RU2158446C2

RU2158446C2 - Способ оценки периода "затягивания" в устройстве декодирования речевого сигнала при прерывистой передаче и устройство кодирования речевого сигнала и приемопередатчик

Info

Publication number: RU2158446C2
Application number: RU98101723/09A
Authority: RU
Inventors: КАПАНЕН Пекка
Original assignee: Нокиа Мобайл Фоунс Лтд.
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 2000-10-27
Also published as: ES2114820A1; GB2303034A; ITMI961200A1; DE19617630A1; ES2114820B1; GB9612833D0; FR2736186A1; CN1135759C; CN1189911A; JPH11514168A; FI105001B; MX9710357A; AU6226096A; AU701220B2; FI953252A0; SE9602230D0; WO1997002561A1; CA2222501A1; FI953252A; AT405346B

Abstract

Изобретение касается способа ручного синхронизирования устройства кодирования речевого сигнала передающего устройства и устройства декодирования речевого сигнала приемного устройства в системе связи, использующей прерывистое передающее устройство между передающим устройством и приемным устройством. Прерывистая передача временно содержит последовательные кадровые периоды, где некоторые из периодов содержат передаваемые кадры, а некоторые периоды не содержат передачу, в силу чего способ содержит этапы вырабатывания периодов передачи информации, содержащих по меньшей мере один кадр и информацию, передаваемую пользователем на упомянутое устройство передатчика, и периодов молчания, имеющих длительность по меньшей мере одного кадрового периода и содержащих информацию, отличную от информации, передаваемой пользователем. Прерывистая передача дополнительно содержит нерегулярность появления периода (Т), содержащего по меньшей мере один кадр между периодом передачи информации и следующим периодом молчания, причем нерегулярный период образует период затягивания для определения информации, касающейся периода молчания. В соответствующем изобретению способе количество кадровых периодов подсчитывается в приемном устройстве до определенного момента, обнаруживается начало упомянутого периода молчания и на основании упомянутого подсчитанного количества кадровых периодов и начала периода молчания принимается решение, имеется ли период затягивания (Т) упомянутого типа или нет между упомянутым периодом передачи информации и периодом молчания после периода передачи информации, что и является достигаемым техническим результатом. 3 с. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение касается в общем кодирования и декодирования речевого сигнала, используемых в цифровых радиосистемах, и в частности - каким образом период "затягивания", используемый после периода речевого сигнала в режиме прерывистой передачи, используется в устройстве декодирования речевого сигнала. Изобретение, в частности, касается способа оценки периода "затягивания" в устройстве декодирования речевого сигнала в системе связи, использующей прерывистую передачу между устройствами передачи и приема, благодаря чему прерывается передача временно содержит последовательные кадровые периоды, где некоторые периоды из которых содержат передаваемые кадры, а некоторые периоды не содержат передачу, в силу чего способ содержит этапы вырабатывания периодов передачи информации, содержащих по меньшей мере один кадр и содержащих информацию, выдаваемую пользователем на упомянутое передающее устройство, и периоды молчания, имеющие длительность, равную по меньшей мере длительности одного кадра и содержащие информацию, отличную от выдаваемой пользователем, благодаря чему имеется нерегулярно появляющийся период, содержащий по меньшей мере один кадр между периодом передачи информации и следующим периодом молчания, где нерегулярный период образует период "затягивания" для определения информации, касающейся периода молчания. В соответствии с этим изобретение касается устройства декодирования речевого сигнала и приемопередатчика, реализующего этот способ.

Ниже приводится описание, каким образом кодирование и декодирование речевого сигнала касается функций радиотелефона, и, чтобы лучше понять изобретение, приведем описание работы приемопередатчика в подвижной системе радиосвязи с сотовой структурой зоны обслуживания. В качестве примера приведем описание со ссылкой на фиг. 1 функций передачи и приема паневропейской системы ГСМС (глобальная система мобильной связи) на основании многостанционного доступа с временным разделением каналов, где на фиг. 1 показана блок-схема приемопередатчика подвижного телефонного аппарата, соответствующего системе ГСМС. Приемопередатчик базовой станции отличается от приемопередатчика подвижного телефонного аппарата тем, что на базовой станции нет микрофона и динамика, но в других отношениях он в основном аналогичен приемопередатчику подвижного телефонного аппарата.

Первый этап последовательности передачи состоит в преобразовании в цифровую форму 1 и в кодировании 2 речевого сигнала. Выборка аналого-цифровым преобразователем 1 осуществляется с частотой 8 кГц, а алгоритм кодирования речевого сигнала предполагает, что входной сигнал представляет собой 13-разрядный сигнал линейной импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Выборки из аналого-цифрового преобразователя сегментируются в кадры речевого сигнала по 160 двоичных разрядов каждый, так что длительность каждого кадра составляет 20 мс. Кодирующее устройство 2 речевого сигнала обрабатывает кадры речевого сигнала с длительностью 20 мс, то есть буферное устройство принимает 20 мс речевой сигнал до начала кодирования. Операции кодирования осуществляются на каждом кадре или на их субкадрах (блоки из 40 двоичных разрядов). Кодирование в устройстве кодирования 2 речевого сигнала дает 260-разрядный параметр речевого сигнала для одного кадра.

После кодирования 2 речевого сигнала, канальное кодирование 3 осуществляется в два этапа таким образом, что первые 50 наиболее важных из общего количества 260 двоичных разрядов в кадре параметра речевого сигнала защищаются блочным кодом 3a (что соответствует контролю циклическим избыточным кодом, 3-разрядным), а затем эти и следующие наиболее важные двоичные разряды (132) дополнительно защищаются сверточным кодом 3b (отношение кодирования 1/2) /(50 + 3 + 132 + 4) • 2 = 378/, и часть двоичных разрядов (78) берутся без защиты. Как показано на фиг. 1, участок 3a блочного кодирования принимает сигнальное и логическое сообщения непосредственно с блока управления 19, который управляет телефонными участками и таким образом, конечно, эти информационные сообщения являются некодированными речевыми сигналами. При соответствующем способе принятые сигнализирующее и логическое сообщения во время приема подаются из участка 15 канального декодирования на блок управления. При блочном кодировании 3a последовательность двоичных разрядов добавляется в конце кадра речевого сигнала, благодаря чему эта последовательность двоичных разрядов разблокирует обнаружение ошибок передачи при приеме. Сверточное кодирование 3b увеличивает избыточность кадра речевого сигнала. Таким образом, в общем в течение каждого кадра длительностью 20 мс передаются 456 двоичных разрядов.

Эти 456 двоичных разрядов чередуются 4, и чередование также содержит два этапа. Вначале 4a, двоичные разряды тасуются и располагаются в восьми блоках одинакового размера. Эти блоки дополнительно делятся 4b на восемь последовательных кадров многостанционного доступа с временным разделением каналов (МСДВРК), или 456 чередующихся двоичных разрядов в восьми временных интервалах по радиоканалу (57 двоичных разрядов в каждом временном интервале). Обычно искажения при передаче появляются в виде пакета ошибок, и, таким образом, целью чередования является равномерное распределение ошибок по всей передаваемой информации, благодаря чему более эффективно осуществляется канальное декодирвоание. После устранения чередования пакет ошибок преобразуется в двоичные разряды единой ошибки, которые можно корректировать посредством канального декодирования. Следующим этапом в последовательности передачи является шифрование 5 данных. Шифрование осуществляется в соответствии с алгоритмом, который является одним из секторов лучшего поддержания ГСМС. Шифрование предотвращает несанкционированное слушание, которое возможно в аналоговых сетях.

