專利名稱：提高通信終端互通的語音質量的方法及通信系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種提高通信終端互通的語音質量的方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種提高采用同樣語音編解碼標準的終端互通的語音質量的方法及系統(tǒng)。
背景技術：
整個電信網可以看作由兩部分組成，市話端局以上為核心網，市話端局或遠端模塊以下至用戶終端部分稱為接入網。整個電信網的組成如圖1所示。
為使每個終端在接入網中占用較小的傳輸帶寬，達到提高接入網容量的目的，用戶終端和接入網的語音往往需要進行編解碼。核心網的語音是64kbps(千比特每秒)的PCM(脈沖波形編碼)語音。當兩個接入網的終端實現(xiàn)互通時，則需要經過兩次語音編解碼。從理論上講，語音編碼均是根據(jù)某一語音數(shù)學模型來對語音進行壓縮編碼，這些模型只能是實際情況的一種近似。若以64kbps PCM波形編碼為MOS(平均意見分)滿分，則無論何種語音編解碼標準，都是低于滿分的，也就是均對語音質量造成了下降，因而，盡量減少兩個通信終端互通時所經過的語音編解碼次數(shù)應是提高通話質量的一個重要的方法。
傳統(tǒng)的提高接入網語音質量的方法主要是選用語音質量盡量好的編解碼標準以及盡量減小傳輸?shù)恼`碼率，但是，如上述，即使再好的編解碼標準也不如不作編解碼的語音質量好。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供一種提高通信終端互通的語音質量的方法，所述通信終端為采用同樣的語音編解碼標準的終端。通過減少語音編解碼的次數(shù)可提高所述終端互通的語音質量。
本發(fā)明的方法包括以下步驟(1)在終端互通后的初始階段，終端及接入網均進行語音編解碼，其中，接入網對來自終端的語音數(shù)據(jù)進行解碼后向核心網輸入PCM語音數(shù)據(jù)，經核心網傳輸后傳給接入網，然后接入網編碼后傳給另一終端；(2)接入網在向核心網輸入所述PCM語音數(shù)據(jù)時將該數(shù)據(jù)中連續(xù)的N個字節(jié)的最低位修改為同步頭標志和編解碼標準標志(簡稱N位標志)；同時，接入網檢測來自核心網的PCM語音數(shù)據(jù)時，判斷連續(xù)的N個字節(jié)數(shù)據(jù)的最低位是否可拼接出所述的N位標志；(3)當接入網在設定時限內，檢測出來自核心網的PCM語音數(shù)據(jù)滿足下列條件之一時，接入網對來自終端的編碼后的語音數(shù)據(jù)不再進行解碼，而是加上幀頭幀尾標志發(fā)送給核心網；對來自核心網的數(shù)據(jù)也不再進行編碼，去掉幀頭幀尾后將語音數(shù)據(jù)發(fā)送給終端，直至通訊結束(a)連續(xù)的N個字節(jié)的最低位能夠拼接出所述的N位標志；(b)在連續(xù)的一幀長的自核心網的數(shù)據(jù)內檢測到同樣的幀頭幀尾標志，且?guī)^幀尾的距離不小于該幀數(shù)據(jù)編碼后的字節(jié)數(shù)；(4)否則，接入網不再進行步驟(2)而且接入網不再檢測來自核心網的PCM語音數(shù)據(jù)，而是對數(shù)據(jù)仍進行編解碼，直至通訊結束。
優(yōu)選地，所述方法中N的選擇不超過一幀的字節(jié)數(shù)。
優(yōu)選地，所述方法中N等于64。
優(yōu)選地，所述方法中步驟(3)中所述設定時限為不超過100-300幀語音數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種提高終端互通的語音質量的通信系統(tǒng)，包括核心網、接入網及用戶終端，其特征在于，所述接入網包括以下處理單元(1)編解碼單元，該單元在終端互通后的初始階段對語音數(shù)據(jù)進行編解碼、并向核心網輸出PCM語音數(shù)據(jù)的單元；(2)N位標志處理單元，該單元向核心網輸出所述PCM語音數(shù)據(jù)時將其中連續(xù)的N個字節(jié)數(shù)據(jù)的最低位修改為同步頭標志和編解碼標準標志共N位，并同時檢測來自核心網的PCM語音數(shù)據(jù)、判斷連續(xù)的N個字節(jié)數(shù)據(jù)的最低位是否可拼接出所述的N位標志；該單元在