JP2000503196A - 無線通信システムにおいてリンクを確立する方法および装置 - Google Patents

無線通信システムにおいてリンクを確立する方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 無線通信システム(208,308)におけるベースステーションシステム(203,303)は移動ステーション(200,300)と音声認識システム(209,312)との間にリンクを確立する。ベースステーションシステム(203,303)がそのような接続が要求されることを判定したとき、ベースステーションシステム(203,303)は移動ステーション(200,300)に対し人間の音声に特定された第1のコーデック(201)から音声認識に特定された第2のコーデック(202)へと切り換えるよう指令する。移動ステーション(200,300)におけるコーデックの間での切り換えの後にのみベースステーションシステム(203,303)は移動ステーション(200,300)および音声認識システム(209,312)の間のリンクを確立する。

Description

【発明の詳細な説明】 無線通信システムにおいてリンクを確立する 方注および装置 発明の分野 本発明は一般的には通信システムにおいてリンクを確立することに関しかつ、 より特定的には、無線通信システムにおける移動ステーションと無線通信システ ムに結合された音声認識システムとの間でリンクを確立することに関する。 発明の背景 今日の到達水準のコーダ/デコーダ、通常コーデック(codecs)と称さ れる、は最適の人間の聴取品質のために人間の音声を再生するよう設計される。 典型的には、これらのコーデックはそのような最適の人間の聴取品質を必要とす る無線通信システムにおいて実施される。しかしながら、これらのコーデックは 音声認識機器によって使用するために音声を最適に符号化するものではない。 図1は、概略的に、低ビットレートデジタル音声コーデックを実施する、無線 通信システム121、かつ特にデジタル公衆陸上移動ネットワーク(Publi c Land Mobile Network:PLMN)を示す。図 1に示されるように、移動ステーション100(MS)はネットワーク基幹施設 103内のベースステーションシステム106(BSS)が行うのと同様に低ビ ットレートデジタル音声コーデックを実施、使用または構成する。ネットワーク 基幹施設103はまたスイッチング機能を行う移動交換センタ109(MSC) およびネットワーク基幹施設103によってMS100に関連する独自のデータ 、例えば、登録情報を得るために使用されるホームロケーションレジスタ112 (Home Location Register:HLR)を含む。MSC1 09は同様に音声コーデックを実施または構成することができる。該音声コーデ ックの出力は中央局115(CO)に送信され、そこで次に公衆交換電話ネット ワーク(Public Switched Telephone Networ k:PSTN)によってまたは統合サービスデジタルネットワーク(ISDN) によって陸上ベースの単純な古い電話サービス(プレイン・オールド・テレホン ・サービス:Plain Old Telephones Service:P OTS)電話システム内の電話118へ送信するためにアナログ信号に変換され る。典型的には、MS100およびPOTS電話118の両方にそれらのそれぞ れの電話機を介して通話する人々がいる。 音声認識システム(SRS)がPOTS電話機118と置き換えられあるいは 直接ネットワーク基幹施設103に 結合された場合、無線通信システム内で強化された能力を提供する機会が存在す る。従って、無線通信システム内でそのような強化された能力または可能性を提 供する必要性が存在する。 図面の簡単な説明 図1は、概略的に従来技術の無線通信システムを示す。 図2は、本発明に係わる2つのコーデックを有する移動ステーションおよび無 線通信システムに結合された音声認識システムを、ブロック図形式で示す。 図3は、概略的にブロック図形式で、本発明に係わる2つのコーデックを有す る移動ステーションおよび相互作用機能(interworking func tion:IWF)を介して公衆交換電話ネットワーク(PSTN)に結合され た音声認識システムを示す。 図4は概略的に、流れ図形式で、音声認識システムが図2に示されるように構 成される場合に移動ステーションにおいてコーデックを変更するために無線通信 システムが行うステップを示す。 