網際網路協議上的擴展語音的製作方法

2023-05-23 08:43:46 2

專利名稱：網際網路協議上的擴展語音的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及電信系統，並且尤其涉及無線電信系統。
背景技術：
通常，可以使用兩種基本交換技術在有線和/或無線網絡上發射語音和數據。使用電路交換連接發射傳統的語音電話呼叫以及由數據機提供的數據。可替代地，可以在分組交換網絡上使用網際網路協議上的語音(經常被稱為VoIP)發射語音和數據。電路交換和分組交換網絡二者都可以包括有線和/或無線連接。網際網路協議上的語音越來越常見，至少部分地是因為VoIP能夠均一地處理語音和數據通信。而且，用VoIP發射語音可以幫助降低運營成本。除了傳統陸上有線電話和蜂窩電話之外，VoIP可用來把話音通信合併在諸如個人數據助理、筆記本、臺式計算機等等之類的設備中。
雖然諸如VoIP之類的網際網路協議被用來實現多種多樣的網絡(例如區域網，廣域網以及環球信息網)，但是備選的通信協議也可以被用來形成其它類型的網絡。例如，藍牙標準一般被用於實現具有已定義成員設備組的短距離無線網絡，此已定義成員設備組有時被稱為微微網。藍牙兼容設備使用跳頻技術在大約2.4GHz的工業、科學和醫學(ISM)頻帶中發射數據和/或語音。藍牙標準是本領域普通技術人員熟知的，並且因此，為了清楚，在這裡將討論藍牙標準中只有與本發明相關的那些方面。
符合藍牙標準的設備可以使用電路交換協議通過空中接口、或者無線通信鏈路發射語音通信，以便保持語音的實時性質。藍牙標準還允許使設備符合來使用網際網路協議發射數據。部分地由於藍牙標準的跳頻特性，根據藍牙標準形成的通信鏈路在幹擾存在時有適當的機會保持鏈路質量。因此，藍牙標準是用於合併基於VoIP的語音和數據通信解決方案的優良候選者。可是，當前的藍牙標準也存在可能干擾、或者阻止在該標準內實施基於VoIP的語音和數據通信的若干缺陷。
圖1概念性地說明了傳統的藍牙堆棧100。本領域普通技術人員應該理解傳統的藍牙堆棧100可以包括另外的元件，為了清楚起見，未在圖1中示出它們。本領域普通技術人員還應該理解在圖1中描述的元件和/或它們的結合可以被具體化為單個設備或者被具體化為多個設備。藍牙堆棧100可以在一個無線應用環境(WAE)塊105、電話控制協議規範二進位(TCS Bin)塊110、音頻塊115和/或由藍牙規範定義的其它塊處接收各個通信。
對於一個示例，分組可以被WAE塊110接收，經過無線應用協議(WAP)塊120、用戶數據報協議(UDP)塊122、傳輸控制協議(TCP)塊124、網際網路協議(IP)塊126、點對點協議(PPP)塊128，然後到射頻通信(RFCOMM)塊130，在此，它可以與其它分組流多路復用。RFCOMM塊130提供多路復用信號給邏輯鏈路控制和適配協議(L2CAP)塊132，它還可以接收來自傳輸控制協議規範二進位(TCS Bin)塊110的信號。L2CAP塊132通過主機控制器接口134提供一個信號給基帶塊138中的異步連接控制器136。對於另一示例，音頻信號可以被音頻塊115接收，音頻塊115提供一個信號給基帶塊138中的同步控制器140。同步控制器140通常嘗試對於音頻信號保持預定義的質量和延遲限制。基帶塊138提供一個信號給藍牙無線電設備142，用於在鏈路管理協議(LMP)塊144的控制下通過一條通信鏈路(也被稱為空中接口)進行發射。
圖2概念性地說明了一個通用接入藍牙配置文件200。本領域普通技術人員應該理解這些配置文件可以定義每個協議層中的選項以及每個協議的參數範圍。本領域普通技術人員還應該理解通用接入藍牙配置文件200可以包括另外的配置文件，為了清楚起見，未在圖2中示出它們。通用接入藍牙配置文件200包括TCS Bin配置文件205、串行埠配置文件210和其它可以由藍牙標準定義的配置文件。
