MXPA98005296A - Metodo y sistema de mejoria de la voz - Google Patents

Abstract

Se proporciona un sistema para proporcionar acrecentamiento a una señal de banda-voz en una red de telecomunicaciones. El presente sistema incluye un promediador de potencia para determinar la potencia promedio de la señal de banda-voz. El presente sistema también incluye un ecualizador para atenuar una parte predeterminada de la señal de banda-voz y un escalador de salida para escalar la señal de banda-voz ecualizada con un factor de escalamiento. El sistema de la presente invención también incluye un acrecentador de ganancia automática para aplicar un factor de ganancia automática a la señal de voz-banda escalada y en donde el factor de ganancia automática dependeráde la potencia promedio de la señal de banda-voz de entrada.

Description

MÉTODO Y SISTEMA DE MEJORÍA DK LA VOZ Campo Técnico de la Invención Esta invención se refiere en general al campo de procesamiento de señal de voz en una red de telecomunicaciones, y más particularmente a un método mejorado y a un aparato para incrementar la calidad de las señales de voz en una red de telecomunicaciones .

Antecedentes de la Invención Las redes de telecomunicaciones modernas están compuestas de dispositivos de entrada y de salida, por ejemplo, juegos de teléfono, oficinas centrales locales, y uno o más conmutadores de teléfono que son usados para procesar las señales de voz en la red. Las señales de voz pueden caracterizarse como conteniendo dos regiones, incluyendo la región de graves y la región de sobre agudos. La región de graves se considera típicamente que sea esa parte de la señal de voz abajo de 300 hertz (Hz) , y la parte de sobre agudo es aquella parte de la señal arriba de 300 Hz. Las señales de voz pueden ser atenuadas en la región de banda de graves por uno o más de los elementos en la red de telecomunicaciones.

La Asociación de la Industria Electrónica (EIA) standard RS-470, publicada en enero de 1981, recomienda que la señal de voz de entrada sea atenuada abajo de aproximadamente 300 Hz mediante la codificación en la estación de teléfono de entrada. Esta atenuación de la amplitud de la parte de graves de la señal de voz de entrada se recomienda debido a que el ruido de fondo en la red de telecomunicaciones yace en la región de graves. Mediante el disminuir la amplitud de la parte de graves de la señal de entrada, los ruidos de fondo de la red también se disminuyen.

Adicionalmente, las oficinas centrales de una red de telecomunicaciones también pueden atenuar la región de banda de graves de una señal de voz. Dentro de una oficina central puede localizarse un banco de canal que convierte la señal de voz análoga a su equivalente digital . La señal de voz digital es acoplada a el juego de teléfono receptor mediante un conmutador o conmutadores de teléfono digitales . Antes de que la señal se proporcione al aparato de teléfono receptor, ésta se convierte de regreso al formato análogo en otra oficina central localizada entre el último conmutador y el aparato de teléfono receptor. Los bancos de canales pueden atenuar la parte de graves de la señal de voz de entrada durante el proceso de conversión de análogo a digital .

Algunas redes, por tanto, atenúan la región de graves de la señal de voz de entrada dos veces; en el aparato de teléfono de entrada y en la oficina central. La atenuación de la región de graves de la señal de entrada resulta en una señal de voz en el aparato telefónico receptor que no es una representación verdadera de la voz del gue habla. Los técnicos se han propuesto por tanto compensar por esta pérdida de los graves en una voz de la bocina de teléfono.

Un acercamiento anterior para proporcionar una señal de voz mejorada en una red de telecomunicaciones utiliza una técnica de ganancia ,fija. En el acercamiento de ganancia fija, la parte de base de la señal de voz amplifica mientras que la señal está en la red de telecomunicaciones y antes de que ésta se suministre al aparato de teléfono receptor. Este acercamiento compensa por la atenuación de la señal de entrada con una ganancia fija en algún punto dentro de la red. Este acercamiento también amplifica los ruidos de fondo de la red notados previamente dentro de la región de banda de graves .

Además, si la señal de entrada de voz es una señal alta, por ejemplo, la bocina está hablando a un nivel de decibeles alto (dB) , el acercamiento de acrecentamiento de ganancia fija amplificará adicionalmente la señal de decibel alta, resultando por tanto en una señal en el aparato telefónico receptor que pueda no ser cómoda para el que escucha.

Alternativamente, el aplicar una ganancia fija a una señal de entrada de decibel alto puede resultar en elementos de red diferentes saturantes/sobre impulsantes, haciendo a la señal menos clara de lo que hubiera sido si la ganancia fija no se hubiera aplicado.

Un problema adicional asociado con la técnica de ganancia fija para el acrecentamiento de voz ocurre cuando los datos son transmitidos sobre la red de telecomunicaciones en la banda de voz. Esto se hace a una frecuencia más ocurrente para los sistemas de telecomunicaciones ya que el uso de las máquinas de facsímil y de modems acopladas a las computadoras continúa creciendo. Un modem o máquina de facsímil transmite los datos de banda de voz a una amplitud alta y a una alta frecuencia, por ejemplo de 2,700 Hz . Por tanto, en caso de que se aplique la técnica de ganancia fija a una señal de datos de banda de voz, ésta será innecesariamente amplificada, resultando por tanto en una señal de datos de banda de voz que es difícil de usar sobre el extremo receptor.

Los detectores para percibir la transmisión de los datos de voz se han empleado para resolver los problemas asociados con las transmisiones de datos de banda de voz. Estos detectores están alejados del circuito de mejoramiento de ganancia fija, requiriendo un enlace de control externo con el circuito de acrecentamiento para incapacitar el circuito. Esto permite que los datos de banda de voz no se amplifiquen.

Otro problema asociado con los sistemas de acrecentamiento de voz desarrollados previamente ocurre cuando una señal de voz de entrada que se desplaza en una red de telecomunicaciones se encuentra o debe pasar a través de elementos de red múltiples (red tándem) que incluyen circuitos de mejoramiento de voz de ganancia fija. Los sistemas de mejoramiento de voz de ganancia fija no pueden detectar cuando una señal de voz de entrada se ha ajustado por la técnica de ganancia fija. Por tanto, una señal de voz amplificada en un primer elemento de una red de tándem puede ser subsecuentemente de nuevo amplificada por el segundo elemento en la red. Esta amplificación adicional puede resultar en la saturación de la señal de voz, a un mínimo hacer a la señal incómoda de escuchar en el aparato receptor de teléfono. También, múltiples acrecentamientos de una señal de voz pueden resultar en la oscilación de la señal de voz en la red de t ndem.

Un acercamiento anterior para detectar si una señal se ha incrementado previamente (detección tándem) involucra la generación y detección de un tono sub-audible, típicamente sobre el orden de 20 Hz como una indicación de si la señal de voz se ha acrecentado. Tal tono pasa libremente sobre la red digital central en donde normalmente no hay un filtrado selectivo de frecuencia. Cuando la señal de voz con el tono sub-audible va fuera de la red digital, sin embargo, y se convierte a análoga antes de ser entregada al suscriptor, el tono es desvestido mediante un codee y el filtrado de transformador. Entonces es posible que el suscriptor cree la situación tándem mediante el conferenciar de regreso sobre la red sin que el tono sub-audible pase entre las redes de tándem. Sin el tono sub-audible, esta señal previamente acrecentada puede ser acrecentada una vez adicionada en la red, lo cual puede resultar en una señal insatisfactoria como se describió previamente.

Resumen de la Invención Por tanto ha surgido una necesidad de un sistema de acrecentamiento de voz que elimine los problemas asociados con los sistemas de acrecentamiento de voz anteriores.

Existe una necesidad de un sistema de acrecentamiento de voz que no amplifique el ruido de antecedentes de la red de telecomunicaciones durante los periodos de silencio sobre la red.

Existe una necesidad adicional de un sistema de acrecentamiento de voz que no amplifique las señales de voz de niveles superiores.

Existe una necesidad adicional de un sistema de acrecentamiento de voz que no sobreimpulsará o saturará las señales de voz de nivel superior.

Existe una necesidad adicional de un sistema de acrecentamiento de voz que detecte la transmisión de los datos de banda de voz sin requerir un detector externo separado.

Existe una necesidad adicional de un sistema de acrecentamiento de voz que trabaje efectivamente en una red tándem.

Existe una necesidad adicional de un sistema de acrecentamiento de voz que no provoque la oscilación de la señal de voz.

Aún existe otra necesidad de detectar si una señal de voz se ha acrecentado previamente que no confíe sobre la ausencia o la presencia de un tono sub-audible.

Por tanto, un aspecto del sistema de acrecentamiento de voz actual evita la amplificación de los ruidos de fondo durante los periodos de silencio sobre la llamada de red.

Otro aspecto de la presente invención cambia adaptablemente la amplificación de la señal de voz de manera que las señales de voz de una resistencia suficiente no son amplificadas .

