专利名称：用于话音信号传输的方法和及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括一个第一站和至少一个第二站的系统，它用于在这些站之间传送话音信号，其中各站包括一个发送部分，它用于把一个给定长度时隙的话音信号转换成具有不同含义的多个比特码字组，和用于把这些比特转换成信道码比特，并且以一个比特块发送这些信道比特，各站还包括一个接收机，它含有一个用于接收和解调所发送的比特块而产生信道比特的接收部分，并且接收机含有一个信道解码器，它用于从在一个信道输出的信道比特中产生具有不同含义的码字组和用于至少一个误码输出端产生误码检测信号，至少一个站包括一个与该信道输出连接的误码掩蔽电路，该误码掩蔽电路含有一个用于一个先前比特块码字组的存储器，以响应误码检测信号产生修正的码字组；和用于从该修正的码字组中产生话音信号的一个话音解码器，以及用于接收以这种方式形成的比特块的接收机和话音信号传输的方法。
这种第一站是一个基站及第二站是移动站的系统相应于按照GSM在德国称之为D1网络和D2网络的全速率标准的数字欧洲移动无线通信系统，并且它例如在＂Frequenz＂杂志42(1988)，Vol 2/3，第85-93页中讨论。为发送具有足够质量的话音信号，例如要用具有每个样值8比特及8kHz取样频率的对数PCM编码，以及在有线(wire-bound)电话系统中能采用64 kb/s的速率是必要的。对于在数字无线电话网络中的传输，话音信号的有效比特率因频率经济的原因被限制在最大为13kb/s，以便用于传送足够质量的话音信号，信源编码方法被使用了。为此目的，话音信号用从上述文章知道的复杂方式进行处理，而得到话音信号的每个20ms时间段的多个码字，这些码字作为一个相关比特块被发送。一个比特块的码字具有不同的含义，并且这些码字中的错误在所要传送的话音信号上具有不同的影响，进而一个码字比特位置的错误是最根本的。
由于这一原因，在所要传送的话音信号中具有最大作用和出现在该码字中的比特被组合并且具有一个检测字以便较容易的在接收端获得一个质量特性，和更好地识别该比特块在信道编码之后是否仍是有错误，而在话音数据被传送时产生干扰噪音。另外，这些由检测字保护的码字比特与具有较少影响的另外的比特一起经过能进行一定纠错的信道编码。在该码字的最低有效比特位置的比特，其比特位置的差错在所传话音信号中不会产生严重的错误，但对于好的话音质量则是重要的，他们最终不进一步编码和不编码传送。在公知的移动无线电话系统中，只当借助于检测字检测到一个误码时，才对接收的比特块或由此获得的码字进行误码掩蔽测量，因为在这个假设的话音信号中那是一个重要的错误。万一有这种错误，先前比特块的该码字可以重复。这样产生的话音信号的一定的劣变现象在主观上比码字中最高有效比特位错误形成的话音信号其干扰要小。
已建立的由检测字保护的码字最高有效比特不总是适用的，因为特别在多错误场合，这些码字的最高有效比特可被打乱，而没有检测字检测误码，因为由相互错误抵消产生的误码。在另一方面，在该码字进一步的比特位置上的更大的错误，其码字很少保护或根本没有保护差错，其中的码字错误/误码不能在接收端被检测到，而仍然能在所传送的话音信号中显现更强的干扰噪声。
因此，本发明的一个目的是要提供一个在开头段落中定义的那种系统，在该系统中，所接收比特块的更小的错误也能被检测到，并且各种错误程度都能被处理，以便在产生的话音信号中仅产生最小可能的影响。
按照本发明，这一目的在本发明系统中被实现了，该系统中至少几个站的信道解码器被安排为在至少一个误码输出提供误码信号，它指示在所接收比特块中的错误程度，以及其误码掩蔽电路被安排为在存储器中仅存储前一比特块的几个码字，根据误码信号以不同方式去修正所接收比特块的至少几个码字。
本发明是基于这样的认识在所接收比特块中用信道解码比用只有检测字的已知系统可得到更多有关错误的信息。在另一方面，由于一个比特块的码字具有不同的含义，这样对产生的话音信号就有不同的影响，这些不同的码字按照本发明在不同的错误情况下也进行不同的修正。这样在所接收比特块有错误的情况下所传送话音信号的质量大大地改善了。
在上面定义的无线电话系统中，各站的发射部分被安排为从各时隙的话音信号中产生一个第一，一个第二，一个第三和一个第四码字组，以及这些码字组各包含几个比特，用于从在所有码字的预定比特位置上的比特一起形成至少一比特的一个检测字，并用于与该比特块的信道比特一起发送这个检测字，按照本发明的一个实施例该信道解码器信安排为在第一误码输出端提供一个检测字错码信号是有意义的，另外，在第二误码输出端提供一个误码值，以及其误码掩蔽电路包括用于用几个误码阈值比较该误码值的一个第一阈值比较器，至少与信道解码器的第一误码输出连接的一个错误指示电路，它用于根据至少一个检测字误码信号在第一误码输出端产生一个错误指示信号，一个连接到第一阈值比较器的分类电路，它用于根据超过的误码阈值和错误指示信号产生多个不同误码等级信号中的一个等级信号，以及包括由误码等级信号获得的一个码字控制器，以按照产生的误码等级信号，在由信号解码器提供的提供的至少几个码字组进行修正，特别是用从存储器的码字得到的码字组取代由信道解码器提供的几个码字组。该误码阈值使得用简单的方式能形成多个误码等级，并且用很少的误码等级就能修正各码字组。由于几个码字组能严重影响组合时隙中的话音信号，所以修正这些码字组在低误码率的情况下是有利的。在高误码率的情况下其它码字组也明显地被修正了。
