CN1247620A - 在一个蜂窝电话机中控制使用断续传输的方法和设备 - Google Patents

Abstract

在蜂窝电话机(100)中控制使用断续传输的方法和设备。本发明的优选的实施例包括一个话音活动检测器(106),用于检测语音的存在或者不存在(步骤300)和一个能量检测器(120),在不存在语音期间用于测量输入(步骤300)到蜂窝电话机(100)的麦克风(110)的声音的能量电平(步骤311),本发明还包括一个比较器(150),用于比较测量的噪音能量电平与阈值(步骤330)关于存在或者不存在语音的确定和该比较器的输出提供给控制器(140)。在不存在语音期间检测的能量电平小或者于等于该阈值时该控制器允许断续传输(步骤320)和当测量的能量电平超过该阈值时禁止断续传输(步骤320)。

Description

在一个蜂窝电话机中控制使用断续传输的方法和设备

本发明一般地涉及在蜂窝电话机中使用断续传输模式，和特别涉及在使用国际标准136协议或者其它类似空中接口标准的蜂窝电话机中控制使用断续传输的一个方法和设备。

为了节省电池功率和减少对蜂窝电话机无线电频率的干扰，经常地装备蜂窝电话机工作在断续传输方式中。当蜂窝电话机不工作在断续方式时，蜂窝电话机的发射机是一直发送，而不管是否存在语音。然而，当在断续方式中工作时，蜂窝电话机发射机仅仅在存在语音期间是在使用中，否则被禁止，除非蜂窝电话机传送用于消息和信令的数据。

为了检测语音的存在，蜂窝电话机使用声音活动检测器(VAD)，该检测器是本产业中众所周知的。话音活动检测器检测语音存在或者不存在。由话筒来的声音在由话音活动检测器测量之前可被数字化。话音活动检测器的输出设置和清除激活和无效蜂窝电话机中的发射机的二进制标志。当关闭这个发射机时，基站中的语音解码器能插入舒适噪音以确保在电话呼叫的另一端的人听到背景噪音和不是无声，无声可能引起担心呼叫是否已经终止。

在蜂窝电话工业中使用的不同标准结合用于实现断续传输的各种方法。例如在国际标准136的标准中，没有规定关于允许蜂窝电话机无效它的发射机的时长的最大时间限制。随着禁止发射机的时间的长度的增加，基站给收听者重建适当的合成背景噪音逐渐变得更困难。虽然这在例如一个办公室的相对地无声的环境中可能不产生问题，在有噪声的环境诸如当以高速度在一辆汽车中驾驶的时候，在非-语音期间提出这种方法用于保存主观质量是不够的。在有噪声的环境中，在语音期间传送的实际背景噪音大大地不同于产生收听者不愉快感受的噪音的合成背景噪声。

因此设计一种方法和装置，允许在有噪声的环境中禁止使用断续传输而在安静的环境中使用断续传输是有利的。此外，在蜂窝电话机内部或者在蜂窝电话网络的基站内部实现这样的一种方法和装置是有利的。

本发明包括用于控制在使用国际标准136协议或者类似的空中接口的蜂窝电话机中使用断续传输的一种方法和设备，在断续传输模式中在操作期间没有规定禁止传输的最大值期限。为了消除合成适当背景噪音的问题，当蜂窝电话机呼叫的噪音背景超出门限值时禁止断续传输。能量检测器测量在非-语音时期的背景噪音的能量电平，而比较器比较测量的能量电平与该门限值。在那些没有检测到语音并且背景噪音的测量的能量电平超过门限值的情形时，控制器禁止断续传输，导致发射机在语音和无语音的两个期间都发射，而由给收听者提供实际的背景噪声的蜂窝电话机发送背景噪声。在测量的能量电平等于或者低于阈值的那些情况下，控制器允许断续传输，因此在无语音期间禁止蜂窝电话机发射，并给收听者提供由蜂窝电话网络合成的背景噪声。

