CN1961521B - 用于判断通信质量的装置和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种技术手段，用于有效地判断通信系统中的通信质量。通信装置通过将冗余位添加至编码音频数据的最重要部分的位来生成4值FSK符号。设置该含有冗余位的符号，使得该符号值为可以得到的4个值中的最大值或最小值。接收装置R接收FSK调制波，恢复该符号，对包含在该恢复的符号中并具有错误值的冗余位数进行计数，确定是否进行坏帧屏蔽处理和进行何种坏帧屏蔽处理，以及进行所确定的处理。因此，通过一种简单的构造就能够准确或快速地判断通信质量。

Description

用于判断通信质量的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于判断通信系统中通信质量的装置和方法，以及使得计算机执行该判断的程序。

背景技术

在传输语音数据的技术中，有一种方法已经被使用，该方法通过声码器对语音进行编码以对它们进行传输，例如先前文献-2002年5月30日无线工业和商业协会的“PERSONAL DIGITAL CELLULARTELECOMMUNICATION SYSTEM RCR STD-27 Revision J”中所描述的。近来，随着编码技术的发展，即使在非常低的位速率，大约2000[bps]或更小，也可以通过使用少量的代码就能够实时传输十分自然的语音：该方法也已经被用于如下应用中，其中该应用必须使用通信质量并不是足够好的传输信道，例如汽车电话系统。

当以低的位速率传输语音数据时，少量的位错误就可能对质量产生严重的影响，并且因此，关键的就是要准确地监测或校正该错误。

在这种情况下，已经使用了一种方法，例如，其中传输语音数据的装置将循环冗余码校验(CRC)码加给该编码语音，并且接收装置使用该CRC码来校正错误。

但是，在语音数据的数据量很小的情况下，并且当CRC码的位数是给定的以便于确保足够的声音质量，同时该传输信道的通信质量保持在正常范围内，则语音数据的冗余将会过度增加，并且很难实现实时语音传输。

作为解决该问题的方法，可以想象的是，对传输信道的通信质量进行判断，并且只使用根据通信质量在良好条件下被传输的语音数据(具体而言，例如，对在很差的通信质量中所传输的语音数据中被再现的语音进行静音等)。

作为一种判断通信质量的方法，可以想象的是，例如，当按照移频键控(FSK)调制形式来传输表示编码语音的符号序列时，接收装置测量通过对接收到的FSK调制波进行解调而得到的基带信号在奈奎斯特(Nyquist)点(在这里，基带信号的瞬态值收敛于表示符号的多个预定理想值中的任何一个(该理想值也被称为符号值))的瞬态值，并且根据测量值与理想值之间的差异来判断该通信质量。

但是，为了确定基带信号在奈奎斯特(Nyquist)点的测量瞬态值与理论值之间的差异，需要足够精细水平的基带信号采样以及随后的复杂计算。这就会导致接收语音数据的装置具有复杂的结构，并且很难实现实时语音传输。

作为另一种方法，也可以想象的是，例如，当语音数据已经受到了前向错误校正(FEC)时，根据在错误校正过程中识别出的错误校正的数量来判断语音数据接收侧的通信质量。

但是，提供FEC的过程，以及对已经受到FEC的语音数据中的错误进行校正的过程都是很复杂的。这就会导致发送和接收语音数据的装置具有复杂的结构，并且很难实现实时语音传输。另外，错误校正的数量具有预定上限，并且如果错误位数大于上限，则根据错误校正的数量就无法准确地知道错误位数。因此，就无法实现对于通信质量的精确判断。

至于另一种方法，也可以想象的是，例如，当语音数据被无线传输时，在语音数据的接收侧对语音数据的电场强度进行测量，并根据该测量结果判断通信质量。

但是，如果该语音数据混合了噪声，则该电场强度将明显增加，并且将导致在判断通信质量时存在很大的出错风险。还可以想象的是，例如，确定基于大量语音数据的移动平均值，用于测量电场强度。但是，在这种情况下，需要花费时间来判断通信质量，并且对于相同的语音数据需要多次传输；这将很难实现实时语音传输。

至于另一种方法，也可以理解的是，例如，根据静噪的ON或OFF状态来判断通信质量，假设在语音数据的接收侧已提供了静噪电路等。

但是，如果该语音数据混合了噪声，则该静噪将被错误地打开，并且在这种情况下，在判断通信质量时就会存在很大的出错风险。另外，在为了增加要被接收的语音数据的相对强度而确定语音数据数量的移动平均值的情况下，将很难实现实时语音传输，正如使用电场强度测量结果的上述方法的情况。

发明内容

考虑到上述的现有问题而作出了本发明，并且本发明的目的就是提供一种通信质量判断装置、通信质量判断方法、以及计算机程序，用于通过一种简单的构造精确地或快速地判断通信质量。

为了实现该目的，根据本发明第一方面的通信质量判断装置实质上由如下构成：符号判断设备，用于获得表示多级符号序列的基带信号并对由该基带信号表示的符号进行判断；以及

通信质量判断设备，用于根据由所述符号判断设备判断的符号内容来判断传输信道的通信质量，其中已经通过该传输信道传输了基带信号。

至少一部分位串被区分为保护部分，该位串构成了用符号序列表示的要被传输的数据，并且至少一部分属于该符号序列的符号含有属于保护部分的位以及具有预定值的冗余位。

该通信质量判断设备有效地从包含在符号中的冗余位中识别出具有预定值的冗余位数或者不具有预定值的冗余位数，其中该符号含有属于保护部分的位，并根据该识别结果判断传输信道的通信质量。

