KR100270418B1

KR100270418B1 - 디지탈수신기에잡음을발생하기위한장치및방법

Info

Publication number: KR100270418B1
Application number: KR1019970037743A
Authority: KR
Inventors: 지저스 에프. 코레쳐; 폴 로이어; 데이비드 지. 카슨; 주안 알. 우리베
Original assignee: 비센트 비.인그라시아; 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 1996-08-08
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 2000-11-01
Also published as: FR2752349A1; GB2316280B; CN1179040A; US5864799A; MX9706061A; DE19731976C2; BR9704280B1; GB9714440D0; BR9704280A; JPH1093454A; FR2752349B1; CN1132325C; GB2316280A; JP3992796B2; KR19980018471A; DE19731976A1

Abstract

디지탈 수신기(114)가 수신된 신호를 음성 신호로 변환한다. 디지탈 수신기(114)는 회로(128) 및 잡음 발생기(130)를 포함한다. 회로(128)는 수신된 신호의 음질 레벨을 나타내는 오류 신호를 발생한다. 잡음 발생기(130)는 오류 신호의 입력에 응답하여 잡음을 음성 신호에 선택적으로 삽입한다.

Description

디지탈 수신기에 잡음을 발생하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING NOISE IN A DIGITAL RECEIVER}

본 발명은 일반적으로 디지탈 수신기에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 디지탈 수신기에 잡음을 발생시키기 위한 것이다.

디지탈 셀룰러 전화기는 그 사용자간에 전화 통신을 가능하게 한다. 디지탈 셀룰러 전화기는 디지탈 수신기를 사용하며, 디지탈 수신기는 무선 주파수 (RF) 신호를 수신하고 수신된 RF 신호를 변환하여 데이타 신호를 얻어낸다. 데이타 신호는 보코더(vocoder)에 공급되고 보코더는 데이타 신호를 복호하여 그로부터 음성 신호를 발생시키며, 발생된 음성 신호를 사용자가 사용하도록 출력한다. RF 신호는 수신 이전에, 그리고 수신 중에 왜곡될 수도 있다. 왜곡된 RF 신호는 데이타 신호를 왜곡시키고 음성 신호의 음질을 심하게 저하시킨다.

디지탈 수신기에 의해서 얻어지는 디지탈 데이타 신호는 종래의 아날로그 수신기와는 달리 본질적으로 배경 잡음(background noise)이 없다. 마찬가지로, 종래의 디지탈 수신기는 왜곡된 음성 신호와 연관된 잡음을 발생시키지 않는다. 종래의 디지탈 수신기는 사용자로 하여금 왜곡된 음성을 듣게 하고, 수신 불량 특수 톤을 발하거나, 또는 음성을 소거함으로써 음성이 왜곡되었음을 사용자에게 알린다. 이러한 예에서, 사용자는 전화 통신이 종료되었는지 수신기가 작동하지 않는지 전화기 안테나의 방향을 수정하여야 하는지 등의 여부를 알 수 없다.

디지탈 수신기의 사용자에게 음성이 왜곡되었음을 알리기 위한 보다 좋은 방안이 레오폴드(Leopold)에게 허여되었으며, 모토롤라 인크(Motorola Inc.)에 양도된 미합중국 특허 제5,327,457호에 개시되어 있다. 미합중국 특허 제5,327,457호에서는, 수신된 RF 신호의 낮은 신호 레벨에 기초하여 배경 잡음이 생성된다. 배경 잡음 신호가 음성 신호에 첨가되어 디지탈 수신기의 음향이 사용자에게 더욱 친숙한 아날로그 수신기의 음향과 유사하도록 함으로써 사용자의 환경을 개선한다. 그러나, 신호 레벨이 언제나 음성이 왜곡될 것임을 알리는 가장 좋은 척도가 되는 것은 아니다. 예를 들면, 혼신은 신호 레벨을 감소시키지 않으면서 수신된 RF 신호를 왜곡시킬 수 있다.

따라서, 디지탈 수신기에 잡음을 발생시키기 위한 보다 향상된 장치 및 방법을 제공함으로써 미합중국 특허 제5,327,457호의 본질을 유지할 필요가 있다.

도 1은 잡음 발생기를 갖는 디지탈 통신 장치를 사용하는 디지탈 통신 시스템을 도시한 블록도.

도 2는 도 1의 디지탈 통신 장치의 복호기 블록의 동작을 도시한 상태도.

도 3은 도 1의 잡음 발생기의 잡음 스위치 제어기의 동작을 도시한 흐름도.

도 4는 도 1의 잡음 발생기의 계수기의 동작을 도시한 흐름도.

도 5는 도 1의 잡음 발생기의 잡음 음량 제어기의 동작을 설명한 상태도.

