CN109379500B - 一种基于以太网的级联会议电话装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于以太网的级联会议电话装置，包括主会议电话和从会议电话；所述主会议电话通过以太网接收网络数据包，根据接收到的网络数据包得到实时流信号，对实时流信号进行延时播放，将实时流信号发送至从会议电话，周期性发送同步广播包至从会议电话；接收实时流信号并选择出主信号，根据主信号得到网络数据包，并通过以太网发送所述网络数据包；所述从会议电话接收同步广播包，接收实时流信号，根据同步广播包计算得到主从时钟偏差，根据主从时钟偏差对接收到的实时流信号进行线性补偿得到补偿实时流信号并播放；发送实时流信号至主会议电话。本发明提供了一种不依赖硬件对时的级联会议电话装置，解决了现有会议电话存在的问题。

Description

一种基于以太网的级联会议电话装置及方法

技术领域

本发明涉及会议电话领域，尤其涉及一种基于以太网的级联会议电话装置及方法。

背景技术

在大会议室中，布置一台会议电话的拾音放音范围有限，不能满足会议需求。因此需要一种会议电话级联方案，扩大拾音放音范围。而不同设备级联的一个很大的问题就是设备间由于晶振制造工艺，环境温度等因素导致时钟存在差异，从而对通话音质，回声消除及双工等效果产生影响。

现有的以太网级联方案一般都是在硬件芯片上解决多台设备时钟不同步问题，如CobraNet设备，使用专门的CorbraNet芯片，由主设备周期性产生标准的时钟，并将时钟信号通过CobraNet以太网传输协议传输到从设备，从设备从协议包中提取出主时钟信号，在硬件上对本地时钟进行校准，从而达到与主设备时钟同步的效果。

但是,现有技术大部分依赖于专门的硬件，芯片选型上很有限，不能达到通用的效果，同样的技术在其他芯片上并不能实现。对此，在实际中需要一种可以不依赖硬件对时解决多会议电话时钟偏差，网络抖动，播放不同步等问题的方法，以便适用于不同的芯片方案。

发明内容

本发明提供了一种基于以太网的级联会议电话装置及方法,旨在解决现有技术依赖于专门的硬件，芯片选型上很有限，不能达到通用的效果的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于以太网的级联会议电话装置，包括主会议电话和从会议电话；

所述主会议电话通过以太网接收网络数据包，根据接收到的网络数据包得到实时流信号，对实时流信号进行延时播放，将实时流信号发送至从会议电话，周期性发送同步广播包至从会议电话；接收实时流信号并选择出主信号，根据主信号得到网络数据包，并通过以太网发送所述网络数据包；

所述从会议电话接收同步广播包，接收实时流信号，根据同步广播包计算得到主从时钟偏差，根据主从时钟偏差对接收到的实时流信号进行线性补偿得到补偿实时流信号并播放；发送实时流信号至主会议电话。

与现有技术相比，本发明公开的一种基于以太网的级联会议电话装置，所述主会议电话周期性的发送同步广播包至从会议电话，从会议电话根据同步广播包计算得到主从时钟偏差，根据主从时钟偏差对接收到的实时流信号进行线性补偿得到补偿实时流信号并播放，本发明所述的级联会议电话装置不依赖硬件实现主会议电话和从会议电话间的时钟同步，而是通过计算时钟偏差，再根据时钟偏差对实时流信号进行线性补偿，通过对信号进行线性拉伸或压缩，来补偿时钟偏差对通话音质造成的影响。该发明虽然在主从会议电话上均设置时钟同步单元，但并不要求将主从会议电话的时钟调整至同步，本发明的时钟同步单元主要作用在于计算时钟偏差，而对于时钟偏差通过对信号进行线性拉伸或压缩来补偿。本发明打破传统级联会议电话需要依赖硬件实现主从会议电话间的时钟同步的技术限制，解决了现有技术依赖于专门的硬件，芯片选型上很有限，不能达到通用的效果，同样的技术在其他芯片上并不能实现的问题，提出了通过线性拉伸或压缩实时流信号来补偿时钟偏差带来的影响，主从会议电话件不需要实现时钟同步，只需要通过信号补偿来实现播放同步，本发明通过计算时钟偏差来解决多会议电话时钟偏差，网络抖动，播放不同步的问题。综上，本发明所述的一种基于以太网的级联会议电话装置，解决了现有技术依赖于专门的硬件，芯片选型上很有限，不能达到通用的效果的问题，提供了一种不依赖硬件对时解决多会议电话时钟偏差，网络抖动，播放不同步等问题的级联会议电话装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于以太网的级联会议电话装置方法，包括放音步骤和拾音步骤；