该通信质量判断装置可以进一步具有数据改变设备，用于如果由通信质量判断设备所判断的通信质量不满足预定条件，则对由判断中使用的符号表示的要被传输的数据进行预定改变。

该数据改变设备可以具有用于从外部获得参数的装置，其中该参数定义至少一部分条件。

该预定改变可以包括一个处理，用于充分地破坏由符号表示的要被传输的数据，其中该符号被用于判断该通信质量不满足预定条件。

该预定改变可以包括一个处理，用于用由符号判断装置在先得到的符号所表示在先数据来替换由用于判断该通信质量不满足预定条件的符号所表示的要被传输的数据。

该预定改变可以进一步包括一个处理，用于当多于预定数量的被替换数据连续时，充分地破坏跟在最后被替换数据之后的以及由符号表示的要被传输的数据，其中该符号被用于判断该通信质量不满足预定条件。

要被传输的数据可以由表示变量强度的数据组成，并且该预定改变可以包括一个衰减处理，用于将由符号表示的要被传输的数据改变为其中由该数据表示的变量被衰减的等效数据，其中该符号被用于判断该通信质量不满足预定条件。

在第二数据要受到衰减处理之前刚被发送的第一数据已经受到衰减处理时，第二数据受到的衰减处理可以由以下处理构成，该处理将第二数据改变为等效数据，在该等效数据中按照比用于由第一数据表示的变量的衰减比更大的衰减比来对由第二数据表示的变量进行衰减。

根据本发明第二个方面的通信质量判断方法包括：符号判断步骤，用于获得表示多级符号序列的基带信号并对由该基带信号表示的符号进行判断；以及通信质量判断步骤，用于根据由符号判断装置判断的符号内容来判断传输信道的通信质量，其中已经通过该传输信道传输了基带信号。

至少一部分位串被区分为保护部分，该位串构成了用符号序列表示的要被传输的数据，并且至少一部分属于该符号序列的符号含有属于保护部分的位以及具有预定值的冗余位。在通信质量判断步骤中，从包含在符号中的冗余位中识别出具有预定值的冗余位数或者不具有预定值的冗余位数，其中该符号含有属于保护部分的位，并根据该识别结果判断传输信道的通信质量。

根据本发明第三个方面的计算机程序使得计算机进行：符号判断步骤，用于获得表示多级符号序列的基带信号并对由该基带信号表示的符号进行判断；以及通信质量判断步骤，用于根据由符号判断装置判断的符号内容来判断传输信道的通信质量，其中已经通过该传输信道传输了基带信号。

该程序使得计算机进行操作，使得：至少一部分位串被区分为保护部分，该位串构成了用符号序列表示的要被传输的数据，并且至少一部分属于该符号序列的符号含有属于保护部分的位以及具有预定值的冗余位。在通信质量判断步骤中，从包含在符号中的冗余位中识别出具有预定值的冗余位数或者不具有预定值的冗余位数，其中该符号含有属于保护部分的位，并根据该识别结果判断传输信道的通信质量。

根据本发明，提供了一种通信质量判断装置、通信质量判断方法、以及计算机程序，用于通过一种简单的构造就能够精确或快速地判断通信质量。

附图说明

图1为显示根据本发明实施例的语音发送和接收系统的配置的框图；

图2为显示传输装置的配置的方框图；

图3示出了声码器输出数据的数据结构；

图4示意性地示出了对声码器输出数据进行交错的处理；

图5为显示基带信号的眼图示例的图形表示；

图6为显示接收装置的配置的框图；

图7示意性地示出了用于对来自基带信号中的声码器输出数据进行恢复的处理；以及

图8为示出了由所述通信质量判断单元进行的处理的过程的流程图。

具体实施方式

下文中，将参照附图结合语音发送和接收系统的示例对根据本发明的实施例进行具体地描述。

图1示出了根据本发明实施例的语音发送和接收系统的配置。如图所示，该语音发送和接收系统由收发器TR1和TR2组成。该收发器TR1和TR2通过外部传输信道L相互发送和接收语音，其中该外部传输信道包括外部分组网络等。

该收发器TR1和TR2具有实质上相同的配置，并且都具有发送装置T和接收装置R。

收发器TR1中的发送装置T生成表示语音的频移键控(FSK)调制波并将其传输给收发器TR2中的接收装置R，并且收发器TR2中的接收装置R接收该FSK调制波以再现该语音。类似地，收发器TR2中的发送装置T生成表示语音的频移键控(FSK)调制波并将其传输给收发器TR1中的接收装置R，并且收发器TR1中的接收装置R接收该FSK调制波以再现该语音。