當前的藍牙標準可以使用區域網接入配置文件215或者無繩電話配置文件220來提供語音業務。無繩電話配置文件220取決於TCS Bin配置文件205而區域網接入配置文件215取決於串行埠配置文件210。根據藍牙標準，如果第一配置文件通過暗中地和/或明確地參考第二配置文件來重複使用第二配置文件的一些部分時，則第一配置文件被認為是取決於第二配置文件。區域網接入配置文件和無繩電話配置文件220與話音通信相關的方面在下面被討論。
無繩電話配置文件220定義兩個角色網關和終端。無繩電話配置文件220通常支持包括一個網關和少數終端(例如1和7個終端之間)的一種拓撲結構。網關可以耦合到諸如基於網際網路協議的網絡之類的外部網。網關擔當從外部網絡網絡的觀點的一個終端端點並處理朝著網絡的所有交互工作。網關被認為是相對於外部呼叫的一個中心點，這意味著它處理去往外部網絡和/或來自外部網絡的所有建立請求。例如，網關可以接收語音分組，它們是未封裝的自然G.711或G.732語音分組。網關設備可以包括公用交換電話網(PSTN)本地基站、綜合業務數字網(ISDN)本地基站、GSM網關、衛星網關以及H.323網關。終端是無線用戶終端，它可以包括無繩電話、雙模蜂窩/無繩電話、臺式計算機、筆記本、個人數據助理等等。例如，終端可以是根據K3無繩電話配置文件操作的3合1電話。
圖3概念性地說明了一個K3無繩電話配置文件堆棧300，它可以使用如圖2所示的無繩電話配置文件200來被實現。本領域普通技術人員應該理解K3無繩電話配置文件堆棧300中只有與本發明相關的那些元件在這裡說明。語音分組被電話應用305接收，電話應用305提供該語音分組以及其它控制信號給TCS bin塊310和話音同步控制器315。TCS bin塊310內的呼叫控制(CC)塊320經由與話音同步控制器315的接口325和與鏈路管理器協議(LMP)塊335的接口330管理一個語音信道。例如，呼叫控制塊320可以通過經由接口325提供信號給話音同步控制器315來連接和/或斷開內部話音路徑並且可以通過經由接口330提供信號給鏈路管理器協議(LMP)塊335來建立和/或釋放語音同步控制鏈路。鏈路管理器協議(LMP)塊335耦合到異步控制塊337。
接口325、330啟用話音同步控制器315來直接控制從電話應用305到基帶345中的同步控制器340的語音路徑。因此，電話應用305通常獲得可確保的質量和/或延遲特性。可是，電話應用305提供分組數據的能力被犧牲，因為包括話音同步控制器315的語音路徑不包括任何用於處理分組數據的協議層。用於另一示例，根據全球移動通信系統(GSM)協議操作的電話以類似的方式處理語音應用。因此，此技術不允許來自電話應用305的語音通信被與數據業務流均一地對待，這可能不合需要地限制了系統靈活性。因此，此技術不可能利用未來的4G系統的許多特性。
回來參考圖2，還可以使用串行埠配置文件210中的區域網接入配置文件215來提供語音通信。在這個方法中，從VoIP應用接收到的分組以與任何其它區域網接入同樣的方式被對待，即VoIP應用被視為利用優選傳送機制的網際網路協議的另一網際網路應用。可是，此方法不給與VoIP應用任何優先權、質量保證或延遲保證。例如，VoIP應用經由基帶層的異步連接(比如如圖1所示的基帶138中的異步連接136)而被連接。對於另一示例，與VoIP應用相關的分組使用RFCOMM串行埠(比如如圖1所示的RFCOMM 130)與來自其它應用146中的分組有意義地多路復用。來自其它應用146中的分組可以與VoIP應用競爭和/或衝突。使用串行埠配置文件210還可以使得VoIP應用提供的分組經過藍牙堆棧中的更多控制塊。