Зашифрованные данные форматируются 6 в пакет передачи посредством добавления к ним учебной последовательности, конечных двоичных разрядов и периода защиты. Пакет передачи подается на модулятор 7 манипуляции гауссовым минимальным фазовым сдвигом (МГМФС), который модулирует пакет для передачи. Способ модуляции МГМФС представляет собой способ цифровой модуляции с постоянной амплитудой, где информация содержится в фазовых сдвигах. При добавлении одной или нескольких промежуточных частот передающее устройство 8 преобразует с повышением частоты до 900 МГц модулированный пакет и передает его через антенну по радиоканалу. Передающее устройство 8 является одной из трех радиочастотных частей RX. Приемное устройство 9 представляет собой второй участок на приемной стороне и при сравнении с передающим устройством 8 он выполняет обратные операции. Третьей радиочастотной (РЧ) частью является синтезатор 10, который генерирует частоты. Система ГСМС использует скачкообразную перестройку частоты, благодаря чему частоты передачи и приема изменяются для каждого кадра МСДВРК. Скачкообразная перестройка частоты улучшает качество соединения, но предъявляет строгие требования к синтезатору 10. Синтезатор 10 должен иметь возможность переключаться с одной частоты на другую в течение менее одной миллисекунды.

При приеме выполняются обратные действия. После приемного устройства РЧ 9 и демодулятора 11 выполняется детектирование 12, например, посредством канального корректора, который обнаруживает двоичные разряды в принимаемых выборках, другими словами он пытается различить передаваемую последовательность двоичных разрядов. После детектирования производится дешифрование 13 и устранение чередования 14 и производится канальное декодирование 15 обнаруженных двоичных разрядов и проверяется сумма контроля ошибок посредством контроля при помощи циклического избыточного кода (ЦИК). Канальное декодирование 15 пытается скорректировать ошибки в разрядах, появляющиеся во время передачи пакета. После канального декодирования 15 кадр параметров речевого сигнала из 260 двоичных разрядов содержит передаваемые параметры, которые описывают речевой сигнал и которыми декодирующее устройство 16 речевого сигнала восстанавливает цифровые выборки речевого сигнала. Для воспроизведения динамиком 18 выполняется цифроаналоговое преобразование 17 выборок.

Приемное и передающее устройства имеют блок управления 19, который является блоком управления, управляющим подвижной станцией, и который управляет по существу всеми участками 1-18, координирует их работу и управляет синхронизацией. Блок управления 19 обычно состоит, например, из микропроцессора.

Система ГСМС базируется на многостанционном доступе с временным разделением каналов (МСДВРК) и для этого резервируются два частотных диапазона по 25 МГц каждый: в подвижном блоке 890-915 МГц для передачи и 935-960 МГц для приема. Эти полосы частот делятся на 124 частотных канала с интервалом 200 кГц. В соответствии с принципом МСДВРК каждый частотный канал делится на 8 временных интервалов. Каждому подвижному телефонному аппарату дается один временной интервал для передачи и приема, так что на каждом частотном канале можно одновременно выполнять восемь вызовов. Передача данных по радиоканалу происходит в виде пакетов в упомянутых временных интервалах, благодаря чему каждый пакет передается в своем собственном временном интервале. В системе ГСМС скорость передачи 271 килобит в секунду обеспечивает в периоде 577 мс пакет с длительностью 156,25 двоичных разрядов, вследствие чего длительность кадра МСДВРК из восьми временных интервалов составляет 4,615 мс. Hа фиг. 2 показаны передача и прием, осуществляемые одним подвижным телефонным аппаратом, имеющим один временной интервал RX2 для приема и один временной интервал ТХ2 для передачи в каждом кадре МСДВРК, содержащем восемь временных интервалов. Таким образом, подвижный телефонный аппарат имеет передачу во время периода 0,577 мс в каждом кадре МСДВРК с длительностью 4,615 мс.

В цифровой радиотелефонной системе с сотовой структурой зоны обслуживания типа системы ГСМС (Глобальной системы для мобильной связи) так называемый режим прерывистой передачи (ПП) обычно используется для выключения передающего устройства радиотелефонного аппарата во время более длительной части времени, когда пользователь не говорит, то есть когда телефонный аппарат ничего не передает. Цель этого состоит в том, чтобы уменьшить среднее потребление мощности радиотелефонным аппаратом и улучшить использование радиочастот, потому что передача сигнала, передающего только молчание, вызывает нежелательные помехи другим одновременным радиосвязям. Ниже приводится описание для пояснения предпосылок создания изобретения, а не подробное описание известного способа для использования прерывистой передачи при кодировании и декодировании речевого сигнала. Система ГСМС с ее конструкциями, сокращениями и стандартами используется в качестве примера для иллюстрации предпосылок создания и применимости изобретения, но изобретение ни в коем случае не ограничивается только системой ГСМС.

На фиг. 3 показана блок-схема передающего устройства радиосистемы, содержащего устройство кодирвоания речевого сигнала, или кодирующее устройство 102 речевого сигнала. Преобразованный в цифровую форму речевой сигнал 101, принимаемый на его входном порту 100, обрабатывается в кодирующем устройстве 102 речевого сигнала в периодах, называемых кадрами речевого сигнала. Длительность одного кадра речевого сигнала обычно составляет примерно 10-30 мс (в системе ГСМС - 20 мс), а частота выборки речевого сигнала 101, с которой он преобразуется в цифровую форму, обычно составляет 8 кГц. Кадры, вырабатываемые кодирующим устройством 102 речевого сигнала, содержат группу параметров 103, которые передаются через соответственный порт 111 на радиоучасток конечного оборудования, соответствующей цифровой сети с сотовой структурой зоны обслуживания с целью осуществления дальнейшей передачи на приемное устройство. В этом тексте считается, что радиоучасток передающего устройства начинается от входа канального кодирующего устройства, то есть порта 111 устройства кодирования речевого сигнала, непосредственно соединенного с радиоучастком передающего устройства.

Показанное на фиг. 3 устройство кодирования речевого сигнала содержит блок обнаружения голосовой активности (ОГА) 104, который косвенно управляет функцией прерывистой передачи. Он обнаруживает наличие информации, типа речевого сигнала, которая подлежит передаче; то есть он обнаруживает, когда обработка касается и шума и речевого сигнала, и когда подлежит обработке только шум. Он работает непрерывно и таким образом проверяет, говорит ли пользователь по своему телефонному аппарату или нет. Функция детектора 104 голосовой активности базируется на внутренних переменных 105 кодирующего устройства речевого сигнала, и выходной сигнал 106, вырабатываемый им, предпочтительно составляет один двоичный разряд, который называется признаком ОГА. Значение 1 признака ОГА в этом случае соответствует ситуации, при которой обработка касается говорящего пользователя, а значение 0 соответствует ситуации, когда пользователь молчит, и обработка в устройстве кодирования речевого сигнала касается только шума. Определенное значение признака ОГА всегда касается определенного кадра, вырабатываемого устройством кодирования речевого сигнала 102. Функция типичного блока 104 обнаружения голосовой активности описывается подробно в стандартах ГСМС GSM 06.32 и GSM 06.42 ив описании патента WO 89/08910.

В соответствии с хорошо известным функциональным признаком устройство 102 кодирования речевого сигнала непрерывно передает кадры через порт 111 на радиоучасток передающего устройства. Каждый кадр содержит определенный двоичный разряд, так называемый признак ПЗС 107 (ПЗС - параметр звукового сигнала), который говорит, содержит ли соответствующий кадр параметры речевого сигнала (значение 1 признака ПЗС), или является ли кадр так называемым дискриптором молчания, или кадром ДМ (значение 0 признака ПЗС). Определенные параметры, которые описываются ниже, передаются в кадре ДМ на приемное устройство, или во время этого кадра (который представляет период молчания прерывистой передачи, когда отсутствует действительная передача) передача отсутствует. На радиоучастке передающего устройства обработка кадров и их передача по радиоинтерфейсу на приемное устройство зависит от значения признака ПЗС, а также от планирования передачи кадров ДМ на основании многокадровой структуры МСДВРК. Чтобы реализовать прерывистую передачу, устройство кодирования речевого сигнала имеет блок управления 112 режима прерывистой передачи, который управляет функцией устройства кодирования 102 речевого сигнала (который между прочим, устанавливает значение упомянутого признака ПЗС) и запоминающего устройства 110 ДМ, которое описывается ниже. Блок управления, или блок 112, предпочтительно реализуют в программном обеспечении, и он хорошо известен в соответствии со стандартами ГСМС. Обычные варианты осуществления блока управления 112 режима прерывистой передачи и запоминающего устройства 110 ДМ системы ГСМС описываются в стандартах ГСМС GSM 06.31 и GSM 06.41.

