專利名稱：電話系統(tǒng)和話音編碼/解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電話系統(tǒng)和話音編碼/解碼方法，和被應(yīng)用于例如在美國被稱為PCS(個人通信業(yè)務(wù))系統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)的移動終端裝置中。
在美國，已經(jīng)提出了稱之為PCS系統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用由EIA/TIA(電子機器工業(yè)協(xié)會/美國電信工業(yè)協(xié)會Electronics Machinery IndustriesAssociation/American Telecommunication Industries Association)IS-95A和AMSI(美國國家標準學(xué)會American National Standards Institute，Inc)J-STD008定義的CDMA(碼分多址)方法。
PCS系統(tǒng)主要包括一個移動終端裝置和多個基站裝置，和在該移動終端裝置和該基站裝置之間通過設(shè)置按照CDMA方法的無線電路彼此進行通信。
應(yīng)用CDMA方法作為通信方法，與已經(jīng)應(yīng)用常規(guī)的模擬方法情況比較，PCS系統(tǒng)得到了大約增加十倍系統(tǒng)容量的好處。
在這種PCS系統(tǒng)中的移動終端裝置一般具有回聲抵消功能和側(cè)音反饋(Side-back-toning)功能。這里回聲抵消功能是消除2ms級的短延遲干擾話音信號的功能，這個信號是通過在裝置自身的殼體部分中從裝置的揚聲器傳播進入麥克風(fēng)的。
側(cè)音反饋功能是把從麥克風(fēng)輸入的用戶的話音連同接收的另外一方的話音一起饋送到揚聲器的功能，使得當正在講話時該用戶可以從揚聲器中聽到自己的話音。


圖1表示具有回聲抵消功能和側(cè)音反饋功能的移動終端裝置的結(jié)構(gòu)。該移動終端裝置1是由接收系統(tǒng)(圖1的下面部分)和發(fā)送系統(tǒng)(圖1的上面部分)組成。
在接收系統(tǒng)中，由天線2接收的接收信號S1經(jīng)多路復(fù)用器3被送到RF放大器4。RF放大器4放大接收的信號到預(yù)定功率電平和送到解調(diào)器5。解調(diào)器5從接收的信號S1中提取話音分組數(shù)據(jù)S2并送到話音解碼器6。
話音解碼器6解碼話音分組數(shù)據(jù)S2和作為話音數(shù)據(jù)S3一次寫入緩沖器7。緩沖器7將話音數(shù)據(jù)S3中的一幀輸出話音幀作為話音樣值數(shù)據(jù)S4傳送到輸出緩沖器8。輸出緩沖器8具有足夠存儲一個輸出話音幀的容量。
然后，數(shù)-模變換器9變換來自輸出緩沖器8的話音樣值數(shù)據(jù)S4為模擬信號S5和經(jīng)揚聲器10作為話音進行發(fā)送。
在發(fā)送系統(tǒng)中，諸如利用麥克風(fēng)11得到的話音的模擬信號S6被送到模-數(shù)變換器12。模-數(shù)變換器12變換該模擬信號S6為數(shù)字信號和作為話音樣值數(shù)據(jù)S7寫入輸入緩沖器13。在此時刻，話音樣值數(shù)據(jù)S4(對于一幀的輸出話音幀)將被轉(zhuǎn)移和在話音樣值數(shù)據(jù)S7作為輸入話音幀已被寫入輸入緩沖器13的同時從緩沖器7寫入到輸出緩沖器8。
考慮到回聲抵消和話音解碼要求時間，在話音樣值數(shù)據(jù)S7已被作為一個輸入話音幀寫入輸入緩沖器13的同時，在緩沖器7一旦寫入話音數(shù)據(jù)S3后，話音樣值數(shù)據(jù)S4(輸出話音幀)被逐幀地轉(zhuǎn)移到輸出緩沖器8。
圖2表示分別在相同的時序上寫入到輸出緩沖器8和輸入緩沖器13的每幀話音樣值數(shù)據(jù)S4和S7的相互關(guān)系。如圖2所示，寫入到輸入緩沖器13的話音樣值數(shù)據(jù)S7和寫入到輸出緩沖器S8的話音樣值數(shù)據(jù)S4在各幀之間彼此具有相同的邊界。
因此，在移動終端裝置1中，當執(zhí)行回聲抵消時，回聲抵消器14根據(jù)輸出話音幀1可以消除來自輸入話音幀1的延遲干擾話音信號和改寫話音樣值數(shù)據(jù)S7，其中該輸出話音幀1在邊界上是與輸入話音幀1相一致的。
圖3表示回聲抵消的操作時序。因為輸出話音幀按照移動終端裝置1中的DSP單元的操作時序在輸入話音幀已被寫入輸入緩沖器13的同時已被寫入到輸出緩沖器8。在圖3的時序“A”上，由話音解碼器6開始話音分組數(shù)據(jù)S2的解碼和1幀的輸出話音幀被從緩沖器7轉(zhuǎn)移到輸出緩沖器8。
