СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАЦИИ, А ТАКЖЕ ПЕРЕДАТЧИК И ПРИЕМНИК ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК G10L3/00 H04B1/04 H04B1/06 

Изобретение относится к способу передачи речевой информации, а также к передатчику и приемнику в соответствии с ограничительными частями пунктов 1, 7 и 8 формулы изобретения.

В мобильных коммуникационных соединениях для передачи речи, по меньшей мере, один участник разговора является доступным только через радиоканал. Речевая информация обычно передается, включая содержащиеся в ней паузы. Передача речевой информации в радиоканале подвержена влиянию различных мешающих воздействий так, что на стороне приема возникают помехи, ухудшающие качество передачи.

Эти помехи, например, при радиопередаче согласно DECT-стандарту достигают в области максимальных досягаемостей величин 10^-3 - 10^-2 для частот появления ошибок в двоичных разрядах (битах). Эти ошибки в битах равномерно распределены по действительному времени разговора и речевым паузам. Для принимающего участника разговора помехи радиопередачи выражаются неприятным образом в мешающих шумах. Обычные способы коррекции искажений, как повторная передача искаженных отрезков разговора, вследствие условий реального времени не являются возможными.

Способ передачи речи известен в связи с бесшнуровыми телефонами по DECT-стандарту из публикации Siemens Components 31, 6 (1993). Передача в радиоканале происходит с цифровыми сигналами, причем передача речевой информации содержит также речевые паузы. В передающем устройстве имеет место аналого-цифровое преобразование речевой информации и формирование сигналов передачи, а в приемном устройстве оценка принятых сигналов передачи и цифроаналоговое преобразование. Дополнительно к речевой информации передают также управляющую информацию. Способ соответственно может применяться в мобильных радиопередающих системах и является там известным. Является возможным также обобщение на аналоговые способы передачи речевой информации, при этом отпадают аналого-цифровое преобразование и цифроаналоговое преобразование.

Соответствующий изобретению способ использует тот факт, что во время передачи разговора двух абонентов действительная длительность разговора одного отдельного абонента в среднем составляет гораздо меньше 50% времени разговора, то есть содержащиеся в речевой информации речевые паузы занимают большую часть передаваемой речевой информации. Соответственно большая доля ошибок в битах приходится на эти речевые паузы.

Из немецкой выложенной заявки DE 42 36 088 A1 известно улучшение передачи речи для бесшнуровых телефонов согласно DECT-стандарту за счет того, что передачу речи временно подавляют, если превышены определенные граничные значения ошибок. Однако необходимо определять появляющиеся ошибки, что является возможным лишь в приемнике.

Далее из Blaesner W. "Audioprozessor vereinfacht NF-Signalaufbereitung im Mobilfunk", ntz том 43, 1990, выпуск 6, стр. 446 -451 известен аудиопроцессор, который определяет речевые паузы в передатчике и генерирует логический сигнал для отключения последнего каскада передатчика. Тем самым можно уменьшать расходуемую энергию передачи и фоновые шумы. Появляющиеся в канале передачи помехи во время речевых пауз однако корригироваться не могут.

В основе изобретения лежит задача дальнейшего развития известного способа передачи речевой информации таким образом, чтобы улучшить качество передачи речи, и указания соответствующих приемных и передающих устройств.

Решение задачи происходит исходя из способа согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения с помощью его отличительных признаков. В других независимых пунктах формулы изобретения указаны соответствующие изобретению передающее и приемное устройства.

В рамках соответствующего изобретению способа передачи речевой информации в передатчике подлежащую передаче речевую информацию анализируют на содержащиеся в ней речевые паузы. Речевые паузы распознают и создают соответственно управляющие информации, которые представляют временное положение речевых пауз внутри речевой информации. Дополнительно к речевой информации через радиочасть передают по радиоканалу управляющие информации в том смысле своевременно, что в приемнике отраженные в управляющей информации речевые паузы после оценки вычислительным блоком приемника могут вводиться в речевую информацию в правильном временном положении.

Введенные, реализующие речевые паузы сигналы не имеют никаких искажений так соответствующий изобретению способ уменьшает ошибки передачи в процентном отношении, которое примерно соответствует доле речевых пауз в речевой информации. Для принимающего участника разговора отпадают мешающие шумы во время речевых пауз передающего абонента, за счет чего достигается приятное слуховое ощущение. Качество передачи речи заметно повышается.

Предпочтительная форма дальнейшего развития способа согласно изобретения вводит при определении речевых пауз сравнение длины речевых пауз с длиной цикла сигнала цикловой синхронизации. Управляющую информацию генерируют только тогда, когда речевая пауза является длиннее, чем длина цикла. За счет этого обеспечивается, что управляющую информацию генерируют только при наличии минимальной длительности речевой паузы. Управляющая информация тогда может соединяться с дачей сигнала цикловой синхронизации.

