支持互联网电话的语音通信设备及其操作方法

专利名称：支持互联网电话的语音通信设备及其操作方法
技术领域：
本发明涉及语音通信系统，更具体地说，涉及一种可进行PSTN和互联网路径分析、选择、切换的语音通信设备。
背景技术：
公共交换电话网和互联网电话语音通信设备的应用非常广泛。公共交换电话网电话语音通信设备利用固定电话或无绳电话来与远端终端通话，而蜂窝电话利用蜂窝网络和公共交换电话网来与远端终端通话。
互联网语音通信利用计算机和互联网接入来与远端终端通话。互联网语音通信设备包括个人计算机或笔记本计算机、耳机和话筒或专门的互联网电话。通常，互联网电话允许使用者呼叫远端的台式计算机、无线或蜂窝电话。今天，与公共电话交换网上的电话通话相比，互联网通话的性价比很高，在拨打长途电话时尤为如此。
在互联网电话中，通信信道的质量一直备受关注，在使用低速率调制解调器时尤为如此。当互联网呼叫变得无法听清或充满噪音时，用户便不得不断开连接，也就是终止本次通话，在之后再尝试重新连接。与此相似，在某些情况下，例如在呼叫远端设备时，公共交换电话网电话呼叫也有可能无法提供可以接受的通话质量，在这种情况下，用户往往尝试重新呼叫以求再次建立的通话质量能够变得可以接受。
与本发明将要介绍的系统相比，常用和传统方法的限制和弊端对本领域的技术人员来说将更加清晰。

发明内容
本发明提供的设备和操作方法将结合下面的


、发明内容和权利要求进行详细描述。
本发明提供了一种语音通信设备，该设备可保持服务质量可以接受。该语音通信设备包括用户接口、多个通信接口，以及与该用户接口和多个通信接口通信连接的处理电路。该处理电路识别由所述多个通信接口所服务的第一互联网通信路径，并确定该第一互联网通信路径的第一服务特征；同时，该处理电路确定由所述多个通信接口所服务的第二互联网通信路径的第二服务特征。该处理电路通过所述用户接口以图形方式指示出上述每个通信路径的服务特征，并使用所述第一互联网通信路径建立语音通话。此外，该处理电路对所述用户接口选择互联网通信路径作出响应，将所述语音通话的承载从所述第一互联网通信路径转换至所述第二互联网通信路径。
在另一实施例中，该语音通信设备通过由所述多个通信接口所服务的第一互联网通信路径建立语音通话，并确定所述第一互联网通信路径的服务特征，以及由所述多个通信接口所服务的第二互联网通信路径的第二服务特征。随后，所述处理电路比较所述第一互联网通信路径的服务特征和所述第二互联网通信路径的第二服务特征，并将所述语音通话的承载从所述第一互联网通信路径转换至所述第二互联网通信路径。
在又一实施例中，所述语音通信设备包括用户接口、多个通信接口以及与所述用户接口和所述多个通信接口通信连接的处理电路。所述处理电路确定由所述多个通信接口所服务的第一互联网通信路径和第二互联网通信路径的服务特征，并将二者的服务特征进行比较。随后，根据比较结果，所述处理电路选择所述第一互联网通信路径，并通过所述第一互联网通信路径与远端终端建立语音通话。
本发明提供了一种支持与远端终端进行语音通话的语音通信设备，所述语音通信设备包括用户接口；多个通信接口；处理电路，与所述用户接口和所述多个通信接口通信连接，用于识别由所述多个通信接口所服务的第一互联网通信路径；
确定所述第一互联网通信路径的第一服务特征，以及由所述多个通信接口所服务的第二互联网通信路径的第二服务特征；通过所述用户接口指示出至少一个服务特征；使用所述第一互联网通信路径建立语音通话；对所述用户接口选择互联网通信路径作出响应；将所述语音通话的承载从所述第一互联网通信路径转换至所述第二互联网通信路径。
优选地，所述多个通信接口包括支持互联网电话的第一分组交换网络接口。
优选地，所述多个通信接口包括支持互联网电话的第二分组交换网络接口。
优选地，所述多个通信接口包括支持公共交换电话网电话的公共交换电话网接口。
优选地，所述服务特征包括相应互联网通信路径的使用成本。
优选地，所述服务特征包括相应互联网通信路径的无线接口信号强度。
优选地，所述服务特征包括相应互联网通信路径提供的语音质量。
优选地，所述通过所述用户接口指示出至少一个服务特征包括通过所述用户接口以图形方式显示所述第一通信互联网路径的服务特征。
优选地，所述通过所述用户接口指示出至少一个服务特征包括通过所述用户接口以图形方式显示所述第二通信互联网路径的服务特征。
优选地，所述通过所述用户接口指示出至少一个服务特征包括通过所述用户接口提供将所述语音通话的承载从所述第一互联网通信路径转换至所述第二互联网通信路径的选择。
优选地，所述确定由所述多个通信接口所服务的第一互联网通信路径的第一服务特征和所述第二互联网通信路径的第二服务特征包括通过所述第二互联网通信路径发送路径评估请求，并通过所述第二互联网通信路径接收路径评估响应。
优选地，所述确定由所述多个通信接口所服务的所述第一互联网通信路径的第一服务特征和所述第二互联网通信路径的第二服务特征包括通过所述第一互联网通信路径向所述远端终端发送音频样本(audiopattern)；通过所述第一互联网通信路径接收回应的音频样本路径评估响应副本；基于所回应的音频样本副本，评估所述第一互联网通信路径。
优选地，所述确定由所述多个通信接口所服务的所述第一互联网通信路径的第一服务特征和所述第二互联网通信路径的第二服务特征包括通过所述第一互联网通信路径收到的数据包的路径延迟特征。
本发明还提供了一种支持与远端终端进行语音通话的语音通信设备，所述语音通信设备包括多个通信接口；处理电路，与所述多个通信接口通信连接，用于通过由所述多个通信接口所服务的第一互联网通信路径建立语音通话；确定所述第一互联网通信路径的第一服务特征和由所述多个通信接口所服务的第二互联网通信路径的第二服务特征；比较所述第一互联网通信路径和所述第二互联网通信路径的服务特征；将所述语音通话的承载从所述第一互联网通信路径转换至所述第二互联网通信路径。
优选地，所述多个通信接口包括支持互联网电话的第一分组交换网络接口。
优选地，所述多个通信接口包括支持互联网电话的第二分组交换网络接口。
优选地，所述多个通信接口包括支持公共交换电话网电话的公共交换电话网接口。
优选地，所述服务特征包括相应互联网通信路径的使用成本。
优选地，所述服务特征包括相应互联网通信路径的无线接口信号强度。
优选地，所述服务特征包括相应互联网通信路径提供的语音质量。
优选地，所述确定所述第一互联网通信路径以及由所述多个通信接口所服务的至少另一互联网通信路径的服务特征包括通过所述第二互联网通信路径发送路径评估请求，并通过所述第二互联网通信路径接收路径评估响应。
优选地，所述确定由所述多个通信接口所服务的所述第一互联网通信路径和至少另一互联网通信路径的服务特征包括通过所述第一互联网通信路径向所述远端终端发送音频样本；通过所述第一互联网通信路径接收回应的音频样本路径评估响应副本；基于所回应的音频样本副本，评估所述第一互联网通信路径。
优选地，所述确定由所述多个通信接口所服务的所述第一互联网通信路径和至少另一互联网通信路径的服务特征包括通过所述第一互联网通信路径收到的数据包的延迟特征。
本发明还提供了一种支持语音电话的语音通信设备，包括用户接口；多个通信接口；处理电路，与所述用户接口和所述多个通信接口通信连接，用于确定由所述多个通信接口所服务的第一互联网通信路径和第二互联网通信路径的服务特征；比较所述第一互联网通信路径和所述第二互联网通信路径的服务特征；根据比较结果，选择所述第一互联网通信路径；通过所述第一互联网通信路径与远端终端建立语音通话。
优选地，所述多个通信接口包括支持互联网电话的第一分组交换网络接口。
优选地，所述多个通信接口包括支持互联网电话的第二分组交换网络接口。
优选地，所述多个通信接口包括支持公共交换电话网电话的公共交换电话网接口。
优选地，所述服务特征包括相应互联网通信路径的使用成本。
优选地，所述服务特征包括相应互联网通信路径的无线接口信号强度。
优选地，所述服务特征包括相应互联网通信路径提供的语音质量。
优选地，在确定由所述多个通信接口所服务的所述第一互联网通信路径和至少另一互联网通信路径的服务特征时，所述处理电路用于执行如下操作通过所述第一互联网通信路径发送路径评估请求；通过所述第一互联网通信路径接收路径评估响应；通过所述第二互联网通信路径发送路径评估请求；通过所述第二互联网通信路径接收路径评估响应。
本发明还提供了一种由支持互联网电话的语音通信设备评估多个互联网通信路径的服务特征并选择使用服务特征满足预先设置的服务特征配置的方法，所述方法包括评估第一互联网通信路径的服务特征；评估第二互联网通信路径的服务特征；通过所述第一互联网通信路径和所述第二互联网通信路径二者之一与远端终端建立互联网语音通话；以图形方式显示所述第一互联网通信路径的服务特征；以图形方式显示所述第二互联网通信路径的服务特征；在遇到满足预先设置的服务特征配置的情况时，转换至所述第一互联网通信路径和第二互联网通信路径二者中的另一个通信路径。
优选地，评估所述服务特征包括通过所述第一互联网通信路径发送路径评估请求；通过所述第一互联网通信路径接收路径评估响应；通过所述第二互联网通信路径发送路径评估请求；通过所述第二互联网通信路径接收路径评估响应。
