用於語音動態時間偏離的方法和裝置的製作方法

2023-04-22 23:09:16

專利名稱：用於語音動態時間偏離的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明的多個實施例主要涉及通信。
背景技術：
無線通信系統，例如蜂窩系統(例如擴頻系統(例如碼分多址(CDMA ) 網絡)、或時分多址(TDMA)網絡)，以豐富的服務和特徵集合向用戶 提供移動的便利性。這種便利性已經導致數量不斷增長的消費者大量採用 無線通信系統作為商業和個人使用的公認通信模式。考慮到竟爭的情況， 在保障向用戶提供最佳體驗方面^了大量的費用和努力。關注的一個方 面是網絡時延，例如與切換相關的時延。切換是行動電話從小區到小區移 動穿過覆蓋區域同時保持通信連接的過程。"硬"切換包括信道的不連續 性(即，"建立之前中斷")，而"軟"切換在整個過程提供信道的連續 性(即，"中斷之前建立")。由於時延或者丟包使得語音播放被嚴重扭 曲，在IP網絡上傳送話音(VoIP)的環境中時延問題更加尖銳。
因此，需要一種方法，用於最小化語音播放中的時延的影響
發明內容
上述以及其他需要可以通過本發明的多個實施例解決，其中提出了一 種用於通信系統中的語音時間偏移的方案。
根據本發明實施例的 一個方面， 一種方法包含確定在通信系統中引入
時延的條件是否存在；以及響應於所確定的條件對話音幀進行動態時間偏 移以向用戶播放。
根據本發明實施例的另 一方面， 一種裝置包含配置用於確定在通信系 統中引入時延的條件是否存在的判決模塊。所述裝置也包含被配置為響應
根據本發明實施例的另 一方面， 一種方法包含通過通信系統從終端接 收時間偏移參數以用於語音的時間偏移，其中所述時間偏移參數是由所述 終端基3所述通信的信道條件或所述通信系統的負栽而確定的。所述終端 響應於所述信道條件或所述負載，動態調整所述語音的播放。所述方法也 包含根據所述時間偏移參數修改表示語音的話音幀的調度。
根據本發明實施例的另一方面， 一種裝置包含 _機，其被配置為通 過通信系統從終端接收時間偏移參數以用於語音的時間偏移，其中所述時 間偏移參數是由所述終端基於所述通信的信道IHt或所述通信系統的負載 而確定的。所述終端響應於所述信道條件或所述負載，動態調整所迷語音 的播放。同樣，所述裝置包含調度器，其被配置用於調度表示語音的話音 幀以向所述終端傳送，其中話音幀的調度根據所述時間偏移^I^皮H"改。
僅通過闡述多個特定實施例和實現方式一一包括用於實現本發明的預 期最佳模式，從以下詳細描述可以顯而易見本發明的其他方面、特徵和優 點。在不超出本發明的精神和範圍的前提下，本發明還能夠用於其他或不 同實施例。相應地，附圖及描迷應4皮看作示例性的而非限制性的。


在附圖中以舉例說明而非限制的方式來闡明本發明，在附圖中相似的 標號指的是相似的元素，並且其中圖1是根據本發明實施例的在終端中採用的迴轉機制(slewing
mechanism)的示圖2是根據本發明實施例的用於語音動態時間偏移的過程的流程圖； 圖3是根據本發明實施例的動態調整圖1終端中的播放緩衝器的過程
的流程圖4是根據本發明實施例的用於基站收發器通知終端以調整緩沖器容 量的過程的流程圖5A和5B是根據本發明的多個實施例的用於監控系統參數以調整語 音時延的過程的流程圖6是根據本發明實施例的用於在圖1系統中發信號以協商迴轉M 的過程的流程圖7A和7B是根據本發明的多個實施例的用於最小化在上行鏈路中話
音幀傳輸期間的時延的過程的流程圖8是可以用於實現本發明各個實施例的硬體的示圖9A和圖9B是能夠支持本發明各個實施例的不同蜂窩行動電話系統
的示圖IO是才艮據本發明實施例的能夠在圖9A和圖9B的系統中運行的移 動站的示例性組件的示圖；以及
圖11是才艮據本發明實施例的能夠支持在此描述的處理的企業網絡的 示圖。
M實施方式
通過本發明的實施例解決這些或者其它需求，其中介紹了一種用於通 過時間偏離語音來提供最小化時延效應的方案。這裡"語音"被用於表示 任意音頻信息，包括嗓音、聲調、樂音等等。
一種用於語音時間偏移的裝置、方法和軟體淨皮揭示。在下列描述中， 為了解釋，i殳定了多個特定細節，以便提供對本發明的透徹理解。然而， 很明顯，對於本領域的技術人員，可以在不存在上述特定細節情況下或在
等同配置下實施本發明。在其他實例中，熟知的結構和i殳備以結構圖的形 式示出，以避免不必要地模糊本發明的實施例。
根據多個實施例，雖然本發明是關於無線通信網絡(例如蜂窩網絡) 而討論的，本領域的任何普通技術人員應認識到本發明實施例可以適用於 任何類型的通信網絡，包括有線系統。此外，本發明的多個實施例是在補 償碼分多址(CDMA)系統(例如，3GPP2CDMA2000)中的切換時延(尤 其是硬切換)背景下解釋的，該碼分多址系統支持在IP網絡上傳送語音 (VoIP)業務，本領域的任何普通技術人員應認識到所述迴轉機制可以被 應用於能夠傳送分組化話音的任何網絡環境中。
圖1是根據本發明實施例的用於終端中的迴轉機制的示圖。為了說明， 在無線通信系統100 (例如，擴頻蜂窩系統)的背景下解釋根據一個實施 例的迴轉(或時間偏移)機制，其中接入終端101與基站收發器(BTS) 103通信。在一個實施例中，終端101可以是移動體。此處使用的術語"移 動體"、"移動站"、"行動裝置，，或"單元，，是同義的。儘管本發明的 各個實施例將移動體描述為手機，但應理解可以^使用具有語音功能的任何 行動裝置(例如，組合的個人數字助理(PDA)和蜂窩電話)。
