专利名称：Cdma系统中对振铃回应进行检测的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种CDMA系统中对振铃回应进行检测的方法及设备，属移动通讯设备制造领域。
背景技术：
传统上，有两种方法可以识别具有固有频率的音频通过软件进行频率分析或使用音频检测硬件。软件分析可以精确识别特定的声音频率，而音频检测硬件可以不占用处理器资源独立工作。
发明内容
设计的目的是要以有效的成本确定CDMA移动电话呼出方精确的应答时间。由于没有一种强制信号能够区分振铃回应状态和接听状态，本发明采用振铃音频的频率信息来进行可靠的应答状态检测。另外还介绍了一种新的音频分析方法，它在函数性上超过传统的方法并能满足低成本的要求。
设计方案在CDMA系统中，由于高频的CELP编码数据每一数据帧中都包含音频迟滞，自由得对输入的CELP编码音频信号进行粗略的频率分析是可以实现的。利用音频迟滞信息和帧到达的间隔，就可以计算出输入的音频信号的频率信息。
成功的音频应答检测算法需要应付全世界所有不同振铃的音调。由于回应振铃有大量不同的种类(至少96个不同的国家采用87种独特的音调)，若该算法仅能检测事先确定的音调是没有实际意义的。而且，指定某种音频需要用户进行输入或对地区信息的了解，这降低了移动电话设备的用户友好性。因此，需要引入一种能够识别音频模式的智能方法。在振铃中，音调在很长的一段时间内有稳定的音频，所以频率分析不需要很高的分辨率。CDMA系统中的声音数据进入CELP编码的语音包，所有高数据率帧都包含音频迟滞信息。语音帧以20毫秒的帧间隔到达，这对分析提供了很好的时序参考和足够的分辨率。通过利用音频迟滞和帧间隔，便可以很小的计算量完成粗略的频率分析。
本算法利用前向通信声音帧中的音频迟滞和时序间隔实现音频探测。算法有两个过程识别和检测。识别过程检测并记录下呼叫过程中固有音频的参数；检测过程使用记录下的参数追踪固有音频。这里对音调和跳变参数设置一定的限制，保证记录的音频属于有效的振铃范围。加窗的去抖动技术用于获得平滑的方波，以方便进行高效的分析。由于音频迟滞有大量不同种类，为了精确分析，它们的值需要进行滤波。一个简单的低通滤波器就能得到不错的结果，但是同时也会在最大音频迟滞上引入不希望的误差。用加窗的去抖动滤波器代替就能在音频迟滞上获得较好的效果。去抖动滤波器保留一部分已采样值为一个列表。从这个滤波器输出的值将是加窗中的最大值。试验结果显示去抖动滤波器在平滑音频迟滞方面工作得很好。
为了获得精确的检测，信号首先经过去抖动滤波器。滤波后的信号先经过音频识别过程的识别。下述各种对音频不同特性的限制需要在这个过程中进行验证，用来检测音频的有效性①检测到的第一个音频必须包含有信号阶段和休止阶段；②音频必须在期望的回应振铃的音频范围之内；
③跳变必须在标准注明的范围之内；一旦识别到一种有效的音调信号，就将它的特性记录下来以便于对接下来的声音信号进行连续的检测。记录的特性包含有信号阶段中和信号跳变中最大的音频迟滞。当记录下一个音频后，就对其进行连续的跟踪直到音频消失。在检测到的迟滞值与记录下的参数相比发生过多的偏离后，或者在一段迟滞后没有记录到音频，则算法报告应答的发生。
算法可以进一步被分成3个分离的子过程跳变检测，音频识别和连续检测。跳变检测过程应用去抖动滤波器对输入信号滤波，并在检测到音频迟滞的变化时调用合适的过程。在有效的音频参数得到识别和记录之前，音频迟滞的跳变导致对音频识别过程的调用。音频识别过程分析滤波后的音频迟滞值以获得音调和跳变信息。如果在一个相对长的时间内，不能识别出音频，那么算法超时并报告检测到应答。当识别出一种有效的音频则记录下其参数。在音频参数记录下之后，滤波后的音频迟滞值的跳变导致对连续检测的调用。连续检测过程将记录下的音频参数作为参照，验证传来的每一个音频采样。如果太多的帧与期望的音频值相比发生偏移，那么就意味着检测到了应答。
CDMA系统中对振铃回应进行检测的设备，它包括新的一帧、语音识别装置、语音信号检测装置、等待下一帧及接听装置构成，新的一帧中未检测到合法的语音信号至语音识别装置、新的一帧中记录到合法的语音至语音信号检测，语音识别装置中潜在的语音信号至等待下一帧、超时至已接听装置，语音信号检测中语音吻合至等待下一帧、过多的偏移信号至已接听装置。
图1显示了一种典型的振铃的音频迟滞信息的瞬态图。
图2显示了音频迟滞信息。
图3的上面一副图显示了两种不同的正弦波形。
图4是本发明的方框示意图。
具体实施例方式在CELP语音重建时查找相应的编码本时需要使用音频迟滞。它是语音帧的计算音频。对于固定的音调，音频迟滞在频率分析中尤其有用。图1显示了一种典型的振铃的音频迟滞信息的瞬态图。该瞬时图跨度大约24秒。在19秒时电话被接听。开始的2.5秒中前向语音通道中没有声音。2.5秒-19秒之间，有周期性的振铃音频存在。第一个回应振铃的循环周期(2.5-4秒)是不不完整的，这是由于移动设备的2.5秒的“聋”阶段。虽然在响铃回应阶段中的响铃信号并没有很完美的平坦稳定期，还是能观察到值为16.4的尖峰。通过采用去抖动滤波器可以消除尖峰信号，这将在之后段落中阐述。
