專利名稱：碼分多址無線系統(tǒng)的可變比特率寬帶語音編碼中的有效帶內半空白－突發(fā)序列信令及半 ...的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于使采用第一通信方案并包括第一編碼器和第一解碼器的第一臺與采用第二通信方案并包括第二編碼器和第二解碼器的第二臺互通的方法，其中，通過把信號編碼參數(shù)從第一臺和第二臺其中之一的編碼器傳送到所述第一臺和第二臺中另一個的解碼器，進行第一臺與第二臺之間的通信。
背景技術：
對于具有主觀質量與比特率之間良好折衷的有效數(shù)字窄帶和寬帶語音編碼技術的需求在諸如電話會議、多媒體和無線通信等各種應用領域中不斷增加。直到最近，限制在200-3400Hz范圍中的電話帶寬主要用于語音編碼應用。但是，與傳統(tǒng)的電話帶寬相比，寬帶語音應用提供了通信中提高的可懂度和逼真度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)范圍為50-7000Hz的帶寬足以傳遞良好質量，給予面對面交流的感覺。對于一般的音頻信號，這個帶寬提供可接受的主觀質量，但仍然低于分別在20-16000Hz和20-20000Hz的范圍工作的FM收音機或CD的質量。
語音編碼器把語音信號轉換為數(shù)字比特流，它通過通信信道傳送或者存儲在存儲媒體中。語音信號經(jīng)過數(shù)字化，即通常采用每個樣本16位來進行抽樣和量化。語音編碼器的作用是采用更少位數(shù)來表示這些數(shù)字樣本，同時保持語音的良好主觀質量。語音解碼器或合成器對所傳送或存儲的比特流進行操作，并將其重新轉換成語音信號。
碼激勵線性預測(CELP)編碼是用于獲得主觀質量與比特率之間良好折衷的最佳先有技術之一。這種編碼技術構成無線和有線應用中的若干語音編碼標準的基礎。在CELP編碼中，抽樣語音信號以通常稱作幀的N個樣本的連續(xù)塊來處理，其中N為通常對應于10-30ms的預定數(shù)量。線性預測(LP)濾波器在每幀被計算和傳送。LP濾波器的計算通常需要預見、即來自后續(xù)幀的5-15ms語音段。N-樣本幀被分為稱作子幀的更小塊。一幀中的子幀數(shù)量通常為三(3)或四(4)，產(chǎn)生4-10ms子幀。在各子幀中，激勵信號通常從兩個成分、即過去激勵和革新的固定碼本激勵來獲得。從過去激勵形成的成分往往稱作自適應碼本或音調激勵。表征激勵信號的參數(shù)經(jīng)過編碼并傳送給解碼器，其中重構的激勵信號用作LP濾波器的輸入。
在采用碼分多址(CDMA)技術的無線系統(tǒng)中，源控制可變比特率(VBR)語音編碼的使用顯著改進了系統(tǒng)容量。在源控制VBR編碼中，編解碼器以若干比特率進行工作，速率選擇模塊用于根據(jù)語音幀的性質(例如濁音、清音、瞬態(tài)、背景噪聲等)確定用于對各語音幀編碼的比特率。目標是獲得給定平均比特率、又稱作平均數(shù)據(jù)率(ADR)上的最佳語音質量。通過調諧速率選擇模塊以得到不同模式下的不同ADR，編解碼器可按照不同模式工作，其中編解碼器性能隨著不斷增加的ADR而提高。這為編解碼器提供了語音質量與系統(tǒng)容量之間折衷的機制。在CDMA系統(tǒng)(例如CDMA-one和CDMA2000)中，通常使用4種比特率，它們被稱為全速率(FR)、半速率(HR)、四分之一速率(QR)以及八分之一速率(ER)。在本系統(tǒng)中支持兩個速率集，稱作速率集I和速率集II。在速率集II中，具有速率選擇機制的可變速率編解碼器以對應于14.4、7.2、3.6和1.8千比特/秒的總比特率(其中添加一些比特用于檢錯)的13.3(FR)、6.2(HR)、2.7(QR)和1.0(ER)千比特/秒的源編碼比特率進行工作。
在CDMA系統(tǒng)中，在一些語音幀中可實行半速率來代替全速率，以便發(fā)送帶內信令信息(稱作半空白-突發(fā)序列信令)。半速率用作最大比特率也可由系統(tǒng)在不良信道條件(例如接近小區(qū)邊界)期間強制實行，以便改進編解碼器健壯性。這稱作半速率最大。在VBR編碼中，通常當幀為穩(wěn)定濁音或穩(wěn)定清音時使用半速率。兩個編解碼器結構用于每種信號(在清音的情況中，使用沒有音調碼本的CELP模型，而在濁音的情況中，信號修改被用來增強周期性以及減少用于音調索引的位數(shù))。全速率用于開始、瞬態(tài)幀以及混合濁音幀(通常使用典型的CELP模型)。當速率選擇模塊選擇要編碼為全速率幀的幀以及系統(tǒng)強制實行半速率幀時，語音性能下降，因為半速率模式不能夠有效地對開始和瞬態(tài)信號進行編碼。
稱作自適應多速率寬帶(AMR-WB)語音編解碼器的寬帶編解碼器最近被ITU-T(國際電信聯(lián)盟-電信標準化部門)選擇用于若干寬帶語音電話技術和服務，以及被3GPP(第三代合作項目)選擇用于GSM和W-CDMA第三代無線系統(tǒng)。AMR-WB編解碼器包括范圍從6.6到23.85千比特/秒的九(9)種比特率。為CDMA2000系統(tǒng)設計基于AMR-WB的源控制VBR編解碼器的優(yōu)點是實現(xiàn)CDMA2000與采用AMR-WB編解碼器的其它系統(tǒng)之間的互通。12.65千比特/秒的AMR-WB比特率是能夠配合速率集II的13.3千比特/秒全速率的最接近速率。這個速率可用作CDMA2000寬帶VBR編解碼器與AMR-WB之間的公共速率，從而實現(xiàn)互通性，而不需要碼變換(這降低語音質量)。6.2千比特/秒的半速率必須添加到CDMA2000 VBR寬帶解決方案中，以實現(xiàn)速率集II框架中的有效工作。編解碼器則可在極少CDMA2000相關的模式中工作，并且包括采用AMR-WB編解碼器實現(xiàn)與系統(tǒng)的互通性的模式。但是，在CDMA2000與采用AMR-WB的另一個系統(tǒng)之間的跨系統(tǒng)無匯接操作呼叫中，CDAM2000系統(tǒng)可強制使用半速率，如前面所述(例如以半空白-突發(fā)序列信令)。由于AMR-WB編解碼器不識別CDMA2000寬帶編解碼器的6.2千比特/秒半速率，因此強制的半速率幀被解釋為擦除的幀。這負面影響了連接的性能。
發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供-用于使采用第一通信方案并包括第一編碼器和第一解碼器的第一臺與采用第二通信方案并包括第二編碼器和第二解碼器的第二臺互通的方法，其中通過把信號編碼參數(shù)從第一臺和第二臺其中之一的編碼器傳送到所述第一臺和第二臺中另一個的解碼器，進行第一臺與第二臺之間的通信，此方法包括接收采用設計成減小信號編碼參數(shù)傳送過程中的比特率的通信模式把信號編碼參數(shù)從所述一個臺傳送到另一個臺的請求；響應該請求，丟棄來自所述一個臺的編碼器的信號編碼參數(shù)的一部分，并向另一個臺的解碼器傳送剩余信號編碼參數(shù)；以及再生該部分信號編碼參數(shù)，并在另一個臺的解碼器中對信號編碼參數(shù)解碼。
-用于使采用第一通信方案并包括第一編碼器和第一解碼器的第一臺與采用第二通信方案并包括第二編碼器和第二解碼器的第二臺互通的系統(tǒng)，其中通過把信號編碼參數(shù)從第一臺和第二臺其中之一的編碼器傳送到所述第一臺和第二臺中另一個的解碼器，進行第一臺與第二臺之間的通信，此系統(tǒng)包括用于接收采用設計成減小信號編碼參數(shù)傳送過程中的比特率的通信模式把信號編碼參數(shù)從所述一個臺傳送到另一個臺的請求的部件；用于響應該請求而丟棄來自所述一個臺的編碼器的信號編碼參數(shù)的一部分并向另一個臺的解碼器傳送剩余信號編碼參數(shù)的部件；以及用于再生該部分信號編碼參數(shù)的部件和用于對信號編碼參數(shù)解碼的另一個臺的解碼器。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供-用于使采用第一通信方案并包括第一編碼器和第一解碼器的第一臺與采用第二通信方案并包括第二編碼器和第二解碼器的第二臺互通的方法，其中通過把與聲音信號有關的信號編碼參數(shù)從第一臺和第二臺其中之一的編碼器傳送到第一臺和第二臺中另一個的解碼器，進行第一臺與第二臺之間的通信，此方法包括對聲音信號分類，從而確定信號編碼參數(shù)是否應當采用其中全比特率用于信號編碼參數(shù)傳送的第一通信模式從所述一個臺的編碼器傳送給另一個臺的解碼器；接收采用設計成減小信號編碼參數(shù)傳送過程中的比特率的第二通信模式把信號編碼參數(shù)從所述一個臺的編碼器傳送到另一個臺的解碼器的請求；當聲音信號的分類確定信號編碼參數(shù)應當采用第一通信模式來傳送時，并且當接收到采用第二通信模式傳送信號編碼參數(shù)的請求時，丟棄來自所述一個臺的編碼器的信號編碼參數(shù)的一部分，并采用第二通信模式向另一個臺的解碼器傳送剩余信號編碼參數(shù)。
