CN1574694B - 从等时远程通信流中删除编码帧以产生非等时远程通信流 - Google Patents

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Abstract

一个等时远程通信流中包括由可变速率等时编码器-解码器(编解码器)按多种可用码率中的多种码率编码的多个帧。一个控制元件根据一个或多个编码帧的一种或多种码率从等时远程通信流的多个帧中删除一个或多个编码帧以创建一个非等时远程通信流。

Description

从等时远程通信流中删除编码帧以产生非等时远程通信流
技术领域
本发明主要涉及通信，特别涉及无线通信。
背景技术
第一等时编码器-解码器(编解码器)产生一个周期序列形式的帧流。一个实例中的第一等时编码器-解码器将该流发送给第二等时编码器-解码器。第二等时编码器-解码器认为该帧流是周期序列形式的。例如，等时码分多址(CDMA)编解码器产生由每20毫秒一个语音帧构成的流。等时码分多址编解码器产生各种大小/速率的帧，用于在码分多址的空中接口上传输。在一个实例中，帧的大小/速率包括全速率、半速率、四分之一速率以及八分之一速率。例如，八分之一速率的帧是等时码分多址编解码器所产生的最小帧。等时码分多址编解码器使用八分之一速率的帧来传输低音量的音频信号，例如语音对话中的背景噪声。典型的等时码分多址编解码器包括增强型可变速率编解码器(EVRC)、13千比特型(13k)以及可选模式的语音编码器(SMV)。
实时协议、用户数据报协议以及互联网协议栈(RTP/UDP/IP)是用于媒体包的传输协议栈。通过RTP/UDP/IP传输的每一个帧都包括一个数据部分和一个包头部分。RTP/UDP/IP的包头部分是大量的信息。因此，即使一个帧只有很小的数据部分，它也有大量的信息要传输。例如，一个八分之一速率的帧只在RTP/UDP/IP上传输背景噪声，但却需要一个含有大量信息的帧头部分。
在等时编解码器之间连续传输包含大量信息的帧降低了空中接口以及骨干网的效率，这被视为一种缺点。在语音呼叫期间，有时该语音呼叫所涉及的至少一个等时编解码器会产生对应于无声情况的帧。这种无声情况可以用数据部分中相对较少的信息量来代表。但是，添加到数据部分上的RTP/UDP/IP包头部分使得帧的总长度变大，从而给空中接口及骨干网增添了负担。
因此，需要提高等时编解码器数据传输的传输效率。
发明内容
本发明的一个实施例中包括一种装置。一个等时远程通信流中包括多个帧，这些帧是由可变速率等时编码器-解码器(编解码器)以多种可用码率中的多个码率编码而成的。一个控制元件根据一个或多个编码帧的一种或多种码率从等时远程通信流的多个帧中的删除一个或多个编码帧，以产生一个非等时的远程通信流。
本发明的另一个实施例包括一种方法。一个等时远程通信流中包括多个帧，这些帧是由可变速率等时编码器-解码器(编解码器)以多种可用码率中的多个码率编码而成。根据一个或多个编码帧的一种或多种码率从等时远程通信流的多个帧中删除一个或多个编码帧以产生一个非等时的远程通信流。
本发明的另一个实施例包括一种物品。该物品中包括一个或多个可由计算机读取的承载信号的介质。一个等时远程通信流中包括多个帧，这些帧是由可变速率等时编码器-解码器(编解码器)以多种可用码率中的多个码率编码而成的。所述的物品在一个或多个介质中包含了能够根据一个或多个编码帧的一种或多种码率从等时远程通信流的多个帧中删除一个或多个编码帧以产生一个非等时的远程通信流的方法。
附图说明
通过说明、权利要求以及附图，本发明典型实施方式的特性将变得显而易见，在附图中：
图1示出了一种装置的典型实施方式，该装置包括一个或多个分组通话元件以及一个或多个分组交换网络。
图2示出了图1所示装置的典型实施方式。
图3示出了图1所示装置的另一种典型实施方式。
图4示出了图1所示分组通话元件之间的典型数据流。
图5示出了经过图1所示装置的控制元件的典型数据流。
