專利名稱：移動(dòng)電話系統(tǒng)中音頻信號(hào)的發(fā)送的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)的無(wú)線接口發(fā)送諸音頻信號(hào)，尤其是諸DTMF信號(hào)。
在數(shù)字電話系統(tǒng)中，語(yǔ)音信號(hào)在其被信道編碼并發(fā)送至無(wú)線路徑之前，以某種形式被編碼。在語(yǔ)音編碼中，使用諸不同方法，以約20ms的周期，用這樣的方式一幀接一幀地處理數(shù)字化的語(yǔ)音，使得其結(jié)果為表示每幀的語(yǔ)音的一群參數(shù)。這個(gè)信息，即參數(shù)群被信道編碼并發(fā)送至傳輸信道。在信道編碼中，使用各種不同的糾錯(cuò)碼對(duì)該信息加以保護(hù)。
GSM蜂窩系統(tǒng)中所使用的語(yǔ)音編碼方法是所謂的REP-LTP(RegularPulse Excitation LPC with Long Term Prediction，規(guī)則脈沖激勵(lì)LPC與長(zhǎng)期預(yù)測(cè))。該算法的諸基本組成部分是作為脈沖序列末級(jí)的線性預(yù)測(cè)編碼濾波器LCP與殘留信號(hào)編碼。操作是通過(guò)音調(diào)(tone pitch)估計(jì)LP來(lái)完成的。因此編碼器產(chǎn)生若干個(gè)短期濾波器參數(shù)、若干個(gè)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)參數(shù)LTP、以及若干個(gè)RPE參數(shù)。在解碼器中，諸RPE參數(shù)起到濾波器激勵(lì)信號(hào)的作用，而所接到的諸短期參數(shù)和諸長(zhǎng)期參數(shù)起到濾波器參數(shù)的作用。USA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)所采用的語(yǔ)音編碼算法屬于碼激勵(lì)編碼器CELP(Code ExicitedLinear Prediction，碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè))的范疇，且該編碼器被稱為矢量和激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼(VSELP，Vector-Sum Excited Linear PredictiveCoding)。語(yǔ)音編碼的結(jié)果是一群參數(shù)，在接收機(jī)的解碼器中利用這群參數(shù)以及若干個(gè)擁有預(yù)定結(jié)構(gòu)的代碼簿(code book)，合成一個(gè)語(yǔ)音信號(hào)。語(yǔ)音信號(hào)殘留根本不被發(fā)送，這一點(diǎn)如同RPE-LTP編碼器中所實(shí)施的。這兩種系統(tǒng)的編碼器共同具有這樣的事實(shí)編碼器產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間為20ms的諸語(yǔ)音幀，并且一個(gè)語(yǔ)音幀由若干個(gè)5ms的子幀組成，每個(gè)子幀含有一個(gè)語(yǔ)音參數(shù)群。
除實(shí)際編碼外，數(shù)字語(yǔ)音處理中還建立起下列功能a)發(fā)射機(jī)方面的聲音行為檢測(cè)(VAD)，通過(guò)該功能，發(fā)射機(jī)能僅在存在待發(fā)送的語(yǔ)音時(shí)(不連續(xù)傳輸，DTX)才被激活，b)發(fā)射機(jī)方面的背景噪聲計(jì)算及相當(dāng)于噪聲的諸參數(shù)的產(chǎn)生，并且在接收機(jī)方，解碼器中根據(jù)這些參數(shù)產(chǎn)生舒適噪聲，這種舒適噪聲使得連接時(shí)的中斷聽上去比絕對(duì)寂靜更為舒服，以及c)音頻回聲消除。
作為語(yǔ)音處理的一個(gè)示例，參看顯示發(fā)射機(jī)方面的

圖1，描述已知的GSM移動(dòng)電話系統(tǒng)中所使用的語(yǔ)音處理的布置。語(yǔ)音編碼器1的輸入是以每秒8000個(gè)樣值的頻率抽樣一個(gè)語(yǔ)音信號(hào)所獲的來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的13-比特PCM信號(hào)，或者是來(lái)自移動(dòng)臺(tái)語(yǔ)音部分的經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換的13-比特PCM。從編碼器的輸出獲得的語(yǔ)音幀的持續(xù)時(shí)間為20ms，并且它包括260比特，它們是通過(guò)對(duì)160 PCM編碼語(yǔ)音樣值編碼而產(chǎn)生的。
語(yǔ)音編碼器1為每個(gè)20ms的語(yǔ)音幀產(chǎn)生以上所提及的諸參數(shù)，并且聲音行為檢測(cè)器(VAD)2基于這些參數(shù)確定該幀是否含有語(yǔ)音。根據(jù)該幀中所含的信息，VAD檢測(cè)器設(shè)置一個(gè)正確的特征位，該特征位控制DTX控制與操作塊4的操作。其值可以是VAD＝1，則施加給信道編碼器5并從那里進(jìn)一步作為所謂業(yè)務(wù)幀施加給無(wú)線信道的若干幀為語(yǔ)音編碼器所產(chǎn)生的語(yǔ)音幀。DTX控制與操作塊4設(shè)置這樣一個(gè)特征位SP，該特征位控制對(duì)每個(gè)施加給信道編碼器5的幀的信道編碼。
