CN111836214A - 用于无线数字通信系统接收方评估及改善语音质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于无线数字通信系统接收方评估及改善语音质量的方法，包括如下步骤：S1、接收方根据可靠的呼叫控制信令判断接收方是否为当前呼叫的参与方，然后根据所述呼叫控制信令中与语音帧嵌入区有关的呼叫控制信息，计算语音帧嵌入区中的可预测数据；S2、接收方定时接收语音帧；根据步骤S1计算得到的可预测数据，计算当前语音帧嵌入区的加权误比特数，并利用所述加权误比特数对当前语音帧进行语音质量评估；如果评估结果为语音质量较好，那么提取并处理当前语音帧中的语音负载，然后播放语音；如果评估结果为语音质量较差，那么对当前语音帧进行语音质量改善处理操作。本发明可有效改善接收方的通话质量。

Description

用于无线数字通信系统接收方评估及改善语音质量的方法

技术领域

本发明涉及无线数字通信技术领域，具体涉及一种用于无线数字通信系统接收方评估及改善语音质量的方法。

背景技术

PDT是Police Digital Trunking的缩写，即警用数字集群通信系统标准，是我国推出的一套具有完全自主知识产权的专用移动通信系统标准。目前，PDT标准已成功应用于公安系统等领域。

语音业务是PDT系统的基本业务之一，主要包括语音单呼和语音组呼。在PDT系统语音业务的过程中，需要进行语音信息的传递。PDT标准规定由语音超帧负责语音信息的承载和传递，语音超帧的组成如图1所示。

一个完整的语音超帧由六个语音帧组成，这六个语音帧根据位置的不同，分别使用字母A、B、C、D、E、F标识，它们具有基本相同的帧结构，语音帧的帧结构如图2所示。

语音帧的两端都是108bit语音负载区，用于承载语音信息，每个语音帧可以承载60ms压缩语音信息。语音帧的中间位置是48bit嵌入区，可以承载48bit的同步字，用于对语音超帧进行帧同步，确定语音超帧的起始和结束位置。语音帧的嵌入区还可以承载32bit的嵌入式信令和16bit的EMB信息单元，其中嵌入式信令用于传输P_EMSD_GRPV、P_EMSD_INDV以及P_EMSD_E2EE等嵌入式呼叫控制信令和P_EMSU_RESELECT、RC等其它信令，EMB信息单元包括色码(CC)、加密指示(PI)、链路控制开始/结束(LCSS)以及EMB校验信息(EMBParity)。在呼叫建立之后，为了解决迟后进入的问题，需要在通话过程中周期性发送嵌入式呼叫控制信令，该信令携带的是呼叫控制信息。此外，在小区重选或传输RC信令等极少数的情况下，嵌入式信令会暂时用于发送P_EMSU_RESELECT、RC等其它信令，因此嵌入式信令的内容是可变的。与嵌入式信令相比，在呼叫建立之后，EMB信息单元发送的内容恒定由CC、PI、LCSS以及EMB Parity组成，因此EMB信息单元的内容是不变的。

发射方在发送语音超帧之前，会先发送语音链路控制头帧LC头，在进行加密呼叫业务时，还会发送加密控制头帧PI头。LC头和PI头主要携带的是与嵌入式呼叫控制信令相同的呼叫控制信息，故LC头、PI头以及嵌入式呼叫控制信令可统称为呼叫控制信令。

在通话过程中，呼叫控制信息是周期性发送的，所以可根据呼叫控制信令，预测嵌入式呼叫控制信令的内容。因为EMB信息单元的内容是不变的，所以EMB信息单元的内容也是可以预测的。但是由于小区重选或传输RC信令等极少数导致嵌入式信令内容发生不可预知变化的情况存在，因此只有嵌入式呼叫控制信令和EMB信息单元的数据可称为语音帧嵌入区中的可预测数据。

根据内容的可变性与不变性，可将语音帧嵌入区分为可变数据区和不变数据区，嵌入式信令对应可变数据区，EMB信息单元对应不变数据区。特殊地，如果某语音帧嵌入区携带的是同步字，因为同步字是不变的，所以该同步字对应的区域也为不变数据区。

