Bereich von 0s bis 8s.
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Daher
wäre es
dann, wenn es möglich
ist, ein Sprachpaket für
eine Menge an Zeit zu verzögern,
gefolgt durch ein Subtrahieren eines absoluten Menge bzw. eines
Absolutbetrags einer Verzögerungszeit
bzw. Laufzeit von einer maximalen Laufzeit, die zu reduzieren ist
(dmax, die in 17 gezeigt ist), und zwar unter der
Voraussetzung, dass wir einen Absolutbetrag einer Laufzeit erhalten
können,
seit jedes Sprachpaket durch den Quellenanschluss 10 übertragen
wurde, bis es den Zielortanschluss 30 erreicht, möglich, die
gesamte Laufzeit für
jedes vom Quellenanschluss 30 zum Sprachdecodierer 30 übertragene
Sprachpaket zu minimieren und auch festzulegen.
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Jedoch
ist der Zielortanschluss 30 nicht zum Herausfinden fähig, wie
viel an Ausbreitungs-Laufzeit es für jedes Sprachpaket dauert,
den Zielort zu erreichen. Als Folge davon wird eine herkömmliche
Laufzeitsteuerung für
jedes Paket bei dem folgenden Verfahren durchgeführt. Der Einfachheit halber
nehmen wir hier an, dass eine Reihe von Sprachpakten, die vom Quellenanschluss 10 in
einem bestimmten Zeitintervall übertragen
werden, den Zielortanschluss 30 in derselben Reihenfolge
wie der Übertragungsreihenfolge
erreicht.
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Zuallererst
schreibt der Zielortanschluss 30 auf ein Empfangen eines
ersten Sprachpakets durch das Netzwerk 20 hin, das Sprachpaket
in eine anfängliche
Eingabestelle des Puffers 32 (S1, S2 der 13A). Bei dem in 13b gezeigten
Beispiel ist die anfängliche
Eingabestelle ein Bereich, der einer Adresse entspricht, deren zugeordnete
Zahl um 1 größer als
ein Bereich ist, wo ein Sprachpaket bei der Stelle eines Empfangens des
ersten Sprachpakets gelesen wird.
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Dann
wird ein Sprachpaket bei und nach dem zweiten Paket in einem Bereich
geschrieben, wo das Auslesen unter Bereichen zu dem frühesten Zeitpunkt
durchgeführt
wird, die bei der Stelle eines Empfangens des Subjekt-Sprachpakets
leer sind (S3 der 13A).
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Bei
dem in 13B gezeigten Beispiel wird
das zur Zeit t1 empfangene erste Sprachpaket P1 in den Bereich der
Adresse #2 geschrieben, welche die anfängliche Eingabestelle ist.
Dann wird zur Zeit t2 kein Sprachpaket empfangen und wird das Sprachpaket
P1 von dem Bereich der Adresse #2 gelesen und zum Sprachdecodierer 33 gesendet.
Wenn die Zeit zu der Zeit t3 fortschreitet, wird ein zweites Sprachpaket
P2 empfangen. Es scheint so zu sein, dass es für das zu übertragende Sprachpaket P2
eine Laufzeit gedauert hat, die 1s länger ist, als für das Sprachpaket
P1. Dann wird das Sprachpaket P2 in einem Bereich geschrieben, wo
das Auslesen zu dem frühesten
Zeitpunkt unter leeren Bereichen durchgeführt wird, und zwar zu der Empfangszeit
t3, d.h. in den Bereich der Adresse #3. Darauf folgend wird zur
Zeit t3 das Sprachpaket P2 gelesen, direkt nachdem es geschrieben
ist, und zum Sprachdecodierer 33 zugeführt.
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Somit
veranlasst selbst dann, wenn die Sprachpakete P1 und P2 vom Quellenanschluss 10 mit
einem Zeitintervall von 1s zwischen ihnen übertragen werden, die Differenz
von 1s bezüglich
einer Ausbreitungs-Laufzeit zwischen den zwei Sprachpaketen die
Ankunft beim Zielortanschluss 30 bei dem Zeitintervall von
2s. Jedoch selbst in einem solchen Fall ermöglicht ein Bestimmen einer
anfänglichen
Eingangsstelle des Puffers 32 und ein Anwenden der Differenz
durch den Puffer 32, wie es oben beschrieben ist, ein Zuführen der Sprachpakete
P1 und P2 zum Sprachdecodierer 33 in demselben Zeitintervall
wie dem Übertragungsintervall des
Quellenanschlusses 10. Anders ausgedrückt ist es möglich, eine
Laufzeitschwankung, die so groß wie
1s ist, durch Zuteilen einer anfänglichen
Eingabestelle für
ein erstes Sprachpaket zu einem Bereich, der später als der gelesene Bereich
ausgegeben werden wird, sowie von dem Empfangen durch einen Bereich
gleich 1s zu reduzieren.
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Schaut
man auf eine Gruppe von seriellen Sprachpaketen, die vom Quellenanschluss 10 zum
Zielortanschluss 30 übertragen
werden, variiert ihre Ausbreitungs-Laufzeit vom minimalen Wert dmin
zum maximalen Wert dmax, wie es beispielsweise in 17 gezeigt
ist. Bei dem herkömmlichen
Stand der Technik wird dann, wenn ein erstes Sprachpaket P2 beim Zielortanschluss 30 empfangen
wird, eine anfängliche
Eingabestelle zu einem Bereich entsprechend einer Adresse zugeteilt,
die später
als die ausgelesene Adresse ausgegeben werden wird, und zwar bezüglich des
Empfangens durch die Anzahl von Bereichen äquivalent der Laufzeitschwankungsbreite
D = dmax – dmin,
und das Sprachpaket P1 wird dort hinein geschrieben. Ein Entscheiden über die
anfängliche
Eingabestelle auf diese Weise ermöglicht die vollständige Eliminierung
von im Voraus angenommenen Laufzeitschwankungen.
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Eine
detailliertere Beschreibung wird hierin nachfolgend unter Bezugnahme
auf die 14A, 14B, 15 und 16 an
gegeben werden. In der folgenden Beschreibung ist angenommen, dass
die Laufzeitschwankungsbreite 4s ist. Ebenso werden wir
der Einfachheit halber einen Fall annehmen, bei welchem die minimale
Laufzeit dmin 0s ist und die Laufzeitschwankungsbreite des Netzwerks 20 gleich
der maximalen Laufzeit dmax ist.
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In 14A sind die Sprachpakete P11 und P12 Pakete,
die aufeinander folgend vom Sprachcodierer 11 des Quellenanschlusses 10 ausgegeben
werden. Gleichermaßen
sind die Sprachpakete P21 und P22 Pakete, die aufeinander folgend
vom Sprachcodierer 11 des Quellenanschlusses 10 ausgegeben
werden. 14B stellt jedes Sprachpaket
dar, das die Empfangseinheit 31 des Zielortanschlusses 30 erreicht
hat. Bei dem gezeigten Beispiel erreichen die Sprachpakete P11 und
P12 die Empfangseinheit 33, wobei beide um die maximale
Laufzeit dmax = 4s verzögert
sind. Andererseits erreichen die Sprachpakete P21 und P22 die Empfangseinheit 31,
wobei das erstere um die minimale Laufzeit dmin = 0s verzögert ist
und das letztere um die maximale Laufzeit dmax = 4s verzögert ist. 14C stellt dann jedes der Sprachpakete dar, die
zu dem Sprachdecodierer 33 nach einer Ableitung bzw. Rücksicht,
die angewendet ist, zugeführt
werden.
