在包括语音编码解码器发生变化的越区切换中减少背景噪声差异

摘要

当一个通信单元110从具有一第一语音编码器的一第一通信系统120漫游到具有一第二语音编码器的一第二通信系统130时,用于平滑背景噪声变化的一个方法和装置。当这个移动通信单元110漫游到第二通信系统130时,第一通信系统120将这个通信信号传送到第二通信条统130。对来自第一通信系统120的背景噪声进行采样,并且当这个通信信号被传送时,在第二通信系统130的一个混合器中,在第一通信系统120中被采样的这个噪声信号被与来自第二通信系统130的采样背景噪声进行混合。当噪声的变化在进行时,来自第一通信系统120的噪声将逐渐减少并且消失,而来自第二通信系统130的噪声将逐渐增加到一较高功率电平。

说明书

本发明一般涉及一个通信系统中的语音质量，特别地，涉及在一个语音编码解码器切换时噪声差异的减少。

许多语音编码解码器提供了能够以长途语音质量来转换语音的能力。但是，不同的编码解码技术在对非语音信号进行编码时有不同的特性，并且特别地，对背景噪声编码有不同的特性。例如，速率为32kb／s的ADPCM(每秒千比特)已经作为数字无绳和短距离系统(例如CT2，DECT，PHS和PACS系统)的一个语音编码解码器而广泛使用，它几乎允许任何背景噪声透明的传送过去。其使用在蜂窝和数字PMR系统(例如GSM，IS-54，IS-95，iDEN，和TETRA)中占绝对优势的合成线性预测分析编码解码器(例如CELP，VSELP，和ACELP)使用一个完全不同的特性来对背景噪声进行编码。

尽管可能减少噪声，但是一般在移动通信的传送将存在背景噪声。因为众所周知的原因，大部分用户希望能够有一些电平较低、并且舒适的噪声出现以表示这个呼叫仍然处于激活状态，所以移动通信系统包括背景噪声。

某些系统，例如UMTS(通用移动电话系统)允许在无绳／短距离类型环境和传统的蜂窝环境之间进行越区切换，和允许从蜂窝到无绳／短距离的切换。UMTS系统被设计成允许一个用户能够使用一单个移动电话单元在全世界漫游，并且能够在那个区域中的任何一个系统中进行通信。UMTS系统也允许在一单个区域中连接多个不同的系统，例如无绳和蜂窝系统。在这个类型的系统中，一个用户可以开始在其无绳电话系统中发起一个呼叫，然后开始移动出这个系统的范围。为了维持这个呼叫，这个呼叫被从一个系统越区切换到另一个系统，例如从一个无绳系统越区切换到一个蜂窝系统。这个呼叫也可以从这个蜂窝系统移动到一个无绳系统，当这个用户移动到这个无绳系统的区域内时。

如上述，每一个语音编码器，或者编码解码器有某些不同的参数和设计要求。因为这个原因，当用户使用采用不同编码解码器的不同通信系统时，他们将听到不同的背景噪声。当然，在越区切换期间，在涉及具有不同设计参数的两个不同系统中，这个用户将使用不同的编码解码器，由此将听到不同的背景噪声。

在使用多于1个编码解码器的一个系统中，例如上面所提到的UMTS系统中，对用户来说，在越区切换的条件下，最好不要察觉到背景噪声特性的变化。UMTS的目标是提供无缝的越区切换，而无缝通常意味着不会产生中断，在采用不同编码解码技术的系统之间进行越区切换时，将会产生明显的背景噪声差异。

图1是在一个越区切换条件下的一个移动单元的一个图。

图2是根据本发明的一个优选实施方式，在一个越区切换期间的一个语音信号的一个图。

图3是在本发明的优选实施方式中使用的部件的一个图。

图4是本发明的优选实施方式所使用的方法的一个流图。

本发明提供了一个方法和装置，使得当一个移动通信单元110(图1中)从具有一第一语音编码器(编码解码器)的一第一通信系统120漫游到具有一第二语音编码器的一第二通信系统130时，其背景噪声的变化很平缓。当这个移动通信单元110漫游到这个第二通信系统130时，这个第一通信系统120将这个通信信号传送到这个第二通信系统130，这个传送被称作一个越区切换。在该领域中众所周知的一个语音活动检测系统被应用到语音中，以区别语音和背景噪声同时出现的时间和仅背景噪声出现的时间。在仅有背景噪声出现的期间，来自第一通信系统120的背景噪声被采样，并且当这个通信信号被传送时，在第一通信系统120中被采样的这个噪声信号在第二通信系统130的一个混合器中被与从第二编码解码器来的采样背景噪声进行混合。开始，来自第一通信系统120的噪声具有较高的功率电平，来自第二通信系统130的噪声具有较低的功率电平。当这个越区切换在进行时，来自第一通信系统120的噪声(初始噪声)将慢慢减少并且最后消失，而来自第二通信系统130的噪声将逐渐上升到一较高的功率电平。来自第一通信系统120的噪声到来自第二通信系统130的噪声这个逐渐变化的结果是这个移动通信单元的用户没有注意到从一个系统切换到另一个系统时噪声发生了变化。