Un aspecto adicional del presente sistema asegura que las señales de voz de nivel superior no son sobreimpulsadas o saturadas .

Otro aspecto de la presente invención es el de que ésta internamente detecta la transmisión de datos de banda de voz e incapacita el acrecentamiento de señal apropiadamente .

Un aspecto adicional del sistema de acrecentamiento de voz de la presente invención es el de que éste puede ser empleado exitosamente en una red tándem.

Otro aspecto de la presente invención es el de que ésta minimiza la oportunidad para provocar la oscilación de la señal de voz.

Aún otro aspecto de la presente invención proporciona un sistema y un método para detectar si una señal de voz se ha acrecentado previamente que no confíe sobre la ausencia o la presencia de un tono sub-audible.

De acuerdo con la presente invención, un sistema de acrecentamiento de voz se proporciona que elimine sustancialmente o reduzca sustancialmente las desventajas y problemas asociados con los sistemas de acrecentamiento de ganancia fija anteriores.

Un sistema incluyendo el acrecentador de voz de control de ganancia adaptable de la presente invención incluye una entrada para aceptar señales de voz y una salida para recibir señales de voz con un acoplamiento entre la entrada y la salida. El acoplamiento incluye un acrecentador de voz que contiene un promediador de energía para determinar la energía promedio de la señal de voz. El acrecentador de voz también incluye un ecualizador para atenuar una parte predeterminada de la señal de voz y un escalador de salida para escalar la señal de voz ecualizada en respuesta a la energía promedio determinada y proporcionar la señal escalada a la salida.

Específicamente, el acrecentador de voz de la presente invención incluye un detector de datos de banda de voz y un detector de mejoramiento de voz tándem, cualesquiera de los cuales puede incapacitar el acrecentador de voz apropiadamente.

Un método para proporcionar un control de ganancia adaptable con el acrecentador de voz de la presente invención incluye el determinar la energía promedio de una señal de voz de entrada, y determinar un factor de escalamiento en respuesta a la energía promedio de la señal de entrada. El presente método de la invención también incluye el ecualizar la señal de voz de entrada mediante el atenuar una parte predeterminada de la señal de voz de entrada. El método presente incluye el escalar la señal de entrada ecualizada' con el factor de escalamiento determinado y acoplar la señal de voz escalada con una salida.

Más específicamente, el presente método para proporcionar un acrecentamiento de voz de control de ganancia adaptable incluye el desacoplar la señal de voz escalada de la salida al detectar los datos de banda de voz o el acrecentamiento tándem.

Un aspecto de la presente invención proporciona un método para proporcionar acrecentamiento de voz en la red de telecomunicaciones . El método incluye el determinar la fuerza promedio de una señal de banda de voz de entrada y determinar un factor de ganancia automático en respuesta a la fuerza promedio de la señal de banda de voz de entrada. El presente método además incluye el ecualizar la señal de banda de voz de entrada mediante el atenuar una parte predeterminada de la señal de banda de voz de entrada y poner a escala la señal de banda de voz ecualizada con un factor a escala. El método presente además incluye el aplicar el factor de ganancia automático a la señal de banda de voz escalada.

Además, otro aspecto de la presente invención incluye el proporcionar señales de ganancia a banda de voz teniendo una fuerza promedio arriba de un nivel de fuerza o de energía promedio mínimo predeterminado pero debajo de un primer nivel de energía predeterminado, no proporcionando cambio a las señales de banda de voz teniendo una energía promedio arriba de el primer nivel de energía predeterminado y debajo de un segundo nivel de energía predeterminado en donde el segundo nivel de energía predeterminado es mayor que el primer nivel de energía predeterminado, y atenuar las señales de banda de voz teniendo un nivel de energía promedio arriba del segundo nivel de energía promedio .

Aún otro aspecto de la presente invención proporciona un método para proporcionar mejoramiento a una señal de banda de voz en una red de telecomunicaciones . El presente método incluye el determinar la energía promedio de la señal de banda de voz de entrada y determinar un factor de ganancia automático en respuesta a la fuerza promedio de la señal de banda de voz de entrada. Este método además incluye el ecualizar la señal de banda de voz de entrada mediante el atenuar una parte predeterminada de la señal de banda de voz de entrada y poner a escala la señal de banda de voz ecualizada con un factor de escalamiento. La presente invención también incluye el aplicar el factor de ganancia automático a la señal de banda de voz escalada mediante el proporcionar señales de banda de voz a ganancia teniendo una energía promedio arriba de un nivel de energía promedio mínimo predeterminado pero debajo de un primer nivel de potencia predeterminado, no proporcionando cambio a las señales de banda de voz teniendo una potencia promedio arriba del primer nivel de potencia predeterminado y abajo de un segundo nivel de potencia predeterminado en donde el segundo nivel de potencia predeterminado es mayor que el primer nivel de potencia predeterminado, y atenuar las señales de banda de voz teniendo un promedio de nivel de potencia arriba del segundo nivel de potencia predeterminado.

Un aspecto adicional de la presente invención proporciona un sistema para proporcionar un acrecentamiento a la señal de banda de voz en una red de telecomunicaciones que comprende. El presente sistema incluye un promediador de potencia para determinar la potencia promedio de la señal de banda de voz. El presente sistema también incluye un ecualizador para atenuar una parte predeterminada de la señal de banda de voz y un escalador de salida para escalar la señal de banda de voz ecualizada, con un factor de escalamiento. El sistema de la presente invención también incluye un acrecentador de ganancia automático para aplicar un factor de ganancia automático a la señal de banda de voz escalada y en donde el factor de ganancia automático dependerá de la potencia promedio de la señal de banda de voz de entrada.

Además, el acrecentador de ganancia automática de la presente invención además proporciona señales de ganancia a banda de voz teniendo una potencia promedio arriba de un nivel de potencia promedio mínimo predeterminado pero abajo de un primer nivel de potencia predeterminado, ninguna ganancia o atenuación de las señales de banda de voz tiene una potencia promedio arriba de el primer nivel de potencia predeterminado y abajo de un segundo nivel de potencia predeterminado en donde el segundo nivel de potencia predeterminado es mayor que el primer nivel de potencia predeterminado, y atenúa las señales de banda de voz teniendo un nivel de energía promedio arriba del segundo nivel de potencia predeterminado.

Una ventaja técnica del sistema de acrecentamiento de voz de control de ganancia adaptable (AGC) de la presente invención es la de que ésta proporciona una señal de voz acrecentada que suena más como la voz del que habla. El sistema de mejoramiento de voz de control de ganancia adaptable presente es compatible con cualesquier señales de voz o de señales de datos de banda de voz que están siendo transmitidas en una red de telecomunicaciones .

El presente sistema de acrecentamiento de voz también proporciona una ventaja técnica para eliminar los problemas asociados con los sistemas de acrecentamiento de voz de control de ganancia fija actualmente disponibles. El sistema de ganancia adaptable del presente sistema atenúa las señales de voz de entrada de alto nivel y amplifica las señales de voz de entrada de bajo nivel. La presente invención por tanto no saturará una señal de voz de entrada que está inicialmente a un nivel alto.

Una ventaja técnica adicional del presente sistema de acrecentamiento de voz de control de ganancia adaptable es el de que ésta no amplificará los periodos de silencio en una conversación que se está llevando a cabo entre aparatos telefónicos remotos. Por tanto, el presente sistema no amplificará el ruido de fondo de red cuando las señales de voz no estén siendo transmitidas.

Otra ventaja técnica de la presente invención es la de que ésta es capaz de detectar en una red en tándem una señal de voz la que se ha acrecentado previamente . Al detectar una configuración tándem, el presente sistema se incapacita a sí mismo de manera que la señal previamente acrecentada no se amplifica de nuevo. Esto proporciona una ventaja técnica para evitar la condición de oscilación de una señal en la red.

Aún otra ventaja técnica del presente sistema es el de que éste es capaz de detectar la transmisión de datos de banda de voz e incapacitar la ganancia adaptable de la señal como se requiera. La presente invención también se auto-incapacita con la detección de una red tándem o datos de banda de voz y no requiere un detector o enlace de control externo.

Una ventaja técnica adicional de la presente invención es la de que ésta puede ser implementada en un equipo de telecomunicaciones existente, por ejemplo en el cancelador de eco de una red, el presente sistema también es compatible con redes de telecomunicaciones existentes.

Aún otra ventaja técnica de la presente invención es la de que ésta detecta si una señal de voz se ha incrementado previamente y evita un sobreacrecentamiento de la señal sin requerir un tono sub-audible en la señal.

