專利名稱：實(shí)時(shí)分組通信中時(shí)間戳的估計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及分組通信以及，更具體而言，涉及實(shí)時(shí)分組通信中的頭標(biāo)壓縮。
背景技術(shù)：
術(shù)語頭標(biāo)壓縮(HC)是指以點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上的每一跳為基礎(chǔ)來最小化分組頭標(biāo)中承載信息所必需的帶寬的技術(shù)。頭標(biāo)壓縮通常通過僅在最開始發(fā)送靜態(tài)信息來實(shí)現(xiàn)。然后通過只發(fā)送相對前一頭標(biāo)的變化(增量)來傳送半靜態(tài)信息，而完全隨機(jī)的信息在沒有壓縮的情況下進(jìn)行發(fā)送。因此，頭標(biāo)壓縮通常使用狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。
傳統(tǒng)的頭標(biāo)壓縮算法主要為窄帶有線信道而設(shè)計(jì)，在接收解壓縮側(cè)具有相當(dāng)小的復(fù)雜性。同樣，維持低的發(fā)送壓縮側(cè)的復(fù)雜性以便在需要將盡可能多的計(jì)算能力用于路由的路由器中獲得有效執(zhí)行。此外，為其設(shè)計(jì)現(xiàn)有頭標(biāo)壓縮算法的有線信道通常具有很小的誤碼率(如10-6的誤碼率)。典型地，無線信道(一般表征為有損耗的窄帶寬鏈路)具有高得多的差錯(cuò)概率，因此用于無線信道中的頭標(biāo)壓縮應(yīng)注意考慮到大得多的誤碼率而進(jìn)行設(shè)計(jì)(如誤碼率在10-3以上)。
傳統(tǒng)的RTP/UDP/IP頭標(biāo)壓縮方案通?；趲в兴^語境狀態(tài)的軟狀態(tài)機(jī)。解壓縮器語境通常由每個(gè)被接收的分組進(jìn)行更新，而且如果鏈路上一個(gè)分組丟失，該語境將變?yōu)闊o效。當(dāng)解壓縮器語境無效時(shí)，不得不丟棄所有后續(xù)分組直到軟狀態(tài)被一完整的(未壓縮的)頭標(biāo)更新。更新請求由接收端在解壓縮器認(rèn)知第一個(gè)分組被丟棄(或丟失)時(shí)發(fā)送，因而在更新到來之前要進(jìn)行一次完全的往返行程(從接收端到發(fā)送端然后返回)。這常常導(dǎo)致丟失許多分組。如果接收解壓縮器不能成功地解壓縮一個(gè)壓縮頭標(biāo)，則語境狀態(tài)的丟失也可能發(fā)生。
如果帶有壓縮頭標(biāo)的分組中凈荷承載了實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，則幾個(gè)連續(xù)分組的丟失對于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的質(zhì)量來說可能是災(zāi)難性的。例如，實(shí)時(shí)語音業(yè)務(wù)的質(zhì)量將隨著由于連續(xù)丟失語音幀引起的分組丟失率增加而大大降低。如果語音幀差錯(cuò)具有突發(fā)特性，那么語音質(zhì)量相對具有相同語音幀差錯(cuò)率但有更少的相關(guān)幀差錯(cuò)特性的語音質(zhì)量而言將更為糟糕。
一種減少無效語境狀態(tài)的概率以及由此引起的分組丟失的方法是，在接收器中增加智能，例如，在不使用每個(gè)壓縮頭標(biāo)更多比特的情況下，通過增加解壓縮器成功地估計(jì)(猜測)正確的語境狀態(tài)應(yīng)該如何的概率來進(jìn)行。以實(shí)時(shí)語音業(yè)務(wù)為例，傳統(tǒng)的RTP時(shí)間戳字段值在通話期間以一種可預(yù)測的方式典型地增加(因此能被可靠地預(yù)測或猜測)，但在靜音或非通話期之后，從接收方的觀點(diǎn)來看時(shí)間戳具有更為隨機(jī)的值。
現(xiàn)有的RTP/UDP/IP頭標(biāo)壓縮標(biāo)準(zhǔn)(參見，如Steven Casner和Van Jacobson的Compressing IP/UDP/RTP Headers for Low-SpeechSerial Links(壓縮IP/UDP/RTP頭標(biāo)用于低語音串行鏈路)，IETF RFC2508，IETF網(wǎng)絡(luò)工作組，1999年2月，在這里引入作為參考)在這里被稱為CRTP。在CRTP中，時(shí)間戳增量值使用數(shù)目依賴于值而變化的比特進(jìn)行編碼。自上一分組之后大的時(shí)間戳變化導(dǎo)致大的增量值，這會(huì)不利地要求用壓縮頭標(biāo)中更多的比特來承載表示時(shí)間戳信息的增量值。
