專利名稱：寬帶信號到窄帶信號的增強型轉換的制作方法
背景I.發明領域本發明涉及通信系統，更具體的涉及寬帶語音信號到窄帶語音信號的增強型轉換。
II.背景無線通信的領域有許多應用，包括如無繩電話、BP機(paging)、無線本地回路、個人數字助理(PDAs)、國際互聯網電話以及衛星通信系統。特別重要的應用是對移動用戶的移動(蜂窩型)電話系統。
(如這里使用的，術語“蜂窩型”(“cellular”)系統包含移動(cellular)和個人通信服務(PCS)頻率。)已經對這樣的移動電話系統開發了不同的無線電廣播(over-the-air)接口，這包括如頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)以及碼分多址(CDMA)。與之有關的是，已經確立了不同的國內和國際標準，這包括如高級移動電話服務(AMPS)、全球移動系統(Global System for Mobile)(GSM)以及臨時標準95(Interim Standard95)(IS-95)。特別的，IS-95及其派生物，IS-95A，IS-95B，ANSI J-STD-008(通常這里通稱為IS-95)，以及對數據的提議高數據速率系統等由電信工業協會(TIA)，國際電信同盟(ITU)和其它知名的標準團體來公布。
依照IS-95標準使用配置的移動電話系統使用CDMA信號處理技術來提供高效和可靠的移動電話系統。依照IS-95標準使用配置的范例移動電話系統在美國專利號5,103,459和4,901,307中說明，其被分配給本發明的受讓人(assignee)并作為參考而完全合并與此。利用CDMA技術的范例說明系統是由TIA發布的cdma2000 ITU-R無線電傳送技術(RTT)候選提議(這里稱為cdma2000)。給出對cdma2000的該標準是IS-2000草稿版本并已由TIA批準。cdma2000提議與IS-95在許多方面兼容。另一個CDMA標準是W-CDMA標準，其收錄在第三代合伙項目”3GPP”(3rdGeneration Partnership Proiect”3GPP”)中，文檔號為3G TS25.211，3G TS 25.212，3G TS 25.213和3G TS 25.214。
在傳統陸上線路(landline)電話系統中，傳送介質和終端的頻帶被限制到4000Hz。語音信號通常在300Hz到3400Hz的窄帶范圍內傳輸，在本范圍之外載送控制和信令附加信號。考慮到陸上線路電話系統的物理限制，在移動電話系統中的信號傳播用這些相同的窄帶頻率約束來實現，以使源自移動用戶單元的呼叫可被傳送到陸上線路單元。然而，由于在移動系統中未給出需要窄頻范圍的物理限制，所以移動電話系統可在更寬的頻率范圍內傳送信號。用來產生更寬頻率范圍信號的范例標準在1989年出版的文檔G.722 ITU-T中公布，其標題為“以64kBits/s進行7kHz音頻編碼”。
在語音信號的傳輸中，聲音波形的感知質量對用戶和服務提供者來說是頭等重要的。若無線通信系統在50Hz到7000Hz的寬帶頻率范圍內傳送信號，則當寬帶信號在削弱寬帶信號高頻成分的窄帶環境中終止時，轉換問題產生了。因此，本領域中當前需要能將寬帶語音信號轉換為窄帶語音信號而不降低聲音質量。
概要給出用于將寬帶語音信號轉換為窄帶語音信號的新穎方法和裝置。在一方面，給出用于將寬帶信號轉換為窄帶信號的裝置，該裝置包含濾波器，其用于加強寬帶信號頻率響應的中間范圍部分以及用于削弱寬帶信號頻率響應的高范圍部分，其中該濾波器的輸出是非平坦頻率響應的窄帶信號；以及用于抽取寬帶信號采樣速率十分之一的下降型采樣器。
在另一方面，用于將寬帶語音信號轉換為窄帶語音信號的裝置包含用于決定是否將寬帶語音信號轉換為窄帶語音信號的控制元件；與該控制元件耦合的開關，其中若該控制元件決定將轉換寬帶語音信號，則該控制元件觸發該開關；帶寬切換濾波器用于若該開關被觸發，接收寬帶語音信號，其中該帶寬切換濾波器加強寬帶語音信號部分頻率譜，以產生具有非平坦頻率譜的輸出信號；用于抽取帶寬切換濾波器輸出信號十分之一的下降型采樣器。
