通过错误隐蔽检测分析接收到的有用信息的方法和设备

摘要

一种通过分析经通信网接收到的、包含有用信息的数据的方法和装置说明识别误差掩蔽的有效的可能性，其特征在于，通过统计分析有用信息检测接收后的误差掩蔽的应用。

权利要求

1.用于分析通过通信网接收到的、包含有用信息的数据的方法，其特征在于，

通过信道解码器(1)分析接收到的数据，以产生表示接收到的数据中的帧是否可用的附加信息；

将接收到的经过信道解码的数据和所述表示接收到的数据中的帧是否可用的附加信息从信道解码器(1)转交给语音解码器(2)；

通过语音解码器(2)对从信道解码器接收到的数据进行解码，并且如果附加信息表示接收到的数据中存在误差，则执行错误隐蔽；

将语音解码过的数据从语音解码器(2)转交给文本电话接收机(5)；

通过分析解码过的数据来确定来自之前正确接收到的帧的至少一个参数是否被重复，经由文本电话接收机(5)中的解调器(3)分析从语音解码器(2)接收到的解码过的数据；

基于通过分析解码过的数据所确定的至少一个参数，通过解调器(3)产生关于解码过的数据的可靠性信息；

将解码过的数据和可靠性信息从解调器(3)转交给误差校正模块(4)；并且在考虑可靠性信息的情况下，通过误差校正模块(4)对解码数据进行改正。

2.按照权利要求1所述的方法，

其特征在于，

考虑可靠性信息包括根据检测错误隐蔽的估计来确定代表对接收到的数据进行正确解码的可靠性信息的似然性。

3.按照权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述数据是与紧急呼叫有关的数据。

4.按照权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在移动站中实现通过解调器(3)执行的数据分析。

5.按照权利要求1所述的方法，

其特征在于，

通过蜂窝式移动通信网实现数据传输。

6.按照权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在文本电话接收机(5)中实现通过解调器(3)执行的数据分析。

7.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，

分析解码过的数据包括分析接收到的有用信息的帧的时间间隔，用于用统计学方式识别语音解码器(2)执行的任何错误隐蔽。

8.按照权利要求7所述的方法，

其特征在于，

时间间隔的分析在文本电话接收机(5)中的解调器(3)中进行。

9.按照权利要求1所述的方法，

其特征在于，

分析解码过的数据包括允许关于错误隐蔽是否已经被使用的估计的统计研究，并且其中所述估计被转交给文本电话接收机(5)中的误差校正模块(4)。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述数据以自适应多速率进行编码。

11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述有用信息由文本、语音信号、图像信号和/或视频信号组成。

12.用于分析通过通信网接收到的、包含有用信息的数据的装置，该装置包括：通信终端设备接收机(6)中的信道解码器(1)，用于分析接收到的数据，以产生表示接收到的数据中的帧是否可用的附加信息，并且用于将接收到的经过信道解码的数据和所述附加信息转交给语音解码器(2)；

语音解码器(2)，用于解码从信道解码器接收到的数据，如果附加信息表示接收到的数据中存在误差则执行错误隐蔽，并且用于将语音解码过的数据转交给文本电话接收机(5)；

文本电话接收机(5)中的解调器(3)，用于通过分析解码过的数据来确定来自之前正确接收到的帧的至少一个信号参数是否被重复而分析从语音解码器(2)接收到的解码过的数据，用于基于通过分析解码过的数据所确定的至少一个参数来产生关于解码过的数据的可靠性信息，并且用于将解码过的数据和可靠性信息转交给误差校正模块(4)；以及误差校正模块(4)，用于在考虑可靠性信息的情况下对解码过的数据进行改正。

