选择适配器模式并且基于所选适配器模式来传送数据的制作方法

专利名称：选择适配器模式并且基于所选适配器模式来传送数据的制作方法
选择适配器模式并且基于所选适配器模式来传送数据交叉引用本申请涉及由与本专利申请相同的发明人在2007年10月31日提交的题为“DYNAMIC ROUTING OF WIDEBAND AND NARROWBAND AUDIO DATA IN A MULTI-MEDIA TERMINAL ADAPTER”的共同待决和共同授让的非临时美国专利申请序号11/930，441 (律师档案号BCS04637-1)，该专利申请的公开通过引用被整体地并入本文。
背景技术：
传统上，不同因特网协议语音(VoIP)设备之间的VoIP通信已支持窄带通信。例如，作为主要在电话技术中使用的ITU-T标准的G. 711标准已被用来传递窄带通信。最近， 越来越多的服务提供商要求VoIP设备中的宽带信道在连接电话呼叫时支持更高质量的服务。然而，却不能高效地满足此类要求，因为用于在连接到VoIP设备的多个电话设备之间高效地分配宽带连接的机制尚不可用。
在解释前述缺陷的背景时，诸如模拟终端适配器(ΑΤΑ)、多媒体终端适配器 (MTA)、嵌入式MTA(EMTA)等的VoIP设备使得用户能够经由诸如因特网的VoIP网络通过将便携式VoIP设备连接到VoIP网络来发起并接收电话呼叫，其中，VoIP设备充当电话与 VoIP网络之间的接口。关于前述类型的VoIP设备，EMTA是调制解调器和MTA的组合。术语 “ΜΤΑ”指的是VoIP设备并且被与ATA互换地使用。如在本公开中所参考的，调制解调器可以是用于接收数据的任何合理适当的调制解调器，诸如电缆调制解调器、数字订户线(DSL) 调制解调器等。
在描述用于模拟音频信号的频率窄带和宽带时，更具体地，当VoIP设备将来自电话的模拟音频信号转换成数据分组时，输入音频信号可以具有频率窄带或频率宽带。如本公开中和通常在电话技术中所引用的，如果模拟音频信号不具有在200Hz至3. 4kHz范围之外的频率分量，则认为模拟音频信号具有频率窄带。另一方面，如果模拟音频信号具有在 200Hz至3. 4kHz范围之外的频率分量，则认为模拟音频信号具有频率宽带。例如，与200Hz 至3. 4kHz的窄带范围相反，频率宽带可以涵盖从50Hz至7kHz的频率范围。通常，具有频率宽带的模拟音频信号被再现成比从具有频率窄带的模拟音频信号再现的声音更高质量的音频声音(例如，更高清晰度的声音)。
由电话产生的模拟音频信号可能由于音频声音和/或产生该模拟音频声音的电话的特性而具有频率窄带。例如，由电话所检测的音频声音可能不具有在频率窄带之外的频率分量，因此，电话可以产生仅具有频率窄带的模拟音频信号。可替换地，虽然由电话设备所检测的音频声音可能具有在频率窄带之外的频率分量，但检测音频声音的电话设备可能不能产生具有在频率窄带之外的频率分量的模拟音频信号，并因此产生不具有在频率窄带之外的频率分量的模拟音频信号。
随着宽带音频数据的普遍性的增加，期望的是通过VoIP设备使宽带音频服务可用。然而，却不能高效地满足此类期望，因为用于在连接到VoIP设备的多个电话设备之间高效地分配宽带连接的机制尚不可用，该分配基于，例如原来是否存在从电话到VoIP设备的宽带模拟音频输入信号。


在以下描述中将参考附图来更详细地描述本发明的实施例。
图1根据本发明的实施例图示用于选择性地分配窄带操作模式或宽带操作模式中的一个以便将来自CPE设备的模拟音频信号转换成数据分组的系统； 图2根据本发明的实施例图示CPE设备的框图；以及 图3根据本发明的实施例图示用于选择性地分配窄带操作模式或宽带操作模式中的一个以便转换来自CPE设备的模拟音频信号的方法的流程图。
具体实施例方式出于简化和说明性目的，通过主要参考本发明的示例来描述其实施例的原理。在以下描述中，阐述了许多特定细节以便提供对实施例的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员来说将显而易见的是可以在不限于这些特定细节的情况下实施所述实施例。在其它实例中，没有详细地描述众所周知的方法和结构以免不必要地使实施例含糊难懂。
