[发明专利]在无线通信系统中用于语音编码的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及在无线和有线通信系统中的语音编码。特别地，本发明涉及可 变语音编码速率，其中所述速率进行改变以便优化对无线接口中的传输容量的 使用。

背景技术

对在分组交换通信系统中提供实时语音或话音应用的关注很大并且日益增 加。与电路交换技术相比，主要努力之一是更有效地使用由分组交换技术所提 供的可用传输容量。在多个既提供数据传输又提供话音传输的现有通信系统(例 如GSM和UMTS)中，话音主要由电路交换技术来处理，而数据由分组交换 技术来处理。对于话音应用也使用分组交换技术的另一优点在于，能够对所有 类型的信息传输使用相同的技术，并且从而得到全集成系统。所述关注的主要 方面涉及在因特网上的语音传输，其常常被称作基于IP的话音(VoIP)或因特 网电话。所述关注既包含传统的固定因特网，又包含无线解决方案，例如基于 GSM或UMTS。在下文中，VoIP被用来举例说明分组交换语音传输，并且该术 语应当被解释为包括使用分组交换技术的所有类型的语音传输。

在一系列开放标准中规定了基于IP的话音，其中包括H323、SIP(会话初 始协议)、以及RTP(实时传输协议)，它们可用于控制使用IP所传输的话音呼 叫。RTP标准已经由IETF(国际工程任务组)制定并且可以在RFC3550中习 得。

在VoIP通信会话中，在发送端处，对输入话音信号进行采样、量化，并且 将其数字化成预定大小(例如20ms)的块(chunk)，其被称作语音帧。然后通 过使用语音编解码器来解码该信号。形成了VoIP分组，其包括话音参数、RTP 报头、UDP(用户数据报协议)报头和IP报头。RTP报头包括序号和时间戳。 接收端从UDP段中提取RTP分组，然后从RTP分组提取话音参数。解码器重 建了语音，所述语音被呈现给在接收端的用户。

如前所述，VoIP业务的目的之一是能够适应于链路或系统的传输能力。减 小比特率的一种方式是利用可变速率编码。这被用在GSM中并被称作DTX(非 连续传输)，其中如果用户是静默的，就可以使用较低的比特率，从而甚至忽略 一些背景噪声帧。然而，即使比特率为低，传输的语音参数无论任何也必须以 某种额外开销被打包成IP/UDP/RTP分组。这种开销可以通过使用报头压缩技术 (例如ROHC(鲁棒的报头压缩))被进一步减少到3或4个字节。IP栈的较低 层(例如数据链路层和物理层)引起附加的打包开销。综上，虽然利用可变速 率编码可以大大减小平均源比特率，但是所产生的参数将仍然需要以额外的打 包开销进行传输，其中所述开销与要传输的净荷的大小无关。因此，VoIP应用 中的VR编解码器(可变速率编解码器)常常遇到这样的问题，即它们可以提 供的源比特率减少不会转变为相应的总传输速率的节省。在本领域中认识到了 这种情况，并且已经报道了解决所述问题的一些方法。

IS-95/3GPP2编解码器TIA/IS-96和TIA/IS-733包含被称作空白和突发的特 征，该特征被应用以使得，在给定外部网络控制的情况下可以跳过给定帧的编 码以便为控制信令帧提供空间。编码器存储器被设置为已知状态，当解码器检 测到空白帧时，解码器存储器也被设置为相同的已知状态。

Sannek等人的参考文献[1]公开了一种标记帧的方法，所述帧有可能通过使 用ECU(差错隐藏单元)的差错隐藏来覆盖。可以被ECU覆盖的帧被指定较 低优先级，从而如果在网络中发生拥塞，那么所述较低优先级的分组首先被丢 弃。在Lara-Barron的参考文献[2]中也尝试了类似方法，但是其用于嵌入式DPCM (差分脉冲编码调制)编解码器，其中与正常优先级帧相比，差分编码被用于较 低优先级帧。

在IS-96和IS-733[3]中的空白和突发的特征由外部控制，这意味着它可引起 绝对可听见的人工产物。

在参考文献[1]中Sannek的方法的问题在于，编码器不知道帧已经被丢弃这 一事实。这就导致编码器和解码器之间的状态失配。因此，为了不降低所再现 的语音的质量太多，必须保守地在网络中使用帧丢弃。

在参考文献[2]中Lara-Barron的方法的问题在于，没有节省带宽，并且仅仅 少量减小分组速率。

发明内容

显然需要这样一种改进的方法和装置，其使得在传输速率的灵活性方面有 可能充分利用基于IP的话音的可能性。