В соответствии с предпочтительной формой дальнейшего развития изобретения происходит введение речевых пауз таким образом, что прерывают электропитание цифроаналогового преобразователя на длительность речевых пауз. За счет этого получается дополнительное преимущество экономии энергии. Дополнительно к прерыванию электропитания цифроаналогового преобразователя можно подводить к электроакустическому преобразователю генерированный в генераторе сигналов шумовой сигнал вместо генерированной в цифроаналоговом преобразователе аналоговой речевой информации. Тем самым речевые паузы могут образовываться приятным для человеческого слухового восприятия образом.

Соответствующий изобретению способ является применимым не только на цифровых способах передачи, но является также пригодным при аналоговой передаче речевой информации в радиоканале.

Способ может быть выполнен таким образом, что он является совместимым с прежним способом передачи речевой информации. Управляющая информация (кодирование и принцип передачи) приспособлена к способу передачи речевой информации таким образом, что при связи передатчика без средств для создания управляющей информации или приемника без средств для оценки управляющей информации к электроакустическому преобразователю приемника подводят речевую информацию, включая содержащиеся в ней речевые паузы. Передатчик и приемник могут таким образом взаимодействовать независимо от того, обладают ли они средствами для осуществления способа согласно изобретения.

Предпочтительные формы выполнения передатчика и приемника для осуществления способа согласно изобретению следуют из дальнейших зависимых пунктов формулы изобретения.

Примеры выполнения представлены на фиг. 1 и 2 и ниже поясняются более подробно.

При этом на фигурах показано:
фиг. 1 - передатчик и приемник для осуществления способа передачи речевой информации и
фиг. 2 - другая форма выполнения передатчика для осуществления способа передачи речевой информации.

Относительно конструкции и важнейших узлов DECT-мобильной станции и базовой станции делается ссылка на Siemens Components 31, 6 (1993) стр. 216. Передающее и приемное устройство встроены в мобильную станцию. НЧ-аналоговая схема (РМВ 2920) содержит один аналого-цифровой и один цифроаналоговый преобразователь. В цифровом блоке (РМВ 2720) содержатся функции вычислительного блока и формирования или соответственно оценки сигналов передачи. НЧ-передатчик и НЧ-приемник образуют в основном передающую или соответственно принимающую радиочасть (РМВ 2220, РМВ 2420).

Представленный на фиг. 1 передатчик S находится в соединении связи через, по меньшей мере, один радиоканал F с приемником E в одностороннем соединении связи. Тем самым получается передача речи от участника разговора A к участнику разговора B. Для двухсторонней передачи каждый участник разговора должен располагать передатчиком и приемником. Далее должны иметься в распоряжении радиоканалы F для обоих направлений.

Акустически-электрический преобразователь М в передатчике S, например микрофон, принимает речевую информацию si участника разговора A в виде акустических колебаний и преобразует их в аналоговую электрическую речевую информацию si. С микрофоном М соединен аналогово-цифровой преобразователь AD, в котором аналоговая электрическая речевая информация si преобразуется в цифровую форму. Речевая информация в цифровой форме подводится к средству для формирования сигналов передачи - логическому элементу способа пакетирования (Burst-Mode-Logik- Element) и к средству распознавания речевых пауз ES. В средстве распознавания речевых пауз ES далее обрабатывается сигнал, который имеет длину цикла сигнала цикловой синхронизации rl. Средство для распознавания речевых пауз ES создает управляющую информацию st, представляющую временное положение речевых пауз sp внутри речевой информации si тогда, когда речевая пауза sp заполняет полностью, по меньшей мере, одну длину цикла rl. К вычислительному блоку RS подводится управляющая информация st от средства распознавания речевых пауз ES. В средстве для формирования сигналов передачи BS, которое соединено с аналого-цифровым преобразователем AD и вычислительным блоком RS, образуются содержащие речевую информацию si и управляющую информацию st сигналы передачи. Обозначенное в случае DECT-стандарта, как поле A, поле для управляющей информации сигнала цикловой синхронизации принимает подготовленную в вычислительном блоке RS управляющую информацию st. Управляющая информация st записывается на позиции битов, которые не используются способом согласно DECT-стандарту. Одна единственная позиция бита в A-поле каждого переданного цикла определяет, заполнен ли цикл речевой паузой sp полностью, - например, бит является логической единицей "1" - или цикл содержит, по меньшей мере, частично речевую информацию - бит является логическим нулем "0". Средство формирования сигналов передачи BS подводит речевую информацию si и управляющую информацию st к радиочасти FS, которая передает информации по радиоканалу F.

Приемник E принимает речевую информацию si и управляющую информацию st из радиоканала F через радиочасть FE. С радиочастью FE соединено средство для оценки принятых сигналов передачи BE. От этого средства для оценки принятых сигналов передачи BE вычислительный блок RE отбирает управляющую информацию st и цифроаналоговый преобразователь DA речевую информацию si.