所述放音步骤包括，

主会议电话通过以太网接收网络数据包，根据接收到的网络数据包得到实时流信号，主会议电话将实时流信号发送至从会议电话，周期性发送同步广播包至从会议电话；

从会议电话接收实时流信号和同步广播包，根据同步广播包计算得到主从时钟偏差，根据主从时钟偏差对接收到的实时流信号进行线性补偿得到补偿实时流信号；

主会议电话延时播放实时流信号，从会议电话播放补偿实时流信号；

所述拾音步骤包括，

从会议电话拾取环境音发送实时流信号至主会议电话；

主会议电话拾取环境音得到实时流信号，接收从会议电话发送的接收实时流信号；

主会议电话选择出主信号，根据主信号得到网络数据包，并通过以太网发送所述网络数据包。

与现有技术相比，本发明公开的一种基于以太网的级联会议电话方法，所述主会议电话周期性的发送同步广播包至从会议电话，从会议电话根据同步广播包计算得到主从时钟偏差，根据主从时钟偏差对接收到的实时流信号进行线性补偿得到补偿实时流信号并播放，本发明所述的级联会议电话方法不依赖硬件实现主会议电话和从会议电话间的时钟同步，而是通过计算时钟偏差，再根据时钟偏差对实时流信号进行线性补偿，通过对信号进行线性拉伸或压缩，来补偿时钟偏差对通话音质造成的影响。该发明虽然在主从会议电话上均设置时钟同步单元，但并不要求将主从会议电话的时钟调整至同步，本发明的时钟同步单元主要作用在于计算时钟偏差，而对于时钟偏差通过对信号进行线性拉伸或压缩来补偿。本发明打破传统级联会议电话需要依赖硬件实现主从会议电话间的时钟同步的技术限制，解决了现有技术依赖于专门的硬件，芯片选型上很有限，不能达到通用的效果，同样的技术在其他芯片上并不能实现的问题，提出了通过线性拉伸或压缩实时流信号来补偿时钟偏差带来的影响，主从会议电话件不需要实现时钟同步，只需要通过信号补偿来实现播放同步，本发明通过计算时钟偏差来解决多会议电话时钟偏差，网络抖动，播放不同步的问题，并且，由于本发明不要求主从会议电话件时钟同步，而直接通过补偿时钟偏差来实现播放同步，本发明可适用于不同的芯片方案。综上，本发明所述的一种基于以太网的级联会议电话方法，解决了现有技术依赖于专门的硬件，芯片选型上很有限，不能达到通用的效果的问题，提供了一种不依赖硬件对时解决多会议电话时钟偏差，网络抖动，播放不同步等问题，可以适用于不同芯片方案的基于以太网的级联会议电话方法。

附图说明

图1是本发明一种基于以太网的级联会议电话装置一实施例的结构示意图；

图2是本发明一种基于以太网的级联会议电话装置另一实施例的结构示意图；

图3是本发明一种基于以太网的级联会议电话方法一实施例的状态决策示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述一种基于以太网的级联会议电话装置，包括主会议电话CP0和从会议电话CP1；所述主会议电话CP0通过以太网接收网络数据包，根据接收到的网络数据包得到实时流信号，对实时流信号进行延时播放，将实时流信号发送至从会议电话CP1，周期性发送同步广播包至从会议电话CP1；接收实时流信号并选择出主信号，根据主信号得到网络数据包，并通过以太网发送所述网络数据包；所述从会议电话CP1接收同步广播包，接收实时流信号，根据同步广播包计算得到主从时钟偏差，根据主从时钟偏差对接收到的实时流信号进行线性补偿得到补偿实时流信号并播放；发送实时流信号至主会议电话CP0。