在一个完整的语音超帧中，只有语音A帧携带同步字。在正常情况下，语音信息的接收方可以根据语音A帧中的同步字，对语音超帧进行同步，确定整个语音超帧的起始和结束位置，进而根据语音帧的帧结构，提取语音信息和嵌入区数据。然而，如果接收方未收到某语音超帧中的语音A帧，那么就会因为同步字缺失，无法确定语音超帧的起始和结束位置，进而影响语音数据和嵌入区数据的提取，导致语音出现丢字、漏字等现象；如果接收方接收了包含语音A帧的语音超帧，虽然可以实现帧同步，但是未对语音质量进行评估，可能会播放了误码率较高的语音数据，引起语音模糊不清甚至出现爆音(声音较大的噪音)等现象，导致通话质量降低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种用于无线数字通信系统接收方评估及改善语音质量的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

用于无线数字通信系统接收方评估及改善语音质量的方法，包括如下步骤：

S1、接收方根据可靠的呼叫控制信令判断接收方是否为当前呼叫的参与方，然后根据所述呼叫控制信令中与语音帧嵌入区有关的呼叫控制信息，计算语音帧嵌入区中的可预测数据；

S2、接收方定时接收语音帧；根据步骤S1计算得到的可预测数据，计算当前语音帧嵌入区的加权误比特数，并利用所述加权误比特数对当前语音帧进行语音质量评估；如果评估结果为语音质量较好，那么提取并处理当前语音帧中的语音负载，然后播放语音；如果评估结果为语音质量较差，那么对当前语音帧进行语音质量改善处理操作。

进一步地，步骤S2的具体过程如下：

S2.1、接收方定时接收语音帧；

S2.2、记当前接收到的是第N个语音帧，接收方根据如下公式计算该语音帧嵌入区的加权误比特数S_N：

式中，R_N,R_N-1…R_N-(m-1),R_N-m分别表示当前语音帧及其前m个语音帧的嵌入区的实际误比特数，k₀,k₁…k_m-1,k_m分别为实际误比特数R_N,R_N-1…R_N-(m-1),R_N-m的加权系数；

S2.3、通过比较加权误比特数S_N和语音质量评估门限T的大小，对当前语音帧进行语音质量评估，然后根据语音质量评估结果对当前语音帧进行处理；语音质量评估结果包括如下两种情况：

如果S_N＜T，则语音质量评估结果为语音质量较好，提取并处理当前语音帧中的语音负载，然后播放语音；

如果S_N≥T，则语音质量评估结果为语音质量较差，对当前语音帧进行差错隐藏处理；

S2.4、判断语音帧数据是否接收完毕，如果未接收完毕，那么返回至步骤S2.1，否则结束本步骤。

进一步地，步骤S2.2中，针对当前语音帧，如果可预测数据PED的长度等于当前语音帧嵌入区VEF的长度，则接收方通过比较可预测数据PED和当前语音帧嵌入区VEF中的所有实际数据，直接得到当前语音帧嵌入区的实际误比特数R_N；

如果可预测数据PED的长度小于当前语音帧嵌入区VEF的长度，则接收方根据下式推测当前语音帧嵌入区VEF的实际误比特数R_N：

式中，r是可预测数据PED的实际误比特数，L是可预测数据PED的长度，M是语音帧嵌入区VEF的长度。

进一步地，步骤S2.1中，如果接收方未在定时时间内接收到第N个语音帧，那么将前一语音帧嵌入区的加权误比特数S_N-1作为当前语音帧嵌入区的实际误比特数R_N，然后对当前语音帧进行差错隐藏处理。

进一步地，步骤S2.2中，如果N＜m，那么令R_N＝S_N。

更进一步地，步骤S2.2中，m为不小于2的正整数。

进一步地，当语音质量评估结果为语音质量较好时，对语音负载的处理具体包括如下两种情况：

如果当前是明文语音通话，则直接将语音负载送入声码器进行播放；

如果当前是密文语音通话，那么首先对当前语音负载进行解密，然后将解密之后的语音负载送入声码器进行播放。

更进一步地，步骤S2.3中，对于S_N≥T的情况，如果当前语音帧嵌入区VEF中包含不变数据区Z，则首先判断当前语音帧是否失步，如果未失步，那么直接对当前语音帧进行差错隐藏处理，如果已失步，则尝试对当前语音帧进行帧同步，然后根据帧同步的结果对当前语音帧进行处理。

再进一步地，判断是否失步的过程为：通过比较当前语音帧嵌入区VEF中不变数据区Z的误比特数R_Z和失步门限T_S的大小，判断当前语音帧是否失步，判断结果包括如下两种情况：

如果R_Z≤T_S，那么当前语音帧未失步；

如果R_N＞T_S，那么当前语音帧已失步。

再进一步地，帧同步的具体过程如下：

1.1)将与当前语音帧嵌入区VEF对应的可预测数据PED作为滑动窗口；

1.2)以步骤1.1)的滑动窗口的当前位置为基准，滑动窗口前后移动W比特，寻找实际误比特数R_N最小的位置，该位置对应的R_N记为R'_N；W应为一个码元所包含比特数的正整数倍；

