TWI242950B

TWI242950B - Method and apparatus for arranging digitized segments of data

Info

Publication number: TWI242950B
Application number: TW091132477A
Authority: TW
Inventors: Gerald Lebizay; David W Gish; Henry M Mitchel
Original assignee: Intel Corp
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2002-11-04
Publication date: 2005-11-01
Also published as: WO2003043280A3; CN1311672C; WO2003043280A2; US20030093550A1; CA2461138A1; CN1568606A; EP1400078A2; US7124202B2; TW200301633A

Description

1242950 0) 玫、發明說明 (發明說明應教明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡爾發明領域本發明一般而言係關於網際網路電話。笔特定而言，本發明關於改進音頻訊包在一區域網路上傳送的方式。著作權通告’/許可本發明文件所發表的一部份包括受到著作權保護的内容。著作權擁有人不反對任何人傳真再製專利暨商標局專利檔案或記錄中發表的專利文件或本發明，但是絕對保留著作權的所有權限。以下的通告係應用到以下說明及圖面中的軟體、協定及資料：Copyright © 20(H，intel corP〇ration，保留所有權利。發明背景使用網際網路來支援音頻流量係為一種新興的技術，其比該公用交換電路網路（PSTN)之傳統的專屬電路交換連接要提供了數個優點。使用該網際網路協定（IP)訊包交換的連接來在網際網路上傳遞音頻資料係稱之為VoIP。使用 VoIP的好處之一為其藉由使用該網際網路主幹來繞過 PSTN付費服務做為長距離傳輸。此外，網際網路服務提供者（ISP)可免除存取費用來使用區域性電話公司設備來完成該撥打電話。因為PSTN付費及存取費用為所有長途電話的成本之一大部份，能夠避免它們之能力即具有相當大的好處。

VoIP亦在PSTN之上提供其它的好處，其包含頻寬統一及音頻壓縮，這兩者皆貢獻於整體的網路效率。但是’在完

1242950 (2) 全實現這些妤處之前，必須滿足某些技術挑戰。在VoIP中，音頻資料在共用線上以數位化資料之訊包來傳送。除了其它類型的資料，其特別重要地是音頻訊包以即時的方式傳遞’來達到與PSTN類似的音頻品質。此在當使用一公用網路時特別地困難，例如網際網路，其不能保證服務品質（Q〇S)之等級。其已經發展出一些競爭的專用及非專用標準來支援音頻訊包的傳輸。一些協定對於硬體會比軟體要工作地較佳，反之亦然，但尚未有一種協定可解決隱含在網際網路上傳送大量音頻訊包的所有問題。例如，在Request For Comment (RFC) 1889的文件中所揭示的即時通訊協定（RTP)，名為「RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications」發表於1996年1月，其提供了具有即時特性之資料的端對端傳遞服務，例如互動式聲音及影像。圖1所示為一 RT P訊包1 〇〇的範例。如所示，該RT p訊包1 0 0包含一酬載1 1 0為4 0位元組，及4個不同的標頭共5 4 位元組，其中包含一媒體存取控制（MAC)標頭1〇2、一網際網路協定（IP)標頭1 0 4、一使用者資料數據協.定（u D p) 標頭106及一 RTP標頭108。該RTP酬載1 10係設計來維持音頻訊包的長度在5到3 0毫秒（m s )。較短的音頻訊包在考廣上更為所需要，因為其可造成較低的遲滯及改1音頻^ 質。可能RTP最明顯的缺點是缺少大小彈性。因為RTp係最佳化來在網際網路上長程地每個訊包傳送罝 & _ 又早一偽返的音頻資料（即一個音頻通話），其需要以非常高的逯率來傳送

1242950 (3) 訊包，例如每秒200個訊包（pps)，特別是當傳送較小的5 毫秒音頻訊包時。為了支援較多數目的音頻通話，如1〇〇〇，該訊包率會急遽地增加到200,000 pps，其會快速地降低 VoIP應用的效能，其必須在每次到達一訊包時處理一個岔斷。因此，使用RTP來傳送大量的訊包會降低VoIP應用的效能，並無法有效使用頻寬。為了合併頻寬，一些協定會聚集複數個音頻信道成為單一訊包。例々口，由 Internet Engineering Task Force (IETF)組織所發展出的一聚集或多信道版本的RTP，其提供在Internet Draft中，名為「使用者多工化的RT P酬載的格式（An RTP Payload Format for User Multiplexing)」，由 J. Rosenberg 及 H. Schulzrinne提出，出版於1998年5月6日，用於多工化來自多個使用者之資料到一單一 RTP訊包，其嘗試來降低訊包負擔，並改善大小調整性來保證訊包可用即時的方式傳遞。但是該聚集的RTP協定會造成其它的問題。舉例而言，當該終端電腦具有超過所需的能力來處理一個音頻通話，其可在當同時處理一個單一訊包中有數百個音頻通話時會快速地成為過載，其可再次造成VoIP應用之效能的負面影響。對於VoIP之多信道RTP及其它聚集的信道協定之另一個缺點為缺乏一明確的音頻信道ID，其加入額外的處理負擔，並可能地話會很難來合併訊包流。在多協定標記交換上的音頻（VoMPLS)中，先前技藝中音頻資料的聚集信道協定中的一個，該信道識別資料之長度僅有8位元，其