DTX(斷續(xù)傳輸)或靜音抑制無論何時(shí)用于實(shí)時(shí)語音業(yè)務(wù)，RTP頭標(biāo)的時(shí)間戳字段在承載語音的RTP/UDP/IP分組流中都將具有難以預(yù)測的隨機(jī)特性。因此，時(shí)間戳字段在接收器中是最難以依靠猜測進(jìn)行解壓縮的字段之一。在CRTP中，時(shí)間戳增量值使用依賴于自上一分組后時(shí)間戳變化大小的多個(gè)比特進(jìn)行編碼。因此，長期靜音或非通話期要求更多的比特來增量調(diào)制時(shí)間戳字段，這樣，一個(gè)靜音期后的第一個(gè)頭標(biāo)將典型地大于對應(yīng)于通話期的語音分組中的第一個(gè)頭標(biāo)。
因此，期望提供一種在沒有上述關(guān)于傳統(tǒng)方案缺點(diǎn)的情況下的時(shí)間戳壓縮/解壓縮技術(shù)。
本發(fā)明有利地提供用于有效壓縮和重構(gòu)實(shí)時(shí)通信分組的時(shí)間戳值的技術(shù)，該分組的時(shí)間戳值沒有落在正常期望的時(shí)間戳值序列內(nèi)。時(shí)間戳值的第一部分由頭標(biāo)壓縮器選擇并進(jìn)行傳輸。時(shí)間戳值的第二部分由頭標(biāo)解壓縮器基于接收兩個(gè)連續(xù)分組間所經(jīng)過的時(shí)間進(jìn)行估計(jì)。頭標(biāo)解壓縮器將第二部分與從頭標(biāo)壓縮器接收的第一部分結(jié)合起來生成一個(gè)重構(gòu)的時(shí)間戳值。
附圖簡述

圖1概念性地闡述了依照本發(fā)明的示范時(shí)間戳壓縮和解壓縮技術(shù)。
圖2舉例說明了依照本發(fā)明的一種示范分組數(shù)據(jù)發(fā)送站。
圖3舉例說明了關(guān)于圖2中頭標(biāo)壓縮器的示范實(shí)施方案。
圖3A舉例說明了關(guān)于圖3中時(shí)間戳字段的一個(gè)實(shí)例。
圖4舉例說明了能被圖2和3的頭標(biāo)壓縮器實(shí)施方案執(zhí)行的示范操作。
圖5舉例說明了依照本發(fā)明的一種示范的分組數(shù)據(jù)接收站。
圖6舉例說明了關(guān)于圖5的頭標(biāo)解壓縮器的示范實(shí)施方案。
圖7舉例說明了關(guān)于圖6的時(shí)間戳解壓縮器的一種示范實(shí)施方案。
圖7A舉例說明了關(guān)于圖6和7的時(shí)間戳解壓縮器的其他示范實(shí)施方案。
圖8舉例說明了能被圖6-7A的時(shí)間戳解壓縮器實(shí)施方案執(zhí)行的示范操作。
圖9舉例說明了可在圖8中執(zhí)行用以計(jì)算換算的時(shí)間戳估計(jì)的示范操作。
詳細(xì)描述圖1概念性地闡述了依照本發(fā)明用于實(shí)時(shí)通信應(yīng)用，例如實(shí)時(shí)語音應(yīng)用中的時(shí)間戳壓縮和解壓縮技術(shù)?；旧?，接收器中的頭標(biāo)解壓縮器使用本地時(shí)鐘估計(jì)語音非活動(dòng)期之前的最后一個(gè)語音分組和語音非活動(dòng)期之后的第一個(gè)語音分組之間所經(jīng)過的時(shí)間。根據(jù)這個(gè)所經(jīng)過時(shí)間的估計(jì)，頭標(biāo)解壓縮器可以作出在界定語音非活動(dòng)期的這兩個(gè)語音分組的時(shí)間戳字段間差值(或增量)的估計(jì)。這個(gè)關(guān)于時(shí)間戳值間差值的估計(jì)結(jié)合語音非活動(dòng)之前最后一個(gè)語音分組的已知時(shí)間戳值，可被用于作出對語音非活動(dòng)之后的第一個(gè)語音分組的時(shí)間戳值的經(jīng)驗(yàn)猜測。
如圖1所示，在發(fā)送端的頭標(biāo)壓縮器中，只有語音非活動(dòng)之后的第一個(gè)語音分組的時(shí)間戳TS的最低有效位(lsb)L在11處被選擇傳過信道13。信道13可以是無線信道，例如UMTS空中接口或其他蜂窩無線接口。
在15處于接收端中，接收分組的時(shí)間戳的估計(jì)可按下列示范方式產(chǎn)生。令分組n-1為語音非活動(dòng)期前最后接收的分組，并令分組n指代下一個(gè)繼續(xù)的語音分組，也就是語音非活動(dòng)期后的第一個(gè)語音分組。如果接收端處的頭標(biāo)解壓縮器記錄下分組n-1的到達(dá)時(shí)間T(n-1)，并且也記錄下分組n的到達(dá)時(shí)間T(n)，那么這兩個(gè)分組到達(dá)之間的絕對時(shí)間差可通過T(n)減去T(n-1)來估計(jì)。該時(shí)間差表示分組n-1和分組n到達(dá)之間所經(jīng)過的時(shí)間。此所經(jīng)過時(shí)間可通過將所經(jīng)過時(shí)間乘以每單位時(shí)間內(nèi)時(shí)間戳值變化多少的估計(jì)來轉(zhuǎn)換成時(shí)間戳單位。