設定時限內檢測出來自核心網的連續(xù)的N個字節(jié)PCM語音數(shù)據(jù)最低位能夠拼接出所述的N位標志時，則使接入網不再進行語音數(shù)據(jù)的編解碼，否則在向核心網輸出所述PCM語音數(shù)據(jù)時不作連續(xù)的N個數(shù)據(jù)的最低位修改，而對數(shù)據(jù)仍進行編解碼；(3)幀頭幀尾標志的處理單元，該單元在接入網將來自終端的編碼后的語音數(shù)據(jù)不進行解碼時對語音數(shù)據(jù)加上幀頭幀尾標志發(fā)送給核心網、同時檢測來自核心網的數(shù)據(jù)是否為有同樣的幀頭幀尾標志的數(shù)據(jù)；該單元在設定時限內檢測到所述相同幀頭幀尾標志數(shù)據(jù)且?guī)^幀尾的距離不小于該幀數(shù)據(jù)編碼后的字節(jié)數(shù)時，將該語音數(shù)據(jù)去掉幀頭幀尾發(fā)送給終端的單元。
(4)誤碼處理單元，該單元在誤碼發(fā)生時，進行誤碼處理。優(yōu)選地，所述通信系統(tǒng)中N的選擇不超過一幀的字節(jié)數(shù)。優(yōu)選地，所述通信系統(tǒng)中N等于64。
優(yōu)選地，所述設定時限為不超過100-200幀語音數(shù)據(jù)。
由于任何語音編解碼標準均會造成語音質量的下降，另外，語音編解碼級聯(lián)越多，語音質量下降越大，因此，此發(fā)明所提供的方法和通訊系統(tǒng)使得采用同樣語音編解碼標準的終端在互通時只在終端進行編解碼，省去了接入網編解碼的步驟，使接入網語音質量得到明顯的改善。


結合附圖閱讀，本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點更容易理解。附圖中圖1為電信網的組成示意圖；圖2為信道接通開始一段時間內接入網輸出至核心網的PCM語音數(shù)據(jù)格式，長度為語音解碼后的幀長度；圖3為轉為僅在終端進行語音編解碼后接入網輸出至核心網的PCM語音數(shù)據(jù)格式，長度為語音解碼后的幀長度；圖4為兩終端接通初始階段經終端、接入網編解碼互通的示意圖；圖5為兩終端轉入只經終端編解碼互通的示意圖。
具體實施例方式
在終端互通后的初始階段，終端及接入網均進行語音編解碼，其中，接入網對來自終端的語音數(shù)據(jù)進行解碼后向核心網輸入PCM語音數(shù)據(jù)，經核心網傳輸后傳給接入網，然后接入網編碼后傳給另一終端。以語音編解碼標準ITU G.729為例，一幀語音PCM數(shù)據(jù)為80字節(jié)。
接入網的N位標志處理單元在向核心網輸出所述PCM語音數(shù)據(jù)時將該數(shù)據(jù)中連續(xù)的64個字節(jié)的最低位修改為同步頭標志和編解碼標準標志(簡稱N位標志)；同時，接入網檢測來自核心網的PCM語音數(shù)據(jù)時，判斷連續(xù)的64個字節(jié)數(shù)據(jù)的最低位是否可拼接出所述的N位標志。
其中，N位標志的選擇不超過語音解碼后的一幀的字節(jié)數(shù)，即對語音編解碼標準ITU G.729N不超過80，這樣是為了作一幀的解碼便可作一次N位標志的添加。N值過小時，則很容易發(fā)生誤判斷，即將非N位標志判斷為N位標志；而N值過大時，則將使檢測運算量大，消耗較多的DSP(Digital Signal Processing)資源。實驗發(fā)現(xiàn)，N值為64是一個比較好的折中值。
圖2示出了信道接通開始一段時間內接入網輸出至核心網的PCM語音數(shù)據(jù)格式，其N位標志為64位。圖中bit0～bit7表示接入網向核心網輸出的PCM語音數(shù)據(jù)(8比特)的比特0～比特7。在連續(xù)64字節(jié)數(shù)據(jù)的最低位即bit0處設置了64位的N位標志，其中60bits FAS表示60比特同步頭標志；4bits vocoder type表示4比特終端語音編解碼標準標志。這兩組比特共同組成64位的N位標志。Info data表示語音解碼輸出的PCM數(shù)據(jù)。
