CN102694561B

CN102694561B - 无线接收机

Info

Publication number: CN102694561B
Application number: CN201210076634.6A
Authority: CN
Inventors: 氷渡昌辉; 梶川明宏
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2032-03-21
Also published as: JP5584157B2; KR20120107855A; JP2012199732A; CN102694561A

Abstract

本发明提供了一种无线接收机，即使由于电波状况等导致接收到的数据发生错误，也能够在不给用户带来不和谐感和不适感的情况下消除声音上的不正常。无线接收机在依次接收到包含用于检测和纠正出现错误数据的码的声音数据的载波时，根据该码对声音数据的错误进行纠正，并检查纠错后的声音数据的错误。作为错误检查的结果，当在声音数据中检测到错误时，从声音缓存中读出没有检测到错误的多个帧的声音数据，生成余音的声音数据并输出到扬声器。

Description

无线接收机

技术领域

本发明涉及例如作为无线麦克风系统使用的接收声音载波并将该声音输出至扬声器的无线接收机。

背景技术

近些年，在无线麦克风等无线通信机、无线LAN等无线接收机中，从确保传送质量的观点来看，分集通信系统的采用以及数字化正在快速发展。

在分集通信系统中，通过使用多个信道，接收来自无线劣化少的信道的数据，来确保传送质量。另外，在数字化方面，通过对发送数据附加冗余性，在接收侧进行数据检错以及纠错。作为冗余化方式，已知有垂直奇偶校验方式、水平奇偶校验方式、汉明(humming)编码方式、CRC方式、里德-索罗门(Reed-Solomon)编码方式、卷积编码方式、Viterbi解码方式、Turbo编码方式等。

然而，有时由于带宽的极限而导致冗余数据量也存在极限，因此，无法进行充分有效的纠错处理。例如，在使用了无线麦克风的示例中，有时因为使用频带或者讲话者在台上等拿着无线麦克风四处走动等用途，载波的电波状况存在易于变化的特性，码位等重要数据上错误变多，在接收机侧无法完全纠正。在这种情况下，在接收机侧将出现声音中断或者出现极端噪音等声音上不正常的情况。

因此，提出了各种在事后解决由于错误发生而导致的不正常情况的技术方案。例如，在日本专利公开公报平9-312620号(专利文献1)中，提出了取代存在错误的声音数据，而再次输出紧挨着的之前的数据，从而在事后防止发生声音中断的技术方案。另外，在日本专利公开公报2007-288511号(专利文献2)中，提出了通过在声音数据发生错误时将声音变为静音状态的方式，来防止极端噪音发生的技术方案。

根据图6来说明专利文献1的技术。例如，表示声音“AIU”的声音数据被分割为多个帧或者多个子帧而到达接收机1，其中，虽然构成“A”以及“I”的各多个分割数据中没有出现错误，但是构成“U”的第1帧数据中出现了错误。在这种情况下，在专利文献1的技术中，重复“I”声音后部的作为“I”的构成要素的一个分割数据，并向扬声器输出，从而防止无声状态。

然而，通过该专利文献1的技术重复输出的一个分割数据虽然是“I”的构成要素之一，但是在以44.1kHz等的高采样率进行采样的情况下，对于用户来说，无法识别出是由讲话者说出的声音“I”的一部分。其结果，无法识别出是讲话者声音的一部分的音按照与噪音等价的声音输出。

另外，在电波状况差、连续的多个帧中发生错误的情况下，只存储了1帧数据，在错误发生区间反复地将该1帧数据进行声音输出，产生了将多个与该噪音等价的声音结合后的新的不自然的声音。