如本公开中所引用的，VoIP设备可以是诸如ATA、MTA、EMTA等的任何合理适当的适配器，其通过至少添加报头字段来将从音频端口接收到的模拟音频信号转换成数据分组，将已转换的数据分组输出到数据分组端口，通过至少从数据分组剥离报头字段来将从数据分组端口接收到的数据分组转换成模拟音频信号，并将已转换的音频信号输出到音频端口。VoIP设备的另一示例是EMTA和无绳基站的组合，其中，该基站用来通过一个或多个无线通信信道将由EMTA接收到的数据发送到客户处所装置(CPE)，诸如电话、传真机、计算机、语音应答设备等。如本公开中所引用的，每个数据分组包括报头字段和数据字段，其中， 报头字段被用于处理数据分组且每个可以包括源因特网协议(IP)地址、目的地IP地址、时间和包括循环冗余校验(CRC)比特的与数据分组的处理有关的任何其它数据中的至少一个。
根据实施例，当VoIP设备将来自CPE设备的模拟音频信号转换成数据分组时，如果模拟音频信号具有频率窄带，则VoIP设备向其本身分配窄带操作模式以便将模拟信号转换成数据分组，并且如果模拟音频信号具有频率宽带，则VoIP设备向其本身分配宽带操作模式用于转换。在通过网络在通信信道上发射数据分组时，VoIP设备的宽带模式使VoIP 设备能够使用比在向VoIP设备分配窄带模式的情况下所允许的带宽更大的带宽。
在确定模拟音频信号具有频率宽带之后，通过选择性地为VoIP设备分配宽带操作模式以便将模拟音频信号转换成数据分组，可以节省VoIP设备和网络内的资源。
图1图示系统100，其用于在分别确定模拟音频信号具有频率窄带或频率宽带之后，选择性地分配窄带操作模式或宽带操作模式中的一个，以便将来自CPE设备110的模拟音频信号转换成数据分组。应理解的是在不脱离系统100的范围的情况下，系统100可以包括附加组件，并且可以去除和/或修改本文所述的某些组件。虽然相对于频率窄带和宽带描述了实施例，但关于频率窄带和宽带的相同描述覆盖并扩展至任何其它第一和第二频率带，其中，第二频率带具有比第一频率带大的频率带。
系统100包括CPE设备110、VoIP设备120、网络130、VoIP设备140和CPE设备150。
在更具体地与系统100的组件相结合地描述系统100的操作时，CPE设备110可以是用于传送模拟音频信号的任何合理适当的设备，诸如电话、计算机等。由CPE设备110产生的模拟音频信号可以具有频率宽带或频率窄带。如上所述，由于由CPE设备110接收到的音频声音的特性和/或CPE设备110的特性，由CPE设备110产生的模拟音频信号可能具有频率窄带。虽然示出了一个CPE设备110，但多个CPE设备110可以与VoIP设备120 通信且每个可以发射模拟音频信号。
VoIP设备120监视由VoIP设备120接收到的模拟音频信号，并基于该监视来确定模拟音频信号是否具有频率宽带。如在本公开中所引用的，信号的监视(例如，模拟音频信号或数据分组)可以指持续地或定期地确定信号是否具有频率宽带或与具有频率宽带的输入模拟音频信号相对应，其中，在没有来自用户的任何进一步输入以触发此类确定的情况下，自发地执行该确定。
响应于模拟音频信号具有频率宽带的确定，VoIP设备120向其本身分配宽带操作模式以便将模拟音频信号转换成数据分组，其中，所述转换包括数据分组的实际转换以及数据分组到网络130的传输。可替换地，宽带操作模式的分配可以另外包括在处理数据分组时分配用于网络130和/或VoIP设备140的操作的宽带模式。
在任何情况下，可以由VoIP设备120来单边地确定该分配，或者可以由VoIP设备 120、网络130和/或VoIP设备140来协作地确定，其中，可以在传送数据分组中确定、交换和使用用于对VoIP设备120、网络130和/或VoIP设备140之间的数据分组进行编码和解码的编解码器。例如，作为用于处理与模拟音频信号相对应的数据分组的窄带操作模式或宽带操作模式的分配的、由VoIP设备120进行的单边确定或由VoIP设备120、网络130和 /或VoIP设备140进行的协作确定的一部分，确定VoIP设备120、网络130和/或VoIP设备140不能处理用于数据分组处理的宽带模式的附加分配可能引起窄带模式的分配。