收发器TR1和TR2中的发送装置T具有实质上相同的配置，并且收发器TR1和TR2中的接收装置R也具有实质上相同的配置。

但是，意图使得每个收发器TR1和TR2都具有如下配置，使得从它自己的发送装置T发出的FSK调制波不会被它自己的接收装置R接收。具体而言，例如，可以想象，收发器TR1(或TR2)中发送装置T的发送频率与收发器TR2(或TR1)中接收装置R的接收频率可以互不相同。作为选择，该收发器TR1和TR2也可以适合将源和/或目的地标识加给由它们自己的发送装置T发出的FSK调制波，同时它们自己的接收装置R只将具有作为目的地附加的自身标识的FSK调制波或将不具有作为源附加的自身标识的FSK调制波作为对象来处理，其中从该对象中再现语音。作为选择，每个收发器TR1和TR2都可以具有一个周知的设备，其中该周知的设备能够进行按键通话(PTT)功能，使得在它自己的发送装置T正在发送FSK调制波的同时它自己的接收装置R停止接收FSK调制波。(但是，在这种情况下，该收发器TR1和TR2将以半双工的工作方式进行相互通信)

如图2中所示，收发器TR1和TR2中的每个发送装置T都有如下组成：语音输入单元T1，声码器单元T2，交错处理单元T3，基带信号生成单元T4，调制单元T5，以及高频输出单元T6。

该语音输入单元T1由例如麦克风，音频(AF)放大器，采样器，模数(A/D)转换器，用于生成帧的逻辑电路等组成。

该语音输入单元T1，例如，采集语音，以生成模拟格式的表示语音的语音信号，对该语音信号进行放大，采样，以及将该语音信号从模拟转换为数字，以便于生成数字格式的语音数据。该数字格式的语音数据被分段为一个多帧序列并被提供给声码器单元T2。

在语音输入单元T1中生成的每帧都由多个波组成，其中所述波对应于通过以恒定频率(例如每20毫秒)对语音输入单元T1所采集的语音进行划分而得到的一个声音片段。

每个声码器单元T2，交错处理单元T3，以及基带信号生成单元T4都由处理器例如数字信号处理器(DSP)和中央处理单元(CPU)，用于存储由处理器执行的程序的存储器等组成。声码器单元T2，交错处理单元T3，以及基带信号生成单元T4的一些或全部功能可以由单一处理器来实现。实现了声码器单元T2，交错处理单元T3，以及基带信号生成单元T4的一些或全部功能的处理器可以进一步实现语音输入单元T1中用于生成帧的逻辑电路的功能。

语音输入单元T1将帧提供给声码器单元T2，该声码器单元T2使用该帧为每个提供的帧生成声码器输出数据，并按照每个帧都能够在上述帧序列中依次被识别的方式将其提供给交错处理单元T3。(具体而言，例如，可以实质上根据该次序来提供每一帧，或者可以连同该帧一起来提供表示帧次序的数据。)

如图3的数据结构所示，每个声码器输出数据包括，例如，18位最重要语音数据，26位未保护语音数据，23位保护数据，以及5位错误检测数据。

声码器输出数据中的最重要语音数据由18位部分组成，其中根据预定标准来检测该18位部分，并且该18位是通过对声音片段进行编码而得到的44位数据(下文中被称为编码语音数据)中在听觉上最重要的，其中由用于生成声码器输出数据的帧来表示该声音片段。声码器输出数据中的未保护语音数据由26位部分组成，其中该26位数据是编码语音数据中最重要语音数据部分之后在听觉上第二重要的。

该编码语音数据由与可以包含在语音中的成分(例如声压，音调等)相关的位组成，并且如果每位都有预定值(例如，值“1”)，则这就表示由含有该位的编码语音数据所表示的声音片段中实质上不存在与该位相关的该成分。

在通过声码器单元T2对声音片段进行编码的方法中，需要根据预定的标准来识别用于构成通过编码而得到的数据的每一位的听觉重要性，并且为所述最重要语音数据、未保护语音数据、以及其他数据之任一分配该重要性。但是，只要能够进行这种分配，也可以使用任何方法通过声码器单元T2对声音片段进行编码。具体而言，该声码器单元T2可以使用一种方法，例如线性预测编码来进行该编码。在这种情况下，该声码器单元T2可以根据在上述现有技术文献中找到的公知标准来识别听觉重要性。

另一方面，语音数据中的保护数据由18位语音保护数据以及5位用于错误检测数据的保护数据组成，并且构成该语音保护数据以及用于错误检测数据的保护数据的每一位的值都为“1”。

该声码器输出数据的错误检测数据由循环冗余校验(CRC)数据组成，其中该CRC数据被用于检测最重要语音数据中的错误，其是通过使用包含在声码器输出数据中的最重要语音数据而得到的。

该交错处理单元T3对由声码器单元T2提供的声码器输出数据进行交错，并将交错后的声码器输出数据(下文中被称为交错帧)提供给基带信号生成单元T4。

也就是说，由声码器单元T2将声码器输出数据提供给交错处理单元T3，该交错处理单元T3首先根据该声码器输出数据生成对应于4值FSK中符号的2位数据。具体而言，也是如图4中所示，例如，该交错处理单元T3进行如下用(A1)至(A3)表示的处理：

(A1)该交错处理单元T3将构成包含在声码器输出数据中的最重要语音数据的每位与构成语音保护数据的每位逐位地组合在一起，以生成18段2位数据。但是，如图4(b)中所示，这些18段数据中任何一个的组合使得构成语音保护数据的位位于低位。