因此，专利文献1的技术结果给用户带来了不适感，不能称为有效地防止了声音中断的发生或者极端噪音的发生。

另外，专利文献2的技术中，虽然没有让用户听到噪音，能消除带来的不适感，但是由于声音变为无声状态，给用户带来了不和谐感。

因此，通过现有技术，在不给用户带来不适感和不和谐感的情况下，消除声音上的不正常很困难。

发明内容

本发明正是为了解决如上所述的现有技术的问题而提出的，其目的在于提供一种无线接收机，即使由于电波状况等导致接收到的数据发生错误，也能在不给用户带来不适感和不和谐感的情况下，消除声音上的不正常。

为了实现上述目的，本发明的无线接收机依次接收声音数据的载波，该无线接收机具有检测单元、声音缓存单元、余音生成单元以及扬声器单元。检测单元依次检测声音数据的错误。声音缓存单元预先依次蓄积检测单元没有检测到错误的多个帧的声音数据。当通过检测单元检测到错误时，余音生成单元从声音缓存单元读出紧挨着错误的之前的多个帧的声音数据，并实施延迟、放大衰减的变更、或者输出顺序的变更中的至少一个的加工，由此生成余音的声音数据。然后，扬声器单元接着紧挨着错误的之前的声音数据输出所述余音的声音数据。

本发明的无线接收机还可以包括静音单元，当所述检测单元连续检测到一定量以上的错误时，该静音单元停止输出来自所述扬声器单元的所述余音。

根据本发明，在声音数据中出现错误的情况下，使用紧挨着错误的之前的多个帧的声音数据来生成余音并进行声音输出。另外，为此，预先将没有错误发生的声音数据依次蓄积在声音缓存中。对于由紧挨着错误的之前的多个帧数据生成的余音，用户能充分地将其识别为紧挨着的之前声音的余声，感觉不到不适感。

附图说明

图1为示出本实施方式的接收机的结构的框图。

图2为示出本实施方式的接收机的声音输出动作的流程图。

图3为示出接收机的错误时间检测动作的流程图。

图4为示出余音的生成的示意图。

图5为示出从余音向静音切换的时机的示意图。

图6为示出现有的声音插值方法的示意图。

具体实施方式

以下，以使用本方法的接收机作为示例，参照附图对本发明的无线接收机的实施方式进行详细说明。

[1、接收机的结构]

图1为示出本实施方式的无线接收机的结构的框图。图1所示的接收机1为接收无线麦克风系统的声音的一侧的装置。该接收机1通过分集方式接收以及解析声音数据，当存在一个没有错误或者纠错成功的声音数据时，输出该声音。

当解析结果和声音数据中出现错误时，如果声音数据的错误时间小于规定的时间，则接收机1使用多帧紧挨着错误的之前的声音数据来生成余音并输出。余音是被用户识别为余音的声音，是将紧挨着错误的之前的多帧声音加工成与余音相似的声音。接收机1预先依次蓄积多帧紧挨着错误的之前的声音数据。另一方面，如果声音数据的错误持续了规定时间以上，则接收机1从余音的输出切换为静音。

错误出现的情况是指声音数据中存在错误且规定数量以上的纠错失败的情况。错误时间是指错误的声音数据持续的时间，具体来说是错误数据的数量。接收机1对错误数据的连续数量进行计数，来检测错误时间。

该接收机1具有两个系统的接收部12A、12B和在其后级的基带处理部13A、13B。另外，在基带处理部13A、13B的后级，按顺序设置有两个系统的信道编码部14A、14B、纠错部15A、15B以及检错部16，作为接收信号处理部。

进一步地，该接收机1在接收信号处理部的后级，到扬声器24为止依次设置有声音编码器19、声音缓存20、静音部21、余音生成部25、D/A变换部22以及放大器23，作为声音处理部。静音部21以及余音生成部25在电路结构中设置成择一的方式，即设置为平行方式。

接收机1具有控制部17以及显示部18，通过控制部17对纠错部15A、纠错部15B、检错部16、声音编码器19、声音缓存20、静音部21、余音生成部25以及D/A变换部22进行控制。