在現代蜂窩網絡中，在空中接口上的語音通信是通過電路交換鏈路或 信道傳送的，其中電路交換鏈路和信道在呼叫持續期間中始終保留。 CDMA2000 lxEV-DV (進化的/數據和語音)和lx EV-DO (進化的/僅數 據)空中接口標準都規定了用於在空中接口的前向和反向鏈路中傳送數據 分組的分組數據信道。雖然所述分組數據信道已經被優化用於非實時數據 通信，但是使用該信道用於語音通信的興趣卻越來越濃。無線通信系統(例 如，系統100)可以被設計用於提供各種類型的服務。所述服務可以包括 點到點服務，或例如語音和分組數據的專用服務，由此數據被從傳送源(例 如，基站)發射到特定的接收終端。所述服務也可以包括點到多點(例如， 多播)服務，或者廣播服務，由此數據被從傳送源發射到多個接收終端。
碼分多址(CDMA)電路交換連接進行軟切換以避免切換發生時的任 何語音通信中斷。這在CDMA2000 lx EV-DV (進化的/數據和語音)或lx
EV-DO (進化的/僅數據)的分組數據信道中是不可能的。傳統的系統需要 使用緩衝器管理而同時延時了播放，從而在雙向通信通路上產生無法接收 的長時延。值得注意的是所述技術並不改變語音播放的速率，語音仍將保 持恆定。所述時延將給對網絡時延非常敏感的、蜂窩網絡上的、在IP網絡 上傳送語音(VoIP)技術的實施帶來嚴峻的挑戰。而且，進一步認識到在 分組數據信道上的VoIP的另一個問題是雙向通信過程中經歷的時延。不 良信道條件和系統的重載會對通信通路帶來嚴重的時延，因此使通話質量 劣化。
與CDMA中為電路交換語音通信所使用的軟切換技術相反，硬切換 與前向業^f言道(F-TCH) —起使用。當採用F-TCH進行硬切換時的通 信中斷約為200-250ms，並且在所述時間內移動體的狀態從原有服務基站 收發器(BTS)轉移到新的服務BTS。在lxEV-DO系統中，從一個BTS 到另一個BTS的切換時延值被利用"SOFT—HANDOFF—DELAY"參數廣 播到扇區內的所有用戶。無論如何，從語音質量的角度而言語音通信中的 中斷都是不期望有的。
本發明的不同實施例使用語音迴轉技術，以最小化或消除當例如終端 101處於硬切換時，在語音通信中可能出現的缺口。在一個實施例中，對 所接收語音的播放使用了熟知或標準的迴轉(或時間偏移)技術，以便在 硬切換發生時增加向收聽者播放的語音緩衝器的容量。所述迴轉(時間偏 移)機制改變話音幀的默認播放速率。所述搮作可能需要包括特定操作的 額外信號處理，例如上抽樣或下抽樣、插值、濾波等等。在示例實施例中， 每個20ms的已編碼的語音幀被輸入所述語音模塊(語音解碼器)，所述 語音模塊播放出長度超過20ms的語音。增加的緩衝器容量允許系統補償 硬切換的效果(在語音通信中的缺口 )。在石更切換之後，語音的播;故在相 反的方向被(加速)迴轉以使通信時延回到正常狀態。
如圖1所示，終端101包括隊列(或緩衝器)分析器105,分析器105 具有到緩沖器107的接口，並且與判決模塊109 (表示為"判決生成器") 協同工作以進行用於切換緩解和通信時延緩解的緩衝器管理補償。這裡所
使用的緩衝器107可以被認為是播放緩沖器或抖動緩衝器。存儲在緩衝器 107中的話音幀被Jt送入語音解碼器111，語音解碼器111輸出到揚聲器 113以產生聲波。
如圖，在BTS 103中有結合丟棄定時器117工作的調度器115，以判 定何時應當從播放緩衝器119丟棄分組(例如，話音幀)。也即，調度器 115使用在考慮丟棄分組之前允許該分組保留在緩衝器119中的時間門限 (丟棄定時器)值。丟棄時間值越大，所述系統容量就越大；然而，所述 播方欠緩衝器容量的增加造成端到端時延的增加，這種效果是不期望有的。
在另一個實施例中，在終端101的用戶希望中斷或在上行鏈路上回答 另一個用戶的情況下，可以進一步最小化所述時延。在所述場景下，終端 101的語音編碼器121可以與語音解碼器111進行通信以增加播放速率。 將根據圖7A對所述過程進行更加全面的描述。
至於終端101的操作，隊列分析器105分析到達緩衝器107的話音幀。 在示例實施例中，隊列分析器105使用滑動窗口做為輸入以用於分析。隊 列分析器105還為判決生成器109提供關於緩衝器101的信息一一即，緩 衝器信息包括，例如，隊列長度(大小)、話音幀類型(其中陰影塊表示 語音幀而非陰影表示靜默幀)、指示另一端用戶沒有說話的語音靜止開始 的檢測，等等。因而隊列分析器105在話音幀淨皮解碼之前提供話音幀的快 速描述-
除了來自隊列分析器105的信息，判決生成器109可以得到其他信息 ("判決參數")，例如切換請求、切換持續時間、BTS的信道條件、BTS 丟棄定時器值、關於用戶開始回答或中斷的信息，等等。判決生成器109 的一個任務是將緩沖器中的話音幀標記為語音幀或靜默幀。由於相對於靜 默幀，語音幀對播放速度變化更加敏感，這將幫助語音解碼器111以不同 的速率播放語音和靜默話音幀。同樣，如果需要，判決生成器109可以復 制或插入靜默話音幀以便增加隊列長度(大小)。
判決生成器109也可以通知語音解碼器111:解碼器111應當採用多 快的速度播放所緩衝的語音。如果信道條件不好而且/或者有切換請求，語
音解碼器lll可以被命令以較低速度播放緩沖器一一通過負號("-")指
