ES2231812T3 - Eliminacion del eco acustico en un sistema de comunicaciones moviles digital. - Google Patents
Eliminacion del eco acustico en un sistema de comunicaciones moviles digital.Info
- Publication number
- ES2231812T3 ES2231812T3 ES96917515T ES96917515T ES2231812T3 ES 2231812 T3 ES2231812 T3 ES 2231812T3 ES 96917515 T ES96917515 T ES 96917515T ES 96917515 T ES96917515 T ES 96917515T ES 2231812 T3 ES2231812 T3 ES 2231812T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- voice
- noise
- mobile station
- echo
- uplink
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M9/00—Arrangements for interconnection not involving centralised switching
- H04M9/08—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic
- H04M9/082—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic using echo cancellers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Telephone Function (AREA)
Abstract
LA INVENCION DESCRIBE UN METODO Y UN DISPOSITIVO PARA ELIMINAR EL ECO ACUSTICO GENERADO EN UNA ESTACION MOVIL DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES MOVILES. DE ACUERDO CON LA INVENCION, UN SUPRESOR DE ECO SE COLOCA AL LADO DE LA RED MOVIL PARA ELIMINAR EL ECO ACUSTICO RESIDUAL DEL CANCELADOR DE ECO DE LA ESTACION MOVIL. EL SUPRESOR DE ECO INCLUYE UN DETECTOR DE LA ACTIVIDAD DE VOZ DEL ENLACE SITUADO AGUAS ABAJO (35) POR CAUSA DE QUE ES POSIBLE QUE EL HABLA DEL ENLACE SITUADO AGUAS ABAJO VUELVA DESDE LA ESTACION MOVIL COMO UN ECO ACUSTICO SUPERPUESTO A LA SEÑAL DEL ENLACE SITUADO AGUAS ARRIBA. CUANDO EL DETECTOR (35) DETECTA EL HABLA DEL ENLACE SITUADO AGUAS ABAJO, UN SELECTOR (303) DESCONECTA LA SEÑAL DEL ENLACE SITUADO AGUAS ARRIBA PROCEDENTE DEL DECODIFICADOR DEL HABLA (38) Y SUMINISTRA EN SU LUGAR EL RUIDO PROCEDENTE DEL GENERADOR (302). LAS CARACTERISTICAS ESPECTRALES Y LA INTENSIDAD DEL RUIDO DE DESCANSO SON SIMILARES A LAS DEL RUIDO DE FONDO DEL AMBIENTE OPERATIVO DE LA ESTACION MOVIL EN CADA MOMENTO. LA GENERACION DEL RUIDO SE INICIA DESPUES DE UN RETARDO PREDETERMINADO A PARTIR DE LA DETECCION DE LA ACTIVIDAD DE VOZ, Y FINALIZA DESPUES DE UN RETARDO PREDETERMINADO A PARTIR DE LA FINALIZACION DE LA ACTIVIDAD DE VOZ.
Description
Eliminación del eco acústico en un sistema de
comunicaciones móviles digital.
La presente invención se refiere a un método y
una disposición para eliminar el eco acústico generado en una
estación móvil en un sistema de comunicaciones móviles digital.
En las conexiones de extremo a extremo de un
sistema de transmisión de datos, tal como una red telefónica, se
producen frecuentemente retardos largos de propagación, como
consecuencia de los cuales se detecta, por ejemplo, eco, en el caso
de la voz normal, cuando una señal se refleja desde el extremo
lejano de la conexión de vuelta hacia la parte transmisora.
En la generación de un eco contribuyen
principalmente dos factores: el eco acústico entre el receptor y el
micrófono de un teléfono, y el eco eléctrico, el cual se genera en
los sistemas de transmisión de las direcciones de transmisión y
recepción de la conexión.
Las fuentes principales de eco eléctrico son los
circuitos híbridos (transformadores de 2 hilos a 4 hilos), los
cuales están situados en centrales terminales o en las etapas
remotas de abonado en la red fija. Las líneas de abonado de una red
fija son habitualmente líneas de 2 hilos por razones económicas. A
su vez, las conexiones entre centrales son habitualmente líneas de 4
hilos.
Tal como se define en la presente memoria, el
extremo lejano es aquel extremo de la conexión de transmisión al
que vuelve en forma de eco el extremo propio del hablante, y el
extremo próximo es aquel extremo de la conexión de transmisión
desde el cual se refleja de vuelta el eco. Típicamente, el extremo
próximo es una estación móvil y el extremo lejano es otra parte, tal
como un abonado PSTN.
Los problemas provocados por el eco devuelto se
intentan eliminar habitualmente por medio de un cancelador de eco o
un supresor de eco. El cancelador de eco es un dispositivo que
procesa una señal, tal como una señal de voz, y que se usa para
reducir el eco reduciendo el eco estimado con respecto al eco
(señal) que se produce en la conexión. A su vez, el supresor de eco
desconecta la señal que llega desde el extremo próximo cuando hay
eco.
