具有增強(qiáng)語音質(zhì)量的移動站到移動站的數(shù)字無線連接制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提出了通過在話音信號被第二聲碼器處理之前，修改該話音信號的頻譜，以補(bǔ)償由該第二聲碼器所產(chǎn)生的數(shù)字失真，來改進(jìn)具有匯接聲碼器處理的移動站到移動站電話呼叫的主觀話音質(zhì)量。一個自適應(yīng)濾波器可以用來修改話音信號的頻譜。利用該發(fā)明專利技術(shù)，從第一移動電話到第二移動電話的呼叫的話音質(zhì)量基本上類似于從移動電話到臺式電話的呼叫的話音質(zhì)量。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)一般涉及無線通信技術(shù)，尤其涉及具有增強(qiáng)語音質(zhì)量的移動站到移動站的無線通信連接。無線電話通信系統(tǒng)利用編碼來限制在通信信道上傳送話音信息所需要的帶寬數(shù)量。除了在信道上發(fā)送接收到的語音之外，話音編碼器(聲碼器)首先用于分析所接收的話音信號，并且接著生成一組參數(shù)，這組參數(shù)用于驅(qū)動合成話音復(fù)制品的模型。這些參數(shù)在電話網(wǎng)絡(luò)上以非常低的速率傳送。典型地，在一種聲碼器中，話音是在短時間的基礎(chǔ)上分析，并且生成一組模型參數(shù)，這組參數(shù)可以表示音調(diào)、線譜頻(在任何給定的時間上，聲道的頻率響應(yīng))以及話音增益。在數(shù)字無線網(wǎng)絡(luò)中，在發(fā)射機(jī)中使用聲碼器以將說話人的話音信號分成一連串一般為20毫秒的固定長度幀。聲碼器接著利用特定的數(shù)學(xué)模型來模型化該話音，并且對于每個20毫秒的幀，聲碼器生成一組用于該數(shù)學(xué)模型的參數(shù)，這組參數(shù)最佳地描述了該20毫秒間隔的話音。從而，聲碼器將揚(yáng)聲器的話音編碼成20毫秒的幀。發(fā)射機(jī)中的調(diào)制解調(diào)器利用諸如CDMA、TDMA或者GSM的空中接口技術(shù)，在空中傳送這些幀。接收機(jī)中調(diào)制解調(diào)器的功能是將這些幀傳遞接收機(jī)中的解碼器。解碼器解碼這些20毫秒的幀，以產(chǎn)生用戶的話音。無線用戶利用一個無線終端來接入無線網(wǎng)絡(luò)。從移動站到臺式電話的音頻路徑包括一個在移動站中的話音解碼器，一個在移動站中的無線發(fā)射機(jī)，一個在基站中的無線接收機(jī)以及一個在基站中的解碼器。在音頻信號的處理中涉及一個話音編碼器以及一個解碼器。這個過程被稱為一個聲碼操作，因為它涉及單個編碼/解碼過程。從第一移動站到第二移動站的音頻路徑包括在第一移動站中的話音解碼器和無線發(fā)射機(jī)，在基站中(或者在交換機(jī)中)的無線接收機(jī)和話音解碼器。由解碼器所產(chǎn)生的用戶的話音信號在載波的陸線上被傳送到第二基站(或者交換機(jī))中的第二話音編碼器，并且接著傳送到無線發(fā)射機(jī)。第二移動站的無線接收機(jī)接收編碼后的話音信號，并且在第二編碼器中處理它，以生成話音信號。在這種情況下，從話音處理的角度來看，需要一個第一移動站中的話音編碼器，一個基站中的解碼器，第二基站中的另一個話音編碼器，以及一個接收移動站中的第二解碼器。因而，當(dāng)從一個移動站向另一個移動站做出呼叫時，話音信號經(jīng)過兩個話音編碼器以及兩個解碼器的處理。這個過程被稱為匯接聲碼處理，因為話音信號被編碼兩次，并且被解碼兩次。