在已知的无线电话系统中，对于从固定站发出的比特块的误码掩蔽测量是在移动站整体地完成的。相反，对于从移动站发出的比特块的误码掩蔽测量的执行不是在该固定站完成的，但是固定站完成信道解码和所收到的码字与由检测字指示检到一个误码的信号一起发送到一个中心站，在那里执行误码掩蔽测量并再生话音信号及送至有线电话网络。误码掩蔽测量被专门的执行是因为误码掩蔽测量被认为要与从所接收码字产生话音数据的这一装置形成一个整体，并且在固定站与中心站之间的连接仅具有有限的带宽。由于这一有限的带宽，所以它可能只发送有关接收比特块可靠性的少量信息信号，在原理上这些比特块是在信道解码期间被形成的，因此仅简单的掩蔽测量，即前一比特块码字的拷贝可以在经检测字检测到误码时被取出。在另一方面，在固定站与中心站之间的传送格式是固定的，除了特定控制信息外仅该码字和指示经该码字的误码检测的比特被传送。为了完成更大范围的误码掩蔽测量而不修改这种传输格式，按照本发明的系统，在其进一步的实施例中，第一站是一个固定站和第二站是一些移动站，固定站中的信道解码器也被安排为根据固定站的误码信号修正该信道解码器的码字。完成误码掩蔽测量与话音信号的再生是完全分开的，因此，扩展误码掩蔽测量能够完成，因为在固定站中能在信道解码器与一个误码掩蔽装置之间交换几乎是任意数量的信息信号。这种情况总是产生的码字已经在误码掩蔽装置中被处理，并且经过检测字指示误码检测的比特继续具有相应于无误码检测字的信号值。结果，在中心站无必要执行修改，但这个中心站不再完成误码掩蔽测量，因为它所收到的码字被标为无误码。在这种方法中，按本发明执行的扩展误码掩蔽测量与已知的无线电话系统是兼容的。
本发明进一步涉及一种用于这样系统的接收机，它用于接收由一给定持续期的时隙话音信号形成的各比特块，其中该话音信号被变换为包括多个比特和具有不同含义的多个码字组，以及这些码字组比特被转变为信道码的信道比特，其接收机包括一个接收部分，用于接收和解调被传送的比特块而产生信道比特，一个信道解码器，用于从一个信道输出的信道比特产生具有不同含义的码字和用于在连接于该信道输出的一个误码掩蔽电路的至少一个误码输出上产生指示误码指示信号，其误码掩蔽电路包括一个用于前一比特块码字组的存储器，以便根据误码指示信号产生修改的码字组，以及包括一个从所修改的码字组产生话音信号的话音解码器。这种按照本发明的接收机的特征是，信道解码器被安排为在至少一个误码输出产生在所接收指出比特块中错误内容的误码信号，和其误码掩蔽电路被安排为在存储器中仅存储一个前一比特块的几个码字，根据该误码信号，以不同方式至少修改该所接收比特块的几个码字。
在这种情况中，可以使用从信道码器得到更精确的关于错误程度的信息，以便各种掩蔽误码的测量能面向目的地进行。为修改这些码字组，按照本发明，也没有必要存储前一比特块的所有码字组，因为在特定误码或错误情况几个比特块也能由固定值所代替，这将在实施例中进一步解释。
在开头段落定义的无线电路系统中，各接收机包括信道解码器，它用于在信道输出产生一个第一，一个第二，一个第三和一个第四码字组，和在第一误码输出从各比特块产生检测字误码信号、代表滤波系数的第一码字组、代替幅度值的第二码字组、代表长期系数的第三码字组和代表对于所传话音信号再生的话音信号的各编码剩余信号的第四码字组，和从包含在比特块中的检测字获得的检测字误码信号，按照本发明的接收机实施例，对此它是特别有利的，其信道解码器被安排为附加地在第二误码输出提供一个误码值，以及其中的误码掩蔽电路包括一个第一阈值比较器，用于该误码值与几个信号误码阈值比较，一个至少与信道解码器第一误码输出连接的错误指示电路，用于根据至少一个检测字误码信号在第一误码输出端提供一个错误指示信号，一个与第一阈值比较器连接的分级电路，用于根据超过的误码阈值和错误指示信号从多个不同的误码等级信号中产生一个误码等级号，和包括一个由误码等级信号驱动的码字控制器，根据提供的误码等级信号去修改由信道解码器产生的至少最初的两个码字组，特别是取代从存储器码字中获得的一个码字组。由与各误码阈值比较的误码等级格式使码字组能容易地达到修改的目的成为可能。
按照本发明接收机的进一步的实施例，被定义在进一步的从属权利要求中。
本发明进一步涉及在第一站和至少一个第二站之间发送话音信号的一种方法，按照在开头段落定义的方法，其中一个给定时隙的话音信号被转变成几个具有不同含义的多比特码字，而这些比特被记录为信道码的信道比特及作为一个比特块被传送，来自各比特块该接收端信道解码获得该码字和一个质量特性，以及为产生修改码字的予定的误码掩蔽测量被起动和当由质量特性发现一个误码时，则发送的话音信号根据修改码字构成。
用这种方法误码掩蔽最佳测量可应用于在所接收比特块中的不同错误等级，以致在所发送的话音信号中对各错误仅产生很小的影响。因此，按照本发明方法的特征是，关于所接收比特块可靠性的信息信号，特别是误码特性，在信道解码期间作为一个质量特征被产生，以及根据这些信息信号，在信道解码期间获得码字的不同码字按误码掩蔽测量进行不同地修改。
按照本发明的方法是基于在信道解码期间更精确检测错误程度的可能性，和以面向目的方法对误码掩蔽执行不同的测量。
特别在在上面定义的已知的无线电话系统中，其中在所接收比特块中的一个第一码字组代表滤波系数，一个第二码字组代表幅度值，一个第三码字组代表长期系数和一个第四码字组代表用于发送话音信号再生的话音信号各编码剩余信号，和码字组的予定比特在发送端与一个检测字组合，该检测字在接收端被恢复，其优点是在信道解码期间，按照估计的比特误码率的一个误码值被形成并与各个误码阈值比较，根据超出的误码阈值和根据检测字检测出的至少一个误码的一个错误指示符的值，形成多个预定误码等级之一，和对于几个误码等级，至少最初的两个码字组被修改。该误码等级的构成使其能用一种简单的方式选择对修改的码字的测量。
