專利名稱：改善經(jīng)空中接口的語音傳輸質量的方法
時分通信系統(tǒng)越來越大規(guī)模地擁有移動通信裝置，特別是移動的語音通信裝置。在一種無線的語音傳輸中多數(shù)實時地對要傳輸?shù)恼Z音信號進行數(shù)字化，并且以數(shù)據(jù)分組的形式經(jīng)過空中接口傳輸。在雙向的無線語音通信中已經(jīng)建立了不同的傳輸標準，例如DECT(泛歐數(shù)字無繩通信)或者GSM(移動通信的全球系統(tǒng))。此外還注意到當前旨在也能夠把所謂的WLAN(無線局域網(wǎng)絡)用于無線語音傳輸?shù)膬A向。
所謂的無線傳輸技術采用的傳輸頻率在一至數(shù)個吉赫茲的數(shù)量級。對應的傳輸波長在約30cm及以下。
在有多個無線電波反射面的無線電技術困難環(huán)境中，例如在建筑物中或者在建筑物之間無線電反射往往導致多路徑接收和無線電波疊加。在此往往出現(xiàn)破壞性的干涉或者波節(jié)，所述干涉或波節(jié)可以在一些空間位置導致局部的信號消失。由使用者建立了語音通信連接的移動終端裝置在一個這樣的無線電技術困難環(huán)境中運動時往往觸及這種信號消失或者至少信號衰弱的位置。在通話時，一般這可以由于噼啪噪音或者傳輸中斷而被注意到，使用者多數(shù)對此非常敏感地感受到干擾，并且顯著地劣化所聽到的語音質量。
為了減少這種影響，在窄帶的語音傳輸系統(tǒng)中，例如GSM中采用所謂的均衡器抑制多路徑接收。在有較高帶寬要求的無線電傳輸中，例如在DECT或者WLAN系統(tǒng)中，這樣的均衡器卻要求顯著高的實現(xiàn)成本。此外在局部信號消失時均衡器不能改善接收條件。
在無線電技術困難環(huán)境中避免接收損害的另一個可能性在于，采用至少兩個空間上相互分離的天線，在可能的情況下還采用分開的接收機。在工作中相應地切換到其信號有最好的信噪比的那個天線或者接收機。這種技術往往還稱為天線分集或者空間分集。因為在此需要附加的天線并且一般需要一個附加的接收電路，實現(xiàn)成本較高。
本發(fā)明的任務是提出一種改善無線語音傳輸質量的方法，所述方法可以用較低的費用實現(xiàn)。
該任務通過具有權利要求1的特征的方法解決。
根據(jù)本發(fā)明為了改善經(jīng)一個空中接口的語音傳輸質量在經(jīng)空中接口傳輸代表一個語音片斷的第一語音數(shù)據(jù)分組以后的一個預先規(guī)定的時間間隔傳輸一個代表該語音片斷的第二語音數(shù)據(jù)分組。在此所述空中接口例如根據(jù)DECT標準或者GSM標準或者根據(jù)一種WLAN標準譬如IEEE-802.11實現(xiàn)。接收方分別為第一語音數(shù)據(jù)分組和為第二數(shù)據(jù)分組求出一個傳輸質量的尺度，并且進一步處理這兩個語音數(shù)據(jù)分組的具有較好的傳輸質量的那一個語音數(shù)據(jù)分組。所述傳輸質量尺度例如可以在接收相應的數(shù)據(jù)分組時從接收場強、信噪比和/或傳輸出錯的概率推導出。
通過延遲傳輸代表同一個語音片段的語音數(shù)據(jù)分組可以在要繼續(xù)處理語音數(shù)據(jù)分組中，特別是在使用者在運動時，顯著地降低出錯概率并且從而實質上改善語音傳輸質量。因為在不同的時間間期分布第一和第二語音數(shù)據(jù)分組，語音傳輸將對短時間的無線電干擾不敏感，例如由火花電磁波造成的干擾，特別是對一個隨同使用者運動的空中接口的天線在有局部信號消失的空間區(qū)域(波節(jié))的短時間通過不敏感。
以此方式還可以在無線電技術困難的環(huán)境中保證一個高的語音傳輸質量，而不需要附加的天線或者附加的接收電路。
本發(fā)明的其它實施方式和擴展在從屬權利要求中說明。
