專利名稱：在包括語音編碼解碼器發(fā)生變化的越區(qū)切換中減少背景噪聲差異的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一個通信系統(tǒng)中的語音質(zhì)量，特別地，涉及在一個語音編碼解碼器切換時噪聲差異的減少。
許多語音編碼解碼器提供了能夠以長途語音質(zhì)量來轉(zhuǎn)換語音的能力。但是，不同的編碼解碼技術(shù)在對非語音信號進行編碼時有不同的特性，并且特別地，對背景噪聲編碼有不同的特性。例如，速率為32kb／s的ADPCM(每秒千比特)已經(jīng)作為數(shù)字無繩和短距離系統(tǒng)(例如CT2，DECT，PHS和PACS系統(tǒng))的一個語音編碼解碼器而廣泛使用，它幾乎允許任何背景噪聲透明的傳送過去。其使用在蜂窩和數(shù)字PMR系統(tǒng)(例如GSM，IS-54，IS-95，iDEN，和TETRA)中占絕對優(yōu)勢的合成線性預測分析編碼解碼器(例如CELP，VSELP，和ACELP)使用一個完全不同的特性來對背景噪聲進行編碼。
盡管可能減少噪聲，但是一般在移動通信的傳送將存在背景噪聲。因為眾所周知的原因，大部分用戶希望能夠有一些電平較低、并且舒適的噪聲出現(xiàn)以表示這個呼叫仍然處于激活狀態(tài)，所以移動通信系統(tǒng)包括背景噪聲。
某些系統(tǒng)，例如UMTS(通用移動電話系統(tǒng))允許在無繩／短距離類型環(huán)境和傳統(tǒng)的蜂窩環(huán)境之間進行越區(qū)切換，和允許從蜂窩到無繩／短距離的切換。UMTS系統(tǒng)被設(shè)計成允許一個用戶能夠使用一單個移動電話單元在全世界漫游，并且能夠在那個區(qū)域中的任何一個系統(tǒng)中進行通信。UMTS系統(tǒng)也允許在一單個區(qū)域中連接多個不同的系統(tǒng)，例如無繩和蜂窩系統(tǒng)。在這個類型的系統(tǒng)中，一個用戶可以開始在其無繩電話系統(tǒng)中發(fā)起一個呼叫，然后開始移動出這個系統(tǒng)的范圍。為了維持這個呼叫，這個呼叫被從一個系統(tǒng)越區(qū)切換到另一個系統(tǒng)，例如從一個無繩系統(tǒng)越區(qū)切換到一個蜂窩系統(tǒng)。這個呼叫也可以從這個蜂窩系統(tǒng)移動到一個無繩系統(tǒng)，當這個用戶移動到這個無繩系統(tǒng)的區(qū)域內(nèi)時。
如上述，每一個語音編碼器，或者編碼解碼器有某些不同的參數(shù)和設(shè)計要求。因為這個原因，當用戶使用采用不同編碼解碼器的不同通信系統(tǒng)時，他們將聽到不同的背景噪聲。當然，在越區(qū)切換期間，在涉及具有不同設(shè)計參數(shù)的兩個不同系統(tǒng)中，這個用戶將使用不同的編碼解碼器，由此將聽到不同的背景噪聲。
在使用多于1個編碼解碼器的一個系統(tǒng)中，例如上面所提到的UMTS系統(tǒng)中，對用戶來說，在越區(qū)切換的條件下，最好不要察覺到背景噪聲特性的變化。UMTS的目標是提供無縫的越區(qū)切換，而無縫通常意味著不會產(chǎn)生中斷，在采用不同編碼解碼技術(shù)的系統(tǒng)之間進行越區(qū)切換時，將會產(chǎn)生明顯的背景噪聲差異。


圖1是在一個越區(qū)切換條件下的一個移動單元的一個圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，在一個越區(qū)切換期間的一個語音信號的一個圖。
圖3是在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中使用的部件的一個圖。
圖4是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式所使用的方法的一個流圖。
本發(fā)明提供了一個方法和裝置，使得當一個移動通信單元110(圖1中)從具有一第一語音編碼器(編碼解碼器)的一第一通信系統(tǒng)120漫游到具有一第二語音編碼器的一第二通信系統(tǒng)130時，其背景噪聲的變化很平緩。當這個移動通信單元110漫游到這個第二通信系統(tǒng)130時，這個第一通信系統(tǒng)120將這個通信信號傳送到這個第二通信系統(tǒng)130，這個傳送被稱作一個越區(qū)切換。在該領(lǐng)域中眾所周知的一個語音活動檢測系統(tǒng)被應用到語音中，以區(qū)別語音和背景噪聲同時出現(xiàn)的時間和僅背景噪聲出現(xiàn)的時間。在僅有背景噪聲出現(xiàn)的期間，來自第一通信系統(tǒng)120的背景噪聲被采樣，并且當這個通信信號被傳送時，在第一通信系統(tǒng)120中被采樣的這個噪聲信號在第二通信系統(tǒng)130的一個混合器中被與從第二編碼解碼器來的采樣背景噪聲進行混合。開始，來自第一通信系統(tǒng)120的噪聲具有較高的功率電平，來自第二通信系統(tǒng)130的噪聲具有較低的功率電平。當這個越區(qū)切換在進行時，來自第一通信系統(tǒng)120的噪聲(初始噪聲)將慢慢減少并且最后消失，而來自第二通信系統(tǒng)130的噪聲將逐漸上升到一較高的功率電平。來自第一通信系統(tǒng)120的噪聲到來自第二通信系統(tǒng)130的噪聲這個逐漸變化的結(jié)果是這個移動通信單元的用戶沒有注意到從一個系統(tǒng)切換到另一個系統(tǒng)時噪聲發(fā)生了變化。