Los sistemas de comunicaciones móviles digitales
de la técnica anterior están provistos de canceladores de eco, los
cuales evitan la transmisión de un eco que vuelve desde la red
telefónica pública conmutada (PSTN) hacia el abonado móvil. En las
centrales móviles, los canceladores de eco de este tipo están
ubicados habitualmente en los circuitos de enlace entre las
centrales.
El retorno de un eco desde una estación móvil se
anula habitualmente por medio de un cancelador de eco ubicado en la
estación móvil en cuestión. Dicho cancelador de eco se basa
habitualmente en un filtro adaptativo o en la comparación de los
niveles de una señal de salida y una señal de entrada. Actualmente
se están usando un número elevado de estaciones móviles en las que
la cancelación de eco no funciona de una forma suficientemente
satisfactoria, sino que hacia la otra parte se transmite un eco de
nivel relativamente bajo, aunque molesto. En principio, el problema
se puede reducir desarrollando métodos de eliminación de eco para
estaciones móviles, aunque hace que mejore la situación
principalmente en lo que a estaciones móviles nuevas se refiere.
Por el contrario, resulta difícil actualizar el software o equipo de
las estaciones móviles que ya están en uso, ya que dichas
estaciones móviles ya están en posesión de sus usuarios, y
recogerlas por razones de servicio técnico consume mucho tiempo y
es costoso. Por esta razón, en el sistema de comunicaciones móviles
existirán siempre estaciones móviles tales cuya eliminación del eco
no funciona de una forma suficientemente satisfactoria, sino que
provoca un eco molesto en la otra parte. En los sistemas de
comunicaciones móviles digitales, la transmisión de la voz también
tiene lugar de una forma totalmente digital. Desde el punto de
vista de la red de servicios móviles, el recurso más limitado es el
camino de radiocomunicaciones entre las estaciones móviles y las
estaciones base. Para reducir el ancho de banda requerido por una
conexión de radiocomunicaciones en el camino de radiocomunicaciones,
se utiliza la codificación de voz en la transmisión de dicha voz,
consiguiendo de este modo una velocidad de transferencia menor, por
ejemplo, 16 u 8 kbit/s, en comparación con la velocidad de
transferencia de 64 kbit/s usada típicamente en las redes
telefónicas. Naturalmente, tanto la estación móvil como la red de
servicios móviles deben comprender un codificador de voz y un
descodificador de voz para la codificación de la voz. En el lado de
la red, las funciones de codificación de voz se pueden situar en
muchas ubicaciones alternativas, tales como en la estación base o en
asociación con la central móvil. De este modo, en cada llamada de
voz que finaliza o se origina en un móvil, la conexión de voz se
conecta a un codificador de voz en el lado de la red, para
descodificar una señal de voz que llega desde la estación móvil
(dirección de enlace ascendente) y codificar una señal de voz
transmitida hacia la estación móvil (dirección de enlace
descendente).
Adicionalmente, en algunos de los sistemas de
comunicaciones móviles digitales, en la transmisión de la voz se
incluye un modo DTX (Transmisión Discontinua). Su objetivo es
mejorar la eficacia del sistema por medio de la reducción del nivel
de interferencia evitando la transmisión de la señal de
radiocomunicaciones cuando no sea necesaria desde el punto de vista
de la información. Normalmente el modo DTX es alternativo con
respecto al modo normal, y en la red de comunicaciones móviles se
realiza una selección entre dichos dos modos de forma específica
para cada llamada. En el modo DTX, la voz se codifica de forma
normal, por ejemplo, 13 kbit/s, cuando el usuario está hablando, y
en otros momentos se usa una velocidad de bits notablemente
inferior, tal como aproximadamente 500 kbit/s. Esta velocidad de
bits inferior se usa para codificar información del ruido de fondo
en el lado transmisor. En el lado receptor, este ruido de fondo se
vuelve a generar para el oyente, y por esta razón se denomina ruido
de confort, de manera que el oyente no pensará que la conexión se
ha interrumpido durante las pausas en la transmisión. La función
que monitoriza en el extremo transmisor si hay presente actividad
vocal se denomina Detección de Actividad Vocal VAD. La decisión
sobre si una señal contiene voz o ruido de fondo se basa típicamente
en un valor umbral y en la comparación de la energía medida de la
señal.
El ruido de confort se genera debido a que la
experiencia ha demostrado que se crea un trastorno considerable en
el oyente cuando el ruido de fondo por debajo de la voz finaliza
bruscamente. En una transmisión discontinua esta situación se
produciría constantemente. Una forma de evitar trastornos al oyente
es la producción de ruido artificial cuando no se recibe ninguna
señal. Las características de este ruido se actualizan de forma
regular y se transmiten hacia el extremo receptor con un
codificador de voz que está ubicado en el extremo transmisor.
En este tipo de sistemas de comunicaciones
móviles digitales que utilizan codificación de voz con velocidad de
transmisión reducida también se produce el eco acústico, siendo
generado dicho eco en la estación móvil cuando una señal de voz
recibida desde el otro extremo se propaga desde el auricular del
teléfono hacia el micrófono y de vuelta hacia el extremo lejano de
la conexión.
