用于级联声编码的检测和旁路的方法和装置的制作方法

专利名称：用于级联声编码的检测和旁路的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术。具体而言，本发明涉及一种检测和避免串联声码器连接的新颖改进方法。
背景技术：
在数字通信系统中，发射机可以采用语音信息编码效率高的声编码系统。一种高效编码的方法是采用可变数据率编码来降低暂停或其它无语音活动情况下传送的数据量，从而减少该发射机对目标接收机以外其它接收机的干扰。在接收机一端，采用声编码系统来重建语音信息。除了语音信息以外，还可以向接收机单独发送非语音信息或者混合发送语音与非语音信息。
在共同待批的美国专利No.5,414,796中描述了适于在该环境下使用的声码器，该专利题为“可变速率声码器”，授权于1995年5月9日并转让给了本发明的受让人。该声码器根据20毫秒帧期间的语音活动，将语音信息的数据样本转换为四种速率不同的编码数据，速率例如为8000比特/秒(bps)左右、4000比特/秒(bps)左右、2000比特/秒(bps)左右和1000比特/秒(bps)左右。每帧声码器数据用附加位格式化为9600bps、4800bps、2400bps和1200bps的数据帧。对应9600bps帧的最高速率数据帧被称为“全速”帧；4800bps的数据帧被称为“半速”帧；2400bps的数据帧被称为“四分之一速”帧；而1200bps的数据帧被称为“八分之一速”帧。
在共同待批的美国专利申请No.07/822,164中描述了声码器数据格式化为数据帧的其它细节，该专利申请的名称为“用于发送数据格式化的方法和装置”，提交于1992年1月16日并转让给了本发明的受让人。正如在美国专利No.5,103,459中所描述的那样，数据帧可以被进一步处理、扩展谱调制和发送，该专利申请的名称为“CDMA蜂窝式电话系统中波形发生的系统和方法”，提交于1992年1月16日并转让给了本发明的受让人。
当耦合于未采用高效声编码的系统(例如标准的陆基系统)时，采用上述专利和专利申请所述的高效声码器的系统提供了高质量的使用效果。但是当声编码系统与另一诸如级联(背对背)声码器之类的声编码系统耦合时，与单个声码器系统的情况相比，声音质量有所降低。本发明的目标是通过检测和消除这种情况来避免级联声编码的不利之处。

发明内容
本发明是一种避免级联声编码操作的方法。典型的声码器包括编码器和解码器部分。编码器部分接收以脉码调制(PCM)格式编码的语音数据并提供打包的数据。解码器部分接收打包的数据并产生PCM输出。PCM信号为代表模拟电压值的多比特信号，该电压值对应于语音信号。打包的声码器数据格式是一种高效率编码语音信息的方法，与采用PCM格式表示语音信号所需的比特数相比，利用打包格式可以采用较少的数据比特来表示同一语音信号。
在典型的无线电话连接中，第一用户的语音在移动单元内由远地声码器编码以产生打包的声码器数据。打包的声码器数据经无线连接传送。在基站处，本地声码器将打包数据转换为在公共交换电话网(PSTN)上采用的PCM格式。PSTN将PCM信号传送至第二终端用户。如果互联的两个终端用户带有同一类型的声码器，则若避免级联声编码并且使打包数据直接通过PSTN而避免转换为PCM格式时将获得更佳的最终语音输出效果。本发明是一种检测级联声码器级联连接并避免转换为PCM和再转换为打包数据的方法。
在较佳实施例中，第一远地声码器接收模拟语音并生成在无线链路上发送的经过打包的声码器数据。第一本地声码器从无线链路上接收经过打包的声码器数据。第一本地声码器将打包的数据转换为多比特的PCM输出。第一本地声码器还将检测码加入PCM输出中的一个最低有效位(LSB)上。第一本地声码器将PCM信号传递至PSTN。第一本地声码器还经PSTN接收PCM输入。第一本地声码器始终监视PCM输入的最低有效位的用于指示第二本地声码器已连接于接收端的检测码。
如果第一本地声码器从第二本地声码器检测到检测码，则它开始用打包的数据和冗余校验来替换输出PCM中的第二个LSB。第一本地声码器还开始监视输入PCM中的第二个LSB。如果冗余校验位指示接收到了有效的打包数据，则第一本地声码器终止把PCM输出转换成打包数据并简单地将第二个LSB上的打包数据传递至第一远地声码器。如果在任何时刻冗余校验失效并且未检测到检测码，则第一本地声码器返过来将输入PCM转换为打包的数据。在这种方式下，避免了级联声编码。
附图的简要说明为了更完整地理解本发明，现结合附图对本发明作进一步的描述，这些附图包括

图1表示两个远地系统之间的传信；图2表示两个远地系统之间的连接；图3表示典型的PCM传信格式；图4表示包含声编码包和检测码的示意性PCM传信格式；图5为表示远地编码器和PCM转换旁路的检测方法的流程图；图6表示当引入第三个用户时两个远地系统用户之间的传信；图7表示当引入第三个用户时两个远地系统用户之间的连接；图8表示另一种包含确认模式的检测远地编码器和PCM转换旁路的方法；图9表示确认和旁路模式的四种尾数值；以及图10表示当持续输出PCM包时远地声码器的检测方法并提供了改进。
实施发明的较佳方式在传送语音信号的现代通信系统中，模拟语音信号被数字化并作为数字信号在网络上传送。这种现代通信系统的实例包括蜂窝式电话系统、个人通信系统(PCS)、无线局部环路(WLL)系统和诸如GLOBALSTAR之类的卫星通信系统。在这些系统中，可以在两个远地用户之间建立连接。本发明可用于两个远地用户通过一个或多个现代通信系统连接起来的情形，在那里两个远地用户采用相似的声码器。
