具有增强语音质量的移动站到移动站的数字无线连接制造技术

本发明专利技术提出了通过在话音信号被第二声码器处理之前，修改该话音信号的频谱，以补偿由该第二声码器所产生的数字失真，来改进具有汇接声码器处理的移动站到移动站电话呼叫的主观话音质量。一个自适应滤波器可以用来修改话音信号的频谱。利用该发明专利技术，从第一移动电话到第二移动电话的呼叫的话音质量基本上类似于从移动电话到台式电话的呼叫的话音质量。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及无线通信技术，尤其涉及具有增强语音质量的移动站到移动站的无线通信连接。无线电话通信系统利用编码来限制在通信信道上传送话音信息所需要的带宽数量。除了在信道上发送接收到的语音之外，话音编码器(声码器)首先用于分析所接收的话音信号，并且接着生成一组参数，这组参数用于驱动合成话音复制品的模型。这些参数在电话网络上以非常低的速率传送。典型地，在一种声码器中，话音是在短时间的基础上分析，并且生成一组模型参数，这组参数可以表示音调、线谱频(在任何给定的时间上，声道的频率响应)以及话音增益。在数字无线网络中，在发射机中使用声码器以将说话人的话音信号分成一连串一般为20毫秒的固定长度帧。声码器接着利用特定的数学模型来模型化该话音，并且对于每个20毫秒的帧，声码器生成一组用于该数学模型的参数，这组参数最佳地描述了该20毫秒间隔的话音。从而，声码器将扬声器的话音编码成20毫秒的帧。发射机中的调制解调器利用诸如CDMA、TDMA或者GSM的空中接口技术，在空中传送这些帧。接收机中调制解调器的功能是将这些帧传递接收机中的解码器。解码器解码这些20毫秒的帧，以产生用户的话音。无线用户利用一个无线终端来接入无线网络。从移动站到台式电话的音频路径包括一个在移动站中的话音解码器，一个在移动站中的无线发射机，一个在基站中的无线接收机以及一个在基站中的解码器。在音频信号的处理中涉及一个话音编码器以及一个解码器。这个过程被称为一个声码操作，因为它涉及单个编码/解码过程。从第一移动站到第二移动站的音频路径包括在第一移动站中的话音解码器和无线发射机，在基站中(或者在交换机中)的无线接收机和话音解码器。由解码器所产生的用户的话音信号在载波的陆线上被传送到第二基站(或者交换机)中的第二话音编码器，并且接着传送到无线发射机。第二移动站的无线接收机接收编码后的话音信号，并且在第二编码器中处理它，以生成话音信号。在这种情况下，从话音处理的角度来看，需要一个第一移动站中的话音编码器，一个基站中的解码器，第二基站中的另一个话音编码器，以及一个接收移动站中的第二解码器。因而，当从一个移动站向另一个移动站做出呼叫时，话音信号经过两个话音编码器以及两个解码器的处理。这个过程被称为汇接声码处理，因为话音信号被编码两次，并且被解码两次。由声码处理(编码和解码话音信号的处理)所处理的话音信号(输入语音)将一定数量的、相对于由扬声器所发出的实际话音的数字失真引入了接收机中产生的话音。尽管在单个声码处理中由解码器所产生的话音质量完全可以接受，但是还是低于输入语音的话音质量。汇接声码将引入的数字失真复合到话音信号中，因此业已观测到移动站到移动站呼叫的主观话音质量显著地低于移动站到台式电话呼叫的话音质量。因此，需要提供一种用于增强移动站到移动站呼叫的话音质量的方法和装置。本专利技术提出了通过在话音信号被第二声码器处理之前，修改该话音信号的频谱，以补偿由该第二声码器所产生的数字失真，来改进具有汇接声码器处理的移动站到移动站电话呼叫的主观话音质量。一个自适应滤波器可以用来修改话音信号的频谱。对于本专利技术而言，从第一移动电话到第二移动电话的呼叫的话音质量基本上类似于从移动电话到台式电话的呼叫的话音质量。附图说明图1是具有单个声码处理的移动电话到台式电话呼叫的方框图；图2是具有两个声码处理的移动电话到移动电话呼叫的方框图；图3示出了对于相同语音均衡的输入话音信号，在单个声码处理(曲线A)以及两个声码处理(曲线B)期间产生的输出语音的频谱；图4是根据本专利技术原理的一个实施例结构的方框图5是根据本专利技术原理的另一个实施例结构的方框图；图6是根据本专利技术原理的再一个实施例结构的方框图；图7示出了两个信号频谱中的差别，其中一个信号受到汇接声码的处理，而另一个信号受到单个声码的处理；图8示出了自适应滤波器的频率响应，该滤波器在汇接中可以位于两个声码器之间，以补偿由第二声码器所产生的数字失真；图9示出了相对于由单个声码所处理的话音信号频谱的由汇接声码所处理的话音信号频谱，该汇接声码包括图7的自适应滤波器；图10示出了在汇接中与两个EVRC声码器一起使用的自适应滤波器的频率响应曲线。