JP4541624B2 - 無線ボイス−オーバ−データ通信システムにおける効率的データ送信制御のための方法と装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に無線通信分野に関し、そしてさらに明確には無線ボイスーオーバーデータ(voice-over-data)通信システム(データと音声を通信するシステム)においてタイムセンシティブ(time-sensitive)情報を送信するための効率的な方法と装置とに関する。
【0002】
【従来の技術】
無線通信分野は、コードレス電話,ページング,無線ローカルループ,及び衛星通信システムを含む多くのアプリケーション(application)を有する。特に重要なアプリケーションは移動体加入者用のセルラ電話システムである。(この中で使用されるように、術語“セルラ”システムはセルラとPCS周波数との両者を包含する)。種々の大気中送信インターフェイスは周波数分割多重アクセス(FDMA),時分割多重アクセス(TDMA),及び符号分割多重アクセス(CDMA)を含むようなセルラ電話システムのために開発された。これと関連して、種々の国内及び国際標準が、進歩した移動電話サービス(AMPS),移動体用グローバルシステム(GSM),及び臨時標準95(IS−95)を含めて制定された。特に、IS−95と、それから派生したIS−95A,IS−95B(しばしば集合的にIS−95と呼ばれる),ANSI J−STD−008,IS−99,IS−657,IS−707、及びその他が電気通信工業協会(TIA)及び他の周知の標準団体により公布されている。
【0003】
IS−95標準の使用に従って構成されるセルラ電話システムは、CDMA信号処理技術を使用し、高度に効率的で強いセルラ電話サービスを提供する。実質的にIS−95標準の使用に従って構成される例示的なセルラ電話システムは、米国特許番号、第5,103,459号、タイトル“CDMAセルラ電話システムにおける信号波形を発生するためのシステム及び方法(System and Method for Generating Signal Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System)”に記述されており、これは本発明の譲受人に譲渡され、そして引用されてここに組み込まれる。前述の特許は、CDMA基地局における送信、即ち順方向リンク、信号処理を例示する。CDMA基地局における例示的な受信、即ち逆方向リンク、信号処理は、米国特許出願番号、第08/987,172号、1997年12月9日出願、タイトル“マルチチャネル復調器(MULTICHANNEL DEMODULATOR)”に記述されており、これは本発明の譲受人に譲渡され、そして引用されてここに組み込まれる。CDMAシステムでは、大気中送信パワー制御は極めて重大な問題(vital issue)である。CDMAシステムにおけるパワー制御の例示的な方法は米国特許番号、第5,056,109号、タイトル“CDMAセルラ移動電話システムにおける送信パワーを制御するための方法及び装置(Method and Apparatus for Controlling Transmission Power in A CDMA Cellular Mobile Telephone System)”に記述されており、これは本発明の譲受人に譲渡され、そして引用されてここに組み込まれる。
【0004】
暫定標準IS−99及びIS−657(ここでは集合的にIS−707と呼ばれる)の下では、IS−95追従の通信システムは音声とデータとの両通信サービスを提供できる。データ通信サービスはディジタルデータが無線インターフェイスを通して1つの送信器と1つまたはそれ以上の受信器との間で交換できるようにする。典型的にIS−707標準を使用して送信されるディジタルデータタイプの例はコンピュータファイルと電子メールとを含む。より最近は、IS−707により指定されたようなデータプロトコルは、オーディオまたはビデオ情報のような、タイムセンシティブ情報を送信するために使用されていた。データプロトコルを使用してタイムセンシティブ情報を送信することは、暗号化及びインターネットのような大コンピュータネットワーク経由で多数のコンピュータにオーディオ情報を分配するような適用において有利である。
【0005】