在此時刻，一幀的輸入話音幀已被寫入到輸入緩沖器13中和根據(jù)寫入到輸出緩沖器8的輸出話音幀在圖3的時序“B”上執(zhí)行回聲抵消，此后，回聲抵消的輸入話音幀在圖3的時序“C”上進行編碼。
具體地，回聲抵消器14根據(jù)寫入到輸出緩沖器8的一個輸出話音幀的話音樣值數(shù)據(jù)S4預(yù)測被延遲的干擾話音信號，以便從話音樣值數(shù)據(jù)S7中消除被延遲的干擾話音信號，和作為話音樣值數(shù)據(jù)S8重新再次寫入到輸入緩沖器13和輸出到話音編碼器15。
話音編碼器15編碼若干幀的存儲的回聲抵消的話音樣值數(shù)據(jù)S8，產(chǎn)生話音分組數(shù)據(jù)S9和將其輸出到調(diào)制器16。調(diào)制器16調(diào)制話音分組數(shù)據(jù)S9和作為發(fā)送信號S10輸出到RF放大器17。RF放大器17放大發(fā)送信號S10到一個預(yù)定的功率電平和經(jīng)多路復(fù)用器3從天線2將其發(fā)送。
另一方面，由模-數(shù)變換器12變換為數(shù)字數(shù)據(jù)的話音數(shù)據(jù)S7經(jīng)由數(shù)模變換器9利用來自揚聲器10的輸出進行側(cè)音反饋。當從揚聲器10中進行講話時，該側(cè)音反饋使用戶能夠聽到另一方用戶的聲音也聽到他自己的聲音。
圖4表示執(zhí)行回聲抵消和側(cè)音反饋的一系列處理。這里將描述一個話音幀的處理。
在移動終端裝置1中，處理從步驟RT1開始進入和前進到步驟SP1。在移動終端裝置1中的步驟SP1，當開始講話時，話音抵消器14、話音編碼器15、話音解碼器6、輸入緩沖器13和輸出緩沖器8的每個模塊被初始化。
在移動終端裝置1中的步驟SP2，經(jīng)天線2、多路復(fù)用器3和RF放大器4接收的接收信號S1被解調(diào)器5作為話音分組數(shù)據(jù)S2進行提取和輸出到DSP單元的話音解碼器6。在此時刻，移動終端裝置1確定是否話音解碼器6接收到了話音分組數(shù)據(jù)S2。
當話音解碼器6還沒有接收到時，得到否定的結(jié)果和再次返回到步驟SP2。這種處理將被重復(fù)，直至話音解碼器6接收到話音分組數(shù)據(jù)S2。和當話音解碼器6接收到話音分組數(shù)據(jù)S2時，得到肯定的結(jié)果和前進到步驟SP3。
在移動終端裝置1的步驟SP3，話音分組數(shù)據(jù)S2由話音解碼器6解碼為話音數(shù)據(jù)S3，和前進到步驟SP4。
在移動終端裝置1的步驟SP4，當講話開始時已經(jīng)由麥克風(fēng)11拾取的和經(jīng)由模數(shù)變換器12進行變換的話音樣值數(shù)據(jù)S7被輸出到揚聲器10，和經(jīng)受側(cè)音反饋處理。這里側(cè)音反饋處理是從談話開始到談話結(jié)束執(zhí)行的。
然后在移動終端裝置1中，在步驟SP5被話音解碼器6解碼的話音數(shù)據(jù)S3被一次寫入緩沖器7，和此后話音樣值數(shù)據(jù)S4(輸出話音幀)被逐幀地轉(zhuǎn)移到輸出緩沖器8。在此時刻，通過證實各個幀之間邊界的存在確定寫入輸入緩沖器13中的一幀話音樣值數(shù)據(jù)S7是否已經(jīng)被寫入。
當邊界不能被證實時，得到否定的結(jié)果和該處理將被重復(fù)，直至話音樣值數(shù)據(jù)S7可以被完美地轉(zhuǎn)移和邊界以以被證實。另一方面，當邊界可以被證實時，得到肯定的結(jié)果和處理前進到步驟SP6，確定一個幀(輸入話音幀1)的話音樣值數(shù)據(jù)S7可以被完美地轉(zhuǎn)移。
在移動終端裝置1的步驟SP6，利用回聲抵消器14根據(jù)一幀話音樣值數(shù)據(jù)S4(輸出話音幀1)從一幀話音樣值數(shù)據(jù)S7(輸入話音幀1)中消除延遲的干擾話音信號，以便作為新的話音樣值數(shù)據(jù)S8改寫輸入緩沖器13。然后處理前進到步驟SP7。
在移動終端裝置1中，在步驟SP7，話音樣值數(shù)據(jù)S4的接著的一幀(輸出話音幀2)被從緩沖器7轉(zhuǎn)移到輸出緩沖器8，以便準備消除來自下一個話音幀2的延遲的干擾話音信號和抵消該回聲。
在步驟SP8，后來的回聲抵消的話音樣值數(shù)據(jù)S8(輸入話音幀1)利用話音編碼器15進行編碼和處理前進到步驟SP9。
在步驟SP9，移動終端裝置1確定是否談話已經(jīng)停止。當談話尚未停止時，得到否定的結(jié)果和處理返回步驟SP2以執(zhí)行下一個話音幀的回聲抵消和側(cè)音反饋。當話音已經(jīng)停止時，得到肯定的結(jié)果和處理前進到步驟SP10和處理停止。
