專利名稱：用于減少或補償與ptt及其它實時交互式通信交換相關聯(lián)的延遲的方法
技術領域：
技術領域涉及數(shù)字無線電通信系統(tǒng)中的實時交互式服務，如按講(push-to-talk，PTT)服務。
背景按講(PTT)是一種可以以一對一無線電通信或以組無線電通信方式連接用戶的服務。傳統(tǒng)上，PTT服務已在一個稱為“調(diào)度員”的個體需要與諸如像的士駕駛員的現(xiàn)場服務人員的一組人員進行通信的應用中使用，這是該服務“調(diào)度”名稱的起因。PTT功能類似于用戶依次講話的模擬步談機。用戶只按按鈕便可開始傳送。
Nextel將其PTT服務“直接連接(Direct Connect)”描述為內(nèi)置于無線手持機的一種“數(shù)字型長距離步談機”，這使得該無線手持機“連接”到類似配置的手持機而無需標準的蜂窩電話“連接”過程，如撥打電話號碼和生成振鈴信號。通話式交換作為一次只允許一方講話的半雙工會話來管理。在用戶同時傳送時，各種控制用于避免沖突。例如，現(xiàn)代PTT通信經(jīng)常經(jīng)服務器發(fā)生，該服務器對PTT請求的響應是授予(或拒絕)“發(fā)言權”，即傳送的許可。
PTT通話可在標準的電路交換網(wǎng)絡上及在分組交換的因特網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡上進行通信。實際上，PTT類型的服務已在因特網(wǎng)上提供，并通常稱為“話音聊天”。這些服務通常實施為個人計算機應用，這些個人計算機應用在IP分組中將聲碼器幀—即IP話音(VoIP)服務—發(fā)送到中央組聊天服務器，或者在對等服務中可能從客戶機發(fā)送到客戶機。
由于按講呼叫有效使用帶寬，這在無線電帶寬是稀少和昂貴資源的無線電通信中是一個重要優(yōu)點，因此，它們是合乎需要的。它們還允許組呼叫，這與一對一呼叫一樣容易。PTT服務的另一個重要優(yōu)點是通信是快捷且自發(fā)的，只按PTT按鈕便可啟動，而不經(jīng)歷典型的撥號和振鈴順序。
不過，在按講通信是雙向時，例如，A和B在進行通話時，PTT通信中的建立時間和傳播延遲減少了交互式“感覺”。數(shù)字PTT呼叫的建立時間可能要2到3秒。示例初始PTT請求-響應周期可能如下·在0秒時，用戶A按下按鈕以啟動與用戶B的PTT通話，并講話10秒。
·在3秒時，建立完成，并且用戶B開始播出由A發(fā)送的信息。
·在13秒時，來自A的初始消息由B完全播出。正好在該時刻，(假設B反應特別快)，B按下其PTT按鈕以響應并講話3秒。
·在16秒后的某時，(系統(tǒng)中有傳送延遲)，A開始播出B的響應消息。
由于與建立A與B之間的初始PTT連接及與將第一消息從A傳遞到B相關聯(lián)的時間原因，在A停止講話后及A收到B的響應消息前，存在相當長的延遲。此延遲很明顯，并且雖然在單向調(diào)度通信中它是可接受的，但此類延遲減少了雙向、交互式PTT呼叫的實時感覺。實際上，在任一種類的實時、交互式通信中，這些種類的延遲都是令人討厭的。
概述本發(fā)明改善PTT及其它實時、交互式通信交換的交互式感覺，并減少了與PTT及其它實時、交互式通信交換相關聯(lián)的延遲。另一實時、交互式通信的一個示例是交互式視頻通信。但為便于下文說明，采用PTT語音服務作為實時、交互式通信交換的非限制性示例。第一通信裝置用戶例如通過按PTT按鈕而啟動與第二通信裝置的PTT通信。在啟動時，第一裝置用戶提供初始數(shù)字內(nèi)容以傳輸?shù)降诙b置。為響應PTT通信啟動，建立過程開始在第一與第二裝置之間建立PTT連接。與建立PTT連接相關聯(lián)的延遲時間得以補償，這樣，第二裝置用戶接收初始數(shù)字內(nèi)容并可比其在無延遲時間補償時更快地響應。第二裝置用戶所作的更快響應減少了在第一用戶停止講話時與收到第二用戶的響應時之間的不合需要的響應延遲時間。該更短的響應時間增強了在第一與第二用戶之間的PTT通信的交互式實時通話的感覺。
延遲時間包括與建立PTT連接相關聯(lián)的延遲和與將初始數(shù)字內(nèi)容從第一裝置發(fā)送到第二裝置相關聯(lián)的傳播時間。數(shù)字內(nèi)容雖然特別適合于話音通信，但它也可以為非話音內(nèi)容，或包括非話音內(nèi)容，例如，視頻。通信裝置可以是例如移動或固定無線裝置，包括手持機、膝上型計算機、PDA等。在電路交換網(wǎng)絡或分組交換網(wǎng)絡中可支持PTT服務。
延遲補償可以以多種方式實現(xiàn)。在一個非限制性示例中，對初始數(shù)字內(nèi)容進行時間壓縮，這實際上加快了初始數(shù)字內(nèi)容在第二裝置的播出。換而言之，如果初始數(shù)字內(nèi)容是10秒的話音消息，則可以對該話音消息進行時間壓縮，這樣，以更高的間距(pitch)/頻率只用7秒播出該話音消息。此類時間壓縮可在第一裝置、第二裝置或在參與PTT通信的PTT服務器進行。