Breve Descripción de los Dibujos Para un entendimiento más completo de la presente invención y de las ventajas de la misma, se hace ahora referencia a la siguiente descripción detallada tomada en conjunción con los dibujos acompañantes en los cuales los números de referencia iguales indican características iguales y en donde: La figura 1 ilustra un diagrama de bloque del circuito de control de ganancia adaptable del sistema de acrecentamiento de voz de la presente invención; La figura 2 muestra un esquema de flujo representativo de los pasos ejecutados por los circuitos de control de ganancia adaptables para el acrecentamiento de voz; Las figuras 3A a 3D ilustran las señales de voz representativas en diferentes fases del proceso de control de ganancia adaptable de la presente invención; La figura 4 es un diagrama de bloque que representa una ubicación posible del sistema de acrecentamiento de voz de la presente invención dentro de una red de telecomunicaciones ; La figura 5 es un diagrama de bloque de una red de telecomunicaciones que incorpora el sistema de control de ganancia adaptable para el acrecentamiento de voz de la presente invención; La figura 6 muestra un diagrama de bloque de una modalidad alterna para el sistema de acrecentamiento de voz de la presente invención; La figura 7 es un diagrama de bloque de una red de telecomunicaciones que incorpora el sistema de acrecentamiento de voz de la presente invención; La figura 8 representa un ejemplo de una función de acrecentamiento de ganancia automática de acuerdo con el sistema de acrecentamiento de voz de la figura 6; Las figura 9A y 9B representan un escenario operacional posible para los acrecentadores de voz en tándem de la figura 7.

Descripción Detallada de la Invención Las modalidades de la presente invención están ilustradas en las figuras, los números iguales siendo usados para referirse a partes iguales y correspondientes de los varios dibujos.

La figura 1 ilustra un diagrama de bloque para implementar el sistema de acrecentamiento de voz de control de ganancia adaptable (AGC) de la presente invención. El acrecentador de voz 10 de la presente invención esta acoplado a una entrada 12 y a una salida 14. La entrada 12 es típicamente cualesquier dispositivo que proporcionará una señal de voz de entrada desde un aparato de teléfono. La salida 14 en forma similar incluye cualesquier dispositivo usado para producir una señal de voz de salida a un aparato de teléfono.

La entrada 12 está acoplada en paralelo con un ecualizador de banda de graves 16, un promediador de energía 18, un comparador de potencia de graves a sobreagudos 20, y un detector de datos de banda de voz 22 sobre el lado de entrada del acrecentador de voz 10. El ecualizador de banda de graves 16 (o ecualizador) ecualiza una señal de voz de entrada mediante el atenuar la amplitud de la parte de sobreagudo de la señal de entrada. El ecualizador de banda de graves 16 puede estar involucrado en un filtro digital que disminuye la amplitud de la parte de sobreagudo de una señal de voz de entrada. Una demarcación típica entre las regiones de grave y de sobreagudo de la señal de voz de entrada es de aproximadamente 300 Hz, aún cuando otras demarcaciones son posibles sin desviarse de los conceptos inventivos de la presente invención. El ecualizador de banda de graves 16 esencialmente ecualiza la distorsión de banda de graves de la señal de entrada introducida por un aparato de teléfono de entrada o desde la conversión de análogo a digital de la señal en el banco de canal de una oficina central .

El promediador de energía 18 del acrecentador 10 mide la potencia promedio de una señal de entrada. Esto se logra con una variedad de métodos, y una modalidad del promediador de potencia 18 es un filtro de paso bajo a través del cual se pasa la señal de entrada rectificada desde la entrada 12.

También está incluido en el lado de entrada del acrecentador de voz 10 un detector de acrecentamiento de voz tándem o comparador de potencia de grave a sobreagudo 20. El comparador de potencia de grave a sobreagudo 20 detecta el acrecentamiento tándem potencial de una señal de entrada dentro de una red de telecomunicaciones. El comparador de potencia de grave a sobreagudo 20 continúa vigilando la proporción de la potencia de grave a sobreagudo de la señal de entrada. Se sabe que para una señal de entrada promedio, la proporción de potencia de grave a sobreagudo está generalmente dentro de un rango predeterminado. También se conoce que el aparato de teléfono de entrada y el banco de canal de una oficina central en una red atenúan la señal de graves, disminuyendo por tanto esta proporción. El comparador de potencia de graves a sobreagudos 20 continuamente vigila esta proporción en la señal de entrada. Si la proporción de potencia de grave a sobreagudo vigilada es mucho más baja que la esperada para una señal acrecentada, entonces el comparador de potencia de grave a sobreagudo 20 establece que no está presente un circuito de acrecentamiento tándem. En forma inversa, si la proporción de potencia vigilada es comparable o superior a la esperada, entonces el comparador de potencia de grave a sobreagudo 20 establece que está presente un circuito de acrecentamiento de voz tándem. El comparador de potencia de grave a sobreagudo 20 proporciona una ventaja técnica para detectar cuando una señal de voz de entrada se ha acrecentado previamente de manera que el acrecentador de voz 10 pueda usarse en redes en tándem.

El detector de datos de banda de voz 22 también analiza la señal de entrada. El detector de datos de banda de voz 22 determina si la señal de voz de entrada es de datos de banda de voz . Los métodos de detección de datos de banda de voz son muy conocidos en el arte y no se elaboran aquí. El acrecentador de voz 10 incorpora uno de los métodos del arte previo de detección de manera que el control de ganancia adaptable de una señal de entrada puede ser incapacitado cuando se detectan los datos de banda de voz. El detector de datos de banda de voz 22 proporciona una ventaja técnica de detectar la transmisión de los datos de banda de voz internamente al acrecentador de voz 10 sin requerir detectores ni enlaces de control externo .

Acoplado al comparador de potencia de grave a sobreagudo 20 y al detector de datos de banda de voz 22 está un incapacitador de acrecentamiento AGC 24. Basado sobre las entradas de comparador de potencia de grave a sobreagudo 20 y del detector de datos de banda de voz 22, el incapacitador de acrecentamiento AGC 24 determina si el acrecentador de voz 10 debe ser incapacitado mediante el interruptor 26. La posición de falla del interruptor 26 habilita el acrecentamiento de voz de la señal de entrada, y se incapacitará cuando el incapacitador de acrecentamiento AGC 24 determina que ya sea que la señal de entrada se ha acrecentado previamente o que la señal de entrada es una de datos de banda de voz .

La tabla de observación de atenuación/ganancia 28 está acoplada al promediador de potencia 18. Una vez que la potencia promedio de una señal de entrada se determinó en el promediador de potencia 18, se envía una señal representativa de la fuerza promedio de la señal de entrada a la tabla de mirar de ganancia/atenuación 28. La tabla de mirar de ganancia/atenuación 28 contiene factores de escalamiento que son aplicados a la señal de voz de entrada dentro de los conceptos inventivos de la presente invención. La tabla de mirar de ganancia/atenuación 28 se organiza de manera que si la potencia promedio de la señal de entrada es alta, entonces el factor de escalamiento correspondiente es bajo. Esto proporciona una ventaja técnica de evitar la sobreamplificación de las señales de nivel superior y evita una sobreimpulsión o saturación de la señal.

El factor de escalamiento puede ser menor que la unidad y la potencia promedio de la señal de entrada es insuficientemente alta. Si la potencia promedio de la señal de entrada es medida como siendo baja, entonces el factor de escalamiento correspondiente es alto. Una señal de entrada típica en la potencia de entrada promedio tendrá un factor de escalamiento correspondiente que proporciona una ganancia mínima o atenuación de la señal, asegurando por tanto que todas las señales reciben AGC. El cambio adaptable del factor de escalamiento proporciona una ventaja técnica de evitar la oscilación de la señal de voz.

El escalador de salida 30 está acoplado a la tabla de mirar de ganancia/atenuación 28. El escalador de salida 30 también está acoplado al ecualizador de banda grave 16 que proporciona la señal de entrada ecualizada al escalador de salida 30. El escalador de salida 30 aplica el factor de escalamiento determinado previamente desde la tabla de mirar de ganancia/atenuación 28 para amplificar o atenuar en forma acorde la señal de entrada ecualizada. El escalador de salida 30 proporciona la señal amplificada a la salida 14.

También se muestra en la figura 1 la trayectoria transparente 32. la trayectoria transparente 32 está acoplada a la entrada 12 y a la posición de incapacitación de acrecentamiento 34 del interruptor 26. El atenuador variable 36 está localizado entre los extremos de la trayectoria transparente 32. El atenuador variable 36 puede ser incluido en el acrecentador de voz 10 para proporcionar una supresión de ruido acrecentada cuando el acrecentador de voz 10 detecta silencio en la entrada 12. Cuando el silencio es detectado, el conmutador 26 se coloca en la posición de incapacitar el acrecentamiento 34, y la trayectoria entre la entrada 12 y la salida 14 es una trayectoria transparente 32.

