JP2001186221A - ディジタル通信装置または関連装置の改良 - Google Patents
ディジタル通信装置または関連装置の改良Info
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Abstract
装置を提供すること。 【解決手段】 音声が存在している間、音声フレームを
記録し、無音声が持続している間、1個または複数個の
SIDフレームおよび無音声持続期間を表すデータを、
記憶装置116に記録することによって、音声記録がG
SM電話ハンドセット内で実行される。この方法によれ
ば、記憶装置116は無音声フレームを記録しないた
め、記憶空間を極めて効率的に利用することができる。
また、本発明によれば、GSMシステムの一部としてハ
ンドセット内で既存の音声アクティビティ検出器、快適
雑音エスチメータなどのアイテムが再使用され、したが
って、既存のハードウェアおよびソフトウェアを有効活
用することができる。
Description
置に関する。
徴は、音声を記録できることである。例えばディジタル
自動車電話の場合、この能力は、電話が電話応答機とし
て作用し、あるいは音声メモを記録し、あるいは電話で
やり取りされる会話を記録することを可能にする。特に
ディジタル自動車電話において考慮すべき重要なこと
は、これらの目的のために提供されている記憶容量の問
題である。ディジタル自動車電話に音声記録を提供する
従来の試みでは、記憶装置空間が有効利用されていな
い。したがって、受け入れ難いほど大型の記憶装置、あ
るいは他の目的用としては役に立たない小型の記憶装置
が利用されている。
的は、上記欠点を排除したディジタル通信装置を提供す
ることである。
ば、暗音響雑音を表す情報を含む休止フレームをもたら
す快適雑音エスチメータと、暗音響雑音を模擬するため
の快適雑音をもたらす快適雑音発生器と、音声記録/再
生手段とを備えるディジタル通信装置が提供される。前
記音声記録/再生手段は、記録に関しては、実質的に音
声存在時のみ音声フレームが記録され、音声の最後に1
個または複数個の休止フレームが記録され、無音声持続
時間を表すデータが記録される。また、再生に関して
は、記録されている音声フレームから引き出した音声信
号と、記録されている1個または複数個の休止フレーム
に依存して、記録されているデータが表す無音声持続期
間の間、快適雑音発生器から快適雑音が出力される。
送信時のみスイッチオンされる送信機を含み、音声フレ
ームの非受信時は、前記快適雑音発生器が、休止フレー
ムに依存して快適雑音を出力するディジタル自動車電話
である。
し、かつ、前記休止フレームをもたらす快適雑音エスチ
メータに入力を供給する音声符号器を備え、この音声符
号器によって符号化された音声フレームが、前記音声記
録/再生器手段に記憶され、また、記憶されている音声
フレームを復号化し、かつ、保存されている休止フレー
ムに依存して前記快適雑音発生器が発生する快適雑音
を、その出力中に供給する音声復号器を備えることがで
きる。
ある。
る音声フレームのカウント数を含むことができる。
る各音声フレームに対する、それぞれの最小長さのダミ
ーフレームを含むことができる。
信装置内における音声記録/再生方法が提供される。こ
の方法によれば、記録に関しては、実質的に音声存在時
のみ音声フレームが記録され、音声の最後に、1個また
は複数個の、暗音響雑音を表す情報を含む休止フレーム
が記憶され、無音声持続時間を表すデータが記録され
る。また、再生に関しては、記録されている音声フレー
ムから引き出した音声信号と、記録されている1個また
は複数個の休止フレームに依存して、記録されているデ
ータが表す無音声持続期間の間、快適雑音発生器から快
適雑音が出力される。
る音声フレームのカウント数を含むことができる。
る各音声フレームに対してそれぞれ最小長さのダミーフ
レームを含むことができる。
明する。
互に対話するため、各送信方向の占有時間は大よそ平均
50%である。GSMシステムでは、いわゆる「分散送
信方式」(DTX)が動作モードとして規定されてお
り、送信機は、音声その他有用な情報を含むフレーム用
としてのみスイッチオンされる。この動作モードには、
平均妨害レベル「オンエアー」が低減され、より良いス
ペクトル効率をもたらし、また、自動車電話ではバッテ
リの寿命が延び、所要動作時間に対して小型のバッテリ
を使用することができるという利点がある。分散送信動