延遲補償可包括提高在PTT連接上傳送數(shù)字內(nèi)容的速率。因此，傳輸速率比在第一裝置中緩沖初始數(shù)據(jù)內(nèi)容的實時速率更快。結(jié)果同樣是接收的數(shù)據(jù)可以比實時更快地播出，從而減少了發(fā)送方必須等待接收方的響應的時間。
為說明，描述了三個非限制性示例PTT通信實施例。第一個示例實施例是在第一發(fā)送無線電A中實施。第二個示例實施例在第二接收移動無線電B中實施。并且使用PTT服務器實施第三個示例實施例。那些非限制性示例實施例的細節(jié)在下面陳述。雖然那些實施例對未編碼的信息進行時間壓縮，但時間壓縮還可在經(jīng)過編碼的信息上執(zhí)行。
除改善交互性外，補償不需要知道通信建立和傳送延遲。實施要求只在應用層上進行更改，這使其影響降到最低，并有利于其在現(xiàn)有通信系統(tǒng)中的引入。另外，如果在發(fā)送方或服務器中執(zhí)行壓縮，則到接收方的連接所必須傳送的數(shù)據(jù)量會減少。
可采用其它延遲補償方案和機制來實施它們。例如，延遲補償可基于緩沖器填充狀態(tài)。如果緩沖的數(shù)據(jù)超過閾值，則在接收方增加播出。換而言之，播出速率取決于當前在緩沖器中的數(shù)據(jù)量。在建立或其它延遲未知或不恒定時，此補償方案的靈活性特別有利。另一示例補償技術用于在分組報頭中指定播出速率的經(jīng)過分組的信息，該補償技術是提高在每個分組的報頭中的播出速率直至所有延遲得以補償。用于輸送視頻的實時協(xié)議(RTP)報頭是指定播出速率的分組報頭示例。由于分組內(nèi)容不受影響，因此，此方案是有利的。
附圖簡述

圖1示出按講通信系統(tǒng)；圖2示出支持按講通信服務的移動無線電系統(tǒng)；圖3是流程圖，示出用于補償按講通信的初始建立延遲的示例進程；圖4是移動臺或其它PTT發(fā)送裝置A的功能方框圖；圖5是接收移動臺或其它PTT接收方B的功能方框圖；圖6是示出PTT服務器的功能方框圖；圖7是流程圖，示出基于接收方的示例補償進程；圖8是流程圖，示出基于發(fā)送方的示例補償進程；圖9是流程圖，示出基于PTT服務器的示例補償進程；圖10示出采用基于接收方的實施例的非限制性示例；
圖11示出采用基于發(fā)送方的實施例的非限制性示例；以及圖12示出采用基于服務器的實施例的非限制性示例。
詳細說明為解釋而不是限制，以下說明陳述了特定的細節(jié)，如特殊的電子電路、過程、技術等，以提供本發(fā)明的理解。換而言之，省略了眾所周知的方法、裝置和技術等的詳細說明以免不必要的細節(jié)混淆本說明。例如，PTT服務在下面用作示例實時、交互式應用。但本發(fā)明可以在除PTT通信外的其它實時、交互式通信中采用。在一個或更多圖形中示出單獨的功能塊。本領域的技術人員將理解，可使用離散組件、多功能硬件、適當編程的計算機或微處理器、專用集成電路等或它們的任何組合來實施一個或更多功能塊。此外，可理解本文中使用的術語是用于說明，而不應視為限制。
圖1示出支持PTT通信的示例通信系統(tǒng)10。發(fā)送按講通信裝置12耦合到PTT服務器14，該服務器又耦合到PTT接收方裝置16?；蛘?，可不使用PTT服務器來建立和操作PTT通信。通信系統(tǒng)10可以是任何類型的通信系統(tǒng)，包括支持電路交換或分組交換通信的那些系統(tǒng)。交換的數(shù)字信息可以是語音、非語音或兩者。PTT發(fā)送裝置12和PTT接收裝置16可以是支持PTT呼叫的任何類型的通信裝置，包括任何種類的無線通信裝置、有線電話(例如，由調(diào)度員使用)、膝上型計算機、臺式計算機、PDA等。
圖2是另一更詳細的示例，示例中移動無線電通信系統(tǒng)20支持涉及一個或更多移動無線電的按講通信。表示為云狀物22的核心網(wǎng)絡除一個或更多其它節(jié)點外還包括按講服務器24。示例核心網(wǎng)絡節(jié)點包括像移動交換中心(MSC)的電路交換核心網(wǎng)絡節(jié)點、諸如網(wǎng)關GRPS支持節(jié)點(GGSN)或服務GPRS支持節(jié)點(SGSN)的分組交換節(jié)點和諸如歸屬位置寄存器(HLR)的數(shù)據(jù)庫節(jié)點。核心網(wǎng)絡節(jié)點22耦合到包括一個或更多無線電網(wǎng)絡控制(RNC)節(jié)點28的無線電接入網(wǎng)絡26。代表性的RNC節(jié)點28A和28B均耦合到一個或更多基站30。僅為簡明，每個RNC示出為分別耦合到一個基站30A和30B。移動無線電終端32在無線電接口上與一個或更多基站30進行通信。示出的兩個示例移動臺為MS-A 32A和MS-B 32B。
隨后的示例將移動臺A描述為啟動與移動臺B的PTT通信。這些移動臺無需接受相同核心網(wǎng)絡、相同無線電接入網(wǎng)絡、相同RNC、相同基站等的服務。同樣地，發(fā)送方A和接收方B并不限于移動臺。
