专利名称：基于发射机时间戳信息的用于同步通信的低抖动端到端延迟控制方案的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及对部分由于可能引入延迟的不同路径或不同组件，由数据的不同到达 时间导致的抖动进行控制的方式。更具体的，本发明涉及针对同步数据流的延迟控制，以减 小在到达最终目的地之前需要通过多个中间节点的路径的应用中的抖动。
背景技术：
在无线应用中，尤其在无线音频应用中，对发射机输入处的音频信号与接收机输 出处的音频信号之间的延迟的管理对于避免声音失真而言十分重要。对于每个接收节点，输入处的音频信号与输出处的音频信号之间的延迟应当相 同。例如，在向两个独立接收机发送立体声信号时，其中一个接收机接收左侧音频，另一个 接收机接收右侧音频，当两个信号路径的延迟不同时，声音方向信息将明显失真。在例如无 线助听器应用中，对声源位置的精确指示是要考虑的重要参数。在上述示例中，左右音频信 号之间的时间延迟差典型地应当小于5至10us。传统上，延迟控制机制通常包括一系列缓冲器，用于根据典型网络延迟来存储特 定预定量的数据，使得在接收数据中存在延迟的情况下，提供给接收机的数据可以来自缓 冲器。如在Philips等人的WO 2005/013639中所公开的，利用恒定的端到端延迟，在扬
声器的情况下，每个扬声器输出大致相同的采样。在两个扬声器之一输出具有可变延迟的 采样的情况下，虚拟声源位置或立体声图像不再稳定，因为对于每个扬声器产生的声音，声 音到达人耳的延迟造成了虚拟声源幻觉。上述WO公开提出，通过测量如输入时间测量之类 的项目，缓冲器填充量可以补偿端到端延迟。输入时间测量单元产生测量，延迟控制单元 通过基于缓冲器的填充管理和输入时间管理来控制数据速率转换，从而控制延迟。此外，读 取时刻测量组件被配置为测量读取时刻，并产生第一数据单元的读取时刻测量，在所述第 一数据单元中，延迟控制单元被配置为基于读取时刻测量来控制数据速率转换。此外，在医学植入的情况下，包括但不限于植入音频刺激设备，许多这种设备是通 过靠近头部安装的外部处理单元来驱动的，植入设备与外部设备之间的数据和音频通信是 通过无线链路，例如基于磁感应来建立的。电池容量和功率消耗都是重要的考虑因素，为了 保证充分长的电池寿命，这种设备的功耗需要非常低。其结果是有较低的传输范围，可能需 要多跳来到达给定设备。对于左侧设备和右侧设备，跳数可能不同，可能存在不同的延迟 值。图1示出了助听器应用的示例，其中植入设备IMl被配置在左耳，植入设备IM2被 配置在右耳。在标准使用情况下，左耳和右耳的助听器互相独立地工作。对于左耳，处理器PRl 从麦克风MICl捕捉声音，并将该音频流经由流al发送至植入设备IM1。类似地，右耳处理 器PR2从麦克风MIC2捕捉声音，并将该特定音频流经由流a2发送至植入设备IM2。在该独立模式下，音频流al应当具有与音频流a2相同的延迟。在增强使用模式中，将麦克风MICl和MIC2的信号组合以进行音频波束成形，以得 到更好的收听体验。在该模式下，需要附加流a3和a4，使得每个处理器可以组合两个麦克 风信号并将处理后的信号al和a2发送至相应植入设备。这些流潜在地经由不同物理层来 传输，例如针对al和a2使用磁感应，针对a3和a4使用RF。此外，对于该使用情况，处理后 的MICl和MIC2的信号以相同的延迟到达植入设备IMl和IM2。处理器PRl将以与MICl的信号相比特定的延迟来接收MIC2的信号，因为MIC2的 信号必须经由信道a4由PR2发送。因此，MICl的信号也必须被延迟，以与MIC2的信号对 齐。处理后的信号将经由al发送至IM1，这将引入附加延迟。类似地，处理器PR2以特定 延迟经由a3接收MICl的信号，PR2必须在将MIC2的信号与MICl的信号进行组合并经由 a2将处理后的信号发送至设备IM2之前延迟MIC2的信号。为了避免波束模式的失真，所有源和目的地设备之间的端到端延迟应当相同delay (IMLMIC1) = delay (IM1, MIC2) = delay (IM2, MIC1) = delay (IM2, MIC2)优选地，该端到端延迟是恒定而且可控的。此外还应当具有较低的时间抖动，否则 目的地侧的音频信号将明显失真。相应地，本领域需要一种延迟控制系统，可以用于获得音频源与一个或多个目的 地之间已知恒定的端到端延迟，即使使用不同路径到达终端节点。
