專利名稱：靜噪無線電通信系統(tǒng)中的話筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無線電通信系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于靜噪在無線電通信系統(tǒng)中使用的話筒的技術(shù)和設(shè)備。
蜂窩電話工業(yè)在美國和世界其他國家中已在商業(yè)運(yùn)行中邁出卓越步伐，主要大城市區(qū)域中的發(fā)展已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了預(yù)期并迅速超越系統(tǒng)容量。如果這種趨勢繼續(xù)，這個(gè)工業(yè)發(fā)展的影響不久將到達(dá)甚至最小的市場，要求新的解決方案來滿足這些增加容量需求以及保持高質(zhì)量服務(wù)并避免升高價(jià)格。
除了更大的系統(tǒng)容量需求所提出的挑戰(zhàn)之外，在無線電通信系統(tǒng)中使用的例如移動電話機(jī)等的遠(yuǎn)程單元的設(shè)計(jì)者也有他們自己獨(dú)特的挑戰(zhàn)。例如，此工業(yè)中的一個(gè)公知挑戰(zhàn)是延長用于給這些遠(yuǎn)程單元供電的電池再充電之間的時(shí)間，而同時(shí)繼續(xù)提供附加的功能來滿足用戶要求。這些充滿競爭的愿望使遠(yuǎn)程單元設(shè)計(jì)者尋找富有創(chuàng)造性的方式來進(jìn)一步減少遠(yuǎn)程單元中的能量消耗。
隨著無線電通信工業(yè)日益成熟，已經(jīng)認(rèn)識到各種用戶的使用模式。例如，已發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)用戶之間典型話音連接期間，在空中接口上發(fā)送的實(shí)際話音起動僅占約35％的總連接時(shí)間。因此，通過僅在呼叫的話音有效起動部分期間啟動傳輸電路并在寂靜時(shí)間期間使傳輸電路不起作用來設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程單元，以便利用這個(gè)事實(shí)。例如，這已利用檢測話音活動性的檢測器和在話音活動性檢測器檢測到用戶話音中的暫停時(shí)間變?yōu)椴黄鹱饔玫牟贿B續(xù)發(fā)射機(jī)來實(shí)施。
雖然這個(gè)技術(shù)已表明可通過關(guān)斷發(fā)送電路系統(tǒng)來減少遠(yuǎn)程單元的功耗，以便延長使用的時(shí)間周期，但卻導(dǎo)致在接收一側(cè)的話音信號再生的問題。具體地說，由于發(fā)射機(jī)在寂靜時(shí)間期間被關(guān)斷，所以否則將在空中接口上發(fā)送的背景噪聲沒有被用戶收到，這反而導(dǎo)致不連續(xù)的并且包括可聽見結(jié)果的再生音，例如，爆音。
克服這個(gè)困難的一個(gè)方法是在不發(fā)送話音信號時(shí)生成用于在接收側(cè)再生的模擬背景噪聲，這個(gè)模擬背景噪聲在本領(lǐng)域中通常稱為“安慰噪聲”可利用監(jiān)視由遠(yuǎn)程單元的話筒拾取的背景噪聲的自適應(yīng)功能來生成安慰噪聲。當(dāng)檢測到語音中的暫停時(shí)，該安慰噪聲功能生成在空中接口上發(fā)送的安慰噪聲信息而不是語音代碼。這個(gè)信息花費(fèi)較少的時(shí)間來發(fā)送，從而允許在每個(gè)寂靜周期的大部分時(shí)間期間關(guān)斷發(fā)射機(jī)。在接收端(或在基站)，將此安慰噪聲信息用于生成背景噪聲，以使收聽者不被傳輸中的不連續(xù)性打憂。
如上所述，駐留在遠(yuǎn)程站的傳輸電路中的這些安慰噪聲功能在特性上是自適應(yīng)的，使得它們能逐步調(diào)整安慰噪聲信息以便反映背景噪聲中的變化。因此，這些安慰噪聲功能需要連續(xù)地從話筒接收信息以便準(zhǔn)確地確定要在接收側(cè)進(jìn)行復(fù)制的背景噪聲。
在遠(yuǎn)程終端中用戶希望的另一功能是例如通過按壓靜噪按鈕選擇靜噪傳輸?shù)哪芰?。通常，通過中斷從話筒發(fā)送給發(fā)送電路的其余部分的信號來提供這個(gè)功能。然而，從安慰噪聲功能的觀點(diǎn)出發(fā)，這個(gè)靜噪解決方案是成問題的，因?yàn)檫@些功能則僅從話筒接收完全的寂靜，這導(dǎo)致在接收機(jī)上生成的背景噪聲具有比收聽者所預(yù)期的更低的電平。