如上所述，在移動終端裝置1中，根據(jù)具有各話音樣值數(shù)據(jù)S7幀(輸入話音幀)之間相同邊界的話音樣值數(shù)據(jù)S4(輸出話音幀)已經(jīng)執(zhí)行回聲抵消。
同樣，在具有上述結(jié)構(gòu)的移動終端裝置1中，當在回聲抵消中，回聲抵消器14根據(jù)轉(zhuǎn)移到輸出緩沖器8的話音樣值數(shù)據(jù)S7(例如，輸出話音幀1)消除來自話音樣值數(shù)據(jù)S7(例如，輸入話音幀1)的延遲干擾話音信號和寫到新的樣值數(shù)據(jù)S8。
但是，因為輸出緩沖器8具有僅一幀的存儲容量，所以當緩沖器7連續(xù)轉(zhuǎn)移話音數(shù)據(jù)S3到輸出緩沖器8時，引起在與輸入話音幀1寫入輸入緩沖器13的同時輸出話音幀1被從輸出緩沖器8中發(fā)送出去和輸出話音幀2被轉(zhuǎn)移到輸出緩沖器8，因此不能進行回聲抵消。
此后，當執(zhí)行回聲抵消時，移動終端裝置1必須再次將由話音解碼器6解碼的話音數(shù)據(jù)S3寫入到緩沖器7和在話音樣值數(shù)據(jù)(輸入話音幀1)被寫入到輸入緩沖器13的同時轉(zhuǎn)移一幀話音樣值數(shù)據(jù)S4(輸出話音幀1)。這里存在一個問題是處理被復(fù)雜化了。
再有，移動終端裝置1發(fā)送由麥克風(fēng)11和模數(shù)變換器12變換的話音樣值數(shù)據(jù)S7經(jīng)由數(shù)-模變換器9到揚聲器10以執(zhí)行側(cè)音反饋處理。因此，還存在一個問題是從揚聲器10產(chǎn)生未被回聲抵消的話音和聲音的質(zhì)量比較低。
如上所述，本發(fā)明的目的是提供一種電話系統(tǒng)和話音編碼/解碼方法，該系統(tǒng)和方法能夠通過減少緩沖器的存儲容量減少消耗的功率和輸出高音質(zhì)的話音。
一種以數(shù)字形式進行操作的無線通信設(shè)備。該設(shè)備進行操作變換音頻信號為數(shù)字數(shù)據(jù)、對于每個幀單元寫入這個數(shù)據(jù)到輸入緩沖器、對于多個幀單元讀出和編碼該數(shù)據(jù)并進行RF調(diào)制和發(fā)送，同時該設(shè)備進行操作解調(diào)接收的信號、解碼解調(diào)的信號、對于每個幀單元將解碼的數(shù)據(jù)寫入到輸出緩沖器、讀出和變換該數(shù)據(jù)為模擬信號和產(chǎn)生聲音，該設(shè)備包括信號處理裝置，該裝置進行操作，使寫入所述輸入緩沖器的多個幀之間的邊界的時序設(shè)置在大于寫入所述輸出緩沖器的多個幀之間的邊界的時序的預(yù)定時間之前。
一種以數(shù)字形式進行操作的無線通信設(shè)備，該設(shè)備進行操作變換音頻信號為數(shù)字數(shù)據(jù)、對于每個幀單元寫入這個數(shù)據(jù)到輸入緩沖器、對于多個幀單元將它們讀出、利用編碼器對它們進行編碼和RF調(diào)制和發(fā)送；和該設(shè)備進行操作解調(diào)接收的信號、利用解碼器解碼該解調(diào)的信號、對于每個幀單元寫入解碼的數(shù)據(jù)到輸出緩沖器、讀出和變換該數(shù)據(jù)為模擬信號形式和產(chǎn)生聲音，該設(shè)備包括通過饋送回聲抵消的輸入數(shù)據(jù)到該設(shè)備的接收部分來處理側(cè)音反饋程序的信號處理單元。
一種利用數(shù)字形式的無線通信方法，該方法包括變換音頻信號為數(shù)字數(shù)據(jù)、對于每個幀單元寫入這個數(shù)據(jù)到輸入緩沖器、對于多個幀單元讀出和編碼該數(shù)據(jù)、和進行RF調(diào)制和發(fā)送的步驟，和該方法包括解調(diào)接收的信號、解碼該解調(diào)的信號、對于每個幀單元將解碼的數(shù)據(jù)寫入到輸出緩沖器、讀出和變換該數(shù)據(jù)為模擬信號和產(chǎn)生聲音的步驟，該方法還包括以下步驟
信號處理步驟，對于寫入所述輸入緩沖器的多個幀之間的邊界時序設(shè)置在大于寫入所述輸出緩沖器的多個幀之間的邊界的預(yù)定時間之前。
一種利用數(shù)字形式的無線通信方法，該方法包括變換音頻信號為數(shù)字數(shù)據(jù)、對于每個幀單元寫入這個數(shù)據(jù)到輸入緩沖器、對于多個幀單元讀出該數(shù)據(jù)、由編碼器對于多個幀單元的數(shù)據(jù)進行編碼和進行RF調(diào)制和發(fā)送；和該方法包括解調(diào)接收的信號、由解碼器解碼該解調(diào)的信號、對于每個幀單元將解碼的數(shù)據(jù)寫入輸出緩沖器、讀出和變換該數(shù)據(jù)為模擬信號和產(chǎn)生聲音的步驟，該方法還包括以下步驟；通過饋送回聲抵消的輸入數(shù)據(jù)到一個設(shè)備的接收部分來處理側(cè)音反饋程序的信號處理步驟。