La solicitud de patente británica nº 225.635.1 da
a conocer una estación móvil en la que un supresor de eco compara
los niveles de las señales de enlace descendente y de enlace
ascendente. Cuando el nivel de la señal de enlace descendente
supera el nivel de umbral con respecto a la señal de enlace
ascendente, y en la dirección de enlace ascendente no está teniendo
lugar ninguna actividad vocal, se considera que la señal de enlace
ascendente contiene eco. Por esta razón, las tramas de enlace
ascendente se sustituyen por tramas de voz que contienen ruido de
confort, siendo descodificadas dichas tramas de voz como tramas de
audio en el otro extremo. De este modo se puede reducir el retorno
del eco desde la estación móvil.
Según la patente US nº 522.225.1 (que se
corresponde con el documento
WO-A-9322844), un dispositivo de
manos libres para una estación móvil está provisto de un supresor
de eco que desconecta la señal que viene del dispositivo de manos
libres y suministra ruido en su lugar cuando la señal recibida del
dispositivo de manos libres contiene eco acústico.
Estos canceladores de eco o supresores de eco de
la técnica anterior alivian el problema provocado por el eco
acústico únicamente en parte de las estaciones móviles nuevas, pero
seguirán existiendo las estaciones móviles antiguas mencionadas y
posiblemente otros tipos de estaciones móviles nuevas en la red de
comunicaciones móviles en las que la eliminación del eco acústico no
sea suficiente. Por esta razón, este cancelador de eco de la
técnica anterior tampoco elimina los problemas descritos
anteriormente.
La solicitud de patente japonesa nº
4-207.825 (Patent Abstracts of Japan, Vol.
16, nº. 550, p. 3) da a conocer un equipo de estación base de un
sistema de radiocomunicaciones, provisto de un cancelador de eco
adaptativo. El objetivo es evitar completamente el eco usando un
cancelador de eco en una estación móvil.
No obstante, los estudios y las mediciones
llevados a cabo por el inventor de la presente solicitud han
demostrado que un cancelador de eco adaptativo situado en el lado
de la red de servicios móviles y que se base en un filtro digital
adaptativo que modela el camino del eco no funciona en sistemas de
comunicaciones móviles digitales ya que existen dos códecs de voz en
el camino del eco (en la estación móvil y en la red) en un tándem.
Por esta razón, la relación señal-distorsión de una
señal de eco devuelta es extremadamente deficiente y la atenuación
conseguida de la señal de eco es muy baja. Según las conclusiones
del inventor, un supresor de eco colocado en lugar de un cancelador
de eco en un elemento de red no es una solución óptima tampoco en el
caso de que la estación móvil no disponga de ningún cancelador de
eco para reducir el nivel de eco. De este modo el nivel del eco
devuelto es tan alto que el supresor de eco se debe dimensionar de
tal manera que sus características de habla simultánea resultarán
deficientes, es decir, el supresor de eco interrumpe fácilmente la
voz de enlace ascendente durante el habla simultánea.
Por esta razón, existe una gran necesidad de
efectuar la eliminación del eco acústico generado en una estación
móvil de forma eficaz en todas las estaciones móviles con
independencia del tipo de la estación móvil y del cancelador de eco
o supresor de eco que esté usando.
De este modo el objetivo de la presente invención
es conseguir un método y una disposición para evitar el eco
acústico generado en una estación móvil y que vuelve a un abonado
de una red PSTN o a otro abonado móvil.
Esto se consigue con un método según la
reivindicación 1 y un elemento de red según la reivindicación
8.
En la invención, para eliminar el eco acústico
generado en una estación móvil, además de un cancelador de eco
situado en la estación móvil, en un elemento de red de la red de
servicios móviles se sitúa un supresor de eco o una función de
supresor de eco. En la invención, la eliminación del eco se
distribuye entre la estación móvil y la red de servicios móviles. En
la estación móvil, se lleva a cabo una atenuación básica para la
señal de eco acústico por medio de un cancelador de eco adaptativo
de la estación móvil. El eco residual que pueda quedar después del
cancelador de eco de la estación móvil se elimina a continuación
con un supresor de eco de la invención interrumpiendo la
propagación de la señal y suministrando ruido en su lugar. Por medio
de un supresor de eco de la invención, se puede eliminar
eficazmente el eco residual acústico molesto con independencia de la
calidad de la eliminación del eco en la estación móvil.
El supresor de eco de la invención puede ser un
dispositivo independiente o puede estar situado en conexión con el
codificador de voz de la red de comunicaciones móviles,
denominándose, en lo sucesivo, dicho codificador de voz,
transcodificador. En la presente memoria, a un dispositivo o función
que proporciona eliminación de eco según la invención se le hace
referencia en general como supresor de eco con independencia del
hecho de que sea un dispositivo independiente o un dispositivo o
función complementario en asociación con el transcodificador. En
relación con la eliminación del eco residual, al supresor de eco
también se le hace referencia en general como procesador no lineal
(NLP) o recortador de centro. Las características de habla
simultánea del supresor de eco de la invención son similares a las
del NLP, ya que la atenuación básica del eco acústico ya es
efectuada por un filtro adaptativo de la estación móvil.