具体实施方式
参见图1，一个实例中的装置100包括多个部件，比如计算机软件和/或硬件部分。在装置100中可以组合或拆分多个这样的部件。装置100的一个典型部件使用和/或包括了一组和/或一系列计算机指令，这些计算机指令可以用多种编程语言中的任意一种编写或实现，那些精通本技术的人可以理解这一点。
一个实例中的装置100包括一个或多个分组通话元件102和104，以及一个或多个分组交换网络106。一个实例中的装置100包括一部分蜂窝通信信道。一个实例中的蜂窝通信信道由一种码分多址(CDMA)蜂窝通信信道构成。一个实例中的分组通话元件102和104使得分组通话元件102的用户(未示出)能够向分组通话元件104的用户(未示出)发送语音流。例如，分组通话元件102通过由分组交换网络106提供的一部分蜂窝通信信道向分组交换部件104的用户发送语音流。
一个实例中的分组通话元件102包括一个麦克风108、一个等时媒体编码器110、一个控制元件112以及一个分组组合器114。一个实例中的分组通话元件104包括一个分组分解器116、一个帧生成器118、一个等时媒体解码器120以及一个扬声器122。麦克风108能将分组通话元件104的用户的语音转换成第一数据流124。
等时媒体编码器110包括一个可变速率语音编码器-解码器(编解码器)，例如一个码分多址编解码器。典型的可变速率语音编解码器包括增强型的可变速率编解码器(EVRC)、13千比特型(13k)以及可选模式的语音编码器(SMV)。一个实例中的等时媒体编码器110以多种码率编码数据，例如八分之一码率、四分之一码率、二分之一码率或全速码率。等时媒体编码器110使用多种码率来将第一数据流124转换为由编码帧构成的第一等时远程通信流126，那些精通本技术的人可以理解这一点。
一个实例中的控制元件112包括一个第一帧处理器506(图5)和一个第二帧处理器508(图5)，如本文中所述。一个实例中的控制元件112包括一种可记录数据存储介质138，如本文中所述。一个实例中的控制元件112能够从编码帧的第一等时远程通信流126中删除一个或多个编码帧，从而产生编码帧的第一非等时远程通信流128。一个实例中的分组组合器114能够由编码帧的第一非等时远程通信流128产生一个网络分组的流130，并通过分组交换网络106发送给分组分解器116，如本文中所述。
一个实例中的分组分解器116能够通过分组交换网络106从分组组合器114接收网络分组的流130。另一个实例中的分组分解器116能够将网络分组的流130转换成编码帧的第二非等时远程通信流132。一个实例中的帧生成器118包括一种可记录数据存储介质138，如本文中所述。帧生成器118能够向编码帧的第二非等时远程通信流132中添加一个或多个编码帧，从而生成编码帧的第二等时远程通信流134，如本文中所述。
等时媒体解码器120包括一个可变速率语音编码器-解码器，例如一个码分多址编解码器。一个实例中的等时媒体解码器120可以解码多种码率的数据，例如八分之一码率、四分之一码率、二分之一码率或全速码率。等时媒体解码器120使用多种码率来将编码帧的第二等时远程通信流134转换成第二数据流136，那些精通本技术的人可以理解这一点。一个实例中的扬声器128能够将来自等时媒体解码器120的第二数据流136转换成一个音频信号。扬声器128向分组通话元件104的用户播放音频信号，如本文中所述。
一个实例中的分组交换网络106包括互联网协议(IP)网络、异步传输模式(ATM)网络或蜂窝通信网络。另一个实例中的分组交换网络106包括非等时网络。一个实例中的分组交换网络106使用实时协议/用户数据报协议/互联网协议(RTP/UDP/IP)栈来传输网络分组。在另一个实例中，分组交换网络106使用异步传输模式适应层2协议(AAL2)。分组交换网络106能够提供通信信道以便从分组组合器114向分组分解器116传送网络分组的流。