1242950 (4) 必須結合訊包識別，藉以完全地辨識該資料所屬的音頻信道。因此，舉例而言，在訊包流A上的信道5與在訊包流B上的信道5資料之音頻信道並不相同。因此，其不可能在訊包之間移動信道，而不需要額外的發信3 目前的VoIP的另一個缺點是其並非設計來支援明確的8 位元組邊界對準，其必須由64位元處理器來有效率地處理。圖式簡單說明本發明將藉由範例性具體實施例來說明，但其並非限制，其係在所附圖面中說明，其中類似的參考編號代表類似的元件，且其中：圖1所示為一先前技藝的即時通訊協定（RTP)訊包；圖2所示為用於本發明之聚集的音頻信道（AVC)之一般化的具體實施例之方塊圖，以及可實施所述的發明之某些方面的運作環境；圖3所示為詳細說明根據一具體實施例之圖2·的AVC系統之方塊圖；圖4所示為根據一具體實施例之圖2的聚集音頻信道系統的訊包格式；圖5所示為由一運算裝置執行圖2-3中所示的發明具體實施例所在執行的方法之某些方面的流程圖；圖6所示為一適當的運算環境之概述，其中可實施圖2、 3、4及5中所述之發明的某些方面；及

1242950 (5) 圖7所示為本發明所使用的一聚集之音頻信道系統之一般化具體實施例的方塊圖，及電腦可讀取媒體，其中可實施圖2、3、4、5及6所示之發明的某些方面。發明詳細說明

在以下的說明將涵蓋本發明的許多方面，其將說明使用一聚集音頻信道系統在一訊包網路上傳送複數音頻信道之方法。其將提出特定的細節來提供對於本發明之完整的瞭解。但是，對於本技藝專業人士將可瞭解到，其可利用本發明所述之方面的其中一些或全部來實施，而不使用到該特定細節的某些或全部。在某些狀況下，將省略或簡化熟知的特徵，藉以不會混淆本發明。

本說明的某些部份將使用本技藝專業人士所常使用的術語來呈現，以傳達其成果的要義給本技藝的其它專業人士，其中包含由一電腦系統或電子商務應用所執行的運作及其運算域，例如傳送、接收、取得、決定、產生、協定、資料結構及類似者。如本技藝專業人士所熟知，這些運算域之形式可為電子、磁性或光學信號，而該運作包含儲存、傳送、組合，以及另可透過一系統的電子、磁性或光學組件來操縱該信號。該術語系統包含通用的目的以及特殊的目的，這些組件的配置可為獨立、附屬或嵌入。許多的運作將說明為依序執行的複數個分散的步騾，其方式可更有幫助來瞭解本發明。但是，該說明順序必須不可視為代表這些運作必須依其所出現的順序來執行，或甚至是與順序相關。最後，重覆使用片與「在一具體實施例 -10 - Μ I24295〇(6) 中」並不必要代表相同的具體實施例，雖然其亦可以代表。

圖2所示為用於本發明之聚集的音頻信道（AVC)系統 3 0 0之一般化的具體實施例之方塊圖，以及可實施所述的發明之某些方面的運作環境2 0 0。如所示，該A V C系統3 0 0 處理自網際網路協定（IP)為主的網路212所接收的音頻資料，或來自一傳統的公用交換電話網路（PSTN) 204，亦稱之為普通舊式電話服務（POTS)。當自一 IP網路212接收時，該音頻資料基本上係以RTP訊包22 6的形式來傳送，雖然在不背離本發明的範圍下可使用其它類型的即時訊包協定。一 RTP訊包226基本上係用於一或多個音頻通

話，其原始上並非來自一傳統的電話通話202，而是來自連接到一 LAN/WAN 210之來源VoIP-致能的PC 208，其係連接到IP訊包交互網路2 12。該具備VoIP功能的PC 208使用一 RTP訊包226傳送音頻訊包資料，或其它類似的可路由的訊包在LAN/WAN 2 10上到該IP訊包交互網路2 12，用以傳輸到另一個具備VoIP功能的目標，例如VoIP ITGs 220 (示於圖 3，如下所述）。在一 RTP訊包226所承載的音頻資料基本上經過壓縮，且必須解壓縮到脈衝碼調變（PCM)或其它類型的數位方式，用以在由AVC系統300處理之前來傳送類比的資料。在RTP訊包226被路由之即網路212可以為任何訊包為主的交互網路，其包含網際網路，或一私有網際網路電話服務提供者。當由一 PSTN/P0TS網路204接收時，該音頻資料基本上係以一多工的資料流2 1 6之形式來傳送。舉例而言，在所 -11 -

1242950 ⑺ 示的運作環境200中，該PSTN 204接收一資料流2 1 4，其可包含類比音頻信號，其已經使用P C Μ或其它類型的數位方式來數位化，以傳送類比資料。在Τ -1系統中，例如該資料流2 1 4可包含8位元字組’其代表音頻信號係以每秒取樣 8,000次（8 kHz)，其中每個樣本係數位化成一 8位元字組。該資料流2 14可包含的資料，不僅可代表_般的音頻通話 202，但亦可為一傳真傳輸裝置、資料數據機或任何其它裝置，其可以產生在POTS或PSTN音頻電話網路上傳送的資料。該PSTN 204基本上接收複數個資料流214 ,其每個代表不同的骨頻信道（即一個別的音頻通話），並多工該資料在一起來輸出一單一多工化的資料流2 1 6，其使用的方式為像是分時多工（TDM)或非同步傳輸模式（ATM)多工技術，雖然在不背離本發明範圍之下可使用其它類型的多工。在一具體實施例中，該A V C系統3 0 0包含許多組件，其中包含一 AVC訊包格式301、一 PCM/AVC轉換器3 02、一 PSTN介面303及一 AVC處理304。該AVC系統300以一有效率的方式來處理在該運作環境200内傳送的音頻資料，其可避免不必要的負擔。舉例而言，該A V C訊包格式3 0 1可最佳化來在短程區域網路上傳送音頻資料，例如乙太網為主的網路，或「InfiniBand®」系統網路。該PCM/AVC轉換器3 〇 2轉換P C Μ資料到A V C資料格式3 0 1，反之亦然。例如，該PSTN介面3 03自PSTN 204接收該多工的資料流2 16，並使用PCM/AVC轉換器302，以轉換PCM數位音頻資料到 -12-

