專利名稱：語音分組優(yōu)先控制裝置和其控制方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及一種在語音分組控制中的優(yōu)先控制。更為具體地說，本發(fā)明涉及一種要添加到例如無線LAN等的傳統傳輸路徑中的語音分組優(yōu)先控制裝置和它的控制方法。
背景技術：
近年來，使用IP(因特網協議)的VoIP(基于IP的語音)技術已經得到了發(fā)展，該技術本來是數據通信的標準協議，用于通過IP分組來傳輸語音。目前該技術已經投入使用。
通過網絡或者LAN(局域網)實現來自個人計算機、電話機等的電話通話的應用即IP電話。作為建立低成本的電話網的方法，這樣的IP電話正在得到關注。
然而，由于歷史上為使用計算機進行數據通信發(fā)展了LAN，所以LAN采用了依據“優(yōu)先處理先到達的數據”的簡單的控制裝置。因此，當在LAN上傳輸語音分組時，需要相對于數據分組而優(yōu)先處理語音分組，以致于不引起語音分組傳輸的時延。
另一方面，已經提供了使用無線LAN的熱點服務。在這樣的服務下，除了需要語音通信之外，還存在對于使用前述的VoIP技術的語音通信的的不小的需要。這時出現了怎樣實現QoS(服務質量)例如優(yōu)先控制或者頻帶控制的問題。
換句話說，在采用無線LAN的語音分組通信中，由于有線LAN的傳輸速度為100Mbps到1Gbps而無線LAN的傳輸速度大約為10Mbps，所以本能地導致了從有線LAN到無線LAN轉接的轉接設備(無線LAN的接入點)的分組滯留。因此，需要在無線LAN接入點中單獨地提供語音分組緩沖器和數據分組緩沖器并且通過優(yōu)先處理語音分組以確保語音分組的實時傳輸能力。
如上所述，在使用無線LAN的語音分組通信中，當前上市的價格低廉的LAN設備不支持諸如優(yōu)先控制、頻帶控制等的QoS。

發(fā)明內容
由于在傳統無線LAN設備中存在缺陷而提出了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的目的是提供一種無線LAN系統，該系統使用不支持諸如優(yōu)先控制、頻帶控制等的QoS的價格低廉的LAN設備實現在無線LAN中的語音分組通信，而且該系統可以實現語音分組的優(yōu)先控制而無需修改不支持QoS的現存的無線LAN接入點。
為了實現上述目的，依據本發(fā)明的第一方面，把語音分組優(yōu)先控制裝置添加到與高速通信線路和低速通信線路連接的媒體轉換設備。
當從通信線路上的分組信息中檢測到語音分組時，控制裝置優(yōu)先傳輸語音數據，并中斷來自高速線路數據分組的傳輸并且緩沖數據分組。
隨后，控制裝置檢查低速線路的流量，當流量處于擁塞狀態(tài)時則繼續(xù)緩沖，而當流量處于非擁塞狀態(tài)時則終止緩沖而續(xù)傳數據。
在語音分組優(yōu)先控制裝置的優(yōu)選結構中，作為媒體轉換設備的無線LAN接入點與作為高速通信線路的高速有線LAN線路和作為低速通信線路的低速無線LAN線路連接。在實際操作中，當從通信線路的分組信息中檢測到語音分組時，控制裝置優(yōu)先傳輸語音分組，并中斷來自高速無線LAN線路的數據分組的傳輸并且緩沖數據分組，隨后，控制裝置檢測低速無線LAN線路的流量，當流量處于擁塞狀態(tài)時則繼續(xù)緩沖，而當流量處于非擁塞狀態(tài)時則終止緩沖而恢復數據傳輸。
控制裝置可以包括用于檢查低速線路的流量的裝置。該裝置把ping分組發(fā)送到低速線路的語音分組終端，接收來自語音分組終端的ping響應，并且通過測量在發(fā)送ping分組和接收ping響應之間的往返周期來判斷流量情況。
當往返周期大于或者等于預先設置的值時，檢查流量的裝置可以斷定該流量處于擁塞狀態(tài)，當往返周期小于預先設置的值時，則可以斷定該流量處于非擁塞狀態(tài)。
