CN101370182A - 在语音业务码流中插入附加信息的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在语音业务信道码流中插入附加信息的方法和系统。包括：声码器，对原始声源数据进行编码，并将编码后语音数据输出到数据选择器；数据选择器，根据所述控制模块的指示进行数据输出；控制模块包括：比较单元，判断所述声码器中原始声源数据的优先级是否高于附加信息数据的优先级，并将比较结果发送到触发单元；触发单元，根据所述比较结果向所述数据选择器发送控制信号，当所述附加信息数据的优先级高于所述原始声源数据的优先级时，触发所述数据选择器输出所述附加信息数据。本发明在原有的业务信道插入控制码流，不用增加控制信道，结构简单，对网络改动少。设计算法简单，易于实现且成本低廉。

Description

在语音业务码流中插入附加信息的方法和系统

技术领域

本发明属于电子通讯领域，具体涉及在语音业务码流中插入附加信息的方法和系统。

背景技术

在移动数字通信系统中，当需要在原有的业务基础上新增部分附加传输消息时，譬如是某个新增的信令或者某个新增的参数，现有技术可以采用的方法是选择与原有业务信道不同的控制信道进行传输，有时甚至需要更改较多的设备来实现传输目的。

因此，使得传输附加信息数据变得不实用，不能提高传输效率，还有可能改动网络，造成成本增加。

发明内容

本发明提供一种在原有的语音业务信道码流中插入附加信息的方法和系统。

本发明提出一种在语音业务码流中插入附加信息的系统，包括：

声码器，对原始声源数据进行编码，并将编码后语音数据输出到数据选择器；

数据选择器，根据所述控制模块的指示进行数据输出；

控制模块包括：

比较单元，判断所述声码器中原始声源数据的优先级是否高于附加信息数据的优先级，并将比较结果发送到触发单元；

触发单元，根据所述比较结果向所述数据选择器发送控制信号，当所述附加信息数据的优先级高于所述原始声源数据的优先级时，触发所述数据选择器输出所述附加信息数据。

根据本发明另一方面，还提出一种在语音业务码流中插入附加信息的方法，包括以下步骤：

对原始声源数据进行编码；

判断所述原始声源数据的优先级是否高于附加信息数据的优先级；

当所述附加信息数据的优先级高于所述原始声源数据的优先级时，触发输出所述附加信息数据。

与现有技术相比，本发明在附加信息数据的优先级高于所述原始声源数据的优先级，即必须要立刻输出附加信息数据时，选择输出附加信息数据。以满足在原有的语音业务信道码流中插入附加信息数据的需求。在附加信息数据的优先级低于原始声源数据的优先级时，选择丢弃对语音质量影响相对较小的数据帧，并在现有语音业务信道码流中插入附加信息，从而，有效地避免了由于丢失部分语音数据后带来的失真，而且提高传输效率。

在输出附加信息数据时，可以将原始声源数据进行缓存，再根据该数据帧对通话质量的影响程度，来决定是否丢弃该数据帧。

本发明在原有的业务信道插入控制码流，不用增加控制信道，结构简单，对网络改动少。设计算法简单，易于实现且成本低廉。

本发明利用可变的语音激活因子判别门限，能够选择最低影响的数据进行丢弃，将语音失真降到最低程度。

附图说明

这里所公开的系统和方法在其各种实施例中克服了上述现有技术的缺点，并且实现了这种系统和方法之前不可能存在的优点。

以下将参考附图更完整地描述本发明，附图示出了本发明的优选实施例。但是本发明可体现在许多其他的形式中，而不应当被理解为限于这里所述的实施例；相反提供这些实施例是为了公开内容将会详尽和完整，并且将会完整地将本发明的范围传达给本领域的技术人员。

图1示出本发明中在语音业务码流中插入附加信息的系统结构图。

图2示出本发明中对原始声源数据进行缓存的系统结构图。

图3示出本发明所述系统中控制模块结构图。

图4示出本发明所述系统中另一控制模块结构图。

图5示出本发明所述系统另一控制模块结构图。

图6示出本发明所述系统应用于现代移动通信系统的实施例。

图7示出本发明在语音业务码流中插入附加信息的方法流程图。

图8示出本发明中另一方法流程图。

具体实施方式

本发明提出一种在语音业务码流中插入附加信息的系统和方法，当所述附加信息数据的优先级高于所述原始声源数据的优先级，即必须要立刻输出附加信息数据时，选择输出附加信息数据。此时，可以将原始声源数据进行缓存，再根据该数据帧对通话质量的影响程度，来决定是否丢弃该数据帧。下面将结合具体的实施方式和实施例进行详细说明。