作モードを実現するには、送信側に、無音声検出用音声
アクティビティ検出器、および、暗騒音特性パラメータ
を受信側に送信するための暗音響雑音評価装置が必要で
あり、また、受信側には、無線送信中断時における類似
の雑音発生器、すなわちいわゆる快適雑音発生器が必要
である。
フレーム手段、いわゆる休止デスクリプタフレームすな
わちSIDフレームによって実現される。このフレーム
は各音声バーストの最後に送信され、受信側に対して
「音声の終了」マークとして機能している。受信側で快
適雑音特性を更新するために、SIDフレームは、音声
休止中においても一定間隔で送信される。SIDフレー
ムは、無線サブシステムによる無線リンク品質測定値改
善用としても機能している。
上記分散送信動作モード用の電話機に既に使用されてい
る音声アクティビティ検出器、快適雑音発生器その他様
々な部品を利用している。
00内の普通のマイクロホン101からの音声信号は、
フィルタ102を介してアナログ/ディジタル変換器1
03に入力され、そのディジタル出力が、音声符号化機
能ブロック104に入力されている。音声符号化機能ブ
ロック104の機能については、図2でさらに詳細に説
明する。ブロック104の出力は、送信連鎖ブロック1
05に入力され、そこで通常のチャンネル符号化、交互
配置化および変調が実施される。ブロック105の出力
は、電力増幅器、アンテナなど通常の無線周波数(R
F)セクションから成る無線ブロック106に入力さ
れ、そこでRF信号に変換されて送信される。無線ブロ
ック106の出力に現れる受信信号は、受信連鎖ブロッ
ク107に入力され、そこで通常の等化およびチャンネ
ル復号化操作が実施され、音声データおよび様々なフラ
グが作り出される。フラグは、受信信号の品質(すなわ
ち、音声フレームおよびSIDフレームのエラーの有
無、その音声データが音声フレームであるかあるいはS
IDフレームであるか)を表している。作り出された音
声データおよびフラグは、音声復号化機能ブロック10
8に入力される。音声復号化機能ブロック108の機能
については、図3でさらに詳細に説明する。ブロック1
08の出力は、スイッチ109を介してディジタル/ア
ナログ変換器110に入力され、そのアナログ出力が、
フィルタ111を介して受話口または拡声器などの電気
音響変換器112に入力されている。
号および音声復号化機能ブロック108の出力信号は、
加算器113およびスイッチ114に入力されている。
加算器113の出力も同じくスイッチ114に入力され
ている。スイッチ114の出力は、既存の音声符号化機
能ブロック104の第2例であり、また第2例であるこ
とが好ましい音声符号化機能ブロック104’ に入力
されている。音声符号化機能ブロック104は、当分野
の技術者には理解されるように、通常、GSMハンドセ
ット内のディジタル信号処理装置すなわちDSP(図示
せず)のソフトウェアに組み込まれている。
ロック104’の入力信号は、音声信号を音声フレーム
に符号化する音声符号器201に入力されている。音声
符号器201の出力信号は、音声アクティビティ検出器
202に入力されている。音声アクティビティ検出器2
02は、無音声に応じていわゆるVDAフラグ信号を発
生している。音声符号器201の出力信号は、快適雑音
エスチメータ203にも入力され、そこで暗音響雑音を
表す情報を含むSIDフレームが作り出される。
ADフラグ、音声符号器201からの音声フレームおよ
び快適雑音エスチメータ203からのSIDフレーム
は、送信DTXおよび制御ブロック204に入力されて
いる。送信DTXおよび制御ブロック204は、音声デ
ータおよび音声フラグすなわちSPフラグを作り出して
いる。SPフラグは、音声データ出力が音声フレームで
あるか、SIDフレームであるかを表している。音声ア
クティビティ検出器202が無音声を検出するまでの
間、音声データ出力は音声フレームから成り、SPフラ
グは、その音声データ出力が音声フレームであることを
示す。通常、音声バーストの終了時に、N個(2個以
上)の音声フレームに相当する、新しいSIDフレーム
を計算するための時間が必要である。したがって、音声
アクティビティ検出器202が無音声を検出しても、新
しいSIDフレームが有効になり、ブロック204の出
力に現れ、SPフラグが変化してSIDフレームである
ことを示すまでの間、ブロック204は、音声フレーム
から成るデータの出力を継続することになる。音声バー