发明内容
本发明提供了一种延迟控制机制和方法，提供了端到端延迟的非常低的抖动时 间，并且根据实现所施加的约束，使延迟在给定范围内可控。除了无线应用之外，本发明还 适用于许多其他应用，并且可以用于必须以受控的端到端延迟来传输同步数据流的所有参与者。根据本发明的示例方面，利用良好定义的时间参考，将同步数据流组织为帧和/ 或超帧，所述时间参考是数据流所经过的路径上的所有设备都知道的。这些时间参考可以 例如由帧中的固定数据模式(如帧同步字)来定义。根据本发明的另一示例方面，如果经由不同无线或有线集群来传输数据流，则接 收机应当知道发射机/源侧的时间参考与接收机目的地侧的时间参考之间的时间关系(时 间偏移)。此外，根据本发明，当数据流进入源侧的发射机时，在本地发射机时间参考处取得 时间戳，该时间戳信息与同步数据流一起发送。根据本发明的另一示例方面，当数据离开目的地侧的接收机时，在本地接收机时 间参考处取得时间戳。与数据流一起接收的该时间戳信息与发射机时间戳相结合，以及接 收机与发射机时间参考之间的已知时间偏移，允许实现恒定端到端延迟控制机制。根据本发明，时间戳信息被表示为多个音频采样。时间戳信息包括整数部分，表 示目前接收的音频采样的数目；以及分数部分，表示音频采样中在取得时间戳时已经进入 发射机或离开接收机的部分。
结合附图，通过以下详细描述，本发明的上述和其他方面、特征和优点将更加显而 易见，其中图1示意了包括两个音频刺激植入设备和两个外部耳后设备的无线助听器系统；图2是根据本发明示例实施例的具有延迟控制的无线音频系统的示意图；图3是根据本发明的超帧结构的示例；图4是根据本发明的两个64kbps音频信道的帧分配方案；以及图5A和5B示出了根据本发明的延迟控制机制产生的示例瞬时响应。
具体实施例方式图2示意了根据本发明用于利用延迟控制机制的助听器系统的示例无线音频系 统。本领域技术人员应当理解并认识到，尽管在助听器系统的上下文中对本发明进行解释， 但是要求保护的发明不限于此，并且可以应用于音频以外的任何类型的数据。现在参照图2，假定该特定无线链路具有298kbps的信道比特率。但是该速率仅提 供用于示意目的。在本示例中，音频采样根据时分多址(TDMA)机制通过数据帧来发送。这 些数据帧具有一个或多个时隙的长度，并被组织为例如图3所示的超帧结构。对于图2所示的示例，假定应用于发射机的数字音频输入具有FsTx = 16kHz的采 样率和16比特的字长。为了实现频谱的高效使用，对数字音频流进行编码以获得4 1比 特率缩减。应当注意，这种编码是可选的。本发明的概念不依赖于用于对数据流进行编码 的方法。得到的数据流(速率=每音频信道64kbps)必须通过无线信道来发送。图4中示 出了针对图2的示例的典型帧和时隙分配方案。仍参照图2，在发射机侧200，使用高分辨率分数采样计数器来对输入音频采样进 行计数，由净荷编码器进行编码并写入TX缓冲器。当分配给给定音频流的时隙在由帧同步 字的起始时间确定的时刻Theft变为可用时，时间戳电路取得采样计数器的快照TXScnt。 该快照信息以Fch = 298kbps的信道速率与从发送(TX)缓冲器取得的多个(编码的)音 频采样一起发送。Tx控制模块205处理两个时钟域之间的转换。更具体地，发射机200包括数据采样计数器225，用于对输入数据采样进行计数。 净荷编码器220将输入数据采样编码为净荷数据。