1242950 ⑻ 相對應的AVC訊包301。該PCM/AVC轉換器3 02 亦用於轉換由一 RTP訊包226所取得的PCM資料成為相對應的AVC訊包301。該AVC處理器304處理AVC訊包301來預備進一步由VoIP為主的應用來處理。對於本技藝專業人士將可瞭解到該PCM/AVC轉換器302 可轉換音頻資料到AVC訊包301，或反之亦然，其中該音頻資料可使用其它類型的數位方式來數位化，用以傳送類比資料，不僅是使用PCM方案來數位化的資料。因此，該 PCM/AVC轉換器302係為了方便來命名，其並非限制。圖3所示為更詳細說明根據本發明一具體實施例之圖2 的AVC系統3 00的方塊圖。如圖所示，該AVC系統3 00包含，或多個VoIP網際網路電話閘道器（ITG) 220、媒體伺服器 22 8及PSTN介面303，其係在一區域網路（LAN)或都會區域網路（MAN) 232中連接在一起，其可為任何類型的訊包為主的區域網路，例如乙太網為主的網路或「InfiniBand®」

系統網路。該VoIP ITG 220用來透過一長程訊包傳送音頻資料到一 IP網路2 12或自一 IP網路2 12接收資料，例如根據 RTP協定所格式化的RTP訊包226，或其它適當的長程協定。類似地，該PSTN介面303用來透過一 TDM/ATM資料流 2 1 6來傳送音頻資料到一 PSTN網路2 04或自其接收資料，其格式係根據該TDM/ATM協定，或其它適當的電話網路為主的協定。該媒體伺服器228透過LAN/MAN 232接收AVC 訊包301，其係由VoIP ITG 200產生，或由PSTN介面3 03產生，其依據原始的音頻資料。 -13 - 1242950 (9) 對於其它的差異，本發明的AVC訊包301並不包含第3 層標頭。第3層標頭係用以促使該訊包能夠進行長距離的路由，例如透過一區域網路（LAN)或廣域網路（WAN) 210 到網際網路協定（IP)交互網路2 12。舉例而言，該rtp訊包 226包含第3層標頭，所以其可透過LAN/WAN 210及IP網路 2 1 2來路由。相反地，在所述的具體實施例中該A VC訊包 3 0 1係設計來在相當短的距離來傳送音頻通話流量到目標，其通常係存在於產生該AVC訊包3 10的相同建築物内。舉例而言，如所述的具體實施例所示，該A V C訊包3 1 0 可來自一 PSTN介面3 03到一 PSTN 204，其中PSTN介面303 係透過一 LAN或都會區域網路（MAN) 232來連接到該目標 VoIP ITG 220或媒體伺服器228。因為該AVC訊包3 10係在一 LAN/MAN 232上傳送，其不能受到遣漏，或不按照順序傳送。因此，其不需要處理該序號或時間標記，其為第3 層訊包處理的一部份。採取此方面之網路處理的好處為’ 該A V C訊包3 0 1的設計可改進該訊包在其個別的目標處的處理效能，例如VoIP ITGs 220、該媒體伺服器228及PSTN 介面303，其藉由排除第3層標頭處理（儘管使得AVC訊包 3 0 1不能夠做長距離的路由）。因此，當該VoIP ITG 220可簡單地在LAN/MAN 232上轉送該RTP訊包226到其目標節點時，而PSTN介面303可僅在當於TDM/ATM資料流2 1 6中接收音頻資料時來產生RTP訊包，其即為較有效率、可調整及更穩固地使用AVC系統300 來另外產生A V C訊包3 0 1來在該音頻通話的路程之此部份

1242950 (10) 來承載音頻資料。

在一具體實施例中，每個VoIP ITG 200進一步具有一 PCM/AVC轉換器3 02及一 AVC處理器304，所以音頻資料可由PCM格式轉換到AVC格式30卜並在於LAN/MAN 232上傳送之前來處理，相反地，係在I P網路2 1 2上以RT P訊包2 2 6 傳送之前由AVC轉換到PC Μ格式。類似地，每個PSTN介面 3 03進一步具有一 pCM/AVC轉換器302及一 AVC處理器 304，所以音頻資料可由PCM格式轉換到AVC格式301，並在於LAN/MAN 232上傳送之前來處理，相反地，在PSTN網路2 04上以TDM/ATM資料流216傳送之前經過處理並由 AVC 301轉換到PCM格式。該媒體伺服器228具有一 AVC 處理器304,所以AVC訊包301可在獨立的音頻信道資料中有效率地處理，用於進一步由在媒體伺服器228上主控的多種電腦電話服務來處理，例如音頻辨識應用或類似者，其中在AVC格式301中傳送.的音頻信道資料之品質（如傳輸及處理速率）非常重要。在一具體實施例中，在對於一給定音頻信道接·收到多工 _ 化的資料流216中的資料樣本時，該PSTN介面303的 PCM/AVC轉換器302基於關於每個樣本之唯一的音頻信道識別來決定其適當的目標。使用一控制協定，該PSTN介面3 03的PCM/AVC轉換器3 02設置一唯’的目標為主的段 · 落ID，其可明確地識別出其在該資料流216中會遭遇到的每個唯一的音頻信道之適當的目標信道。該段落ID決定該A VC訊包3 0 1所要傳遞到的目標’例如到達VoIP ITG 220 •15-