本發明是針對解決上面提出的一個或多個問題的影響。

發明內容
在本發明的一個實施例中，提供一種用於在網絡上發射語音或其它時間敏感的分組數據的方法，其中屬於一個已定義組的多個設備在網絡中彼此通信。這種方法包括接收包含語音數據的至少一個第一分組；使用實時啟用分組的堆棧處理所述至少一個第一分組以便形成至少一個第二分組；和提供所述至少一個第二分組給同步控制器用於在網絡上發射。
在本發明的另一個實施例中，提供一種用於接收來自第一網絡的語音或其它時間敏感的分組數據的方法，其中屬於一個已定義組的多個設備在第一網絡中彼此通信。所述方法包括接收來自第一網絡的包含語音數據的至少一個分組；提供所述至少一個分組給同步控制器；和使用實時啟用分組的堆棧處理所述至少一個分組。


通過結合附圖參考如下描述可以理解本發明，附圖中相同的附圖標記標識相同的元件，其中圖1概念性地說明了一個傳統的藍牙堆棧；圖2概念性地說明了包括串行埠配置文件和無繩電話配置文件的通用接入藍牙配置文件；圖3概念性地說明了一個K3無繩電話配置文件，它可以被使用作為如圖2所示的無繩電話配置文件；圖4概念性地說明了根據本發明的一個網絡，其中，屬於一個已定義組的多個設備在該網絡上彼此通信；圖5概念性地說明了根據本發明的一個藍牙堆棧，它包括一個可以使用於如圖4所示網絡中的實時啟用分組的堆棧；和圖6概念地說明了根據本發明的一個無繩電話配置文件堆棧的示例性實施例，它可以使用於如圖5所示的藍牙堆棧中。
雖然本發明可被進行各種修改以及備選形式，但是其具體實施例已經在附圖中通過舉例而示出並在這裡被詳細描述。可是應該理解在這裡的具體實施例的描述不旨在把本發明限制為所公開的具體形式，相反，意圖是覆蓋落入由附加的權利要求定義的本發明的精神和範圍內的所有修改、等價物以及備選方案。
具體實施例方式
下面描述本發明的說明實施例。為了清楚，在此說明書中沒有描述一個實際實施方案的所有特徵。當然應該理解在任何此類實際實施例的開發中，應該進行許多實施具體的判斷以達到開發者的具體目的，比如符合系統相關以及商務相關的限制條件，這些應該一個實施方案與另一個不同。而且，應該理解這樣一個開發工作量可能複雜且費時，但是雖然如此，對於受益於此公開內容的本領域普通技術人員來說將是一個例行的事。
圖4概念性地說明了一個網絡400，其中屬於一個已定義組415的多個設備405、410(1-3)在網絡400上彼此通信。在這裡將在藍牙標準的環境中討論本發明。因此，在圖示的實施例中，已定義組415是符合藍牙標準的一個微微網415。多個設備405、410(1-3)是啟用藍牙的設備，並且尤其設備405是主設備而設備410(1-3)是從設備。可是，本發明不限制為藍牙標準。本領域普通技術人員應該理解藍牙標準只是可用來促進屬於已定義組415的多個設備405、410(1-3)之間的通信的標準的一個示例。在備選實施例中，諸如所謂″網內網″標準之類的任何希望的標準都可以被使用。
如圖4所示的微微網415包括一個主設備405和三個從設備410(1-3)。可是，本領域普通技術人員應該理解本發明不限制為四個設備。在備選實施例中，或多或少的從設備410(1-3)可以被包括在微微網415中。例如，藍牙標準通常允許在一個與被包括在微微網415中的七個從設備410(1-3)之間。每一個從設備410(1-3)可以與主設備405形成一條通信鏈路417(1-3)。可是，從設備410(1-3)通常不與其它從設備410(1-3)形成通信鏈路。