按講服務器(還可支持按下即傳真或按下即到某一其它通信介質(zhì)或格式)優(yōu)選是在A與B之間傳達(relay)數(shù)字數(shù)據(jù)的即時消息接發(fā)服務器。它還可執(zhí)行其它功能，如確定用戶裝置的位置、地址、電話號碼等，以在用戶A與B之間建立PTT通信。例如，用戶A可能不知道用戶B的具體電話號碼、IP地址或甚至用戶B所處的位置。用戶A只按A的移動臺上的PTT按鈕、標識B的名稱并發(fā)送該PTT請求到PTT服務器。PTT服務器將B的名稱轉(zhuǎn)換成B的IP地址和/或B的移動標識符(例如，IMSI)，以尋呼或另外定位B。一旦聯(lián)系上B后，便在從B到A的反方向上建立PTT連接，以允許B對A的初始消息作出PTT響應。
參照圖3中的流程圖，該流程圖示出執(zhí)行示例PTT話音通信的某些步驟，在該通信中初始PTT連接建立延遲得以補償。發(fā)送方A按下已標識接收方B的PTT按鈕，并開始講話(步驟S1)。在發(fā)送方A與PTT服務器之間建立PTT連接，并且在定位接收方B后，在PTT服務器與接收方B之間建立PTT連接(步驟S2)。在發(fā)送方A的任何語音可傳送到接收方B前，PTT連接建立過程需要建立延遲時間。在該PTT建立延遲期間，緩沖發(fā)送方A的語音(步驟S3)。通過減少B接收初始消息并播出它通常所需的時間，補償建立延遲和從發(fā)送方A到接收方B的任何初始傳輸/傳播延遲(步驟S4)。下面描述多個示例、非限制性補償技術，但可使用任何補償技術。補償技術的主要目的是減少發(fā)送方A在接收B對A的初始消息的響應前必須等待的“靜寂時間”。時間壓縮、提高的傳輸速率、更快的緩沖播出、幀丟棄和分組報頭中的播出速率調(diào)整只是一些示例。無論采用什么補償技術，實施均可采用電子硬件、軟件驅(qū)動的計算機或兩者。
圖4以功能方框形式示出移動臺A或其它PTT發(fā)送方A40。非限制性示例繼續(xù)將語音用作PTT內(nèi)容。發(fā)送方A通過按PTT按鈕41而啟動與接收方B的PTT通信，并開始對麥克風(未示出)講話。在PTT連接建立的同時，檢測到的語音被數(shù)字化并存儲在記錄器緩沖器42中。一旦PTT連接建立后，緩沖的信息便由任選的音頻處理器44讀出，在第一示例實施例中，該處理器執(zhí)行緩沖的信息的時間壓縮后將其傳遞到編碼器46。因為可以使用或不使用音頻處理器/時間壓縮器44取決于如何和/或在何處實施PTT建立延遲補償，因而音頻處理器/時間壓縮器44示出為任選。編碼器46將經(jīng)過時間壓縮的信息進行編碼并將它存儲在編碼器緩沖器48中。編碼的信息由收發(fā)信機50讀出，并在建立的PTT連接上以PTT控制器52確定的數(shù)據(jù)傳輸速率傳送。或者，可由編碼器或其它裝置在編碼的信息上執(zhí)行時間壓縮。PTT控制器52控制圖4示出的元件操作，并且還執(zhí)行建立、維護和中斷PTT連接所必需的各種功能。另一種選擇是可使用從編碼器緩沖器48到音頻處理器44的反饋鏈路，以提供時間壓縮的基礎。換而言之，編碼器緩沖器48中的數(shù)據(jù)量決定壓縮量。如果緩沖的數(shù)據(jù)量超過閾值量，則采用時間壓縮(或某一替代的延遲補償技術)。
圖5示出PTT接收方B60的功能方框圖。在收發(fā)信機62處接收來自發(fā)送方A的語音并將其提供到解碼器64，該解碼器輸出數(shù)字信息流。音頻處理器-時間壓縮器66(任選，視實施例而定)在第二實施例中用于在解碼器/播出緩沖器69中存儲數(shù)字信息前對數(shù)字信息進行時間壓縮。從緩沖器68讀出的信息在方框70進一步處理成合適的模擬信號并在揚聲器(未示出)輸出。在第二示例實施例中，PTT控制器72參與建立與PTT接收方60的PTT連接，并且還控制音頻處理器/時間壓縮器66和播出緩沖器68?；蛘?，可互換音頻處理器66和解碼器64的位置，并且可對編碼的信息執(zhí)行時間壓縮。另一種選擇是可使用從播出緩沖器68到音頻處理器66的反饋鏈路，以提供時間壓縮的基礎。換而言之，播出緩沖器68中的數(shù)據(jù)量決定壓縮量。如果緩沖的數(shù)據(jù)量超過閾值量，則采用時間壓縮(或某一替代的延遲補償技術)。
圖6以功能方框形式示出PTT服務器80。在收發(fā)信機81處從發(fā)送方A接收數(shù)字信息、由解碼器82將其解碼成數(shù)字信息并將其存儲在解碼器緩沖器84中。在第三示例實施例中采用(任選的)音頻處理器-時間壓縮器86，以對從解碼器緩沖器84取回的數(shù)據(jù)進行時間壓縮。編碼器88以設定的編碼率對經(jīng)過時間壓縮的數(shù)據(jù)進行編碼，并將編碼的信息存儲在編碼器緩沖器90中。由收發(fā)信機92以規(guī)定的鏈路傳輸速率將來自90的編碼的信息傳送到接收方B。在第三示例實施例中，PTT控制器92幫助建立PTT連接，并且還控制音頻處理器-時間壓縮器86、編碼器緩沖器90讀入/讀出及鏈路傳輸速率。或者，可對編碼的信息執(zhí)行壓縮，而無需解碼和編碼。另一種選擇是可使用從編碼器(或其它)緩沖器90到音頻處理器86的反饋鏈路，以提供時間壓縮的基礎。換而言之，緩沖器90中的數(shù)據(jù)量決定壓縮量。如果緩沖的數(shù)據(jù)量超過閾值量，則采用時間壓縮(或某一替代的延遲補償技術)。
