提供關于傳輸路徑信號質量反饋的電磁信號測量共享的制作方法

專利名稱：提供關于傳輸路徑信號質量反饋的電磁信號測量共享的制作方法
提供關于傳輸路徑信號質量 反饋的電磁信號測量共享技術領域0001本發明大致涉及遠程通信，尤其涉及確認由第一遠程通信終端發射的信號是否已經被第二無線遠程通信終端滿意地接收到。
背景技術：
0002當人們在一定距離上彼此通信時，經常不確定參與者是 否能彼此聽到。這種不確定性是由參與者之間的傳輸路徑上存在的噪 聲或其它形式的損害造成的。取得成功通信的不確定性并不具體對應 任何一種通信形式。這是顯然的，例如，在用于軍事、航空或公共服 務目的的雙向無線電通信中，其中參與者經常被迫重復已經聽到的內 容。此外，為了明確地了解和確認通信的準確性，參與者經常不得不 使用諸如"收到(roger)"等單詞來表明已經收到該信息或者"明白 (copy)，，以表明理解剛剛說過的內容。即使在蜂窩遠程通信中，其包 括雙向無線電通信的自適應形式，蜂窩服務提供商的廣告經常特由于 蜂窩電話用戶聽不到別人或由于連續在其蜂窩電話上詢問某人是否能 聽到他的服務重復而導致的焦急的主題。0003如上所述，無線電通信特別易于受到損害，其可以從共 信道干擾、瑞利衰落(Rayleigh fading)、熱噪聲等形式產生。在通 話中，經常只有一個人使用無線電話，另一個人在諸如辦公室桌面設 備的地線(landline)電話上。然而，越來越多的涉及第一無線電話用 戶的通話還將涉及第二無線電話用戶。兩個無線電話的場景可涉及蜂 窩電話和WiFi裝置、兩個蜂窩電話、兩個WiFi裝置，等等。0004無線用戶經常具有通常基于接收信號強度測量的某種信 號強度指示，然后在電話上顯示該信號強度指示。然而，有些時候，該指示表示服務提供商的覆蓋區域比其實際區域要好。這是可能發生 的，例如，當服務提供商增加服務基站到無線電話的下行鏈路上的發 射功率，導致無線用戶認為通話質量良好，盡管下行鏈路的載波損害比(cairier-to-impairment ratio)可能仍然不令人滿意。無論:b4可， 相應上行鏈路可能變得更弱或更吵雜，并且因此無線用戶無法帶有任 何合理的確定性地知道遠端方是否聽到所說的內容。此外，如果該通 話中涉及到兩個無線終端(即，每方一個)，則基于所顯示的信號強 度指示，第一方對于遠端方接收到的內容確實只有一個大概的感覺， 并且可能是不可靠的感覺。0005因此毫不奇怪地，人們進行了大量努力去改善通信的魯 棒性并向通話中的每個參與者保證對方肯定能聽到他。例如，在通過 因特網協議上下文的語音中，已經開發了諸如實時傳輸控制協議 (RTCP)的協議來處理改善通信魯棒性等事情。RTCP為在終端之 間傳送語音或其它媒體信息的實時傳輸協議(RTP)包流(packet stream)特別提供了頻帶外(out-of-band )的控制信息。包流的接收 終端可將RTCP包回傳給傳輸終端，目的是報告接收終端所體驗到的 服務質量。然而，這是不利的，因為其需要額外的跨終端的標準化、 或額外的傳輸架構，或者二者都需要。發明內容0006本發明能夠使無線或其它方式的第一遠程通信終端向其 用戶報告第二無線遠程通信終端是否以滿意的質量水平接收所述第一 終端的包流傳輸。根據本發明的說明性實施例，第二終端接收由第一 終端傳輸的包流，該包流傳送媒體波形。例如，該媒體波形可為第一 終端的用戶的語音信號。第二終端測量所接收信號的特征并把測量數 據編碼到第二終端正在傳輸給第 一終端的包流中，來自第二終端的所 述包流傳送其用戶的語音信號。然后，第一終端解碼來自所接收的第 二流的測量數據，并呈現給其用戶基于該測量數據的質量指示。由于 所述質量指示是基于第二終端接收的來自第一終端的信號，而不是僅基于第一終端測量的接收信號強度，所以第一終端的用戶能更好的了 解第二終端是否可靠地接收到該用戶的通信。0007在一些實施例中，當第二終端接收由第一終端傳輸的數 據包流時，其能對該包流傳送的重構語音波形執行語音到文本轉換。 