[发明专利]通信系统中的语音压缩方法及设备

说明书

本发明一般涉及语音压缩技术，尤其涉及一种通过高效带宽利用和时间压缩技术进行语音压缩的方法和设备。

对当前技术的大型寻呼系统而言，语音消息寻呼在经济上是不可行的。语音寻呼所需的发射时间远大于信号音，数字或字母数字寻呼所需的发射时间。在当前技术下，与具有不够理想的语音质量再现的信号音，数字或字母数字寻呼相比较，语音寻呼服务在经济上是不可行的。限制语音消息寻呼的另一个因素是带宽和使用寻呼信道带宽的现有方法，相比较而言，字母数字寻呼的增长受限于必须获取键盘输入设备以向寻呼终端发送字母数字消息，它或者采用个人键盘的形式，或者是以呼入运行中心的呼叫的方式进行。因为主叫方可以简单地摘起话筒，拨打接入号码并口述消息，所以语音系统克服了这些入口问题。并且，没有哪一个现有语音寻呼系统采用了Motorola的新的高速寻呼协议结构，该协议结构也被称为FLEX^TM。

现有的语音寻呼系统缺乏FLEX^TM协议的许多优点，包括高电池节省率，多信道扫描功能，诸如语音和数据模式的混频，回应确认寻呼(允许向主叫方回送回执)，设置查找功能，系统和频率重用，这些优点尤其在大城市区域和延伸范围更为突出，它们通过丢失消息部分的选择重发来实现。

关于涉及语音信号时标的寻呼方面，以及诸如口授和语音邮件的其它应用，当前的时标方法缺少下述理想组合：既提供充分良好的话音质量，又具有允许设计者在给定的限制内优化应用的灵活性。因此，需要这样一种语音通信系统，它在经济上是可行的，并且具有在给定配置内允许优化的灵活性，尤其是在寻呼应用方面这种需求更为突出，并希望能进一步保持Motorola的FLEX^TM协议的许多优点。

一方面，本发明包括一种方法，用以在语音通信系统内具有给定带宽的语音通信资源中压缩多个语音信号。该方法包括下述步骤：将语音通信资源子信道化，将多个语音信号中的至少一个放置在一个子信道上，在每一个子信道中压缩每一个语音信号的时间。在子信道中这些步骤提供了一个压缩语音信号。

在本发明的另一方面，使用语音压缩的通信系统至少具有一个发送基站和多个选择呼叫接收性。发送基站包括一个接收音频信号的转入设备，一个处理设备，采用时标压缩技术和单边带调制技术压缩音频信号以提供一个处理信号，以及一个用于处理信号的后续发送的正交振幅调制器。多个选择呼叫接收器的每一个包括一个选择呼叫接收器模块以接收所发送的处理信号，一个处理设备，采用单边带解调技术和时标扩展技术解调所接收的处理信号以提供一个重构信号，以及一个放大器以将重构信号放大成一个重构音频信号。

在本发明的另一方面，接收压缩语音信号的选择呼叫接收器包括一个选择呼叫接收器模块的接收所发送的处理信号，一个处理设备，采用单边带解调技术和时标扩展技术解调所接收的处理信号以提供一个重构信号，以及一个放大器以将重构信号放大成一个重构音频信号。

在本发明的另一方面，在具有预定带宽的通信资源上发送选择呼叫信号的寻呼基站包括，一个输入设备以接收多个音频信号，一个将通信资源子信道化成预定数量的子信道的设备，每一个子信道的一个振幅压缩和琥波模块以压缩各个音频信号的振幅并滤波各个音频信号，一个时间压缩模块，为每个子信道压缩各个音频信号的时间，以及一个正交振幅调制器，用于处理信号的后续传送。

图1是根据本发明的语音通信系统的框图；

图2是根据本发明的基站发送器的框图；

图3是根据本发明的基站发送器的扩展电气框图；

图4是根据本发明的另一种基站发送器的扩展电气框图；

图5是根据本发明的基站发送器的语音处理，编码和调制部分的框图；

图6是根据本发明的6个单边带信号发送器的频谱分析仪输出；

图7是根据本发明的选择呼叫接收器的扩展电气框图；

图8是根据本发明的另一种选择呼叫接收器的扩展电气框图；

图9是根据本发明的另一种选择呼叫接收器的扩展电气框图；

图10是示出根据本发明的外出信令协议的传输格式的时序图；

图11是示出根据本发明的包括语音帧细节的外出信令协议的传输格式的另一个时序图；

图12是说明根据本发明的外出信令协议的一个控制帧和两个模拟帧的另一个时序图；

图13-17说明了根据本发明的WSOLA时标(压缩)方法的几个迭代的时序图；

图18-22说明了根据本发明的WSOLA-SD时标(压缩)方法的几个迭代的时序图；