写入控制单元224控制净荷数据的存 储。发送缓冲器222存储要发送的净荷数据。发送控制单元205产生时间参考TrefTx和 相关的时间同步符号，发送控制单元205在上述时间参考处取得发送采样计数器225的快 照TxScnt。发送时间戳单元210基于值TxScnt来产生发送时间戳信息。发送单元201用 于发送时间参考符号、表示输入数据采样的净荷数据以及相关时间戳信息。继续参照图2，在接收机侧300，时间同步单元303检测所发送的时间参考符号，产 生时间参考TrefRxCTrefRx相对于TrefTx具有固定且已知的时间关系)，并向时间戳单元 310提供时间参考TrefRx。接收单元301用于从发送单元201接收时间参考符号、净荷数据 和相关的时间戳信息。接收缓冲器305存储接收的净荷数据。以信道速率Fch = 298kbps 将接收的采样写入接收(RX)缓冲器305。RX DPLL和延迟控制模块315基于所接收的发射 机时间戳、时间戳单元310产生的接收机时间戳以及发射机时间戳与接收机时间戳之间的 目标延迟，来产生对发射机输入处的数据采样率FsTx的估计FsTxe。分数采样计数器325
8基于输入数据速率FsTx的估计采样率FsTxe来对提供给接收机输出的数据采样的数目进 行计数。时间戳单元310通过取得采样计数器325在时刻TrefRx的快照RxScnt，并将该时 间戳信息提供给延迟控制模块315，来产生接收机时间戳。读取控制单元324控制净荷数据 从接收缓冲器305至净荷解码器320的传送，并以采样计数器325所确定的速率将净荷解 码器320的输出传送至接收机输出。净荷解码器320将来自接收缓冲器305的净荷数据转 换至在发射机的输入处提供的数据采样的表示。模块RX DPLL和延迟控制315调整从RX缓冲器305的读取时刻和位置，使得发射 机时间戳单元210在源侧200取得的时间戳与接收机时间戳单元310在接收机侧300取得 的时间戳之间的延迟恒定并等于给定值。根据本发明的示例实施例，基于所包括的时间戳信息，RX DPLL模块315产生对源 侧的音频采样率FsTx的估计值FsTxe。净荷解码器320从一个RX缓冲器305中读取压缩 数据，并以估计的源采样FsTxe来提供解码的音频采样。与在发射机侧200上使用的采样 计数器225类似，利用高分辨率分数采样计数器325来对离开净荷解码器320的采样进行 计数。在时刻TrefRx对该计数器325进行采样，TrefRx相对于TrefTx具有固定且已知的 时间关系，例如帧同步字的相关峰值的位置。模块RXDPLL和延迟控制315调整从RX缓冲 器的读取，使得时间戳单元210在TX侧200处取得的时间戳与时间戳单元310在RX侧300 处取得的时间戳之间的延迟恒定并等于给定值。在由应用施加在RX侧300的音频输出采样率的情况下，可以在净荷解码器320与 数字音频输出之间插入采样率转换器330，如图2的右侧所示。图3示意了根据本发明的超帧结构3100的示例。如图3所示，超帧的起始由信标 帧3050来指示。对于给定音频流，对数据帧和时隙进行分配，使得有充足的容量来支持编 码音频流的速率。不同帧之间的距离不必须恒定，但是所分配的时隙应当在超帧上尽可能 均勻分布，以获得较低的端到端延迟。图4示出了本示例中针对两个64kps音频信道的示例帧分配方案。音频流参数是 16kHz的音频采样率，以及64kbps的编码的音频速率。此外，超帧参数包括298kbps的信道速率，322. 15us的时隙长度、82. 47ms的超帧 长度以及每超帧256个时隙。关于信道分配，信道10是信标信道，音频信道al被分配给信 道1，音频信道a2被分配给信道2。在本示例中信道3空闲。在操作中，在发射机侧，采样计数器225(图2)监控数字音频输入，并对接收的采 样的数目进行计数。例如，通过对串行音频接口的比特时钟而不是字时钟进行计数，采样计 数器225可以具有高分辨率。