El supresor de eco monitoriza si hay voz presente
en la dirección de enlace descendente. Cuando hay voz presente en
la dirección de enlace descendente, es posible que esta voz del
enlace descendente esté volviendo desde la estación móvil en forma
de eco acústico superpuesto en la señal del enlace descendente. Por
esta razón el supresor de eco evita que la señal de enlace
ascendente se propague, detectando la actividad vocal en la
dirección de enlace descendente, y en su lugar genera ruido de
fondo que presenta las características espectrales y la intensidad
similares a las correspondientes en el entorno operativo de la
estación móvil en cada momento. En la presente memoria, a este ruido
de fondo se le denomina ruido de confort. La generación del ruido
de confort se debe de iniciar de forma ventajosa un poco antes de
que el eco acústico retorne desde la estación móvil hacia el
supresor de eco. Por esta razón, la generación del ruido de confort
se inicia después de un retardo predeterminado tras detectar la
actividad vocal del enlace descendente, y se continúa con ella
siempre que predomine la actividad vocal de enlace descendente.
Cuando el supresor de eco ya no detecta voz en la dirección de
enlace descendente, finaliza la generación del ruido de confort en
la dirección de enlace ascendente y vuelve a la transmisión normal
de voz de enlace ascendente después de un retardo predeterminado,
durante el cual todo el eco acústico ya ha sido devuelto desde la
estación móvil hacia el supresor de eco.
En una forma de realización preferida de la
invención, la generación y la detección del ruido de confort están
distribuidas. No es necesario que el supresor de eco separe
mutuamente la voz y el ruido de fondo de la señal recibida o que
calcule el nivel y el espectro del ruido de fondo. Toda esta
información se encuentra en la información de ruido de confort
transmitida por la estación móvil, por ejemplo, en tramas SID en el
sistema GSM. Esta información describe el ruido de fondo de la
estación móvil cuando el abonado móvil no está hablando y no hay
eco presente. El supresor de eco almacena esta información y la usa
para generar ruido de confort con vistas a sustituir las tramas en
las que el supresor de eco ha detectado eco. De este modo, la
determinación y la detección del ruido de fondo tienen lugar en la
estación móvil, aunque la generación del ruido de fondo se lleva a
cabo en el supresor de eco. Esta situación economiza el procesado
en el supresor de eco.
El supresor de eco de la invención presenta
además el detector de habla simultánea en la dirección de enlace
ascendente. Por medio de la detección de habla simultánea, es
posible evitar la interrupción de la voz del abonado móvil cuando
se está generando el ruido de confort. La detección de habla
simultánea funciona de la forma siguiente: si en la dirección de
enlace ascendente se detecta un nivel de señal suficientemente alto
durante la generación del ruido de confort, el procedimiento cambia
inmediatamente al modo de habla simultánea. En el modo de habla
simultánea, de forma ventajosa la señal de enlace ascendente se
deja pasar después de una ligera atenuación. La atenuación es tan
pequeña que no hará que resulte más difícil entender la voz del
abonado móvil. En esta situación también se deja pasar el eco
acústico, aunque no es tan molesto ya que el eco acústico devuelto
se ha mezclado con la voz del abonado móvil.
A continuación se explicará la invención por
medio de las formas de realización preferidas, haciendo referencia
a los dibujos adjuntos, en los cuales
la Figura 1 ilustra un sistema de comunicaciones
móviles digital,
la Figura 2 es un diagrama de bloques que muestra
los fundamentos de una estación móvil que utiliza transmisión
discontinua,
la Figura 3 es un diagrama de bloques que muestra
los fundamentos de un supresor de eco de la invención, estando
situado dicho supresor de eco en la red de servicios móviles en la
unidad transcodificadora TRCU mostrada en la Figura 1, y
las Figuras 4 y 5 son diagramas de bloques que
ilustran el funcionamiento del supresor de eco de la Figura 3.
La presente invención se puede aplicar en
cualquier sistema de comunicaciones móviles que utilice técnicas
digitales de transmisión de voz y codificación de voz para reducir
la velocidad de transferencia.
Un ejemplo es el sistema europeo de
comunicaciones móviles digital GSM (Sistema Global para
Comunicaciones Móviles). La estructura y el funcionamiento básicos
se dan a conocer en las recomendaciones ETSI/GSM. En las
recomendaciones GSM mencionadas anteriormente y en la publicación
"The GSM System for Mobile Communications", de M.
Mouly, M-B. Pautet, Palaiseau, Francia, 1992,
ISBN:2-9507190-0-7,
las cuales se incorporan a la presente memoria a título de
referencia, se encuentra una descripción más detallada del sistema
GSM.
A continuación se describirá la invención por
medio de un ejemplo del sistema GSM. No obstante, la invención no
se limita al mismo.