然后，基于已經產生的測量數據，第二終端能將轉換的文本或該文本 的某一部分打包到基于文本的消息中，例如SMS消息，并且把該基于 文本的消息發送回第一終端。然后，第一終端顯示該基于文本的消息， 從而使其用戶確定該用戶最近所說的內容是否被第二終端可靠地接 收。0008本發明基于如下想法，如果第一終端的用戶能知道第二 終端的無線鏈接中呈現的信號質量或受該信號質量影響的信息，則該 用戶能更好地了解其語音是否可靠地被第二終端所接收。根據該說明 性實施例，相同的想法被同時應用于相反方向上，其中第一終端測量 接收信號，其中所述接收信號傳送來自第二終端的語音波形的包流， 并且把測量數據返回給第二終端和第二終端的用戶。0009本發明的說明性實施例描述了第一遠程通信終端，其包 括傳輸器接口，用于把傳送媒體波形a(t)的第一包流傳輸到第二無 線終端，所述媒體波形a(t)由所述第一遠程通信終端的用戶產生；接 收器接口，用于從所述第二無線終端接收笫二包流，其中所述第二無 線終端把所述第二無線終端接收的信號的第一預定特征的第一組一個 或多個測量編碼到所述第二包流中，所述信號表示至少媒體波形a(t) 的一部分；處理器，用于i)解碼來自第二包流的所述第一組一個或多 個測量以及ii)基于所解碼的第一組一個或多個測量來調整預定質量指 示的值；和用戶接口，用于呈現基于所述預定質量指示的值的狀態。


0010圖1描繪了根據本發明的說明性實施例的遠程通信系統 100的主要部件的框圖。0011圖2是根據本發明的說明性實施例的無線終端101-m的主要部件的框圖。
0012圖3描述了根據本發明的說明性實施例，涉及交換包流 和交換傳送這些包流的 一個或多個信號特征的測量信息的主要消息和 任務的圖。
0013圖4描述了終端101-1和101-2如何執行分別圖3的終 端101-2和101-1執行的任務。
具體實施例方式
0014圖1描繪了根據本發明的說明性實施例的遠程通信系統 100的主要部件的框圖。系統100包括遠程通信終端101-1和101-2、 基站102和103、以及遠程通信傳輸網絡104，并如圖所示彼此連接。 盡管該說明性實施例的系統包括兩個無線終端，但閱讀本發明所公開 的內容后，本領域普通技術人員應當理解，如何來制作和使用包括任 意數量的遠程通信終端101-1至101-M (M為正整數)的本發明的可 替換實施例。
0015遠程通信終端101-m ( m取值在1和M之間，且該說 明性實施例中M等于2)是使其用戶與另一遠程通信終端的用戶通信 的裝置。因此，終端101-m數字化并編碼諸如人的語音或其它類型的 媒體波形的源信號，傳輸編碼的信號至其它終端，并且同時接收和解 碼由其它終端傳輸的波形。編碼的源信號以數據包的流的形式進行交 換。取決于所采用的數據通信協議，包有時被稱作"幀"。
0016當終端101-m是"無線"時，其與遠端裝置通過與諸如基 站102和103的基站在提供給該通話的電磁頻率鏈路上直接無線通信 來交換包流。終端101-m可為WiFi手持裝置、蜂窩電話、具有信號 測量能力的無線電話(CT)裝置、依賴于無線LAN的筆記本計算機、 具有無線接口的個人數字助理(PDA)、或直接無線鏈接至更大網絡 (即，網絡104)的任意其它類型的設備。終端101-1和101-2以及附 加的無線終端(如果存在的話)可彼此類似或不同；例如，終端101-1 可為WiFi手持裝置并且終端101-2可為蜂窩電話。在一些實施例中，
7無線遠程通信終端與另 一無線終端通信，而在一些可替換實施例中， 該無線終端與有線遠程通信終端通信。有線終端的例子包括普通的老
式電話服務(POTS)桌面裝置、插入有線LAN的IP桌面裝置、在 插入有線LAN的個人計算機上的軟件電話等。
0017下面就圖2描述了終端101-m的主要部件，并且就圖3 和圖4描述了終端101-m執行的主要任務。閱讀該說明書之后，本領 域普通技術人員應當清楚如何制作和使用無線遠程通信終端lOl-m。