非同期データサービス用のIS−707.4とパケットデータサービス用のIS−707.5とを含むIS−707標準に従って送信器と受信器との間で交換されるデータは、データパケットまたはデータフレーム、あるいは単にフレームとして知られるディスクリートな(discrete)パケット内で処理される。データ送信中にフレームが成功裡に送信される可能性(likelihood)を増加するために、成功裡に送信されたフレームを追跡するための、及びフレームが成功裡に送信されなかった時にフレーム再送信を行うための、無線リンクプロトコル(RLP)をIS−707は使用する。RLPに加えて、より上層のデータプロトコルもまたフレームが成功裡に受信されることを保証するために使用される。例えば、周知のTCPプロトコルは(IS−707.4で説明されるように)非同期データサービス環境において使用され、そしてUDPプロトコルはRLPプロトコルに加えて(IS−707.5で説明されるように)パケットデータサービス環境において使用される。
【0006】
データプロトコルを使用してタイム−センシティブ情報を送信することに関する基本的な問題の1つは、データ通信の非連続性により引き起こされる遅延、即ち潜伏期(latency) である。2〜3百ミリ秒以上の遅延は、送信されているタイム−センシティブ情報の中断(disruptions) という結果になり得る。コンピュータファイルのようなデータを送信している時には、時間遅延はデータの非実時間性のため容易に黙認(tolerated) される。しかしながら、タイムセンシティブ情報は、正確に再現されるために連続的に受信される必要がある。
【0007】
送信器では、上述のTCP及びUDPプロトコルは、しばしば最小セグメントサイズと呼ばれる選択されたビット数でTCPまたはUDPセグメントを満たし、それから、そのセグメントを送信する(rely on) 。もし大量のデータがボイス−オーバ−データシステムにおける送信のために使用可能であれば、遅延が使用可能なタイムセンシティブ情報を多数のTCPまたはUDPセグメントに変換することにおいて導入され(introduced)てもよい。これに反して、もし少量のタイムセンシティブ情報が送信されるべく使用可能であれば、もし使用可能なタイムセンシティブ情報の量がセグメントを満たすのに十分でなければ、TCPまたはUDPセグメントは直ちに形成されないであろう。これはまた時間遅延を送信処理に導入する。
【0008】
もしTCPまたはUDP最小セグメントサイズが比較的大きく選択されるならば、もしも最小セグメントサイズが満たされると1セグメントのみが送信されるであろうという事実により、潜伏期は増加するであろう。これに反して、もし最小セグメントサイズが比較的小さく選択されるならば、まさに少量の情報の送信のため必要とされる多数のセグメントを処理するために、処理資源上の重要な流出(significant drain) が送信器内で生起するであろう。
【0009】
必要とされるものは、タイムセンシティブ情報を既存のデータプロトコルへの変更無しに円滑に送信するように、セグメントサイズを最適化するための方法及び装置である。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、無線ボイスオーバデータ通信システムにおける効率的なデータ送信のための方法及び装置であって、それによってそのような通信システムと関連する潜伏期を減ずる。明確には、これは最小セグメントサイズと最大セグメントサイズとを定義することにより達成され、それによってデータとして送信されるべきより大きい及びより小さいセグメントの両者が送信のため使用できるようになることを可能とする。
【0011】
例示的な実施例では、TCPセグメントはIS−707.4に従う非同期データフォーマットを使用しているタイムセンシティブ情報,通常オーディオ情報を送信するために使用され、そしてUDPセグメントはIS−707.5に従うパケットデータフォーマットを使用しているオーディオ情報を送信するために使用される。本発明の第1の実施例では、第1のセグメントサイズと第2のセグメントサイズとが選択される。第1のセグメントサイズは送信可能な最小セグメントサイズを表す。第2のセグメントサイズは送信可能な最大セグメントサイズを表す。送信のために使用可能な量のタイム−センシティブ情報が最小セグメントサイズと最大セグメントサイズとの間のセグメントサイズを有して構成されることを可能とする時はいつでも、セグメントが発生されて送信される。いずれかのタイム−センシティブ情報が送信のために使用可能であり、そして受信通知メッセージが送信器により受信される時はいつでも、最大セグメントサイズまでのいずれのサイズのセグメントも作成され、送信される。
【0012】
本発明の第2の実施例では、セグメントは、一般に送信のために使用可能な多数のボコーダフレームに関して、所定の時間間隔で作成されて送信される。この実施例は、送信が起こり得る前にそのセグメントを最小数のバイトで満たすことによるよりもむしろ、セグメントが規則的な時間間隔で送信される従来の技術のデータプロトコルと対立(inopposite to)しない。
【0013】