图1示出了采用相似声码器的两个远地系统用户之间的传信而图2示出了采用相似声码器的两个远地系统用户之间的连接。远地单元10为接收模拟语音170并产生模拟语音80的移动电话。远地单元10包括由编码器180和解码器90组成的远地声码器15。编码器180接收模拟语音170，将其转换为数字形式，将数字语音编码，以及打包后作为包90在无线链路20上发送。解码器90经无线链路20接收包100，解码包100以生成数字化语音并将数字化语音转换为模拟语音信号80。该过程可以按照上述的美国专利No.5,103,459、美国专利申请No.07/822,164和美国专利No.5,414,796所揭示的内容去实现。
在基站30，本地声码器35的解码器200从无线链路20上接收包190。解码器200将打包的数据转换为标准的脉码调制信号(PCM)210以在公共交换电话网(PSTN)40上发送。基站30内本地声码器35的的编码器110从PSTN 40接收PCM 120并生成包100以在无线链路20上发送。
PCM数据为多比特数字值，它代表了相应模拟信号的电平值。例如最基本的PCM转换过程包括三个步骤。第一步是以离散的时间间隔采样连续的模拟语音信号。随后对采样值量化以产生数字值。
在任何一个采样数据系统中，转换至PCM的过程将引入量化噪声。对于通常的线性编码方案，数字化码字是模拟样本的截断二进制表示。这种截断的效果对于小信号最为明显。语音信号具有较宽的动态范围。如果线性方案具有足够的动态范围以容纳最大的信号，则除非采用较长的字长，小幅信号的信噪比将变差。为了在不增加大量数字比特的前提下对小幅信号提供令人满意的信噪比，采用量化样本的线性编码是达不到要求的。在用于PSTN系统的标准PCM格式中，采用编码间隔长度正比于输入信号电平的方法来代替线性编码。对于小幅信号编码间隔较小而对于大幅信号编码间隔较大。因此小幅信号用更多的编码级数表示，因此分辨率更高。
最终的编码方法近似于自然对数并且对于给定的信噪比和字长来说具有最宽的动态范围。码字与样本之间的非线性关系有效地压缩了编码给定的动态范围内模拟信号所需的比特数。利用类似的逆向处理的译码过程称为扩展。因此术语“压扩”(取自于名词压缩和扩展)被用来表示模拟样本与对数PCM数值之间的转换。
图3表示在PSTN系统中典型使用的PCM信号的八比特格式。最高有效位是代表样本值符号(+/-电压电平)的符号位。随后的三位表示样本值幅度的指数。最低的四位表示样本值的实际值或者尾数值。
众所周知，在尾数值的四位中，最低位(LSB)的部分损坏不一定对终止系统的声音质量产生重大的影响。实际上电话公司不保证LSB在PSTN上传送的准确性并保留使用LSB作带内传信之用的权利。在典型的PSTN PCM格式中，LSB完全损坏可能会导致最终语音的信噪比有6dB的损失。如果只有部分时间的LSB遭到破坏，则信噪比的变坏减小。例如如果每第十个LSB遭到破坏，则损失只有1dB左右。
图1和图2示出了本发明最有用的应用场合。注意图1和图2，PSTN 40将两个包含相似的远地声码器的基站连接起来。
在基站50，本地声码器55的解码器130接收来自无线链路60的包140。解码器130将包解码为标准的PCM 120以在PSTN40上发送。本地声码器55的编码器220从PSTN 40接收PCM 210并产生用于在无线链路60上发送的包230。
远地单元70为接收模拟语音160并产生模拟语音250的移动电话。远地单元70包括由编码器150和解码器240构成的远地声码器75。编码器150接收模拟语音160，将其转换为数字形式，将数字化语音编码，以及把编码数据打包后作为包140在无线链路60上发送。解码器240经无线链路60接收包230，解码包以生成数字化语音并将数字化语音转换为模拟语音信号250。
在理想情况下，无线链路60上的包140与无线链路20上的包100相同。但是在实际情况下，图1的级联声码器布局和包140到PCM 120的转换以及PCM120到包100的逆转换过程将不会产生理想的结果。实际上，与单个声码器的情形相比，每个远地单元10和70的语音质量显著降低。本发明寻求的是避免质量降低的方法。
图5示出了由本地声码器35或55执行的过程。当初始化呼叫时，声码器35开始接收PCM 120并提供包100以及接收包190和提供PCM 120。除了包190至PCM 120的转换以外，解码器200在PCM数据格式的尾数值部分的LSB上替代或在较佳实施例中交错放置检测码。由于PSTN最有可能把LSB用于传信，所以不管是否与带内PSTN传信相结合或者不止一个有效位被替代，检测方案必须有效工作。
抑制因加入检测码而降低信噪比的简单方法是采用只破坏第n个LSB的检测码。但是破坏每第n个LSB的周期性编码可能与带内PSTN传信产生拍频并且因此无法在接收声码器处检测到。在LSB上实现检测码的较佳方法是采用伪随机模式的检测码，它平均地破坏每第n个LSB。在伪随机模式中，检测码的脉冲为止随时间而变化。伪随机码的检测过程允许某些误差，因此带内PSTN传信干扰将不会妨碍对该码的检测。