根據(jù)一個第一實施方式，可以把第二語音數(shù)據(jù)分組用一個與第一數(shù)據(jù)分組不同的傳輸信道傳輸或者經(jīng)空中接口的另一個邏輯連接傳輸。以此方式可以降低信道特有的干擾。在一個DECT空中接口中例如把一個有32kBit/sec傳輸速率的語音通信劃分成總共有64kBit/sec傳輸速率的至少兩個數(shù)據(jù)信道上。在一個WLAN空中接口中可以把一個語音通信劃分到至少兩個邏輯信道或者說邏輯連接上。
優(yōu)選地可以借助于一個專用的語音壓縮方法(例如根據(jù)ITU-T-推薦)在發(fā)送方對要傳輸?shù)恼Z音數(shù)據(jù)壓縮并且在接收解壓縮。所述語音壓縮方法優(yōu)選地適應實時語音傳輸?shù)囊蟛⑶以O計成把擁有盡可能少的延遲的連續(xù)的輸入語音流轉換成有較低的數(shù)據(jù)速率的輸出語音數(shù)據(jù)流。
有利地可以在發(fā)送方把壓縮了的語音數(shù)據(jù)嵌入進第一語音數(shù)據(jù)分組中并且嵌入進第二語音數(shù)據(jù)分組中，從而可以基于通過壓縮得到的降低的傳輸速率在空中接口的同一個傳輸信道中傳輸?shù)谝缓偷诙Z音數(shù)據(jù)分組。就不占用附加的空中接口的傳輸信道而言這是有利的。從例如在在根據(jù)DECT標準的傳輸中取代在此采用的ADPCM語音壓縮方法(ADPCM自適應差分脈碼調制)采用另一種語音壓縮方法，例如根據(jù)G.729標準的方法，所述方法轉換的的數(shù)據(jù)速率比ADPCM的數(shù)據(jù)速率低。在采用根據(jù)G.729標準的語音壓縮時轉換到8kBit/sec的數(shù)據(jù)速率，從而用于傳輸?shù)腄ECT空中接口的一個單個傳輸信道的32kBit/sec的傳輸速率不論是對第一語音數(shù)據(jù)分組還是對第二語音數(shù)據(jù)分組都是足夠的。
根據(jù)本發(fā)明所述方法的另一個實施方式，第一和第二語音數(shù)據(jù)分組的傳輸質量可以通過構成和檢驗一個橫加數(shù)和/或CRC控制位模式從包含在語音數(shù)據(jù)分組中的數(shù)據(jù)求出。例如，一種為此要求的橫加數(shù)和/或CRC信息可以用一個配屬的信令信道傳輸或者用有用數(shù)據(jù)信道本身傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的一個有利的擴展可以檢驗要經(jīng)空中接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否為語音數(shù)據(jù)。然后第二語音數(shù)據(jù)分組的傳輸可以依賴于檢驗結果進行。在此，對要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否為語音數(shù)據(jù)的判斷可以借助于一個配屬所述數(shù)據(jù)的信令信息、優(yōu)先權信息或者業(yè)務質量(服務質量)信息或者借助于數(shù)據(jù)分組大小來進行。優(yōu)選地可以在獲得負面的檢驗結果時抑制第二數(shù)據(jù)分組的傳輸。
下面參照附圖
詳細地說明本發(fā)明的一個實施例。
附圖大致示出在其間構成一個無線語音通信的一個基站和一個移動臺。
在圖中示出一個基站BS以及一個移動終端裝置MD?；綛S例如可以根據(jù)DECT標準或者GSM標準實現(xiàn)，或者實現(xiàn)成為所謂的WLAN接入點。移動的終端裝置MD例如可以是一個根據(jù)DECT標準的無繩電話、一個根據(jù)GSM標準的移動電話或者另一個移動終端裝置，譬如一個帶有WLAN接口的膝上型計算機或者PDA(個人數(shù)字助理)。
移動的終端裝置MD經(jīng)一個空中接口LS連接在基站BS上并且假定存在一個無線的實時語音通信。在圖中空中接口LS通過水平的箭頭指示，并且例如可以根據(jù)DECT標準或者根據(jù)一個IEEE-802.11WLAN標準設計?？罩薪涌贚S優(yōu)選地具有多個用于語音傳輸和/或數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斝诺溃瑥亩梢越⒍鄠€邏輯信道。出于簡明的原因在圖中只示出一個這樣的傳輸信道。