与现有技术相比，本发明公开的一种基于以太网的级联会议电话装置，所述主会议电话CP0周期性的发送同步广播包至从会议电话CP1，从会议电话CP1根据同步广播包计算得到主从时钟偏差，根据主从时钟偏差对接收到的实时流信号进行线性补偿得到补偿实时流信号并播放，本发明所述的级联会议电话装置不依赖硬件实现主会议电话CP0和从会议电话CP1间的时钟同步，而是通过计算时钟偏差，再根据时钟偏差对实时流信号进行线性补偿，通过对信号进行线性拉伸或压缩，来补偿时钟偏差对通话音质造成的影响。该发明虽然在主从会议电话CP1上均设置时钟同步单元，但并不要求将主从会议电话CP1的时钟调整至同步，本发明的时钟同步单元主要作用在于计算时钟偏差，而对于时钟偏差通过对信号进行线性拉伸或压缩来补偿。本发明打破传统级联会议电话需要依赖硬件实现主从会议电话CP1间的时钟同步的技术限制，解决了现有技术依赖于专门的硬件，芯片选型上很有限，不能达到通用的效果，同样的技术在其他芯片上并不能实现的问题，提出了通过线性拉伸或压缩实时流信号来补偿时钟偏差带来的影响，主从会议电话CP1件不需要实现时钟同步，只需要通过信号补偿来实现播放同步，本发明通过计算时钟偏差来解决多会议电话时钟偏差，网络抖动，播放不同步的问题。综上，本发明所述的一种基于以太网的级联会议电话装置，解决了现有技术依赖于专门的硬件，芯片选型上很有限，不能达到通用的效果的问题，提供了一种不依赖硬件对时解决多会议电话时钟偏差，网络抖动，播放不同步等问题的级联会议电话装置。

如图1所示，所述主会议电话CP0包括网络数据包接收器NRX，网络数据包发送器NTX，主时钟同步单元CLKSYNC0，混频单元MIX，选择单元MMS和主实时流发送单元RTS0，延时单元DELAY，主拾音单元MIC0，主放音单元SPK0；所述网络数据包接收器NRX，通过以太网接收网络数据包；所述网络数据包发送器NTX，通过以太网发送网络数据包；所述主时钟同步单元CLKSYNC0，周期性发送同步广播包至从会议电话CP1；所述混频单元MIX，将接收到的实时流信号转换为网络数据包发送至网络数据包发送器NTX，将接收到的网络数据包转换为实时流信号发送至延时单元DELAY；所述选择单元MMS，接收主拾音单元MIC0发送的实时流信号，接收从会议电话CP1发送的实时流信号，选择主信号发送至混频单元MIX；所述延时单元DELAY，接收实时流信号后并延时转发至主放音单元SPK0；所述主放音单元SPK0，播放接收到的实时流信号；所述主拾音单元MIC0，拾取环境音生成实时流信号发送至选择单元MMS。本发明一个实施例中的选择单元，以接收到的信号中有效值能量最大的信号作为主信号，以对应的拾音单元作为当前拾音单元。

如图1所示，所述从会议电话CP1包括从时钟同步单元CLKSYNC1，从实时流发送单元RTS1，实时流接收单元RTR，从拾音单元MIC1，从放音单元SPK1；所述从时钟同步单元CLKSYNC1，接收同步广播包，根据同步广播包计算得到主从时钟偏差，将主从时钟偏差发送至实时流接收单元RTR；所述实时流接收单元RTR，接收主从时钟偏差和实时流信号，根据主从时钟偏差对接收到的实时流信号进行线性补偿得到补偿实时流信号并发送至从放音单元SPK1；所述从实时流发送单元RTS1，接收从拾音单元MIC1发送的实时流信号并转发至主会议电话CP0；所述从放音单元SPK1，接收补偿实时流信号并播放；所述从拾音单元MIC1，拾取环境音生成实时流信号发送至从实时流发送单元RTS1。

如图2所示，本发明所述一种基于以太网的级联会议电话装置，所述从会议电话为多个。本发明所述从会议电话设置为多个，可以有较好的拾音放音效果，可以适用于较大的会议场景，本发明一个实施例中的从会议电话为两个，即为从会议电话CP1和从会议电话CP2。