在本发明的第一个实施例中，在蜂窝电话机内进行断续传输的控制。

在本发明的第二个实施例中，在服务该蜂窝电话机的基站内进行断续传输的控制。

为了更完整的理解本发明，参见下面结合附图的详细描述，其中：

图1说明分成多个帧的一部分蜂窝电话机传输，而各帧又用时分多址分成多个时隙；

图2说明结合本发明第一个实施例的蜂窝电话机的方框块，其中在蜂窝电话机内进行断续传输的控制；

图3说明本发明的第一实施例的一个流程图；

图4说明结合本发明的第二实施例的蜂窝电话机和基站，在基站内进行断续传输控制；和

图5说明本发明的第二个实施例的流程图。

现在参阅图1，示出从蜂窝电话机来的上行链路传输的多个帧200。在包括每个帧200的多个时隙210内蜂窝电话机被分配一个时隙。当在断续传输模式操作时，根据语音的存在在每个帧200期间指定给蜂窝电话机的特定的时隙期间蜂窝电话机允许或者禁止它的发射机。

现在再参阅图2，示出本发明第一实施例的功能方框图。蜂窝电话机100包括麦克风110，用于检测由蜂窝电话机100传送的声音。麦克风110的输出信号输入给收发信机130而且由模数变换器105数字化。数字化的信号传送给测量由麦克风110检测的声音的能量电平的能量检测器120和区别是语音的声音与是背景噪声的声音的话音活动检测器106。

话音活动检测器106通知控制器140和能量检测器120有关语音存在或者不存在。如果话音活动检测器106指示不存在语音，能量检测器120测量输入麦克风110的噪音的能量电平。为了获得噪音能量电平的精确计量，能量检测器120需要在几个帧取平均测量。虽然在本产业中众所周知的用于测量噪音能量电平有各种的方法，和不言而喻用于测量噪音能量电平的任何方法可以在本发明中使用，在下面通过举例给出。在国际标准136(IS-136)协议中由蜂窝电话机传送的每个帧由一百六十个样值代表。根据下列公式每个样值的平方和用于测量该帧的能量电平： $\mathrm{RO}=\underset{n=0}{\overset{n=159}{\mathrm{\Σ}}}x{\left(n\right)}^2$

式中RO是测量的能量电平和x(n)是接收的声音样值。噪音测量是在无语音的五十个帧平均，以产生一个平均能量电平。例如，该平均值可以作为具有对应于一秒的时间常数的一阶低通无限脉冲响应滤波器实现，对于数字高级移动电话业务(D-AMPS)的情况，一秒对应50帧。该滤波器根据下列公式实现：

Y(m)＝Y(m-1)+a*(RO(m)-Y(m-1))

式中Y(m)＝在帧m的更新的滤波器输出

Y(m-1)＝前面帧的滤波器输出

a＝对应于1秒的时间常数

RO(m)＝在未检测到语音时来自当前帧的输出能量电平。

因此得到的Y(m)是在无语音的五十帧测量的平均噪音能量电平，每个帧由一百六十个样值代表。

由话音活动检测器106关于语音是否存在的确定传送给控制器140和能量检测器120。如果话音活动检测器106指示语音不存在，则能量检测器120测量输入给麦克风110的噪音的能量电平和传送该测量给比较器150。比较器150比较测量的能量电平与由控制器140提供给比较器150的阈值。该阈值是允许在对于该蜂窝电话机100不存在语音期间允许的最大的背景噪声能量电平，以便工作在断续传输模式。由蜂窝电话机提供者根据特定的蜂窝电话系统和设备确定和定义该阈值。该阈值可以在蜂窝电话机100中预编程或者另一个办法可以从蜂窝电话网络传送给该蜂窝电话机。

比较器150传递测量的能量电平和该阈值之间的比较结果给控制器140。当话音活动检测器106给控制器140指示在麦克风110不存在语音和该比较器给控制器140指示测量的能量电平小于或等于该阈值时，控制器140允许断续传输。当允许断续传输时，在话音活动检测器106指示存在语音期间控制器140指示收发信机130传送由麦克风110检测的语音，和在话音活动检测器106指示不存在语音期间禁止收发信机130的传送功能。另一方面，当比较器150给控制器140指示测量的能量电平高于该阈值时，控制器140禁止断续传输和指示收发信机130在语音和无语音两个期间传送。

现在另外参见图3，示出本发明第一实施例的流程图。当蜂窝电话机100在使用中时，常常已经由模拟数字变换器105数字化的麦克风110输入的声音被输入给话音活动检测器106(步骤300)。话音活动检测器106确定输入麦克风110的声音是否指示语音(步骤310)。如果话音活动检测器106指示语音存在，话音活动检测器106继续估计输入给麦克风110的声音，直到话音活动检测器106检测到语音不存在为止。一旦确定声音是非语音，能量检测器120测量输入麦克风110的噪音的能量电平(步骤311)。为了获得精确测量，该能量检测器120在五十个非语音帧平均该测量。比较器150比较测量的能量电平与该阈值(步骤330)。如果确定测量的能量电平小于或等于该阈值(步骤340)，控制器140允许断续传输(步骤320)。否则，控制器140禁止断续传输(步骤350)。在本发明的第一实施例中，这个处理在蜂窝电话机呼叫的持续时间不断地重复。