-用于使采用第一通信方案并包括第一編碼器和第一解碼器的第一臺與采用第二通信方案并包括第二編碼器和第二解碼器的第二臺互通的系統(tǒng)，其中通過把與聲音信號有關的信號編碼參數(shù)從第一臺和第二臺其中之一的編碼器傳送到第一臺和第二臺中另一個的解碼器，進行第一臺與第二臺之間的通信，此系統(tǒng)包括用于對聲音信號分類、從而確定信號編碼參數(shù)是否應當采用其中全比特率用于信號編碼參數(shù)傳送的第一通信模式從所述一個臺的編碼器傳送給另一個臺的解碼器的部件；用于接收采用設計成減小信號編碼參數(shù)傳送過程中的比特率的第二通信模式把信號編碼參數(shù)從所述一個臺的編碼器傳送到另一個臺的解碼器的請求的部件；用于當聲音信號的分類確定信號編碼參數(shù)應當采用第一通信模式來傳送時并且當接收到采用第二通信模式傳送信號編碼參數(shù)的請求時、丟棄來自所述一個臺的編碼器的信號編碼參數(shù)的一部分并采用第二通信模式向另一個臺的解碼器傳送剩余信號編碼參數(shù)的部件。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供-用于把信號編碼參數(shù)從第一臺傳送到第二臺的方法，包括在第一臺和第二臺其中之一中，根據(jù)全速率通信模式對聲音信號編碼；接收采用設計成減小信號編碼參數(shù)傳送過程中的比特率的第二通信模式把信號編碼參數(shù)從所述一個臺傳送到第一臺和第二臺中另一個臺的請求；響應該請求，把以全速率通信模式編碼的信號編碼參數(shù)轉換成以第二通信模式編碼的信號編碼參數(shù)；以及把以第二通信模式編碼的信號編碼參數(shù)傳送給第一臺和第二臺中的另一個。
-用于把信號編碼參數(shù)從第一臺傳送到第二臺的系統(tǒng)，包括在第一臺和第二臺其中之一中，用于根據(jù)全速率通信模式對聲音信號編碼的編碼器；用于接收采用設計成減小信號編碼參數(shù)傳送過程中的比特率的第二通信模式把信號編碼參數(shù)從所述一個臺傳送到第一臺和第二臺中另一個臺的請求的部件；用于響應該請求而把以全速率通信模式編碼的信號編碼參數(shù)轉換成以第二通信模式編碼的信號編碼參數(shù)的部件；以及用于把以第二通信模式編碼的信號編碼參數(shù)傳送給第一臺和第二臺中另一個的部件。
通過閱讀以下參照附圖、僅作為實例提供的對說明性實施例的非限制性說明，本發(fā)明的上述及其它目的、優(yōu)點和特征會變得更明顯。
附圖概述
圖1是在其中可使用本發(fā)明的語音通信系統(tǒng)的非限制性實例的示意框圖；圖2是包括速率確定邏輯的可變比特率編解碼器的非限制性實例的原理框圖；圖3是包括對低能量幀采用普通HR的速率確定邏輯的可變比特率編解碼器的非限制性實例的原理框圖；圖4是包括速率確定邏輯內的半速率系統(tǒng)請求、根據(jù)圖3的可變比特率編解碼器的非限制性實例的原理框圖；圖5是包括速率確定邏輯內的包級(或比特流級)的半速率系統(tǒng)請求、根據(jù)本發(fā)明的非限制說明實施例的可變比特率編解碼器的一個實例的原理框圖；圖6是涉及3GPPCDMA2000移動到移動呼叫或者AMR-WBVBR-WB IP呼叫時在VBR-WB的可互通模式中、根據(jù)本發(fā)明的非限制說明實施例的半空白-突發(fā)序列信令方法的示例配置；圖7是寬帶編碼裝置、更具體為AMR-WB編碼器的非限制性實例的示意框圖；以及圖8是寬帶解碼裝置、更具體為AMR-WB解碼器的非限制性實例的示意框圖。
說明性實施例的詳細描述雖然以下說明中結合語音信號來描述本發(fā)明的說明性實施例，但應當記住，本發(fā)明的概念同樣適用于其它類型的信號，特別是但不排他地是其它類型的聲音信號。
圖1說明語音通信系統(tǒng)100，描述語音編碼和解碼裝置的使用。圖1的語音通信系統(tǒng)100支持語音信號通過通信信道101的傳送。雖然它可包括例如有線、光鏈路或光纖鏈路，但是通信信道101通常至少部分包括射頻鏈路。射頻鏈路通常支持要求共享帶寬資源的多個同時的語音通信，例如可見于蜂窩電話系統(tǒng)。盡管沒有示出，但在系統(tǒng)100的單裝置實現(xiàn)中，通信信道101可由存儲裝置所取代，它記錄和存儲已編碼語音信號，供以后重放。
在圖1的語音通信系統(tǒng)100中，麥克風102產(chǎn)生模擬語音信號103，它被提供給模數(shù)(A/D)轉換器104，用于將它轉換成數(shù)字語音信號105。語音編碼器106對數(shù)字語音信號105進行編碼，從而產(chǎn)生一組信號編碼參數(shù)107，它們被編碼為二進制形式，并被傳遞給信道編碼器108?？蛇x的信道編碼器108對信號編碼參數(shù)107的二進制表示添加冗余度，然后再通過通信信道101傳送它們。
在接收機中，信道解碼器109利用所接收比特流111中的冗余信息來檢測和糾正傳送過程中出現(xiàn)的信道差錯。語音解碼器110把從信道解碼器109接收的比特流112重新轉換為一組信號編碼參數(shù)，并從已恢復的信號編碼參數(shù)創(chuàng)建數(shù)字合成語音信號113。在語音解碼器110中重構的數(shù)字合成語音信號113通過數(shù)模(D/A)轉換器115轉換為模擬形式114，并通過揚聲器單元116重放。
源控制的可變比特率語音編碼圖2說明包括用于控制四種編碼比特率的速率確定邏輯的可變比特率編解碼器配置的非限制性實例。在本例中，比特率集合包括用于非活動語音幀的專用編解碼器比特率(八分之一速率(CNG)編碼模塊208)、用于清音語音幀的比特率(半速率清音編碼模塊207)、用于穩(wěn)定的濁音幀的比特率(半速率濁音編碼模塊206)以及用于其它類型的幀的比特率(全速率編碼模塊205)。
速率確定邏輯基于以幀為基礎的三個步驟(201、202和203)中執(zhí)行的信號分類，其操作是本領域的普通技術人員熟知的。
首先，語音活動檢測器(VAD)201區(qū)分活動和不活動語音幀。如果檢測到不活動語音幀(背景噪聲信號)，則信號分類鏈結束，以及該幀在編碼模塊208中編碼為八分之一速率幀，其中在解碼器有舒適噪聲產(chǎn)生(CNG)(根據(jù)CDMA2000速率集II為1.0千比特/秒)。如果檢測到活動語音幀，則該幀經(jīng)過第二分類器202。
第二分類器202專用于進行濁化判定。如果分類器202把幀分類為清音語音幀，則分類鏈結束，以及該幀在模塊207中用為清音信號優(yōu)化的半速率來編碼(根據(jù)CDMA2000速率集II為6.2千比特/秒)。否則，語音幀通過“穩(wěn)定濁音”分類器203來處理。
如果幀被分類為穩(wěn)定濁音幀，則該幀在模塊206中用為穩(wěn)定濁音信號優(yōu)化的半速率來編碼(根據(jù)CDMA2000速率集II為6.2千比特/秒)。否則，幀很可能包含不穩(wěn)定語音段，例如濁音開始或快速發(fā)展的濁音語音信號。這些幀通常要求高比特率來保持良好的主觀質量。因此，在這種情況下，語音幀在模塊205中編碼為全速率幀(根據(jù)CDMA2000速率集II為13.3千比特/秒)。
在圖3所示的非限制性備選實現(xiàn)中，如果幀沒有被分類為“穩(wěn)定濁音”，則通過低能量幀分類器311來處理。這用來檢測VAD檢測器201沒有考慮的幀。如果幀能量低于某個門限，則該幀采用普通半速率編碼器312來編碼，否則，該幀在模塊205中編碼為全速率幀。
信號分類模塊201、202、203和311是本領域的普通技術人員熟知的，因此在本說明中不再描述。在圖3的非限制性實例中，采取不同比特率的編碼模塊、即模塊205、206、207、208和312基于碼激勵線性預測(CELP)編碼技術，同樣是本領域的普通技術人員熟知的。例如，根據(jù)本文以上所述的CDMA2000系統(tǒng)的速率集II來設置比特率。