令增量_T為前面提到的時(shí)間差T(n)-T(n-1)所表示的所經(jīng)過的時(shí)間，并且令TS_變化為每單位時(shí)間內(nèi)時(shí)間戳值變化多少的估計(jì)。然后，可將值TS_變化乘上值增量_T，從而得出關(guān)聯(lián)于所經(jīng)過時(shí)間增量_T的時(shí)間戳單位有多少的估計(jì)，換句話說，是分組n-1和分組n的時(shí)間戳值間差值的估計(jì)。這樣，分組n的時(shí)間戳估計(jì)TS_估計(jì)可通過將時(shí)間戳值的估計(jì)差值(TS_變化乘增量_T)加上已知的分組n-1的時(shí)間戳值來確定。一旦TS_估計(jì)在15處被確定，則TS_估計(jì)的最高有效位被附加到實(shí)際時(shí)間戳TS中最低有效位L的所接收型式L’之后，由此產(chǎn)生分組n的時(shí)間戳值的猜測TS_猜測。在17處，頭標(biāo)解壓縮器試圖決定TS_猜測是否是原始時(shí)間戳TS的正確猜測。如果不是，那么在15處可進(jìn)行另一個(gè)猜測，然后可以重復(fù)這個(gè)過程直到產(chǎn)生正確的猜測或者滿足超時(shí)條件。
圖2舉例說明了可執(zhí)行圖1所闡述的示范時(shí)間戳壓縮技術(shù)的一種示范分組數(shù)據(jù)發(fā)送站。例如，該發(fā)送站可以是運(yùn)行于蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中的固定地點(diǎn)的或移動(dòng)的發(fā)送器。在圖2的實(shí)施方案中，分組數(shù)據(jù)通信應(yīng)用24在25處產(chǎn)生凈荷信息并在26處產(chǎn)生頭標(biāo)信息。凈荷信息可由凈荷處理器20按傳統(tǒng)方式使用而生成凈荷23，而頭標(biāo)信息26則加到頭標(biāo)壓縮器28。頭標(biāo)壓縮器28將頭標(biāo)信息壓縮以生成壓縮的頭標(biāo)22。壓縮頭標(biāo)22和凈荷23構(gòu)成一個(gè)分組21。傳統(tǒng)的無線發(fā)送器29可使用大家所熟知的技術(shù)在如蜂窩無線鏈路這樣的無線鏈路上發(fā)送分組21。
通信應(yīng)用24還提供一個(gè)重新開始信號(hào)27，該信號(hào)指明了對應(yīng)一個(gè)RTP語音分組，即語音非活動(dòng)期之后被傳輸?shù)牡谝粋€(gè)語音分組(相當(dāng)于上述關(guān)于圖1的分組n)的、在25和26處的當(dāng)前凈荷與頭標(biāo)信息。頭標(biāo)壓縮器28響應(yīng)信號(hào)27的激活以執(zhí)行發(fā)明的包括如圖1中所述時(shí)間戳壓縮技術(shù)在內(nèi)的時(shí)間戳壓縮技術(shù)。
圖3舉例說明了關(guān)于圖2頭標(biāo)壓縮器28的示范實(shí)施方案。在圖3的頭標(biāo)壓縮器實(shí)施方案中，分離器33接收來自通信應(yīng)用24的頭標(biāo)信息26。分離器33將時(shí)間戳字段信息從26處所接收的其他的頭標(biāo)信息中分離出來，以便能夠?qū)r(shí)間戳信息與剩下的頭標(biāo)信息分開而進(jìn)行單獨(dú)壓縮。除法器35將時(shí)間戳值除以一個(gè)標(biāo)度值TS_增量來對時(shí)間戳值進(jìn)行換算。采用這種承載著(由具有恒定比特率的語音編解碼器產(chǎn)生的)語音信息的實(shí)時(shí)語音業(yè)務(wù)的典型情況，在語音活動(dòng)期內(nèi)時(shí)間戳有望隨每個(gè)連續(xù)分組而增加一個(gè)恒定增量。值TS_增量表示這個(gè)恒定增量的估計(jì)，并可例如通過經(jīng)驗(yàn)觀測值加以確定。這樣，除法器35用來按比例降低時(shí)間戳值，從而減少表示時(shí)間戳值所需的比特?cái)?shù)。在其他實(shí)施方案中，除法器35可被省略或有選擇地使用，如虛線所示。
最低有效位提取器36接收來自除法器35的換算的時(shí)間戳值，并從那個(gè)被換算值中提取最低有效位(LSB)。在37處，附加裝置在LSB上附加一個(gè)由編碼器39產(chǎn)生的重新開始碼以響應(yīng)圖2中重新開始信號(hào)27的激活。裝置37也可附加一個(gè)可選的校驗(yàn)和發(fā)生器38根據(jù)時(shí)間戳和(任選地)其他所期望的頭標(biāo)信息產(chǎn)生的校驗(yàn)和(如CRC校驗(yàn)和)(見圖3中的虛線)。附加裝置37的輸出端被加到選擇器30的輸入端39，選擇器30的另一輸入端被連接到同樣接收來自分離器33的時(shí)間戳值的傳統(tǒng)時(shí)間戳壓縮器301的輸出端。
選擇器30由重新開始信號(hào)27控制，所以如果重新開始信號(hào)27是激活的，則LSB、重新開始碼以及校驗(yàn)和經(jīng)由選擇器30被提供給圖2中壓縮頭標(biāo)22的時(shí)間戳字段31。另一方面，如果重新開始信號(hào)27是去活的，則將傳統(tǒng)時(shí)間戳壓縮部分301的輸出提供給時(shí)間戳字段31。
同樣如圖3所示，由分離器33輸出的其他頭標(biāo)信息(非時(shí)間戳信息)可在302處使用傳統(tǒng)頭標(biāo)壓縮技術(shù)進(jìn)行壓縮，然后可將由此產(chǎn)生的壓縮頭標(biāo)信息按傳統(tǒng)方式提供給壓縮頭標(biāo)22的其他字段32。
圖3A舉例說明了當(dāng)圖2和3中的重新開始信號(hào)27為激活時(shí)所產(chǎn)生的時(shí)間戳字段31。如圖3A所示，時(shí)間戳字段31包括重新開始碼、換算的時(shí)間戳值的LSB，此外，如虛線中所示，還可選擇性地包括在38處產(chǎn)生的校驗(yàn)和。