0018基站102和103通過無線電鏈路分別與終端101-1和 101-2直接通信。基站為其服務的無線終端提供到遠程通信系統100 的其它部分的連接。具體地說，基站102以眾所周知的方式，通過上 行鏈路110-A從終端101-1接收信號并且通過下行鏈路110-B傳輸信 號給終端101-1。類似地，基站103以眾所周知的方式，通過上行鏈 路120-A從終端101-2接收信號并且通過下行鏈路120-B傳輸信號給 終端101-2。
0019基站102和103可以是同一服務提供商的網絡的一部分 或者它們可位于不同的網絡。此外，取決于其服務的無線終端類型， 基站102和103可利用相同的無線協議(例如，CDMA、 GSM、 UMTS、 DECT、 WiFi等)進行通信或者可利用不同的無線協議進行通信。無 論如何，本領域普通技術人員都應當清楚如何制作和使用基站102和 103。
0020遠程通信傳輸網絡104是在兩個或多個遠程通信終端間 傳輸有關通話的包流。每個包流可包括語音、視頻等等。根據該說明 性實施例，網絡104包括包交換(packet-switched)架構。然而，閱讀 本發明所公開的內容后，本領域普通技術人員應當清楚如何制作和使 用本發明的可替換實施例，其中網絡104包括
i. 公共交換電話網絡(PSTN)，或
ii. 因特網，或
iii. 一個或多個其它遠程通信網絡，或
iv. i、 ii和iii的任一組合。此外，就像本領域普通技術人員所理解的那樣，網絡104可包 括語音代碼轉換器或且他類型的代碼轉換器，這是本領域公知的，目 的是將一種類型的數據表示轉換成另一種。例如，語音編碼數據包可 能被轉換成時分多路(TDM)格式，然后，該被重新格式化的數據被 分配到虛擬電路時間間隙并且以TDM格式在網絡的一部分上傳輸。
0021圖2是根據本發明的說明性實施例的無線終端101-m的 主要部件的框圖，其諸部件如圖所示彼此連接。根據該說明性實施例， 無線終端101-m包括
i. 接收器接口201，
ii. 發射器接口 202，
iii. 處理器203，
iv. 存儲器204,
v. 顯示器205,
VI. 揚聲器206,和 vii.振動才幾構207。
閱讀本發明所公開的內容后，本領域普通技術人員應當清楚如何 制作和使用本發明的可替換實施例，其中無線終端101-m包括上面列 出的部件的任意子組合。
0022接收器接口 201和發射器接口 202包括電路，該電路能 使終端101-m以公知方式從有關基站接收和發送信號。根據該說明性 實施例，以公知的方式，終端101-m接收和發送々某體波形信號，該4某 體波形信號通過ITU G.729標準編碼并且表示在IP語音(Voice over Internet Protocol, VoIP)包數據流中。就1象本領域普通4支術人員所理 解的那樣，在一些可替換實施例中，終端101-m接收和發送媒體波形 信號，該媒體波形信號以不同格式被編碼和/或表示出來。
0023接收器接口 201還包括能使終端101-m以公知方式對電 磁信號的一個或多個特征進行信號測量的電路，該電磁信號由其服務 基站接收，以及可能來自其它電磁信號源，例如其它基站、商業電視 發射器、商業無線電發射器、導航發射器、基于地面的飛行發射器、等等。
0024處理器203是通用處理器，其能接收來自接收接口 201 的信息，能執行存儲在存儲器204中的指令，能向存儲器204讀寫數 據，并且能傳輸信息到發射器接口 202。此外，處理器203能提供信 號給顯示器205、揚聲器206和振動機構207。在本發明的一些可替換 實施例中，處理器203可為專用處理器，而不是通用處理器。
0025處理器203還能把信號測量編碼成待發送給另一終端的 包流。處理器203還能從所接收到的包流來解碼由另一個終端提供的 涉及信號測量的信息。在一些實施例中，處理器203還能進行語音到 文本的轉換，把通話期間從另 一終端接收到的語音波形轉換成文本串。
0026存儲器204以公知的方式存儲處理器203所使用的指令 和數據。存儲器204可以是動態隨機存取存儲器(RAM)、閃速存儲 器、盤驅動器存儲器等等的任意組合。