在另一方面，給出用于對寬帶語音信號進行解碼以及用于將寬帶語音信號轉換為窄帶語音信號的裝置，該裝置包含用于創建合成寬帶語音信號的語音合成元件；以及用于增強該合成寬帶語音信號的后處理元件，其中該后處理元件進一步包含后濾波器元件；和帶寬切換濾波器，其用于加強合成寬帶語音信號頻率譜的中間范圍，并削弱合成寬帶語音信號頻率譜的高范圍。
在另一方面，給出用于傳送源自無線通信系統中寬帶波形的方法，該方法包含接收運載基地站寬帶波形的信號，其中該寬帶波形用于進一步從基地站傳送到目標目的地；決定該目標目的地是否可處理寬帶波形；若該目標目的地不能處理寬帶波形，則將寬帶波形轉換為有非平坦頻率響應的窄帶波形；若該目標目的地可處理寬帶波形，則將寬帶波形從基地站傳送到目標目的地，而不將寬帶波形轉換為窄帶波形。
在另一個方面，決定目標目的地是否由寬帶聲碼器支持，包含將檢測碼嵌入脈沖碼調制(PCM)信號中，其中該PCM信號運載寬帶波形；而且若該目標目的地探測到檢測碼，則通過第二基地站傳送來自目標目的地的檢測碼確認，其中第二基地站支持與目標目的地和無線通信系統的通信。
附圖的詳細說明
圖1是范例通信系統的簡圖。
圖2A是平坦窄帶頻率響應的圖。
圖2B是加強1000Hz和3400Hz之間頻率窄帶濾波器的譜圖。
圖3A是平坦寬帶頻率響應的圖。
圖3B是合適的頻率響應的圖。
圖3C是另一個合適的頻率響應的圖。
圖3D是另一個合適的頻率響應的圖。
圖4是與解碼器耦合的寬帶到窄帶轉換裝置的框圖。
圖5是另一個與解碼器耦合的寬帶到窄帶轉換裝置的框圖。
圖6是輸出具有非平坦頻率響應信號寬帶解碼器的框圖。
圖7是用于決定是否將寬帶語音信號轉換為窄帶語音信號方法的流程圖。
圖8是用于決定是否將寬帶語音信號轉換為窄帶語音信號另一種方法的流程圖。
實施例的具體說明如圖1中闡明，無線通信網絡10通過包括許多移動站(mobile stations)(也稱作用戶單元或用戶設備)12a-12d，許多基地站(也稱作基地站收發器(BTSs)或節點B)14a-14c，基地站控制器(BSC)(也稱作無線電網絡控制器或包控制功能16)，移動切換中心(MSC)或開關24，包數據服務節點(PDSN)或網間功能(IWF)20，公用交換電話網絡(PSTN)22(通常為電話公司)，以及網際協議(IP)網絡18(通常為國際互聯網)。為簡單起見，示出了4個移動站12a-12d，3個基地站14a-14c，1個BSC 16，1個MSC 18，以及1個PDSN 20。本領域熟練的技術人員應當理解的是可有任何數量的移動站12、基地站14、BSC 16、MSC18以及PDSN 20。
在一個實施例中，無線通信網絡10是包數據服務網絡。移動站12a-12d可為任何許多不同類型無線通信裝置，如便攜式電話、與運行基于IP、網絡瀏覽器應用程序的膝上型計算機相連的移動電話、具有相關聯免動手汽車用具包(hands-free car kits)的移動電話、運行基于IP、網絡瀏覽器應用程序的個人數字助理(PDA)、合并到便攜式計算機中的無線通信模塊、或諸如可在無線本地回路或儀表讀取系統中發現的固定位置通信模塊。在絕大多數通常的實施例中，移動站可為任何類型的通信單元。
移動站12a-12d可被配置為履行一個或多個諸如在EIA/TIA/IS-707標準中說明的無線包數據協議。在特定的實施例中，移動站12a-12d產生指定為IP網絡24并將IP包封裝到使用點對點協議(PPP)框架(frame)中的IP包。