各接收部12A、12B具有RF部，该RF部处理通过天线接收的信号。RF部包括：仅使从天线输出的信号中的RF信号成分通过的带通滤波器、放大RF信号的放大电路、对RF信号进行降频处理的降频变频器等。

各基带处理部13A、13B具有A/D变换器、解映射处理电路以及P/S变换电路。A/D变换器对从接收部12A、12B输出的RF信号进行数字变换而变换为基带信号。解映射处理电路对基带信号进行映射的解调处理。例如，通过作为数字调制方式之一的16QAM(Quadrature Amplitude Modulation：正交振幅调制)等，还原被映射为复信号的数据信号群的发送比特序列。P/S变换电路对并行信号进行串行变换。

各信道编码部14A、14B对从基带处理部13A、13B输出的串行信号进行帧定时检测处理以及解交织处理。在帧定时检测处理中，检测帧数据，并补偿两个系统的帧数据间的帧定时。在解交织处理中，解除频率交织、时间交织、比特交织、字节交织等，将为了传送用而被压缩的帧数据进行解压缩。

纠错部15A、15B对作为几十个采样的声音数据的帧数据进行纠错处理。在发送侧，通过预先的纠错处理，对帧数据附加检查比特等纠正编码、和用于保持同步的作为前导码的帧信息。在纠错处理中，纠错部15A、15B检查帧数据中对于解码不可缺的重要比特，并对使用纠正编码检查的重要比特进行检错以及纠错。

检错部16在两个系统的帧数据中，选择声音质量好的帧数据。声音质量参照有无错误数据来判断。即，检错部16将通过纠错部15A、15B无法纠正的错误数据的数量与预先存储的阈值进行比较，如果错误数据的数量小于阈值，则选择该帧数据。检错部16向后级只输出选择的帧数据。

同时，检错部16将错误信息或者无错误信息输出到控制部17。如果至少一个系统的帧数据的错误数据的数量小于阈值，则向控制部17输出无错误信息，表示无错误。如果全部系统的帧数据的各个错误数据的数量都为阈值以上，则向控制部17输出错误信息，表示存在错误。

控制部17由计算机或者电子电路构成，控制纠错部15A、纠错部15B、检错部16、声音编码器19、声音缓存20、静音部21、余音生成部25以及D/A变换部22。

特别地，如果控制部17被输入无错误信息，则控制部17使声音编码器19对帧数据进行编码，使静音部21透传帧数据，使D/A变换部22对帧数据进行D/A变换。

另一方面，如果控制部17被输入错误信息，则控制部17执行如下操作：对错误信息进行计数、控制与计数结果对应的错误处理、生成与计数结果对应的接收状态信息以及将接收状态信息向显示部18输出。即，当帧数据中出现错误时，控制部17使余音生成部25生成余音，当错误时间持续了规定时间以上时，控制部17使静音部21对声音执行静音处理。使余音持续，以后对声音执行静音处理的错误时间例如为60ms。

具体地，在错误处理的控制中，控制部17对从检错部16输出的错误信息的连续数量进行计数，如果计数值为1以上但小于规定数量，则使余音生成部25生成余音。另一方面，错误信息的计数值增加为规定数值以上的情况下，使静音部21执行静音。

显示部18为用于显示接收状态信息的LCD监视器或有机EL监视器。接收状态信息表示声音中断(即出现哑点)或者通信中断中的某一种情况。将余音生成时作为声音中断处理，将静音时作为通信中断处理。

声音编码器19将通过检错部16选择的帧数据还原为再现用的非压缩形式的数字数据。例如，以ADPCM(自适应预测差分PCM)方式对帧数据进行解压缩，还原为24比特、48KHz的PCM声音数据。

声音缓存20存储从声音编码器19输出的多个帧数据。从声音编码器19输出的帧数据是指通过了检错部16的数据，是没有出现错误的帧数据。该帧数据至少蓄积了用于生成余音的帧数据的数量。