将音频采样发送至净荷编码器220，净荷编码器220在写入控 制单元224的控制下将编码的采样存储在TX缓冲器222中。写入控制单元224在数字音 频输入和写入TX缓冲器222的编码音频数据之间引入Nenc个音频采样的延迟，表示由音 频编码器或由任何其他数据处理引入的延迟。在时刻TrefTx，例如在帧同步字的起始处，取得TX采样计数器的快照TxScnt，并 将其提供给TX控制单元205。此外，确定要发送的第一字节的音频采样索引Asidx和要发 送的音频字节的数目Nab。如果净荷编码器220将两个音频采样打包在一个字节中，则音频 采样索引Asidx以采样率的一半速率增大。时间戳TxScnt将分为不同部分，如以下等式所 示
TxScnt = 2* (Asidx+Nab)+TimeOffset+Nenc (4. 1)然而，如果一个字节中有一个音频采样，则上述等式变为TxScnt = Asidx+Nab+TimeOffset+Nenc。值Asidx、Nab和TimeOffset将作为时间戳信息与编码的音频数据一起发送。假 定Nenc的值恒定，并且可以在创建音频流的逻辑信道时发送至目标接收机。使用这些参 数，接收机能够使用等式(4. 1)来重新产生发射机时间戳。由于TDMA音频帧相对于音频输入是异步的，在所分配的时隙中要发送的音频采 样的数目是可变的。因此，TX控制单元205还确定将要在当前音频帧中发送的音频字节的 数目Nab。TX控制单元205将尝试发送在取得时间戳时TX缓冲器222中存在的所有数据。 TimeOffset的值将变为0，或者它仅包含时间戳的分数部分。当不是所有存在于TX缓冲器 中的数据都可以被发送时，TimeOffset的整数部分将指示仍需要发送的(编码的)音频采 样的数目。通过如等式(4. 1)所指示的来分割时间戳TxScnt，在一个或多个音频帧丢失之 后，接收机可以使用音频采样索引Asidx来将写入指针与RX缓冲器重新同步。在操作中，在接收机侧，可以使用数字锁相环(DPLL)315来估计在发射机的输入 处(FsTx)看到的音频采样率(FsTxe)。为了避免RX缓冲器305的上溢或下溢，RX缓冲器 读取速率(与FsTxe成比例)，应当与TX缓冲器222和RX缓冲器写入速率(与FsTx成比 例)相同。通过修改FsTxe来调整RX缓冲器中读取指针与写入指针之间的偏移，从而获得 目标延迟。TX控制参数Asidx和Nab用于将接收的音频数据字节写入到RX缓冲器中与其在 TX缓冲器中的位置同步的位置。参数AsicbuNabJimeOffset和Nenc用于通过等式(4. 1) 来计算发射机侧的时间戳TxScnt。RX DPLL 315根据其本地参考时钟来产生对发射机侧的音频采样率的估计FsTxe。 该估计采样率驱动RX采样计数器325，RX采样计数器325对从净荷解码器320输出的采样 的数目进行计数。在可以通过帧同步字的相关峰值来确定的时刻TrefRx，取得采样计数器 RxScnt的快照。假定TrefRx与TrefTx之间的时间差恒定。该时间差或者通过设计得知， 或者可以在创建音频流的信道时例如通过测量路径延迟来确定。该时间差可以表示为(分 数)音频采样计数，由以下等式给出DeltaTref = FsTx* (TrefRx-Trx)(4.2)音频延迟表示为音频采样的(分数)数目，由以下等式给出Latency = TxScnt+Delta Tref-RxScnt (4. 3)延迟控制算法将调整估计的音频采样率FsTxe，使得根据等式(4. 3)计算的延迟 变为等于该信道的目标延迟TargetLatency。在读取控制单元的控制下从RX缓冲器中读取编码的音频字节，并应用至净荷解 码器。使得解码的音频采样以采样率FsTxe可用，并与RX采样计数器同步更新。如果接收 机是数字音频输出总线的主控器，则将这些音频采样直接发送至数字音频输出。否则，首先 将采样率转换为所需值。