1242950 (U) 或媒體伺服器228之目標。在一具體實施例中，該PSTN介面3 03的PCM/AVC轉換器 3 0 2組合來自該多工化的資料流2 1 6之給定音頻信道的資料樣本到一資料段落。每個資料段落代表來自產生該資料之晋頻通話的一部份（或傳真或數據機傳輸），其中該部份對於達到—低遲滯為最佳的長度。遲滯為由該資料段落由該來源（如原始的電話2 0 2 )產生的時間量測到該資料段落在目標處接收到的時間（如VoIP ITG 220)。一般而言，由該資料段落所代表的該音頻通話的該部份愈小，其遲滯愈低。在一具體實施例中，一最佳長度為一毫秒（ms)，但是在不背離本發明範為下亦可使用其它的長度。在一具體實施例中，該資料段落包含8個資料樣本，其中每個資料樣本為一 8位元的字組’造成長度為8位元組的資料段落，其適合聚集在一 AVC訊包30 1中，所以該資料段落可對準於8 位元組邊界。該資料段落可包含其它數目及大小的資料樣本，只要所得到的資料段落為適合聚集在一 AVC訊包3 〇 i 中的長度，所以該資料段落可對準於8位元組邊界。該明確地對準該資料段落在8位元組邊界的能力使得該AvC系統300使用64位元處理器來有效率地運作。該PSTN介面303的PCM/AVC轉換器3〇2進一步聚集到最多4個資料段落及相對應的段落ID成為一個同類四個的段落。該PCM/AVC轉換器302由一或多個同類四個段落產生一 AVC訊包301 ’其預先等待必要的標頭來在該 LAN/MAN 232上傳送到一目標節點，例如該具備ν〇ιρ功能 -16- 1242950 (12)

的ITG 220或一媒體伺服器228。在由該目標具備VoIP功能的ITG 220或媒體伺服器228來接收時，該相對應的目標 AVC處理器304處理該AVC訊包301來提取該音頻資料（即該資料段落），其根據適當的音頻信道（即^亥段落ID)來由具備VoIP功能的ITG 220或媒體伺服器228來進一步處理。舉例而言，當在具備VoIP功能的ITG 220上的AVC處理器 304決定一 AVC訊包301包含有音頻資料，其必須在一 IP 網路2 12上傳送到一遠端目標，在該具備VoIP功能的ITG 220上的PCM/AVC轉換器302轉換該音頻資料到PCM資料，其接著可進一步處理成為RTP訊包226，以在IP網路 2 1 2上路由到該最終的目標。當在該媒體伺服器2 2 8中的一個上的AVC處理器304決定出一 AVC訊包301包含屬於該媒體伺服器2 2 8正在處理之音頻信道的音頻資料時，該 AVC處理器3 04根據該音頻信道分析出該音頻資料（即該段落ID)，並將其傳送到媒體伺服器228上適當的應用（如音頻辨識、或其它電腦電話服務）。在一具體實施例中，於自該IP網路2 12接收為RTP訊包 226之音頻資料時，該VoIP ITG 220的PCM/ACM轉換器302 轉換由該RTP訊包226得到的PCM資料成為AVC訊包 3〇1，其藉由結合該PCM資料成為資料段落及同類四個段落，其方式類似於前述用於轉換PCM資料到AVC訊包301 者，當該音頻資料由一 PSTN網路204產生時。除了自一多工的資料流提取該P C Μ音頻資料之外’該P C Μ音頻資料及相關的音頻信道可由在該RTP訊包226中傳送的訊包化之 -17- 1242950

⑼ 音頻資料中取得。當然’本技藝專業人士將可暸解到使用除了 PCM之外的方式所數位化的音頻資料可由該訊包化的晋頻資料中取得’其並未背離本發明的範圍。本技藝專業人士可進一步瞭解到’除了 RTP訊包之外的訊包可為該訊包化音頻資料的來源，其並未背離本發明範圍。

圖4所示為根據圖2之A V C系統3 0 0的一具體實施例之 AVC訊包301的訊包格式。不像是先前技藝的rtp協定的訊包格式，如圖1所示的範例，一 A V C訊包3 0 1的訊包格式係夾層在一 LAN協定中，而非在…協定之上。該IP標頭並不需要，因為如前所述，該AVC訊包301僅需要在短距離上傳送，例如在橫跨「InfiniBand®」系統網路上的建築物内，或在一乙太網為主的網路上橫跨一校園，例如LAN/MAN 232。此可降低標頭的負擔，僅留下MAC標頭3 05，或其它根據LAN協定來適當傳送AVC訊包301所需要的其它標頭 306 ° 在一具體實施例中，於該標頭之後，該A V C訊包3 0 1的接下來40個位元組包含一或多個同類4個段落312,其每個包含最多有4個段落ID 308，接著為其個別的資料段落 3 1 0。該資料段落3 1 〇包含自該TDM/ATM資料流2 1 6或該 RTP訊包226所得到的該數位化音頻資料。該段落ID 308代表關於在該資料段落3 1 〇中的數位化音頻資料的該音頻信迢的識別。舉例而言，該段落ID 308可代表關於由PSTN 204 來在該多工化的資料流2 1 6中所傳送的一給定音頻信道之 PCM貝料樣本之青頻信遒（或是在由一 RTp訊包所產生的 -18 - 1242950