由聲碼處理(編碼和解碼話音信號的處理)所處理的話音信號(輸入語音)將一定數(shù)量的、相對于由揚(yáng)聲器所發(fā)出的實際話音的數(shù)字失真引入了接收機(jī)中產(chǎn)生的話音。盡管在單個聲碼處理中由解碼器所產(chǎn)生的話音質(zhì)量完全可以接受，但是還是低于輸入語音的話音質(zhì)量。匯接聲碼將引入的數(shù)字失真復(fù)合到話音信號中，因此業(yè)已觀測到移動站到移動站呼叫的主觀話音質(zhì)量顯著地低于移動站到臺式電話呼叫的話音質(zhì)量。因此，需要提供一種用于增強(qiáng)移動站到移動站呼叫的話音質(zhì)量的方法和裝置。本專利技術(shù)提出了通過在話音信號被第二聲碼器處理之前，修改該話音信號的頻譜，以補(bǔ)償由該第二聲碼器所產(chǎn)生的數(shù)字失真，來改進(jìn)具有匯接聲碼器處理的移動站到移動站電話呼叫的主觀話音質(zhì)量。一個自適應(yīng)濾波器可以用來修改話音信號的頻譜。對于本專利技術(shù)而言，從第一移動電話到第二移動電話的呼叫的話音質(zhì)量基本上類似于從移動電話到臺式電話的呼叫的話音質(zhì)量。附圖說明圖1是具有單個聲碼處理的移動電話到臺式電話呼叫的方框圖；圖2是具有兩個聲碼處理的移動電話到移動電話呼叫的方框圖；圖3示出了對于相同語音均衡的輸入話音信號，在單個聲碼處理(曲線A)以及兩個聲碼處理(曲線B)期間產(chǎn)生的輸出語音的頻譜；圖4是根據(jù)本專利技術(shù)原理的一個實施例結(jié)構(gòu)的方框圖5是根據(jù)本專利技術(shù)原理的另一個實施例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖6是根據(jù)本專利技術(shù)原理的再一個實施例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖7示出了兩個信號頻譜中的差別，其中一個信號受到匯接聲碼的處理，而另一個信號受到單個聲碼的處理；圖8示出了自適應(yīng)濾波器的頻率響應(yīng)，該濾波器在匯接中可以位于兩個聲碼器之間，以補(bǔ)償由第二聲碼器所產(chǎn)生的數(shù)字失真；圖9示出了相對于由單個聲碼所處理的話音信號頻譜的由匯接聲碼所處理的話音信號頻譜，該匯接聲碼包括圖7的自適應(yīng)濾波器；圖10示出了在匯接中與兩個EVRC聲碼器一起使用的自適應(yīng)濾波器的頻率響應(yīng)曲線。如上所述，在移動電話到臺式電話的通話中，語音信號經(jīng)受了單個聲碼處理，該處理將少量的數(shù)字失真引入到所產(chǎn)生的語音中。因此，產(chǎn)生語音的質(zhì)量稍微低于輸入語音的質(zhì)量。對于兩個移動站之間的呼叫來說，話音信號受到了兩次聲碼處理，所產(chǎn)生語音的主觀話音質(zhì)量經(jīng)受了增加的數(shù)字失真，因而低于由僅經(jīng)受單個聲碼處理的話音信號所產(chǎn)生的語音。參照下圖，提供了利用用于各種聲碼器的單個聲碼處理和匯接聲碼處理所產(chǎn)生的語音信號質(zhì)量的平均意見得分。平均意見得分是利用聲碼器平均意見得分一致性測試標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)(TIA/EIA/IS102)測量的話音質(zhì)量，該文獻(xiàn)是標(biāo)準(zhǔn)的主觀話音質(zhì)量測試量度。分?jǐn)?shù)越高表示話音質(zhì)量越好。 表A平均意見得分上面列出的聲碼器被詳細(xì)解釋如下EVRC是指增強(qiáng)型可變速率編譯碼器；QCELP是指Qualcomn的碼激勵線性預(yù)測編譯碼器；ACELP是指Algeraic的碼激勵線性預(yù)測器；VSELP是指矢量和激勵線性預(yù)測器。