Al conmutar a la trayectoria transparente 32, el atenuador variable 36 se pone para una atenuación mínima. Sobre un período de tiempo cada señal abajo de los umbrales de voz hace que la atenuación en el atenuador variable 36 aumente (por ejemplo, 0.5 decibeles por 3 milisegundos) hacia un valor máximo para un atenuador variable 36. Aumentando la atenuación del atenuador variable 36 hace que los ruidos de fondo de la red se supriman. Esto proporciona la ventaja técnica de minimizar el nivel de ruidos de fondo durante períodos de silencio.

Al aumentar el nivel de las señales de entrada, la atenuación del atenuador variable 36 disminuye hacia la atenuación mínima. Después de un período corto de integración (por ejemplo, 3 muestras de la señal de entrada) de las señales de entrada arriba del umbral predeterminado, el conmutador 26 se mueve de regreso a su posición de falla permitiendo el control de ganancia adaptable de las señales de entrada. El atenuador variable 36 se volvió entonces a poner a la atenuación mínima.

Se nota que los bloques funcionales representados en la • figura 1 pueden estar involucrados en dispositivos discretos separados o en un solo circuito integrado sin departir de los conceptos inventivos de la presente invención.

Adicionalmente, se nota que los bloques funcionales representados en la figura 1 pueden ser implementados en todo o en parte en un programa así como en un aparato.

La operación del acrecentador de voz 10 de la figura 1 se discutirá en relación con el esquema de flujo de la figura 2 y las señales representativas de las figuras 3A a 3D.

La figura 2 muestra los pasos representativos ejecutados por el acrecentador de voz 10 de la presente invención para AGC de una señal de voz de entrada. El flujo comienza en el paso 50, y en el paso 52, el proceso de acrecentamiento de voz presente es iniciado cuando se detecta una señal de entrada mayor que un umbral predeterminado. Abajo del umbral predeterminado, se declara que el silencio existe sobre la entrada 12, y el conmutador 26 del acrecentador de voz 10 se coloca en una posición de incapacitación de acrecentamiento 34. Un ejemplo para el umbral predeterminado es -40 dBmO, pero éste puede también ser adaptablemente cambiado basándose sobre los niveles de ruido callado en la red o sobre el nivel de potencia de la señal de voz de entrada. Cuando el silencio es detectado y el conmutador 26 está colocado en' la posición de incapacitar el acrecentamiento 34, la señal de entrada se proporciona a la salida 14 sin escalamiento. Esto proporciona la ventaja técnica de evitar la amplificación del ruido de fondo de la pare durante los períodos de silencio. Cualesquiera de los bloques asociados con el lado de entrada del acrecentador de voz 10 (ecualizador de banda de grave 16, promediador de potencia 18, el comparador de potencia de grave a sobreagudo 20, o el detector de datos de banda de voz 22) puede usarse para la detección de silencio y de una señal de voz de entrada.

Al detectarse la señal de entrada, una cuenta de cuadros se inicia en el paso 54. Un sistema de cuadro es usado mediante el acrecentador de voz 10 para dividir la transmisión de señales en períodos de tiempo. Un período de cuadro típico usando en el acrecentador de voz 10 corresponde a 3 milisegundos.

Una vez que la señal de voz de entrada se ha detectado en la entrada 12, entonces en el paso 56 el acrecentador de voz 10 determina si la señal de entrada se ha acrecentado previamente. Como se describió en conjunción con la figura 1 dada arriba, para una señal de discurso promedio, la proporción de potencia de grave a sobreagudo está aproximadamente dentro de un rango predeterminado. En el paso 56, el conmutador de potencia de grave a sobreagudo 20 mide la proporción de potencia de grave a sobreagudo para determinar si ésta es consistente con una señal acrecentada previamente indicando que existe una configuración en tándem. En el paso 58 se hace una decisión de si está presente el acrecentamiento en tándem. Si está presente un acrecentamiento en tándem, entonces el flujo procede al paso 60 en donde el acrecentamiento de voz AGC es incapacitado por un incapacitador de acrecentamiento AGC 24 mediante el enviar una señal apropiada al conmutador 26 o a su equivalente de manera que el conmutador 26 se moverá a su posición de incapacitar el acrecentamiento 34 (véase la figura 1) . Dado que el conmutador 26 está prepuesto a una posición de falla capacitando el acrecentamiento de voz, entonces si una configuración en tándem no es detectada, en el paso 58, el flujo procede el paso 62.

El paso 62 la presencia de los datos de banda de voz se detecta. El detector de datos de banda de voz 22 implementa métodos de detección de datos de banda de voz muy conocidos los cuales no requieren discutirse en detalle. En el paso 64 se hace una pregunta en cuanto a que si están presente los datos de banda de voz en la señal de entrada. Si el detector de datos de banda de voz 22 percibe la transmisión de datos de banda de voz en la entrada 12 , entonces en el paso 64 éste envía una señal apropiada al incapacitador de acrecentamiento AGC 24 que hace que el conmutador 26 o su equivalente se mueva a una posición de incapacitación de acrecentamiento 34 en el paso 60. Si los datos de banda de voz no están presentes en el paso 64, entonces el flujo continúa el paso 66.

Se nota que una detección de la configuración en tándem mediante el medir la proporción de potencia grave a sobreagudo en el paso 56, y la detección de la transmisión de los datos de banda de voz en el paso 62 , puede ocurrir ya sea simultáneamente o en orden de reversa aquélla mostrada en la figura 2. También se nota que la posición de falla del conmutador 26 o su equivalente es para habilitar el acrecentamiento de la señal de voz dentro de los conceptos inventivos de la presente invención. Con la detección de una señal previamente acrecentada o datos de banda de voz, el circuito de acrecentamiento de voz 10 será deshabilitado en el conmutador 26.

En el paso 66, el promediador de potencia 18 mide la potencia de la señal de entrada, y en el paso 68, el promediador de potencia 18 determina la potencia promedio de la señal de entrada. En el paso 70, el promediador de potencia 18 envía una señal representativa de la potencia medida promediada a la tabla de mirar de ganancia/atenuación 28. En el paso 70, una tabla de mirar de ganancia/atenuación 28 proporciona un factor de ganancia atenuación o un factor de escalamiento basado sobre el promedio medido de potencia de entrada. El factor de escalamiento está relacionado con la potencia de promedio medido como se describió previamente, en donde una señal de entrada con una potencia promedio superior corresponde a un factor de escalamiento de atenuación o bajo, y una señal de entrada de nivel bajo corresponde a un factor de escalamiento amplificante. En el paso 72, el ecualizador de banda grave 16 ecualiza la señal de voz de entrada.

La figura 3A muestra un ejemplo de una señal de voz de entrada representativa. El eje-X 100 es la frecuencia de la señal de entrada, y el eje Y 102 es la amplitud de la señal de entrada en decibeles (dB) . La señal de entrada 104 tiene asociada con ésta una región grave 106 y una región de sobreagudo 108. Típicamente, la demarcación entre la región de grave 106 y la región de sobreagudo 108 se ve como estando 300 Hz sobre la línea 109, aún cuando otras líneas de demarcación pueden ser adecuadas. La región de grave 106 de la señal de entrada 104 se ha atenuado en relación a la región de sobreagudo 108 por ya sea cualesquiera o ambos de un aparato de teléfono de entrada y el banco de canal de una oficina central.

La figura 3B ilustra una función de transferencia 110 aplicada por un ecualizador de banda grave 16 en el paso 72 para igualar la señal de entrada 104. Se nota que la señal de transferencia 110 disminuye la amplitud de la parte de sobreagudo 108 de la señal de entrada en relación a la región de grave 106 de la señal de entrada 104.

La figura 3C muestra la señal ecualizada 113 que es la señal 104 siguiendo la ecualización en el paso 72 en el ecualizador de banda grave 16. Después de la ecualización en el ecualizador de banda grave 16 por la función de transferencia 110, la señal ecualizada 113 tiene una amplitud relativamente plana sobre el rango de frecuencia completa de la señal . Se nota que la determinación del factor de escalamiento en el paso 70 y la ecualización de la señal de entrada en el paso 72 puede ocurrir simultáneamente o en el orden inverso aquél descrito en la figura 2. El flujo entonces procede al paso 74 en donde el escalamiento de la señal ecualizada 113 ocurre. El escalador de salida 30 aplica el factor de escalamiento a la señal ecualizada 113.

La figura 3D ilustra dos señales de salida escaladas representativas, en donde la señal 114 muestra la señal ecualizada 113 después de un factor de escalamiento de amplificación opositivo, y la señal 116 representa la señal ecualizada 113 después de un factor de escalamiento negativo o atenuante. Después de la aplicación del factor de escalamiento a la señal de entrada, el proceso continúa al paso de contador de cuadros 76. Para evitar el cambiar los factores de escalamiento muy rápidamente, el factor de escalamiento se ajusta cada N cuadros con un cambio máximo de X dB, en donde por ejemplo, N puede ser de 24, el cual corresponde a 3 milisegundos, y X puede ser .5 dB. Por tanto, el contador de armazón es incrementado en el paso 76, y en el paso 78 se determina si un número de cuadros han pasado aquél excedido de N. Si no lo han hecho, entonces el flujo regresa al paso 74 en donde el factor de escalamiento mismo previamente determinado es aplicado a la señal de entrada hasta que la cuenta de armazón excede N. En el paso 78, si el número de cuadros excede N, el flujo regresa al paso 52 en donde el proceso completo se comienza de nuevo. Esto evita que un factor de escalamiento cambie muy rápidamente.

