專利名稱：對(duì)不連續(xù)發(fā)送制式下的自適應(yīng)多速率語音編碼的譯碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)，具體涉及一種在GSM系統(tǒng)中對(duì)不連續(xù)發(fā)送制式下的自適應(yīng)多速率語音編碼的譯碼方法。
背景技術(shù)：
全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(Global system for Mobile communication，以下簡稱為“GSM”)在其發(fā)展到PHASE II后，提供了一種新的語音編解碼方式，即自適應(yīng)多速率語音編碼(Adaptive Muti-Rate speech codec，以下簡稱“AMR”)，這種語音編碼的業(yè)務(wù)類型，可根據(jù)無線環(huán)境來動(dòng)態(tài)改變語音編碼速率和信道編碼速率，AMR編碼器根據(jù)信道類型如全速率或半速率信道，實(shí)時(shí)選擇多種碼率中的一種，從而達(dá)到語音編碼和信道編碼的最優(yōu)組合以滿足瞬時(shí)的無線信道條件和本地容量需求。AMR提供了從4.75kbits/s到12.2kbits/s的8種碼率選擇。對(duì)于一般的語音幀，有卷積編碼來實(shí)現(xiàn)FEC(前向糾錯(cuò)碼)。而在不連續(xù)發(fā)送制式(discontinuous transmission，以下簡稱DTX)時(shí)，有些特殊的幀并沒有FEC，如何對(duì)這些幀進(jìn)行譯碼，協(xié)議中并沒有相關(guān)描述，因此，也就無法在DTX中實(shí)現(xiàn)對(duì)AMR的譯碼。
按照GSM協(xié)議，AMR中沒有FEC但需要識(shí)別的特殊的幀有9種全速率SID_UPDATE、全速率SID_FIRST幀、全速率ON_SET幀、半速率SID_PDATE幀、半速率SID_UPDATE_INH幀、半速率SID_FIRST_P1、半速率SID_FIRST_P2幀、半速率SID_FIRST_INH幀、半速率ONSET幀。在發(fā)送上述9種全速率、半速率的這些DTX幀時(shí)，包含一個(gè)IM(識(shí)別模式)如下表所示。

由于編碼的緣故，實(shí)際在譯碼的時(shí)候，對(duì)于SID_UPDATE_INH，SID_FIRST_INH來說，其識(shí)別模式已經(jīng)變?yōu)?，1，1，0，0，1，0，1，1，0，0，0，1，1，0，1，0，0和0，0，0，1，1，0，1，0，0，1，1，1，0，0，1，0，1，1；表中的ic和ic1是指下面的4種16bit模式之一，用16進(jìn)制將4種16位的識(shí)別模式分別表示為0x530f，0x3eb8，0x8863，0xe5d4，例如0x530f表示識(shí)別模式為0，1，0，1，0，0，1，1，0，0，0，0，1，1，1，1，對(duì)表中ic和ic1表示的幀需要進(jìn)行4次匹配找最大值。無論采用哪種模式，所面臨的技術(shù)問題是一樣的，都需要從被噪聲干擾的數(shù)據(jù)中識(shí)別出原先的數(shù)據(jù)格式?，F(xiàn)有技術(shù)沒有提供對(duì)這些幀類型的識(shí)別或譯碼的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于如何從接收端解調(diào)器輸出的數(shù)據(jù)譯碼出發(fā)送方實(shí)際發(fā)送的幀的類型是以下幀類型的哪一種全速率SID_UPDATE、全速率SID_FIRST幀、全速率ON_SET幀、半速率SID_UPDATE幀、半速率SID_UPDATE_INH幀、半速率SID_FIRST_P1、半速率SID_FIRST_P2幀、半速率SID_FIRST_INH幀、半速率ONSET幀。換言之，本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)不連續(xù)發(fā)送制式下的自適應(yīng)多速率語音編碼的譯碼方法。
本發(fā)明上述技術(shù)問題這樣解決，構(gòu)造一種對(duì)不連續(xù)發(fā)送制式下的自適應(yīng)多速率語音編碼的譯碼方法，包括以下步驟根據(jù)接收端解調(diào)器輸出的信噪比SNR，計(jì)算門限值T；根據(jù)所述信噪比SNR對(duì)解調(diào)器輸出的軟判決數(shù)據(jù)模式比特IM_D(n)限幅為IM_D(n)’；將待譯碼幀類型的識(shí)別模式IM負(fù)極性化為IM’；將限幅后的含有N個(gè)比特的IM_D(n)’的一部分或全部與該幀對(duì)應(yīng)的模式IM’的數(shù)據(jù)的一部分或全部進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，計(jì)算出相關(guān)度R；如果R＞＝T，則確定解調(diào)器輸出的幀類型與待譯碼幀相同；否則確定解調(diào)器輸出的幀類型與所用模式IM對(duì)應(yīng)的幀無關(guān)。
