專利名稱：用于緩沖通過準同步信號傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對通過準同步信號在發(fā)送實體和接收實體之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 分組進行緩沖，其中所述發(fā)送和接收實體使用互相獨立的時鐘。它一般地可以應用于按照IP協(xié)議("互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議")工作的設備，并 且更具體地應用于接收流(音頻、視頻、和或數(shù)據(jù))的設備，例如支持基于IP的語音(VOIP)的網(wǎng)絡的終端、網(wǎng)橋、網(wǎng)關、或單元。
背景技術：
一般來說，在接收實體中，以先進先出方式(FIFO)組織的存儲器單 元使得能補償在輸入分組流中接收的網(wǎng)絡抖動，以便在存儲器單元的輸出 將流恢復為具有恒定的比特率。作為提示，網(wǎng),動是以分組模式的任何異步通信中引起的可變延遲。 在分組接收器中，網(wǎng)絡抖動可以導致空隙(或者"缺乏"(starvation)， 由于分組到達太晚，因而缺少要被恢復的信號)和溢出(意味著其超出存 儲器單元的存儲容量)。管理抖動的已知技術之一是使用值可以沿著由最小點和最大點限定的 范圍變化的自適應緩沖閾值。當在接收器中觀察到的抖動比設計的閾值大 時，增大所述閾值的值(不超過該范圍的上限)。當在接收器中觀察到的 抖動比設計的閾值小時，減小所述閾值的值(不超過該范圍的下限)。這樣的抖動管理機制不滿足準同步通信的要求。事實上，當應用于準同步通信時，該抖動管理機制導致需要在相同方 向上(取決于情況，朝下限或者上限)持續(xù)補償。將不可避免地超過該補 償限制。由于這個原因，如果遵守所述閾值限制，則所述閾值不再適用。 其結(jié)果是周期性缺乏或者溢出，其頻率取決于輸入緩沖存儲器的分組的比特率和該緩沖存儲器的輸出的比特率之間的差。目前沒有解決方案考慮由準同步信號的發(fā)送和接收實體之間的該時鐘 偏移引起的影響。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服了所述缺陷。本發(fā)明涉及對通過通信網(wǎng)絡從發(fā)送源發(fā)出的數(shù)字數(shù)據(jù)分組進行緩沖的 方法，其中從接收的分組獲得的單元被記錄在緩沖存儲器中。根據(jù)本發(fā)明的一個一般的定義，測量輸入分組流的比特率和在緩沖存 儲器的輸出的分組流的比特率之間的差，并且如果比特率相等，則以標準 模式記錄接收的單元，所述標準模式具有沿著有限的范圍變化的自適應緩 沖閾值，而如果它們不相等，則以自由模式記錄所述單元，所述自由模式 具有在沒有最小點或者最大點限定的自由范圍內(nèi)變化的自適應緩沖閾值， 以此方式作為對所述差的補償。由于此原因，例如使用IP協(xié)議的一個功能，在來自準同步信號的呼叫出現(xiàn)時，本發(fā)明的方法具有設置(put into place)分組記錄;f幾制的優(yōu)點， 所述分組記錄機制能消除由于準同步信號的兩端之間的時鐘偏移產(chǎn)生的缺 陷。尤其是，本發(fā)明的方法使得能逐漸地補償準同步信號的兩端之間的時鐘偏移引起的緩沖存儲器中的分組的缺少或者存取。在一個實施例中，比特率的差的測量以選擇的步調(diào)(pace)持續(xù)地執(zhí)行。實踐中，所述自適應緩沖閾值是記錄的單元的數(shù)。 例如，緩沖存儲器按照FIFO操作。本發(fā)明的另 一個主題是對通過通信網(wǎng)絡從發(fā)送源發(fā)出的數(shù)字數(shù)據(jù)分組 進行緩沖的設備，包括能將從接收的分組獲得的單元記錄到緩沖存儲器的 記錄裝置。本發(fā)明的另 一方面是所述緩沖設備進一步包括能測量輸入分組流和輸出分組流之間的差的測量裝置，并且如果比特率相等，則所迷記錄裝置能 以標準模式記錄接收的單元，所述標準模式具有值在有限的范圍內(nèi)變化的 自適應緩沖閾值，而如果它們不相等，則所述記錄裝置能以自由模式記錄 所述單元，所述自由模式具有值在自由范圍內(nèi)變化的自適應緩沖閾值，以 此方式作為對所述差的補償。