在已知的无线电话系统中，该错误指示符只取决于由检测字检测的一个误码，或取决于作为没有话音信息的一个控制字的一个比特块识别。为了较好的调谐误码掩蔽测量，因此还要进一步地考虑误码特性。在本发明进一步的一个实施例中，误码掩蔽程度仅可能有少量的误码等级，因此其特征在于该误码指示符是一个二进制的值以及如果至少满足下列条件之一则被形成a)通过检测字检测到一个误码，b)在信道解码期间形成的度量值超出一个给定的度量值，c)该误码值超出一个予定的第一误码阈值，其中如果误码值在第二和第三误码阈值之间，或缺少二进制错误指示符，则形成第一误码等级，而且对于在第一码字组中的该第一误码等级，对于至少最初的两个滤波系数的指示与滤波器阈值进行比较，如果至少一个指示超出该滤波器阈值，则由前一存储比特块的第一码字组形成所修改的第一码字组，和在第二码字组中，各幅度值与从前一比特块幅度值获得的平均幅度值进行比较，在偏离这个平均幅度值达到在预定的修改码字组中的预定程度的情况，由这个平均幅度值来代替，和所修改的第三和第四码字组等于相应的被接收的码字组，其中如果在可利用的二进制错误指示符中误码值没超过第四误码阈值或者如果缺少二进制错误指示符，则在前一比特块中的二进制错误指示符可被利用，并且当前比特块中的误码值超过第五误码阈值，和这个第二误码等级的修改的第一和第二码字组相应于前一比特块存储的码字组，以及修改的第三和第四码字组等于相应接收的码字组，和其中如果可利用的二进制错误指示符的误码值超过第四误码阈值，而对于第三误码等级，修改的第一，第二和第三码字组是存储的前一比特块的码字组，和修改的第四码字组包括一个随机值。由于这一原因，有利的是修改的第四码字组包括所接收的码字组或随机值，但决没有前一比特块的第四码字组被用于这一目的，以便用于存储前一比特块码字的存储器能有较小的尺寸，这是因为第四码字组包括非常多比特。
在已知的无线电话系统中，不仅包括固定码形的码字的比特块，而且包括控制信息的比特块被发送，然而，后者比包括码字的比特块出现的要少的多。这就约束了发送扩展的控制信息的可能性和需要多个连续的比特块和相对多的时间。如果目前接连地大量控制信息要传送，例如当一个移动站与另一个固定站连接的时候，一个专用于已知系统的话音信息的完整比特块被用于控制信息，因此比特块不包括话音解码的话音信息或码字。由于这种情况相应于包括话音信号码字一个极端干扰地接收的比特块，该比特块不能用于产生所传送的话音信号，按照本发明第一个实施例的优点在于，对于作为没有话音信息的一个控制字所识别的比特块，该误码掩蔽测量是作为第三误码级被完成的。在这种方法中，仅包含控制信息的比特块几乎不影响所加的话音信号。
在传输通路错误的情况下，结果，就可能出现不只一个比特块，而是两个甚至更多的连续的比特块不能被使用或只在有限程度上再生话音信号。在那种情况下，特别是在干扰地接收较长序列的比特块时，最近没干扰接收的比特块的所有码字的立即重复可能导致再生话音信号的明显损坏。在该已知的无线电话系统中，一般当由在两个连续比特块中的检测字检测出一个误码时，第一个被修改的码字组是存储的前一比特块的第一码字组，和第二被修改的码字组包括由一个固定值产生存储的第二码字组的幅度值，以及所存储的第二码字组由所修改的第二码字组所代替。结果，衰落的话音信号被产生，它对用户干扰较小。按照本发明进一步的实施例，这种情况进一步的改进的特征在于，在一个比特块中，其第二误码等级被构成，第三和第四修改码字组是未改变的这一比特块的码字组，和在一个比特块中，其第三误码等级被构成，该第二修改码字组包括对于所有幅度值的一个平均值，该值是由所存的除最大和最小值以外的第二码字组的幅度值构成的，和该第三修改码字组是所存的前一比特块的第三码字组，以及第四修改码字组包括一个随机值。还是在这种情况下，要区别错误对所接收比特块有什么影响，如果错误不是太大则仍使用错误比特块中的信息部分，其次，当没有错误或有少数错误的比特块被收到时，则再生话音信号中较好的变换被获得。还是，在这种情况中，没有必要存储最近无干扰接收比特块的第四码字组。
在话音中断中，没有话音信号被传送，仅是背景噪声，发射机能量特别在移动站中被节省。由于这个原因，有意义的是消耗能量最多的发射机能几乎完全被关掉。但这对于接收端是易见的。在已知的无线电话系统中，一般在话音中断期间产生一个如话音信号的背景噪声，该噪声由参考背景噪声比特块的一个比特块的开头两个码字组构成。这样的一个背景噪声比特块在话音信号的结尾发送一次，以及如果有较长的话音中断则每半秒传送一次。在发送该背景噪声比特块期间，可能听见有错误，如太大的背景噪声或在再生话音信号中烦人的干扰噪声。因此，在已知的无线电话系统中，如果由检测字在接收的背景噪声比特块中检测到一个误码，则最近无干扰接收的在跟着一个话音信号的背景噪声中的最后比特块的前两个码字组就被用于这个话音信号。第三和第四码字组总是用于固定随机值。因此，这是很可能在传送一个背景噪声比特块期间，没有错误能由检测字检测出来。在这种情况下，背景噪声比特块能被再生约半秒，直到下一个背景噪声比特块被传送，其背景噪声从损坏的码字中产生并使人们感到烦人。按照本发明进一步的一个实施例，有意义的是要可靠地检测背景噪声比特块，其中误码值置于低于一个预定的第六误码阈值，所修改的第一码字组是所接收的第一码字组并且在所接收的第二码字组中的两个过高过低幅度值被略去，剩余幅度值的平均值用于在所修改第二码字组中的所有幅度值，其中对于高于第六误码阈值的误码值或出现二进制错误指示符的可靠地检测的背景噪声比特块，或对于不可靠识别的背景噪声比特块，在前一比特块中接收的第一或第二码字组被用作修改第一或第二码字组。由于该误码值要计算及这个幅值是在极端值之外，并且其平均值是确定的，所以实际中完成了在所有环境下产生无干扰背景噪声。