도 6은 도 1의 잡음 발생기의 잡음 음량 제어기의 동작을 도시한 흐름도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 디지탈 통신 시스템

106 : 통신 링크

102, 104 : 통신 장치

112 : 안테나

114 : 수신기

116 : 제어기

118 : 사용자 인터페이스

120 : 송신기

128 : 보코더

130 : 잡음 발생기

132 : FEC 복호기

134 : VSELP 복호기

디지탈 수신기는 수신된 신호를 음성 신호로 변환한다. 그 회로는 수신된 신호의 음질 레벨을 나타내는 오류 신호를 생성한다. 잡음 발생기는 상기 오류 신호의 수신에 응답하여 잡음을 음성 신호에 선택적으로 삽입한다. 수신된 신호의 정확성에 기초하여 잡음을 삽입함으로써, 수신된 신호가 왜곡되어 사용자가 음질이 저하되거나 또는 소거된 음성을 듣게 될 것으로 판명된 때에만 (즉, 수신된 신호의 음질 레벨이 낮은 경우) 잡음이 음성 신호에 삽입될 수 있다.

도 1은 디지탈 통신 시스템(100)을 도시한 도면이다. 디지탈 통신 시스템(100)은 통신 링크(106) 상에서 통신하는 통신 장치(102 및 104)를 포함한다. 통신 장치(102 및 104)는 양방향 라디오, 셀룰러 전화기, 무선 전화기, 라디오, 기지국, 무선 송신기, 개인 디지탈 보조기, 모뎀, 지상 통신 전화기 등일 수 있다. 통신 링크(106)는 무선 접속, 꼬임 쌍선(twisted wire pair) 또는 동축 케이블과 같은 유선 접속 등일 수 있다. 도시된 실시예에서, 디지탈 통신 시스템(100)은 TDMA (시분할 다중 접속), CDMA(코드 분할 다중 접속) 등을 사용하는 디지탈 셀룰러 무선 전화 시스템이다. 도시된 통신 장치(102)는 셀룰러 기지국이고 도시된 통신 장치(104)는 통신 장치(102)와 함께 사용할 수 있는 디지탈 셀룰러 전화기이다. 도시된 실시예에서, 통신 링크(106)는 하향 연결 무선 주파수(RF) 신호(108) 및 상향 연결 RF 신호(110)를 포함한다.

통신 장치(104)는 안테나(112), 수신기(114), 제어기(116), 사용자 인터페이스(118), 및 송신기(120)를 포함한다. 안테나(112)는 하향 연결 RF 신호(108)를 수신기(114)로 커플링하여 선(122) 상의 수신 음성 신호로 복조 및 복호되도록 한다. 제어기(116)는 수신 음성 신호를 사용자 인터페이스(118)로 커플링하고, 사용자 인터페이스에서는 수신된 음성 신호가 스피커(124)에 의해 변환되어 사용자가 청취할 수 있는 출력 가청 신호가 된다. 사용자에 의해 제공되는 입력 가청 신호는 사용자 인터페이스(118)의 마이크로폰(126)을 거쳐서 변환되고 송신기(120)로 커플링되어 사용자 인터페이스(118) 및 제어기(116)를 거친 송신 음성 신호가 된다. 송신기(120)는 송신 음성 신호를 인코딩하고 변조하여 안테나(112)에서 상향 연결 RF 신호(110)로서 전파되도록 한다.

수신기(114)는 보코더(128) 및 잡음 발생기(130)를 포함한다. 보코더(128) 및 잡음 발생기(130)는 모토롤라 인크에서 제작 판매되는 DSP56000과 같은 단일 디지탈 신호 처리(DSP) 칩을 사용하거나, 또는 하나 혹은 그 이상의 적당한 마이크로프로세서나 마이크로콘트롤러를 사용하여 구현된다. 그러나, 보코더(128) 및 잡음 발생기(130)는 전체적으로 또는 부분적으로 분리된 부품으로서 구현될 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

보코더(128)는 복호 회로를 포함하며, 복호 회로는 순방향 오류 정정(FEC) 복호기(132) 및 벡터 합 여기 선형 예측 (Vector sum excited linear prediction; VSELP) 복호기(134)를 포함한다. FEC 복호기(132)는 하향 연결 RF 신호(108)의 복조 데이타를 입력받고, 복조된 데이타를 비터비(Viterbi) 알고리즘과 같은 공지된 복호 알고리즘에 따라서 연속적인 복호 음성 데이타 프레임으로 복호한다. FEC 복호기(132)는 무선 시스템 연구 개발 센터 표준 27C (RCR STD-27C)의 섹션 5.1.3.3에 개시된 것과 같은 순환 리던던시 체크(cyclic redundancy check; CRC) 동작을 수행함으로써 복호 음성 데이타 프레임 각각의 음질 레벨을 결정한다. CRC 동작은 복호 음성 데이타 프레임 각각의 일부에서 비트 오류를 검출한다. 비트 오류는 복호 회로에 의해서는 정정 불가능한 하향 연결 RF 신호(108)의 왜곡으로 인한 것이다. 왜곡된 하향 연결 RF 신호(108)로부터의 데이타를 사용하면, 수신 음성 신호의 심각한 음질 저하를 초래한다. 음질의 전하를 막기 위해서, FEC 복호기(132)는 CRC에 응답하여 불량 프레임 차단 상태 장치(200)를 사용한다 (도 2).

불량 프레임 차단 상태 장치(200)는 RCR STD-27C의 섹션 5.1.3.4에 개시되어 있으며, 각각 블록(202-209)로 표시되는 오류 상태 0-7을 가진다. 오류 상태 0-7은 복호 음성 데이타 프레임의 음질 레벨을 나타낸다. 오류 상태 0-7 간의 천이는 블록(202-209)을 연결하는 화살표(210-225)로 표시된다. 화살표(210-225) 중의 하나를 경유하는 천이는 복호 음성 데이타 프레임 각각에 대하여 발생한다.