图5的块300代表所谓包非激活模式的初始状态。解码器200产生PCM和检测码。编码器110寻找由块302指示的输入检测码。如果编码器110检测到检测码，则它指令解码器200用打包数据替换PCM 120尾数值的另一个LSB。解码器200继续产生PCM 210但PCM如图4所示被截断。
图4示出了当包在第一实施例中传送时PCM输出的四个尾数值位。符号位和指数数字(图4中未画出)继续携带PCM编码信息。同样尾数值的MSB 290和第二最高有效位292继续携带PCM编码信息。第三最高有效位294被声编码包数据和一些冗余校验数据代替。在本领域内有各种冗余校验方法可以用来提供编码校验功能。LSB 298可以始终携带检测码。除了携带或不携带检测码以外，LSB 298也可以用来携带一部分声码器数据或冗余校验位。
如上所述，打包的声码器数据是效率高得多的语音信息编码方法，与定义PCM格式下同样的语音信号所需的比特数相比，采用打包格式表示语音信号所需的比特数较少。因此在某些情况下，八比特PCM编码中的一个比特可以在无线链路上以发送速率串行携带声码器包和冗余校验数据。注意到如果采用可变速率的声码器，则当数据速率小于全速率时只需覆盖PCM编码的子集。
块304代表解码器200在PCM 210内传送包190的所谓包激活模式状态。编码器110监视冗余校验数据，它指示了PCM 120内的包140如图5中的块306所示正在被接收。如果冗余校验数据是有利的，则编码器110将包括在PCM 120中的包140作为包100直接传送，如块308所指示，并且实质上忽略了其余的PCM输入。如果冗余校验数据失效，则编码器110监视检测码，即块310。如果检测码仍然表示本地声码器55存在，则编码器110开始将输入的PCM数据编码为包，即块312，但是继续输出包和冗余校验数据，即块304。如果未检测到检测码，则编码器110开始再次将输入的PCM数据编码为包，即块314，并停止输出包和冗余检验数据，即块300。解码器200继续生成检测码但不再将包190添加至PCM 210。同样解码器110终止直接传送包140并开始编码PCM 120输入包100。
与图5所示实施例不同的是，只有当系统数据率小于全速时才将检测码加入PCM信号。例如，如果采用上述美国专利No.5,414,796所述的可变速率声码器，则第八个速率数据表示用户未发话并且声编码的包只携带背景噪声。因此在传送第八速率数字期间检测码加入PCM引起的最终信号质量变差将使背景噪声水平增加而不会影响实际语音带包。本发明的异步性质减少了检测码的传送。对于本发明来说无需其它的改变。检测码传送的减少可以延迟系统进入包激活模式但是这种延迟典型的是50毫秒量级。
块304的包激活模式的优点是包100对包140的直接对应提供了比标准级联声编码系统高得多的音质。该方法的另一个优点是每个本地声码器都自发地异步进入包激活模式。无需在声码器切换至包激活模式或者返回包非激活模式时精确地进行协调。值得注意的是PCM信号两个尾数值数据比特的替换使PCM信号解码后的音频信号质量下降，但是不会删除信号并且易于理解最终的解码模拟语音信号。
图4和图5所示本发明的第一实施例可以修改成图8和图9所示的中间的、确认模式。确认模式使得在切换至旁路模式过程中从PCM到包的过渡在两个声码器之间更同步并且在PCM操作上增加了更少的信噪比。
图8示出了由本地声码器35或55执行的替换过程。当初始化呼叫时，声码器35开始接收PCM 120和提供包100并且接收包190和提供PCM 210。除了包190到PCM 210的转换以外，解码器200在PCM数据格式的尾数值部分LSB上插入了伪随机检测码，PCM数据格式如图9的包非激活栏所示平均每n个LSB替换一个。在图8和图9的较佳实施例中，n足够得大使得最终语音的质量变差小于1dB从而导致n大于等于8。符号位和指数位(图9中未画出)继续载带PCM编码信息。
图8的块400代表初始化包非激活模式状态。解码器200产生PCM和检测码。编码器110寻找块402指示的输入检测码。检测1/n检测码的过程能够允许一些误码并仍能指示检测码的存在。如果编码器110检测到检测码，则本地声码器35进入确认模式，即块404。
在确认模式状态中，解码器200继续产生PCM 210但是由于确认序列在较佳实施例中插入到两个较高阶的位，所以如图9确认栏所示PCM数据被掺杂。确认模式的一个优点是较高阶的PCM位并不用于PSTN带内传信并且在进入旁路模式前能使两个声码器的兼容性更为可靠地实现。确认序列无需采用较高阶数字的每位，并且在较佳实施例中只采用每个n2位中的一个。确认序列可以是简单模式或者伪随机序列。确认码可以包含声码器操作模式类型的信息。确认序列可以包含实际语音信息的样本，该样本可以用来确证两个声码器在切换至旁路模式之前的确是兼容的。采用每个1/n2位的确认序列的优点是n2可以足够得大使得确认模式中信噪比的变差在较佳实施例中为13dB量级，因此错误进入确认模式与错误进入旁路模式相比对系统性能的影响较小。
确认模式可以用来使两个声码器同步进入旁路模式。在图8和图9的替换实施例中，尾数值两个高阶数字被用来载带旁路模式中的包和冗余校验。使用两个高阶数字可使信噪比落在18dB量级。18dB信噪比性能的变差对最终的语音质量产生不利的影响。因此尽量减少只有一个声码器处于旁路模式的时间是有利的。确认模式可以用来使得同步进入旁路模式从而使得独立和自发的声码器状态改变几乎同时发生。确认模式也使得进入旁路模式的错误最少。