圖4舉例說明了可被圖3示范頭標(biāo)壓縮器實(shí)施方案執(zhí)行的示范時(shí)間戳壓縮操作。首先在41確定重新開始信號(hào)是否為激活。如果不是，則在42處按傳統(tǒng)方式執(zhí)行時(shí)間戳壓縮，并在48處等待下一個(gè)分組。如果重新開始信號(hào)在41處是激活的，則在46處用時(shí)間戳值(參見圖1中的TS)產(chǎn)生一個(gè)校驗(yàn)和。然后在43處用TS_增量值對時(shí)間戳值進(jìn)行換算。此后在44處從換算的時(shí)間戳值中提取最低有效位，并在45處將重新開始碼和校驗(yàn)和(可選)附加到最低有效位。圖4中的虛線表示46和43處的校驗(yàn)和生成與換算操作在其他實(shí)施方案中可被省略或有選擇地應(yīng)用。當(dāng)最低有效位和重新開始碼(以及可選的校驗(yàn)和)在45處被附加在一起后，在47處，時(shí)間戳字段就做好了裝配到壓縮頭標(biāo)中的準(zhǔn)備，在此之后在48處等待下一個(gè)分組。
圖5舉例說明了可執(zhí)行圖1所述示范時(shí)間戳解壓縮技術(shù)的分組數(shù)據(jù)接收站的一個(gè)示范實(shí)施方案。例如，此接收站可以是運(yùn)行于蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中的固定地點(diǎn)的或移動(dòng)的接收器。在圖5的實(shí)施方案中，傳統(tǒng)無線接收器54可使用大家所熟悉的技術(shù)從無線通信鏈路，如蜂窩無線鏈路接收如圖2所述分組21這樣的傳輸分組的接收型式21’。如圖5所示，這種接收的型式21’將包括圖2中壓縮頭標(biāo)22的接收型式22’和圖2中凈荷23的接收型式23’。接收的凈荷型式23’可被提供給凈荷處理器58，該處理器可按傳統(tǒng)方式產(chǎn)生用于在51處向分組數(shù)據(jù)通信應(yīng)用52輸入的接收凈荷信息。接收的壓縮頭標(biāo)型式22’被提供給頭標(biāo)解壓縮器53，該解壓縮器解壓縮接收的型式22’以生成用于在50處向通信應(yīng)用52輸入的已接收頭標(biāo)信息。
圖6舉例說明了關(guān)于圖5頭標(biāo)解壓縮器的一種示范實(shí)施方案。壓縮頭標(biāo)的接收型式22’被輸入給RTP檢測器61，該檢測器可用傳統(tǒng)技術(shù)檢測所接收分組是否為RTP分組。響應(yīng)于檢測到該分組不是RTP分組，這表明正存在著語音非活動(dòng)期，則檢測器61激活一個(gè)用于適當(dāng)控制選擇器68和69的輸出信號(hào)66，使得利用傳統(tǒng)頭標(biāo)解壓縮器64處理該壓縮頭標(biāo)。如果檢測器61確定RTP分組已被接收，則控制信號(hào)66控制選擇器68和69，以便壓縮頭標(biāo)經(jīng)由依照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了時(shí)間戳字段解壓縮的處理路徑600來進(jìn)行處理。
處理路徑600包含一個(gè)分離器65，該分離器將時(shí)間戳字段從壓縮頭標(biāo)的接收型式22’的其他字段中分離出來。因此除時(shí)間戳字段以外的字段的接收型式(參見圖3的32)可加到67處的傳統(tǒng)頭標(biāo)解壓縮器。將63處的時(shí)間戳字段的接收型式輸入給時(shí)間戳解壓縮器60。時(shí)間戳解壓縮器也接收由RTP檢測器61輸出的控制信號(hào)66作為輸入。作為對控制信號(hào)66和在63處接收的時(shí)間戳字段的響應(yīng)，時(shí)間戳解壓縮器60在62處輸出一個(gè)時(shí)間戳。該時(shí)間戳被附加裝置601附加到由解壓縮器67產(chǎn)生的其他被解壓縮的頭標(biāo)信息，由此構(gòu)成期望的接收頭標(biāo)信息，該頭標(biāo)信息經(jīng)選擇器69被選擇性地耦合到圖5的通信應(yīng)用52中(參見圖5和6中的50)。
圖7舉例說明了圖6的時(shí)間戳解壓縮器60的示范實(shí)施方案。在圖7的實(shí)施方案中，將63處接收的時(shí)間戳字段輸入給代碼檢測器70用以檢測圖3的重新開始碼。如果未檢測到重新開始碼，那么所接收的RTP分組不是一個(gè)語音非活動(dòng)期之后的第一個(gè)語音分組，于是代碼檢測器70輸出一個(gè)控制信號(hào)702，該信號(hào)適當(dāng)?shù)乜刂七x擇器703和700，以允許傳統(tǒng)時(shí)間戳解壓縮器73對時(shí)間戳字段進(jìn)行解壓縮并在62產(chǎn)生期望的時(shí)間戳(仍參見圖6)。
