FI94810C - Menetelmä huonon GSM-puhekehyksen tunnistamiseksi - Google Patents

Description

, 94810

Menetelmä huonon GSM-puhekehyksen tunnistamiseksi -En metod för identifiering av en dälig GSM-talram 5 Keksinnön kohteena on parannettu menetelmä huonon GSM-puheke-hyksen tunnistamiseksi. Keksintö liittyy digitaaliseen tiedonsiirtotekniikkaan ja sen soveltamiseen digitaalisissa matkapuhelin j ärj estelmissä.

10 Bittivirheet esiintyvät digitaalisen tiedonsiirron puheloh- koissa, eikä kaikkia lohkoja saada dekoodattua oikein vastaanottopäässä. Tämän vuoksi on käytettävä jotakin menetelmää virheellisten puhekehysten poistamiseksi, jotta voidaan välttää virheellisten kehysten aiheuttamaa häiritsevää ääntä kuulok- 15 keessa tai kaiuttimessa.

GSM-puhekanavissa (GSM, Groupe Special Mobile) käytetään kolmea pariteettibittiä kussakin puhekehyksessä tiedonsiirtovirheiden havaitsemiseksi. Tämä ei kuitenkaan ole riittävää, vaan pari- 20 teettitarkistuksen lisäksi on käytettävä jotain menetelmää vastaanotetun signaalin laadun arvioimiseksi. Jos arvioitu signaalin laatu on huono, puhekehys poistetaan vaikka pariteetti olisikin oikein. On muistettava, että pariteetti voi olla oikein, vaikka vastaanotettaisiin pelkkää kohinaa.

25

On kaksi yleisesti tunnettua menetelmää vastaanotetun signaalin laadun arvioimiseksi: signaalikohinasuhteen estimointi (SNR, signal-to-noise ratio) sekä dekoodatun kanavan bittivirhesuhteen estimointi (BER, bit error rate).

30 • Signaalikohinasuhteen estimoinnissa huonolaatuinen puhekehys havaitaan asettamalla signaalikohinasuhteelie tietty kynnysarvo. Tällöin poistetaan kaikki kehykset, joiden signaalikohi-nasuhde on tätä SNR-kynnysarvoa pienempi.

35

Bittivirhesuhteen estimoinnissa dekoodattu puhekehys koodataan uudelleen ja koodattuja bittejä verrataan vastaanotettuihin bitteihin. Näin saadaan estimaatti kanavan todelliselle 2 94810 bittivirhesuhteelle. Bittivirheiden määrälle voidaan myös asettaa tietty kynnysarvo, jolloin poistetaan kaikki kehykset, joissa on enemmän bittivirheitä.

5 Kumpikaan edellä kuvatuista tunnetuista menetelmistä ei ole täysin luotettava. Käytettäessä kynnysarvoja molemmissa menetelmissä poistetaan joitakin hyviä kehyksiä ja jätetään poistamatta joitakin huonoja kehyksiä.

10 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen menetelmä huonon GSM-puhekehyksen tunnistamiseksi digitaalisissa matkapuhelinjärjestelmissä, jonka avulla edellä esitetyt puutteet ja ongelmat voidaan ratkaista. Tämän saavuttamiseksi on keksinnölle tunnusomaista se, että vastaanotetun signaalin 15 laadun arvioimisessa käytetään estimoitua signaalikohinasuhdet-ta ESNR, Estimated Signal-to-Noise Ratio siten, että ESNR on jokaisen vastaanotetun purskeen estimoidun signaalikohina-suhteen käsittävä vektori tai niiden keskimääräistä signaa-likohinasuhdetta kuvaava skaalari, ja vastaanotetun ja 20 uudelleenkoodatun puhekehyksen bittivirhesuhdetta PBER siten, että puhekehys poistetaan, jos muuttujista ESNR ja PBER Pseudo Bit Error Rate, muodostettu funktio on suurempi kuin tietty kynnysarvo T.

25 Keksinnön mukainen menetelmä on siis toteutettu vastaanotetun • · signaalin arvioidun signaalikohinasuhteen ESNR sekä dekoodatun puhesignaalin arvioidun bittivirhekertoimen (BER, bit error rate) avulla.

30 Keksinnön mukaisessa menetelmässä vastaanotetun signaalin laa-• dun arvioimisessa perustana käytetään sekä estimoitua signaali- ' kohinasuhdetta ESNR että vastaanotetun ja uudelleenkoodatun puhekehyksen bittivirhekerrointa PBER, kuitenkin eri tavalla kuin aiemmin esitetyissä tunnetuissa menetelmissä. ESNR on täl-35 löin jokaisen vastaanotetun purskeen estimoidun signaalikohinasuhteen käsittävä skalaari tai vektori.