依據本發(fā)明的第二方面，把語音分組優(yōu)先控制方法添加到與高速通信線路和低速通信線路連接的媒體轉換裝置。
當從通信線路上的分組信息中檢測到語音分組時，優(yōu)先傳輸語音分組，并中斷從高速線路傳輸的數據分組并且緩沖數據分組，隨后，檢查低速線路的流量，當流量處于擁塞狀態(tài)時則繼續(xù)緩沖，而當流量處于非擁塞狀態(tài)時則終止緩沖而恢復數據傳輸。
依據本發(fā)明的第三方面，添加了與高速有線LAN線路和低速無線LAN線路連接的無線LAN接入點的語音分組優(yōu)先控制裝置包括語音分組檢測與分離塊，用于把從有線LAN一方的VoIP終端接收到的分組分離為語音分組和數據分組；數據分組緩沖器，用于緩沖由語音分組檢測與分離塊分離的數據分組；ping產生塊，用于產生用來測量無線LAN的流量情況的ping分組；ping測量塊，用于測量從傳輸來自ping產生塊的ping分組到接收到該ping分組的響應的周期；用于確定是否要把數據緩沖器中的數據傳輸到無線LAN一方的閥(valve)；語音分組檢測塊，用于在接收到的來自無線LAN接入點的分組中檢測語音分組。
語音分組檢測與分離塊，可以向無線LAN接入點傳輸分離后的語音分組。
當與線路情況良好時的周期相比，從發(fā)送來自ping產生塊的ping分組到接收到該ping分組的響應的周期相對較長時，該閥可以中斷向無線LAN一方傳輸數據分組。
語音分組優(yōu)先控制裝置還包括在有線LAN一方和無線LAN一方傳輸和接收數據分組的ftp(文件傳輸協議)終端，由ftp終端傳輸數據分組的執(zhí)行過程與由VoIP終端傳輸數據分組的過程相似。


從本發(fā)明的優(yōu)先實施例的附圖和以下給出的詳細描述中將可以更好地理解本發(fā)明，然而，采用的本發(fā)明的實施例對本發(fā)明而言不是限定性的，而只用于解釋和理解本發(fā)明。
在這些附圖中圖1是顯示依據本發(fā)明的語音分組通信系統的總體結構的方框圖；圖2是基本順序圖，顯示語音分組傳輸和接收與用于測量在無線LAN上的線路擁塞情況的ping分組傳輸和接收之間的關系；圖3是同時執(zhí)行ftp終端之間傳輸和接收數據分組的通信和VoIP終端之間傳輸和接收語音分組的通信的情況下的順序圖；圖4是與語音分組優(yōu)先控制裝置104中的緩沖開始(數據分組傳輸中斷)和緩沖終止(恢復數據傳輸)相關的過程的流程圖。
具體實施例方式
以下參考附圖通過依據本發(fā)明的無線LAN系統的優(yōu)選實施例將詳細討論本發(fā)明。在以下的描述中，闡明了大量特定的細節(jié)以提供對本發(fā)明的完全理解。然而，顯然對于本領域的技術人員而言可以無需這些特定的細節(jié)而實施本發(fā)明。在另外的情況下，沒有詳細顯示眾所周知的結構以避免使本發(fā)明的不必要的含糊。
圖1是顯示具有依據本發(fā)明的語音分組優(yōu)先控制裝置的無線LAN系統的總體結構的方框圖。如圖1所示，VoIP(基于IP的語音)終端101通過有線LAN與語音分組優(yōu)先控制裝置104的有線LAN一方接口連接。語音分組優(yōu)先控制裝置104的無線LAN一方的接口與無線LAN接入點103連接。VoIP終端102通過可通信狀態(tài)下的無線介質與無線LAN接入點103連接。把語音分組優(yōu)先控制裝置104插入有線LAN一方的VoIP終端101和無線LAN接入點103之間。