從結(jié)合附圖閱讀下面的詳細描述中，本發(fā)明的性質(zhì)、原理和用途將變得顯而易見，在各附圖中相同的部件將由相同的標號或字符來表示。
在各附圖中圖1是表示常規(guī)移動終端裝置結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是表示在常規(guī)的例子中輸入話音幀與輸出話音幀之間的關(guān)系的示意圖；圖3是說明在常規(guī)的例子中在回聲抵消中的操作時序的時序圖；圖4是表示在常規(guī)的例子中的話音處理程序的流程圖；圖5是表示按照本發(fā)明的一個實施例的移動終端裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖6是表示按照本發(fā)明的實施例的輸入話音幀與輸出話音幀之間的關(guān)系的示意圖；圖7是表示按照本發(fā)明的實施例的輸入緩沖器和輸出緩沖器的緩沖狀態(tài)的示意圖；圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的回聲抵消中操作時序的時序圖；圖9是表示本發(fā)明的實施例的話音處理程序的流程圖；和圖10是表示本發(fā)明的另一個實施例的移動終端裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
將參照各附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例；參照圖5，在圖5中相同的標號被標注到對應(yīng)于圖1的各部件上，按照本發(fā)明的移動終端裝置20除了緩沖器7從移動終端裝置1(圖1)中被忽略和代替輸出緩沖器8新近設(shè)置輸出緩沖器18外是類似于移動終端裝置1構(gòu)成的。
在接收系統(tǒng)中，利用天線2接收的接收信號S1經(jīng)多路復(fù)用器3和RF放大器4被送到解調(diào)器5。解調(diào)器5從接收信號S1中提取話音分組數(shù)據(jù)S2和送到話音解碼器6。
話音解碼器6考慮到回聲抵消和話音解碼的時間解碼話音分組數(shù)據(jù)S2，使得輸出話音幀的邊界遲于寫入輸入緩沖器13的輸入話音幀(話音樣值數(shù)據(jù)S7)3(ms)，該3(ms)是用于回聲抵消和解碼所需要的最大時間，和將其作為話音數(shù)據(jù)S11寫入到輸出緩沖器18。
這里，輸出緩沖器18具有能存儲被延遲3(ms)的一幀輸出話音幀和話音數(shù)據(jù)的存儲容量。因此，具有與寫入到輸入緩沖器13的輸入話音幀相同的時間的輸出話音幀始終被寫入的狀態(tài)可以被保持。
然后，數(shù)模變換器9變換話音數(shù)據(jù)S11為模擬信號S12和通過揚聲器10作為話音輸出。
在發(fā)送系統(tǒng)，諸如從麥克風(fēng)11得到的模擬信號S6經(jīng)模數(shù)變換器12被變換為數(shù)字數(shù)據(jù)和作為話音樣值數(shù)據(jù)S7寫入輸入緩沖器13。
在此時刻，話音樣值數(shù)據(jù)S7被順序?qū)懭胼斎刖彌_器13和話音樣值數(shù)據(jù)S11(對于3[ms]+1幀)被寫入輸出緩沖器18，在此時刻，在輸入話音幀中的一幀話音樣值數(shù)據(jù)已經(jīng)被存儲。
圖6表示在每個幀單元寫入到輸出緩沖器18的話音樣值數(shù)據(jù)S11和寫入輸入緩沖器13的話音樣值數(shù)據(jù)S7的關(guān)系。如圖6所示，在各幀的邊界上，寫入輸出緩沖器18的話音樣值數(shù)據(jù)S11的輸出話音幀被從寫入到輸入緩沖器13的話音樣值數(shù)據(jù)S7的輸入話音幀中延遲3(ms)。
再有，因為輸出緩沖器18具有能夠存儲延遲3(ms)或更多的一幀輸出話音幀和話音數(shù)據(jù)的容量，輸出話音幀必須不能被一次寫入緩沖器7和與常規(guī)移動終端裝置1一樣被逐幀地轉(zhuǎn)移到輸出緩沖器8。
因此，移動終端裝置20能夠保持輸出話音幀在輸入話音幀寫入到輸入緩沖器13的相同時間總是被寫入輸出緩沖器18的狀態(tài)，和因此在沒有常規(guī)移動終端裝置1的緩沖器7的情況下回聲抵消可以被執(zhí)行。
具體地講，在回聲抵消器14中，根據(jù)是寫入到輸出緩沖器18的一幀的輸出話音幀的話音樣值數(shù)據(jù)S11預(yù)測延遲的干擾話音信號和從話音樣值數(shù)據(jù)S7中消除所述延遲的干擾話音信號，并且然后作為新的話音樣值數(shù)據(jù)S13再次將其改寫到輸入緩沖器13和發(fā)送到話音編碼器15。