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15 zeigt,
wie eine Ableitung auf die Pakete P11 und P12 durch den Puffer 32 durchgeführt wird, und 16 zeigt,
wie eine Ableitung an den Paketen P21 und P22 durch den Puffer 32 durchgeführt wird.
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Wie
es in 15 gezeigt ist, wird das Sprachpaket
P11, das die Empfangseinheit 31 zu einer Zeit t5 erreicht
hat, in den Bereich der Adresse #5 geschrieben, welches die anfängliche
Eingangsstelle ist, um dadurch für
eine Laufzeit von 4s verzögert
und von dem Puffer 32 zur Zeit t9 zum Sprachdecodierer 33 ausgegeben
zu werden. Dann wird das Sprachpaket P12, das die Empfangseinheit 31 zur
Zeit t6 erreicht hat, in den Bereich der Adresse #6 geschrieben,
welches ein Bereich ist, bei welchem ein Auslesen zu der frühesten Zeitgabe
unter freien Bereichen in Bezug auf das Empfangen durchgeführt werden
wird, um dadurch vom Puffer 32 zur Zeit t10 ausgegeben
zu werden, welches die nächste
Zeitgabe der Ausgabezeit für
das Sprachpaket P11 ist.
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Andererseits
wird eine Ableitung, wie sie beispielsweise folgt, für das Sprachpaket
P21 und P22 durchgeführt.
Zuallererst wird, wie es in 16 gezeigt
ist, das Sprachpaket P21, das die Empfangseinheit 31 zur Zeit
t1 erreicht hat, in den Bereich der Adresse #5 geschrieben, welches
die anfängliche
Eingabestelle ist, um dadurch für
eine Laufzeit von 4s verzögert
und vom Puffer 32 zur Zeit t5 ausgegeben zu werden. Dann
wird das Sprachpaket P22, das die Empfangseinheit 31 zur
Zeit t6 erreicht hat, in einen Bereich geschrieben, wo ein Auslesen
zu der frühesten
Zeitgabe unter freien bzw. leeren Bereichen bezüglich des Empfangens durchgeführt werden
wird, um dadurch sofort bzw. direkt vom Puffer 32 ausgegeben
zu werden.
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Wie
es bislang beschrieben ist, wird es dann, wenn eine anfängliche
Eingabestelle auf einen Bereich einer Adresse eingestellt wird,
der um die Anzahl von Bereichen gleich der Laufzeitschwankungsbreite
D = dmax – dmin
später
als die gelesene Adresse bezüglich
des Empfangens ausgegeben werden wird, möglich, jede Laufzeitschwankung
in dem Bereich des minimalen Werts dmin und des maximalen Werts
dmax zu reduzieren.
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Jedoch
bedeutet bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Stand der Technik,
dass ein erstes Sprachpaket, das durch den Zielortanschluss 10 empfangen
wird, für
eine Laufzeit verzögert
wird, die gleich der Laufzeitschwankungsbreite D ist, das dieselbe
Menge bzw. dasselbe Ausmaß an
Laufzeit auf die darauf folgenden bzw. nachfolgenden Sprachpakete
angewendet werden wird. Wenn angenommen wird, dass eine Laufzeit,
die für
das erste Sprachpaket zum Laufen durch ein Netzwerk hier d0 ist,
wird die gesamte Laufzeit D+d0 sein, wobei die gesamte Laufzeit
T das Ausmaß an
Zeit bezeichnet, das für
jedes Sprachpaket zum Erreichen des Sprachcodierers 33 des
Zielortanschlusses 30 erforderlich ist, und zwar seit der
Stelle davon, dass es von dem Sprachcodierer 11 des Quellenanschlusses 10 ausgegeben
wird. Jedoch variiert die Laufzeit des ersten Sprachpakets von dem
minimalen Wert dmin bis zum maximalen Wert dmax, was wiederum die
gesamte Laufzeit T von der Laufzeit d0 des ersten Sprachpakets abhängig macht.
Das bedeutet, dass in dem Fall, in welchem die Laufzeit d0 des ersten
Sprachpakets die minimale Laufzeit dmin ist, die gesamte Laufzeit
T kurz gemacht werden kann. Jedoch resultiert in einem Fall, in
welchem die Laufzeit des ersten Sprachpakets solang wie die maximale
Laufzeit dmax ist, die gesamte Laufzeit T in einer langen Zeitperiode,
die das Zweifache der maximalen Laufzeit dmax ist. In den letzten
Jahren hat die Verbreitung von beispielsweise einer Internettelefonie
unter Verwendung der VoIP-(Sprache über IP-)Technik einen Anruf
für eine
Kommunikation hoher Qualität
veranlasst, welcher das Verkürzen
bezüglich
der gesamten Laufzeit erfordert. Somit ist es für das Reduzieren einer Laufzeitschwankung
ungünstig,
dass die gesamte Laufzeit T lang wird.
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Beispielsweise
versucht
US 5,966,387 ,
eine Schwankung durch Verwenden einer Kombination aus adaptiven
Puffertechniken und einem erhöhten
Stempeln des Programmtaktreferenz-(PCR-)Werts mit korrigierten Werten
unter Verwendung von berechneten Fehlerquadratleitungen. Jedoch
bestimmt die Verwendung der Fehlerquadratleitung nur einen angenäherten Durchschnittswert,
der kein optimaler Wert beim erneuten Berechnen neuer PCR-Werte
ist. Daher benötigt
eine Schwankungs- und Laufzeitreduktion eine weitere Verbesserung.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Diese
Erfindung ist zum Lösen
des oben angegebenen Problems gemacht und zielt auf ein Bereitstellen
einer Laufzeitschwankungs-Reduktionsvorrichtung ab, die die gesamte
Laufzeit verkürzen
kann, und auf ein Laufzeitschwankungs-Reduktionsverfahren davon.
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Zum
Lösen des
oben angegebenen Problems stellt diese Erfindung eine Laufzeitschwankungs-Reduktionsvorrichtung
gemäß Anspruch
1 zur Verfügung,
die folgendes aufweist: eine Empfangseinheit zum sequentiellen Empfangen
chronologisch sequentieller Datensegmente über ein Netzwerk; einen Taktgenerator zum
Erzeugen und Zuführen
eines Taktes; eine Zeiterfassungseinheit zum Erhalten einer Empfangszeit
eines durch die Empfangseinheit empfangenen Datensegments; eine Übertragungszeit-Schätzeinrichtung
zum Schätzen
einer Übertragungszeit
für ein
durch die Empfangseinheit empfangenes Datensegment; eine Laufzeit-Schätzeinheit
zum Schätzen
einer Laufzeit für
das empfangene Datensegment auf der Basis einer Empfangszeit basierend
auf dem zugeführten
Takt und der Übertragungszeit
des empfangenen Datensegments; eine Schätzeinheit für eine minimale Laufzeit zum
Schätzen einer
minimalen Laufzeit beim Übertragen
eines Datensegments über
ein Netzwerk aus den von der Laufzeit-Schätzeinheit erhaltenen geschätzten Werten
einer Laufzeit einer Vielzahl von Datensegmenten; eine Berechnungseinrichtung
für eine
relative Laufzeit zum Erhalten einer relativen Laufzeit durch Subtrahieren
der minimalen Laufzeit von dem geschätzten Wert einer durch die
Laufzeit-Schätzeinheit
geschätzten
Laufzeit eines empfangenen Datensegments; und eine Laufzeiteinrichtung
zum Erhalten eines Ausmaßes
an Haltezeit entsprechend dem empfangenen Datensegment durch Subtrahieren
der relativen Laufzeit des empfangenen Datensegments von einer zu
reduzierenden maximalen Laufzeit, und zum Ausgeben des empfangenen
Datensegments nach einem Verzögern
des empfangenen Datensegments für
das Ausmaß an
Haltezeit entsprechend dem empfangenen Datensegment.