说明书

技术领域

本发明涉及一种方法和一种装置，用于分析经通信网接收到的、包含有用信息的数据。

背景技术

在通过有误差的信道进行语音的数字传输时，使用信源编码方法，以使所需的传输带宽最小化。信道代码防止被压缩的数据产生传输误差。如果信道解码器可识别在传输时的误差(譬如奇偶检验，CRC)，并且给信源解码器通报数据有误差，则信源解码器可使用错误隐蔽(Error Concealment)机制，以便改进接收到的数据的语音质量。但是，如果使用语音信道，以传输已调制的有用信息、譬如文本电话＝CTM(蜂窝式文本电话调制解调器)中的文本、文档、图形、多媒体数据等等，则这种错误隐蔽不再有利于这些有用信息的传输。有用信息是在发射端插入数据流内的并且在接收端重新从数据中获得的信息、譬如像文本、语音信号、图像信号、视频信号等等。在此，这些数据都是以针对传输典型的方式进行编码的接收到的信号。在按照US美国文本电话标准(参见3GPP TS 26.226)通过字母表的数字编码、信道编码和调频传输经语音信道传输文本时，可能发生一段这种语音信道经过移动无线信道。为保证可靠地传输紧急呼叫，规定在传输单个字母时的最大误差率(参见3GPP TS 26.231)。如果在这个移动无线信道中，使用自适应多速率(AMR)语音编解码器，则在识别有误差地接收到的语音帧时使用错误隐蔽。在此，使用最后良好接收到的语音帧的参数。此外对最后发送的20ms长的AMR帧的四个5ms长的子帧的参数求平均值。这对于文本电话系统的解调器来说就意味着，在时刻t代替有强噪声的信号而解调过去的信号，该有强噪声的信号将在解调器中产生差的可靠性信息，并且由此在信道解码时将不需如此强烈地考虑它，该过去的信号实际上不再包含有效信息，而是为了具有少量噪声的解调被接收。由此，对于这个信号来说，尽管信息错误但仍生成高的可靠性值，该高的可靠性值说明，该信号尽管此处在文本中不正确，但还能可靠地进行解码。结果是在信道解码之后高误差率，该误差率从可靠性信息中看不出来。
WO 98/48531说明了一种隐蔽音频数据流中的误差的方法。在音频数据流中测定误差的出现，其中音频数据在误差出现前是完整无缺的音频数据。接着计算完整无缺的音频数据的一个分组的频谱的能量。在根据针对完整无缺的音频数据的一个分组而计算的频谱能量来构成替代数据的模板之后，根据该模板产生有误差的或不存在的对应于分组的音频数据的替代数据。
Dorbecker M等(“The cellular text telephone modem-thesolution for supporting text telephone functionality in GSMnetworks(蜂窝式文本电话调制解调器—支持在GSM网内文本电话功能的解决方案)”2001 IEEE International Conference on Acoustics，Speech，and Signal Processing，Proceedings(CAT.NO.01CH37221)，2001 IEEE International Conference on Acoustics，Speech，andSignal Processing.Proceedings，Salt Lake City，UT，USA，2001年5月7日-11日第3卷，第1441-1444页，XP002261951 2001，Piscataway，NJ，USA，IEEE，USA，ISBN：0-7803-7041-4)阐述了，文本电话设备是基于文本的输入设备，该设备使用户能够借助文本通过固定网进行通信。对于北美移动无线标准PCS-1900来说，建议使用CTM信号的可能性。在此，这种可能性与所用的移动无线网无关，并且在所有的语音信道上起作用。

发明内容

本发明的任务是建议一种在蜂窝式移动通信网中用于在接收端识别可不可靠地检测的接收到的有用信息的方法和装置。
按照本发明，该任务由关于方法和装置的独立权利要求的主题来解决。本发明的核心是用于根据从接收数据中获得的统计参数在接收端识别错误隐蔽、譬如识别对接收到的数据进行解码的语音解码器的一种方法。这一般来说可用于传输有用信息、如语音信号、图像信号、视频信号等等，其中在接收端使用错误隐蔽。在CTM设备中，可靠性信息(软值)根据(存在的或不存在的)错误隐蔽不同地处理或加权。在移动通信网中进行AMR语音传输时，借助本发明可转接AMR模式，以便使错误隐蔽最小化。在另一种数据传输的应用中，可鉴于所传输的数据的质量使用这个方法来判断，数据是否应被再次传输。这种方法的主要优点是，不需要接收机的关于使用错误隐蔽的明确的信息，由此同样适用于附件。如果在外部CTM(蜂窝式文本电话调制解调器)附加设备中使用这种方法，则CTM设备无需与不同的移动无线终端设备产品进行匹配而起作用。借助本发明可进行可靠的判断，接收到的有用信息是否由于错误隐蔽而被篡改。此外，可使传输时的误差率最小化，这正好在紧急呼叫时显示出大优点。本发明的扩展方案在从属权利要求中给出。