在前面定义的误码掩蔽测量中，一个误码值被用于表示在所接收比特块中估算的误码率。按照本发明的一个实施例，形成这样的误码值，其中信道解码的信道比特被再次信道编码，这些重编码比特的比特位置与所接收的比特的位置进行比较，并且具有不同比特值的比特位置被计数产生一个计数，和该误码值从该计数获得。特别地当比特的信道编码仅需要很少的电路和成本时，该误码值可以简单地用此方法构成。
本发明的实施例将参照附图进一步地说明，其中
图1给出了一个具有一个中心站的多个基站和多个移动站的图示，图2示出了一个移动站接收部分的基本结构，图3示出了一个固定站的接收部分的基本结构及其到该中心站的连接，图4示出了具有产生表示所接收比特块可靠性的进一步输出信号的信道解码器基本结构，图5示出了一个误码掩蔽电路的结构，和图6a到6f示出了说明在干扰地接收比特块情况下对码字误码掩蔽测量的图。
图1给出了一个GSM标准的无线电话系统各单元结构与协作关系的图示。多个移动站1至7，如安装在私人汽车的电话或由用户携带的便携式电话，经无线链路被连接到固定站12，14和16。固定站12，14和16由线路13，15和17接至一个中心站10，该中心站与有线电话网11建立起连接。移动站1至7和固定站12，14和16包括用于建立或如果需要的话改变一条无线连接的控制器，例如，当移动站2移动靠近到固定站14而且可利用的到固定站12的连接变得已经不适宜时。在这种情况下，移动站2的无线连接自动地转换至固定站14。此外，移动站1至7和中心站10包括使话音信号经受一个扩展话音编码方法而按照所谓GSM标准产生码字的装置，该标准如在上述＂Frequenz＂杂志42(1988)，Vol 2/3第85-93页中描述，而且该码字的一些比特位置的比特在移动站1至7和固定站12，14，16中利用一个检测字或利用冗余信道编码，以便在接收站能进行一定的误码掩蔽。由这些编码比特调制一个高频载波，使这些码字以比特块进行发送。由于本发明未涉及控制器及发送装置，所以在此将不进一步解释。
此外，各移动站和各固定站包括一个接收装置。图2用原理图的方式示出了一个移动站的接收装置。该接收装置包括一个通常也是发送天线的天线20，一个放大和解调高频信号的接收机电路22，并且被解调的信道比特在线路23上被发送。它们被送至信道解码器24，该解码器24借助于纠错测量从信道比特中恢复接收的比特块码字，并把它们加至输出端29。该信道解码器24例如包括一个维特比解码器，它在另一个输出端25产生一个量度值以表示该解码比特的可靠性，例如在＂Informationstechnik＂，B.G.Teubner，Stuttgart 1992，一书序列中，M.Bossert的＂Kanalcodierung＂一文，特别是8.5章所描述的那样。此外，当线路23上包含信道比特中的数据经检测字已检测到一个误码时，该信道解码器24就在一个输出端26上产生一个信号。最后，信道解码器24在一个输出端27上产生一个误码值，以表示在所接收比特块中的一个估算的误码率。产生这样一个误码值的可能性将在下面进行描述。
该信道解码器24的输出接至含有在移动站中的误码掩蔽及话音解码器的单元30，它们产生通过扬声器32产生声音的发送话音信号。产生话音信号的话音解码器结构由在发送端的话音信号编码方法决定，它也能从所述的出版物中得知。一个误码掩蔽装置的基本结构和要实现的误码掩蔽测量将在下文进行解释。
图3示出了一个固定站，如站12和与其连接的中心站10的完整的接收通路的略图。该接收通路也包括一个天线20和在固定站12中具有解调器的接收机22，该接收机放大并解调该高频信号和把他们用信道比特送至线路23。这些信道比特被加至信道解码器24，而这两个单元22和24实质上是按图2中的相应单元构成的。因此，在图3中一个误码掩蔽电路34被连接到该信道解码器24，即到它的输出端25，26，27和29，这个电路也包括在该固定站中。这个误码掩蔽电路34完成对由信道解码器24产生的码字的所有误码掩蔽测量，并且只产生能直接加至话音解码器并处理的码字。这些被修改的码字经表示所谓的Abis接口的线路13加到中心站10中的话音解码器36。经过该Abis接口13，含有指示一个所传码字组是否是一个无误码信号的附加控制信号也以公知的时分多路复用方式被传输。因此只要可能码字的修改就在固定站误码掩蔽电路34中被全部完成，这个误码信号点是具有逻辑＂0＂值，以便在中心站10的话音解码器36中误码掩蔽测量无需再执行，而在目前所使用的该装置中是需要的。然后在话音解码器36中无需修改，只是误码掩蔽的选择通常已不使用。
被解码的话音信号加至中心站10中的一个控制器38，它把这些话音信号传送给有线电话网络11。
图2和图3中的信道解码器24的结构被更详细地示在图4中。该信道解码器的基本部分，例如是一个维特比解码器60，它接收在线路23上的信道比特作为软判决信息，即作为可靠性信息，并把解码的码字加在线路61上。线路23上的一部分信道比特不是信道编码的，因此无变化地从解码器60通也另外，该解码器60把一个量度值加在线路25上，该值表示在线路61上解码的信道比特的可靠性程度。
发送端一个比特块的一部分比特具有一个检测字，它具有三比特并且是从多个比特位置比特值的水平的和中得到的。在测试单元72中，对于在线路61上的解码比特又形成了这个水平和，并与检测字的下三个比特进行比较。如果不相关，则在线路26上产生误码信号。
在线路23的信道比特流中，该码字比特不是以正确的顺序，而是为了最高可实现误码保护而被扰频。在随后的误码掩蔽装置和特别是在话音解码器中，码字是一致地需要的，因而在那里具有一个存储单元70，它再次以正确的顺序携带这些码字的比特，并连续地在线路29上加上完整的码字。
