[发明专利]语音帧错误检测及修复的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种语音帧错误检测及修复的方法及装置。

背景技术

GSM(G1obal System for Mobile Communications，全球移动通信系统)移动通信系统是一种典型的基于TDMA(Time Division Mu1tiple Access，时分多址)和FDMA(Frequency Division Multiple Access，频分多址)实现多用户通信的数字蜂窝移动通信系统，其容量较模拟蜂窝移动通信系统有了很大的提高。

语音通信是GSM移动通信中的一个重要应用。GSM系统目前采用四种编解码方案，分别为：全速率、增强型全速率、自适应多速率及半速率语音。

GSM全速率语音采用RPE-LTP LPC(Regular Pulse Excited-Long TermPredition-Linear Predictive Coding，规则脉冲激励-长时预测-线性预测编码)方案。GSM全速率语音的编码参数如表1所示：

表1、GSM全速率语音的编码参数

在典型的双向通话过程中，每个传输信道的有效利用率平均为50％。为提高传输信道的利用效率，并达到减少耗电、减少无线接口总体干扰的目的，在无线语音通信中，采用非连续传输(Discontinuous Transmission，DTX)的模式，仅在有语音信号时进行传输，在语音中止时则切断无线传输。DTX机制要求有如下几项功能：

发送端的语音活动检测(Voice Activity Detection，VAD)；

发送端的背景噪声估计和静寂描述符(Silence Insertion Descriptor，SID)帧生成，向接收端传输舒适噪声特征参数；

接收端的舒适噪音产生。

VAD模块用来检测和区别语音段和静音段。其输出结果为二元语音指示，0表示静音，1表示语音。当语音指示为1时，DTX将编码后的语音参数直接传递给无线子系统(Radio Subsystem，RSS)，进行正常的信号发送。当语音指示为0时，结合历史信息，DTX采取一定的拖尾(Hangover)措施，以避免在短暂的语音停顿时切断无线传输；当VAD＝0的累积帧数超过拖尾时长(HangoverPeriod)时，DTX才切断无线传输。

若在DTX处理器切断无线传输时，接收端不输出任何信号而呈现完全的静寂，将令听者产生非常不适的感觉，从而降低整体语音通信感知质量。为解决此问题，接收端采用了“舒适噪音”功能，即利用SID帧提供的频谱参数产生类似发送端背景噪音的声音。在非语音段，每经过一段预定的时间间隔，发送一个包含一组参数的SID帧。发送SID帧的时间间隔比语音帧长很多，由此可以有效地减小传输速率，减少信道拥塞。

在接收端，天线始终保持开启状态。当没有信号发送时，天线接收到的是随机噪声。接收端信道解码过程中采用CRC(Cyclical Redundancy Check，循环冗余码校验)对接受比特流进行检测，通常能够将随机噪声比特流判断为错误帧。此时，接收端利用最后一个有效SID帧的参数进行替代，并输入语音解码器进行解码，此时解码器输出的为舒适噪声。

在无线语音通信中，信道噪声和信道衰落效应等造成的误码和丢帧现象比较常见。存在误码的语音参数帧通常包含被污染的语音参数，若直接进行解码，可能出现尖锐刺耳的噪声，降低语音通信质量；但若完全不输出信号，则造成语音信号出现空白和不连续，使听者感觉非常不舒服，严重影响语音通信的主观质量。因此，错误帧的检测和修复对于系统的主观语音质量尤为重要。GSM的FR编解码算法在设计时已经做了相关的鲁棒性考虑。通常的做法为每当出现丢帧时，通过取前几帧的参数来做平滑，尽量恢复语音波形。

在实现上述GMS全速率语音帧错误检测及丢帧错误隐藏的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

CRC校验保护能力较弱，不能检测出所有的重要比特传输错误；且二元判断模式过于简单，不能灵活处理比特错误。

另外，现有丢帧错误隐藏方法会将错误帧内的有用信息完全丢弃，不能得到有效利用；且参数替代无法跟踪语音信号的动态变化。

发明内容

本发明的实施例提供一种语音帧错误检测及修复的方法及装置，能够利用语音信号的特点，以及语音编码参数的先验统计特性进行错误帧的检测和修复。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种错误帧检测方法，包括：