發(fā)送語(yǔ)音時(shí)，背景噪聲亦被包含在語(yǔ)音中，在使用不連續(xù)傳輸DTX時(shí)，該背景噪聲亦將被中斷，這種不連續(xù)傳輸DTX將在接收機(jī)方引起煩擾的中斷。因此，一個(gè)語(yǔ)音脈沖序列之后并且亦在VAD 2所指示的語(yǔ)音暫停期間特定的諸間隔上，發(fā)送含有諸噪聲參數(shù)的SID(Silence Descriptor，寂靜描述符)幀，因此接收機(jī)亦能夠在暫停期間根據(jù)這些參數(shù)產(chǎn)生類似于原始噪聲的噪聲。這種幀的持續(xù)時(shí)間以及幀中的比特?cái)?shù)與語(yǔ)音幀的相同。諸噪聲參數(shù)是由一個(gè)噪聲TX功能塊3基于從語(yǔ)音編碼器1所獲的諸參數(shù)確定出的。
根據(jù)顯示SID幀的諸字段(field)的圖2，在編碼諸噪聲參數(shù)時(shí)，僅需要SID幀的260比特中的一部分。背景噪聲頻譜信息被編碼在字段B中，而背景噪聲電平被編碼在字段C中。至于其它諸比特，95比特被用于SID代碼字，即字段A，并且該字中所有的比特均具有值0。SID幀剩余的諸比特均具有值0，即字段I。當(dāng)語(yǔ)音中出現(xiàn)一次暫停時(shí)，即VAD特征位為零時(shí)，將導(dǎo)致這樣的事實(shí)從DTX控制與操作塊4作為所謂的業(yè)務(wù)幀發(fā)送至信道編碼器并進(jìn)一步發(fā)送至無(wú)線信道的若干幀是含有諸噪聲參數(shù)的SID幀。SP特征位的值將信道編碼調(diào)節(jié)得適合于這些幀。
圖3顯示用于GSM移動(dòng)電話系統(tǒng)中的一種已知接收機(jī)的布置。在塊35中對(duì)所接收的無(wú)線信號(hào)執(zhí)行信道解碼及檢測(cè)。給信道解碼中已糾錯(cuò)的檢測(cè)業(yè)務(wù)幀提供一個(gè)特征位BFI(Bad Frame Indicator，不良幀指示符)，該特征位指示接收業(yè)務(wù)幀是錯(cuò)誤的還是無(wú)差錯(cuò)的。對(duì)于業(yè)務(wù)幀，在SID幀檢測(cè)塊36中檢查一個(gè)含有噪聲信息的SID幀是否有問(wèn)題。這是通過(guò)一比特一比特地比較接收業(yè)務(wù)幀的代碼字與接收機(jī)存儲(chǔ)的代碼字來(lái)實(shí)施的。依據(jù)有多少比特偏離正確比特，將3種可能值中的一種提供給SID特征位。另外，使用一個(gè)TAF特征位(Time Alignment Flag，時(shí)間排列特征位)提供業(yè)務(wù)幀同步信息。因此DTX控制與操作塊34的諸輸入是若干個(gè)業(yè)務(wù)幀信息比特、與該幀有關(guān)的錯(cuò)誤/無(wú)差錯(cuò)信息BFI、以及該幀是否是含有諸噪聲參數(shù)的SID幀的通知。如果該業(yè)務(wù)幀是一個(gè)無(wú)差錯(cuò)語(yǔ)音幀，則它被施加至語(yǔ)音解碼器31的輸入，該語(yǔ)音解碼器基于諸參數(shù)產(chǎn)生原始語(yǔ)音。如果基于BFI特征位該業(yè)務(wù)幀被劃歸不良幀或是丟失語(yǔ)音或SID幀，則在塊32中執(zhí)行對(duì)不良幀的某種替換過(guò)程，比如通過(guò)衰減將最后的良好幀參數(shù)值給語(yǔ)音解碼器。如果該業(yè)務(wù)幀是一個(gè)無(wú)差錯(cuò)SID幀，則將它施加給一個(gè)噪聲RX功能塊33，該功能塊調(diào)節(jié)語(yǔ)音解碼器31以產(chǎn)生類似原始噪聲的噪聲，直至再次接收到若干個(gè)語(yǔ)音幀。
數(shù)字網(wǎng)的一個(gè)基本特點(diǎn)是它們不象常規(guī)電話網(wǎng)讓諸信號(hào)通過(guò)。它們當(dāng)然地不讓DTMF信號(hào)通過(guò)，更不用提傳真機(jī)中所用的V.29調(diào)制解調(diào)器的信號(hào)了。在一個(gè)電話網(wǎng)中，與撥號(hào)脈沖相反，DTMF(雙音多頻)信令，一路透過(guò)整個(gè)連接到達(dá)B用戶，這便是對(duì)遠(yuǎn)程控制裝置中的應(yīng)用來(lái)說(shuō)它們尤為有用原因，比如遠(yuǎn)程問(wèn)詢電話應(yīng)答機(jī)中或話音編碼的數(shù)據(jù)傳輸中。DTMF信令中，使用兩個(gè)同時(shí)音頻來(lái)指示一個(gè)特定字符。所有數(shù)字0-9以及字符*和#被指示成從頻率697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、及1477Hz中選出的兩個(gè)不同頻率的組合。已定義了12個(gè)允許組合。通過(guò)使用頻率1633Hz，亦獲得字母符號(hào)A、B、C以及D。因此，允許頻率組合的個(gè)數(shù)為16。