La Figura 1 muestra brevemente algunos de los
elementos básicos del sistema GSM. Un centro de conmutación de
servicios móviles MSC es responsable de la conmutación de las
llamadas entrantes y salientes, y realiza tareas similares a las de
una central de una red telefónica pública conmutada (PSTN). También
lleva a cabo tareas típicas solamente de las telecomunicaciones
móviles, tales como la gestión de la ubicación de los abonados. Las
estaciones móviles de radiocomunicaciones, es decir, de las
estaciones móviles MS, se conectan al MSC por medio de sistemas de
estaciones base BSS. Un sistema de estaciones base consta de
controladores de estaciones base BSC y de estaciones base BTS.
El sistema GSM es completamente digital, y la
transmisión de voz y datos también tiene lugar de forma
completamente digital. La codificación de voz usada actualmente en
la transmisión de voz es la RPE-LTP (Excitación por
Impulsos Regulares - Predicción de Periodo Largo), la cual utiliza
la predicción tanto de periodo largo como de periodo corto. La
codificación produce parámetros LAR, RPE y LTP, los cuales se
transmiten en lugar de la voz real. La transmisión de la voz se
describe en la recomendación GSM en el capítulo 06, la codificación
de la voz en particular en la recomendación 06.10. Asimismo, en el
futuro próximo, puede que resulte posible usar otros métodos de
codificación, tales como métodos de velocidad mitad. Como la
invención no está relacionada con el método de codificación de la
voz real y no depende del mismo, en la presente memoria no será
considerado de una forma más detallada.
Naturalmente una estación móvil debe disponer de
un codificador de voz y un descodificador de voz para la
codificación de la voz. La implementación de la estación móvil no
es esencial para la invención y no es diferente con respecto a las
implementaciones normalizadas. No obstante, la estructura y el
funcionamiento de la estación móvil se describirán a continuación en
relación con la transmisión discontinua (DTX) haciendo referencia a
la Figura 2.
Las diferentes funciones de codificación de la
voz en el lado de la red fija del sistema de comunicaciones móviles
están concentradas típicamente en una Unidad
Transcodificadora/Adaptadora de Velocidad TRCU. La TRCU se puede
situar en muchos elementos de red alternativos según la elección
del fabricante. Las interfaces de la unidad transcodificadora son
una interfaz PCM (Modulación por Codificación de Impulsos) de 64
kbit/s (interfaz A) hacia el centro de conmutación de servicios
móviles MSC y una interfaz GSM de 16 u 8 kbit/s hacia la estación
base BTS. En relación con estas interfaces, en las recomendaciones
GSM se usan también las expresiones dirección de enlace ascendente y
dirección de enlace descendente, siendo la dirección de enlace
ascendente la dirección de la MS hacia el MSC, y siendo la
dirección de enlace descendente la dirección opuesta a la
anterior.
Cuando la unidad transcodificadora TRCU se sitúa
en una posición remota con respecto a la BTS, la información se
transmite entre la BTS y la TRCU en tramas denominadas TRAU, las
cuales se definen en la recomendación 08.60 GSM. En estas tramas,
se transmiten parámetros de codificación de voz LAR, RPE y LTP, así
como diferentes bits de control que incluyen los bits de control del
modo DTX descrito anteriormente. No obstante, las tramas TRAU no
son esenciales para la invención, y no se considerarán más
detalladamente en la presente memoria.
La transmisión discontinua, o DTX, es un método
en el que la transmisión hacia el camino de radiocomunicaciones se
puede interrumpir mientras duren las pausas que se producen en la
voz. Esta operación pretende reducir el consumo de potencia del
transmisor, lo cual resulta extremadamente esencial para la
estación móvil, y el nivel de interferencia general en el camino de
radiocomunicaciones, lo cual tiene un efecto sobre la capacidad del
sistema de radiocomunicaciones.
La Figura 2 es un diagrama de bloques que muestra
los fundamentos de una estación móvil que utiliza un modo de
transmisión normal y un modo de transmisión discontinua DTX. En el
lado transmisor, un micrófono 21 convierte un sonido acústico en
una señal eléctrica, la cual se suministra a un codificador 22 de
voz. El codificador 22 de voz lleva a cabo la codificación de la voz
a una velocidad inferior, por ejemplo, por medio del método
RPE-LTP que produce parámetros de voz, tales como
los parámetros LAR, RPE y LTP, los cuales son transferidos a un
procesador TXDTX 23, el cual reenvía las tramas de voz siempre en
el modo de transmisión normal con independencia de si en la señal
producida por el micrófono se genera voz o un simple ruido de fondo.
Las tramas de voz se transmiten a una unidad 24 de
radiocomunicaciones, la cual comprende un transceptor y los otros
componentes y funciones requeridos por el camino de
radiocomunicaciones. La unidad 24 de radiocomunicaciones transmite
las tramas de voz en forma de una señal de enlace ascendente de
radiofrecuencia a través de la interfaz de radiocomunicaciones hacia
una estación base BTS.
