[发明专利]模拟信息流

说明书

技术领域

本发明涉及模拟实时应用的双向信息流。本发明尤其但不一定涉及模拟VoIP(网际协议的语音传输)呼叫的信息流，以确定在VoIP应用级的服务质量(QoS)。

背景技术

传统情况下，当通过电话呼叫时，语音在电话交换网络(如公众交换电话网(PSTN))中传送。当在数字电路交换网络中由电话呼叫时，为每个呼叫建立64kbps(每秒千比特)的永久连接。该连接的标准带宽为64kbps是由于当以8kHz的抽样频率使用8位脉码调制(PCM)时模拟语音的抽样所需的比特率，该过程使得能以数字格式发送频率在300～3400Hz的模拟语音。

然而上述当前普遍使用的数字电话网效率很低，并由此消耗了大量的网络资源。在这种电话网络中，当连接并未有效使用(即，该连接的任何一方都不沿该连接发送信息，如语音或数据)时仍为该连接保留带宽。这种静态带宽的使用消耗了大量数据传输资源，因此随着用户数量的增加必须为另外的容量投资。上述的这种低效率导致特别在洲与洲之间的通话出现问题，在此增大数据传输容量并不象在其它情况下那么容易。在通话价格上该问题也部分明显；在容量上的高投资必须通过高用户收费来支付。

为补偿和补充在电话网络中使用静态带宽保留的呼叫，所谓的VoIP电话，即IP电话已经开始销售使用。典型地，在IP电话中发送的信息，如语音、话音和/或视频，首先从模拟格式转换为数字格式，接着被压缩和转换为IP分组，通过基于IP的分组交换网络(如因特网)传送，与其它IP业务共享带宽。在IP电话中，带宽的使用效率大大高于保留静态带宽的呼叫。这也可以从呼叫价格上看出。另外，也可使用更有效的编码方案，如G.723.1编码。

在分组到达之前接收方并不知道发送的IP分组到达的时间。而且由于IP按分组路由信息流，因此分组从发送方到接收方的传播时间差异很大而且分组的顺序可能改变。此外，分组可能丢失，例如由于在路由器的缓冲区中发生输入数据的溢出。通过使用例如可靠的基于IP的协议可在协议级自动识别分组丢失而且可重传丢失的分组。其中一种协议就是TCP(传输控制协议)。

然而，所讨论的重传在通过IP网传输信息时将造成附加的可变时延。而且由于在重复语音和/或实时传送的图象中使用的若干应用并不是完美无缺地工作，如果例如在传输信息时时延太大，那么TCP也不是十分适合用作在IP呼叫中基于IP使用的协议。因此，不存在重传的UDP(用户数据报协议)通常用于IP呼叫。然而，在呼叫建立时推荐使用TCP，这样呼叫建立将尽可能地可靠。

例如，仅为了在IP网络上传输的重复实时信息中使用的应用具有较高的实时需求以实现功能上的完美无缺，至少需要某些类型的装置以保证所讨论的IP呼叫想得到的服务质量(QoS)。就这一点而论，IP并不能以提供服务质量保证的形式提供QoS支持。然而，存在若干不同技术，利用这些技术可在IP网络中提供QoS保证。其中，这些技术有DiffServ(混合服务)和IntServ(综合服务)技术。无论使用那种QoS技术，重要的是能测量QoS以便找出哪种技术确实能为每个IP呼叫提供QoS保证。

通常，为描述QoS需要若干QoS参数。因此，适合于为一组不同的QoS参数测量值，这些参数连同VoIP有：端到端延迟、端到端延迟抖动、分组丢失以及分组丢失相关性。这些参数中，端到端延迟是指IP分组从发送方通过IP网络到达接收方所需的时间。端到端延迟也可测量为往返行程，由此能测量IP分组从发送方到达接收方并返回所需的时间。端到端抖动可表示为例如标准误差或方差。分组丢失表明有多少发送的IP分组未被接收方接收，即，在路途中丢失了多少IP分组。对于系统性能来说，IP分组是否消失或在此丢失一个而在那儿丢失一个(不存在分组相关)或是否若干连续IP分组丢失(高分组丢失相关)相当重要。

图1示出了根据现有技术的一种QoS测量的原理。IP分组流从第一主机101通过IP网络103发送到第二主机。在发送之前，第一主机101在要发送的每个IP分组中添加第一信息。由第一主机101发送的IP分组流在第二主机102接收，第二主机102在该IP分组中添加第二信息，并通过IP网络103将它们送回第一主机101，第一主机101在接收到的IP分组中添加第三信息。