最后，在线路61上的被解码比特也加至一个信道编码器62，其结构象发送端的信道编码器的结构，基本上只包括几个延迟单元和几个组合单元。用这种方法，如果所有的传输误码都可以被纠正或如果是无误码传输，则相同的比特序列就出现在信道解码器62的输出端63上，如在线路23上那样，而不管由信道解码器60和信道编码器62引起的纯延时。线路23上的信道比特在延迟级65延迟这个时间周期，并把这两个信号序列加至一个比较器64。在比较器64两个输入端出现的不匹配比特值的所有比特位置都由计数器66计数，并在一个比特块的结尾，一个误码值在一级68中通过标准化具有固定标准值的计数从所接收的计数器66的计数中获得，其误码值被加在线路27上。信道解码器24的输出被接至一个误码掩蔽装置，该装置与图2中的话音解码器一起构成一个单元30，但在图3中代表一个单独的单元34。该构成将进一步在图5中进行解释。
在图5中的线路25上的测量值加到阈值比较器，这个测量值与经过线路49接收的阈值THM比较。这个阈值THM例如位于离开最佳测量值的所有可能的测量值的总范围的4/5或80％。阈值比较器46的输出通到或门44的输入，该或门44在输出线45提供具有二进制值的二进制故障指示。
用于经过测试字产生的差错信号的线26通到或门44的第二输入，其第三输入接到线54，当接收块只包含控制信息而无话音信息时，线54传递信号。或门44的第四输入接到阈值比较器48的一个输出，阈值比较器48将在线27上传送的差错值与通过输入47接收的许多差错阈值比较。如果线27上的差错值EV超过第一差错阈值Th1，阈值比较器48提供一个信号到或门44。Th1例如在1000。然后假定差错值EV由下式从信道比特的百分比PE得到EV=PE100×4096]]>该信道比特百分比作为对于一个比特块的比特总线的差别被检测，以致仅仅整数差错值EV被处理。
或门的输出线45传递二进制故障指示，在下面标明BFI，输出线45通到缓冲存储器59，它存有每个先前比特块BFI值，输出线45还接到等级电路42，该等级电路42形成所接收比特块的各个误码等级并经过41将适当的信号加到码字控制器50。在线29上接收的码字按照误码等级在码字控制器中进行处理并在输出51作为变型的码字提供。等级电路42还经过线43接收信号，即阈值比较器48的输出信号，并且从缓冲存储器59接收先前比特块的二进制错误指示，从线54接收信号和还从线55及57接收信号。在线55上的信号是三进制的并且表示接收的比特块确实是、很可能是或者根本不是背景噪声比特帧。在线57上有一个时钟信号，它在每第24比特块传送一个脉冲。
误码信号的格式的确定取决于表中所指出的条件。
误码阈值的例子为Th2＝700，Th3＝1000，Th4＝1500和Th5＝670。
表<
如果二进制错误指示不可用，或者如果BFI为＂0＂值，如果误码等级在第二和第三误码阈值Th2与Th3之间，而这个第三差误码值例如等于先前提到的误码阈值Th1，则第一误码等级已形成，在此上经过阈值比较器48和或门44产生二进制故障指示。但是，如果二进制错误指示可用，即BFI＝1，则如果误码值EV在误码阈值Th4以下就形成第二误码等级，因为在这种情况下接收的比特块的部分仍可使用，而如果该差错值超过这第四误码阈值Th4或等于它，则形成第三误码等级。在所有这些情况下，假定在先前比特块中没有二进制错误指示符，即(BFI)＝0，在此情况(BFI)表示在先前比特块中的二进制错误指示符，该二进制错误指示符存储在图5中的缓冲存储器中。相反地，如果先前比特块包括二进制错误指示符，但当前比特块不包含，则进行检测该误码值是否在第五误码Th5之下。只在接收的比特块的码字未变更的进行处理的情况下，否则形成第二误码等级。但是，如果两个连续的比特块包含二进制错误指示符，则起始步进衰落电路，在误码等级标明为＂M＂。最后，如果在线54上信号可用，该信号将接收的比特块表征为无话音信息的控制信息，在这情况BFI＝1，第三误码等级被形成，因为从这样的比特块没有部分可明显地用于产生话音信号。
如果没有形成误码等级，图5中的码字控制器50经过线29提供的该码字无变化地传送到输出51。对各个等级进行的误码掩蔽测量在下面参照图6a于6f说明。在这些图中，在上角的方框代表接收的码字组，第一码字组CW1代表LPC滤波器系数，第二码字组CW2代表幅度值，第三码字组由子组CW3a和CW3b构成的，代表长期系数，而第四码字组也由两个子组CW4a和CW4b构成的，代表在发送端的话音信号的编码的剩余信号。在下角的方框代表存储在图5的存储器52中的先前比特块码字组或位于更后的比特块的码字组，只在这个比特块的误码值小于第七误码阈值Th7即EV＜Th7的时候在存储器52中写入在线29上到达的比特块的码字。典型值是Th7＝750。但是这个存储器具存有前三个码字组，较早的比特块的第四码字组不需要用于误码掩蔽测量，这从下面的叙述中将会清楚。图6a至6f中的右边的方框代表在输出51上提供的变型的码字组。
第一误码等级，图6a。
从接收的码字中只有码字组CW3a，b和CW4a，b是完全未变地传送，而在方框80中的前两个码字组CW1和CW2首先被检测和根据该检测被传送，如果在第一码字组中出现具有值约为+1.0或-1.0的解码的系数(反射系数)，则可能在输出信号中是无控制的振荡。因此，阈值Thr被用于这些系数的绝对值。Thr例如为0.96。
在第二码字组CW2中，其中所含的幅度值与一个平均值比较，该平均值是由从存储器52来的先前比特块的第二码字组的幅度值构成的。每个新的幅度值偏离这个平均幅度值太多，即与这个平均幅度值的差别≥Dmax(典型的值例如Dmax＝16)，就以这个平均幅度值代替。如果偏差较小，则从新比特块的第一码字组来的特定幅度值直接传送。
第二误码等级，图6b。
这里不再作出任何决定，但是使用从存储器52来的先前比特块的第一和第二码字组，而当前比特块的第三和第四码字组无改变地接收并在输出51上提供。
第三误码等级，图6c。