第3の実施例では、可変レートボコーダを使用する送信器において、最大ボコーダフレームサイズ対最小ボコーダフレームサイズの比率を減らすために、複数のビットが低レートボコーダフレームに加えられる。この比率が減少する時には、文章の出発点での音節脱落(syllable dropouts) のような、ある種のオーディオ歪みが縮小または除去されることを、試験が示した。
【0014】
【発明の実施の形態】
この中に記述された実施例はIS−95及びIS−707臨時標準のCDMA信号処理技術の使用に従って動作する無線通信システムに関して記述される。本発明は特にそのような通信システム内での使用に適している一方で、本発明が、無線と有線との両通信システム,コンピュータネットワーク,及び衛星ベースの通信システムを含み、その他ではセグメント,データパケット,データフレーム,または単にフレームとして知られる離散パケット内で情報を送信する、種々の他のタイプの通信システムにおいて使用されてもよいことは、理解されねばならない。さらに、記述の全体を通して、種々の周知のシステムがブロック形式で示される。これは明確にするため行われている。
【0015】
今日用いられている(in use)種々の無線通信システムは、大気中送信インターフェイスまたは無線通信チャネルを使用して移動体ユニットと通信する固定基地局を使用する。そのような無線通信システムはAMPS(アナログ),IS−54(北米TDMA),GSM(移動通信TDMA用のグローバルシステム),及びIS−95(CDMA)を含む。好ましい実施例では、本発明はCDMAシステムにおいて実施される。
【0016】
図1はボイスオーバデータ通信システム内で使用される、送信器100のブロック図を図示する。ここに記述されるように、ボイスオーバデータ通信システムは、タイム−センシティブ情報がデータプロトコルを使用してデータセグメント,セグメント,データパケットまたはフレーム内に送信されるところのいかなる通信システムをも指している。タイム−センシティブ情報の例は、人間の言葉のようなオーディオ情報,テレビ信号や映画のようなビデオ情報を含んでいる。術語“ボイスオーバデータ”は、一般に、周知のTCPまたはUDPデータプロトコルのような、所定のデータプロトコルを使用している人間の言葉、または音声を送信する通信システムに当てはまる。
【0017】
本発明の例示的な実施例において使用するために構成された送信器100が示される。無線通信システムで使用されるような送信器100は基地局内または移動電話機内に配置される。図1が完全な送信器の簡略化されたブロック図であること、そして他の機能ブロックは明らかなので省略されたことが理解されねばならない。図1に示されたような送信器100は、何か1つの特定のタイプの送信変調,プロトコル,または標準に限定されることを意図しない。さらに、各ブロックの機能は事前にプログラムされた(preprogrammed) 命令セットを実行するシングルまたはマルチプロセッサ内に存してもよく、1つまたはそれ以上のASIC内に存してもよく、あるいは離散処理要素内に存してもよく、それらはすべて当分野において周知である。
【0018】
図1に示されるように、一般にアナログフォーマット内のタイム−センシティブ情報は、アナログ−ディジタル(A/D)変換器102に供給される。A/D102は、周知の技術を使用し、タイム−センシティブ情報をディジタル化した信号に変換する。A/D102は、当分野で周知であるように、タイム−センシティブ情報をローパスフィルタリングに通し,抽出し,量子化し、,2元符号化してディジタル化された信号を生成する。
【0019】
ディジタル化された信号はその後ボコーダ104に供給される。ボコーダ104は送信のために必要な帯域幅を最小化するためにディジタル化された音声信号を圧縮するための周知の装置である。ボコーダ104は、他方でデータフレームとして知られる連続的なボコーダフレームを、典型的な実施例では20ミリ秒ごとのような、変わりに他の時間間隔を使えるにも関わらず、通常規則的な時間間隔で発生する、しかし他の時間間隔が替わって使用されることができる。各データフレームの長さはしたがって20ミリ秒である。
【0020】
多くのボコーダが信号圧縮を最大化する1つの方法は、ボイス信号における無音の期間を検出することによっている。例えば、人の話の中にある文章単語,及び音節の間の途切れは、多くのボコーダがその中にほとんどまたは全く情報を含まないデータフレームを生成することによりボイス信号の帯域幅を圧縮する機会を与える。
【0021】
ボコーダは可変データレートでデータフレームを符号化することによりさらに能力を高められることができる。そのような可変データレートボコーダの1例は米国特許番号、第5,414,796号(’796特許)、タイトル“可変レートボコーダ(VARIABLE RATE VOCODER)”内に見つけ出され、これは本発明の譲受人に譲渡され、そして引用されてこの中に組み込まれる。ほとんどの情報またはすべての情報が送信に使用できない場合、可変レートボコーダは減少されたデータレートでデータフレームを生成し、無線通信システムの送信容量を増加する。’796特許により記述された可変レートボコーダでは、データフレームは最高のボコーダ符号化レートのフル,1/2,1/4,または1/8のいずれかのデータレートのデータを包含する。