圖7示出用于實施時間延遲補償?shù)幕诮邮辗降氖纠龑嵤├?。它可使用硬件、軟件或兩者來實施。PTT接收方中的按講控制器52確定(或從某一其它實體接收)與在A與B之間建立PTT連接相關聯(lián)的PTT建立延遲(步驟S1)。對此示例來說，建立延遲為3秒。PTT控制器52確定(或已向它提供)用于將PTT信息從A傳送到PTT服務器的提高的鏈路速率、PTT發(fā)送方緩沖器填充速率及在PTT建立期間累積的緩沖量(步驟S2)。在此非限制性示例中，提高的鏈路速率為每秒24千比特(kbps)，發(fā)送方緩沖器填充速率為12kbps，并且在PTT連接建立期間累積的緩沖數(shù)據(jù)量為36千比特(即，以12kbps填充3秒)。以提高的鏈路速率從PTT發(fā)送方A傳送語音分組/幀，該速率在此示例中為24kbps(步驟S3)。來自發(fā)送方A的分組到達PTT服務器并被盡可能快地轉(zhuǎn)發(fā)到接收方B。雖然為說明而在此示例和下面的示例中標識了特定的鏈路速率，但盡力(best-effort)承載可與任何可用于傳送在發(fā)送方和/或服務器中排隊等候的數(shù)據(jù)的容量一起使用。
接收方B以提高的鏈路速率(例如，24kbps)接收語音分組/幀、將語音分組解碼成數(shù)字音頻流并對語音進行時間壓縮，這實際上增加了語音間距(步驟S4)。在此非限制性示例中，時間壓縮對應于語音間距25％的增加，這意味著可以快25％地讀出語音。壓縮的語音數(shù)據(jù)存儲在解碼器/播出緩沖器68中(步驟S5)。PTT控制器72控制接收方的播出緩沖器中壓縮的語音的播出，使播出速率比填充發(fā)送方緩沖器的速率更快(步驟S6)。在此非限制性示例中，25％的間距增加/時間壓縮對應于實際的播出速率15kbps。在播出緩沖器68中A的初始消息信息被清空時，將播出速率降為發(fā)送方編碼速率(步驟S7)，該速率在此示例中為12kbps。另外，將鏈路傳輸速率降為其正常值，例如，可對應于發(fā)送方編碼速率，例如12kbps。
用于實施建立延遲補償?shù)牡诙窍拗菩允纠龑嵤├Q為基于發(fā)送方的補償技術。圖8中的流程圖示出用于基于發(fā)送方的補償實施例的示例進程步驟，該實施例可使用硬件、軟件或兩者來實施。PTT發(fā)送方A中的PTT控制器52確定(或已向它提供)用于在A與B之間建立PTT連接的PTT連接建立延遲(步驟S1)。同樣地，在此示例中，建立延遲為3秒。PTT控制器52基于確定的建立延遲來確定語音間距/頻率的增加，并由此確定必須對來自A的初始數(shù)字語音施加時間壓縮的程度(步驟S2)。如在前面示例中一樣，時間壓縮對應于語音間距25％的增加。在按下PTT按鈕41并在記錄器緩沖器42中存儲初始消息內(nèi)容后，音頻處理器-時間壓縮器41以降低的碼率R1對記錄器緩沖器42中的語音進行時間壓縮(步驟S3)。該降低的碼率R1在此非限制性示例中為9.6kbps，反映25％的時間壓縮。隨后以大于降低的編碼率R1的鏈路速率R2傳送經(jīng)過時間壓縮的語音(步驟S4)。在此非限制性示例中，鏈路速率對應于12kbps。在PTT服務器，語音幀被盡可能快地接收并轉(zhuǎn)發(fā)。語音幀以鏈路速率R2到達并播出。在A的緩沖器中初始消息被清空時，暫停時間壓縮，并且未經(jīng)壓縮的語音幀以鏈路速率R2播出(步驟S5)。
第三非限制性示例實施例稱為基于PTT服務器的實施例。圖9中的流程圖示出用于基于PTT服務器的補償實施例的示例進程步驟，該實施例可使用硬件、軟件或兩者來實施。PTT控制器92確定(或已向它提供)PTT連接建立延遲(步驟S1)。如前所述，假定此延遲為3秒。PTT控制器92還確定(或已向它提供)編碼率(例如，12kbps)、發(fā)送方A與PTT服務器之間提高的鏈路速率R1(例如，24kbps)和PTT建立期間存儲在A的記錄器緩沖器42中的數(shù)據(jù)量(例如，36千比特)(步驟S2)。在A與PTT服務器之間以提高的鏈路速率R1(例如，24kbps)傳送緩沖的語音幀(步驟S3)。解碼器82將來自A的數(shù)據(jù)解碼并以提高的鏈路速率R1(例如，24kbps)將其存儲在解碼器緩沖器84中(步驟S4)。音頻處理器-時間壓縮器86對緩沖的語音進行時間壓縮，這增加了語音間距(如前面示例中一樣增加25％)。編碼器88以小于提高的鏈路速率R1的碼率R2對經(jīng)過時間壓縮的語音進行編碼(步驟S5)。在此非限制性示例中，該碼率R2對應于12kbps。以提高的鏈路速率R1(例如，24kbps)用經(jīng)過時間壓縮的語音幀填充編碼器緩沖器90，但實際上以更低但仍提高的速率R3(R2＜R3＜R1)讀出編碼器緩沖器90(步驟S6)。在此非限制性示例中，R3對應于15kbps。PTT服務器92確保在收發(fā)信機以對應于編碼率R2的正常鏈路速率(例如，12kbps)傳送語音幀(步驟S7)。接收方B以正常鏈路速率R2(12kbps)接收和在播出緩沖器68中緩沖數(shù)據(jù)，并以速率R2將其播出，由于時間壓縮原因，播出速率實際上是更快的速率R3(例如，15kbps)(步驟S8)。在A中的初始消息內(nèi)容已完全由A傳送時，傳輸速率R1(例如，24kbps)恢復為正常傳輸速率R2(例如，12kbps)(步驟S9)。在PTT服務器80中的編碼器緩沖器90清空A的初始消息時，暫停由音頻處理器86執(zhí)行的時間壓縮，并且另外的數(shù)據(jù)以相同的速率讀入和從接收方B中的播出緩沖器68中播出。