优选地，所述发送路径评估请求包括以下之一在检测到坏数据包(deadpacket)后，在通信过程中发送不带有语音数据包的回应请求包；
在通信过程中发送带有语音数据包的回应请求包。
优选地，所述发送路径评估请求包括以下之一在通信过程中定期发送不带有语音数据包的回应请求包；在通信过程中定期发送带有语音数据包的回应请求包。
优选地，所述发送路径评估请求包括确定数据包经过每条所述互联网通信路径的每个节点的传送时间。
优选地，所述转换至所述第一互联网通信路径和第二互联网通信路径二者中的另一个通信路径包括基于以下情况转换至另一互联网通信路径对所述用户接口的响应；在提供服务前所述第一互联网通信路径和所述第二互联网通信路径的服务特征的比较结果；在通话过程中所述第一互联网通信路径和所述第二互联网通信路径的服务特征的比较结果。
优选地，所述预先设置服务特征配置包括设定并存储下列参数的数值通话的服务质量；单位时间内通过所述互联网通信路径的使用成本。
通过下面即将结合附图对本发明进行的详细描述，本发明的特征和优势将更加清晰。

图1是本发明的语音通信框架图，其中展示了可进行路径分析、选择、切换以保持至少可以接受的通信质量并管理通话成本的多个语音通信设备；图2是本发明可保持通信质量的语音通信设备的一个实施例的结构示意图，其中，由分组交换网络服务提供商执行通信路径的评估以及通信路径之间的转换；图3是本发明可保持通信质量的语音通信设备的一个实施例的结构示意图，其中，由公共交换电话网服务提供商执行通信路径的评估以及通信路径之间的转换；
图4是本发明可保持通信质量的语音通信设备的一个实施例的结构示意图，其中展示了典型的互联网骨干网的详细结构；图5是依照本发明图1、2和/或3的实施例构建的语音通信设备的结构示意图；图6是本发明同时支持互联网和公共交换电话网电话并可保持通信质量的语音通信设备的简化的键盘接口和显示器的结构示意图；图7是本发明可保持通信质量的语音通信设备在评估可用互联网通信路径和手动转换至可用互联网通信路径过程中所执行的方法的流程图；图8是本发明可保持通信质量的语音通信设备在评估可用互联网通信路径和半自动的切换至满足预先设置的服务特征配置的可用互联网通信路径过程中所执行的方法的流程图；图9是本发明可保持通信质量的语音通信设备在评估可用互联网通信路径和自动转换至更佳互联网通信路径过程中所执行的方法的流程图；图10是依照本发明图1、2和/或3的实施例构建的语音通信设备的结构示意图，在该语音通信设备中，编码器一解码器(CODEC)是处理电路的一部分；图11是本发明典型通信路径的示意图，可保持通信质量的语音通信设备发出的语音数据包穿过这些通信路径，通过由互联网和PSTN骨干网组成的混合通信路径进行传送。
具体实施例方式
图1是本发明的语音通信框架图101，其中展示了可进行路径分析、选择、切换以保持至少可以接受的通信质量并管理通话成本的多个语音通信设备。在语音通信架构101中，多个服务提供商通过提供多条分组交换网络路径和多条电路交换电话网路径来支持多个语音通信设备。在尝试建立语音呼叫之前，每个语音通信设备分析可用的通话路径，并自动或通过与用户的交互，根据几个因素如服务质量和成本，在这些路径中选择一条。在选择的路径上建立通话之后，对此条以及其他可用路径的分析仍将继续进行，并且在出现下列情况时进行切换a)当前路径出现问题；b)未被选择的路径变得更适于使用，例如，开始显示出更好的性能或者花费更低的成本便可得到可以接受的性能表现；c)想要使用的路径变为可用(例如，上线或进入服务区)；d)由用户指示。
具体来说，每个语音通信设备103-109与其他语音通信设备103-109之间存在两条或更多条可用于建立并保持通话的路径。语音通信设备(以下简称为语音发起设备)发起的每条通话路径上行流经a)接入点(AP)124-128中的一个接入点；b)蜂窝服务提供商网络(ISPN)117其中之一内的一个接入点(未示出)；c)有线公共交换电话网(PSTN)服务提供商网络133中的一个接入点(未示出)。然后，每条路径继续经过服务提供商如互联网服务提供商网络120-122、有线PSTN服务提供商网络133或蜂窝服务提供商网络117其中之一，以及桥接设备139或141，到达互联网主干网113或PSTN主干网115，完成此条路径的上行部分。
在此条路径的下行部分开始之前，可能需要使用桥接设备进入支持被叫(以下简称语音被叫设备)的网络骨干网。例如，通过桥接设备137，通过路径会继续从互联网骨干网113到达PSTN骨干网115，反之亦然。此后，对下行部分而言，该通话路径将从互联网骨干网113或PSTN骨干网115流经a)互联网服务提供商网络120-122，到达接入点124-128；b)经过桥接设备141或139到达蜂窝服务提供商网络117其中之一；c)到达有线PSTN服务提供商网络133。至此，该通话路径穿过上述网络终止于语音被叫设备。
对于第一语音通信设备和第二语音通信设备之间的每次通话，都使用了两条通话路径。第一条路径从第一设备向第二设备传送语音数据，这些语音数据代表由第一设备采集到的通话人(speaker)的语音。类似地，第二条路径从第二设备向第一设备传送语音信号。第一条和第二条路径有可能至少部分的流经同一路径，这还将在图11中进行描述。添加了其他语音电话设备的电话会议也因此需要额外的路径。
还由多种类型的语音通信设备可供使用。例如，语音通信设备103-108可分别包括第一固定电话、无绳电话、第一计算机、VoIP蜂窝电话、普通电话设备、第二固定电话和第二计算机。语音通信设备103支持到接入点125的无线连接，以及到接入点124的有线连接。语音通信设备104分别支持到接入点125和126的有线连接和无线连接。语音通信设备105通过第一无线接口(未示出)到接入点125和126，以及通过第二无线接口(未示出)到蜂窝服务提供商网络117其中之一，存在三条无线连接可用。除了没有到接入点125的无线连接外，语音通信设备106与语音通信设备105具有相同的连接能力。语音通信设备107和108均支持到接入点127的无线连接，以及到有线PSTN服务提供商网络133的有线连接。此外，语音通信设备107还支持到接入点126以及一个蜂窝服务提供商网络117的无线路径。同样的，语音通信设备108还支持与接入点128进行无线通信。最后，语音通信设备109使用两个无线接口(未示出)和一有线链路，并且均可独立的提供到接入点128的连接。
互联网服务提供商网络120-123中的每一个都可能包含一个或多个节点，通话路径会流经这些节点。这些节点还可用于提供几条独立的通话路径。类似地，互联网骨干网113、PSTN骨干网115、蜂窝服务提供商网络117和有线PSTN服务提供商网络113内均可提供多个节点，用于构建一条或多条路径。例如，互联网骨干网113由路由器和交换机(设备或“节点”)组合而成，它们协同工作来为流经互联网的数据包构建路由骨干网。因此，即便一个语音通信设备到另一语音通信设备之间使用看似是一条单一的通话路径，该路径实际上也分流到多条潜在路径中，这种分流或在多条潜在路径之间作出的选择往往不受语音通信设备的控制。
因此，例如，在尝试在语音通信设备107和语音通信设备103之间建立通话之前，语音通信设备107对四条上行路径(通过蜂窝服务提供商网络117和接入点126-127)和两条下行路径(通过接入点124-125)进行评估。换句话说，在忽略分流的情况下，这两个设备之间总共有八条可能的通话路径。通过收集服务质量和连接成本信息，可对此八条路径进行比较，作出路径选择决定。如果基础服务质量显得充足的话，此八条可能路径中被选中的路径可能包含免费的互联网接入点如接入点125和127。根据对语音通信设备107的设置，在不进行自动选择可用路径的情况下，此八条路径或其中最想要的几条或最想要的一条将提供给用户进行选择或确认。此后，语音通信设备107使用选中的路径与语音通信设备103建立通话，并将其作为发送通话路径。通过转换节点的顺序，语音通信设备103可将语音通信设备107的发送路径用作自己的发送路径。或者，语音通信设备103可选择一条完全或部分不同的路径连接到语音通信设备107。该操作可在语音通信设备107分析其可用的发送路径的同时进行，也可以仅在收到呼叫建立请求后进行。最后，根据语音通信设备107和103的配置，可相互协商选择语音路径。例如，语音通信设备107和103可建立一条双向语音路径，该路径可至少提供足够的总体性能，即便语音通信设备107和103之间存在一条更佳路径，这样可避免同时存在两条不同的语音通信路径(接收和发送)。
协商和独立的确定路径会对计费产生影响。在传统PSTN网络中，通话的连接成本会计入主叫话机的帐户。同样也可使用这种方法，将接收和发送语音路径两者产生的费用计入语音通信设备107。这种总的计费通常以分钟为单位，用于进行路径的选择。因此例如，使用该语音通信设备的通话人可能愿意使用较低但可接受的服务质量，只要他能够对发送和接收路径两者进行控制，以便控制每分钟摊派的费用。在另一种配置中，主叫语音通信设备只需分摊其发送路径的费用，而接收语音路径的费用分摊给被叫语音通信设备。在再一种配置中，主叫设备可对总费用进行平分，或者如有必要，可分别独立计算其下的服务提供商的费用。
