改进无线通信系统中声频信号解码的设备和方法技术方案

一种以帧为基本传输单元的无线电通信系统中用以隐蔽接收机语音解码器中拒收帧的方法，该语音解码器是源滤波器式的，由收到的表示在通信信道上逐帧传输的声频信号的参数来控制，所述方法的特征在于： （ａ）根据收到的帧中所含的参数是否表示适当的声频信号而接受或拒收所收到的帧； （ｂ）检测已接受的帧主要表示语音抑或背景音； （ｃ）若上次接受的帧主要表示语音，则根据第一隐蔽算法更新包含在收到的帧中的参数，若上次接受的帧主要含背景音则根据第二隐蔽算法进行更新包含在收到的帧中的参数，而隐蔽拒收帧。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线电通信系统中拒收帧的隐蔽，更具体地说，涉及改进这类系统中声频信号解码的设备和方法。本专利技术的
技术介绍
众所周知，无线电通信系统中有许多对语音信号进行编码/解码的方法，而且甚至是经过标准化了的(例如，美国的IS-54标准和欧洲的GSM标准)。此外，瑞典专利申请9300290-5中介绍了各种改进背景音编码/解码、主要供数字蜂窝式电话系统用的方法。这两类方法主要是为处理编码器与解码器之间的联系接近理想的情况而设计的，其意义在于，经信道解码之后，只剩下小量的误码或传输误差。但由于这种联系是通过无线电信道建立的，因而收到的信号可能会含一些误码或传输误差。此外，各帧除传输信道低劣之外还会由于其它原因而丢失。例如，在美国数字蜂窝式通信标准IS-54中，快速相关控制信道(FACCH)是通过从业务信道窃取语音帧形成的(欧洲GSM技术规范中也有类似的信道存在)。在分组交换网络中当分组(帧)丢失或迟到以致不能用于实时产生语音时(各分组可能在发送机与接收机之间取不同的路由)也会出现类似情况。在所有这些情况下，可能需要修改上述方法。本专利技术的目的是提供将拒收帧的隐蔽原理应用到所接收的信号使声频信号的解码更能抗拒传输误差和失帧的影响或对它们不敏感的装置和方法。专利技术概述按照本专利技术，上述目的是通过权利要求1所述的方法实现的。此外，按照本专利技术，上述目的还通过权利要求10所述的设备加以实现。附图简介结合附图参阅下面的说明可以最清楚地了解到本专利技术及其其它目的和优点。附图中附图说明图1是装有本专利技术设备的无线电通信系统接收机各相关部分的原理方框图; 图2是本专利技术方法的流程图。最佳实施例的详细描述为了了解本专利技术的工作情况，简单复习一下一般数字蜂窝式无线电联系、一般错帧和失帧的隐蔽技术的工作情况，并复习上述瑞典专利申请的算法，还是有用的。在数字蜂窝式电话系统中，声频信号通常先经过数字化，然后对其运用语音编码算法(参看例如Lawrence R.Rabiner在IEEE会刊第82卷第2期第199-228页上发表的题为“语音处理在电信中的应用”(Application of voice processing to telecommunication)的文章)。该算法将语音信号压缩，再将其转换成一系列经量化的参数(通常是逐帧方式(fram based manner)进行的)。然后用信道编码技术通过加上编码冗余将得出的二进制位加以保护(参看例如G.C.Clark和J.B.Cain写的《数字通信的纠错编码》(Error correction coding for Digital Communication)一书，Plenum出版社1991年出版)。接着调制得到的二进制位流(参看例如J.G.Proakis写的《数字通信》(Digital Communication)一书，Mc Graw-Hill出版社，1989年第二版)，并例如应用TDMA(时分多址存取)技术发送出去。在接收机处，信号经过解调。可能有的时间或多径分散可用各种均衡技术(例如维特比均衡法或判定反馈均衡法)加以抵消(参看例如上述J.G.Proakis的参考文献)。接着用信道解码(参看例如上述G.C.Clark和J.B.Cain的参考文献)对形成语音解码器再建所传输的语音信号所需用的量化参数的二进制位进行解码。从上面的讨论可知，传输信道受到干扰或失帧会影响再建的语音信号，从而降低该信号的质量。虽然信道编码/解码技术能大大减小对干扰的敏感性，但在数字蜂窝式系统中只应用信道编码通常是不够的。相反，通常极其普遍的作法是附加地采用所谓误差隐蔽技术，以便进一步掩蔽残留在语音解码器输入中的可以感觉得出的误码影响。这些技术都依赖于关于传输信道质量的一些信息，这些信息可在接收端获得或估算出来。当这类信息表明传输信道的质量差时，误差隐蔽技术就在语音解码器中引发特定的作用，其目的在于减小误码对再建语音信号的负面影响。误差隐蔽技术的先进程度取决于关于传输信道质量的信息的特性。现在谈谈获取这种信息的一些方法。关于信道质量的直接信息可通过测定信号强度获取。低值则表明信噪比低，即可以预料信道质量差。信道编码技术还有其它方面的先进性。其中一种技术是采用冗余信道编码，例如循环冗余检验(CRC)(参看例如上述G.C.Clark和J.B.Cain的参考文献)，特别是当用冗余码进行检错时，更是采用这种编码。此外还可以从卷积解码器(采用卷积码的情况下)、解调器、均衡器和/或分组码解码器获取“软”(非二进制量化)信息(参看例如上述J.G.Proakis的参考文献)。