因而，希望提供一種靜噪功能，允許用戶有選擇地靜噪來自遠(yuǎn)程單元的傳輸，但這不影響系統(tǒng)在對話的寂靜時(shí)間期間準(zhǔn)確測定與再生背景噪聲的能力。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例克服了常規(guī)無線電通信系統(tǒng)的這些與其他缺點(diǎn)和限制。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，由遠(yuǎn)程終端用戶有選擇地啟動的靜噪功能可用于控制是提供話音編碼器的輸出給發(fā)送單元還是提供寂靜幀生成器的輸出給發(fā)送單元。以這種方式，用戶能靜噪傳輸，而對于靜噪期間安慰噪聲功能的信息收集特性沒有不利影響。相反地，寂靜幀生成器在用戶希望靜噪他或她的遠(yuǎn)程單元時(shí)生成可選擇的傳輸信息。同時(shí)，即使不發(fā)送話音信號，這些安慰噪聲功能仍繼續(xù)監(jiān)視由話筒拾取的背景噪聲。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例，在用戶希望靜噪他或她的遠(yuǎn)程單元的時(shí)間期間，安慰噪聲幀生成器生成安慰噪聲幀以便傳輸。以類似于上述的第一實(shí)施例的方式，這個(gè)實(shí)施例提供安慰噪聲生成器與話音編碼器之間的轉(zhuǎn)換，從而使安慰噪聲生成器在靜噪時(shí)間期間繼續(xù)接收信息，以便在遠(yuǎn)程站不被靜噪時(shí)在寂靜時(shí)間期間生成正確的安慰噪聲信息。
在結(jié)合附圖閱讀下面詳細(xì)描述的基礎(chǔ)上將更加容易理解本發(fā)明的前面與其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中

圖1是能在遠(yuǎn)程單元中采用的常規(guī)傳輸系統(tǒng)的方框圖；圖2是能在遠(yuǎn)程單元中采用以便在寂靜時(shí)間期間生成安慰噪聲的常規(guī)接收系統(tǒng)的方框圖；圖3是包括靜噪功能的圖1的常規(guī)傳輸系統(tǒng)的方框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例的包括靜噪功能的傳輸系統(tǒng)的方框圖；和圖5是根據(jù)本發(fā)明第二示例實(shí)施例的包括靜噪功能的傳輸系統(tǒng)的方框圖。
在下面描述中，為解釋而非限制目的，提出具體細(xì)節(jié)，諸如特定電路、電路元件、技術(shù)等，以便全面理解本發(fā)明。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯然本發(fā)明可以在脫離這些具體細(xì)節(jié)的其他實(shí)施例中進(jìn)行實(shí)施。在其他情況中，省略公知的方法、裝置與電路的具體描述，以便不利用不必要的細(xì)節(jié)模糊本發(fā)明的描述。
例如，考慮圖1所示的常規(guī)遠(yuǎn)程單元傳輸電路系統(tǒng)的方框圖概念化，其中話筒10拾取用戶的話音以及與用戶環(huán)境有關(guān)的背景噪聲，由話筒10拾取的模擬信號隨后由模數(shù)(A/D)變換器12變換為數(shù)字形式，將數(shù)字化的信號提供給話音編碼器14、安慰噪聲生成器15和話音活動性檢測器16。話音編碼器14從A/D變換器12中接收數(shù)字化的話音信號并合成語音信號以便利用例如稱為代碼本激勵線性預(yù)測(CELP)的技術(shù)提供合成的語音代碼輸出序列。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到存在其他類型的語音編碼技術(shù)，其中任何一項(xiàng)技術(shù)可與本發(fā)明結(jié)合使用。所輸出的合成語音代碼隨后傳送給發(fā)射機(jī)單元17，此單元17調(diào)制和要不然處理輸出語音代碼以便利用本領(lǐng)域眾知的技術(shù)進(jìn)行傳輸，當(dāng)轉(zhuǎn)換器18位于圖1中的實(shí)線所示的位置時(shí)。