块404代表解码器200在PCM 210内传送1/n2确认模式的状态。编码器110监视图8的块406所示的PCM 120内类似的确认模式。如果检测到确认模式，则系统进入旁路模式状态，如块408所示。如果确认模式未检测到，则解码器停止确认模式，即块412，并重新进行进入包非激活模式状态，即块400。
块408代表旁路模式，在该模式下解码器传送PCM 210内包190而编码器110把包含在PCM 120内的包140作为包100直接传送。如图8中的块410所示，编码器110监视接收到的数据质量。如果质量较好，则系统仍处于旁路模式，如块408和410所示。质量检验可能会由于冗余校验的失败、丢失链路、高的误码率或者较差的质量而失效。如果发生这样的失效，声码器退出旁路模式并重新进入包非激活模式，如块410、418和400所示。
如图5和8所示本发明的自发和异步性质的另一个优点是如果破坏包传送能力的情况发生，则将稳定地退出包激活模式。因此本地声码器无需通知连接已经改变。它们可以检测变化并自发返回包非激活模式。
图6和图7描述了前面建立的包激活模式遭到破坏而使系统返回包非激活模式的情形。如果由一方向初始呼叫进行会议呼叫，则第三方可以加入如图1和图2所示的已有连接中。在这种情况下，第三方陆基线路单元280被加入连接。第三方单元280不包括声码器并且产生标准的PCM 260并接收来自PSTN 40的PCM 270。PCM 270是通过加法器46产生PCM 120和PCM 210之和。编码器100接收通过加法器42产生的PCM 260与PCM 120之和。同样编码器220接收通过加法器44产生的PCM 210和PCM 260之和。当两个对数编码的PCM信号相加时，每个PCM信号首先必须转换为线性量化的数字值。线性的数字值可以直接相加并再次对数编码为和数。该过程删除了包和检验码。即使当第三方具有与基站30和50相似的声码器，包和检验码仍然将被删除。
如果包激活模式(图5的块304)或者旁路模式(图9的块408)开始使冗余检验失效。接下来编码器寻找不存在的检验码而声码器进入包非激活模式(图5的块300和图9的块400)。虽然该过程要占用一定的时间，但是第三方280仍然可以在该过程进行当中参与交谈。对于每个声码器异步退出包激活模式的情形，典型的需要50毫秒的时间。尾数值的符号位、大小位和高位没有受到影响从而使第三方单元280接收到的是变差的信号直到每个本地声码器35和55都进入包非激活模式。同样，当本地声码器35和55独立而自发地检测到第三方单元280对系统的影响时它们可以用有效的PCM信号并开始再次编码PCM包。本地声码器35和55即使在第三方单元处于连接状态时仍继续传送检验码。如果第三方单元280在图5和图9的过程中断开，则声码器35和55在此开始传送包。
级联声码器产生的音频信号质量变差的其中一个主要原因是现代声码器在语音解码过程的输出中采用了后滤波器。后滤波器屏蔽了在模拟-数字转换和数字编码过程中引入的一些量化噪声。但是后滤波器在改善编码语音质量时，与原始的语音相比，在重建语音时也引入了一定的频谱分量失真。对重建语音编码过程的不断重复导致了这种频谱失真引起的质量变差。后滤波器在声码器中的应用已于上述U.S.专利No.5,414,796中描述。
一种防止因采用后滤波器而使质量变差的方法是当两个声码器级联时修改声码器的滤波特性。例如参见图1，假定解码器具有导致类似效应的后滤波器或其它滤波器。当利用本发明的方法检测到级联声码器情况时，可以采取几个动作。解码器200内的滤波器可以完全失效或者旁路从而去除滤波器的效应。解码器200内的滤波器也可以修改成滤波器对频率的响应更平缓。在另一个实施例中，可以将反滤波器加入编码器220以补偿后滤波器的效应。
图10示出了包括使声码器内滤波器失效的声码器检测的实施例。图10的实施例基于图8所示的操作。图10中的标号与图8中相应的标号对应。值得注意的是图10与图8之间的差别在于对如块408所示的旁路模式用如块420所示的修改的滤波器模式状态作替换。
在修改的滤波器模式状态中，系统持续传递的是PCM编码输出而非包。参见图9，在修改的滤波器模式中，四个尾数值具有与包非激活模式相同的构造。其差别在于至少有一个声码器中的滤波特性发生了变化。
参见图10，从块404开始，块404代表了解码器200传送PCM 210内1/n2确认编码的状态，这与图8所示的相同。如图10中块406所示，编码器110监视PCM 120中类似的确认模式。如果检测到确认模式，则如块420所示，系统进入修改的滤波器模式状态。如果没有检测确认模式，则解码器中断确认模式的传送，即块412，并重新进入包非激活模式状态，即块400。
块420代表修改的滤波器模式，其中例如解码器200修改了它的后滤波器并传送最终的PCM数据和PCM 210内的检验码。如图10中的块410所示，编码器110监视接收到的数据的质量。如果质量较好，则系统如块420和410所示仍处于修改的滤波模式中。检验码失效、链路丢失、高误码率或低质量可能会引起质量检验失败。如果发生这种情况，如块410、418和400所示，声码器35退出修改的滤波器模式并重新进入包非激活模式。
图10的实施例具有几个优点。一个优点是包非激活模式中的PCM编码数据与修改滤波器模式中的PCM编码数据之间的差异远小于包非激活模式中的PCM编码数据与旁路模式中的PCM编码数据之间的差异。因此如果状态进入错误或者在状态之间切换期间修改的滤波器模式状态对音频效果的影响小得多。