示。另一方面，如果信道條件良好而且/或者終端101希望降低端到端時延，
語音解碼器lll可以被命令以較高速度播放緩衝器一一通過正號("+")
指示。當工作在穩定狀態模式時，播放速度被設定為默認值，為"0"。
語音解碼器111將^皮編碼的語音幀轉換為語音。解碼器111包括用於 真實迴轉能力的邏輯。在本示例中，所述能力可以包括用於有效語音和靜 默幀的不同迴轉速率。通常，所述有效語音容許與默認或基準值相比的較 低的速率變化(時間偏移)。
在圖l的示例中，隊列分析器105、判決生成器109，以及語音解碼器 111被解釋為分立器件。然而，可以預期所述功能模塊可以以多個功能組 合被實現為一個或多個器件。所述實現可以變化，同時保留同樣的整體功 能性。
在其他實施例中，根據信道和/或系統負載提供時延緩解的圖l的迴轉 機制可以淨皮應用到有線通信網絡中的通信節點。根據本發明的不同實施例， 在圖2-7中進一步描述所述時間偏移過程。
圖2是根據本發明實施例的用於語音動態時間偏移的過程的流程圖。 如上文所述，本發明的各個實施例將普通雙向會話中用戶經歷的時延優化 為隨信道和/或系統負載條件而變。因此，經歷良好信道條件(例如，強信 號強度，等等)和/或較輕系統負載的用戶就可以享受較小的通信時延，而 較差信道條件和/或較重系統負載中的用戶就增加了通信時延以減輕緩衝 器下溢的影響。因此，隨著用戶經歷的信道的變化，用戶經歷的時延變化。
在步驟201，確定信道條件和/或系統負載。隨後，根據信道條件和/ 或系統負載，迴轉機制(例如，根據語音解碼器lll)確定播放時延，如 步驟203中所示。然後語音解碼器111根據所確定的播放時延播放所述語 音_—即對所述語音播放進行時間偏移或迴轉，如步驟205中所示。在上 述情形，所述時間偏移是在時延非常突出的切換過程(例如，硬切換)中 進行的。
終端101可以基於例如來自BTS的導頻信道強度(例如，信號強度) 決定進行切換。由於切換，終端101得知將發生由信令消息(例如 SOFT—HANDOFF—DELAY)給出的"停歇"持續時間。為了補償所述停 歇(至少部分地補償)，終端101在切換之前轉換到迴轉工作模式，從而 減慢解碼器111處的語音播放速度。因此，從播放的角度而言存在緩衝器 長度的人為增加。當終端101認為合適時，終端101可以開始切換進程。 下列示例性事件或條件可以根據其優先權被單獨或合併地採用以觸發實際 的切換，其包括(1)所述緩衝器長度足夠長以確保無縫切換進程；(2) 服務BTS的信道快速劣化；或者(3)終端101檢測到另一端的終端用戶 沒有語音活動。圖2的過程通過提供管理與蜂窩分組數據信道上的VoIP 相關聯的時延的方法，可以被用於解決與在使用分組數據信道的空中接口 上採用在1P網絡上傳送語音(VoIP)相關聯的切換問題。
在步驟207，判定切換是否完成。如果切換完成，播放速率回到在切 換過程之前的"正常"速率(如步驟209)。
迴轉過程本質上是動態的，因此適合於變化的信道*和系統負載， 如下文解釋的那樣。同樣，上述過程可能廣泛地用於減輕任何影響用戶體 驗的時延成因。
圖3是根據本發明實施例的用於動態調整圖1終端中的播放緩衝器的 過程的流程圖。在步驟301，語音解碼器lll基於信道條件和/或系統負栽 來對語音進行時間偏移，這是通過動態地改變一個或多個迴轉或時間偏移 參數一一例如播放緩衝器107的大小一一來實現的(步驟303)。接下來， 在步驟305，判決生成器109產生關於被改變的時間偏移參數的信息以作 為反饋提供給基站收發器103，其中所述時間偏移參數在這種情況下中是 關於緩衝器107的信息。於是，基站 _器103基於所述反饋為丟棄定時 器107調整(適當地增加或減少)丟棄定時器值。
採用所述過程，對語音播放的迴轉被用於動態改變例如播放緩沖器 107的長度(大小)，從而管理用戶經歷的隨信道和/或系統負載狀態而變 的時延。由於調度器115可靠地傳送數據(例如，分組化的語音或媒體流)， 因此具有良好信道^和/或輕系統負載的用戶可以享有更小的通信時延， 而經受較差信道條件和/或較重系統負載的用戶可以因為不可靠的信道而 增加通信時延，以減輕緩衝器下溢的影響。
同樣的，當終端101經歷例如較差的信道條件，終端101可以通知BTS 103:它的平均播放緩衝器大小已經被調整(在這種情況下被減小)。因此， 這將允許BTS調度器115為特定終端101增加丟棄定時器值。
圖4是根據本發明實施例的用於基站收發器以通知終端調整緩衝器容 量的過程的流程圖。在本示例中，在步驟401中，基站收發器103檢測業 務流負載中的變化，例如業務流負載增加。然後，按照步驟403，基站收 發器103確定它的播放緩衝器119的平均大小需要調整。在步驟405，基 站^]t^器103將所述調整通知給終端101，以相應的增加緩衝器大小。根 據本發明的一個實施例，通信連接(信令)可以被專用於在基站收發器103 的調度器113和終端101之間，以提供關於平均緩衝器播放大小和/或BTS 平均隊列的反饋信息。
在圖4的過程下，如果基站收發器103經歷業務量負栽的增加(也意 味著平均緩衝器大小的增加)，則基站收發器103可以將所述負載增加通 知給終端101，以便終端101可以採取適當措施——即增加平均播放緩沖 器大小和/或執行某些迴轉以補償額外的時延。