在一個實施例中，IP網絡24與PDSN 20連接，該PDSN 20與MSC 18耦合，該MSC 18與BSC 16和PSTN 22耦合，而且該BSC 16通過依照任何幾個所知協議被配置用來傳送語音和/或數據包的線路(wirelines)與基地站14a-14c耦合，該協議包括如E1，T1，異步傳輸模式(ATM)，IP，幀中繼，HDSL，ADSL，或xDSL。在替換實施例中，BSC 16直接與PDSN 20連接在一起，MSC 18不與PDSN20耦合。在本發明的另一個實施例中，移動站12a-12d通過RF接口與基地站14a-14c通信，該RF接口是在第三代合伙項目2“3GPP2”、“對cdma2000傳播譜系統的物理層標準，”3GPP2文檔號C.P0002-A，TIA PN-4694，將作為TIA/EIA/IS-2000-2-A(草稿，編輯版30)(1999年10月19日)出版，其作為參考完全合并于此。
在無線通信網絡10的典型工作時，基地站14a-14c接收并解調來自進行電話呼叫、網絡瀏覽或其它數據通信的不同移動站12a-12d的反向鏈接信號(reverse-link signals)集合。每個由所給定基地站14a-14c接收的反向鏈接信號在基地站14a-14c中處理。每個基地站14a-14c可通過調制和傳送到移動站12a-12d的前向鏈接信號集合來與許多移動站12a-12d通信。例如，如圖1所示，基地站14a同時與第一和第二移動站12a、12b通信，基地站14c同時與第三和第四移動站12c、12d通信。結果包被傳送到BSC 16，其提供呼叫源分配和包括對從一個基地站14a-14c到另一個基地站14a-14c的特定移動站12a-12d呼叫的軟切換(soft handoffs)配合(orchestration)的流動性管理功能性。例如，移動站12c同時與兩個基地站14b、14c通信。最終，當移動站12c移動到離其中一個基地站14c足夠遠時，該呼叫將被軟切換到其它基地站14b。
若該傳輸是傳統的電話呼叫，則該BSC 16將把接收數據發送到MSC 18，該MSC 18提供對與PSTN 22連接的附加發送服務(routing services)。若該傳輸是諸如指定為IP網絡24的基于包的傳輸，則該MSC 18將把該數據包發送到PDSN20，該PDSN 20將把該包發送到IP網絡24。作為選擇，該BSC 16將直接將包發送到PDSN 20中，該PDSN 20將該包發送到IP網絡24。
通常，模擬語音信號到數字信號的轉換由編碼器來執行，而數字信號返回到語音信號的轉換由解碼器來執行。在范例CDMA系統中，包含編碼部分和解碼部分的聲碼器在移動單元和基地站中整理(collated)。在美國專利號5,414,796中說明了范例聲碼器，其標題為“可變速率聲碼器”，這被分配給本發明的受讓人并作為參考合并于此。在聲碼器中，編碼部分提取涉及人類語音發生模型的參數。解碼部分重新合成使用通過傳輸信道接收的參數的語音。該模型經常變化為精確模擬時變語音信號。這樣，在計算參數的時期，語音就被分為時間塊，或分析幀(analysis frames)。然后對每個新幀的參數更新。如這里所用，單詞“解碼器”指可被用來轉換已通過傳輸介質接收的數字信號的任何裝置或裝置的任何部分。因此，這里所述的實施例可用CDMA系統的聲碼器和非CDMA系統的解碼器來實現。
聲音語音通常由低頻和高頻部分組成。然而，由于傳統電話系統的物理限制，輸入語音的頻帶被限制在200Hz到3400Hz的窄范圍內。濾波器是修改輸入波形的頻率譜以產生輸出波形的裝置。這樣的修改具有傳遞函數H(f)＝Y(f)/X(f)的特征，其在頻域中將修改的輸出波形y(t)與原輸入波形x(t)相關聯。
圖2A闡明具有平坦頻率響應窄帶濾波器的譜。具有該特征裝置的例子是話筒。如所示，過分加強了低頻，而切斷了高頻。通過該濾波器的輸入信號將導至讓人類耳朵感覺不舒適的輸出波形，經濾波語音被消聲。
圖2B闡明加強1000Hz到3400Hz頻率的窄帶濾波器的譜。在該例中，削弱了較低頻率，但加強了1000Hz與3400Hz之間的頻譜。該頻率范圍中的加強從感覺上補償了3400Hz以上頻率分量的省略。因此，更“自然”和可理解的聲音通過當末端用戶(end user)聽到濾波信號時由末端用戶感受到。