本文中參照已經(jīng)由國際電信聯(lián)盟(ITU)標準化為建議G.722.2并稱作AMR-WB編解碼器(自適應多速率寬帶編解碼器)[ITU-T建議G.722.2“采用自適應多速率寬帶(AMR-WB)以大約16千比特/秒進行的語音的寬帶編碼”，Geneva，2002年]的寬帶語音編解碼器來描述本發(fā)明的非限制性的說明性實施例。這種編解碼器也已經(jīng)由第三代合作項目(3GPP)選擇用于第三代無線系統(tǒng)中的寬帶電話[3GPP TS26.190“AMR寬帶語音編解碼器碼變換功能”，3GPP技術規(guī)范]。AMR-WB可按照從6.6到23.85千比特/秒的9種比特率來工作。這里，12.65千比特/秒的比特率用作全速率的一個例子。
當然，本發(fā)明的非限制性的說明性實施例可適用于其它類型的編解碼器。
為了方便讀者，AMR-WB編解碼器的概述提供如下。
AMR-WB編碼器的概述參照圖7，抽樣語音信號由圖7的編碼裝置700逐塊編碼，其中編碼裝置700分解成編號從701到711的十一個模塊。
因此，輸入語音信號712被逐塊處理，即，在稱作幀的上述L-樣本塊中處理。
參照圖7，抽樣輸入語音信號712在下降抽樣器模塊701中被下降抽樣。采用本領域的普通技術人員熟知的技術，把信號從16kHz下降抽樣到12.8 kHz。下降抽樣提高編碼效率，因為較小的頻率帶寬被編碼。這還減少算法復雜度，因為一幀中的樣本數(shù)量被減少。在下降抽樣之后，20ms的320-樣本幀減少到256-樣本幀(4/5的下降抽樣率)。
輸入幀則被提供給可選預處理模塊702。預處理模塊702可由具有50Hz截止頻率的高通濾波器構成。高通濾波器702消除低于50Hz的不希望的聲音成分。
已下降抽樣的已預處理信號表示為sp(n)，n＝0，1，2，...，L-1，其中L為幀長(在12.8kHz的抽樣頻率下為256)。采用具有以下傳遞函數(shù)的預加重濾波器703對這個信號sp(n)進行預加重P(z)＝1-μz-1其中μ是具有處于0與1之間的值的預加重因子(典型值為μ＝0.7)。預加重濾波器703的功能是增強輸入語音信號的高頻內容。它還減小輸入語音信號的動態(tài)范圍，這使它更適合于定點實現(xiàn)。預加重還在實現(xiàn)量化誤差的適當整體感受加權方面起重要作用，它有助于提高的聲音質量。
預加重濾波器703的輸出表示為s(n)。這個信號用于在模塊704中執(zhí)行LP分析。LP分析是本領域的普通技術人員熟知的技術。在圖7的實例中，采用自相關方法。在自相關方法中，首先采用通常具有大約30-40ms的長度的漢明窗來為信號s(n)開窗。從開窗信號計算自相關，以及Levinson-Durbin遞歸用來計算LP濾波器系數(shù)ai，其中i＝1，...，p，以及p為LP階，在寬帶編碼中通常為16。參數(shù)ai是LP濾波器的傳遞函數(shù)A(z)的系數(shù)，由以下關系式給出A(z)=1+Σi=1paiz-1]]>LP分析在模塊704中執(zhí)行，它還執(zhí)行LP濾波器系數(shù)的量化和內插。LP濾波器系數(shù)首先被轉化為另一個更適合于量化和內插目的的等效域。線譜對(LSP)和導抗譜對(ISP)域是量化和內插可在其中有效進行的兩個域?？刹捎梅蛛x或多級量化或者其組合、通過大約30至50位的多個位對16個LP濾波器系數(shù)ai量化。內插的目的是實現(xiàn)每個子幀的LP濾波器系數(shù)的更新，同時把它們每幀傳送一次，這改進了編碼器性能而沒有增加比特率。LP濾波器系數(shù)的量化和內插被認為是本領域的普通技術人員熟知的，因此在本說明中不再進行描述。
以下段落將描述在子幀基礎上執(zhí)行的其余編碼操作。輸入幀被分為5ms的4個子幀(在12.8kHz的抽樣頻率下為64個樣本)。在以下描述中，濾波器A(z)表示子幀的未量化的內插LP濾波器，以及濾波器 表示子幀的已量化的內插LP濾波器。濾波器 在每個子幀被提供給復用器713，用于通過通信信道傳輸。
在綜合分析編碼器中，通過使感受加權域中輸入語音信號712與合成語音信號之間的均方誤差為最小來搜索最佳音調和革新參數(shù)。響應來自預加重濾波器703的信號s(n)，在感受加權濾波器705中計算已加權信號sw(n)。采用適用于寬帶信號、具有固定分母的感受加權濾波器705。感受加權濾波器705的傳遞函數(shù)的一個實例由以下關系式給出W(z)＝A(z/γ1)/(1-γ2z-1) 其中0＜γ2＜γ1≤1為了簡化音調分析，首先在開環(huán)音調搜索模塊706中從已加權語音信號sw(n)估算開環(huán)音調滯后TOL。然后，在閉環(huán)音調搜索模塊707中在子幀基礎上執(zhí)行的閉環(huán)音調分析被限制在開環(huán)音調滯后TOL周圍，這極大地減少了LTP參數(shù)T(音調滯后)和b(音調增益)的搜索復雜度。開環(huán)音調分析通常在模塊706中采用本領域的技術人員熟知的技術每10ms(兩個子幀)執(zhí)行一次。
首先計算LTP(長期預測)分析的目標矢量x。這通常通過從已加權語音信號sw(n)中減去已加權合成濾波器 的零輸入響應s0來進行。由零輸入響應計算器708響應來自LP分析、量化及內插模塊704的已量化內插LP濾波器 及響應對LP濾波器A(z)和 以及激勵矢量u進行響應、存儲在存儲器更新模塊711中的已加權合成濾波器 的初始狀態(tài)，來計算這個零輸入響應s0。這個操作是本領域的技術人員熟知的，因此不再進行描述。
在脈沖響應生成器709中采用來自模塊704的LP濾波器A(z)和 的系數(shù)來計算加權合成濾波器 的N維脈沖響應矢量h。這個操作同樣是本領域的技術人員熟知的，因此在本說明中不再進行描述。
閉環(huán)音調(或音調碼本)參數(shù)b、T和j在閉環(huán)音調搜索模塊707中被計算，該模塊采用目標矢量x、脈沖響應矢量h和開環(huán)音調滯后TOL作為輸入。
音調搜索包括查找使均方加權音調預測誤差為最小的最佳音調滯后T和增益b，例如e(j)＝‖x-b(j)y(j)‖2其中j＝1，2，...，k在目標矢量x與過去激勵by的縮放濾波形式之間。
更明確地說，音調(音調碼本)搜索由三級組成。
在第一級，在開環(huán)音調搜索模塊706中響應已加權語音信號sw(n)來估算開環(huán)音調滯后TOL。如以上說明所述，這個開環(huán)音調分析通常采用本領域的技術人員熟知的技術每10ms(兩個子幀)執(zhí)行一次。
在第二級，在閉環(huán)音調搜索模塊707中搜索某個搜索標準C，以便得到所估算開環(huán)音調滯后TOL周圍的整數(shù)音調滯后(通常為±5)，這極大地簡化了搜索過程。一個簡單過程用于更新已濾波碼矢量yT(這個矢量在以下說明中定義)，而不需要計算每個音調滯后的卷積。搜索標準C的一個實例由下式給出C=xtyTyTtyT]]>其中t表示矢量轉置一旦在第二級中找到最佳整數(shù)音調滯后，則搜索的第三級(模塊707)通過搜索標準C來測試最佳整數(shù)音調滯后周圍的分數(shù)。例如，AMR-WB標準采用和二次抽樣分辨率。
在寬帶信號中，諧波結構僅存在一直到某個頻率，取決于語音段。因此，為了得到寬帶語音信號的濁音段中的音調成分的有效表示，需要靈活度來改變寬帶頻譜上的周期性的量。這通過經(jīng)由多個頻率整形濾波器(例如低通或帶通濾波器)處理音調碼矢量來實現(xiàn)。選擇使以上定義的均方加權誤差e(j)為最小的頻率整形濾波器。所選頻率整形濾波器由索引j標識。
音調碼本索引T被編碼并傳送給復用器713，用于通過通信信道傳送。音調增益b經(jīng)量化并被傳送給復用器713。附加位用來對索引j進行編碼，該附加位也被提供給復用器713。
一旦音調或LTP(長期預測)參數(shù)b、T和j被確定，則下一步包括通過圖7的革新激勵搜索模塊710來查找最佳革新激勵。首先，通過減去LTP成分來更新目標矢量x。
x’＝x-byT其中b為音調增益，以及yT為已濾波音調碼本矢量(采用所選頻率整形濾波器(索引j)濾波并采用脈沖響應h卷積的延遲T的過去激勵)。