(A2)该交错处理单元T3将构成包含在声码器输出数据中的错误检测数据的每位与构成用于错误检测数据的保护数据的每位逐位地组合在一起，以生成5段2位数据。但是，如图4(b)中所示，这些5段数据中任何一个的组合使得构成用于错误检测数据的保护数据的位位于低位。

(A3)如图4(a)中所示，该交错处理单元T3将包含在声码器输出数据中的未保护语音数据分段为13段2位数据。

该交错处理单元T3接着将从处理(A1)至(A3)得到的总共36段2位数据按照预定顺序提供给基带信号生成单元T4，如图4(c)中所示，例如，包括一个部分，在该部分中，在处理(A1)或(A2)中获得的2位数据以及在处理(A3)中获得的2位数据被交替排列。

在由进行上述处理的交错处理单元T3生成的2位数据中，任何从错误检测数据和用于错误检测数据的保护数据中得到的，以及从最重要语音数据以及语音保护数据中得到的2位数据的低位数位均为“1”。作为对比，从未保护语音数据得到的2位数据的低位数位可以为“0”或“1”。

由交错处理单元T3将交错帧提供给基带信号生成单元T4，该基带信号生成单元T4将该交错帧转换为4值根奈奎斯特FSK的基带信号，并将该基带信号提供给调制单元T5。该基带信号生成单元T4可以，例如，在基带信号中插入标记符，用于识别代表一个交错帧的部分的开始和结束。

图5示出了由基带信号生成单元T4生成的基带信号的一个眼图示例。如图所示，在基带信号中，该瞬态值收敛于一个符号区(用于表示对应于一个符号的信息的区)中位于等相点(奈奎斯特(Nyquist)点)的四个值之一上。如图5中所示，假设按照降序，第二个值为(+1)，这四个值(下文中被称为符号值)被等距离排列，例如按照降序分别为(+3)，(+1)，(-1)，以及(-3)。

如图5中所示，假设例如该基带信号生成单元T4将包含在交错帧中的符号“11”(即具有数值为“11”的2位数据)转换为符号值为(-3)的符号区，将符号“10”转换为符号值为(-1)的符号区，将符号“00”转换为符号值为(+1)的符号区，以及将符号“01”转换为符号值为(+3)的符号区。

作为根据上述规则进行的从交错帧到基带信号的转换的结果，低位数位为“1”的符号被转为符号值为(-3)或(+3)的符号区。因此，任何表示最重要语音数据和错误检测数据的符号都将被转换为符号值为(-3)或(+3)的符号区。作为对比，任何表示未保护语音数据的符号可以被转为符号值为(+3)，(+1)，(-1)，或(-3)的符号区。

从上面可以清楚的看到，当根据上述规则将交错帧转换为基带信号时，根据符号值按照降序(或升序)排列这四种类型的符号，以形成一系列格雷码(即，该系列中相邻符号之间的任何汉明(Hamming)距离都为“1”)。

该调制单元T5由周知的调频电路、生成载波的振荡器电路等组成，并且使用由基带信号生成单元T4提供的基带信号对载波进行调频，并将合成的FSK(根奈奎斯特FSK)调制波提供给高频输出单元T6。

该调制单元T5也可以由处理器、存储被处理器执行的程序的存储器等组成。实现语音输入单元T1，声码器单元T2，交错处理单元T3，以及基带信号生成单元T4的一些或全部功能的处理器可以进一步实现调制单元T5的功能。

该高频输出单元T6由高频放大器，天线等组成，并对由调制单元T5提供给它的调制波进行放大，并将其发送给传输信道L。

该发送装置T进行如上所述的操作以生成和传输FSK调制波，其中该FSK调制波表示由它自己采集的语音并且具有根奈奎斯特特性。

由FSK调制波的基带信号表示的符号可以被分类为第一类型符号，其表示编码语音数据的最重要部分或用于最重要部分的错误检测数据，以及第二类型符号，其表示除了编码语音数据的最重要部分以外的其他部分。表示第一类型符号的符号区的符号值为基带信号的符号区所能取的4个符号值中的最大或最小值。因此，只参照第一类型符号，构成编码语音数据的最重要部分或用于它的错误检测数据的位具有被加给它的冗余位，使得有两个可能的符号值且符号值之间的间隔实质上增加，从而改进了信噪比。

上述实施例中的发送装置T生成一基带信号，以包括如下情况的部分，在该部分中，表示第一类型符号的符号区和表示第二类型符号的符号区被交替排列，使得更重要的第一类型符号被散布在基带信号中。因此，如果发送的调制波受到了衰落等的影响，则就更不太可能导致一次丢失大量更重要的第一类型符号的风险。

以下关于接收装置R，如图6中所示，收发器TR1和TR2中的每个接收装置R由如下组成：高频输入单元R1，解调单元R2，符号判断单元R3，去交错处理单元R4，通信质量判断单元R5，语音数据恢复单元R6，以及语音输出单元R7。

该高频输入单元R1由天线，调谐电路，以及高频放大电路组成，并且它从传输信道L接收被发送装置T等发送到传输信道L上去的FSK调制波，对其进行放大并提供给解调单元R2。收发器TR1或TR2上提供的单一天线可以将收发器中用于高频输入单元R1的天线以及用于高频输出单元T6的天线的功能合并在一起。