例如，如果附加分配将超过VoIP设备120、网络130和/或VoIP设备140中或之间的通信信道的总可用带宽阈值，则可能不能处理宽带模式的附加分配。可替换地，如果附加分配将超过VoIP设备120、网络130和/或VoIP设备140中或之间的可用通信信道的总数，则可能不能处理宽带模式的附加分配。
在分配了用于将来自CPE设备110的模拟音频信号转换成数据分组的宽带模式之后，如果连接到网络130的另一设备、诸如VoIP设备140和/或网络130根据数据分组确定并告知VoIP设备120该模拟音频信号不再具有在第一频率带之外的频率分量，则VoIP 设备120可以将分配改变为窄带操作模式。
虽然仅示出了一个CPE 110，如果多个CPE设备110耦合到VoIP设备120，则VoIP 设备120可以具有多个接口电路。每个接口电路被配置用于监视来自多个CPE设备中的各 CPE设备的模拟音频信号并确定各模拟音频信号是否具有在频率窄带之外的频率分量。基于由每个CPE设备110的各接口电路进行的前述确定，VoIP设备120可以针对每个CPE设备110进行上述确定即是否在将来自CPE设备110的模拟音频信号转换成数据分组时向其本身分配宽带操作模式。
可以从来自CPE的通信开始时执行分配窄带操作模式和宽带操作模式中的适当的一个以便将来自CPE设备110的模拟信号转换成数据分组的上述操作。可替换地，可以通过分配窄带操作模式用于转换来首先建立来自CPE 110的通信。在CPE设备110初次向 VoIP设备120进行传送时，通过首先使用窄带操作模式，可以在没有延迟的情况下启用通信，因为窄带操作模式普遍地得到例如VoIP设备120、网络140和CPE设备150的支持。
在首先通过使用窄带操作模式建立通信之后，可以随后进行关于是否正在从CPE 设备110接收宽带模拟音频信号的确定。如果确定了正在从CPE设备110接收宽带模拟音频信号，则通过进行VoIP设备120、网络130和/或VoIP设备140之间的协调编解码器改变来将用于将来自CPE设备的模拟音频信号转换成数据分组的窄带操作模式的初始分配改变为宽带操作模式。所述改变可以每当由VoIP设备120不断地监视来自CPE设备110 的模拟音频信号后的初始时间段之后发生。
同样地，在分配了用于将来自CPE设备110的模拟音频信号转换成数据分组的宽带操作模式之后，如果VoIP设备120、网络130和/或VoIP设备140从接收到的模拟音频信号或数据分组检测到模拟音频信号不再具有在频率窄带之外的频率分量，可以通过例如进行VoIP设备120、网络130和/或VoIP设备140之间的协调编解码器改变将所分配的操作模式改变成用于该转换的窄带操作模式。
网络130可以是用于在VoIP设备120和140之间传送数据分组的任何合理适当网络。例如，网络130可以包括诸如因特网的一个或多个分组交换网。如上所述，网络130 可以检测VoIP设备120是否不在输出与具有频率宽带的模拟音频信号相对应的数据分组并促使宽带操作模式的分配变成窄带操作模式的分配。在VoIP设备120的操作期间的任何点处，网络130可以向VoIP设备120指示网络130是否能够应对宽带操作模式的分配以用于处理特定CPE设备110的数据分组。
VoIP设备140可以是用于将在模拟端口处接收到的模拟音频信号转换成数据分组以通过数据分组端口发射和/或将在数据分组端口处接收到的数据分组转换成模拟音频信号以通过模拟端口发射的任何合理适当的适配器。如果已经分配了宽带模式用于将从网络130接收到的数据分组转换成模拟音频信号，则VoIP设备140可以在将从网络130接收到的数据分组转换成具有频率宽带的模拟语音信号时在宽带模式下进行操作，该模拟语音信号被发射到CPE设备150。如上所述，VoIP设备140可以检测VoIP设备120是否不在输出与具有频率宽带的模拟音频信号相对应的数据分组并促使宽带操作模式的分配变成窄带操作模式的分配。在VoIP设备120的操作期间的任何点处，VoIP设备140可以向 VoIP设备120指示VoIP设备140是否能够在处理特定CPE设备110的数据分组时应对宽带操作模式的分配。
