JP2007534225A - Ｐｔｔ及び他のリアルタイム対話型通信交換処理に関連する遅延を減少又は補償する方法 - Google Patents

Abstract

本発明によれば、リアルタイム対話型通信に関連する遅延が低減される。通信装置Ａは、通信装置Ｂとリアルタイム対話型通信を実行する。ユーザＡは、通信装置Ｂへと送信されることになっているデジタルコンテンツを提供する。通信装置ＡとＢとの間でリアルタイム対話型コネクションを確立する際には、ある程度の遅延時間が必要となる。ユーザＢがＡのデジタルコンテンツを受信して、遅延時間を補償することなく実行したときの速度よりも速い速度でＡに対して応答できるよう、この遅延時間が補償される。ＢからＡへの応答が速くなることで、リアルタイム対話型通信の感覚を向上させることができる。

Description

本発明は、デジタル無線通信システムにおけるプッシュ・トゥ・トーク（ＰＴＴ）サービス等のリアルタイム対話型サービスに関する。

プッシュ・トゥ・トーク（ＰＴＴ）は、ユーザらを一対一の無線通信又はグループ無線通信で接続するサービスである。ＰＴＴサービスは、従来、「ディスパッチャ（通信指令係）」と呼ばれる１名が、タクシー運転手のようなフィールドサービススタッフ等の人々のグループと通信する必要があるような応用分野において使用されてきた。「ディスパッチ」というサービス名称はそこから生まれた。ＰＴＴの機能性は、ユーザが交替で話すアナログ携帯用無線電話機に類似する。ユーザは、単にボタンを押下するだけで送信を開始できる。

Nextel社は、自社のＰＴＴサービス「Direct Connect」を無線ハンドセットに内蔵された「デジタル長距離トランシーバ」であると説明している。これは、電話番号をダイヤルして、呼出信号を発信する等の標準の携帯電話の「接続」手順を必要とすることなく、Direct Connect」に対応している複数のハンドセットを「接続」できるようにしている。ＰＴＴ通話は、１度に一方のみが話すことができる半二重セッションとして管理される。ユーザが同時に送信る時の衝突を回避するために、種々の制御方法が使用される。例えば、今日のＰＴＴ通信はサーバを介して行なわれることが多く、サーバは「フロア」、すなわち送信許可を付与（又は拒否）することによりＰＴＴ要求に応答する。

ＰＴＴ通話は、パケット交換網やインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワークを介してだけでなく、標準の回線交換網を介して通信されてもよい。実際には、ＰＴＴ型サービスはインターネット上で提供されており、一般に「ボイスチャット」として知られる。通常、これらサービスはパーソナルコンピュータのアプリケーションとして実現され、ＩＰパケット、すなわちＶｏＩＰ（voice over IP）サービスでボコーダフレームを中央グループチャットサーバに送信するか、あるいはピア・トゥ・ピアサービスでクライアントからクライアントへ送信する。

プッシュ・トゥ・トーク通話は、帯域幅を効率的に使用するため望ましい。すなわち、無線帯域幅が不十分であり且つ高価なリソースである無線通信において、これは重要な利点となる。プッシュ・トゥ・トーク通話は、一対一の通話と同様にグループ通話を容易に可能にする。ＰＴＴサービスの別の重要な利点は、通信が迅速且つ自発的なことである。通信は、通常のダイヤル手順及び呼出手順を介さずに単にＰＴＴボタンを押下することにより開始される。

しかし、プッシュ・トゥ・トーク通信は、例えばＡ及びＢが通話中である等、双方向で行われている場合、ＰＴＴ通信におけるセットアップ時間及び伝播遅延が対話の「感覚」を低減させてしまう。デジタルＰＴＴ通話に対するセットアップ時間は、２〜３秒かかる可能性がある。ＰＴＴ要求 応答の初期サイクルの一例は以下のようになっている。

・０秒の時点で、ユーザＡはユーザＢとＰＴＴ通話を開始するためにボタンを押下し、１０秒間話す。

・３秒の時点で、セットアップが終了し、ユーザＢがＡにより送信された情報の再生を開始する。

・１３秒の時点で、Ａからの初期メッセージはＢにより完全に再生される。ほぼ同時に（Ｂが非常に迅速に反応することが前提。）、ＢはＰＴＴボタンを押下して応答し、３秒間話す。
・ １６秒後以降に（なお、システムには転送遅延がある。）、ＡはＢの応答メッセージの再生を開始する。

ＡとＢとの間の初期ＰＴＴ接続（コネクション）のセットアップに関連する時間、及びＡからＢへの第１のメッセージの通信に関連する時間の結果として、Ａが発話を止めてからＡがＢの応答メッセージを受信するまでに大きな遅延が存在する。この遅延は非常に顕著なものである。片方向のディスパッチ通信においては許容されたが、そのような遅延は、双方向の対話型ＰＴＴ通話のリアルタイム感覚を低減してしまう。実際には、そのような種類の遅延は、任意の種類のリアルタイム対話型通信において困難な問題である。

本発明は、ＰＴＴ及び他のリアルタイム対話型通信交換の対話感覚を向上させ、ＰＴＴ及び他のリアルタイム対話型通信交換に関連する遅延を削減するものである。別のリアルタイム対話型通信の一例は、対話型ビデオ通信である。しかし、以下の説明を簡単にするため、ＰＴＴ音声サービスがリアルタイム対話型通信交換処理の限定しない例として採用される。

第１の通信装置のユーザは、例えばＰＴＴボタンを押下することにより、第２の通信装置とのＰＴＴ通信を開始する。開始時、第１の装置のユーザは第２の装置に送信するための初期デジタルコンテンツを提供する。ＰＴＴ通信の開始に応答して、セットアップ手順にしたがって、第１の装置と第２の装置との間のＰＴＴ接続の確立が開始される。第２の装置のユーザが初期デジタルコンテンツを受信でき、遅延時間補償なしで応答する方法よりも速く応答できるように、ＰＴＴ接続の確立に関連する遅延時間が補償される。第２の装置のユーザがより迅速に応答することにより、第１のユーザが発話を止めた時と第２のユーザの応答が受信される時との間の望ましくない応答遅延が削減される。より短い応答時間が、第１のユーザと第２のユーザとの間のＰＴＴ通信における対話型リアルタイム通話の感覚を向上させる。