現(xiàn)在參考圖2，圖2分別顯示了一第一編碼解碼器和一第二編碼解碼器的信號模板202和204。信號模板202的元素“C1”(206)表示被編碼解碼器1所編碼的語音段。信號模板204的元素“C2”(208)表示被編碼解碼器2所編碼的語音段。語音段202的元素“N1”(210)表示在語音段206之間的“靜默期”，語音段的元素“N2”(212)表示在語音段208之間的“靜默期”。
在越區(qū)切換點(214)，通信信號被從編碼解碼器1傳送到編碼解碼器2，而編碼解碼器2將有一個電平與N1(210)的噪聲電平不同的噪聲。如果編碼解碼器2的噪聲被立即插入到靜默期N2(212)，一個用戶將很可能會注意到背景噪聲的差異。所以，在圖2所顯示的本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，從編碼解碼器1被采樣的背景噪聲被插入到在這個越區(qū)切換點附近的任何初始靜默期(216)。例如，靜默期216簡單地是N1。當從噪聲N1到N2的變化在繼續(xù)進行時，在靜默期216期間，來自編碼解碼器2的噪聲被采樣，并且被與噪聲N1進行混合以在靜默期218期間形成一個混合的背景噪聲電平。初始，噪聲N2的電平較低，而噪聲N1的電平較高。在靜默期220期間，噪聲N2被進一步增加，而噪聲N1被成比例地減少。在靜默期222期間，噪聲N2進一步增加，而噪聲N1進一步減少。在每一個靜默期期間(218到224)，兩個采樣噪聲N1和N2的噪聲電平不斷發(fā)生變化，其中N1減少，而N2增加，直到僅噪聲N2被保留的時刻。
圖3顯示了本發(fā)明中所使用的部件的圖。詳細地，具有編碼解碼器310的一第一收發(fā)器正在使用初始背景噪聲發(fā)送初始通信信號。在越區(qū)切換期間，噪聲采樣器320對來自被編碼解碼器310所接收的通信信號的背景噪聲進行采樣。在進行越區(qū)切換的同時，具有編碼解碼器330的一第二收發(fā)器與這個移動單元進行通信。在噪聲采樣器340中，來自編碼解碼器330的背景噪聲被采樣。來自噪聲采樣器320和噪聲采樣器340的背景噪聲分別在乘法器350和360中被乘以預定數(shù)量的增益G1和G2。然后在加法器370中混合這兩個噪聲流，以給出被這個移動單元收發(fā)器380所接收的混合噪聲。
為了逐漸減少來自噪聲采樣器320的背景噪聲和逐漸增加來自噪聲采樣器340的背景噪聲，以下述方法來決定增益G1和G2。在時刻“t”，從功率內(nèi)插函數(shù)r(t)中計算增益G1和G2。應注意，功率內(nèi)插函數(shù)在該領(lǐng)域中所眾所周知的，所以在這里不詳細描述。功率內(nèi)插函數(shù)可以是線性的，也可以是任何單調(diào)函數(shù)。假定編碼解碼器1的背景噪聲功率的名字是p1，而編碼解碼器2的背景噪聲功率的名字是p2，則在時刻t的混合背景噪聲功率是(pT)pT=p1*r(t)+p2(1-r(t))。然后其初始增益G1和G2為G1=Sq．Rt．(r(t))G2=Sq．Rt．(1-r(t))增益G1和G2然后被應用到如圖3所顯示的兩個噪聲源。一個共同的乘法器來計算總的噪聲功率和調(diào)節(jié)增益G1和G2，以確?？偟妮敵龉β实扔趐T。通過噪聲改變，在功率內(nèi)插函數(shù)中的變化來調(diào)節(jié)G1和G2的值，以逐漸使G1變?yōu)?，而G2逐漸增加。在通過根據(jù)改變功率內(nèi)插函數(shù)來進行調(diào)節(jié)而改變G1和G2的期間，pT的值必須保持恒定。