该解调单元R2由用于检测调频波的周知的检测电路组成，检测由高频输入单元R1提供的FSK调制波，以恢复基带信号。它接着将恢复后的基带信号提供给符号判断单元R3。该解调单元R2可以由处理器、以及用于存储被处理器执行的程序的存储器等构成。

每个符号判断单元R3，去交错处理单元R4，通信质量判断单元R5，以及语音数据恢复单元R6都由处理器、以及用于存储被处理器执行的程序的存储器等构成。符号判断单元R3，去交错处理单元R4，通信质量判断单元R5，以及语音数据恢复单元R6的一些或全部功能可以由单一处理器实现。实现所述解调单元R2或发送装置T的一些或全部功能的处理器还可以实现符号判断单元R3，去交错处理单元R4，通信质量判断单元R5，以及语音数据恢复单元R6的一些或全部功能。

根据由解调单元R2提供的每个基带信号在奈奎斯特(Nyquist)点的瞬态值，如图7的(a)和(b)中示意性所示，该符号判断单元R3对由含有奈奎斯特(Nyquist)点的符号区表示的符号进行判断，并根据该判断再现对应于由发送装置T中的交错处理单元T3生成的交错帧的数据(图7(b))。该再现后的数据接着被提供给所述去交错处理单元R4。

具体而言，该符号判断单元R3首先，例如，针对包括在由解调单元R2提供的基带信号中的每个奈奎斯特(Nyquist)点，确定该奈奎斯特(Nyquist)点上基带信号的瞬态值是否不小于第一阈值(Th+)，或者不小于第二阈值(Th0)且小于(Th+)，或者不小于第三阈值(Th-)且小于(Th0)，或者小于(Th-)。

这时，(Th+)的值大于(+1)且小于(+3)，(Th0)的值大于(-1)且小于(+1)，并且(Th-)的值大于(-3)且小于(-1)。具体而言，因此，(Th+)的值可以为，例如(+2)，(Th0)的值可以为，例如(0)，并且(Th-)的值可以为，例如(-2)。

如果判断在该奈奎斯特(Nyquist)点基带信号的瞬态值大于或等于(Th+)，则该符号判断单元R3判断含有该奈奎斯特(Nyquist)点的符号区的符号值为(+3)并且因此该符号区表示符号“01”。

类似地，如果判断该值不小于(Th0)并且小于(Th+)，则该单元判断含有该奈奎斯特(Nyquist)点的符号区的符号值为(+1)并且因此该符号区表示符号“00”。如果判断该值不小于(Th-)并且小于(Th0)，则该单元也判断含有该奈奎斯特(Nyquist)点的符号区的符号值为(-1)并且因此该符号区表示符号“10”。如果判断该值小于(Th-)，则该单元判断含有该奈奎斯特(Nyquist)点的符号区的符号值为(-3)并且因此该符号区表示符号“11”。

一旦对一个交错帧的所有符号都进行了判断，则该符号判断单元R3将该符号序列提供给去交错处理单元R4，作为对应于一个再现交错帧的的数据。

该去交错处理单元R4把由符号判断单元R3提供的数据认为是交错帧，使用该交错帧来恢复声码器输出数据。该单元接着将恢复后的声码器输出数据提供给通信质量判断单元R5。

具体而言，由符号判断单元R3将对应于交错帧的数据提供给去交错处理单元R4，并由该去交错处理单元R4进行如下面(B1)-(B6)所示的处理，也如图7中的(b)-(e)所示：

(B1)该去交错处理单元R4从包含在由符号判断单元R3提供的交错帧中的符号中识别出13个包括未保护语音数据的符号，整体上作为26位未保护语音数据。该去交错处理单元R4可以，例如根据交错帧中符号的顺序识别出包含在符号中的数据类型。

(B2)该去交错处理单元R4将包含在交错帧中的符号中含有最重要语音数据的18个符号中的每一个拆分为高位和低位。该单元接着将由18段高位数据组成的18位数据识别作为最重要语音数据。

(B3)该去交错处理单元R4将由在处理(B2)中分段的18段低位数据组成的18位数据识别作为语音保护数据。

(B4)该去交错处理单元R4将包含在交错帧中的符号中含有错误检测数据的5个符号中的每一个拆分为高位和低位。该单元接着将由5段高位数据组成的5位数据识别作为错误检测数据。

(B5)该去交错处理单元R4将由在处理(B4)中拆分的5段低位数据组成的5位数据识别作为用于错误检测数据的保护数据。

(B6)该去交错处理单元R4使得在处理(B1)-(B5)中识别出的最重要语音数据，未保护语音数据，保护数据(即，语音保护数据和用于错误检测数据的保护数据)，以及错误检测数据相互关联，并把它们提供给通信质量判断单元R5，作为对应于声码器输出数据的数据。

该通信质量判断单元R5接收对应于由去交错处理单元R4提供的声码器输出数据的数据，根据包含在该数据中的最重要语音数据中存在的错误和/或包含在该数据的保护数据中异常位的数量对该数据进行坏帧屏蔽处理，并将其提供给语音数据恢复单元R6。具体而言，该通信质量判断单元R5进行，例如图8中所示的处理。