CELP中的革新激勵搜索過程在革新碼本中執(zhí)行，以便查找最佳激勵碼矢量ck和增益g，它們使目標矢量x’與碼矢量ck的縮放濾波形式之間的均方誤差E為最小，例如E＝‖x’-gHck‖2其中H為由脈沖響應矢量h得出的下三角形卷積矩陣。對應于所找到的最佳碼矢量ck和增量g的革新碼本的索引k被提供給復用器213，用于通過通信信道傳輸。
應當指出，根據(jù)1995年8月22日授予Adoul等人的美國專利5444816，所使用的革新碼本可以是動態(tài)碼本，它包括代數(shù)碼本，之后跟隨增強給定頻譜成分的自適應預濾波器F(z)，以便提高合成語音質量。更明確地說，革新碼本搜索可在模塊710中通過如以下美國專利中所述的代數(shù)碼本來執(zhí)行No.5444816(Adoul等人)，1995年8月22日授權；No.5699482，1997年12月1 7日授予Adoul等人；No.5754976，1998年5月19日授予Adoul等人；以及No.5701392(Adoul等人)，1997年12月23日。
AMR-WB解碼器的概述圖8的語音解碼器800說明在數(shù)字輸入822(到分用器817的輸入比特流)與輸出抽樣語音信號823(加法器821的輸出)之間執(zhí)行的各種步驟。
分用器817從自數(shù)字輸入信道接收的二進制信息(輸入比特流822)中提取信號編碼參數(shù)。從每個所接收的二進制幀中，所提取的信號編碼參數(shù)為-已量化內插LP系數(shù) (線條825)，又稱作短期預測參數(shù)(STP)，每幀產(chǎn)生一次；-長期預測(LTP)參數(shù)T、b和j(用于各子幀)；以及-革新激勵索引k和增益g(用于各子幀)。
根據(jù)這些參數(shù)來合成當前語音信號，下面將進行說明。
革新激勵碼本818響應索引k而產(chǎn)生革新碼矢量ck，它通過放大器824按照已解碼革新激勵增益g來縮放。如上述美國專利號5444816、5699482、5754976和5701392所述的這個革新碼本818用來產(chǎn)生革新碼矢量ck。
在放大器824的輸出上所產(chǎn)生的已縮放碼矢量gck通過頻率相關音調增強器805來處理。
增強激勵信號u的周期性提高濁音段的質量。通過經(jīng)由其頻率響應加重較高頻率的程度超過較低頻率的革新濾波器F(z)(音調增強器805)對來自革新(固定)激勵碼本的革新碼矢量ck濾波，實現(xiàn)周期性增強。革新濾波器F(z)的系數(shù)與激勵信號u中的周期性大小相關。
導出革新濾波器F(z)的系數(shù)的一種有效可行方法是將它們與總激勵信號u中的音調成分的量相關。這產(chǎn)生取決于子幀周期性的頻率響應，其中更高的頻率更大程度地被加重(更強的整體斜率)，以便得到更大的音調增益。革新濾波器805的作用在于，當激勵信號u更為周期性時，降低較低頻率的革新碼矢量ck的能量，這在較低頻率比在較高頻率更多地增強了激勵信號u的周期性。革新濾波器805的推薦形式如下所述F(z)＝-αz+1-αz-1其中α為從激勵信號u的周期性等級得出的周期性因子。周期性因子α在濁化因子生成器804中計算。首先，濁化因子rv在濁化因子生成器804中按照下式計算rv＝(Ev-Ec)/(Ev+Ec)其中Ev為已縮放音調碼矢量bvT的能量，以及Ec為已縮放革新碼矢量gck的能量。即Ev=b2vTtvT=b2Σn=0N-1vT2(n)]]>以及Ec=g2cktck=g2Σn=0N-1ck2(n)]]>注意rv的值位于-1與1之間(1對應于純濁音信號，以及-1對應于純清音信號)。
通過把音調延遲T應用于音調碼本801以產(chǎn)生音調碼矢量，產(chǎn)生上述已縮放音調碼矢量bvT。然后，通過其截止頻率相對來自分用器817的索引j選取的低通或帶通濾波器802來處理音調碼矢量，從而產(chǎn)生已濾波音調碼矢量vT。然后，已濾波音調碼矢量vT由放大器826按照音調增益b放大，從而產(chǎn)生已縮放音調碼矢量bvT。
然后濁化因子α在濁化因子生成器804中按照下式計算α＝0.125(1+rv)這對應于用于純清音信號的0值以及用于純濁音信號的0.25。
因此，通過經(jīng)由革新濾波器805(F(z))對已縮放革新碼矢量gck進行濾波，計算增強信號cf。
增強激勵信號u’由加法器820按照下式計算u’＝cf+bvT應當指出，這個過程不在編碼器700中執(zhí)行。因此，需要在沒有存儲器803中存儲的增強的情況下采用激勵信號u的過去值更新音調碼本801的內容，從而保持編碼器700與解碼器800之間的同步。因此，激勵信號u用來更新音調碼本801的存儲器803，以及增強激勵信號u’用于LP合成濾波器806的輸入處。
通過經(jīng)由具有形式 (其中 為當前子幀中的已量化內插LP濾波器)的LP合成濾波器806對增強激勵信號u’進行濾波，計算合成信號s’。圖8中可以看到，線條825上來自分用器817的已量化內插LP系數(shù) 被提供給LP合成濾波器806，以便相應地調整LP合成濾波器806的參數(shù)。去加重濾波器807為圖7的預加重濾波器703的倒數(shù)。去加重濾波器807的傳遞函數(shù)由下式給出D(z)＝1/(1-μz-1)其中μ是具有處于0與1之間的某個值的預加重因子(典型值為μ＝0.7)。也可使用高階濾波器。
矢量s’通過去加重濾波器D(z)807進行濾波，以便得到矢量sd，它通過高通濾波器808進行處理，從而消除低于50Hz的不希望的頻率，并且進一步得到sh。
過抽樣器809執(zhí)行圖7的下降抽樣器701的逆過程。例如，采用本領域的普通技術人員熟知的技術，過抽樣把12.8kHz抽樣率重新轉換到原始的16kHz抽樣率。過抽樣合成信號表示為。信號又稱作合成寬帶中間信號。
過抽樣合成信號不包含較高頻率分量，它們在編碼器700的下降抽樣過程(圖7的模塊701)中丟失。這對合成語音信號提供了低通感覺。為了恢復原始信號的全頻帶，高頻生成過程在模塊810中執(zhí)行，并要求來自濁化因子生成器804的輸入(圖8)。
來自高頻生成模塊310的所得帶通濾波后的噪聲序列z由加法器821加入過抽樣合成語音信號，從而在輸出823上得到最終重構輸出語音信號Sout。2000年5月4日公布的國際PCT專利申請WO00/25305中描述了高頻再生過程的一個實例。
再參照圖3，在全速率通信模式中，根據(jù)AMR-WB標準的編解碼器以12.65千比特/秒工作，并與表l給出的位分配配合使用。AMR-WB編解碼器的12.65千比特/秒速率的使用實現(xiàn)了能夠與采用AMR-WB編解碼器標準的其它系統(tǒng)互通的CDMA2000系統(tǒng)的可變比特率編解碼器的設計。附加的13位被添加以適應CDMA2000速率集II的13.3千比特/秒全速率。這些位用于在擦除幀的情況下改進編解碼器健壯性。關于AMR-WB編解碼器的更詳細資料可見于參考文獻ITU-T建議G.722.2“采用自適應多速率寬帶(AMR-WB)以大約16千比特/秒進行的語音的寬帶編碼”(Geneva，2002年)。該編解碼器基于對寬帶信號優(yōu)化的代數(shù)碼激勵線性預測(ACELP)模型。它采用16kHz的抽樣頻率對20ms語音幀進行操作。LP濾波器參數(shù)采用46位每幀編碼一次。然后，該幀被分為四個子幀，其中自適應及固定碼本索引和增益每幀編碼一次。固定碼本采用代數(shù)碼本結構來構造，其中，子幀中的64個位置被分為交織位置的四個軌道，以及兩個帶符號脈沖放置在各軌道中。各軌道的兩個脈沖采用九位來編碼，提供每子幀總共36位。
表1.AMR-WB標準以12.65千比特/秒的位分配(包含四個子幀的20ms幀)。
根據(jù)采取12.65千比特/秒的AMR-WB，可變比特率寬帶(VBR-WB)解決方案可根據(jù)若干通信模式來工作，其中，一種模式是與采取12.65千比特/秒的AMR-WB互通。因此，使用全速率(FR)的兩種形式可互通FR，其中13個未使用的位被加入，以便得到13.3千比特/秒；以及普通或CDMA相關FR，其中VAD位及附加的13個可用位用來傳送信息，它改進了編解碼器對于幀擦除(FER)的健壯性。兩個FR編碼形式的位分配如表2所示。應當指出，對于幀分類信息不需要附加位。14位FER保護包含6位能量信息。因此，只有63級用來量化能量，以及對應于值63的最后級被保留以表明可互通模式的使用。這樣，在可互通FR的情況下，能量信息索引設置到63。
表2.根據(jù)12.65千比特/秒的AMR-WB標準的普通和可互通全速率CDMA2000速率集II的位分配。