1.3)帧同步的结果是通过比较R'_N与失步门限T_S的大小得到的，包括如下两种情况：

如果R'_N≤T_S，那么帧同步成功，重新对成功帧同步后的当前语音帧进行语音质量评估：以R'_N作为当前语音帧的实际误比特数，计算当前语音帧的加权误比特数S'_N；比较S'_N与T的大小，重新对当前语音帧进行语音质量评估；如果S'_N＜T，那么评估结果为语音质量较好，提取并处理当前语音帧中的语音负载，然后播放语音；如果S'_N≥T，那么评估结果为语音质量较差，对当前语音帧进行差错隐藏处理；

如果R'_N＞T_S，那么帧同步失败，对当前语音帧进行差错隐藏处理；

本发明的有益效果在于：通过本发明方法，使得接收方不仅仅依靠语音帧嵌入区中的同步字进行帧同步，还能利用语音帧嵌入区中的可预测数据进行辅助帧同步，可以解决接收方在未收到语音帧嵌入区中同步字的情况下，语音丢字漏字的问题。此外，本发明还可以利用语音帧嵌入区中的可预测数据，将语音帧中误码率较低的语音数据有效地提取出来，对误码率较高的语音数据进行差错隐藏处理，有效地避免了语音通话中可能出现的丢字、语音模糊不清甚至爆音的现象，改善了通话质量。

附图说明

图1为语音超帧的组成示意图；

图2为语音帧的帧结构示意图；

图3为本发明实施例1中步骤S1的具体流程示意图；

图4为本发明实施例1中步骤S2的具体流程示意图；

图5为本发明实施例2中收方接收到的呼叫控制信令和语音帧示意图；

图6为本发明实施例2中接收方得到语音B帧-语音F帧嵌入区中可预测数据的流程示意图；

图7为本发明实施例2中语音质量评估的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

实施例1

本实施例提供一种用于无线数字通信系统接收方评估及改善语音质量的方法，包括如下步骤：

S1、接收方根据可靠的呼叫控制信令判断接收方是否为当前呼叫的参与方，然后根据所述呼叫控制信令中与语音帧嵌入区有关的呼叫控制信息，计算语音帧嵌入区中的可预测数据；

S2、接收方定时接收语音帧；根据步骤S1计算得到的可预测数据，计算当前语音帧嵌入区的加权误比特数，并利用所述加权误比特数对当前语音帧进行语音质量评估；如果评估结果为语音质量较好，那么提取并处理当前语音帧中的语音负载，然后播放语音；如果评估结果为语音质量较差，那么对当前语音帧进行语音质量改善处理操作。

在本实施例中，如图3所示，步骤S1的具体过程如下：

S1.1、接收方接收可靠的呼叫控制信令；

S1.2、判断接收方是否为当前呼叫的参与方，如果是，那么继续执行步骤S1.3，如果不是，那么返回步骤S1.1；

S1.3、接收方根据接收到的可靠的呼叫控制信令计算语音帧嵌入区VEF中的可预测数据PED。

更进一步地，在所述步骤S1.1中，呼叫控制信令包括语音链路控制头帧、加密控制头帧以及语音帧嵌入区中的信令。

更进一步地，语音链路控制头帧具体指PDT系统中的LC头，加密控制头帧具体指PDT系统的PI头，语音帧嵌入区中的信令具体指嵌入式信令和EMB信令。

再进一步地，嵌入式信令具体指PDT系统中的嵌入式LC信令和嵌入式加密控制信令。

更进一步地，在所述步骤S1.3中，语音帧嵌入区VEF具体指语音帧中的48比特嵌入区。

更进一步地，在所述步骤S1.3中，可预测数据PED的计算过程为：从可靠的呼叫控制信令中提取出和语音帧嵌入区VEF有关的呼叫控制信息，然后根据该呼叫控制信息，结合PDT系统标准的编码规则，得到可预测数据PED。

更进一步地，在所述步骤S1.3中，根据语音帧嵌入区VEF中数据的可变性与不变性，可将其分为可变数据区Y和不变数据区Z，可预测数据PED中与Y对应的数据记为PED_Y，与Z对应的数据记为PED_Z。