具体而言，一旦该通信质量判断单元R5从去交错处理单元R4接收到了声码器输出数据(图8中的步骤S1)，它就会首先使用包含在该帧中的错误检测数据来检测包含在该声码器输出数据中的最重要语音数据中的错误位，并确定是否存在错误位(步骤S2)。如果确定存在错误，则处理进行至步骤S4。

另一方面，如果在步骤S2中确定没有错误位，则该通信质量判断单元R5识别在步骤S1中接收的声码器输出数据中的包含数据中有多少个值为“0”的位(这是错误的，因为正常情况下它的值应该为“1”)，并确定该识别出的数字x相对于预定下限n和预定上限m(其中，n为不小于0的整数，m为大于n的整数)是否满足关系(n＜x＜m)(步骤S3)。如果确定满足，则处理进行至步骤S4。

在步骤S4中，该通信质量判断单元R5确定是否“如果在步骤S1中接收到的声码器输出数据受到如下所述步骤S5的处理，则具有用前一声码器输出数据的内容替换的相同内容的声码器输出数据连续不小于预定Rmax段(其中，Rmax为正整数)”，以及根据该确定进行坏帧屏蔽处理(步骤S5，S6)，并返回至步骤S1。

具体而言，如果在步骤S4中确定不小于Rmax段的具有相同内容的替换声码器输出数据在替换后并不继续，则该通信质量判断单元R5用已经在具有重要性的(或者满足预定条件的)声码器输出数据之前接收到的前一声码器输出数据的内容来替换在步骤S1中接收到的声码器输出数据的内容，以将其提供给语音数据恢复单元R6(步骤S5)，并返回至步骤S1。

另一方面，如果确定大于或等于Rmax段的数据继续，则将通过声码器输出数据表示的语音进行静音，并将其提供给语音数据恢复单元R6(步骤S6)，处理返回至步骤S1。具体而言在步骤S6中，该通信质量判断单元R5可以例如破坏该声码器输出数据或者例如通过改变声码器输出数据的内容从而实质上破坏该声码器输出数据的内容，以使其表示无声状态。

另一方面，如果在步骤S3中确定保护数据中具有“0”值的位数x不满足关系(n＜x＜m)，则该通信质量判断单元R5确定位数x是否不小于上限m(步骤S7)。如果确定它大于或等于m，则处理进行至步骤S6，并且如果确定它不大于或等于n(即，位数x不大于下限n)，则在步骤S1中接收的声码器输出数据被提供给语音数据恢复单元R6，而没有任何变化，作为正确的声码器输出数据，并且处理返回至步骤S1。

可以认为保护数据中错误位数x表示传输信道L的通信质量的劣质程度。因此，假定x的值作为表示通信质量的劣质程度的参数，可以认为，在图8中所示通信质量判断单元R5的处理中，根据下面如(C1)至(C5)所示的条件最后对该声码器输出数据进行最终处理：

(C1)如果在最重要语音数据中没有检测到错误并且判断出通信质量的劣质程度x不大于下限n，则该声码器输出数据被进行正常处理。

(C2)如果在最重要语音数据中没有检测到错误并且判断出通信质量的劣质程度x大于下限n但不大于上限m，则该声码器输出数据在被前一声码器输出数据的内容替换之后被进行正常处理。

(C3)声码器输出数据，其中在最重要语音数据中检测到了错误，则该声码器输出数据在被前一声码器输出数据的内容替换之后也被进行正常处理。

(C4)但是，如果满足上述的(C2)或(C3)的的替换声码器输出数据连同被用于替换该数据的声码器输出数据的数量持续预定Rmax段，则由满足(C2)或(C3)的后续地声码器输出数据表示的语音被静音。

(C5)即使在最重要语音数据中没有检测到错误，则如果确定通信质量的劣质程度大于或等于上限m，则由声码器输出数据表示的语音被静音。

从通信质量判断单元R5将通过坏帧屏蔽处理完成的声码器输出数据或者正常声码器输出数据提供给语音数据恢复单元R6，由该语音数据恢复单元R6将用于构成包含在声码器输出数据中的最重要语音数据以及未保护语音数据的编码语音数据转换为数字格式的语音数据，其代表由编码语音数据表示的声波，并通过已知的方法将其提供给语音输出单元R7。

作为一种将编码语音数据转换为语音数据的方法，可以想象的是，例如，事先存储用于描述了构成编码语音数据的代码与该语音数据之间的对应关系的查找表以及用于语音数据的数据库，参照该查找表来识别对应于编码语音数据中的代码的语音数据，并且从数据库等中读出识别后的语音数据，以将它们组合在一起。

该语音输出单元R7由例如数模(D/A)转换器，AF放大器，扬声器等组成。

从语音数据恢复单元R6将数字格式的语音数据提供给语音输出单元R7，该语音输出单元R7通过例如将语音数据从数字转换为模拟的方式来生成模拟格式的语音信号。该单元放大该语音信号，并通过用被放大的语音信号驱动扬声器，来再现由该语音信号表示的语音。

