專利名稱：：自適應(yīng)語音分組的制作方法自適應(yīng)語音分組
背景技術(shù)：
：近年來，無線局域網(wǎng)(WLAN)的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)作為"最后一公里"寬帶無線接入網(wǎng)的主流技術(shù)而出現(xiàn)。盡管這些網(wǎng)絡(luò)的主要應(yīng)用在于向盡力而為運(yùn)行數(shù)據(jù)應(yīng)用(如電子郵件和web瀏覽)的設(shè)備提供連接，但是在支持諸如電話業(yè)務(wù)或流視頻之類的等時(shí)性業(yè)務(wù)方面的關(guān)注正在增加?；贗P的語音(VoIP)和基于WLAN的語音(VoWLAN)是當(dāng)前最快增長(zhǎng)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之一。在VoIP中，以固定的速率對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行采樣。由數(shù)據(jù)集合成"分組"，該"分組"包括多個(gè)報(bào)頭、有效載荷和一個(gè)或多個(gè)報(bào)尾。報(bào)頭和報(bào)尾包括(i)分組的源和目的地的有關(guān)信息；(ii)分組在包括呼叫的分組流中的相對(duì)位置的有關(guān)信息；(iii)網(wǎng)絡(luò)所使用的通信協(xié)議的有關(guān)信息；(iv)誤差檢驗(yàn)信息，等等。報(bào)頭和報(bào)尾一起被稱作與分組相關(guān)聯(lián)的開銷。有效載荷是包含與數(shù)字化語音信號(hào)相對(duì)應(yīng)的語音采樣的分組的一部分。產(chǎn)生兩個(gè)連續(xù)分組之間的時(shí)間公知為分組間隔。典型地，分組具有恒定的長(zhǎng)度，且由用于發(fā)送呼叫的聲碼器的類型確定分組間隔。典型的聲碼器使用10-30ms的分組間隔。例如，G711類型的聲碼器通常使用20ms的分組間隔。對(duì)于較短的分組間隔，與開銷相對(duì)應(yīng)的分組的片斷(fraction)可以較長(zhǎng)，這主要是由于表現(xiàn)各個(gè)協(xié)議層的特征所需的字節(jié)數(shù)量所致。呼叫的傳輸效率很大程度上由與實(shí)際有效載荷相對(duì)應(yīng)的分組的片斷確定。具有較大有效載荷的較大分組提高了通信的效率，但是在某些情況下，由于增加的分組時(shí)延，該較大的分組可能導(dǎo)致不良的電話呼叫質(zhì)量。在許多情況中，用于VoIP呼叫的設(shè)備是電池供電的便攜式手持設(shè)備。由于每一個(gè)短分組中的開銷，使對(duì)于相同量的數(shù)據(jù)，設(shè)備傳輸/接收語音分組的時(shí)間的百分比更高，因此短的分組間隔導(dǎo)致在電池供電的移動(dòng)通信設(shè)備中所存儲(chǔ)的能量更快損耗。在這種情況中，也期望較長(zhǎng)的分組間隔，以降低功率利用率并節(jié)約電池。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出一種將分組大小適配于VoIP通信的方法，該分組大小由在連接建立或分組傳輸時(shí)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延在傳輸過程中確定。如果與VoIP通信的最大容許時(shí)延相比，網(wǎng)絡(luò)延遲較小，則可以增加每分組的有效載荷大小，即，可以使用較長(zhǎng)的分組間隔，來使所發(fā)送的呼叫的效率最大。備選地，如果網(wǎng)絡(luò)延遲較大，則為了確保感覺到的所發(fā)送的呼叫的質(zhì)量是可接受的，可以使用較短的分組間隔。可以將單個(gè)VoIP呼叫分成兩個(gè)或更多個(gè)并置連接的支路，其中，每一個(gè)支路使用不同的分組間隔。除了測(cè)量或估計(jì)VoIP呼叫的時(shí)延以確定分組間隔，還可以考慮總體網(wǎng)絡(luò)性能的測(cè)量?？梢哉{(diào)整分組間隔，以便使同時(shí)由網(wǎng)絡(luò)容納的VoIP呼叫的總數(shù)最大化，或減少經(jīng)歷特別繁重業(yè)務(wù)的某網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)處的加載。將實(shí)施例作為示例來示出，但是實(shí)施例并不局限于附圖的圖，在附圖中，相同的參考數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的、類似的或相似的元件，其中圖1是示例'性分組結(jié)構(gòu)的示意圖2是與自適應(yīng)語音分組(AVP)方案兼容的示例性WLAN系統(tǒng)的示意圖3是與圖2中所示的WLAN系統(tǒng)兼容的AVP的示例性方法的流程圖；以及圖4是與圖3中所示的方法兼容的示例性AVP服務(wù)器的示意圖。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，為了簡(jiǎn)明地示出，圖中所示的元件不必要按比例繪出。例如，為了清晰起見，可以夸大一些元件相對(duì)于其它元件的尺寸。具體實(shí)施例方式在下面的詳細(xì)描述中，為了提供對(duì)實(shí)施例的透徹的理解，提出許多具體細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下，也可以實(shí)行這些實(shí)施例。在其它情況下，為了不使這些實(shí)施例難于理解，沒有詳細(xì)地描述眾所周知的方法、過程、組件和電路。為了提高VoIP呼叫的傳輸效率，可以使用較長(zhǎng)的分組來增加與開銷有關(guān)的有效載荷。然而，在某些情況下，較長(zhǎng)的分組可對(duì)感覺到的呼叫質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面的影響。