對(duì)于公用電話網(wǎng)傳真機(jī)來(lái)說(shuō)，諸GSM網(wǎng)絡(luò)中規(guī)定了一種特殊的適配功能，用這一功能使機(jī)器的模擬信號(hào)適配于一個(gè)數(shù)字無(wú)線信道。諸DTMF信號(hào)從一個(gè)移動(dòng)臺(tái)到網(wǎng)絡(luò)的傳輸，即在上行鏈路方向，也已被規(guī)定。根據(jù)該規(guī)定，DTMF音不是由移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生而是由一個(gè)移動(dòng)交換局產(chǎn)生，從而不須通過(guò)一個(gè)語(yǔ)音編碼器施加音頻信號(hào)。語(yǔ)音連接期間按下移動(dòng)臺(tái)的數(shù)字按鍵時(shí)，移動(dòng)臺(tái)發(fā)送一消息，并且移動(dòng)交換局在接到一個(gè)相應(yīng)的DTMF信號(hào)后產(chǎn)生該消息。
因此，諸當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題是下行鏈路方向的DTMF傳輸。這在諸當(dāng)今移動(dòng)網(wǎng)中沒(méi)有以任何方式規(guī)定。誠(chéng)然，從網(wǎng)絡(luò)到移動(dòng)臺(tái)傳行的DTMF信號(hào)可到達(dá)移動(dòng)臺(tái)，但是以一種失真的形式，因?yàn)樗鼈儾坏貌蝗绱藗餍性诰W(wǎng)絡(luò)方通過(guò)一個(gè)語(yǔ)音編碼器，并此后通過(guò)移動(dòng)臺(tái)中的一個(gè)語(yǔ)音解碼器。由于失真，它們不滿足由固定網(wǎng)絡(luò)的DTMF檢測(cè)器設(shè)定來(lái)檢測(cè)諸DTMF信號(hào)的條件。盡管有以上所提及的規(guī)定，上行鏈路方向上諸信號(hào)的傳輸也存在若干問(wèn)題當(dāng)用戶利用移動(dòng)臺(tái)的DTMF便利時(shí)，該臺(tái)既發(fā)送一個(gè)DTMF信號(hào)的起始消息又發(fā)送其終止消息，移動(dòng)交換局用確認(rèn)消息確認(rèn)這兩個(gè)消息。因此，數(shù)個(gè)，比如十個(gè)字符的傳輸總共需要40個(gè)消息。這加重了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。
這個(gè)問(wèn)題尤其在下述的電話系統(tǒng)中被強(qiáng)調(diào)這種電話系統(tǒng)中用無(wú)線連接取代了固定電話網(wǎng)中交換局與諸用戶之間的固定連接。解決方案被稱為執(zhí)行無(wú)線用戶連接的電話系統(tǒng)(system)，即WLL系統(tǒng)(Wireless Local LoopSystem，無(wú)線局域環(huán)路系統(tǒng))。在一個(gè)WLL系統(tǒng)中，一個(gè)無(wú)線固定終端設(shè)備包括一個(gè)裝有一付天線和一個(gè)電話適配器的無(wú)線單元，該無(wú)線單元將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用戶臺(tái)連接至終端設(shè)備。用戶臺(tái)可以是一部連有電話應(yīng)答機(jī)的常規(guī)電話機(jī)。盡管用戶線路連接是由終端設(shè)備與一個(gè)基站之間的無(wú)線連接構(gòu)成的，用戶以與常規(guī)固定網(wǎng)絡(luò)相同的方式使用該用戶臺(tái)?；九c一個(gè)特殊用戶網(wǎng)元件連接，該元件被連接至一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電話交換局。WLL系統(tǒng)可通過(guò)應(yīng)用比如數(shù)字GSM系統(tǒng)的諸部件來(lái)組建。因此WLL系統(tǒng)的信令是符合有關(guān)系統(tǒng)的。WLL系統(tǒng)中，諸DTMF信號(hào)從網(wǎng)絡(luò)通過(guò)無(wú)線路徑至用戶臺(tái)的傳輸將是十分令人十分希望的。
一種已被提出的解決所提諸問(wèn)題的方案被公開于歐洲專利申請(qǐng)534 852中。根據(jù)它，在發(fā)送端，于基站的代碼轉(zhuǎn)換器中，除提供一個(gè)語(yǔ)音編碼器外，提供一個(gè)DTMF檢測(cè)器和一個(gè)DTMF編碼器。為檢測(cè)器設(shè)定的檢測(cè)DTMF信號(hào)的最小周期較短，僅為5ms。當(dāng)檢測(cè)器檢測(cè)到一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)到達(dá)的DTMF信號(hào)時(shí)，它給出一個(gè)控制信號(hào)至與話音編碼器有關(guān)的DTMF編碼器，并且至發(fā)射機(jī)。從而DTMF編碼器建立一幀，該幀類似SID幀并含有關(guān)于檢出DTMF的信息。由一個(gè)控制器控制，發(fā)射機(jī)選擇類似SID幀的該幀代替一個(gè)語(yǔ)音幀。
這樣一個(gè)DTMF幀的諸字段被顯示于圖4中。前3字段A、B和C相當(dāng)于圖2中SID幀的諸字段，因此字段A包括含有SID幀標(biāo)識(shí)符的95比特、字段B含有背景噪聲質(zhì)量的信息，而字段C含有背景噪聲電平的信息。作為與圖2的幀的區(qū)別，一個(gè)根據(jù)該歐洲專利申請(qǐng)的含有附加字段D、E和F。字段D含有一個(gè)DTMF幀標(biāo)識(shí)符，該標(biāo)識(shí)符包括這樣的8比特，其每個(gè)處于1-狀態(tài)。字段E含有一個(gè)DTMF頻率對(duì)代碼，該代碼包括4比特，因此可存在16個(gè)頻率對(duì)。4-比特的字段F以5ms的倍數(shù)指示DTMF音持續(xù)時(shí)間。