構造的語音分組優(yōu)先控制裝置104具有用于把從有線LAN一方的VoIP終端接收到的分組分離為語音分組和數據分組的語音分組檢測與分離塊111、用于緩沖由語音分組檢測塊111分離的數據分組的緩沖器112、產生用于測量無線LAN的線路流量的、用作測量的Ping分組的ping產生塊113、用于測量從由ping產生塊113傳輸的ping分組直到接收到該ping分組的響應的周期的ping測量塊114、用于確定是否要把數據分組緩沖器112的數據傳輸到無線LAN一方的閥115、用于從接收到的來自無線LAN接入點103的分組中檢測語音分組的語音分組檢測塊116。
應該注意到前述的ping分組是指令，用來檢驗在包括有線LAN或者無線LAN的IP網絡上的終端間的連接能力，和通過測量直到接收到響應的周期來檢查到對方的路線上的流量如何擁擠。
圖2是顯示語音分組傳輸和接收與用于測量無線LAN上的線路擁塞情況的ping分組傳輸和接收的基本順序圖。如圖1和圖2所示，當語音分組優(yōu)先控制裝置104接收到來自有線LAN一方的VoIP終端101的語音分組201時，由語音分組檢測與分離塊111分離出語音分組202并且把該語音分組傳輸到無線LAN接入點103。與此關聯，在ping產生塊113中產生ping分組204并且把該ping分組傳輸到無線LAN接入點103。
無線LAN接入點103向VoIP終端102傳送語音分組203。于此關聯，同時還傳輸ping分組205。當接收到ping分組205時，VoIP終端102產生作為響應分組的ping響應206并且把該ping響應傳送到無線LAN接入點103。無線LAN接入點103把ping響應207傳送到語音分組優(yōu)先控制裝置104。
結果，語音分組優(yōu)先控制裝置104通過ping測量塊114測量從傳輸ping分組204直到接收到ping響應207的周期，以獲知語音分組優(yōu)先控制裝置104和VoIP終端102之間的往返周期。該往返周期是通過語音分組優(yōu)先控制裝置104和無線LAN接入點103之間的高速有線線路和無線接入點103和VoIP終端102之間的低速無線線路傳輸而后返回的傳輸周期。在低速無線LAN區(qū)的傳輸周期占據了大部分的往返周期。
另一方面，由于無線LAN接入點103執(zhí)行在高速有線LAN和低速無線LAN之間的轉換，所以基于從有線LAN接收到的分組的增加而使時延增加。當無線LAN線路的流量增大時(擁塞情況)，語音分組優(yōu)先控制裝置104和VoIP終端102之間的往返周期延長。
因此，在語音分組被混合在通過無線LAN的分組通信中的情況下，當往返周期變長時，語音分組優(yōu)先控制裝置104執(zhí)行優(yōu)先控制，在該優(yōu)先控制中在閥115中斷向無線LAN接入點103傳輸數據分組而優(yōu)先傳輸語音分組以防止語音分組通信質量的惡化。當中斷數據分組的傳輸時，數據分組緩沖器112緩沖數據分組。
圖3是同時執(zhí)行ftp終端之間傳輸和接收數據分組的通信和VoIP終端之間傳輸和接收語音分組的通信的情況下的順序圖。此時，ftp終端是實現了作為在因特網上傳送文件的標準協議的FTP(文件傳輸協議)的終端。ftp終端是諸如計算機等的常見的數據終端，并且能夠通過執(zhí)行FTP應用程序來執(zhí)行數據的傳送。應該注意到RFC(請求注解)959定義了FTP的細節(jié)。
如圖3所示，ftp終端121和VoIP終端101通過可通信狀態(tài)下有線線路與語音分組優(yōu)先控制裝置104連接。ftp終端122和VoIP終端102通過可通信狀態(tài)下的無線線路與無線LAN接入點103連接。另一方面，語音分組優(yōu)先控制裝置104執(zhí)行數據分組和語音分組的檢測和優(yōu)先控制。無線LAN接入點103按順序向無線LAN一方傳輸從有線LAN一方接收到的分組，并且按順序把從無線LAN一方接收到的分組傳輸到有線LAN一方。