由于在每一個(gè)分組中包含了更多的語音數(shù)據(jù)，所以在傳輸期間，單個(gè)分組丟失對(duì)感覺到的呼叫質(zhì)量的影響與較短分組丟失的影響相比更加嚴(yán)重。盡管分組丟失隱藏(PLC)技術(shù)可以用于掩蓋丟失的分組的影響，但是針對(duì)G711類型的聲碼器，當(dāng)前的PLC技術(shù)不足以隱藏超過20ms的采樣的丟失。針對(duì)G，729和G723聲碼器，可以隱藏30-40ms的采樣。較長(zhǎng)的分組間隔(由較長(zhǎng)分組產(chǎn)生)還對(duì)呼叫的增加的時(shí)延或傳輸延遲有貢獻(xiàn)。通常使用由國(guó)際電信同盟標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)的標(biāo)準(zhǔn)&114規(guī)定的最大時(shí)延目標(biāo)；這里聲明了150ms的最大單向(嘴至耳)延遲為電話應(yīng)用提供令人滿意的質(zhì)量。為了將單向時(shí)延限制在150ms，必須如下說明并控制所有內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)延遲該延遲包括例如，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的傳播和排隊(duì)延遲、由于擁塞引起的調(diào)度延遲、以及接入鏈路串行化延遲。分組間隔還對(duì)時(shí)延有貢獻(xiàn)，該貢獻(xiàn)在于100ms分組間隔的最小單向延遲是100ms。在給定網(wǎng)絡(luò)上所傳送的單個(gè)呼叫的時(shí)延是非常容易變化的，并且專用于特定的呼叫。它取決于諸如當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量之類的因素，或發(fā)起設(shè)備相對(duì)于目的地設(shè)備的"位置"，即，連接兩個(gè)設(shè)備所需的中間設(shè)備的數(shù)量和類型。然而，當(dāng)前，對(duì)應(yīng)于所使用的聲碼器，一般使用標(biāo)準(zhǔn)的分組間隔。表I列出了用于一般聲碼器類型的典型的分組間隔。這些聲碼器都是恒定比特率(CBR)設(shè)備。最商用的WLAN移動(dòng)站產(chǎn)生恒定速率的音頻幀；然而，幾種商用的移動(dòng)站支持不同語音編碼速率的、具有變化分組間隔的不同組的聲碼器。新的移動(dòng)站可以允許更加靈活地確定分組間隔，例如，10ms的倍數(shù)直至某最大值。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表l-普遍使用的編解碼器的示例特征根據(jù)當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)利用率以及網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的源和目的地設(shè)備的位置，受到端到端時(shí)延的約束而可使用的最大分組間隔可以主要專用于特定的呼叫。例如，在呼叫時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的一些接入點(diǎn)(AP)可能經(jīng)歷特別繁重的業(yè)務(wù)。如果呼叫要求路由經(jīng)過這些AP中的一個(gè)，則可以期望時(shí)延增加。通過使作為在實(shí)際呼叫時(shí)實(shí)際端到端時(shí)延的函數(shù)的分組間隔動(dòng)態(tài)地達(dá)到最大，可以提高每一次呼叫的傳輸效率，并且可以使支持VoIP業(yè)務(wù)的WLAN網(wǎng)絡(luò)的總體效率最大化。另外，使用較長(zhǎng)的分組間隔，可以導(dǎo)致電池供電的移動(dòng)站的功率消耗減少。圖l是VoWLAN呼叫的示例性分組結(jié)構(gòu)的示意圖。每個(gè)分組100包括下列的組成部分(i)報(bào)頭102，其包括物理層報(bào)頭(PHY報(bào)頭)、媒質(zhì)接入控制報(bào)頭(MAC報(bào)頭)、以及其它層的40字節(jié)報(bào)頭(例如，網(wǎng)際協(xié)議(IP)、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)、以及實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議(RTP));(ii)數(shù)據(jù)104，其為10-30字節(jié)的相對(duì)較小的有效載荷；以及(iii)報(bào)尾106，其包括用于確保接收到的分組的完整性的循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)值。圖2示出了能夠支持自適應(yīng)語音分組(AVP)方案的示例性WLAN系統(tǒng)200。一組AP202、204和206為包括208和210在內(nèi)的移動(dòng)站(MS)群提供無線覆蓋。盡管將LAN描述成共享的媒質(zhì)，但實(shí)際上，它更普遍地包括一組第2互連層交換機(jī)。將啟動(dòng)AVP的實(shí)時(shí)網(wǎng)關(guān)(AVP-RTG)服務(wù)器212置于為AP提供服務(wù)的交換網(wǎng)絡(luò)上。本地路由器214通過網(wǎng)關(guān)216來控制與互聯(lián)網(wǎng)和/或公共標(biāo)準(zhǔn)電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)的通信。移動(dòng)站208、210的設(shè)備的示例是IP電話、蜂窩電話、智能電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、無線手持計(jì)算機(jī)、無線筆記本式計(jì)算機(jī)、無線膝上計(jì)算機(jī)、無線臺(tái)式個(gè)人計(jì)算機(jī)等等。