図5は概略的に、流れ図形式で、音声認識システムが図3に示されるように構 成された場合に移動ステーションにおいてコーデックを変更するために無線通信 システムが行うステップを示す。 図6、図7および図8は、音声認識システムが図2に示 されるように無線通信ネッワークに結合された場合にどのように移動ステーショ ンが音声認識システムにアクセスするかを示す付加的な実施形態を示す。 図9は、音声認識システムが図3に示されるようにPSTNに結合された場合 に移動ステーションがどのように音声認識システムにアクセスするかを示す付加 的な実施形態を示す。 好ましい実施形態の詳細な説明 一般的にいえば、無線通信システムにおけるベースステーションシステムは移 動ステーションと音声認識システムとの間でリンクを確立する。ベースステーシ ョンシステムがそのような接続が必要であることを決定したとき、ベースステー ションシステムは移動ステーションに人間の音声に特定の(specific to)第1のコーデックから音声認識に特定の第2のコーデックへと切り換える よう指令する。移動ステーションにおけるコーデックの間での切り換えの後にの みベースステーションシステムは移動ステーションと音声認識システムとの間で リンクを確立する。 より詳細に説明すれば、本発明に係わる音声認識システムと無線通信システム における移動ステーションとの間のリンクを確立する方法は、無線通信システム および音声と両立するまたは適合する移動ステーションにおけるコーデックを実 施する移動ステーションの間でリンクを確立する 段階、および、無線通信システムにおいて、移動ステーションが音声認識システ ムへのリンクを希望していることを決定または判定する段階を具備する。次に、 前記無線通信システムにおいて音声符号化機能を実施する音声認識システムに対 し前記無線通信システムからリンクが確立され、かつ無線通信システムは移動ス テーションに対し音声に両立または適合するコーデックから音声認識に両立また は適合するコーデックへと変えるよう指令する。この時点において、移動ステー ションが音声認識と両立または適合するコーデックに変更した後に移動ステーシ ョンと音声認識システムとの間のリンクが確立される。 好ましい実施形態では、音声認識システムは無線通信システムにあるいは公衆 交換電話ネットワークに結合される。 音声認識システムが無線通信システムに結合される実施形態では、無線通信シス テムにおける音声符号化機能はバイパスされる。音声認識システムが公衆交換電 話ネットワークに結合される実施形態では、無線通信システムにおける音声符号 化機能はバイパスされかつリンクは相互作用機能部(interworking function)を介して音声認識システムへと導かれる。この実施形態で は、相互作用機能部および音声認識システムは少なくとも毎秒9.6キロビット (kbps)のレートで動作する標準的なプロトコルで通信する。上に述べたい ずれの実施形態においても、無線通信システムは符号分割多元接続(CDM A)無線通信システムあるいは時分割多元接続(TDMA)無線通信システムと することができる。 好ましい実施形態では、本発明に係わる無線通信システムは無線通信システム と該無線通信システムに適合または両立する移動ステーションとの間で音声通信 を確立する手段を含み、該音声通信は無線通信システムにおける音声符号化機能 および音声と両立または適合する移動ステーションにおいてコーデックを実施ま たは構成する。前記無線通信システムはまた移動ステーションが音声認識システ ムへの接続を要求していることを決定するための手段および移動ステーションに 対し音声と両立する移動ステーションにおけるコーデックから音声認識と両立す るコーデックへと変更するよう指令する手段を含む。移動ステーションが音声と 両立するコーデックから音声認識と両立するコーデックへと変更するよう指令さ れた後、無線通信システムは移動ステーションと音声認識システムとの間でリン クを確立するため移動ステーションを音声認識システムに結合する手段を使用す る。 移動ステーションが音声認識システムへの接続を要求していることを決定する ために、無線通信システムは移動ステーションが音声認識システムへの接続を要 求していることを示す移動ステーションからのメッセージを検出する手段あるい は移動ステーションによって音声認識システムに送信された情報を相関する手段 を含み、移動ステーション によって送信された情報は音声認識システムに関連する電話番号である。移動ス テーションがもはや音声認識システムへの接続を要求しない場合は、前記指令す る手段は移動ステーションに対し音声認識と両立するコーデックから音声と両立 するコーデックへと変更するよう指令する。 