話音編碼器15編碼將若干幀集合在一起的回聲抵消的話音樣會值數(shù)據(jù)S13和產(chǎn)生話音分組數(shù)據(jù)S14，和將其發(fā)送到調(diào)制器16。調(diào)制器16調(diào)制話音分組數(shù)據(jù)S14和作為發(fā)送信號S15發(fā)送到RF放大器17。RF放大器17放大發(fā)送信號S15到規(guī)定的功率電平和經(jīng)多路復(fù)用器3從天線2中進行發(fā)送。
然后，圖7表示當作為數(shù)信號處理裝置的DSP單元執(zhí)行回聲抵消時輸入緩沖器13和輸出緩沖器18的狀態(tài)。
輸入緩沖器13是當在回聲抵消時的一個讀/寫數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，和它分為A區(qū)和B區(qū)。A區(qū)是存儲將要由話音編碼器15編碼的話音數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。它被要求有由話音編碼器15所要求的樣值數(shù)量的大小(一般來說要大于一幀)。
B區(qū)是存儲由模數(shù)變換器12進行數(shù)字化的一幀的話音數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。在這種情況下，當開始成幀時輸入緩沖器13將來自A區(qū)和B區(qū)之間的邊界的話音數(shù)據(jù)存儲在右端，以便寫入一幀的話音樣值數(shù)據(jù)，和然后該話音數(shù)據(jù)被從B區(qū)移入A區(qū)以執(zhí)行回聲抵消。
另一方面，輸出緩沖器18是在回聲抵消時存儲讀出的話音樣值數(shù)據(jù)S11的一個緩沖區(qū)，和它被分為C區(qū)和D區(qū)。C區(qū)是等待在話音解碼器6進行解碼話音分組數(shù)據(jù)S2和發(fā)送該話音樣值數(shù)據(jù)S11到數(shù)模變換器9時尚未被發(fā)送的話音樣值數(shù)據(jù)S11的緩沖區(qū)。它要求在大小上為3[ms]和回聲抵消器附加使用。
D區(qū)是存儲已經(jīng)由話音解碼器6解碼的一幀話音樣值數(shù)據(jù)S11的緩沖區(qū)。注意，A區(qū)到D區(qū)的緩沖區(qū)在右端將被寫入暫時新的數(shù)據(jù)。
回聲抵消器14讀出寫入在輸入緩沖器13中的一幀輸入話音幀1和消除根據(jù)寫入到輸出緩沖器18的一幀輸出話音幀1的回聲，和作為新的話音樣值數(shù)據(jù)S13再次將其寫入到輸入緩沖器13的A區(qū)。
圖8表示如下的回聲抵消中的操作時序。在移動終端裝置20中，當在回聲抵消的操作時序時，每個操作是利用作為參考時鐘的無線信道幀同步信號由“a”表示的時序執(zhí)行的。
這里，由“b”表示的時序表示解調(diào)器5解調(diào)接收的數(shù)據(jù)和提取話音分組數(shù)據(jù)S2的時序。由“c”表示的時序表示調(diào)制器16調(diào)制話音分組數(shù)據(jù)S14和產(chǎn)生發(fā)送數(shù)據(jù)的時序。
由“d”表示的時序表示解調(diào)器5發(fā)送話音分組數(shù)據(jù)S2到DSP單元和DSP單元發(fā)送話音分組數(shù)據(jù)S14到調(diào)制器16的時序。由“e”表示的時序表示回聲抵消器14的操作時序，該回聲抵消器在該輸入話音幀開始的時序“h”后剛好開始操作。
另外，由“f”表示的時序表示話音解碼器6的操作時序，該解碼器在回聲抵消器的處理已經(jīng)完成之后剛好開始操作和在輸出話音幀被開始的時序“i”之前剛好停止。由“g”表示的時序表示話音編碼器15的操作時序，該編碼器在話音解碼已經(jīng)完成后剛好開始操作和在話音分組數(shù)據(jù)的發(fā)送/接收的時序“d”之前停止。
然后，由“h”表示的時序表示輸入話音幀開始的時序，即，開始存儲來自模數(shù)變換器12的話音樣值數(shù)據(jù)S7到輸入緩沖器13的B區(qū)的時序。由“i”表示的時序表示輸出話音幀開始的時序，即，開始發(fā)送在輸出緩沖器18的D區(qū)中的話音樣值數(shù)據(jù)S11到回聲抵消器14和數(shù)模變換器9的時序。
在這種連接中，時序“h”和時序“i”被進行設(shè)置，使得彼此移位3[ms]，該3[ms]是用于回聲抵消和解碼所需的最大時間。