불량 프레임 차단 상태 장치(200)는 오류 상태 0 (202)에서 시작된다. 복호 음성 데이타 프레임에서 아무런 오류도 검출되지 않으면, 불량 프레임 차단 상태 장치(200)는 화살표(210)으로 표시된 바와 같이 오류 상태 0 (202)에 남아 있는다. 오류가 검출된 연속적인 복호 음성 데이타 프레임 각각에 대하여, 불량 프레임 차단 상태 장치(200)는 화살표(211, 213, 215, 217, 219, 및 221)로 각각 표시된 바와 같이 오류 상태 1(203), 2(204), 3(205), 4(206), 5(207) 및 6(208) 중에서 다음 번호의 상태로 이동한다. 따라서 오류 상태 번호는 오류가 검출된 연속적인 복호 프레임의 수이다.

오류를 포함하지 않은 복호 프레임이 검출되면, 불량 프레임 차단 상태 장치(200)는 더 낮은 오류 상태로 이동한다. 불량 프레임 차단 상태 장치(200)는 아무런 오류가 검출되지 않은 한개의 복호 프레임이 발생될 때마다 화살표(212, 214, 216, 218, 또는 220)으로 각각 표시된 바와 같이 오류 상태 1(203), 오류 상태 2(204), 오류 상태 3(205), 오류 상태 4(206), 또는 오류 상태 5(207)로부터 오류 상태 0(202)으로 이동한다.

불량 프레임 차단 상태 장치(200)는 한개의 오류를 가지는 복호 프레임이 추가로 발생되면, 화살표(223)로 표시된 바와 같이 오류 상태 6(208)에 남아 있는다. 아무런 오류 없이 한개의 복호 프레임이 발생하면, 불량 프레임 차단 상태 장치(200)는 화살표(222)와 같이 오류 상태 6(208)으로부터 오류 상태 7(209)로 이동한다. 오류 상태 7(209)에 있는 동안 한개의 오류를 가진 복호 프레임이 발생하면, 불량 프레임 차단 상태 장치(200)는 화살표(225)와 같이 오류 상태 6(208)으로 이동한다. 오류 상태 7(209)에서 오류 없는 복호 프레임이 발생되면, 불량 프레임 차단 상태 장치(200)는 화살표(224)와 같이 오류 상태 7(209)로부터 오류 상태 0(202)으로 이동한다.

각 천이의 결말에는, FEC 복호기(132)는 오류 상태 0-7(202-209) 중의 한가지 결과에 따라서 복호 음성 데이타 프레임 상에 동작을 수행한다. 오류 상태 결과가 오류 상태 0(202)이면, 복호 음성 데이타 프레임의 음질은 최상 레벨이고 FEC 복호기(132)는 복호 음성 데이타 프레임 상에 아무런 동작을 수행하지 않는다. 오류 상태 결과가 오류 상태 1(203) 또는 오류 상태 2(204)이면, 복호 음성 데이타 프레임의 음질은 낮은 레벨이고 FEC 복호기(132)는 복호 음성 데이타 프레임의 오류가 있는 비트들을 오류 상태 0의 오류 상태 결과를 보인 가장 최근의 복호 음성 데이타 프레임으로부터 해당 비트로 교체한다. 오류 상태 결과가 오류 상태 3(205), 오류 상태 4(206), 또는 오류 상태 5(207)이면, 복호 음성 데이타 프레임의 음질은 더욱 낮은 레벨이고 FEC 복호기(132)는 복호 음성 데이타 프레임을 감쇠시킨다. 오류 상태 결과가 오류 상태 6(208) 또는 오류 상태 7(209)이면, 복호 음성 데이타 프레임의 음질은 최하 레벨이고 FEC 복호기(132)는 그 복호 음성 데이타 프레임을 소거한다. 다음에, FEC 복호기(132)는 복호 음성 데이타 프레임을 VSELP 복호기(134)로 출력한다 (도 1). VSELP 복호기(134)는 복호 음성 데이타 프레임으로부터 선(122) 상에 수신 음성 신호를 발생시킨다. 복호 음성 데이타 프레임 내의 소거된 음성 데이타는 수신 음성 신호 내에 음성 공백을 발생시킨다. 스피커(124)에 귀를 기울이고 있는 사용자는 음성 내의 공백이 통신 장치(104)가 동작하고 있지 않음을 나타내는 것으로 믿을 가능성이 있다.

이렇게 생각하지 않도록 하기 위해서, 불량 프레임 차단 상태 장치(200)의 각 천이의 끝에서 FEC 복호기(132)는 선(136) 상에 오류 신호를 출력한다. 오류 신호는 복호 음성 데이타 프레임에 대한 오류 상태 결과를 포함한다. 잡음 발생기(130)는 그 오류 신호에 응답하여 수신 음성 신호에 잡음을 삽입한다. 잡음 발생기(130)를 통한 전파 지연은 VSELP 복호기(134)를 통한 지연과 거의 동일하다. 이것은 오류를 포함하는 복호 음성 데이타 프레임으로부터 생성된 음성 신호 내에 잡음을 삽입하는 것을 보장한다.