【0022】
ボコーダ104により発生されたデータフレームは、キュー(queue)106または逐次(sequential)メモリに蓄積された後、ディジタル的に変調されそしてその後無線送信のためにアップコンバートされる。キュー106はボコーダ104からの連続的ボコーダフレームを蓄積するためのメモリであり、ボコーダフレームをTCPプロセッサ108にファーストイン・ファーストアウトベースで供給する。本発明では、ボコーダフレームは送信に先立ってTCPプロセッサ108によりデータパケットに符号化される。なぜならばデータパケットは、例えば公開キー(public key)暗号化技術を使用するボイス暗号化のような適用によって容易に処理されるためである。データパケットはまた、インターネットのような、コンピュータネットワークの大きな相互接続間で容易に送信されることができる。
【0023】
キュー106内に蓄積されたボコーダフレームはTCPプロセッサ108に供給され、そこでデータパケットに変換されるか、さもなければインターネットのようなコンピュータネットワークにおいて使用される特定のタイプのデータプロトコルに適する周知のデータセグメント,TCPセグメント,または単なるセグメントに変換される。例えば、例示的な実施例では、キュー106からのフレームはTCPセグメントにフォーマットされる。TCPはインターネットのような大きい公共コンピュータネットワークを通してデータを送信するために使用される周知のデータプロトコルである。UDPデータプロトコルのような、他の周知のデータプロトコルは代案において使用されてもよい。TCPプロセッサ108は、ディスクリートなまたは集積されたいずれかのハードウェア装置であってもよく、あるいはそれは近い将来に(at hand) ボコーダフレームを特定のデータプロトコルに適するデータセグメントに変換するために特に設計されたソフトウェアプログラムが動作するマイクロプロセッサを具備してもよい。
【0024】
図2はキュー106内に蓄積された可変レートボコーダフレームがTCPプロセッサ108によりどのようにTCPセグメントに変換されるかを図示する。データストリーム200は、各ボコーダフレームが20ミリ秒のフレーム長を有し、一連の連続的ボコーダフレームとして示されるキュー106の内容を表す。他のボコーダがより長期またはより短期のフレーム長を有するボコーダフレームを発生できることは理解されねばならない。
【0025】
図2に示されるように、各ボコーダフレームは特定のフレームについてデータレートに依存する情報ビット数を含む。図2の本例では、ボコーダフレームは、フルレートフレームとして192ビット、1/2レートフレームは96ビット、1/4レートフレームは48ビット、そして1/8レートフレームは24ビットに等しいデータビットを含む。上に説明したように、高データレートを有する複数フレームはボイス活動の期間(periods) を表し、一方低データレートを有するフレームはより少ないボイス活動または無音の期間の見本である。
【0026】
TCPプロセッサ108はTCPフレームをキュー106からの各ボコーダフレームに含まれるビットで順次満たす。例えば、図2では、ボコーダフレーム202内に含まれる192ビットがまずTCPセグメント218内に配置され(placed)、その後ボコーダフレーム204からの96ビットが配置され、536ビットがTCPセグメント218内に配置され終わるまで、同様に行われる。TCPセグメント218を536ビットで満たすのに必要なので、ボコーダフレーム212はTCPセグメント218とTCPセグメント220との間で分割されることに注意されたい。
【0027】
可変レートボコーダフレームの性質により、そしてプロセッサ110の処理能力により、TCPセグメントがTCPプロセッサ108により連続ベースで発生されないことは理解されなければならない。第1の場合には、もしどの情報もキュー106における送信のために使用できないならば、長い一連の低レートボコーダフレームがボコーダ104により生成されるであろう。したがって、TCPセグメントにとって必要な536ビットを満たすのに多くの低レートボコーダフレームが必要になるであろうし、そして、このようにして、TCPセグメントはよりゆっくり生成されるであろう。逆に、もし高いボイス活動があれば、一連の高レートボコーダフレームがボコーダ104により生成されるであろう。したがって、TCPセグメントにとって必要な536ビットを満たすのに比較的少ないボコーダフレームが必要となるであろうし、このようにして、TCPセグメントはより迅速に生成されるであろう。