由于無線電話的改進，許多無線通信系統可在50Hz到7000Hz的更寬范圍內傳播聲音信號。這樣的聲音信號稱為寬帶信號。使用該頻率范圍的通信已在文檔G.722 ITU-T中標準化了，該文檔標題為“以64kBits/s進行7kHz音頻編碼”，于1989年出版。由于到7000Hz的頻率成分可由寬帶系統來運載，通常的寬帶解碼器可用平坦頻率響應來實現。圖3A時寬帶信號平坦頻譜圖。由于包括包括3400Hz與7000Hz之間的頻率成分，所以不需要加強。包括這些高頻成分產生從感覺上可理解的波形，而不必加強1000Hz與3400Hz之間的頻率范圍。
然而，當將寬帶信號傳送到窄帶終端或通過窄帶系統時，問題出現了。在本領域當前狀態下，通過3400Hz的簡單頻率截止，寬帶信號的頻帶被限制在窄帶終端/系統的約束中。該寬帶到窄帶的轉換可由通過低通濾波器和下降型采樣該結果傳送寬帶信號來完成。因此，轉換寬帶信號的譜非常類似圖2A的譜。如上所述，該平坦頻率響應產生對人類感覺不可接收的波形。因此，當前有需要進行對寬帶信號到窄帶信號的增強型轉換，以使被轉換的窄帶信號對末端用戶感覺上適宜。這里所述實施例在保留適宜聲音成分時完成了寬帶信號到窄帶信號的轉換。
圖4是可與已存在寬帶解碼器連接實施例的框圖。該實施例是被配置為當寬帶信號被轉換為窄帶信號時減少信號信息的損失的寬帶到窄帶轉換裝置。信號信息的保留產生對末端用戶感覺適宜的聲音信號。
基地站(未示出)接收用于輸入到寬帶解碼器40中的信息位流。寬帶解碼器40可被配置為依照G.722 ITU-T的波形或頻帶未限制在3400Hz的任何其它波形。波形帶寬的變化將不影響本實施例的范圍。基地站中的控制元件(未示出)做出決定，寬帶解碼器40的輸出是否將被傳遞到窄帶終端。下面說明用于決定是否將寬帶信號轉換為窄帶信號的方法和裝置。若寬帶解碼器40的輸出將被發送到窄帶終端或窄帶系統，則控制元件(未示出)就觸發開關42將寬帶解碼器輸出發送到寬帶到窄帶轉換裝置44。該寬帶到窄帶轉換裝置44包含其輸出與下降型采樣器48耦合的帶寬切換濾波器(BSF)。
帶寬切換濾波器46可用具有特征體現為在頻率的中間范圍中具有5dB到10dB斜率曲線的頻率響應的任何濾波器來實現。最優中間范圍在1000Hz到3400Hz的頻率之間，但可使用諸如800-3500Hz或1100-3300Hz這樣的更大或更小的范圍，而不影響本實施例的范圍。為接近窄帶響應，削弱了中間范圍之上的頻率。圖3B是具有需要斜率的頻率響應的代表性例子。然而，也可使用具有不同形狀曲線的濾波器。例如，圖3C闡明也可在本實施例中使用的具有直線斜率(straight slope)的頻譜。圖3D闡明另一個有用的頻率響應，其中該譜包含具有變化斜率的線性段。帶寬切換濾波器46可實施為具有常數濾波器系數的固定濾波器或具有更新濾波器系數的適應性濾波器。應依照預定系統參數來進行該設計選擇，且該設計選擇不影響本實施例的范圍。
下降型采樣器48可由能決定來自輸入序列x(n)新采樣序列y(n)的任何裝置來實施，以使y(n)＝x(Mn)，其中M是正整數值。
在一個實施例中，由于寬帶信號通常在16kHz處采樣，窄帶信號通常在8kHz處采樣，所以抽取采樣十分之一發生在M＝2的速率處。由于抽取十分之一發生在由帶寬濾波器46執行濾波之后，所以可在窄帶目標終端中使用內插器(interpolator)來恢復切換信號的抽取十分之一部分。
圖5是與寬帶解碼器耦合的另一個寬帶到窄帶切換裝置的框圖。在該實施例中，寬帶到窄帶切換裝置被配置為減少需要將寬帶信號轉換為窄帶信號計算的數量。