本発明に係わる移動ステーションは人間に向けられた音声を符号化するための 第1のコーデック手段および音声認識システムに向けられた音声を符号化するた めの第2のコーデック手段を含む。移動ステーションはまた移動ステーションに 対し前記第1のコーデック手段と前記第2のコーデック手段との間で変更するよ う指令する無線通信システムからの信号を受信する手段を含む。本発明に係わる 移動ステーションはさらに音声認識システムへの接続が要求されることを示す情 報を無線通信システムに送信するための手段を含み、前記送信される情報は音声 認識システムへの接続が要求されることを示すメッセージであるかあるいは音声 認識システムの電話番号を含むことができる。好ましい実施形態では、音声認識 システムに向けられた音声を符号化するための第2のコーデック手段は音声認識 システムのフロントエンド部と同様のフロントエンド部である。 図2は、移動ステーション200(MS)において発信する低ビットレートデ ジタル音声信号に対し音声認識を行うためにPLMNに結合された音声認識シス テム209(SRS)を概略的に示す。図2に見られるように、MS 200は本発明に従って2つの形式の音声コーデック、コーデックA 201お よびコーデックB 202を有する。コーデックA 201は人間の音声を符号 化し/復号するよう最適化された典型的なデジタルコーデックであり、一方コー デックB 202はPLMN208に配置された音声認識用コンピュータ機器の 音声認識能力を強化するよう特別に設計されたものである。好ましい実施形態で は、コーデックB 202はSRS209のフロントエンド部210と同様のフ ロントエンド部である。音声認識システムは技術的によく知られている。音声認 識システムに関するさらなる情報については、「多語彙連続音声認識の概説(A Review of Large−vocabulary Continuo s−speech Recognition)」、スティーブ・ヤング(Ste ve Young)、IEEE信号処理マガジン(IEEE Signal P rocessing Magazine)の1996年9月に公表、および「強 力話者認識(Robust Speaker Recognition)」、リ チャード・ジェイ・マムモーン(Richard J・Mammone)他、I EEE信号処理マカジンの1996年9月発行のものに公表、を参照。 図2のSRS209は音声合成を行うことができかつMS200との対話のた めの問合せ認識装置(queryrecognizer)として作用する。SR S209の 他の能力は音声認識を行った後の電話の通話の書かれた記録の生成、(すなわち 、書き写し(transcription)サービス)、音声認識を行った後の 言語の翻訳、音声認識を行った後の問合せ認識、および通話の間に自動的なPL MN制御が呼び出せるようにするキーワードスポッティング(keyword spotting)を含む。この一例はセルラ電話のユーザがキーワードを制御 として使用して通話の間に書き写しサービスをターンオンおよびターンオフする ことである。 図2に示されるように、SRS209は無線通信システムのベースステーショ ンシステム203(BSS)の部分に結合されている。この実施形態では、BS S203におけるコーデックA 206によって行われる、音声符号化機能はM S200がSRS209への接続を要求する場合にバイパスされる。この筋書き においては、MS200のコーデックB 202はSRS209による最適の音 声認識のためにSRS209のフロントエンド210と直接通信する。 図3は、概略的にSRS209の代わりにPLMNに結合された相互作用機能 部309(IWF)を示す。IWF309を使用することは音声認識プロセスが システムのPOTSエンドにおいて行うことができるようにしかつ音声認識のた めに依然として最適化されたコーデックB(この場合、フロントエンド210) を使用できるようにする。 MS300のコーデックB 202からの信号出力はデジタル形式でありかつそ れとしてSRS312に転送されなければならない。IWF309はデジタルデ ータをSRS312に位置する両立性あるまたは適合するモデムに転送するモデ ムを含む。好ましい実施形態では、デジタルデータの転送は少なくとも毎秒9. 6キロビット(kbps)のレートで動作する標準化されたプロトコルで行われ るが、28.8kbpsのレートで動作することもできる。