因此，按照DSP單元操作時序，當剛好在輸入話音幀1的邊界上時，DSP單元根據(jù)輸出話音幀1抵消了回聲，寫入由話音解碼器6解碼的輸出話音幀2到輸出緩沖器18，以便準備用于下一個輸入話音幀2的回聲抵消，和編碼剛剛回聲抵消的輸入話音幀1。
這里，輸入話音幀和輸出話音幀之間的邊界移位的3[ms]是合適的，因為當?shù)扔?[ms]或更多時，用戶感到不協(xié)調(diào)，因為從揚聲器10聽到的聲音被延遲了。
圖9表示如上所述的根據(jù)DSP單元操作時序的回聲消除和側(cè)音反饋的處理。在此連接中，將描述一幀的話音幀處理。
移動終端裝置20從開始步驟RT1進入處理和前進到步驟SP21。在步驟SP21，當談話開始，回聲抵消器14、話音編碼器15、話音解碼器6、輸入緩沖器13和輸出緩沖器18的每個模塊都被初始化。
在步驟SP22，在移動終端裝置20中，模數(shù)變換器12變換話音信號S6為數(shù)字數(shù)據(jù)和開始存儲話音樣值數(shù)據(jù)S7到輸入緩沖器13。在此時刻，因為DSP單元除了數(shù)據(jù)輸入外尚未執(zhí)行處理，所以DSP單元進入睡眠模式以減少功耗。
然后，移動終端裝置20確定是否輸入話音幀1的邊界被饋送到輸入緩沖器13。當輸入緩沖器13未接收到輸入話音幀1的邊界時，得到否定的結(jié)果和移動終端裝置20再次返回到步驟SP22和進行等待直至輸入話音幀1的邊界被饋送。另一方面，當證實輸入緩沖器13接收到了輸入話音幀1的邊界時，得到肯定的結(jié)果和移動終端裝置20確定一幀的回聲抵消所需的話音樣值數(shù)據(jù)S7(輸入話音幀1)已經(jīng)寫入和前進到步驟SP23。
在步驟SP23，在移動終端裝置20中，回聲抵消器14根據(jù)寫入到輸出緩沖器18中的輸出話音幀1從寫入到輸入緩沖器13中的輸入話音幀1中消除延遲的干擾話音信號和改寫話音樣值數(shù)據(jù)S7為新的話音樣值數(shù)據(jù)S13。然后，移動終端裝置20前進到步驟SP24。
在步驟SP24，移動終端裝置解碼話音分組數(shù)據(jù)S2，以便為下一個輸入話音幀2的回聲抵消做準備和寫入話音樣值數(shù)據(jù)S11(輸出話音幀2)到輸出緩沖器18。在此時刻，(如果需要)將要執(zhí)行產(chǎn)生DTMF(雙音多頻)信號。
然后，在步驟SP25，移動終端裝置20發(fā)送回聲抵消的話音樣值數(shù)據(jù)S13(輸入話音幀1)到輸出緩沖器18和與話音樣值數(shù)據(jù)S11(輸出話音幀1)相綜合，和經(jīng)數(shù)模變換器9將其發(fā)送到揚聲器10以執(zhí)行側(cè)音反饋。在這種連接中，側(cè)音反饋將被執(zhí)行直至談話停止。從而，用戶可以在移動終端裝置20中聽到高音質(zhì)的話音。
在步驟SP26，話音編碼器15編碼回聲抵消的話音樣值數(shù)據(jù)S13(輸入話音幀1)，和當編碼結(jié)束時，移動終端裝置20進入睡眠模式和前進到步驟SP27。順便說說，當在睡眠模式中，話音分組數(shù)據(jù)將在DSP單元和調(diào)制器16和解調(diào)器5之間進行發(fā)送/接收。
在步驟SP27，移動終端裝置20判斷是否談話已經(jīng)停止。這里，當尚未停止時，得到否定的結(jié)果和移動終端裝置20返回步驟SP22，再次重復(fù)該處理。另一方面，當談話已經(jīng)停止時，得到肯定的結(jié)果和移動終端裝置20前進到步驟SP28和結(jié)束處理。
在具有如上所述結(jié)構(gòu)的移動終端裝置20中，話音解碼器6解碼話音分組數(shù)據(jù)S2，使得輸出話音幀的邊界遲于寫入到輸入緩沖器13的輸入話音幀(話音樣值數(shù)據(jù)S7)邊界為3(ms)，該3(ms)是用于回聲抵消和解碼所需要的最大時間，和然后作為話音數(shù)據(jù)S11，將其寫入到輸出緩沖器18。
因為輸出緩沖器18具有能夠存儲延遲3(ms)或更多的一幀的輸出話音幀和3話音數(shù)據(jù)的存儲容量，當如果話音解碼器6連續(xù)轉(zhuǎn)移話音樣值數(shù)據(jù)S11到輸出緩沖器18時，輸出緩沖器18能夠保持在輸入話音幀將被回聲抵消的同時輸出話音幀始終被存儲的狀態(tài)。
從而，移動終端裝置20可以將來自話音解碼器6的話音樣值數(shù)據(jù)S11寫入到輸出緩沖器18和根據(jù)話音樣值數(shù)據(jù)S11和執(zhí)行回聲抵消以消除來自話音樣值數(shù)據(jù)S7的延遲干擾話音信號。和移動終端裝置20可以忽略復(fù)雜處理，即話音數(shù)據(jù)必須被再次寫入到常規(guī)的移動終端裝置1中設(shè)置的緩沖器7和逐幀轉(zhuǎn)移。并且設(shè)置緩沖器7變得沒有必要。