静音部21在错误时间持续了规定时间以上的情况下施加静音。静音方式可以为逐渐减小增益的方式，也可以为瞬间停止声音的方式。在声音数据中出现错误的情况下，帧数据从声音缓存20以FIFO(First-In First-Out：先进先出)方式依次被输入，然后不做任何处理地让当该帧数据透传而输出到D/A变换部22。

余音生成部25是在帧数据中出现错误的情况下，生成余音的声音数据，并向D/A变换部22输出的混响器。作为余音，除了后部余音以外，还可以是初期反射音和后部余音的任意一个。生成余音时，从声音缓存20向余音生成部25输入了错误发生前的多个帧数据。输入的帧数据数量是能够被用户识别为紧挨着的之前声音的余音的帧数据的数量。

余音生成部25通过对输入的多个帧数据进行加工和加法运算，来生产余音的声音数据。在余音的加工以及加法运算的过程中，进行对多个帧数据分别赋予延迟时间的处理、间隔剔除取样数据的处理以及用于衰减的各加权处理、调制、对所生成的各数据在时间方向上离散的输出顺序进行变更等的处理，以及进行加法运算处理。

D/A变换部22将从静音部21或者余音生成部25输出的声音数据变换为模拟信号。放大器23对从D/A变换部22输出的模拟信号进行放大，并输出至扬声器24。

通过以上的结构，接收机1输出多个系统的声音数据中无错误的声音数据，在声音数据发生错误的情况下，接收机1对声音缓存20中依次蓄积的多个帧的声音数据进行加工，生成余音并输出，另一方面，如果错误时间持续了规定时间以上，则接收机1对声音进行静音处理。

[2、接收机的动作]

下面基于图2以及图3说明该接收机1的声音输出动作。图2为示出具有两个系统的接收部的接收机1的声音输出动作的流程图。图3为示出接收机1的错误时间检测动作的流程图。

如图2所示，在接收机1中，首先，A信道和B信道的接收部12A、12B分别接收从发送侧发送来的载波并提取RF信号(步骤S01)。基带处理部13A、13B对RF信号进行基带处理，从而将RF信号变换为基带信号并进行解映射处理以及串行变换(步骤S02)。然后，各信道编码部14A、14B检测帧定时(步骤S03)，在能够确认帧定时的情况下，通过解交织处理取出帧数据(步骤S04)。

然后，在纠错处理部15A、15B中对各帧数据实施利用纠正编码的纠错处理(步骤S05)。将通过纠错处理部15A、15B实施了纠错处理的A以及B信道的帧数据输出到检错部16。

首先，通过检错部16检查A信道的帧数据是否有错误(步骤S06)。

在错误检查过程中，控制部16将错误数据的数量与阈值进行比较。

在错误数据的数量小于阈值的情况下、即没有错误的情况下(步骤S06，正常)，接收机1对A信道的帧数据进行声音输出(步骤S07)。

具体地，在步骤S07中，检错部16将A信道的帧数据输出到声音编码器19。同时，检错部16向控制部17输出无错误信息。被输入无错误信息的控制部17对声音编码器19进行控制，基于该控制，声音编码器19将A信道的帧数据还原为再现用的非压缩形式的数字数据，并存储到声音缓存20。

进一步地，控制部17向静音部21输出透传控制信号，被输入透传控制信号的静音部21以FIFO形式读取出声音缓存20中存储的帧数据，并使该帧数据透传。透传过静音部21的帧数据通过D/A变换部22变换为模拟声音信号，通过放大器23放大后，通过扬声器24作为声音输出。

另一方面，在错误数据的数量为阈值以上的情况下、即A信道的帧数据中出现了错误的情况下(步骤S06，错误)，检错部16检查B信道的帧数据是否有错误(步骤S08)。

在错误数据的数量小于阈值的情况下、即B信道的帧数据没有错误的情况下(步骤S08，正常)，接收机1对B信道的帧数据进行声音输出(步骤S09)。

具体地，在步骤S09中，检错部16将B信道的帧数据输出到声音编码器19。同时，检错部16向控制部17输出无错误信息。被输入无错误信息的控制部17对声音编码器19进行控制，基于该控制，声音编码器19将B信道的帧数据还原为再现用的非压缩形式的数字数据，并存储到声音缓存20中。

