[发明专利]用于码分多址无线系统的方法和装置

说明书

本申请是申请号为03820762.1、申请日为2003年6月27日、发明 名称为“码分多址无线系统的可变比特率宽带语音编码中的有效带内半 空白-突发序列信令及半速率最大操作的方法和装置”的中国专利申请 的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于使采用第一通信方案并包括第一编码器和第一解 码器的第一台与采用第二通信方案并包括第二编码器和第二解码器的 第二台互通的方法，其中，通过把信号编码参数从第一台和第二台其中 之一的编码器传送到所述第一台和第二台中另一个的解码器，进行第一 台与第二台之间的通信。

背景技术

对于具有主观质量与比特率之间良好折衷的有效数字窄带和宽带 语音编码技术的需求在诸如电话会议、多媒体和无线通信等各种应用领 域中不断增加。直到最近，限制在200-3400Hz范围中的电话带宽主要 用于语音编码应用。但是，与传统的电话带宽相比，宽带语音应用提供 了通信中提高的可懂度和逼真度。已经发现范围为50-7000Hz的带宽足 以传递良好质量，给予面对面交流的感觉。对于一般的音频信号，这个 带宽提供可接受的主观质量，但仍然低于分别在20-16000Hz和 20-20000Hz的范围工作的FM收音机或CD的质量。

语音编码器把语音信号转换为数字比特流，它通过通信信道传送或 者存储在存储媒体中。语音信号经过数字化，即通常采用每个样本16 位来进行抽样和量化。语音编码器的作用是采用更少位数来表示这些数 字样本，同时保持语音的良好主观质量。语音解码器或合成器对所传送 或存储的比特流进行操作，并将其重新转换成语音信号。

码激励线性预测(CELP)编码是用于获得主观质量与比特率之间良 好折衷的最佳先有技术之一。这种编码技术构成无线和有线应用中的若 干语音编码标准的基础。在CELP编码中，抽样语音信号以通常称作帧 的N个样本的连续块来处理，其中N为通常对应于10-30ms的预定数 量。线性预测(LP)滤波器在每帧被计算和传送。LP滤波器的计算通常需 要预见、即来自后续帧的5-15ms语音段。N-样本帧被分为称作子帧的 更小块。一帧中的子帧数量通常为三(3)或四(4)，产生4-10ms子帧。在 各子帧中，激励信号通常从两个成分、即过去激励和革新的固定码本激 励来获得。从过去激励形成的成分往往称作自适应码本或音调激励。表 征激励信号的参数经过编码并传送给解码器，其中重构的激励信号用作 LP滤波器的输入。

在采用码分多址(CDMA)技术的无线系统中，源控制可变比特率 (VBR)语音编码的使用显著改进了系统容量。在源控制VBR编码中，编 解码器以若干比特率进行工作，速率选择模块用于根据语音帧的性质 (例如浊音、清音、瞬态、背景噪声等)确定用于对各语音帧编码的比特 率。目标是获得给定平均比特率、又称作平均数据率(ADR)上的最佳语 音质量。通过调谐速率选择模块以得到不同模式下的不同ADR，编解 码器可按照不同模式工作，其中编解码器性能随着不断增加的ADR而 提高。这为编解码器提供了语音质量与系统容量之间折衷的机制。在 CDMA系统(例如CDMA-one和CDMA2000)中，通常使用4种比特率， 它们被称为全速率(FR)、半速率(HR)、四分之一速率(QR)以及八分之一 速率(ER)。在本系统中支持两个速率集，称作速率集I和速率集II。在 速率集II中，具有速率选择机制的可变速率编解码器以对应于14.4、7.2、 3.6和1.8千比特/秒的总比特率(其中添加一些比特用于检错)的 13.3(FR)、6.2(HR)、2.7(QR)和1.0(ER)千比特/秒的源编码比特率进行工 作。

在CDMA系统中，在一些语音帧中可实行半速率来代替全速率， 以便发送带内信令信息(称作半空白-突发序列信令)。半速率用作最大比 特率也可由系统在不良信道条件(例如接近小区边界)期间强制实行，以 便改进编解码器健壮性。这称作半速率最大。在VBR编码中，通常当 帧为稳定浊音或稳定清音时使用半速率。两个编解码器结构用于每种信 号(在清音的情况中，使用没有音调码本的CELP模型，而在浊音的情况 中，信号修改被用来增强周期性以及减少用于音调索引的位数)。全速 率用于开始、瞬态帧以及混合浊音帧(通常使用典型的CELP模型)。当 速率选择模块选择要编码为全速率帧的帧以及系统强制实行半速率帧 时，语音性能下降，因为半速率模式不能够有效地对开始和瞬态信号进 行编码。