(14) 訊包化音頻資料中，由Ip網路2 12在該RTP訊包226所傳送的一給定骨頻信道之PCM資料樣本）。段落id 308及資料段落3 1 0之此同類四個配置可允許該a vc訊包資料3 0 1來對準於8位元組邊界，以便於由一終端運算裝·置來有效率地處理’例如該具備V〇Ip功能的ITG 22〇，或圖3所示的媒體伺服器2 2 8。在一具體實施例中，該段落ID 308其每個長度為2位元組’其能夠儲存1 6位元的資料，其足以明確地定義該音頻信道的唯一目標號碼，或關於該音頻信道的目標之其它唯一的識別。明確的目標音頻信道識別可提供一效能上的好處，因為其不需要來基於在該傳輸訊包（即該AVC訊包301) 中的資料段落3 1 〇的位置來取得或查詢該音頻信迢’在該傳輸訊包内或之外的該傳輸訊包識別（即該訊包標頭）或其它所包含的資料（及在該控制協定訊包或其它波段外的通訊），其皆為先前技藝之方法所需要。在一具體實施例中，明確的目標音頻信道識別進一步允許訊包合併如同在使用中的音頻信道數目會卩址時間而變動。舉例而言，該VoIP系統運作環境200可處理1000個電話通話，其每個需要產生1〇〇個音頻信道的10個不同的訊包流3 〇 1。如果該通話的一半終止，而在該V〇lP系、·先運作環境2〇〇中僅留下500個活動的通話，則使用明確的頻L 道識別’該剩餘的5 0 0個音頻信道可動態地合彳并成為每〇〇個音頻頻到僅有5個訊包或訊包流3 0 1。能夠動態合併訊包的能力有明顯的好處’因、， -19- 1242950 (15)

運作環境200中的音頻流量量可在任何給定的分鐘或小時内來廣泛地變動。藉由動態地回應於容納不同的運作條件，該AVC系統3 00可更為有效率地運用LAN/MAN 232上的

可用頻寬。相反地，先前技藝之傳送音頻資料的方法，例如RTP訊包226或VoMPLS訊包（未_示出）僅依靠暗示的音頻信道識別，其不能夠快速地回應來改變運作條件。舉例而言，在圖1所示的RTP訊包1〇〇中，在酬載11〇中所承載的音頻通話的音頻信道識別必須由在UDP標頭1 06中所指定的U D P璋號所得到’因為每個唯一的音頻信道係使用一獨立的波段外控制訊包來預先指定給一特定的U D P埠號。當該通話終止時，該UDP埠號必須使用該波段外通訊來重新指定給一新的通話。另一方面，該AVC訊包301不需要使用波段外通訊來決定那一個音頻信道係關於一特定的資料段落3 1 0。而是，該音頻信道識別已經明確地指定在該AVC訊包301的段落ID 308中。換言之，使用AVC 訊包3 0 1 ’關於包含在其中為自我識別的音頻資料的音頻信道。 . 霣在一具體實施例中，該AVC/PCM轉換器3 02產生資料段落3 1 0，其包含以8 KHz速率取樣的P C Μ音頻資料的8個樣本。每個P C Μ樣本長度僅為1個位元組，所以8個p c Μ樣本可結合來形成一 8位元組的字組，以代表來自PSTN 204之音頻資料的1毫秒。其它大小的資料樣本皆可使用而不背離本發明的原理，只要所得到的資料段落3丨〇可對準於一 8 位元組邊界，當其聚集成該同類4個段落3 1 2時。通常較小 -20· 1242950 端類終及在用可應其識 ’ 辨滯頻遲音的如低例較 ’ 4 匕匕成纟造效可的其用為應因話，電利腦有電為進較改本上樣腦的電 (16) 似者。在一具體實施例中，該同類4個資料段落3 1 2為A VC系統 3 〇 0中最小單位的音頻資料。因為並非所有的資料段落為一給定的AVC訊包所需要，該AVC/PCM轉換器3 02藉由將其標記一特別的段落ID 308，像是OxFFFF，來產生閒置的資料段落3 10。在一具體實施例中，該AVC/PCM轉換器302 可聚集最多到1 4 8個資料段落3 1 0，或3 7個同類四個資料段落312，共同在一單一 AVC訊包310中最多到1480個位元組，其係在乙太網為主的網路之目前最大可允許長度i 5 〇4 位元組之内。對於支援巨型訊包長度或其它非傳統的訊包長度的乙太網路（如一「InfiniBand®」系統網路的較短訊包大小），則該A V C訊包3 0 1可視需要來包含較多或較少數目的資料段落310及同類四個段落3 12,其並未背離本發明的範圍。現在請參考圖6，本發明的特定方法將參考一系列的流程圖來以電腦軟體說明。要由電腦執行的方法構成由電腦可執行的指令所產生的電腦程式。參考流程圖來說明該方法可使#本技藝…人士可以發展這種程式，其包含這些指令來在適當設置的電腦上執行該方法(該電腦的處理器執行來自電腦可存取媒體之扣人、、.& <彳曰令）。該電腦可執行的指令可用電腦程式化語言來撰耷 , 、化口焉，或可實施為韌體邏輯，或微引擎碼及類似者。如果撰窝成一、成一 #王式語"F而符合一認知