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將通過以下的詳細說明和附圖而變得明顯，其中圖1概括地和功能性地描述了本發(fā)明應用的通信網(wǎng)絡的一部分； 圖2是詳細描述了組成實現(xiàn)本發(fā)明的方法的發(fā)送實體和接收實體的單 元的圖；以及圖3A到3D是描述本發(fā)明的方法的時序圖。
具體實施方式
圖1示出了通過通信網(wǎng)絡3在發(fā)送實體1 (呼叫者)和接收實體2 (呼 叫接收者)之間進行的電話呼叫的情形。通信協(xié)議例如可以是IP協(xié)議。發(fā)送實體1,例如可以是通過"中繼網(wǎng)關"(未示出)連接到網(wǎng)絡3 的移動通信網(wǎng)絡的用戶。接收實體2，例如可以是通過網(wǎng)卡和調(diào)制解調(diào)器 (未示出)連接到IP網(wǎng)絡3的用戶。自然地，本發(fā)明不限于該情景；而是，本發(fā)明應用于任何使用分組傳 輸協(xié)議的通信網(wǎng)絡。在圖2中，發(fā)送實體1包括按照本地時鐘5計時的數(shù)據(jù)分組發(fā)生器4 分組化之前的樣本Eij的比特率在圖3A中示出。在圖3B中，來自發(fā)送者1的分組P (分別從P1到P5編號)由恒定 間隔D彼此分開?，F(xiàn)在我們回到圖2。接收實體2包括本地鐘6，其不同于和獨立于發(fā)送鐘5。接收器2包括實現(xiàn)接收IP分組和提取它們的內(nèi)容的IP、 UDP和RTP 協(xié)議的接口 7。
緩沖存儲器8接收來自接口 7的分組。該緩沖存儲器按照FIFO ("先 進，先出")操作。
在圖3C中，分組P的流在存儲器8的輸入示出。兩個分組P之間的 間隔不等；而是，其取決于網(wǎng)絡抖動而變化。例如，分組P1和P2之間的 間隔等于D + dl，其中dl是由網(wǎng),動產(chǎn)生的另外的時間段。P2和P3 之間的間隔，例如可以等于D-d2,其中d2是不同于和不等于D2的時間 段。
在圖3D中，單元Eij在存儲器8的輸出被繪出。由于使用了上述現(xiàn)有 技術的自適應閾值，看起來樣本S26、 S27、和S28丟失。
令人驚訝地，申請人觀察到在準同步呼叫的環(huán)境中，理想的是去除對 存儲器8的自適應緩沖閾值可能變化的范圍的限制。
由于該限制的去除，可以預計在準同步呼叫出現(xiàn)時的缺乏和溢出的時 間段，并且該缺乏和溢出被準確補償而對語音質(zhì)量沒有任何負作用。
以此方式，存儲器8配備有檢測出現(xiàn)準同步呼叫，即出現(xiàn)緩沖存儲器 的輸入分組流比特率和輸出分組流比特率之間的差，的機制。
如果它們相等，存儲器8以標準方式記錄接收的單元，所述標準方式 具有值在有限范圍內(nèi)變化的自適應緩沖閾值。所述記錄基于FIFO存儲器 的已知的、常規(guī)的記錄規(guī)則完成。
另一方面，如果它們不相等，所述單元以自由模式被記錄到存儲器中， 所述自由模式具有值在自由范圍(即，無限制范圍，也稱為"自由運行") 變化的自適應緩沖閾值，以此方式補償發(fā)送/接收的分組的比特率和在緩沖 存儲器的輸出的比特率之間的差。
為了測量所述差，將進行兩個測量操作， 一個包括測量輸入分組流的 比特率，另一個包括測量在存儲器輸出的比特率。