檢查表A中的數(shù)據(jù)將清楚地表明，在每種情況下，話音信號的匯接聲碼引入了比單個聲碼更強(qiáng)的失真，并且這與用于處理話音信號的話音編碼器的類型無關(guān)。給定話音信號的主觀話音質(zhì)量是多個變量的非線性函數(shù)，這些變量諸如1)話音的可懂度；2)話音的清晰度；3)話音中背景噪聲的數(shù)量；4)話音中的數(shù)字失真5)加性噪聲；以及6)話音的頻率構(gòu)成(頻譜)。本專利技術(shù)提出了將由受到匯接聲碼處理的話音信號所產(chǎn)生的話音質(zhì)量改進(jìn)成基本上等于由受到單個聲碼處理的話音信號所產(chǎn)生的話音質(zhì)量。通過在話音信號由第二聲碼器處理之前，修改該話音信號的頻率構(gòu)成，來補(bǔ)償由第二聲碼處理所引入的數(shù)字失真，以得到上述改進(jìn)。參照圖1，圖1示出了具有單個聲碼處理的移動電話到臺式電話呼叫的方框圖。主叫用戶的話音在移動站中由話音編碼器(編碼器)10處理，接著饋送到無線發(fā)射機(jī)12，用以傳輸?shù)綗o線接收機(jī)14。接著信號從接收機(jī)14饋送到編碼器16。編碼器的輸出在路徑17上傳送到臺式電話18，該路徑17可能包括陸線。從移動電話到臺式電話的話音信號由一個編碼器10和一個解碼器16處理，因而受到單個聲碼的處理。參照圖2，圖2示出了兩個聲碼處理的方框圖。第一移動站中主叫用戶的話音經(jīng)過碼器30處理，編碼器30的輸出饋送到無線發(fā)射機(jī)32，該無線發(fā)射器32將信號使送到無線接收機(jī)34。無線接收機(jī)34的輸出饋送到解碼器36，解碼器36將接收到的信號轉(zhuǎn)換成用以在包括陸線38的載波網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)恼Z音信號。在該實例中，源于第一移動站的呼叫將被發(fā)送到第二移動站。因此，來自解碼器36的話音信號經(jīng)過載波網(wǎng)絡(luò)傳送到第二編碼器40，語音信號在第二編碼器40中被第二次處理，接著被傳送到天線發(fā)射機(jī)42，用以傳輸?shù)轿挥诘诙蚪邮找苿诱局械臒o線接收機(jī)44。來自接收機(jī)44的信號被饋送到解碼器46，并被解碼器46所處理，解碼器46的輸出是用于產(chǎn)生由接收該呼叫的用戶所聽到的話音的話音信號。在圖2中，從第一移動站到第二移動站的呼叫在由被叫用戶接收到之前，被編碼兩次且被解碼兩次。因而在該實例中，話音信號受到匯接聲碼的處理。參照圖3，圖3示出了經(jīng)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種通信方法，其特征在于，它包括步驟：接收第一編碼話音信號，作為第一組話音信號參數(shù)；將第一組話音信號參數(shù)指向第一語音解碼器，以生成一個話音信號；將來自第一話音解碼器的話音信號饋送到自適應(yīng)濾波器，以產(chǎn)生一個修改后的話音信號；將 修改后的話音信號饋送到語音編碼器，以將該修改后的話音信號轉(zhuǎn)換成編碼后的話音信號，該編碼后的話音信號由一組話音信號參數(shù)所表示；以及傳送第二組話音信號參數(shù)。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：穆罕默德R謝利夫，阿莫德A特拉夫，
申請(專利權(quán))人：朗迅科技公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]