【0028】
第2の場合には、TCPセグメントを発生する処理は送信器100内で生起する幾つかの同時処理の1つである。一般に、プロセッサ110は送信器100内で逐次ベースで生起する種々の活動を調整する(coordinates) 。即ち、送信器100内で生起する各処理はあらかじめ定義されたシーケンスで実行され、割込み(interrupts)と呼ばれる緊急処理が起こることを可能とする。その結果、TCPセグメントは、実行される必要のある他の処理の逐次リストをプロセッサ110が実行した時にのみ発生する。したがって、TCPセグメントは、プロセッサ110によりそうするように命令されたところのディスクリートな時間間隔でのみTCPプロセッサによって発生される。
【0029】
TCPセグメントは、各セグメント内に含まれるビット数によって計測される期間を有することで特徴付けられる。他のTCPセグメントはより大きいかまたはより小さいビット数を有する可能性があるが、図2に示されるように、典型的なTCPセグメント長は536ビットであり得る。TCPセグメントの長さは一般に通信の開始に先立って送信器と受信器との間で取り決められる(negotiated)。そのような取り決め(negotiation) は当分野で周知である。例えば、IS−707.4とインターネット技術調査委員会(Internet Engineering Task Force) RFC793とは、どのようにTCPセグメントサイズが取り決められるかについて詳細を記述している。従来技術の通信システムでは、セグメント長はデータフレームを送信器から受信器に効率的に送信する必要に基づいて選択される。
【0030】
本発明では、2つのセグメントサイズが定義される。第1のセグメントサイズは送信可能な最小セグメントサイズを表す。第2のセグメントサイズは送信可能な最大セグメントサイズを表す。第2のセグメントサイズは従来技術のセグメントサイズと等価であり、そして通信の開始に先立って送信器と受信器との間で取り決めされる。第1のセグメントサイズはあらかじめ定義されそして送信器100内のメモリ112に蓄積される。
【0031】
キュー106内の使用可能なタイム−センシティブ情報の量がセグメントを最小セグメントサイズと最大セグメントサイズとの間のセグメントサイズを有して構成され得るようにする時はいつでも、TCPセグメントは生成されて送信される。いずれかのタイム−センシティブ情報が送信のために使用可能であり、そして受信通知メッセージが送信器100により受信される時はいつでも、最大セグメントサイズまでのいずれかのサイズのセグメントもまた作成され、送信される。これは、以下に、より詳細に説明される。
【0032】
上記でに注意したように、TCPセグメントは一般に連続ベースでは生成されない。セグメント発生処理は送信器100内で進行中の多くの平行処理の1つとして生起する。一般に、送信器100はプロセッサ110を具備し、送信器100内で生起する種々の活動を調整する。その結果、セグメントの発生は、プロセッサ110がそのセグメント発生処理よりも高い優先度を有する他の機能を実行した時、あるいはそのセグメント発生処理がプロセッサ110により実行される必要がある機能のリスト内で連続して生起する時にのみ、生起する。
【0033】
プロセッサ110は、セグメント発生処理が実行されるべきであると決定すると、それは、以前に決定されてメモリ112内に蓄積された最小セグメントサイズより大きいかまたは等しいセグメントサイズを有するTCPセグメントを作成するために、十分なデータがキュー106内に蓄積されたボコーダフレームにおいて使用可能かを決定するようにTCPプロセッサに命令する。もしそうなら、最小セグメントサイズと等しい最小ビット数を有し、そして送信器100と受信器との間で取り決められたような最大セグメントサイズと等しい最大サイズを有するTCPセグメントが作成される。超過データがキュー106内に送信されるべく最大セグメントサイズ以上のままである場合、少なくとも最小セグメントサイズを有するセグメントがその超過データから作成されることができるなら、第2のTCPセグメントが作成される。もしそうなら、第2のTCPセグメントが作成される。もしそうでなければ、プロセッサ110がTCPプロセッサにキュー106内に蓄積されたデータの量をもう1度決定するように命令するまで、超過データはキュー106内に蓄積されたままとなる。追加のボコーダフレームはプロセッサ110が送信器100内で他の必要な機能を実行する間、キュー106内で作成され、蓄積され得る。 本発明はキュー106内で送信されることを待っているデータの非連続送信により引き起こされる潜伏期の問題を最少化する。従来技術のシステムでは、所定のキューサイズが満足されるまでデータは送信されなかった。