在穩(wěn)定濁音幀的情況下，使用半速率濁音編碼模塊206。半速率濁音位分配由表3給出。由于要在此通信模式中編碼的幀在特征上極有周期性，因此例如與瞬態(tài)幀相比，充分低的比特率足夠保持良好主觀質量。使用信號修改，它允許每20ms幀僅采用九位的延遲信息的有效編碼，為其它信號編碼參數(shù)節(jié)省了相當一部分位預算。在信號修改中，迫使信號跟隨可以每幀9位傳送的某個音調升降曲線。長期預測的良好性能允許每5ms子幀僅使用12位用于固定碼本激勵，而沒有損害主觀語音質量。固定碼本是代數(shù)碼本，包括各具有一個脈沖的兩個軌道，而每個軌道具有32個可能的位置。
表3.根據(jù)CDMA2000速率集II的半速率普通、濁音、清音的位分配。
在清音幀的情況下，沒有使用自適應碼本(或音調碼本)。13位高斯碼本用于各子幀，其中，碼本增益采用每子幀6位進行編碼。注意，在平均比特率需要進一步減小的情況下，清音四分之一速率可用于穩(wěn)定清音幀的情況。
普通半速率模式(312)用于低能量段，如圖3所示。這個普通HR模式也可用于最大半速率操作，稍后將進行說明。普通HR的位分配如上表3所示。
例如，對于不同HR編碼器的分類信息，在普通HR的情況下，1位用于表明該幀是普通HR還是其它HR。在清音HR的情況下，2位用于分類第一位表明幀不是普通HR，第二位表明它是清音HR而不是濁音HR或者可互通HR(稍后進行說明)。在濁音HR的情況下，使用3位前2位表明幀不是普通或清音HR，第三位表明幀是清音的還是可互通HR。
八分之一速率(CNG)編碼模塊208用來對不活動語音幀(靜寂或背景噪聲)編碼。在這種情況下，LP濾波器參數(shù)采用每幀14位進行編碼，以及增益采用每幀6位進行編碼。這些參數(shù)用于在解碼器的舒適噪聲生成(CNG)。位分配如表4所示。
表4. 20ms幀的1.0千比特/秒的八分之一速率的位分配。
系統(tǒng)強制實行的半速率操作根據(jù)CDMA編碼方案，系統(tǒng)可在一些語音幀中強制使用半速率代替全速率，以便發(fā)送帶內信令信息。這稱作半空白-突發(fā)序列信令。半速率用作最大比特率也可由系統(tǒng)在不良信道條件(例如接近小區(qū)邊界)期間強制實行，以便提高編解碼器健壯性。這稱作半速率最大。在上述VBR編碼配置中，當幀為穩(wěn)定濁音或穩(wěn)定清音時使用半速率。全速率用于開始、瞬態(tài)幀以及混合濁音幀。當速率選擇模塊選擇要編碼為全速率幀的幀，以及系統(tǒng)強制實行半速率幀，則語音性能下降，因為半速率通信模式不能夠有效地對開始和瞬態(tài)幀編碼。
此外，在采用基于AMR-WB的VBR速率集II解決方案的CDMA2000與采用標準AMR-WB的另一個系統(tǒng)之間的跨系統(tǒng)無匯接操作呼叫中，CDMA2000系統(tǒng)可最終強制實行半速率，如前面所述(例如以半空白-突發(fā)序列信令)。由于AMR-WB編解碼器不識別CDMA2000寬帶編解碼器的6.2千比特/秒半速率，因此強制的半速率幀被解釋為擦除幀。這降低了連接的性能。
本發(fā)明的非限制性說明實施例實現(xiàn)一種新穎技術，它在半速率由系統(tǒng)強制實行的情況下，改進了與CDMA無線系統(tǒng)中工作的可變比特率語音編解碼器的性能。此外，這個新穎技術在CDMA2000系統(tǒng)強制使用半速率時，改進了CDMA2000與采用AMR-WB編解碼器的其它系統(tǒng)之間的跨系統(tǒng)無匯接操作的情況下的性能。
在半空白-突發(fā)序列信令或半速率最大操作中，當系統(tǒng)請求使用半速率，而全速率已經(jīng)由分類機構選取時，這表明幀不是清音也不是穩(wěn)定濁音，且該幀很可能包含非穩(wěn)定語音段，例如濁音開始或快速發(fā)展的濁音語音信號。因此，對清音或穩(wěn)定濁音信號優(yōu)化的半速率的使用降低了語音性能。在這種情況下需要新的半速率模式，已經(jīng)引入普通HR，它可用于這類情況。因此，在半速率最大或半空白-突發(fā)序列操作中，如果幀未被分類為濁音或清音HR，則編碼器采用普通HR。但是，在CDMA2000系統(tǒng)中，存在一種稱作包級信令的操作，由此信令信息沒有被提供給編碼器，以及系統(tǒng)可在已經(jīng)對幀編碼之后迫使使用HR。因此，如果幀已經(jīng)編碼為FR，以及系統(tǒng)要求使用HR，則該幀將被聲明為擦除。此外，在VBR編碼器與12.65千比特/秒的AMR-WB互通的可互通模式中，在半速率最大和半空白-突發(fā)序列操作的情況下，普通HR無法使用，因為它不是AMR-WB的一部分。為了避免在這些情況(在可互通模式中的包級信令或半空白-突發(fā)序列及半速率最大)下擦除幀，本發(fā)明的非限制性說明實施例通過在幀已經(jīng)編碼為全速率幀之后丟棄一部分信號編碼參數(shù)、例如固定碼本索引，采用直接從全速率模式導出的半速率模式。在解碼器側，可隨機產(chǎn)生信號編碼參數(shù)的被丟棄部分、例如固定碼本索引，解碼器將以好像是全速率的方式工作。這種半速率模式稱作信令HR或可互通HR，因為編碼和解碼均以全速率進行。根據(jù)本發(fā)明的非限制性說明實施例的可互通半速率模式的位分配由表5給出。在這個非限制性說明實施例中，全速率基于12.65千比特/秒的AMR-WB標準，以及半速率通過丟棄代數(shù)固定碼本的索引所需的144位來得出。信令HR與可互通HR的差別在于，信令HR用于CDMA2000系統(tǒng)中的包級信令操作，并且仍然可使用FER保護位。信令HR通過丟棄用于代數(shù)碼本索引的144位直接從表1所示的普通FR導出。三位被添加用于類信息，只有六位用于FER保護，留下五個未使用位?？苫ネ℉R通過丟棄用于代數(shù)碼本索引的144位從可互通FR導出。三位被添加用于類信息，留下12個未使用位。如前面所述，當論述不同的半速率情況中的分類信息時，三位用于濁音HR或可互通HR的情況。沒有額外信息被發(fā)送以區(qū)別信令HR與可互通HR。與FR的情況相似，6位能量信息的最后級用于這個目的。只有63級用來量化能量，以及對應于值63的最后級被保留以表明可互通模式的使用。這樣，在可互通HR的情況下，能量信息索引設置到63。
表5. 6.2千比特/秒的信令及可互通半速率的位分配。
圖4通過在速率確定邏輯中添加使用半速率的系統(tǒng)請求，來說明圖3的示意原理框圖。圖3中的配置對于CDMA2000系統(tǒng)中的操作是有效的。在速率確定鏈結束時，模塊404檢查是否存在半速率系統(tǒng)請求。如果速率確定邏輯表明幀為活動語音幀(模塊201)，以及它不是清音(模塊202)也不是穩(wěn)定濁音(模塊203)又不是具有低能量的幀(模塊311)，但系統(tǒng)請求半速率操作(模塊404)，則在模塊312中采用普通半速率對幀進行編碼。
否則(不存在半速率系統(tǒng)請求)，語音幀在模塊205中編碼為全速率幀(根據(jù)CDMA2000速率集II為13.3千比特/秒)。
在如圖5所示的本發(fā)明的非限制性說明實施例中，速率確定邏輯和可變速率編碼與圖3中相同。但是，在已經(jīng)對幀編碼以及傳送位之后，進行測試，以便在模塊514中檢查系統(tǒng)是否請求半速率操作。如果情況是這樣，并且所傳送幀為FR幀，則信號編碼參數(shù)的一部分、例如固定碼本索引被丟棄，以便得到信令半速率幀(模塊510)。注意，在此非限制性說明實施例中，一至三位用于半速率模式(普通、濁音、清音或可互通)。因此，表明信令或可互通半速率的3位在丟棄部分信號編碼參數(shù)(固定碼本索引)之后被添加。幀中的位根據(jù)表5分配。
丟棄固定碼本索引的選擇是由于以下事實這些位對誤差最不敏感，以及它們的隨機產(chǎn)生對性能具有很小影響。但是，應當記住，其它位可被丟棄，以便得到可互通或信令半速率，而不失一般性。
在這個非限制性說明實施例中，在編碼器側的信令或可互通半速率操作中，編碼器作為全速率編碼器工作。根據(jù)12.65千比特/秒的AMR-WB標準[ITU-T建議G.722.2“采用自適應多速率寬帶(AMR--WB)以大約16千比特/秒進行的語音的寬帶編碼”，Geneva，2002年][3GPP TS 26.190“AMR寬帶語音編解碼器碼變換功能”，3GPP技術規(guī)范]，固定碼本搜索照常進行，以及已確定的固定碼本激勵用于更新自適應碼本內容以及后續(xù)幀的濾波器存儲器。因此，在編碼器操作中沒有使用隨機碼本索引。這在圖5的實現(xiàn)中是顯而易見的，其中，在已經(jīng)通過正常全速率操作對幀編碼之后，檢查半速率系統(tǒng)請求(模塊514)。
