专利名称：用于传输声码信息的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及传输话音信息，并且特别地，涉及用于在通信系统中传输声码信息的方法和设备。
背景技术：
近来，已提出了为诸如CDMA 2000的码分多址(CDMA)系统添加调度能力。同现今的蜂窝式系统提供的互联业务不同，传统上调度业务由双向无线电系统提供。该业务允许用户以困难的方法或者高代价使用现今蜂窝系统的方法进行通信。调度分组呼叫服务，例如，常常仅通过按下“一键通”(push-to-talk，PTT)按键，能使用户同时地并且即时地同一组人通信。使用蜂窝式系统时，不能即时地出现该呼叫，这是因为需要拨叫电话号码用于三方通话，或者需要进行安排用以设置电话会议。
同样地，调度独立(典型地被称为私务呼叫)呼叫服务使用户能够迅速地并且自动地同另一用户进行通信。该特征对于两个工作在一起但是不能互相直接对话的人是理想的，诸如在建筑物不同部分中合作工作的两个人。在无线电话呼叫更加适于对话的地方，在两人工作时调度独立呼叫服务使二人之间的短消息更加便利。
在蜂窝式通信系统中，作为对于任何呼叫最重要的属性，语音质量通常由用户感知。蜂窝服务提供商和设备制造商连续不断地努力提高蜂窝式通信系统中的语音质量。语音质量中的制约关系在于，通常较高质量的语音信道需要较大的射频(RF)容量，限制了系统所能同时提供的呼叫的总数。因此，存在对传输语音信息的方法和设备的需要，其在CDMA调度环境中获得了语音质量和RF容量之间的改善的平衡。
图1是根据本发明的实施例的通信系统的框图。
图2示出了根据本发明的实施例的帧结构。
图3是说明根据本发明实施例的发送设备操作的逻辑流程图。
图4是说明根据本发明实施例的接收设备操作的逻辑流程图。
具体实施例方式
公开的实施例提供了传输语音信息的方法，其在CDMA调度环境中获得了语音质量和RF容量之间的改善的平衡。通常，两个半速率声码帧组装成一个全速率传输帧，用以能够传输交变全速率帧。此外，为传输帧中的每个半速率帧提供了独立的CRC，用以允许在发生帧损坏时进行部分恢复。这样，在维持了语音质量的同时，改善了系统容量，特别是在CDMA调度环境中。
通过参考图1～4，可以更加全面地理解公开的实施例。图1是根据本发明的通信系统100的框示。通信系统100是公知的码分多址(CDMA)系统，具体地是CDMA 2000系统，其基于电信工业协会/电子工业协会(TIA/EIA)标准IS-2000，经过适当地修改用以实现本发明。IS-2000标准在此处并入列为参考。(可以联系TIA/EIA，2001 Pennsylvania Ave.NW，Washington，D.C.20006)。在可替换的实施例中，通信系统100可以使用其他的蜂窝式通信系统协议，诸如，但不限于，UMTS、1×EVDV和1×EVDO。
本发明的一个实施例包括无线接入网(RAN)103和远程单元，诸如移动站(MS)101和102。RAN 103通过CDMA 2000的空中接口资源120和121同MS 101和102进行通信。然而，本发明并不限于可移动的远程单元。例如，远程单元可以包括无线连接到无线接入网的桌面计算机。
本领域的技术人员将认识到，图1并未示出系统100操作所需的全部网络设备，而是仅示出了那些与描述本发明的实施例特别相关的逻辑实体。例如，RAN 103和远程单元101和102包括公知的实体，诸如声码器104～106、帧构造器110和帧解构器107和108。本领域的技术人员了解多种方法，通过这些方法可以实现和/或从诸如“MOTOROLA”(1303 East Algonquin Road，Schaumburg，IL 60196)的无线通信公司购买每个此类实体。
帧构造器/解构器，例如，典型地包括这样的部件，诸如处理器、存储器和/或设计用于实现由计算机指令表达的和/或在电路中表达的算法的逻辑电路。给出算法或者逻辑流程后，本领域的技术人员了解可以利用多种设计和开发技术来实现执行该逻辑的帧构造器/解构器。这样，设计帧构造器110以实现图3所说明的算法，同时设计帧解构器107和108以实现图4所说明的算法。