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Weiterhin
stellt diese Erfindung zum Lösen
des oben angegebenen Problems ein Laufzeitschwankungs-Reduktionsverfahren
nach Anspruch 11 zur Verfügung,
das folgendes aufweist: sequentielles Empfangen chronologisch sequentieller
Datensegmente über
ein Netzwerk; Erzeugen und Zuführen
eines Taktes; Erfassen einer Zeit zum Erhalten einer Empfangszeit
für ein
durch eine Empfangseinheit empfangenes Datensegment; Schätzen einer Übertragungszeit
für ein
im Empfangsschritt empfangenes Datensegment; Schätzen einer Laufzeit für das empfangene
Datensegment auf der Basis einer Empfangszeit basierend auf dem
zugeführten
Takt und der Übertragungszeit
des empfangenen Datensegments; Schätzen einer minimalen Laufzeit beim Übertragen
eines Datensegments über
das Netzwerk aus den von einer Laufzeit-Schätzeinheit erhaltenen geschätzten Werten
einer Laufzeit einer Vielzahl von Datensegmenten; Subtrahieren der
geschätzten
minimalen Laufzeit von dem geschätzten
Wert einer Laufzeit des Datensegments, um eine relative Laufzeit
zu erhalten, und Subtrahieren der relativen Laufzeit des empfangenen
Datensegments von einem vorbestimmten Wert einer maximalen Laufzeit,
um eine Haltezeit zu erhalten und auszugeben; und Ausgeben des empfangenen
Datensegments nach einem Verzögern
des empfangenen Datensegments für
die ausgegebene Haltezeit.
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Weiterhin
stellt diese Erfindung zum Lösen
des oben angegebenen Problems ein Programmprodukt gemäß Anspruch
14 zur Verfügung,
um einen an ein Netzwerk angeschlossenen Computer folgendes ausführen zu
lassen: einen Empfangsprozess zum sequentiellen Empfangen chronologisch
sequentieller Datensegmente über
ein Netzwerk; einen Zeiterfassungsprozess zum Erzeugen und Zuführen eines
Taktes; einen Zeiterfassungsprozess zum Erhalten einer Empfangszeit
eines durch eine Empfangseinheit empfangenen Datensegments; einen Übertragungszeit-Schätzprozess
zum Schätzen
einer Übertragungszeit
für ein
im Empfangsprozess empfangenes Datensegment; einen Laufzeit-Schätzprozess
zum Schätzen
einer Laufzeit für
das empfangene Datensegment auf der Basis einer Empfangszeit basierend
auf dem zugeführten
Takt und der Übertragungszeit
des empfangenen Datensegments; einen Schätzprozess für eine minimale Laufzeit zum Schätzen einer
minimalen Laufzeit beim Übertragen
eines Datensegments über
das Netzwerk aus den von einer Laufzeit-Schätzeinheit erhaltenen geschätzten Werten
einer Laufzeit einer Vielzahl von Datensegmenten; einem Berechnungsprozess
für eine
relative Laufzeit zum Subtrahieren der geschätzten minimalen Laufzeit von
dem geschätzten
Wert einer Laufzeit des Datensegments, um eine relative Laufzeit
zu erhalten, und zum Subtrahieren der relativen Laufzeit des empfangenen
Datensegments von einem vorbestimmten Wert einer maximalen Laufzeit,
um eine Haltezeit zu erhalten und auszugeben; und einen Laufzeitprozess
bzw. Verzögerungsprozess
zum Ausgeben des empfangenen Datensegments nach einem Verzögern des
empfangenen Datensegments für
die ausgegebene Haltezeit.
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Weiterhin
stellt diese Erfindung zum Lösen
des oben angegebenen Problems ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch
17 zur Verfügung,
das ein Programm aufgezeichnet hat, um einen an einem Netzwerk angeschlossenen
Computer folgendes ausführen
zu lassen: einen Empfangsprozess zum sequentiellen Empfangen chronologisch
sequentieller Datensegmente über
ein Netzwerk; einen Zeiterfassungsprozess zum Erzeugen und Zuführen eines
Taktes; einen Zeiterfassungsprozess zum Erhalten einer Empfangszeit
eines durch eine Empfangseinheit empfangenen Datensegments; einen Übertragungszeit-Schätzprozess
zum Schätzen
einer Übertragungszeit
für ein
im Empfangprozess empfangenes Datensegment; einen Laufzeit-Schätzprozess
zum Schätzen
einer Laufzeit für
das empfangene Datensegment auf der Basis einer Empfangszeit basierend
auf den zugeführten
Takt und der Übertragungszeit
des empfangenen Datensegments; einen Schätzprozess für eine minimale Laufzeit zum
Schätzen
einer minimalen Laufzeit beim Übertragen
eines Datensegments über
das Netzwerk aus den von einer Laufzeit-Schätzeinheit erhaltenen geschätzten Werten
einer Laufzeit einer Vielzahl von Datensegmenten; einen Berechnungsprozess
für eine
relative Laufzeit zum Subtrahieren der geschätzten minimalen Laufzeit von
dem geschätzten
Wert einer Laufzeit des Datensegments, um eine relative Laufzeit
zu erhalten, und zum Subtrahieren der relativen Laufzeit des empfangenen
Datensegments von einem vorbestimmten Wert einer maximalen Laufzeit,
um eine Haltezeit zu erhalten und auszugeben; und einen Laufzeitprozess
bzw. Verzögerungsprozess
zum Ausgeben des empfangenen Datensegments nach einem Verzögern des
empfangenen Datensegments für
die ausgegebene Haltezeit.
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Vorteilhafte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind weiterhin in abhängigen Ansprüchen 2 bis
10, 12, 13, 15, 16, 18 und 19 enthalten.
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Eine
solche Laufzeitschwankungs-Reduktionsvorrichtung ermöglicht im
Gegensatz zu dem System nach dem Stand der Technik der
US 5 966 387 die Schätzung eines
minimalen Werts einer Laufzeit, die zum Übertragen von Datensegmenten,
wie beispielsweise Paketen, erforderlich ist, um dadurch eine Haltezeit
einer Ableitung zum Reduzieren einer Laufzeitschwankung basierend
auf dem minimalen Wert zu bestimmen. Als Ergebnis wird eine Laufzeitschwankung
einer Gruppe von empfangenen Datensegmenten reduziert sowie die gesamte
Laufzeit davon verkürzt.
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Die
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung enthalten ein Ausführungsbeispiel, wie beispielsweise
ein Erzeugen und Verkaufen einer Vorrichtung, die eine Laufzeitschwankung
reduziert, wie es bei den oben angegebenen Ausführungsbeispielen angegeben
ist, sowie ein Ausführungsbeispiel
zum Vertreiben eines Programms über
eine Telekommunikationsleitung, um einen an ein Netzwerk angeschlossenen
Computer als Laufzeitschwankungs-Reduktionsvorrichtung
funktionieren zu lassen, wie es bei den obigen Ausführungsbeispielen
offenbart ist, und ein Ausführungsbeispiel
zum Vertreiben eines solchen Programms, das in einem computerlesbaren
Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Gesamtkonfiguration eines Echtzeit-Sprachübertragungssystems
in Bezug auf ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Zielortanschlusses
bei dem Ausführungsbeispiel
zeigt.