Se nota que el flujo de la figura 2 permite que el control de ganancia adaptable continuo (AGC) de la señal de entrada. El factor de escalamiento es predeterminado cada N cuadros de transmisión de señal permitiendo para el cambio la ganancia de la señal de entrada al cambiar la señal de entrada. También se nota que la metodología descrita en asociación con las figuras 2 y 3A-3D es representativa de una modalidad posible de la presente invención, y que son posibles otras incorporaciones sin departir de los conceptos inventivos de la presente invención.

La figura 4 muestra un diagrama de bloque de una modalidad del incrementador de voz si es en un elemento de red de cancelador de eco 80 en una red de telecomunicaciones típica. Un ejemplo del elemento de red de cancelador de eco 80 es el cancelador de eco EC24 fabricado y vendido por DSC Communications Corporation. El acrecentador de voz 10 está mostrado en un elemento de red de cancelador de eco 80 acoplado a una entrada de arrastre 86, la cual proporciona las señales de voz de entrada que están siendo procesadas en el elemento de red cancelador de eco 80. El acrecentador de voz 10 lleva a cabo el escalamiento de control de ganancia adaptable necesario de la señal de voz de entrada como se describió en conjunción con las figuras 1 a 3D arriba, y proporciona una cola fuera 88 de las señales acrecentadas al híbrido 90. El híbrido 90 está acoplado por la cola en el elemento 92 al filtro adaptable de cancelador de eco 82 a través del circuito de resumen 84. El circuito de resumen 84 proporciona las señales de salida a la salida de arrastre grande 94. La operación del elemento cancelador de eco 80 para eliminar los efectos de eco en una línea de transmisión de dos vías son muy conocidos en el arte y no se discutirán aquí. También se nota que el acrecentador de voz 10 no tiene que ser colocado en el elemento de red cancelador de eco 80 ya que otros elementos dentro de la red de telecomunicaciones son ubicaciones adecuadas para el acrecentador de voz 10. Se nota que el elemento de red cancelador de eco 80 incluyendo el acrecentador de voz 10 puede localizarse en o separadamente del conmutador de teléfono.

La figura 5 muestra una red de telecomunicaciones 120 que es un ejemplo de una red que puede incorporar el sistema de acrecentamiento de voz de control de ganancia adaptable de la presente invención para proporcionar una transmisión de señal de voz mejorada desde la entrada 12 hasta la salida 14. La red 120 puede ser una red de línea-tierra o una red inalámbrica. La entrada 12 incluye un aparato de teléfono de entrada que está acoplado a la oficina central 122. La oficina central 122 convierte las señales de voz análogas a señales digitales en el banco de canal . La oficina central 122 proporciona el acoplamiento al conmutador de teléfono 124. El conmutador 124 está acoplado al elemento de red cancelador de eco 80 en donde el acrecentador de voz 10 está incluido. El elemento cancelador de eco 80 está acoplado al conmutador 126 y posiblemente a otros. El conmutador 126 muestra una modalidad en donde elemento de red cancelador de eco 81, incluyendo el acrecentador de voz 10, está localizado dentro del conmutador más bien que externo a éste. Cualesquíer ubicación del acrecentador de voz 10 puede emplearse sin departir de los conceptos inventivos. El conmutador 126 está acoplado a una oficina central 128 la cual a su vez proporciona un acoplamiento a la salida 14. La funcionalidad del acreceptador de voz de control de ganancia adaptable 10 en los canceladores de eco 80 y 81 de la red 120 es como se describió previamente. Se nota que la entrada 12 y la salida 14 cambiarán papeles al progresar la conversación de teléfono, proporcionando por tanto un enlace de comunicación de dos vías entre la entrada 12 y la salida 14. Se nota que la modalidad del acrecentador de voz 10 en los elementos de red de cancelador de eco 80 y 81 es por medio de un ejemplo de ubicaciones para el acrecentador de voz 10 de la presente invención.

En la operación del acrecentador de voz 10 de la presente invención, una señal de voz de entrada es recibida sobre la entrada 12. El ecualizador de banda grave 16 ecualiza la señal de entrada mediante el atenuar la parte de sobreagudo de la señal de entrada. Esto ecualiza esencialmente la señal que ha tenido previamente su región grave atenuada por varios elementos de la red. El promediador de potencia 18 mide y determina la potencia promedio de la señal de entrada. La tabla de mirar de ganancia/atenuación 28 proporciona un factor de escalamiento para aplicarse a la señal de entrada basado sobre la potencia promedio medida. El escalador de salida 30 aplica el factor de escalamiento a la señal ecualizada y suministra la señal escalada a la salida 14. El factor de escalamiento es actualizado continuamente de manera que el nivel de la señal de salida cambia como lo hace el factor de escalamiento. Esto proporciona la ganancia adaptable controlando la señal de voz. El modo de falla del acrecentador de voz 10 es para proporcionar el acrecentamiento de voz a la señal del voz.

El detector de datos de banda de voz 12 analiza la señal de entrada para determinar si ésta incluye los datos de banda de voz en oposición a la señal del voz estándar. El comparador de potencia grave a sobreagudo 20 mide la proporción de potencia de la parte de grave a la parte de sobreagudo de la' señal de entrada para determinar si la señal se ha acrecentado previamente en la red. Si se detecta ya sea el acrecentamiento previo o los datos de banda de voz entonces el inhábilitador de acrecentamiento de control de ganancia adaptable 24 hará que el conmutador 26 desacople la señal del voz de acrecentamiento de la salida 14.

Por tanto, el sistema de acrecentamiento de voz de control de ganancia adaptable de la presente invención proporciona un control de ganancia adaptable mediante el aplicar un factor de escalamiento a una señal de voz de entrada y amplificando/atenuando la señal de voz de entrada para proporcionar una señal más representativa de la voz del que habla en el aparato receptor. La presente invención elimina los problemas asociados con los sistemas de acrecentamiento de voz de ganancia fija anteriores mediante el continuamente y adaptablemente vigilar la señal de entrada y escalar apropiadamente la señal de entrada. En la señal son respondidos de manera que cuando la señal de entrada es recibida en el aparato receptor de salida, se obtiene una representación más verdadera de la señal de voz de entrada.

La figura 6 ilustra un diagrama de bloque para una modalidad alterna del presente sistema inventivo y del método para proporcionar un acrecentamiento de señal de voz . El acrecentador de voz 130 de la figura 6 es muy similar al acrecentador de voz 10 de la figura 1 y opera en una manera similar al acrecentador de voz 10 como se descubrió en las discusiones relativas a las figuras 1-5. El acrecentador de voz 130 está acoplado a la entrada 12 y a la salida 14. El acrecentador de voz 130 incluye el procesador de señal 131 acoplado entre la entrada 12 y la salida 14. El procesador de señal 131 opera sobre una señal de voz recibida en la entrada 10 para proporcionar una compensación apropiada a la señal de voz para los efectos de atenuación de la señal de voz en la estación de teléfono de entrada o durante la digitización en el banco de canal. El procesador de señal 131 proporciona una señal de voz acrecentada en un proceso de dos pasos. Primero, éste elimina los efectos de la atenuación en la entrada 12 mediante el ecualizar y escalar la señal. En segundo lugar, este proporciona una ganancia o atenuación apropiadas a la señal escalada de manera que no sólo son removidos los efectos de atenuación de la señal de voz sino que la señal de voz está a un nivel cómodo para el que escucha .

El procesador de señal 131 incluye el ecualizador 132 acoplado a la entrada 12. El ecualizador 132 también está acoplado al escalador de salida 134, el cual la su vez está acoplado al acrecentador de ganancia automática (AGE) 136. El ecualizador 132, el escalador de salida 134 y el acrecentador de ganancia automática 136 forman una trayectoria entre la entrada 12 y la salida 14 también llevan a cabo el procesamiento de señal necesario para acrecentar una señal de voz. El ecualizador 132 es similar al ecualizador de banda de grave 16 en el acrecentador de voz 10 y ecualiza una señal de voz de entrada mediante el atenuar la amplitud de la parte de sobreagudo de la señal de entrada. El ecualizador 132 puede ser involucrado en un filtro digital que disminuye la amplitud de la parte de sobreagudo de una señal de entrada. El ecualizador 132 esencialmente ecualiza la distorsión de banda de graves de la señal de entrada introducida por el juego de teléfono de entrada o de la conversión análoga a digital de la señal en el banco de canal de una oficina central .