遅延時間は、ＰＴＴ接続のセットアップに関連する遅延及び第１の装置から第２の装置への初期デジタルコンテンツの送信に関連する伝播時間を含む。音声通信に特に適しているが、デジタルコンテンツはビデオ等の非音声コンテンツであってもよく、又はそれを含んでもよい。通信装置は、ハンドセット、ラップトップ、ＰＤＡ等を含む移動無線装置又は固定無線装置であってもよい。ＰＴＴサービスは、回線交換網又はパケット交換網を介して提供されてもよい。

遅延補償は、種々の方法で達成されてもよい。本発明を限定するものではない一例において、初期デジタルコンテンツは時間圧縮され、それにより第２の装置における初期デジタルコンテンツの再生が効果的に高速化される。換言すると、初期デジタルコンテンツが１０秒間の音声メッセージである場合、その音声メッセージは時間圧縮され、より高い音／周波数で７秒間にわたり再生される。そのような時間圧縮は、第１の装置、第２の装置又はＰＴＴ通信に関わるＰＴＴサーバにおいて行なわれてもよい。

遅延補償は、デジタルコンテンツがＰＴＴ接続を介して送信されるときの送信速度の増加を含んでもよい。その結果、送信速度は、初期デジタルコンテンツが第１の装置でバッファリングされた時のリアルタイムでの送信速度よりも速くなる。またその結果、受信されたデータがリアルタイムでの速度よりも速い速度で再生されるため、送信機での受信機の応答を待つ時間が減少される。

本発明を限定する目的ではなく、例示目的で、３つのＰＴＴ通信の実施形態を説明する。第１の実施形態は、第１の無線送信機Ａにおいて実現される。第２の実施形態は、第２の移動無線受信機Ｂにおいて実現される。第３の実施形態は、ＰＴＴサーバを使用して実現される。これらの限定する意図のない実施形態の詳細を以下に示す。これらの実施形態は符号化されていない情報を時間圧縮するが、時間圧縮が符号化された情報に対して実行されてもよい。

対話性の向上に加え、補償は通信セットアップ及び転送遅延の情報を必要としない。実現例はアプリケーションレベルにおいてのみ変更を必要とするため、その影響を最小限にし、既存の通信システムへの導入を容易にすることができる。更に、送信機又はサーバにおいて圧縮が実行される場合、受信機に対する接続での送信すべきデータボリュームが削減される。

それらを実現する他の遅延補償方式及び機構が採用されてもよい。例えば、遅延補償はバッファ書き込み状態に基づいて実行されてもよい。バッファリングされたデータが閾値を超える場合、受信機における再生は増加する。換言すると、再生速度はバッファに現在存在するデータ量に依存する。セットアップ遅延又は他の遅延が未知又は不定の場合、この補償方式の融通性が特に有効である。パケットヘッダにおいて再生速度を特定するパケット化情報に対する補償技術の別の例は、あらゆる遅延が補償されるまでパケットの各ヘッダ中の再生速度を増加することである。ビデオを転送する際に使用されるリアルタイムプロトコル（ＲＴＰ）のヘッダは、再生速度を特定するパケットヘッダの一例である。この方式は、パケットコンテンツが影響を受けないため有利である。

本発明を理解するために、特定の電子回路網、手順、技術等の詳細を以下に説明する。他の例において、不必要な詳細で説明を複雑にしないように、周知の方法、装置及び技術等の詳細な説明は省略する。例えば、ＰＴＴサービスは、以下においてリアルタイム対話型アプリケーションの一例として使用される。しかし、本発明は、ＰＴＴ通信以外のリアルタイム対話型通信において採用されてもよい。個々の機能ブロックが１つ以上の図に示される。１つ以上の機能ブロックが、個別の構成要素、多機能ハードウェア、適切にプログラムされたコンピュータ又はマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路等、あるいはそれらの任意の組合せを使用して実現されてもよいことが当業者には理解されるであろう。また、本明細書で使用される用語は、説明する目的で使用されており、限定するものとして考えられるべきではないことも理解されよう。

図１は、ＰＴＴ通信をサポートする通信システム１０を示す。送信側のプッシュ・トゥ・トーク通信装置（ＰＴＴ送信装置）１２はＰＴＴサーバ１４に接続され、ＰＴＴサーバ１４はＰＴＴ受信装置１６へ接続される。あるいは、ＰＴＴ通信はＰＴＴサーバなしでセットアップされて動作してもよい。通信システム１０は、回線交換通信又はパケット交換通信をサポートする通信システムを含む任意の種類の通信システムであってもよい。交換されるデジタル情報は、音声、非音声又はその双方であってもよい。ＰＴＴ送信装置１２及びＰＴＴ受信装置１６は、任意の種類の無線通信装置、有線電話機（例えば、ディスパッチャにより使用される。）、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ＰＤＡ等を含むＰＴＴ通話をサポートする任意の種類の通信装置であってもよい。

図２は、更に詳細な別の例を示す。この例において、移動無線通信システム２０は、１つ以上の移動無線機が関わるプッシュ・トゥ・トーク通信をサポートする。クラウド（雲のような図形）２２で表現されるコアネットワークは、プッシュ・トゥ・トークサーバ２４及び１つ以上の他のノードを含む。コアネットワークノードの例は、移動交換センタ（ＭＳＣ）等の回線交換コアネットワークノードと、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）又はサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）等のパケット交換網と、ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）等のデータベースノードとを含む。コアネットワークノード２２は、１つ以上の無線ネットワーク制御（ＲＮＣ）ノード２８を含む無線アクセスネットワーク２６に接続される。代表的なＲＮＣノード２８Ａ及び２８Ｂは、それぞれ、１つ以上の基地局３０に接続される。簡単にするため、ＲＮＣがそれぞれ１つの基地局３０Ａ及び３０Ｂに接続されているように示す。移動無線端末３２は、無線インタフェースを介して１つ以上の基地局３０と通信する。２つの移動局の例であるＭＳ Ａ３２Ａ及びＭＳ Ｂ３２Ｂが示される。

次の例において、移動局ＢとのＰＴＴ通信を開始する移動局Ａを説明する。それら移動局は、同一のコアネットワーク、同一の無線アクセスネットワーク、同一のＲＮＣ、同一の基地局等により必ずしも処理される必要はない。送信機Ａ及び受信機Ｂは、移動局に限定されない。