0027顯示器205是終端101-m的用戶接口的一部分。根據該 說明性實施例，顯示器205包括能把狀態的視覺表示呈現給終端用戶 的液晶顯示器。本領域普通技術人員應當清楚如何制作和使用本發明 的可替換實施例，其中顯示器205包括并非基于液晶的顯示器。無論 如何，本領域普通技術人員應當清楚如何制作和使用顯示器205。
0028揚聲器206是終端101-m的用戶接口的另一部分。根據 該說明性實施例，揚聲器206能把狀態的聽覺表示呈現給終端用戶。 就像本領域普通技術人員所理解的那樣，在終端101-m的一些可替換 實施例中，揚聲器206可改為一種電聲換能器，例如耳機，而不是揚 聲器。無論如何，本領域普通技術人員應當清楚如何制作和使用揚聲 器206。
0029振動機構207也是終端101-m的用戶接口的另一部分。 根據該說明性實施例，機構207能把狀態的觸覺表示呈現給終端用戶。 本領域普通技術人員應當清楚如何制作和使用振動結構207。
0030根據該說明性實施例，終端101-m的一個或多個部件執 行下面就圖3和圖4描述的任務。本領域普通技術人員應當理解，在
10本發明的各種實施例中，所描述的任務可由終端101-m的諸部件的不 同組合來執行。
0031圖3描述了根據本發明的說明性實施例的涉及交換包流 和交換傳送這些包流的一個或多個信號特征的測量信息的主要消息和 任務的圖。本領域普通技術人員應當理解，圖中出現的一些消息和任 務可并行或以不同于所描述的次序而被執行。此外，本領域普通技術 人員還應當理解，在本發明的一些可替換實施例中，只有所描述的消 息和任務的子集被執行。
0032如圖3所描述的那樣，無線終端101-1和101-2交換數 據包流，每個數據包流表示一個媒體波形，作為彼此雙向通話的一部 分。根據該情況，終端101-1和101-2交換其用戶語音的數字化波形。 然而，在其它情況中，根據此處描述的技術，兩個或多個終端可交換 其它類型的媒體。此外，在一些可替換實施例中，無線終端可與有線 終端交換數據包流；在該過程中，無線終端可產生有關所接收的來自 有線終端的信號的信號測量，并且然后把這些測量的表示發送回該有 線終端。
0033作為通話的一部分，終端101-1發送包流301至終端 101-2，所述包流傳送第一^ 某體波形a(t)，其是通話期間終端101-1的 用戶的語音表示。
0034終端101-2接收包流301并且在任務302中，產生從基 站103接收的信號的一個或多個特征的一組一個或多個信號測量，該 信號傳送波形a(t)的表示。在一些實施例中，終端101-2還產生從一 個或多個附加發射器接收的信號的一個或多個特征的測量。
0035根據該說明性實施例，每組測量包括從一個或多個發射 器(例如，基站102和103、商業電視、商業無線電、導航、基于地 面的航空器等)接收的信號的一個或多個下述信號特征的測量數據
i. 終端101-2接收的信號的接收信號強度；和
ii. 終端101-2接收的信號的接收信號損害比；和
iii. 終端101-2接收的信號誤碼率(bit-error rate, BER)或誤幀率(frame-error rate, FER) ， 和
iv. 終端101-2接收的信號的路徑損失；和
v. 終端101-2接收的信號的每對多路徑成分的接收時間差；和
vi. 終端101-2接收的信號的接收延遲擴展；和
vii. 終端101-2接收的信號的兩個或多個多路徑成分的接收相 對到達時間；和
viii. 終端101-2通過一個或多個基站發送和接收的信號的往返時間。
0036本領域普通技術人員應當理解，在一些實施例中，基站 103可在上行方向產生基站接收的信號的一個或多個上述列出的特征 的測量數據，并且然后可使終端101-2或終端101-1獲得這些測量。
0037在任務303，終端101-2把第一組一個或多個信號測量 編碼成第二包流，該第二包流傳送媒體波形b(t)，即包流304,并且 發送該包流至終端101-1。波形b(t)源自終端101-2的用戶并且表示例 如該用戶的語音。在一些實施例中，該編碼是基于所述測量的值；例 如，如果信號測量是位于滿意的水平，則可能沒有必要進行所述測量 的編碼和傳輸，并且可能不,皮執行。