El escalador de salida 134 se acopla al ecualizador 132 y recibe la señal ecualizada del ecualizador 132. El escalador de salida 134 proporciona una ganancia a la señal ecualizada completa que recibe del ecualizador 132. En una modalidad del escalador de salida 134, éste proporciona una cantidad fija predeterminada de ganancia para la señal ecualizada sobre el orden, de por ejemplo, 9 dB. En una modalidad alterna, el escalador de salida 134 proporciona una función de ganancia apropiada usando una tabla de mirar de ganancia/atenuación 137. Basado sobre la potencia promedio de la señal de voz recibida de la entrada 12 como se determinó por un promediador de potencia 18, la tabla de mirar 137 proporciona una señal de control al escalador de salida 134. Este método permite la ganancia o atenuación proporcionada por el escalador 134 a la señal de voz al ser determinada dinámicamente. En esta manera, el escalador de salida 134 proporciona ganancia a la señal ecualizada completa recibida del ecualizador 132 que resulta en una señal que tiene esencialmente la atenuación causada por el aparato de teléfono de entrada o la oficina central corregida. La señal de voz resultante habiendo sido ecualizada escala los resultados en una señal de voz que suena más natural .

La señal de voz escalada de salida del escalador de salida 134 entonces se proporciona al acrecentador de ganancia automática 136 para un procesamiento adicional. El acrecentador de ganancia automática 136 proporciona un procesamiento de señal importante para la señal escalada de salida de manera que la señal proporcionada en la salida 14 es cómoda para un escucha. El acrecentador de ganancia automática 136 proporciona una cantidad apropiada de ganancia o atenuación a la señal que ésta recibe del escalador 134. Usando la potencia promedio medida como se determinó por el promediador de potencia 18 y la tabla de mirar ganancia/atenuación 137, el acrecentador de ganancia automática 136 proporciona un acrecentamiento de ganancia automática apropiada a la señal escalada del escalador de salida 134. El acrecentador de ganancia automática 136 y la tabla 137 están configuradas de manera que los períodos de silencio desde la entrada 12 no son ganados, de manera que las señales de bajo nivel reciban una ganancia apropiada, que las señales de nivel promedio no reciban ganancia, y que las señales "caliente" o de alto nivel sean atenuadas apropiadamente. De esta manera, el procesador de señal 131 proporciona una señal de voz acrecentada que puede ser percibida por el que escucha como más natural o una representación más verdadera de la voz del que habla a un nivel de escucha cómodo.

Como se notó previamente, el acrecentador de voz 130 también incluye un promediador de potencia 18, el detector de datos de banda de voz 22, y la tabla de mirar de ganancia/atenuación 28 similares a las del acrecentador de voz 10 de la figura 1. Como se describió previamente, el promediador de potencia 18 del acrecentador de voz 130 mide la potencia promedio de una señal de entrada. Basado sobre esta medición de potencia promedio, el promediador de potencia 18 proporcionó una señal de control al ecualizador 132, al escalador de salida 134 y al acrecentador de ganancia automática 136 de manera que una señal de entrada es procesada adecuadamente por el procesador de señal 131. Las mediciones de potencia promedio desde el promediador de potencia 18 también se proporcionan a la tabla de mirar de ganancia/atenuación 28 de manera que éstas puedan usarse por un acrecentador de ganancia automática 136 al proporcionar una ganancia o atenuación apropiadas a la señal escalada de salida desde el escalador de salida 134.

Una característica importante del promediador de potencia 18 es la de que si éste detecta una señal abajo de un umbral predeterminado, por ejemplo de -30 dBmO éste proporcionará una señal de control de manera que el ecualizador 132, el escalador de salida 134 y el acrecentador de ganancia automática 136 proporcionen esencialmente una trayectoria transparente a través del procesador de señal 131 entre la entrada 12 y la salida 14 de manera que no ocurra esencialmente una señal de procesamiento. Esto es importante cuando, por ejemplo, el silencio está presente en la entrada 12. El promediador de potencia 18 detecta el silencio y asegura que los ruidos de canal de fondo de la red no son amplificados dentro del procesador de señal 131. Adicionalmente, de procesador de señal 131 también puede ponerse para proporcionar la función del atenuador variable 36 en la figura 1 cuando el silencio es detectado sobre la entrada 12. Esto permite a los ruidos de fondo de la red el ser suprimidos durante los períodos de silencio.

El detector de datos de banda de voz 22 también está incluido en el acrecentador de voz 130 en la figura 6. El detector de datos de banda de voz 22 lleva a cabo técnicas de detección de datos de banda de voz muy conocidas para determinar si la señal recibida desde la entrada 12 contiene datos de banda-voz. Si el detector 22 detecta la presencia de los datos de banda-voz en la señal recibida de la entrada 12 , ésta genera una señal de control recibida por los elementos en el procesador de señal 131 de manera que el procesador de señal 131 forma esencialmente una trayectoria transparente entre la entrada 12 y la salida 14. Esto evita esencialmente cualesquier procesamiento de señal cuando los datos están presentes en la banda de voz.

La figura 7 muestra el desarrollo del acrecentador de voz 130 en la red 138 en dos lugares diferentes representados por los números de referencia 130 y 130d La red 138 en la figura 7 es similar a la red 120 en la figura 5, pero incluye los acrecentadores de voz 130 y 130' acoplados en serie entre la entrada 12 y la salida 14. La entrada 12 incluye un juego de teléfono de entrada que está acoplado a la oficina central 122. la oficina central 122 convierte las señales de voz análogas a señales digitales a un banco de canal. La oficina central 122 proporciona el acoplamiento a la red 138, la cual puede incluir varios conmutadores de teléfono similares a los conmutadores 124 y 126 en la señal 120 de la figura 5 pero no explícitamente mostrados en la figura 7. Los conmutadores están, a su vez, típicamente aplicados a o incluidos dentro de los elementos de cancelador de eco como un elemento 80 de la figura 5 (no explícitamente mostrado en la figura 7) en donde el acrecentador de voz 130 o 130' puede estar incluido. Mientras que los acrecentadores de voz 130 y 130' no están mostrados en conexión con los canceladores de eco o conmutadores en la red 138 de la figura 7, se deberá entender que los acrecentadores de voz 130 y 130' pueden colocarse en varios lugares dentro de la red 138.

La figura 8 muestra un detalle adicional de la tabla de mirar de ganancia/atenuación 137 del acrecentador de voz 130 de la figura 6. Como se describió previamente, la tabla de mirar de ganancia/atenuación 137 proporciona la entrada al acrecentador de ganancia automática 136 para procesar las señal escala de salida del escalador de salida 134. Usando la información almacenada en la tabla de mirar de ganancia/atenuación 137, el acrecentador de ganancia automática 136 ganará apropiadamente una señal de nivel bajo o atenuará una señal de nivel alto de manera que la señal proporcionada a la salida 14 está a un nivel de potencia aceptable. Es importante el notar que el acrecentador de ganancia automática 136 proporciona ganancia o atenuación a la señal escalada de salida completa. La figura 8 representa la información contenida en la tabla de mirar 137 en la forma gráfica. La potencia de entrada a la red de la señal en dBmO está representada sobre el eje X, mientras que la ganancia o atenuación proporcionada por el acrecentador de ganancia automática 136 está mostrada sobre el eje Y. La curva 140 representa la relación entre aquellas variables en la tabla de mirar de ganancia/atenuación 137.

Como se describió previamente, la tabla de mirar 137 recibe la potencia promedio de la señal de entrada desde el promediador de potencia 18. Para las señales teniendo una potencia promedio abajo de un nivel predeterminado mínimo, la tabla de mirar 137 presume que hay silencio sobre la línea y que no debe proporcionarse ganancia o atenuación a la señal . En el ejemplo proporcionado por la figura 8, las señales teniendo una potencia de entrada promedio abajo de -30 dBmO se presume que son silenciadas y que no se requiere el procesamiento de la señal por el acrecentador de ganancia automática 136. Esto asegura que los ruidos de fondo dentro de la red no van a amplificarse sin necesidad o en forma dañina. Para las señales teniendo una potencia promedio arriba del nivel predeterminado mínimo, estas señales requieren ganancia a fin de llevarlas a niveles de escucha aceptables.

Como se describió previamente, la tabla de mirar 137 y el acrecentador de ganancia automática 136 proporcionan ganancia a tales señales de nivel bajo. En los ejemplos mostrados en la figura 8, la ganancia para las señales teniendo una potencia promedio de entre -30 dBmO y -18 dBmO es de +4 dB como se representa por la curva 140. Por tanto, las señales teniendo una potencia promedio en este rango recibirán una cantidad predeterminada de ganancias sobre el orden de 4 dB. Se nota que la función de ganancia puede ser variada como se desee. Continuando el ejemplo de la curva 140 para el acrecentador de ganancia automática 136 en la figura 8, las señales de entrada teniendo una potencia promedio arriba de -18 dBmO a -15 dBmO recibirán ganancia de acuerdo con la función de paso representada por la figura 8 entre estos dos valores . Esto corresponde para disminuir la cantidad de ganancia proporcionada a estas señales al aumentar el nivel de potencia promedio de una señal.