プッシュ・トゥ・トークサーバ（これは、プッシュ ファックス、あるいはプッシュ 他の通信媒体／形式を更にサポートしてもよい）は、ＡとＢとの間でデジタルデータを中継するインスタントメッセージングサーバであることが好ましい。プッシュ・トゥ・トークサーバは、ユーザの装置の場所、アドレス、電話番号等の決定等の他の機能を実行して、ユーザＡとユーザＢとの間のＰＴＴ通信を確立してもよい。例えばユーザＡは、ユーザＢの特定の電話番号、ＩＰアドレス、又はユーザＢが位置する場所さえも知らない可能性がある。ユーザＡは、Ａの移動局上のＰＴＴボタンを押下し、Ｂの名前を識別し、ＰＴＴ要求をＰＴＴサーバに送信する。ＰＴＴサーバは、Ｂを呼び出すため又はＢの位置を特定するために、Ｂの名前をＢのＩＰアドレスやＢの移動体識別子（例えば、ＩＭＳＩ）の少なくとも１つに変換する。Ｂに連絡が取れると、ＰＴＴ接続がＢからＡへ逆方向にセットアップされ、Ａの初期メッセージに対するＢのＰＴＴ応答が可能になる。

図３のフローチャートを参照する。図３は、初期ＰＴＴ接続セットアップ遅延が補償されるＰＴＴ音声通信を実行するための各ステップを示す。送信機Ａは受信機Ｂを識別した上でＰＴＴボタンが押下られ、発話を開始する（ステップＳ１）。ＰＴＴ接続は送信機ＡとＰＴＴサーバとの間に確立され、また、受信機Ｂの位置を特定した後にＰＴＴ接続がＰＴＴサーバと受信機Ｂとの間に確立される（ステップＳ２）。ＰＴＴ接続の確立手順には、受信機Ａの任意の音声が受信機Ｂに送信される前に、セットアップ遅延時間が存在する。ＰＴＴセットアップ遅延の間、送信機Ａの音声はバッファリングされる（ステップＳ３）。セットアップ遅延及び送信機Ａから受信機Ｂへの任意の初期送信／伝搬遅延は、Ｂが初期メッセージを受信し且つ再生するのに通常必要な時間を削減することにより補償される（ステップＳ４）。補償技術の限定しない多数の例を以下に説明するが、任意の補償技術が使用されてもよい。補償技術の主な目的は、送信機ＡがＡの初期メッセージに対する受信機Ｂの応答を受信するまでに待つ必要がある「無駄時間」を削減することである。時間圧縮、送信速度の増加、バッファ再生の高速化、フレームドロップ及びパケットヘッダにおける再生速度の調整は単なる一例にすぎない。いずれの補償技術が採用される場合であっても、実現例としては、電子ハードウェア、ソフトウェア駆動のコンピュータ又はその双方を採用してもよい。

図４は、移動局Ａ又は他のＰＴＴ送信機Ａ４０についての機能ブロック図である。この限定しない例は、音声をＰＴＴコンテンツとして引き続き使用する。送信機Ａは、ＰＴＴボタン４１を押下することにより受信機ＢとのＰＴＴ通信を開始し、マイクロフォン（不図示）に対して発話を開始する。ＰＴＴ接続が確立されている間、検出された音声がデジタル化され、レコーダバッファ４２に格納される。ＰＴＴ接続が確立されると、バッファリングされた情報は、任意のオーディオプロセッサ４４により読み出される。第１の実施形態において、オーディオプロセッサ４４は、符号器４６に渡す前にバッファリングされた情報の時間圧縮を実行する。オーディオプロセッサ／時間圧縮器４４は、ＰＴＴセットアップ遅延補償が実現される方法や場所に応じて使用されてもされなくてもよいため、任意として示される。符号器４６は時間圧縮された情報を符号化し、符号バッファ４８に格納する。符号化情報は、トランシーバ５０により読み出され且つ確立されたＰＴＴ接続を介してＰＴＴ制御器５２により決定されたデータ送信速度で送信される。あるいは、時間圧縮が符号器又は他の装置により符号化情報に対して実行されてもよい。ＰＴＴ制御器５２は、図４に示される要素の動作を制御し、ＰＴＴ接続をセットアップ、維持及び切断するのに必要な種々の機能を実行する。他の方法として、符号バッファ４８からオーディオプロセッサ４４に対するフィードバックリンクが、時間圧縮に対する基準を提供するために使用されてもよい。換言すると、符号バッファ４８のデータ量が圧縮量を決定する。バッファリングされたデータ量が閾値を超える場合、時間圧縮（又は別の遅延補償技術）が採用される。

図５は、ＰＴＴ受信機Ｂ６０の機能ブロック図を示す。送信機Ａからの音声はトランシーバ６２で受信され、復号器６４に提供される。復号器６４は、デジタル情報ストリームを出力する。オーディオプロセッサ 時間圧縮器６６（実施形態に応じて任意）は、第２の実施形態において採用され、復号／再生バッファ６８に格納する前にデジタル情報を時間圧縮する。バッファ６８から読み出された情報は、ブロック７０において適切なアナログ信号に処理され、スピーカ（不図示）で出力される。ＰＴＴ制御器７２は、ＰＴＴ受信機６０とのＰＴＴ接続のセットアップに関わり、第２の実施形態においてはオーディオプロセッサ／時間圧縮器６６及び再生バッファ６８を更に制御する。あるいは、オーディオプロセッサ６６及び復号器６４の位置は変更しうるものであり、符号化情報に対して時間圧縮が実行されてもよい。別の方法として、再生バッファ６８からオーディオプロセッサ６６へのフィードバックリンクが、時間圧縮に対する基準を提供するために使用されてもよい。換言すると、再生バッファ６８のデータ量が圧縮量を決定する。バッファリングされたデータ量が閾値を超える場合、時間圧縮（又は別の遅延補償技術）が採用される。