3 94810

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa puhekehys poistetaan, jos f(ESNR,PBER) > T

5 missä f on muuttujien ESNR ja PBER muodostama funktio ja T sopiva kynnysarvo.

Keksinnön mukaisessa esimerkkiratkaisussa funktio on valittu seuraavasti 10 f (a, b) = (Cl * a) + (C2 * b)

Esimerkkiratkaisussa puhekehys siis poistetaan, jos

15 (Cl * ESNR) + (C2 * PBER) > T

missä Cl ja C2 ovat vakioita ja funktio on muuttujien ESNR ja PBER lineaarinen kombinaatio.

20 Keksinnön mukaisessa ratkaisussa funktio voidaan muotoilla sellaiseksi, että virheellisten puhekehysten poistamispäätösten määrä saadaan minimoitua.

Keksinnön mukainen ratkaisu toteutetaan sopivimmin digitaalisen 25 signaaliprosessorin avulla. Funktio voidaan toteuttaa myös taulukon muodossa, jolloin ESNR ja PBER ovat taulukon indeksejä ja funktion arvot ovat taulukon indeksoituja muuttujia.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa funktio f ja kynnysraja T voi-30 vat olla adaptiivisia. Kynnysrajaa T voidaan esimerkiksi alen- • taa, kun bittivirheet esiintyvät hyvin lyhyissä purskeissa ja * signaalin laatu muuten on suhteellisen hyvä. Tällöin poistetaan tavallista enemmän puhekehyksiä, mutta kuultavan puheen laatu paranee.

35

Keksinnön mukaisessa adaptiivisessa esimerkkiratkaisussa lasketaan ensin kynnysarvo 4 94810 BFI_LIM = (SNR_VAR - Cl) 1 C2 + C3 missä SNR_VAR on ESNR-vektorien arvojen varianssi. Saatu tulos BFI_LIM rajoitetaan seuraavasti 5 C4 < BFI_LIM < C5

Adaptiivisessa esimerkkiratkaisussa puhekehys siis poistetaan, jos 10

PBER > BFI_LIM

Cl, C2, C3, C4 ja C5 ovat simuloinnin määräämiä vakioita.

15 Keksinnön mukainen menetelmä on huomattavasti aiemmin tunnettuja menetelmiä luotettavampi. Keksinnön mukaisen menetelmän avulla puheen laatua saadaan parannettua merkittävästi.

•I . liri. Milli I I I Iti ;

Claims (10)

1. Menetelmä huonon GSM-puhekehyksen tunnistamiseksi digitaalisissa matkapuhelinjärjestelmissä, tunnettu siitä, että vastaanotetun signaalin laadun arvioimisessa käytetään 5. estimoitua signaalikohinasuhdetta ESNR (Estimated Signal-to- Noise Ratio) siten, että ESNR on jokaisen vastaanotetun purs-keen estimoidun signaalikohinasuhteen käsittävä vektori tai niiden keskimääräistä signaalikohinasuhdetta kuvaava skalaari, ja 10. vastaanotetun ja uudelleenkoodatun puhekehyksen bittivirhe- kerrointa PBER (Pseudo Bit Error Rate) siten, että puhekehys poistetaan, jos f(ESNR,PBER) > T 15 jossa f on muuttujien ESNR ja PBER muodostama funktio ja T on sopivaksi valittu kynnysarvo.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että funktio on muotoiltu siten, että puhekehysten virheellisten poistamispäätösten määrä saadaan minimoitua.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että funktioksi valitaan 25 f (a,b) = (Cl * a) + (C2 * b) siten, että puhekehys poistetaan, jos 30 (Cl * ESNR) + (C2 * PBER) > T : jossa Cl ja C2 ovat vakioita ja funktio on muuttujien ESNR ja PBER lineaarinen kombinaatio.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että funktio on toteutettu taulukon muodossa siten, että ESNR ja PBER ovat taulukon indeksoituja muuttujia. 94810

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että funktio f ja kynnysraja T tehdään adaptiivisiksi.

5 94810

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lasketaan kynnysarvo BFI_LIM = (SNR_VAR - Cl) * C2 + C3 10 jossa SNR_VAR on ESNR-vektorien arvojen varianssi, rajoitetaan saatu tulos BFI_LIM seuraavasti C4 < BFI_LIM < C5 15 siten, että puhekehys poistetaan, jos PBER > BFI_LIM 20 jossa Cl, C2, C3, C4 ja C5 ovat simuloinnin määräämiä vakioita.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä on toteutettu digitaalisen signaaliprosessorin avulla. 25

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se on toteutettu integroidun piirin avulla.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tun-30 nettu siitä, että se on toteutettu integroidun mikroprosessorin avulla.

10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se on toteutettu jollakin digitaalisen sig- 35 naaliprosessorin, integroidun piirin tai mikroprosessorin yhdistelmällä. « · am aan i l i n 7 94810