圖10示出基于接收方的非限制性示例的時間線。在0秒時，用戶A按PTT按鈕以將消息發(fā)送到B并開始講話。開始以速率R1用A的初始消息M1語音幀填充A的緩沖器。在此示例中大約對應于3秒的連接建立延遲發(fā)生在建立移動臺A與PTT服務器之間的鏈路時。在3秒時，以提高的鏈路速率R2讀出初始消息M1并且傳輸開始。在語音幀從A到達PTT服務器時，它們被盡可能快地轉(zhuǎn)發(fā)到B而不緩沖。在對應于傳輸/傳播延遲時間的3秒連接建立延遲后的某個時候它們開始到達B。接收的語音幀以比在A記錄它們時更快的速率播出。例如，如果幀以12kbps的速率R1從A讀出，但在B以24kbps的速率R2接收，則它們在移動臺B可以以15kbps讀出。換而言之，數(shù)據(jù)在B播出時比在A記錄時快25％。這對應于語音間距25％的增加，這在語音和視頻通信中是可接受的。
在6秒時，移動臺A中的記錄緩沖器清空，因此，傳輸速率從R1降為R2(24kps到12kbps)。在6秒加傳輸延遲的時間時，B將已接收72千比特(3秒*24kbps)，并且將已播出45千比特(3秒*15kbps)。在B的播出緩沖器中仍有27千比特，繼續(xù)以提高的速率15kbps讀出它們，該速率對應于語音間距25％的增加。從此時開始，以對應于12kbps的碼率R1填充B的播出緩沖器，并且以更高的實際播出速率15kbps排空B的播出緩沖器。在15秒加傳輸延遲時，B的播出緩沖器基本上清空。(在實際應用中，可能會在緩沖器中保留一定量的數(shù)據(jù)以補償速率/延遲變化，特別是在使用分組交換傳輸方案時。)新的播出速率降為傳輸速率R1(例如，12kbps)，因此，B的播出緩沖器的填充和清空已穩(wěn)定。在20秒時，A停止講話，發(fā)信號指示第一消息M1的結(jié)束。在時間20秒加傳輸延遲時，最后的M1消息幀到達移動臺B并被播出。在時間21秒時，在移動臺B的用戶以消息M2響應，該消息以在此示例中為12kbps的正常傳送速率發(fā)出，并在傳輸延遲后在移動臺A以相同的速率播出。
圖11中示出基于發(fā)送方的非限制性示例的時間線。在0秒時，A按PTT按鈕，這啟動經(jīng)PTT服務器與移動臺B的PTT連接建立。同時，移動臺A中的記錄緩沖器開始捕獲數(shù)字音頻以形成來自A的初始消息M1。在1.25秒時，移動臺A中的音頻處理器44開始對該語音進行時間壓縮(在此非限制性示例中1.25秒被壓縮成適合1秒，對應于25％的間距增加)。在3秒時，PTT連接已建立，并且經(jīng)過時間壓縮的數(shù)據(jù)以鏈路速率(例如，12kbps)發(fā)出。移動臺A中的編碼器緩沖器48包含3秒的原始語音，在進行時間壓縮后，該語音對應于2.4秒的壓縮語音(2.4秒*12kbps等于28.8千比特)。實際上在此示例中，語音數(shù)據(jù)以碼率9.6kbps存儲在編碼器緩沖器48中，并且分組以碼率12kbps輸出。數(shù)據(jù)由PTT服務器轉(zhuǎn)發(fā)而無延遲或緩沖。在3秒加傳輸延遲時，語音幀以12kbps到達B，并且以相同的速率播出。在時間15秒時，編碼器緩沖器48已清空，并且PTT控制器暫停由音頻處理器44執(zhí)行的時間壓縮。在15秒加傳輸延遲時，B以正常速率接收幀而不壓縮。
圖12示出基于服務器實施例的非限制性示例的時間線。在0秒時，移動臺A的用戶按PTT按鈕，并啟動在A與B之間經(jīng)PTT服務器的PTT連接。開始以對應于初始消息M1的語音幀填充A的記錄緩沖器42。以標準編碼速率R1(例如，12kbps)對緩沖的語音進行編碼并將其存儲在編碼緩沖器48中。在3秒時，PTT連接已建立，并且以提高的鏈路速率R2從編碼緩沖器中讀出數(shù)據(jù)。在此示例中，速率R2(例如，24kbps)是填充編碼器緩沖器時使用的速率R1的兩倍。因此，在3秒時，在編碼器緩沖器48中存儲有36千比特(12kbps*3秒)。在3秒加傳輸延遲時，以提高的速率R2轉(zhuǎn)發(fā)初始語音分組到解碼器緩沖器84。音頻處理器86對來自解碼器緩沖器84的語音進行時間壓縮。隨后對經(jīng)過時間壓縮的語音進行編碼并將其存儲在編碼器緩沖器90中。以R2(例如，24kbps)填充編碼器緩沖器，并實際上以R3(R2＞R3＞R1)(例如，15kbps)排空編碼器緩沖器，并且以正常鏈路速率R1傳送到移動臺B。移動臺B在此后不久便接收該信息，并將其以該接收鏈路速率R1播出。