图1示出本发明中在语音业务码流中插入附加信息的系统结构图。包括声码器101、数据选择器103、以及控制模块104。

声码器101对原始声源数据进行编码，并将编码后语音数据输出到数据选择器103。数据选择器103根据所述控制模块104的指示进行数据输出。控制模块104判断所述附加信息数据的优先级高于所述声码器101输出的原始声源数据的优先级时，触发所述数据选择器103输出所述附加信息数据。对于原始声源数据可以暂时缓存在缓冲器中，再判断是否适于丢弃，该种情况将在图2所示的实施方式中进行详细说明。其中，附加信息数据可以是新增的信令或者新增的参数，在端到端的业务中如果涉及信令交互则可以通过该方法实现，如交互密钥信息、时间同步信息等。

此外，当所述附加信息数据的优先级低于所述原始声源数据的优先级时，即所述附加信息数据不是当时必须输出的，所述控制模块104可以根据所述声码器101输出的信号计算语音激活因子，所述声码器101在语音编码过程中也可以计算语音激活因子并将其输出到控制模块104。声码器101可以使用与原系统一致的声码器。控制模块104判断该语音激活因子是否大于生成的判别门限，如果是，说明该原始声源数据对语音质量影响较大，不适于丢弃，则指示数据选择器103输出该原始声源数据，否则指示数据选择器103输出附加信息数据。对于原始声源数据可以暂时缓存在缓冲器中，再判断是否适于丢弃，该种情况将在图2所示的实施方式中进行详细说明。

目前，对于移动数字通信系统，语音业务的编码方式大多采用将原始的语音信号进行抽样量化，然后组成一个个数据帧进行传输。在传输的过程中，如果丢失某一些帧，对于人们语音的主观听觉并不会有太大的影响。基于上述现有技术，本发明通过选择丢弃对语音质量影响相对较小的数据帧，比如，语音激活因子很小的语音帧，当然不限于所述方法，并在语音业务信道码流中加入附加信息数据，从而有效避免了由于丢失部分语音数据后带来的失真，而且提高了传输效率。

本发明在控制模块的控制下，选择对语音质量影响相对较小的数据帧予以丢弃，并且保持数据大小不变，从而进一步降低对通话的影响。本发明结构简单，在原有业务信道插入控制码流，对网络改动少，设计算法简单，易于实现且成本低廉。

图2示出本发明中对原始声源数据进行缓存的系统结构图。还包括缓冲器102，在所述数据选择器103输出附加信息数据时，缓存所述声码器101编码的上一帧数据。控制模块104判断已缓存的上一帧数据的语音激活因子是否大于生成的判别门限，如果是，指示所述数据选择器103输出所述缓冲器102中缓存的所述上一帧数据，否则输出所述声码器101中的当前数据。

在该实施方式中，只要是输出附加信息数据时，就可以将原始声源数据进行缓存，再决定是否要丢弃该数据帧。使用缓冲器102实现一级或多级缓存，可以选择插入附加信息后，缓冲输出原始声源数据。通过多级缓存在多个周期内实现丢弃帧的搜索，从而保证了通话质量又实现了附加信息的发送，使算法更加灵活。

图3示出本发明所述系统中控制模块的结构图，该控制模块对应于图1所述系统中实现的功能，包括：比较单元204以及触发单元205。

比较单元204判断所述声码器101中原始声源数据的优先级是否高于附加信息数据的优先级，并将比较结果发送到触发单元205。触发单元205根据所述比较结果向所述数据选择器103发送控制信号，当所述附加信息数据的优先级高于所述原始声源数据的优先级时，触发所述数据选择器输出所述附加信息数据。触发单元205可以是R/S触发器，也可以是D触发器，以及其他触发器，或者具有触发功能的部件等。

图4示出本发明所述系统中另一控制模块的结构图，该控制模块对应于在输出附加信息数据时，决定是否丢弃原始声源数据的功能。还包括：语音激活因子检测单元201、判别门限生成单元203。

在第一实施方式中，控制模块104在原始声源数据和附加信息数据之间进行选择输出。

语音激活因子检测单元201根据所述声码器101输出的信号计算语音激活因子，并将其输出到比较单元204。判别门限生成单元203生成判别门限，将所述判别门限发送到比较单元204。由比较单元204比较所述判别门限是否大于语音激活因子，如果是，触发单元205触发数据选择器103丢弃所述语音激活因子对应的数据，插入附加信息数据；否则，触发数据选择器103输出原始声源数据编码后数据。