现在另外参见图4，示出本发明的第二实施例。不象本发明的第一实施例，断续传输的使用是由蜂窝电话机100控制的，本发明的第二实施例提供用于控制从服务该蜂窝电话机100的基站400的断续传输的使用。蜂窝电话机100包括连接到收发信机130的一个麦克风110。麦克风110检测由蜂窝电话机100传递的声音。蜂窝电话机100中的控制器140根据位于基站400中的控制器440的指示允许和禁止断续传输。从控制器440来的允许和禁止断续传输的命令由基站400的收发信机430传送，由蜂窝电话机100的收发信机130接收，并且提供给控制器140。

在呼叫建立或者从以前的服务基站(未表示)到新的基站400的电话呼叫的切换之后，新基站400的控制器440通过收发信机430传送一个命令给该移动站100的控制器140，以便禁止断续传输。因为断续传输被禁止，在每个时分多址帧200期间由麦克风110检测的所有的声音由收发信机130传送到基站400。收发信机430接收这些传输并且提供该信号给能量检测器420和话音活动检测器406两者。正如在本发明的第一实施例中，话音活动检测器406确定该声音是否指示语音和提供关于语音存在或者不存在的确定给能量检测器420。同样地，能量检测器420测量在五十帧的持续时间的噪音能量电平和提供该测量的能量电平给比较器450。控制器440给比较器450提供一个阈值，比较器450将它与由能量检测器420提供的该测量的能量电平比较。正如在本发明的第一实施例中，该阈值等于允许断续传输操作的非语音期间的噪音最大的能量电平。比较器450提供该比较的结果给控制器440。

控制器440进行关于是否指示蜂窝电话机100工作在断续传输模式的确定。如果测量的能量电平大于该阈值，控制器440指示蜂窝电话机100中的控制器140保持禁止的断续传输的操作。另一方面，如果测量的能量电平小于或者等于该阈值，控制器440指示控制器140允许断续传输。如果控制器440允许断续传输，基站将接收没有另外的背景噪声，因此蜂窝电话机保持在断续传输模式中，直到下一个切换为止。然而，位于基站400内的控制器440能够发送命令给蜂窝电话机100中的控制器140，以禁止断续传输和再开始该处理。

现在另外参见图5，示出本发明第二实施例的流程图。在呼叫建立或者蜂窝电话机呼叫从以前的服务基站(未表示)到新的基站400的切换之后，新的基站400指示蜂窝电话机100禁止断续传输(步骤500)。输入麦克风110的声音输入到话音活动检测器406(步骤510)，它检测语音的存在或者不存在(步骤520)。如果话音活动检测器406指示存在语音，则话音活动检测器406继续对于每个新的帧200估计由蜂窝电话机100传送的信号，直到话音活动检测器406检测到语音不存在为止。然后基站400内的能量检测器420开始测量由蜂窝电话机100内的麦克风110检测和传送到基站400的噪音的噪音能量电平(步骤521)。能量检测器420平均五十个帧的非语音的测量以便确定在该期间的平均噪音能量电平。在五十帧已经测量之后，比较器450比较测量的能量电平与阈值(步骤530)和传递比较的结果到控制器440。如果确定测量的能量电平小于或者等于该阈值(步骤540)，控制器440允许断续传输(步骤550)，否则，控制器440保持禁止断续传输(步骤560)。图5描述的方法是在呼叫建立或者蜂窝电话机呼叫切换到新的服务基站400之后或者控制器440指示蜂窝电话机100禁止断续传输而进行的。

虽然本发明的方法和设备的优选的实施例已经在附图中示出和在上面的详细描述中描述了，不言而喻该发明不限制于公开的实施例，而是能够在不偏离由权利要求书提出和定义的本发明的精神的情况下进行许多的重新安排，修改和替换。

Claims (8)