在接收端，利用SID幀標(biāo)識(shí)符(字段A)和DTMF幀標(biāo)識(shí)符(字段D)識(shí)別DTMF幀。字段E中所指示的“代碼”參數(shù)定義DTMF當(dāng)前所討論的頻率對(duì)，而字段F中所指示的“持續(xù)時(shí)間”參數(shù)指示被劃分為若干個(gè)5ms的周期(子幀)20ms幀中哪些周期含有DTMF信號(hào)。接收時(shí)，在含有DTMF信號(hào)的諸周期上根據(jù)DTMF信號(hào)的持續(xù)時(shí)間產(chǎn)生根據(jù)字段E的代碼的DTMF信號(hào)。在該幀的諸其它周期上，產(chǎn)生SID參數(shù)所定義的背景噪聲。
這個(gè)已知方案的弊病是未慮及無(wú)線路徑所引起的諸差錯(cuò)。假如接收端時(shí)常接到錯(cuò)誤的DTMF幀，接收端所執(zhí)行的DTMF信號(hào)的再生將會(huì)有問(wèn)題，這是因?yàn)橹T連續(xù)幀根本不相互鏈接。無(wú)法確切知道同一DTMF信號(hào)已被接收或應(yīng)已被接收了多長(zhǎng)時(shí)間，以及一個(gè)新的DTMF信號(hào)是否已經(jīng)開始。即便涉及兩分立的DTMF信號(hào)，諸連續(xù)DTMF幀中的DTMF信號(hào)代碼可以是相同的。根據(jù)建議CEPT T/CS 46-02，可靠DTMF檢測(cè)的諸條件是一個(gè)DTMF信號(hào)持續(xù)40ms以上并且它之前是這樣一種狀態(tài)，該狀態(tài)持續(xù)40ms以上不含音頻信號(hào)，或者該狀態(tài)是另一種不同音頻信號(hào)的檢測(cè)狀態(tài)。因?yàn)榘l(fā)送端的代碼轉(zhuǎn)換器中檢測(cè)器至少將5ms用于TDMF信號(hào)檢測(cè)，假如信號(hào)開始于該幀的最后一個(gè)5ms周期則沒(méi)有時(shí)間來(lái)檢測(cè)它。結(jié)果，于幀的末端，DTMF信號(hào)可出現(xiàn)少于5ms的時(shí)間，該信號(hào)傳過(guò)語(yǔ)音編碼器-解碼器鏈并失真。緊接其后，出現(xiàn)基于諸接收DTMF幀所產(chǎn)生的純音頻信號(hào)。如果在失真DTMF信號(hào)與該純DTMF信號(hào)之間沒(méi)有保持40ms以上的暫停，則用戶端DTMF信號(hào)的檢測(cè)可徹底失敗。并且，現(xiàn)有技術(shù)方案中，未以任何程度檢查從網(wǎng)絡(luò)到發(fā)送端的DTMF信號(hào)是否已持續(xù)40ms。在發(fā)送端的代碼轉(zhuǎn)換器中，因此有可能檢測(cè)出比如一個(gè)持續(xù)20ms以下的DTMF信號(hào)并將其前轉(zhuǎn)過(guò)無(wú)線路徑到達(dá)用戶臺(tái)。在用戶臺(tái)中，該音不被辨別為一個(gè)DTMF信號(hào)，從而它在語(yǔ)音中煩擾地可聽得見(jiàn)。
本發(fā)明的目的是這樣一種將諸DTMF信號(hào)傳過(guò)數(shù)字無(wú)線路徑的方法，它不顯現(xiàn)與現(xiàn)有技術(shù)布置相關(guān)的諸弊病，并且適用于上行鏈路和下行鏈路方向上可靠傳輸諸音頻信號(hào)。
所定義的目的是采用權(quán)利要求1中所公開的方法而達(dá)到的。
根據(jù)本發(fā)明的方法，在發(fā)送端檢測(cè)同一DTMF信號(hào)時(shí)，建立與該信號(hào)有關(guān)的諸連續(xù)DTMF幀，這些幀是修改SID幀，并且除所述DTMF信號(hào)的頻率對(duì)信息之外，將各個(gè)鏈接信息(individual linking information)加至每幀。該各個(gè)鏈接信息指示DTMF信號(hào)從第一個(gè)修改SID幀的第一個(gè)檢測(cè)時(shí)間周期到該有關(guān)幀——包括所述幀——的持續(xù)時(shí)間。因此各個(gè)鏈接信息——它是一群參數(shù)，將與同一DTMF信號(hào)有關(guān)的若干個(gè)連續(xù)幀相互鏈接。在接收端，在接收諸DTMF幀時(shí)，于每個(gè)無(wú)差錯(cuò)幀計(jì)算出該幀已被接收了多長(zhǎng)時(shí)間，或者應(yīng)已被接收了多長(zhǎng)時(shí)間。僅當(dāng)一個(gè)接收幀的各個(gè)鏈接信息指示該DTMF幀的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于閾值時(shí)，比如長(zhǎng)于40ms時(shí)，才將諸接收幀的頻率對(duì)信息所指示的DTMF信號(hào)產(chǎn)生給用戶站。在等待期間，產(chǎn)生背景噪聲。
以下，將利用本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施方式，參看所伴隨的附圖更為詳細(xì)地描述本發(fā)明。附圖中圖1顯示一個(gè)已知系統(tǒng)中發(fā)送端語(yǔ)音處理，圖2顯示一個(gè)SID幀的已知形式，圖3顯示一個(gè)已知系統(tǒng)中接收端語(yǔ)音處理，圖4顯示一個(gè)被適配于DTMF信息發(fā)送的SID幀，圖5顯示發(fā)送端使用本發(fā)明的電路布置的語(yǔ)音處理，圖6顯示一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的被適配于DTMF信息發(fā)送的SID幀。