更进一步地，如果某语音帧嵌入区VEF中的数据是同步字，那么同步字对应的区域也是不变数据区Z，记为PED_Z。

进一步地，如图4所示，步骤S2的具体过程如下：

S2.1、接收方定时接收语音帧；

S2.2、记当前接收到的是第N个语音帧，接收方根据如下公式计算该语音帧嵌入区的加权误比特数S_N：

式中，R_N,R_N-1…R_N-(m-1),R_N-m分别表示当前语音帧及其前m个语音帧的语音帧嵌入区的实际误比特数，k₀,k₁…k_m-1,k_m分别为实际误比特数R_N,R_N-1…R_N-(m-1),R_N-m的加权系数，所述加权系数可根据前m个语音帧的接收顺序确定，与当前语音帧之间的时间间隔越小的语音帧，其对应加权系数越大(允许部分加权系数相等)；

S2.3、通过比较加权误比特数S_N和语音质量评估门限T的大小，对当前语音帧进行语音质量评估，然后根据语音质量评估结果对当前语音帧进行处理；

S2.4、判断语音帧数据是否接收完毕，如果未接收完毕，那么返回至步骤2.1，否则结束本步骤。

在本实施例中，步骤S2.2中，针对当前语音帧，如果计算得到的可预测数据PED的长度等于语音帧嵌入区VEF的长度，则接收方通过比较可预测数据PED和语音帧嵌入区VEF中的所有实际数据，直接得到当前语音帧的实际误比特数R_N。

再进一步地，针对当前语音帧，如果可预测数据PED的长度小于语音帧嵌入区VEF的长度，则接收方根据下式推测当前语音帧嵌入区VEF的实际误比特数R_N：

式中，r是可预测数据PED的实际误比特数，L是可预测数据PED的长度，M是语音帧嵌入区VEF的长度。

更进一步地，步骤S2.1中，如果接收方未在定时时间内接收到上述第N个语音帧，那么可将前一语音帧的加权误比特数S_N-1作为当前语音帧的实际误比特数R_N，然后对当前语音帧进行差错隐藏处理。

更进一步地，步骤S2.2中，如果N＜m，那么令R_N＝S_N。

更进一步地，步骤S2.2中，m为不小于2的正整数。

在本实施例中，步骤S2.3中，语音质量评估结果包括如下两种情况：

(1)如果S_N＜T，则语音质量评估结果为语音质量较好，提取并处理当前语音帧中的语音负载，然后播放语音；

(2)如果S_N≥T，则语音质量评估结果为语音质量较差，对当前语音帧进行差错隐藏处理。

更进一步地，当语音质量评估结果为语音质量较好时，对语音负载的处理具体包括如下两种情况：

(1)如果当前是明文语音通话，则直接将语音负载送入声码器进行播放；

(2)如果当前是密文语音通话，那么首先对当前语音负载进行解密，然后将解密之后的语音负载送入声码器进行播放。

更进一步地，所述差错隐藏处理具体指构造一个静音帧，然后播放舒适的背景噪音或静音。

更进一步地，对于第(2)种情况，如果当前语音帧嵌入区VEF中包含不变数据区Z，则首先判断当前语音帧是否失步，如果未失步，那么直接对当前语音帧进行差错隐藏处理，如果已失步，则尝试对当前语音帧进行帧同步，然后根据帧同步的结果对当前语音帧进行处理。

再进一步地，通过比较当前语音帧嵌入区VEF中不变数据区Z的误比特数R_Z和失步门限T_S的大小，判断当前语音帧是否失步，判断结果包括如下两种情况：

(1)如果R_Z≤T_S，那么当前语音帧未失步；

(2)如果R_N＞T_S，那么当前语音帧已失步。

再进一步地，失步门限T_S应满足T_S＞T；不变数据区Z的长度越长，对应的失步门限T_S越大。

更进一步地，帧同步的具体过程如下：

1.1)将与当前语音帧嵌入区VEF对应的可预测数据PED作为滑动窗口；

1.2)以步骤1.1)的滑动窗口的当前位置为基准，将滑动窗口前后移动W比特，寻找实际误比特数R_N最小的位置，该位置对应的R_N记为R'_N。

再进一步地，在所述步骤1.2)中，W应为一个码元所包含比特数的正整数倍。

再进一步地，帧同步的结果是通过比较R'_N与失步门限T_S的大小得到的，包括如下两种情况：

(1)如果R'_N≤T_S，那么帧同步成功，重新对当前语音帧进行语音质量评估，然后根据语音质量评估结果对当前语音帧进行相应处理；

(2)如果R'_N＞T_S，那么帧同步失败，对当前语音帧进行差错隐藏处理。

需要说明的是，重新对帧同步后的当前语音帧进行语音质量评估的具体过程为：以R'_N为当前语音帧的实际误比特数，计算当前语音帧的加权误比特数并记为S'_N；比较S'_N与T的大小，重新对当前语音帧进行语音质量评估；如果S'_N＜T，那么评估结果为语音质量较好，提取并处理当前语音帧中的语音负载，然后播放语音；如果S'_N≥T，那么评估结果为语音质量较差，对当前语音帧进行差错隐藏处理。