-21、

1242950 ⑼ 的標準，這種指令可在不同的硬體平台上執行，或構成與許多作業系統的介面。此外，本發明的具體實施例並為參考任何特定的程式語言來描述。其將可瞭解到，其可使用多種程式語言來實施此處所述的本發明原理。再者，其在本技藝中常提到軟體，不論是什麼形式（例如程式、程序、處理、應用等），其係採取一動作或造成一結果°這種表示法僅為一種捷徑來表示由一電腦所執行軟體造成該電腦的處理器來執行一動作或產生一結果。

圖5所示為該AVC系統300的某些方面在訊包網路上傳送複數個音頻信道。特別是，圖5所示為執行A VC系統3 00 的一電腦所執行的某些動作，其採用本發明的一具體實施例。

在一具體實施例中，於處理方塊32.2，該AVC系統300 設定了目標音頻信道之間的關連，其會在來自PSTN網路 204之多工化資料流216中或在來自IP網路212之RTP訊包 2 2 6中遇到，及可能的段落I D數值來用於指定那些目標音頻信道。在一具體實施例中，該AVC系統3 00在處理該音頻信道資料之前，使用一控制協定訊包或其它波段外通訊來設定該關連。處理該音頻信道資料係在處理方塊3 24中進行，其中該AVC/PCM轉換器3 02接收代表一音頻通話202 之一部份的該多工化資料流2 1 6之數位化音頻資料，或透過IP網路212自該RTP訊包226取得。在一具體實施例中，該多工化的資料流2 1 6包含以8 KHz速率取樣的P C Μ音頻資料的複數個樣本。在一具體實施例中，該RTP訊包226 -22- 1242950

(18) 包含訊包化的音頻資料，其係由以8 KHz速率取樣的PCM 音頻貝料的複數個樣本取得。在處理方塊3 2 6中，該 AVC/PCM轉換器3〇2結合pCM音頻資料的複數個樣本成為一 8位兀組的資料段落3 1 0。在處理方塊3 2 8’中，該AVC/PCM 轉換器3 0 2對於每個資料段落3丨〇產生一相對應的段落ID 3 08，其中該段落ID 3〇8明確地辨識該目標音頻信道編號，其係為該音頻通話202所相關，該段落ID 308已經由先前在處理方塊3 22所執行的音頻信道/段落ID目標關連設定處理所決定。在處理方塊33〇中，該AVC/OCM轉換器302 聚集最多到4個段落id 308，其具有一共用的目標節點到一 8位元組的段落，並進一步聚集該相對應的資料段落3 i 〇成為一單一同類四個段落3〖2。如果有小於4個段落ID 3 08，及相對應的資料段落3丨〇來聚集，則該同類四個段落 3 1 2即由閒置段落id產生，.使得該同類四個段落3 1 2的該段落ID 3 08及資料段落3 1 0仍可以明確地對準在8位元組邊界。處理繼續進行到處理方塊332，其中該AVC/PCM轉換器3 02藉由預先判定一乙太網標頭（或r infiniBand®」標頭或類似者）到一或多個同類四個段落312上來產生該AVC 訊包3 0 2。在一具體實施例中，在處理方塊334内，該AVC處理器 304在一訊包為主的網路232上傳送該AVC訊包301到一目標節點運算裝置，例如一具備VoIP功能的ITG 220或一媒體伺服器228或其它裝置，其可主控一音頻辨識應用或其它電腦電話服務。在處理方塊336中，該AVC處理器304接收 -23-

1242950 (19) 該傳送的AVC訊包301，並根據該段落ID 308及資料段落 3 1 0來分析該音頻資料到適當的音頻信道，其中根據該音頻信道及通話目標，該音頻資料係傳送到該音頻辨識應用或其它電腦電話服務來進一步處理。

圖6所示為一裝置的具體實施例，其可做為一種裝置來產生、傳送或接收及處理AVC訊包301，其包含在一訊包網路上的複數個音頻信道。雖然所述的具體實施例使用一個人電腦（PC)，其亦可使用其它裝置，包含網路伺服器、網路處理器或其它網路可存取裝置。本發明的一具體實施例可實施在一 PC架構上。但是，本技藝專業人士將可瞭解到其亦可使用其它的電腦系統架構或其它處理器、可程式化或電子為主的裝置。

一般而言，圖6所示的這種電腦系統包含一處理器402，其經由一匯流排401耦合到一隨機存取記憶體（RAM) 403、一唯讀記憶體（ROM) 404及一大量儲存裝置407。大量儲存裝置407代表一持久的資料儲存裝置，例如一軟式磁碟機、硬式磁碟機（例如磁性、光學、光磁性或類似者），或串流磁帶裝置。處理器402可包含多種通用處理器或微處理器（例如由Intel公司所製造的Pentium®處理器）之任何一種的一或多個，一特定目的處理器，或一特定程式化的邏輯裝置，其任何一個可基於32位元、64位元或其它處理器架構。顯示裝置4 0 5係經由匯流排4 0 1耦合到處理器4 0 2，並提供電腦系統400的圖形輸出。輸入裝置406，例如鍵盤或滑 -24-