話音活動性檢測器16監(jiān)視從A/D變換器12接收的數(shù)字化信號電平。如果例如在對話中的字或句子之間停頓期間電平低于某一預(yù)定門限，話音活動性檢測器16輸出表示寂靜周期已開始的信號，此信號用于將轉(zhuǎn)換器18變換為虛線所示的位置，以使安慰噪聲生成器15提供傳輸給發(fā)射機(jī)單元17的數(shù)據(jù)。安慰噪聲生成器15監(jiān)視從A/D變換器12接收的數(shù)字化信號中的背景噪聲。例如，位于相對窄的話音帶寬外面的信號能認(rèn)為是噪聲并在方框15中利用安慰噪聲功能進(jìn)行監(jiān)視。在方框15中生成安慰噪聲信息，表示在接收機(jī)上應(yīng)生成什么類型的背景噪聲來填充寂靜時(shí)間。發(fā)射機(jī)單元17發(fā)送安慰噪聲信息并隨后變?yōu)椴黄鹱饔?，直至收到另外的安慰噪聲信息，或直至在又檢測到話音活動性時(shí)話音編碼器14開始輸出合成的語音代碼給發(fā)射機(jī)單元17。
圖2表示用于處理由圖1的傳輸電路系統(tǒng)發(fā)送的信息的電平接收電路的相應(yīng)方框圖。雖然未在本文中具體描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到利用圖1所示的電路系統(tǒng)從遠(yuǎn)程單元中發(fā)送的信息將一般通過無線電通信系統(tǒng)(例如，與發(fā)送遠(yuǎn)程單元有關(guān)的基站，用于接收和發(fā)送信號給基站的固定網(wǎng)絡(luò)，以及與接收者的遠(yuǎn)程單元有關(guān)的另一基站)進(jìn)行中繼。然而，為簡化起見，圖2假定由圖1的電路系統(tǒng)發(fā)送的相同信息由遠(yuǎn)程單元的接收電路系統(tǒng)接收。其中，在接收方框20中利用本領(lǐng)域公知的還包括解調(diào)的技術(shù)處理接收信號。所處理的信號隨后傳送給安慰噪聲解碼器22、話音解碼器24和控制電路系統(tǒng)26。安慰噪聲解碼器22在寂靜時(shí)間期間接收由發(fā)送單元17發(fā)送的安慰噪聲信息并將此信息翻譯為數(shù)字安慰噪聲信號。話音解碼器24接收合成的語音代碼并將這些語音代碼翻譯為可再生的數(shù)字語音信號?？刂品娇?6監(jiān)視由方框20接收的信息并提供控制輸出信號給轉(zhuǎn)換器28，以便確定從系統(tǒng)中是輸出數(shù)字安慰噪聲信號還是輸出數(shù)字語音信號。例如，在話音活動性時(shí)間期間，話音解碼器24將接收合成的語音代碼并且控制電路26將轉(zhuǎn)換器28置于圖2中實(shí)線所示的位置，以使語音信號輸出給數(shù)模(D/A)變換器27、由揚(yáng)聲器29再生。另一方面，如果遇到寂靜周期時(shí)間，則通過將轉(zhuǎn)換器28置于圖2中虛線所示的位置將由安慰噪聲解碼器22生成的安慰噪聲信號轉(zhuǎn)換給D/A變換器27，這將導(dǎo)致安慰噪聲信號變換為在揚(yáng)聲器29上進(jìn)行再生的模擬信號。
然而，申請人已認(rèn)識到與圖1和2所示的常規(guī)電路系統(tǒng)類型有關(guān)的另一問題。具體地，希望為遠(yuǎn)程單元提供靜噪功能，以便靜噪來自此遠(yuǎn)程單元的話音信號的傳輸。例如，希望在移動電話機(jī)上提供靜噪按鈕，允許用戶有選擇地靜噪來自那個(gè)單元的話音傳輸。常規(guī)地，已如圖3所示提供此功能性。在圖3中，上面已結(jié)合圖1進(jìn)行描述的那些單元具有相同的標(biāo)號并在這不再進(jìn)行描述。然而，應(yīng)注意靜噪功能30控制有選擇地允許信息從話筒10傳送給A/D變換器12的轉(zhuǎn)換器32。例如，當(dāng)用戶按下他或她的遠(yuǎn)程單元上的靜噪按鈕時(shí)，靜噪功能30將啟動轉(zhuǎn)換器32為圖3中的實(shí)線所示的其打開位置。因而，當(dāng)電話機(jī)正操作在其靜噪模式中時(shí)，A/D變換器12將接收不到任何信息，并且話音活動性檢測器16將隨后表示寂靜時(shí)間正在開始，使方框15中的安慰噪聲功能輸出給發(fā)射機(jī)17。
然而，在打開轉(zhuǎn)換器32的時(shí)間期間，由于沒有背景噪聲信息從A/D變換器12中輸出，所以否則將連續(xù)監(jiān)視從話筒10中接收的背景噪聲的安慰噪聲功能將只接收完全的寂靜。由于安慰噪聲功能是逐步處理接收的背景噪聲以提供所發(fā)送的安慰噪聲信息中的連續(xù)性的自適應(yīng)功能，所以這些功能在靜噪遠(yuǎn)程單元的時(shí)間期間將逐步適應(yīng)從A/D變換器12中接收的零電平輸入。因而，在這種情況中，通過發(fā)射機(jī)17發(fā)送的安慰噪聲信息將導(dǎo)致在接收一側(cè)以比所經(jīng)歷的實(shí)際背景噪聲合適電平更低的電平生成安慰噪聲。當(dāng)用戶使靜噪功能30不起作用并且轉(zhuǎn)換器32再次閉合時(shí)，方框15中的自適應(yīng)安慰噪聲功能例如將花費(fèi)多達(dá)20秒的某一時(shí)間期間來精確地確定此時(shí)正準(zhǔn)確提供給方框15的實(shí)際背景噪聲并再次開始生成正確的安慰噪聲信息。