由于時間壓縮的原因，實際的接收速率對應于R3(例如，15kbps)，因此，以正常鏈路速率R1(例如，12kbps)從B的播出緩沖器68的播出實際上以更高的速率R3(例如，15kbps)進行。在6秒時，移動臺A中的編碼器緩沖器清空/穩(wěn)定(無積壓)，并且從A到PTT服務器的傳輸速率降為碼率R1。在此后不久，在PTT服務器已接收72千比特(3秒*24kbps)，并且到目前為止已播出45kbps(3秒*15kbps)。編碼器緩沖器90中剩余27千比特，繼續(xù)以R1(例如，12kbps)填充并以R3(例如，15kbps)排空編碼器緩沖器90。移動臺B以R1(例如，12kbps)接收數(shù)據(jù)，并實際上將其以R3(例如，15kbps)播出。在15秒加短的傳輸延遲時，編碼器緩沖器90清空。暫停由音頻處理器86執(zhí)行的時間壓縮。對碼率進行協(xié)調(diào)以提供穩(wěn)定、可靠的操作。
可采用其它延遲補償方案和機制來實施它們。例如，延遲補償可基于緩沖器填充狀態(tài)。如果緩沖的數(shù)據(jù)超過閾值，則在接收方增加播出。換而言之，播出速率取決于當前在緩沖器中的數(shù)據(jù)量。在建立或其它延遲未知或不恒定時，此補償方案的靈活性特別有利。另一示例補償技術用于在分組報頭中指定播出速率的經(jīng)過分組的信息，該補償技術是提高在每個分組的報頭中的播出速率直至所有延遲得以補償。用于輸送視頻的實時協(xié)議(RTP)報頭是指定播出速率的分組報頭示例。由于分組內(nèi)容不受影響，因此，此方案是有利的。
已描述了若干示例實施例。但本發(fā)明并不限于這些公開的實施例。任何延遲補償技術均可使用，并且它可在影響實時、交互式通信的任何一個或更多節(jié)點中實施。本發(fā)明適用于任何實時、交互式通信服務，并且不限于PTT服務或第一次的初始通信。本發(fā)明旨在涵蓋隨附權利要求書范圍內(nèi)包括的各種修改和等效的布置。
權利要求
1.一種在通信系統(tǒng)(10)中使用的方法，包括從第一通信裝置(12)啟動實時、交互式通信，并從所述第一通信裝置(12)的用戶提供數(shù)字內(nèi)容信息以傳輸?shù)降诙ㄐ叛b置(16)；在與在所述第一通信裝置(12)與所述第二通信裝置(16)之間建立實時、交互式連接相關聯(lián)的延遲時間期間，建立所述實時、交互式連接；以及補償所述與建立所述實時、交互式連接相關聯(lián)的延遲時間，其特征在于在所建立的實時、交互式連接上將所述數(shù)字內(nèi)容信息提供到所述第二通信裝置(16)，這樣，由于所述延遲時間補償，所述第二通信裝置(16)的用戶接收所述數(shù)字內(nèi)容信息并可比所述第二裝置用戶在無所述延遲時間補償時更快地響應所述數(shù)字內(nèi)容信息。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述通信裝置(12、16)中至少之一是移動無線電終端(32)。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于所述延遲時間包括所述連接建立時間和與將所述數(shù)字內(nèi)容信息從所述第一通信裝置(12)發(fā)送到所述第二通信裝置(16)相關聯(lián)的傳播時間。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述數(shù)字內(nèi)容信息對應于語音信息或非語音信息。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述補償包括對所述數(shù)字內(nèi)容信息進行時間壓縮直至所述延遲時間得以補償。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于所述補償包括確定存儲在緩沖器(48)中等待傳遞到所述第二裝置用戶(16)的信息量和基于所確定的量控制所述信息從所述緩沖器播出的速率。
7.如權利要求5所述的方法，其特征在于所述時間壓縮在所述第一通信裝置(12)進行。
8.如權利要求5所述的方法，其特征在于所述時間壓縮在所述第二通信裝置(16)進行。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述補償包括在所述第二通信裝置(16)以提高的速率播出所述數(shù)字內(nèi)容信息。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于使用服務器(14)來建立所述實時、交互式通信，并且其特征在于所述服務器(14)參與所述補償。
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于還包括緩沖所述初始數(shù)字內(nèi)容信息，其中，所述補償包括暫時提高所緩沖的初始數(shù)字內(nèi)容信息的傳輸速率，這樣，比緩沖所述初始數(shù)字內(nèi)容信息更快地在所述實時、交互式連接上傳送所述初始數(shù)字內(nèi)容信息。