該服務(wù)器是具有AVP方案特色的任何傳統(tǒng)的語音網(wǎng)關(guān)或RTP代理服務(wù)器。術(shù)語"服務(wù)器"意欲包括功能上類似計(jì)算機(jī)的設(shè)備(例如，具有計(jì)算能力、存儲(chǔ)器和/或連接能力)。根據(jù)本申請(qǐng)中所使用的定義的典型服務(wù)器可以包括但不限于任何計(jì)算機(jī)(例如，主機(jī)、公司服務(wù)器、個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型電腦、PAD，等等)。在本發(fā)明的各種其他實(shí)施例中，術(shù)語"服務(wù)器"意欲包括一般不認(rèn)為是計(jì)算機(jī)、但具有類似能力的設(shè)備。圖3示出了與IEEE802.11傳統(tǒng)移動(dòng)站兼容、并可由諸如圖2中所示的網(wǎng)絡(luò)支持的AVP的示例性方法。在這個(gè)方法中，在傳遞到目的地AP之前，通過AVP-RTG服務(wù)器212來對(duì)經(jīng)過AP的所有企業(yè)內(nèi)部語音業(yè)務(wù)進(jìn)行路由，該企業(yè)內(nèi)部語音業(yè)務(wù)包括經(jīng)過單個(gè)AP而傳遞的業(yè)務(wù)，艮卩，當(dāng)呼叫雙方在相同的AP的覆蓋范圍內(nèi)時(shí)。出站方向上來自LAN的分組流保持不變，并被直接發(fā)送至本地路由器214。在連接建立和SDP(會(huì)話描述協(xié)議)消息交換期間，AVP-RTG服務(wù)器212與受到編解碼器類型和往返時(shí)延約束的兩個(gè)移動(dòng)站就最大可能語音分組間隔進(jìn)行協(xié)商。對(duì)于內(nèi)部業(yè)務(wù)，分組丟失速率通常非常低，由此，很少發(fā)生的較長(zhǎng)分組丟失對(duì)呼叫質(zhì)量有極小的影響。在302處，MS208通過將呼叫請(qǐng)求經(jīng)由AP202發(fā)送至AVP-RTG服務(wù)器212，來向MS210發(fā)出呼叫?？梢詫⒃摵艚姓?qǐng)求從MS208直接發(fā)送至AVP-RTG服務(wù)器212，或經(jīng)由諸如SIP代理服務(wù)器之類的其它裝置轉(zhuǎn)發(fā)該呼叫請(qǐng)求。在306處，AVP-RTG服務(wù)器212與MS208和MS210就VoIP連接進(jìn)行協(xié)商，以便兩條"支路"構(gòu)成單個(gè)VoIP呼叫，其中每一條支路具有移動(dòng)站之一(g卩208或210)和AVP-RTG服務(wù)器212作為其端接點(diǎn)。在308處，MS208測(cè)量與AVP-ATG服務(wù)器212的連接的往返時(shí)延?；贗P的移動(dòng)站使用例如實(shí)時(shí)控制協(xié)議(RTCP)的SR和RR(發(fā)送報(bào)告和接收?qǐng)?bào)告)分組，能夠很容易地測(cè)量RTP連接的延遲和抖動(dòng)。在310處，MS208向AVP-RTG服務(wù)器212發(fā)送時(shí)延測(cè)量，例如，諸如均值和方差之類的往返延遲統(tǒng)計(jì)。AVP-RTG服務(wù)器212使用所測(cè)量的時(shí)延信息，來確定支路的可用的"時(shí)延裕度(latencymargin)",即，實(shí)際時(shí)延與最大允許時(shí)延的差值。在312處，AVP-RTG服務(wù)器212通過確定由受到該支路的最大時(shí)延約束的MS208支持的最大分組間隔，經(jīng)由會(huì)話初始協(xié)議和會(huì)話描述協(xié)議(SIP/SDP)信令，來對(duì)該支路的分組間隔進(jìn)行協(xié)商。在314-318，確定該通信的第二條支路的第二個(gè)單獨(dú)的分組間隔。在320處，AVP-RTG服務(wù)器212通過如下步驟來充當(dāng)轉(zhuǎn)換器將來自一個(gè)支路的所有來話數(shù)據(jù)重新分組為另一支路的適當(dāng)長(zhǎng)度的分組，然后將新分組發(fā)送至AP206，反之亦然。這個(gè)動(dòng)作對(duì)于MS208和MS210是透明的。使AVP-RTG服務(wù)器212將每一個(gè)端到端語音連接拆分成兩個(gè)單獨(dú)的支路，這個(gè)步驟允許對(duì)相同語音呼叫的兩個(gè)支路的不對(duì)稱分組間隔進(jìn)行協(xié)商。這可能是有益的，例如，這是由于不同的基于IP的移動(dòng)站具有不同組的語音編解碼器，該不同的語音編解碼器帶有針對(duì)分組間隔和播放緩沖區(qū)的不同支持值。在這個(gè)示例性方法中，移動(dòng)站實(shí)際測(cè)量時(shí)延，然而，可以拿用于測(cè)量時(shí)延的其它方法替代該方法。例如，與該連接串聯(lián)的附加的、單獨(dú)的設(shè)備或AVP-RTG服務(wù)器本身可以測(cè)量連接的時(shí)延。備選地，可以基于對(duì)通信設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)特征這一對(duì)的相對(duì)位置的了解，對(duì)時(shí)延進(jìn)行估計(jì)或建模?？梢詫⒂糜趯?shí)現(xiàn)諸如上述方法之類的自適應(yīng)語音分組方案的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，以計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)的形式存儲(chǔ)。