CPE设备150可以是用于传送模拟音频信号的任何合理适当设备，诸如电话、传真机、计算机等。CPE设备150可以从VoIP设备140接收具有频率宽带或窄带的模拟音频信号。当从VoIP设备140接收到具有频率宽带的模拟信号时，CPE设备150能够再现比通过使用具有频率窄带的模拟音频信号更高质量的音频声音(例如，更高清晰度的声音)。虽然示出了一个CPE设备110，但多个CPE设备110可以与VoIP设备120通信且每个可以发射模拟音频信号。
虽然上文从CPE设备110和VoIP设备120在音频声音的输入端上且CPE设备150 和VoIP设备140在音频声音的输出端上的角度描述了系统100，但角色可以是相反的和/ 或可以在每个组件中执行两个角色，在这种情况下，任一个终端上的组件的功能的上述描述将是相反的，或者也适用于另一终端上的相应组件。
现在转到图2，其中示出了根据实施例的VoIP设备120的框图。VoIP设备120包括从多个CPE设备110接收模拟音频信号的多个接口电路210、处理器220和输出电路230。 应理解的是在不脱离VoIP设备120的范围的情况下，VoIP设备120可以包括附加组件，并且可以去除和/或修改本文所述的某些组件。例如，虽然接口电路210、处理器220和输出电路230被示为VoIP设备120的分离组件，但还可以使用不同的组件配置，并且可以用其它组件中的功能来代替任何一个或多个组件的任何一个或多个功能。此外，VoIP设备120 的组件可以在单个外壳中或在多个外壳中。
每个接口电路210被配置用于监视由多个CPE设备110中的各CPE设备110产生的模拟音频信号的频率分量并基于该监视来确定模拟音频信号是否具有频率宽带。
处理器电路220使用下述确定即由接口电路210确定对应接口电路210的各CPE 设备110的模拟音频信号是否具有频率宽带，并且处理器电路在选择性地分配宽带操作模式和窄带操作模式中的一个并执行来自CPE设备110的模拟音频信号到数据分组的转换时执行VoIP设备120的任何一个或多个上述功能。
输出电路230可以是用于从处理器220接收数据分组并将数据分组传送至诸如电缆调制解调器、DSL调制解调器等的网络130的任何合理适当的电路。
现在转到图3，其中示出了根据实施例的用于选择性地分配窄带操作模式或宽带操作模式中的一个以便将来自CPE设备110的模拟音频信号转换成数据分组的方法300的流程图。对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离方法300的范围的情况下，可以添加其它步骤或者可以去除、修改或重新布置现有步骤。
在步骤301处，开始来自CPE设备110的通信。
在步骤302处，为来自CPE设备110的通信分配频率窄带。
在步骤303处，例如由VoIP设备120确定CPE设备110是否生成具有频率宽带的模拟音频信号。如果答案是“否”，则在模拟音频信号的下一个采样周期处重复步骤303。
在步骤304处，如果CPE设备110正在生成具有频率宽带的模拟音频信号，则确定在例如VoIP设备120、网络130和/或VoIP设备140中是否有足够的资源可用于分配宽带操作模式。如果答案是否，则在模拟音频信号的下一个采样周期处执行步骤303。
在步骤305处，如果有足够的资源可用于分配宽带操作模式，则在例如VoIP设备 120处分配宽带操作模式用于处理来自CPE设备110的通信。
在步骤306处，例如，由VoIP设备120确定CPE设备110是否生成具有频率窄带的模拟音频信号。如果答案是“是”，则执行步骤302，并且分配频率窄带用于处理来自CPE 设备110的通信。否则，在模拟音频信号的下一个采样周期处重复步骤306。
通过分别基于模拟音频信号具有频率窄带或宽带的确定来选择性地为VoIP设备 120分配窄带操作模式或宽带操作模式用于处理与模拟音频信号相对应的数据分组，可以高效地管理和节省VoIP设备120、网络130和/或VoIP设备140的资源。