附图说明

本发明将根据附图中所示的实施例做详细说明。在此：
图1示出了在进行数据的语音解码时对数据进行统计分析以检测错误隐蔽的使用的简图。

具体实施方式

图1示出了，AMR接收机(6)中的AMR信道解码器如何由修正器获得TDMA脉冲串形式的所传输的数据。AMR信道解码器(1)尽可能广泛地改正信道误差。根据检验和(CRC)，AMR信道解码器(1)识别，信道解码后的AMR语音帧(在通过传输严重干扰的意义上)是否可用或不可用。它将已解码的语音帧、AMR模式和帧是否可用的附加信息移交给AMR语音解码器(2)。帧是否可用的信息被包含在参数RX_FRAME_TYPE中(BFI＝坏帧指示器)。AMR语音解码器(2)使用BFI(坏帧指示器)，以便不直接将不可用的帧转换成语音(音频信号)，而是将包含有用信息的数据在这种情况下从过去的帧中合成，以致使人的耳朵只感觉到最小的干扰(错误隐蔽)。PCM(脉码调制)信号施加在模块(2)的输出端上。
检验经信源解码的音频信号的错误隐蔽的特性特征，可从该特性特征以足够高的概率推断出在检验时间窗中进行解码时使用了错误隐蔽。如此获得的是否可能存在错误隐蔽的结论进入到说明正确解调有用信息的可靠性的可靠性信息中，解调器(3)将该可靠性信息提供给包含有用信息的数据：如果对有用信息来说在解调时间窗内使用错误隐蔽是可能的，则有用信息被正确(＝正确的)解码的可靠性(＝概率)降低，也即对应于所发送的有用信息的可靠性(＝概率)降低。因此可靠性信息被确定到一个较低的值，就好象没检测到使用错误隐蔽那样。可用这个可靠性信息较好地确定和改正下面对包含有用信息的数据的信道解码。有用信息譬如由数字、字母或数字和字母组成。其中，CTM接收机(5)由一个解调器单元(3)和误差校正模块(4)组成。首先从40个PCM信号值中生成以调频方式被包含在PCM信号中的两个比特。可靠性信息被附在这两个比特上。当40个信号值都来自一个实际上不可用地被接收的AMR帧时，可靠性信息不合宜地高。通过错误隐蔽，信号具有较少的声音干扰分量，但是调频信息已提取一个过去的语音帧，并且因此在当前时刻不可使用。
不再从PCM信号中直接推断，是否使用了错误隐蔽。在CTM接收机(5)中，每5ms以调频方式(4个频率)传输2比特。利用一个相关解调器(3)测定最可能发送的频率。CTM(蜂窝式文本电话调制解调器)是在移动无线系统中通过语音信道使传输文本消息成为可能的一种调制解调器。与语音信道(全速率语音、半速率语音、增强型全速率语音、AMR、未来的技术)无关，可通过以编码和调频方式在语音频带中传输字母来传输听觉障碍者或语言障碍者的信息。
与针对固定网络设计的其它的文本电话标准相反，针对移动传输研制开发具有稳定的误差保护的CTM。CTM或者是移动电话的外部附加设备，或者是作为以固件方式实现的DSP代码而被集成在移动电话内。这些信息以及关于可靠性的说明被传输给CTM系统的信道解码器。此外，测量信号能量。5ms相当于一个20ms的AMR帧的四分之一。在AMR接收机(6)中进行错误隐蔽时，重复来自以前正确接收的帧的参数，即在时刻t输出一个信号，该信号与在时刻t减去20ms时的信号很相似，但是该信号具有更低的信号能量(增益系数被衰减)。于是，当前在时刻t检测到的频率和信号能量与在时刻t减去20ms时的检测到的频率和信号能量的比较使得即使在时刻t频率相同和信号能量较低时也能以一定的概率推断出错误隐蔽，并且CTM解调器(3)的可靠性信息可如下进行变化，即该可靠性信息说明低的可靠性。当在直接彼此紧接着的5ms子帧中检测到相同的频率和测量出保持不变直到降低的信号能量时，可完全一样地进行处理，因为这也是在进行解调时使用错误隐蔽的标志。在进行AMR错误隐蔽时，也即对子帧的参数求平均值，并且由此输出类似于4个子帧长的信号。通过这两种方法和可靠性信息的最佳参数化的衰减，误差率在进行字母传输时可降低约20％。通过在本发明中所述的统计研究可估计，是否使用了错误隐蔽。然后，可靠性信息可被匹配，由此，对文本/(CTM)数据来说可正确地说明，该数据是否以高的或低的概率(＝更可靠地或者较不可靠地)正确地得到解调，因为这取决于在解调时使用(对文本/(CTM)数据来说是不适合的)错误隐蔽。这些数据由有用信息组成，这些数据在CTM中还具有报头和其它信息。