計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)包括在用于存儲(chǔ)信息的任何方法或技術(shù)中實(shí)現(xiàn)的易失性的和非易失性的、可拆卸的和不可拆卸的媒質(zhì)，其中所存儲(chǔ)的信息例如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)包括但不限于隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可擦可編程ROM(EEPROM)、閃速存儲(chǔ)器或其它存儲(chǔ)技術(shù)，光盤ROM(CD-ROM)、數(shù)字通用磁盤(DVD)或其它光學(xué)存儲(chǔ)器、盒式磁帶、磁帶、磁盤存儲(chǔ)器或其它磁存儲(chǔ)設(shè)備、或可用以存儲(chǔ)所希望的指令并可由AVP-RTG212存取的任何其它媒質(zhì)，該種存取包括通過互聯(lián)網(wǎng)或其它計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)形式的存取。圖4示出了AVP-RTG服務(wù)器的示例性內(nèi)部配置。如同任何網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，AVP-RTG服務(wù)器212包括處理器450、耦合至處理器450的網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)452、以及耦合至處理器450的存儲(chǔ)器454。該設(shè)備為WLAN企業(yè)中的每一個(gè)VoIP會(huì)話保持單獨(dú)的隊(duì)列對(duì)。通過存儲(chǔ)器454中所存儲(chǔ)的、由處理器450執(zhí)行的代碼(未示出)來創(chuàng)建并保持該隊(duì)列。在圖4中，假設(shè)分別利用呼叫1、2和N的隊(duì)列對(duì)402、404和406，AVP-RTG服務(wù)器正在控制N個(gè)活動(dòng)的VoIP呼叫。當(dāng)由處理器450執(zhí)行存儲(chǔ)器454中所存儲(chǔ)的代碼(未示出)時(shí)，該代碼能夠在參與者與AVP-RTG服務(wù)器212之間建立活動(dòng)的VoIP呼叫的支路。在每一隊(duì)列對(duì)中，單個(gè)先入先出(FIFO)隊(duì)列可以用于來自參與VoIP會(huì)話的每一個(gè)MS的語音分組。為了與呼叫的每一條支路的所協(xié)商的分組間隔相符合，可以將排隊(duì)的分組分解成較短的分組(如在隊(duì)列410中)或聚集成較大的分組(如在隊(duì)列408中)，然后將新分組傳遞至目的地移動(dòng)站。在上述的示例性方法中以及圖2至4中，僅根據(jù)呼叫的兩條支路的所測(cè)量的時(shí)延裕度，確定分組間隔。當(dāng)由處理器450執(zhí)行存儲(chǔ)器454中所存儲(chǔ)的代碼(未示出)時(shí)，通過該代碼來實(shí)現(xiàn)對(duì)分組間隔的確定。在網(wǎng)絡(luò)管理等級(jí)處也可以使用AVP方案，以便例如減輕網(wǎng)絡(luò)擁塞或減少經(jīng)歷特別繁重業(yè)務(wù)的某AP處的加載。在該方案中，除了考慮呼叫的時(shí)延之外，可以通過考慮網(wǎng)絡(luò)中的不同的AP的當(dāng)前利用(utilization)和/或加載，來確定分組間隔。在一個(gè)實(shí)施例中，通過向與高度加載的(即擁塞)接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的移動(dòng)站分配了比與相對(duì)輕度加載的AP相關(guān)聯(lián)的另一移動(dòng)站更大的分組間隔，AVP算法支持與高度加載的接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的移動(dòng)站。由于經(jīng)過WLAN的VoIP業(yè)務(wù)量隨時(shí)間變化，所以AVP方案可以起到如下作用確保網(wǎng)絡(luò)中的不同AP當(dāng)中加載和利用的均衡。這種算法對(duì)具有非常容易變化的、流動(dòng)的最終用戶群(例如在機(jī)場(chǎng)、旅館或咖啡店)的WLAN有特定的應(yīng)用。這種算法還可以擴(kuò)展至多跳(multi-hop)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致回程中繼(backhaulrelaying)容量顯著提高。通過使用AVP方案，所得到的容量的提高還與基于IP的移動(dòng)站以及AP的改進(jìn)的電能節(jié)約密切相關(guān)?？梢杂霉奖硎鲇糜诜峙浞纸M間隔的AVP算法，以便在新呼叫被阻塞之前，使可由網(wǎng)絡(luò)同時(shí)容納的VoIP會(huì)話的數(shù)量最大化。使網(wǎng)絡(luò)容量最大化在用公式表述該算法時(shí)，例如，在由于可用資源不足而阻塞第一個(gè)新呼叫之前，可以設(shè)法使在網(wǎng)絡(luò)中所有AP處可容納的VoIP會(huì)話的數(shù)量最大化。該分析的示例如下令Ni為可由單個(gè)IEEE802.11AP(AP》同時(shí)支持的VoIP會(huì)話的最大數(shù)量。下行鏈路(DL)和上行鏈路(UL)分組的傳輸時(shí)間分別表示為7"k和7Vz。對(duì)于VoIP分組，報(bào)頭開銷(97/緣由RTP、UDP、IP和IEEE802.11MAC層的報(bào)頭組成<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(1)假設(shè)當(dāng)AP發(fā)送DLVoIP分組時(shí)，MS在發(fā)送還應(yīng)該由AP肯定應(yīng)答的ULVoIP分組之前，肯定應(yīng)答對(duì)DLVoIP分組的接收。