典型的分组通话元件102和104包括各种不同构造的一个或多个移动蜂窝通信设备202(图2)和204(图2)、一个或多个媒体网关206(图2)和208(图2)、一个或多个地面通信设备、一个或多个网络基础设施、以及其他通话部件，那些精通本技术的人能够理解这一点。典型的地面通信设备包括公共交换电话网络302(图3)、电缆调制解调器通话设备以及数字用户线通话设备。典型的网络基础设施包括媒体网关206(图2)和208(图2)、一个基站、一个无线电网络控制器、一个分组数据服务节点以及一个通用的无线分组服务网关支持节点。
在一个实例中，分组通话元件102或104包括移动蜂窝通信设备202(图2)。在另一个实例中，分组通话元件102或104包括移动蜂窝通信设备202(图2)和媒体网关206(图2)。在另一个实例中，分组通话元件102或104包括公共交换电话网302(图3)和媒体网关208(图2)。在另一个实例中，分组通话元件102或104包括一个数字用户线通话设备。
在一个实例中，分组通话元件102包括移动蜂窝通信设备202(图2)，而分组通话装置104包括移动蜂窝通信设备204(图2)。例如，移动蜂窝通信设备202(图2)的用户向移动蜂窝通信设备204(图2)的用户发送一个语音流。在另一个实例中，分组通话元件102包括移动蜂窝通信设备202(图2)和媒体网关206(图2)，分组通话元件104则包括媒体网关208(图2)和公共交换电话网302(图3)。例如，移动蜂窝通信设备202(图2)的用户向公共交换电话网302(图3)的用户发送语音流。在另一个实例中，分组通话元件102包括一个数字用户线通话设备，分组通话元件104则包括媒体网关208(图2)和移动蜂窝通信设备204(图2)。例如，数字用户线通话设备的用户向移动蜂窝通信设备204(图2)的用户发送语音流。
本文中为说明的目的而提供了对装置100典型工作过程的说明性描述。在一个实例中，分组通话元件102的用户在与分组通话元件104的用户通话期间对着麦克风108讲话。一个实例中的麦克风108将分组通话元件104的用户的语音转换为第一数据流124。
一个实例中的等时媒体编码器110将第一数据流124转换为编码帧的第一等时远程通信流126。例如，等时媒体编码器110在固定的时间区段上对第一数据流124进行采样并产生相应的编码帧。在一个实例中，编码帧的第一等时远程通信流126由每个固定时间区段上一个编码帧构成，例如每20毫秒产生一个编码帧。一个实例中的等时媒体编码器110利用等时媒体编码器110多种码率中的任意一种来产生相应的编码帧。例如，如果第一数据流124的某个固定时间区段中只含有相对较少的语音内容，那么等时媒体编码器110就会使用较低的帧速率来产生相应的编码帧。
在一个实例中，编码帧的第一等时远程通信流126代表了分组通话元件104的用户的语音流。在一个实例中，等时媒体编码器110以最低码率(例如八分之一码率)产生编码帧来表示一个固定时间区段上通话的停顿。在另一个实例中，等时媒体编码器110以最高码率(比如全码率)产生编码帧来代表固定时间区段上用户的谈话。在一个实例中，编码帧的第一等时远程通信流126中以最低码率编码的帧可以被以最低码率编码的其他帧替换，而不会明显改变编码帧的第一等时远程通信流126所代表的语音流，如本文中所述。根据编码帧的码率来命名编码帧，例如一个八分之一速率帧或一个全速率帧，那些精通本技术的人能够理解这一点。
一个实例中的控制元件112从编码帧的第一等时远程通信流126中删除一个或多个编码帧，以产生编码帧的第一非等时远程通信流128。在一个实例中，控制元件112从编码帧的第一等时远程通信流126中删除一个或多个具有最低码率的编码帧(例如八分之一速率的帧)。在另一个实例中，控制元件112从编码帧的第一等时远程通信流126中删除一个或多个具有多种码率中的任意一种的编码帧(例如八分之一速率的帧和四分之一速率的帧)。在另一个实例中，控制元件112仅从编码帧的第一等时远程通信流126中删除具有最低码率的一个或多个编码帧的一部分。一个实例中的控制元件112从编码帧的第一等时远程通信流126删除一个或多个编码帧，以提高编码帧的第一等时远程通信流126的传输效率。