可以将基于模拟音频信号具有频率窄带或宽带的确定和上文参考图1 3的示例性特征和实施例所讨论的其它因素中的一个或多个来选择性地分配窄带操作模式或宽带操作模式用于处理与模拟音频信号相对应的数据分组的上述操作中的任何一个或多个可以被包含为在一个或多个有形、计算机可读存储介质上体现的计算机程序产品。该计算机
8程序产品可以以活动或不活动的多种形式存在。例如，计算机程序产品可以作为由源代码、 目标代码、可执行代码或被压缩或未压缩的其它格式的程序指令组成的一个或多个软件程序存在。
示例性有形、计算机可读介质包括常规计算机系统RAM、ROM、EPROM、EEPR0M、以及磁盘或光盘或磁带。前述内容的具体示例包括在CD ROM上或经由因特网下载来分发程序。 在某种意义上，作为抽象实体的因特网本身是计算机可读介质。通常这同样适用于计算机网络。
虽然已经在每个特征和实施例的上下文内解释了图1 3的示例性特征和实施例，但可以应用本发明的示例性特征和实施例中的任何一个或多个并将其并入本发明的任何或全部实施例中，除非明显是矛盾的。
虽然已经参考示例描述了实施例，但在不脱离要求保护的实施例的范围的情况下，本领域的技术人员将能够对所述实施例进行各种修改。
权利要求
1.一种用于选择模式并且基于所选模式来传送数据的设备，所述设备包括至少一个接口电路，所述至少一个接口电路中的每一个被配置为监视来自客户处所装置设备的模拟音频信号，并且确定所述模拟音频信号是否具有在第一频率带之外的频率分量；处理器电路，所述处理器电路耦合到所述至少一个接口电路并且被配置为如果所述模拟音频信号不具有在所述第一频率带之外的频率分量，则分配第一频带模式用于将所述模拟音频信号转换成数据分组，其中，每一个数据分组包括报头字段和数据字段；如果所述模拟音频信号具有在所述第一频率带之外的频率分量，则分配第二频带模式用于所述转换；并且通过使用所述第一频带模式和第二频带模式中所分配的频带模式来将所述模拟音频信号转换成数据分组；以及输出电路，所述输出电路耦合到所述处理器电路，并且被配置为通过到网络的通信信道来接收和发射所述数据分组，其中，用于所述转换的所述第二频带模式的分配使所述输出电路能够在经由所述通信信道来发射所述数据分组时使用到所述网络的所述通信信道的带宽比用于所述转换的所述第一频带模式的分配所允许的带宽更大。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个接口电路包括多个接口电路，所述多个接口电路中的每一个被配置为监视来自各客户处所装置设备的模拟音频信号并且确定所述各模拟音频信号是否具有在所述第一频率范围之外的频率分量。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备是多媒体终端适配器，所述第一频率带包括200Hz至3. 4kHz的频率范围，并且所述客户处所装置设备是电话。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器电路进一步被配置为在用于所述转换的所述第二频带模式的分配之后，如果连接到所述网络的另一设备根据所发射的数据分组确定所述模拟音频信号不再具有在所述第一频率带之外的频率分量，则随后将所述分配改变成所述第一频带模式。
5.一种用于选择适配器模式并且基于所选适配器模式来传送数据的方法，所述方法包括监视来自客户处所装置设备的模拟音频信号；确定所述模拟音频信号是否具有在第一频率带之外的频率分量；如果所述模拟音频信号不具有在所述第一频率带之外的频率分量，则向适配器分配第一频带模式用于将所述模拟音频信号转换成数据分组，其中，每一个所述数据分组包括报头字段和数据字段；否则向所述适配器分配第二频带模式用于所述转换，其中，所述第二频带模式的分配使所述适配器能够在通过到网络的通信信道来发射所述数据分组时使用所述通信信道的带宽比用于所述转换的所述第一频带模式的分配所允许的带宽更大；以及通过使用所述适配器，经由到所述网络的所述通信信道来发射所述数据分组。