為了實現(xiàn)接口LS所述移動終端裝置MD以及基站BS分別擁有一個帶無線電天線A的無線電模塊FM。
此外基站BS還具有一個與無線電模塊FM連接的延遲模塊VM并且具有用于語音壓縮和解壓縮的與延遲模塊VM連接的編解碼器COD。
在語音通信的范圍內向基站BS傳送要由基站BS經(jīng)空中接口LS向移動終端裝置傳輸?shù)恼Z音數(shù)據(jù)DA、DB和DC。所述要傳輸?shù)恼Z音數(shù)據(jù)例如可以是根據(jù)TCP/IP協(xié)議族的語音數(shù)據(jù)分組也可以是語音數(shù)據(jù)流。在下文中不論是TCP/IP語音數(shù)據(jù)分組還是語音數(shù)據(jù)流的單個片段都稱為語音數(shù)據(jù)分組并且用附圖標記DA、DB和DC表示。
對于向基站BS傳送的語音數(shù)據(jù)分組DA、DB和DC首先要檢驗其是否包含語音數(shù)據(jù)。在DECT系統(tǒng)中這例如可以借助于配屬給要檢驗的數(shù)據(jù)分組信令識別。在該實施例中把語音數(shù)據(jù)分組DA、DB和DC識別成包含語音數(shù)據(jù)的并且因此輸送到編解碼器COD。編解碼器COD以準連續(xù)的方式壓縮包含在語音數(shù)據(jù)分組DA、DB和DC中的語音數(shù)據(jù)并且輸出被壓縮了的語音數(shù)據(jù)分組KDA、KDB和KDC，所述語音數(shù)據(jù)分組被轉送到延遲模塊VM。在此，被壓縮了的各語音數(shù)據(jù)分組KDA、KDB及KDC分別包括自語音數(shù)據(jù)分組DA、DB和DC被壓縮了的語音數(shù)據(jù)。在下文中假定，被壓縮了語音數(shù)據(jù)分組KDA、KDB和KDC相對于語音數(shù)據(jù)分組DA、DB和DC至少按因數(shù)2進行壓縮。
編解碼器COD例如可以根據(jù)ITU-T-推薦G.729設計。一個這樣的編解碼器轉換成被壓縮了的具有8kBit/sec語音數(shù)據(jù)速率的語音數(shù)據(jù)。在DECT系統(tǒng)中可以采用一個這樣的語音壓縮取代具有32kBit/sec語音數(shù)據(jù)速率的通常ADPCM編碼。
通過延遲模塊VM在一個方面把壓縮了的各語音數(shù)據(jù)分組KDA、KDB以及KDC立即轉交給無線電模塊FM，以由該無線電模塊FM經(jīng)空中接口LS傳輸成第一個代表相應的語音數(shù)據(jù)分組DA、DB或DC的語音數(shù)據(jù)分組KDA1、KDB1或KDC1。另一個方面在一個預先規(guī)定的延遲時間T內，由該延遲模塊VM緩存分別向它傳送的、被壓縮了的語音數(shù)據(jù)分組KDA、KDB或KDC，以在經(jīng)過了該延遲時間T時由無線電模塊FM經(jīng)空中接口LS重新傳輸成第二個代表所涉及語音數(shù)據(jù)分組DA、DB或DC的語音數(shù)據(jù)分組KDA2、KDB2或KDC2。以此方式把每個被壓縮了的語音數(shù)據(jù)分組KDA、KDB或KDC分別雙重地按延遲時間T的間隔經(jīng)空中接口LS傳輸。
優(yōu)選地一方面把延遲時間T選擇小到一個由此決定的傳輸延遲不被使用者感覺為干擾。另一個方面把延遲時間選擇大到盡可能地使一個相應的代表語音數(shù)據(jù)分組DA、DB或DC的語音數(shù)據(jù)分組KDA1、KDA2或KDB1或KDB2或KDC1、KDC2雙方都不受短時間的傳輸中斷波及，例如因為無線電干擾或者接收天線A經(jīng)過波節(jié)的傳輸中斷。優(yōu)選地選擇延遲時間T為空中接口LS的一個無線電幀的長度或者該長度的數(shù)倍，例如20ms或者在DECT系統(tǒng)中該時間的數(shù)倍。