基地站(未示出)接收用于輸入到寬帶解碼器50的信息位流。寬帶解碼器50輸出依照G.722 ITU-T的波形或具有比3400Hz高的頻率成分的任何其它波形，而不影響本實施例的范圍。基地站中的控制元件(未示出)做出決定，寬帶解碼器50的輸出是否將被傳遞到窄帶終端或通過窄帶系統。若寬帶解碼器50的輸出將被發送到窄帶終端或通過窄帶系統，則控制元件(未示出)就觸發開關52將寬帶解碼器輸出發送到寬帶到窄帶轉換裝置54。該寬帶到窄帶轉換裝置54包含其輸出與帶寬切換濾波器(BSF)58耦合的下降型采樣器56。
在一個實施例中，下降型采樣濾波器以速率M＝2抽取采樣十分之一。在典型的寬帶系統中，以16kHz的速率對該信號采樣。若該采樣器工作在速率M＝2處，丟棄一半采樣，并且帶寬切換濾波器58工作在8kHz信號處。因此，圖5的寬帶切換信號濾波器58可構造比圖4的帶寬切換濾波器46的計算復雜度小。然而，像圖4的帶寬切換濾波器46一樣，帶寬切換濾波器58可用具有特征表現為在中間范圍頻率之間具有5-10dB斜率曲線的頻率響應的任何濾波器來實現。
已經說明了作為能與已存在的寬帶解碼器一起使用的附加組件的上述實施例。然而，展望新穎且非明顯的寬帶解碼器的實施例，其中輸出信號的頻譜表現出高頻加強作用。
圖6是被配置為輸出具有非平坦頻譜窄帶信號的寬帶解碼器60的功能型框圖。解碼器60包含語音合成元件62和后處理元件64。該語音合成元件62接收攜帶語音信號和合適激勵信號參數的語音信息。許多語音信號的參數化例子使用線性預測編碼(LPC)技術，其中可在解碼器處從自相關值來重新創建濾波器模型的參數。作為選擇，LPC參數的值可直接從編碼源傳送到解碼器。在上述美國專利號5,414,796中說明不同線性預測編碼技術的更多詳細解釋。
從語音合成元件62合成的語音通常是可理解的。然而，合成語音的質量可能失真。因此，需要后處理元件64來加強合成語音以產生更“自然”的效果。后處理元件64包含至少一個后濾波器66和帶寬切換濾波器68。傳統的后濾波器66可包含音調后濾波器(pitch post filter)、共振峰后濾波器、以及傾斜補償濾波器的組合。然而，因為處理了信號的整個寬帶頻譜，所以傳統的后濾波器66不保證本實施例的需要頻率加強。與后濾波器66耦合的帶寬切換濾波器68保證特定的頻率子組的加強。控制元件(未示出)控制是否通過帶寬切換濾波器68來發送后濾波器66的輸出。
可按上述實施例來實施帶寬切換濾波器68，其中譜量級(spectrummagnitude)曲線在大約1000Hz與3400Hz的頻率范圍之間具有至少5dB到10dB的斜率。帶寬濾波器68和后濾波器66的放置順序可被改變而不影響本實施例的范圍。
圖7是用于決定是否在寬帶系統中實施寬帶到窄帶信號轉換的流程圖。在步驟70，通知位于基地站中的控制元件傳送自用戶單元寬帶信號的到達。在典型的無線通信系統中，在呼叫建立(call set-up)或注冊階段傳送這樣任何信號傳送達到的通知。在呼叫建立階段，到信號傳送最終目的地址的信息被發送到控制元件。該最終目的地址通常相應于由原用戶單元的用戶輸入的電話號碼或相應于由用戶選擇的保存地址。呼叫建立步驟的例子在美國專利號5,844,899中找到，其標題為“用于在分布網絡系統中提供呼叫識別器的方法和裝置”，其被分配給本發明的受讓人，并作為參考合并于此。
在步驟72，控制元件比較到寬帶系統中使用的移動用戶單元數據庫與信號傳送的最終目的地址。在CDMA系統中，諸如圖1闡明的系統，將在移動交換中心18中發現移動用戶數據庫。若在該數據庫中發現最終目的號碼，則在步驟74處，控制元件進行對寬帶信號的解碼，而不轉換到窄帶信號。若在該數據庫中未發現最終目的號碼，則在步驟76處，控制元件就觸發將寬帶解碼器的輸出發送到寬帶到窄帶轉換裝置的開關，即為上述的實施過程。
作為選擇，若通信系統支持寬帶和窄帶用戶單元以及源自寬帶終端的信號，則移動用戶單元的數據庫可由寬帶移動用戶單元數據庫代替，且可實施上述的方法步驟。