図６は、ＰＴＴサーバ８０を機能ブロック図で示す。デジタル情報が送信機Ａからトランシーバ８１で受信され、復号器８２によりデジタル情報へ復号化され、復号バッファ８４に格納される。第３の実施形態において、（任意）オーディオプロセッサ 時間圧縮器８６が採用され、復号バッファ８４から受信したデータを時間圧縮する。符号器８８は設定された符号化速度で時間圧縮データを符号化し、符号化情報を符号バッファ９０に格納する。９０の符号化情報は、所定のリンク送信速度でトランシーバ９２により受信機Ｂに送信される。ＰＴＴ制御器９３は、ＰＴＴ接続のセットアップを可能にし、第３の実施形態においてはオーディオプロセッサ 時間圧縮器８６、符号バッファ９０の読み込み／読み出し及びリンク送信速度を更に制御する。

あるいは、圧縮は、復号化及び符号化を必要とすることなく符号化情報に対して実行されてもよい。別の方法として、符号化（又は他の）バッファ９０からオーディオプロセッサ８６へのフィードバックリンクが、時間圧縮に対する基準を提供するために使用されてもよい。換言すると、バッファ９０のデータ量が圧縮量を決定する。バッファリングされたデータ量が閾値を超える場合、時間圧縮（又は別の遅延補償技術）が実行される。

図７は、時間遅れ補償を実現する受信機を使用する実施形態を示す。これは、ハードウェア、ソフトウェア又はその双方を使用して実現されてもよい。ＰＴＴ受信機のプッシュ・トゥ・トーク制御器５２は、ＡとＢとの間のＰＴＴ接続のセットアップに関連するＰＴＴセットアップ遅延を決定する（又は他のエンティティから受信する。）（ステップＳ１）。この例では、セットアップ遅延は３秒である。ＰＴＴ制御器５２は、ＡからＰＴＴサーバにＰＴＴ情報を送信するための増加リンク速度、ＰＴＴ送信機バッファ書き込み速度及びＰＴＴセットアップ中に蓄積したバッファリングされた量を決定する（これらは提供されたものであってもよい。）（ステップＳ２）。この限定しない例において、増加リンク速度は２４キロビット／秒（ｋｂｐｓ）である。また、送信機バッファ書き込み速度は１２ｋｂｐｓである。さらに、ＰＴＴ接続セットアップ中に蓄積したバッファリングされたデータ量は３６キロビット（すなわち、１２ｋｂｐｓで３秒間）である。音声パケット／フレームは、この例においては２４ｋｂｐｓである増加リンク速度でＰＴＴ送信機Ａから送信される（ステップＳ３）。パケットは送信機ＡからＰＴＴサーバに到着し、可能な限り迅速に受信機Ｂへ転送される。特定のリンク速度は、この例及び以下の例において例示する目的で示されることであるが、ベストエフォート型ベアラが、送信機やサーバにキュー登録されたデータを送信するために利用可能となる容量にしたがって使用されてもよい。

受信機Ｂは、音声パケット／フレームを増加リンク速度（例えば、２４ｋｂｐｓ）で受信し、音声パケットをデジタル音声ストリームに復号化し、音声を時間圧縮する。それにより、音を効果的に高くする（ステップＳ４）。この限定しない例において、時間圧縮は、音の高さが２５％増加することに対応している。これは音声が２５％速く読み出されることを意味する。圧縮音声データは、復号／再生バッファ６８に格納される（ステップＳ５）。ＰＴＴ制御器７２は、送信機バッファに書き込まれた速度より速い速度で、受信機の再生バッファからの圧縮音声の再生を制御する（ステップＳ６）。この限定しない例において、音の高さの２５％の増加やそのための時間圧縮は、１５ｋｂｐｓの効果的な再生速度に対応する。Ａの初期メッセージ情報が再生バッファ６８からなくなると、再生速度は、この例においては１２ｋｂｐｓである送信機符号化速度に低下される（ステップＳ７）。更に、リンク送信速度は通常の値に低下される。それは、例えば１２ｋｂｐｓ等の送信機における符号化速度に対応してもよい。

セットアップ遅延補償を実現する限定しない第２の実施形態を、送信機を使用する補償技術として参照する。図８のフローチャートは、ハードウェア、ソフトウェア又はその双方を使用して実現される送信機を使用する補償実施形態に対する処理ステップの一例を示す。ＰＴＴ送信機ＡのＰＴＴ制御器５２は、ＡとＢとの間のＰＴＴ接続の確立に対するＰＴＴ接続セットアップ遅延を決定する（これらは提供されたものでもよい。）（ステップＳ１）。この例において、セットアップ遅延は３秒である。ＰＴＴ制御器５２は、決定されたセットアップ遅延及びＡからの初期デジタル音声に適用されるべき時間圧縮量の決定に基づいて、音の高さ／周波数の増加量を決定する（ステップＳ２）。先の例と同様に、時間圧縮は、音の高さで２５％の増加に対応する。ＰＴＴボタン４１が押下られ且つレコーダバッファ４２に初期メッセージコンテンツが格納された後、オーディオプロセッサ 時間圧縮器４４は、低下した符号化速度Ｒ１でレコーダバッファ４２の音声を時間圧縮する（ステップＳ３）。この限定しない例においては９．６ｋｂｐｓである低下した符号化速度Ｒ１は、２５％の時間圧縮を示す。時間圧縮音声は、低下した符号化速度Ｒ１より大きいリンク速度Ｒ２で送信される（ステップＳ４）。この限定しない例において、リンク速度は１２ｋｂｐｓに対応する。ＰＴＴサーバにおいて音声フレームが受信され、可能な限り迅速に転送される。音声フレームが到着し、リンク速度Ｒ２で再生される。初期メッセージがＡのバッファからなくなると、時間圧縮が停止され、圧縮されていない音声フレームがリンク速度Ｒ２で再生される（ステップＳ５）。