因此，在AP的MAC層處造成的開銷是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(2)類似地，在MS端的MAC層處造成的開銷是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(3)其中，PHY是物理層報(bào)頭，并被以lMbps速率發(fā)送。經(jīng)過分析，假設(shè)因?yàn)镸S可以以預(yù)定時(shí)間間隔接入共享信道而不需要爭(zhēng)用(這是上述方程2和3省略DIFS和CWmin時(shí)間的原因)，所以MS對(duì)VoIP業(yè)務(wù)使用能夠保證語音分組最小接入延遲的預(yù)定傳送機(jī)制。在該分析中，忽略分組丟失和肯定應(yīng)答(ACK)丟失的可能性以及對(duì)語音分組重傳的需求。這意味著推導(dǎo)出的VoIP容量是實(shí)際容量的上限。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(4)其中音頻有效載荷=i^'me*編解碼器速率(5)這里，假設(shè)由MS發(fā)送的UL語音分組和從AP接收的DL語音分組具有相同的大小并被以相同的速率發(fā)送。其次，假設(shè)對(duì)于第i個(gè)AP(APi)，有",個(gè)活動(dòng)的VoIP會(huì)話。這些VoIP會(huì)話在與APi相關(guān)聯(lián)的MS處終止。因此，由于",.個(gè)活動(dòng)的VoIP會(huì)話而造成的APi的歸一化加載(即利用)可以表示如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(6)其中，A^是對(duì)于第j個(gè)VoIP會(huì)話由AP和MS發(fā)送的語音分組對(duì)的數(shù)量(每秒)，并且對(duì)于該呼叫(i^m力)，A^.取決于在MS與APi之間的支路處使用的編解碼器的分組間隔，從而有<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(7)通常，對(duì)于具有",個(gè)所容納的CBRVoIP呼叫的APj，可支持的VoIP會(huì)話的最大數(shù)量與支持正在進(jìn)行的",個(gè)會(huì)話所需的實(shí)際容量一小部分成反比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(8)為了使可由網(wǎng)絡(luò)中所有AP容納的VoIP會(huì)話的數(shù)量最大化，最優(yōu)化問題可表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>其中，M是WLAN企業(yè)中AP的數(shù)量。由于這是凸問題，因此可以表示成對(duì)企業(yè)中所有AP的加載的和求最小值(M"x脂卿rK7aj9公式)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>其中，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>服從以下條件<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>其中，i^'m^和P",力2是與菊個(gè)呼叫的兩端的MS處產(chǎn)生的語音分組相對(duì)應(yīng)的分組間隔值對(duì)，M/"i^'w力,7和MaxP^^,7是由與第i個(gè)AP相關(guān)聯(lián)的移動(dòng)站支持并用于第j個(gè)呼叫的分組間隔值的下限和上限。^H.是對(duì)于第j個(gè)VoIP會(huì)話的可用的往返時(shí)延裕度。^D(9是由使用不對(duì)稱的尸"m^和/^me力2值而在AVP-RTG服務(wù)器處造成的VoIP分組適配延遲，該AVP-RTG服務(wù)器用于對(duì)在第j個(gè)VoIP會(huì)話的兩個(gè)支路處接收到的語音分組進(jìn)行分解/分組。A^，^是包括VoIP分組所經(jīng)歷的所有延遲分量在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)延遲，而不是在時(shí)延裕度約束13中所述的延遲(例如，傳播延遲，信道接入延遲……等)。由于有線分布系統(tǒng)(例如，以太網(wǎng))用以傳輸企業(yè)中不同的AP之間的業(yè)務(wù)(包括VoIP流)，因此與典型的分組間隔期相比，典型WLAN企業(yè)建立中的傳播延遲可以忽略。在這種優(yōu)化問題的特殊情況中，可以考慮所有的呼叫都處在支持相同聲碼器和相同采樣速率的移動(dòng)站之間的情況。此外，可以假設(shè)IEEE802.11WLAN的底層PHY層對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中的所有AP都是相同的。在這種情況中，通過對(duì)呼叫兩端上可用的時(shí)延裕度"丄M"進(jìn)行分解(即，Ptimei=Ptime2=LM/2)，可以獲得全局優(yōu)化值。該算法"^/^JkT(下面列出)可以用作簡(jiǎn)單的啟發(fā)式(heuristic)算法，以最優(yōu)地解決這種特殊情況的問題。然而，針對(duì)更一般的7^7;cA^vwrK:a/7優(yōu)化問題，該算法提供了一種次優(yōu)解。Beginl:Ptimei=min(min(Max一Ptimei,Max一Ptime2),LM/2);2:Ptime2=Ptimei;End使經(jīng)歷特別繁重業(yè)務(wù)的AP處的VoIP容量最大化備選地，可能使企業(yè)中所有"M"AP當(dāng)中具有最大VoIP業(yè)務(wù)負(fù)載的AP的VoIP容量最大化。該分析的示例如下(M,Vz-M^c^尸t/"fea^w'AfM^t/1公式)min{maxUi}，i=l，2，...