再有，在移動終端裝置20中，利用回聲抵消的話音樣值數(shù)據(jù)S13執(zhí)行側(cè)音反饋，從而用戶可以從揚聲器10中聽到高質(zhì)量的話音。
按照上述結(jié)構(gòu)，移動終端裝置20解碼話音分組數(shù)據(jù)S2，以便輸出話音幀邊界遲于寫入到輸入緩沖器13的輸入話音幀(話音樣值數(shù)據(jù)S7)邊界為3(ms)和將解碼的數(shù)據(jù)寫入到具有能夠存儲延遲3(ms)或更多的一幀輸出話音幀和話音數(shù)據(jù)存儲容量的輸出緩沖器18，從而，設(shè)置緩沖器7(圖1)變得沒有必要，和在不執(zhí)行諸如在輸入話音幀被寫入的時序上逐幀地轉(zhuǎn)移輸出話音幀到輸出緩沖器18的復(fù)雜處理情況下能執(zhí)行回聲抵消。因為移動終端裝置20變得沒有必要設(shè)置常規(guī)的移動終端裝置1的緩沖器7，所以存儲器的容量可以減少和功耗可以降低。
另外，在移動終端裝置20中，回聲抵消的話音樣值數(shù)據(jù)S13被用于側(cè)音反饋，從而，用戶始終能夠從揚聲器10中聽到高質(zhì)量的話音。
上面描述的實施例涉及利用發(fā)送回聲抵消的話音樣值數(shù)據(jù)S13(輸入話音幀1)到輸出緩沖器18和與話音樣值數(shù)據(jù)S11(輸出話音幀1)相綜合實現(xiàn)側(cè)音反饋的情況。但是,本發(fā)明不僅限于這種情況，而且還可以將來自話音編碼器15的話音數(shù)據(jù)發(fā)送到話音解碼器6以執(zhí)行側(cè)音反饋；假定側(cè)音反饋是利用回聲抵消的話音數(shù)據(jù)執(zhí)行的。在這種情況下，可以得到與上述實施例同樣效果。圖10表示這個例子。
再有，上面描述的各實施例涉及輸出話音幀邊界比輸入話音幀的邊界延遲了3(ms)。但是，本發(fā)明不僅限于這種情況，而且可以根據(jù)回聲抵消和解碼所需的處理時間設(shè)置最佳延遲時間。
還有，上面描述的各實施例涉及應(yīng)用本發(fā)明到PCS系統(tǒng)中CDMA方法的移動終端裝置20的情況。但是，本發(fā)明不僅限于這種情況，而且還可以應(yīng)用到利用各種方法，例如，TDMA方法的其它終端上，假定以數(shù)字數(shù)據(jù)形式發(fā)送/接收話音。
按照如上所述的本發(fā)明，輸入話音幀被寫入到輸入緩沖器和根據(jù)輸出話音幀消除延遲的干擾話音信號以抵消回聲，和然后接收的話音分組數(shù)據(jù)被解碼。從而，各輸入話音幀之間的邊界可以比各輸出話音幀之間的邊界至少加快所述回聲抵消和解碼所需的時間。
結(jié)果，在寫入到輸入緩沖器的輸入話音幀相同時間上的輸出話音幀始終能夠被寫入和根據(jù)該輸出話音幀可以從輸入話音幀中消除延遲的干擾信號，因此可以實現(xiàn)能夠產(chǎn)生高音質(zhì)話音的電話系統(tǒng)和話音編碼/解碼方法。
在結(jié)合本發(fā)明的各優(yōu)選實施例已經(jīng)進行的描述的同時，可以作出各種改變和修改，這對于本專業(yè)的技術(shù)人員是顯而易見的，因此，由所附的權(quán)利要求書覆蓋的所有那些改變和修改都將落入本發(fā)明的精神和范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種以數(shù)字形式進行操作的無線通信設(shè)備，該設(shè)備進行操作變換音頻信號為數(shù)字數(shù)據(jù)、對于每個幀單元寫入這個數(shù)據(jù)到輸入緩沖器、對于多個幀單元讀出和編碼該數(shù)據(jù)并進行RF調(diào)制和發(fā)送、同時該設(shè)備進行操作解調(diào)接收的信號、解碼解調(diào)的信號、對于每個幀單元將解碼的數(shù)據(jù)寫入到輸出緩沖器、讀出和變換該數(shù)據(jù)為模擬信號和產(chǎn)生聲音，該設(shè)備包括信號處理裝置，該裝置進行操作，使寫入所述輸入緩沖器的多個幀之間的邊界的時序設(shè)置在大于寫入所述輸出緩沖器的多個幀之間的邊界的時序的預(yù)定時間之前。
2.按照權(quán)利要求1所要求的無線通信設(shè)備，其特征在于所述預(yù)定時間是用于回聲抵消處理和解碼處理的時間。
3.按照權(quán)利要求1所要求的無線通信設(shè)備，特征在于為了實現(xiàn)使寫入所述輸入緩沖器的多個幀之間的邊界的時序設(shè)置在大于寫入所述輸出緩沖器的多個幀的邊界的時序的預(yù)定時間之前的條件，其中所述信號處理裝置進行操作使回聲抵消的開始時間剛好設(shè)置在輸入緩沖器的一個幀的開始時序之后，解碼的開始時序剛好設(shè)置在所述回聲抵消的結(jié)束時序之后，和編碼的開始時序剛好設(shè)置在所述解碼的結(jié)束時序之后。