在解碼器側的信令或可互通半速率操作中，隨機產(chǎn)生信號編碼參數(shù)的被丟棄部分、例如固定碼本的索引。然后，解碼器象全速率操作那樣工作?？墒褂卯a(chǎn)生信號編碼參數(shù)的被丟棄部分的其它方法。例如，被丟棄參數(shù)可通過復制所接收比特流的若干部分來得到。注意，在編碼器與解碼器側的存儲器之間可能會出現(xiàn)失配，因為信號編碼參數(shù)的被丟棄部分、例如固定碼本激勵不相同。但是，這種失配似乎不會影響性能，尤其是在CDMA2000 VBR與AMR-WB之間可互通時的半空白-突發(fā)序列信令的情況下，其中典型速率約為2％。
與沒有半速率系統(tǒng)請求的情況相比，所建議方法在半空白-突發(fā)序列操作中的執(zhí)行幾乎是透明的。在許多情況下，速率確定邏輯已經(jīng)確定幀將采用八分之一速率、四分之一速率或半速率(普通、濁音或清音)進行編碼。在這種情況下，半速率系統(tǒng)請求被忽略，因為它已經(jīng)由編碼器接納，以及幀中的信號類型適合于半速率或更低速率的編碼。
應當指出，分類邏輯自適應于某種工作模式。因此，為了提高性能，在半速率最大模式和半空白-突發(fā)序列信令中，這個分類邏輯對于使用特定的半速率編解碼器可以更為寬松(比正常操作中更頻繁地使用半速率濁音和清音)。這是對多模式操作的一種擴展，其中，分類邏輯更為寬松，并且使用具有更低平均數(shù)據(jù)率的模式。
CDMA2000系統(tǒng)與采用AMR-WB標準的其它系統(tǒng)之間的無匯接操作如前面所述，根據(jù)AMR-WB編解碼器設計CDMA2000系統(tǒng)的可變比特率寬帶(VBR-WB)編解碼器的優(yōu)點在于，實現(xiàn)CDMA2000系統(tǒng)與采用AMR-WB標準的其它系統(tǒng)(例如移動GSM系統(tǒng)或W-CDMA第三代無線系統(tǒng))之間的無匯接操作(TFO)或分組交換操作。但是，在CDMA2000與采用AMR-WB的另一個系統(tǒng)之間的跨系統(tǒng)無匯接操作呼叫中，CDMA2000系統(tǒng)可強制使用半速率，如前面所述(例如以半空白-突發(fā)序列信令)。由于AMR-WB編解碼器不識別CDMA2000寬帶編解碼器的6.2千比特/秒半速率，因此強制的半速率幀被解釋為擦除幀。這降低了連接的性能。前面所公開的可互通半速率模式的使用將極大提高性能，因為這種模式可與AMR-WB標準的12.65千比特/秒速率互通。
如本文以上所公開的，可互通半速率基本上是偽全速率，其中，編解碼器以好像是全速率模式的方式工作。差別在于，信號編碼參數(shù)的一部分、例如代數(shù)碼本索引最終被丟棄而沒有被傳送。在解碼器側，隨機產(chǎn)生信號編碼參數(shù)的被丟棄部分、例如代數(shù)碼本索引，然后解碼器以好像是全速率模式的方式工作。
圖6說明根據(jù)本發(fā)明的非限制性說明實施例的一種配置，證明在CDMA2000系統(tǒng)側中信令信息的帶內傳送(即半空白-突發(fā)序列條件)期間可互通半速率模式的使用。在該圖中，另一側是采用AMR-WB標準的系統(tǒng)，作為實例給出3GPP無線系統(tǒng)。
在從CDMA2000到3GPP或采用AMR-WB的其它系統(tǒng)的方向的鏈路中，當復用子層表明對半速率模式的請求(參見半空白-突發(fā)序列系統(tǒng)請求601)時，VBR-WB編碼器602將以前面所述的可互通半速率(I-HR)工作。在系統(tǒng)接口604，當接收I-HR幀時，隨機產(chǎn)生的代數(shù)碼本索引由模塊603通過基于IP的系統(tǒng)接口604插入比特流，從而輸出12.65千比特/秒速率。3GPP側的解碼器605將它解釋為普通12.65千比特/秒幀。
在另一個相反方向、即從3GPP或采用AMR-WB的其它系統(tǒng)到CDMA2000的鏈路中，如果在系統(tǒng)接口606接收到半速率請求(參見半空白-突發(fā)序列系統(tǒng)請求607)，則模塊608丟棄代數(shù)碼本索引，并插入表明I-HR幀類型的3位。CDMA2000側的解碼器609將作為I-HR幀類型進行工作，這是VBR-WB解決方案的組成部分。
這個建議要求系統(tǒng)接口處的最小邏輯，對于迫使半空白-突發(fā)序列幀作為空白-突發(fā)序列幀(擦除幀)，它極大地提高性能。
內插中的另一個問題是背景噪聲幀的處理。在AMR-WB側，編碼器610支持DTX(間斷傳輸)和CNG(舒適噪聲生成)操作。不活動語音幀(靜寂或背景噪聲)或者采用35位編碼為SID(靜寂描述)幀，或者它們不被傳送(無數(shù)據(jù))。在CDMA2000側，不活動語音幀采用八分之一速率(ER)來編碼。由于SID的35位無法采用ER來發(fā)送，因此用CNG四分之一速率(QR)把SID幀從AMR-WB側發(fā)送到CDMA2000側。AMR-WB側的未傳送無數(shù)據(jù)幀被轉換為ER幀(在說明性實施例中，所有位均被設置為1)。在可互通模式中的CDMA2000側，ER幀由解碼器作為幀擦除來處理。
在從CDMA2000到AMR-WB側的互通中，在不活動語音段開始時，使用CNG QR，然后再使用ER幀。在本發(fā)明的非限制性說明實施例中，操作與AMR-WB中的VAD/DTX/CNG操作相似，其中SID幀每八幀發(fā)送一次。在這種情況下，第一不活動語音幀編碼為CNGQR幀，隨后7個幀編碼為ER幀。在系統(tǒng)接口，CNG QR幀被轉換為AMR-WB SID幀，以及ER幀沒有被傳送(無數(shù)據(jù)幀)。
CNG QR和CNG ER幀的位分配如表6所示。
表6. 20ms幀的2.7千比特/秒的CNG QR和1千比特/秒的CNGER的位分配。
雖然在以上說明中針對本發(fā)明的非限制性說明實施例描述了本發(fā)明，但是在沒有背離本發(fā)明的范圍和精神的前提下在所附權利要求的范圍之內，可修改這個說明性實施例。例如，除涉及固定碼本索引的那些位之外的位、尤其是具有較少誤碼靈敏度的位可被丟棄，以便得到可互通半速率幀。
權利要求
1.一種用于使采用第一通信方案并包括第一編碼器和第一解碼器的第一臺與采用第二通信方案并包括第二編碼器和第二解碼器的第二臺互通的方法，其中通過把信號編碼參數(shù)從所述第一臺和第二臺中一個臺的編碼器傳送到所述第一臺和第二臺中另一個臺的解碼器，進行所述第一臺與第二臺之間的通信，所述方法包括接收采用設計成減小所述信號編碼參數(shù)傳送過程中的比特率的通信模式把所述信號編碼參數(shù)從所述一個臺傳送到所述另一個臺的請求；響應所述請求，丟棄來自所述一個臺的編碼器的信號編碼參數(shù)的一部分，并向所述另一個臺的解碼器傳送剩余的信號編碼參數(shù)；以及再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分，并在所述另一個臺的解碼器中對所述信號編碼參數(shù)解碼。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，接收請求包括接收采用半速率通信模式把所述信號編碼參數(shù)從所述一個臺傳送到所述另一個臺的請求。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一通信方案為CDMA2000 VBR-WB，以及所述第二通信方案為AMR-WB。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述信號編碼參數(shù)解碼包括以全速率模式操作所述另一個臺的解碼器。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分包括隨機再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于丟棄信號編碼參數(shù)的一部分包括丟棄固定碼本索引；以反再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分包括隨機再生所述固定碼本索引。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于丟棄來自所述一個臺的編碼器的信號編碼參數(shù)的一部分包括插入通信模式的標識；以及傳送剩余信號編碼參數(shù)包括把通信模式標識與剩余信號編碼參數(shù)一起傳送到所述另一個臺的解碼器。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于丟棄來自所述一個臺的編碼器的信號編碼參數(shù)的一部分包括丟棄固定碼本索引以及插入通信模式的標識；以及傳送剩余信號編碼參數(shù)包括把通信模式標識與剩余信號編碼參數(shù)一起傳送到所述另一個臺的解碼器。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述一個臺的編碼器中包括執(zhí)行固定碼本搜索以確定固定碼本激勵；以及把所確定的固定碼本激勵用于更新自適應碼本內容以及后續(xù)幀的濾波器存儲器。