限定しない第３の実施形態を、ＰＴＴサーバを使用する実施形態として参照する。図９のフローチャートは、ハードウェア、ソフトウェア又はその双方を使用して実現されるＰＴＴサーバを使用する補償実施形態に対する処理ステップの一例を示す。ＰＴＴ制御器９３は、ＰＴＴ接続セットアップ遅延を決定する（これは提供されたものであってもよい。）（ステップＳ１）。以前と同様に、この遅延は３秒であると仮定する。ＰＴＴ制御器９３は、符号化速度（例えば、１２ｋｂｐｓ）、送信機ＡとＰＴＴサーバとの間の増加リンク速度Ｒ１（例えば、２４ｋｂｐｓ）及びＰＴＴセットアップ中にＡのレコーダバッファ４２に格納されたデータ量（例えば、３６キロビット）を更に決定する（これらは提供されたものであってもよい。）（ステップＳ２）。バッファリングされた音声フレームは、ＡとＰＴＴサーバとの間を増加リンク速度Ｒ１（例えば、２４ｋｂｐｓ）で送信される（ステップＳ３）。復号器８２はＡからのデータを復号化し、増加リンク速度Ｒ１（例えば、２４ｋｂｐｓ）で復号バッファ８４に格納する（ステップＳ４）。オーディオプロセッサ 時間圧縮器８６は、バッファリングされた音声を時間圧縮する。それにより、音が高くなる（先の例と同様に２５％）。符号器８８は、時間圧縮音声を増加リンク速度Ｒ１より遅い符号化速度Ｒ２で符号化する（ステップＳ５）。この限定しない例において、符号化速度Ｒ２は１２ｋｂｐｓに対応する。符号バッファ９０は、増加リンク速度Ｒ１（例えば、２４ｋｂｐｓ）で時間圧縮音声フレームが書き込まれ、増加速度Ｒ３（Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ１）であるより遅い速度で効果的に読み出される（ステップＳ６）。この限定しない例において、Ｒ３は１５ｋｂｐｓに対応する。ＰＴＴ制御器９３は、音声フレームが符号化速度Ｒ２（例えば、１２ｋｂｐｓ）に対応する通常のリンク速度でトランシーバにおいて送信されることを保証する（ステップＳ７）。受信機Ｂは、通常のリンク速度Ｒ２（１２ｋｂｐｓ）でデータを受信し且つ再生バッファ６８にバッファリングし、速度Ｒ２で再生する（ステップＳ８）。時間圧縮のため、実質上、再生の速度はより速い速度Ｒ３（例えば、１５ｋｂｐｓ）である。Ａの初期メッセージコンテンツがＡにより完全に送信されると、送信速度Ｒ１（例えば、２４ｋｂｐｓ）は通常の送信速度Ｒ２（例えば、１２ｋｂｐｓ）に戻される（ステップＳ９）。Ａの初期メッセージがＰＴＴサーバ８０の符号バッファ９０からなくなると、オーディオプロセッサ８６により実行される時間圧縮が停止される。その後、更なるデータが受信機Ｂの再生バッファ６８に読み込まれ、同一の速度で再生バッファ６８から再生される。

図１０は、受信機を使用する限定しない例の時系列を示す。０秒の時点で、ユーザＡは、メッセージをＢに送信するためにＰＴＴボタンを押下し、発話を開始する。Ａのバッファは、速度Ｒ１でＡの初期メッセージＭ１の音声フレームを書き込み始める。この例において、約３秒に対応する接続セットアップ遅延は、移動局ＡとＰＴＴサーバとの間のリンクが確立される時に発生する。初期メッセージＭ１が読み出され、３秒の時点で増加リンク速度Ｒ２で送信が開始される。音声フレームはＡからＰＴＴサーバに到着すると、バッファリングせずに可能な限り迅速にＢに転送される。音声フレームは、送信／伝搬遅延時間に対応する接続セットアップ遅延である３秒以降にＢに到着し始める。受信された音声フレームは、Ａに記録された時の速度より速い速度で再生される。例えば、フレームが１２ｋｂｐｓの速度Ｒ１でＡから読み出され、２４ｋｂｐｓの速度Ｒ２でＢにおいて受信される場合、フレームは移動局Ｂにおいて１５ｋｂｐｓで読み出される。換言すると、データは、Ａにおいて記録された時より２５％速い速度でＢにおいて再生される。これは音の高さ（ピッチ）が２５％増加することに対応し、音声及びビデオ通信において許容される程度である。

６秒の時点で、移動局Ａの記録バッファが空であるため、送信速度がＲ２からＲ１（２４ｋｂｐｓから１２ｋｂｐｓ）に低下される。６秒＋送信遅延の和となる時点で、Ｂは７２キロビット（３秒×２４ｋｂｐｓ）のデータを受信しており、４５キロビット（３秒×１５ｋｂｐｓ）のデータを再生している。音の高さの２５％の増加に対応する１５ｋｂｐｓの増加速度で読み出される２７キロビットのデータは、Ｂの再生バッファに依然として存在する。その後、Ｂの再生バッファは、１２ｋｂｐｓに対応する符号化速度Ｒ１で書き込まれ、１５ｋｂｐｓの効果的なより速い再生速度でデータを読み出す。１５秒＋送信遅延の和となる時点で、Ｂの再生バッファは本質的には空になる。（実用的な応用例において、特にパケット交換送信方式が使用される場合は、速度／遅延の変動を補償するために、ある量のデータがバッファに残される可能性が高い。）Ｂの再生バッファが安定して書き込まれ且つ空にされるように、新しい再生速度は送信速度Ｒ１（例えば、１２ｋｂｐｓ）に低下される。２０秒の時点で、Ａは発話を止め、第１のメッセージＭ１の終了を知らせる。２０秒＋送信遅延の和となる時点で、最後のＭ１メッセージフレームが移動局Ｂに到着し、再生される。２１秒の時点で、移動局ＢのユーザはメッセージＭ２で応答する。メッセージＭ２は、この例においては１２ｋｂｐｓである通常の送信速度で送信され、送信遅延後に移動局Ａにおいて同一の速度で再生される。

送信機を使用する限定しない例の時系列を図１１に示す。０秒の時点で、Ａは、移動局ＢとのＰＴＴサーバを介するＰＴＴ接続の確立を開始するＰＴＴボタンを押下する。同時に、移動局Ａの記録バッファは、Ａからの初期メッセージＭ１に対するデジタル音声の取り込みを開始する。１．２５秒の時点で、移動局Ａのオーディオプロセッサ４４はその音声の時間圧縮を開始する（この限定しない例において、１．２５秒は、音の高さで２５％の増加に対応する１秒になるように圧縮される）。３秒の時点で、ＰＴＴ接続がセットアップされ、時間圧縮データがリンク速度（例えば、１２ｋｂｐｓ）で送信される。移動局Ａの符号バッファ４８は、３秒の元の音声を含む。これは時間圧縮されると、２．４秒の圧縮音声（２．４秒×１２ｋｂｐｓ＝２８．８キロビット）に対応する。実際上、この例において、音声データは符号化速度９．６ｋｂｐｓで符号バッファ４８に格納され、パケットは１２ｋｂｐｓの符号化速度で出力される。データは、遅延又はバッファリングなしでＰＴＴサーバにより転送される。３秒＋送信遅延となる時点で、音声フレームは１２ｋｂｐｓでＢに到着し、同一の速度で再生される。１５秒の時点で、符号バッファ４８は空になり、ＰＴＴ制御器はオーディオプロセッサ４４により実行されている時間圧縮を停止する。１５秒＋送信遅延の時点で、Ｂは圧縮せずに通常の速度でフレームを受信する。