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括在用于所述转换的所述第二频带模式的分配之后，如果连接到所述网络的另一个适配器根据所发射的数据分组确定所述模拟音频信号不再具有在所述第一频率带之外的频率分量，则随后将所述分配改变成所述第一频带模式。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，分配所述第二频带模式用于所述转换的步骤是响应于进一步确定用于所述转换的所述第二频带模式的分配是否超过所述通信信道的总可用带宽阈值。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，分配所述第二频带模式用于所述转换的步骤是进一步响应于由所述适配器确定从被分配了所述第二频带模式的其它客户处所装置设备接收到的模拟音频信号的转换程度。
9.根据权利要求5所述的方法，进一步包括最初分配所述第一频带模式用于所述转换，其中，向适配器分配所述第一频带模式用于将所述模拟音频信号转换成所述数据分组的步骤包括保持所述第一频带模式的初始分配，以及向所述适配器分配所述第二频带模式的步骤包括将用于所述转换的第一频带模式的初始分配改变成第二频带模式。
10.根据权利要求5所述的方法，在分配所述第二频带模式用于所述转换之后，如果所述适配器确定从所述客户处所装置设备接收到的所述模拟音频信号不再具有在所述第一频率带之外的频率分量，则将所分配的第二频带模式改变成所述第一频带模式。
11.根据权利要求5所述的方法，其中，确定所述模拟音频信号是否具有在所述第一频率带之外的频率分量的步骤包括定期地确定所述模拟音频信号是否具有在所述第一频率带之外的频率分量。
12.根据权利要求5所述的方法，进一步包括在第二适配器处，从所述网络接收所述数据分组；通过使用所述第二适配器来将所述数据分组转换成模拟音频信号；以及通过使用第二客户处所装置设备来输出与所述模拟音频信号相对应的音频声音。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，如果来自所述第一客户处所装置设备的所述模拟音频信号具有在所述第一频率带之外的频率分量，则来自所述第二适配器的所述模拟音频信号具有在所述第一频率带之外的频率分量。
14.一种在一个或多个计算机可读存储介质上实现的用于选择模式并且基于所选模式来传送数据的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，所述指令用于监视来自客户处所装置设备的模拟音频信号；确定所述模拟音频信号是否具有在第一频率带之外的频率分量；如果所述模拟音频信号不具有在所述第一频率带之外的频率分量，则向适配器分配第一频带模式用于将所述模拟音频信号转换成数据分组，其中，每一个所述数据分组包括报头字段和数据字段；否则向所述适配器分配第二频带模式用于所述转换，其中，所述第二频带模式的分配使所述适配器能够在通过到网络的通信信道来发射所述数据分组时使用到所述通信信道的带宽比用于所述转换的所述第一频带模式的分配所允许的带宽更大；以及通过使用所述适配器，经由到所述网络的所述通信信道来发射所述数据分组。
15.根据权利要求14所述的计算机产品，进一步包括指令，所述指令用于在用于所述转换的所述第二频带模式的分配之后，如果连接到所述网络的另一个适配器根据所发射的数据分组确定所述模拟音频信号不再具有在所述第一频率带之外的频率分量，则随后将所述分配改变成所述第一频带模式。
全文摘要
一种设备选择模式并基于所选模式来传送数据。所述设备包括被配置用于监视来自客户处所装置设备的模拟音频信号的至少一个接口电路和处理器电路。如果模拟音频信号不具有在第一频率带之外的频率分量，则处理器电路分配第一频带模式用于将模拟音频信号转换成数据分组，并且否则分配第二频带模式用于转换。用于转换的第二频带模式的分配使输出电路能够使用到网络的通信信道的更大带宽。
文档编号H04W4/20GK102187696SQ200980140769
公开日2011年9月14日 申请日期2009年9月29日 优先权日2008年10月13日
发明者雅各布·艾格瓦尔, 克里斯托弗·J·科蒂尼奥拉, 迪帕克·R·帕特尔 申请人:通用仪表公司