图5A示出了根据本发明表示为音频采样的数目相对于时间(以ms计)的、典型 的音频延迟瞬时响应的示例；图5B示出了表示为音频采样的分数数目相对于时间(以ms计)的音频延迟抖动。本发明提供了至少以下益处和优点可以保证针对同步数据流的可预测的、固定 的端到端延迟。已知的最新延迟控制机制利用接收机侧的缓冲器充满信息，这种已知机制 不能考虑发射机与不同接收节点之间的传播延迟的差异。然而，根据本发明，通过在发射机 侧包括与已知时间参考相关的时间戳，接收机能够独立于路径延迟容限，来针对同步数据 流产生恒定的端到端延迟。此外，根据本发明，根据所需数据信道容量相对于可用数据信道容量的情况，可以 在所添加的时间戳信息的分辨率以及其引入的开销相对于延迟控制精度和延迟抖动之间 进行权衡。通过将时间戳信息编码为具有整数和分数部分的音频采样计数，当分组在通信 信道中传输期间丢失时，非常容易对接收缓冲器指针进行重新同步。通过以高分辨率来对 时间戳信息进行编码，延迟控制环路可以在音频采样周期的一部分之内，以非常小的残余 时间抖动来实现目标延迟。此外，根据本发明的上述方法可以以硬件实现，或实现为可以作为机器可读代码 存储在如ROM、RAM、软盘、硬盘、闪存或磁-光盘之类的介质中或通过网络下载的软件或计 算机代码，使得这里描述的方法可以使用通用微处理器、通用计算机或专用处理器在这种 软件中、或在可编程或专用硬件(如ASIC或FPGA)中呈现。本领域技术人员可以理解，计算机、处理器或可编程硬件包括存储器组件，例如 RAM、ROM、闪存等等，可以存储或接收软件或计算机代码，当由计算机、处理器或硬件访问和 执行时，所述软件或计算机代码实现这里描述的处理方法。关于特定实施例并参照特定附图描述了本发明，但是本发明不限于此，而是由权 利要求来阐述。所描述的附图仅是示意性和非限制性的。在附图中，为了示意目的，可能夸 大了一些元件的大小，并且不按特定比例绘制。在本说明书和权利要求中使用术语“包括” 时，不排除其他元件或步骤。当在涉及单数名词时使用不定冠词或定冠词例如“一”时，除 非另外特别指出，这包括该名词的复数形式。因此，术语“包括”不应被解释为限于其后所 列的项目；它不排除其他元件或步骤，因此，表述“设备包括项目A和B”的范围不应限制为 设备仅由组件A和B组成。这种表述说明，对于本发明，设备的相关组件只有A和B。此外，如果在说明书和权利要求中使用术语“第一”、“第二”、“第三”等等，它们提 供用于在类似元件之间进行区分，不必须用于描述顺序或时间次序。应理解，在适当情况下 (除非另外明确公开)，所使用的术语可互换，并且这里描述的本发明的实施例能够以不同 于这里所描述或示意的顺序和/或布置来操作。
权利要求
1.一种具有延迟控制的通信系统，所述延迟控制用于实现可控的端到端延迟并减小端 到端延迟的时间抖动，所述系统包括发射机000)，包括发送控制单元O05)，用于产生时间参考TrefTx和相关的时间同步符号，所述发送控 制单元在所述时间参考处取得发送采样计数器的快照T^cnt ；发送时间戳单元O10)，基于值Tdcnt来产生发送时间戳信息； 发送单元O01)，用于发送时间参考符号、表示输入数据采样的净荷数据以及相关时间 戳信息；以及接收机(300)包括时间同步单元(303)，用于检测所发送的时间参考符号，产生时间参考TrefRx，并向时 间戳单元提供时间参考TrefRx，其中TrefRx相对于TrefTx具有固定且已知的时间关系； 延迟控制模块(315)，基于所接收的发射机时间戳、时间戳单元产生的接收机时间戳 以及发射机时间戳与接收机时间戳之间的目标延迟，来产生对发射机输入处的数据采样率 FsTx 的估计 FsTxe。