在错误数据的数量为阈值以上的情况下、即A信道和B信道的帧数据都有错误的情况下(步骤S08，错误)，控制部17检测错误时间(步骤S10)。

具体地，如图3所示，控制部17预先将错误信息的计数值初始化为初始值0。将计数值初始化后的状态下，控制部17确认从检错部16输入的信息是否为错误信息(步骤S101)。当从检错部16输入错误信息时(步骤S101，是)，控制部17在本次使计数值加1(步骤S102)。在这种状态下，控制部17将错误信息的计数值与预先存储的阈值进行比较(步骤S103)。另一方面，当无错误信息被输入时(步骤S101，否)，控制部17将错误信息的计数值初始化为0(步骤S104)。

如果错误信息为1以上但小于阈值(图3：步骤S103，是)、即错误时间小于规定时间的情况下(图2：步骤S10，正常)，接收机1对余音进行声音输出(图2：步骤S11)。

具体地，在S11中，控制部16向余音生成部25输出余音控制信号。被输入余音控制信号的余音生成部25从声音缓存20读取多个帧的帧数据。该多个帧的帧数据是劣化状况少的A信道或者B信道的帧数据，换言之，是S06或者S08中认为无错误的、由检错部16输出的、由声音编码器19编码后的帧数据，是紧挨着错误的之前的帧数据。

当余音生成部25读取出多个帧的帧数据时，根据这些帧数据生成余音的声音数据。即，对多个帧数据实施各延迟时间的赋予、间隔剔除取样数据的处理以及用于衰减的各加权处理、调制等，使所生成的各数据在时间方向上离散并实施加法运算处理。

所生成的余音数据通过D/A变换部22被变换为模拟声音信号并通过放大器23进行放大后，作为针对紧挨着错误的之前声音的余音，通过扬声器24进行输出。

另一方面，当错误信息达到阈值以上时(图3：步骤S103，否)、即错误时间为规定时间以上时(图2：步骤S10，超时)，接收机1中止输出针对紧挨着错误的之前声音的余音，停止声音输出(图2：步骤S12)。

具体地，在S12中，控制部17向静音部21输出静音控制信号。当静音部21接收到静音控制信号时，不从声音缓存20读取帧数据而是停止驱动。即，静音部21切断通向后级的D/A变换部22、放大器23、扬声器24的信号。

[3、作用效果]

如以上所述，本实施方式的接收机1在声音数据发生错误的情况下，使用紧挨着错误的之前的多个帧的声音数据，来生成余音，并输出到扬声器24。另外，为此，接收机1预先将没有错误发生的声音数据以FIFO形式不断地依次蓄积在声音缓存20中。对于由多个帧数据生成的余音，用户能充分地将其识别为紧挨着的之前声音的余声，并且感觉不到不适感。

例如，如图4所示，表示声音“AIU”的声音数据被分割为多个帧并到达接收机1，其中，虽然构成“A”以及“I”的各多个帧数据中没有出现错误，但是构成“U”的第1个帧数据中出现了错误。

在这种情况下，构成“A”以及“I”的各多个帧数据通过了检错部16，由声音编码器19进行还原，并以FIFO方式蓄积在声音缓存20中。然后，在控制部17中，在对构成“A”以及“I”的各多个帧数据进行处理期间，由于被输入了无错误信息，所以这些帧数据依次地透传过静音部21，经过D/A变换部22和放大器23从扬声器24作为声音被输出。