4.一種以數(shù)字形式進行操作的無線通信設(shè)備，該設(shè)備進行操作變換音頻信號為數(shù)字數(shù)據(jù)、對于每個幀單元寫入這個數(shù)據(jù)到輸入緩沖器、對于多個幀單元將它們讀出、利用編碼器對它們進行編碼和RF調(diào)制和發(fā)送；和該設(shè)備進行操作解調(diào)接收的信號、利用解碼器解碼該解調(diào)的信號、對于每個幀單元寫入解碼的數(shù)據(jù)到輸出緩沖器、讀出和變換該數(shù)據(jù)為模擬信號形式和產(chǎn)生聲音，該設(shè)備包括通過饋送回聲抵消的輸入數(shù)據(jù)到該設(shè)備的接收部分來處理側(cè)音反饋程序的信號處理單元。
5.按照權(quán)利要求4所要求的無線通信設(shè)備，其特征在于所述側(cè)音反饋程序是利用饋送所述輸入緩沖器的輸出信號到所述輸出緩沖器執(zhí)行的。
6.按照權(quán)利要求4所要求的無線通信設(shè)備，其特征在于所述側(cè)音反饋程序是利用饋送所述編碼器的輸出信號到所述解碼器執(zhí)行的。
7.一種利用數(shù)字形式的無線通信方法，該方法包括變換音頻信號為數(shù)字數(shù)據(jù)、對于每個幀單元寫入這個數(shù)據(jù)到輸入緩沖器、對于多個幀單元讀出和編碼該數(shù)據(jù)、和進行RF調(diào)制和發(fā)送的步驟，和該方法包括解調(diào)接收的信號、解碼該解調(diào)的信號、對于每個幀單元將解碼的數(shù)據(jù)寫入到輸出緩沖器、讀出和變換該數(shù)據(jù)為模擬信號和產(chǎn)生聲音的步驟，該方法還包括以下步驟信號處理步驟，對于寫入所述輸入緩沖器的多個幀之間的邊界時序設(shè)置在大于寫入所述輸出緩沖器的多個幀之間的邊界的預(yù)定時間之前。
8.按照權(quán)利要求7所要求的無線通信方法，其特征在于所述預(yù)定時間是用于回聲抵消和解碼處理的時間。
9.按照權(quán)利要求7所要求的無線通信方法，其特征在于為了實現(xiàn)使寫入所述輸入緩沖器的多個幀之間的邊界的時序設(shè)置在大于寫入所述輸出緩沖器的多個幀的邊界的時序的預(yù)定時間之前的條件，其中所述信號處理步驟進行操作使回聲抵消的開始時間剛好設(shè)置在輸入緩沖器的一個幀的開始時序之后，解碼的開始時序剛好設(shè)置在所述回聲抵消的結(jié)束時序之后，和編碼的開始時序剛好設(shè)置在所述解碼結(jié)束的時序之后。
10.一種利用數(shù)字形式的無線通信方法，該方法包括變換音頻信號為數(shù)字數(shù)據(jù)、對于每個幀單元寫入這個數(shù)據(jù)到輸入緩沖器、對于多個幀單元讀出該數(shù)據(jù)、由編碼器對于多個幀單元的數(shù)據(jù)進行編碼和進行RF調(diào)制和發(fā)送；和該方法包括解調(diào)接收的信號、由解碼器解碼該解調(diào)的信號、對于每個幀單元將解碼的數(shù)據(jù)寫入輸出緩沖器、讀出和變換該數(shù)據(jù)為模擬信號和產(chǎn)生聲音的步驟，該方法還包括以下步驟通過饋送回聲抵消的輸入數(shù)據(jù)到一個設(shè)備的接收部分來處理側(cè)音反饋程序的信號處理步驟。
11.按照權(quán)利要求10所要求的無線通信方法，其特征在于所述側(cè)音反饋程序是通過饋送所述輸入緩沖器的輸出信號到所述輸出緩沖器執(zhí)行的。
12.按照權(quán)利要求10所要求的無線通信方法，其特征在于所述側(cè)音反饋程序是通過饋送所述編碼器的輸出信號到所述解碼器執(zhí)行的。
全文摘要
一種電話系統(tǒng)和話音編碼/解碼方法，該系統(tǒng)和方法能夠提供減少緩沖器的存儲容量來降低功耗和產(chǎn)生高質(zhì)量的話音。本發(fā)明寫入輸入話音幀到輸入緩沖器和根據(jù)輸出話音幀從輸入話音幀中消除延遲的干擾話音信號以執(zhí)行回聲抵消，并且解碼所接收的話音分組數(shù)據(jù)，使得輸入話音幀的邊界至少比輸出話音幀的邊界減少用于回聲抵消和解碼所需的時間，因此，在寫入到輸入緩沖器的輸入話音幀相同時間上輸出話音幀能夠始終被寫入，和根據(jù)所述輸出話音幀可以從輸入話音幀中消除延遲的干擾話音信號，因此能產(chǎn)生高音質(zhì)的話音。
文檔編號H04M1/60GK1165461SQ9711163
公開日1997年11月19日 申請日期1997年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月15日
發(fā)明者小宮光三 申請人:索尼公司