ストの終了時に、最後のSIDフレームが計算されてか
らM個(M>1)未満のフレームが経過したとき、これ
に対する例外が生じる。この場合は最後のSIDフレー
ムが提供され、SPフラグが変化する。実際、最後のS
IDフレームがそれほど古くない場合は、新しいSID
フレームが計算されるのを待つのではなく、そのSID
フレームが現在のものとして扱われ、使用される。この
機能により、短い暗騒音スパイクが音声に取り入れられ
る場合に、新しいSIDフレームの計算を待つことを避
けることができ、それによって平均妨害レベルが低減さ
れる。
4の動作は、上述したブロック104’の動作と同様で
ある。当分野の技術者には分かるように、ブロック10
4は、動作環境あるいは動作要求事項に応じて、ハーフ
レート方式、フルレート方式または強調フルレート方式
での動作が可能である。一方、ブロック104’は、通
常、フルレート方式で動作している。ブロック104
は、送信連鎖ブロック105および無線ブロック106
を介して、音声フレーム、SIDフレームおよびそのフ
レームが音声かSIDかを示すSPフラグを、遠隔受信
機に送信している。
出力である音声データおよびSPフラグが、記録/再生
制御ブロック115に入力されている。記録/再生制御
ブロック115は、マイクロコントローラ117を介し
て記憶装置116に記憶させる情報を決定している。記
録/再生制御ブロック115は、SPフラグによって音
声フレームであることが示された全てのフレームを記憶
装置116に記憶させる。SPフラグがSIDフレーム
であることを示すと、最初のSIDフレームを記憶装置
116に記憶させる。次にSPフラグが再び音声フレー
ムであることを示すまで、それ以上SIDフレームを記
憶させる必要はない。SPフラグが音声信号であること
を再び示すと、記録/再生制御ブロック115は、無音
声介入持続期間を表すデータを記憶装置116に記憶さ
せる。この無音声介入持続期間を表すデータは、記憶装
置116に記憶されない音声フレームのカウント数、す
なわち音声が存在しない音声フレームのカウント数であ
ることが好ましい。このようなカウント数を記憶させる
別法として、他の形式のデータ、例えば、記憶されない
各フレームに対する最小長さのダミーフレームを記憶さ
せることができる。これにより、音声が存在するときの
み音声フレームを記憶させることができ、記憶装置空間
を最も効率的に使用することができる。
新されたSIDフレームを、定期的に記憶装置116に
記憶させることが望ましい。この場合、上記フレームカ
ウント数などの無音声持続期間を表すデータは、最初に
記憶したSIDフレームから2番目に記憶したSIDフ
レームまでのカウント数、2番目に記憶したSIDフレ
ームから3番目に記憶したSIDフレームまでのカウン
ト数、等々であり、最後に記憶したSIDフレームか
ら、次に音声が開始されるまでの最後に記憶するカウン
ト数で終わる。
ック115は、記憶装置116の内容を音声復号化機能
ブロック108’に送らせている。記憶装置116から
検索された音声フレームは、音声にエラーが無いことを
示すフラグと共にブロック108’に送られる。(受信
信号のエラーの有無に関する情報は、受信連鎖ブロック
107の出力部では、音声復号化機能ブロック108で
の復号目的に直接関係しているが、再生機能については
このようなエラー情報は不要であり、したがって音声復
号化機能ブロック108’では、音声/SIDフィール
ドのみが、無エラーであることを示すフラグと共に使用
される。)記憶装置116からSIDフレームが検索さ
れると、SIDフレームにエラーが無いことを示すフラ
グと共に音声復号化機能ブロック108’に送られる。
同一のSIDフレームは、記憶装置116に記憶されて
いる無音声持続期間を表すデータによって決定される一
定期間の間、繰返しブロック108’に送られる。この
記憶データは、残りの無音声持続期間を表すために変化
する。したがって、このデータがフレームカウント数の
場合、SIDフレームがブロック108’に送られる毎
に、そのカウント数は1だけ小さくなる。上述のよう
に、複数のSIDフレームの無音声が記憶装置116に
記憶されている間は、最初に記憶されたカウント数がゼ
ロになるまで最初のSIDフレームが送られ、次に、2
番目に記憶されたカウント数がゼロになるまで、2番目
に記憶されたSIDフレームが送られ、等々である。