如果上述的檢驗得出要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組不包含語音數(shù)據(jù)，那么就把該數(shù)據(jù)分組繞開編解碼器COD和延遲模塊VM傳送給無線電模塊FM。以此方式避免經(jīng)空中接口LS雙重傳輸該數(shù)據(jù)分組。
在附圖所示的該實施例中，把第一和第二語音數(shù)據(jù)分組KDA1、KDB1和KDC1和KDA2、KDB2和KDC2用同一個信道或者在同邏輯連接內經(jīng)空中接口LS傳輸。因為，如前上面假定的那樣，語音數(shù)據(jù)分組KDA1、KDB1、KDC1和KDA2、KDB2、KDC2相對于語音數(shù)據(jù)分組DA、DB和DC至少按因數(shù)2壓縮，可以用單個，原本只為一個語音通信設置的傳輸信道傳輸一個雙倍數(shù)量的被壓縮了的語音數(shù)據(jù)分組。
作為可供選擇的替代方案，可以用不同的信道或者以不同的邏輯連接經(jīng)由空中接口LS傳輸所述第一和第二語音數(shù)據(jù)分組KDA1、KDB1、KDC1和KDA2、KDB2、KDC2。該替代方案尤其對WLAN系統(tǒng)有意義，因為在這樣的系統(tǒng)中往往要傳輸不允許進一步按至少因數(shù)2壓縮的事先已經(jīng)被被壓縮了的語音數(shù)據(jù)。在這樣的情況下可以附加地檢驗要傳輸?shù)恼Z音數(shù)據(jù)是否還可以按因數(shù)2壓縮。取決于檢驗結果可以或附加地壓縮所述語音數(shù)據(jù)并且用同一個傳輸信道傳輸，或不進一步壓縮而用不同的傳輸信道傳輸。
在此實施例中把第一和第二語音數(shù)據(jù)分組KDA1、KDB1、KDC1和KDA2、KDB2、KDC2用本來相應1地只為一個數(shù)據(jù)分組設置的空中接口LS的無線電幀傳輸。在附圖中所述無線電幀通過一個垂直的線示出。在首先發(fā)送的無線電幀中傳輸?shù)谝徽Z音數(shù)據(jù)分組KDA1，在后續(xù)的無線電幀中傳輸?shù)谝徽Z音數(shù)據(jù)分組KDB1和第二語音數(shù)據(jù)分組KDA2，在緊接下一個無線電幀中傳輸?shù)谝徽Z音數(shù)據(jù)分組KDC1和第二語音數(shù)據(jù)分組KDB2而在最后一個無線電幀中傳輸?shù)诙Z音數(shù)據(jù)分組KDC2。以此方式為一個相應的第一語音數(shù)據(jù)分組KDA1、KDB1及KDC1分別按一個時間間隔T經(jīng)空中接口LS向移動終端MD傳輸一個與其內容相同的第二語音數(shù)據(jù)分組KDA2、KDB2及KDC2。
移動終端裝置MD有一個用于存儲相應的第一語音數(shù)據(jù)分組KDA1、KDB1及KDC1的存儲器MEM，有一個出錯識別裝置CRC并且有一個與其連接的比較裝置CMP。存儲器MEM和出錯識別裝置CRC與移動終端裝置MD的無線電模塊FM連接。
由無線電模塊FM接收的第一語音數(shù)據(jù)分組KDA1、KDB1、KDC1在存儲器MEM中分別緩存直到接收所屬的第二語音數(shù)據(jù)分組KDA2、KDB2和KDC2。此外把每個接收的語音數(shù)據(jù)分組KDA1、KDB1、KDC1、KDA1、KDB2和KDC2傳送到出錯識別裝置CRC，所述出錯辨別裝置CRC分別求出所涉及的語音數(shù)據(jù)分組的傳輸質量的尺度。
在該實施例中首先在存儲器MEM中緩存第一語音數(shù)據(jù)分組KDA1直至接收所屬的第二語音數(shù)據(jù)分組KDA2。在接收到第二語音數(shù)據(jù)分組KDA1以后通過比較裝置CMP把為該語音數(shù)據(jù)分組求出的傳輸質量尺度與為寄存的第一語音數(shù)據(jù)分組KDA1求出的傳輸質量尺度比較。接著由比較裝置CMP轉發(fā)這兩個語音數(shù)據(jù)分組KDA1和KDA2中有較好的傳輸質量的那個。對于此實施例假定語音數(shù)據(jù)分組KDA1是比所屬的第二語音數(shù)據(jù)分組KDA2有較好的傳輸質量并且因此轉發(fā)之。與此相類似地還把相應的其它第一語音數(shù)據(jù)分組KDB1、KDC1的傳輸質量與相應的所屬第二語音數(shù)據(jù)分組KDB2或KDC2比較并且轉發(fā)有較好的傳輸質量的語音數(shù)據(jù)分組，在此例中是KDB2和KDC1。轉發(fā)的語音數(shù)據(jù)分組KDA1、KDB2和KDC1可以隨后由另一個編解碼器(未示出)解壓縮并且組編成一個最終可以聲音輸出的語音數(shù)據(jù)流。