在第二实施方式中，控制模块104在已缓存的上一帧数据和当前数据之间进行选择输出。

语音激活因子检测单元201根据所述声码器101输出的信号计算语音激活因子，并将其输出到比较单元204。判别门限生成单元203生成判别门限，将所述判别门限发送到比较单元204。比较单元204比较所述声码器101当前数据的语音激活因子是否大于判别门限，如果是，触发单元205触发数据选择器103输出所述声码器中当前数据，否则触发输出所述缓冲器102中缓存的所述上一帧数据。

所述判别门限生成单元203可以设定所述判别门限，也可以在接收到用于插入附加信息数据的控制信号时，根据所述控制信号计算判别门限。比如，根据定时单元触发的控制信号计算判别门限，所述判别门限为时间函数。该种情况将结合图5中的定时单元进行说明。

此外，所述判别门限也可以进行调整，比如根据定时单元触发剩余时间进行调整，当触发剩余时间越少则判别条件越容易触发，或者计数器越大则判别条件越容易触发。所述判别门限生成单元203调整判别门限的目的是在下个周期前，找到丢弃帧以保证插入数据帧。

图5示出本发明系统另一控制模块结构图，还包括定时单元202。

定时单元202向判别门限生成单元203发送插入附加信息数据的控制信号。判别门限生成单元203可以根据该控制信号计算判别门限。定时单元202可以定时发送控制信号，比如，计数器，也可以不定时发送，比如，到达设定条件时发送控制信号。

本发明利用可变的语音激活因子判别门限，能够选择对通话质量影响最低的数据进行丢弃，将语音失真降到最低程度。

图6示出本发明所述系统应用于现代移动通信系统的实施例。当然，本发明所述系统也可以应用于其他相似的通信系统中。

声源信号经过A/D转换后输入EVRC编码得到语音数据帧，该语音数据帧作为数据选择器的一个输入数据X₂，经由缓冲器输出到数据选择器，作为数据选择器的另一个输入数据X₃，同时EVRC编码产生语音激活因子并将其输入到比较器。语音激活因子还可以采用专用的计算方法得到。

计数器的计数范围为Q₀～Q_n，计数器计数进位输出C用于触发R/S触发器的S位置位以及触发数据选择器的控制信号B。计数器的计数值和激活因子加权参数相乘得到一个根据剩余时间可变的判别门限，并将该判别门限输出到比较器，其中，判别门限的计算方法不限于计数器和激活因子加权参数相乘，也可以通过其他的函数计算。一般地时间越长激活因子的判别门限就越高。比较器的输出与R/S触发器的R位相连，R/S触发器的输出作为数据选择器的控制信号A。通过A和B的组合得到数据选择器的输出Y的取值为附加信息数据X₁，X₂或X₃。其中，当A为0且B为0时输出X₂；当A为1且B为0时输出X₃；当A为0且B为1时输出X₁；当A为1且B为1时输出X₁。

当计数器溢出，暂停业务数据的输出，输出插入附加信息的数据X₁，且将业务数据暂存入缓冲器，将R/S触发器置位。当激活因子高于比较的门限，R/S触发器保持置位，选择输出缓冲器中的数据X₃，暂时不丢弃数据。当激活因子低于比较的门限，R/S触发器复位，丢弃缓冲器中的数据，选择直接输出数据X₂。

图7示出本发明在语音业务码流中插入附加信息的方法，包括：

在步骤110，对原始声源数据进行编码。

在步骤120，判断附加信息数据的优先级是否高于所述原始声源数据的优先级，如果是，执行步骤170，否则执行步骤130。

在步骤130，生成判别门限。

在步骤140，根据原始声源数据计算得到语音激活因子。

在步骤150，判断所述语音激活因子是否大于所述判别门限，如果是，执行步骤160；否则执行步骤170。

在步骤160，直接输出原始声源数据编码后的数据。

在步骤170，将附加信息数据进行编码后输出。

在该方法流程中，只要附加信息数据的优先级高于原始声源数据的优先级，即必须输出附加信息数据时，则触发输出所述附加信息数据。此外，在附加信息数据的优先级低于原始声源数据的优先级时，可以根据该原始声源数据对语音通话质量的影响程度决定是否丢弃该数据帧。本发明选择对语音质量影响相对较小的数据帧予以丢弃，在语音业务码流中插入附加信息数据，并且保持数据大小不变，从而进一步降低对通话的影响。本发明结构简单，在原有业务信道插入控制码流，对网络改动少，设计算法简单，易于实现且成本低廉。