除了在第一和第二语音通信设备之间选择路径以支持通话外，第一语音通信设备还可单独、或者在第二语音通信设备的参与和/或确认下，基于对当前路径的分析和比较，即基于路径可用性、服务质量和成本，选择切换至少部分通话路径。例如，该切换可包括仅改变从第一到第二语音通信设备的通话路径的一部分。该切换还可能会改变从第一到第二语音通信设备的整条路径，而保持从第二到第一语音通信设备的路径不变。其他组合也是可能的，其中包括改变两个方向上的整个语音路径，或者改变每个方向上路径的一部分。
例如，在通话建立之后，语音通信设备104保持发送通话路径传送由其采集的语音信号。该路径可能经过接入点126、互联网服务提供商网络121、互联网骨干网113、桥接设备141，最终通过蜂窝服务提供商网络117到达语音通信设备106。同时，语音通信设备106保持其自身发送通话路径，该路径仅经过接入点126向语音通信设备104传送由其采集的语音信号。当语音通信设备104移出接入点126的服务区后，语音通信设备106的发送通话路径将发生切换，此后，该设备将与语音通信设备104使用同一发送通话路径，但方向却恰好相反。这种切换可自动进行而无需通知语音通信设备104，尽管与切换有关的信息需要与其共享或得到其确认。在另一配置中，这种切换可能要求用户确认，或是由用户提前通过语音通信设备106而触发的。也可将这种切换配置为要求得到语音通信设备104或其用户的确认才可进行，而不是或仅仅得到语音通信设备106的确认。随后，当语音通信设备106重新回到接入点126的服务区内时，两条通话路径都将切换到仅经过接入点126。这种双向通话路径的切换可同时进行或分别独立的进行，可包含用户的参与，也可不包含用户的参与。这种配置可在出场默认设置时建立，但也可通过下列方式进行更改a)语音通信设备的用户通过可选的建立设置进行更改；b)任一授权网络设备如服务提供商网络通过图中描述的一条通话路径或通过存储在操作设备SIM(用户标识模块)卡中的设置进行更改。
一个或多个追踪服务器143可帮助每个语音通信设备103-109识别语音通信设备103-109中其它语音通信设备的网络标识(例如，电话号码、句柄、网络地址)，这样一来便可找到多条通话路径，并进行分析。追踪服务器143还可为语音通信设备执行部分分析。这种分析可定期执行或在收到语音通信设备特定请求后执行。如图中的两条虚线所示，追踪服务器143通过互联网服务提供商网络或独立的连接到互联网骨干网113。不管追踪服务器143是否提供这种分析支持，其下的语音通信设备都会独立的进行自身分析作为补充以进行验证或作为替代。
发送语音信令的同时，通话过程中还可伴随文本、图像、实时视频、预定义视频和背景音乐的交换。传送这些补充媒体的路径可与传送语音信号的路径相同，但也可不必如此。语音通信设备可使用可用以及可能更好(特别是更合适的)的路径传送这些媒体数据。上述服务质量和成本的分析以及自动进行的和用户参与的路径选择和切换同样可应用于补充媒体的传送路径。换句话说，基于对多条路径的分析，通话沿发送语音路径和接收语音路径建立，，而图像和文本通过下列路径进行交换a)通过多达四条其他路径；b)通过已建立的用于传送语音信号的路径。
语音通信设备105-108可支持通过企业内部网和互联网的分组交换网络电话，也可以支持通过无线(蜂窝)和有线公共交换电话网的电路交换网电话。这些语音通信设备在这里简称双模语音通信设备。这些语音通信设备103-109使用图5-10中描述的至少一个处理电路。
一个实施例中，可对语音通信设备进行配置，使其可在通话前或通话中执行四种基本切换操作。这些操作包括直接从公共交换电话网到互联网的切换、呼叫过程中从公共交换电话网到互联网的切换、直接从互联网到公共交换电话网的切换以及呼叫过程中从互联网到公共交换电话网的切换、双向通信路径的切换。处理电路在进行这四种切换时要用到公共交换电话网接口和分组交换网络接口(以下将结合图5-10进行介绍)，这些接口也应用到语音通信设备105-108上。这四种基本操作是端到端的转换操作，使用端到端互联网通信路径或端到端公共交换电话网通信路径。除上述四种基本操作外，处理电路还可执行混合路径切换操作，并提供补充路径支持，可为由每台话机生成的通话数据提供不同的通话路径，将通话数据按类型(例如，音频或视频等)划分到多条路径上，或者将这些数据合并传输，如上所述。通过单条通信路径进行的每个完整的语音通信/视频/数据段的交换在这里称为一次会话。
在这些呼叫操作中，根据用户或出厂预先设置的服务特征配置，处理器和接口从经过语音通信设备105-108的接口信道、服务提供商和互联网/公共交换电话网骨干网的多条可用路径中确定一条路径。通常，该服务特征配置包括会话的服务质量以及单位时间内通过互联网通信路径的使用成本。基于服务特征配置和实时用户输入，语音通信设备105-108转换至上述多条可用通信路径中的一条，以承载会话。这种转换可发生在通话前，也可发生在通话中。
在互联网语音通信中，编码器-解码器(CODEC，以下将结合图5和图10进行描述)生成语音数据包，这些数据包代表语音通信设备105-108中的语音信号。这些语音数据包可通过通话路径的分组交换部分传送，即在互联网骨干网和接入点124-128之间进行传送。
如图所示，接入点124-128支持有线局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)和有线或无线点到点连接。与这些路径节点有关需要考虑的是无线传输信号强度、误码率、噪音、WALN/LAN负载、WLAN/LAN带宽、发送延迟、服务保证以及连接成本。有线和无线(蜂窝)电路交换接入点，即蜂窝服务提供商网络117和有线PSTN服务提供商133也要考虑这些问题。互联网服务提供商网络120-123也存在这些问题。除了连接成本以外，前述其他受关注的问题在这里简称“服务质量问题”。
经过互联网骨干网113的路径包括多个节点(例如交换机和路由器)，用于提供通过互联网骨干网113的内部路径，这样一来，语音数据包或者可到达被叫语音通信设备(通过互联网服务提供商网络120-122和接入点124-128)，或者到达桥接设备141或137。与通话路径的其他部分类似，互联网骨干网113也会引入服务质量问题。例如，在通话路径的这一段，语音数据包可能丢失、延迟或在重传过程中错误的重建。桥接设备137和141也会引入其他的服务质量问题，蜂窝服务提供商网络117和有线PSTN服务提供商网络133也是如此。通话路径的每个方向都将构建一系列总体服务质量特征，即使有时一个方向就已足够。除此之外，还会对路径成本加和生成总体路径成本。最后，一系列服务特征和成本将促成自动切换或选择，或者需要用户确认。此外，这一系列服务质量特征将相合并以生成一个或几个更易理解的服务质量指示，展现给用户。与此同时，成本信息也将显示出来。基于服务质量指示和成本信息，下层的语音通信设备的用户可发起切换、放弃通话建立尝试、接受或拒绝基础语音通信设备或即将或正在参与通话的远端语音通信设备的切换请求。这些指示和成本信息将通过语音通信设备的屏幕显示出来。
每个语音通信设备103-109以及追踪服务器143会对通话路径进行分析，以确认多条可能路径的服务质量特征(以下简称服务特征)。一些服务特征可通过评估经由通信路径交换的通话建立语音/补充媒体数据信令的特征来确认。在这种建立和数据信令中可添加补充测试信息，也可同时使用单独的测试信令，或使用单独的测试信令替代补充测试信息，以支持分析过程。例如，可在收到通话建立请求之前，作为通话建立的一部分，通过通信路径发送测试包，如回应请求包，这一发送过程也可在通话过程中进行。建立和数据信令可经过定制后支持测试，也可不经任何改变而使用。可为整条路径或其中的任意部分预先定义服务特征。
更具体地说，例如，为收集服务特征如路径传输延迟，可通过当前路径或其他可用但当前并未使用的路径发送回应请求包，该回应请求包可在通话建立过程中发送，也可在通话会话过程中定期发送，例如每隔几分钟发送一次。除基于时间定期发送外，回应请求包或其他测试包还可在CODEC检测到坏数据包时发送，或者在发送完每200个语音包后立即发送。此外，还可基于或响应通过用户接口的用户输入对通话和补充媒体路径进行分析(以下将结合图6进行描述)。
语音通信设备103-109和追踪服务器143根据对服务特征和积累的路径成本的评估和比较，选择或协助选择呼叫和补充媒体路径。互联网通信路径的分析可使用下列方式执行(a)向被叫语音通信设备113、117、119或121(编解码器到编解码器之间)发送特殊的互联网协议控制消息包，接收响应并分析；(b)利用回应请求包和对应的网络测试功能分析互联网通信路径；(c)使用其他可用和/或将来会出现的网络测试功能；(d)向其他设备请求服务特征。从其他设备请求服务特征包括1)追踪服务器143从执行至少一部分路径分析的下层语音通信设备处接收服务特征，以为其发出查询的语音通信设备提供服务；2)第一语音通信设备可从执行至少一部分路径分析的第二通信设备处接收服务特征；3)路径中的任意节点向该路径中的任意其他节点发送服务特征，该服务特征可以是关于发送节点的，也可以是关于下面的路径的任意部分的，该发送节点或者自身进行分析，并预先设置为发送服务特征，或者从执行这种分析的另一方所接收。今天所使用的所有测试工具都是通过在网络中发送特殊的回应请求包来工作的，这种基本的功能也可应用在语音通信设备中进行服务特征分析。