Электропитание SV цифроаналогового преобразователя DA является отключаемым через контакт K1. Цифроаналоговый преобразователь DA преобразует принятую в цифровой форме речевую информацию si в аналоговую речевую информацию si и направляет ее через переключатель K2 к электроакустическому преобразователю H, то есть к слуховой капсуле. От электроакустического преобразователя H участник разговора В принимает речевую информацию si через акустические колебания. Управляемый вычислительным блоком RE переключатель K2 соединяет электроакустический преобразователь H по выбору с цифроаналоговым преобразователем DA или с генератором сигнала SG. Генератор сигнала SG генерирует шумовой сигнал. Этот шумовой сигнал имеет для принимающего участника разговора В приятный, представляющий речевую паузу тембр звучания.

Вычислительный блок RE оценивает управляющую информацию st и правильно по времени вставляет речевые паузы sp в речевую информацию si. Для этого через вычислительный блок RE вызывается открывание контакта K1 и одновременно переключение переключателя K2 от соединения с цифроаналоговым преобразователем DA на генератор сигнала SG. Цифроаналоговый преобразователь DA таким образом находится в положении покоя и к электроакустическому преобразователю H подводится шумовой сигнал для представляющего длительность речевых пауз sp количества сигналов цикловой синхронизации. В конце речевой паузы sp контакт K1 снова закрывается и переключатель K2 снова соединяет цифроаналоговый преобразователь DA с электроакустическим преобразователем H; таким образом опять передается не содержащая речевых пауз sp речевая информация si.

Фиг. 2 показывает другой пример выполнения передатчика S. Конструкция отличается от представленного на фиг. 1 передатчика S в принципе только тем, что к передатчику S подводят уже преобразованную в цифровую форму речевую информацию si. Акустически-электрический преобразователь М и аналогово-цифровой преобразователь AD могут таким образом отпадать. Речевую информацию si в цифровой форме подводят непосредственно к средству распознавания речевых пауз ES и к средству для генерации сигналов передачи BS. Эта форма выполнения передатчика S является пригодной для базовой станции в мобильных или бесшнуровых системах коммуникации.

Способ передачи речевой информации между передатчиком и приемником через, по меньшей мере, один радиоканал заключается в том, что в передатчике определяют речевые паузы внутри речевой информации, создают управляющую информацию, представляющую временное положение речевых пауз внутри речевой информации, и передают ее дополнительно к речевой информации правильно по времени через радиоканал. В приемнике вычислительный блок оценивает управляющую информацию таким образом, что речевые паузы вводятся в речевую информацию правильно по времени. Технический результат заключается в повышении качества передачи речевой информации. 3 с. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ передачи речевой информации между передатчиком, содержащим вычислительный блок и радиочасть, и приемником, содержащим радиочасть, вычислительный блок и электроакустический преобразователь, по меньшей мере по одному радиоканалу, при котором в передатчике определяют речевые паузы внутри речевой информации, генерируют управляющую информацию, представляющую положение по времени речевых пауз внутри речевой информации, и передают речевую информацию, содержащую речевые паузы, отличающийся тем, что передают управляющую информацию дополнительно к речевой информации правильно по времени через радиочасть по радиоканалу, оценивают управляющую информацию в вычислительном блоке приемника и вводят в приемнике в речевую информацию сигналы, реализующие речевые паузы, правильно по времени. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в передатчике при определении речевых пауз, длительность которых сравнивают с длиной цикла сигнала цикловой синхронизации, управляющую информацию генерируют только тогда, когда речевая пауза длиннее, чем длина цикла. 3. Способ по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что для правильного по времени введения речевых пауз в речевую информацию, переданную с использованием цифрового метода передачи, вычислительный блок приемника прерывает электропитание цифроаналогового преобразователя на длительность речевых пауз. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что для правильного по времени введения речевых пауз в качестве сигналов, реализующих речевую паузу, в речевую информацию вводят вычислительным блоком созданный в генераторе шумовой сигнал, подводимый к электроакустическому преобразователю. 5. Способ по любому из пп.1, 2 или 4, отличающийся тем, что передачу речевой информации и управляющей информации по радиоканалу производят в цифровой форме. 6. Передатчик, содержащий вычислительный блок и радиочасть, причем передатчику приданы в соответствие средства распознавания речевых пауз, содержащихся в речевой информации, которые во взаимодействии с вычислительным блоком создают управляющую информацию, представляющую положение во времени речевых пауз внутри речевой информации, отличающийся тем, что соответствующее передатчику средство формирования сигналов передачи выполнено таким образом, что управляющая информация передается дополнительно к речевой информации, содержащей речевые паузы, в правильном временном положении через радиочасть по радиоканалу. 7. Приемник, содержащий радиочасть, вычислительный блок, цифроаналоговый преобразователь и электроакустический преобразователь, отличающийся тем, что радиочасть, принимающая речевую информацию, содержащую речевые паузы, и управляющую информацию, представляющую временное положение речевых пауз в речевой информации, соединена со средством для оценки принятых сигналов передачи, передающим речевую информацию дальше к цифроаналоговому преобразователю и управляющую информацию к вычислительному блоку, причем цифроаналоговый преобразователь преобразует речевую информацию в аналоговый сигнал и направляет к электроакустическому преобразователю, а вычислительный блок оценивает управляющую информацию и вставляет речевые паузы правильно по времени в речевую информацию.