在这种情况下，根本没有使用最近接的比特块的码字部分，但是从存储器52接收第一、第二和第三码字组，而且从随机值发生器82来的随机值被作为第四码字组接收。随机值发生器82也可包括一个存储器，该存储器含有有限数量的随机值，并由此周期地接收这些随机值。
衰落电路，图6d和6e。
如果到达两个或几个连续的比特块，这些比特块的第一比特块包含二进制错误指示符，则实现了步进衰落。为此目的，首先检测每个比特块，确定第二或第三误码等级是否形成这个比特块。在第二误码等级中，衰落电路的工作情况示于图6d中。它很大程度上相应于图6b，即从当前接的比特块接收第三和第四码字组，而第一码字组从存储器52中接收。另一方面，在第二码字组的情况下，从单元84中的所有幅度值减去值4，这些结果不仅作为在输出51上提供的第二码字组，而且也回写入存储器52。很明显以这个方法，在相当长的比特块序列的情况下，其中二进制错误指示符BFI＝1，最后该幅度到达0值。在衰落的情况下，不断地检测所有的幅度值是否为0值，如果它们是0值，只有固定地存储的空闲帧的码字经过输出51提供。
对于在第三误码等级被形成用于重复地干扰接收的比特块的情况，按照图6e执行误码掩蔽测量。则再也不使用最近接收的比特块的码字，但是从该存储器接收第一和第三码字组，第四码字组由从随机值发生器82来的随机值代替，而对于第二码字组，从所有的幅度值中减去值4。以这种方法得到的减小的幅度值不直接使用，但是在方框86中，最大的和最小的减少的幅度值被压缩，并且从剩余的幅度值中形成平均值，这个平均值用作第二码字的所有的幅度值。此外，具有所有减小的幅度值的第二码字组再次写入存储器52中。这样，例如在下一个接收的比特块中只找到第二差错等级时，所有减小的幅度值都是可用的。甚至在具有按照图6e的误码掩蔽测量的衰落的情况下，当幅度值都已到达值0时，经过输出5提供所谓的空闲帧。
正如前面所说明的，在话音中断的情况下不传送实际的话音信息，在话音信号的末尾或者更准确地讲，如果四个时隙没有检测到话音信号，则发送背景噪声比特块，然后发射机切断约半秒。如果话音中断更长时间，则每半秒重复传送背景噪声比特块。在接收端，对于约半秒的相关时隙从每个背景噪声比特块产生背景噪声，该噪声非常类似于实际的背景噪声并且给收听者表明仍然接通，但是另一方目前不讲话。这个背景噪声是形成到先前话音信号的舒适的转换，因此相应于具有特定频谱的噪声。为此，第三和第四码字组无需在背景噪声比特块中传送，但是第三码字由固定的预定值替代，而第四码字组再由随机值组成。这情况示于图6f，其中第四码字组的随机值再由随机值发生器82产生，而第三码字组的固定值是由合适的信源88产生。从包含在接收的背景噪声比特块中的前两个码字组中，第一码字组无改变地被使用，而从第二码字组中，幅度值在方框89中进行处理，该方框类似于图6e中的方框86，在衰落期间对于第三误码等级工作。然后最大的和最小的幅度值被压缩或者置零，并且从剩余的幅度值中形成平均值。这个平均值减去第二码字组的幅度值并且经过输出51传送，再转送到存储器52。检端值压缩之后的平均形式可靠地避免了由于接收的背景噪声比特块中小的非建立的差错而产生背景噪声太大或太小。
此外，背景噪声比特块还检测二进制错误，更具体地讲，二进制故障指示BFI以前面叙述的方法形成和误码值与第六误码阈值Th6比较，第六误码阈值Th6位于靠近第二误码值Th2，第一差错类别由此形成的。另外，该信号表示接收的比特块已被识别为背景噪声比特块，是具有三个任选值的三元指示可靠地识别的背景噪声比特块，检测为可能的背景噪声比特块的比特块和识别为非背景噪声比特块的比特块。如果在可靠地检测的背景噪声比特块中误码值超过所述的误码阈值，或者如果存在二进制错误指示符，或不象图6f那样，背景噪声比特块被识别仅仅是可能的背景噪声比特块，则前两个码字不用于形成最近接收的比特块，但是存储在存储器52中的前两个比特块被接收并且与从方框82及88接板的值一起在输出51上提供。这样做的话，存储器52的内容不变化。
正如前面所看到的，在相当长的话音中断中，背景噪声比特块与时钟信号一起约每半秒被发送，该时钟信号在每第24比特块中的特定位置进行编码。结果，第二背景噪声比特块也可紧接着第一背景噪声比特块后被发送，取决于和时钟信号相关的话音信号是否已停止。
应该考虑，在传输时背景噪声比特块也可受到很强的干扰，以致在接收机中不能再被识别。另一方面，如前所讨论的，由于重复的背景噪声比特块仅仅每第24比特块才与时钟信号一起传送，在包含时钟信号的比特块中的背景噪声比特块之后，等待在25比特块周期之后被检测的另一个背景噪声比特块。如未检测到另一个背景噪声比特块，但是如果只接到包含二进制错误指示符BFI＝1的比特块，也开始衰落。这是以类似于图6所示的方法对第一和第二码字组起作用的，而方框82及88的值进一步用于第三和第四码字组。最后，如果利用这个衰落，所有的幅度值都等于零，则输出51转换到前述的空闲帧。
另一方面，如果在重复传送的背景噪声比特帧之后，收到不能被识别为背景噪声比特块的比特帧，但是其中二进制错误指示符BFI＝0，则它一定是包含实际话音数据的比特块，而且在这种情况下话音解码立即转换回来。
因此在所有接收的情况下，产生的块包含清楚的码字，其中进一步的误码掩蔽任选不再可能了，因为这已经在图5的码字控制器50中进行了。各个误码掩蔽操作从类别电路42经过线41控制的，而且甚至在最后叙述的背景噪声比特块的情况下，因为等级电路42经过经55接收消息，不论它确实是或可能是背景噪声比特块，和经过线57接收在每第24比特块中出现的时钟信号。因此在输出51提供的码字可由话音解码器直接处理。但是，图5所示的误码掩蔽电路34假定是包括在固定站中，如前面所看到的，其中话音解码器包括在图1或3中的中央站10。传输到这个中央站的码字经过已经叙述的Abis接口起作用，在可用的站中，不论传送的码字是经过图5的线58传送的背景噪声码字还是在线57上的时钟信号，识别都是预期的，该时钟信号在已知站中也是预期的。此外，在话音解码器中信号是预期的，该信号表明传送的码字是否是无差错的，因为至今可用的站中，误码掩蔽是在话音解码器中实现的。在这个情况下可看到，只传送无误码的码字，连续的值＂0＂值在线56上传送以信号通知话音解码器在中央站中只传送无误码的码字。因此，在中央站中话音解码器无需更改，以便能与图5所示的误码掩蔽电路合作。