本发明所述一种基于以太网的级联会议电话装置方法，包括放音步骤和拾音步骤；

所述放音步骤包括，主会议电话CP0通过以太网接收网络数据包，根据接收到的网络数据包得到实时流信号，主会议电话CP0将实时流信号发送至从会议电话CP1，周期性发送同步广播包至从会议电话CP1；从会议电话CP1接收实时流信号和同步广播包，根据同步广播包计算得到主从时钟偏差，根据主从时钟偏差对接收到的实时流信号进行线性补偿得到补偿实时流信号；主会议电话CP0延时播放实时流信号，从会议电话CP1播放补偿实时流信号；

所述拾音步骤包括，从会议电话CP1拾取环境音发送实时流信号至主会议电话CP0；主会议电话CP0拾取环境音得到实时流信号，接收从会议电话CP1发送的接收实时流信号；主会议电话CP0选择出主信号，根据主信号得到网络数据包，并通过以太网发送所述网络数据包。

与现有技术相比，本发明公开的一种基于以太网的级联会议电话方法，所述主会议电话CP0周期性的发送同步广播包至从会议电话CP1，从会议电话CP1根据同步广播包计算得到主从时钟偏差，根据主从时钟偏差对接收到的实时流信号进行线性补偿得到补偿实时流信号并播放，本发明所述的级联会议电话方法不依赖硬件实现主会议电话CP0和从会议电话CP1间的时钟同步，而是通过计算时钟偏差，再根据时钟偏差对实时流信号进行线性补偿，通过对信号进行线性拉伸或压缩，来补偿时钟偏差对通话音质造成的影响。该发明虽然在主从会议电话CP1上均设置时钟同步单元，但并不要求将主从会议电话CP1的时钟调整至同步，本发明的时钟同步单元主要作用在于计算时钟偏差，而对于时钟偏差通过对信号进行线性拉伸或压缩来补偿。本发明打破传统级联会议电话需要依赖硬件实现主从会议电话CP1间的时钟同步的技术限制，解决了现有技术依赖于专门的硬件，芯片选型上很有限，不能达到通用的效果，同样的技术在其他芯片上并不能实现的问题，提出了通过线性拉伸或压缩实时流信号来补偿时钟偏差带来的影响，主从会议电话CP1件不需要实现时钟同步，只需要通过信号补偿来实现播放同步，本发明通过计算时钟偏差来解决多会议电话时钟偏差，网络抖动，播放不同步的问题，并且，由于本发明不要求主从会议电话CP1件时钟同步，而直接通过补偿时钟偏差来实现播放同步，本发明可适用于不同的芯片方案。综上，本发明所述的一种基于以太网的级联会议电话方法，解决了现有技术依赖于专门的硬件，芯片选型上很有限，不能达到通用的效果的问题，提供了一种不依赖硬件对时解决多会议电话时钟偏差，网络抖动，播放不同步等问题，可以适用于不同芯片方案的基于以太网的级联会议电话方法。

本发明所述一种基于以太网的级联会议电话装置方法，所述计算得到主从时钟偏差包括以下步骤；采样点收集步骤，获取发送时间，接收时间，主从机时间偏差，平均发送延迟，以获取的数据作为采样点送入采样点先入先出队列FIFO；异常采样点过滤步骤，计算出所有样本的平均发送延迟抖动，遍历每个样本的发送延迟抖动，如果样本的发送延迟抖动与平均发送延迟抖动的差值不在抖动门限内则过滤掉；线性拟合估算频偏步骤，基于时间偏差样本进行线性拟合估算出频偏；状态决策步骤，根据多个处理周期的频偏计算结果，决策出当前频偏估算的状态；时钟偏移量估算步骤，根据当前频偏估算的状态获取估算的时钟偏移结果。

本发明所述一种基于以太网的级联会议电话装置方法，所述采样点收集步骤，还包括样本初步过滤步骤，所述样本初步过滤步骤通过计算样本的双向平均延迟抖动，对样本进行过滤。本发明的一个实施例中，通过计算样本的双向平均延迟抖动，对样本进行过滤，尽可能减少发送延迟抖动对频偏估算的影响。