0038本領域普通技術人員應當理解，有各種方式把測量數據 編碼成包流。例如，測量數據的表示可被混合到媒體波形中作為低音 和/或高音信號。作為另一個例子，2007年2月15日提交的美國專利 申請號11/675,345通過引用被包含于此，其公開了與相應媒體波形一 起傳輸數字消息(例如，測量數據等)，而不向傳送波形的包流增加 任何額外比特。基于對媒體波形每個數字化比特的感知(perceptual) 重要性的評估，所引用的申請中公開了下列技術(i)確定可覆寫哪些 數字化比特；和(ii)把數字消息比特散布在數字化波形的可覆寫比特中。
0039在一些可替換實施例中，在發送測量數據到終端lOl-l 前，終端101-2可能代替地把測量數據編碼至另一傳輸類型，例如一 個或多個SMS消息。0040在一些實施例中，在任務307,終端101-2分析所接收的波形a(t)的表示并且以公知方式對該波形執行語音至文本的轉換，從而把波形轉換為文本串。然后，終端101-2把基于文本的消息發送給終端101-1,該消息傳送該文本串。閱讀說明書后，本領域普通技術人員應當理解，i)可基于所產生的第一組一個或多個信號測量的一個或多個值來調用該語音至文本的轉換，或者ii)可基于所產生的第一組一個或多個信號測量的一個或多個值來執行該基于文本的消息的傳送，或者二者。在一些實施例中，文本串包括從語音波形a(t)的較新接收的部分轉換出的N個字符，其中N是正整數并且可基于對每個消息發送的字符數量施加的操作符限制。
0041同時，在任務305，終端101-1接收包流304，并且解碼來自第二包流的第一組一個或多個測量。可替換地，如果終端101-2已經通過其它方式傳輸測量數據，則終端101-1解碼來自其它類型傳輸設備的數據。
0042在任務306，終端101-1基于在任務305解碼的第一組一個或多個信號測量來調整預定質量指示的值。在一些實施例中，該調整還可基于終端101-1自己產生的或者獲得的該終端接收的諸如來自基站102的諸信號之一的一個或多個預定特征的測量。上面就任務302描述了這些可能特征和信號源。然后，終端101-1把終端101-1的狀態呈現給用戶，其中該狀態基于預定質量指示的值。
0043在一些實施例中，呈現給終端101-1的用戶的方法(例如，視覺的、聽覺的、觸覺的、等等)取決于任務306所調整的質量指示的值。此外，在一些實施例中，呈現給用戶的方法取決于用戶操作終端101-1 (例如，使用手持設備、頭戴設備、揚聲器等)的音頻模式。例如，如果用戶使用終端靠近耳朵的音頻模式來操作終端101-1，則提供觸覺感知給用戶以提供質量狀態可能更有效。本領域普通技術人員應當理解，該呈現方法可基于終端101-1、用戶、通話的質量指示的值、音頻模式和其它特征和/或諸終端之間交換的信息的組合。
0044如果呈現方法是視覺的，則顯示器205可以各種格式中
13的一種或多種來表現質量指示的值，例如使用不同的數字、不同的顏色、不同數量的條形、笑臉/皺眉表情圖標等等。
0045在一些實施例中，終端101-1基于在任務305中從終端101-2接收并解碼的測量數據或由終端101-1自己獲得的測量數據來調整包流301中每單位時間向前傳輸的比特數量。例如，如果測量數據是有利的，則減小傳輸給終端101-2的比特數可以對波形質量有很小或沒有影響——例如，通過改變語音編碼(即語音編碼，vocoding)過程。本領域普通技術人員應當理解，增加或減小所傳輸的比特數以及增加或減小的具體數量的決定還可取決于其它因素。
0046在任務309,在終端101-2傳輸基于文本的消息308的實施例中，終端101-1以公知的方式接收并顯示消息308。終端101-1的用戶能檢查消息的內容以了解其最近說過的內容是否被終端101-2可靠地接收。