另外，除从主叫到被叫的测试信号之外，服务信息请求可通过该路径传送到所有节点或者其中某一选中节点。作为对服务信息请求的响应，该节点将返回预存储的服务信息，或者提示不存在服务信息。类似地，若服务分析请求发往路径中所有节点或某一选中的节点，有此功能的节点将进行分析并将结果报告给发出请求的节点，例如管理整个分析的语音通信设备。服务分析请求还可包含一个请求，用于定期测试一次通话会话的持续时间或更长。无论服务分析请求还是服务信息请求都可认定，各种类型的服务特征的所有部分或任何部分都是响应所期望有的。
在一些实施例中，对服务特征的分析还可能涉及以下的编解码器。例如，从一个编解码器发往被叫通信设备103-109其中之一的编解码器的特定互联网协议控制消息包使得编解码器(图5所示)的处理电路可确定多种服务特征。例如，该处理电路可测定坏数据包(重新生成出错的消息包)沿互联网通信路径所产生的延迟及其是否达到。在半双工系统中，延迟和坏数据包可通过对发送路径(从主叫语音通信设备到被叫语音通信设备)和返回路径(从被叫语音通信设备到主叫语音通信设备)进行追踪来分析。具体而言，可使每个编解码器至少支持部分网络分析功能，例如发送回应请求包并分析响应，来帮助确定上述的沿互联网通信路径产生的通信延迟。这还可以使得处理电路能够确定互联网骨干网113中导致延迟或坏数据包的节点。互联网骨干网113中的某些节点还可支持优先处理语音包。
有关网络分析功能具体如何工作还将结合图4和图11进行描述。此外，对服务器分析互联网通信路径的讨论还将结合图2和图3进行描述。此外，如上所述，处理电路还可执行每条路径的成本分析，这是通过向路径中的一个或全部节点发送连接成本请求来实现的。该处理电路将所有这种连接成本加和，生成总路径成本，以此同其他路径进行比较。
除了在通话前或通话中对多条通信路径进行分析，处理电路还可使用其自身方法向用户提供服务质量(QOS)保证。这包括减小语音数据包的大小；若图像发送频繁，则降低图像的分辨率；使用多个互联网协议(IP)地址发送语音数据包；使用多条路径；切换从骨干网到接入点之间的路径、选择互联网骨干网，以此提供QOS保证。
语音通信设备103-109通常可提供面积很大的图形显示，用于展示服务特征、当前成本、潜在通话和补充媒体路径的详细图形化显示。在许多语音通信设备103-109中，具体界面的图形化显示包括通话路径中每个节点的统计延迟信息(例如120ms，+/-120％等)、连接成本信息($0.025/分钟)，以及整条路径的总体信息。在简化界面中，将显示每条可用路径的总体信息，以进行对比和选择，并可按照成本或延迟排序。许多类型的服务特征都可包含其中。通信路径的总体QOS可与成本一同显示，这项内容也是可选的。为使非技术用户能够看懂技术性很强的服务特征，处理电路还可计算出总体QOS等级，例如通过范围在0至100之间的数字来表示，与此同时，还可一同显示成本信息，使得用户可快速决定选择哪条路径以及是否接受切换。此外，在整个通话会话过程中，还将向用户显示发送语音路径的第一QOS等级和接收语音路径的第二QOS等级。因此，同时参与到此次通话中的用户均可监控当前路径的状况。在切换到具体界面后，用户还可确认整条路径中导致出现问题的一个或多个节点。或者，用户仅将画面切换至显示用于切换的其他路径选项的界面。这个总体QOS等级还可由下面的语音通信设备用于自动选择备用路径或路径的一部分并执行切换。同样的，还可单独为补充媒体建立QOS等级，并且a)根据用户的需要显示出来；b)由下面的语音通信设备用于选择切换路径。在这里，切换的含义包括整条路径的切换，也包括部分路径的切换。
当用户正在使用特定通信路径进行通信时，则将显示与此条通信路径有关的服务特征。当用户按下评估键(以下将结合图6进行介绍)请求有关可选通信路径的详细信息时，图形化显示器将展示该可选通信路径的服务特征。在半双工通信中，图形化显示器可同时提供发送和返回通信路径的服务特征。在一个实施例中，图形化显示器可展示包含处于不同地理位置的各个节点的详细路径图，并显示出每个节点的延迟、丢包率、QOS等级、节点地址和位置等信息。通信路径(或连接)的使用成本也显示出来。在另一实施例中，图形化显示器可通过表格形式展示这些详细信息，并可在不同通信路径之间作出比较。QOS等级和成本还可由追踪服务器143或路径中的其他节点进行管理。
语音通信设备103-109中的一部分在评估通信路径以及从一条通信路径到另一条通信路径的切换过程中可向用户提供三个或更多操作选项。它们分别为手动、半自动和自动评估及转换选项。在手动评估和转换选项中，用户与用户输入接口及语音通信设备的显示器之间进行交互，从多条通信路径中选择第一通信路径并进行评估。作为响应，语音通信设备使用上述多种方法中至少一种对通信路径进行评估，并通过具体或简化模式显示结果(服务特征和成本)。如果用户对显示的结果表示满意，该用户就会使用分析的路径发起一次会话。类似地，该用户可同时选择并评估两条甚至所有可用路径，并传送对这些路径的评估结果，用于比较和选择。在半自动评估和转换选项中，用户可评估两条或更多条可用路径，但语音通信设备只显示那些满足预先设定的服务质量和成本要求的路径的服务特征和成本。在自动评估和转换选项中，用户仅需选择被叫语音通信设备，并按下呼叫键。作为响应，用户的语音通信设备会评估可用的路径，并通过最满足预先设定的服务特征要求的发送和接收路径发起会话。
服务特征配置自身(如上所述)可包括(a)“评估及转换”选项，语音通信设备或用户可使用此选项根据用户设置的标准作出转换决定；(b)“默认模式一互联网或公共交换电话网”选项，用户可使用此选项在互联网和公共交换电话网之间设定一默认通信路径；(c)“质量阀值”选项，用户可使用此选项设定范围在0到9之间的质量阀值，0代表最低的质量阀值，9代表最高的质量阀值；(d)“连接成本度量”，用户可使用此选项输入0到9之间的一个数字来设定成本优选值，0代表最低成本度量，9代表最高成本度量；(e)“自动切换前发出提示”选项。
确定互联网通信路径的过程可以根据评估和转换选项的设置手动进行、半自动进行或完全自动进行。处理电路基于无线接口信号强度和/或互联网通信路径提供的语音质量来评估互联网通信信道的服务特征。如果使用互联网作为默认模式，该处理电路使用通过互联网接口、服务提供商和互联网骨干网135建立的可用互联网通信路径之一发起会话。此外，该处理电路还会评估连接使用成本。
图2是本发明可保持通信质量的语音通信设备的一个实施例的结构示意图205，其中，由分组交换网络服务提供商执行通信路径评估，以及在通信路径之间转换。如图所示的架构包括另一实施例，其中的分组交换网络C235为语音通信设备221和219提供路径分析、选择和切换支持。如图所示的分组交换和公共交换电话网服务提供商的网络还有分组交换网络A 215和B 213、公共交换电话网服务提供商网络1209和2 207以及蜂窝网络211。互联网语音通信设备227和229、231分别通信连接到分组交换网络B 213和A 215。类似地，公共交换电话网语音通信设备233通信连接到公共交换电话网服务提供商网络209。分组交换网络B 213和公共交换电话网服务提供商网络2 207为语音通信设备217提供服务。分组交换网络A 215和蜂窝网络211为同时支持互联网和公共交换电话网电话的蜂窝电话223提供服务。互联网骨干网237包括多个互联网节点或路由器(以下将结合图4和图11进行描述)，使得语音通信设备217、219、221和223与互联网电话227、229和231之间可进行互联网语音通信。追踪服务器225可对互联网通信设备进行位置追踪。
语音通信设备217或223通过有线局域网(LAN)或无线局域网(WLAN)连接到分组交换网络A 215或B 213。语音通信设备217还通过线缆或以无线方式同时连接到公共交换电话网服务提供商网络2 207。蜂窝电话223还通过无线方式连接到蜂窝网络211。
双模语音通信设备221和219单独连接到分组交换网络C 235。双模语音通信设备221或219允许用户评估通信路径，并在公共交换电话网和互联网通信路径之间进行切换。在这里，分组交换网络C 235为双模语音通信设备221或219提供评估及转换支持。安装在双模语音通信设备221和219上的处理电路基于用户的输入向分组交换网络C 235发送适当的控制信号，用于进行通信路径评估和进行转换/切换。双模语音通信设备221和219可在发起通话前向分组交换网络C 235发送服务特征配置。这使得服务提供商可对通信路径进行评估，并根据配置设置进行转换。