実施できる1つのそ のようなプロトコル(データモードのみで動作する)は、国際電気通信連合(I nternational Telecommunications Unio n)から入手可能な、全デジタル同時音声およびデータ(DSVD)機能に対す るITU V.70標準である。 図3に示されるように、SRS312はPSTNの中央局315(CO)に結 合されている。この実施形態では、BSS303におけるコーデックA 306 によって行われる、音声符号化機能はMS300がSRS312への接続を要求 する場合にバスパスされる。該バイパスは、デジタルデータを導くために主とし て無線通信システムに含まれる、IWF309を介して行われる。この筋書きで は、MS300のコーデックB 202はSRS312による最適の音声認識の ためにSRS312のフロントエンド210と直接通信する。 図4は概略的に、流れ図形式で、SRS209がBSS 203に結合される場合に、MS200のコーデックB202(図2を参照)を 使用するために無線通信システムが行うステップを示す。ステップ403におい て、MS200とBSS203の間でリンクが確立される。次に、ステップ40 6において、BSS203はMS200がSRS209への接続を要求している ことを決定する。BSS203はステップ406において、移動ステーション2 00が音声認識システムへの接続を要求していることを示す移動ステーション2 00からのメッセージを検出することにより、あるいは移動ステーション200 によってSRS209に送信される情報を相関することにより該ステップを行い 、この場合移動ステーションによって送信される情報はSRS209に関連する 電話番号とすることができる。この実施形態では、BSS203はどの電話番号 が音声認識システムに対応するかの記憶を有している。ステップ408において 、BSS203はMS200にコーデックA 201からコーデックB 202 へと切り換えるよう指令し、かつBSS203は次に、ステップ412において 、コーデックA 206によって行われる音声符号化機能をバイパスする。ステ ップ415において次にリンクがMS200とSRS209との間で本発明に従 って確立される。 図5は、概略的に、流れ図形式で、SRS312がPSTNにおけるCO31 5に結合された場合にMS300のコーデックB 202(図3を参照)を使用 するために無 線通信システムが経験するステップを示す。ステップ503において、MS30 0とBSS303との間でリンクが確立される。次に、BSS303はステップ 506においてMS300がSRS312への接続を要求していることを判定ま たは決定する。前述のように、BSS303はステップ506を移動ステーショ ン300が音声認識システムへの接続を要求していることを示すメッセージを移 動ステーション300から検出することによりあるいは移動ステーション300 によってSRS312へ送信された情報を相関することにより実行し、この場合 移動ステーションによって送信される情報はSRS312に関連する電話番号で ある。この実施形態では、BSS303はどの電話番号が音声認識システムに対 応するかのメモリまたは記憶を有している。ステップ509において、BSS3 03はMS300にコーデックA 201からコーデックB 202への切り換 えを指令し、かつBSS303は次に、ステップ512において、コーデックA 306によって行なわれる音声符号化機能をバイパスする。前記IWF309 は次にステップ515においてイネーブルされそれがSRS312と通信できる ようにされ、かつ次にステップ518において本発明にしたがってMS300と SRS312との間でリンクが確立される。 他の呼セットアップの筋書においては、無線通信システム308におけるMS 300とSRS312との間のリン クが始めにBSS303およびMS300においてコーデックA 201を実施 しているMS300の間で(無線通信システム308のエアインタフェースによ って)トラフィックチャネルによるリンクを確立することにより確立される。次 に、そのようにして確立されたトラフィックチャネルのリンクがSRS312に 結合される。SRS312からの要求に基づき、トラフィックチャネルはデジタ ルデータチャネルに変更される。BSS303は次にMS300にコーデックA 201からコーデックB 202へと変更するよう指令する。このようにして 、コーデックB202によって提供される純粋デジタルデータ転送がデジタルデ ータをサポートするエアインタフェースチャネルによって達成される。