通信系统100的操作如下发生。通信系统100利用链路层的全速率CDMA空中帧，用于在移动单元和基础设备之间传输数据或语音通信。特别地，在典型的呼叫过程中，语音编码(声码)的语音数据通过空中传输。在本发明的一个实施例中，IS-2000语音业务选项56-可选择模式声码器(SMV)的语音编码器被用于该语音数据的空中传输，并且其操作于半速率帧最大模式。发送单元中的声码器，即声码器105，在接收到作为输入的语音时，输出第一声码帧，随后输出第二声码帧。缓冲器109存储该第一声码帧，达到预定义的时间周期。在本实施例中，该时间周期是20毫秒。
如果在第一声码帧在缓冲器中存储了20毫秒之前，从声码器105输出了第二声码帧，则帧构造器110组装包括第一声码帧和第二声码帧的传输帧。然而，如果在第一声码帧在缓冲器中存储了20毫秒之前，没有从声码器105输出第二声码帧，则帧构造器110组装包括第一声码帧一式两份的传输帧。即，组装了第一声码帧的两个复本。
帧构造器110还计算第一内部帧质量指示(FQI)用以表示第一声码帧的质量，并且在及时输出第二声码帧的情况中，帧构造器110计算第二内部FQI用以表示第二声码帧的质量。尽管可以使用任何的FQI度量标准，但是本实施例针对每个内部FQI使用5位循环冗余校验(CRC)指示。除了内部FQI，帧构造器110计算外部FQI用以表示传输帧的总体质量。
图2示出了根据本发明的实施例的帧结构。传输帧200包括第一和第二声码帧(分别是帧201和202)、它们相应的内部CRC(分别是CRC 203和204)和外部CRC 205。传输帧200是全速率CDMA空中帧。第一和第二声码帧都是半速率SMV帧。由于在CDMA 2000的基础信道(例如，FCH和DCCH)上使用卷积码，因此传输帧200是卷积编码的、20毫秒的帧。卷积码上的误码倾向于发生在丛(clumps)中或者组(groups)中，并且很可能在卷积编码帧的两端处很少。这样，除了使用内部CRC分离出误码，本实施例将内部CRC 203和204安置在传输帧200的承载部分的起点处和末端。
在使用第一声码帧一式两份组装传输帧200的情况中，帧201和202将是完全相同的，而内部CRC 203和204也是完全相同的。这样，如果不能及时获得第二声码帧，则第一声码帧被有效地发送两次，进一步减小了其被抹除的几率。由此帧200的“空”的承载部分用于提高全部的语音质量。在使用第一和第二声码帧组装声码帧的更加典型的情况中，在一个全速率20毫秒CDMA空中传输帧中发送两个半速率的声码帧。由于一次发送两个帧，因此，全速率20毫秒传输帧中可以散布有DTX帧(DCCH情况)或者八分之一速率帧(FCH情况)。在调度环境中，这可以导致增加的系统容量，特别是在同其他实施例相结合时，这些其他的实施例是在转让给本申请的同一受让人的、在同本申请相同的日期提交的共同未决的申请“INTERFERENCE-EFFICIENT METHOD AND APPARTUS TO PROVIDE CDMASERVICES”中公开的。
当RAN 103或者远程单元102接收到诸如传输帧200的帧时，帧解构器107，例如，检查外部FQI用以确定帧总体上是否被损坏。如果外部FQI表明帧总体上未被损坏，则帧解构器107可以将嵌入的两个声码帧传递到声码器104用以转换成语音信号。如果相反地，外部FQI表明帧总体上被损坏，则仅在它们相应的内部FQI表明它们单独受到损害时，帧解构器107将丢弃嵌入的声码帧的全部或其中之一。
图3是说明根据本发明实施例的发送设备操作的逻辑流程图。当从声码器接收到第一半速率声码帧时(302)逻辑流程300开始(301)。该帧排队等候20毫秒(303)。如果在20毫秒终止前从声码器接收到另一半速率声码帧(304)，则使用这两个半速率声码帧组装全速率20毫秒空中传输帧。否则，使用第一半速率声码帧的两个复本组装全速率传输帧。
图4是说明根据本发明实施例的接收设备操作的逻辑流程图。在接收到全速率帧时(402)逻辑流程400开始(401)。检查外部FQI用以确定帧总体上是否损坏。如果没有(403)，则将两个内部半速率声码帧传递到声码器用以转换成语音信号。反之，如果外部FQI表明帧被损坏，则检查每个内部FQI。如果内部FQI表明相应的内部半速率帧被损坏(404和407)，则丢弃该内部声码帧(405和408)。否则，其FQI表明其未损坏的内部帧的一个或全部被发送到声码器。在接收到声码帧的两个复本的情况中，这是通过比较两个声码帧及其在单一传输帧中的CRC(410)来确定的(还可以使用具体的位来表明该帧具有复制信息)。如果接收到两个未损坏的复制声码帧，则丢弃一个(411)。