首先，當把100K字節(jié)的數據從有線LAN一方的ftp終端121傳輸到無線LAN一方的ftp終端122時，由于在IP通信中以每次大約1500字節(jié)來傳輸100K字節(jié)的數據，ftp終端121向語音分組優(yōu)先控制裝置104傳輸67個ftp分組301(ftp分組群1)。在語音分組優(yōu)先控制裝置104中，由于這時沒有傳輸和接收語音分組，則照原樣把ftp分組301發(fā)送到無線LAN接入點103。由于無線區(qū)具有比有線區(qū)小的速度，無線LAN接入點103需要較長的周期把ftp分組305傳輸到ftp終端122。
隨后，假定當無線LAN接入點103傳輸ftp分組305時，VoIP終端101傳輸語音分組1(302)。則語音分組優(yōu)先控制裝置104把語音分組發(fā)送到無線LAN接入點103，并且與此關聯把ping分組303傳輸到VoIP終端102。另一方面，語音分組優(yōu)先控制裝置104中斷數據分組的傳輸直到通過ping響應獲知無線線路的擁塞情況并且緩沖數據分組(步驟304)。
在無線LAN接入點103中，接收到語音分組1(302)和ping分組303。然而，由于還沒有完成ftp分組305的傳輸，把接收到的語音分組和ping分組置于等待狀態(tài)直到無線線路變空閑。在完成ftp分組305的傳輸后，無線LAN接入點103向VoIP終端102傳輸語音分組(308)和ping分組309。
接下來，語音分組優(yōu)先控制裝置104從ftp終端121接收到新的ftp分組306(ftp分組群2)和從VoIP終端101接收到新的語音分組2(307)。然而，由于已經中斷了數據分組的傳輸，在語音分組優(yōu)先控制裝置104的數據分組分組112中緩沖ftp分組306，而語音分組優(yōu)先控制裝置104只把語音分組2(307)傳送到無線LAN接入點103。
隨后，語音分組優(yōu)先控制裝置104接收第一ping分組的ping響應311和測量周期。然而，由于無線LAN接入點103傳輸了ping分組305，與線路狀態(tài)良好的條件下比較，往返周期變得較長。因此，在該時間段(timing)沒有結束數據分組傳輸的中斷，并且再次傳輸ping分組313以執(zhí)行周期測量2。
在傳輸ping分組313的時間段，無線線路的情況從擁塞情況恢復。因此，無線LAN接入點103立即把ping分組314傳送到VoIP終端102。同時，VoIP終端102立即響應ping分組314以發(fā)送ping響應315。Ping響應316通過無線LAN接入點103而到達語音分組優(yōu)先控制裝置104。
結果，時間測量2的往返周期變小，從而在語音分組優(yōu)先控制裝置104可以認為無線線路中的擁塞情況已經解決。認為無線線路中的擁塞情況已經解決的語音分組優(yōu)先控制裝置104續(xù)傳緩沖的ftp分組306(ftp分組群2)(步驟317)。
如上所述，語音分組優(yōu)先控制裝置104實現了語音分組的優(yōu)先控制，以在把語音分組混合于通過無線LAN的分組通信中的情況下防止語音分組的通信質量的惡化。
圖4是與在語音分組優(yōu)先控制裝置104中的緩沖開始(數據分組傳輸中斷)和緩沖終止(數據分組續(xù)傳)相關的過程流程圖。在語音分組優(yōu)先控制裝置104中，從有線LAN一方接收以混合方式包含數據分組和語音分組的分組信息(步驟401)。然后，判斷接收到的分組是不是語音分組(步驟402)。當接收到的分組是語音分組時，優(yōu)先把語音分組傳送到無線LAN一方，并且開始緩沖隨后傳輸的數據分組(步驟403)。然后，產生ping分組并且把該ping分組傳送到對方VoIP終端，然后再接收用于ping測量的ping響應以測量往返周期(步驟404)。作為測量的結果，當判定往返周期較長而擁塞時，再次執(zhí)行ping測量。另一方面，當判定流量未擁塞時，則終止緩沖(步驟406)。