在一个实例中，编码帧的第一等时远程通信流126包括一组或多组连续最低速率帧。在一个实例中，一组或多组连续最低速率帧中的一个或多个最低速率帧包括一个或多个低信息量内容参考帧。例如，低信息量内容参考帧代表低音量噪声。在一个实例中，低信息量内容参考帧由一个编码帧构成，该编码帧跟随在一个非最低速率帧的编码帧之后。例如，低信息量内容参考帧指明了被删除的一组最低速率帧的起始处。在另一个实例中，低信息量内容参考帧由一个跟随一个或多个最低速率帧的编码帧构成。例如，低信息量内容参考帧指明了一组被删除的最低速率帧的延续。
一个实例中的分组组合器114将编码帧的第一非等时远程通信流128转换为网络分组流130。例如，分组组合器114利用实时协议/用户数据报协议/互联网协议栈来创建网络分组流130。在一个实例中，分组组合器114通过分组交换网络106向分组分解器116发送网络分组流130。
一个实例中的分组分解器116将网络分组流130转换为编码帧的第二非等时远程通信流132。在另一个实例中，分组分解器116缓冲并对网络分组流130的网络分组进行再同步，以补偿与分组交换网络106有关的到达时间抖动。在一个实例中，编码帧的第一非等时远程通信流128与编码帧的第二非等时远程通信流132包括基本相同的编码帧非等时远程通信流，那些精通本技术的人可以理解这一点。
一个实例中的帧生成器118向编码帧的第二非等时远程通信流132中添加一个或多个生成帧，以产生编码帧的第二等时远程通信流134。一个实例中的生成帧是基于一个或多个先前接收到的编码帧的。在一个实例中，生成帧包括先前接收到的编码帧的复制品。在另一个实例中，生成帧包括一个默认的编码帧。在一个实例中，编码帧的第二等时远程通信流134由每个固定时间区段上一个编码帧构成。例如，编码帧的第一等时远程通信流126与编码帧的第二等时远程通信流134都包括相同的固定时间区段。如果编码帧第二非等时远程通信流132在某个固定时间区段上的编码帧不存在，那么帧生成器118就会为该固定时间区段添加一个生成帧，以创建编码帧的第二等时远程通信流134。
在一个实例中，如果编码帧第二非等时远程通信流132的先前编码帧包括一个低信息量内容参考帧，那么帧生成器118就会添加一个生成帧。在一个实例中，生成帧包括一个最低速率帧，例如一个八分之一速率帧。在另一个实例中，生成帧包括编码帧第二非等时远程通信流132的先前编码帧，例如较低信息量内容参考帧。一个实例中的帧生成器118用一个或多个低信息量内容参考帧来替代被控制元件112删除的一个或多个编码帧。
一个实例中的等时媒体解码器120将编码帧的第二等时远程通信流134转换为第二数据流136。一个实例中的第一数据流124和第二数据流136都由非常相似的数据流构成。例如，第一等时远程通信流126的第一解码音频流与第二等时通信流134的第二解码音频流非常相似。一个实例中的扬声器122为分组通话元件104的用户将第二数据流136转换为音频信号，那些精通本技术的人能够理解这一点。
参见图2，一个实例中的分组通话元件102包括移动蜂窝通信设备202和媒体网关206。一个实例中的分组通话元件104包括移动蜂窝通信设备204和媒体网关208。一个实例中的移动蜂窝通信设备202和204由一部蜂窝电话及/或个人数字助理(PDA)构成。在另一个实例中，一台或多台移动蜂窝通信设备202和204与码分多址(CDMA)蜂窝网络兼容。一个实例中的移动蜂窝通信设备202包括麦克风108和等时媒体编码器110。一个实例中的移动蜂窝通信设备204包括等时媒体解码器120和扬声器122。
一个实例中的媒体网关206和208由一种互联网协议多媒体子系统(IMS)的媒体网关构成。一个实例中的媒体网关206包括控制元件112和分组组合器114。一个实例中的媒体网关208包括分组分解器116和帧生成器118。