在前文的说明中，通过具体实施例描述了本发明。然而，本领域的任何一个普通技术人员将认识到，在不偏离附属权利要求中陈述的本发明的精神和范围的前提下，可以进行多种不同的修改和变化。上文中描述了关于本发明的具体实施例的优点。然而，该优点，以及可以引起或导致该优点的、或者使得该优点变得更加显著的任何要素，并不应被理解为任何或全部权利要求的重要的、需要的或者基本的特征和要素。如这里和权利要求中使用的，术语“包含”、“包括”的意义在于表示非排它性的包括，因此包括一系列元素的程序、方法、产品或者设备并非仅包括所列出的元素，而是可能包括其他未明确列出的元素，或者程序、方法、产品、或设备所固有的元素。
权利要求
1.一种用于传输声码信息的方法，包括从声码器接收第一声码帧；使第一声码帧排队等候；如果第一声码帧排队等候了预定义的时间周期，则组装包括一式两份的第一声码帧的传输帧；和如果在第一声码帧排队等候了预定义的时间周期之前，从声码器接收到第二声码帧，则组装包括第一声码帧和第二声码帧的传输帧。
2.权利要求1的方法，进一步包括计算第一内部帧质量指示(FQI)用以表示第一声码帧的质量；计算第二内部FQI用以表示第二声码帧的质量；和计算表示传输帧的总体质量的外部FQI，其中组装包括第一声码帧和第二声码帧的传输帧进一步包括组装传输帧，用以进一步包括第一内部FQI、第二内部FQI和外部FQI。
3.权利要求2的方法，其中，在传输帧中，第一内部FQI在第一声码帧之前，第一声码帧在第二声码帧之前，而第二声码帧在第二内部FQI之前。
4.权利要求2的方法，其中，计算第一内部FQI包括产生用于第一声码帧的循环冗余校验(CRC)指示，而其中，计算第二内部FQI包括产生用于第二声码帧的CRC指示。
5.权利要求1的方法，进一步包括计算第一内部帧质量指示(FQI)用以表示第一声码帧的质量；和计算表示传输帧的总体质量的外部FQI，其中组装包括一式两份的第一声码帧的传输帧进一步包括组装传输帧，用以进一步包括一式两份的第一内部FQI以及外部FQI。
6.权利要求5的方法，其中，计算第一内部FQI包括产生用于第一声码帧的循环冗余校验(CRC)指示。
7.权利要求5的方法，其中，在传输帧中，第一内部FQI在第一声码帧之前，第一声码帧在第一声码帧的复本之前，而第一声码帧的复本在第一内部FQI的复本之前。
8.一种设备，包括声码器，其适用于在接收到作为输入的语音时，输出第一声码帧，随后输出第二声码帧；缓冲器，其连接到声码器，用于存储第一声码帧；帧构造器，其连接到缓冲器，适用于，当第一声码帧在缓冲器中存储了预定义的时间周期时，组装包括一式两份的第一声码帧的传输帧，并且适用于，在第一声码帧在缓冲器中存储了预定义的时间周期之前，从声码器输出了第二声码帧时，组装包括第一声码帧和第二声码帧的传输帧。
9.一种用于接收声码信息的方法，包括接收包括外部FQI、第一内部FQI、第一声码帧、第二内部FQI和第二声码帧的帧，其中，外部FQI表示帧的总体质量，第一内部FQI表示第一声码帧的质量，而第二内部FQI表示第二声码帧的质量；如果外部FQI表明帧总体上被损坏，则在第一内部FQI表明第一声码帧被损坏时，丢弃第一声码帧；和在第二内部FQI表明第二声码帧被损坏时，丢弃第二声码帧。
10.一种设备，包括帧解构器，其连接到声码器，适用于接收包括外部FQI、第一内部FQI、第一声码帧、第二内部FQI和第二声码帧的帧，其中，外部FQI表示帧的总体质量，第一内部FQI表示第一声码帧的质量，而第二内部FQI表示第二声码帧的质量，适用于在外部FQI表明帧总体上被损坏并且第一内部FQI表明第一声码帧被损坏时，丢弃第一声码帧，并且适用于在外部FQI表明帧总体上被损坏并且第二内部FQI表明第二声码帧被损坏时，丢弃第二声码帧；和声码器，其适用于从未被丢弃的、输出自帧解构器的声码帧产生语音信号。
全文摘要
公开的实施例提供了传输语音信息的方法，其在CDMA调度环境中获得了语音质量和RF容量之间的改善的平衡。通常，两个半速率声码帧(201和202)组装成一个全速率传输帧(200)，用以能够传输交变全速率帧。此外，为传输帧中的每个半速率帧提供了独立的CRC(203和204)，用以允许在发生帧损坏或者抹除时进行部分恢复。这样，在维持了语音质量的同时，改善了系统容量，特别是在CDMA调度环境中。
文档编号H04B7/26GK1653747SQ03810431
公开日2005年8月10日 申请日期2003年4月29日 优先权日2002年5月6日
发明者约翰·M·哈里斯 申请人:摩托罗拉公司