잡음 발생기(130)는 잡음 스위치 제어기(138), 스위치(140, 잡음원(142), 및 가산기(144)를 포함한다. 잡음 스위치 제어기(138)는 선(136)을 통해 FEC 복호기(132)와 커플링되어 오류 신호를 수신한다. 잡음 스위치 제어기(138)는 상기 오류 신호에 응답하여 제어 신호를 출력한다. 스위치(140)는 잡음 스위치 제어기(138), 잡음원(142), 및 가산기(144)와 커플링되어 있다. 스위치(140)는 제어 신호에 응답하여 잡음원(142)을 가산기(144)로부터 단절하도록 선택적으로 열리거나, 또는 잡음원(142)을 가산기(144)로 접속하기 위해서 선택적으로 닫힌다. 잡음원(142)은 스위치(140)로 잡음 샘플을 출력한다. 잡음 샘플은 실시간이고, 의사 랜덤이며, 300Hz내지 3500Hz와 같은 음성 영역 내에서 그 기울기가 평탄한 주파수 스펙트럼을 가지는 균일 또는 가우시안 분포 신호로부터 생성된다. 본 실시예에서는 잡음 샘플은 백색 잡음 샘플이다. 백색 잡음은 그 평탄한 스펙트럼과 고른 음향 특성으로 인해서 선호된다. 그러나, 다른 형태의 잡음 또는 경고가 그 대신에 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 가산기(144)는 또한 선(122)으로 커플링된다. 가산기(144)는 스위치(140)로부터 제공된 신호를 보코더(128)로부터의 수신 음성 신호에 가한다. 따라서, 가산기(144)는 스위치가 닫혀있을 때에는 잡음원(142)에 의한 잡음 출력을 수신 음성 신호에 가하고, 반대로 스위치(140)가 열려 있을 때에는 신호를 수신 음성 신호에 가하지 않는다.

스위치 제어기(138)의 구체적인 동작이 도 3에 도시되어 있다. 초기에, 잡음 스위치 제어기(138)는 제어 신호를 출력하여 스위치(140)를 열고 잡음이 수신 음성 신호에 가해지는 것을 막는다(300). 잡음 스위치 제어기(138)가 사전에 설정된 오류 임계치를 초과하는 오류 신호의 오류 상태 결과를 검출(302)할 때까지 잡음은 "오프(off)"된 채로 유지된다(300). 본 실시예에서는 사전에 설정된 오류 임계치는 3이고 4, 5, 6, 또는 7의 오류 상태 결과를 가지는 오류 신호가 이 값을 초과한다. 오류 상태 4, 5, 6, 또는 7의 오류 신호가 검출되면, 잡음 스위치 제어기(138)는 제어 신호를 출력하여 스위치(140)를 닫고 잡음을 수신 음성 신호에 가한다(304). 잡음 스위치 제어기(138)가 사전에 설정된 오류 임계치 미만인 오류 상태 결과를 가지는 사전에 설정된 개수의 연속적인 오류 신호가 검출(306)될 때까지 잡음은 "온(on)"된 채로 유지된다(304). 본 실시예에서는, 잡음 스위치 제어기(138)는 250개의 연속적인 오류 신호 (오류 신호 각각은 대응하는 연속 복호 프레임을 나타냄)에서 0, 1, 또는 2의 오류 상태 결과만을 검출해야 한다. 이 연속적인 개수의 오류 신호가 검출되면, 잡음 스위치 제어기(138)의 동작은 블록(300)으로 되돌아간다.

수신 음성 신호에 삽입된 잡음의 음량을 제어하기 위해서, 잡음 제어기(130) (도 1)는 계수기(146), 잡음 음량 제어기(148), 및 믹서(mixer, 150)를 더 포함할 수 있다. 계수기(146)는 선(136)을 거쳐 FEC 복호기(132)와 커플링되어 오류 신호를 오류 상태 결과와 함께 입력받는다. 계수기(146)는 사전에 설정된 개수의 복호화된 프레임 동안에 각각의 서로 다른 오류 상태 결과가 얼마나 많이 발생하는지를 결정한다. 잡음 음량 제어기(148)는 계수기(146)와 커플링되어 서로 다른 오류 상태 결과의 카운트를 입력받는다. 잡음 음량 제어기(148)는 카운트에 따라서 잡음 배율 인자(scale factor)를 출력함으로써 잡음의 음량 레벨을 선택적으로 가변시킨다. 믹서(150)는 잡음 음량 제어기(148), 잡음원(142), 및 스위치(140)와 커플링된다. 믹서(150)는 잡음 배율 인자를 잡음원(142)에 의한 잡음 출력과 곱한다. 이것은 스위치(140)에 제공되는 잡음의 진폭, 또는 음량을 증가시키거나 감소시킨다. 잡음 배율 인자가 수적으로 클수록, 잡음의 진폭이 높아지고, 따라서 스피커(124)에서의 음성 신호의 잡음 음량이 커진다. 오류 상태 결과가 수신 신호의 음질과 관련되어 있고 잡음 음량 제어기(148)는 오류 상태 결과에 기초하여 음량을 제어하기 때문에, 잡음 레벨은 사용자에게 수신 신호의 음질에 관한 피드백을 제공한다.