0047在通話的持續期間，終端101-1和101-2繼續執行就圖3描迷的諸個任務并交換消息。此外，在一些實施例中，終端101-1和101-2彼此執行對方的角色。換句話說，如圖4所示，終端101-1執行圖3中由終端101-2執行的任務，并且終端101-2執行圖3中由終端101-1執行的任務。這反映在由終端101-2傳輸的傳送媒體波形b(t)的包流401上，終端101-1在任務402產生通過基站102等接收的信號傳送波形b(t)的信號測量，其中任務401至409分別相應于任務301至309。
0048閱讀本說明書后，本領域普通技術人員應當理解，該說明性的實施例的無線終端可以交換包流，并分析這些包流的波形內容，就像三方通話的一部分那樣。在三方通話(例如，涉及終端101-1、101-2和101-3等)中，諸如終端101-1的至少一個終端與諸如終端101-2和101-3的其它兩個終端交換包流。在這種情況下，如前所述，終端101-1將在與終端101-2有關的包流和與終端101-3有關的包流上執行該說明性實施例的技術。
0049應當理解，所^^開的內容僅教導了說明性實施例的一個例子，并且閱讀本公開內容后，本領域普通技術人員可以輕易設計出本發明的各種改變，并且本發明的范圍由下面的權利要求來確定。
權利要求
1.一種第一遠程通信終端，包括傳輸器接口，用于把傳送媒體波形a(t)的第一包流傳輸到第二無線終端，所述媒體波形a(t)由所述第一遠程通信終端的用戶產生；接收器接口，用于從所述第二無線終端接收第二包流，所述第二無線終端把所述第二無線終端接收的信號的第一預定特征的第一組一個或多個測量編碼到所述第二包流中，所述信號至少表示媒體波形a(t)的一部分；處理器，用于i)解碼來自第二包流的所述第一組一個或多個測量以及ii)基于所解碼的第一組一個或多個測量來調整預定質量指示的值；和用戶接口，用于呈現基于所述預定質量指示的值的狀態。
2. 權利要求1的所述第一遠程通信終端，其中所述第一遠程通 信終端按照無線協議操作。
3. 權利要求1的所述第一遠程通信終端，其中所述第二包流傳 送語音波形b(t),其中由所述第二無線終端的用戶產生所述語音波形 b(t)。
4. 權利要求3的所述第一遠程通信終端，其中所述處理器還把 所述語音波形b(t)轉換成文本串。
5. 權利要求4的所述第一遠程通信終端，其中所述傳輸器接口 還把傳送所述文本串的基于文本的消息傳輸到所述第二無線終端。
6. 權利要求5的所述第一遠程通信終端，其中所述文本串包括 從語音波形b(t)的較新接收部分轉換得到的N個字符，N為正整數。
7. 權利要求5的所述第一遠程通信終端，其中所述接收器還產 生傳送所述第二包流的信號的第二預定特征的第二組一個或多個測 量。
8. 權利要求7的所述第一遠程通信終端，其中基于所產生的所 述第二組一個或多個測量的一個或多個值來傳輸所述基于文本的消每
9. 權利要求8的所述第一遠程通信終端，其中所述處理器還把 所述第二組一個或多個測量編碼到所述第一包流中。
10. 權利要求9的所述第一遠程通信終端，其中基于所產生的所 述第二組一個或多個測量的一個或多個值來進行所述編碼。
全文摘要
本發明提供關于傳輸路徑信號質量反饋的電磁信號測量共享。更具體地，公開了一種技術，其使無線或其他方式的第一遠程通信終端向其用戶報告第二無線遠程通信終端是否以滿意的質量水平接收所述第一終端的包流傳輸。第二終端接收由第一終端傳輸的包流，該包流傳送媒體波形。該媒體波形可為第一終端的用戶的語音信號。第二終端測量所接收信號的特征并把測量數據編碼到第二終端傳輸給第一終端的包流中。然后，第一終端解碼來自所接收的第二流的測量數據，并呈現給其用戶基于該測量數據的質量指示。在這種情況下，第一終端使其用戶更好的了解第二終端是否可靠地接收到該用戶的通信。
文檔編號H04L1/00GK101674148SQ20081019028
公開日2010年3月17日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年9月9日
發明者J·M·斯泰爾斯, J·梅洛希 申請人:阿瓦亞公司