ロック108’は、既存の音声復号機能ブロック108
の第2例であり、第2例であることが好ましい。音声復
号化機能ブロック108(図1)は、当分野の技術者に
は理解されるように、通常、GSMハンドセット内のD
SP(図示せず)のソフトウェアに組み込まれている。
したがって、ブロック108’に関して動作説明する
が、その機能はブロック108(図1)と同じであるこ
とは理解されよう。
およびフラグは、受信DTXおよび制御機能ブロック3
01に入力されている。受信DTXおよび制御機能ブロ
ック301は、フラグによって音声フレームであること
が示された音声フレームを、音声復号器302へ直接入
力している。音声復号器302の出力が、ブロック10
8’の出力になっている。フラグによってSIDフレー
ムであることが示されたSIDフレームは、快適雑音発
生器303に入力される。快適雑音発生器303は快適
雑音を発生し、その特性は、SIDフレームに含まれて
いる情報によって変化する。快適雑音は、記憶装置11
6(図1)に記憶されているデータ、例えばフレームカ
ウント数(この間は音声が存在しない)によって表され
る無音声が持続している間、音声復号器302に入力さ
れる。
各音声バーストの間に、例えば、記憶装置116に記憶
されている無音声持続期間を表すフレームカウント数な
どのデータによって表される期間の間、記憶装置116
に記憶されているSIDフレームに依存して快適雑音発
生器303が発生する快適雑音を含む休止間隔と共に記
憶装置116(図1)に記憶されている音声フレームを
復号化したものである。また、ブロック108’は音声
フレーム置換えブロック304を有しているが、これは
再生機能には使用されない。音声フレーム置換えブロッ
クは、音声復号化機能ブロック108(図1)の第1例
における対応ブロックの類似にすぎない。音声復号化機
能ブロック108では、音声フレーム置換えブロック
は、受信連鎖ブロック107から不良データを受け取っ
た場合に、1個または複数個の置換音声フレームを挿入
するか、あるいは「ミュート」を出力している。
8’の出力は、スイッチ109を介してディジタル/ア
ナログ変換器110に入力されている。電話機としての
通常動作の場合には、スイッチ109は、音声復号化機
能ブロック108の出力をディジタル/アナログ変換器
110の入力に接続し、一方、録音を聞く場合、スイッ
チ109は、音声復号化機能ブロック108’の出力を
ディジタル/アナログ変換器110の入力に接続する。
録する内容を制御することができる。すなわち、アナロ
グ/ディジタル変換器103の出力を、音声符号化機能
ブロック104’の入力に接続するようにスイッチ11
4を設定すると、ハンドセットは、音声メモまたは電話
中の出力音声を記録し、あるいはハンドセットの使用者
を促すための音声プロンプト、例えば、「あなたがダイ
ヤルしたい相手の名前をお聞かせください、あるいは他
のオプションを呼び出すときは、ヘルプと云ってくださ
い」などのプロンプトを録音することができる。スイッ
チ114を、音声復号化機能ブロック108の出力を音
声符号化機能ブロック104’の入力に接続するように
設定すると、ハンドセットは電話中の入力音声、あるい
は電話応答機として機能中の入力音声を録音することが
できる。スイッチ114を、加算器113の出力を音声
符号化機能ブロック104’の入力に接続するように設
定すると、電話会話、すなわち入力音声と出力音声の両
方を録音することができる。
ンシーバに適用する場合、トランシーバ内の既存のハー
ドウェアまたはソフトウェアの様々なアイテムを再使用
することができる。したがってGSMハンドセットで
は、加算器113、スイッチ109と114、および記
録/再生制御ブロック115を除く図1の全てのアイテ
ムは、ハンドセットの通常の送信動作および受信動作用
として既存のものである。このように、これら既存のハ
ードウェアおよび/またはソフトウェアを再使用する点
において、本発明は特に有効である。
イテムを、専用アイテムとしてハードウェアまたはソフ
トウェアで実施することが可能である。通常、マイクロ
ホン101、フィルタ102、アナログ/ディジタル変
換器103、無線ブロック106、送信連鎖ブロック1
05における変調機能、ディジタル/アナログ変換器1
10、フィルタ111、電気音響変換器112および記
憶装置116は、ハードウェアで実施される。送信連鎖
ブロック105、受信連鎖ブロック107、音声符号化