主設備405還可以與第二網絡420形成一條通信鏈路418。在一個實施例中，第二網絡420也是啟用藍牙的網絡，比如一個微微網，在此情況下主設備405與第二網絡420中的第二主設備(未示出)建立一條通信鏈路。可是，本發明不限制為啟用藍牙的網絡之間的通信。在備選實施例中，第二網絡420可以是任何希望類型的網絡。例如，第二網絡420可以包括符合網際網路協議的網絡，比如區域網、廣域網、環球信息網、綜合業務數字網(ISDN)網絡、內聯網等等。可替代地，第二網絡420可以包括公用交換電話網、普通老式電話業務(POTS)網絡、無繩電話網絡、蜂窩電話網絡、衛星網路等等。本領域普通技術人員應該理解第二網絡420也可以由上述網絡的各種組合組成。
主設備405包括一個實時啟用分組的堆棧425，並且每一個從設備410(1-3)包括一個實時啟用分組的堆棧430(1-3)。正如將在下面詳細討論的那樣，實時啟用分組的堆棧425、430(1-3)是合作的一組網絡協議層。可是，本領域普通技術人員應該理解術語堆棧還可以是指處理由實時啟用分組的堆棧425、430(1-3)定義的協議的實際軟體和/或硬體。詳細說明書的某些部分在這裡因此以軟體實現的過程存在，它們涉及在計算系統或計算設備中的存儲器內的數據比特上的符號運算表示。這些說明和表示對本領域技術人員來說是被本領域技術人員使用來最有效運送他們工作內容的手段。那些過程和運算需要物理量的物理操作。通常，雖然不是必定的，這些參數採用能夠被儲存、傳送、合併、比較以及操縱的電、磁或光信號的形式。主要是為了公共用途的原因，已經證明有時把這些信號稱為比特、數值、單元、碼元、字符、項、數字等等時是方便的。
可是，應該知道所有這些以及類似的術語與適當的物理量相關並且只是應用到這些量上的方便的標籤。除非明確地規定或者可以很顯然，否則在本公開內容各處，這些描述是指電子設備的動作和進程，其操縱並變換在某些電子設備的存儲器內被表示為物理(電、磁或光)量的數據成為類似地在存儲器內或者發射或顯示設備中被表示為物理量的其它數據。非限制性地，表示這樣一個描述的示例性術語是″處理″、″計算″、″確定″、″顯示″等等。
還要注意本發明的軟體實現的方面通常被編碼在程序存儲介質的一些形式上或者在某些類型的傳輸介質上被實現。程序存儲介質可以是磁的(例如軟盤或硬碟驅動器)或者光的(例如光碟只讀存儲器或者″CD ROM″)，並且可以是只讀或者隨機訪問的。類似地，傳輸介質可以是絞合線對、同軸電纜、光纖、無線通信鏈路(有時被稱為″空中接口″)或者其它本領域已知的適當的傳輸介質。本發明不由任何給出的實施方案的這些方面所限制。
實時啟用分組的堆棧425、430(1-3)被用於在通信鏈路417(1-3)、418上交換語音數據。在一個實施例中，實時啟用分組的堆棧425、430(1-3)根據網際網路協議上的語音(VoIP)來處理語音分組數據。可是，本發明不限制為VoIP，並且在備選實施例中，任何希望的協議都可以在實時啟用分組的堆棧425、430(1-3)中被實現來處理語音分組數據。
通過使用實時啟用分組的堆棧425、430(1-3)處理語音分組數據，當在主設備405和一個或多個從設備410(1-3)之間或者在主設備405和第二網絡420之間發射語音分組數據時，主設備405和從設備410(1-3)可以提供所希望的質量保證和/或延遲保證。而且，主設備405和從設備410(1-3)處理的語音分組可以以一個比沒有時間關鍵性的數據分組更高的優先級而被處理。
在一個實施例中，微微網415可以用於擴展或增大諸如第二網絡420之類的現有電話網。使用微微網415擴展或增大第二網絡420可能實質上比直接擴展或增大第二網絡420低廉。例如，通過安裝專用於辦公樓的另外的蜂窩電話塔來擴展或增大辦公樓中的蜂窩電話網也許是價格過於昂貴的。包括實時啟用分組的堆棧425、430(1-3)的微微網415安裝也許較不昂貴。