Режим прерывистой передачи имеет одну основную проблему, которую вызывает фоновый шум при передаче. В соответствии с вышепредставленным определением, прерывистость означает, что, когда упомянутый блок 104 ОГА обнаруживает, что пользователь не говорит, и информирует блок управления 112 об этом, подача кадров речевого сигнала принимающему пользователю через радиоинтерфейс прерывается. Фоновый шум, слышимый на фоне речевого сигнала, также прерывается, когда прерывается передача. Затем принимающий пользователь осознает прерванную передачу, так что шум, слышимый в наушнике, подавляется. При прерывистой передаче передачу можно прерывать очень быстро и с нерегулярными интервалами, так что принимающий пользователь ощущает быстро изменяющийся уровень звука в виде нарушения. В частности, когда передающий пользователь находится в шумовом окружении, типа автомобиля, принимающему пользователю трудно понимать речь передающего пользователя. Обычно используемым решением описанной проблемы является генерирование на приемной стороне искусственного шума, который имеет сходство с фоновым шумом и называется комфортным шумом, во время прерываний передачи. Блок расчета 108 параметров комфортного шума на передающей стороне рассчитывает параметры, необходимые для генерирования комфортного шума, и эти параметры передаются в приемное устройство в дескрипторе молчания, или кадре ДМ, сразу же после периода речевого сигнала и перед прерыванием передачи и на длительных интервалах, но регулярно после этого (в зависимости от планирования передачи кадров ДМ на основании многокадровой структуры МСДВРК). Кадры ДМ, передаваемые с длительными интервалами также во время прерванной передачи, обеспечивают средство для подготовки к изменениям основного шума и они обеспечивают возможность шумового генератора приемного устройства приспосабливаться к этим изменениям.

Нашли, что комфортный шум хорошего качества, прослушиваемый принимающим пользователем, можно генерировать в приемном устройстве, если получаемые им параметры от передающего устройства в кадре ДМ достаточно хорошо описывают уровень фонового шума и огибающую акустического спектра на передающей стороне. Эти характеристики фоновых шумов обычно слегка изменяются со временем, так что, чтобы получить представленный образец, процесс расчета комфортного шума должен усреднять уровень фонового шума и форму огибающей спектра во время нескольких кадров речевого сигнала. Стандарты ГСМС GSM 06.31 и GSM 06.41 определяют функцию кодирующего устройства речевого сигнала полной скорости и половинной скорости при непрерывной передаче, и в первом упомянутом случае период усреднения составляет 4 кадра речевых сигналов, а во втором случае 8 кадров речевого сигнала, вследствие чего длительность одного кадра речевого сигнала составляет 20 мс.

Концепция так называемого периода "затягивания" определена таким образом, чтобы оставить достаточно времени для определения передающим устройством первого кадра ДМ, который содержит параметры, необходимые для генерирования комфортного шума после окончания периода 200 речевого сигнала и перед прекращением передачи. Период "затягивания" означает время, когда блок ОГА 104 определил, что звуковой сигнал окончен (значение признака ОГА 106 равно 0), но когда кадры речевого сигнала еще передаются (значение признака ОГА 106 равно 1). Эта ситуация показана на фиг. 4, где значение признака ОГА 106 восстанавливается на нуль сразу же, когда речевой сигнал заканчивается, но значение признака ПЗС восстанавливается на нуль, только после периода затягивания T. Во время периода затягивания можно гарантировать, что обработанный сигнал содержит только шум, потому что блок ОГА обнаружил, что пользователь не говорит. Таким образом, информацию, содержащуюся в кадрах 201-207 речевого сигнала, обработанных во время периода T, можно использовать для определения параметров, необходимых для генерирования комфортного шума.

Длительность периода затягивания T зависит от времени усреднения измерения шума. Оно должно быть достаточно длительным, чтобы можно было закончить процесс усреднения, и чтобы можно было послать правильные параметры на сторону приема для генерирования комфортного шума. Когда используется кодирование речевого сигнала ГСМС полной скорости, длительность периода затягивания равна времени усреднения или 4 кадрам (кадры речевого сигнала), и параметры комфортного шума рассчитываются, в частности, в соответствии с этими кадрами. В кодирующем устройстве ГСМС половинной скорости длительность периода затягивания составляет 7 кадров (кадров речевого сигнала), потому что восьмой кадр (кадр речевого сигнала), принадлежащий к периоду усреднения, получается от устройства кодирования речевого сигнала во время периода, когда обрабатывается первый кадр ДМ (208 на фиг. 4). Фиг. 4 касается, в частности, последнего случая, то есть она представляет связь между периодом затягивания T и временем усреднения, когда используется устройство кодирования речевого сигнала ГСМС половинной скорости. Период усреднения, касающийся первого кадра 208 ДМ, отмечен сегментом линии 211, а период усреднения, касающийся второго кадра ДМ, отмечается сегментом линии 212.

Когда период затягивания завершается и устройство кодирования речевого сигнала создает кадры ДМ, алгоритм в блоке расчета 108 параметров комфортного шума продолжает оценивать характеристики фонового шума. Устройство кодирования речевого сигнала передает кадр ДМ на радиоучасток 111 передающего устройства во время каждого такого кадра, когда признак ПЗС 107 получает значение нуля. Как упоминалось выше, не все кадры ДМ передаются на приемное устройство, чтобы получить выгоды от режима прерывистой передачи посредством выключения передающего устройства, когда кадры не планируются для передачи. Радиоучасток планирует передачу первого кадра ДМ после периода речевого сигнала и до прекращения передачи, и после этого кадров ДМ на длительных интервалах, но регулярно на основании многокадровой структуры МСДВРК. Блок управления 112 подает на блок 108 информацию об окончании периода усреднения посредством установки значения 1 для признака 109. Нормально, значение этого признака соответствует 0, но его значение устанавливается на 1, когда отредактированный кадр ДМ посылается на радиоучасток 111 передающего устройства. Когда признак 109 принимает значение 1, то есть когда завершается период усреднения, то алгоритм расчета параметров комфортного шума выполняет усреднение и передает отредактированный кадр ДМ на радиоучасток, чтобы его легко можно было направить дальше в передающую ветвь (на показанное на фиг. 1 канальное кодирующее устройство). Если новый период усреднения завершается во время определенного кадра, то устройство кодирования речевого сигнала рассчитывает новый кадр ДМ и подает его на радиоучасток 111 и записывает полученные таким образом параметры ДМ с целью запоминания в блоке 110 запоминающего устройства ДМ. Если период усреднения не завершен, а признак ПЗС 107 получил значение нуля (как после короткого периода речевого сигнала), то самые новые рассчитанные параметры МД, запомненные в блоке запоминающего устройства ДМ, считываются и подаются на радиоучасток 111. Если период речевого сигнала был очень коротким, то есть если период меньше длительности завершенных 24 кадров от времени, когда последний кадр ДМ был создан и подан на радиоучасток, то во время следующих кадров последний кадр ДМ периодически выбирается из запоминающего устройства 110 ДМ и подается на радиоучасток до получения нового отредактированного кадра ДМ, то есть пока не завершится один период усреднения. Целью этой функции является уменьшение ненужной активности передачи в таких случаях, когда короткие всплески фонового шума непреднамеренно интерпретируются как речевой сигнал, потому что в этом случае период затягивания не используется для вырабатывания нового кадра ДМ после соответственного короткого периода речевого сигнала.

Таким образом, радиоучасток 111 передающего устройства получает от устройства кодирования речевого сигнала кадр ДМ каждый раз, когда признак ПЗС 107 получает нулевое значение. Радиоучасток всегда передает на приемное устройство первый кадр ДМ после периода речевого сигнала. Затем передача прекращается и радиоучасток непрерывно передает с низкой скоростью на приемное устройство отредактированный кадр ДМ с регулярными интервалами (с интервалами 24 кадра при кодировании с полной скоростью в системе ГСМС). Точные моменты корректирования синхронизируются с мультиплексированием МСДВРК подвижной телефонной системы. Устройство кодирвоания речевого сигнала не имеет информации о том, которые из кадров ДМ, подаваемых на радиоучасток 111, будут передаваться на приемное устройство.