经常采用的一种技术是将来自语音编码器的信息二进制位分成不同的类别，各类别有不同的纠错/检错方案，从而反映出了不同二进制位的不同重要性(参看例如电子工业协会1990年的“TR-45全价(full rate)语音编码解码兼容性标准PN-2972”(IS-54))。因此，信息的各部分连同所加的检错/纠错码可用作可能出现在语音帧中误码的指示。语音拒收帧的隐蔽现在简单介绍一下在普通的语音解码器中引用隐蔽法掩蔽被认为含有误码的帧的一些技术。当检测出坏帧时，通常采用来自上一个可接受的帧的信息。在坏帧持续若干帧的时间的情况下，这种技术往往与噪声抑制(降低输出电平)结合使用(参看例如电子工业协会1990年的“TR-45全价语音编码解码兼容性标准PN-2972”(IS-54))。这种情况在移动式电话系统中并不罕见，这时若移动速度低，衰减扰动(fading dip)现象就会持续相当长的一段时间。噪声抑制的效果是将干扰掩蔽在再建信号中。特别是避免了响亮的“喀嘞”声。能获取有关所接收的输入二进制位各部分的质量的更详细信息时，就能就可能有的传输误差追寻到语音解码器的某些参数。鉴于所述参数模拟出语音的不同现象，因而可以开发出对各特定参数的物理意义来说最佳的误差隐蔽技术。这方面的具体实例有所谓的音调增益(参看例如T.B.Minde等人写的“采用长分析帧的低位速率语音编码技术”(Technigues for low bit rate speech coding using long analysis frames)一书，美国明尼阿波利斯ICASSP出版社1993年出版)。在语音的瞬变时间(tranaient period)期间，这个参数有时要求大于1的值。但这个值相当于不稳定滤波器的模型，就是说用它有一点危险。具体地说，应当引用能够每当在参数中检测出可能有的误码时将音调增益限制到小于1的值的误差隐蔽技术，这样做比较合适。另一个实例是现代语音编码算法中通过使用的频谱滤波器模型(参看例如上述T.B.Minde等人的参考文献)。在该情况下，误差隐蔽技术可用来在相应的频谱信息中指显示出有误码时避免使用不稳定的滤波器。相反的情况也是能够成立的，即每当检测出滤波器不稳定时，可以表明帧是坏的，因而可以应用误差隐蔽技术。在例如符合标准IS-54的美国数字蜂窝式通信系统中，FACCH的帧被窃取时可能会在接收机的语音解码器中引起失帧。语音解码器通过“填入”适当的信息解决这个问题。通常用来自上一帧的相应信息代替失帧。背景音拒收帧的隐蔽若解码器对背景本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以帧为基本传输单元的无线电通信系统中用以隐蔽接收机语音解码器中拒收帧的方法，该语音解码器是源滤波器式的，由收到的表示在通信信道上逐帧传输的声频信号的参数来控制，所述方法的特征在于(a)根据收到的帧中所含的参数是否表示适当的声频信号而接受或拒收所收到的帧；(b)检测已接受的帧主要表示语音抑或背景音；(c)若上次接受的帧主要表示语音，则根据第一隐蔽算法更新包含在收到的帧中的参数，若上次接受的帧主要含背景音则根据第二隐蔽算法进行更新包含在收到的帧中的参数，而隐蔽拒收帧。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二隐蔽算法包括将滤波参数和增益参数锁定到其上次接受帧的值上。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当第一预定数量的连续帧遭拒收时，所述第二隐蔽算法降低来自所述语音解码器的声频信号的输出电平。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，每一次所述第一预定数量的另一些连续帧遭拒收时，所述第二隐蔽算法反复降低来自所述语音解码器的声频信号的输出电平。5.如以上任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述第一隐蔽算法将上次接受帧的相应参数内插到预定的从第一拒收帧收到的参数中。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一隐蔽算法将来自上一个拒收帧的相应参数内插到从现行拒收帧收到的预定参数中，并在至少两个连续帧遭拒收时降低来自所述语音解码器的声频信号的输出电平。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在另一些第二预定数量的连续帧遭拒收时，所述第一隐蔽算法噪声抑制来自所述语音解码器的输出信号。8.如以上任一权利要求所述的方法，其特征在于，所传送的参数表示语音时按第一编码算法编码，表示背景音时则按第二编码算法编码。9.如以上任一权利要求所述的方法，其特征在于，所收到的参数表示语音时按第一解码算法解码，表示背景音时则按第二解码算法解码。10.一种以帧为基本传输单元的无线电通信系统中的设备，用以隐蔽接收机语音解码器中的拒收帧，所述语音解码器是源滤波器式的，且由收到的表示在通信信道上逐帧传输的声频信号的参数所控制，所述设备的特征在于(a)帧接受或拒收装置(20，28...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·K·托比约恩，B·R·安德斯，F·K·J·扬森，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：