图3是本发明可保持通信质量的语音通信设备的一个实施例的示意图305，其中，由公共交换电话网服务提供商执行通信路径评估，以及在通信路径之间转换。如图所示的架构包括另一实施例，其中公共交换电话网服务提供商3 335向双模语音通信设备321和319提供路径分析、选择和切换支持。如图所示的分组交换和公共交换电话网服务提供商的网络还有分组交换网络A315和B 313、公共交换电话网服务提供商网络1 309和2 307以及蜂窝网络311。互联网电话329、331和327分别通信连接到分组交换网络A 315和B 313。类似地，电话333通信连接到公共交换电话网服务提供商网络1 309。分组交换网络B 313和公共交换电话网服务提供商网络2 307为双模语音通信设备317提供服务。分组交换网络A 315和蜂窝网络311为同时支持互联网和公共交换电话网电话的蜂窝电话323提供服务。包括多个互联网节点或路由器(以下将结合图4和图11进行描述)的互联网骨干网337允许双模语音通信设备317、319、321和323与互联网电话327、329和331之间进行互联网语音通信。追踪服务器325可对互联网通信设备进行位置追踪。
双模语音通信设备317或323通过有线局域网(LAN)或无线局域网(WLAN)通信连接到分组交换网络A 315或B 313。双模语音通信设备317同时通过线缆或以无线方式连接到公共交换电话网服务提供商网络2 307。蜂窝电话323还通过无线方式连接到蜂窝网络311。
本实施例中的双模语音通信设备321和319均单独地通信连接到公共交换电话网服务提供商网络3 335。双模语音通信设备321或319允许用户评估通信路径，并在公共交换电话网和互联网通信路径之间进行切换。在这里，公共交换电话网服务提供商网络3 335向双模语音通信设备321或319提供评估和转换支持。安装在双模语音通信设备321和319上的处理电路基于用户的输入向公共交换电话网服务提供商网络3 335发送适当的控制信号，进行评估和转换操作。双模语音通信设备321和319可在发起通话之前向公共交换电话网服务提供商网络3 335发送服务特征配置(已在图1中进行了描述)。这使得服务提供商可评估通信路径，并根据配置设置进行转换。
图4是本发明可保持通信质量的语音通信设备的一个实施例的示意图405，其中展示了典型的互联网骨干网的详细结构。如图所示的详细互联网骨干网结构展示了通过路由器搭建的多条通信路径。这些互联网通信路径中的两条路径经过节点(路由器或交换机)407、409、411和413，以及节点415、417和419。图中还展示了语音通信设备433、互联网电话429、435和423、分组交换网络A 425和B 427以及追踪服务器431。
除了用于确定服务特征的其他分析技术，这里所描述的语音通信设备及其他网络节点所使用的网络分析功能包括回应请求包分析功能。例如，语音通信设备433可使用回应请求包来确定由节点407、409、411和413组成的互联网通信路径的服务特征。具体来说，语音通信设备433发送名为互联网控制消息协议(ICMP)回应请求的特殊数据包(或者单独发送，或者与语音数据包一同发送)，并接收来自沿到语音通信设备433的互联网通信路径上的节点407、409、411和413中的每个节点的回应应答。ICMP应答请求包由包头(即以太网包头、IP包头和ICMP包头)和包括用户数据的数据包载荷组成。节点407、409、411和413将原始的ICMP回应请求包放入回应应答包的数据字段中。
回应应答包括有关节点407、409、411和413的IP地址的信息、序列号(指出节点在序列中的编号，从0开始)、生存时间(TTL)字段以及延迟信息。不连续的序列号码说明存在丢包现象。所述延迟信息以毫秒为单位，包括该数据包返回所需的时间。图示的互联网骨干网还包括节点413，该节点可能是例如导致丢包和未知原因的时间延迟的原因。
使用回应请求包和对应的网络测试功能，语音通信设备433可接收时间延迟以外的与互联网通信路径有关的更多信息，如有关网络数据包由于网络拥塞而被丢弃的信息，有关非对称路径(半双工)的信息，路径中潜在的故障点，可用的带宽以及每个跳跃的路径的大小。当经过编程随时间不断对互联网通信路径进行分析时，语音通信设备433重复使用这种及其他类型的网络分析操作，对收集的结果进行统计分析。使用特定通信路径的成本可由服务提供商来确定，并且如果是这样的话，在需要时可由语音通信设备对成本情况进行收集。
图5是依照本发明图1、2和/或3的实施例构建的语音通信设备的结构示意图。如图所示的语音通信设备507可同时支持互联网和公共交换电话网电话，并且可至少部分的对应于这里描述的任一语音通信设备。其他实施例中，本发明的语音通信设备的部件数量可能多于或少于图中所示的设备，其功能也可能少于或多于图中所示的设备。换句话说，如图所示的双模语音通信设备仅仅提供了本发明所介绍设备的一部分可能功能和结构的一个示例。
语音通信设备507通常包括主处理电路509、存储器511、显示器513、可选无线耳机接口515、键盘接口517、编解码器527、手持机529和通信接口519。这些部件通过系统总线、专用通信路径或其他直接或间接通信路径中的一个或多个相互通信连接。在不同实施例中，主处理电路509可以是微处理器、数字信号处理器、状态机、专用集成电路、现场可编程门阵列或其他处理电路。存储器511可以是随机访问存储器、只读存储器、闪存、磁盘驱动器、光驱或可用于存储计算机指令和数据的其他类型存储器。显示器513可以是传统LCD显示器、LED显示器、触摸显示器或其他显示器。无线耳机接口515可以是WPAN接口如蓝牙接口、适用的无线耳机接口或其他无线接口。手持机529使得用户可以与桥接的电话的部件进行交互操作，手持机529包括话筒和麦克风。键盘接口517使得用户可使用键盘敲击输入的方式与桥接的电话通信。手持机529可相对于双模语音通信设备的其他部件而移动。在其他实施例中，该手持机可使用麦克风和话筒来替代。当语音通信设备为无线电话时便是这种情况。编解码器527是编码器-解码器对，用于将信号在数字和模拟之间转换。
通信接口519包括公共(电路)交换电话网接口521、处理电路523和分组交换网络接口525。公共交换电话网接口521同时支持到公共交换电话网的有线和无线连接，即支持到蜂窝和有线PSTN网络的连接。分组交换网络接口525以有线或者无线方式通信连接到分组交换网络，如前述图1、2和3中描述的企业内部网或互联网。通常，语音通信设备507的相关部件会确定多条语音通信路径的服务特征，以便进行选择和切换。由于在从单个通信接口发起后立即分流到多条路径，或者在路径中的其它点进行分流，单个通信接口可发起多条通信路径。例如，通过使用会聚于路径中某个公共节点或者被叫语音通信设备本身的通信路径，通信接口525可提供到两个或更多接入点的无线通信。通信接口525还可通过有线方式访问同样会聚的另一接入点。PSTN接口521和其它网络接口(未示出)可提供独立的或共享公共部分或节点的其它路径。通过对这些路径进行分析以收集或生成服务特征，并计算总的连接成本，处理电路523可选择其中的一条路径建立通话。此后，在会话过程中，处理电路523会监视当前以及潜在路径的服务特征，以进行自动、半自动(显示提示信息/得到用户授权)或手动发起切换过程。这种切换操作使随后的通话在如下路径上进行，例如a)完全不同的端到端双向路径；b)路径中调整后的半双工部分，其中的一个或多个节点将由另外的一个或其它节点所替代。处理电路523可与追踪服务器、被叫语音通信设备或路径中的任一节点合作完成分析和成本计算工作。而且，切换操作可独立执行，也可以与下列设备或用户协作完成a)被叫语音通信设备；b)被叫用户；c)语音通信设备507的用户。处理电路525提供的这些功能可全部或部分转移给主处理电路509。
处理电路，即主处理电路509和处理电路523二者或其中之一，对服务特征分析、转换和切换操作进行控制，以完成桥接操作。在执行这些操作的过程中，语音通信设备507的处理电路509和/523确定通话是否应该建立或切换到公共交换电话网-公共交换电话网路径、互联网-互联网路径或混合通信路径。处理电路509和/或523随后通过用户与键盘接口的交互操作，或自动基于通信路径质量和/或成本考虑，获取用于此次通话的电话切换控制信号。基于这些电话切换控制信号或预先编写的自动切换指令，处理电路509和/或523可将此次通话在公共交换电话网接口521和分组交换网络接口525之间进行切换。
处理电路523和/或509通过分析互联网通信路径，并从服务提供商获取每秒钟的使用成本，来确定互联网通信路径的服务特征。对互联网通信路径的分析可通过发送互联网控制消息协议回应请求包给被叫语音通信设备、接收回应应答以及对该回应应答进行分析来实现。或者，还可使用traceroute/tracert跟踪路由功能来分析互联网通信路径。如果对其进行过相应编程，处理电路523和/或509还可请求服务提供商的服务器分析互联网通信路径。PSTN路径的服务特征可由处理电路523和/或509生成，也可从本地存储器或任意网络节点获取。还将对这些服务特征进行计算，以与互联网服务特征进行比较，例如，通过生成这种PSTN路径或路径一部分的QOS因子，来与互联网路径或路径一部分的QOS因子进行比较。与此同时，无论是PSTN还是互联网整条或者部分路径的成本信息也将被计算出来。
如ICMP回应请求包之类的测试包可在处理电路523建立通话前发送，也可在通话过程中独立于语音数据包和/或与语音数据包一同发送。此外，在完成首次传送并确定通信路径之后，还继续定期发送回应请求包，例如，每发送100个语音数据包就发送一个回应请求包。或者，回应请求包也可仅在编解码器517检测到坏语音数据包时发送。此外，还可基于通过用户接口的用户输入对互联网通信路径进行分析。编解码器527可包括有如图所示的独立电路，也可至少从功能上整体的或部分的与处理电路509和/或523集成在一起(将结合图10进行描述)。