其中，將待譯碼幀類型的識(shí)別模式IM負(fù)極性化為IM’，是對(duì)組成IM的每個(gè)比特進(jìn)行比特“0”變?yōu)椤?”、“1”變?yōu)椤?1”的轉(zhuǎn)換，得到負(fù)極性識(shí)別模式IM’。
其中，根據(jù)接收端解調(diào)器輸出的信噪比SNR計(jì)算門限值T包括以下步驟
1)計(jì)算SNR對(duì)應(yīng)的可靠度pp＝10SNR/20/172)對(duì)計(jì)算出的可靠度p進(jìn)行限幅，即超過0.25時(shí)取0.25；3)根據(jù)可靠度p和IM_D(n)的位數(shù)N計(jì)算門限T＝N*p*127。
其中，根據(jù)所述信噪比SNR對(duì)解調(diào)器輸出的軟判決數(shù)據(jù)模式比特IM_D(n)限幅為IM_D(n)’，包括以下步驟1)設(shè)置允許幅度的最高值抖動(dòng)Δ＝p*128；2)如果IM_D(n)＞128+Δ，調(diào)整IM_D(n)’＝128+Δ；3)如果IM_D(n)＜128-Δ，調(diào)整IM_D(n)’＝128-Δ。
其中，所述相關(guān)運(yùn)算為乘法運(yùn)算。
實(shí)施本發(fā)明提供的在GSM系統(tǒng)中譯碼AMR DTX幀的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)在GSM中，有效地從被噪聲污染的數(shù)據(jù)中識(shí)別出所用的AMR的DTX幀類型。
具體實(shí)施例方式
為說明本發(fā)明方法的識(shí)別或譯碼的對(duì)象，對(duì)本發(fā)明需要譯碼/識(shí)別的特殊幀及識(shí)別模式說明如下1)全速率SID_UPDATE幀，識(shí)別模式為0，1，0，0，1，1，1，1，0重復(fù)至212比特；2)全速率SID_FIRST幀，識(shí)別模式為0，1，0，0，1，1，1，1，0重復(fù)至212比特；3)全速率ON_SET幀，四種模式之一，0x530f，0x3eb8，0x8863，0xe5d4，重復(fù)至228比特；4)半速率SID_UPDATE幀，識(shí)別模式為1，0，1，1，0，0，0，0，1重復(fù)至212比特；5)半速率SID_UPDATE_INH幀，識(shí)別模式為0，1，0，0，1，1，1，1，0重復(fù)至212比特；6)半速率SID_FIRST_P1幀，識(shí)別模式為0，1，0，0，1，1，1，1，0重復(fù)至212比特；7)半速率SID_FIRST_P2幀，四種模式之一，0x530f，0x3eb8，0x8863，0xe5d4，重復(fù)至114比特；8)半速率SID_FIRST_INH幀，識(shí)別模式為1，0，1，1，0，0，0，0，1重復(fù)至212比特；9)半速率ONSET幀，四種模式之一，0x530f，0x3eb8，0x8863，0xe5d4，重復(fù)至114比特。
需要注意的是，識(shí)別模式相同的幀，其放置位置不同，這里假定已經(jīng)從正確位置提取了數(shù)據(jù)。
下面對(duì)按照本發(fā)明方法對(duì)不連續(xù)發(fā)送的上述類型的幀進(jìn)行識(shí)別或譯碼的各個(gè)步驟詳細(xì)說明如下步驟1根據(jù)接收端解調(diào)器輸出的信噪比SNR，計(jì)算門限值T。
本發(fā)明的判決門限與噪聲是關(guān)聯(lián)的，換言之，本發(fā)明依據(jù)不同的噪聲，確定不同的門限，即在門限與噪聲關(guān)聯(lián)前提下，在上述9種特殊幀的接收端，解調(diào)器可以輸出一個(gè)用分貝數(shù)表示的信噪比SNR，本發(fā)明方法確定門限的方法就是根據(jù)解調(diào)得到的信噪比SNR，計(jì)算在這個(gè)信噪比下的門限值T。其過程如下1)計(jì)算SNR對(duì)應(yīng)的可靠度(此可靠度認(rèn)為SNR13dB時(shí)可靠度約為0.25)p＝10SNR/20/172)對(duì)計(jì)算出的可靠度p進(jìn)行限幅，即p超過0.25時(shí)取0.25；3)根據(jù)可靠度p計(jì)算門限TT＝N*p*127，N為計(jì)算的總比特?cái)?shù)目在具體實(shí)現(xiàn)中，門限的計(jì)算也可預(yù)先計(jì)算SNR與門限之間的關(guān)系，設(shè)置成一個(gè)表，每次需要時(shí)，只要用解調(diào)輸出的SNR作為索引去查這個(gè)表，就可以直接得到對(duì)應(yīng)的門限T。這樣可以減少計(jì)算發(fā)明的時(shí)間開銷。