还需要指出的是即使是两个不同类型的声码器连接也可以采用修改的滤波器模式。即使在两个级联声码器中用来编码语音信号的方法不同，每个级联声码器也可以包含有谱失真的后滤波器或其它滤波器。在任何情况下，通过消除滤波器效果可以改善音质。在这种情况下，声码器发送的其中一个编码可以指示在与其它声码器级联时是否修改滤波器的效果。
修改的滤波器状态可以很容易地与本发明其它实施例结合起来。例如修改的滤波器状态可以代替图5的块312。修改的滤波器状态还可以用作其它状态之间的过渡状态，例如包非激活状态与确认状态之间或者确认状态与旁路状态之间。
对于本领域内的普通技术人员来说很容易对本作出无数种修改。例如尾数值的简单安排可以用来容纳检验码和数据包。
较佳实施例的上述描述足以使本领域内的普通技术人员应用本发明。对于他们来说，无需创造性的劳动即可对本发明作出各种修改。所以本发明的范围和精神由后面所附权利要求限定。
权利要求
1.一种在脉码调制(PCM)系统中提供有效声编码数据的方法，所述PCM系统由至少一个第一声码器和PCM通信链路组成，其特征在于包括以下步骤在所述第一声码器处将来自第一远地源的高效声码器数据编码为第一PCM编码信号用于在所述PCM通信链路上发送，其中编码步骤包括在第一方式下的滤波步骤；将发送的检验码放入所述第一PCM编码信号中；在所述第一声码器处经所述PCM通信链路接收第二PCM编码信号；在所述第一声码器处编码所述第二PCM编码信号以产生高效的声码器数据供发送至所述第一远地源，其中编码步骤包括在第二方式下的滤波步骤；在所述第一声码器处监视所述第二PCM编码信号以辨明所述第二PCM辨明信号是否包含接收到的检验码；以及如果所述第二PCM辨明信号包含所述接收的检验码则修改所述第一和第二滤波方式。
2.如权利要求1所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于所述第一高效声码器数据包括多个从全速到至少一个较低的数据率。
3.如权利要求2所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于当所述第一高效声码器数据的数据率小于所述全速时将所述发送的检验码放入第一PCM编码信号。
4.如权利要求1所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于所述PCM系统包括多种声码器并且所述发送的检验码指示在所述第一声码器处所述的第一滤波方式。
5.如权利要求1所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于所述第一PCM编码信号包括对数编码值并且所述对数编码至包括表示数量级的多个位和表示尾数的多个位，并且所述发送的检验码被插入所述表示所述尾数的多个位的最低有效位上。
6.如权利要求6所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于所述PCM系统包括破坏表示所述尾数的所述多个位的所述最低有效位的系统控制器，并且所述发送的检验码结合所述系统控制器进行所述破坏而工作。
7.如权利要求5所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于所述高效声码器数据被插在表示所述尾数的所述多个位的第二最低有效位上。
8.如权利要求1所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于所述高效声码器数据被插在表示所述尾数的所述多个位的第二最低有效位上和表示所述尾数的所述多个位的最低有效位上。
9.如权利要求1所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于进一步包括以下步骤在所述第一声码器处继续监视所述第二PCM编码信号以辨明所述第二PCM编码信号是否包含所述接收的检验码；以及如果所述第二PCM编码信号不包含所述接收的检验码则以所述第一和第二方式滤波。
10.一种在共用电话系统上提供高质量的编码语音信号的系统，其特征在于包括第一远地声码器，用来接收第一采样语音信号，编码所述第一采样语音信号以产生第一高效数据信号，并发送包含所述第一高效数据信号的第一无线链路信号，还用来接收包含第二高效数据信号的第二无线链路信号并解码所述第二高效数据信号以产生第二采样语音信号；传送所述第一和第二无线链路信号的第一无线链路；第一本地声码器，用来从所述第一无线链路接收所述第一无线链路信号并采用第一滤波器编码第一PCM编码信号以响应所述第一高效数据信号，还用来接收第二PCM编码信号，并利用第二滤波器将所述第二PCM编码信号编码为第二高效数据信号的副本以及向所述第一无线链路提供包含所述第二高效数据信号的所述副本的所述第二无线链路信号；传送所述第一和第二PCM编码信号的公共交换电话网；第二本地声码器，用来从所述公共交换电话网接收所述第一PCM编码信号，利用第三滤波器将所述第一PCM编码信号编码为所述第一高效数据信号的副本，并发送包含所述第一高效数据信号的所述副本的第三无线链路信号，还用来接收包含所述第二高效数据信号的第四无线链路信号，编码所述第二PCM编码信号以响应所述第二高效信号，并发送所述第二PCM编码信号；传送所述第三和第四无线链路信号的第二无线链路；第二远地声码器，用来从所述第二无线链路接收所述第三无线链路信号并解码所述第一高效数据信号的所述副本以产生第三采样语音信号，还用来接收第四采样语音信号，编码所述第四采样语音信号以产生所述第二高效数据信号并在所述第二无线链路上发送包含所述第二高效数据信号的所述第四无线链路信号；其中所述第一本地声码器进一步用来直接传送所述第一PCM编码信号中的输出检验码并监视输入的检验码并且若检测到所述输入检验码则改变所述第一滤波器的响应。