DTMF檢測(cè)的諸條件是一個(gè)DTMF信號(hào)持續(xù)40ms以上并且它之前是這樣一種狀態(tài)，該狀態(tài)持續(xù)40ms以上且不含音頻信號(hào)，或者該狀態(tài)是另一種不同音頻信號(hào)的檢測(cè)狀態(tài)。圖5中，其中，當(dāng)可使用時(shí)，使用與圖1中相同的諸參考數(shù)，一個(gè)輸入音頻信號(hào)被控制器51監(jiān)視，該控制器含有一個(gè)DTMF檢測(cè)器。當(dāng)檢測(cè)器檢測(cè)出一個(gè)DTMF信號(hào)時(shí)，它與此同時(shí)指示當(dāng)前所討論頻率對(duì)。控制器51利用DTMF特征位通知DTX控制與操作塊4一個(gè)DTMF信號(hào)即將到達(dá)。響應(yīng)于該特征位，塊4將一個(gè)特征位SP設(shè)定成這樣一種狀態(tài)信道編碼塊5知曉所發(fā)送的若干業(yè)務(wù)幀是含有DTMF信息的適配(adapted)SID幀，并且塊5從而不使用與純SID幀相同的方式進(jìn)行信道編碼。以下將這種類型的幀稱為DTMF幀。
基于VAD和DTMF特征位，DTX控制與操作塊4必能夠?qū)⒅T正確的信息比特施加至信道編碼器5，并能夠?qū)⑻卣魑籗P如此設(shè)定，使得在語(yǔ)音暫停期間將若干DTMF幀而不是SID幀作為業(yè)務(wù)幀發(fā)送。因此塊4必須根據(jù)圖6的表執(zhí)行邏輯推導(dǎo)。在該例中，VAD特征位的值0指示聲音行為檢測(cè)器4已檢測(cè)出一次暫停，而該特征位的值1指示該檢測(cè)器4已檢測(cè)出語(yǔ)音。DTMF特征位的值1指示已檢測(cè)出一個(gè)DTMF幀，而相應(yīng)地值0指示尚未檢測(cè)出所提及的音頻信號(hào)。SP特征位的值0指示所發(fā)送的業(yè)務(wù)幀是一個(gè)SID幀。在塊4中執(zhí)行這樣的安排，使得按照表6中所示方式設(shè)定諸特征位產(chǎn)生出這樣的情形僅當(dāng)未檢測(cè)出語(yǔ)音或DTMF信號(hào)時(shí)才發(fā)送若干SID幀，并且當(dāng)檢測(cè)出一個(gè)DTMF信號(hào)時(shí)總發(fā)送諸DTMF幀而不管VAD特征位如何。
當(dāng)控制器51的檢測(cè)部分已檢測(cè)出DTMF信號(hào)時(shí)，該控制器將頻率對(duì)通知給DTMF編碼器52，這是一個(gè)有關(guān)DTMF字符以及DTMF信號(hào)持續(xù)時(shí)間的通知。如果該信號(hào)過(guò)早結(jié)束，比如短于40ms，控制器51給DTMF編碼器一個(gè)發(fā)送一不含DTMF信息的SID幀的命令。
檢測(cè)出DTMF的通知是在類似SID幀的若干幀中發(fā)送，這些幀被稱為DTMF幀。將有一個(gè)DTMF幀的形式顯示于圖7中。字段A-E的信息內(nèi)容基本上與圖4所示的現(xiàn)有技術(shù)幀相同。因此，除包含在字段A中SID幀標(biāo)識(shí)符和字段B和C所指示的諸噪聲參數(shù)外，該幀在字段D中含有一個(gè)DTMF幀標(biāo)識(shí)符(13比特)，以及在字段E中含有一個(gè)DTMF信號(hào)代碼(4比特)，利用它們將該幀識(shí)別為一個(gè)DTMF幀，并且辨別出哪一個(gè)DTMF信號(hào)是當(dāng)前所討論的。
根據(jù)本發(fā)明，各個(gè)鏈接信息被加至一個(gè)DTMF幀，這個(gè)鏈接信息以下述方式指示第一個(gè)DTMF幀的檢測(cè)時(shí)間周期到該有關(guān)幀的持續(xù)時(shí)間。各個(gè)鏈接信息，它是一群參數(shù)，從而將與同一DTMF信號(hào)有關(guān)的若干連續(xù)DTMF幀相互鏈接。從而在一幀中定義了字段F、G和H。其中設(shè)置諸鏈接參數(shù)參數(shù)“次序數(shù)”(3比特)于字段F中，參數(shù)“起始點(diǎn)”(2比特)于字段G中，參數(shù)“持續(xù)時(shí)間”(2比特)于字段H中。參數(shù)“次序數(shù)”確定與同一DTMF信號(hào)有關(guān)的諸幀中哪一個(gè)是當(dāng)前所討論的。參數(shù)“起始點(diǎn)”確定DTMF信號(hào)的起始時(shí)刻，即多少個(gè)第一幀屬于同一DTMF信號(hào)的5ms周期被包含。相應(yīng)地，參數(shù)“持續(xù)時(shí)間”以5ms的精度確定該有關(guān)幀含有多長(zhǎng)時(shí)間的DTMF音，即在Ia類比特之中設(shè)置字段D-H的諸比特，這類比特?fù)碛凶罴巡铄e(cuò)防止。該幀中的其余諸比特被設(shè)定成0。