계수기(146)의 구체적인 동작이 도 4에 도시되어 있다. 계수기(146)는 오류 상태 결과를 표시하는 오류 신호를 입력받는다(400). 계수기(146)는 어느 오류 상태 결과가 오류 신호를 포함하는지를 검출(402-408)하고 해당 카운트를 증가시킨다(410-417). 계수기(146)는 프레임 카운트를 증가시키고(418) 프레임 카운트가 사전에 설정된 프레임 개수에 도달되었는지를 결정한다(420). 본 실시예에서는, 프레임의 사전에 설정된 개수가 200개의 연속적인 복호 프레임이다. 사전에 설정된 개수의 복호 프레임이 발생되지 않으면, 계수기(146)는 블록(400)으로 되돌아가서 다음 오류 신호를 입력받는다. 사전에 설정된 개수의 복호 프레임이 발생된 경우에는, 계수기(146)는 이전의 사전에 설정된 개수의 복호 프레임에 대하여 오류 상태 각각의 카운트를 메트릭(metric)의 형태로 출력한다(422). 본 실시예에서 메트릭은 1차원 배열을 포함하며, 오류 상태 0 결과의 카운트는 1, 1 위치, 오류 상태 1 결과의 카운트는 1, 2 위치, 오류 상태 2 결과의 카운트는 1, 3 위치, 오류 상태 3 결과의 카운트는 1, 4 위치, 오류 상태 4 결과의 카운트는 1, 5 위치, 오류 상태 5 결과의 카운트는 1, 6 위치, 오류 상태 6 결과의 카운트는 1, 7 위치, 오류 상태 7 결과의 카운트는 1, 8 위치에 있게 된다. 예를 들면, 200개의 연속적인 복호 프레임의 결말에 [160 20 6 6 4 2 1 1]의 메트릭이 출력되면 이것은 오류 상태 0 결과에 160개의 오류 신호, 오류 상태 1 결과에 20개의 오류 신호, 오류 상태 2 결과에 6개의 오류 신호, 오류 상태 3 결과에 6개의 오류 신호, 오류 상태 4 결과에 4개의 오류 신호, 오류 상태 5 결과에 2개의 오류 신호, 오류 상태 6 결과에 1개의 오류 신호, 오류 상태 7 결과에 1개의 오류 신호가 발생한 경우에 대한 것이다. 메트릭이 출력되면, 계수기(146)는 오류 상태 및 프레임 카운트를 리셋팅(reset)하고(424) 블록(400)으로 되돌아가서 다음 복호 프레임과 연관된 다음 오류 신호를 입력받는다.

잡음 음량 제어기(148)의 구체적인 동작이 도 5 및 6에 도시되어 있다. 잡음 음량 제어기(148)는 음량 제어 상태 장치(500)를 포함한다. 음량 제어 상태 장치(500)는 음량 상태 2-7을 포함하며, 음량 상태는 각각 블록(502-507)으로 표시된다. 음량 상태는 수치적으로 계수기(146)에 의한 메트릭 출력의 오류 상태에 대응한다. 본 실시예에서는, 음량 상태 2-7은 오류 상태 2-7 결과에 각각 대응한다. 각각의 음량 상태는 믹서(150)로의 잡음 배율 인자 출력에 대응한다. 본 실시예에서는, 음량 상태 2, 3, 4, 5, 6, 및 7(502, 503, 504, 505, 506, 및 507)에 대응하는 잡음 배율 인자는 각각 대략 0, 0.005, 0.008, 0.013, 0.018, 및 0.023이다. 음량 상태 2-7(502-507) 간의 천이는 화살표(508-517)로 표시된다. 천이는 계수기(146)로부터 메트릭의 모든 수신 이후에 발생할 수 있다.

잡음 음량 제어기(148)는 초기에 음량 제어 상태 장치(500)를 현재의 음량 상태로 세팅한다(600 및 602). 본 실시예에서는, 음량 제어 상태 장치(500)가 초기에 음량 상태 2로 셋팅된다(502). 그러나, 음량 제어 상태 장치(500)가 초기에 다른 음량 상태 어느것으로도 설정될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 잡음 음량 제어기(148)는 현재의 음량 상태에 해당하는 잡음 배율 인자를 출력한다(604). 잡음 음량 제어기(148)는 계수기(146)로부터 메트릭이 입력될 때까지(606) 현재의 음량 상태 (즉, 음량 상태 2(502))를 유지한다.