，M服從以下條件Mz'MT^/mey,/Si^/wze;,/^AfaxPamey,7(15)M/VtfV/me^S尸〃me乂2SMaxP/Zmey,2(16)/Ww勺,/+/V/mey,2+JiD(7^/we/,,,/V/w^,J+Z)e/wo^:S丄M'(17)上述min-max優(yōu)化是全局的，g卩，其在同一時(shí)間應(yīng)用于WLAN企業(yè)中的所有活動(dòng)的呼叫。^D(9中的非線性的"上取整「1"運(yùn)算符給組合離散整數(shù)問題Max7V"wo尸K7，禾PMzV-Max^尸L^7/zaWow都增加了大量的復(fù)雜度。盡管可以容易地將兩個(gè)問題公式中的目標(biāo)函數(shù)都轉(zhuǎn)換成等效的凸優(yōu)化問題，但不幸的是，由于時(shí)延裕度約束中的非線性，很難最優(yōu)地同時(shí)解決這兩個(gè)問題。該問題的可能的解法是使用基于貪婪法(greedy)的啟發(fā)式算法。"HeuristicMaxNetworkCap"或Heuristic-l以及"HeuristicMin-MaxAPUtilization"或Heuristic-2這兩種算法可以用于使網(wǎng)絡(luò)容量最大化禾口使經(jīng)歷特別繁重業(yè)務(wù)的AP處的VoIP容量最大化這兩部分中的公式的近似最優(yōu)解。兩種啟發(fā)式算法配置了局部?jī)?yōu)化技術(shù)，而不是使價(jià)值函數(shù)全局最小化?；谪澙贩?greedy)的解算器的工作方式與典型的呼叫接納控制方案類似，即以可行解來對(duì)每一個(gè)新請(qǐng)求呼叫的分組間隔值進(jìn)行初始化，然后嘗試有限數(shù)量的相鄰"i^'me"值，以獲得末端AP的近似最優(yōu)的最小利用。"HeuristicMin-MaxAPUtilization"算法采用局部?jī)?yōu)化技術(shù)，該局部?jī)?yōu)化技術(shù)搜索每個(gè)新請(qǐng)求的VoIP呼叫的次優(yōu)的i^'附^和i^'m^值對(duì)，而不是嘗試使價(jià)值函數(shù)全局最小化。該解算器的工作方式與典型呼叫接納控制方案類似。對(duì)于每一個(gè)新請(qǐng)求的呼叫，該算法首先確定與兩個(gè)語音MS相關(guān)聯(lián)的AP(即AP,和AP2)。然后，該算法以可行解來對(duì)新呼叫中所涉及的每一個(gè)MS的分組間隔長(zhǎng)度(即尸"'m^和i^'me2)進(jìn)行初始化，該可行解被選擇為由MS支持的最大容許分組間隔的最小值，以及新連接的兩端MS之間所測(cè)量的可用回程時(shí)延裕度的一半。這些初始值是i^'we;和戶"m。的初始最優(yōu)(啟發(fā)式算法情況中是次優(yōu))值，并且當(dāng)找到更好的可行解時(shí)，在算法的過程中將這些初始值更新。在初始化階段之后，算法繼續(xù)進(jìn)行(第9、10和11行)以檢驗(yàn)i^wq和尸"艦2的初始化值是否相同。如果相同，則由于對(duì)尸"腳/和尸//慰2的對(duì)稱初始值的使用滿足17中的時(shí)延約束，故找到近似最優(yōu)解并且算法終止。如果初始尸"me值不同，則算法(第12行)檢驗(yàn)AP,是否比AP2更重度加載。如果是這種情況，則算法搜索/^'m"的最大可能值，在達(dá)到AP的最小加載的同時(shí)，該最大可能值保證接納新的呼叫(第13至20行)。這一點(diǎn)通過如下步驟來完成以P"me尸/m'"a/尸"me/開始循環(huán)，并且迭代遞減尸"mq，直到尸"mq達(dá)到/m'"'a/尸"w^。在for循環(huán)(第13行)的每次迭代中，該算法嘗試找到i^'w。的最大可能值，該最大可能值(在已知循環(huán)迭代的尸"'mq的當(dāng)前值時(shí))滿足時(shí)延約束并將提出更好的解(即，AP,和AP2的更低利用)。如果沒有找到，則以最小幀長(zhǎng)(例如，20ms)遞減P"mq并重復(fù)相同的步驟，直到找到更好的解或/^me;達(dá)到/m'"a/尸"me2的值。另一方面，如果AP2比AP,更重度加載，則該算法搜索i^m&的最大可能值，在達(dá)到AP2的最小利用的同時(shí)，該最大可能值保證接納新的呼叫(第21至30行)。Init/*基于可用的時(shí)延裕度LM和聲碼器約束，以最大可能值來對(duì)兩個(gè)MS的尸"/m進(jìn)行初始化。1:AP,=與MS!相關(guān)聯(lián)的AP的ID。2:AP2=與MS2相關(guān)聯(lián)的AP的ID。3:Initial—Ptime,=min(LM/2，MaxPtime,);4:InitialPtime2=min(LM/2,MaxPtime2);5:Optimal一Ptime！=Initial一Ptime"6:Optimal—Ptime2=Initial—Ptime2;7:目前為止找到的最佳解=無窮大；8:Begin9:if(InitialPtime,==Initial_Ptime2){IO:更新末端AP的利用；11:退出；〃找到近似最優(yōu)Ptime12:}elseif(Utilizations(APO2Utilizations(AP2)){13:for(Ptime,=Initial—Ptime,;Ptimei>Initial—Ptime2;Ptime!--)14:{15:Ptime2=InitialJPtime2;16:while(Ptin^和Ptime2不滿足LM約束)17:Ptime2=Ptime2-MinPtime2;18:if(Max(Utilizations(AP!，AP2))<目前為止找到的最佳解)19:更新目前為止找到的Ptime最佳解和最佳AP利用；20:J21:}elseif(Utilizations(AP2)〉Utilizations(AP')){22:for(Ptime2=Initial—Ptime2;Ptime2〉Initial一Ptime!;Ptime2--)23:{24:Ptimet=Initial—Ptime"25:while(Ptime!和Ptime2不滿足LM約束)26:Ptime!