用於緩衝通過準同步信號傳輸的數據分組的方法和設備的製作方法

2023-05-24 01:18:41

專利名稱：用於緩衝通過準同步信號傳輸的數據分組的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及對通過準同步信號在發送實體和接收實體之間傳輸的數據 分組進行緩衝，其中所述發送和接收實體使用互相獨立的時鐘。它一般地可以應用於按照IP協議("網際網路協議")工作的設備，並 且更具體地應用於接收流(音頻、視頻、和或數據)的設備，例如支持基於IP的語音(VOIP)的網絡的終端、網橋、網關、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絡抖動，以便在存儲器單元的輸出 將流恢復為具有恆定的比特率。作為提示，網,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，網絡抖動可以導致空隙(或者"缺乏"(starvation)， 由於分組到達太晚，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 範圍變化的自適應緩衝閾值。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(不超過該範圍的上限)。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(不超過該範圍的下限)。這樣的抖動管理機制不滿足準同步通信的要求。事實上，當應用於準同步通信時，該抖動管理機制導致需要在相同方 向上(取決於情況，朝下限或者上限)持續補償。將不可避免地超過該補 償限制。由於這個原因，如果遵守所述閾值限制，則所述閾值不再適用。 其結果是周期性缺乏或者溢出，其頻率取決於輸入緩衝存儲器的分組的比特率和該緩衝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送和接收實體之間的該時鐘 偏移引起的影響。發明內容本發明克服了所述缺陷。本發明涉及對通過通信網絡從發送源發出的數字數據分組進行緩衝的 方法，其中從接收的分組獲得的單元被記錄在緩衝存儲器中。根據本發明的一個一般的定義，測量輸入分組流的比特率和在緩衝存 儲器的輸出的分組流的比特率之間的差，並且如果比特率相等，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範圍變化的自適應緩 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範圍內變化的自適應緩衝閾值， 以此方式作為對所述差的補償。由於此原因，例如使用IP協議的一個功能，在來自準同步信號的呼叫出現時，本發明的方法具有設置(put into place)分組記錄;f幾制的優點， 所述分組記錄機制能消除由於準同步信號的兩端之間的時鐘偏移產生的缺 陷。尤其是，本發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(pace)持續地執行。實踐中，所述自適應緩沖閾值是記錄的單元的數。 例如，緩沖存儲器按照FIFO操作。本發明的另 一個主題是對通過通信網絡從發送源發出的數字數據分組 進行緩衝的設備，包括能將從接收的分組獲得的單元記錄到緩衝存儲器的 記錄裝置。本發明的另 一方面是所述緩衝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，並且如果比特率相等，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範圍內變化的 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範圍內變化的自適應緩衝閾值，以 此方式作為對所述差的補償。


本發明的其它特徵和優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明應用的通信網絡的一部分； 圖2是詳細描述了組成實現本發明的方法的發送實體和接收實體的單 元的圖；以及圖3A到3D是描述本發明的方法的時序圖。
具體實施方式
圖1示出了通過通信網絡3在發送實體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。通信協議例如可以是IP協議。發送實體1,例如可以是通過"中繼網關"(未示出)連接到網絡3 的移動通信網絡的用戶。接收實體2，例如可以是通過網卡和數據機 (未示出)連接到IP網絡3的用戶。自然地，本發明不限於該情景；而是，本發明應用於任何使用分組傳 輸協議的通信網絡。在圖2中，發送實體1包括按照本地時鐘5計時的數據分組發生器4 分組化之前的樣本Eij的比特率在圖3A中示出。在圖3B中，來自發送者1的分組P (分別從P1到P5編號)由恆定 間隔D彼此分開。現在我們回到圖2。接收實體2包括本地鍾6，其不同於和獨立於發送鍾5。接收器2包括實現接收IP分組和提取它們的內容的IP、 UDP和RTP 協議的接口 7。
緩衝存儲器8接收來自接口 7的分組。該緩衝存儲器按照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，其取決於網絡抖動而變化。例如，分組P1和P2之間的 間隔等於D + dl，其中dl是由網,動產生的另外的時間段。P2和P3 之間的間隔，例如可以等於D-d2,其中d2是不同於和不等於D2的時間 段。
在圖3D中，單元Eij在存儲器8的輸出被繪出。由於使用了上述現有 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範圍的限制。
由於該限制的去除，可以預計在準同步呼叫出現時的缺乏和溢出的時 間段，並且該缺乏和溢出被準確補償而對語音質量沒有任何負作用。
以此方式，存儲器8配備有檢測出現準同步呼叫，即出現緩沖存儲器 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 具有值在有限範圍內變化的自適應緩沖閾值。所述記錄基於FIFO存儲器 的已知的、常規的記錄規則完成。
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範圍(即，無限制範圍，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 g輸層中發現的信息，以4更從它們得出網絡的差(network's difference )。第二個測量操作有利地獨立於所述源進行。例如，它可以依靠對存儲 器輸出中可得到的樣本的平均數的分析。因此第二操作基於對緩沖存儲器 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讀取緩衝級別並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自由地調整(13 )緩衝閾值級別 ("自由運行，，)，而沒有上限或者下限。實踐中，自適應裝置13基於以此方式測量的差，(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。閾值範圍中沒有限制使得逐漸補償發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。優選地，所述差的測量以選擇的步調，持續地(on an ongoing basis) 進行，例如取決於分組的到達或者滿了的存儲器的量。
權利要求
1.一種對通過通信網絡(3)從發送源(1)發出的數字數據分組進行緩衝的方法，其中從接收的分組獲得的單元被記錄在緩衝存儲器(8)中，其特徵在於，測量輸入分組流的比特率和在所述緩衝存儲器的輸出的比特率之間的差，並且如果發現所述比特率相等，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範圍內變化的自適應緩衝閾值，而如果發現所述比特率不相等，則以自由模式記錄所述單元，所述自由模式具有在自由範圍內變化的自適應緩衝閾值，以此方式作為對所述差的補償。
2. 根據權利要求l所述的方法，其中以選擇的步調，持續地測量比特 率的差。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中所述緩衝閣值是記錄的單元的數。
4. 根據權利要求1所述的方法，其中所述緩衝存儲器(8)按照FIFO 操作。
5. —種對通過通信網絡(3 )從發送源(1)發出的數字數據分組進行 緩衝的設備，包括能將從所述接收的分組獲得的單元記錄到緩衝存儲器(8) 的記錄裝置，該緩衝設備的特徵在於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)，並且，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範圍內變化的自適應緩衝闞值，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 模式具有值在自由範圍內變化的自適應緩衝閾值，以此方式逐漸補償所述 差。
全文摘要
本發明涉及用於緩衝通過準同步信號傳輸的數據分組的方法和設備。所述設備對通過通信網絡(3)從發送源(1)發出的數字數據分組進行緩衝，包括能將從所述接收的分組獲得的單元記錄到緩衝存儲器(8)的記錄裝置。所述緩衝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衝存儲器的輸出的比特率之間的差的測量裝置(9，10，11，12)，並且，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範圍內變化的自適應緩衝閾值，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範圍內變化的自適應緩衝閾值，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 優先權日2007年5月30日
發明者M·盧阿爾幹特, Y·斯特凡 申請人:阿爾卡特朗訊公司