實踐中，由第一測量裝置9進行的第一測量能處理在例如RTP層的網(wǎng) g輸層中發(fā)現(xiàn)的信息，以4更從它們得出網(wǎng)絡的差(network's difference )。第二個測量操作有利地獨立于所述源進行。例如，它可以依靠對存儲 器輸出中可得到的樣本的平均數(shù)的分析。因此第二操作基于對緩沖存儲器 的輸出的比特率的觀察進行，而沒有來自所述源的信息。為了進行第二操作，讀取裝置10讀取緩沖級別并且將以此方式讀取的所述級別通知第二測量裝置11。處理裝置12從第一測量裝置9和第二測量裝置11接收信息，以便從 它們得出輸入分組流比特率和存儲器輸出比特率之間的差，以及從它們得 出是否存在準同步呼叫。如果檢測到準同步呼叫，處理裝置12自由地調(diào)整(13 )緩沖閾值級別 ("自由運行，，)，而沒有上限或者下限。實踐中，自適應裝置13基于以此方式測量的差，(通過寫14)修改 自適應緩沖的級別。該自適應不受到如通常^(吏用在現(xiàn)有解決方案中的最大 點或者最小點的限制，或者當呼叫被確定為不是準同步信號時使用。閾值范圍中沒有限制使得逐漸補償發(fā)送的分組的比特率和存儲器輸出 的分組的比特率之間的差成為可能。優(yōu)選地，所述差的測量以選擇的步調(diào)，持續(xù)地(on an ongoing basis) 進行，例如取決于分組的到達或者滿了的存儲器的量。
權(quán)利要求
1.一種對通過通信網(wǎng)絡(3)從發(fā)送源(1)發(fā)出的數(shù)字數(shù)據(jù)分組進行緩沖的方法，其中從接收的分組獲得的單元被記錄在緩沖存儲器(8)中，其特征在于，測量輸入分組流的比特率和在所述緩沖存儲器的輸出的比特率之間的差，并且如果發(fā)現(xiàn)所述比特率相等，則以標準模式記錄接收的單元，所述標準模式具有值在有限范圍內(nèi)變化的自適應緩沖閾值，而如果發(fā)現(xiàn)所述比特率不相等，則以自由模式記錄所述單元，所述自由模式具有在自由范圍內(nèi)變化的自適應緩沖閾值，以此方式作為對所述差的補償。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中以選擇的步調(diào)，持續(xù)地測量比特 率的差。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述緩沖閣值是記錄的單元的數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述緩沖存儲器(8)按照FIFO 操作。
5. —種對通過通信網(wǎng)絡(3 )從發(fā)送源(1)發(fā)出的數(shù)字數(shù)據(jù)分組進行 緩沖的設備，包括能將從所述接收的分組獲得的單元記錄到緩沖存儲器(8) 的記錄裝置，該緩沖設備的特征在于進一步包括能測量輸入分組流的比特 率和在所述緩沖存儲器的輸出的比特率之間的差的測量裝置(9， 10， 11, 12)，并且，如果所述比特率相等，則所述記錄裝置能以標準模式記錄接 收的單元，所述標準模式具有值在有限范圍內(nèi)變化的自適應緩沖闞值，而 如果它們不相等，則所述記錄裝置能以自由模式記錄所述單元，所述自由 模式具有值在自由范圍內(nèi)變化的自適應緩沖閾值，以此方式逐漸補償所述 差。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于緩沖通過準同步信號傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組的方法和設備。所述設備對通過通信網(wǎng)絡(3)從發(fā)送源(1)發(fā)出的數(shù)字數(shù)據(jù)分組進行緩沖，包括能將從所述接收的分組獲得的單元記錄到緩沖存儲器(8)的記錄裝置。所述緩沖設備進一步包括能測量所述輸入分組流的比特率和在所述緩沖存儲器的輸出的比特率之間的差的測量裝置(9，10，11，12)，并且，如果所述比特率相等，則所述記錄裝置能以標準模式記錄接收的單元，所述標準模式具有值在有限范圍內(nèi)變化的自適應緩沖閾值，而如果它們不相等，則所述記錄裝置能以自由模式記錄所述單元，所述自由模式具有其值在自由范圍內(nèi)變化的自適應緩沖閾值，以此方式逐漸補償所述差。
文檔編號H04L1/00GK101316153SQ200810098479
公開日2008年12月3日 申請日期2008年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日
發(fā)明者M·盧阿爾干特, Y·斯特凡 申請人:阿爾卡特朗訊公司