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3 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Laufzeiteinheit
bzw. Verzögerungseinheit bei
dem Ausführungsbeispiel
zeigt.
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Sprachpakets bei
dem Ausführungsbeispiel zeigt.
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5 ist
ein Zeitdiagramm, das einen Betrieb des Zielortanschlusses bei dem
Ausführungsbeispiel darstellt.
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6 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Zielortanschlusses
bei einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ist
ein Diagramm, das ein Paket zeigt, das den Start eines Nichtsprachabschnitts
mitteilt.
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8 ist
ein Zeitdiagramm, das einen Betrieb des Ausführungsbeispiels zeigt.
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9 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb des Ausführungsbeispiels darstellt.
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10A, 10B und 10C sind Zeitdiagramme, die ein Betriebsbeispiel
des Ausführungsbeispiels
darstellen.
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11A und 11B stellen
einen Effekt des Ausführungsbeispiels
dar.
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12 ist
ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Echtzeit-Sprachübertragungssystems
zeigt.
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13A ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb
des Systems darstellt.
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13B ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb des
Systems darstellt.
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14A, 14B und 14C sind Zeitdiagramme, die ein Beispiel des Systems
darstellen.
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15 ist
ein Betriebsbeispiel des Systems.
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16 ist
ein Betriebsbeispiel des Systems.
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17 ist
ein Betriebsbeispiel des Systems.
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Detaillierte
Beschreibung
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Hierin
nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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A. Erstes Ausführungsbeispiel
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Echtzeit-Sprachübertragungssystems zeigt,
das ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist. In dem Echtzeit-Sprachübertragungssystem
sind ein Quellenanschluss 10 mit einem Sprachcodierer 11 und
einer Übertragungseinheit 12 wie
bei dem herkömmlichen
Stand der Technik vorgesehen. Der Quellenanschluss 10 und
ein Zielortanschluss 100 sind beides VoIP-Anschlüsse. Dieses
Echtzeit-Sprachübertragungssystem
dient zum Liefern eines Internet-Telefondienstes
zu einem Anwender.
-
2 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Zielortanschlusses 100 zeigt.
In dieser Figur ist eine Empfangseinheit 101 eine Vorrichtung,
die Sprachpakete vom Quellenanschluss 10 über das
Internet 20 empfängt.
Eine Paketbeendigungseinheit 102 ist eine Vorrichtung,
die ein Protokoll des Internets 20 beendet. Ein durch die
Empfangseinheit 101 empfangenes Sprachpaket wird durch
die Paketbeendigungseinheit 102 zu einer Zeitstempel-Erfassungseinheit 108 und
einer Laufzeit-Schätzeinheit 106 übertragen.
Ebenso holt die Paketbeendigungseinheit 102 codierte Sprachdaten
aus dem Nutzlastabschnitt des empfangenen Sprachpakets und führt die
Daten zu einer Laufzeiteinheit 103 zu.
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Ein
Generator 107 für
einen internen Takt erzeugt einen internen Takt einer bestimmten
Frequenz und führt
den erzeugten Takt zu der Laufzeit-Schätzeinheit 106 und
einer Laufzeiteinheit 103 zu.
-
Die
Laufzeiteinheit 103 wird mit Daten einer Haltezeit von
einer Haltezeit-Einstelleinheit 104 versorgt. Später wird
beschrieben werden, wie die Daten der Haltezeit zu erzeugen sind.
Die Laufzeiteinheit 103 ist eine Vorrichtung, die einen
Sprachdecodierer 110 nach einem Halten von codierten Sprachdaten
versorgt, die von der Paketbeendigungseinheit 102 zugeführt worden
sind. Die Laufzeiteinheit 103, wie sie beispielsweise in 3 gezeigt
ist, weist einen RAM 103A, eine Schreibschaltung 103B zum
Schreiben codierter Sprachdaten, die von der Paketbeendigungseinheit 102 zugeführt sind,
in den RAM 103A und eine Leseschaltung 103C zum Auslesen
von codierten Sprachdaten aus dem RAM auf. Die Leseschaltung 103C zählt einen
internen Takt, der von dem Generator 107 für einen
internen Takt zugeführt
wird, führt
den gezählten
Wert zum RAM 103A als Leseadresse zu, liest codierte Sprachdaten
aus einem Bereich im RAM 103A entsprechend der Leseadresse
aus und gibt die Daten zum Sprachdecodierer 110 aus. Wenn
codierte Sprachdaten eines Sprachpakets von der Paketbeendigungseinheit 102 ausgegeben
werden, erhält
die Schreibschaltung 103B eine Schreibadresse basierend
auf einer Leseadresse, die von der Leseschaltung 103C ausgegeben
wird, in Bezug von derjenigen Stelle, und Daten einer Haltezeit,
die von der Haltezeit-Einstelleinheit 104 ausgegeben wird.
Dann wird die Schreibadresse zum RAM 103A zugeführt und
werden die codierten Daten des Sprachpakets in einem Bereich entsprechend
der Schreibadresse des RAM 103A geschrieben. Die codierten
Sprachdaten, die in den RAM 103A geschrieben sind, werden
dann, wenn eine Zeit entsprechend den Daten einer Haltezeit zu einer späteren Zeit
verstreicht, aus den ROM 103A gelesen und zum Sprachdecodierer 110 ausgegeben.
-
Der
Sprachdecodierer 110 ist eine Vorrichtung, die Sprachdaten
aus codierten Daten decodiert, die von der Laufzeiteinheit 103 ausgegeben
werden.
-
Die
Zeitstempel-Erfassungseinheit 108, die Laufzeit-Schätzeinheit 106,
eine Schätzeinheit 105 für eine minimale
Laufzeit und die Haltezeit-Einstelleinheit 104 kooperieren
zum Ausbilden einer Einrichtung zum Erzeugen von Daten einer Haltezeit.
-
Wie
es bereits beschrieben ist, wird die Zeitstempel-Erfassungsschaltung 108 mit
durch die Empfangseinheit 101 empfangenen Sprachpaketen
versorgt. Der Quellenanschluss 10 (1), wo die
Sprachpakete entstanden sind, enthält einen Zähler, der einen Takt einer
vorbestimmten Frequenz zählt
und Zeitdaten ausgibt, die eine aktuelle Zeit bestimmen, und die
Zeitdaten von dem Zähler
bei der Stelle eines Erzeugens eines Sprachpakets liest, so dass
die Zeitdaten im Anfangsblock des Sprachpakets als Zeitstempel enthalten sind. 4 ist
ein Beispiel für
Sprachpakete mit einem solchen Zeitstempel im Anfangsblock. Die
Zeitstempel-Erfassungsschaltung 108 holt den Zeitstempel
von dem empfangenen Sprachpaket und sendet ihn zu der Laufzeit-Schätzeinheit 106.
-
Der
Generator 107 für
einen internen Takt gibt einen internen Takt derselben Frequenz
wie derjenigen des Takts aus, der im Quellenanschluss 10 verwendet
wird. Die Laufzeit-Schätzeinheit 106 zählt einen
internen Takt, der von dem Generator 107 für einen
internen Takt ausgegeben wird, und erzeugt Zeitdaten, die eine aktuelle
Zeit bestimmen. Diese Zeitdaten stimmen nahezu mit den Zeitdaten überein,
die im Quellenanschluss 10 erzeugt werden, aber es gibt
keine Sicherheit für
die vollständige Übereinstimmung.