实施例2

本实施例提供一种基于实施例1所述方法的应用实例。

以PDT系统为例：

在PDT系统的明文语音呼叫过程中，接收方接收到的呼叫控制信令和语音帧如图5所示，语音帧包括组成语音超帧的语音A帧-语音F帧，呼叫控制信令主要包括LC头中的LC信令、语音B帧-语音E帧中的嵌入式LC信令(假设已选定语音F帧携带空值填充或RC信令)以及语音B帧-语音F帧中的EMB信令。

语音A帧-语音F帧都包含48bit的语音帧嵌入区VEF，语音A帧的VEF全部是同步字，同步字(也即语音A帧VEF中的可预测数据PED)为755FD7DF75F7₁₆，无需计算，属于不变数据区，并且VEF和PED长度相等。

当LC头中的LC信令和语音B帧-语音E帧中的嵌入式信令内容一致时，语音B帧-语音E帧的VEF是全部可预测的(即VEF和PED长度相等)，可预测数据是32bit的嵌入式LC信令和16bit的EMB信令，前者在呼叫过程中可能会发生可预测的变化，故属于可变数据区，后者在呼叫过程中保持不变，故属于不变数据区，这两个区域中的数据可以利用呼叫控制信令计算得到；语音F帧的嵌入区中的32bit嵌入式信令无法预测，只有16bit的EMB信令可以利用呼叫控制信令计算得到，故PED的长度小于VEF，并且这16bit属于不变数据区。

接收方利用呼叫控制信令计算语音B帧-语音F帧嵌入区中可预测数据PED的方法有两种，一种是利用LC头，另一种是利用语音B帧-语音E帧中的嵌入式LC信令，这两种方法可以独立使用，也可以结合使用，本实施例使用的是二者结合的方法。

如图6所示，接收方得到语音B-F帧嵌入区中可预测数据的流程，包括如下步骤：

1)接收方设置一个空的缓存队列，用于接收LC头和嵌入式LC信令，然后将嵌入式LC信令的计数器LC_count和标识可靠LC数据是否已确定的标志位LC_trust置零；

2)接收呼叫控制信令，判断该信令是否为嵌入式LC信令，如果是嵌入式LC信令，那么继续执行步骤3)，否则跳到步骤6)；

3)判断LC_trust是否为1，如果是1，那么跳到步骤8)，否则继续执行步骤4)；

4)缓存嵌入式LC信令，LC_count自加1，然后判断LC_count是否大于等于n(n为不小于2的整数，本实施例中n＝2)，如果小于2，那么跳到步骤2)，否则继续执行步骤5)；

5)根据PDT系统标准的编码规则，利用缓存的嵌入式LC信令，计算语音B帧-语音F帧嵌入区中的可预测数据，LC_trust置1，然后跳到步骤8)；

6)判断接收到的呼叫控制信令是否为LC头，如果是LC头，那么继续执行步骤7)，否则跳到步骤2)；

7)根据PDT系统标准的编码规则，利用LC头，计算语音B帧-语音F帧嵌入区中的可预测数据，LC_trust置1；

8)清空缓存队列，重置LC_count和LC_trust；

9)结束本流程。

本实施例中利用接收到的LC头中的LC信令0300FC001FC0004₁₆，计算得到语音B帧-语音F帧嵌入区中的可预测数据，进而结合语音A帧中的48bit同步字755FD7DF75F7₁₆，得到语音A帧-语音F帧的每个语音帧嵌入区VEF对应的可预测数据PED，如表1所示。

表1

VEF所属语音帧	对应的PED
		语音A帧	75 5F D7 DF 75 F7
语音B帧	13 05 05 21 21 91
		语音C帧	17 21 28 A9 AA 74
语音D帧	17 09 09 21 8B 74
		语音E帧	15 8D 8B 22 84 07
语音F帧	11 XX XX XX XX E2(仅EMB)

接收方在得到语音A帧-语音F帧嵌入区中的可预测数据之后，又将按顺序接收如表2所示中的语音帧。为方便描述，将表2中的12个语音帧分别定为A1、B1、C1、D1、E1、F1、A2、B2、C2、D2、E2、F2，同时也为每个语音帧赋予了一个序号。