A una estación móvil se le puede ordenar que se
sitúe en el modo DTX con una orden transmitida por la estación
base. Cuando la MS está en el modo DTX, el bloque 25 de Detección
de Actividad Vocal VAD averigua si los parámetros de voz de la
señal del micrófono contienen voz o si se trata de un simple ruido
de fondo. La función VAD se define en la recomendación 6.32 GSM y
se basa principalmente en el análisis de los cambios de energía y
espectrales de la señal. El VAD 25 genera una bandera VAD, cuyo
estado indica si la señal contiene voz (VAD = 1) o un simple ruido
de fondo (VAD = 0). Cuando la bandera VAD = 1, la función que es
responsable de las transmisiones discontinuas en el lado
transmisor, es decir, el procesador TXDTX (Transmisor DTX) 23
transmite tramas de voz normales. Cuando la bandera VAD = 0, el
TXDTX transmite tramas SID (Descriptor de Silencio) que contienen
información sobre el ruido de fondo para que el ruido de confort
sea generado en el lado receptor. Una bandera SP (voz) en los bits
de control de la trama transmitida indica si se trata de una trama
de voz normal o de una trama SID. Cuando el estado de la bandera
VAD cambia a cero, es decir, en la señal no se detecta voz, las
tramas de voz se convierten en tramas SID después de un número
predeterminado de tramas requeridas para calcular los parámetros
para el ruido de fondo. La unidad 24 de radiocomunicaciones
transmite una trama SID (SP = 0) después de la última trama de voz,
después de lo cual se finaliza la transmisión hacia el camino de
radiocomunicaciones. No obstante, el procesador TXDTX 23 continúa de
forma ininterrumpida generando tramas SID que contienen información
de ruido hacia la unidad 24 de radiocomunicaciones, la cual reenvía
una de estas tramas hacia el camino de radiocomunicaciones para
actualizar los parámetros de ruido en el lado receptor. En lo
sucesivo, a estas tramas SID que actualizan los parámetros de ruido
se les hace referencia como tramas de actualización del ruido de
confort, es decir, tramas CNU. Cuando posteriormente el VAD 25
detecta voz a partir de los parámetros del codificador 22 de voz,
fija la bandera VAD al valor 1, como consecuencia de lo cual el
procesador TXDTX 23 vuelve a iniciar la transmisión continua de
tramas de voz (SP = 1).
El procesador TXDTX 23 genera parámetros que
representan el ruido de fondo a partir de los parámetros de voz
generados por el codificador 22. El procesador TXDTX 23 selecciona
como parámetros de ruido aquellos parámetros de entre los
parámetros de voz normales que proporcionan información sobre el
nivel y el espectro del ruido de fondo, es decir, coeficientes LAR
así como parámetros XMAX que describen el nivel máximo del
subbloque de la trama de voz. Con estos parámetros se forman además
valores medios correspondientes a la duración de cuatro tramas de
voz. Cada trama de voz contiene cuatro parámetros XMAX a partir de
los cuales se calcula un valor en común correspondiente a la
duración de cuatro tramas de voz. Estos parámetros de ruido se
transmiten hacia el camino de radiocomunicaciones en tramas SID
según la manera descrita anteriormente. No todos los parámetros que
se transmiten normalmente son transmitidos de este modo, y parte de
los parámetros se sustituyen por una palabra de código SID que
consiste en ceros. Los otros parámetros no necesarios se codifican
también al valor cero. La generación de parámetros de ruido de
confort se describe en la recomendación 06.12 GSM.
Los fundamentos del receptor de la estación móvil
MS son los siguientes. La unidad 24 de radiocomunicaciones recibe
de la estación base BTS una señal de enlace descendente de
radiofrecuencia, y una trama de enlace descendente separada de
dicha señal de enlace descendente se aplica a un procesador RXDTX
(Receptor DTX) que es responsable de la transmisión discontinua en
el lado receptor. En el caso de que la estación móvil esté en el
modo de transmisión normal, el procesador RXDTX 27 reenvía las
tramas de voz recibidas hacia el descodificador 28 de voz, el cual
lleva a cabo la descodificación de voz de los parámetros recibidos
(por ejemplo, parámetros LAR, RPE y LTP). Una señal de voz
descodificada se convierte en un receptor (altavoz) 29 en una señal
acústica. En el caso de que la estación móvil MS esté en el modo de
transmisión discontinua (DTX), el procesador RXDTX 27 procesa las
tramas recibidas de la unidad 24 de radiocomunicaciones de formas
diferentes dependiendo de si se trata de una trama de voz normal o
una trama SID. El RXDTX determina el tipo de trama basándose en la
bandera SP de la trama. En el caso de que la SP de la trama
recibida = 1, el RXDTX 27 reenvía las tramas de voz hacía el
descodificador 28 de voz. En el caso de que la SP de la trama = 0,
el RXDTX 27 cambia a un estado en el que genera tramas de voz que
contienen ruido de confort basándose en los parámetros de ruido
recibidos. El RXDTX actualiza los parámetros usados en la
generación del ruido de confort cada vez que recibe una trama SID
nueva. El descodificador 28 de voz descodifica las tramas de voz
"que contienen ruido" produciendo una señal que es convertida
por el altavoz o el receptor 29 en ruido acústico de fondo similar
al que se produce en el lado transmisor. De esta manera, en el modo
DTX se evita la fluctuación entre la voz transportada por el ruido
de fondo y el silencio completo, la cual puede resultar muy
desagradable para el oyente. Evidentemente, además de los elementos
anteriores, la MS también contiene un cancelador de eco para atenuar
el eco acústico.