12.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述實時、交互式連接是按講(PTT)連接，并且所述數(shù)字內(nèi)容信息對應于語音信息。
13.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述實時、交互式通信是交互式視頻通信。
14.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述數(shù)字內(nèi)容信息對應于分組，每個分組具有包括播出指示符的分組報頭，并且其特征在于所述補償包括修改所述分組中的播出指示符以更改所述分組播出的速率。
15.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述補償包括確定存儲在緩沖器(48)中等待傳遞到所述第二裝置用戶的信息量和基于所確定的量控制所述信息從所述緩沖器(48)播出的速率。
16.在支持實時、交互式通信的通信系統(tǒng)(10)中使用的第一終端(12)包括起動器(41)，可由第一用戶起動以參加在所述第一終端(12)與第二終端(16)之間的實時、交互式通信；緩沖器(42)，用于存儲要從所述第一用戶發(fā)送到所述第二終端(16)的數(shù)字內(nèi)容信息；以及收發(fā)電路(50)，用于傳送請求以在所述第一終端與所述第二終端之間建立實時、交互式連接，其特征在于控制器(52)，用于確定與建立所述實時、交互式連接相關聯(lián)的時間延遲；以及延遲補償器(44、52)，用于補償所確定的時間延遲，以使所述第二終端(16)的第二用戶接收所述數(shù)字內(nèi)容信息并可比所述第二用戶在無所述延遲時間補償時更快地響應所述數(shù)字內(nèi)容信息。
17.如權利要求16所述的第一終端，其特征在于所述延遲補償器(44、52)包括用于對所緩沖的數(shù)字內(nèi)容信息進行時間壓縮以補償所述時間延遲和用于將經(jīng)過時間壓縮的信息提供到所述收發(fā)電路(50)以經(jīng)所述實時、交互式連接傳輸?shù)剿龅诙b置的時間壓縮器(44)。
18.如權利要求17所述的第一終端，其特征在于還包括編碼器(46)，用于以實際第一速率將經(jīng)過時間壓縮的信息編碼，所述第一速率小于由無線電收發(fā)電路(50)傳送所編碼的信息時的第二速率。
19.如權利要求16所述的第一終端，其特征在于所述延遲補償器(44、52)配置為控制所述收發(fā)電路(50)來以暫時提高的傳輸速率傳送所述數(shù)字內(nèi)容。
20.如權利要求16所述的第一終端，其特征在于所述控制器(50)配置為在所述時間延遲已補償時暫停所述延遲補償器(44、52)的操作。
21.如權利要求16所述的第一終端，其特征在于所述實時、交互式連接是按講(PTT)連接，并且所述數(shù)字內(nèi)容信息對應于語音信息。
22.如權利要求16所述的第一終端，其特征在于所述實時、交互式通信是交互式視頻通信。
23.如權利要求16所述的第一終端，其特征在于所述數(shù)字內(nèi)容信息對應于分組，每個分組具有包括播出指示符的分組報頭，并且其特征在于所述延遲補償器配置為修改所述分組中的播出指示符以更改所述分組播出的速率。
24.如權利要求16所述的第一終端，其特征在于所述延遲補償器(44、52)配置為確定存儲在所述緩沖器(46)中等待傳遞到所述第二終端用戶的信息量和基于所確定的量控制所述信息從所述緩沖器(46)播出的速率。
25.在支持第一終端(12)與第二終端(16)之間的實時、交互式通信服務的通信系統(tǒng)(10)中使用的所述第二終端(16)包括收發(fā)電路(62)，用于在所述第一終端(12)與所述第二終端(16)之間建立的實時、交互式連接上以第一速率接收來自所述第一終端(12)的數(shù)字內(nèi)容信息，并且其特征還在于緩沖器(68)，用于以所述第一速率存儲所述來自所述第一終端(12)的數(shù)字內(nèi)容信息，并將所緩沖的信息呈送給所述第二終端(16)的用戶，所述第二終端的特征還在于控制器(72)，用于確定與建立所述實時、交互式通信相關聯(lián)的時間延遲；以及延遲補償器(66、72)，用于補償所確定的時間延遲，以使所述第二終端(16)的用戶接收所述數(shù)字內(nèi)容信息并可比所述用戶在無所述延遲時間補償時更快地響應所述數(shù)字內(nèi)容信息。
26.如權利要求25所述的第二終端，其特征在于所述延遲補償器(66、72)包括用于對所述數(shù)字內(nèi)容信息進行時間壓縮以補償所確定的時間延遲和用于提供經(jīng)過時間壓縮的信息以在所述緩沖器(68)中存儲的時間壓縮器(66)，以及其特征在于以小于所述第一速率的第二速率從所述緩沖器(68)中取回存儲在所述緩沖器(68)中的所壓縮的信息。
27.如權利要求26所述的第二終端，其特征在于在從所述第一終端(12)傳送所述數(shù)字內(nèi)容信息時，所述收發(fā)電路(62)配置為以小于所述第一速率和所述第二速率的第三速率從所述第一終端(12)接收隨后的數(shù)字內(nèi)容信息。