如果代碼檢測器70檢測到重新開始碼，那么控制信號(hào)702控制選擇器703和700以便根據(jù)上述依照本發(fā)明的示范時(shí)間戳字段解壓縮技術(shù)對該時(shí)間戳字段進(jìn)行解壓縮。在這種情況下，接收的時(shí)間戳字段63經(jīng)由選擇器703輸入給提取器72，該提取器從時(shí)間戳字段中提取LSB的接收型式和校驗(yàn)和(參見圖3A)。應(yīng)當(dāng)注意到，重新開始碼僅僅是用于觸發(fā)所期望的解壓縮操作的其中一種技術(shù)實(shí)例。
一般按照以上關(guān)于圖1的描述，時(shí)間戳估計(jì)器75可產(chǎn)生時(shí)間戳估計(jì)TS_估計(jì)。時(shí)間戳估計(jì)器具有一個(gè)輸入端705，用于接收分組n-1的時(shí)間戳，也就是一個(gè)語音非活動(dòng)期之前接收的最后一個(gè)RTP分組的時(shí)間戳。這個(gè)由解壓縮器73產(chǎn)生的時(shí)間戳值TS(n-1)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元77中，后者進(jìn)而又連接到估計(jì)器輸入端705。每一個(gè)從解壓縮器73輸出的RTP時(shí)間戳都可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元77中(該存儲(chǔ)單元可以是一個(gè)單獨(dú)的寄存器)，從而確保分組n-1的時(shí)間戳TS(n-1)在分組n到達(dá)時(shí)能被時(shí)間戳估計(jì)器75獲得。
時(shí)間戳估計(jì)器75還接收表示分組n和分組n-1被接收的時(shí)間T(n)和T(n-1)的信息。該時(shí)間信息可以從被耦合以接收來自本地時(shí)鐘74的本地時(shí)間信息的存儲(chǔ)單元76中獲得。對于被圖6中的檢測器61檢測到的每個(gè)RTP分組，存儲(chǔ)單元76存儲(chǔ)了由本地時(shí)鐘74所測量的該分組的到達(dá)時(shí)間。因此存儲(chǔ)單元76僅需要一個(gè)兩階(deep)堆棧來獲取上述分組n和n-1的到達(dá)時(shí)間。
時(shí)間戳估計(jì)器75同樣可訪問上述時(shí)間戳變化值TS變化和上述時(shí)間戳增量值TS_增量。時(shí)間戳估計(jì)器可用來響應(yīng)從存儲(chǔ)單元76接收的本地時(shí)間信息、從存儲(chǔ)單元77接收的時(shí)間戳值TS(n-1)，以及時(shí)間戳變化和時(shí)間戳增量值，由此產(chǎn)生通常如上所述的TS_估計(jì)。TS_估計(jì)被加到最高有效位提取器78中，該提取器從那里提取最高有效位(MSB)，后者構(gòu)成一個(gè)截短了的時(shí)間戳估計(jì)。附加裝置702把從提取器72接收的最低有效位(LSB)附加到從提取器78輸出的最高有效位(MSB)，其結(jié)果在乘法器71中乘上TS_增量，由此得出上述的TS_猜測。時(shí)間戳估計(jì)器75通常按照在以上圖3中35處所述的相同方式使用TS_增量來縮減其時(shí)間戳估計(jì)，以便允許在702處MSB與LSB的精確結(jié)合，因此乘法器71用于重新?lián)Q算該結(jié)果以生成TS_猜測。
校驗(yàn)器79接收TS_猜測和來自提取器72的校驗(yàn)和的接收型式作為輸入。校驗(yàn)器79可用來根據(jù)所接收的TS_猜測和(可選地)在壓縮頭標(biāo)22’中接收的其他信息(見虛線)生成一個(gè)校驗(yàn)和，并將這個(gè)生成的校驗(yàn)和與接收的校驗(yàn)和進(jìn)行比較。如果校驗(yàn)和匹配，則校驗(yàn)器輸出信號(hào)704激活連接單元701，該連接單元于是將TS_猜測接到選擇器700上。
如果校驗(yàn)器79確定接收的校驗(yàn)和不與生成的校驗(yàn)和匹配，則控制信號(hào)704保持連接單元701處于打開(如圖所示)狀態(tài)，并通知時(shí)間戳估計(jì)器75需要另一個(gè)時(shí)間戳估計(jì)。這樣，時(shí)間戳估計(jì)器可繼續(xù)產(chǎn)生時(shí)間戳估計(jì)直到校驗(yàn)和匹配或者直到滿足例如在時(shí)間戳估計(jì)器75或校驗(yàn)器79中所執(zhí)行的超時(shí)條件。
例如，TS_估計(jì)中的比特?cái)?shù)可以等于由圖3中LSB提取器36接收的時(shí)間戳值中的比特?cái)?shù)，例如，由圖7中的提取器78提取的MSB的數(shù)量可以等于在圖3的36處提取LSB之后剩余的(以及被丟棄的)最高有效位的數(shù)量。例如，在36提取的LSB的數(shù)量和在78提取的MSB的數(shù)量可通過經(jīng)驗(yàn)觀測值加以確定，由此確定在各種條件下何種LSB/MSB提取組合產(chǎn)生了期望的結(jié)果。例如，依靠諸如傳輸時(shí)延偏差以及壓縮器與解壓縮器中的時(shí)鐘精度可使用不同的LSB/MSB提取組合。這樣，在各種傳輸時(shí)延偏差條件和各種時(shí)鐘精度條件下所期望的LSB/MSB提取組合可通過經(jīng)驗(yàn)觀測值加以確定。作為一個(gè)實(shí)例，在78處提取的MSB的數(shù)量可依賴于時(shí)鐘74的精度。時(shí)鐘74越精確，在78處就能提取越多的MSB，反之亦然。于是在36提取的LSB數(shù)量可基于在78提取的MSB數(shù)量而加以確定。