图6是本发明同时支持互联网和公共交换电话网电话并可保持通信质量的语音通信设备的简化的键盘接口和显示器的示意图605。按键611、613、615、617、619、621、623、625、627和631连同数字/字幕切换键635，可提供用于输入电话号码和IP地址的数字和字母。在按下按键635后，屏幕上将显示字母或数字，并且在字母模式下，连续按下按键613、615、617、619、621、623、625、627将显示对应的字母。
当用于公共交换电话网呼叫时，音频键629用于在脉冲模式和音频模式之间进行切换。当用于公共交换电话网或互联网呼叫时，重拨键633用于实现重拨功能。在按下电话簿键639后，屏幕上将显示存储器中的内容，即用户编写的各个联系人的姓名、IP地址和电话号码。在编写用户名以及对应的IP地址和电话号码时，用户需要按住电话簿键639 5秒钟以上，随后才能输入对应的信息。用户可使用音量/滚动键649和651来调整话筒和手持机的音量。此外，在按下电话簿键639后使用音量/滚动键649和651，可使用户滚动浏览存储器中的内容。用户可使用呼叫/结束键637通过选中的通信路径发起与远端终端(其电话号码或IP地址将显示在显示器607上)的通话。类似地，如果在通话过程中按下键637，则此次通话将结束。此外，如果在按下评估键643后再按下呼叫/结束键637，则语音通信设备将转换至显示器607(以下将结合附图7、8和9进行描述)上显示的通信路径。
互联网/PSTN键645可设定默认电话模式(互联网语音通话模式或PSTN语音通话模式)，并允许用户拨打互联网到互联网电话、公共交换电话网到公共交换电话网电话，以及混合路径电话。将互联网/PSTN键645与电话簿结合使用，可以使用户在对电话簿滚动浏览的过程中选择IP地址或电话号码。一旦用户选择了电话簿中的一个名字，再按下互联网/PSTN键645，用户便可选择其IP地址或者电话号码中任意一个。随后摘机并按下呼叫/结束键637后，处理电路使用选中的IP地址或电话号码通过互联网或者公共交换电话网通信路径连接远端终端。
显示器607可方便用户拨打电话，并且在发生公共交换电话网到互联网切换时显示如下信息(a)显示被叫电话号码和获取的IP地址；(b)显示所使用的互联网或者公共交换电话网通信路径；(c)以图形和数值方式指出当前使用的通信路径的质量；(d)在当前使用的通信路径的质量低于质量阀值时给出提示。类似地，在发生互联网到公共交换电话网切换时，将显示下列信息(a)被叫IP地址和获取的电话号码；(b)所使用的互联网或者公共交换电话网通信路径；(c)以图形和数值方式指出当前使用的通信路径的质量；(d)在当前使用的通信路径的质量低于质量阀值时给出提示。此外，在评估通信路径服务特征的过程中，无论是在通话过程中或者在通话前，一个节点接一个节点的显示出通信路径的服务特征的图形分析。
当按下评估键643后，将通过图形化的方式在显示器607上显示通信路径的服务特征。当反复按下键643，显示器607将通过图形化的方式显示对其他通信路径的分析，直到显示完所有确认的通信路径。随后，将重新显示对第一通信路径的分析。当按下评估键643超过5秒钟，用户就可对语音通信设备显示服务质量的显示模式进行设置，将其设置为图形显示格式、表格格式或者对比格式。在对比格式下，图形化显示器607将按项逐一对比显示多条通信路径的服务特征。按下评估键643超过5秒钟后出现的其他选项还包括服务特征配置，其中包含“评估和转换”选项。在对该选项进行设置后，便可允许语音通信设备或其用户基于用户设定的方式如上述手动、半自动或自动方式作出转换决定。
切换键647可使用户在互联网和公共交换电话网通信路径之间进行切换，该切换可直接进行，也可在通过过程中进行。此外，在提供支持的网络可以进行桥接操作时，可实现互联网到公共交换电话网以及公共交换电话网到互联网的通话。例如，用户可选择远端终端的电话号码(或用户手动输入电话号码)，该电话号码将通过显示器607显示出来。在此之后，用户摘机并按下切换键647。这便使处理电路可使用公共交换电话网通信路径建立呼叫，并立即将此次通话从公共交换电话网通信路径切换至互联网通信路径(如图1所述)。类似地，如果在通过过程中按下切换键647，则通话过程中的切换将在出现静区时发生。
此外，在按下切换键647超过5秒钟时，将允许用户将首选项设置为自动切换/转换模式。具体而言，当按下切换键647超过5秒钟时，显示器607将显示多个选项，并可通过音量/滚动键649和651进行选择。这些选项是(a)“启动自动切换”选项，该选项使得语音通信设备可基于用户设置的标准自动作出切换决定；(b)“启动自动转换”选项，该选项使得语音通信设备自动转换至满足预先设置的服务特征配置的通信路径；(c)“默认模式互联网或公共交换电话网”选项，这使得用户可在互联网和公共交换电话网中选择一个默认通信路径；(d)“质量阀值设定”选项，使得用户可以设定一个范围在0-9之间的数值，0代表最低质量阀值，9代表最高质量阀值；(e)“链接成本度量”选项，使得用户可通过输入一个范围在0-9之间的成本优选值，0代表最低成本级，9代表最高成本级；(f)“自动切换前提示”选项。然而，一旦启动了自动切换，切换键641在呼叫中就失去了作用，用户将不能再手动的在互联网通信路径和公共交换电话网通信路径之间进行切换。另一实施例中的扩展键盘接口(未示出)可为每个数字和字母提供单独的按键。
图7是本发明可保持通信质量的语音通信设备在评估可用互联网通信路径和手动转换至可用互联网通信路径过程中所执行的方法的流程图705。图中展示了在将语音通信设备服务特征配置设置为手动转换时，手动模式下转换至选定的通信路径的过程。手动转换方法的过程开始于步骤707，此时用户键入远端终端的IP地址，并按下评估键。如果用户在通话过程中按下评估键，如图705所示的方法还可发生在与远端终端通话的过程中。
随后，在下一步骤709，语音通信设备从多条可用互联网通信路径中确定一条互联网通信路径。该互联网通信路径的确定过程本身可不必基于任何预先设定的标准，仅简单的确定为第一条可用的互联网通信路径即可。但是，如果是在通话过程中，确定的互联网通信路径则需是当前没有用于通信的另一条路径。随后，在下一步骤711，语音通信设备评估步骤709中确定的互联网通信路径的服务特征。在下一步骤713，将以图形化的方式显示确定的互联网通信路径的服务特征和简要分析。
随后，在下一决策步骤715，语音通信设备确定呼叫键是否通过用户接口被按下。若是，则将使用步骤723中显示的通信路径建立互联网通话。但是，若本方法705是在通话过程中执行的，则步骤715中按下呼叫键会将此次通话转换至步骤723中确定的路径。
随后，在下一步骤717，语音通信设备确定评估键是否被按下。若是，则在下一步骤719，则语音通信设备确定并评估另一条互联网通信路径的服务特征。随后，在下一步骤721，将以图形化的方式显示步骤719中确定的互联网通信路径的服务特征和简要分析。
这一包括确定另一条互联网通信路径、显示确定的互联网通信路径的服务特征以及等待呼叫键和/或评估键被按下的过程将循环进行。当呼叫键被按下时，该循环被打破，在步骤723中，语音通信设备可使用确定的互联网通信路径建立互联网通话。该方法结束于下一步骤725。
图8是本发明可保持通信质量的语音通信设备在评估可用互联网通信路径和半自动的切换至满足预先设置的服务特征配置设置的可用互联网通信路径过程中所执行的方法的流程图805。图中展示了在将语音通信设备服务特征配置设置为半自动转换时，手动模式下转换至选定的通信路径的过程。手动转换方法的过程开始于步骤807，此时用户键入远端终端的IP地址，并按下评估键。如图805所示的半自动转换方法可发生在通话前或通话过程中，这取决于用户何时按下评估键。
随后，在下一步骤809，语音通信设备从多条可用互联网通信路径中确定一条互联网通信路径。第一条互联网通信路径确定过程本身可不必基于任何预先设定的标准。如果是在通话过程中按下评估键，则确定的互联网通信路径是不同于当前在通信中正在使用的路径的另一条路径。在下一步骤811，语音通信设备将对步骤809中确定的互联网通信路径的服务特征进行评估。在下一步骤813，将以图形化方式显示确定的互联网通信路径的服务特征和简要分析。
该半自动转换方法可循环进行，允许用户从多条可用互联网通信路径中选择一条满足预先设置的服务特征配置的通信路径。该循环过程开始于下一决策步骤815，此时，语音通信设备等待呼叫键被按下。如果在显示了第一条互联网通信路径的服务特征之后呼叫键被按下，则与远端终端进行的互联网语音通话将通过步骤813中展示在显示器上的第一条互联网语音通信路径来建立。该呼叫键可以在通话前或通话过程中按下。