=Ptimet—MinPtime,;27:if(Max(Utilizations(APbAP2))<目前為止找到的最佳解)28:更新目前為止找到的Ptime最佳解和最佳AP利用；29:J30:}31:End"HeuristicMaxNetworkCap"算法是"HeuristicMin-MaxAPUtilization"算法的變體形式。"HeuristicMaxNetworkCap"算法配置了局部?jī)?yōu)化技術(shù)，該局部?jī)?yōu)化技術(shù)搜索新請(qǐng)求的VoIP呼叫的次優(yōu)的i^'m^和P^^對(duì)，以使所有AP的歸一化加載的和最小。該算法的初始化部分與"HeuristicMin-MaxAPUtilization"的初始化部分相同。在初始化階段之后，算法繼續(xù)進(jìn)行(圖3中的第9、10和11行)以檢驗(yàn)/^'/7^和/^'mQ的初始化值是否相同。如果是，則由于對(duì)/^>^7和尸^^2的對(duì)稱初始值的使用滿足13中的時(shí)延約束，故找到近似最優(yōu)解并且算法終止。如果初始尸"we值不同，則算法(第12行)檢驗(yàn)/m'"a/是否小于/m力'a//^'me2。如果是這種情況，則算法搜索/^me/和/^'me2的最大可能值，在達(dá)到AP,和AP2的利用的最小和的同時(shí)，該最大可能值保證接納新的呼叫(第13至20行)。通過固定尸"附。=/mY/a/尸"'m并設(shè)置尸"we2=/m力'fl/P"me2來完成這一點(diǎn)。然后，算法迭代遞減尸G'we2，直到P"we2達(dá)到/m'"a/尸"wq。在for循環(huán)的每一次迭代中(第14行)，算法搜索尸"me2的最大可能值，該最大可能值(在已知i^m^的值時(shí))滿足時(shí)延約束，并將提出更好的解(即，AP,和AP2的利用的更小的和)。另一方面，如果/""z力/尸///^2小于/"/""/尸〃w。，則算法將戶"w。固定為/W"a/戶"we2并設(shè)置尸"m。=/m'"a/尸"w。，并且迭代搜索尸"we,的最大可能值，在達(dá)到AP,和AP2利用率的最小和的同時(shí)，該最大可能值保證接納新的呼叫(第21至30行)。Init,基于可用的時(shí)延裕度LM和聲碼器約束，以最大可能值來對(duì)兩個(gè)MS的尸"me進(jìn)行初始化。l:AP,-與MS,相關(guān)聯(lián)的AP的ID。2:AP2=與MS2相關(guān)聯(lián)的AP的ID。3:Initial—Ptime'=min(LM/2，MaxPtimeD;4:Initial—Ptime2=min(LM/2,MaxPtime2);5:Optimal—Ptime=Initial—Ptime!;6:Optimal—Ptime2=Initial—Ptime2;7:目前為止找到的最佳解=無窮大；8:Begin9:if(Initial—Ptime!==InitialPtime2){IO:更新末端AP的利用；11:退出；〃找到近似最優(yōu)Ptime.12:}elseif(Initial—Ptime,<Initial_Ptime2){13:Ptimei=Initial一Ptime';14:for(Ptime2=Initial—Ptime2;Ptime2>Initia—Ptimei;Ptime2--)15:{16:if(Ptime,和Ptime2滿足LM約束)17:if(Sum—of—Utilization(APl,AP2)<目前為止找到的最佳解)18:更新目前為止找到的Ptime最優(yōu)解和最優(yōu)(即最小)AP利用19:，'20:}21:}elseif(Initial—Ptime'>InitialPtime2){22:Ptime2=Initial—Ptime2;23:for(Ptimei=Initial一Ptimei;Ptime，>InitialPtime2;Ptime!--)24:{25:if(Ptimet和Ptime2滿足LM約束)26:if(Sum—of—Utilization(APl,AP2)<目前為止找到的最佳解)27:更新目前為止找到的Ptime最優(yōu)解和最優(yōu)(即最小)AP利用28:，29:}30:}31:End盡管已經(jīng)以專用于結(jié)構(gòu)特征和/或方法行為的語言描述了主題，但應(yīng)理解，所附權(quán)利要求中限定的主題沒有必要限于上述特定的特征或行為。更確切的，將上述特定的特征和行為公開為實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求的示例形式。權(quán)利要求1、一種用于在網(wǎng)絡(luò)中傳送基于IP的語音(VoIP)呼叫的方法，所述方法包括以下步驟基于呼叫的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延特征，計(jì)算特定VoIP呼叫或其支路的個(gè)體化分組間隔；以及以個(gè)體化間隔對(duì)呼叫的分組進(jìn)行傳送。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，計(jì)算分組間隔的步驟至少包括以下步驟.-測(cè)量或估計(jì)呼叫的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延特征。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，計(jì)算呼叫或支路的分組間隔的步驟還基于與網(wǎng)絡(luò)的總體性能相關(guān)的考慮。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述考慮包括使當(dāng)時(shí)可由網(wǎng)絡(luò)支持的VoIP呼叫的總數(shù)最大化，和/或減少網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)處的加載。