圖5概念性地說明了包括實時啟用分組的堆棧505的一個藍牙堆棧500。如上所述，藍牙堆棧500可以包括WAE塊508、TCS Bin塊510、音頻塊515、WAP塊520、用戶數據報協議(UDP)塊522、傳輸控制協議(TCP)塊524、網際網路協議(IP)塊526、點對點協議(PPP)塊528、射頻通信協議(RFCOMM)塊530、邏輯鏈路控制和適配協議(L2CAP)塊532、主機控制器接口534、異步連接控制器536、基帶塊538、鏈路管理協議塊540和用於在空中接口中的通信鏈路上發射碼元的藍牙無線電設備542。
當藍牙堆棧500使用於發射機模式時，音頻塊515接收並處理一個或多個語音分組。本領域普通技術人員應該理解處理一個或多個語音分組可以包括這樣一些操作以任何其它方式增加或刪除報頭、路由所述一個或多個語音分組、連接兩個或更多語音分組、分離語音分組、或者修改語音分組。音頻塊515然後把所述一個或多個語音分組提供給實時啟用分組的堆棧505。在圖示的實施例中，實時啟用分組的堆棧505包括實時傳送(RTP)協議塊546、用戶數據報協議(UDP)塊548、網際網路協議(IP)塊550、和點對點協議(PPP)塊552。
可是，本發明不限制為這個特定協議組，並且在備選實施例中，實時啟用分組的堆棧505可以使用任何希望的協議層組合來實現語音分組的實時處理。而且，在一個備選實施例中，實時啟用分組的堆棧505可以被分路以使第一分支處理自然的語音處理並且第二分支留給帶寬劃分。例如，被多路復用的時間敏感的網際網路協議數據流可以通過一個分路的實時啟用分組的堆棧505處理。
實時啟用分組的堆棧505提供已處理的語音分組給同步控制器555。同步控制器555嘗試對於語音分組保持預定義的質量和延遲限制。同步控制器555接收到的語音分組被給定一個比異步控制器536接收到的分組更高的優先級。此外，被實時啟用分組的堆棧505和同步控制器555處理的語音分組不可能與來自其它應用560中的分組衝突和/或競爭。同步控制器555和基帶塊538然後根據所述一個或多個語音分組提供一個信號給藍牙無線電設備542用於通過空中接口進行發射。
當藍牙堆棧500使用於接收模式時，藍牙無線電設備542通過空中接口接收一個或多個語音分組並把所述一個或多個接收到的語音分組提供給基帶538中的同步控制器555。如上所述，同步控制器555可以把接收到的語音分組區分優先次序並還可以為接收到的語音分組提供質量保證和/或延遲保證。同步控制器555處理接收到的語音分組然後把它們提供給實時啟用分組的堆棧505，它進一步處理接收到的語音分組然後把它們提供給音頻塊515。來自音頻塊515的一個或多個信號然後可以被提供給中續站(未示出)，用於向諸如圖4所示的第二網絡420之類的外部網絡發射。
因為語音分組包括一個同步控制對象(SCO)句柄，所以語音分組有一個對上述接口系統的自然可識別映射。因此，至少部分地由於可識別的SCO句柄，通過把另外的控制協議綁定到SCO句柄上可以對語音業務進行另外的增強。例如，附加協議擴展可以與另外的VoIP信令協議(比如SIP)結合，在附加協議擴展中一個控制類型欄位經由適當的協議擴展已經暴露給TCS Bin塊510。而且，通過包括指示移動網際網路協議的欄位擴展代替標準蜂窩移動性，還可以以類似的方式擴展移動性。
圖6概念性地說明了無繩電話配置文件堆棧600的示例性實施例。本領域普通技術人員應該理解無繩電話配置文件600中只有那些與本發明相關的元件在這裡說明。為了清楚起見，將對於以發射模式操作的一個設備描述無繩電話配置文件600的操作。可是，本領域普通技術人員應該理解無繩電話配置文件600也可以操作在接收模式，比如在上面詳細描述的。