步驟2計(jì)算相關(guān)度解調(diào)器輸出有關(guān)幀的軟判決數(shù)據(jù)，一般為一串8bit帶符號(hào)整數(shù)，極性為負(fù)極性，-128表示發(fā)送符號(hào)最接近“1”，127表示發(fā)送符號(hào)最接近“0”，0表示為“1”和“0”等概；計(jì)算相關(guān)度的細(xì)節(jié)如下2-1)對(duì)軟判決數(shù)據(jù)模式IMD(n)進(jìn)行限幅，即根據(jù)所述信噪比SNR對(duì)解調(diào)器輸出的軟判決數(shù)據(jù)模式比特IM_D(n)限幅為IM_D(n)’；具體假設(shè)允許幅度的最高值抖動(dòng)為Δ＝p*127如果IM_D(n)＞128+Δ IM_D(n)’＝128+Δ如果IM_D(n)＜128-Δ IM_D(n)’＝128-Δ否則不變，即IM_D(n)’＝IM_D(n)。
2-2)將待譯碼幀類型的識(shí)別模式IM負(fù)極性化為IM’，即將待譯碼幀類型的識(shí)別模式IM中的“1”變?yōu)椤?1”，“0”變?yōu)椤?”；2-3)將限幅后的含有N個(gè)比特的IM_D(n)’的一部分或全部與該幀對(duì)應(yīng)的識(shí)別模式IM’的數(shù)據(jù)的一部分或全部(＜＝N個(gè))進(jìn)行相乘，作相關(guān)運(yùn)算，計(jì)算出相關(guān)度R＝IM_D(n)’*IM’；步驟3根據(jù)門限和相關(guān)度進(jìn)行DTX幀類型的判決依據(jù)前面得到的相關(guān)度計(jì)算結(jié)果R和計(jì)算或查表得到的門限T進(jìn)行比較判決，判決方法如下如果R＞＝T，則判決為數(shù)據(jù)和所比較的模式匹配，從而可以確定該幀類型為和該模式對(duì)應(yīng)的幀；否則判決為非，即該幀類型不太可能為所用模式IM對(duì)應(yīng)的幀。
以下說明一個(gè)基于本發(fā)明方法的通用譯碼的處理流程1)預(yù)先將準(zhǔn)備識(shí)別的IM進(jìn)行負(fù)極性化處理，識(shí)別模式包括0，1，0，0，1，1，1，1，0；1，0，1，1，0，0，0，0，1；1，1，1，0，0，1，0，1，1，0，0，0，1，1，0，1，0，0；0，0，0，1，1，0，1，0，0，1，1，1，0，0，1，0，1，1；以及16進(jìn)制表示的0x530f，0x3eb8，0x8863，0xe5d4。
2)根據(jù)信噪比SNR查表，得到門限值T；3)根據(jù)信噪比SNR，對(duì)來自解調(diào)器輸出的軟判決數(shù)據(jù)模式比特IM_D(n)進(jìn)行限幅，限幅為IM_D(n)’；4)計(jì)算相關(guān)度R＝IM_D(n)’*IM’5)如果R≥T，判斷當(dāng)前IM對(duì)應(yīng)的幀類型為輸出數(shù)據(jù)的幀類型，結(jié)束譯碼程序；否則用另一個(gè)IM’回到步驟4)，直到全部IM’都計(jì)算過，此時(shí)說明當(dāng)前門限值情況下無法譯碼或識(shí)別。
以下以發(fā)送的數(shù)據(jù)幀為全速率SID_UPDATE為例，說明上述處理流程對(duì)一個(gè)特定編碼的譯碼過程示例。所假定的數(shù)據(jù)幀為全速率SID_UPDATE，其對(duì)應(yīng)的識(shí)別模式IM為0，1，0，0，1，1，1，1，0重復(fù)至212比特；假定已經(jīng)預(yù)先將全部9種識(shí)別模式IM進(jìn)行負(fù)極性化處理并存儲(chǔ)起來；假定收到的部分?jǐn)?shù)據(jù)為9個(gè)比特模式IM_D(9)，每個(gè)比特模式為帶符號(hào)位8位的二進(jìn)制數(shù)，以下用十進(jìn)制表示IM_D(9)為39 -28 49 26 -46 -43 -42 -31 36；假定解調(diào)器輸出的信噪比SNR為10dB，根據(jù)公式計(jì)算出p＝0.186，N＝9(假定計(jì)算9比特)，計(jì)算出門限T＝213(取整數(shù))；對(duì)模式比特IM_D(9)進(jìn)行限幅如下