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鼠，其耦合到匯流排4 0 1來傳送資訊及命令選擇到處理器 4 0 2。同時，經由匯流排4 0 1耦合到處理器4 0 2為一輸入/ 輸出介面4 1 0，其可用來控制及傳送資料到連接於電腦系統4 00之電子裝置（印表機、其它電腦等）：電腦系統400 包含網路裝置4 0 8，用以連接電腦系統4 0 0到一網路4 1 4，該AVC訊包301由此可傳送及接收，例如來自遠端裝置 412。網路裝置408，其可包含乙太網裝置、電話插座及衛星鏈結。本技藝專業人士將可暸解到，其亦可利用其它的網路裝置。

本發明一具體實施例可整個以一款體產品來儲存在大量儲存4 0 7上。其亦可瞭解到包含該軟體產品的指令系列不需要當地的儲存，且可儲存在由一遠端儲存裝置所接收的一傳遞資料信號上，例如網路上的一伺服器，其係透過網路/通訊介面。該指令亦可由儲存裝置複製，例如大量儲存407，或由該傳遞的資料信號到一記憶體子系統 403/404，然後由處理器 402存取及執行。在一實施中，這些軟體程序係以C + +程式化語言來撰寫。但是.，其可瞭解到這些程序可利用許多種程式化語言中的任何一種來實施。本發明另一個具體實施例可嵌入在一軟體產品，例如在一印刷電路板，在一特殊目的處理器中，或在一網路處理器的微引擎碼中，其係在可傳輸地耦合到匯流排40 1 之特定程式化的邏輯裝置上。本發明其它的具體實施例可部份實施為一軟體產品，部份實施為一硬體產品。本發明的具體實施例可表示為儲存在一機器可存取媒 -25 - 1242950 (21)

體上的軟體產品（亦稱之為一電腦可存取媒體、電腦可讀取媒體、處理器可存取媒體或處理器可讀取的媒體） 500，如圖7所示。該機器可存取媒體500可為任何類型的 4 磁性、光學或電子儲存媒體，包含一碟片、CD-ROM、記《憶裝置（揮發性或非揮發性），或類似的儲存機制。該機器可存取媒體5 00可包含多組的指令、碼序列、組態資訊或其它資料。其亦要注意到，該機器可存取媒體500甚至可包含一通訊媒體，其上為一傳遞的資料信號，包含許多種組合的指令、碼序列、組態資訊或其它資料，其可輸送到鲁一記憶體子系統403/404中，然後由處理器402存取及執行，其並不背離本發明的範圍。本技藝之專業人士將進一步瞭解到，實施前述發明所需要的其它指令及運作亦可儲存在機器可存取媒體500上。圖7所示為一機器可存取媒體500之通用化具體實施例，其包含有指令，當由一機器執行時使得該機器來根據本發明的方法及裝置，在一訊包網路上執行包含傳送複數個音頻信道之運作。該指令包含有音頻信道/段落ID控制鲁器指令502、資料接收器504指令、同類四個段落聚集器指令506、AVC訊包產生器指令508及AVC訊包發射器51〇，及接收器5 1 2指令。 ’ 藉由比較’在圖2及3中所示的一 V ο IP系統運作環境2 〇〇 # 中的一端對端連接中，其處理多工化的音頻資料之5 〇個音頻信道，本發明的A V c系統3 0 0之一具體實施例僅需要每秒有十分之一的訊包 '五分之一的遲滯，及僅需要一半的 -26-

1242950 (22) 頻寬，其為由多信道RTP協定傳送相同數量之多工化的音頻資料所需要者，其總結於下表1 : 表1 訊包類型訊包時間單位每個信道每秒的訊包數 50個信道所需要的訊包每秒訊包總數多信道RTP 5ms 200 50 10,000 聚集的音頻訊包協定3 00 1ms 1000 1 1000 因此，已說明使用一 AVC系統3 00在一訊包網路上傳送 φ 複數個音頻信道之創新方法。利用前述的說明，本技藝專業人士將可瞭解到本發明有可能有許多其它的變化。因此，本發明並不受限於所述的細節。而是，本發明可在本發明的精神及範圍内以修正及變化來實施。圖式代表符號說明

PSTN 公用交換電話網路 IP 網際網路協定 ISP 網際網路服務提供者 QoS 月良務品質 RTP 即時通訊協定 MAC 媒體存取控制 UDP 使用者資料數據協定 AVC 聚集音頻信道 POTS 普通舊式電話服務 PCM 脈衝碼調變 TDM 分時多 X -27- 1242950 (23) ATM 非同步傳輸模式 ITG 網際網路電話閘道器 LAN 區域網路 MAN 都會區域網路 WAN 廣域網路 RAM 隨機存取記憶體 ROM 唯讀記憶體 110 酬載 212 IP訊包交互網路 216 多工資料流 214 資料串流 202 音頻通話 228 媒體伺服器 301 AVC訊包格式 302 PCM/AVC轉換器 303 PSTN介面 304 AVC處理器 310 資料段落 3 12 同類四個段落 401 匯流排 402 處理器 403/404 記憶子系統 406 輸入裝置 407 大量儲存裝置

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408 網路裝置 412 遠端裝置 414 網路 500 機器可存取媒體 502 指令 510 AVC訊包發射器