サーバを使用する実施形態の限定しない例の時系列を図１２に示す。０秒の時点で、移動局ＡのユーザはＰＴＴボタンを押下し、ＰＴＴ接続がＰＴＴサーバを介してＡとＢとの間で開始される。Ａの記録バッファ４２は、初期メッセージＭ１に対応する音声フレームの書き込みを始める。バッファリングされた音声は、標準の符号化速度Ｒ１（例えば、１２ｋｂｐｓ）で符号化され且つ符号バッファ４８に格納される。３秒の時点で、ＰＴＴ接続が確立され、データは増加リンク速度Ｒ２で符号バッファから読み出される。この例において、速度Ｒ２（例えば、２４ｋｂｐｓ）は、符号バッファが書き込まれた速度Ｒ１の２倍の速度である。従って、３秒の時点で３６キロビット（１２ｋｂｐｓ×３秒）のデータが符号バッファ４８に格納されている。３秒＋送信遅延となる時点で、初期音声パケットは、増加速度Ｒ２で復号バッファ８４に転送される。オーディオプロセッサ８６は、復号バッファ８４からの音声を時間圧縮する。時間圧縮音声は符号化され、符号バッファ９０に格納される。符号バッファはＲ２（例えば、２４ｋｂｐｓ）で書き込まれ、効果的にＲ３（Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ１）（例えば、１５ｋｂｐｓ）でデータを読み出す。また、情報は通常のリンク速度Ｒ１で移動局Ｂに送信される。移動局Ｂはその後すぐにその情報を受信し、受信リンク速度Ｒ１で再生する。時間圧縮のため、効果的な受信速度はＲ３（例えば、１５ｋｂｐｓ）に対応する。そのため、通常のリンク速度Ｒ１（例えば、１２ｋｂｐｓ）でのＢの再生バッファ６８からの再生は、より速い速度Ｒ３（例えば、１５ｋｂｐｓ）で効果的に行なわれる。６秒の時点で、移動局Ａの符号バッファが空にされ／安定化され（未処理のデータが存在しない）、ＡからＰＴＴサーバへの送信速度が符号化速度Ｒ１に減少される。その後すぐに、７２キロビットのデータがＰＴＴサーバで受信され（３秒×２４ｋｂｐｓ）、それまでに４５ｋビットのデータが再生される（３秒×１５ｋｂｐｓ）。Ｒ１（例えば、１２ｋｂｐｓ）で書き込まれ且つＲ３（例えば、１５ｋｂｐｓ）で読み出される２７キロビットのデータは、符号バッファ９０に残っている。移動局ＢはＲ１（例えば、１２ｋｂｐｓ）でデータを受信し、Ｒ３（例えば、１５ｋｂｐｓ）で効果的に再生する。１５秒＋短い送信遅延となる時点で、符号バッファ９０は空になる。オーディオプロセッサ８６により実行される時間圧縮は停止される。符号化速度は、着実な安定した動作を提供するように適応される。

それらを実現する他の遅延補償方式及び機構が採用されてもよい。例えば、遅延補償はバッファ書き込み状態に基づいて実行されてもよい。バッファリングされたデータが閾値を超える場合、受信機における再生は増加する。換言すると、再生速度はバッファに現在存在するデータ量に依存する。セットアップ又は他の遅延が未知又は不定の場合、この補償方式の融通性が特に有利である。パケットヘッダにおいて再生速度を特定するパケット化情報に対する補償技術の別の例は、あらゆる遅延が補償されるまでパケットの各ヘッダ中の再生速度を増加することである。ビデオを転送するのに使用されるリアルタイムプロトコル（ＲＴＰ）のヘッダは、再生速度を特定するパケットヘッダの一例である。この方式は、パケットコンテンツが影響を受けないため有利である。

いくつかの実施形態について説明してきた。しかし、本発明は開示される実施形態に限定されることはない。任意の遅延補償技術が使用されてもよく、それはリアルタイム対話型通信に影響を与える任意の１つ以上のノードにおいて実現される。本発明は任意のリアルタイム対話型通信サービスに適用可能であり、ＰＴＴサーバ又は最初の初期通信に限定されない。本発明は、添付した特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲内に含まれる種々の変形及び均等の構成を含むことが意図されている。

図１は、プッシュ・トゥ・トーク通信システムを示す図である。 図２は、プッシュ・トゥ・トーク通信サービスをサポートする移動無線システムを示す図である。 図３は、プッシュ・トゥ・トーク通信に対する初期セットアップ遅延を補償する処理の一例を示すフローチャートである。 図４は、移動局又は他のＰＴＴ送信装置Ａを示す機能ブロック図である。 図５は、受信移動局又は他のＰＴＴ受信機Ｂを示す機能ブロック図である。 図６は、ＰＴＴサーバを示す機能ブロック図である。 図７は、受信機を使用する補償処理の一例を示すフローチャートである。 図８は、送信機を使用する補償処理の一例を示すフローチャートである。 図９は、ＰＴＴサーバを使用する補償処理の一例を示すフローチャートである。 図１０は、受信機を使用する実施形態が採用される限定しない例を示す図である。 図１１は、送信機を使用する実施形態が採用される限定しない例を示す図である。 図１２は、サーバを使用する実施形態が採用される限定しない例を示す図である。

Claims (43)