機能ブロック104と104’、および音声復号化機能
ブロック108と108’におけるその他の機能は、通
常、ハンドセット内のDSPソフトウェアで実施され
る。記録/再生制御ブロック115は、DSPまたはマ
イクロコントローラ117のソフトウェアで実施される
か、あるいはハードウェアで実施される。
てきたが、例えばPCS1900およびIS−136な
ど、分散送信方式を採用している他のシステムにも応用
することができ、また、例えば多くのCDMAシステム
がそうであるように、無音声持続中は低速度送信するシ
ステムにも応用することが可能である。さらに、本発明
は、インターネット上でのパケットデータ送信用として
GSM EFR(強調フルレート)音声符号器を使用
し、あるいは、音声フレームを含むパケットデータ送信
用として、GSM端末およびデータ端末としての動作が
可能なGPRS端末を使用し、音声符号化用としてGS
M符号器を使用している、いわゆるIP(インターネッ
ト)経由の音声にも応用することができる。
る。
る。
る。
Claims (9)
- 【請求項1】 快適雑音エスチメータと、快適雑音発生
器と、音声記録/再生手段とを備え、前記快適雑音エス
チメータは休止フレームをもたらし、前記快適雑音発生
器は、暗音響雑音を模擬するための快適雑音をもたら
し、前記音声記録/再生手段は、記録に関しては、実質
的に音声存在時のみ音声フレームを記録し、音声の最後
に1個または複数個の休止フレームを記録し、無音声持
続時間を表すデータを記録し、また、再生に関しては、
記録されている音声フレームから引き出した音声信号を
出力し、記録されている1個または複数個の休止フレー
ムに依存して、記録されているデータが表す無音声持続
期間の間、快適雑音発生器から快適雑音を出力すること
を特徴とするディジタル通信装置。 - 【請求項2】 前記ディジタル通信装置がディジタル自
動車電話であり、該ディジタル自動車電話は、有益な情
報を含むフレームの送信時のみスイッチオンされる送信
機を含み、また、前記快適雑音発生器は、音声フレーム
の受信がない間、休止フレームに依存して快適雑音をも
たらすことを特徴とする請求項1に記載のディジタル通
信装置。 - 【請求項3】 音声を音声フレームに符号化する音声符
号器(前記音声記録/再生手段に記録される前記音声フ
レームは、この音声符号器によって符号化されたもので
ある)と、記録されている音声フレームを復号化する音
声復号器とを備え、前記音声符号器は、前記快適雑音エ
スチメータに入力を供給して前記休止フレームをもたら
し、前記音声復号器は、その出力中に、記録されている
休止フレームに依存して前記快適雑音発生器が発生する
快適雑音をもたらすことを特徴とする請求項2に記載の
ディジタル通信装置。 - 【請求項4】 前記ディジタル自動車電話がGSM電話
であることを特徴とする請求項2または3に記載のディ
ジタル通信装置。 - 【請求項5】 前記記録されるデータが、無音声時に生
じる音声フレームのカウント数を含むことを特徴とする
請求項1から4のいずれか一項に記載のディジタル通信
装置。 - 【請求項6】 前記記録されるデータが、無音声時に生
じる各音声フレームに対してそれぞれ最小長さのダミー
フレームを含むことを特徴とする請求項1から4のいず
れか一項に記載のディジタル通信装置。 - 【請求項7】 ディジタル通信装置内における音声記録
/再生方法において、記録に関しては、実質的に音声存
在時のみ音声フレームを記録し、音声の最後に、暗音響
雑音を表す情報を含む1個または複数個の休止フレーム
を記録し、無音声持続期間を表すデータを記録すること
を特徴とし、また、再生に関しては、記録されている音
声フレームから引き出した音声信号を出力し、記録され
ている休止フレームに依存して、記録されているデータ
によって表される無音声持続期間の間、暗音響雑音を模
擬するための快適雑音を出力することを特徴とする音声
記録/再生方法。 - 【請求項8】 前記記録されるデータが、無音声時に生
じる音声フレームのカウント数を含むことを特徴とする
請求項7に記載の音声記録/再生方法。 - 【請求項9】 前記記録されるデータが、無音声時に生
じる各音声フレームに対してそれぞれ最小長さのダミー
フレームを含むことを特徴とする請求項7に記載のディ
ジタル通信装置音声記録/再生方法。
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