圖5A和5B是根據本發明的各個實施例的用於監控系統參數以調整語 音時延的過程的流程圖。在圖5A的情形下，終端101可以獨立地監控語 音幀花費在抖動緩衝器107中的平均持續時間(步驟501)。如果平均持 續時間低於可配置的門限(按照步驟503)，終端101可以通過語音迴轉 減少抖動緩沖器107的大小，從而減少前向鏈路中的時延，如步驟505。
此夕卜，基站收發器103可以監控來自終端101的確認消息(ACK/NAK 的(確認和否認))以及數據速率控制(DRC)信道以確定終端101正在 經歷(按照步驟511和513)的信道條件。換句話說，如果使用較高的數 據速率，這將意味著良好的信道條件，而低數據速率意味著較差的條件。 如果信道條件良好(如在步驟515中確定的那樣)，丟棄定時器可以被減 小，如步驟517中那樣。如果信道條件較差，丟棄定時器可以被增大，按
照步驟519。
圖6是根據本發明實施例的用於在圖1系統中發信號以協商迴轉參數 的過程的流程圖。對於存在額外可用信令的情形，可以進行關於丟棄定時 器和抖動緩沖器大小的聯合判定。首先，確定信道條件和/或系統負載，按 照步驟601。在步驟603中，終端101和基站^器103在信令信道上建 立通信。接下來，終端101和基站收發器103通過信令信道(步驟605 ) 協商時間偏移參數，例如丟棄定時器的值和/或緩衝器尺寸。
圖7A和7B是根據本發明的多個實施例的用於對上行鏈路中話音幀傳 輸期間的時延最小化的過程的流程圖。所述過程包括使用額外的準則用於 命令緩衝器107的更快播放。所述方面的描述考慮到在終端101中，從 前向鏈M收話音幀的語音解碼器111和在反向鏈路(或上行鏈路)上發 送話音幀的語音編碼器121需要同時(或者一致地)工作。所述前向鏈路 是指從BTS 103到終端101的傳送，而所述上行鏈路是指從終端101到BTS 103的傳送。
當用戶接聽另一方語音的時候，終端101為語音解碼器101保持特定 的平均緩衝器大小。如果在這期間所述用戶開始講話(即，終端101開始 在上行鏈路上發送話音幀)，以希望回答或中斷另一方，則可以進行兩種 可能的動作，如圖7A和7B所示。
如圖7A所示，在語音解碼器111播放期間由開始講話的用戶發^^話 音幀的傳送(步驟701)，可以從語音編碼器121向語音解碼器111的判 決模塊109發送信號以增加緩衝器107的播放速率。假設緩沖器大小過大， 那麼所述命令減少了所感知的時延。
或者(如圖7B所示)，當所述用戶中斷或回答另一方時，如步驟711， 語音編碼器121為上行鏈路產生的話音幀-陂終端101或BTS 103標記為高 優先級(步驟713)。所述標記可以改變另一方用戶回答或中斷來自對方 的語音的意圖。
本專業的普通技術人員應理解，通過軟體、硬體(例如，通用處理器、 數位訊號處理器(DSP)晶片、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣
列(FPGA)，等等)、固件，或上述的組合提供語音的時間偏移的過程。 以下才艮據圖8詳細描述用於完成所描述功能的示例性石更件。
圖8示出可以實現本發明的各個實施例的示例性硬體。計算系統800 包括總線801或其它通信機制，其用於對信息進行通信；以及處理器803， 其耦合到總線801以處理信息。計算系統800還包括主存儲器805,例如 隨M取存儲器(RAM)或其它動態存儲設備，其耦合到總線801,用於 存儲信息和將由處理器803執行的指令。主存儲器805還可以用於在處理 器1203執行指令期間存儲臨時變量或其它中間信息。計算系統800可以進 一步包括只讀存儲器(ROM )807或其它靜態存儲設備，其耦合到總線801， 用於存儲靜態信息和用於處理器803的指令。諸如磁碟或光碟的存儲設備 809被耦合到總線801 ，用於長久存儲信息和指令。
計算系統800可以經由總線801耦合到顯示器811，例如液晶顯示器 或有源矩陣顯示器，用於向用戶顯示信息。輸入設備813 (例如包括字母 數字或其它鍵的鍵盤)可以被耦合到總線801,用於將信息和命令選擇傳 遞到處理器803。輸入設備813可以包括光標控制，例如滑鼠、軌跡球、 或光標方向鍵，用於將方向信息和命令選擇傳遞到處理器803，並控制在 顯示器811上的光標移動。
才艮據本發明各個實施例，在此描述的處理可以通過計算系統800響應 於執行主存儲器805中所包含的指令配置的處理器803而提供。所述指令 可以從另一計算機可讀介質(例如存#^殳備809)被讀入到主存儲器805。 對主存儲器805中所包含的指令配置的執行導致了處理器803執行在此描 述的處理步驟。還可以採用在多個處理配置中的一個或多個處理器來執行 主存儲器805中所包含的指令。在替換實施例中，可以使用硬有線電路來 替代軟體指令或與軟體指令結合，以實現本發明的實施例。在另一實施例 中，可以使用可重新配置的石更件(例如現場可編程門陣列(FPGA)), 其中，通常通過對存儲器查找表進行編程，其邏輯門的功能和連接拓樸在 運行時間是可定製的。因此，本發明的實施例不限於硬體電路和軟體的特 定結合。 計算系統800還包括至少一個通信接口 815，耦合到總線801。通信接 口 815提自合到網絡鏈路(未示出)的雙向數據通信。通信接口 815發 送和接收電信號、電磁信號和光信號，這些信號承載表示各類信息的數字 數據流。進一步地，通信接口 815可以包括外圍接口設備，例如通用串行 總線(USB)接口、 PCMCIA (個人計算機存儲器卡國際協會)接口等。