Jedoch werden beide Zeitdateneinheiten durch Zählen eines Taktes erzeugt,
deren Frequenz identisch zueinander ist. Daher ist der Unterschied
bezüglich
einer Zeit zwischen beiden Zeitdateneinheiten festgelegt. Die Laufzeit-Berechnungsschaltung 106 erhält dann,
wenn ein Zeitstempel eines Sprachpakets von der Zeitstempel-Erfassungsschaltung 108 zugeführt wird,
einen geschätzten
Wert einer Laufzeit, die für
die Übertragung
eines Sprachpaketes erforderlich ist, durch Subtrahieren des Zeitstempels
von den Zeitdaten der Empfangszeit des Sprachpakets.
-
Die
Schätzeinheit 105 für eine minimale
Laufzeit ist eine Vorrichtung zum Schätzen einer minimalen Laufzeit,
die für
die Übertragung
eines Sprachpakets erforderlich ist. Die Schätzeinheit 105 für eine minimale Laufzeit
empfängt
sequentiell von der Laufzeit-Schätzeinheit 106 geschätzte Werte
einer Verzögerungszeit bzw.
Laufzeit von Sprachpaketen, die in einer Sequenz durch die Empfangseinheit 101 empfangen
worden sind. Jedes Mal dann, wenn die Schätzeinheit 105 für eine minimale
Laufzeit einen geschätzten
Wert empfängt,
wählt sie
den kleinsten Wert unter geschätzten
Werten für
eine Laufzeit bis zu derjenigen Stelle aus und betrachtet den ausgewählten Wert
als einen geschätzten
Wert für
die minimale Laufzeit.
-
Die
Haltezeit-Einstelleinheit 104 ist eine Vorrichtung, die
jedes Mal dann, wenn ein Sprachpaket Pi (i = 0, 1, 2,...) empfangen
wird, Daten einer Haltezeit da entsprechend dem Sprachpaket Pi aus
der nachfolgenden Gleichung berechnet: Da = dmin + D + di ...(1)wobei
di eine Laufzeit eines Sprachpakets Pi ist, die durch die Laufzeit-Schätzeinheit 106 abgeschätzt wird, dmin
eine minimale Laufzeit von allen Sprachpaketen bis zu dem Sprachpaket
Pi ist und D eine voreingestellte maximale Laufzeit ist.
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Die
Daten einer Haltezeit da werden beim Berechnen einer Schreibadresse
zum Schreiben einer codierten Sprachdateneinheit eines Sprachpakets
in den RAM 103A verwendet, wie es oben beschrieben ist.
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5 ist
ein Diagramm, das einen Betrieb des vorliegenden Ausführungsbeispiels
zeigt. Ein Betrieb des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird unter
Bezugnahme auf die Figur beschrieben werden.
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Im
Zielortanschluss 100 wird die Laufzeit-Schätzeinheit 106 dann,
wenn ein erstes Sprachpaket P0 empfangen wird, einen geschätzten Wert
einer Laufzeit gemäß der folgenden
Gleichung aus einer Empfangszeit c0 und einer Zeit t0, die durch
den Zeitstempel bestimmt ist, der aus dem Sprachpaket P0 geholt
ist, berechnen: d0
= c0 – t0 ...(2)woraus
bei dem gezeigten Beispiel eine Laufzeit des ersten Sprachpakets
P0 derart gefunden wird, dass sie 7s ist.
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Dann
betrachtet die Schätzeinheit 105 für eine minimale
Laufzeit d0 = 7s als den anfänglichen
geschätzten
Wert der minimalen Laufzeit dmin.
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Darauf
folgend erhält
die Haltezeit-Einstelleinheit 104 Daten einer Haltezeit
da entsprechend dem Sprachpaket P0 wie folgt: da = dmin + D – d0
=
7s + 12s – 7s
=
12s ... (3)wobei
D bei diesem Beispiel auf 12s eingestellt ist.
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Die
Daten einer Haltezeit da, die durch die Haltezeit-Einstelleinheit 104 erhalten
werden, werden zu der Laufzeiteinheit 103 gesendet. Die
Laufzeiteinheit 103 verzögert die codierten Sprachdaten
des Sprachpakets P0 für
ein Ausmaß an
Zeit, das gleich den Daten einer Haltezeit da ist, um die codierten
Daten zum Sprachdecodierer 110 zuzuführen.
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Wenn
ein nachfolgendes Sprachpaket Pi zu einer späteren Zeit empfangen wird,
berechnet die Laufzeit-Schätzeinheit 106 einen
geschätzten
Wert einer Laufzeit gemäß der folgenden
Gleichung aus Empfangszeitdaten ci und einer Zeit ti, die durch
einen Zeitstempel bestimmt ist, der aus dem Sprachpaket Pi geholt
ist. di = ci – ti ... (4)
-
Dann
vergleicht die Schätzeinheit 105 für eine minimale
Laufzeit di gegenüber
einem geschätzten Wert
der minimalen Laufzeit dmin bezüglich
dieser Stelle und behält
den aktuellen geschätzten
Wert dmin für die
minimale Laufzeit bei, wenn gefunden wird, dass di > dmin gilt; wenn herausgefunden
wird, dass di < dmin gilt,
wird dmin durch einen Wert von di ersetzt.
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Die
Haltezeit-Einstelleinheit 104 berechnet Daten einer Haltezeit
da entsprechend dem Sprachpaket Pi aus der vorgenannten Gleichung
(1). Dann verzögert
die Laufzeiteinheit bzw. Verzögerungseinheit 103 die codierten
Sprachdaten des Sprachpakets Pi für ein Ausmaß an Zeit gleich Daten einer
Haltezeit da zum Zuführen
der codierten Daten zum Sprachdecodierer 110.
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Der
obige Betrieb wird für
alle Sprachpakete durchgeführt.
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Beim
Beginn einer Session wird ein geschätzter Wert der minimalen Laufzeit
dmin relativ oft aktualisiert. Jedoch wird die minimale Laufzeit
um so öfter
abgeschätzt,
um so mehr Sprachpakete empfangen werden, und um so mehr wird der
geschätzte
Wert für
die minimale Laufzeit dmin zu einem wirklichen Wert der minimalen
Laufzeit. Daher wird, wenn ein Zeitintervall zum Aktualisieren des
geschätzten
Werts für
die minimale Laufzeit dmin länger
wird, der geschätzte
Wert für
die minimale Laufzeit dmin stabilisiert. Bei dem gezeigten Beispiel ändert sich
ein geschätzter
Wert für
die minimale Laufzeit dmin auf eine Weise, dass sie beispielsweise
7s bei der Stelle eines Empfangens des Sprachpakets P0 wird, 6s
bei der Stelle eines Empfangs des Sprachpakets P2, 4s bei der Stelle
eines Empfangens des Sprachpakets P6 und 3s bei der Stelle eines
Empfangens des Sprachpakets P12.
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Eine
gesamte Laufzeit T, seit ein Sprachpaket vom Sprachcodierer 11 des
Quellenanschlusses 10 ausgegeben wurde, bis codierte Sprachdaten
davon zum Sprachdecodierer 110 des Zielortanschlusses 110 ausgegeben
werden, wird aus der folgenden Gleichung erhalten T = di + da
= di + dmin
+ D – di
=
dmin + D (5)
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Wie
es beispielsweise in 5 gezeigt ist, konvergiert dann,
wenn mehrere Sprachpakete empfangen sind, der geschätzte Wert
für die
minimale Laufzeit dmin nach und nach zu einem kleinen Wert. Als
Ergebnis konvergiert auch die gesamte Laufzeit T nach und nach zu
einem kleinen Wert.