28.如權利要求26所述的第二終端，其特征在于在從所述緩沖器(68)中去除所述數(shù)字內(nèi)容信息時，所述控制器配置為以相同的速率填充和清空所述緩沖器(68)。
29.如權利要求25所述的第二終端，其特征在于所述數(shù)字內(nèi)容信息包括語音信息或非語音信息。
30.如權利要求25所述的第二終端，其特征在于所述實時、交互式通信是交互式視頻通信。
31.如權利要求25所述的第二終端，其特征在于所述實時、交互式連接是按講(PTT)連接，并且所述數(shù)字內(nèi)容信息對應于語音信息。
32.如權利要求25所述的第二終端，其特征在于所述數(shù)字內(nèi)容信息對應于分組，每個分組具有包括播出指示符的分組報頭，并且其特征在于所述延遲補償器(66、72)配置為修改所述分組中的播出指示符以更改所述分組播出的速率。
33.如權利要求25所述的第二終端，其特征在于所述延遲補償器(66、72)配置為確定存儲在所述緩沖器(68)中等待傳遞到所述第二終端用戶的信息量和基于所確定的量控制所述信息從所述緩沖器(68)播出的速率。
34.一種用于在第一用戶裝置(12)與第二用戶裝置(16)之間的通信系統(tǒng)中支持實時、交互式通信服務的實時、交互式服務器(80)，包括收發(fā)電路(81)，用于以第一速率接收來自所述第一用戶裝置的數(shù)字內(nèi)容信息；第一緩沖器(86)，用于以所述第一速率存儲所述來自所述第一用戶裝置的數(shù)字內(nèi)容信息，從所述第一緩沖器中將所緩沖的信息呈送給所述第二用戶裝置的用戶，所述服務器的特征還在于用戶裝置控制器(92)，用于幫助在所述第一用戶裝置與所述第二用戶裝置之間建立實時、交互式連接并確定與建立所述實時、交互式連接相關聯(lián)的時間延遲；以及延遲補償器(86、92)，用于補償所述時間延遲，以使所述第二裝置用戶得到所緩沖的信息并可比所述第二裝置用戶在無所述延遲時間補償時更快地響應所述數(shù)字內(nèi)容信息。
35.如權利要求34所述的服務器，其特征在于所述延遲補償器(86、92)包括用于對所述數(shù)字內(nèi)容信息進行時間壓縮以補償所確定的時間延遲和用于提供經(jīng)過時間壓縮的信息以在第二緩沖器(90)中存儲的時間壓縮器(86)，以及還包括第一緩沖控制器(92)，用于以小于所述第一速率的第二速率從所述第二緩沖器(90)取回存儲在所述第二緩沖器中的所壓縮的信息。
36.如權利要求35所述的服務器，其特征在于還包括編碼器(88)，用于將經(jīng)過時間壓縮的信息進行編碼，其中，所述第二緩沖器(90)是編碼緩沖器，用于以所述第一速率存儲來自所述編碼器的所編碼的信息，以及第二緩沖控制器(92)，用于讀出所述第二緩沖器中的所編碼的信息來以小于所述第二速率的第三速率傳輸。
37.如權利要求36所述的服務器，其特征在于在從所述第一用戶裝置(12)傳送所述數(shù)字內(nèi)容信息后，以小于所述第一速率和所述第二速率的第三速率接收來自所述第一用戶裝置(12)的隨后的數(shù)字內(nèi)容信息。
38.如權利要求36所述的服務器，其特征在于在從所述第二緩沖器(90)中去除所述數(shù)字內(nèi)容信息時，所述第二緩沖控制器(92)配置為以相同的速率填充和清空所述第二緩沖器。
39.如權利要求34所述的服務器，其特征在于所述數(shù)字內(nèi)容信息包括語音信息或非語音信息。
40.如權利要求34所述的服務器，其特征在于所述實時、交互式連接是按講(PTT)連接，并且所述數(shù)字內(nèi)容信息對應于語音信息。
41.如權利要求34所述的服務器，其特征在于所述實時、交互式通信是交互式視頻通信。
42.如權利要求34所述的服務器，其特征在于所述數(shù)字內(nèi)容信息對應于分組，每個分組具有包括播出指示符的分組報頭，并且其特征在于所述延遲補償器(86、92)配置為修改所述分組中的播出指示符以更改所述分組播出的速率。
43.如權利要求34所述的服務器，其特征在于所述延遲補償器(86、92)配置為確定存儲在所述第一緩沖器(86)中等待傳遞到所述第二終端用戶的信息量和基于所確定的量控制所述信息從所述第一緩沖器(86)播出的速率。
全文摘要
與實時、交互式通信相關聯(lián)的延遲被降低。通信裝置A參加與通信裝置B的實時、交互式通信。用戶A提供要傳送到裝置B的數(shù)字內(nèi)容。在A與B之間建立實時、交互式連接，這需要一定的延遲時間。該延遲時間得以補償，這樣，用戶B接收A的數(shù)字內(nèi)容，并可比B在無延遲時間補償時更快地響應A的數(shù)字內(nèi)容。這種由B對A的通信作出的更快響應增強了它們通信的交互式實時通話的感覺。
文檔編號H04B1/66GK1883214SQ200480034542
公開日2006年12月20日 申請日期2004年11月9日 優(yōu)先權日2003年11月24日
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