所定の最小セグメントサイズを満足するのに十分なデータでもってキュー106を満たすまでに、比較的大量の時間が発生する(transpire) であろう。したがって、比較的大きい遅延がタイム−センシティブデータの送信に取り入れられねばならない。本発明は2サイズのセグメントアプローチを使用することによりこの潜伏期を最小化する。最小セグメントサイズは、TCPセグメントがより迅速に、従ってより正常なレートで発生されることを可能にする。キュー106内で送信を待機しているボコーダフレームは、セグメントを作成するのに必要なデータがより少量であるために、より迅速に送信される。2つのセグメントサイズ・アプローチの第2の利点は、より大きいセグメントは大量のデータが発生されてキュー106内に蓄積される時に送信されることが可能なことである。この場合には、セグメントは最大セグメントサイズと等しいセグメントサイズを有して作成される。これはより効率的な処理を可能として、多くのTCPセグメントを発生することに関連するオーバヘッドを減少させる。
【0034】
上述されたようなセグメントを発生して送信することに加えて、受信通知メッセージが送信器100により受信される時はいつでもセグメントが発生されてもよい。セグメントまたはセグメントのバッチがエラー無しに受信された時に送信器に通知する(notify)ために、受信通知メッセージは、TCPのような、あるデータプロトコル内で使用される。そのようなシステムでは、送信器内に配置されたタイマーはセグメントまたはセグメントのバッチが送信される時はいつでも起動される。受信器がセグメントまたはセグメントのバッチをエラー無しに受信すると、受信通知メッセージが受信器により発生され、そしてセグメントまたはセグメントのバッチを正確に(properly)受信したことを送信器に通知するために、その送信器に送られる。もし受信通知メッセージが所定の時間値以内に送信器により受信されないならば、セグメントまたはセグメントのバッチは再送信される。
【0035】
受信通知メッセージが送信器により受信されると、それは送信器と受信器との間の送信チャネル品質が良好であること及び送信におけるエラーについての機会が低いことを示す。本発明では、受信通知メッセージが送信器100により受信されると、たとえいかに多くのデータがキュー106内に蓄積されるとしても、プロセッサ110はTCPプロセッサにTCPセグメントを発生することを命令する。したがって、TCPセグメントは最小セグメントサイズよりも小さいセグメントサイズで、最大セグメントサイズの最大サイズまでのセグメントサイズを有して作成されることができる。
【0036】
本発明の第2の実施例では、TCPセグメントは、通常送信のために使用できるボコーダフレームの数に関して、所定の時間間隔で作成されて送信される。この実施例は送信が起こり得る前に、そのセグメントを最小数のバイトで満たすことによるよりもむしろ、セグメントが規則的な時間間隔で送信される従来の技術のデータプロトコルと対立しない。
【0037】
上述されたように、プロセッサ110は送信器100内のいくつかの処理を逐次ベースで実行する。もし十分なデータがキュー106内にあれば、シーケンスの期間の所定の点で、プロセッサ110はTCPプロセッサに1つまたはそれ以上のTCPセグメントを作成することを命令する。この実施例では、もし所定数のボコーダフレームがキュー106内に蓄積されたならば、TCPセグメントはTCPプロセッサ108により発生される。例示的な実施例では、所定数のボコーダフレームは10フレームである。この実施例はTCPセグメントを発生することに先立ってキュー106において使用できる所定数のビットについての待合わせに関連する送信遅延を除く。したがって、TCPセグメントはより規則的なベースで発生され、それにより従来技術の不規則なデータ送信に関連する潜伏期及び他の問題を減少させる。
【0038】
本発明の第3の実施例では、可変レートボコーダを使用する送信器において、最大ボコーダフレームサイズ対最小ボコーダフレームサイズの比率を減らすために、複数のビットが低レートボコーダフレームに加えられる。この比率が下げられるとき、文章の出発点での音節脱落のようなある種のオーディオ歪みが縮小または除去されることを、試験が示した。
【0039】
第3の実施例では、ボコーダフレームがボコーダ104により形成される時、プロセッサ110は所定数のビットを含まないいずれかのボコーダフレーム、即ち、低レートの符号化されたボコーダフレームにランダムビットを加える。ビットはそのボコーダフレーム内に含まれるビット数が所定のビット数に等しくなるまで加えられる。低レートの符号化されたボコーダフレームに複数ビットを加えることは、キュー106内に蓄積された各ボコーダフレーム内の平均ビット数における、より多くの均一性を可能とし、そしてこのように、そのレートでTCPセグメントが形成される。