壓縮器和解壓縮器可被預(yù)先編程以實(shí)現(xiàn)期望的LSB/MSB提取組合，或者該組合在分組流經(jīng)過期間可以是動(dòng)態(tài)可變的。例如，壓縮器可基于時(shí)間戳值中的實(shí)際變化來選擇要提取的LSB數(shù)量，并可將此信息例如作為圖3A中所述的重新開始碼的一部分通知給解壓縮器。
圖7A以虛線方式舉例說明了圖7中解壓縮器的可選實(shí)施方案，其中圖7的連接單元701(以及校驗(yàn)器79)可對應(yīng)圖3中校驗(yàn)和的使用或省略而被省略或者有選擇地使用；和/或乘法器71對應(yīng)圖3中除法器35的使用或省略而被省略或者有選擇地使用。估計(jì)器75對應(yīng)除法器35和乘法器71的使用或省略來換算TS_估計(jì)或者省略其中的換算。
圖8舉例說明了可被圖6-7A的時(shí)間戳解壓縮器實(shí)施方案執(zhí)行的示范時(shí)間戳解壓縮操作。首先在80處確定時(shí)間戳字段是否包含重新開始碼。如果不包含，則在81處使用傳統(tǒng)解壓縮技術(shù)來解壓縮時(shí)間戳字段，并在89處等待下一個(gè)分組。如果在80處檢測到重新開始碼，則在82處計(jì)算時(shí)間戳估計(jì)(TS_估計(jì))(按所期望的進(jìn)行換算)，并在83處從中提取最高有效位。在84處，壓縮頭標(biāo)中所接收的最低有效位被附加到從換算的估計(jì)中提取的最高有效位，所得結(jié)果(必要時(shí)進(jìn)行重新?lián)Q算)為時(shí)間戳猜測(TS_猜測)。此后在85處，使用時(shí)間戳猜測生成一個(gè)校驗(yàn)和，在86處將生成的校驗(yàn)和與時(shí)間戳字段中接收的校驗(yàn)和進(jìn)行比較。如果生成的校驗(yàn)和與接收的校驗(yàn)和匹配，則時(shí)間戳猜測在87處被接受，并在89處等待下一個(gè)分組。如果生成的校驗(yàn)和在86處與接收的校驗(yàn)和不匹配，那么在88處決定是否放棄估計(jì)時(shí)間戳，例如此決定可基于預(yù)定的所經(jīng)過的時(shí)間值或預(yù)定的猜測次數(shù)。如果在88中決定不放棄估計(jì)時(shí)間戳，則在82處計(jì)算另一個(gè)換算的時(shí)間戳估計(jì)，然后重復(fù)83-86的操作。在進(jìn)行另一個(gè)時(shí)間戳估計(jì)時(shí)，估計(jì)器75可以，例如，改變一個(gè)或更多個(gè)將從估計(jì)中提取的MSB的最低有效位。舉一個(gè)例子，如果改變一個(gè)特定比特(或多個(gè)比特)導(dǎo)致了對一指定分組時(shí)間戳的成功重新估計(jì)，那么在重新估計(jì)后續(xù)分組的時(shí)間戳?xí)r可先嘗試使用這種相同的改變。如果在88處決定放棄估計(jì)時(shí)間戳，則在89處等待下一個(gè)分組。
圖8中的虛線對應(yīng)圖7A的實(shí)施方案，其中校驗(yàn)和驗(yàn)證被省略或有選擇地執(zhí)行。
圖9舉例說明了可在圖8的82處執(zhí)行用以計(jì)算時(shí)間戳估計(jì)的典型操作。在91處確定了自最后一個(gè)RTP分組起所經(jīng)過的時(shí)間T(n)-T(n-1)。在92處將所經(jīng)過的時(shí)間轉(zhuǎn)換成時(shí)間戳單位(使用TS_變化)。在93處，將92處確定的所經(jīng)過的時(shí)間戳單位的數(shù)目加上最后一個(gè)RTP分組(分組n-1)的時(shí)間戳值(TS(n-1))來得出時(shí)間戳估計(jì)。在94處，換算因子(TS_增量)應(yīng)用于93處所產(chǎn)生的時(shí)間戳估計(jì)，從而得出期望的換算時(shí)間戳估計(jì)。圖9中的虛線對應(yīng)圖7A的實(shí)施方案，其中換算被省略或有選擇地執(zhí)行。
在某種示范的操作模式下，圖3A的重新開始碼是不需要的。在這種模式下，由于總是使用圖1的時(shí)間戳壓縮與解壓縮技術(shù)，因此選擇器30、703和700(參見圖3和7)總是被控制為選擇“是”。相應(yīng)地，圖4中41和42處的操作以及圖8中80和81處的操作在這種模式下將被省略。
上述發(fā)明尤其提供了以下典型的優(yōu)點(diǎn)減少了對時(shí)間戳值編碼所需的比特?cái)?shù)；不管時(shí)間戳變化的大小如何，對時(shí)間戳值編碼所需的比特?cái)?shù)可保持恒定；以及，由于在壓縮器中是對絕對時(shí)間戳值進(jìn)行編碼而不是對時(shí)間戳變化的總量進(jìn)行編碼，所以增加了魯棒性。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然上述實(shí)施方案通過對傳統(tǒng)分組數(shù)據(jù)發(fā)送與接收站的頭標(biāo)壓縮器和解壓縮器中的軟件、硬件、或軟硬件進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)便可輕易獲得實(shí)現(xiàn)。