现在参考图2，图2分别显示了一第一编码解码器和一第二编码解码器的信号模板202和204。信号模板202的元素“C1”(206)表示被编码解码器1所编码的语音段。信号模板204的元素“C2”(208)表示被编码解码器2所编码的语音段。语音段202的元素“N1”(210)表示在语音段206之间的“静默期”，语音段的元素“N2”(212)表示在语音段208之间的“静默期”。

在越区切换点(214)，通信信号被从编码解码器1传送到编码解码器2，而编码解码器2将有一个电平与N1(210)的噪声电平不同的噪声。如果编码解码器2的噪声被立即插入到静默期N2(212)，一个用户将很可能会注意到背景噪声的差异。所以，在图2所显示的本发明的优选实施方式中，从编码解码器1被采样的背景噪声被插入到在这个越区切换点附近的任何初始静默期(216)。例如，静默期216简单地是N1。当从噪声N1到N2的变化在继续进行时，在静默期216期间，来自编码解码器2的噪声被采样，并且被与噪声N1进行混合以在静默期218期间形成一个混合的背景噪声电平。初始，噪声N2的电平较低，而噪声N1的电平较高。在静默期220期间，噪声N2被进一步增加，而噪声N1被成比例地减少。在静默期222期间，噪声N2进一步增加，而噪声N1进一步减少。在每一个静默期期间(218到224)，两个采样噪声N1和N2的噪声电平不断发生变化，其中N1减少，而N2增加，直到仅噪声N2被保留的时刻。

图3显示了本发明中所使用的部件的图。详细地，具有编码解码器310的一第一收发器正在使用初始背景噪声发送初始通信信号。在越区切换期间，噪声采样器320对来自被编码解码器310所接收的通信信号的背景噪声进行采样。在进行越区切换的同时，具有编码解码器330的一第二收发器与这个移动单元进行通信。在噪声采样器340中，来自编码解码器330的背景噪声被采样。来自噪声采样器320和噪声采样器340的背景噪声分别在乘法器350和360中被乘以预定数量的增益G1和G2。然后在加法器370中混合这两个噪声流，以给出被这个移动单元收发器380所接收的混合噪声。

为了逐渐减少来自噪声采样器320的背景噪声和逐渐增加来自噪声采样器340的背景噪声，以下述方法来决定增益G1和G2。在时刻“t”，从功率内插函数r(t)中计算增益G1和G2。应注意，功率内插函数在该领域中所众所周知的，所以在这里不详细描述。功率内插函数可以是线性的，也可以是任何单调函数。假定编码解码器1的背景噪声功率的名字是p1，而编码解码器2的背景噪声功率的名字是p2，则在时刻t的混合背景噪声功率是(pT)：pT=p1^*r(t)+p2(1-r(t))。然后其初始增益G1和G2为：G1=Sq．Rt．(r(t))G2=Sq．Rt．(1-r(t))

增益G1和G2然后被应用到如图3所显示的两个噪声源。一个共同的乘法器来计算总的噪声功率和调节增益G1和G2，以确保总的输出功率等于pT。通过噪声改变，在功率内插函数中的变化来调节G1和G2的值，以逐渐使G1变为0，而G2逐渐增加。在通过根据改变功率内插函数来进行调节而改变G1和G2的期间，pT的值必须保持恒定。

图4描述本发明的优选实施方式所执行的过程。来自编码解码器1和编码解码器2中每一个编码解码器的背景噪声被采样(410)。来自编码解码器1的背景噪声被代入到编码解码器2(216)的第一静默期(在步骤420)。根据上述方程2来估计在越区切换期间，编码解码器1的初始增益(430)。根据上述方程3来估计编码解码器2的初始增益(440)。每一个噪声被用相应的增益相乘(450和460)，并且混合被调节的噪声电平(470)。如上述，总的输出功率电平必须等于在越区切换期间所计算的pT。如果噪声的变化没有完成，就计算一个新的r(t)(490)，并且决定新的增益值(430和440)。通过调节增益来调节编码解码器1和编码解码器2的背景噪声电平的过程直到完成变化后才结束(所有噪声N1已经消失，仅留下噪声N2)，这时，这个过程结束(495)。

通过使用本发明优选实施方式中的方法和装置，就实现了从使用一第一语音编码器的一第一通信系统的背景噪声到使用一不同的、第二语音编码器的一第二通信系统的背景噪声的平缓变化。从一个背景噪声到另一个背景噪声的平缓变化意味着这个用户将不会因为噪声电平不同而注意到在进行越区切换。本发明可以被用于任何采用不同语音编码器的系统。