このデジ タルデータチャネルはMS300がSRS312への接続を要求する限り利用さ れる。 当業者が理解するように、図2および図3のSRS209および312はそれ ぞれMS200/300に対しコーデックA 201からコーデックB 202 へと変更するよう指令することができる。例えば、SRS内の品質センサは処理 または解釈されている音声が貧弱な品質のものであることを判定し、かつBSS にコーデックの変更が要求されることを通知することができる。この通知の後は 、ステップ408および509から最終リンク確立へのステップは同じである。 図6、図7および図8はSRS209が図2に示される 無線通信ネットワークに結合された場合にどのようにしてMS200がSRS2 09にアクセスするかについての付加的な実施形態を示す。図6にはMS200 によるSRS209の排他的使用の例が示されている。一例として、MS200 とPOTS電話215との間に呼はないものとする。図6に示されるように、M S200はMS200からの通信の書き写し(transcription)、 MS200のコマンドおよび制御およびMS200へのSRS209のテキスト −音声情報発生のためにSRS209を使用する。図6に示されるように、信号 600および信号606は無線通信システムによって偽りのまたは擬似の(fa lse)POTS呼をセットアップするために使用されそれによってBSS20 3が信号600および603を使用してMS200とSRS209の間で無線に よる接続を行なわせることができるようにする。この場合、BSS203はリン クが確立されたことを知るが、POTS電話215は通信の一部にはない。 図7は、SRS209の使用を含むPOTS電話215とMS200の間の呼 の例を示す。リンクの確立において、POTSリンクへの通常の無線通信システ ムが信号700および706を使用して確立される。いったんリンクが確立され ると、SRS209は信号703を使用してその呼に付加される。この実施形態 はMS200/POTS呼の書き写し、MS200/POTSネットワークのコ マンド および制御、およびMS200/POTSへのSRS209のテキスト−音声情 報発生のために使用される。 図8は、MS200とPOTS電話215の間の、しかしながらMS200お よびPOTS電話215の間の信号経路にSRS209が挿入された呼の例を示 す。この実施形態では、MS200はサービスの選択肢またはサービスオプショ ンの要求としてSRS209へおよびPOTS電話215へ呼をセットアップす る。TIA/EIA/IS−95、2重モード広帯域スペクトル拡散セルラシス テムのための移動ステーション−ベースステーション適合性標準、1993年7 月、に規定された符号分割多元接続(CDMA)無線通信システムはそのような サービスオプションが利用できるようにする。MS200はその呼を設定しかつ SRS209へ接続するために信号800および803を使用する。BSS20 3はPOTS電話215への呼を設定するために信号809を使用しかつPOT S電話215をSRS209に接続するために信号806を使用する。いったん 呼が設定されると、SRS209はMS200/POTSに実時間の言語翻訳を 提供することができる。 図9は、無線通信システムの外部に配置され、かつ特にPOTS電話318に 結合されたSRS312の例を示す。 この実施形態では、IWF309は信号900,903,906および909を 使用して呼セットアップの間に割当てられる。これはMS300からの音声デー タがデジタル 形式でPSTNによってSRS312に伝達できるようにするために必要とされ る。IWF309は上で述べたようにSRS312における相手のモデムとの相 互作用のためのモデム能力を提供する。 SRS312はコーデックAおよびコーデックBの双方を有し、それによって SRS312がコーデックBの信号に関して音声認識を行ないかつ信号915を 使用してコーデックAの信号を付加されたアナログPOTS電話318への送信 のためにアナログ形式に変換し/アナログ形式からコーデックAの信号へと変換 できるようにする。SRS312は合成された音声信号をPOTS電話318お よびMS300の双方へ供給できる。これらの機能を実施する1つのそのような プロトコルは音声およびデータモードで同時に動作し総合データレートはほぼ毎 秒28.8キロビット(kbps)である国際電気通信連合(ITU)から入手 可能な、全デジタル同時音声およびデータ(DSVD)機能のためのITU V .70標準である。 