【0040】
図3は本発明の第1の実施例の方法を詳述するフロー図である。ステップ300では、通信が送信器と受信器との間で開始される。開始処理の部分として、TCPまたはUDPのような、データプロトコルが送信器と受信器との間で取り決められる。TCPのような、あるプロトコルでは、最大セグメントサイズが同様に送信器と受信器との間で取り決められる。取り決め処理は当分野で周知である。最大セグメントサイズは受信器に送信されるであろう最も大きなセグメントサイズを定義する。多くのデータプロトコルでは、より小さいセグメントサイズを有するセグメントは、なお送信されることが許される。最大セグメントサイズに加えて、最小セグメントサイズがあらかじめ定義され、そして同様に送信器のメモリ内に蓄積される。最小セグメントサイズは通常、送信器と受信器との間では取り決めされない。
【0041】
一度通信が開始されると、人間の言葉のような、タイム−センシティブ情報が送信器と受信器との間で送信される。ステップ302では、TCPプロセッサ108はセグメントを発生するためにキュー106内に十分なデータがあるかどうかを決定すべくTCPプロセッサ108に対するプロセッサ110からの命令を待つ。プロセッサ110がTCPプロセッサにセグメントを発生することを命令すると、処理はステップ304に続く。
【0042】
ステップ304では、TCPプロセッサ108は受信通知メッセージが所定の時間周期内に受信されたかどうかを決定する。受信器からの受信通知メッセージの受信は、通信チャネル品質が容認できること、及び後続の送信が成功裡に受信されるであろう高い可能性があることの表示である。すべてのデータプロトコルが受信通知ベースのシステムを使用するとは限らない。例えば、UDPプロトコルは通信チャネル品質が良好である送信器に警報を出すために受信通知メッセージを使用しない。これらの種類のプロトコルでは、ステップ304はバイパスされる。
【0043】
もし受信通知メッセージが所定の時間周期内に受信されると、ステップ306に示されるように、セグメントがキュー106内のいずれかの使用可能なデータから発生される。結果としてのセグメントは最小セグメントサイズよりも小さいか、あるいは最小セグメントサイズよりも大きく、最大セグメントサイズまでのセグメントサイズを有してもよい。もしより多くのデータが最大サイズのセグメントを発生した後にキュー106内で使用可能であれば、そのデータは第2のセグメントに、そして必要ならば、次のセグメントに送られる。処理はその後ステップ302に逆戻りし、そこでTCPプロセッサ108はキュー106を再チェックするためにプロセッサ110からの次の命令を待つ。
【0044】
もし受信通知メッセージが所定の時間周期以内に受信されなかったならば、あるいはもし受信通知ベースのデータプロトコルが使用されないならば、処理はステップ308に続く。ステップ308では、TCPプロセッサ108は、最小セグメントサイズと等しいかまたはより大きいセグメントサイズを有するセグメントを発生するのに十分なデータがキュー106内に蓄積されているかどうかを決定するために、キュー106をチェックする。もしそうなら、ステップ310が実行され、そこではTCPプロセッサが最小セグメントサイズと最大セグメントサイズとの間のセグメントサイズを有するセグメントを発生する。もしより多くのデータが最大サイズのセグメントを発生した後にキュー106内で使用可能であれば、そのデータは第2のセグメントに送られ、そしてもし必要なら、次のセグメントに送られる。処理はその後ステップ302に逆戻りし、そこではTCPプロセッサ108がキュー106を再チェックするためにプロセッサ110からの次の命令を待つ。
【0045】
もしキュー106内に蓄積されたデータが最小セグメントサイズより大きいかまたは等しいセグメントサイズを有するセグメントを形成するのに十分でなければ、TCPプロセッサ108はセグメントを発生せず、そして処理はステップ302に戻り続け、そこではTCPプロセッサはキュー106を再チェックするためにプロセッサ110からの次の命令を待つ。
【0046】
本発明の好ましい実施例がこのように示されて記述された。しかしながら、この発明の精神または範囲から逸脱すること無しに、多数の変更がこの中に開示された実施例に行われてもよいことは、この分野における通常の技術者には明白であるだろう。したがって、本発明はそのクレームに従う以外に制限されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ボイスオーバデータ通信システムにおいて使用される送信器内で使用されるような本発明の第1の実施例を図示する。
【図2】 図1の送信器において使用されるTCPプロセッサによって可変レートボコーダフレームがTCPセグメントにどのように変換されるかを図示する。