操作中，電話應用605形成和/或提供一個或多個語音分組和其它控制信號給TCS bin塊610和話音同步控制器615。例如，電話應用605可以是遵照網際網路協議上的語音提供至少一個分組的一個網際網路電話應用。TCS bin塊610內的一個呼叫控制(CC)塊620經由與話音同步控制器615的接口625管理語音信道。呼叫控制(CC)塊620還經由與鏈路管理器協議(LMP)塊635的接口630管理語音信道。例如，呼叫控制塊620可以通過經由接口625提供信號給話音同步控制器615來連接和/或斷開內部話音路徑。呼叫控制塊620還可以通過經由接口630提供信號給鏈路管理器協議(LMP)塊635來建立和/或釋放語音同步控制鏈路。
接口625、630啟用話音同步控制器615來直接控制從電話應用605到實時啟用分組的堆棧637和基帶645中的同步控制器640的語音路徑。因此，電話應用605為無繩電話堆棧600發射的語音分組獲得可確保的質量和/或可確保的延遲。電話應用605提供的語音分組也可以以一個比其它較不時間敏感的數據分組更高的優先級而被對待。因此，這個技術允許來自電話應用605的語音分組與諸如被基帶645中的異步控制器650處理的數據分組之類的數據業務流均一地被對待。因此，包括實時啟用分組的堆棧637的無繩電話配置文件600可能特別適合於在未來的4G系統中採用。
在上面公開的特定實施例只是說明性的，因為按照對受益於這裡的教導的本領域技術人員來說很顯然的不同但是等效的方式可以修改以及實踐本發明。此外，除了如下的權利要求所述的限制之外，沒有意欲限制到在此示出的結構和設計的細節。因此很顯然，在上面公開的特定實施例可以被更改或修改並且所有這些變型都被認為是在本發明的範圍和精神內。因此，在這裡請求的保護如下面的權利要求中所闡明那樣。
權利要求
1.一種用於在網絡上發射時間敏感的分組數據的方法，其中屬於一個已定義組的多個設備在所述網絡中彼此通信，所述方法包括接收包含語音數據的至少一個第一分組；使用實時啟用分組的堆棧處理所述至少一個第一分組以便形成至少一個第二分組；和提供所述至少一個第二分組給同步控制器用於在網絡上發射。
2.權利要求1的方法，其中接收至少一個第一分組包括接收來自電話應用的至少一個第一分組。
3.權利要求1的方法，其中使用實時啟用分組的堆棧處理所述至少一個第一分組包括使用實時傳送協議堆棧、用戶數據報協議堆棧、網際網路協議堆棧和點對點協議堆棧中的至少一個來處理所述至少一個第一分組。
4.權利要求1的方法，其中提供至少一個第二分組給同步控制器包括提供至少一個第二分組給基帶堆棧中的同步控制器。
5.權利要求1的方法，包括根據提供給同步控制器的所述至少一個第二分組在無線網絡上發射信號。
6.一種用於接收來自第一網絡的時間敏感的分組數據的方法，其中屬於一個已定義組的多個設備在所述第一網絡中彼此通信，所述方法包括接收來自第一網絡的包含語音數據的至少一個分組；提供所述至少一個分組給同步控制器；和使用實時啟用分組的堆棧處理所述至少一個分組。
7.權利要求6的方法，其中接收來自第一網絡的所述至少一個分組包括接收來自第一無線網絡的至少一個分組。
8.權利要求7的方法，其中接收在第一無線網絡上的至少一個分組包括使用藍牙無線電設備接收來自藍牙網絡的至少一個分組。
9.權利要求6的方法，其中提供至少一個分組給同步控制器包括提供至少一個分組給藍牙堆棧中的同步控制器。
10.權利要求6的方法，包括把所述至少一個分組中繼給第二網絡。
全文摘要
本發明涉及網際網路協議上的擴展語音。提供一種用於在網絡上發射時間敏感的分組數據的方法，其中屬於一個已定義組的多個設備在所述網絡中彼此通信。所述方法包括接收包含語音數據的至少一個第一分組，使用實時啟用分組的堆棧處理所述至少一個第一分組以便形成至少一個第二分組；和提供所述至少一個第二分組給同步控制器用於在網絡上發射。
文檔編號H04M7/00GK1744600SQ200510091579
公開日2006年3月8日 申請日期2005年8月23日 優先權日2004年8月23日
發明者福萊德裡克·巴塔格麗亞, 路易斯·格溫·塞繆爾, 西奧多·希澤爾二世 申請人:朗迅科技公司