圖8中圖示鏈接，該圖顯示當(dāng)DTMF檢測(cè)器檢測(cè)出圖中出現(xiàn)的DTMF時(shí)DTMF編碼器在DTMF幀中所設(shè)定的諸參數(shù)值。在第一幀期間，DTMF檢測(cè)器，其檢測(cè)頻率為5ms，已在第三子幀中檢測(cè)出一個(gè)DTMF信號(hào)即將到達(dá)。該信號(hào)的持續(xù)時(shí)間延伸至第四幀的第三子幀。含有DTMF信號(hào)的諸子幀被斜劃線指示，而含有語(yǔ)音/背景噪聲的諸子幀未用斜劃線指示。每幀被建立成一個(gè)DTMF幀，并且由參數(shù)“次序數(shù)”連續(xù)編號(hào)。在每幀中提供的參數(shù)“起始點(diǎn)”是相同的，在這種情形2下，它指示第一幀包含兩個(gè)子幀含有DTMF信號(hào)，即第一幀中信號(hào)的持續(xù)時(shí)間為10ms。參數(shù)“持續(xù)時(shí)間”指示每個(gè)DTMF幀中DTMF子幀的個(gè)數(shù)。在第二和第三幀中“持續(xù)時(shí)間”＝4，因此DTMF信號(hào)在整幀中均到達(dá)。在第四幀中，“持續(xù)時(shí)間”＝3，因此該幀含有15ms的DTMF信號(hào)。諸“持續(xù)時(shí)間”值的總和為13，因此該DTMF信號(hào)的總持續(xù)時(shí)間為13×5ms＝75ms。
以這種方式，利用DTMF幀所包含的參數(shù)“次序數(shù)”、“起始點(diǎn)”和“持續(xù)時(shí)間”將與同一DTMF信號(hào)有關(guān)的諸DTMF幀相互鏈接。利用這些參數(shù)從而有可能在任何無(wú)差錯(cuò)幀上知道DTMF信號(hào)應(yīng)已被接收多長(zhǎng)時(shí)間，即便是時(shí)常接到若干個(gè)錯(cuò)誤的DTMF幀。因此特定幀上接收的DTMF信號(hào)的長(zhǎng)度明白無(wú)誤地是TDTMF＝起始點(diǎn)×5ms+(次序數(shù)-2)×20ms+持續(xù)時(shí)間×5ms，若次序數(shù)＞2，以及
TDTMF＝起始點(diǎn)×5ms＝持續(xù)時(shí)間×5ms，若次序數(shù)＜2。
如果圖5中DTMF檢測(cè)器在發(fā)送端察覺(jué)DTMF信號(hào)在其持續(xù)40以上之前被中斷，則DTMF編碼器52停止建立諸TDMF幀，并且其傳輸亦被停止。之后，DTMF檢測(cè)器僅對(duì)這樣的新的DTMF信號(hào)作出反應(yīng)，該新的DTMF信號(hào)僅當(dāng)一個(gè)不含DTMF信號(hào)的暫停于被中斷的信號(hào)之后已持續(xù)40ms以上時(shí)才開始。由于這個(gè)過(guò)程，在接收端諸DTMF幀的內(nèi)容不再含混不清。當(dāng)至少接到一個(gè)無(wú)差錯(cuò)DTMF幀時(shí)，立刻得知所有子幀——不論它們是否是錯(cuò)誤的——含有DTMF信號(hào)，只要它尚未被接收40ms以上。
圖9顯示接收端的語(yǔ)音處理布置。一個(gè)DTMF幀檢測(cè)部分91必須被插入諸接收幀的處理塊中。如果SID幀檢測(cè)部分36已根據(jù)SID幀標(biāo)識(shí)字察覺(jué)到達(dá)幀為一個(gè)SID幀，該DTMF檢測(cè)部分91則考察該幀是否還含有一個(gè)DTMF標(biāo)識(shí)符，圖7的塊D。兩比特可被分配給指示它的特征位。如果DTMF特征位為0，則尚未接收到一個(gè)DTMF幀，語(yǔ)音處理因此按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行，即語(yǔ)音編碼器31根據(jù)到達(dá)噪聲RX功能塊33的SID幀的諸噪聲參數(shù)產(chǎn)生背景噪聲。如果DTMF特征位為1或2，則已接收到一個(gè)DTMF幀。因此，DTX控制與操作塊34將該DTMF幀和2個(gè)DTMF控制比特發(fā)送至控制器92。該控制器根據(jù)諸參數(shù)計(jì)算同一DTMF信號(hào)已被接收了多長(zhǎng)時(shí)間，并控制多路復(fù)用器93，使其相應(yīng)地起到一個(gè)開關(guān)的作用。
在由DTMF解碼器94產(chǎn)生的DTMF音切換到輸出之前，該控制器首先等待40ms。時(shí)間監(jiān)視確保這樣的事實(shí)在一個(gè)失真DTMF信號(hào)和一個(gè)純DTMF信號(hào)之間獲得一次40ms以上的暫停，這是根據(jù)CEPT建議的可靠DTMF信號(hào)檢測(cè)的一個(gè)條件。在開始將其產(chǎn)生給輸出和線路之前，等待一個(gè)特定DTMF信號(hào)被接收40ms以上，這同時(shí)確保持續(xù)時(shí)間少于40ms的諸信號(hào)不到達(dá)用戶臺(tái)。在等待周期內(nèi)，控制器調(diào)節(jié)MUX93以作為一個(gè)輸出多路復(fù)用語(yǔ)音解碼器31所產(chǎn)生的噪聲信號(hào)。語(yǔ)音解碼器已從控制器92接到一個(gè)命令，以利用諸舒適噪聲參數(shù)產(chǎn)生噪聲。
仍參看顯示發(fā)送端的圖5。被包含在若干個(gè)DTMF幀中的諸舒適噪聲參數(shù)必須在某個(gè)早期時(shí)刻已被產(chǎn)生。必須將先前的可接受的諸舒適噪聲參數(shù)存入存儲(chǔ)器，比如存入DTMF編碼器52。如果未這樣做，則可出現(xiàn)這樣的情形在一個(gè)DTMF信號(hào)期間產(chǎn)生諸舒適噪聲參數(shù)，這當(dāng)然不是想要得到的，因?yàn)樗诮邮斩寺犐先⒉挥淇?。亦可遵循這樣一個(gè)過(guò)程在DTMF信號(hào)期間不產(chǎn)生諸舒適噪聲參數(shù)，因?yàn)閂AD檢測(cè)器4不將DTMF信號(hào)解釋為寂靜。并且在這種情形下，先前的可用的諸舒適噪聲參數(shù)必須被存入某處的存儲(chǔ)器中。