本發(fā)明的實(shí)施例通過甚至在調(diào)用靜噪模式時(shí)也保持連續(xù)信息流為安慰噪聲功能來避免上述問題。圖4表示本發(fā)明的第一示例實(shí)施例，其中給安慰噪聲生成器15提供有關(guān)在話筒10上接收的背景噪聲的連續(xù)信息。與圖3相同，圖4代表遠(yuǎn)程站或移動電話機(jī)中示例性傳輸分支。然而，與圖3不同，啟動靜噪功能不中斷信息流傳送給A/D變換器12。相反地，當(dāng)用戶操作靜止功能40(例如，通過按下靜噪按鈕)時(shí)，轉(zhuǎn)換器18移入圖4中的虛線所示的位置中。如能從圖4中所看到的，或由話音活動性檢測器16檢測的接收語音中的暫停或靜噪功能40的選擇將使OR門42生成使轉(zhuǎn)換器18移入虛線位置的信號。因此，對這個(gè)示例實(shí)施例，在圖4的示例實(shí)施例生成的傳輸?shù)慕邮諅?cè)上的用戶將不能識別由遠(yuǎn)程站用戶通過靜噪功能40所選擇的傳輸靜噪與語音中正常停頓之間的差別，例如，這在用戶不希望讓接收方知道話音正有選擇地不被傳輸時(shí)可能是所希望的。
本發(fā)明的另一實(shí)施例示意在圖5中。其中，已利用相同標(biāo)號提到上述功能方框，并且在此不再進(jìn)行描述。然而，在此示例實(shí)施例中，寂靜幀生成器50用于在用戶利用靜噪功能50選擇靜噪模式時(shí)提供寂靜幀給發(fā)射機(jī)單元17。例如，由GSM規(guī)范06.11所定義的那些寂靜幀生成在再生時(shí)導(dǎo)致沒有聲音從接收遠(yuǎn)程單元的揚(yáng)聲器29中生成的信息，其中GSM規(guī)范06.11引入在此作為參考。根據(jù)圖5的示例實(shí)施例，背景噪聲連續(xù)提供給安慰噪聲生成器15，以便在寂靜時(shí)間出現(xiàn)在正常對話期間并且靜噪功能52不被啟動時(shí)，安慰噪聲生成器將提供準(zhǔn)確的背景噪聲信息給由話音活動性檢測器16、控制單元54和多路復(fù)用器56控制的發(fā)射機(jī)17。因而，利用圖5的示例傳輸電路系統(tǒng)發(fā)送的信號的接收將能區(qū)別對話寂靜時(shí)間期間與遠(yuǎn)程站用戶已選擇靜噪傳輸?shù)臅r(shí)間期間，這是因?yàn)榍罢邔?dǎo)致背景噪聲在接收者的揚(yáng)聲器上再生，而后者將導(dǎo)致寂靜再生。
前面的實(shí)施例已結(jié)合具有在寂靜時(shí)間期間被關(guān)斷以節(jié)省能量的間歇發(fā)射機(jī)的遠(yuǎn)程單元傳輸電路系統(tǒng)進(jìn)行描述了，然而，某些系統(tǒng)不關(guān)斷發(fā)射機(jī)，而相反地連續(xù)發(fā)送，由于相同類型的安慰噪聲功能能出現(xiàn)在那些系統(tǒng)的傳輸電路系統(tǒng)中，同樣需要監(jiān)視背景噪聲，所以本發(fā)明同樣可應(yīng)用于那些系統(tǒng)。
上述實(shí)施例對本發(fā)明的所有方面是示意性的而不是限制性的。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員從文中所包含的描述導(dǎo)出的具體實(shí)施中可進(jìn)行許多變化。例如，由于上述的兩個(gè)實(shí)施例得到稍微不同的靜噪結(jié)果，即使用收聽者不能區(qū)分靜噪與寂靜的安慰噪聲幀，以及使用收聽者能區(qū)分這兩種情況的寂靜幀，所以可以希望組合這些實(shí)施例來提供兩種不同類型的靜噪。所有這樣的變化和修改都被認(rèn)為是在由下面權(quán)利要求書定義的本發(fā)明范圍與精神之內(nèi)的。
權(quán)利要求