10.一種用于使采用第一通信方案并包括第一編碼器和第一解碼器的第一臺與采用第二通信方案并包括第二編碼器和第二解碼器的第二臺互通的方法，其中通過把與聲音信號有關的信號編碼參數(shù)從所述第一臺和第二臺中一個臺的編碼器傳送到所述第一臺和第二臺中另一個臺的解碼器，進行所述第一臺與第二臺之間的通信，所述方法包括對所述聲音信號分類，確定所述信號編碼參數(shù)是否應當采用其中全比特率被用于傳送所述信號編碼參數(shù)的第一通信模式從所述一個臺的編碼器傳送給所述另一個臺的解碼器；接收采用設計成減小所述信號編碼參數(shù)傳送過程中的比特率的第二通信模式把所述信號編碼參數(shù)從所述一個臺的編碼器傳送到所述另一個臺的解碼器的請求；當所述聲音信號的分類確定所述信號編碼參數(shù)應當采用所述第一通信模式傳送時，并且當接收到采用所述第二通信模式傳送所述信號編碼參數(shù)的請求時，丟棄來自所述一個臺的編碼器的所述信號編碼參數(shù)的一部分，以及采用所述第二通信模式向所述另一個臺的解碼器傳送剩余信號編碼參數(shù)。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，接收請求包括接收采用半速率通信模式把所述信號編碼參數(shù)從所述一個臺的編碼器傳送到所述另一個臺的解碼器的請求。
12.如權利要求10所述的方法，其特征在于丟棄所述信號編碼參數(shù)的一部分包括丟棄固定碼本索引。
13.如權利要求10所述的方法，其特征在于丟棄來自所述一個臺的編碼器的所述信號編碼參數(shù)的一部分包括插入所述第二通信模式的標識；以及傳送所述剩余信號編碼參數(shù)包括把所述第二通信模式的標識與所述剩余信號編碼參數(shù)一起傳送到所述另一個臺的解碼器。
14.如權利要求10所述的方法，其特征在于丟棄來自所述一個臺的編碼器的所述信號編碼參數(shù)的一部分包括丟棄固定碼本索引以及插入所述第二通信模式的標識；以及傳送所述剩余信號編碼參數(shù)包括把所述第二通信模式的標識與所述剩余信號編碼參數(shù)一起傳送到所述另一個臺的解碼器。
15.如權利要求10所述的方法，其特征在于還包括再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分，并在所述另一個臺的解碼器中把所述信號編碼參數(shù)解碼成聲音信號。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分包括隨機再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分。
17.一種用于把信號編碼參數(shù)從第一臺傳送到第二臺的方法，包括在所述第一臺和第二臺中的一個臺中，根據(jù)全速率通信模式對聲音信號編碼；接收采用設計成減小所述信號編碼參數(shù)傳送過程中的比特率的第二通信模式把所述信號編碼參數(shù)從所述第一臺和第二臺中的所述一個臺傳送到另一個臺的請求；響應所述請求，把以全速率通信模式編碼的信號編碼參數(shù)轉換為以所述第二通信模式編碼的信號編碼參數(shù)；以及把以所述第二通信模式編碼的所述信號編碼參數(shù)傳送給所述第一臺和第二臺中的所述另一個臺。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，接收所述請求包括接收采用半速率通信模式把所述信號編碼參數(shù)從所述一個臺傳送到所述另一個臺的請求。
19.如權利要求17所述的方法，其特征在于，把以全速率通信模式編碼的信號編碼參數(shù)轉換為以所述第二通信模式編碼的信號編碼參數(shù)包括丟棄所述信號編碼參數(shù)的一部分。
20.如權利要求17所述的方法，其特征在于，把以全速率通信模式編碼的信號編碼參數(shù)轉換為以所述第二通信模式編碼的信號編碼參數(shù)包括丟棄來自所述一個臺的編碼器的所述信號編碼參數(shù)的一部分，并插入所述第二通信模式的標識。
21.如權利要求17所述的方法，其特征在于把以全速率通信模式編碼的信號編碼參數(shù)轉換為以所述第二通信模式編碼的信號編碼參數(shù)包括丟棄固定碼本索引以及插入所述第二通信模式的標識；以及向所述第一臺和第二臺中的所述另一個臺傳送以所述第二通信模式編碼的信號編碼參數(shù)包括把所述第二通信模式的標識與所述剩余信號編碼參數(shù)一起傳送到所述另一個臺。
22.如權利要求19所述的方法，其特征在于還包括再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分，并在所述另一個臺的所述解碼器中對所述信號編碼參數(shù)解碼。
23.如權利要求22所述的方法，其特征在于，再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分包括隨機再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分。
24.一種用于使采用第一通信方案并包括第一編碼器和第一解碼器的第一臺與采用第二通信方案并包括第二編碼器和第二解碼器的第二臺互通的系統(tǒng)，其中通過把信號編碼參數(shù)從所述第一臺和第二臺中一個臺的編碼器傳送到所述第一臺和第二臺中另一個臺的解碼器，進行所述第一臺與第二臺之間的通信，所述系統(tǒng)包括用于接收采用設計成減小所述信號編碼參數(shù)傳送過程中的比特率的通信模式把所述信號編碼參數(shù)從所述一個臺傳送到所述另一個臺的請求的部件；用于響應所述請求、丟棄來自所述一個臺的編碼器的所述信號編碼參數(shù)的一部分、并向所述另一個臺的解碼器傳送剩余信號編碼參數(shù)的部件；以及用于再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分的部件以及用于對所述信號編碼參數(shù)解碼的所述另一個臺的解碼器。
25.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述請求接收部件包括用于接收采用半速率通信模式把所述信號編碼參數(shù)從所述一個臺傳送到所述另一個臺的請求的部件。
26.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一通信方案為CDMA2000 VBR-WB，以及所述第二通信方案為AMR-WB。
27.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于包括用于以全速率模式操作所述另一個臺的解碼器的部件。
28.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分的部件包括用于隨機再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分的部件。
29.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于用于丟棄所述信號編碼參數(shù)的一部分的部件包括用于丟棄固定碼本索引的部件；以及用于再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分的部件包括用于隨機再生所述固定碼本索引的部件。