根據(jù)一個(gè)最佳實(shí)施方式，有可能遵循這樣一個(gè)過(guò)程，使得如果一個(gè)DTMF信號(hào)已在發(fā)送端持續(xù)40ms以上，只要下面的兩個(gè)20ms周期不含一個(gè)新的DTMF信號(hào)，則可在信號(hào)結(jié)束后再次將最后一個(gè)DTMF幀發(fā)送兩次。這不導(dǎo)致語(yǔ)音信息的附加損失，因?yàn)楫?dāng)緩沖區(qū)延遲被去除時(shí)，DTMF信號(hào)的產(chǎn)生結(jié)束后任何情況下將在接收端至少丟失兩個(gè)語(yǔ)音/噪聲幀。
當(dāng)在接收端已接到同一DTMF信號(hào)為期超過(guò)40ms時(shí)，有必要檢查其后所接到的諸幀，以便查明它們是屬于同一DTMF信號(hào)還是屬于后面的一個(gè)DTMF信號(hào)。檢查可利用本發(fā)明的參數(shù)“次序數(shù)”和“起始點(diǎn)”來(lái)執(zhí)行。如果當(dāng)前所討論的仍是同一DTMF信號(hào)，則參數(shù)“起始點(diǎn)”必須擁有與先前接收幀中相同的值，而參數(shù)“次序數(shù)”必須大于或等于先前接收幀。如果在DTMF信號(hào)結(jié)束后再次將最后一個(gè)DTMF幀發(fā)送兩次，則等式條件是可能的。
所描述的發(fā)明適合用于數(shù)字移動(dòng)電話網(wǎng)中，尤其是在利用這種網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)的無(wú)線用戶線路系統(tǒng)WLL中，在兩個(gè)方向上通過(guò)無(wú)線路徑發(fā)送若干個(gè)DTMF信號(hào)。以上的說(shuō)明及與之有關(guān)的諸附圖僅意在描述本發(fā)明。對(duì)于熟練的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，不離開后附權(quán)利要求書中所公開的范圍和精神，本發(fā)明的各種不同的變化和修改是十分明了的。
權(quán)利要求
1.一種在數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)中通過(guò)無(wú)線路徑發(fā)送若干個(gè)DTMF信號(hào)的方法，其中在發(fā)送端采取以下步驟根據(jù)一個(gè)輸入信號(hào)，在活動(dòng)語(yǔ)音期間建立若干個(gè)含有諸語(yǔ)音參數(shù)語(yǔ)音幀，并且在暫停期間建立若干個(gè)含有諸背景噪聲參數(shù)的舒適噪聲幀，在諸檢測(cè)周期內(nèi)，檢測(cè)一個(gè)可能包含在輸入信號(hào)中的DTMF信號(hào)，并建立若干個(gè)修改的舒適噪聲幀，其每個(gè)除舒適噪聲外還含有一個(gè)DTMF標(biāo)識(shí)符和DTMF頻率對(duì)信息，其特征在于，將各個(gè)鏈接信息加到每個(gè)與同一DTMF信號(hào)有關(guān)的連續(xù)修改的舒適噪聲幀上，所述各個(gè)鏈接信息指示該DTMF信號(hào)從第一修改舒適噪聲幀的檢測(cè)時(shí)間周期到該有關(guān)幀——包括所述幀——的持續(xù)時(shí)間，將所建立的諸修改的舒適噪聲幀在信道編碼后發(fā)送至無(wú)線路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其特征在于，各個(gè)鏈接信息是一群參數(shù)，并且每個(gè)鏈接參數(shù)被放置在修改的舒適噪聲幀中的一個(gè)專用字段內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一種方法，其特征在于，第一鏈接參數(shù)“次序數(shù)”指示與同一DTMF信號(hào)有關(guān)的諸連續(xù)修改的舒適噪聲幀中哪一個(gè)是當(dāng)前所討論的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的一種方法，其特征在于，第二鏈接參數(shù)“起始點(diǎn)”指示與同一DTMF信號(hào)有關(guān)的第一個(gè)修改的舒適噪聲幀含有多少個(gè)檢測(cè)周期。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的一種方法，其特征在于，第三鏈接參數(shù)“持續(xù)時(shí)間”指示該有關(guān)幀含有多少個(gè)檢測(cè)周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其特征在于，如果一個(gè)檢出DTMF信號(hào)的持續(xù)時(shí)間短于第一設(shè)定參考周期——首選40ms，則中斷諸修改的舒適噪聲幀的建立以及它們向無(wú)線路徑的的傳輸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其特征在于，僅當(dāng)從先前DTMF信號(hào)結(jié)束起歷經(jīng)一個(gè)第二設(shè)定參考周期——首選40ms——時(shí)，與一個(gè)新的DTMF信號(hào)有關(guān)的諸修改的舒適噪聲幀才被建立并發(fā)送至無(wú)線路徑。