本発明が特定の実施形態に関して特定的に示されかつ説明されたが、当業者に は本発明の精神および範囲から離れることなく形式上および細部において種々の 変更を行なうことができることが理解されるであろう。以下の請求の範囲におけ る全ての手段またはステッププラス機能要素の対応する構造、材料、作用および 等価物は特に特許請求された他の要素と組合わせて機能を達成するための任意の 構造、 材料または作用を含むことを意図している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.音声認識システムとインタフェースする無線通信システムであって、 前記無線通信システム内のベースステーションシステムと前記無線通信システ ムと適合する移動ステーションとの間で音声通信を確立するための手段であって 、前記音声通信は前記ベースステーションシステムにおいて音声符号化機能およ び音声と適合する移動ステーションにおけるコーデックを実施するもの、 前記移動ステーションが前記音声認識システムへの接続を要求していることを 判定するための手段、 前記移動ステーションに対し音声と適合する前記移動ステーションにおけるコ ーデックから音声認識と適合するコーデックへの変更を指令するための手段、そ して 前記移動ステーションが音声と適合する前記コーデックから音声認識と適合す る前記コーデックへの変更を指令された後に前記移動ステーションを前記音声認 識システムに結合するための手段、 を具備する音声認識システムとインタフェースする無線通信システム。 2.前記移動ステーションが前記音声認識システムへの接続を要求することを 判定するための手段はさらに前記移動ステーションが前記音声認識システムへの 接続を要求し ていることを示すメッセージを前記移動ステーションから検出するための手段を 具備する、請求項1に記載の無線通信システム。 3.前記移動ステーションが前記音声認識システムへの接続を要求しているこ とを判定する手段はさらに前記音声認識システムに対し前記移動ステーションに よって送信された情報を相関するための手段を具備する、請求項1に記載の無線 通信システム。 4.前記移動ステーションによって送信される情報はさらに前記音声認識シス テムに関連する電話番号を含む、請求項3に記載の無線通信システム。 5.前記指令する手段はさらに前記ベースステーションシステム内のスイッチ または交換機に対し、前記音声認識システムが前記無線通信システムに結合され た場合に、前記ベースステーションシステムの音声符号化機能をバイパスしかつ 前記移動ステーションを直接前記音声認識システムに結合するよう指令するため の手段を含む、請求項1に記載の無線通信システム。 6.前記指令するための手段は前記ベースステーションシステム内のスイッチ または交換機に対し、前記音声認識システムが公衆交換電話ネットワーク(PS TN)に結合された場合に、前記無線通信システムの音声符号化機能をバイパス しかつ前記移動ステーションを直接相互作用機能(IWF)に結合するよう指令 する、請求項5に記載の無 線通信システム。 7.前記指令するための手段はさらに、前記移動ステーションがもはや前記音 声認識システムへの接続を要求しない場合に、前記移動ステーションに対し音声 認識と適合するコーデックから音声と適合するコーデックへと変更するよう指令 するための手段を具備する、請求項1に記載の無線通信システム。 8.無線通信システムと適合する移動ステーションであって、 人間に向けられた音声を符号化するための第1のコーデック手段、 音声認識システムに向けられた音声を符号化するための第2のコーデック手段 、 前記第1のコーデック手段と前記第2のコーデック手段との間で変更するよう 前記移動ステーションに指令する信号を無線通信システムから受信するための手 段、 を具備する、無線通信システムと適合する移動ステーション。 9.さらに、音声認識システムへの接続が要求されていることを示す情報を無 線通信システム内のベースステーションシステムに送信するための手段を具備し 、前記送信される情報は音声認識システムへの接続が要求されていることを示す メッセージあるいは音声認識システムの電話番号を含む、請求項8に記載の移動 ステーション。 10.前記音声認識システムに向けられた音声を符号化するための第2のコー デック手段は前記音声認識システムのフロントエンド部と同様のフロントエンド 部を具備する、請求項8に記載の移動ステーション。
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