當接入網檢測出來自核心網的PCM語音數(shù)據(jù)的連續(xù)的64個字節(jié)的最低位能夠拼接出所述的64位的N位標志時，則接入網不再進行語音數(shù)據(jù)的編解碼；否則，當接入網在100-200幀語音數(shù)據(jù)內檢測不到N位標志時，對語音數(shù)據(jù)仍進行編解碼，同時，接入網不再檢測來自核心網的PCM語音數(shù)據(jù)，直至通訊結束。其中，100-200幀語音數(shù)據(jù)為設定時限，如果該時限太長，則浪費DSP資源；如果該時限太短，則容易引起錯過N位標志，造成誤判斷。100-200幀為優(yōu)選的時限。
接入網檢出N位標志時，幀頭幀尾標志的處理單元對來自終端的編碼后的語音數(shù)據(jù)不進行解碼，而是加上幀頭幀尾標志發(fā)送給核心網，同時在100-200幀語音數(shù)據(jù)內檢測來自核心網的數(shù)據(jù)是否為有同樣的幀頭幀尾標志的數(shù)據(jù)且?guī)^幀尾的距離不小于該幀數(shù)據(jù)編碼后的字節(jié)數(shù)若是則不作編碼，去掉幀頭幀尾將語音數(shù)據(jù)發(fā)送給終端，直至通訊結束；若無則由誤碼處理單元按誤碼處理(由于誤碼處理方法屬于現(xiàn)有技術，在此不再累贅)。
圖3為轉為僅在終端進行語音編解碼后接入網輸出至核心網的PCM語音數(shù)據(jù)格式。圖中bit0～bit7含義與圖2相同。Head_H和Head_L為兩連續(xù)字節(jié)，共同組成頭標志字。同樣，Tail_H和Tail_L組成尾標志字。Coded_byte0、Coded_bytei表示第0、第i個語音編碼，其中每個語音編碼為1個字節(jié)即8比特。若語音編碼數(shù)據(jù)中兩個連續(xù)的字節(jié)組成的一個字與頭或尾標志相同(這樣的一個字會和頭尾標志產生混淆)，則在此兩字節(jié)中間加入破壞字節(jié)(破壞字節(jié)與前后的字節(jié)組成的字和頭尾標志不相同)，解析端作相反處理去除此破壞字節(jié)。由于語音編解碼標準均遠大于2∶1的壓縮比，所以頭尾標志、語音編碼數(shù)據(jù)再考慮加入的破壞字節(jié)仍然不會占滿一幀(G.729為80字節(jié))，此時可加FF(文件結束標志)等數(shù)據(jù)。
圖4、圖5分別示出了為兩終端接通初始階段經終端、接入網編解碼互通情況及兩終端轉入只經終端編解碼互通的情況。其中接入網A和接入網B均為支持本發(fā)明方法的接入網，可以是同一接入網，也可是不同的接入網。圖4中，如果終端A和B語音編解碼標準不相同，則不會進入圖5所示的互通狀態(tài)，如果終端A和B的語音編解碼標準相同，則可實現(xiàn)只在終端進行語音編解碼的互通。
如果兩個終端對應的接入網其中一個或兩個為不支持本發(fā)明方法的接入網，或者兩終端語音編解碼標準不同，則不會進入一次語音編解碼的互通。接入網在一定的時限(一般設為語音編解碼100-200幀的時間)內檢測不到上述N位標志或幀頭幀尾標志則不再向核心網發(fā)送N位標志。
通常，兩個終端從兩次編解碼的互通轉為一次編解碼的互通只需幾十毫秒的時間，即語音編解碼幾幀的時間。由于核心網傳輸非常小的誤碼率，本發(fā)明使得采用同樣語音編解碼標準的終端在互通時只在終端進行編解碼，省去了接入網編解碼的步驟，使接入網語音質量得到明顯的改善。
權利要求
1.一種提高通信系統(tǒng)中終端互通的語音質量的方法，所述通信系統(tǒng)包括核心網、接入網及用戶終端，其特征在于，該方法包括如下步驟(1)在終端互通后的初始階段，終端及接入網均進行語音編解碼，其中，接入網對來自終端的語音數(shù)據(jù)進行解碼后向核心網輸入PCM語音數(shù)據(jù)，經核心網傳輸后傳給接入網，然后接入網編碼后傳給另一終端；(2)接入網在向核心網輸入所述PCM語音數(shù)據(jù)時將該數(shù)據(jù)中連續(xù)的N個字節(jié)的最低位修改為同步頭標志和編解碼標準標志(簡稱N位標志)；同時，接入網檢測來自核心網的PCM語音數(shù)據(jù)時，判斷連續(xù)的N個字節(jié)數(shù)據(jù)的最低位是否可拼接出所述的N位標志；(3)當接入網在設定時限內，檢測出來自核心網的PCM語音數(shù)據(jù)滿足下列條件之一時，接入網對來自終端的編碼后的語音數(shù)據(jù)不再進行解碼，而是加上幀頭幀尾標志發(fā)送給核心網；對來自核心網的數(shù)據(jù)也不再進行編碼，去掉幀頭幀尾后將語音數(shù)據(jù)發(fā)送給終端，直至通訊結束(a)連續(xù)的N個字節(jié)的最低位能夠拼接出所述的N位標志；(b)在連續(xù)的一幀長的自核心網的數(shù)據(jù)內檢測到同樣的幀頭幀尾標志，且?guī)^幀尾的距離不小于該幀數(shù)據(jù)編碼后的字節(jié)數(shù)；(4)否則，接入網不再進行步驟(2)而且接入網不再檢測來自核心網的PCM語音數(shù)據(jù)，而是對數(shù)據(jù)仍進行編解碼，直至通訊結束。