На фиг. 5 показан самый длительный возможный период без периода затягивания. В соответствии с чертежом он содержит два отдельных периода речевых сигналов 301 и 302, а в периоде между ними используется старый кадр ДМ, то есть ДМК. Объединенная длительность периодов 301, 302 и 303 на чертеже составляет 22 периода (кадра), а после них имеется также период 304, имеющий длительность 7 кадров, в течение которых используется старый кадр ДМ, то есть ДМК. Определенный двоичный разряд или признак (113 на фиг. 3) используется для информирования запоминающего устройства 110 ДМ, что оно должно запомнить новый откорректированный кадр ДМ, или что последний откорректированный кадр ДМ, запомненный в запоминающем устройстве, должен быть считан и передан на радиоучасток. Запоминающее устройство ДМ принимает решение запоминать или считывать в зависимости от значения признака 113 каждый раз, когда признак ПЗС 107 имеет нулевое значение.

Когда используется устройство кодирования речевого сигнала ГСМС половинной скорости, также необходим признак 114, который показывает первый кадр ДМ для алгоритма расчета параметров кодирования шума. Нормально значение признака представляет 0, но оно устанавливается на 1 во время одного кадра, когда передается первый кадр ДМ после периода речевого сигнала, независимо от того, используется ли период затягивания или нет после этого периода речевого сигнала.

На фиг. 6 показано в форме блок-схемы устройство декодирования речевого сигнала (блок 16 на фиг. 1), расположенное в приемном устройстве системы, использующей режим прерывистой передачи. Кадр за кадром оно принимает параметры 401 через входной порт 400 с радиочасти приемного устройства (то есть с блоков, расположенных перед устройством декодирования 16 речевого сигнала в ветви приемного устройства, на фиг. 1 с канального декодирующего устройства 15), посредством чего параметры обрабатываются в устройстве декодирования речевого сигнала с целью синтезирования речевого сигнала и посылки его на цифроаналоговый преобразователь через порт 404 для вывода к уху пользователя.

Участок приемного устройства, обрабатывающий прерывистую передачу, принимает с радиоучастка, между прочим, двоичный разряд 405 признака ПЗС, который относится к каждому кадру и функционально соответствует признаку ПЗС на передающей стороне. Его значение равно 1, когда принимаемым кадром является кадр речевого сигнала, то есть когда он содержит речевую информацию, и значение равно 0, когда принятым кадром является кадр ДМ, или когда передача прекращается. Значение двоичного разряда признака 406, который участок приемного устройства, обрабатывающий прерывистую передачу, также принимает с радиоучастка 400, говорит блоку 407 генерирования комфортного шума устройства декодирования речевого сигнала, что на приемное устройство поступил новый кадр ДМ (которые редко передаются, как упоминалось при описании устройства кодирования речевого сигнала) с радиоучастка 111 передающего устройства. На основании этой информации блок 407 генерирования комфортного шума при интерполировании начинает передвигать кадр за кадром от только что использованных значений параметров комфортного шума к новым в последнее время принятым значениям параметров. Значение двоичного разряда признака 406 нормально равно 0, но он принимает значение 1 в течение длительности одного кадра, когда значение признака ПЗС равно 0 и радиоучасток принимает новый кадр ДМ.

Когда в приемном устройстве признак ПЗС 405 имеет значение 0, то есть когда обнаружено, что он не принял никакие кадры речевого сигнала, то блок 407 генерирования комфортного шума устройства кодирвоания речевого сигнала генерирует комфортный шум на основании информации, полученной от измерения фонового шума на передающей стороне и передаваемой кадрами ДМ.

Блок 408 управления прерывистой передачей в приемном устройстве получает в качестве входного сигнала признак ПЗС 405, и он выводит двоичный разряд 409 признака, значение которого обычно равно 0, но устанавливается на 1 во время одного кадра, когда устройство декодирования речевого сигнала принимает первый кадр ДМ после периода речевого сигнала. Двоичному разряду 409 признака требуется в устройстве декодирования речевого сигнала половинной скорости системы ГСМС для индикации алгоритму генерирования комфортного шума, когда так называемые параметры GS должны усредняться. Дальнейшее описание этих параметров будет приведено ниже.

В режиме прерывистой передачи и в случае устройства кодирования речевого сигнала полной скорости системы ГСМС расчет и передача нового откорректированного кадра ДМ на радиоучасток передающего устройства всегда означает, что параметры, представляющие фоновый шум (уровень и спектральная огибающая) усредняются во время одного периода усреднения и квантуются таким же способом скалярного квантования, который используется в фазе квантования нормального кодирования речевого сигнала. В соответствии с этим, когда устройство декодирования речевого сигнала полной скорости используется в приемном устройстве, параметры, содержащиеся в кадре ДМ, декодируются тем же способом деквантования, который используется в фазе деквантования нормального декодирования речевого сигнала. Эти процессы более подробно описаны в стандартах ГСМС GSM 06.12 и GSM 06.10.

В режиме прерывистой передачи и в случае устройства кодирования речевого сигнала половинной скорости системы ГСМС параметры, представляющие спектральную огибающую фонового шума, всегда усредняются в течение одного периода усреднения, когда должен рассчитываться новый откорректированный кадр ДМ. Они квантуются тем же способом векторного квантования, который используется для квантования соответствующих параметров в фазе квантования нормального кодирования речевого сигнала. В приемном устройстве параметры, представляющие спектральную огибающую фонового шума, содержащегося в кадре ДМ, деквантуются тем же способом, который используется в фазе деквантования нормального декодирования речевого сигнала. Эти процессы более подробно описываются в стандартах ГСМС GSM 06.22 и GSM 06.20.

В случае устройства кодирования речевого сигнала половинной скорости системы ГСМС параметр, представляющий уровень фонового шума, обрабатывается другими способами. Способ квантования, которым обрабатывается уровень шума в отношении нормального кодирования речевого сигнала, базируется на сочетании параметров, которые квантуются и передаются отдельно. Кадр ДМ, который обрабатывается в устройстве декодирования речевого сигнала, может передавать только один параметр, представляющий уровень шума, где параметром является значение энергии RO. Это главным образом из-за того, что определенные двоичные разряды в кадре ДМ должны резервироваться для кодового слова ДМ. Эти процессы более подробно описаны в стандартах ГСМС GSM 06.22 и GSM 06.20.

Значение энергии RO, касающееся каждого кадра, усредняется по одному периоду усреднения и оно квантуется тем же способом, который используется при нормальном кодировании речевого сигнала с целью обработки параметра RO, который не был усреднен.

Таким образом, нельзя передавать в кадрах ДМ так называемые параметры GS, которые описывают изменения энергии и которые требуются дополнительно к параметру RO для описания уровня фонового шума на передающей стороне. Однако их можно рассчитывать локально одинаковым способом и в передающем устройстве, и в приемном устройстве. Это основано на том, что квантование параметров GS последних семи кадров запоминаются в запоминающем устройстве передающего устройства и приемного устройства. Когда передается первый кадр ДМ, устройства рассчитывают усреднение запомненных параметров GS, так что оба усредненных параметра GS имеют одинаковые значения, потому что квантованные параметры GS передаются в кадрах речевого сигнала во время периода речевого сигнала. Ошибки передачи данных могут конечно изменять значения. Расчет параметров GS хорошо известен специалистам в данной области техники, и типичный способ их расчета представлен в спецификации GSM 06.20 "Европейская цифровая система телекоммуникаций с сотовой структурой зоны обслуживания; часть 2, речевой сигнал половинной скорости; перекодирование на половинной скорости."
Параметры GS, получаемые посредством усреднения, используются во время всего периода комфортного шума, пока приемное устройство принимает следующий кадр ДМ после периода речевого сигнала. Они используются для расчета уровня шума во время стадии кодирования и декодирования, вместо реальных параметров GS, которые, однако, передаются в кадрах речевого сигнала следующего периода речевого сигнала для нового усреднения.