图8示出本发明中另一方法流程图，在图7的基础上，在步骤130和步骤180中还包括在输出所述附加信息数据时，缓存所述原始声源的上一帧数据的步骤，该方法流程包括：

在步骤210，缓存所述原始声源的上一帧数据。

在步骤220，判断当前声源数据的语音激活因子是否大于判别门限，如果是，执行步骤230，否则执行步骤240。

在步骤230，输出所述当前声源数据。

在步骤240，输出已缓存的所述上一帧数据。

本发明通过对缓存数据进行一级或多级缓存，可以实现在当前数据帧无法丢弃时，继续搜索可以丢弃的数据帧，从而保证了通话质量又实现了附加信息的发送，使算法更加灵活。

在本发明上述实施方式中，步骤140中生成所述判别门限的操作，包括：设定所述判别门限，或者触发用于插入附加信息数据的控制信号，根据所述控制信号计算判别门限。

此外，还可以调整所述判别门限，比如根据定时单元触发剩余时间进行调整，当触发剩余时间越少则判别条件越容易触发，或者计数器越大则判别条件越容易触发。本发明调整判别门限的目的是在下个周期前，找到丢弃帧以保证插入数据帧。也可以利用可变的语音激活因子判别门限，能够选择对通话质量影响最低的数据进行丢弃，将语音失真降到最低程度。

本发明所述方法和系统中具体实施方式和实施例只是用于说明，本领域技术人员应该可以据此做出相应的变形和修改，但是都应该覆盖在本权利要求的保护范围内。

Claims (14)

1.一种在语音业务码流中插入附加信息的系统，包括：

声码器，对原始声源数据进行编码，并将编码后语音数据输出到数据选择器；

数据选择器，根据所述控制模块的指示进行数据输出；

控制模块包括：

比较单元，判断所述声码器中原始声源数据的优先级是否高于附加信息数据的优先级，并将比较结果发送到触发单元；

触发单元，根据所述比较结果向所述数据选择器发送控制信号，当所述附加信息数据的优先级高于所述原始声源数据的优先级时，触发所述数据选择器输出所述附加信息数据。

2.如权利要求1所述的系统，所述控制模块还包括：

判别门限生成单元，生成判别门限并发送到所述比较单元；

语音激活因子检测单元，根据所述声码器输出的信号计算语音激活因子并将其输出到所述比较单元。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述比较单元在判断所述附加信息数据的优先级低于所述原始声源数据的优先级时，还判断所述判别门限是否大于语音激活因子，并将判断结果发送到触发单元；

所述触发单元在所述语音激活因子大于所述判别门限时，触发所述数据选择器输出原始声源数据编码后数据，否则触发所述数据选择器将附加信息数据进行编码后输出。

4.如权利要求1或2或3所述的系统，还包括缓冲器，在所述数据选择器输出附加信息数据时，缓存所述声码器编码的上一帧数据。

5.如权利要求4所述的系统，其中，所述数据选择器在所述声码器当前数据的语音激活因子大于判别门限时输出所述声码器中当前数据，否则输出所述缓冲器中缓存的所述上一帧数据。

6.如权利要求1或2或3所述的系统，所述控制模块还包括定时单元，向所述判别门限生成单元发送插入附加信息数据的控制信号。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述判别门限生成单元根据所述插入附加信息数据的控制信号计算所述判别门限。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述判别门限生成单元根据触发剩余时间来调整所述判别门限。

9.一种在语音业务码流中插入附加信息的方法，包括：

对原始声源数据进行编码；

判断所述原始声源数据的优先级是否高于附加信息数据的优先级；

当所述附加信息数据的优先级高于所述原始声源数据的优先级时，触发输出所述附加信息数据。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述附加信息数据的优先级低于所述原始声源数据的优先级时包括以下步骤：

生成判别门限；

根据原始声源数据计算得到语音激活因子；

判断所述语音激活因子是否大于所述判别门限，如果是，直接输出原始声源数据编码后的数据；否则将附加信息数据进行编码后输出。

11.如权利要求9或10所述的方法，还包括在输出所述附加信息数据时，缓存所述原始声源的上一帧数据的步骤。

12.如权利要求11所述的方法，还包括在当前声源数据的语音激活因子大于判别门限时输出所述当前声源数据，否则输出已缓存的所述上一帧数据。

13.如权利要求10所述的方法，其中生成所述判别门限的步骤为根据插入所述附加信息数据的控制信号计算得到。

14.如权利要求13所述的方法，还包括根据触发剩余时间来调整所述判别门限。

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