處理器803可以在所發送代碼被接收的同時執行該代碼，和/或將該代 碼存儲在存儲設備809或其它非易失性存儲設備中以稍後執行。按照該方 式，計算系統800可以獲得載波形式的應用代碼。
在此使用的術語"計算機可讀介質"指的是參與將指令提供給處理器 803以執行的任意介質。這樣的介質可以採用很多形式，包括非易失性介 質、易失性介質和傳輸介質，但不限於此。非易失性介質包括例如光碟或 磁碟，例如存儲設備809。易失性介質包括動態存儲器，例如主存儲器805。 傳輸介質包括同軸電纜、銅線或光纖，包括包含總線801的導線。傳輸介 質還可以採取聲波、光波或電磁波的形式，例如在射頻(RF )和紅外(IF) 數據通信期間生成的那些波。計算機可讀介質的通用形式包括例如軟盤、 軟磁碟、硬碟、磁帶、任意其它磁介質、CD-ROM、 CDRW、 DVD、任意 其它光學介質、打孔卡、紙帶、光標記板、具有孔或其它光學可識別標記 的圖案的任意其它物理介質、RAM、PROM、EPROM和FLASH-EPROM, 任意其它存儲器晶片或盒式磁帶、載波或計算機可讀的任意其它介質。
在將指令提供給處理器用於執行中，可以包括各種形式的計算機可讀
介質。例如，用於執行本發明的至少一部分的指令可以初始被承載在遠程 計算機的磁碟上。在此情況下，遠程計算機將指令加栽到主存儲器，並使 用數據機在電話線路上發送所述指令。本地系統的數據機在電話 線路上接收數據，並且利用紅外發射機來將該數據轉換成紅外信號並將該 紅外信號發送到可攜式計算設備，例如個人數字助理(PDA)或膝上電腦。 可攜式計算設備上的紅外檢測器接收由紅外信號承載的信息和指令，並將 數據放到總線上。總線將所述數據傳送到主存儲器，處理器從主存儲器取 得並執行指令。主存儲器所接收的指令可選地可以在處理器執行之前或之
後被存儲在存儲設備中。
圖9A和圖9B圖示了能夠支持本發明各個實施例的不同的蜂窩移動電 話系統。圖9A和圖9B示出示例性蜂窩行動電話系統，其均具有移動站(例 如手機)和基站，所述移動站和基站都具有所安裝的收發器(作為基站和 移動站中的數位訊號處理器(DSP)、硬體、軟體、集成電路、和/或半導 體i殳備的一部分)。例如，該無線電網絡支持由國際電信聯盟(ITU)為 國際移動通信2000 (IMT-2000)定義的第二代和第三代(2G和3G)服 務。為了解釋的目的，關於CDMA 2000架構來解釋無線電網絡的載波和 信道選擇能力。作為IS-95的第三代版本，CDMA 2000在第三代合作夥伴 項目2 (3GPP2)中被標準化。
無線電網絡卯0包括移動站901 (例如手機、終端、站臺、單元、設 備或對用戶的任意類型接口 (例如"佩戴式"電路等))，其與基站子系 統(BSS) 903通信。根據本發明一個實施例，無線電網絡支持國際電信聯 盟(ITU)為國際移動通信2000 (IMT-2000)定義的第三代(3G)服務。
在該示例中，BSS 903包括基站M器(BTS )905和基站控制器(BSC ) 卯7。雖然示出單個BTS，但應理解，多個BTS通常通過例如點對點鏈路 連接到BSC。每一 BSS卯3通過傳輸控制實體或分組控制功能單元(PCF) 911被連結到分組數據服務節點(PDSN)卯9。由於PDSN 909充當對外 部網絡(例如網際網路913或其它私有用戶網絡915 )的網關，因此PDSN 909 可以包括訪問、授權和計費系統(AAA) 917，以安全地確定用戶的身份 和特權並跟蹤每一用戶的活動。網絡915包括網絡管理系統(NMS) 931， 其被連結到一個或多個資料庫933，所述資料庫933通過由歸屬AAA 937 確保安全的歸屬4戈理(HA) 935而^皮訪問。
雖然示出了單個BSS 903，但應理解，通常多個BSS 903被連接到移 動交換中心(MSC) 919。 MSC 919提供對電路交換網絡(例如公共交換 電話網(PSTN) 921)的連接。相似地，還應理解，MSC919可以連接到 相同網絡900上的其它MSC919，和/或連接到其它無線電網絡。MSC919 通常搭配有訪問者位置寄存器(VLR )923資料庫，其保存對於該MSC 919
的有效訂戶的臨時信息。VLR 923資料庫中的數據很大程度上是歸屬位置 寄存器(HLR) 925資料庫的拷貝，HLR925資料庫存儲詳細的訂戶服務 訂購信息。在一些實現方式中，HLR 925和VLR 923是相同的物理資料庫； 然而，HLR 925可以位於通過例如7號信令系統(SS7 )網絡訪問的遠程 位置。包含訂戶特定的認證數據(例如秘密認證密鑰)的i人證中心(AuC) 927與HLR 925關聯，以認證用戶。此外，MSC 919被連接到短消息服務 中心(SMSC) 929， SMSC 929存儲短消息並轉發來自無線網絡900的短 消息或將短消息轉發到無線網絡900。
在蜂窩電話系統的典型操作期間，BTS 905接收並解調來自進行電話 呼叫或其它通信的多組移動單元901的多組反向鏈路信號。由給定的BTS 905接收的每一反向鏈路信號在該站中被處理。所得到的數據被轉發到 BSC卯7。 BSC 907提供的呼叫資源分配和移動性管理功能，包括BTS卯5 之間的軟切換配合。BSC 907還將接收到的數據路由到MSC 919，MSC 919 依次將提供用於與PSTN 921的接口的附加路由和/或交換。MSC 919還負 責呼叫建立、呼叫終止、MSC間切換和輔助服務的管理、以及收集、收費 和計費信息。相似地，無線電網絡900發送前向鏈路消息。PSTN 921與 MSC 919進行接口 。 MSC 919附加地與BSC卯7進行接口 ， BSC卯7依次 與BTS 905通信，BTS卯5調製多組前向鏈路信號，並將其發送到多組移 動單元卯l。