Описанный выше соответствующий известному уровню техники способ имеет некоторые недостатки. В приемном устройстве блок управления 408 устройства декодирования речевого сигнала не знает, следует ли за периодом речевого сигнала период затягивания или нет. Когда используется кодирование речевого сигнала половинной скорости системы ГСМС, параметры GS также запоминаются во время этих периодов речевого сигнала, которые настолько короткие, что за ними не следует никакой период затягивания. Возможно, что эти короткие периоды содержат только короткие и сильные всплески фонового шума, так что запомненные и усредненные параметры GS в передающем устройстве и в приемном устройстве фактически описывают гораздо более высокий уровень шума, чем действительный уровень усредненного шума, присутствующего на передающей стороне.

Ниже приводится краткое описание квантования, которое базируется на так называемых методах прогнозирования, которые представляют хорошо известную технику обработки сигнала, известную специалистам в данной области техники и подробно описанную, например, в публикации /1/ Аллена Герсио и Роберта М. Грея "Векторное квантование и уплотнение сигналов". Во многих современных способах кодирования речевого сигнала параметры, касающиеся кодирования речевого сигнала, квантуются используя способы прогнозирования. Это означает, что блок квантования заранее пытается осуществлять по возможности точную оценку значения квантованного предмета. При таких способах на приемное устройство обычно подается только разница между прогнозируемым и полученным в результате измерения значениями или их отношение. Приемное устройство содержит устройство прогнозирования, работающее на том же принципе, так что действительное значение получается посредством сложения или перемножения прогнозируемого значения и передаваемого сигнала разности.

При прогнозирующем квантовании способ прогнозирования обычно является адаптивным, то есть результат квантования используется для корректирования способа прогнозирования. Способ прогнозирования, используемый устройством кодирования и устройством декодирования, корректируется одним и тем же значением параметра, полученным от квантования, так что они всегда работают одинаковым способом.

Адаптивные характеристики способов прогнозирующего квантования делают их очень трудными для применения к квантованию параметров, которые касаются генерирования комфортного шума и передаются в кадрах ДМ (дескриптора молчания). Вследствие того что передача прерывается между периодами речевого сигнала, невозможно сохранять синхронизацию между способом прогнозирования в передающем устройстве и в приемном устройстве и таким образом поддерживать синхронизированными устройство кодирования и устройство декодирования.

Технической задачей настоящего изобретения является представить способ, которым устройство приема обнаруживает, когда период затягивания следует за периодом речевого сигнала. Целью изобретения является также представить способ, которым можно удерживать синхронизацию между устройством кодирования речевого сигнала передающего устройства и устройством декодирования речевого сигнала приемного устройства во время периода затягивания в системе связи, использующей прерывистую передачу.

Техническая задача и цели изобретения достигаются посредством детектирования в приемном устройстве, точнее в устройстве декодирования, речевого сигнала, независимо от того, имеется ли период затягивания упомянутого типа между упомянутым периодом передачи информации и периодом без передачи после периода передачи информации. Результат этого детектирования предпочтительно показан посредством определения новым способом использования двоичных разрядов признаков, представляющих определенные характеристики определенных передаваемых кадров. В таком случае новые сигнальные провода и каналы не требуются для индикации, а для показания наличия или отсутствия периода затягивания используются уже имеющиеся сигнальные провода и каналы.

Соответствующий изобретению способ отличается тем, что в приемном устройстве подсчитывается количество кадровых периодов до определенного момента, обнаруживается начало упомянутого периода молчания и на основании упомянутого подсчитанного количества кадровых периодов и начала периода молчания будет принято решение, имеется ли период затягивания упомянутого типа или нет между упомянутым периодом передачи информации и периодом молчания, следующим за периодом передачи информации.

Устройство декодирования речевого сигнала и соответствующий изобретению приемопередатчик отличаются тем, что содержат средство, подсчитывающее количество кадровых периодов до заранее определенного момента, средство, обнаруживающее начало упомянутого периода молчания, и средство, принимающее решение на основании упомянутого подсчитанного количества кадровых периодов и начала периода молчания, имеется ли период затягивания упомянутого типа или нет между упомянутым периодом передачи информации и периодом молчания после периода передачи информации.

Чтобы информировать алгоритм генерирования комфортного шума о наличии периода "затягивания", блок управления прерывистым приемом приемного устройства и определения признаков, касающихся окончания периода затягивания, улучшается в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с известной техникой, как упоминалось выше. Ниже приводится описание изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых
Фиг. 1 представляет блок-схему приемопередатчика в системе ГСМС.

Фиг. 2 представляет принцип многостанционного доступа с временным разделением каналов (МСДВРК).

Фиг. 3 представляет устройство кодирования речевого сигнала в виде блок-схемы.

Фиг. 4 иллюстрирует известный процесс использования двоичных разрядов признака для определения периода затягивания и периода усреднения.

Фиг. 5 иллюстрирует известный процесс, касающийся использования периода затягивания.

Фиг. 6 представляет устройство декодирования речевого сигнала в виде блок-схемы.

Фиг. 7 представляет соответствующий изобретению процесс в виде блок-схемы.

Фиг. 8 представляет блок-схему блока управления соответствующего настоящему изобретению устройства декодирования речевого сигнала.

Теперь будет описан предпочтительный вариант осуществления изобретения со ссылкой на фиг. 3-7. В других аспектах устройство декодирования речевого сигнала можно реализовать подобно устройству декодирования, известному в технике, как показано на фиг. 6, но его блок управления 408 собран для реализации соответствующих изобретению функций. Блок управления 408 может быть таким, как показано на фиг. 8 в устройстве декодирования речевого сигнала приемного устройства, на блок управления 408 (фиг. 6) все еще подается признак ПЗС 405 в качестве входной информации, но когда признак 409 устанавливается на 1, это означает в соответствии с определением, соответствующим изобретению, что период затягивания завершается, то есть он устанавливается на 1 в течение длительности одного кадра (и в частности в течение кадра ДМ, следующего сразу же после периода затягивания), когда завершается период затягивания. В блоке управления 112 режима прерывистой передачи передающего устройства, показанного на фиг. 1, признак 114 в соответствующем изобретению способе соответственно показывает завершение периода затягивания (а не первого кадра ДМ, как в известной технике), то есть он также будет установлен на 1 в течение длительности одного кадра (в частности в течение кадра ДМ, следующего непосредственно после периода затягивания).

На фиг. 7 показана функция блока управления 408 режима прерывистой передачи приемного устройства в виде блок-схемы в соответствующем изобретению способе, который ниже описывается со ссылкой на фиг. 8. Ссылочной позицией 500 представлен этап <WF_SP> (ожидание признака ПЗС), на котором признак ПЗС (405 на фиг. 4) каждого принятого кадра проверяется как входные данные. Алгоритм всегда возвращается к этапу 500 для ожидания признака ПЗС следующего кадра. Ромбовидные блоки блок-схемы представляют этапы принятия решения, а альтернативные пути для них показаны позициями Y (да) и N (нет).

Счетчик <Nelapsed> (количество завершенных кадровых периодов) 411 считает количество кадровых периодов от того момента, когда устройство кодирования речевого сигнала передающего устройства передало последний скорректированный кадр ДМ и всегда до следующего скорректированного кадра ДМ или до последнего кадрового периода - периода усреднения. Счет производится по одному в виде значения по умолчанию в блоке 501 каждый раз, когда признак ПЗС (параметр звукового сигнала) 405 нового кадра вводится в блок управления прерывистым приемом приемного устройства. На этапе 502 логика принятия решения 410 принимает решение в отношении периода затягивания на основании значения признака ПЗС 405, содержащегося в текущем кадре (n относится к последовательному номеру проверяемого кадра). Если значение признака ПЗС равно 1, то период затягивания еще не завершен, поэтому признак HGOVER (ЗАТЯГИВАНИЕ) 409 устанавливается на 0 логической схемой принятия решения 410 на этапе 503, а счетчик <Aver_ period> (период усреднения) 412, который показывает количество еще оставшихся кадров, принадлежащих к периоду усреднения, устанавливается на значение 7 на этапе 504.