El diagrama de bloques de la Figura 3 ilustra una
unidad de codificación de voz que está situada en el lado de la red
de radiocomunicaciones fija, por ejemplo, en la unidad
transcodificadora TRCU mostrada en la Figura 1. El diagrama de
bloques de la Figura 3 muestra únicamente las funciones y elementos
que son esenciales para explicar la invención. Adicionalmente, el
codificador de voz y el transcodificador pueden contener muchas
otras funciones, tales como el procesado de tramas TRAU,
adaptaciones de velocidad, etcétera.
La parte superior de la Figura 3 muestra las
unidades funcionales del lado transmisor, o la dirección de enlace
descendente, las cuales están constituidas por un codificador 32 de
voz, un VAD 35 y un procesador TXDTX 33. La estructura y el
funcionamiento de estas unidades son sustancialmente similares a los
del codificador 22 de voz, el VAD 25 y el procesador TXDTX 23 de la
estación móvil de la Figura 2. No obstante, en este caso, la
entrada del codificador 32 de voz es una señal digital de voz de 64
kbits/s del centro de conmutación de servicios móviles (interfaz A).
El codificador 32 de voz codifica la señal 31 en parámetros de voz
(por ejemplo, usando el método RPE-LTP) los cuales
se transmiten en las tramas de voz hacia el procesador TXDTX 33. En
el caso de que en la dirección de enlace descendente esté activado
el modo de transmisión normal, el TXDTX 33 transmite todas las
tramas de voz hacia la unidad de radiocomunicaciones situada en la
estación base BTS. Si en la dirección de enlace descendente está
activado el modo de transmisión discontinua DTX, las tramas de voz
o SID se transmiten según el estado de la bandera VAD, tal como se
ha descrito anteriormente en relación con la estación móvil MS. El
VAD 35 fija el estado de la bandera VAD a 1 ó 0 dependiendo de si en
la señal 31 se produce o no voz. El TXDTX 33 fija la bandera SP de
la trama de voz = 1 y la bandera SP de la trama SID = 0.
Adicionalmente, el TXDTX 33 genera una bandera SP 2 que indica
actividad vocal en la dirección de enlace descendente a un
cancelador 30 de eco según la invención, tal como se describirá
posteriormente. El estado de la bandera SP 2 es el mismo que el
estado de la bandera SP en el modo de transmisión discontinua. Si
el TXDTX 33 está en el modo de transmisión continua, el valor de la
bandera SP 2 se calcula de la misma manera que en el modo de
transmisión discontinua, en cuyo caso la eliminación del eco según
la invención no requiere el DTX de enlace descendente.
La parte inferior de la Figura 3 muestra en la
dirección de enlace ascendente las unidades de recepción, es decir,
un procesador RXDTX 37 y un descodificador 38 de voz cuyos
funcionamientos y estructura son sustancialmente similares a los
del procesador RXDTX 27 y el descodificador 28 de voz de la Figura
2. El RXDTX procesa tramas de enlace ascendente que llegan desde la
estación base BTS, y una señal digital 39 de 64 kbit/s producida
por el descodificador de voz es transmitida hacia el centro de
conmutación de servicios móviles MSC. En el modo de transmisión
discontinua el RXDTX 37 suministra al descodificador 38 de voz
tramas provistas de parámetros de voz siempre que la bandera SP de
la trama recibida sea 1, y tramas provistas de ruido de confort si
la bandera SP de la bandera recibida es 0.
Tal como ya se ha ilustrado en las Figuras 1 y 2,
la voz de un abonado PSTN 2, transmitida en la dirección de enlace
descendente hacia la estación móvil MS y repetida como una señal
acústica en el altavoz 3 ó 29, puede viajar en forma de eco
acústico hacia el micrófono 4 ó 21 y volver junto con la señal de
enlace ascendente de vuelta hacia el abonado PSTN 2. A continuación
el abonado PSTN oirá el eco de su propia voz. Según una
configuración conocida de por sí, se efectúa un intento de atenuar
este eco acústico en la estación móvil MS con un cancelador de eco.
Dependiendo de la calidad del cancelador de eco, la señal de enlace
ascendente transmitida hacia la red de servicios móviles todavía
contiene algo de eco residual.