作為選擇，移動用戶單元的數據庫可用所有注冊的通信用戶單元來代替，這包括移動用戶和陸上連線用戶，其中也保存了通信終端的帶寬容量。因此，不是決定數據庫中最終目的號碼的存在，而是做出最終目的號碼是否由寬帶終端支持的決定。
在另一個實施例中，若寬帶通信系統允許諸如遠程會議(teleconferencing)這樣的通信單元之間的多通信鏈接，則可編程或配置控制元件來將多寬帶信號轉換為多窄帶信號。這樣的轉換將允許系統在遠程會議呼叫中增加參加者的數量。
圖8是決定是否實施寬帶到窄帶信號轉換的另一種方法的流程圖。該實施例由基地站寬帶聲碼器來實現，若寬帶解碼器未服務目標目的地，則將寬帶信號轉換為窄帶信號。
在步驟80，基地站接收并對來自遠程單元的編碼信號進行解碼。該編碼信號包含寬帶語音信號和信令附加信號。包括在信令附加信號中的是目標目的地地址。在步驟82，解碼信號被傳送到基地站控制器，在那里寬帶語音信號被轉換為多位脈沖碼調制(PCM)輸出。偽隨機檢測碼被嵌入在PCM輸出中。在步驟84，該嵌入PCM輸出通過移動交換中心被傳送到目標目的地。
若基地站和目標目的地之間的物理介質支持寬帶傳送，且目標目的地由寬帶解碼器支持，則在步驟86，該目標目的地檢測偽隨機檢測碼并建立與基地站的通信會議。串聯聲碼器操作的實施細節在美國專利號5,903,862中說明，其標題為“用于檢測串聯聲音合成以修改聲碼器濾波的方法和裝置”，其被分配給本發明的受讓人且作為參考合并于此。在步驟87，基地站聲碼器以及目標目的地聲碼器傳送寬帶語音信號，而不轉換為窄帶語音信號。
在可選擇的中，若基地站的寬帶聲具有與目標目的地處寬帶聲碼器相同的配置，則串聯聲音合成可設為分路迂回(bypassed)。聲碼器分路迂回的實施細節在美國專利號5,956,673中說明，其標題為“使用檢測代碼的串聯聲音合成的檢測和分路迂回”，其被分配給本發明的受讓人，且作為參考而合并于此。若目標目的地寬帶聲碼器可設為分路迂回，則基地站可輸出寬帶信號而不轉換為窄帶信號。
若寬帶解碼器未服務目標目的地，則在步驟88，基地站實施寬帶到窄帶的轉換，如上述實施例。
這樣，就已經說明了用于轉換寬帶到窄帶信號的新穎且改善過的方法和裝置。本領域的熟練技術人員應了解這里描述的與說明實施例相關聯的不同說明性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可作為電子硬件、軟件、固件或其組合來實現。不同的說明型組件、塊、模塊、電路和步驟已經依據其功能性做了一般說明。該功能性是否被作為硬件、軟件或固件來實施依賴于加在整個系統中的特定應用和設計約束。熟練的技術人員知道在這些情況下硬件、軟件和固件的互換性，并如何最好的實施對每個特定應用的說明功能性。
這里描述的與說明實施例相關聯的不同說明性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟的實施可用數字信號處理器(DSP)、特定用途集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(field programmable gate array)或其它可編程邏輯裝置、分離門(discrete gate)或晶體管邏輯、分離硬件組件來實施或執行。執行一組固件指令的處理器、任何傳統的可編程軟件模塊和處理器、或任何其組合可被設計來執行這里所述控制元件的功能。該處理器可為微處理器，但作為選擇，該處理器可為任何傳統的處理器、控制器、微控制器或狀態機。該軟件模塊可駐留在RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動盤、CD-ROM、或本領域所知的任何其它形式的存儲介質中。范例處理器與存儲介質耦合以便從存儲介質中讀信息，并向存儲介質中寫信息。作為選擇，存儲介質可駐留在ASIC中。該ASIC可駐留在電話或其它用戶終端中。作為選擇，該處理器和存儲介質可駐留在電話或其它用戶終端中。該處理器可作為DSP和微處理器的組合，或連同DSP核心的兩個微處理器等來實施。熟練的技術人員會進一步了解可作為全部上述說明參考的數據、指令、命令、信息、信號、位、符號和芯片用電壓、電流、電磁波、磁場或微粒、光學場(optical field)或微粒或任何其組合來代表。