1. 通信システム（１０）において使用される方法であって、
   第１の通信装置（１２）からリアルタイム対話型通信を開始し、第２の通信装置（１６）へと送信するために該第１の通信装置のユーザから提供されるデジタルコンテンツ情報を受け入れるステップと、
   前記リアルタイム対話型コネクションを確立するために必要となる遅延時間の間に、前記第１の通信装置と前記第２の通信装置との間にリアルタイム対話型コネクションを確立するステップと、
   前記リアルタイム対話型コネクションを確立する際の前記遅延時間を補償するステップと
   前記遅延時間が補償された結果として、前記第２の通信装置のユーザが前記デジタルコンテンツ情報を受信して該デジタルコンテンツ情報に対して、前記遅延時間の補償が行われないときよりも早く応答できるよう、確立された前記リアルタイム対話型コネクションを介して前記デジタルコンテンツ情報を前記第２の通信装置へと提供するステップと
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記通信装置の少なくとも１つは、移動無線端末（３２）である請求項１に記載の方法。
3. 前記遅延時間には、前記リアルタイム対話型コネクションのセットアップ時間と、前記第１の通信装置から前記第２の通信装置へと送信される前記デジタルコンテンツ情報に関連する伝播時間とが含まれる請求項２に記載の方法。
4. 前記デジタルコンテンツ情報は、音声情報または非音声情報に対応するものである請求項１に記載の方法。
5. 前記補償のステップは、
   前記遅延時間が補償されるまで前記デジタルコンテンツ情報を時間圧縮するステップを含む請求項１に記載の方法。
6. 前記補償のステップは、
   前記第２の通信装置へと送信されることを待機している、バッファ（４８）に記憶されている情報の量を決定するステップと、
   決定された前記量に基づいて、前記バッファから再生される前記情報の速度を制御するステップと
   を含む請求項５に記載の方法。
7. 前記時間圧縮は、前記第１の通信装置において実行される請求項５に記載の方法。
8. 前記時間圧縮は、前記第２の通信装置において実行される請求項５に記載の方法。
9. 前記補償のステップは、前記第２の通信装置において、増加された速度で前記デジタルコンテンツ情報を再生するステップを含む請求項１に記載の方法。
10. 前記リアルタイム対話型コネクションは、前記補償に関与するサーバ（１４）を使用して確立される請求項１に記載の方法。
11. 初期のデジタルコンテンツ情報をバッファリングするステップをさらに含み、
    前記補償のステップは、前記初期のデジタルコンテンツ情報をバッファリングした時の速度よりも速い速度でもって前記リアルタイム対話型コネクションを介して該初期のデジタルコンテンツ情報を送信できるよう、バッファリングされた該初期のデジタルコンテンツ情報の送信速度を一時的に増加させるステップを含む請求項１に記載の方法。
12. 前記リアルタイム対話型コネクションは、プッシュ・トゥー・トーク（ＰＴＴ）コネクションであり、前記デジタルコンテンツ情報は、音声情報である請求項１に記載の方法。
13. 前記リアルタイム対話型通信は、対話型ビデオ通信である請求項１に記載の方法。
14. 前記デジタルコンテンツ情報はパケットに相当するものであり、各パケットは、パケットヘッダを有し、該パケットヘッダには再生識別情報が含まれており、
    前記補償のステップは、前記パケットの再生速度が変更されることになるよう前記パケットに含まれる再生識別情報を修正するステップを含む
    請求項１に記載の方法。
15. 前記補償のステップは、
    前記第２の通信装置へと送信されることを待機している、バッファ（４８）に記憶されている情報の量を決定するステップと、
    決定された前記量に基づいて、前記バッファから再生される前記情報の速度を制御するステップと
    を含む請求項１に記載の方法。
16. リアルタイム対話型通信をサポートする通信システム（１０）において使用される第１の端末（１２）であって、
    前記第１の端末と第２の端末（１６）との間でリアルタイム対話型通信を実行するために第１のユーザにより作動される作動部（４１）と、
    前記第２の端末へ送信するために、前記第１のユーザからのデジタルコンテンス情報を記憶するバッファ（４２）と、
    前記第１の端末と前記第２の端末との間にリアルタイム対話型コネクションを確立することの要求を送信する通信部（５０）と、
    前記リアルタイム対話型コネクションを確立する際の遅延時間を決定する制御部（５２）と、
    前記第２の端末における第２のユーザが、前記デジタルコンテンツ情報を受信して該デジタルコンテンツ情報に対して、前記遅延時間の補償が行われないときよりも早く応答できるよう、前記遅延時間を補償する遅延補償部（４４，５２）と
    を含むことを特徴とする第１の端末。
17. 前記遅延補償部は、
    前記バッファに記憶されたデジタルコンテンツ情報を時間圧縮することで前記遅延時間を補償するとともに、前記リアルタイム対話型コネクションを介して前記第２の端末へと送信するために前記通信部へと時間圧縮された情報を供給する時間圧縮部（４４）を含む、
    請求項１６に記載の第１の端末。
18. 前記通信部によって送信されるときの第２の速度よりも低い第１の速度でもって、前記時間圧縮された情報を符号化する符号化部をさらに含む請求項１７に記載の第１の端末。
19. 前記遅延補償部は、前記デジタルコンテンツ情報が一時的に増加された送信速度でもって送信されるよう前記通信部を制御する請求項１６に記載の第１の端末。
20. 前記制御部は、前記遅延時間の補償が完了すると前記遅延補償部の動作を停止させる請求項１６に記載の第１の端末。
21. 前記リアルタイム対話型コネクションは、プッシュ・トゥー・トーク（ＰＴＴ）コネクションであり、前記デジタルコンテンツ情報は、音声情報である請求項１６に記載の第１の端末。
22. 前記リアルタイム対話型通信は、対話型ビデオ通信である請求項１６に記載の第１の端末。
23. 前記デジタルコンテンツ情報はパケットに相当するものであり、各パケットは、パケットヘッダを有し、該パケットヘッダには再生識別情報が含まれており、
    前記遅延補償部は、前記パケットの再生速度が変更されることになるよう前記パケットに含まれる再生識別情報を修正する請求項１６に記載の第１の端末。
24. 前記遅延補償部は、
    前記第２の端末へと送信されることを待機している、前記バッファに記憶されている情報の量を決定し、決定された前記量に基づいて、前記バッファから再生される前記情報の速度を制御する請求項１６に記載の第１の端末。