圖4描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式所執(zhí)行的過程。來自編碼解碼器1和編碼解碼器2中每一個編碼解碼器的背景噪聲被采樣(410)。來自編碼解碼器1的背景噪聲被代入到編碼解碼器2(216)的第一靜默期(在步驟420)。根據(jù)上述方程2來估計在越區(qū)切換期間，編碼解碼器1的初始增益(430)。根據(jù)上述方程3來估計編碼解碼器2的初始增益(440)。每一個噪聲被用相應的增益相乘(450和460)，并且混合被調(diào)節(jié)的噪聲電平(470)。如上述，總的輸出功率電平必須等于在越區(qū)切換期間所計算的pT。如果噪聲的變化沒有完成，就計算一個新的r(t)(490)，并且決定新的增益值(430和440)。通過調(diào)節(jié)增益來調(diào)節(jié)編碼解碼器1和編碼解碼器2的背景噪聲電平的過程直到完成變化后才結(jié)束(所有噪聲N1已經(jīng)消失，僅留下噪聲N2)，這時，這個過程結(jié)束(495)。
通過使用本發(fā)明優(yōu)選實施方式中的方法和裝置，就實現(xiàn)了從使用一第一語音編碼器的一第一通信系統(tǒng)的背景噪聲到使用一不同的、第二語音編碼器的一第二通信系統(tǒng)的背景噪聲的平緩變化。從一個背景噪聲到另一個背景噪聲的平緩變化意味著這個用戶將不會因為噪聲電平不同而注意到在進行越區(qū)切換。本發(fā)明可以被用于任何采用不同語音編碼器的系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1．一個方法，包括步驟對一第一和第二語音編碼器中的每一個編碼器的噪聲進行采樣，其中一個通信被從第一語音編碼器傳送到第二語音編碼器；和將第一和第二語音編碼器的采樣噪聲進行混合，以進行傳送。
2．如權(quán)利要求1的一個方法，其中混合采樣噪聲的步驟包括將來自第二語音編碼器的采樣噪聲從一個初始較低的功率電平混合到一個較高的功率電平。
3．如權(quán)利要求2的一個方法，其中混合步驟包括根據(jù)一個功率內(nèi)插函數(shù)的平方根值方程來估計第一語音編碼器的采樣噪聲的一個增益。
4．如權(quán)利要求3的一個方法，其中混合步驟包括根據(jù)1減功率內(nèi)插函數(shù)的平方根值的方程來估計來自第二語音編碼器的采樣噪聲的一個增益。
5．如權(quán)利要求1的一個方法，其中混合采樣噪聲的步驟包括將來自第一語音編碼器的采樣噪聲從一個初始較高的功率電平混合到一個0功率電平。
6．一個通信系統(tǒng)，包括一第一和第二語音編碼器，每一個語音編碼器具有不同的背景噪聲；和一個混合器，用于接收第一語音編碼器的背景噪聲采樣并且將第一語音編碼器的背景噪聲與第二語音編碼器的背景噪聲進行混合，以在第一和第二語音編碼器之間進行通信。
7．如權(quán)利要求6的一個通信系統(tǒng)，其中混合器以不同的程度來混合來自第一和第二語音編碼器的背景噪聲，以逐漸增加來自第二語音編碼器的背景噪聲的功率電平，而逐漸減少來自第一語音編碼器的背景噪聲。
8．一個收發(fā)器，包括噪聲采樣器，對收發(fā)器中一第一語音編碼器的一個信號傳送進行噪聲采樣；和混合器，用于從噪聲采樣器接收噪聲，并且也接收來自一第二語音編碼器的一個信號傳送中的噪聲，這個混合器將來自第一和第二語音編碼器的噪聲進行混合，以用于對從第一和第二語音編碼器中的一個語音編碼器到第一和第二語音編碼器中的另一個語音編碼器的這個信號傳送進行越區(qū)切換。
9．如權(quán)利要求8的一個收發(fā)器，其中這個混合器包括一個裝置來逐漸衰減第一和第二語音編碼器的一個初始采樣噪聲。
10．在具有不同語音編碼器的一第一和第二通信系統(tǒng)之間漫游的一個收發(fā)器，其中在從第一到第二通信系統(tǒng)的一個信號越區(qū)切換期間，這個收發(fā)器從第二通信系統(tǒng)獲得具有來自不同語音編碼器中每一個語音編碼器的采樣噪聲的一個混合噪聲信號。
全文摘要
當一個通信單元110從具有一第一語音編碼器的一第一通信系統(tǒng)120漫游到具有一第二語音編碼器的一第二通信系統(tǒng)130時,用于平滑背景噪聲變化的一個方法和裝置。當這個移動通信單元110漫游到第二通信系統(tǒng)130時,第一通信系統(tǒng)120將這個通信信號傳送到第二通信條統(tǒng)130。對來自第一通信系統(tǒng)120的背景噪聲進行采樣,并且當這個通信信號被傳送時,在第二通信系統(tǒng)130的一個混合器中,在第一通信系統(tǒng)120中被采樣的這個噪聲信號被與來自第二通信系統(tǒng)130的采樣背景噪聲進行混合。當噪聲的變化在進行時,來自第一通信系統(tǒng)120的噪聲將逐漸減少并且消失,而來自第二通信系統(tǒng)130的噪聲將逐漸增加到一較高功率電平。
文檔編號G10L19/012GK1279807SQ98811276
公開日2001年1月10日 申請日期1998年10月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月16日
發(fā)明者喬納森·阿斯泰爾·吉布斯, 戴維·皮爾斯, 多米尼克·錢, 安德魯·約漢·阿夫特拉克 申請人:摩托羅拉有限公司