表2

根据表2和图7，描述接收方对上述12个语音帧进行语音质量评估和处理的流程，包括如下步骤(本实施例中m＝4)：

1)接收方每60ms接收语音帧，语音帧计数器N每60ms自加1；

2)接收方接收到序号为1的语音帧，此时语音帧计数器N＝0，Nmod6＝0，表达式Nmod6的取值范围是0-5，分别对应语音A帧-语音F帧，据此确定当前接收到的是语音帧A1；

3)由于语音A帧的PED和VEF长度相等，故接收方通过比较表1中语音A帧对应的PED和实际接收的数据，可直接得到语音帧A1的R₀＝2，由于此时N＜m，所以令S₀＝R₀＝2。通过比较S₀与语音质量评估门限T(本实施例中T＝3)的大小，对语音帧A1进行语音质量评估，因为S₀＜T，所以语音帧A1的语音质量评估结果为语音质量较好，提取并处理语音帧A1中的语音负载，然后播放语音；

4)接收方在后续60ms内未接收到语音帧，此时N＝1，Nmod6＝1，据此确定在这60ms内应接收到语音帧B1；

5)因为未接收到语音帧B1，所以令S₀＝R₁＝2，又因为此时N＜m，所以令S₁＝R₁＝2；

6)由于未接收到语音帧B1，所以不进行语音质量评估，直接对语音帧B1进行差错隐藏处理：构造一个静音帧，然后播放舒适的背景噪音或静音；

7)接收方在后续60ms内接收到语音帧，此时N＝2，Nmod6＝2，据此确定接收的是语音帧C1；

8)由于语音C帧的PED和VEF长度相等，故接收方通过比较表1中语音C帧对应的PED和实际接收的数据，可直接得到语音帧C1的R₂＝1，此时N＜m，所以令S₂＝R₂＝1。通过比较S₂与语音质量评估门限T的大小，对语音帧C1进行语音质量评估，S₂＜T，语音帧C1的语音质量评估结果为语音质量较好，提取并处理语音帧C1中的语音负载，然后播放语音；

9)接收方在后续60ms内接收到语音帧，此时N＝3，Nmod6＝3，据此确定接收的是语音帧D1；

10)由于语音D帧的PED和VEF长度相等，故接收方通过比较表1中语音D帧对应的PED和实际接收的数据，可直接得到语音帧D1的R₃＝4，由于此时N＜m，所以令S₃＝R₃＝4。通过比较S₃与T的大小，对语音帧D1进行语音质量评估，S₃＞T，语音质量的评估结果为语音质量较差；

11)通过比较R₃与失步门限T_S(本实施例中T_S＝4.8)的大小，进一步判断语音帧D1是否失步。因为R₃＜Τ_S，所以语音帧D1未失步，对语音帧D1进行差错隐藏处理：构造一个静音帧，然后播放舒适的背景噪音或静音；

12)接收方在后续60ms内接收到语音帧，此时N＝4，Nmod6＝4，据此确定接收的是语音帧E1；

13)由于语音E帧的PED和VEF长度相等，故接收方通过比较表1中语音E帧对应的PED和实际接收的数据，可直接得到语音帧E1的R₄＝2，结合语音帧E1的前m个(m＝4)语音帧嵌入区数据的实际误比特数，利用公式2-1计算语音帧E1嵌入区数据的加权误比特数

(本实施例中k₀-k₄的取值见表3)，S₄＝2.3＜T，所以语音帧E1的语音质量评估结果为语音质量较好，提取并处理语音帧E1中的语音负载，然后播放语音；

表3

k<sub>0</sub>	5
		k<sub>1</sub>	2
k<sub>2</sub>	1
		k<sub>3</sub>	1
k<sub>4</sub>	1

14)接收方在后续60ms内接收到语音帧，此时N＝5，Nmod6＝5，据此确定接收的是语音帧F1；

15)由于语音F帧的PED长度小于VEF的长度，故先通过比较表1中语音F帧对应的PED和实际接收的数据，直接得到语音帧F1中16比特EMB信令的实际误比特数r₅＝0，根据公式(2)可得

(M为VEF得到长度48bit，L为语音F帧对应的PED长度16bit)，然后利用公式(1)计算得到S₅＝1.1。因为S₅＜Τ，所以语音帧F1的语音质量评估结果为语音质量较好，提取并处理语音帧F1中的语音负载，然后播放语音；