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Da
die gesamte Laufzeit T von einem geschätzten Wert für die minimale
Laufzeit abhängt, ändert sich die
gesamte Laufzeit T zu Beginn einer Session relativ oft. Jedoch wird,
um so mehr Sprachpakete empfangen werden, ein Zeitintervall zum
Aktualisieren der gesamten Laufzeit T um so länger, und erreicht der Wert
für eine
gesamte Laufzeit T schließlich
einen minimalen Wert.
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B. Zweites Ausführungsbeispiel
-
6 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Zielortanschlusses 100 in
Bezug auf ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Zielortanschluss 100 bei
diesem Ausführungsbeispiel
enthält
weiterhin eine Nichtsprachabschnitts-Erfassungseinheit 109 zusätzlich zu
den Komponenten des Zielortanschlusses 100 für das erste
Ausführungsbeispiel.
Die Nichtsprachabschnitts-Erfassungseinheit 109 überwacht
die Nutzlast von Sprachpaketen, die in einer Sequenz empfangen werden,
und erfasst Nichtsprachabschnitte. Zum weiteren Beschreiben im Detail überträgt ein Quellenanschluss 10 beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
dann, wenn ein Anwender des Anschlusses 10 eine Vokalisierung
stoppt und ein Nichtsprachabschnitt, in welchem es keine zu übertragende
Sprache gibt, beginnt, zum Zielortanschluss 100 ein Sprachpaket,
das Information enthält,
die den Start des Nichtsprachabschnitts in der Nutzlast bezeichnet, wie
es in 7 gezeigt ist. Die Nichtsprachabschnitts-Erfassungseinheit 109 des
Zielortanschlusses 100 erfasst durch Empfangen dieses Sprachpakets
den Start eines Nichtsprachabschnitts. Wenn der Zielortanschluss 100 ein
Sprachpaket einschließlich
irgendeiner Art von codierten Sprachdaten in der Nutzlast zu einer späteren Zeit
empfängt,
erfasst die Nichtsprachabschnitts-Erfassungseinheit 109 das
Ende des Nichtsprachabschnitts.
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Darauf
folgend berechnet eine Haltezeit-Einstelleinheit 104 beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel dann,
wenn das Ende des Nichtsprachabschnitts durch die Nichtsprachabschnitts-Erfassungseinheit 109 erfasst
wird, Daten einer Haltezeit da aus einem geschätzten Wert einer Laufzeit für ein erstes
Sprachpaket eines Sprachabschnitts, welcher Wert von einer Laufzeit-Schätzeinheit 106 erhalten
wird, einen geschätzten Wert
für die
minimale Laufzeit, welcher Wert von einer Schätzeinheit für eine minimale Laufzeit 105 bei
der Stelle erhalten wird, und eine bekannte Laufzeitschwankungsbreite,
wobei das Ergebnis zu einer Laufzeiteinheit 103 ausgegeben
wird. Das Berechnen von Daten einer Haltezeit und das Zuführen der
Daten zu der Laufzeiteinheit 103 werden jedes Mal dann
durchgeführt,
wenn ein Nichtsprachabschnitt beginnt.
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8 ist
ein Zeitdiagramm, das einen Betrieb des Zielortanschlusses 100 in
Bezug auf das vorliegende Ausführungsbeispiel
zeigt, und 9 ist ein Ablaufdiagramm, das
einen Betrieb des Zielortanschlusses 100 in Bezug auf das
vorliegende Ausführungsbeispiel
zeigt. Der Betrieb des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird hierin
nachfolgend unter Bezugnahme auf diese Figuren beschrieben werden.
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Wenn
eine Telefon-zu-Telefon-Konversation zwischen dem Quellenanschluss 10 und
dem Zielortanschluss 100 initiiert wird, werden ein Sprachabschnitt
und ein Nichtsprachabschnitt abwechselnd wiederholt, wie es in 8 gezeigt
ist, wobei der Sprachabschnitt eine Periode ist, wo Sprachpakete,
die die Sprache eines Anrufers darstellen, durch den Zielortanschluss 100 empfangen
werden, und wobei der Nichtsprachabschnitt eine Periode ist, wo
keine Sprachpakete empfangen werden.
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Wie
beim ersten Ausführungsbeispiel
erhält
die Laufzeit-Schätzeinheit 106 jedes
Mal dann, wenn ein Sprachpaket durch die Empfangseinheit 101 empfangen
wird, einen geschätzten
Wert einer Laufzeit für
das Sprachpaket (Schritte S101 und S102).
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In
einem ersten Sprachabschnitt SP0 betrachtet bzw. berücksichtigt
die Schätzeinheit 105 für eine minimale
Laufzeit einen geschätzten
Wert einer Laufzeit für
ein erstes Sprachpaket P0 als einen geschätzten Wert der minimalen Laufzeit
dmin (Schritte S103 und S104). In Bezug auf jedes der empfangenen
Sprachpakete im ersten Sprachabschnitt SP0 werden Daten einer Haltezeit
da aus der vorgenannten Gleichung (1) berechnet, und ein Ergebnis
davon wird zu der Laufzeiteinheit 103 eingestellt (Schritt
S105). In der Laufzeiteinheit 103 wird eine Schreibadresse
aus den Daten einer Haltezeit da gefunden und eine Leseadresse eines
RAM 103A in Bezug auf diese Stelle. Dann werden codierte
Sprachdaten eines Sprachpakets in einen Bereich des RAM 103A entsprechend
der Schreibadresse geschrieben. Die codierten Sprachdaten werden,
nachdem eine Zeit um ein Ausmaß an
Zeit gleich den Daten einer Haltezeit da verstrichen ist, aus dem
RAM 103A gelesen und zu einem Sprachdecodierer 110 zugeführt (Schritt
S106).
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Dann,
wenn ein Sprachpaket, wie es in 7 dargestellt
ist, durch die Empfangseinheit 101 empfangen wird, erfasst
die Nichtsprachabschnitts-Erfassungseinheit 109 den Start
eines Nichtsprachabschnitts NP0. Anstelle eines Übertragens eines Pakets zum
Benachrichtigen über
den Start eines Nichtsprachabschnitts vom Quellenanschluss 10 zum
Zielortanschluss 100 auf eine solche Weise ist es auch
möglich,
den Start einer Nichtsprachperiode zu erfassen, wenn ein Sprachpaket
nicht über
eine bestimmte Periode bei dem Zielortanschluss 100 empfangen
wird.
-
Wir
nehmen an, dass sich der Sprachabschnitt SP0 zu dem Nichtsprachabschnitt
NP0 ändert
und dass ein nachfolgender Sprachabschnitt SP1 zu einer späteren Zeit
beginnt. Wenn ein erstes Sprachpaket P0 des Sprachabschnitts SP1
durch die Empfangseinheit 101 empfangen wird, findet die
Laufzeit-Schätzeinheit 106 einen
geschätzten
Wert einer Laufzeit d0 des Sprachpakets P0 heraus (S101 und S102
in 6).