5、一種用于在網(wǎng)絡(luò)中傳送基于IP的語音(VoIP)呼叫的方法，所述方法包括以下步驟在兩個(gè)或更多個(gè)呼叫支路中建立VoIP呼叫；基于VoIP呼叫的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延特征，計(jì)算每一條支路的個(gè)體化分組間隔；以及以每一條支路的個(gè)體化分組間隔，在所述每一條支路上傳送呼叫的分組。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，計(jì)算每一條支路的個(gè)體化分組間隔的步驟至少包括以下步驟計(jì)算呼叫的不同支路的不同個(gè)體化分組間隔，和/或測(cè)量或估計(jì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延特征。7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，計(jì)算每一條支路的個(gè)體化分組間隔的步驟還基于與網(wǎng)絡(luò)的總體性能相關(guān)的考慮。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述考慮包括使當(dāng)時(shí)可由網(wǎng)絡(luò)支持的VoIP呼叫的總數(shù)最大化，和/或減少網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)處的加載。9、一種用于無線移動(dòng)通信設(shè)備中的方法，所述方法使用基于IP的語音(VoIP)呼叫，來在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信，所述方法包括以下步驟以具有預(yù)定數(shù)據(jù)分組大小的數(shù)據(jù)，建立VoIP連接；估算VoIP連接的往返時(shí)延；發(fā)送所估算的V0lP連接往返時(shí)延；以及接收基于所估算的VoIP連接往返時(shí)延而調(diào)整了大小的數(shù)據(jù)分組。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，估算VoIP連接的往返時(shí)延的步驟包括以下步驟-測(cè)量或估計(jì)VoIP連接的往返時(shí)延。11、根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中，還基于與網(wǎng)絡(luò)的總體性能相關(guān)的考慮，重新調(diào)整所接收的數(shù)據(jù)分組的大小。12、根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中，所述考慮包括使當(dāng)時(shí)可由網(wǎng)絡(luò)支持的VoIP連接的總數(shù)最大化，和/或減少網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)處的加載。13、一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，包括處理器；耦合至處理器的網(wǎng)絡(luò)接口卡；以及耦合至處理器的存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)如下代碼當(dāng)由處理器執(zhí)行所述代碼時(shí)，能夠與基于IP的語音(VoIP)呼叫的第一參與者建立所述呼叫的第一條支路，并與所述呼叫的第二參與者建立所述呼叫的第二條支路，所述存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)如下代碼當(dāng)由處理器執(zhí)行所述代碼時(shí)，能夠創(chuàng)建并保持隊(duì)列，所述隊(duì)列用于將來自一個(gè)呼叫參與者的來話數(shù)據(jù)，從一個(gè)分組間隔轉(zhuǎn)換成針對(duì)另一呼叫參與者的不同分組間隔。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，所述存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)如下代碼當(dāng)由處理器執(zhí)行所述代碼時(shí)，能夠基于第一條支路的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延特征，確定第一條支路的分組間隔，并且能夠基于第二條支路的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延特征，確定第二條支路的分組間隔。15、根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，其中，所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是實(shí)時(shí)網(wǎng)關(guān)。全文摘要本發(fā)明提出了一種將分組大小適配于VoIP通信的方法，該分組大小由在分組傳輸時(shí)固有的總體網(wǎng)絡(luò)延遲在傳輸過程中確定。如果相對(duì)于VoIP通信的最大容許時(shí)延，網(wǎng)絡(luò)延遲較小，則可以增加每分組的有效載荷大小，來使所發(fā)送的呼叫的效率最大化。備選地，如果網(wǎng)絡(luò)延遲較大，則可以減小每分組的有效載荷大小，以確保感覺到的所發(fā)送的呼叫的質(zhì)量是可接受的。文檔編號(hào)H04W28/18GK101438550SQ200780016121公開日2009年5月20日申請(qǐng)日期2007年3月5日優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日發(fā)明者特倫斯·道格拉斯·托德,艾哈邁德·穆罕默德·穆罕默德·胡萊夫申請(qǐng)人:麥克馬斯特大學(xué)