這樣就示出并說明了本發明的不同實施例。然而，對本領域的其中一個普通熟練的技術人員來說，顯然在不背離本發明的主旨和范圍時，可對這里說明的
權利要求
1.一種用于將寬帶語音信號轉換為窄帶語音信號的裝置，包含用于決定是否將所述寬帶語音信號轉換為所述窄帶語音信號的控制元件；與所述控制元件耦合的開關，其中若所述控制元件決定將轉換所述寬帶語音信號，則所述控制元件觸發所述開關。若所述開關被觸發，用于接收所述寬帶語音信號的帶寬切換濾波器，其中所述帶寬切換濾波器加強了所述寬帶語音信號的部分頻譜，以產生具有非平坦頻譜的輸出信號；以及用于抽取所述帶寬切換濾波器輸出信號十分之一的下降型采樣器。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述部分頻譜為1000Hz與3400Hz之間的頻率。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述非平坦頻譜具有斜率在5dB與10dB之間的曲線。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于斜率在5dB與10dB之間的曲線位于1000Hz到3400Hz之間。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述下降型采樣器以M＝2的速率抽取十分之一，其中輸出信號y(n)通過關系y(n)＝x(Mn)與輸入信號x(n)相關聯。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述帶寬切換濾波器進一步削弱所述寬帶語音信號的高頻部分。
7.一種用于將寬帶語音信號轉換為窄帶語音信號的裝置，包含用于決定是否將所述寬帶語音信號轉換為所述窄帶語音信號的控制元件；與所述控制元件耦合的開關，其特征在于若所述控制元件決定將轉換所述寬帶語音信號，則所述控制元件觸發所述開關。與所述開關耦合的下降型采樣器，其特征在于所述下降型采樣器用于若所述開關被觸發，則抽取所述帶寬語音信號的十分之一；以及用于接收所述被抽取十分之一寬帶語音信號的帶寬切換濾波器，其中所述帶寬切換濾波器加強所述寬帶語音信號的部分頻譜，以產生具有非平坦頻譜的輸出信號。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于所述部分頻譜為1000Hz與3400Hz之間的頻率。
9.如權利要求7所述的裝置，其特征在于所述非平坦頻譜具有斜率在5dB與10dB之間的曲線。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于斜率在5dB與10dB之間的曲線位于1000Hz與3400Hz之間。
11.如權利要求7所述的裝置，其特征在于所述下降型采樣器以M＝2的速率抽取十分之一，其中輸出信號y(n)通過關系y(n)＝x(Mn)與輸入信號x(n)相關聯。
12.如權利要求書7所述的裝置，其特征在于所述帶寬切換濾波器進一步削弱所述寬帶語音信號的高頻部分。
13.一種用于對寬帶語音信號進行解碼且用于將所述寬帶語音信號轉換為窄帶語音信號的裝置，包含用于創建合成寬帶語音信號的語音合成元件；以及用于增強所述合成寬帶語音信號的后處理元件，其中所述后處理元件進一步包含后濾波器元件；以及用于加強所述合成寬帶語音信號頻譜的中間范圍并削弱所述合成寬帶語音信號頻譜高范圍的帶寬切換濾波器。
14.如權利要求13所述的裝置，其特征在于所述頻譜的中間范圍為1000Hz到3400Hz之間。