然而，由于作为“U”的构成要素的第1帧数据出现了错误，所以检错部16不允许该帧数据通过，同时向控制部17输出错误信息。当控制部17被输入了错误信息时，余音生成部25从声音缓存20中读出使用户能够识别出声音“I”所需的多个帧数据。然后，余音生成部25生成由该读出的多个帧数据构成的声音的余音、即生成用户能够充分识别为“I”的余音的声音。该余音“I”接着声音“AI”输出。

只是，即使在错误时输出的声音被用户充分地识别为在发送侧发出的声音的余音，在此种情况下，该余音如果一直持续，也可能会给用户带来不适感。

于是，如图5所示，在本实施方式的接收机1中，由于构成“AIU”中的“U”的帧数据连续地出现错误，所以输出使用了紧挨着的之前声音“U”的余音。在这种情况下，接收机1在小于60ms的期间持续输出“U”的余音，而当错误时间为60ms以上时，对声音执行静音操作。

由此，通过在错误时间持续了规定时间以上的情况下，从余音输出切换为声音静音，防止了余音持续输出，不会给用户带来不适感。对于从余音向静音的切换，60ms的程度是有效的，如果是该程度，则不会给用户带来对于余音持续的不快感。

另外，通过本实施方式的接收机1，用户能够立即判断出错误的发生是由于出现哑点的原因还是由于通信中断的原因。即，用户不需要参照显示部18的接收状态信息，就能识别接收机1的接收状态。

[4、其他实施方式]

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是该实施方式是作为示例而提示的，在不脱离发明思想的范围内，可以进行各种省略、替换以及变更。这样的变形例与实施方式都包含在发明的范围和思想中。

例如，在本实施方式中，以分集方式的无线接收机为例进行了说明，但是也可以为其他方式的接收机。另外，在检错部16中，也可以比较多个系统的帧数据，将声音劣化状况少的帧数据向声音编码器19侧输出。

进一步地，在错误时间的检测中，也可以预先在声音缓存20中蓄积有错误的帧数据，不进行错误信息的计数而是对有错误的帧数据的数量进行计数。另外，也可以通过实时时钟或者运行OS的计时程序的CPU来对错误发生的时间进行计时。

另外，也可以在将紧挨着错误发生之前的帧数据输出到D/A变换部22之前，执行对下一个帧数据的检错以及余音生成，在提供了延迟后，将该余音的声音数据加在紧挨着错误发生之前的帧数据上，将紧挨着的之前声音和余音无间断地连接在一起。

符号说明

1接收机

12A接收部

12B接收部

13A基带处理部

13B基带处理部

14A信道编码部

14B信道编码部

15A纠错部

15B纠错部

16检错部

17控制部

18显示部

19声音编码器

20声音缓存

21静音部

22D/A变换部

23放大器

24扬声器

25余音生成部。

Claims

1.一种无线接收机，该无线接收机依次接收声音数据的载波，其特征在于，该无线接收机具有：

检测单元，其依次检测所述声音数据的错误；

声音缓存单元，其预先依次蓄积所述检测单元没有检测出错误的多个帧的所述声音数据；

余音生成单元，当通过所述检测单元检测到错误时，该余音生成单元将紧挨着错误之前的多个帧的声音数据从所述声音缓存单元中读出，并实施延迟、放大衰减的变更、或者输出顺序的变更中的至少一个加工，由此生成余音的声音数据；

D/A变换部，其将所述余音的声音数据变换为模拟声音信号；

放大部，其对所述模拟声音信号进行放大；以及

扬声器单元，其接着所述紧挨着错误之前的声音数据输出放大后的所述模拟声音数据作为余音，

在将所述紧挨着错误发生之前的帧数据输出到所述D/A变换部之前，所述检测单元执行对下一个帧数据的检错，所述余音生成单元进行余音生成，在提供了延迟之后，将该余音的声音数据加在所述紧挨着错误发生之前的帧数据上。

2.根据权利要求1所述的无线接收机，其特征在于，所述无线接收机还具有：

静音单元，当所述检测单元连续检测到一定量以上的错误时，该静音单元停止输出来自所述扬声器单元的所述余音。