如上所述，在移动电话到台式电话的通话中，语音信号经受了单个声码处理，该处理将少量的数字失真引入到所产生的语音中。因此，产生语音的质量稍微低于输入语音的质量。对于两个移动站之间的呼叫来说，话音信号受到了两次声码处理，所产生语音的主观话音质量经受了增加的数字失真，因而低于由仅经受单个声码处理的话音信号所产生的语音。参照下图，提供了利用用于各种声码器的单个声码处理和汇接声码处理所产生的语音信号质量的平均意见得分。平均意见得分是利用声码器平均意见得分一致性测试标准文献(TIA/EIA/IS102)测量的话音质量，该文献是标准的主观话音质量测试量度。分数越高表示话音质量越好。 表A平均意见得分上面列出的声码器被详细解释如下EVRC是指增强型可变速率编译码器；QCELP是指Qualcomn的码激励线性预测编译码器；ACELP是指Algeraic的码激励线性预测器；VSELP是指矢量和激励线性预测器。检查表A中的数据将清楚地表明，在每种情况下，话音信号的汇接声码引入了比单个声码更强的失真，并且这与用于处理话音信号的话音编码器的类型无关。给定话音信号的主观话音质量是多个变量的非线性函数，这些变量诸如1)话音的可懂度；2)话音的清晰度；3)话音中背景噪声的数量；4)话音中的数字失真5)加性噪声；以及6)话音的频率构成(频谱)。本专利技术提出了将由受到汇接声码处理的话音信号所产生的话音质量改进成基本上等于由受到单个声码处理的话音信号所产生的话音质量。通过在话音信号由第二声码器处理之前，修改该话音信号的频率构成，来补偿由第二声码处理所引入的数字失真，以得到上述改进。参照图1，图1示出了具有单个声码处理的移动电话到台式电话呼叫的方框图。主叫用户的话音在移动站中由话音编码器(编码器)10处理，接着馈送到无线发射机12，用以传输到无线接收机14。接着信号从接收机14馈送到编码器16。编码器的输出在路径17上传送到台式电话18，该路径17可能包括陆线。从移动电话到台式电话的话音信号由一个编码器10和一个解码器16处理，因而受到单个声码的处理。参照图2，图2示出了两个声码处理的方框图。第一移动站中主叫用户的话音经过码器30处理，编码器30的输出馈送到无线发射机32，该无线发射器32将信号使送到无线接收机34。无线接收机34的输出馈送到解码器36，解码器36将接收到的信号转换成用以在包括陆线38的载波网络上传输的语音信号。在该实例中，源于第一移动站的呼叫将被发送到第二移动站。因此，来自解码器36的话音信号经过载波网络传送到第二编码器40，语音信号在第二编码器40中被第二次处理，接着被传送到天线发射机42，用以传输到位于第二或接收移动站中的无线接收机44。来自接收机44的信号被馈送到解码器46，并被解码器46所处理，解码器46的输出是用于产生由接收该呼叫的用户所听到的话音的话音信号。在图2中，从第一移动站到第二移动站的呼叫在由被叫用户接收到之前，被编码两次且被解码两次。因而在该实例中，话音信号受到汇接声码的处理。参照图3，图3示出了经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通信方法，其特征在于，它包括步骤：接收第一编码话音信号，作为第一组话音信号参数；将第一组话音信号参数指向第一语音解码器，以生成一个话音信号；将来自第一话音解码器的话音信号馈送到自适应滤波器，以产生一个修改后的话音信号；将 修改后的话音信号馈送到语音编码器，以将该修改后的话音信号转换成编码后的话音信号，该编码后的话音信号由一组话音信号参数所表示；以及传送第二组话音信号参数。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德R谢利夫，阿莫德A特拉夫，
申请(专利权)人：朗迅科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]