應該意識到雖然在所示的實施例中沒有敘述直到接收到ping響應的實際周期和數據分組傳輸中斷/恢復判定之間特定的數字關系，考慮到典型容許的時延周期大約為200ms(依據使用衛(wèi)星線路的語音時延)，則可以使用200ms作為標準來執(zhí)行數據分組緩沖的中斷/恢復。然而，不應該把采用的特定值即200ms作為對本發(fā)明的限定。在實際中，可以使用受到無線LAN接入點的緩沖器的容量和無線線路和有線線路之間的速度差別影響的實際測量數據來確定實際標準。
另一方面，雖然根據采用無線LAN的網絡系統已經論述了所示的實施例，然而使用VoIP技術的語音分組優(yōu)先控制裝置不僅適用于無線LAN而且適用于具有通信速度差別的媒體轉換設備(即ADSL modem(非對稱數字用戶環(huán)線調制解調器))。此外本發(fā)明通常適用于連接高速線路和低速線路的速度轉換設備。
也就是說，替換圖1的無線LAN接入點設置ADSL modem。則連接VoIP終端101、語音分組優(yōu)先控制裝置104和ADSL modem。ADSLmodem通過具有傳輸速度限制的金屬線路與VoIP終端102連接。因此，可以在VoIP終端101和VoIP終端102之間實現對混合了語音分組的分組通信的語音分組優(yōu)先傳輸控制。
如上所述，本發(fā)明的效果在于使用不支持諸如優(yōu)先控制、頻帶控制等QoS的價格低廉的LAN設備在無線LAN中提供語音分組通信。
同時，由于使用ping分組作為通用指令實現了語音分組優(yōu)先控制，本發(fā)明的優(yōu)勢在于語音分組優(yōu)先控制將不會受到將來無線LAN系統改變的影響。
此外，本發(fā)明的優(yōu)勢在于本發(fā)明不僅適用于無線LAN而且適用于媒體轉換設備(例如具有速度差別的ADSL modem)。
雖然依據典型實施例已經說明并且描述了本發(fā)明，但是本領域的技術人員應該理解在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對本發(fā)明進行前述的和各種其他的變化、忽略和添加。因此，不應該把本發(fā)明理解為受到如上所述限定的特定的實施例而是包括在所附權利要求中提出的特征所包含的范圍和等價物內實現的各種可能實施例。
權利要求
1.一種添加到與高速通信線路和低速通信線路連接的媒體轉換設備上的語音分組優(yōu)先控制裝置，當從通信線路上的分組信息檢測到語音分組時，所述的控制裝置優(yōu)先傳輸語音分組，并中斷來自所述高速線路的數據分組的傳輸并且緩沖數據分組，隨后，所述的控制裝置檢查所述低速線路的流量，當流量處于擁塞狀態(tài)時繼續(xù)所述的緩沖，而當流量處于非擁塞狀態(tài)時終止緩沖而恢復數據分組的傳輸。
2.一種添加到與高速有線LAN線路和低速無線LAN線路連接的無線LAN接入點上的語音分組優(yōu)先控制裝置，當從通信線路的分組信息中檢測到語音分組時，所述的控制裝置優(yōu)先傳輸語音分組，并中斷來自所述的高速有線LAN線路的數據分組的傳輸并且緩沖數據分組，隨后，所述的控制裝置檢查所述低速無線LAN線路的流量，當流量處于擁塞狀態(tài)時繼續(xù)所述的緩沖，而當流量變?yōu)榉菗砣麪顟B(tài)時則終止緩沖而恢復數據分組的傳輸。
3.根據權利要求1所述的語音分組優(yōu)先控制裝置，其特征在于所述的控制裝置包括用于檢測所述低速線路中的流量的裝置，所述的裝置把ping分組傳送到所述低速線路的語音分組終端，接收來自所述的語音分組終端的ping響應、并且通過測量在發(fā)送ping分組和接收到ping響應之間的往返周期來判斷流量情況。