16)接收方在后续60ms内未接收到语音帧，此时N＝6，Nmod6＝0，据此确定在这60ms内应接收的是语音帧A2；

17)由于未接收到语音帧A2，所以令S₅＝R₆＝1.1，利用公式(1)计算语音帧A2的S₆＝1.25，然后直接进行差错隐藏处理：构造一个静音帧，然后播放舒适的背景噪音或静音；

18)接收方在后续60ms内接收到语音帧，此时N＝7，Nmod6＝1，据此确定接收的是语音帧B2；

19)由于语音B帧的PED和VEF长度相等，故接收方通过比较表1中语音B帧对应的PED和实际接收的数据，可直接得到语音帧B2的R₇＝12，利用公式(1)计算得到S₇＝6.82，S₇＞Τ，所以语音帧B2的语音质量评估结果为语音质量较差；

20)因为R₇＞Τ_S，所以语音帧B2可能失步。接收方将语音B帧嵌入区对应的PED作为滑动窗口，以该窗口的当前位置为基准，前后移动W(本实施例中W＝2)比特，得到的嵌入区数据实际误比特数分别为18(向前移动2比特)和2(向后移动2比特)，因为2＜Τ_S，所以语音帧B2的帧同步成功，帧同步后的R'₇＝2；

21)根据R'₇和公式(1)，再次计算语音帧B2的加权误比特数S'₇＝1.82，因为S'₇＜Τ，所以语音帧B2的语音质量再次评估的结果为语音质量较好，提取并处理语音帧B2中的语音负载，然后播放语音；

22)接收方在后续60ms内接收到语音帧，此时N＝8，Nmod6＝2，据此确定接收的是语音帧C2；

23)由于语音C帧的PED和VEF长度相等，故接收方通过比较表1中语音C帧对应的PED和实际接收的数据，可直接得到语音帧C2的R₈＝3，利用公式(1)(此时应将S₇替换为S'₇)计算语音帧C2的S₈＝2.21，S₈＜T，语音帧C2的语音质量评估结果为语音质量较好，提取并处理语音帧C2中的语音负载，然后播放语音；

24)接收方在后续60ms内接收到语音帧，此时N＝9，Nmod6＝3，据此确定接收的是语音帧D2；

25)由于语音D帧的PED和VEF长度相等，故接收方通过比较表1中语音D帧对应的PED和实际接收的数据，可直接得到语音帧D2的R₉＝2，然后利用公式(1)(将S₇替换为S'₇)计算得S₉＝1.91，S₉＜T，所以语音质量的评估结果为语音质量较好，提取并处理语音帧D2中的语音负载，然后播放语音；

26)接收方在后续60ms内接收到语音帧，此时N＝10，Nmod6＝4，据此确定接收的是语音帧E2；

27)由于语音E帧的PED和VEF长度相等，故接收方通过比较表1中语音E帧对应的PED和实际接收的数据，可直接得到语音帧E2的R₁₀＝4，利用公式(1)(将S₇替换为S'₇)计算语音帧E2的S₁₀＝3.01，S₁₀＞T，语音帧E2的语音质量评估结果为语音质量较差，进一步比较R₁₀和T_S，R₁₀＜Τ_S，所以语音帧E2未失步，对该语音帧进行差错隐藏处理：构造一个静音帧，然后播放舒适的背景噪音或静音；

28)接收方在后续60ms内接收到语音帧，此时N＝11，Nmod6＝5，据此确定接收的是语音帧F2；

29)由于语音F帧的PED长度小于VEF的长度，故先通过比较表1中语音F帧对应的PED和实际接收的数据，直接得到语音帧F2中EMB信令的实际误比特数r₁₁＝1，根据公式(2)可得

(M＝48bit，L＝16bit)，然后利用公式(1)(将S₇替换为S'₇)计算得到S₁₁＝3。因为S₁₁＝Τ，所以语音帧F2语音质量评估的结果为语音质量较差，进一步比较R₁₁和T_S，R₁₁＜Τ_S，所以语音帧F2未失步，对该语音帧进行差错隐藏处理：构造一个静音帧，然后播放舒适的背景噪音或静音；

30)接收方在后续60ms内收到LC结束帧，停止接收语音帧，重置语音帧计数器，结束本流程。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于无线数字通信系统接收方评估及改善语音质量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、接收方根据可靠的呼叫控制信令判断接收方是否为当前呼叫的参与方，然后根据所述呼叫控制信令中与语音帧嵌入区有关的呼叫控制信息，计算语音帧嵌入区中的可预测数据；