11.一种在共用电话系统上提供高质量的编码语音信号的系统，其特征在于包括第一远地声码器，用来接收第一采样语音信号，编码所述第一采样语音信号以产生第一高效数据信号，并发送包含所述第一高效数据信号的第一无线链路信号，还用来接收包含第二高效数据信号的第二无线链路信号并解码所述第二高效数据信号以产生第二采样语音信号；传送所述第一和第二无线链路信号的第一无线链路；第一本地声码器，用来从所述第一无线链路接收所述第一无线链路信号并采用第一滤波器编码第一PCM编码信号以响应所述第一高效数据信号，还用来接收第二PCM编码信号，并利用第二滤波器将所述第二PCM编码信号编码为第二高效数据信号的副本以及向所述第一无线链路提供包含所述第二高效数据信号的所述副本的所述第二无线链路信号；传送所述第一和第二PCM编码信号的公共交换电话网；第二本地声码器，用来从所述公共交换电话网接收所述第一PCM编码信号，利用第三滤波器将所述第一PCM编码信号编码为所述第一高效数据信号的副本，并发送包含所述第一高效数据信号的所述副本的第三无线链路信号，还用来接收包含所述第二高效数据信号的第四无线链路信号，编码所述第二PCM编码信号以响应所述第二高效信号，并发送所述第二PCM编码信号；传送所述第三和第四无线链路信号的第二无线链路；第二远地声码器，用来从所述第二无线链路接收所述第三无线链路信号并解码所述第一高效数据信号的所述副本以产生第三采样语音信号，还用来接收第四采样语音信号，编码所述第四采样语音信号以产生所述第二高效数据信号并在所述第二无线链路上发送包含所述第二高效数据信号的所述第四无线链路信号；其中所述第一本地声码器进一步用来直接传送所述第一PCM编码信号中的输出检验码并监视输入的检验码并且若检测到所述输入检验码则改变所述第二滤波器的响应。
12.一种在脉码调制(PCM)系统中提供有效声编码数据的方法，其特征在于包括以下步骤解码和滤波输入的数字信号以产生输出的PCM信号；编码输入的PCM信号以产生输出的数字信号；在所述输出的PCM信号内插入输出的检验信号；监视所述输入的PCM信号以确定所述输入PCM信号是否包含输入的确认信号；以及如果所述PCM信号包含所述输入的确认码则修改所述滤波步骤。
13.如权利要求12所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于进一步包括如果所述质量指数低于预先确定值则终止修改所述滤波的步骤。
14.如权利要求12所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于所述输入检验码插入于所述输出PCM信号尾数值的最低有效位(LSB)上。
15.如权利要求12所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于所述输出检验码具有平均替代所述输出PCM信号最低有效位每n个位中一位的伪随机模式并且所述监视所述输入PCM信号的步骤以确定所述输入PCM信号包含的输入的检验码是否容忍某些差错。
16.如权利要求12所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于所述输入数字信号插入于所述PCM信号中的尾数值的两个较高位上。
17.如权利要求12所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于所述输入确认信号插入于所述输出PCM信号中尾数值的两个较高位上并且所述输入确认信号具有平均替代每n位中一位的伪随机模式。
18.一种在脉码调制(PCM)系统中提供有效声编码数据的方法，所述PCM系统由至少一个第一声码器和PCM通信链路组成，其特征在于包括以下步骤在所述第一声码器处将来自第一远地源的高效声码器数据编码为第一PCM编码信号以在所述PCM通信链路上发送；将发送的检验码放入所述第一PCM编码信号中；在所述第一声码器处经所述PCM通信链路接收第二PCM编码信号；在所述第一声码器处编码所述第二PCM编码信号以产生高效的声码器数据供发送至所述第一远地源；在所述第一声码器处监视所述第二PCM编码信号以辨明所述第二PCM辨明信号是否包含接收到的检验码；如果所述第二PCM辨明信号包含所述接收的检验码则将来自所述第一远地源的所述高效声码器数据直接放入所述第一PCM编码信号；在所述第一声码器处监视所述第二PCM编码信号以辨明所述第二PCM编码信号是否包含来自第二远地源的高效声码器数据；以及由所述第一声码器将来自所述第二远地源的所述高效声码器数据作为所述高效声码器数据传送以在所述第二PCM编码信号包括来自所述第二远地源的高效声码器数据时向所述第一远地源发送。
19.如权利要求18所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于所述第一高效声码器数据包括多个从全速到至少一个较低的数据率。