如圖9B所示，通用分組無線服務(GPRS )架構950的兩個關鍵元件 All務GPRS支持節點(SGSN )932和網關GPRS支持節點(GGSN )934。 此外，GPRS架構包括分組控制單元PCU( 936 )和收費網關功能單元(CGF ) 938， CGF 938連結到計費系統939。 GPRS移動站(MS ) 941採用訂戶身 份模塊(SIM) 943。
PCU936是邏輯網絡元件，負責與GPRS有關的功能，例如空中接口 訪問控制、空中接口上的分組調度以及分組組裝和重組。通常，PCU 936 被物理集成到BSC 945;然而其可以與BTS 947或SGSN 932結合。SGSN 932執行與MSC949等同的功能，包括移動性管理、安全性和訪問控制功
能，但是在分組交換域中的。此外，SGSN 932使用BSS GPRS協議(BSSGP) 通過例如基於幀中繼的接口與PCU936連接。雖然示出一個SGSN，但應 理解，可以採用多個SGSN 931，並且可以將服務區域劃分為對應的路由 區域(RA) 。 SGSN/SGSN接口允許當在正在進行的個AJL^計劃(PDP) 上下文期間發生RA更新時將分組從舊的SGSN隧穿到新的SGSN。雖然 給定的SGSN可以服務於多個BSC 945，但任意給定的BSC 945通常與一 個SGSN 932進行接口。此外，可選地，SGSN 932使用GPRS增強的移 動應用部分(MAP)通過基於SS7的接口與HLR 951連接，或使用信令 連接控制部分(SCCP )通過基於SS7的接口與MSC 949連接。SGSN/HLR 接口允許SGSN 932在SGSN服務區域內將位置更新提供給HLR 951 ，並 檢索與GPRS有關的訂購信息。SGSN/MSC接口使得能夠在電路交換服務 和分組交換服務(例如尋呼用於語音呼叫的訂戶)之間進行協調。最後， SGSN 932與SMSC 953進行接口 ，以能夠啟用網絡950上的短消息傳送 功能。
GGSN 934是對外部分組數據網絡(例如網際網路913或其它私人用戶 網絡955)的網關。網絡955包括網絡管理系統(NMS) 957,其連結到通 過PDSN 961訪問的一個或多個資料庫959。 GGSN 934分配網際網路協議 (IP)地址，並還可以認證充當遠程用戶^UV認證服務主機的用戶。位於 GGSN 934的防火牆還執行防火牆功能以限制未授權的流量。雖然僅示出 一個GGSN 934 ，但應理解，給定的SGSN 932可以與 一個或多個GGSN 933 進行接口 ，以允許在兩個實體之間以及在進出網絡950之間隧穿用戶數據。 當外部數據網絡在GPRS網絡950上初始化^"時，GGSN 934向HLR 951 詢問當前服務於MS 941的SGSN 932。
BTS 947和BSC 945管理無線電接口 ，包括控制哪一移動站(MS )941 何時具有對無線電信道的訪問。這些元件實際上在MS 941和SGSN 932 之間中繼消息。SGSN 932管理與MS 941的通信，發送和接收數據並保持 對其位置的多艮蹤。SGSN 932還註冊MS 941， ^人證MS941，並對發送給 MS 941的數據加密。
圖10是根據本發明實施例的能夠在圖9A和圖9B的系統中運行的移 動站(例如手機)的示例性組件的示圖。通常，經常按照前端和後端特性 來定義無線電接收機。接收機的前端包括所有射頻(RF)電路，而後端包 括所有基帶處理電路。電話的有關內部組件包括主控制單元(MCU) 1003、 數位訊號處理器(DSP) 1005以及包含麥克風增益控制單元和揚聲器增益 控制單元的接收機/發射機單元。主顯示單元1007以各種應用和移動站功 能為支持，將顯示提供給用戶。音頻功能電路1009包括麥克風1011和對 從麥克風1011輸出的話音信號進行放大的麥克風放大器。被放大的從麥克 風1011輸出的話音信號被饋送到編碼器/解碼器(編解碼器)1013。
無線電部分1015放大功率並轉換頻率，以經由天線1017與基站通信， 基站被包括在移動通信系統中(例如圖14A或圖14B的系統)。功率放大 器(PA) 1019和發射機/調製電路以來自耦合到雙工器1021或循環器或天 線開關的PA 1019的輸出，而操作性地響應於MCU 1003，這為本領域/> 知。PA 1019也耦合到電池接口和電源控制單元1020。
在使用中，移動站1001的用戶對麥克風1011 i兌話，並且他或她的語 音連同檢測到的背景噪聲一起被轉換為模擬電壓。於是，模擬電壓通過模 數轉換器(ADC) 1023被轉換為數位訊號。控制單元1003將數據信號路 由到DSP 1005，以在其中進行處理，例如話音編碼、信道編碼、加密和交 織。在示例性實施例中，通過使用碼分多址(CDMA)的蜂窩傳輸協議由 未示出的單元對處理過的語音信號編碼，該協議在電信產業協會的 TIA/EIA/IS-2000中4皮詳細描述；通過引用完全合併到此。