1．一種遠(yuǎn)程站，包括話音輸入裝置，用于接收話音信號；編碼電路，用于編碼所述接收的話音信號以生成編碼的語音信號；生成器，用于生成選擇的信息信號；發(fā)射機(jī)，用于有選擇地發(fā)送所述編碼的語音信號和所述選擇信息信號之一；和靜噪輸入，可在靜噪模式與非靜噪模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其中所述發(fā)射機(jī)有選擇地發(fā)送信號，在所述靜噪輸入設(shè)置為所述靜噪模式時(shí)發(fā)送所述選擇信息信號，在所述靜噪輸入設(shè)置為所述非靜噪模式時(shí)發(fā)送所述編碼的語音信號。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的遠(yuǎn)程站，其中所述編碼電路是代碼激勵線性預(yù)測編碼器。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的遠(yuǎn)程站，其中所述編碼電路采用脈沖激勵長期預(yù)測來生成所述編碼的語音信號。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的遠(yuǎn)程站，其中所述輸入裝置是話筒。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的遠(yuǎn)程站，其中所述生成器生成安慰噪聲信息作為所述選擇信息信號。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的遠(yuǎn)程站，其中所述生成器生成寂靜幀作為所述選擇信息信號。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的遠(yuǎn)程站，還包括監(jiān)視所述接收的話音信號的活動性電平的話音活動性檢測器。
8．一種移動站，包括用于接收話音信號的裝置；用于將所述話音信號編碼到編碼的語音幀的裝置；用于生成背景幀的裝置；用于選擇靜噪模式的裝置；和用于在選擇所述靜噪模式時(shí)發(fā)送所述背景幀否則發(fā)送所述編碼語音幀的裝置。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的移動站，其中用于接收話音信號的所述裝置包括話筒。
10．根據(jù)權(quán)利要求8的移動站，其中用于編碼的所述裝置包括代碼激勵線性預(yù)測編碼器。
11．根據(jù)權(quán)利要求8的移動站，其中所述編碼電路采用脈沖激勵長期預(yù)測來生成所述編碼語音信號。
12．根據(jù)權(quán)利要求8的移動站，其中用于生成背景幀的所述裝置生成寂靜幀。
13．根據(jù)權(quán)利要求8的移動站，其中用于生成背景幀的所述裝置生成安慰噪聲幀。
14．根據(jù)權(quán)利要求8的移動站，其中用于選擇的所述裝置包括在所述移動站上的按鈕。
15．根據(jù)權(quán)利要求8的移動站，還包括用于檢測與所述接收的話音信號相關(guān)的話音活動性電平的裝置。
16．用于在無線電通信裝置的選擇靜噪期間發(fā)送背景噪聲的一種方法，包括以下步驟接收輸入話音信號；編碼所述輸入話音信號以生成編碼語音幀；確定是否已啟動靜噪功能；如果未啟動所述靜噪功能，發(fā)送所述編碼語音幀；和如果已啟動所述靜噪功能，發(fā)送信息幀而不是所述編碼語音幀。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述確定步驟與所述無線電通信裝置最近的話音活動性電平無關(guān)。
18．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述無線電通信裝置是移動站。
19．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述信息幀而不是所述編碼語音幀包括寂靜幀與安慰噪聲幀之一。
全文摘要
安慰噪聲功能監(jiān)視無線電通信系統(tǒng)中由話筒拾取的背景噪聲,這些功能在寂靜期間提供由遠(yuǎn)程單元發(fā)送的安慰噪聲信息,以便接收方的設(shè)備能輸出合適的背景噪聲,同時(shí)發(fā)送側(cè)能使發(fā)送電路不起作用以節(jié)省功率。通過連續(xù)提供信號給安慰噪聲功能來調(diào)節(jié)靜噪功能,以便連續(xù)監(jiān)視背景噪聲。當(dāng)啟動遠(yuǎn)程單元的靜噪模式時(shí),發(fā)射機(jī)接收安慰噪聲幀或寂靜幀而不是從話音(語音)編碼器中輸出的信息。
文檔編號H04B1/40GK1235712SQ9719926
公開日1999年11月17日 申請日期1997年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月28日
發(fā)明者H·F·斯文松, K·R·埃羅夫松 申請人:艾利森電話股份有限公司