本发明所述一种基于以太网的级联会议电话装置方法，所述平均发送延迟抖动为发送延迟的标准差，所述抖动门限为平均发送延迟抖动。

本发明所述一种基于以太网的级联会议电话装置方法，所述状态决策步骤中的状态包括不稳定状态unstable，锁定状态locked和稳定状态stable，所述状态决策步骤包括，采样点进入队列默认为不稳定状态unstable，采样点不断入队列，数据不丢弃，每个处理周期计算出频偏，判断是否满足进入锁定状态locked或稳定状态stable的条件；如果进入锁定状态locked，则采样点不断入队列，数据不丢弃，每个处理周期计算出频偏，判断是否满足进入稳定状态stable的条件，满足时得出稳定状态stable的周期个数；如果进入稳定该状态，每个处理周期，随着采样点入队列，先入先出队列FIFO不断前移，迭代计算最近稳定状态stable的周期个数内样本的频偏。

本发明所述一种基于以太网的级联会议电话装置方法，所述状态决策如果超过最大处理周期个数还未进入稳定状态stable，内部将自动进入稳定模式运行且先入先出队列FIFO使用最大处理周期个数不断前移。

如图3所示，以一个具体的实施例介绍本发明所述的状态决策步骤。

状态分为unstable，locked，stable状态，根据多个处理周期的频偏计算结果，决策出当前频偏估算的状态

决策原理：连续N个处理周期，频偏估算抖动在相应状态的ppm门限值内且频偏信任度满足门限需求即可进入相应状态，locked和stable状态的ppm门限值区分配置

unstable状态处理流程：采样点不断入队列，数据不丢弃，每个处理周期计算出频偏，判断是否满足进入locked或stable状态的条件。例图：6s进入了locked状态

locked状态处理流程：采样点不断入队列，数据不丢弃，每个处理周期计算出频偏，判断是否满足进入stable状态的条件，满足时得出stable状态的周期个数。如图3所示，10s进入stable状态，则stable处理周期个数为10，这个处理周期个数反应了估算要得到稳定的结果，需要这么多的样本数。

stable状态处理流程：每个处理周期，随着采样点入队列，FIFO不断前移，迭代计算最近stable处理周期个数内样本的频偏，如图3所示，最近10s的样本频偏，另外可通过配置CLKSYNC_STABLE_PERIOD个处理周期处理一次，减少stable状态后的计算量。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于以太网的级联会议电话装置，其特征在于，包括主会议电话和从会议电话；

所述主会议电话通过以太网接收网络数据包，根据接收到的网络数据包得到实时流信号，对实时流信号进行延时播放，将实时流信号发送至从会议电话，周期性发送同步广播包至从会议电话；接收实时流信号并选择出主信号，根据主信号得到网络数据包，并通过以太网发送所述网络数据包；

所述从会议电话接收同步广播包，接收实时流信号，根据同步广播包计算得到主从时钟偏差，根据主从时钟偏差对接收到的实时流信号进行线性补偿得到补偿实时流信号并播放；发送实时流信号至主会议电话；其中，所述线性补偿包含对该实时流信号进行线性拉伸或压缩。

2.根据权利要求1所述的一种基于以太网的级联会议电话装置，其特征在于，所述主会议电话包括网络数据包接收器，网络数据包发送器，主时钟同步单元，混频单元，选择单元和主实时流发送单元，延时单元，主拾音单元，主放音单元；所述网络数据包接收器，通过以太网接收网络数据包；

所述网络数据包发送器，通过以太网发送网络数据包；

所述主时钟同步单元，周期性发送同步广播包至从会议电话；

所述混频单元，将接收到的实时流信号转换为网络数据包发送至网络数据包发送器，将接收到的网络数据包转换为实时流信号发送至延时单元；

所述选择单元，接收主拾音单元发送的实时流信号，接收从会议电话发送的实时流信号，选择主信号发送至混频单元；

所述延时单元，接收实时流信号后并延时转发至主放音单元；

所述主放音单元，播放接收到的实时流信号；

所述主拾音单元，拾取环境音生成实时流信号发送至选择单元。

3.根据权利要求1所述的一种基于以太网的级联会议电话装置，其特征在于，所述从会议电话包括从时钟同步单元，从实时流发送单元，实时流接收单元，从拾音单元，从放音单元；