39-＞32 49-＞32 46-＞32 43-＞32 42-＞32 36-＞32，其余不變；得到限位后的IM_D(9)’32 -28 32 26 -32 -32 -32 -31 32對(duì)識(shí)別模式IM負(fù)極性化為IM’＝1，-1，1，1，-1，-1，-1，-1，1計(jì)算相關(guān)度R＝IM_D(9)’*IM(9)’＝32*1-28*(-1)+32*1+26*1-32*(-1)-32*(-1)-32*(-1)-31*(-1)+32*1＝277由于，R＞T所以作出收到的幀類型為全速率SID_UPDATE幀的判斷。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)不連續(xù)發(fā)送制式下的自適應(yīng)多速率語音編碼的譯碼方法，其特征在于，包括以下步驟根據(jù)接收端解調(diào)器輸出的信噪比SNR，計(jì)算門限值T；根據(jù)所述信噪比SNR對(duì)解調(diào)器輸出的軟判決數(shù)據(jù)模式比特IM_D(n)限幅為IM_D(n)’；將待譯碼幀類型的識(shí)別模式IM負(fù)極性化為IM’；將限幅后的含有N個(gè)比特的IM_D(n)’的一部分或全部與該幀對(duì)應(yīng)的識(shí)別模式IM’的數(shù)據(jù)的一部分或全部進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，計(jì)算出相關(guān)度R；如果相關(guān)度R大于等于門限值T，則確定解調(diào)器輸出的幀類型與待譯碼幀具有相同的類型；否則確定解調(diào)器輸出的幀類型與所用模式IM對(duì)應(yīng)的幀無關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，將待譯碼幀類型的識(shí)別模式IM負(fù)極性化為IM’，是對(duì)組成IM的每個(gè)比特進(jìn)行比特“0”變?yōu)椤?”、“1”變?yōu)椤?1”的轉(zhuǎn)換，得到負(fù)極性識(shí)別模式IM’。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，根據(jù)接收端解調(diào)器輸出的信噪比SNR計(jì)算門限值T包括以下步驟1)計(jì)算SNR對(duì)應(yīng)的可靠度pp＝10SNR/20/172)對(duì)計(jì)算出的可靠度p進(jìn)行限幅，即超過0.25時(shí)取0.25；3)根據(jù)可靠度p和IM_D(n)的位數(shù)N計(jì)算門限T＝N*p*127。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，根據(jù)所述信噪比SNR對(duì)解調(diào)器輸出的軟判決數(shù)據(jù)模式比特IM_D(n)限幅為IM_D(n)’，包括以下步驟1)設(shè)置允許幅度的最高值抖動(dòng)Δ＝p*128；2)如果IM_D(n)＞128+Δ，調(diào)整IM_D(n)’＝128+Δ；3)如果IM_D(n)＜128-Δ，調(diào)整IM_D(n)’＝128-Δ。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述相關(guān)運(yùn)算為乘法運(yùn)算。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，預(yù)先將信噪比SNR與門限值T的對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算并存儲(chǔ)在一個(gè)表內(nèi)，每次通過SNR查找該表得到門限值T。
全文摘要
一種對(duì)不連續(xù)發(fā)送制式下的自適應(yīng)多速率語音編碼的譯碼方法，根據(jù)接收端解調(diào)器輸出的信噪比SNR，計(jì)算門限值T并對(duì)解調(diào)器輸出的軟判決數(shù)據(jù)模式比特IM_D(n)限幅為IM_D(n)’；將待譯碼幀類型的識(shí)別模式IM負(fù)極性化為IM’；將限幅后的含有N個(gè)比特的IM_D(n)’的一部分或全部與該幀對(duì)應(yīng)的模式IM’的數(shù)據(jù)的一部分或全部進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，計(jì)算出相關(guān)度R；如果R＞＝T，則確定解調(diào)器輸出的幀類型與待譯碼幀相同；否則確定解調(diào)器輸出的幀類型與所用模式IM對(duì)應(yīng)的幀無關(guān)。利用本發(fā)明的譯碼方法，可以在GSM系統(tǒng)中，有效地從被干擾的數(shù)據(jù)中識(shí)別出連續(xù)發(fā)送制式下的自適應(yīng)多速率語音編碼的幀類型。
文檔編號(hào)H04W28/16GK1805565SQ20051003284
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月14日
發(fā)明者郭東風(fēng) 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司