20.如权利要求19所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于当所述第一高效声码器数据的数据率小于所述全速时将所述发送的检验码放入第一PCM编码信号。
21.如权利要求18所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于所述PCM系统包括多种声码器并且所述发送的检验码指示所述第一声码器的指定种类。
22.如权利要求18所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于所述第一PCM编码信号包括对数编码值并且所述对数编码至包括表示数量级的多个位和表示尾数的多个位，并且所述发送的检验码被插入所述表示所述尾数的多个位的最低有效位上。
23.如权利要求22所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于所述PCM系统包括破坏表示所述尾数的所述多个位的所述最低有效位的系统控制器，并且所述发送的检验码结合所述系统控制器进行所述破坏而工作。
24.如权利要求22所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于所述高效声码器数据被插在表示所述尾数的所述多个位的第二最低有效位上。
25.如权利要求22所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于所述高效声码器数据被插在表示所述尾数的所述多个位的第二最低有效位上和表示所述尾数的所述多个位的最低有效位上。
26.如权利要求18所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于进一步包括以下步骤在所述第一声码器处继续监视所述第二PCM编码信号以辨明所述第二PCM编码信号是否包含来自所述第二远地源的所述高效声码器数据，与此同时将来自所述第二远地源的高效声码器数据作为所述高效声码器数据传送以向所述第一远地源发送；以及如果所述第二PCM编码信号不包含来自所述第二远地源的所述高效声码器数据则终止来自所述第二远地源的所述高效声码器的传送并开始编码所述第二PCM编码信号以产生所述高效声码器数据供发送至所述第一远地源。
27.如权利要求26所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于进一步包括以下步骤在所述第一声码器处继续监视所述第二PCM编码信号以辨明所述第二PCM编码信号是否包含所述接收到的检验码；以及如果所述第二PCM编码信号不包含所述接收到的检验码则停止将所述高效声码器数据直接放入所述第一PCM编码信号中。
28.如权利要求18所述在所述PCM系统上提供高效声编码数据的方法，其特征在于进一步包括以下步骤在所述第二声码器处将来自第二远地源的高效声码器数据编码为第二PCM编码信号以在所述PCM通信链路上发送；将发送的检验码放入所述第二PCM编码信号中；在所述第一声码器处经所述PCM通信链路接收第一PCM编码信号；在所述第二声码器处编码所述第一PCM编码信号以产生高效的声码器数据供发送至所述第二远地源；在所述第二声码器处监视所述第一PCM编码信号以辨明所述第一PCM辨明信号是否包含接收到的检验码；如果所述第一PCM辨明信号包含所述接收的检验码则将来自所述第二远地源的所述高效声码器数据直接放入所述第二PCM编码信号；在所述第二声码器处监视所述第一PCM编码信号以辨明所述第一PCM编码信号是否包含来自第一远地源的高效声码器数据；以及由所述第二声码器将来自所述第一远地源的所述高效声码器数据作为所述高效声码器数据传送以在所述第一PCM编码信号包括来自所述第一远地源的高效声码器数据时向所述第二远地源发送。
29.一种在公用电话系统上提供高质量的编码语音信号的系统，其特征在于包括第一远地声码器，用来接收第一采样语音信号，编码所述第一采样语音信号以产生第一高效数据信号，并发送包含所述第一高效数据信号的第一无线链路信号，还用来接收包含第二高效数据信号的第二无线链路信号并解码所述第二高效数据信号以产生第二采样语音信号；传送所述第一和第二无线链路信号的第一无线链路；第一本地声码器，用来从所述第一无线链路接收所述第一无线链路信号，编码第一PCM编码信号以响应所述第一高效数据信号，并直接传送所述第一PCM编码信号内的所述第一高效数据信号，还用来接收第二PCM编码信号，从所述第二PCM编码信号中提取所述第二高效数据信号，并向所述第一无线链路提供包含所述第二高效数据信号的所述第二无线链路信号；传送所述第一和第二PCM编码信号的公共交换电话网；第二本地声码器，用来从所述公共交换电话网接收所述第一PCM编码信号，从所述第一PCM编码信号提取所述第一高效数据信号，并发送包含所述第一高效数据信号的第三无线链路信号，还用来接收包含所述第二高效数据信号的第四无线链路信号，编码所述第二PCM编码信号以响应所述第二高效信号，并直接传送位于所述第二PCM编码信号之内的所述第二高效数据信号；传送所述第三和第四无线链路信号的第二无线链路；第二远地声码器，用来从所述第二无线链路接收所述第三无线链路信号并解码所述第一高效数据信号以产生第三采样语音信号，还用来接收第四采样语音信道，编码所述第四采样语音信号以产生所述第二高效数据信号并在所述第二无线链路上发送包含所述第二高效数据信号的所述第四无线链路信号。