1.在蜂窝电话机中控制断续传输使用的方法，包括步骤：

检测输入到蜂窝电话机的麦克风的语音的存在或不存在；

当不存在语音时，测量输入到蜂窝电话机的麦克风的声音的能量电平；

比较测量的能量电平与阈值，该阈值代表可允许的使用断续传输的背景噪声的最大的能量电平；

当该比较指示测量的能量电平在或者低于该阈值时允许断续传输；

否则当该比较指示测量的能量电平大于该阈值时禁止断续传输。

2.根据权利要求1的方法，其中该检测，测量，比较，允许和禁止的步骤是由蜂窝电话机预先进行的。

3.在蜂窝电话机中用于控制断续传输使用的方法，该蜂窝电话机使用时分多址传递，

在每个时分多址帧期间检测输入到蜂窝电话机的麦克风的语音的存在或者不存在；

当不存在语音时在每个时分多址帧期间测量输入到蜂窝电话机的麦克风的声音的能量电平；

比较该测量的能量电平与阈值，该阈值代表可允许使用断续传输的背景噪声的最大的能量电平；

在该比较指示测量的能量电平在或者低于该阈值时的帧期间允许断续传输；

否则在当该比较指示测量的能量电平大于该阈值时的帧期间禁止断续传输。

4.根据权利要求3的方法，其中检测，测量，比较，允许和禁止的步骤是由蜂窝电话机预先进行的。

5.在蜂窝电话机中用于控制断续传输使用的一个设备，包括：

一个话音活动检测器，放置在该蜂窝电话机内，用于检测输入到蜂窝电话机的麦克风的语音的存在或者不存在；

一个能量检测器，放置在该蜂窝电话机内，当话音活动检测器指示语音不存在时，用于测量输入到该蜂窝电话机的麦克风的声音的能量电平；

一个比较器，放置在该蜂窝电话机内，用于比较由能量检测器测量的能量电平与阈值，该阈值代表可允许使用断续传输的背景噪声的最大的能量电平；和

一个控制器，放置在该蜂窝电话机内，当该能量电平在或者低于该阈值时，允许断续传输，和当该能量电平高于该阈值时禁止断续传输。

6.在蜂窝电话机中控制使用断续传输的方法，包括步骤：

在蜂窝电话机呼叫建立或者切换之后由基站禁止断续传输；

由基站检测输入到该蜂窝电话机的麦克风的语音的存在或者不存在，该麦克风输出已经传送给基站；

当不存在语音时，由该基站测量输入到蜂窝电话机的麦克风的声音的能量电平，该声音已经传送到该基站；

由该基站比较测量的能量电平与阈值，该阈值代表可允许使用断续传输的背景噪声的最大的能量电平；

当该比较指示测量的能量电平是在或者低于该阈值时由该基站允许断续传输；

否则当该比较指示测量的能量电平大于该阈值时由该基站禁止断续传输。

7.在蜂窝电话机中用于控制断续传输使用的方法，它使用时分多址传递，包括步骤：

在蜂窝电话机呼叫建立或者切换之后由基站禁止断续传输；

由该基站检测在每个时分多址帧期间输入到该蜂窝电话机的麦克风的语音的存在或者不存在，麦克风输入已经传送到该基站；

由该基站测量在不存在语音时的每个时分多址帧期间输入到该蜂窝电话机的麦克风的声音的能量电平，该声音已经传送到该基站；

由该基站比较测量的能量电平与阈值，该阈值代表可允许使用断续传输的背景噪声的最大的能量电平；

当比较指示测量的能量电平是在或者低于该阈值期间由该基站允许断续传输；

否则在该比较指示该测量的能量电平大于阈值的帧期间由该基站禁止断续传输。

8.在蜂窝电话机中用于控制断续传输使用的一个设备，包括：

一个话音活动检测器，放置在基站内，用于检测输入到蜂窝电话机的麦克风的语音的存在或者不存在，该麦克风输入已经传送到该基站；

一个能量检测器，放置在该基站内，当语音不存在时，用于测量输入到该蜂窝电话机的麦克风的声音的能量电平；

一个比较器，放置在该基站内，用于比较由能量检测器测量的能量电平与阈值，该阈值代表可允许使用断续传输的背景噪声的最大的能量电平；和

一个控制器，放置在该基站内，当该能量电平是在或者低于该阈值时，用于传送命令蜂窝电话机以允许断续传输，当该能量电平高于该阈值时该控制器还发送命令给蜂窝电话机禁止断续传输；和

一个控制器，放置在该基站内，用于实现放置在该基站内的控制器控制器发送的命令。

Images