S2、接收方定时接收语音帧；根据步骤S1计算得到的可预测数据，计算当前语音帧嵌入区的加权误比特数，并利用所述加权误比特数对当前语音帧进行语音质量评估；如果评估结果为语音质量较好，那么提取并处理当前语音帧中的语音负载，然后播放语音；如果评估结果为语音质量较差，那么对当前语音帧进行语音质量改善处理操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2的具体过程如下：

S2.1、接收方定时接收语音帧；

S2.2、记当前接收到的是第N个语音帧，接收方根据如下公式计算该语音帧嵌入区的加权误比特数S_N：

式中，R_N,R_N-1…R_N-(m-1),R_N-m分别表示当前语音帧及其前m个语音帧的嵌入区的实际误比特数，k₀,k₁…k_m-1,k_m分别为实际误比特数R_N,R_N-1…R_N-(m-1),R_N-m的加权系数；

S2.3、通过比较加权误比特数S_N和语音质量评估门限T的大小，对当前语音帧进行语音质量评估，然后根据语音质量评估结果对当前语音帧进行处理；语音质量评估结果包括如下两种情况：

如果S_N＜T，则语音质量评估结果为语音质量较好，提取并处理当前语音帧中的语音负载，然后播放语音；

如果S_N≥T，则语音质量评估结果为语音质量较差，对当前语音帧进行差错隐藏处理；

S2.4、判断语音帧数据是否接收完毕，如果未接收完毕，那么返回至步骤S2.1，否则结束本步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2.2中，针对当前语音帧，如果可预测数据PED的长度等于当前语音帧嵌入区VEF的长度，则接收方通过比较可预测数据PED和当前语音帧嵌入区VEF中的所有实际数据，直接得到当前语音帧嵌入区的实际误比特数R_N；

如果可预测数据PED的长度小于当前语音帧嵌入区VEF的长度，则接收方根据下式推测当前语音帧嵌入区VEF的实际误比特数R_N：

式中，r是可预测数据PED的实际误比特数，L是可预测数据PED的长度，M是语音帧嵌入区VEF的长度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2.1中，如果接收方未在定时时间内接收到第N个语音帧，那么将前一语音帧嵌入区的加权误比特数S_N-1作为当前语音帧嵌入区的实际误比特数R_N，然后对当前语音帧进行差错隐藏处理。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2.2中，如果N＜m，那么令R_N＝S_N。

6.根据权利要求2或5所述的方法，其特征在于，步骤S2.2中，m为不小于2的正整数。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当语音质量评估结果为语音质量较好时，对语音负载的处理具体包括如下两种情况：

如果当前是明文语音通话，则直接将语音负载送入声码器进行播放；

如果当前是密文语音通话，那么首先对当前语音负载进行解密，然后将解密之后的语音负载送入声码器进行播放。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2.3中，对于S_N≥T的情况，如果当前语音帧嵌入区VEF中包含不变数据区Z，则首先判断当前语音帧是否失步，如果未失步，那么直接对当前语音帧进行差错隐藏处理，如果已失步，则尝试对当前语音帧进行帧同步，然后根据帧同步的结果对当前语音帧进行处理。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，判断是否失步的过程为：通过比较当前语音帧嵌入区VEF中不变数据区Z的误比特数R_Z和失步门限T_S的大小，判断当前语音帧是否失步，判断结果包括如下两种情况：

如果R_Z≤T_S，那么当前语音帧未失步；

如果R_N＞T_S，那么当前语音帧已失步。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，帧同步的具体过程如下：

1.1)将与当前语音帧嵌入区VEF对应的可预测数据PED作为滑动窗口；

1.2)以步骤1.1)的滑动窗口的当前位置为基准，滑动窗口前后移动W比特，寻找实际误比特数R_N最小的位置，该位置对应的R_N记为R'_N；W应为一个码元所包含比特数的正整数倍；

1.3)帧同步的结果是通过比较R'_N与失步门限T_S的大小得到的，包括如下两种情况：

如果R'_N≤T_S，那么帧同步成功，重新对成功帧同步后的当前语音帧进行语音质量评估：以R'_N作为当前语音帧的实际误比特数，计算当前语音帧的加权误比特数S'_N；比较S'_N与T的大小，重新对当前语音帧进行语音质量评估；如果S'_N＜T，那么评估结果为语音质量较好，提取并处理当前语音帧中的语音负载，然后播放语音；如果S'_N≥T，那么评估结果为语音质量较差，对当前语音帧进行差错隐藏处理；

如果R'_N＞T_S，那么帧同步失败，对当前语音帧进行差错隐藏处理。

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