25. リアルタイム対話型通信をサポートする通信システム（１０）において使用される第２の端末（１２）であって、
    第１の端末と前記第２の端末との間に確立されたリアルタイム対話型コネクションを介して、前記第１の端末からのデジタルコンテンツ情報を第１の速度でもって受信する通信部（６２）と、
    前記第１の速度でもって前記第１の端末から受信した前記デジタルコンテンツ情報を記憶し、前記第２の端末のユーザに対して該デジタルコンテンツ情報を提示するバッファ（６８）と、
    前記リアルタイム対話型通信を確立する際の遅延時間を決定する制御部（７２）と、
    前記第２の端末におけるユーザが、前記デジタルコンテンツ情報を受信して該デジタルコンテンツ情報に対して、前記遅延時間の補償が行われないときよりも早く応答できるよう、前記遅延時間を補償する遅延補償部（６６，７２）と
    を含むことを特徴とする第２の端末。
26. 前記遅延補償部は、
    前記デジタルコンテンツ情報を時間圧縮することで前記遅延時間を補償し、時間圧縮された情報を前記バッファへと供給する時間圧縮部（６６）を含み、
    前記時間圧縮された情報は、前記第１の速度よりも低い第２の速度でもって前記バッファから取り出される請求項２５に記載の第２の端末。
27. 前記第１の端末から前記デジタルコンテンツ情報が送信されると、前記通信部は、前記第１の端末からのその後のデジタルコンテンツ情報を、前記第１の速度および前記第２の速度よりも低い第３の速度でもって受信する請求項２６に記載の第２の端末。
28. 前記デジタルコンテンツ情報が前記バッファから除去されると、前記制御部は、前記バッファからの読み出し速度と前記バッファへの書き込み速度とを同一の速度とする請求項２６に記載の第２の端末。
29. 前記デジタルコンテンツ情報は、音声情報または非音声情報に対応するものである請求項２５に記載の第２の端末。
30. 前記リアルタイム対話型通信は、対話型ビデオ通信である請求項２５に記載の第２の端末。
31. 前記リアルタイム対話型コネクションは、プッシュ・トゥー・トーク（ＰＴＴ）コネクションであり、前記デジタルコンテンツ情報は、音声情報である請求項２５に記載の第２の端末。
32. 前記デジタルコンテンツ情報はパケットに相当するものであり、各パケットは、パケットヘッダを有し、該パケットヘッダには再生識別情報が含まれており、
    前記遅延補償部は、前記パケットの再生速度が変更されることになるよう前記パケットに含まれる再生識別情報を修正する請求項２５に記載の第２の端末。
33. 前記遅延補償部は、
    前記第２の端末へと送信されることを待機している、前記バッファに記憶されている情報の量を決定し、決定された前記量に基づいて、前記バッファから再生される前記情報の速度を制御する
    請求項２５に記載の第２の端末。
34. 第１のユーザ装置（１２）と第２のユーザ装置（１６）との間で通信システムにおけるリアルタイム対話型通信をサポートするリアルタイム対話型サーバ（８０）であって、
    前記第１のユーザ装置からのデジタルコンテンツ情報を、第１の速度で受信する通信部（８１）と、
    前記第１の速度でもって前記第１のユーザ装置から受信された前記デジタルコンテンツ情報を記憶し、前記第２のユーザ装置のユーザに対して該デジタルコンテンツ情報を提示する第１のバッファ（８６）と、
    前記第１のユーザ装置（１２）と前記第２のユーザ装置（１６）との間にリアルタイム対話型コネクションを確立することを補助し、該リアルタイム対話型コネクションを確立する際の遅延時間を決定するユーザ装置制御部（９２）と、
    前記第２のユーザ装置におけるユーザが、前記デジタルコンテンツ情報を受信して該デジタルコンテンツ情報に対して、前記遅延時間の補償が行われないときよりも早く応答できるよう、前記遅延時間を補償する遅延補償部（８６，９２）と
    を含むことを特徴とするリアルタイム対話型サーバ。
35. 前記遅延補償部は、
    前記デジタルコンテンツ情報を時間圧縮することで前記遅延時間を補償し、時間圧縮された情報を第２のバッファ（９０）へと供給する時間圧縮部（６６）を含み、
    さらに、前記リアルタイム対話型サーバは、
    前記第１の速度よりも低い第２の速度でもって前記第２のバッファから取り出す第１のバッファ制御部（９２）を含む請求項３４に記載のリアルタイム対話型サーバ。
36. 前記時間圧縮された情報を符号化する符号化部（８８）をさらに含み、
    前記第２のバッファ（９０）は、前記符号化部からの符号化された情報を前記第１の速度で記憶する符号化バッファであり、
    さらに、前記第２の速度よりも低い第３の速度でもって送信するために、前記第２のバッファに記憶されている前記符号化された情報を読み出す第２のバッファ制御部（９２）を含む
    請求項３５に記載のリアルタイム対話型サーバ。
37. 前記第１のユーザ装置からデジタルコンテンツ情報が送信された後で、前記第１のユーザ装置からのその後のデジタルコンテンツ情報が、前記第１の速度および前記第２の速度よりも低い第３の速度でもって受信される請求項３６に記載のリアルタイム対話型サーバ。
38. 前記デジタルコンテンツ情報が前記第２のバッファから除去されると、前記第２のバッファ制御部は、前記第２のバッファからの読み出し速度と前記バッファへの書き込み速度とを同一の速度とする
    請求項３６に記載のリアルタイム対話型サーバ。
39. 前記デジタルコンテンツ情報は、音声情報または非音声情報に対応するものである請求項３４に記載のリアルタイム対話型サーバ。
40. 前記リアルタイム対話型コネクションは、プッシュ・トゥー・トーク（ＰＴＴ）コネクションであり、前記デジタルコンテンツ情報は、音声情報である請求項３４に記載のリアルタイム対話型サーバ。
41. 前記リアルタイム対話型通信は、対話型ビデオ通信である請求項３４に記載のリアルタイム対話型サーバ。
42. 前記デジタルコンテンツ情報はパケットに相当するものであり、各パケットは、パケットヘッダを有し、該パケットヘッダには再生識別情報が含まれており、
    前記遅延補償部は、前記パケットの再生速度が変更されることになるよう前記パケットに含まれる再生識別情報を修正する請求項３４に記載のリアルタイム対話型サーバ。
43. 前記遅延補償部は、
    前記第２のユーザ装置へと送信されることを待機している、前記第１のバッファに記憶されている情報の量を決定し、決定された前記量に基づいて、前記第１のバッファから再生される前記情報の速度を制御する請求項３４に記載のリアルタイム対話型サーバ。

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