【図3】 本発明の第1の実施例の方法を詳述するフロー図である。
【符号の説明】
100‥送信器,200‥データストリウム,220‥TCPセグメント,218‥TCPセグメント,
Claims (11)
- 下記工程を具備する、所定のデータプロトコルに関連して使用される、無線ボイス−オーバ−データ通信システムを通してタイム−センシティブ情報を送信するための方法:
送信される情報について最小セグメントサイズを定義する;
送信される情報について最大セグメントサイズを定義する;
もし十分な量の前記タイム−センシティブ情報が送信のために使用可能ならば前記タイム−センシティブ情報から第1のセグメントを形成する、前記第1のセグメントは前記最小セグメントサイズと前記最大セグメントサイズとの間のセグメントサイズを有する;及び
所定の事象の発生時に、前記最大セグメントサイズより小さいかまたは等しいセグメントサイズを有する第2のセグメントを形成する。 - 前記所定の事象が受信通知メッセージの受信を具備する請求項1の方法。
- 前記最大セグメントサイズが送信器と受信器との間で協定される請求項1の方法。
- 下記を具備する、所定のデータプロトコルに関連して使用される、無線ボイス−オーバ−データ通信システムを通してタイム−センシティブ情報を送信するための装置:
最大セグメントサイズを受信器と取り決めるための手段;
最小セグメントサイズを蓄積するためのメモリ;
データフレームを蓄積するためのキュー、前記データフレームはタイム−センシティブ情報を表す;及び
前記最小セグメントサイズより大きいかまたは等しいセグメントサイズが前記データフレームから形成可能な時に、前記キュー内に蓄積された前記データフレームから少なくとも1つのセグメントを形成するための第1のプロセッサ。 - 前記タイム−センシティブ情報からデータフレームを形成するためのボコーダをさらに具備する、請求項4の装置。
- 下記工程を具備する、所定のデータプロトコルに関連して使用される、無線ボイス−オーバ−データ通信システムを通してタイム−センシティブ情報を送信するための方法:
キュー内にタイム−センシティブデータを蓄積する、前記タイム−センシティブデータはデータフレームを具備する;
前記タイム−センシティブ情報から少なくとも1つのセグメントを形成する、前記少なくとも1つのセグメントは所定数のデータフレームを具備する。 - ボコーダを使用して前記タイム−センシティブ情報から前記データフレームを形成する工程をさらに具備する請求項6の方法。
- 下記を具備する、所定のデータプロトコルに関連して使用される、無線ボイス−オーバ−データ通信システムを通してタイム−センシティブ情報を送信するための装置:
データフレームを蓄積するためのキュー、前記データフレームはタイムセンシティブ情報を表す;及び
所定数の前記データフレームが前記キュー内で使用可能な時に、前記データフレームから少なくとも1つのセグメントを形成するためのプロセッサ。 - 前記タイム−センシティブ情報を受信するための及び前記データフレームを形成するためのボコーダをさらに具備する請求項8の装置。
- 下記工程を具備する、所定のデータプロトコルに関連して使用される、無線ボイス−オーバ−データ通信システムを通してタイム−センシティブ情報を送信するための方法:
送信される情報について最小セグメントサイズを定義する;
送信される情報について最大セグメントサイズを定義する;
キュー内にボコーダフレームを蓄積する、前記ボコーダフレームはタイムセンシティブ情報を表す;
前記各ボコーダフレーム内に含まれるビット数を決定する;
少なくとも所定数のビットを含まない、いずれかの前記ボコーダフレームにビットを加える;
もし十分な量の前記タイム−センシティブ情報が送信のために使用可能ならば前記タイム−センシティブ情報から第1のセグメントを形成する、前記第1のセグメントは前記最小セグメントサイズと前記最大セグメントサイズとの間のセグメントサイズを有する。 - 下記を具備する、所定のデータプロトコルに関連して使用される、無線ボイス−オーバ−データ通信システムを通してタイム−センシティブ情報を送信するための装置:
最大セグメントサイズを受信器と取り決めるための手段;
最小セグメントサイズを蓄積するためのメモリ;
ボコーダフレームを蓄積するためのキュー、前記データフレームはタイム−センシティブ情報を表す;及び
少なくとも所定数のビットを含まないいずれかの前記データフレームにランダムビットを加え、前記最小セグメントサイズより大きいかまたは等しいセグメントサイズが前記データフレームから形成可能な時に、前記キュー内に蓄積された前記データフレームから少なくとも1つのセグメントを形成するためのプロセッサ。
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