Если значение признака ПЗС в текущем кадре равно 0, то период затягивания может оказаться оконченным. Следующее решение, когда проверяется этот факт, базируется на признаке ПЗС кадра непосредственно перед проверяемым кадром, благодаря чему получается этот признак из выходного сигнала блока задержки 413 с задержкой одного кадрового периода, а решение выполняется блоком принятия решения 410 на этапе 505. Если значение предыдущего признака ПЗС было равно 1, то период затягивания может оказаться законченным.

Затем на этапе 506 принимается решение на основании значения счетчика <Nelapsed> 411. Если значение счетчика 411 больше 30, то период затягивания завершается, потому что затем во время периода речевого сигнала (фиг. 3) значение <Nelapsed> (количество завершенных кадровых периодов) 411 становится больше 23 (чтобы использовать период "затягивания" вообще) и затем период затягивания становится равным 7 кадрам, то есть значение счетчика <Nelapsed> 411 становится равным по меньшей мере 31 (фиг. 4 и 5).

В соответствии с вышеприведенным описанием признак HGOYO (ЗАТЯГИВАНИЕ) 409 устанавливается на этапе 507 на 1 в течение времени одного периода, и счетчики <Nelapsed> 411 и <Aver_period> (Период усреднения) 412 восстанавливаются на 0 на этапах 508 и 509, потому что вновь рассчитан новый кадр ДМ и завершается период усреднения.

Если значение счетчика <Nelapsed> 400 меньше или равно 30, когда блок 506 принимает решение, то период "затягивания" все еще не окончен. Затем признак ЗАТЯГИВАНИЯ 409 восстанавливается на значение 0 на этапе 510 и значение счетчика <Aver_period> 412 уменьшается на единицу на этапе 511, потому что текущий кадр принадлежит периоду усреднения, управляемому блоком управления режимом прерывистой передачи передающего устройства. Усреднение может преждевременно прерываться, если какой-либо из последующих кадров снова содержит признак ПЗС 405 со значением 1, прежде чем пропустится ряд кадров со значением признака ПЗС, равным 0, соответствующих периоду усреднения.

Если на этапе 505 обнаружили, что признак ПЗС 405, непосредственно предшествующий кадру, также был равен 0, то проверяемый кадр не может означать, что период затягивания завершается и, таким образом, признак HGOYR (ЗАТЯГИВАНИЕ) восстанавливается на 0 на этапе 512.

Следующее решение принимается на этапе 513 на основании значения счетчика <Aver_period> (период усреднения) 412. Если его значение не равно 0, то период усреднения не закончен, так что значение счетчика 412 уменьшается на единицу на этапе 514, потому что проверяемый кадр принадлежит периоду усреднения, управляемому блоком управления режимом прерывистой передачи передающего устройства. Теперь усреднение также может преждевременно прерваться, если какой-либо из последующих кадров снова содержит признак ПЗС 504 со значением 1, прежде чем пропустится ряд кадров со значением признака ПЗС, равным 0, соответствующим периоду усреднения.

Если на этапе 513 обнаружится, что значение счетчика <Aver_period> (период усреднения) 412 равно 0, то период усреднения завершается, благодаря чему радиоучасток 111 передающего устройства получает новый кадр ДМ, вследствие чего значение счетчика <Nelapsed> 411 может восстановиться на 0 на этапе 515, в соответствии с определением счетчика.

Блок управления 408 устройства декодирования речевого сигнала приемного устройства определяется, благодаря достоинству изобретения, следует ли период затягивания за периодом речевого сигнала. Эту информацию можно использовать в сочетании с определенными способами квантования и деквантования, и она представляет возможность синхронизировать квантование в отношении кадров ДМ между передающей и принимающей сторонами. Вследствие синхронизации периода затягивания в соответствии с изобретением можно использовать способы прогнозируемого квантования при квантовании параметров, необходимых для генерирования комфортного шума, потому что квантованные параметры, запомненные во время периода затягивания в устройстве декодирования речевого сигнала, содержат значения, которые очень хорошо описывают фоновый шум на передающей стороне. Запомненные значения параметров можно усреднять, когда завершается период усреднения, благодаря чему получаем прогнозированные значения для алгоритмов квантования и деквантования. Синхронизацию устройств кодирования и декодирования речевого сигнала, которая получается посредством изобретения, можно использовать также, например, для синхронизированной установки первоначальных значений генератора псевдошума в устройствах кодирования и декодирования речевого сигнала.

Улучшение соответствующего изобретению режима прерывистой передачи не ограничивается устройством кодирования речевого сигнала определенного типа. Соответствующая изобретению синхронизация устройств кодирования и декодирования представляет конкретные преимущества в устройствах кодирования речевых сигналов, где параметры квантуются и кодируются, используя способы прогнозирования. Ниже будет приведено описание расчета параметров в соответствующих изобретению устройствах кодирования и декодирования речевых сигналов.

Поскольку в показанном случае описывается обычно известная конструкция кодера-декодера типа ЛПКВ (линейного предсказания с кодовым возбуждением), которая базируется на линейном предсказании с кодовым возбуждением. Работа устройств кодирования и декодирования речевого сигнала типа ЛПКВ базируется на так называемой кодовой книге или векторах возбуждения, запомненных в кодовых книгах. Эти векторы возбуждения фильтруются посредством фильтра долгосрочного и краткосрочного синтеза, и получающийся в результате синтезированный сигнал сравнивается с первоначальным речевым сигналом. Из векторов возбуждения выбирают вектор, который сводит к минимуму ошибку при сравнении с исходным речевым сигналом. Параметры, передаваемые на устройство декодирования типа ЛПКВ, обычно представляют собой возбуждение кодового вектора (или индекса для определенного вектора возбуждения) и его коэффициент усиления g, параметры фильтрования ЛКП (линейного кодирования с предсказанием) краткосрочного предсказания и параметры фильтрования долгосрочного предсказания (ДСП).

При генерировании комфортного шума в соответствующей изобретению системе передается информация о параметрах кодирования, например о параметрах ЛКП aO, ..., aM (ЛКП - линейное кодирование с предсказанием) и коэффициенте усиления g. При кодировании параметров ЛКП можно использовать, например, способ, представленный в публикации /2/: Ф. Итакура "Линейное спектральное представление линейных коэффициентов предсказания речевых сигналов", журнал Американского общества акустиков, том 57, приложение N 1, стр. 35, 1975 г. Усредненными параметрами комфортного шума, рассчитанными соответствующим изобретению устройством кодирования речевого сигнала, являются f^уср. Эти параметры квантуются, и получающиеся квантованные параметры

(ошибка прогнозирования) и

(поправочный коэффициент усиления) действительно передаются в кадре ДМ на приемное устройство, где устройство декодирования речевого сигнала генерирует параметры комфортного шума на основании этих принятых параметров

благодаря чему деквантованные параметры комфортного шума оказываются равными, например,

для описания фонового шума на передающей стороне и, таким образом, для генерирования синтезированного шума. Кодирование параметров комфортного шума f^уср и g_c ^уср использует параметры

которые можно определять в устройстве кодирования речевого сигнала благодаря достоинству изобретения, то есть когда точность периода затягивания известна.

Устройство кодирования речевого сигнала формирует векторное представление f^T = /f₁, f₂,... f_м/ спектральных параметров (параметров ЛСЧ), предпочтительно так называемое ЛСЧ (линейной спектральной частоты). Для определения кадра речевого сигнала можно также рассчитать векторы нескольких параметров. Для кодирования параметров можно использовать кодирование с предсказанием. В соответствующей изобретению системе в качестве значений прогнозирования используют параметры

которые передаются во время периода затягивания. Вектор

используется при расчете ошибки предсказания, и этот расчет возможен, когда известно, что в соответствии с изобретением имеется период затягивания. Посредством изобретения значения вектора параметра

можно одним и тем же способом рассчитывать в устройствах и кодирования и декодирования, потому что во время периода затягивания одинаковые параметры имеются в устройствах кодирования и декодирования. Однако здесь необходимо отметить, что векторы

получаемые во время самого последнего периода затягивания, можно использовать при квантовании параметров комфортного шума также с внешней стороны (после) самого последнего периода затягивания.