잡음 음량 제어기(148)는 메트릭을 조사하여 한 단계 높은 음량 상태 (즉, 현재 음량 상태 + 1)와 수치적으로 동일한 오류 상태 내에 하나 이상의 카운트를 포함하고 있는지 여부를 결정한다(608). 만일 포함하고 있다면, 음량 제어 상태 장치(500)는 현재의 음량 상태에서 한 단계 높은 음량 상태로 이동한다(610). 잡음 음량 제어기(148)는 블록(602)로 이동하며, 블록(602)에서는 한 단계 높은 음량 상태가 현재의 음량 상태로 된다. 예를 들어, 메트릭이 [150 40 7 1 1 1 0 0]이고 현재의 음량 상태가 음량 상태 2(502)이면, 오류 상태 3내의 오류의 존재는 음량 상태 장치(500)를 음량 상태 3(503)으로 이동시킬 것이다. 본 실시예에서는, 블록(610)에서의 가능한 천이는 음량 상태 2(502), 3(503), 4(504), 5(505), 또는 6(506)으로부터 각각 화살표(508, 509, 511, 513, 또는 515)를 경유하여 음량 상태 3(503), 4(504), 5(505), 6(506), 또는 7(507)로 향하는 것이다. 잡음 음량 제어기(148)가 블록(602)로 돌아가면 음량 상태 3은 현재의 음량 상태가 될 것이다.

메트릭이 한 단계 높은 음량 상태와 수치적으로 동일한 오류 상태 내에 한 개 이상의 카운트를 포함하지 않으면, 잡음 음량 제어기(148)는 메트릭을 조사하여 현재의 음량 상태와 수치적으로 동일한 오류 상태 내에 한 개 이상의 카운트를 포함하는지를 결정한다. 만약 포함하지 않으면, 음량 제어 상태 장치(500)는 현재의 음량 상태로부터 한 단계 낮은 음량 상태로 이동한다(614). 예를 들어, 메트릭이 [150 40 5 5 0 0 0 0]이고 현재의 음량 상태가 음량 상태 4(504)이면, 음량 상태 장치(500)는 음량 상태 3(503)으로 이동할 것이다. 본 실시예에서는, 블록(614)에서의 가능한 천이는 음량 상태 3(503), 4(504), 5(505), 6(506), 또는 7(507)으로부터 각각 화살표(510, 512, 514, 516, 또는 517)를 경유하여 음량 상태 2(502), 3(503), 4(504), 5(505), 또는 6(506)로 향하는 것이다. 잡음 음량 제어기(148)는 블록(602)로 돌아가고 한 단계 낮은 음량 상태는 현재의 음량 상태가 된다.

메트릭이 현재의 음량 상태와 수치적으로 동일한 오류 상태 내에 한 개 이상의 카운트를 포함하지 않으면, 잡음 음량 제어기(148)는 블록(602)로 되돌아가고, 블록(602)에서는 현재의 음량 상태가 유지된다. 예를 들어, 현재의 음량 상태가 음량 상태 4(504)이면, 메트릭은 [150 40 5 4 1 0 0 0]이 될 것이다.

아날로그 라디오 잡음의 연속적인 특성과 가장 가까운 더 좋은 음감의 잡음을 제공하기 위해서, 잡음 음량 제어기(148)는 (604에서) 현재의 잡음 배율 인자를 램핑(ramping) 기술에 따라서 출력한다. 램핑 기술은 음량 상태 사이를 이동할 때 잡음 배율 인자를 서서히 증가시키거나 감소시키는 기술을 포함한다. 본 실시예에서 잡음 음량 제어기(148)는 잡음 배율 인자를 100개의 복호 프레임의 주기 또는 2초에 걸쳐서 이전의 잡음 배율 인자와 현재의 잡음 배율 인자 간의 차이를 100으로 나눈 값으로 정의되는 간격으로 증가시키거나 감소시킨다. 예를 들어, 잡음 배율 인자가 0인 음량 상태 2로부터 잡음 배율 인자가 0.005인 음량 상태 3으로의 천이에 응답하여, 잡음 음량 제어기 (148)는 잡음 배율 인자를 2초의 기간에 걸쳐서 매번 0.00005 ((0.005 - 0) / 100) 간격으로 100번 점진적으로 증가시킨다. 잡음 배율 인자가 0.008인 음량 상태 4로부터 잡음 배율 인자가 0.005인 음량 상태 3으로의 천이에 응답하여, 잡음 음량 제어기 (148)는 잡음 배율 인자를 2초의 기간에 걸쳐서 매번 0.00003 ((0.008 - 0.005) / 100) 간격으로 100번 점진적으로 증가시킨다.

비트 오류의 검출에 기초하고 있지만,잡음 삽입 및 음량 제어는 그 대신에 신호 음질에 영향을 미치는 다른 보코더의 인조물(artifacts)의 검출에 기초할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 오류 신호는 다른 방법으로서 위상 지터(jitter), 타이밍 지터, 아이 오프닝 지터(eye opening jitter), 배치 지터(constellation jitter), 신호 대 잡음 비, 또는 다른 보코더 인조물을 정의할 수 있다.

오류 신호가 복호 회로의 의해서 생성되거나 복호 입력 신호만으로 생성될 필요가 없다는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 오류 신호는 복호 회로의 외부에서 생성될 수도 있고 재부호화된 복호 수신 신호 및 실제 수신 신호의 비교에 기초하여 생성될 수도 있으며, 이러한 방안은 굴드(Gould) 등에게 허여되고 1992년5월12일 특허되어 모토롤라 인크에 양도된 제목이 "오류 검출 시스템(Error Detection System)"인 미합중국 특허 제5,113,400호에 개시되어 있다.