该接收装置R进行如上所述的操作，以接收由发送装置T发出的FSK调制波，并再现由FSK调制波表示的语音。

该接收装置R根据从简单处理中得到的结果来判断传输信道L的通信质量，其中在该简单处理中，当在由发送装置T传输的符号中具有预定值的保护数据中从接收到的FSK调制波中恢复符号时，该数据数不具有预定值，并且根据该判断对接收到的数据进行坏帧屏蔽处理。因此，该接收装置R通过一个简单的构造就能够迅速地判断出传输信道L的通信质量，即使在保护数据中存在大量的位。另外，保护数据中的位数可以增加，同时在通信质量的判断过程中确保简单性和快速性，进而使得可以精确地对通信质量进行判断。

另外，在由发送装置T传输的FSK调制波中，如上所述，表示用于编码语音数据的最重要部分的数据或者表示用于它的错误检测数据的符号可以取两个可能的符号值，同时实质上增加了符号值之间的间隔。因此，该接收装置R为这些符号提供了很好的恢复。

该语音发送和接收系统的配置并不限于上述这些。

例如，发送装置T和接收装置R的多个部分中由处理器组成的任何部分都可以由特定目的电子设备而不是处理器构成。作为选择，表示如上所述语音的各种数据以及错误检测数据可以采用任意位数。

声码器单元T2也可以使用任何规则来对语音进行编码，它还进一步对编码语音数据进行处理，例如前向错误校正(FEC)。另外，该错误检测数据可以不需要由CRC码组成，并且可以通过检查和，奇偶码以及任何其他方法生成。作为选择，也可以使用错误校正码来代替错误检测数据。

另外，要被传输的数据不是必须表示语音，并且可以使用任何数据，只要它可以被表示为一系列代码。因此，该数据可以表示例如图像。该声码器单元T2可以根据任意标准来确定要被传输的数据的哪部分被作为最重要部分处理。

该语音输入单元T1可以使用任何方法来获得要被传输的数据，并且可以具有串行接口电路，例如通用串行总线(USB)，IEEE 1394，以及Ethernet(注册商标)，以便于通过串行接口等来获得按照串行方式在外部被传输的数据。作为选择，该语音输入单元T1可以具有记录介质驱动装置例如CD(光盘)-ROM(只读存储器)驱动器，以便于从记录有要被传输数据的记录介质中读取数据。

由通信质量判断单元R5进行的坏帧屏蔽处理也可以不限于上面所述，并且因此，例如，由适用于于上述(C2)或(C3)的声码器输出数据表示的语音的增益可以被降低。在这种情况下语音的衰减比可以在一定程度上大于例如在该声码器输出数据的增益要被降低之前迅速施加于声码器输出数据的衰减比，使得按照如下方式再现语音：当具有错误内容的声码器输出数据连续时，随着该连续的变长，音量降低。如果其语音增益已经降低的声码器输出数据连续了预定次数，则该通信质量判断单元R5可以对由适用于(C2)或(C3)的后续地声码器输出数据表示的语音进行静音。

受到坏帧屏蔽处理的、降低了增益的数据可以不必须仅限于表示语音的声码器输出数据，并且可以对表示具有幅值的任何变量的数据进行坏帧屏蔽处理。

该通信质量判断单元R5进行坏帧屏蔽处理的条件并不仅限于上述这些，并且可以任意指定。因此，例如，保护数据中错误位的数量可以被分为4种或更多的情况下，并且每种情况都可以受到彼此不相同的坏帧屏蔽处理。作为选择，该通信质量判断单元R5可以识别出保护数据中正确位的数量，而不是保护数据中错误位的数量，并且可以根据识别出的数量来确定是否能够进行错帧屏蔽处理和/或确定坏帧屏蔽处理的内容。另外，也不必须对全部的保护数据识别错误位或正确位的数量，并且可以对语音保护数据或用于错误检测数据的保护数据进行识别。

另外，该通信质量判断单元R5可以根据用户的操作等从外部获得参数，其中该参数定义了进行坏帧屏蔽处理的条件(例如，如上所述的上限m)。通过根据用户的操作从外部获得上限m，该接收装置R可以提供类似于静噪电路的功能。

当从外部获得参数时，该通信质量判断单元R5可以具有例如开关，键盘，以及用于输入参数的其他输入装置。作为选择，该单元可以具有串行接口电路或记录介质驱动装置，以从外部获得被串行传输的参数或者读取记录在记录介质上的参数。

可以用具有多于4个值的符号来表示基带信号。另外，通过将冗余位加给要被传输的数据而得到的符号值并不是必须为多个可能值中的最大或最小值，具有两个彼此不同符号的符号值之间的差分的最小值即足以，其大于没有增加冗余位而生成符号的情况下的最小值。

当根据符号值按照升序(或降序)排列时，用基带信号表示的符号可以不是必须被定义为一连串的格雷码。

从发送装置T发出以及被接收装置R接收的调制波可以不必须是具有根奈奎斯特特性的FSK调制波，并且可以具有例如Gaussian以及其他特性。另外，该调制波可以按照任何方式来表示由基带信号生成单元T4生成的基带信号，并且因此，可以是例如相移键控(PSK)调制波。

接收装置R中的符号判断单元R3可以使用一个阈值来确定两个值中的哪一个值(通常是可能的四个符号值中的最大值以及最小值)是符号区的符号值，该符号区表示添加了冗余位的符号。

该传输信道L可以不必须具有分组网络，并且该收发器TR1和TR2可以直接从对方接收或者向对方发送调制波(即，该传输信道L可以是一个通过其可以传播电磁波的空间，或者可以由通信线路组成，其中该通信线路直接将收发器TR1和收发器TR2连接在一起)。作为选择，该传输信道L可以由网络例如互联网组成。