Ошибка прогнозирования e, которая вырабатывается устройством кодирования речевого сигнала и передается в системе связи, представляет собой подлежащий квантованию параметр, и он получается нижеприведенным способом и передается:

(1)
где f^уср (i) - усредненный вектор параметра ЛСЧ,

квантованный опорный вектор параметра ЛСЧ,
i - индекс кадра,
e (i) - расчетное остаточное предсказание в кадре i.

Опорный вектор параметра ЛСЧ

рассчитывается на базе квантованных параметров посредством усреднения параметров во время периода затягивания (или на протяжении 7 кадров) в соответствии со следующим уравнением

(2)
где f^(m)(i-n) представляет m-ый квантовый вектор параметра кадра во время периода затягивания (n = от 1 до 7),
n - индекс кадра периода затягивания (n = от 1 до 7),
m - индекс параметра ЛСЧ в кадре (1 или 2), и
i - индекс кадра.

Таким образом, можно рассчитывать опорный вектор параметра

когда известна точность периода затягивания в соответствии с изобретением. Усредненный вектор параметра ЛСЧ f^уср, то есть параметр спектральной огибающей комфортного шума, рассчитывается во время периода усреднения на основании уравнения (3)

где f^(m) (i-n) - m-ый вектор параметра ЛСЧ кадра во время периода усреднения (n = от 0 до 7),
n - индекс кадра параметра усреднения (n = от 0 до 7),
m - индекс параметра ЛСЧ в кадре (1 или 2), и
i - индекс кадра.

При кодировании значения коэффициента усиления соответственным образом используются параметры g_c ^уср и

из которых последний, или опорный, коэффициент усиления

можно определять следующим образом, когда известна точность периода затягивания

где i - индекс кадра,
j - индекс подкадра,
n - индекс кадра периода затягивания (n = от 1 до 7), и

квантованный фиксированный коэффициент усиления кодовой книги в подкадре j кадра i периода затягивания.

Коэффициенты усиления g_c ^уср, то есть параметры уровня комфортного шума, усредняются с помощью следующего уравнения

где i - индекс кадра,
j - индекс подкадра,
g_c(i-n) (j) - фиксированный коэффициент усиления кодовой книги в подкадре j одного из кадров периода (n = от 0 до 7),
g_c(i) (j) - коэффициент усиления кадра i (= 0), и
n - индекс кадра периода усреднения (n = от 0 до 7).

Таким же образом, как при кодировании векторов спектральных параметров, можно использовать соответствующее изобретению решение также при кодировании значений коэффициентов усиления, при котором расчет таких же значений параметров

можно осуществлять в устройстве кодирования и в устройстве декодирования вследствие обследования периода затягивания, то есть когда известна точность и длительность периода затягивания. В нашем примере подлежащим квантованию коэффициентом является так называемый поправочный коэффициент усиления γ, который на самом деле передается в системе связи и на основании которого декодирующее устройство речевого сигнала может генерировать параметр комфортного шума

таким образом, что вначале оно вырабатывает опорный коэффициент усиления

фиксированной кодовой книги (опорный коэффициент усиления может вырабатываться в устройстве декодирования речевого сигнала, когда известна точность периода затягивания). Поправочный коэффициент усиления может вырабатываться в устройстве кодирования речевого сигнала следующим образом

где g_c ^уср - усредненный коэффициент усиления фиксированной кодовой книги, и

опорный коэффициент усиления фиксированной кодовой книги, который рассчитывается на основании квантованных коэффициентов усиления фиксированной кодовой книги посредством усреднения значений параметров по периоду затягивания, содержащего 7 кадров, в соответствии с представленным выше уравнением (4).

В устройстве декодирования речевого сигнала приемного устройства расчет параметров

и f^уср осуществляется в обратном порядке уравнений (1) и (6) после приема квантованных параметров

(ошибка в прогнозе) и

(поправочный коэффициент усиления) и после расчета параметров

на основании периода затягивания, когда соответствующему изобретению устройству декодирования речевого сигнала известна точность периода затягивания.

При синхронизировании периода затягивания в соответствии с изобретением можно избежать недостатков, касающихся известной техники усреднения параметров GS, в частности можно избежать того, что усредненные параметры могут содержать информацию, представляющую кратковременные шумовые всплески вместо значений, представляющих фоновый шум. Изобретение требует, чтобы оборудование приемного устройства запоминало в свою память содержания последних кадров речевого сигнала, в ГСМС семь последних кадров речевого сигнала, потому что соответствующий изобретению алгоритм обнаруживает наличие периода затягивания только когда он оканчивается, и, таким образом, информация фонового шума, содержащаяся в последних кадрах речевого сигнала, должна все время запоминаться и иметься в наличии для возможной потребности усреднения.

Когда с изобретением используется способ квантования с предсказанием, предпочитают, чтобы при квантовании параметров, принадлежащих вырабатыванию комфортного шума, использовались те же таблицы квантования, которые используются в способе квантования с предсказанием при нормальном кодировании речевого сигнала. В этом случае предсказание должно иметь неадаптивную функцию, когда прерывается передача. Способы предсказания должны использовать значения, которые находятся как можно ближе к значениям, представляющим текущий фоновый шум в конце передачи, так что участок квантования может описывать изменения значений параметров, когда изменяется фоновый шум относительно среднего уровня. Одинаковые значения прогнозирования должны, конечно, иметься в передающем и приемном устройствах, чтобы мог правильно функционировать способ прогнозирования.

Одним решением получения значений хорошего прогнозирования для квантования значений комфортного шума, передаваемых в кадрах ДМ, состоит в запоминании квантованных значений параметров во время периода затягивания и в расчете среднего значения запомненных и квантованных значений, когда оканчивается период затягивания. Эти усредненные значения прогнозирования замораживаются до появления следующего периода затягивания. Этот процесс хорошо подходит для соответствующего изобретению способа, то есть когда устройству декодирования речевого сигнала известно, следует ли за периодом речевого сигнала период затягивания.

Изобретение применимо во всех системах радиосвязи, в которых используется режим прерывистой передачи с периодами затягивания, в частности в подвижных телефонных системах DCS 1900 и ГСМС. Вышеприведенные точные цифры, например длительности периода затягивания и периода усреднения, выраженные в кадрах, не важны для изобретения, но их использовали для иллюстрирования применимости изобретения. Соответствующее изобретению декодирование речевого сигнала можно использовать в подвижном телефонном аппарате и в базовой станции подвижной телефонной системы, то есть обычно в приемопередатчике, независимо от того, является ли он подвижным телефонным аппаратом или базовой станцией. Изобретение предпочтительно применяют в принимающей ветви приемопередатчика.

Claims

1. Способ оценки периода затягивания в устройстве декодирования речевого сигнала (1б) в системе связи, использующей прерывистую передачу между устройством передачи и устройством приема, благодаря чему прерывистая передача временно содержит периоды последовательных кадров, некоторые периоды из которых содержат передаваемый кадр, а некоторые периоды не содержат передачи, содержащий периоды передачи информации (200, 301, 302), содержащие по меньшей мере один кадр и содержащие информацию, переданную пользователем на упомянутое устройство передатчика, периоды молчания (208, 209, 303), имеющие длительность по меньшей мере одного кадрового периода и содержащие другую информацию, чем информация, передаваемая пользователем, вследствие чего имеется нерегулярность появляющегося периода (Т), содержащего по меньшей мере один кадр между периодом передачи информации (200) и последующим периодом молчания (208, 209), где нерегулярный период образует период затягивания для определения информации, касающейся периода молчания, отличающийся тем, что в приемном устройстве количество кадровых периодов подсчитывают (411), начиная от последнего корректирования кадра первого типа, до определения начала упомянутого периода молчания (208, 209, 303), и на основании упомянутого подсчитанного количества кадровых периодов и начала периода молчания (208, 209, 303) принимают решение, имеется ли период затягивания (Т) упомянутого типа или нет между упомянутым периодом передачи информации (200, 301, 302) и периодом молчания (208, 209, 303), следующим за периодом информации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутая прерывистая передача содержит период усреднения с длительностью заранее определенного количества кадровых периодов, из которых по меньшей мере последний кадровый период представляет собой кадровый период, принадлежащий периоду молчания (208, 209, 303), в котором при упомянутой передаче приемное устройство принимает информационный сигнал (107, 405) для каждого кадрового периода, где сигнал имеет первое значение, если кадровый период принадлежит периоду передачи информации (200, 301, 302) или периоду затягивания (Т), и второе значение, если кадровый период принадлежит периоду молчания (208, 209, 303), кроме того, в способе в приемном устройстве подсчитывают (411) количество кадровых периодов до последнего кадрового периода (0) периода усреднения (211, 212), определяют момент, когда упомянутый информационный сигнал (405) изменяется из упомянутого первого значения на упомянутое второе значение, и на основании упомянутого подсчитанного количества кадровых периодов и упомянутого определения принимают решение, имеется ли период затягивания (Т) упомянутого типа или нет между упомянутым периодом передачи информации (200, 301, 302) и периодом молчания (208, 209, 303), следующим за периодом передачи информации.