所述从时钟同步单元，接收同步广播包，根据同步广播包计算得到主从时钟偏差，将主从时钟偏差发送至实时流接收单元；

所述实时流接收单元，接收主从时钟偏差和实时流信号，根据主从时钟偏差对接收到的实时流信号进行线性补偿得到补偿实时流信号并发送至从放音单元；

所述从实时流发送单元，接收从拾音单元发送的实时流信号并转发至主会议电话；

所述从放音单元，接收补偿实时流信号并播放；

所述从拾音单元，拾取环境音生成实时流信号发送至从实时流发送单元。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于以太网的级联会议电话装置，其特征在于，所述从会议电话为多个。

5.一种基于以太网的级联会议电话装置方法，其特征在于，包括放音步骤和拾音步骤；

所述放音步骤包括，

主会议电话通过以太网接收网络数据包，根据接收到的网络数据包得到实时流信号，主会议电话将实时流信号发送至从会议电话，周期性发送同步广播包至从会议电话；

从会议电话接收实时流信号和同步广播包，根据同步广播包计算得到主从时钟偏差，根据主从时钟偏差对接收到的实时流信号进行线性补偿得到补偿实时流信号；其中，所述线性补偿包含对该实时流信号进行线性拉伸或压缩；主会议电话延时播放实时流信号，从会议电话播放补偿实时流信号；

所述拾音步骤包括，

从会议电话拾取环境音发送实时流信号至主会议电话；

主会议电话拾取环境音得到实时流信号，接收从会议电话发送的接收实时流信号；

主会议电话选择出主信号，根据主信号得到网络数据包，并通过以太网发送所述网络数据包。

6.根据权利要求5所述的一种基于以太网的级联会议电话装置方法，其特征在于，所述计算得到主从时钟偏差包括以下步骤；

采样点收集步骤，获取发送时间，接收时间，主从机时间偏差，平均发送延迟，以获取的数据作为采样点送入采样点先入先出队列；

异常采样点过滤步骤，计算出所有样本的平均发送延迟抖动，遍历每个样本的发送延迟抖动，如果样本的发送延迟抖动与平均发送延迟抖动的差值不在抖动门限内则过滤掉；

线性拟合估算频偏步骤，基于时间偏差样本进行线性拟合估算出频偏；

状态决策步骤，根据多个处理周期的频偏计算结果，决策出当前频偏估算的状态；时钟偏移量估算步骤，根据当前频偏估算的状态获取估算的时钟偏移结果。

7.根据权利要求6所述的一种基于以太网的级联会议电话装置方法，其特征在于，所述采样点收集步骤，还包括样本初步过滤步骤，所述样本初步过滤步骤通过计算样本的双向平均延迟抖动，对样本进行过滤。

8.根据权利要求6所述的一种基于以太网的级联会议电话装置方法，其特征在于，所述平均发送延迟抖动为发送延迟的标准差，所述抖动门限为平均发送延迟抖动。

9.根据权利要求6所述的一种基于以太网的级联会议电话装置方法，其特征在于，所述状态决策步骤中的状态包括不稳定状态，锁定状态和稳定状态，所述状态决策步骤包括，

采样点进入队列默认为不稳定状态，采样点不断入队列，数据不丢弃，每个处理周期计算出频偏，判断是否满足进入锁定状态或稳定状态的条件；

如果进入锁定状态，则采样点不断入队列，数据不丢弃，每个处理周期计算出频偏，判断是否满足进入稳定状态的条件，满足时得出稳定状态的周期个数；

如果进入稳定状态，每个处理周期，随着采样点入队列，先入先出队列不断前移，迭代计算最近稳定状态的周期个数内样本的频偏。

10.根据权利要求9所述的一种基于以太网的级联会议电话装置方法，其特征在于，所述状态决策如果超过最大处理周期个数还未进入稳定状态，内部将自动进入稳定模式运行且先入先出队列使用最大处理周期个数不断前移。

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