於是，被編碼的信號被路由到均衡器1025，用於補償在通過空中傳輸 期間出現的頻率相關性損傷(例如相位和幅度失真)。在對比特流進行均 衡之後，調製器1027將該信號與在RF接口 1029中生成的RF信號合併。 調製器1027通過頻率和相位調製生成正弦波。為了準備用於傳輸的信號， 上變頻器1031將從調製器1027輸出的正弦波與由合成器1033生成的另一 正弦波進行合併，以實現期望的傳輸頻率。於是，通過PA1019發送所述 信號，以將所述信號提升到合適的功率電平。在實際系統中，PA1019充
當可變增益放大器，其增益由DSP 1005從接收自網絡基站的信息控制。 於是，在雙工器1021內對該信號濾波，並且可選地將該信號發送到天線耦 合器1035，以進行阻抗匹配，從而提供最大功率傳輸。最後，經由天線1017 將信號發送到本地基站。可以提供自動增益控制(AGC)以控制接收機的 末級增益。可以從接收機將信號轉發到遠程電話，所述遠程電話可以是另 一蜂窩電話、其它行動電話，或連接到公共交換電話網(PSTN)或其它電 話網絡的地面線路。
經由天線1017接收發送到移動站1001的語音信號，並由低噪聲放大 器(LNA) 1037立即對其放大。下變頻器1039降低載波頻率，而解調器 1041移除RF，僅留下數字比特流。於是，信號通過均衡器1025，並由DSP 1005進行處理。數模轉換器(DAC) 1043對該信號進行轉換，所得到的 輸出通過揚聲器1045被發送給用戶，所有操作都在主控制單元(MCU) 1003的控制下，主控制單元(MCU) 1003可以-故實現為中央處理單元 (CPU)(未示出)。
MCU 1003接收各種信號，包括來自鍵盤1047的輸入信號。MCU 1003 將顯示命令和切換命令分別傳遞到顯示器1007和話音輸出切換控制器。進 一步地，MCU 1003與DSP 1005交換信息，並可以訪問可選地包括的SIM 卡1049和存儲器1051。此外，MCU 1003執行移動站所需的各種控制功 能。根據實現方式，DSP1005可以對語音信號執行任意的各種傳統數字處 理功能。此外，DSP 1005從麥克風1011所檢測的信號確定本地環境的背 景噪聲電平，並將麥克風1011的增益設置為所選擇的電平以補償移動站 1001的用戶的自然傾向。
編解碼器1013包括ADC 1023和DAC 1043。存儲器1051存儲包括來 電音調數據的各種數據，並能夠存儲包括例如經由全球網際網路接收的音樂 數據的其它數據。軟體模塊可以駐留在RAM存儲器、閃速存儲器、寄存 器、或任意其它形式的本領域公知的可寫存儲介質中。存儲器設備1051 可以是單式存儲器、CD、 DVD、 ROM、 RAM、 EEPROM、光學存儲器、 或能夠存儲數字數據的任意其它非易失性存儲介質，但不限於此。
可選地包括的SIM卡1049承載例如重要信息，例如蜂窩電話號碼、 運營商提供服務、訂購細節以及安全性信息。SIM卡1049主要用於標識 無線網絡上的移動站1001。卡1049還包含存儲器，用於存儲個人電話號 碼註冊、文本消息和用戶特定移動站"&置。
圖11是示例性企業網絡，其可以是利用基於分組的和/或基於蜂窩的 技術(例如異步傳輸模式(ATM)、乙太網、基於IP等)的任意類型的 數據通信網絡。企業網絡1101將連接性提供給有線節點1103和無線節點 1105-1109 (固定或移動的)，其均^J己置為執行上述處理。企業網絡1101 可以與各種其它網絡(例如WLAN網絡llll(例如IEEE 802.11) 、 CDMA 2000蜂窩網絡1113、電話網絡1115 (例如PSTN)、或公共數據網絡(例 如網際網路))通信。
雖然已經結合多個實施例和實現方式描述了本發明，但本發明不限於 此，而是覆蓋落入所附權利要求的範圍內的各種明顯的修改和等同的配置。 雖然在權利要求中以特定組合表達了本發明的特徵，但應理解，可以^f壬 意組合和順序來安排這些特徵。
權利要求
1.一種方法，包含確定在通信系統中引入時延的條件是否存在；以及響應於所確定的條件，對話音幀進行動態時間偏移以用於向用戶播放。
2. 根據權利要求l的方法，其中所述條件包括信道條件、所述通信 系統的負栽，或所述信道條件與所述負載的結合。
3. 根據權利要求l的方法，其中所述通信系統包括蜂窩網絡，所述 方法進一步包含初始化在所述蜂窩網絡中的切換進程，其中所述時間偏移的步驟是在 所述切換進程中執行的；以及在所述切換進程完成之後恢復話音幀播放速率。
4. 根據權利要求l的方法，進一步包含 在播放緩衝器內存儲包括所述話音幀的多個話音幀；以及 調整所述播放緩沖器的大小。
5. 根據權利要求4的方法，進一步包含分析所述播i文緩沖器中的所述話音幀以確定緩衝器信息，其中所述緩 沖器信息包括所述糹番放緩沖器的大小、所述話音幀的類型，或話音靜默的 開始。
6. 根據權利要求4的方法，進一步包含 監控所述播放緩衝器的平均大小；以及確定所述播放緩衝器的平均大小是否小於門限，以調整所述播放緩衝 器的大小。
7. 根據權利要求4的方法，其中所述條件代表信道條件，所述方法 進一步包含在所述信道上向所述話音幀的發射機發送確認消息，所述確認消息與 所接收的話音幀對應，其中所述條件是基於所述發射機所接收的確認消息 而,皮確定的。
8. 根據權利要求4的方法，進一步包含 從所述話音幀的發射機接收信號以調整所述播放緩衝器的大小。
9. 根據權利要求l的方法，進一步包含確定與所述動態時間偏移步驟相關聯的時間偏移參數；以及 將所述時間偏移參數發送給所述話音幀的發射機。
10. 根據權利要求l的方法，其中所述時間偏移參數包括丟棄定時器 值，其規定存儲在發射機的話音幀應當何時被丟棄。