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述发射机还包括 数据采样计数器025)，用于对输入数据采样进行计数；净荷编码器020)，用于将输入数据采样编码为净荷数据； 写入控制单元0 )，用于控制净荷数据的存储； 发送缓冲器022)，用于存储要发送的净荷数据；以及 其中，所述接收机还包括接收单元(301)，用于从发送单元接收时间参考符号、净荷数据和相关的时间戳信息； 时间同步单元(303)，用于检测所发送的时间参考符号，产生时间参考TrefRx，并向时 间戳单元提供时间参考TrefRx，其中TrefRx相对于TrefTx具有固定且已知的时间关系； 接收缓冲器(305)，用于存储接收的净荷数据；分数采样计数器(32 ，基于输入数据速率FsTx的估计采样率FsTxe来对提供给接收 机输出的数据采样的数目进行计数；时间戳单元(310)，通过取得采样计数器在时刻TrefRx的快照Rdcnt并将该时间戳信 息提供给延迟控制模块，来产生接收机时间戳；读取控制单元(3M)，用于控制净荷数据从接收缓冲器至净荷解码器的传送，并以采样 计数器所确定的速率将净荷解码器的输出传送至接收机输出；以及净荷解码器(320)，用于将来自接收缓冲器的净荷数据转换至在发射机的输入处提供 的数据采样的表示；其中，模块RX DPLL和延迟控制单元(31 调整从RX缓冲器的读取时刻和位置，使得 发射机时间戳单元在源侧取得的时间戳与接收机时间戳单元在接收机侧取得的时间戳之 间的延迟恒定并等于给定值。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述数据采样包括音频数据采样，当净荷编码 器(220)将两个音频采样布置在一个字节中时，Asidx以采样率的一半速率增大，时间戳 Tdcnt根据以下等式分为不同部分TxScnt = 2*(Asidx+Nab)+Time0fTset+Nenc。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，时间戳信息包括整数部分，表示目前接收的音 频采样的数目；以及分数部分，表示音频采样中在取得时间戳时已经进入发射机或离开接 收机的部分。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述数据帧包括超帧，所述超帧的起始由信标帧指示，第一信道是信标信道，第一音频信道al被分配给第二信道，音频信道a2被分配给第
6.根据权利要求5所述的系统，其中，超帧是经由时分多址TDMA来传输的，要在所分配 的时隙中传输的音频采样的数目可选地是可变的。
7.根据权利要求3所述的系统，其中，采样计数器(22 对串行音频接口的比特时钟进 行计数。
8.一种用于延迟控制系统的接收机(300)，包括接收单元(301)，用于从发送单元接收时间参考符号、净荷数据和相关的时间戳信息； 时间同步单元(303)，用于检测所发送的时间参考符号，产生时间参考TrefRx，并向时 间戳单元(310)提供时间参考TrefRx，其中TrefRx相对于TrefTx具有固定且已知的时间 关系；接收缓冲器(305)，用于存储接收的净荷数据；延迟控制模块(315)，基于所接收的发射机时间戳、时间戳单元(310)产生的接收机时 间戳以及发射机时间戳与接收机时间戳之间的目标延迟，来产生对发射机输入处的数据采 样率FsTx的估计FsTxe ；分数采样计数器(32 ，基于输入数据速率FsTx的估计采样率FsTxe来对提供给接收 机输出的数据采样的数目进行计数；时间戳单元(310)，通过取得采样计数器(32 在时刻TrefRx的快照Rxknt并将该时 间戳信息提供给延迟控制模块(315)，来产生接收机时间戳；读取控制单元(3M)，用于控制净荷数据从接收缓冲器(30 至净荷解码器(320)的 传送，并以采样计数器(32 所确定的速率将净荷解码器(320)的输出传送至接收机输出； 以及净荷解码器(320)，用于将来自接收缓冲器(305)的净荷数据转换至在发射机的输入 处提供的数据采样的表示；其中，模块RX DPLL和延迟控制(31 调整从RX缓冲器(305)的读取时刻和位置，使 得发射机时间戳单元在源侧(200)取得的时间戳与接收机时间戳单元(310)在接收机侧 (300)取得的时间戳之间的延迟恒定并等于给定值。