30.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于用于丟棄來自所述一個臺的編碼器的所述信號編碼參數(shù)的一部分的部件包括用于插入通信模式的標識的部件；以及用于傳送剩余信號編碼參數(shù)的部件包括用于把通信模式標識與剩余信號編碼參數(shù)一起傳送到所述另一個臺的解碼器的部件。
31.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于用于丟棄來自所述一個臺的編碼器的所述信號編碼參數(shù)的一部分的部件包括用于丟棄固定碼本索引的部件以及用于插入通信模式的標識的部件；以及用于傳送剩余信號編碼參數(shù)的部件包括用于把通信模式標識與剩余信號編碼參數(shù)一起傳送到所述另一個臺的解碼器的部件。
32.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述一個臺的編碼器中包括用于執(zhí)行固定碼本搜索以確定固定碼本激勵的部件；以及用于利用所確定的固定碼本激勵更新自適應碼本內容以及后續(xù)幀的濾波器存儲器的部件。
33.一種用于使采用第一通信方案并包括第一編碼器和第一解碼器的第一臺與采用第二通信方案并包括第二編碼器和第二解碼器的第二臺互通的系統(tǒng)，其中通過把與聲音信號有關的信號編碼參數(shù)從所述第一臺和第二臺中一個臺的編碼器傳送到所述第一臺和第二臺中另一個臺的解碼器，進行所述第一臺與第二臺之間的通信，所述系統(tǒng)包括用于對所述聲音信號分類以確定所述信號編碼參數(shù)是否應當采用其中全比特率被用于傳送所述信號編碼參數(shù)的第一通信模式從所述一個臺的編碼器傳送給所述另一個臺的解碼器的部件；用于接收采用設計成減小所述信號編碼參數(shù)傳送過程中的比特率的第二通信模式把所述信號編碼參數(shù)從所述一個臺的編碼器傳送到所述另一個臺的解碼器的請求的部件；用于當所述聲音信號的分類確定所述信號編碼參數(shù)應當采用所述第一通信模式傳送時并且當接收到采用所述第二通信模式傳送所述信號編碼參數(shù)的請求時、丟棄來自所述一個臺的編碼器的所述信號編碼參數(shù)的一部分以及采用所述第二通信模式向所述另一個臺的解碼器傳送剩余信號編碼參數(shù)的部件。
34.如權利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述請求接收部件包括用于接收采用半速率通信模式把所述信號編碼參數(shù)從所述一個臺的編碼器傳送到所述另一個臺的解碼器的請求的部件。
35.如權利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于用于丟棄所述信號編碼參數(shù)的一部分的部件包括用于丟棄固定碼本索引的部件。
36.如權利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于用于丟棄來自所述一個臺的編碼器的所述信號編碼參數(shù)的一部分的部件包括用于插入所述第二通信模式的標識的部件；以及用于傳送剩余信號編碼參數(shù)的部件包括用于把所述第二通信模式的標識與所述剩余信號編碼參數(shù)一起傳送到所述另一個臺的解碼器的部件。
37.如權利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于用于丟棄來自所述一個臺的編碼器的所述信號編碼參數(shù)的一部分的部件包括用于丟棄固定碼本索引的部件以及用于插入所述第二通信模式的標識的部件；以及用于傳送剩余信號編碼參數(shù)的部件包括用于把所述第二通信模式的標識與所述剩余信號編碼參數(shù)一起傳送到所述另一個臺的解碼器的部件。
38.如權利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分的部件以及用于把所述信號編碼參數(shù)解碼成聲音信號的所述另一個臺的解碼器。
39.如權利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分的部件包括用于隨機再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分的部件。
40.一種用于把信號編碼參數(shù)從第一臺傳送到第二臺的系統(tǒng)，包括在所述第一臺和第二臺中的一個臺中，用于根據(jù)全速率通信模式對聲音信號編碼的編碼器；用于接收采用設計成減小所述信號編碼參數(shù)傳送過程中的比特率的第二通信模式把所述信號編碼參數(shù)從所述第一臺和第二臺中的所述一個臺傳送到另一個臺的請求的部件；用于響應所述請求、把以全速率通信模式編碼的信號編碼參數(shù)轉換為以所述第二通信模式編碼的信號編碼參數(shù)的部件；以及用于把以所述第二通信模式編碼的所述信號編碼參數(shù)傳送給所述第一臺和第二臺中的所述另一個臺的部件。
41.如權利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述請求接收部件包括用于接收采用半速率通信模式把所述信號編碼參數(shù)從所述一個臺傳送到所述另一個臺的請求的部件。
42.如權利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于把以全速率通信模式編碼的信號編碼參數(shù)轉換為以所述第二通信模式編碼的信號編碼參數(shù)的部件包括用于丟棄所述信號編碼參數(shù)的一部分的部件。
43.如權利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于把以全速率通信模式編碼的信號編碼參數(shù)轉換為以所述第二通信模式編碼的信號編碼參數(shù)的部件包括用于丟棄來自所述一個臺的編碼器的所述信號編碼參數(shù)的一部分的部件以及用于插入所述第二通信模式的標識的部件。
44.如權利要求40所述的系統(tǒng)，其特征在于用于把以全速率通信模式編碼的信號編碼參數(shù)轉換為以所述第二通信模式編碼的信號編碼參數(shù)的部件包括用于丟棄固定碼本索引的部件以及用于插入所述第二通信模式的標識的部件；以及用于向所述第一臺和第二臺中的所述另一個臺傳送以所述第二通信模式編碼的信號編碼參數(shù)的部件包括用于把所述第二通信模式的標識與所述剩余信號編碼參數(shù)一起傳送到所述另一個臺的部件。
45.如權利要求42所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分的部件以及用于對所述信號編碼參數(shù)解碼的所述另一個臺的解碼器。
46.如權利要求45所述的方法，其特征在于，用于再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分的部件包括用于隨機再生所述信號編碼參數(shù)的所述一部分的部件。
全文摘要
在用于使采用第一通信方案并包括第一編碼器和第一解碼器的第一臺與采用第二通信方案并包括第二編碼器和第二解碼器的第二臺互通的方法和裝置中，通過把與聲音信號有關的信號編碼參數(shù)從第一和第二臺之一的編碼器傳送到另一個臺的解碼器，進行第一與第二臺之間的通信。對聲音信號分類以確定信號編碼參數(shù)是否應當采用其中全比特率被用于傳送信號編碼參數(shù)的第一通信模式從一個臺的編碼器傳送給另一個臺的解碼器。當聲音信號的分類確定信號編碼參數(shù)應當采用第一通信模式傳送時，并且當接收到采用設計成減小信號編碼參數(shù)傳送過程中的比特率的第二通信模式把信號編碼參數(shù)從一個臺的編碼器傳送到另一個臺的解碼器的請求時，丟棄來自一個臺的編碼器的信號編碼參數(shù)的一部分，以及采用第二通信模式向另一個臺的解碼器傳送剩余信號編碼參數(shù)。在另一個臺的解碼器對信號編碼參數(shù)解碼之前，再生信號編碼參數(shù)的被丟棄部分。
文檔編號H04B1/707GK1692408SQ03820762
公開日2005年11月2日 申請日期2003年6月27日 優(yōu)先權日2002年7月5日
發(fā)明者M·杰利內克, R·薩拉米 申請人:諾基亞有限公司