30.如权利要求29所述用来在所述公共电话系统上直接提供高效编码语音信号的系统，其特征在于所述第一本地声码器进一步用于直接传送位于所述第一PCM编码信号内的冗余校验序列。
31.如权利要求29所述用来在所述公共电话系统上直接提供高效编码语音信号的系统，其特征在于所述第一本地声码器进一步用来直接传送位于所述第一PCM编码信号内的检验码。
32.一种在脉码调制(PCM)系统中提供有效声编码数据的方法，其特征在于包括以下步骤编码输入的数字信号以产生输出的PCM信号；解码输入的PCM信号以产生输出的数字信号；在所述输出的PCM信号内插入输出的检验信号；监视所述输入的PCM信号以确定所述输入PCM信号是否包含输入的校验信号；如果所述输入PCM信号包括所述输入校验信号则在所述输出的PCM信号上插入输出的确认信号；监视所述输入的PCM信号以确定所述输入PCM信号是否包含输入的确认信号；如果所述输入PCM信号包括所述输入确认信号则在所述输出的PCM信号上插入输入的数字信号；从所述输入PCM信号提取所述输出的数字信号；以及监视所述输出数字信号的质量指数。
33.如权利要求32所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于进一步包括以下步骤如果所述质量指数低于预先确定值则停止在所述输出PCM信号上插入所述输入数字信号；以及如果所述质量指数低于预先确定值则停止从所述输出PCM信号上提取所述输入数字信号。
34.如权利要求32所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于所述输入检验码插入于所述输出PCM信号尾数值的最低有效位(LSB)上。
35.如权利要求32所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于所述输出检验码具有平均替代所述输出PCM信号最低有效位每n个位中一位的伪随机模式并且所述监视所述输入PCM信号的步骤确定所述输入PCM信号包含的输入的检验码是否容忍某些误差。
36.如权利要求32所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于所述输入数字信号插入于所述PCM信号中的尾数值的两个较高位上。
37.如权利要求32所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于所述输入确认信号插入于所述输出PCM信号中尾数值的两个较高位上并且所述输入确认信号具有平均替代每n位中一位的伪随机模式。
38.如权利要求32所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于所述输出确认信号的导出是基于所述输入数字信号。
39.如权利要求32所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于所述输出确认信号包括同步序列从而使得在所述输出PCM信号上插入所述输入数字信号的步骤与从所述输入PCM信号中提取所述输出数字信号的步骤同时发生。
40.如权利要求32所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于在所述输出PCM信号中插入所述输出检验信号的步骤使得信噪比小于1dB。
41.如权利要求32所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于在所述输出PCM信号中插入所述输出检验信号的步骤使得信噪比小于在所述输出PCM信号上插入所述数字信号的信噪比。
42.如权利要求32所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于所述质量指数是所述输出数字信号误码率的量度。
43.如权利要求32所述的在PCM系统上进行数字数据通信的方法，其特征在于所述质量指数是所述输出数字信号内编码冗余校验误码率的量度。
全文摘要
一种在脉码调制(PCM)系统中提供有效声编码数据的方法,所述PCM系统由至少一个第一声码器和PCM通信链路组成,其特征在于包括以下步骤:在所述第一声码器处将来自第一远地源的高效声码器数据编码为第一PCM编码信号以在所述PCM通信链路上发送,其中编码步骤包括在第一方式下的滤波步骤;将发送的检验码放入所述第一PCM编码信号中;在所述第一声码器处经所述PCM通信链路接收第二PCM编码信号;在所述第一声码器处编码所述第二PCM编码信号以产生高效的声码器数据供发送至所述第一远地源,其中编码步骤包括在第二方式下的滤波步骤;在所述第一声码器处监视所述第二PCM编码信号以辨明所述第二PCM辨明信号是否包含接收到的检验码;以及如果所述第二PCM辨明信号包含所述接收的检验码则修改所述第一和第二滤波方式。
文档编号G10L11/02GK1179225SQ96192720
公开日1998年4月15日 申请日期1996年1月25日 优先权日1995年1月25日
发明者小L·A·维福, S·K·莱姆, P·E·雅可布斯, W·R·伽得纳, A·P·得雅克, G·C·瑟尔 申请人:夸尔柯姆股份有限公司