-
Darauf
folgend schätzt
die Schätzeinheit 105 für eine minimale
Laufzeit eine minimale Laufzeit dmin unter geschätzten Werten einer Laufzeit
für alle
Sprachpakete, die bis zu dieser Stelle empfangen worden sind (Schritt
S104). Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
kann ein geschätzter
Wert der minimalen Laufzeit nur dann aktualisiert werden, wenn ein
erstes Sprachpaket eines Sprachabschnitts empfangen wird. Anders
ausgedrückt
wird dann, wenn ein Sprachabschnitt einmal beginnt, der geschätzte Wert
der minimalen Laufzeit selbst dann nicht aktualisiert, wenn ein
Wert einer Laufzeit derart geschätzt
wird, dass er kleiner als derjenige der minimalen Laufzeit zu Beginn
ist. Die Aktualisierung kann dann durchgeführt werden, wenn der Sprachabschnitt
endet, um sich zu einem Nichtsprachabschnitt zu ändern, und ein anderer Sprachabschnitt
beginnt.
-
Bei
der Stelle eines Empfangens des ersten Sprachpakets P0 des Sprachabschnitts
SP1 erhält
die Haltezeit-Einstelleinheit 104 den geschätzten Wert
der minimalen Laufzeit dmin aus der Schätzeinheit 105 für eine minimale
Laufzeit (Schritt SP104).
-
Darauf
folgend berechnet die Haltezeit-Einstelleinheit 104 Daten
einer Haltezeit da aus der vorgenannten Gleichung (1) und führt ein
Ergebnis zur Laufzeiteinheit 103 zu (Schritt S105).
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In
der Laufzeiteinheit 103 wird eine Schreibadresse aus den
Daten einer Haltezeit da und eine Leseadresse des RAM 103A von
dieser Stelle gefunden. Dann werden codierte Sprachdaten des Sprachpakets
P0 in einen Bereich des RAM 103A entsprechend der Schreibadresse
geschrieben (Schritt S106).
-
Im
Sprachabschnitt SP1 wie im Sprachabschnitt SP0 wird ein geschätzter Wert
einer Laufzeit di in Bezug auf ein Sprachpaket Pi berechnet, das
durch die Empfangseinheit 101 empfangen wird (Schritt S102).
Der geschätzte
Wert einer Laufzeit di, der im Sprachabschnitt SP1 erhalten wird,
wird zum Schätzen
einer minimalen Laufzeit verwendet, wenn ein Sprachabschnitt SP2
zu einer späteren
Zeit gestartet wird (Schritte S103 und S104).
-
Der
Betrieb des vorliegenden Ausführungsbeispiels
wird in weiterem Detail mit konkreten gezeigten Beispielen beschrieben
werden.
-
10A zeigt Sprachpakete, die in einer Sequenz vom
Sprachcodierer 11 des Quellenanschlusses 10 ausgegeben
werden. 10B zeigt Sprachpakete, die
in einer Sequenz durch die Empfangseinheit 101 des Zielortanschlusses 100 empfangen
werden. 10C zeigt Sprachpakete, die
in einer Sequenz zum Sprachdecodierer 110 ausgegeben werden.
Wie es in 10B gezeigt ist, erreichen Sprachpakete
P0, P1, P2 und P3, die seriell vom Sprachcodierer 11 ausgegeben
werden, die Empfangseinheit 101, wobei jedes eine Verzögerung bzw.
Laufzeit d0 (= 3s), d1 (= 4s), d2 (= 2s) und d3 (= 2s) hat. Während dieser
Periode werden sich ein geschätzter
Wert einer Laufzeit di, der durch die Laufzeit-Schätzeinheit 106 ausgegeben
wird, und ein geschätzter
Wert einer maximalen Laufzeit dmin in der Schätzeinheit 105 für eine minimale
Laufzeit wie folgt ändern:
-
-
Weil
ein geschätzter
Wert der minimalen Laufzeit dmin im ersten Sprachabschnitt SP0 nicht
verfügbar ist,
wird die Addition aus der Netzwerk-Laufzeitschwankungsbreite D und
1s als Daten einer Haltezeit da verwendet. Daher werden unter der
Annahme, dass die Laufzeitschwankungsbreite D 3s ist, die Daten
einer Haltezeit zu 4s werden. Wenn bei dem gezeigten Beispiel d0
= 3s gegeben ist, stellt sich heraus, dass die gesamte Laufzeit
von seriellen Sprachpaketen P0 bis P2 d0 + da = 3s + 4s = 7s ist.
-
Gegensätzlich dazu
wird bei dem nächsten
Sprachabschnitt Sp1 die minimale Laufzeit dmin (= 2s) aus geschätzten Werten
einer Laufzeit erhalten, die bis zu dieser Stelle erhalten sind,
und basierend auf dmin (= 2s) wird die Haltezeit bestimmt werden.
-
Somit
werden unter der Annahme, dass ein Sprachpaket P3 mit einer Laufzeit
d3 = 1s im Sprachabschnitt SP1 übertragen
wird, wie es in den 10A und 10B gezeigt
ist, die Daten einer Haltezeit wie folgt sein: da
= (dmin + D – d3)
=
2s + 3s – 1s
=
4s.
-
Das
gesamte Laufzeitausmaß für jedes
Sprachpaket des Sprachabschnitt SP1 beginnend ab dem Sprachpaket
P3 wird wiederum d3 + da = 1s + 4s = 5s.
-
Die 11A und 11B zeigen
einen Effekt des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Unter der
Annahme, dass eine Laufzeit für
ein erstes Sprachpaket in einem ersten Sprachabschnitt SP0 d0 ist,
wird die gesamte Laufzeit d0 + D von jedem Sprachpaket für den Sprachabschnitt
SP0 d0 + D sein.
-
Wenn
ein Sprachpaket mit der minimalen Laufzeit dmin = 3 im Sprachabschnitt
SP0 empfangen wird, und in einem nachfolgenden Sprachabschnitt SP1,
wird die Haltezeit, die basierend auf dieser minimalen Laufzeit
bestimmt ist, angewendet. Als Ergebnis wird die gesamte Laufzeit
d3 + D sein.
-
Schließlich ermöglicht das
vorliegende Ausführungsbeispiel
die Reduzierung der gesamten Laufzeit durch Entscheiden über das
Ausmaß einer
Haltezeit basierend auf einer minimalen Laufzeit, die basierend
auf einer geschätzten
Laufzeit von empfangenen Paketen geschätzt ist. Ebenso bewahrt ein
Aktualisieren der minimalen Laufzeit bei der Stelle eines Empfangens
eines ersten Sprachpakets nach einem Nichtsprachabschnitt eine Sprachqualität vor einer
Verschlechterung. Aus diesen Gründen
sind die Laufzeitschwankungs-Reduktionsvorrichtung und das Reduktionsverfahren
gut für
eine Anwendung geeignet, die eine Echtzeit erfordert, und für eine hohe
Sprachqualität,
wie beispielsweise die Internettelefonie.
-
C: Modifikationen
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern verschiedene Modifikationen sind möglich, wie sie beispielhaft
nachfolgend aufgezeigt sind.
-
(1)
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
ist die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung angewendet, die Datensegmente,
wie beispielsweise Pakete über
das Internet empfängt.
Jedoch kann die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung angewendet
werden, die Datensegmente über
ein weiträumiges
Netz, wie beispielsweise eine Datenübertragungsblock-Relaisfunkstelle,
empfängt,
das nicht auf das Internet beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung
kann auch auf eine Vorrichtung angewendet werden, die Datensegmente über ein
Netz empfängt,
bei welchem eine Laufzeitschwankung in einem drahtlosen Abschnitt erzeugt
wird, wie im Mobilfunknetz.
-
(2)
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
ist ein Paket als Beispiel für
ein Datensegment gezeigt. Jedoch ist eine Form eines Datensegments
nicht auf ein Paket beschränkt.
Datensegmente können
irgendetwas sein, das eine Übertragungszeit
oder irgendeine Gruppenbildungsinformation zum Finden der Übertragungszeit
enthält.