Continuando el ejemplo de la figura 8, las señales teniendo una potencia de entrada promedio de entre -15 dBmO y -10 dBmO, la tabla de mirar 137 y el acrecentador de ganancia automática 136 no proporcionan ganancia a tal señal. Estas señales están a un nivel aceptable una vez que se procesan por el ecualizador 132 y el escalador de salida 134 de manera que no se requiere un procesamiento adicional por el acrecentador de ganancia automática 136. Una vez que la potencia de entrada de la señal excede -10 dBmO, entonces una función de paso para introducir la atenuación a la señal recibida puede implementarse como se muestra. Por tanto, al aumentar la señal de -10 dBmO a -7dBmO, la señal comenzará a ser atenuada por el acrecentador de ganancia automática 136 de acuerdo con la función de paso mostrada para la curva 140 en la figura 8. Una vez que la señal alcanza -7 dBmO, entonces será introducida una cantidad predetermindada de atenuación, representada por -4 dB en la figura 8 mediante una tabla de mirar 137 y el acrecentador de ganancia automática 136. Por este método, el acrecentador de voz 130 de la presente invención no solo eliminará los efectos de la atenuación de grave en una señal de voz de los elementos de red, sino que también ganará señales de nivel bajo y atenuará las señales de nivel alto para producir una señal que es mas cómoda para uno que escucha en la salida 14. Se nota que los valores y la forma para la curva 140 en la figura 8 se proporcionan por vía de un ejemplo solo y no se intenta que limiten el espíritu ni el alcance de la presente invención. Se apreciará por aquellos expertos en el arte que la curva 140 puede tener diferentes umbrales y valores sin desviarse de los conceptos de la presente invención.

Precediendo a las figura 9A y 9B, estas figuras tomadas en relación con la figura 8, ilustran cómo puede usarse la presente invención para propósitos de detección en tándem. En otras palabras, para detectar cuando una señal de voz se ha acrecentado previamente para procesar la señal apropiadamente. Como se describió previamente, uno de los problemas encontrados al proporcionar señales de voz acrecentadas es que una señal de voz dada puede pasar a través de más de un elemento de red que puede intentar el introducir ganancia a esa señal. Por tanto, la presente invención proporciona una técnica novedosa para reconocer cuando una señal de voz ha sido previamente acrecentada y evitar que la señal sea "dañada" a través de acrecentamientos subsecuentes. El acrecentador de voz 130 esencialmente logra esto mediante el medir continuamente la potencia promedio de la señal de entrada desde la entrada 12 y colocar apropiadamente el procesamiento de señal por medio del ecualizador 112 y el escalador de salida 134 y la ganancia proporcionada por el acrecentador de ganancia automática 136. Usando el algoritmo tándem justo descrito, una señal de voz no recibe ganancia inapropiada que pueda resultar en una señal que no puede usarse en la red.

La curva 144 en la figura 9A representa el funcionamiento del ecualizador 132 y el escalador de salida 134 en un primer acrecentador de voz 130, mientras que la curva 146 representa la funcionalidad del ecualizador 132 y del escalador de salida 134 en un segundo acrecentador de voz acoplado en tándem con un primer acrecentador de voz. Esta situación se ilustra, por ejemplo, en la figura 7 con el acrecentador de voz 130 mostrado acoplado con el acrecentador de voz 130' dentro de la red 138. El ecualizador 132 y el escalador de salida 134 dentro del procesador de señal 136 de cada acrecentador de voz son programados para encenderse y apagarse basados sobre la potencia de entrada de la señal recibida. El estado de encendido y apagado del acrecentador de voz 130 se representa por la curva 144 en la figura 9A, mientras que el estado de encendido y apagado del acrecentador de voz 130' se representa por la curva 146 en la figura 9B.

Como se describió previamente, el promediador de potencia 18 mide la potencia de la señal de entrada y proporciona una señal de control al ecualizador 132 y el escalador de salida 134. Como se describió previamente para la operación del acrecentador de ganancia automática 136 del acrecentador de voz 130, el silencio sobre la señal de entrada debe detectarse y manejarse apropiadamente. En forma acorde, la curva 144 y la curva 146 en las figura 9A y 9B muestran el ecualizador 132 y el escalador de salida 134 como estando apagados cuando la potencia de la señal de entrada está abajo de un nivel predeterminado mínimo, ilustrativamente -30 dBmO. Una vez que la potencia de la señal de entrada al primer acrecentador de voz 130 excede el nivel predeterminado mínimo, entonces el ecualizador 132 y el escalador de salida 134 procesarán la señal como para eliminar los efectos de la atenuación en la parte de base de la señal .

Por ejemplo, este procesamiento de la señal de entrada puede resultar en la adición de alrededor de 9 dB de ganancia a la parte grave de la señal . Esto se logra en una forma novedosa mediante el primero atenuar la parte de sobreagudo de la señal y entonces proporcionar ganancia a la señal completa. Este método está más completamente descrito arriba particularmente con respecto a las discusiones relativas a las figuras 3A-3D.

El ecualizador 132 y el escalador de salida 134 del procesador de señal 136 en un primer acrecentador de voz 130 proporcionará a este procesamiento a la señal de entrada siempre que la potencia de la señal de entrada esté abajo de un nivel predeterminado máximo, ilustrativamente -10 dBmO en la figura 9A. Una vez que el nivel de potencia de la señal de entrada va arriba de -10 dBmO, entonces la ganancia a la parte grave de la señal no es ya requerida y las funciones del ecualizador 132 y del escalador de salida 134 del procesador de señal 136 ya no se requieren y estas funciones se apagan. Se nota que como se muestra en la figura 8, para las señales teniendo una potencia de entrada mayor del nivel predeterminado máximo, -10 dBmO que estas señales están de hecho atenuadas por el acrecentador de ganancia automática. Esto asegura que las señales de nivel alto o "caliente" reciban el procesamiento de señal apropiado de acuerdo con la invención presente.

Continuando con la figura 9B, la curva 146 representa el funcionamiento del ecualizador 132 y del escalador de salida 134 en el segundo acrecentador de voz 130. La curva 146 asume que el acrecentador de voz 130 está acoplado en serie con otro acrecentador de voz 130, proporcionando el acrecentamiento de voz a una señal de entrada. Esto puede representarse por el acoplamiento del acrecentador de voz 130 y 130' en la figura 7. Al ser recibida una señal de entrada en el aparato de teléfono 12, procesada por la oficina central 122, y proporcionada al acrecentador de voz 130, dicho acrecentador de voz 130 proporciona un procesamiento de señal con el procesador de señal 131 como se describió previamente. Dependiendo de la potencia de la señal de entrada, puede resultar en ambas la ecualización y el escalamiento de salida de la señal, así como la ganancia para la señal completa mediante el acrecentador de ganancia automática 136. Asumiendo que este es el caso y que la señal de salida requiere ambos tipos de procesamiento de señal, entonces el acrecentador de voz que deja la señal 130 tendrá, como mínimo una ganancia de 4 dB proporcionada a ésta. Esto significa que cuando la señal es recibida en el segundo acrecentador de voz 130' , que éste recibirá una señal habiendo sido ya acrecentada. Esto provoca un cambio en la curva 146 de la figura 9B desde el nivel mínimo predeterminado para activar el ecualizador 132 y el escalador de salida 134 de ilustrativamente, -30 dBmO a -26 dBmO. Sobre el otro extremo de la curva 146, debido a la diferenciación entre el acrecentador de ganancia automática 136 y el ecualizador 132 y el escalador de salida 134 el segundo acrecentador de voz se apagará a aproximadamente -23 dBmO, debido a que la ganancia ya se habrá proporcionado por el acrecentador de ganancia automática 136 y el ecualizador 132 y el escalador de salida 134 en el acrecentador de voz 130. Pero nótese, debido a que el acrecentador de ganancia automática 136 está separado del escalador de salida 134 que si una señal se ha acrecentado previamente, el acrecentador de ganancia automática 136 puede proporcionar atenuación a esa señal de manera que ésta no se gana en forma demasiado por el escalador de salida. Esto asegura que la detección tándem se logra y que la señal no se satura y que no se hace inservible.

De esta manera, una señal de voz puede ser acrecentada con la presente invención y los problemas asociados con el pasar una señal de voz a través de varios elementos de red que pueden proporcionar un acrecentamiento de señal se evitan.