11. 根據權利要求l的方法，進一步包含與所述話音幀的發射機進行通信，以協商與所述動態時間偏移步^目 關聯的時間偏移參數。
12. 根據權利要求l的方法，進一步包含 初始化在上行鏈路上的話音幀傳送；以及 響應於所述初始化傳送的步驟，增加播放速率。
13. 根據權利要求l的方法，進一步包含 初始化在上行鏈路上的話音幀傳送；以及 將所述話音幀標記為優先幀。
14. 一種裝置，包含判決模塊，其被配置為確定在通信系統中是否存在引入時延的條件；以及語音解碼器，其,皮配置為響應於所確定的條件對話音幀進行動態時間 偏移，以用於向用戶4番放。
15. 根據權利要求14的裝置，其中所述條件包括信道條件、所述通 信系統的負載，或所述信道條件與所述負載的結合。
16. 根據權利要求14的裝置，其中所述通信系統包括蜂窩網絡，以 及所述時間偏移步驟是在切換進程期間完成的，在所述切換進程完成後恢 復話音幀播放速率。
17. 根據權利要求14的裝置，進一步包含播放緩衝器，其被配置為存儲包括所述話音幀的多個話音幀，其中所述播放緩衝器的大小被調整。
18. 根據權利要求17的裝置，進一步包含隊列分析器，其被配置為分析在所述播放緩沖器內的所述話音幀以確 定緩衝器信息，其中所述緩衝器信息包括所述播放緩衝器的大小、所述話 音幀的類型、或話音靜默的開始。
19. 根據權利要求17的裝置，其中所述播放緩衝器的平均大小被監 控，而且如果所述播放緩衝器的平均大小低於門限則所述播放緩衝器的大 小被調整。
20. 根據權利要求17的裝置，其中所述M代表信道條件，所述方 法進一步包含用於在所述信道上向所述話音幀的發射機發送確i/v消息的裝置，所述 確認消息與所接收的話音幀對應，其中所述條件是基於所述發射機所接收 的確認消息而被確定的。
21. 根據權利要求17的裝置，進一步包含用於從所述話音幀的發射機接收信號以調整所述播放緩衝器的大小的 裝置。
22. 根據權利要求14的裝置，進一步包含判決模塊，其被配置為確定用於對所述話音幀進行動態時間偏移的時 間頻移參數，其中所述時間偏移參數用於所述話音幀的發射機。
23. 根據權利要求14的裝置，其中所述時間頻移參數包括丟棄定時 器值，其規定存儲在所述發射機的話音幀應當何時被丟棄。
24. 根據權利要求14的裝置，進一步包含收發機，其^皮配置為與所述話音幀的發射機進行通信，以協商與所述 動態時間偏移步驟相關聯的時間頻移參數。
25. 才艮據權利要求14的裝置，進一步包含語音編碼器，其被配置為響應於對上行鏈路上的話音幀傳送的初始化， 向所述判決模塊發送信號以增加播放速率。
26. 根據權利要求14的裝置，其中所述判決模塊被配置為響應於對上行鏈路上的話音幀傳送的初始化，將所述話音幀標記為優先幀。
27. —種系統，包含權利要求14的裝置，所述系統包含 鍵盤，配置用於從用戶接收輸入；以及顯示器，配置用於顯示所述輸入。
28. —種方法，包含在通信系統上從終端接收時間偏移參數以用於語音的時間偏移，其中 所述時間偏移參數是由所述終端基於所述通信的信道條件或所述通信系統 的負載而確定的，所述終端響應於所述信道條件或所述負載而動態地調整 所述語音的播放；以及根據所述時間偏移參數，修改表示語音的話音幀的調度。
29. 根據權利要求28的方法，其中所述通信系統包括蜂窩網絡，而 且所述時間偏移參數是在所述蜂窩網絡中的切換進程期間被產生的。
30. 根據權利要求28的方法，其中所述時間偏移參數包括丟棄定時 器值，其規定話音幀應當何時被丟棄。
31. 根據權利要求28的方法，進一步包含 與所述終端通信以協商所述時間偏移參數。
32. 根據權利要求28的方法，進一步包含在上行鏈路上從所述終端接收話音幀，其中所述話音幀:故所述終端標 記為優先幀。
33. 根據權利要求28的方法，其中所述話音幀包括代表音頻信息的 分組化數據。
34. —種裝置，包含收發機，其被配置為在通信系統中從終端接收時間偏移參數以用於語 音的時間偏移，其中所述時間偏移參數是基於所述通信的信道條件或所述 通信系統的負載^皮所述終端確定的，所述終端響應於所述信道條件或所述 負載動態地調整所述語音的播放；以及調度器，其4皮配置為調度表示語音的話音幀以用於向所述終端傳送， 其中話音幀的調度根據所述時間偏移參數被修改。
35. 根據權利要求34的裝置，其中所述通信系統包括蜂窩網絡，而 且所述時間偏移參數是在所述蜂窩網絡中的切換進程期間被產生的。
36. 根據權利要求34的裝置，進一步包含丟棄定時器，其被配置為指示話音幀應當何時被丟棄，其中所述時間 偏移參數包括丟棄定時器值。
37. 根據權利要求34的裝置，其中所述時間偏移參數是與所述終端 協商的。
38. 根據權利要求34的裝置，其中所述M機被進一步配置為在上 行鏈路上從所述終端接收話音幀，而且所述話音幀被所述終端標記為優先 幀。
39. 根據權利要求34的裝置，其中所述話音幀包括代表音頻信息的 分組化數據。
40. —種系統，包含權利要求34的裝置。
全文摘要
提供一種用於語音的時間偏移的方案。確定在通信系統中引入時延的條件存在。響應於所確定的條件，執行對話音幀的動態時間偏移以用於向用戶播放。
文檔編號H04J3/06GK101194449SQ200680020270
公開日2008年6月4日 申請日期2006年4月11日 優先權日2005年4月11日
發明者A·博阿留, S·C·格雷爾 申請人:諾基亞公司