有必要注意到一点，零迟滞阶段可能意味着零声音振幅，也可能意味着没有可用的音调信息。出于分析的目的，我们可以将没有音频信息看成相当于零声音振幅，因为在空帧中，只有很少需要了解的频率信息。显然，通过分析音频迟滞信息，我们还可以确定何时有声音活动存在。这在图2中用图显示出来，其中蓝色信号代表声音振幅而绿色信号是音频迟滞的值。音频迟滞的开始和结束与声音振幅的开始和结束吻合得非常好。
音频迟滞的值甚至还可以在双音频信号中提供很好的参考。双音频信号最终的音频迟滞是混合信号中频率较高的声波，它可以通过在信号中叠加不同频率的双正弦波形观察到。图3的上面一副图显示了两种不同的正弦波形绿色波形是440赫兹的余弦波，红色波形是480赫兹余弦波。这些波形的合成可以得到下半部分图里的以40赫兹调制的460赫兹波形。由于音频迟滞通常显示出混合信号的较高频成分，所以这个双音频信号的期望音频迟滞是17.4(也就是460赫兹)。图1和图2中的回应振铃就是由440赫兹和480赫兹信号组成的。在图1中，可以观察到最大的音频迟滞出现在接通阶段，达到16。其中的误差仅有(16-17.4)/17.4＝-8％。
CDMA系统中对振铃回应进行检测的设备，它包括新的一帧、语音识别装置、语音信号检测装置、等待下一帧及接听装置构成，新的一帧中未检测到合法的语音信号至语音识别装置、新的一帧中记录到合法的语音至语音信号检测，语音识别装置中潜在的语音信号至等待下一帧、超时至已接听装置，语音信号检测中语音吻合至等待下一帧、过多的偏移信号至已接听装置。
需要理解到的是上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神的发明创造，均落入本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种CDMA系统中对振铃回应进行检测的方法，其特征是利用音频迟滞信息和帧到达的间隔，计算出输入的音频信号的频率信息。
2.根据权利要求1所述的CDMA系统中对振铃回应进行检测的方法，其特征是利用音频迟滞和帧间隔，通过计算量完成粗略的频率分析。
3.根据权利要求1所述的CDMA系统中对振铃回应进行检测的方法，其特征是将没有音频信息看成相当于零声音振幅。
4.根据权利要求1所述的CDMA系统中对振铃回应进行检测的方法，其特征是利用前向通信声音帧中的音频迟滞和时序间隔实现音频探测，其算法有两个过程识别和检测；识别过程检测并记录下呼叫过程中固有音频的参数；检测过程使用记录下的参数追踪固有音频。
5.根据权利要求1所述的CDMA系统中对振铃回应进行检测的方法，其特征是为了获得精确的检测，信号首先经过去抖动滤波器，滤波后的信号先经过音频识别过程的识别，以检测音频的有效性i) 检测到的第一个音频必须包含有信号阶段和休止阶段，ii) 音频必须在期望的回应振铃的音频范围之内，iii) 跳变必须在标准注明的范围之内。
6.根据权利要求4所述的CDMA系统中对振铃回应进行检测的方法，其特征是算法可以进一步被分成3个分离的子过程①跳变检测过程应用去抖动滤波器对输入信号滤波，并在检测到音频迟滞的变化时调用合适的过程，在有效的音频参数得到识别和记录之前，音频迟滞的跳变导致对音频识别过程的调用；②音频识别过程分析滤波后的音频迟滞值以获得音调和跳变信息，如果在一个相对长的时间内，不能识别出音频，那么算法超时并报告检测到应答，当识别出一种有效的音频则记录下其参数，在音频参数记录下之后，滤波后的音频迟滞值的跳变导致对连续检测的调用；③连续检测过程将记录下的音频参数作为参照，验证传来的每一个音频采样，如果太多的帧与期望的音频值相比发生偏移，那么就意味着检测到了应答。
7.一种CDMA系统中对振铃回应进行检测的设备，其特征是它包括新的一帧、语音识别装置、语音信号检测装置、等待下一帧及接听装置构成，新的一帧中未检测到合法的语音信号至语音识别装置、新的一帧中记录到合法的语音至语音信号检测，语音识别装置中潜在的语音信号至等待下一帧、超时至已接听装置，语音信号检测中语音吻合至等待下一帧、过多的偏移信号至已接听装置。
全文摘要
CDMA系统中，由于高频的CELP编码数据每一数据帧中都包含音频迟滞，自由得对输入的CELP编码音频信号进行粗略的频率分析是可以实现的。利用音频迟滞信息和帧到达的间隔，就可以计算出输入的音频信号的频率信息。
文档编号H04M1/654GK1555175SQ20031012047
公开日2004年12月15日 申请日期2003年12月22日 优先权日2003年12月22日
发明者杨国文, 马淳谦 申请人:浙江华立通信集团有限公司