参见图3，一个实例中的分组通话元件102包括移动蜂窝通信设备202和媒体网关206。一个实例中的分组通话元件104包括媒体网关208和公共交换电话网(PSTN)302的一部分。一个实例中的移动蜂窝通信设备204允许移动蜂窝通信设备204的用户向公共交换电话网302的用户发送语音流。一个实例中的媒体网关208包括分组分解器116、帧生成器118以及等时媒体解码器120。一个实例中的公共交换电话网302包括扬声器122。扬声器122向公共交换电话网302的用户播放音频信号。
参见图4，在通话期间经过控制元件112以及帧生成器118的数据流402包括编码帧第一等时远程通信流126、编码帧非等时远程通信流128和132以及编码帧第二等时远程通信流134。在一个实例中，编码帧第一等时远程通信流126包括一个或多个全速率帧404、一个或多个半速率帧406以及一个或多个八分之一速率帧408。一个实例中的八分之一速率帧408包括一个或多个低信息量内容参考帧410。编码帧的第一非等时远程通信流128中包含全速率帧404、半速率帧406以及低信息量内容参考帧410。在一个实例中，控制元件112删除紧随着一个或多个低信息量内容参考帧410之后的一个或多个连续的八分之一速率帧408以创建编码帧的第一非等时远程通信流128，从而降低了需要传输的数据量并促进了传输效率的提高。在一个实例中，第一非等时远程通信数据流128和第二非等时远程通信数据流132包括非常相似的非等时远程通信数据流。
帧生成器118向第二非等时远程通信流132中添加一个或多个生成帧412，以创建编码帧的第二等时远程通信流134。在一个实例中，编码帧的第一等时远程通信流126与编码帧的第二等时远程通信流134非常相似。在一个实例中，生成帧412包括八分之一速率帧。在另一个实例中，生成帧412包括低信息量内容参考帧410的一个或多个副本。
参见图5，在通话期间经过控制元件112的数据流502包括编码帧第一等时远程通信流126、替代帧的流504以及编码帧第一非等时远程通信流128。在一个实例中，控制元件112由第一帧处理器506和第二帧处理器508构成。一个实例中的第一帧处理器506中包含一个可记录数据存储介质138，如本文中所述。一个实例中的第二帧处理器508中包含一个可记录数据存储介质138，如本文中所述。
在一个实例中，移动蜂窝通信设备202中包括第一帧处理器506和第二帧处理器508。在另一个实例中，移动蜂窝通信设备202中包括第一帧处理器506，而分组通话元件102的网络基础设施中包括第二帧处理器508。分组通话元件102的典型网络基础设施中包括媒体网关206和208、一个基站、一个无线网络控制器、一个分组数据服务节点以及通用的分组无线电服务网关支持节点。
在一个实例中，第一帧处理器506用一个或多个空白帧510替代编码帧第一等时远程通信流126中的一个或多个帧，以创建替代帧的流504。一个实例中的空白帧510由不包含任何信息的八分之一速率帧构成。一个实例中的第二帧处理器508从替代帧的流504中删除空白帧510，以创建编码帧的第一非等时远程通信流128。
一个实例中的装置100使用了一个或多个可由计算机读取的信号储存介质。用于装置100的可由计算机读取的信号储存介质的实例包括控制元件112的可记录数据存储介质138、帧生成器118的可记录数据存储介质138、第一帧处理器506的可记录数据存储介质138，以及第二帧处理器508的可记录数据存储介质138。例如，用于装置100的计算机可读信号储存介质包括磁性、电气、光学、生物以及原子数据储存介质中的一种或多种。在一个实例中，计算机可读的信号储存介质包括通过网络传输的调制载波信号，所述的网络与装置100相连，它是例如电话网络、局域网(LAN)、因特网以及无线网络中的一种或几种。