8.一種在數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)中通過(guò)無(wú)線路徑發(fā)送若干個(gè)DTMF信號(hào)的方法，其中在接收端采取以下步驟檢查一個(gè)所接收到的舒適噪聲幀是否含有一個(gè)DTMF標(biāo)識(shí)符，并將含有所述標(biāo)識(shí)符的舒適噪聲幀分類成修改的舒適噪聲幀，檢測(cè)修改的舒適噪聲幀中的DTMF頻率對(duì)信息，并產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)所述頻率對(duì)信息的DTMF音頻信號(hào)，其特征在于在每個(gè)所接到的修改舒適噪聲幀上，分析包含在該幀中的各個(gè)鏈接信息，所述各個(gè)鏈接信息指示所發(fā)送的DTMF信號(hào)從第一個(gè)接收到的修改舒適噪聲幀到該有關(guān)幀——包括所述幀——的持續(xù)時(shí)間，僅當(dāng)所分析出的各個(gè)鏈接信息指示所述持續(xù)時(shí)間超過(guò)一個(gè)設(shè)定閾值——首選40ms——時(shí)，才產(chǎn)生一個(gè)DTMF音頻信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的一種方法，其特征在于，各個(gè)鏈接信息是一群鏈接參數(shù)，并且每個(gè)鏈接參數(shù)被放置在修改舒適噪聲幀中的一個(gè)專用字段內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的一種方法，其特征在于，每個(gè)修改接收幀中第一鏈接參數(shù)“次序數(shù)”指示與同一DTMF信號(hào)有關(guān)的所接收到的諸連續(xù)修改舒適噪聲幀中哪一個(gè)是當(dāng)前所討論的，第二鏈接參數(shù)“起始點(diǎn)”指示與同一DTMF信號(hào)有關(guān)的第一個(gè)修改舒適噪聲幀含有多少個(gè)檢測(cè)周期，第三鏈接參數(shù)“持續(xù)時(shí)間”指示該有關(guān)幀含有多少個(gè)檢測(cè)周期。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的一種方法，其特征在于，在一個(gè)修改舒適噪聲幀上一個(gè)接收信號(hào)的長(zhǎng)度TDTMF如下TDTMF＝起始點(diǎn)×5ms+(次序數(shù)-2)×20ms+持續(xù)時(shí)間×5ms，若次序數(shù)＞2，以及TDTMF＝起始點(diǎn)×5ms＝持續(xù)時(shí)間×5ms，若次序數(shù)＜2。其中5ms為發(fā)送端DTMF檢測(cè)器的檢測(cè)周期，而20ms是修改舒適噪聲幀的持續(xù)時(shí)間。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的一種方法，其特征在于，當(dāng)所分析出的各個(gè)鏈接信息指示所述持續(xù)時(shí)間短于設(shè)定閾值時(shí)，則產(chǎn)生背景噪聲。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的一種方法，其特征在于，當(dāng)根據(jù)一個(gè)所接到的修改幀分析出的各個(gè)鏈接信息指示所述持續(xù)時(shí)間超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，則產(chǎn)生一個(gè)DTMF信號(hào)，即便是可能時(shí)常接到若干個(gè)錯(cuò)誤的修改幀。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明,當(dāng)在發(fā)送端檢測(cè)到同一DTMF信號(hào)時(shí),建立與該信號(hào)有關(guān)的諸連續(xù)DTMF幀。這些幀是修改SID幀,并且除DTMF信號(hào)頻率對(duì)信息之外,將各個(gè)鏈接信息(次序數(shù)、起始點(diǎn)、持續(xù)時(shí)間)加至每幀。該鏈接信息指示DTMF信號(hào)從第一個(gè)修改SID幀的第一個(gè)檢測(cè)時(shí)間周期到該有關(guān)幀——包括所述幀——的持續(xù)時(shí)間。因此各個(gè)鏈接信息將與同一DTMF信號(hào)有關(guān)的若干個(gè)連續(xù)幀(幀1—4)相互鏈接。在接收端,當(dāng)接收到若干個(gè)DTMF幀時(shí),在每個(gè)無(wú)差錯(cuò)幀上計(jì)算出該幀已被接收了多長(zhǎng)時(shí)間,或者應(yīng)被接收了多長(zhǎng)時(shí)間。僅當(dāng)一個(gè)接收幀的各個(gè)鏈接信息指示該DTMF幀的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于閾值比如40ms時(shí),才將諸接收幀的頻率對(duì)信息所指示的DTMF信號(hào)產(chǎn)生給用戶站。在等待期間,產(chǎn)生背景噪聲。
文檔編號(hào)H04Q1/453GK1181170SQ96193198
公開日1998年5月6日 申請(qǐng)日期1996年4月2日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月12日
發(fā)明者安納·弗塔南 申請(qǐng)人:諾基亞電信公司