盡管上述發(fā)明是針對實(shí)時(shí)語音應(yīng)用的，但應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明可適用于任何其中連續(xù)分組的時(shí)間戳之間的差別難以在頭標(biāo)解壓縮器中進(jìn)行預(yù)測的實(shí)時(shí)分組數(shù)據(jù)應(yīng)用，如實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用。
盡管以上對本發(fā)明的示范實(shí)施方案作了詳細(xì)描述，但這并不限制本發(fā)明的范圍，而是本發(fā)明能以多種實(shí)施方案加以實(shí)踐。
權(quán)利要求
1.一種壓縮時(shí)間戳信息以產(chǎn)生被通過通信信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組壓縮頭標(biāo)中一個(gè)壓縮時(shí)間戳字段的方法，包括提取時(shí)間戳信息的最低有效部分；以及提供該提取的最低有效部分作為壓縮時(shí)間戳字段中的壓縮時(shí)間戳信息。
2.權(quán)利要求1的方法，包括根據(jù)時(shí)間戳信息生成一個(gè)校驗(yàn)和，并將該校驗(yàn)和連同提取的最低有效部分一起提供到壓縮時(shí)間戳字段內(nèi)。
3.權(quán)利要求1的方法，包括在上述提取步驟之前換算時(shí)間戳信息。
4.權(quán)利要求1的方法，其中分組是用于實(shí)時(shí)通信業(yè)務(wù)中的分組。
5.權(quán)利要求4的方法，包括將預(yù)定碼連同提取的最低有效部分一起提供到壓縮時(shí)間戳字段內(nèi)，該預(yù)定碼表示關(guān)聯(lián)該分組的時(shí)間戳信息不易預(yù)測。
6.權(quán)利要求5的方法，其中分組是用于實(shí)時(shí)語音業(yè)務(wù)中的語音分組，而預(yù)定碼則表示該語音分組是在一個(gè)語音非活動(dòng)期之后傳輸?shù)牡谝粋€(gè)語音分組。
7.權(quán)利要求1的方法，其中時(shí)間戳信息包括由多個(gè)比特表示的時(shí)間戳值，并且其中所述的提取步驟包括從多個(gè)比特中提取被選擇的最低有效位。
8.一種用于解壓縮從通信信道接收的數(shù)據(jù)分組壓縮頭標(biāo)中的壓縮時(shí)間戳字段以產(chǎn)生期望時(shí)間戳信息的方法，包括確定接收分組到達(dá)時(shí)間與前一個(gè)接收分組到達(dá)時(shí)間之間的時(shí)間差；以及基于上述時(shí)間差和更多關(guān)聯(lián)前一接收分組的時(shí)間戳信息產(chǎn)生期望時(shí)間戳信息的估計(jì)。
9.權(quán)利要求8的方法，包括從壓縮頭標(biāo)中獲取壓縮信息的接收型式，該壓縮信息從通信信道發(fā)送端處所期望的時(shí)間戳信息導(dǎo)出，并將估計(jì)的一部分與壓縮信息的接收型式結(jié)合來得出期望時(shí)間戳信息的猜測。
10.權(quán)利要求9的方法，包括根據(jù)猜測生成一個(gè)校驗(yàn)和，從壓縮頭標(biāo)獲取在發(fā)送端根據(jù)期望時(shí)間戳信息生成的校驗(yàn)和的接收型式，并將生成的校驗(yàn)和與接收的校驗(yàn)和型式進(jìn)行比較來確定猜測是否正確。
11.權(quán)利要求9的方法，其中期望的時(shí)間戳信息包括一個(gè)時(shí)間戳值，而壓縮信息的接收型式包括時(shí)間戳值所選最低有效部分的接收型式，并且其中所述的結(jié)合步驟包括將最低有效部分的接收型式附加到估計(jì)的所選最高有效部分。
12.權(quán)利要求9的方法，其中所述的產(chǎn)生步驟包括在發(fā)送端導(dǎo)出壓縮信息之前，對應(yīng)于對期望時(shí)間戳信息執(zhí)行的換算操作來換算估計(jì)。
13.權(quán)利要求8的方法，其中所述的確定步驟包括用時(shí)間單位來量化時(shí)間差。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所述的確定步驟包括提供每時(shí)間單位時(shí)間戳數(shù)目的估計(jì)，并用這每時(shí)間單位時(shí)間戳的估計(jì)數(shù)目將時(shí)間單位轉(zhuǎn)換成時(shí)間戳單位，然后用時(shí)間戳單位來量化時(shí)間差。
15.權(quán)利要求14的方法，其中所述的產(chǎn)生步驟包括使由時(shí)間戳單位量化的時(shí)間差加上關(guān)聯(lián)前一接收分組的時(shí)間戳值以得出估計(jì)。