3. Устройство декодирования речевого сигнала для декодирования кадров речевого сигнала, принимаемых при прерывистой передаче, содержащее средство (402), выполняющее декодирование речевого сигнала для декодирования принятого кадра речевого сигнала для воспроизведения, средство (407) генерирования комфортного шума для генерирования искусственного шума для упомянутого воспроизведения, средство управления декодированием речевого сигнала (408) для управления декодированием речевого сигнала, благодаря чему упомянутая прерывистая передача временно содержит последовательные кадровые периоды, причем некоторые из этих периодов содержат передаваемый кадр, а некоторые периоды не содержат передачи, составляющие периоды передачи информации (200, 301, 302), содержащие по меньшей мере один кадр и содержащие информацию, передаваемую пользователем на упомянутое передающее устройство, и периоды молчания (208, 209, 303), имеющие длительность по меньшей мере одного кадрового периода и содержащие информацию, отличную от информации, передаваемой пользователем, вследствие чего имеется нерегулярность появления периода (Т), включающего в себя по меньшей мере один кадр между периодом передачи информации (200) и следующим периодом молчания (208, 209), где период нерегулярности образует период затягивания для определения информации, касающейся периода молчания, отличающееся тем, что содержит средство (411), подсчитывающее количество кадровых периодов, начиная от обнаружения последней коррекции кадра первого типа, средство (410), обнаруживающее начало упомянутого периода молчания (208, 209, 303), средство подсчитывания (411), расположенное таким образом, чтобы подсчитывать количество кадровых периодов до начала упомянутого периода молчания (208, 209, 303), и средство (410) принятия решения на основании упомянутого подсчитанного количества кадровых периодов и начала периода молчания (208, 209, 303), независимо от того, имеется ли период затягивания (Т) упомянутого типа или нет между упомянутым периодом передачи информации (200, 301, 302) и периодом молчания (208, 209, 303), следующим за периодом передачи информации.

4. Устройство декодирования речевого сигнала по п.3, отличающееся тем, что упомянутая прерывистая передача содержит период усреднения (211, 212) с длительностью заранее определенного количества кадровых периодов, из которых по меньшей мере последний кадровый период представляет собой кадровый период, принадлежащий периоду молчания (208, 209, 303), в силу чего при упомянутой передаче устройство декодирования речевого сигнала принимает информационный сигнал (107, 405) для каждого кадрового периода, где сигнал имеет первое значение, если кадровый период принадлежит периоду передачи информации (200, 301, 302) или периоду затягивания (Т), и второе значение, если кадровый период принадлежит периоду молчания (208, 209, 303), упомянутое средство подсчета (411) содержит средство для подсчета количества кадровых периодов в приемном устройстве до последнего кадрового периода (0) периода усреднения (211, 212), упомянутое средство обнаружения (410) содержит средство для обнаружения момента, когда упомянутый информационный сигнал (405) изменяется из упомянутого первого значения на упомянутое второе значение, и упомянутое средство принятия решения (410) содержит средство для принятия решения на основании упомянутого количества кадровых периодов, подсчитываемых упомянутым средством подсчета (411), и упомянутого обнаружения, выполняемого упомянутым средством обнаружения (410), независимо от того, имеется ли период затягивания (Т) упомянутого типа или нет между упомянутым периодом передачи информации (200, 301, 302) и периодом молчания (208, 209, 303), следующим за периодом передачи информации.

5. Приемопередатчик для подвижной телефонной системы, использующей прерывистую передачу, причем приемопередатчик содержит ветвь передающего устройства для передачи сообщений и ветвь приемного устройства для приема сообщений, где ветвь приемного устройства имеет устройство декодирования речевого сигнала, содержащее устройство (402), выполняющее декодирование речевого сигнала для декодирования принятого кадра речевого сигнала для воспроизведения, средство генерирования комфортного шума (407) для генерирования искусственного шума для воспроизведения, и средство управления декодированием речевого сигнала (408) для управления декодированием речевого сигнала, в силу чего упомянутая прерывистая передача временно содержит последовательные кадровые периоды, где некоторые из этих периодов содержат передаваемый кадр, а некоторые периоды не содержат передачу, составляющие периоды передачи информации (200, 301, 302), содержащие по меньшей мере один кадр и содержащие информацию, передаваемую пользователем на упомянутое передающее устройство, и периоды молчания (208, 209, 303), имеющие длительность по меньшей мере одного кадрового периода и содержащие информацию, отличную от информации, передаваемой пользователем, в силу чего имеется нерегулярность появления периода (Т), содержащего по меньшей мере один кадр между периодом передачи информации (200) и следующим за ним периодом молчания (208, 209), где нерегулярный период образует период затягивания для определения информации, касающейся периода молчания, отличающийся тем, что содержит средство (411) подсчитывания количества кадровых периодов, начиная от определения последней коррекции кадра первого типа, средство (410) обнаружения начала упомянутого периода молчания (208, 209, 303), средство подсчитывания (411), расположенное таким образом, чтобы подсчитывать количество кадровых периодов до начала упомянутого периода молчания (208, 209, 303), и средство (410) принятия решения на основании упомянутого подсчитанного количества кадровых периодов и начала периода молчания (208, 209, 303), независимо от того, имеется ли период затягивания (Т) упомянутого типа или нет между упомянутым периодом передачи информации (200, 301 и 302) и периодом молчания (208, 209, 303), следующим за периодом передачи информации.

6. Приемопередатчик по п.5, отличающийся тем, что упомянутая прерывистая передача содержит период усреднения (211, 212) с длительностью заранее определенного количества кадровых периодов, из которых по меньшей мере последний кадровый период представляет собой кадровый период, принадлежащий периоду молчания (208, 209, 303), благодаря чему при упомянутой передаче устройство декодирования речевого сигнала принимает информационный сигнал (107, 405) для каждого кадрового периода, где сигнал имеет первое значение, если кадровый период принадлежит периоду передачи информации (200, 301, 302) или периоду затягивания (Т), и второе значение, если кадровый период принадлежит периоду молчания (208, 209, 303), упомянутое средство подсчитывания (411) содержит средство для подсчета количества кадровых периодов в приемном устройстве до последнего кадрового периода (0) периода усреднения (211, 212), упомянутое средство обнаружения (410) содержит средство для обнаружения момента, когда упомянутый информационный сигнал (405) изменяется от упомянутого первого значения на упомянутое второе значение, и упомянутое средство принятия решения (410) содержит средство для принятия решения на основании упомянутого количества кадровых периодов, подсчитанных посредством упомянутого средства подсчитывания (411), и упомянутого обнаружения, выполняемого упомянутый средством обнаружения (410), независимо от того, имеется ли период затягивания (Т) упомянутого типа или нет между упомянутым периодом передачи информации (200, 301, 302) и периодом молчания (208, 209, 303), следующим за периодом передачи информации.

7. Приемопередатчик по п.5, отличающийся тем, что он представляет собой подвижный телефонный аппарат.

8. Приемопередатчик по п.5, отличающийся тем, что он представляет собой базовую станцию.