4.根據權利要求3所述的語音分組優(yōu)先控制裝置，其特征在于當所述的往返周期大于或者等于預先設置的值時，用于檢測流量的所述裝置判定流量處于擁塞狀態(tài)，而當所述的往返周期小于所述的預先設置的值時，則判定為流量未處于擁塞狀態(tài)。
5.一種添加到與高速通信線路和低速通信線路連接的媒體轉換設備上的語音分組優(yōu)先控制方法，當從通信線路上的分組信息檢測到語音分組時，優(yōu)先傳輸語音分組，并中斷來自所述高速線路的數據分組的傳輸并且緩沖數據分組，隨后，檢測所述低速線路的流量，當流量出于擁塞狀態(tài)時則繼續(xù)緩沖，當流量變?yōu)榉菗砣麪顟B(tài)時則終止緩沖以恢復數據分組的傳輸。
6.一種添加到與高速有線LAN線路和低速無線LAN線路連接的無線LAN接入點的語音分組優(yōu)先控制方法，當從通信線路的分組信息中檢測到語音分組時，優(yōu)先傳輸語音分組，并中斷來自所述的高速有線LAN線路的數據分組的傳輸并且緩沖數據分組，隨后，檢測所述低速無線LAN線路的流量，當流量處于擁塞狀態(tài)時則繼續(xù)緩沖，而當流量變?yōu)榉菗砣麪顟B(tài)時則終止緩沖以恢復數據分組傳輸。
7.根據權利要求5所述的語音分組優(yōu)先控制方法，其特征在于包括檢查所述低速線路的流量的步驟，其中把ping分組傳送到所述低速線路的語音分組終端，并且通過測量在傳送ping分組和接收到ping響應之間的往返周期來判斷流量情況。
8.根據權利要求7所述的語音分組優(yōu)先控制方法，其特征在于當所述的往返周期大于或者大于預先設置的值時，則檢查流量的所述步驟判定流量處于擁塞狀態(tài)，而當所述的往返周期小于所述的預先設置的值時，則檢查流量的所述步驟判定該流量未處于擁塞狀態(tài)。
9.一種添加到與高速有線LAN線路和低速無線LAN線路連接的無線LAN接入點上的語音分組優(yōu)先控制裝置，包括語音分組檢測與分離塊，用于把從有線LAN一方的VoIP終端接收到的分組分離為語音分組和數據分組；數據分組緩沖器，用于緩沖由所述語音分組檢測與分離塊分離的數據分組；ping產生塊，用于產生用來測量無線LAN的流量情況的ping分組；ping測量塊，用于測量從傳輸來自ping產生塊的ping分組到接收到該ping分組的響應的周期；用于確定是否要把數據緩沖器中的數據傳輸到無線LAN一方的閥；語音分組檢測塊，用于在接收到的來自無線LAN接入點的分組中檢測語音分組。
10.根據權利要求9所述的語音分組優(yōu)先控制裝置，其特征在于所述的語音分組檢測與分離塊向所述的無線LAN接入點傳輸分離出的語音分組。
11.根據權利要求9所述的語音分組優(yōu)先控制裝置，其特征在于當從傳輸來自所述的ping產生塊的所述ping分組到接收到所述ping分組的響應的周期比線路情況良好時的周期長時，所述的閥中斷向無線LAN一方傳輸數據分組。
12.根據權利要求9所述的語音分組優(yōu)先控制裝置，其特征在于還包括在所述的有線LAN一方和所述的無線LAN一方傳輸和接收數據分組的ftp終端，所述的ftp終端傳輸數據分組執(zhí)行的過程與VoIP終端傳輸數據分組的過程相似。
全文摘要
本發(fā)明使用不支持諸如優(yōu)先控制、頻帶控制等QoS的價格低廉的LAN設備來實現無線LAN中的語音分組通信，并且可以實現語音分組的優(yōu)先控制而無需修改現存的不支持QoS的無線LAN接入點。在通過無線LAN的分組通信中混合了語音分組的情況下，當往返周期變長時，語音分組優(yōu)先控制裝置向語音分組傳輸提供優(yōu)先權，而在閥中中斷向無線LAN接入點傳輸數據分組，以防止語音分組的通信質量的惡化。
文檔編號H04L12/46GK1467962SQ0314091
公開日2004年1月14日 申請日期2003年6月5日 優(yōu)先權日2002年6月5日
發(fā)明者可知靖司 申請人:日本電氣株式會社