权利要求
1.包括一个第一站和至少一个第二站的一种系统，用于在站(1至7，12，14，16)之间传送话音信号，其中每个站包括一个发送部分，用于将给定长度时隙的话音信号转换为具有不同含义的多个比特码字组，和用于转换该比特为信道码的信道比特，和作为比特块传送该信道比特，而且还包括一个接收器，它包括一个接收部分(22)，用于接收和解调传送的比特块以产生信道比特，该接机包括一个信道解码器(24)，用于从信道输出(29)的信道比特中产生具有不同含义的码字组，和用于在至少一个差错输出(25至27)中产生差错检测信号，至少一个站包括接到信道输出(29)的一个误码掩蔽电路(30，34)，误码掩蔽电路包括一个存储器(52)，用于先前比特块的码字组，以响应误码检测信号产生改变的码字组，和一个话音解码器(30，36)，用于从改变的码字组中产生话音信号，其特征在于该系统的至少几个站的信道解码器(24)被安排用于在至少一个误码输出(25，27)上提供误码信号，该误码信号指示在接收比特块中误码的程度，和在于误码掩蔽电路(30，34)安排用于在存储器(52)中只存储先前比特块的几个码字，和取决于误码信号以不同的方法改变接收的比特块的至少几个码字。
2.根据权利要求1的系统，其中在每个站中发送部分安排用于从每个时隙的话音信号中产生第一、第二、第三和第四码字组，每个码字组包含几个比特，用于从所有码字的预定比特位置的比特一起形成至少一比特的测试字，和用于发送这个检测字与该比特块的信道比特，其特征在于，信道解码器(24)安排用于在第一误码输出(26)上提供一个测试字误码信号，另外，在第二误码输出上提供一个误码值；和误码掩蔽电路(30，34)包括一个第一阈值比较器(48)，用于比较误码值与几个误码阈值，一个错误指示器(44)，至少接到信道解码器(24)的第一输出(26)，用于根据至少该检测字误码信号在第一误码输出(26)上产生错误指示信号，连接到第一阈值比较器(48)的一个等级电路(42)，用于根据超过的误码阈值产生许多不同误码等级信号之一和该错误指示信号，和包括由误码等级信号驱动的一个码字控制器(50)，根据产生的误码等级信号改变由信道解码器(24)提供的至少几个码字组，更具体地讲，以从存储器(52)的码字得到的码字组替代由信道解码器(52)提供的几个码字组。
3.根据权利要求2的系统，其中第一站是一个固定站，而第二站是移动站，其特征还在于在固定站(12，14，16)中，信道解码器(24)安排用于至少产生该误码信号，和误码掩蔽电路(34)提供用于根据在固定站中的误码信号改变信道解码器(24)的码字。
4.一种接收比特块的接收机，每个比特块由给定时长的时隙的话音信号构成的，其中话音信号被转换为由比特组成并且具有不同含义的多个码字组，和这些码字组的比特被转换为信道码的信道比特，该接收机包括一个接收部分(22)，用于接收和解调传送的比特块以产生信道比特，一个信道解码器(24)，用于从信道输出(29)的信道比特产生具有不同含义的码字和用于在接到信道输出(29)的误码掩蔽电路(30，34)的至少一个误码输出(25至27)产生误码指示信号，该误码掩蔽电路包括用于先前比特块的码字组的一个存储器(52)，以便根据差错指示信号产生改变的码字组，和包括一个话音解码器(30，36)，用于从改变的码字组产生话音信号，其特征在于该信道解码器(24)安排用于在至少一个差错输出(25，27)产生差错信号，该差错信号指示接收的比特块中的错误的程度；和该误码掩蔽电路(30，34)安排用于在该存储器(52)中只存储先前比特块的几个码字，并且根据该误码信号以不同的方法改变至少接收的比特块的至少几个码字。
5.根据权利要求4的接收器，其中该信道解码器(24)用于从每个比特块在该信道输出(29)产生第一、第二、第三和第四码字组和在第一差错输出(26)产生一个检测码字信号，该第一码字组表示滤波系数，该第二码字组表示幅度值，该第三码字组表示长期系数和第四码字组表示用于重建传送的话音信号的话音信号的各个编码的剩余信号，而检测码字信号是从该比特块中的检测字得到的，其特征在于该信道解码器(24)安排用于在第二差错输出上另外加上一个误码值，和该误码掩蔽电路(30，34)包括一个第一阀值比较器(48)，用于将该误码值与几个误码阈值比较，一个错误指示器(44)，至少连接到该信道解码器(24)的第一误码输出并且用于至少根据该检测字差错信号将错误指示信号加在第一误码输出(26)，一个等级电路(42)，连接到该第一阈值比较器(48)，用于根据超过的误码阈值和错误指示信号从许多不同的差错类别信号中产生一个差错等级信号，而且包括由该差错等级信号驱动的一个码字控制器(50)，它根据所加的误码等级信号由该信道解码器(24)特别是通过替换从该存储器(52)的码字得到一个码字组产生至少前两个码字组。
6.根据权利要求5的接收机，其特征在于该信道解码器(24)进一步安排用于在第三差错输出(25)产生一个二进制错误信号来指示在接收的比特块中二进制错误的可能程度；该误码掩蔽电路(30，34)包括一个第二阈值比较器(46)，它将该二进制错误信号与一个二进制错误阈值比较；和该二进制错误指示器(44)包括一个组合电路，通过逻辑地组合第二阈值比较器(46)的输出信号、指定给第一阈值检测器(48)的给定误码阈值的一个输出信号和检测字误码信号产生该二进制错误指示信号。