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述N的選擇不超過一幀的字節(jié)數(shù)。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述N等于64。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中所述設定時限為不超過100-200幀語音數(shù)據(jù)。
5.一種提高終端互通的語音質量的通信系統(tǒng)，包括核心網、接入網及用戶終端，其特征在于，所述接入網包括以下處理單元(1)編解碼單元，該單元在終端互通后的初始階段對語音數(shù)據(jù)進行編解碼、并向核心網輸出PCM語音數(shù)據(jù)的單元；(2)N位標志處理單元，該單元向核心網輸出所述PCM語音數(shù)據(jù)時將其中連續(xù)的N個字節(jié)數(shù)據(jù)的最低位修改為同步頭標志和編解碼標準標志共N位，并同時檢測來自核心網的PCM語音數(shù)據(jù)、判斷連續(xù)的N個字節(jié)數(shù)據(jù)的最低位是否可拼接出所述的N位標志；該單元在設定時限內檢測出來自核心網的連續(xù)的N個字節(jié)PCM語音數(shù)據(jù)最低位能夠拼接出所述的N位標志時，則使接入網不再進行語音數(shù)據(jù)的編解碼，否則在向核心網輸出所述PCM語音數(shù)據(jù)時不作連續(xù)的N個數(shù)據(jù)的最低位修改，而對數(shù)據(jù)仍進行編解碼；(3)幀頭幀尾標志的處理單元，該單元在接入網將來自終端的編碼后的語音數(shù)據(jù)不進行解碼時對語音數(shù)據(jù)加上幀頭幀尾標志發(fā)送給核心網、同時檢測來自核心網的數(shù)據(jù)是否為有同樣的幀頭幀尾標志的數(shù)據(jù)；該單元在設定時限內檢測到所述相同幀頭幀尾標志數(shù)據(jù)且?guī)^幀尾的距離不小于該幀數(shù)據(jù)編碼后的字節(jié)數(shù)時，將該語音數(shù)據(jù)去掉幀頭幀尾發(fā)送給終端的單元；(4)誤碼處理單元，該單元在誤碼發(fā)生時，進行誤碼處理。
6.如權利要求5所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，N的選擇不超過一幀的字節(jié)數(shù)。
7.如權利要求5所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述N等于64。
8.如權利要求5所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述設定時限為不超過100-200幀語音數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高通信終端互通的語音質量的方法和通信系統(tǒng)。在終端接通初始階段，終端和接入網均作語音編解碼，接入網輸出到核心網的是解碼后的PCM語音數(shù)據(jù)；接入網對該PCM語音數(shù)據(jù)添加特定標志；同時，接入網檢測來自核心網的PCM語音數(shù)據(jù)，若檢測到該特定標志時，或在連續(xù)的一幀長的自核心網的數(shù)據(jù)內檢測到同樣的幀頭幀尾標志且?guī)^幀尾的距離不小于該幀數(shù)據(jù)編碼后的字節(jié)數(shù)時，接入網不再作語音的編解碼，這樣，終端便實現(xiàn)了只在終端進行編解碼的互通。本發(fā)明的實施可以大幅提高接入網語音質量，達到更好的通訊效果。
文檔編號G10L19/00GK1756128SQ20041008540
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權日2004年9月30日
發(fā)明者丁以欽, 范永順, 溫斌, 梁敏 申請人:北京信威通信技術股份有限公司