本文中所述的步骤或工作过程只是示范性的。可以对这些步骤或工作过程做多种改变而不会偏离本发明的思想。例如，可以按不同的顺序执行上述步骤，或是添加、删除或修改上述步骤。
尽管本文中详细地描述并说明了本发明的典型实施方式，但对于那些熟悉相关技术的人而言显而易见的是，可以作出各种不同的改进、添加、替换以及类似变化而又不会偏离本发明的思想，因此这些(改变)被认为是在本发明的范围之内的，如下列权利要求所规定的那样。

Claims (10)

1.一种用于处理第一等时远程通信流的装置，所述第一等时远程通信流包括由第一可变速率等时编码器-解码器按多种可用码率中的多种码率编码的多个编码帧，所述装置的特征在于包括：
控制元件，所述控制元件根据一个或多个编码帧的一种或多种码率，从所述第一等时远程通信流的多个编码帧中删除一个或多个编码帧，以创建非等时远程通信流；以及
帧生成器，用于向所述非等时远程通信流中添加一个或多个生成帧，以创建用于第二可变速率等时编码器-解码器的第二等时远程通信流，
其中所述第一等时远程通信流的第一解码音频流与所述第二等时远程通信流的第二解码音频流非常相似。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制元件通过远程通信网络的非等时部分，向所述帧生成器发送所述非等时远程通信流。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个生成帧是基于一个或多个先前接收到的帧而生成的；
其中所述帧生成器向所述非等时远程通信流中添加所述一个或多个生成帧，以创建所述第二等时远程通信流。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一可变速率等时编码器-解码器和所述第二可变速率等时编码器-解码器是第一等时码分多址编码器-解码器和第二等时码分多址编码器-解码器。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述第一等时码分多址编码器-解码器和所述第二等时码分多址编码器-解码器是增强型可变速率编解码器、13千比特型编解码器和可选模式语音编码器中的一种。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一等时远程通信流代表语音流，所述一个或多个编码帧代表语音流的低音量噪声。
7.一种用于处理第一等时远程通信流的方法，所述第一等时远程通信流包括由一个第一可变速率等时编码器-解码器按多种可用码率中的多种码率编码的多个编码帧，所述方法的特征在于包括下列步骤：
根据一个或多个编码帧的一种或多种码率，从所述第一等时远程通信流的多个编码帧中删除一个或多个编码帧，以创建非等时远程通信流；以及
通过非等时远程通信网络的一部分，向帧生成器发送所述非等时远程通信流，其中所述帧生成器用于向所述非等时远程通信流中添加一个或多个生成帧，以创建用于第二可变速率等时编码器-解码器的第二等时远程通信流，
其中所述第一等时远程通信流的第一解码音频流与所述第二等时远程通信流的第二解码音频流非常相似。
8.根据权利要求7所述的方法，其中从所述第一等时远程通信流的多个编码帧中删除一个或多个编码帧的步骤包括以下步骤：
删除代表所述第一等时远程通信流的低音量噪声的一个或多个编码帧。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：
向所述非等时远程通信流中添加所述一个或多个生成帧，以创建所述第二等时远程通信流。
10.根据权利要求7所述的方法，其中向所述非等时远程通信流中添加所述一个或多个生成帧、以创建所述第二等时远程通信流的步骤还包括以下步骤：
基于一个或多个先前接收到的、代表所述非等时远程通信流的低音量噪声的帧，创建所述一个或多个生成帧。
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