虽然已经描述了根据本发明的实施例，但是根据本发明的基带信号发生装置在使用传统的计算机系统而不依靠特定目的的系统的情况下也是可行的。

例如，用于操作上述发送装置T的程序可以被从存储有该程序的记录介质(例如CD-ROM和软盘)安装至计算机，其中该计算机具有麦克风，AF放大器，抽样器，A/D转换器，高频放大器等，使得进行上述处理的发送装置T可以被配置。另外，例如，用于操作上述接收装置R的程序可以被从存储有该程序的记录介质(例如CD-ROM和软盘)安装至计算机，其中该计算机具有麦克风，AF放大器，D/A转换器，高频放大器等，使得进行上述处理的接收装置R可以被配置。作为选择，单一计算机可以将发送装置T的一部分功能以及接收装置R的一部分功能组合在一起。

另外，例如，这些程序可以被上传至通信线路上的BBS，以通过通信线路对它们进行分布，或者可以通过表示这些程序的信号对载波进行调制，合成的调制波可以被发送，并且可以通过已经接收了该调制波的装置对该调制波进行解调，以恢复该程序。

接着，在OS的控制下按照与其他应用程序类似的方式开始和执行这些程序，以进行上述的处理。

作为选择，当OS负责一部分处理或者该OS构成了本发明的一部分部件时，该记录介质可以存储除了该部分以外的其他程序。在这种情况下，本发明意在使该记录介质存储用于执行使得计算机运行的每个功能或步骤的程序。

工业实用性

根据本发明，提供了通信质量判断装置等，用于通过一种简单构造就能够精确或迅速地判断通信质量，并且因此，它们有利于应用于无线通信系统。

Claims (9)

1.一种通信质量判断装置，包括：

符号判断设备，用于获得表示多级符号序列的基带信号并通过基带信号在奈奎斯特点的瞬态值对该基带信号的符号值进行判断；以及

通信质量判断设备，用于根据通过所述符号判断设备判断的符号内容来判断传输信道的通信质量，其中已经通过该传输信道传输了基带信号，

其中在发送侧，至少一部分要被传输的语音数据被区分为保护部分，并且具有预定值的冗余位被添加到所述保护部分的每一位以在至少一部分被传输到接收侧的符号序列中形成符号，以及

其中在接收侧，该通信质量判断设备从由所述接收侧接收的至少一部分符号序列中识别出具有预定值的冗余位数或者不具有预定值的冗余位数，并从而根据该识别结果判断传输信道的通信质量。

2.根据权利要求1的通信质量判断装置，进一步包括数据改变设备，用于如果通过所述通信质量判断设备判断的通信质量不满足预定条件，则对通过所述判断中使用的符号所表示的要被传输的数据进行预定改变。

3.根据权利要求2的通信质量判断装置，其中该数据改变设备包括用于从外部获得参数的设备，其中该参数定义至少一部分条件。

4.根据权利要求2或3的通信质量判断装置，其中该预定改变包括一个处理，用于充分地破坏通过符号表示的要被传输的数据，其中该符号被用于判断该通信质量不满足预定条件。

5.根据权利要求2或3的通信质量判断装置，其中该预定改变包括以下处理，该处理用于利用通过所述符号判断设备先前获得的符号所表示的先前数据来替换通过所述用于判断该通信质量不满足预定条件的符号所表示的要被传输的数据。

6.根据权利要求5的通信质量判断装置，其中该预定改变进一步包括以下处理，该处理用于当多于预定数量的被替换数据连续时，充分地破坏跟在最后被替换数据之后的以及通过所述用于判断该通信质量不满足预定条件的符号所表示的要被传输的数据。

7.根据权利要求2或3的通信质量判断装置，其中要被传输的数据可以通过表示变量强度的数据构成，以及

该预定改变可以包括以下衰减处理，该衰减处理用于将通过所述用于判断该通信质量不满足预定条件的符号所表示的要被传输的数据改变为其中通过该数据表示的变量被衰减的等效数据。

8.根据权利要求7的通信质量判断装置，其中在第二数据要受到衰减处理之前刚被发送的第一数据已经受到衰减处理时，提供至第二数据的衰减处理由以下处理组成，该处理将第二数据改变为等效数据，其中按照比用于通过第一数据表示的变量的衰减比更大的衰减比来对通过第二数据表示的变量进行衰减。

9.一种通信质量判断方法，该方法包括如下步骤：

获得表示多级符号序列的基带信号并通过基带信号在奈奎斯特点的瞬态值对该基带信号的符号值进行判断；以及

根据通过所述符号判断步骤判断的符号内容来判断传输信道的通信质量，其中已经通过该传输信道传输了基带信号，

其中在发送侧，至少一部分要被传输的语音数据被区分为保护部分，并且具有预定值的冗余位被添加到所述保护部分的每一位以在至少一部分被传输到接收侧的符号序列中形成符号，以及

其中在接收侧，在所述通信质量判断步骤中，从由所述接收侧接收的至少一部分符号序列中识别出具有预定值的冗余位数或者不具有预定值的冗余位数，并从而根据该识别结果判断传输信道的通信质量。

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