16.一種用于壓縮時(shí)間戳信息以產(chǎn)生被通過通信信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組壓縮頭標(biāo)中一個(gè)壓縮時(shí)間戳字段的裝置，包括一個(gè)輸入端，用于接收時(shí)間戳信息；一個(gè)被耦合到上述輸入端的提取器，用于從時(shí)間戳信息中提取其中的最低有效部分；以及一個(gè)被耦合到上述提取器的輸出端，用于提供上述提取的最低有效部分作為壓縮時(shí)間戳字段中的壓縮時(shí)間戳信息。
17.權(quán)利要求16的裝置，包括一個(gè)耦合在上述輸入端和上述提取器之間用于換算時(shí)間戳信息的換算裝置。
18.權(quán)利要求16的裝置，其中分組是用于實(shí)時(shí)通信業(yè)務(wù)中的分組。
19.權(quán)利要求18的裝置，其中所述的輸出端被耦合來接收預(yù)定碼，以便和提取的最低有效部分一起包含在壓縮的時(shí)間戳字段中，并且其中所述的預(yù)定碼被提供用來表示關(guān)聯(lián)該分組的時(shí)間戳信息是不易預(yù)測的。
20.權(quán)利要求19的方法，其中分組是用于實(shí)時(shí)語音業(yè)務(wù)中的語音分組，而預(yù)定碼則表示該語音分組是一個(gè)語音非活動(dòng)期之后被傳輸?shù)牡谝粋€(gè)語音分組。
21.權(quán)利要求16的裝置，其中時(shí)間戳信息包括一個(gè)由多個(gè)比特表示的時(shí)間戳值，并且其中所述的提取器可用于從上述多個(gè)比特中提取所選的最低有效位。
22.一種用于解壓縮從通信信道接收的數(shù)據(jù)分組壓縮頭標(biāo)中的壓縮時(shí)間戳字段以產(chǎn)生期望時(shí)間戳信息的裝置，包括一個(gè)分組輸入端，用于接收來自通信信道的分組；一個(gè)耦合到上述分組輸入端的時(shí)間記錄裝置，用于記錄接收分組的到達(dá)時(shí)間；以及一個(gè)耦合到上述時(shí)間記錄裝置并響應(yīng)從該時(shí)間記錄裝置接收的信息的估計(jì)器，用于確定接收分組的到達(dá)時(shí)間與前一接收分組的到達(dá)時(shí)間之間的時(shí)間差；該估計(jì)器具有一個(gè)輸入端，用于接收關(guān)聯(lián)前一接收分組的時(shí)間戳信息，并且基于上述時(shí)間差和關(guān)聯(lián)前一接收分組的時(shí)間戳信息，該估計(jì)器可用來產(chǎn)生一個(gè)期望時(shí)間戳信息的估計(jì)。
23.權(quán)利要求22的裝置，包括一個(gè)輸入端，用于接收由通信信道發(fā)送端處的期望時(shí)間戳信息導(dǎo)出的壓縮信息的接收型式，一個(gè)耦合到估計(jì)器的提取器，用以接收估計(jì)并提取其中一部分，以及一個(gè)耦合到上述提取器和上面最后提到的輸入端的附加裝置，用于將估計(jì)的提取部分與壓縮信息的接收型式結(jié)合以得出期望時(shí)間戳信息的猜測。
24.權(quán)利要求23的裝置，其中期望的時(shí)間戳信息包含時(shí)間戳值，而壓縮信息的接收型式包括時(shí)間戳值所選最低有效部分的接收型式，其中所述的提取器可用于從估計(jì)中提取其中的最高有效部分，而其中所述的附加裝置可用來將最低有效部分的接收型式附加到從估計(jì)提取的最高有效部分。
25.一種將關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)分組的時(shí)間戳信息通過通信信道傳輸?shù)姆椒?，包括提取時(shí)間戳信息的第一部分；將提取的第一部分作為壓縮的時(shí)間戳信息提供到數(shù)據(jù)分組頭標(biāo)的時(shí)間戳字段中；將數(shù)據(jù)分組經(jīng)由通信信道進(jìn)行傳輸；接收來自通信信道的數(shù)據(jù)分組；確定接收分組到達(dá)時(shí)間和前一接收分組到達(dá)時(shí)間之間的時(shí)間差；基于所述時(shí)間差和更多關(guān)聯(lián)前一接收分組的時(shí)間戳信息產(chǎn)生時(shí)間戳信息第二部分的估計(jì)；以及將第一和第二部分結(jié)合來重構(gòu)時(shí)間戳信息。
全文摘要
提供了用于有效壓縮和重構(gòu)實(shí)時(shí)通信分組的時(shí)間戳值(TS)的技術(shù),該分組的時(shí)間戳值沒有落在正常期望的時(shí)間戳值序列內(nèi)。時(shí)間戳值(TS)的第一部分由頭標(biāo)壓縮器(28)選擇并進(jìn)行傳輸(29)。時(shí)間戳值(TS)的第二部分由頭標(biāo)解壓縮器(53)基于接收兩個(gè)連續(xù)分組間所經(jīng)過的時(shí)間進(jìn)行估計(jì)(75)。頭標(biāo)解壓縮器(53)將第二部分與從頭標(biāo)壓縮器接收的第一部分結(jié)合起來生成一個(gè)重構(gòu)的時(shí)間戳值。
文檔編號(hào)H04L1/00GK1355984SQ0080904
公開日2002年6月26日 申請日期2000年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月18日
發(fā)明者K·斯萬布洛, L·E·榮松 申請人:艾利森電話股份有限公司