9.根据权利要求8所述的接收机，还包括在由应用施加在接收机侧(300)的音频输 出采样率的情况下，布置在净荷解码器(320)与数字音频输出之间的采样率转换器(330)。
10.根据权利要求8所述的接收机，其中，要发送的第一字节的采样索引Asidx和要 发送的字节数目(Nab)的发送(TX)控制参数用于将接收的音频数据字节写入RX缓冲器 (305)中与其在发送TX缓冲器022)中的位置同步的位置处。
11.根据权利要求10所述的接收机，其中，Asidx、Nab、TimeOffset和N已编码的延迟 Nenc用于通过以下等式来计算在发射机侧的时间戳Tdcnt TxScnt = 2*(Asidx+Nab)+Time0fTset+Nenc。
12.根据权利要求11所述的接收机，其中，RXDPLL(315)根据其本地参考时钟来产生 对发射机侧的音频采样率的估计源采样率FsTxe，以驱动RX采样计数器(325)对从净荷解 码器(320)输出的采样的数目进行计数。
13.根据权利要求12所述的接收机，其中，在由帧同步字的相关峰值确定的时刻 TrefRx，取得采样计数器的快照RxScnt，其中，TrefRx与TreTx之间的时间差假定为恒定。
14.根据权利要求13所述的接收机，其中，所述时间差或者通过设计得知，或者在创建 音频流的信道时通过测量路径延迟来确定，所述时间差表示为分数音频采样计数，由以下 等式给出DeltaTref = FsTx氺(TrefRx-Trx)。
15.根据权利要求14所述的接收机，其中，音频延迟表示为音频采样的(分数)数目， 由以下等式给出Latency = TxScnt+Delta Tref-RxScnt其中，估计音频采样率FsTxe被调整为使得根 据该音频延迟等式计算的延迟变为等于特定信道的目标延迟TargetLatency。
16.一种用于具有延迟控制的通信系统的发射机，所述延迟控制用于实现可控的端到 端延迟并减小端到端延迟的时间抖动，所述发射机(200)包括数据采样计数器(225)，用于对输入数据采样进行计数； 净荷编码器(220)，用于将输入数据采样编码为净荷数据； 写入控制单元(224)，用于控制净荷数据的存储； 发送缓冲器(222)，用于存储要发送的净荷数据；发送控制单元(205)，用于产生时间参考TrefTx和相关的时间同步符号，所述发送控 制单元在所述时间参考处取得发送采样计数器(225)的快照TxScnt ； 发送时间戳单元(210)，基于值TxScnt来产生发送时间戳信息；以及 发送单元(201)，用于发送时间参考符号、表示输入数据采样的净荷数据以及相关时间 戳信息；其中，输入数据速率相对于信道速率是异步的，输入数据未经过采样率转换，导致每帧 的可变净荷；以及其中，分配给输入数据流的时间戳与所发送的同步符号相关。
17.一种用于提供端到端延迟控制的方法，包括使用数据采样计数器(225)对输入数据采样的数量进行计数； 使用净荷编码器(220)对输入数据采样进行编码；使用写入控制单元(224)来控制编码的数据采样并引入N个已编码的延迟(Nenc)； 使用发送缓冲器(222)来存储编码的采样；使用发送控制单元(205)来接收帧同步字(TreTx)的起始、发送采样计数器(225)的 快照(TxScnt)，并用于接收要发送的第一字节的采样索引(Asidx)和要发送的字节数目 (Nab)；针对数据流的预定帧经过的特定路径，使用发射机时间戳单元(210)来提供对数据流 的帧的发射机时间戳偏移(TimeOffset)；其中，Asidx, Nab和TimeOffset的值作为时间戳信息控制参数与编码的数据一起发送。