Datensegmente können
in irgendeiner Einheit sein, wie beispielsweise Datenübertragungsblöcken und
Zellen, und zwar in Abhängigkeit
von einem Übertragungspfad
oder einem Protokoll, der bzw. das zu verwenden ist. Protokolle
können
das VoIP sein, wie es beispielsweise oben beschrieben ist, oder solche
Dinge wie Sprache über
eine Datenübertragungsblock-Relaisfunkstelle
(VoFR).
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(3)
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist die vorliegende Erfindung für
eine Vorrichtung angewendet, die Sprachpakete über ein Netzwerk empfängt. Jedoch
ist die vorliegende Erfindung gut geeignet für eine Übertragung von nicht nur Sprache,
sondern auch Video und Information, welche eine Echtzeitübertragung
erfordern.
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(4)
Bei dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel ist die vorliegende
Erfindung auf eine Echtzeit-Sprachübertragung
angewendet, wobei ein Sprachabschnitt und ein Nichtsprachabschnitt
abwechselnd wiederholt ist, wobei im Sprachabschnitt Sprachpakete
sequentiell übertragen
werden und im Nichtsprachabschnitt die Übertragung von Sprachpaketen
für eine
sequentielle Zeitperiode nicht durchgeführt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird über
die Haltezeit eines Sprachabschnitts basierend auf einem geschätzten Wert
der minimalen Laufzeit entschieden, der in einem ersten vorherigen
Sprachabschnitt erfasst ist. Jedoch ist die Anwendung der vorliegenden
Erfindung nicht darauf beschränkt.
Beispielsweise besteht eine weitere Form einer Datenübertragung
darin, dass ein erster Abschnitt und ein zweiter Abschnitt sich
durch Wechsel wiederholen, wobei im ersten Abschnitt Information,
die eine Kontinuität
erfordert, wie beispielsweise Bewegungsbilder, übertragen wird und in einem
zweiten Abschnitt Information, die keine Kontinuität erfordert,
wie beispielsweise Standbilder, übertragen
wird. Die vorliegende Erfindung kann auf eine solche Form von Datenübertragung
angewendet werden. Bei dieser Anwendung wird die folgende Prozedur
zum Reduzieren der Laufzeitschwankung bei der Zielortvorrichtung
durchgeführt
werden:
- i) während einer Periode eines Empfangens
von Datensegmenten einschließlich
von Information eines zweiten Abschnitts, die keine Kontinuität erfordert,
werden eine Laufzeit jedes Datensegments und eine minimale Laufzeit
geschätzt;
- ii) beim Empfangen eines ersten Datensegments eines ersten Abschnitts
direkt nach dem zweiten Abschnitt wird eine Laufzeit des ersten
Datensegments geschätzt;
und
- iii) basierend auf dem oben geschätzten Wert für die minimale
Laufzeit und den geschätzten
Wert für
eine Laufzeit für
das erste Datensegment, die im Obigen unter ii) erfasst wird, werden
Daten einer Haltezeit für das
erste Datensegment berechnet. Das Berechnungsverfahren ist dasselbe
wie dasjenige, welches bei jedem der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben
worden ist.
-
(5)
Bei dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel werden keine
Pakete in einem Nichtsprachabschnitt übertragen, aber es ist auch
möglich,
ein Übertragen
von Daten beizubehalten, die sie derart bestimmen, dass sie ein
Nichtsprachabschnitt sind.
-
(6)
Bei jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ist eine Laufzeitschwankungsbreite
ein festgelegter Wert, der durch Messen des Werts im Voraus erfasst
wird. Jedoch dann, wenn sich herausstellt, dass die Laufzeitschwankungsbreite
größer als
das anfänglich
angenommene Ausmaß ist,
ist es möglich,
die Laufzeitschwankungsbreite D zu aktualisieren, die zum Berechnen
von Daten einer Haltezeit zu verwenden ist, so dass eine solche
große
Laufzeitschwankung reduziert werden kann. Beim obigen zweiten Ausführungsbeispiel
nehmen wir beispielsweise an, dass aus der Gleichung (1) folgt,
dass die Daten einer Haltezeit –3s sind,
wobei das Ergebnis basierend auf einem geschätzten Wert einer Laufzeit d0
eines ersten Pakets in einem Sprachabschnitt SPk berechnet ist,
ein geschätzter
Wert der minimalen Laufzeit, der im vorherigen Sprachabschnitt SPk–1 erfasst
ist, und die Laufzeitschwankungsbreite D ist. Dies ist deshalb so,
weil eine tatsächliche Laufzeitschwankungsbreite
wenigstens 3s größer als
die anfänglich
angenommene Laufzeitschwankungsbreite D ist. Daher ist die Laufzeitschwankungsbreite
D um 3s zu inkrementieren, so dass die Daten einer Haltezeit 0s
werden. Diese erneute Laufzeitschwankungsbreite D wird zum Berechnen
von Daten einer Haltezeit aus der Gleichung (1) im nachfolgenden
Sprachabschnitt SPk+1 verwendet.
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(7)
Eine Vorrichtung zum Reduzieren einer Laufzeitschwankung in Bezug
auf die vorliegende Erfindung kann mit einer Relaisfunkstellenvorrichtung
von beispielsweise einem Netzwerk oder einem Router zur Verfügung gestellt
werden.
-
Diese
Modifikation dient der Reduzierung einer Laufzeitschwankung in der
Mitte eines Übertragungspfads,
weil ein langer Übertragungspfad
zu einer langen Laufzeitschwankungsbreite führt.
-
(8)
Die minimale Laufzeit kann in einer bestimmten begrenzten Periode
geschätzt
werden. Zur Darstellung kann das folgende Beispiel genommen werden.
Zuerst wird beim Beginn einer Session vor einem Initiieren der Sprachpaketübertragung
ein Trainingspaket einschließlich
eines Zeitstempels wiederholt von einem Quellenanschluss zu einem
Zielortanschluss übertragen.
Beim Zielortanschluss wird eine minimale Laufzeit dmin aus geschätzten Werten
einer Laufzeit für
diese einzelnen Trainingspakete geschätzt. Daten einer Haltezeit
da, die auf ein nachfolgendes Sprachpaket angewendet werden, werden
aus der vorgenannten Gleichung (1) unter Verwendung von dieser dmin
erhalten.
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(9)
Beim oben angegebenen Ausführungsbeispiel
wird eine Übertragungszeit
eines Pakets aus einem Zeitstempel geschätzt. Jedoch ist es in einem
Fall, in welchem ein Zeitstempel nicht in einem Paket enthalten ist,
möglich,
die Übertragungszeit
aus solchen Dingen wie seriellen Zahlen zu schätzen, die in einem Paket enthalten
sind.
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(10)
Die Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung enthalten ein Ausführungsbeispiel, wie beispielsweise
zum Erzeugen und Verkaufen einer Vorrichtung, die eine Laufzeitschwankung
reduziert, wie es bei den oben angegebenen Ausführungsbeispielen offenbart
ist, sowie ein Beispiel zum Vertreiben über eine Telekommunikationsleitung
von einem Programm, um einen an ein Netzwerk angeschlossenen Computer
als Laufzeitschwankungs-Reduktionsvorrichtung funktionieren bzw.
arbeiten zu lassen, wie es bei den obigen Ausführungsbeispielen offenbart
ist, und ein Ausführungsbeispiel
zum Vertreiben eines derartigen Programms, das in einem computerlesbaren
Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist.