-29-

Claims

1242950 \ 肩#取2477號專利申請案汾4 6身末申請專利範圍替換本(94年6月) 叶·· /:.! —著、<申請專利範圍 1 . 2. 3. 4. 5. 一種用於配置資料數位化段落之方法，包含：將複數個段落識別（ID)指派給相關聯於複數個資料數位化段落的複數個信道；決定一邊界數量，其代表所要聚集至一第一區段之段落ID之數量以及所要聚集至一第二區段之= 對應資料數位化段落之數量；將該等所決定段落ID之邊界數量聚集至該第一區段，其中該等段落ID共用一目的地節點；以及上將§亥等所決定資料數位化段落之邊界數量聚集至該第二區段，其中該第二區段中的每個聚集之資料數位化段落相關聯於該第一區段中的一段落如申請專利範圍第Μ之方法，其中將該等所決定段洛ID《邊界數量聚集至該帛一區段包括：如果 ^用—目的地節點的段落ID數量小於該邊界數里，則加入一無作用。如申請專利範圍第1項之方法，其中該邊界數量為如申請專利範圍第1 ”、貝之方法，進一步包含將該 -區段與該第二區段組合成一訊包段落。 :t請專利範圍第4項之方法，進-步包含在該 d又洛前面附加一區域網路標頭，以建立—多信訊包；及在一區域網路上傳详夕乙 ^ 1寻适多信道訊包。 6·如申請專利範圍第5項夕士 ^ ^ 貝之方法，其中該區域網路為- 太、，，罔路，而該區域網路庐塔‘碩為一媒體存取控制標頭 81514-940204 mmq ..督接瓦

7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等信道中的一或多個是傳真信道，並且該等資料數位化段落的一或多個代表傳真資料。 8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等信道中的一或多4固是音頻信道，並且該等資料數位化段落中的一或多個代表音頻資料。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該等音頻資料之數位化段落中的一或多個包括脈衝碼調變音頻資料的至少一樣本。 1 0.如申請專利範圍第1項之方法，其中該等資料數位化段落中的一或多個係獲自一分時多工資料流。 1 1 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該等資料數位化段落中的一或多個係獲自一非同步傳輸多工資料流。 1 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中資料之數位化段落中之一或多個係獲自一輸入訊包之一有效負荷量。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之方法，其中該輸入訊包是一即時協定訊包。 1 4 · 一種用於配置資料數位化段落之裝置，包含：一資料段落接收器，用以接收複數個資料段落，每個資料段落具有一音頻資料之一數位化段落；一音頻信道識別器，用以決定複數個音頻信道中 1242950

之何者與所接收的每一資料段落相關聯以及為每一資料段落產生一相關的段落ID ;及一資料段落聚集器，用以將所決定段落ID之邊界數量聚集至一第一區段，以及將該等所決定資料數位化段落之邊界數量聚集至一第二區段。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項之裝置，進一步包含：一多信道音頻訊包產生器，用以將該第一區段與該第二區段組合成一訊包段落，並且在該訊包段落前面附加一區域網路標頭，以建立一多信道音頻訊包；及一訊包發射器，用以在一區域網路上傳送該多信道音頻訊包。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項之裝置，其中該區域網路為一乙太網路，而該區域網路標頭為一媒體存取控制標頭。 1 7.如申請專利範圍第1 4項之裝置，其中該所決定邊界數量為4。 1 8.如申請專利範圍第1 7項之裝置，其中該等音頻資料數位化段落中的至少一者是脈衝碼調變音頻資料的一樣本。 1 9.如申請專利範圍第1 7項之裝置，其中該等音頻資料數位化段落中的至少一者包括總長度為八個位元組之脈衝碼調變音頻資料的八個樣本。 2 0.如申請專利範圍第1 4項之裝置，其中該等資料段

替換頁 lT#習7曰落中至少一者係獲自一分時多工音頻資料流。 2 1 .如申請專利範圍第1 4項之裝置，其中該等資料段落中至少一者係獲自一非同步傳輸多工音頻資料流。 22.如申請專利範圍第1 4項之裝置，其中該等資料段落中至少一者係獲自一資料訊包之一有效負荷量。 23 .如申請專利範圍第22項之裝置，其中該資料訊包為一即時協定訊包。 24.如申請專利範圍第14項之裝置，其中該等段落ID 之長度各為2個位元組。 2 5 . —種已儲存一資料結構之電腦可讀取媒體，該資料結構包含：一段落ID，其代表一音頻信道的一識別；及一資料段落，其代表相關聯於該音頻信道的音頻資料之一數位化段落，其中該段落ID及該資料段落都被定位以對準於一 8位元組邊界。 2 6.如申請專利範圍第25項之電腦可讀取媒體，其中四個連續的段落ID之後係接著四個相對應的連續資料段落而形成一同類四個段落，其中定位該同類四個段落以使得該四個段落ID共同對準於一 8位元組邊界，且每一相對應的四個資料段落對準於一 8位元組邊界。 2 7.如申請專利範圍第26項之電腦可讀取媒體，其中該資料結構進一步包含一區域網路標頭，其代表一更 ι£替換罠日

相關聯於該音頻信道之目標位址。 2 8.如申請專利範圍第26項之電腦可讀取媒體，其中該段落ID之長度為2個位元組，該段落ID明確地辨識該音頻信道而不需要參考到其它資料。 29.如申請專利範圍第27項之電腦可讀取媒體，其中該資料結構包含許多同類四個段落而不會超過相關聯於該區域網路標頭的該區域網路所允許的最大長度。