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述数据采样包括音频数据采样，当净荷编码 器(220)将两个音频采样布置在一个字节中时，Asidx以采样率的一半速率增大，时间戳 TxScnt根据以下等式分为不同部分TxScnt = 2*(Asidx+Nab)+Time0ffset+Nenc (等式 4. 1)。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，时间戳信息包括整数部分，表示目前接收的 音频采样的数目；以及分数部分，表示音频采样中在取得时间戳时已经进入发射机或离开 接收机的部分。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述数据帧包括超帧，所述超帧的起始由信标帧指示，第一信道是信标信道，第一音频信道al被分配给第二信道，音频信道a2被分配给 第三信道。
21.根据权利要求19所述的方法，还包括使用接收(RX)缓冲器(305)来存储与控制参数信息一起接收的数据采样；使用延迟控制和接收数字锁相环RX DPLL (315)来估计在发射机输入处看到的音频数 据采样率(FsTxe)Jy^iRX DPLL (315)产生对源侧的音频采样率FsTx的估计值FsTxe ；使用净荷解码器(320)，从RX缓冲器(305)读取压缩数据，并以估计的源采样率FsTxe 来提供解码的音频采样；使用分数采样计数器(325)，在时刻TrefRx对净荷解码器(320)的输出进行采样， TrefRx相对于TreTx具有固定且已知的时间关系；以及使用RX DPLL和延迟控制模块(315)来调整从RX缓冲器(305)的读取，使得发射机时 间戳单元(210)在源侧(200)取得的时间戳与接收机时间戳单元(310)在接收机侧(300) 取得的时间戳之间的延迟恒定并等于给定值。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，RXDPLL(315)根据其本地参考时钟来产生对 发射机侧的音频采样率的估计源采样率FsTxe，以驱动RX采样计数器(325)对从净荷解码 器(320)输出的采样的数目进行计数。
23.根据权利要求22所述的接收机，其中，在由帧同步字的相关峰值确定的时刻 TrefRx，取得采样计数器的快照RxScnt，其中，TrefRx与TreTx之间的时间差假定为恒定。
24.根据权利要求23所述的接收机，其中，所述时间差或者通过设计得知，或者在创建 音频流的信道时通过测量路径延迟来确定，所述时间差表示为分数音频采样计数，由以下 等式给出DeltaTref = FsTx氺(TrefRx-Trx)。
25.根据权利要求24所述的接收机，其中，音频延迟表示为音频采样的(分数)数目， 由以下等式给出Latency = TxScnt+Delta Tref-RxScnt其中，估计音频采样率FsTxe被调整为使得根据该音频延迟等式计算的延迟变为等于 该特定信道的目标延迟TargetLatency。
全文摘要
一种通信系统的延迟控制机制，提供了音频源与一个或多个终端节点目的地之间已知恒定的端到端延迟，即使使用不同路径到达终端节点。获得端到端延迟的非常低的抖动时间，并且根据实现所施加的约束，使延迟在给定范围内可控。模块RX DPLL和延迟控制单元(315)调整从RX缓冲器(305)的读取时刻和位置，使得发射机时间戳单元(210)在源侧(200)取得的时间戳与接收机时间戳单元(310)在接收机侧(300)取得的时间戳之间的延迟恒定并等于给定值。
文档编号H04L7/00GK102118243SQ20101062168
公开日2011年7月6日 申请日期2010年12月29日 优先权日2009年12月30日
发明者斯蒂芬·马克·特内, 诺伯特·菲利普, 马克·简森斯 申请人:Nxp股份有限公司