상술한 바와 같이, 잡음이 디지탈 수신기의 왜곡된 음성 신호 내에 삽입되어 사용자에게 수신 불량을 청각적으로 알릴 수 있음을 알 수 있다. 잡음 발생기는 잡음을 디지탈 수신기가 수신한 신호의 음질에 기초하여 음성 신호에 더한다. 또한, 잡음 발생기는 신호 음질의 부가적인 변화에 기초하여 잡음의 음량을 점진적으로 변화시킬 수 있다. 신호 음질이 저하됨에 따라, 잡음의 음량 레벨은 증가된다. 또는, 신호 음질이 증가됨에 따라, 잡음 음량 레벨은 감소된다. 한 실시예에서, 잡음 발생기는 복호기에 응답하여 복호기가 불량한 것으로 판단한 음성 신호 프레임 내에 직접 적당한 음량 레벨로 잡음을 정확하고 효과적으로 삽입한다.

Claims

수신된 신호를 음성 신호로 변환하기 위한 디지탈 수신기에 있어서,

상기 수신된 신호의 음질 레벨을 나타내는 오류 신호를 발생하는 회로, 및

상기 회로의 출력과 연결되어, 첫번째로 발생된 상기 오류 신호의 음질 레벨이 선정된 음질 임계치 아래일 때는 잡음을 음성 신호에 삽입하고, 이후에, 발생된 복수개의 상기 오류 신호의 음질 레벨이 상기 선정된 음질 임계치를 초과할 때만 음성 신호 내로의 잡음 삽입을 중지하는 잡음 발생기

를 포함하는 디지탈 수신기.
제1항에 있어서, 상기 발생 회로는

상기 수신된 신호를 복호 음성 데이타 프레임으로 복호하고, 복호 음성 데이타 프레임들 중 현재의 프레임에서 비트 오류를 검출하기 위한 복호기를 더 포함하며, 상기 복호기는 복호 음성 데이타 프레임의 비트 오류율을 추적하기 위한 복수의 오류 상태를 갖는 상태 장치를 사용하여, 상기 복수의 오류 상태 중 현재의 상태에 기초하여 상기 오류 신호를 발생하는

디지탈 수신기.
제1항에 있어서,

상기 오류 신호는 고 음질 레벨과 저 음질 레벨 중 하나를 표시하고,

상기 잡음 발생기는

잡음을 제공하는 잡음원;

상기 잡음원에 결합되어, 상기 음성 신호에서 상기 잡음원을 디지탈 수신기에 선택적으로 접속하는 스위치; 및

상기 회로의 출력 및 스위치에 연결되어, 상기 오류 신호가 저 음질 레벨을 나타낼 때는 상기 스위치를 제어하여 상기 잡음원에 접속시키고, 이후에, 선정된 개수의 연속 오류 신호들이 고 음질 레벨을 나타낼 때만 상기 스위치를 제어하여 상기 잡음원의 접속을 차단하는 잡음 스위치 제어기

를 더 포함하는 디지탈 수신기.
제3항에 있어서, 상기 고 음질 레벨은 저비트 오류율이며, 상기 저 음질 레벨은 고비트 오류율인 디지탈 수신기.
제1항에 있어서, 상기 잡음 발생기는

잡음을 제공하는 잡음원; 및

상기 잡음원과 연결되어, 상기 오류 신호의 복수 발생에 응답하여, 오류 신호의 음질 레벨에 따라서(corresponding to) 상기 잡음의 음량 레벨을 가변시키는 잡음 음량 제어기

를 더 포함하는 디지탈 수신기.
제5항에 있어서,

상기 오류 신호는 고 음질 레벨과 저 음질 레벨 중 하나를 표시하고,

상기 잡음 발생기는, 상기 회로의 출력에 연결된 입력부 및 상기 잡음 음량 제어기에 연결된 출력부를 구비하며, 선정된 개수의 오류 신호에 대하여 고 음질 레벨과 저 음질 레벨에서 각각 발생된 오류 신호를 카운트한 후, 이 카운트한 결과를 출력하는 계수기를 더 포함하는

디지탈 수신기.
제6항에 있어서, 상기 잡음 음량 제어기는 잡음 음량 레벨의 현재 레벨보다 큰 모든 카운트된 발생 오류 신호의 음질 레벨에 응답하여 잡음의 음량 레벨을 감소시키는 디지탈 수신기.
제6항에 있어서, 상기 잡음 음량 제어기는 잡음 음량 레벨의 현재 레벨보다 작은 모든 카운트된 발생 오류 신호의 음질 레벨에 응답하여 잡음의 음량 레벨을 증가시키는 디지탈 수신기.
제6항에 있어서, 상기 고 음질 레벨은 저비트 오류율이며, 상기 저 음질 레벨은 고비트 오류율인 디지탈 수신기.
제5항에 있어서, 상기 잡음 음량 제어기는 음량 제어 상태 장치를 포함하는 디지탈 수신기.
디지탈 무선 전화기에 있어서,

안테나;

상기 안테나에 연결된 송신기;

상기 송신기에 연결된 제어기;

상기 제어기에 연결된 사용자 인터페이스; 및

상기 안테나 및 상기 제어기에 연결된 수신기를 포함하고, 상기 수신기는:

수신 신호를 수신하기 위해 안테나에 연결된 입력부, 음성 신호를 제공하는 제1 출력부, 및 상기 수신 신호의 음질 레벨을 표시하는 오류 신호를 제공하는 제2 출력부를 갖고 있는 복호 회로,

상기 복호 회로의 제1 출력 및 상기 제어기에 연결된 가산기,

잡음을 제공하는 잡음원,

상기 가산기 및 상기 잡음원에 연결되어, 상기 가산기과 상기 잡음원을 접속하거나 접속 차단하는 스위치, 및

상기 복호 회로의 상기 제2 출력 및 상기 스위치에 연결되어 있으며, 선정된 음질 임계치 아래인 음질 레벨을 갖는 오류 신호에 응답하여, 상기 음성 신호와의 결합을 위해 상기 잡음원을 상기 가산기에 연결하고, 이후에, 선정된 음질 임계치를 초과하는 음질 레벨을 갖는 적어도 2개의 연속된 오류 신호에 응답하여, 상기 잡음원을 상기 가산기로부터 분리시키기 위해 상기 스위치를 제어하는 스위치 제어기

를 포함하는 디지탈 무선 전화기.
제11항에 있어서, 상기 수신기는

상기 잡음원 및 상기 스위치에 연결된 믹서;

상기 복호 회로의 상기 제2 출력에 연결되어, 선정된 개수의 오류 신호에 대하여 고 음질 레벨 및 저 음질 레벨에서 각각 발생된 오류 신호를 카운트한 후, 카운트한 결과를 출력하는 계수기; 및

상기 계수기 및 상기 믹서에 연결되어 있으며, 현재의 잡음 음량 레벨보다 큰 모든 카운트된 발생 오류 신호의 음질 레벨에 응답하여, 제1 잡음 배율 인자를 상기 믹서에 출력하여 상기 잡음의 음량을 감소시키고, 현재의 잡음 음량 레벨보다 작은 모든 카운트된 발생 오류 신호의 음질 레벨에 응답하여, 제2 잡음 배율 인자를 상기 믹서에 출력하여 상기 잡음의 음량을 증가시키는 잡음 음량 제어기

를 더 포함하는 디지탈 무선 전화기.
디지탈 수신기에서 잡음을 발생시키는 방법에 있어서,

수신 신호를 음성 신호로 변환하는 단계;

상기 수신 신호의 음질 레벨을 나타내는 오류 신호를 제공하는 단계;

첫번째로 발생된 상기 오류 신호의 음질 레벨이 선정된 음질 임계치 아래일 때, 잡음을 음성 신호에 삽입하는 단계; 및

상기 삽입에 응답하여, 복수로 발생된 상기 오류 신호의 음질 레벨이 상기 선정된 음질 임계치를 초과할 때, 음성 신호 내로의 잡음 삽입을 중지하는 단계

를 포함하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 삽입 단계는 상기 오류 신호가 저 음질 레벨에서 첫번째로 발생하였을 때 상기 잡음을 상기 음성 신호에 가산하는 단계를 더 포함하고,

상기 중지 단계는 고 음질 레벨 오류 신호가 연속해서 선정된 개수만큼 발생한 후에는 상기 잡음을 상기 음성 신호에 가산하는 것을 방지하는 단계를 더 포함하는

방법.
제13항에 있어서,

상기 잡음의 음량 레벨을 상기 음질 레벨에 대응하게 설정하는 단계; 및

복수로 발생한 상기 오류 신호에 응답하여 상기 잡음의 음량 레벨을 가변시키는 단계

를 더 포함하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 가변 단계는

선정된 개수의 오류 신호를 카운팅하는 단계;

선정된 개수의 상기 오류 신호를 카운팅하는 상기 단계 동안, 고 음질 레벨 및 저 음질 레벨 중 하나에서 상기 오류 신호의 발생을 각각 카운팅하는 단계; 및

선정된 개수의 상기 오류 신호를 카운팅하는 상기 단계 동안, 상기 고 음질 레벨 및 상기 저 음질 레벨 중 나머지 하나에서 상기 오류 신호의 발생을 각각 카운팅하는 단계

를 더 포함하는 방법.
제16항에 있어서, 상기 가변 단계는

상기 카운팅 단계들에 응답하여, 상기 오류 신호의 어떠한 발생이라도 현재의 음량 레벨보다 낮은 음질 레벨을 나타내면 상기 잡음의 음량 레벨을 증가시키는 단계

를 더 포함하는 방법.
제16항에 있어서, 상기 가변 단계는

상기 카운팅 단계들에 응답하여, 상기 오류 신호의 어떠한 발생이라도 현재의 음량 레벨보다 높은 음질 레벨을 나타내면 상기 잡음의 음량 레벨을 감소시키는 단계

를 더 포함하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 가변 단계는 상기 수신 신호를 복호 음성 데이타 프레임들로 복호하는 단계를 더 포함하고,

상기 복호 음성 데이타 프레임들에서 비트 오류를 검출하는 단계,

상기 복호 음성 데이타 프레임들의 비트 오류율을 추적하는 단계, 및

상기 복호 오류율을 표시하는 상기 오류 신호를 발생시키는 단계

를 더 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 누적된 오류 신호 계수들에 따라서 상기 잡음의 음량 레벨을 가변시키는 단계를 더 포함하는 방법.