7.根据权利要求5或6的接收机，其特征在于为了产生该误码信号，该信道解码器(24)包括一个编码电路(62)，用于从解码的信道比特产生信道编码的辅助信号；一个比较器(64)，用于将该辅助信号与接收部分(22)的相应的信道比特比较和用于在无相应的情况下产生误码信号；一个计数该误码信号的计数器(66)和接到该计数器(66)的一个评价电路(68)，用于在第二误码输出(27)产生一个误码信号。
8.在一个第一站和至少一个第二站之间传送话音信号的方法，其中给定时隙的话音信号被转换为具有不同含义的几个多比特码字，而这些比特被记录在信道码的信道比特中并且作为比特块传送，从该比特块该接收端信道解确得到码字和质量特性，和用于产生改变的码字的预规定的误码掩蔽测量被触发以及当经过质量特性发现误码时至少从改变的码字构成传送的话音信号，其特征在于在信道解码期间有关接收的比特块的可靠性的信息信号特别是其误码特性作为质量特性被产生；和根据这些信息信号，在信道解码期间得到的码字的不同码字作为误码掩蔽测量进行不同的改变。
9.根据权利要求8的方法，其中接收的比特块中的第一码组表示滤波系数，第二码字组表示幅度值，第三码字组表示长期系数表第四码字组表示用于重建传送话音信号的话音信号的各个编码的剩余信号，和码字组的预定比特在发送端与一个检测字组合，该检测字在接收端恢复，其特征在于在信道解码期间，根据估计的误码率形成一个误码值并且与各个误码阈值比较；和根据超过的误码阈值和根据至少取决于经过检测字检测的误码的错误指示值，形成许多预定的误码等级的一个等级，并且至少对几个误码等级该前两个码字组被改变。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于该错误指示符是一个二进制值和在至少满足下列条件之一时形成a)经过该检测字检测到误码，b)在信道解码期间形成的测量值超过一个给定的测量阈值，c)误码值超过一个预定的第一差误码值；如果该误码值在第二和第三误码阈值之间、如果没有该二进制错误指示符和对于第一码字组中这个第一误码等级至少前两个滤波系数的指示与滤波阈值比较以及如果至少一个指示超过这个滤波系数，则形成第一误码等级，而在改变的码字组中偏移这个平均幅度值达到一个预定的程度的情况下就以这个平均的幅度值代替，和改变的第三及第四码字组等于相应的接收的码字组；如果可用的二进制错误指示符中的误码值不超过第四误码阈值；或者如果没有二进制错误指示符，则形成第二误码等级，该二进制错误指示符在先前的比特块中是可用的，而当前比特块中的误码值超过第五误码阈值，对于这第二误码等级，改变的第一和第二码字组是先前比特块的相应存储的码字组，改变的第三和第四码字组等于相应的接收的码字组；和如果可用的二进制错误指示符的误码值超过第四误码阈值，则形成第三误码等级，对于这个第三误码等级，改变的第一、第二和第三码字组是先前比特块的存储的码字组，而改变的第四码字组由随机值组成。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于对于被识别为控制字而无话音信息的比特块，误码掩蔽测量是按照第三误码等级进行的。
12.根据权利要求9或10之一的方法，其中经过在两个连续的比特块中的检测字检测到差错时，改变的第一码字组是先前比特块的存储的第一码字组，而改变的第二码字组包含被减少一个固定值的存储的第二码字组的幅度值，和该存储的第二码字组以改变的第二码字组代替，其特征在于在找到第二误码等级的一个比特块中，改变的第三和第四码字组是由这个比特块的未改变的码字组；和在找到第三误码等级一个比特块中，改变的第二码字组包含所有幅度值的平均值，该平均值是从除了最小的和最大的幅度值之外的存储的第二码字组的幅度值中形成的，而改变的第三码字组是先前比特块的存储的第三码字组，以及改变的第四码字组由随机值组成。
13.根据权利要求10至12之一的方法，其中在话音中断期间背景噪声话音信号被产生，该背景噪声是从一个比特块的前两个码字组中形成的，该比特块以背景噪声比特块为特征，其特征在于为了可靠的检测误码值低于预定的第六误码阈值的背景噪声比特块，改变的第一码字组是接收的第一码字组，和在接收的第二码字组中，两个极端的幅度值已被去掉，而剩余的幅度值的平均值用于改变的第二码字组中的所有的幅度值；和对于差错值高于第六误码阈值或者存在二进制错误指示符的可靠地检测的背景噪声比特块，或者对于非可靠地检测的背景噪声比特块，在先前比特块中接收的第一或第二码字组被用作改变的第一和第二码字组。
14.根据权利要求9至13之一的方法，其特征在于形成了误码值，该信道解码的信道比特再进行信道编码，和记录的比特与接收的比特比较而不管比特的位置，具有不同比特值的比特位置被计数以产生一个计数并且从该计数中得到该误码值。
15.根据前面的权利要求之一的方法，其特征在于对于从移动站发送的比特块，误码掩蔽测量是在固定站中整体地实现的，并且仅仅作为无误码码字被产生。
全文摘要
按GSM标准在欧洲移动无线电话系统中经过无线电传送话音数据时，在移动站和固定站中信道解码器靠近接收机，得到表征接收数据的可靠性的更多的信号，根据这些附加的数据，在接收的码字中进行扩大的不同误码掩蔽测量。这在移动站和固定站两者进行。固定站只将已改变的无误码码字加到中心站，但是仅仅不利用可用的简单的误码掩蔽可能性。这显著改进有干扰传输中的话音质量，特别在基站和中央站之间传输无干扰。
文档编号H04L1/00GK1118561SQ9411282
公开日1996年3月13日 申请日期1994年10月14日 优先权日1993年10月16日
发明者D·洛伦兹, K·赫尔韦格 申请人:菲利浦电子有限公司