如果在决策步骤815中没有按下呼叫键，则在下一步骤817，语音通信设备将验证第一条互联网语音通信路径是否满足预先设置的服务特征配置。若是，则该语音通信设备通过步骤813中展示在显示器上的第一条互联网语音通信路径来与远端终端建立互联网通话。若否，则在下一步骤819，语音通信设备将评估另一条互联网语音通信路径的服务特征。随后，在下一步骤821，将以图形化方式显示步骤819中确定的互联网通信路径的服务特征和简要分析。
这一包括确定另一条互联网通信路径、显示确定的互联网通信路径的服务特征、等待呼叫键被按下以及确定的互联网通信路径是否满足预先设置的配置标准的过程将循环进行，直到对所有可用路径都进行了评估。当呼叫键被按下，或者在确定到一条满足预先设置的服务特征的互联网通信路径时，该循环将被打破。这样的话，语音通信设备和/或其用户可选择一条满足预先设置的服务特征配置的互联网通信路径，并在步骤823中使用该互联网通信路径建立互联网通话。该方法结束于下一步骤825。
图9是本发明可保持通信质量的语音通信设备在评估可用互联网通信路径和自动转换至更佳互联网通信路径过程中所执行的方法的流程图905。图中展示了在将语音通信设备服务特征配置设置为自动转换时，自动模式下转换至选定的通信路径的过程。尽管在该方法中确定互联网通信路径的过程是完全自动进行，但还是允许用户在任一时间通过按下呼叫键来对确定过程进行干预。该方法开始于步骤907，此时用户键入远端终端的IP地址，并按下评估键。图905中描述的自动转换方法可发生在通话前或通话过程中，这取决于用户何时按下评估键。
随后，在下一步骤909，语音通信设备从多条可用互联网通信路径中确定一条互联网通信路径。第一条互联网通信路径确定过程本身可不必基于任何预先设定的标准。如果在通话过程中按下评估键，则确定的互联网通信路径是不同于当前通信中正在使用的路径的另一条路径。随后，在下一步骤911，语音通信设备对步骤909中确定的互联网通信路径的服务特征进行评估。在下一步骤913，将以图形化方式显示确定的互联网通信路径的服务特征和简要分析。
在下一步骤915，语音通信设备确定是否通过用户接口按下呼叫键。若是，则该语音通信设备通过步骤913中展示在显示器上的第一条互联网语音通信路径来与远端终端建立互联网通话。可在通话前或通话过程中按下呼叫键。若在决策步骤915呼叫键没有被按下，则在下一步骤917，语音通信设备将评估另一条互联网语音通信路径的服务特征。随后，在下一步骤919，将以图形化方式显示步骤917中确定的互联网通信路径的服务特征和简要分析。在下一步骤921，语音通信设备将当前互联网通信路径的服务特征与前一条具有最高服务质量的互联网通信路径的服务特征进行比较，并在比较过程中使用算法来确定互联网通信路径的成本。
在下一决策步骤923，语音通信设备将确定是否存在更多可用的互联网通信路径。若是，则从步骤915、917、919到921循环进行。因此，该自动转换方法循环执行，自动确定另一条互联网通信路径、评估该通信路径的服务特征、将当前互联网通信路径的服务特征与前面评估过的最佳互联网通信路径进行比较，直到评估完所有可用的互联网路径。随后，该语音通信设备基于成本考虑从可用的互联网通信路径中选择一条具有最高服务质量的互联网通信路径，并使用该互联网通信路径建立通信。用户可在任一时间通过按下呼叫键来中断这一过程。若在决策步骤923中没有其他可用的互联网通信路径，或在所有可用通信路径用完之前没有在决策步骤915中按下呼叫键，则在下一步骤925，将使用步骤921中确定的互联网通信路径建立互联网语音通话。
图10是依照本发明图1、2和/或3实施例构建的语音通信设备的结构示意图1005，在该语音通信设备中，编码器-解码器(CODEC)是处理电路的一部分。如图所示的语音通信设备1007的功能模块展示了图5中所示设备的又一实施例。该语音通信设备1007包括编解码器1031和1033，分别作为一部分集成到处理电路1023和1009中。在一些语音通信设备的简化版本中，主处理电路1009也可与处理电路1023合并。不同于图5中展示的单独一组分组交换网络和公共交换电话接口，如图所示的实施例包括多个分组交换网络和公共交换电话接口。该语音通信设备1007同时支持互联网和公共交换电话网电话，并且至少部分的对应于本文描述的任一语音通信设备。其他实施例中，本发明的语音通信设备的部件数量可能多于或少于图中所示的设备，其功能也可能少于或多于图中所示的设备。换句话说，如图所示的双模语音通信设备仅仅提供了本发明所介绍设备的一部分可能功能和结构的一个示例。
语音通信设备1007通常包括主处理电路1009、存储器1011、显示器1013、可选无线耳机接口1015、键盘接口1017、手持机1029以及多个通信接口1019。这些部件通过系统总线、专用通信路径或其他直接或间接通信路径中的一个或多个彼此相互通信连接。在不同实施例中，主处理电路1009可以是微处理器、数字信号处理器、状态机、专用集成电路、现场可编程门阵列或其他处理电路。存储器1011可以是随机访问存储器、只读存储器、闪存、磁盘驱动器、光驱或可用于存储计算机指令和数据的其他类型存储器。显示器1013可以是传统LCD显示器、LED显示器、触摸显示器或其他显示器。无线耳机接口1015可以是WPAN接口如蓝牙接口、适用的无线耳机接口或其他无线接口。手持机1029使得用户可以对桥接电话的部件进行交互操作，该手持机包括话筒和麦克风。键盘接口1017使得用户可使用键盘敲击输入的方式与桥接电话通信。手持机1029可相对于该语音通信设备的其他部件而移动。在其他实施例中，该手持机可使用麦克风和话筒来替代。该语音通信设备是无线电话时便是这样的一种情形。
通信接口1019包括公共(电路)交换电话网络接口1021、处理电路1023和分组交换网络接口1025。公共交换电话网接口1021同时支持到公共交换电话网的有线和无线连接(也就是支持到蜂窝网络的连接)，以及到PSTN网络的有线连接，并与多个公共交换电话网服务提供商相关联。分组交换网络接口1025以有线或者无线方式连接到分组交换网络，如前述图1、2和3中描述的企业内部网或互联网，并可由多个互联网/企业内部网服务提供商支持。通常，语音通信设备1007的各个部件一起工作以确定多条语音通信路径的服务特征，以便进行选择和切换。由于在从单个通信接口发起后立即分流到多条路径，或者在路径中的其它点进行分流，单个通信接口可发起多条通信路径。例如，通过使用会聚于路径中某个公共节点或者被叫语音通信设备本身的通信路径，通信接口1025中的一个接口可提供到两个或更多接入点的无线通信。通信接口1025还可通过有线方式连接到进行了类似会聚操作的另一接入点。PSTN接口1021可提供独立的或共享公共节点的其它路径。或者，多个通信接口1019中的每一个都可通过多个服务提供商提供多条通信路径，同时，语音通信设备1007的各部件可相互协作来确定汇聚在一起的多种通信路径的服务特征，以进行选择和转换/切换。
参考图5，通过对所有这些路径进行分析以收集或生成服务特征，并将总体连接成本加和，处理电路1023可选择一条路径来建立通话。此后，在会话过程中，处理电路1023可对当前及潜在路径的服务特征进行监控，以自动、半自动(显示提示信息/得到用户授权)，或手动发起切换过程。处理电路1023和/或1009通过对互联网通信路径进行分析并从服务提供商获取每秒钟的连接使用成本来确定互联网通信路径的服务特征。互联网通信路径的分析可通过发送互联网控制消息协议回应请求包、接收回应应答以及对该回应应答进行分析来执行。如果对其进行编程，处理电路523和/或509还可请求服务提供商的服务器分析互联网通信路径。PSTN路径的服务特征可由处理电路1023和/或1009生成，也可从本地存储器或任意网络节点获取。还可对这种服务特征进行计算，以与互联网服务特征进行比较，例如，通过生成这种PSTN路径或路径一部分的QOS因子，来与互联网路径或路径一部分的QOS因子进行比较。与此同时，无论是PSTN还是互联网整条或者部分路径的成本信息也将被计算出来。
如ICMP回应请求包之类的测试包可在处理电路1023建立通话前发送，也可在通话过程中独立于语音数据包或者与语音数据包一同发送。此外，在完成首次传送并确定通信路径之后，回应请求包也可继续定期发送，例如，每发送100个语音数据包就发送一次回应请求包。此外，还可通过用户接口基于用户的输入对互联网通信路径进行分析。或者，回应请求包也可仅在集成于处理电路1023和/或1009中的编解码器1031和/或103检测到坏(dead)语音数据包时发送。
图11是本发明典型通信路径的结构示意图，可保持通信质量的语音通信设备在通过由互联网和PSTN骨干网组成的混合通信路径进行通信过程中所产生的语音包通过该通信路径来回传送。图1105详细展示了互联网骨干网1125和PSTN骨干网1135的结构。互联网骨干网1125可包括节点(路由器和交换机)如路由器1115、1117、1119、1121、1123、1127、1129和1131。此外，图中还展示了PSTN骨干网1135，其中仅展示了两个交换载体(interexchange carrier，简称IXC)A 1141、B 1143。这些IXC载体通过卫星、光纤、有线电缆或地面微波网络通信连接至各种交换站。图中还展示了两个语音通信设备1107(图1中的103)和1109(图1中的107)，他们可在用户通信或分析服务特征的过程中交换语音/数据信息。语音通信设备1107和1109之间的语音/数据通信可通过接入点(AP)1111、互联网服务提供上网络(ISPN)113、互联网骨干网1125、桥接设备1133、PSTN骨干网1135、桥接设备139和蜂窝服务提供上(SP)网络1139来进行。