Aún cuando la presente invención se ha descrito en detalle, deberá entenderse el que varios cambios, sustituciones y alteraciones pueden hacerse a la misma sin departir del espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones anexas.

Claims (22)

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Un método para proporcionar un acrecentamiento de voz en una red de telecomunicaciones que comprende los pasos de: determinar la potencia promedio de una señal de banda de voz de entrada; determinar un factor de ganancia automático en respuesta a la potencia promedio de la señal de banda de voz de entrada; ecualizar la señal de banda de voz de entrada mediante el atenuar una parte predeterminada de la señal de banda-voz de entrada; escalar la señal de banda-voz ecualizada con un factor de escalamiento; y aplicar el factor de ganancia automática a la señal de banda-voz escalada.

2. El método, tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque además comprende los pasos de: detectar los datos de banda-voz en la señal de banda-voz de entrada y responder a la detección de los datos de banda-voz en la señal de entrada mediante: suspender la ecualización de la señal de banda-voz de entrada; y poner el factor de escalamiento y el factor de ganancia automática para no proporcionar cambio a la señal de banda-voz de entrada.

3. El método, tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el aplicar el paso de factor de ganancia automática además comprende: proporcionar una ganancia a las señales de banda-voz teniendo una potencia promedio arriba de un nivel de potencia promedio mínimo predeterminado pero abajo de un primer nivel de potencia predeterminado; no proporcionar cambio a las señales de voz-banda teniendo una potencia promedio arriba del primer nivel predeterminado de potencia y abajo de un segundo nivel predeterminado de potencia, y en donde el segundo nivel de potencia predeterminado es mayor que el primer nivel de potencia predeterminado, y atenuar las señales de banda-voz teniendo un nivel de potencia promedio arriba del segundo nivel de potencia predeterminado .

4. El método, tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque los pasos de determinación de la potencia promedio, de determinación de un factor de ganancia automático, de ecualización, de escalamiento y de aplicación se llevan a cabo en un cancelador de eco de una red de telecomunicaciones .

5. El método, tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la parte predeterminada de la señal de banda de voz de entrada está arriba de esencialmente 300 Hz.

6. El método, tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la aplicación del paso de factor de ganancia automática además comprende el usar el factor de ganancia automático previamente determinado para un periodo de tiempo predeterminado.

7. El método, tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la determinación del paso de factor de ganancia automático además comprende el paso de limitar la cantidad de cambio entre los factores de ganancia automáticos consecutivos .

8. El método, tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque comprende los pasos de: detectar periodos de silencio en la señal de banda-voz de entrada y responder a la detección de silencio en la señal de banda-voz de entrada mediante : suspender la ecualización de la señal de banda-voz de entrada; y poner el factor de escalamiento y el factor de ganancia automática para no proporcionar cambio a la señal de banda-voz de entrada.

9. El método, tal y como se reivindica en la cláusula 8, caracterizado porque comprende el paso de atenuar la señal de banda-voz de entrada de manera que el nivel de ruido de los periodos de silencio se minimiza.

10. Un método para proporcionar acrecentamiento a una señal de banda-voz en una red de telecomunicaciones, que comprende los pasos de : determinar la potencia promedio de una señal de banda-voz de entrada; determinar un factor de ganancia automático en respuesta a la potencia promedio de la señal de banda-voz de entrada; ecualizar la señal de banda-voz de entrada mediante el atenuar una parte predeterminada de la señal de banda-voz de entrada; escalar la señal de banda-voz ecualizada con un factor de escalamiento; y aplicar el factor de ganancia automático a la señal de banda de voz escalada mediante : proporcionar ganancia a las señales de banda-voz teniendo una potencia promedio arriba de un nivel de potencia promedio mínimo predeterminado pero abajo de un primer nivel de potencia predeterminado, no proporcionar cambio a las señales de banda-voz teniendo una potencia promedio arriba del primer nivel de potencia predeterminado y abajo de un segundo nivel de potencia predeterminado, y en donde el segundo nivel de potencia predeterminado es mayor que el primer nivel de potencia predeterminado, y atenuar las señales de banda-voz teniendo un nivel de potencia promedio arriba del segundo nivel de potencia predeterminado .

11. El método, tal y como se reivindica en la cláusula 10, caracterizado porque los pasos de determinación de la potencia promedio, de determinación de un factor de ganancia automático, de ecualización, de escalamiento y de aplicación son llevados a cabo en un cancelador de eco de una red de telecomunicaciones.

12. El método, tal y como se reivindica en la cláusula 10, caracterizado porque la parte predeterminada de la señal de banda-voz de entrada está arriba de esencialmente 300 Hz.

13. El método, tal y como se reivindica en la cláusula 10, caracterizado porque la aplicación del paso de factor de ganancia automático además comprende el usar el factor de ganancia automático previamente determinado por un periodo de tiempo predeterminado.

14. El método, tal y como se reivindica en la cláusula 10, caracterizado además porque comprende los pasos de: detectar los datos de banda-voz en la señal de banda-voz y respondiendo a la detección de los datos de banda-voz en la señal de entrada mediante : suspender la ecualización de la señal de banda- oz de entrada; y poner el factor de escalamiento y el factor de ganancia automática para no proporcionar cambio a la señal de banda-voz de entrada.

15. El método, tal y como se reivindica en la cláusula 10, caracterizado porque comprende además los pasos de: detectar periodos de silencio en la señal de banda-voz de entrada y responder a la detección de silencio en la señal de banda-voz de entrada mediante: suspender la ecualización de la señal de banda-voz de entrada; y poner el factor de escalamiento y el factor de ganancia automática para no proporcionar cambio a la señal de banda-voz de entrada.

16. Un sistema para proporcionar el acrecentamiento de una señal de banda-voz en una red de telecomunicaciones que comprende: un promediador de potencia para determinar la potencia promedio de la señal de banda-voz; un ecualizador para atenuar una parte predeterminada de la señal de banda-voz; un escalador de salida para escalar la señal de banda-voz ecualizada con un factor escalado; y un acrecentador de ganancia automática para aplicar un factor de ganancia automática a la señal de banda-voz escalada, y en donde el factor de ganancia automática depende de la potencia promedio de la señal de banda-voz de entrada.

17. El sistema, tal y como se reivindica en la cláusula 16, caracterizado además porque comprende un detector de datos de banda-voz para detectar los datos de banda-voz en la señal de banda-voz de entrada y para prevenir que el ecualizador, el escalador de salida y el acrecentador de ganancia automática cambien la señal de banda-voz .

18. El sistema, tal y como se reivindica en la cláusula 16, caracterizado porque el acrecentador de ganancia automática además proporciona: ganancia a las señales de banda-voz teniendo una potencia promedio arriba de un nivel del potencia promedio mínimo predeterminado pero abajo de un primer nivel de potencia predeterminado; ninguna ganancia o atenuación a las señales de banda-voz teniendo una potencia promedio arriba del primer nivel de potencia predeterminado y abajo de un segundo nivel de potencia predeterminado, y en donde el segundo nivel de potencia predeterminado es mayor que el primer nivel de potencia predeterminado; y atenúa las señales de banda-voz teniendo un nivel de potencia promedio arriba del segundo nivel predeterminado de potencia.

19. El sistema, tal y como se reivindica en la cláusula 16, caracterizado además porque comprende un detector de datos de banda-voz para detectar los datos de banda-voz en la señal de banda-voz y en donde el detector de datos de banda-voz es operable para evitar, que el ecualizador, el escalador de salida, y el acrecentador de ganancia automática cambien la señal de banda-voz.

20. El sistema, tal y como se reivindica en la cláusula 16, caracterizado porque dicho promediador de potencia, el ecualizador, el escalador de salida, y el acrecentador de ganancia automática están localizados en un cancelador de eco de una red de telecomunicaciones .

21. El sistema, tal y como se reivindica en la cláusula 16, caracterizado porque la parte predeterminada de la señal de banda de voz atenuada por dicho ecualizador es de alrededor de esencialmente 300 Hz.

22. El sistema, tal y como se reivindica en la cláusula 16, caracterizado además porque comprende una tabla de mirar de ganancia/atenuación para proporcionar el factor de ganancia automático para ser usado por dicho acrecentador de ganancia automática sobre la señal de banda-voz. R E S U M E N Se proporciona un sistema para proporcionar acrecentamiento a una señal de banda-voz en una red de telecomunicaciones. El presente sistema incluye un promediador de potencia para determinar la potencia promedio de la señal de banda-voz. El presente sistema también incluye un ecualizador para atenuar una parte predeterminada de la señal de banda-voz y un escalador de salida para escalar la señal de banda-voz ecualizada con un factor de escalamiento. El sistema de la presente invención también incluye un acrecentador de ganancia automática para aplicar un factor de ganancia automática a la señal de voz-banda escalada y en donde el factor de ganancia automática dependerá de la potencia promedio de la señal de banda-voz de entrada.