權利要求
1.改善經(jīng)一個空中接口(LS)的語音傳輸質量的方法，其中，a)經(jīng)空中接口(LS)傳輸并且在接收方存儲代表一個語音片斷(DA、DB、DC)的第一語音數(shù)據(jù)分組(KDA1、KDB1、KDC1)，b)在傳輸?shù)谝徽Z音數(shù)據(jù)分組(KDA1、KDB1、KDC1)后的一個預先規(guī)定的時間間隔(T)經(jīng)空中接口(LS)傳輸一個代表語音數(shù)據(jù)(DA、DB、DC)的第二語音數(shù)據(jù)分組(KDA2、KDB2、KDC2)，c)在接收方分別為第一和為第二語音數(shù)據(jù)分組求出一個傳輸質量的尺度，并且d)進一步處理這兩個語音數(shù)據(jù)分組中具有較好傳輸質量的那一個語音數(shù)據(jù)分組。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二語音數(shù)據(jù)分組(KDA2、KDB2、KDC2)用空中接口(LS)的與所述第一語音數(shù)據(jù)分組(KDA1、KDB1、KDC1)不同的一個傳輸信道傳輸。
3.根據(jù)以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，借助一個語音壓縮方面在發(fā)送方壓縮要傳輸?shù)恼Z音數(shù)據(jù)并且在接收方解壓縮。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，把被壓縮的語音數(shù)據(jù)嵌入進第一語音數(shù)據(jù)分組中和第二語音數(shù)據(jù)分組中，并且用空中接口(LS)的同一個傳輸信道傳輸?shù)谝缓偷诙Z音數(shù)據(jù)分組。
5.根據(jù)以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，第一和第二語音數(shù)據(jù)分組的傳輸質量尺度可以通過構成和檢驗一個橫加數(shù)和/或CRC控制位模式(CRC循環(huán)冗余檢驗)從包含在語音數(shù)據(jù)分組中的數(shù)據(jù)求出。
6.根據(jù)以權利要求之一所述的方法，其特征在于，檢驗要經(jīng)過所述空中接口(LS)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否為語音數(shù)據(jù)，并且根據(jù)檢驗結果進行第二語音數(shù)據(jù)分組(KDA2、KDB2、KDC2)的傳輸。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，在傳輸?shù)谝徽Z音數(shù)據(jù)分組(KDA1、KDB1、KDC1)后的一個預先規(guī)定的時間間隔(T)經(jīng)空中接口(LS)傳輸一個代表同一個語音片斷的第二語音數(shù)據(jù)分組(KDA2、KDB2、KDC2)。在接收方分別為第一和為第二語音數(shù)據(jù)分組求出一個傳輸質量的尺度，并且進一步處理這兩個語音數(shù)據(jù)分組中具有較好的傳輸質量的那一個語音數(shù)據(jù)分組。
文檔編號H04L1/08GK1860716SQ200480028306
公開日2006年11月8日 申請日期2004年8月5日 優(yōu)先權日2003年9月29日
發(fā)明者J·黑特曼 申請人:西門子公司