在两个语音通信设备1107和1109之间交换语音/数据信息的过程中，许多原因可导致信息交换质量的下降。由于网络拥塞(例如在上网高峰期)，路由器1115、1117、1119、1121、1123、1127、1129和1131可产生延迟，因为通信路径段或路由器本身(已在图5中进行了介绍)的噪音还可能导致语音包重建过程出现错误(坏包)。此外，噪音还会导致桥接设备1133和1137中信号质量下降。PSTN通信骨干网1135会在交换操作或者当信号在IXC A 1141和B 1143之间进行传输的过程中引入噪音。在传输过程中，接入点1111和ISPN1113也会引入错误。最后，蜂窝SP网络1139在交换信息的过程中也会引入噪音。
除上述混合路径外，信息交换还可在非对称路径(半双工)或多条通信路径中进行。例如，语音通话发起端设备发起的电话通话路径可能通过互联网发起，桥接至公共电话网，最后到达语音被叫设备。同时，还可能存在支持该电话通话的补充信息路径，这是主叫和被叫话机之间的一条端到端互联网路径。或者，通过互联网发起的、桥接到公共交换电话网，最后到达语音通信设备的通话可结合补充路径一起使用，如果使用，则补充路径是一条端到端互联网路径。
尽管上述补充路径并不承载通话本身，但这无关紧要。或者，通话路径和补充路径可一同支持通话交换。例如，主叫话机到被叫话机(半双工)的路径可包括一条端到端公共交换电话路径。同时，此次通话的另一半，即从被叫话机到主叫话机的路径可流经一条端到端互联网电话路径。此外，该端到端互联网路径还可用于通话本身以外的补充信息交换。作为选择的，可对其他呼叫交换任务进行划分，并分别使用呼叫路径和补充路径承载。例如，音频呼叫信息可通过一条路径承载，而视频呼叫信息可通过另一条路径承载，背景音乐音频可采用一条路径承载，语音音频则通过另一条路径承载。
例如，语音发起设备可以是语音通信设备1107。在这种情况下，语音通信设备1107发起服务特征分析，这一过程可以是通过自动或者通过语音通信设备1107用户接口手动控制来发送回应请求包来实现的。ISPN如1113和PSTN服务提供商如1139均可支持混合及多条路径的服务特征分析。例如，语音发起端设备1107发起的回应请求包可从互联网中的多个节点如AP 1111，ISPN 1113和互联网骨干网1125中的路由器接收回应应答。此后，回应请求包进入PSTN网络范围，如桥接设备1133和1137、PSTN骨干网1135和1139。在这里，PSTN网络对回应请求包作出响应，发送一调制信号如“零音调信号”，并期望从信息传送所经由的多个节点包括语音被叫设备1109处收到响应。这些应答将由语音发起端设备进行分析，并通过显示器以图形化方式向用户展示服务特征分析。
服务特征分析(并在必要时对通话路径进行转换)在涉及补充路径时也同样适用。例如，通话过程可这样建立，即通话本身(也就是在主叫和被叫之间发送的语音和可能的视频采集)分成两条(或多条)路径进行传输(即可通过不同的半双工路径、不同的通话部分路径或两者的结合)。在这些混合路径情况下，将通过显示器向用户显示总体误码率或服务质量等级。此外，沿着上述混合路径的各个参与方发送的回应应答中的预期时间戳指示，以及主叫语音设备、被叫语音设备和通信路径中多个参与方之间的时钟同步，可提供一种更简单的方法来分析服务特征。
本领域的技术人员应当明白，本文所使用的术语“通信地连接”包含无线和有线连接、直接连接和经由另一组件、元件、电路或模块进行的间接连接。本领域的技术人员还应当明白，推定地连接(也就是通过推论得知一个元件连接到另一元件)包括两个元件之间以与上述“通信地连接”相同的方式进行的无线和有线的连接、直接和间接的连接。
本发明的描述过程还借助方法步骤的方式来描述特定功能的执行过程及其相互关系。为便于描述，文中对这些功能性模块和方法步骤的边界和顺序进行了专门的定义。只要恰当地执行这些功能及其关系，还可重新定义他们的边界和顺序。因此这些对边界和顺序的重新定义都将落入本发明的主旨和所声明的保护范围之中。
本发明的描述过程借助功能型模块来描述某些重要功能的执行过程。为便于描述，文中对这些功能性模块边界进行了专门的定义。只要恰当地执行这些功能，也可重新定义他们的边界。类似地，流程图中的步骤也是为描述某些重要功能而专门定义的。为将这些流程图的应用得到扩展，可重新定义流程图中模块的边界和顺序，同时，重新定义后，这些模块仍然完成原来的重要功能。这种对功能性模块和流程图步骤和顺序的重新定义也都将落入本发明的主旨和所声明的保护范围之中。
本领域的技术人员还可知，本文中的功能性模块和描述的其他模块、模组和组件可按图中的方式实现，也可使用进一步细分的组件、专用集成电路、执行特定软件的处理器及它们的任意组合来实现。
此外，为便于理解，本文借助实施例对本发明进行了详细的描述，但本发明并非仅限于这些实施例。显然，对于本领域的技术人员而言，可在本发明的主旨和范围内对本文内容进行修改，但这些修改仍然落入本发明的范围之内。
权利要求
1.一种支持与远端终端进行语音通话的语音通信设备，其特征在于，所述语音通信设备包括用户接口；多个通信接口；处理电路，与所述用户接口和所述多个通信接口通信连接，用于识别由所述多个通信接口所服务的第一互联网通信路径；确定所述第一互联网通信路径的第一服务特征，以及由所述多个通信接口所服务的第二互联网通信路径的第二服务特征；通过所述用户接口指示出至少一个服务特征；使用所述第一互联网通信路径建立语音通话；对所述用户接口选择互联网通信路径作出响应；将所述语音通话的承载从所述第一互联网通信路径转换至所述第二互联网通信路径。
2.根据权利要求1所述的语音通信设备，其特征在于，所述多个通信接口包括支持互联网电话的第一分组交换网络接口。
3.根据权利要求1所述的语音通信设备，其特征在于，所述多个通信接口包括支持互联网电话的第二分组交换网络接口。
4.根据权利要求1所述的语音通信设备，其特征在于，所述多个通信接口包括支持公共交换电话网电话的公共交换电话网接口。
5.一种支持与远端终端进行语音通话的语音通信设备，其特征在于，所述语音通信设备包括多个通信接口；处理电路，与所述多个通信接口通信连接，用于通过由所述多个通信接口所服务的第一互联网通信路径建立语音通话；确定所述第一互联网通信路径的第一服务特征和由所述多个通信接口所服务的第二互联网通信路径的第二服务特征；比较所述第一互联网通信路径和所述第二互联网通信路径的服务特征；将所述语音通话的承载从所述第一互联网通信路径转换至所述第二互联网通信路径。
6.根据权利要求5所述的语音通信设备，其特征在于，所述多个通信接口包括支持互联网电话的第一分组交换网络接口。
7.一种支持语音电话的语音通信设备，其特征在于，包括用户接口；多个通信接口；处理电路，与所述用户接口和所述多个通信接口通信连接，用于确定由所述多个通信接口所服务的第一互联网通信路径和第二互联网通信路径的服务特征；比较所述第一互联网通信路径和所述第二互联网通信路径的服务特征；根据比较结果，选择所述第一互联网通信路径；通过所述第一互联网通信路径与远端终端建立语音通话。
8.根据权利要求7所述的语音通信设备，其特征在于，所述多个通信接口包括支持互联网电话的第一分组交换网络接口。
9.一种由支持互联网电话的语音通信设备评估多个互联网通信路径的服务特征并选择使用服务特征满足预先设置的服务特征配置的方法，其特征在于，所述方法包括评估第一互联网通信路径的服务特征；评估第二互联网通信路径的服务特征；通过所述第一互联网通信路径和所述第二互联网通信路径二者之一与远端终端建立互联网语音通话；以图形方式显示所述第一互联网通信路径的服务特征；以图形方式显示所述第二互联网通信路径的服务特征；在遇到满足预先设置的服务特征配置的情况时，转换至所述第一互联网通信路径和第二互联网通信路径二者中的另一个通信路径。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，评估所述服务特征包括通过所述第一互联网通信路径发送路径评估请求；通过所述第一互联网通信路径接收路径评估响应；通过所述第二互联网通信路径发送路径评估请求；通过所述第二互联网通信路径接收路径评估响应。
全文摘要
本发明涉及一种可同时支持互联网电话和公共交换电话网电话、并可保持通信质量的语音通信设备。该语音通信设备包括用户接口、多个通信接口和与用户接口和多个通信接口相连的处理电路。该语音通信设备分析多条通信路径的服务特征，并确定一条具有最佳服务质量和最低成本的通信路径，然后在通话前或通话中转换至该通信路径，以此来保持服务质量。或者，可通过用户设定的服务特征配置来确定可满足用户提出的服务质量要求和成本要求的通信路径。
文档编号H04L29/06GK1984200SQ20061014366
公开日2007年6月20日 申请日期2006年10月31日 优先权日2005年11月14日
发明者詹姆士·D·贝内特, 吉汉·卡若古 申请人:美国博通公司