15.如權利要求13所述的裝置，其特征在于所述頻譜的高范圍在3400Hz之上。
16.一種用于傳遞源自無線通信系統寬帶波形的方法，包含在基地站接收攜帶寬帶波形的信號，其中所述寬帶波形用于進一步從所述基地站傳遞到目標目的地；決定所述目標目的地是否能處理寬帶波形；若所述目標目的地不能處理所述寬帶波形，則將所述寬帶波形轉換為具有非平坦頻率響應的窄帶波形；以及若所述目標目的地可處理所述寬帶波形，則將所述寬帶波形從所述基地站傳送到所述目標目的地，而不將所述寬帶波形轉換為窄帶波形。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于所述目標目的地是否可處理所述寬帶波形的決定包含決定所述目標目的地是否由寬帶聲碼器支持的步驟。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于所述目標目的地是否由寬帶聲碼器支持的決定包含將檢測碼嵌入到脈沖碼調制(PCM)信號中，其中所述PCM信號攜帶所述寬帶波形；以及若所述目標目的地檢測到所述檢測碼，則通過第二基地站傳送來自所述目標目的地的所述檢測碼的確認，其中所述第二基地站支持與所述目標目的地和無線通信系統的通信。
19.一種用于決定是否將寬帶信號轉換為窄帶信號的方法，包含接收源自遠程單元的最終目的地址，將所述最終目的地址與鑒別數據庫中的許多目的地址相比較；若最終目的地址與鑒別數據庫中的許多目的地址的其中一個相匹配，則將所述寬帶信號傳送到所述最終目的地址；以及若所述最終目的地址與鑒別數據庫中的許多目的地址的其中一個不相匹配，則將所述寬帶信號轉換為所述窄帶信號，其中所述窄帶信號具有非平坦頻率響應；以及將所述窄帶信號傳送到所述最終目的地址。
20.一種用于決定是否將所述寬帶信號轉換為窄帶信號的裝置，包含存儲器；用于執行保存在所述存儲器中指令集的處理器，所述指令集用于執行下列步驟接收源自遠程單元的最終目的地址；將最終目的地址與鑒別數據庫中的許多目的地址相比較；若最終目的地址與鑒別數據庫中的許多目的地址的其中一個相匹配，則將所述寬帶信號傳送到所述最終目的地址；以及若所述最終目的地址與鑒別數據庫中的許多目的地址的其中一個不相匹配，則將所述寬帶信號轉換為所述窄帶信號，其中所述窄帶信號具有非平坦頻率響應；以及將所述窄帶信號傳送到所述最終目的地址。
21.一種用于將寬帶信號轉換到窄帶信號的裝置，包含濾波器，其用于加強寬帶信號所述寬帶信號頻率響應的中間部分且用于削弱所述寬帶信號頻率響應的高范圍部分；以及下降型采樣器，其用于抽取所述寬帶信號的采樣速率的十分之一。
22.一種用于將寬帶信號轉換為窄帶信號的裝置，包含用于接收最終目的地址和所述源自遠程單元寬帶信號的裝置；用于將最終目的地址與鑒別數據庫中許多目的地址相比較的裝置；用于決定是否將所述寬帶信號傳遞到所述最終目的地址或決定是否將所述寬帶信號轉換為所述窄帶信號的裝置，其中所述窄帶信號具有非平坦頻率響應；以及用于將所述窄帶信號傳送到所述最終目的地址的裝置。
全文摘要
若傳送介質或目的終端用窄帶約束來構造，則寬帶語音信號必須轉換為窄帶語音信號。典型的寬帶到窄帶轉換方法是使用低通濾波器和下降型采樣器(down sampler)的3400Hz以上頻率消除法。然而，由于結果窄帶信號(resultingnarrowband signal)具有平坦頻率響應，所以該方法產生了消聲語音聲音。這里給出方法和裝置以增強寬帶到窄帶轉換信號的聲音質量。帶寬切換濾波器(68)被用來將寬帶信號的中間范圍頻率部分加強到結果窄帶信號具有非平坦頻率譜。
文檔編號G10L19/14GK1488137SQ02804046
公開日2004年4月7日 申請日期2002年1月23日 優先權日2001年1月24日
發明者K·H·埃爾－馬萊赫, A·K·阿南塔帕德馬納巴恩, A·P·德雅科, K H 埃爾-馬萊赫, 德雅科, 阿南塔帕德馬納巴恩 申請人:高通股份有限公司