Según la presente invención, este eco acústico
que vuelve desde la estación móvil se elimina con un supresor de
eco que se sitúa en el lado de la red de servicios móviles, no en
la estación móvil, que es el caso de las soluciones de la técnica
anterior. El supresor de eco de la invención se puede situar en
diferentes ubicaciones alternativas en la red, tales como en la
estación base, en el controlador de estaciones base o en el centro
de conmutación de servicios móviles. En una forma de realización
preferida de la invención, el supresor de eco se ha implementado en
la unidad transcodificadora TRCU, la cual se puede situar en
cualquiera de los elementos de red mencionados anteriormente. Una
implementación en la unidad transcodificadora resulta
particularmente ventajosa ya que la invención puede utilizar las
soluciones existentes de las unidades transcodificadoras, y los
parámetros de codificación de voz requeridos para la supresión del
eco están disponibles fácilmente.
En la forma de realización preferida de la
invención, se utilizan funciones VAD y DTX que funcionan tanto en
la unidad transcodificadora TRCU como en la estación móvil MS. En
la invención, se monitoriza si la voz se produce en la señal 31 de
enlace descendente. Si en la señal 31 de enlace descendente se
detecta voz, la señal de enlace ascendente recibida desde la
estación móvil MS se sustituye por ruido de confort.
En la Figura 3, el cancelador 30 de eco de la
invención está delimitado por una línea de puntos. En esta forma de
realización, el funcionamiento del supresor de eco requiere el uso
de una transmisión discontinua DTX en la dirección de enlace
ascendente. La DTX de enlace ascendente está en uso prácticamente
todo el tiempo, pero el método según la forma de realización
preferida de la invención se activa únicamente si está en uso la DTX
de enlace ascendente. El funcionamiento del supresor 30 de eco es
controlado por una unidad 301 de control. Un procesador RXDTX
proporciona a la unidad 301 de control una bandera CNU y parámetros
CNU. La bandera CNU indica que la trama en cuestión es una trama de
actualización de parámetros de ruido de confort (trama CNU), es
decir, una trama SID válida. Los parámetros CNU son los parámetros
de actualización de ruido de confort contenidos en la trama CNU.
Adicionalmente, los parámetros XMAX que describen el nivel del
ruido se separan para la unidad 301 de control. La cuarta entrada de
la unidad 301 de control es una bandera SP 2 del procesador TXDTX
33. Las salidas de la unidad 301 de control son parámetros de
Inserción de Ruido de Confort Forzado (FCNI) para el generador 302
de ruido de confort, una bandera FCNI para un selector FCNI 303 y
una señal de GANANCIA para un control 304 de ganancia. El generador
FCNI 302 genera a partir de los parámetros FCNI una trama FCNI que
contiene ruido de confort. Esta trama FCNI se aplica a una primera
entrada del selector 303. Una trama de voz/SID se aplica a una
segunda entrada del selector 303 a partir de la salida del
procesador RXDTX. Dependiendo del estado de la bandera FCNI, el
selector 303 cambia la entrada del descodificador 38 de voz bien
con la duración de una trama FCNI o bien una trama de voz/SID. La
señal de voz descodificada por el descodificador 38 se aplica a
través del control 304 de ganancia a una salida 39. La ganancia del
control 304 de ganancia es, por ejemplo, 0 dB ó -6 dB, dependiendo
del estado de la señal GANANCIA. En el caso de habla simultánea se
usa una atenuación (por ejemplo, -6 dB). Como alternativa, el
control de ganancia se puede omitir totalmente sin que tenga ningún
efecto sobre el funcionamiento del supresor de eco de la
invención.
A continuación, haciendo referencia a los
diagramas de bloques de las Figuras 4 y 5 se explicará el algoritmo
de eliminación de eco ejecutado por la unidad de control de la
Figura 3.
En la Figura 4, etapa 400, la unidad 301 de
control monitoriza si se produce actividad vocal en la dirección de
enlace descendente. Si la bandera SP 2 = 1, el modo de transmisión
continua está activado en la dirección de enlace descendente, o se
transmite una trama de voz en el modo DTX de enlace descendente. En
el caso de que SP 2 = 0, la señal de enlace descendente no contiene
voz.
Cuando en la etapa 400 SP 2 = 1, en la etapa 401
se activará un temporizador TNORM. El temporizador TNORM mide el
tiempo que ha transcurrido desde la transmisión de la última trama
de voz de enlace descendente. El temporizador garantiza que la
generación del ruido de confort forzado finaliza únicamente cuando
ha transcurrido un retardo predeterminado desde la transmisión de la
última trama de voz en la dirección de enlace descendente. Este
retardo se ha seleccionado de manera que se permite que el eco
provocado por la última trama de voz vuelva desde la estación móvil
hacia el supresor de eco. En otras palabras, el retardo es por lo
menos igual a la suma de los retardos del sistema y de transmisión
desde el supresor de eco hacia la estación móvil MS y de vuelta al
primero.
En la etapa 402 se comprueba si un temporizador
TSUPR es cero. El temporizador TSUPR mide el tiempo que ha
transcurrido desde la transmisión de la primera trama de voz en la
dirección de enlace descendente. El temporizador TSUPR determina
como tiempo de inicio para generar el ruido de confort, un tiempo
ligeramente anterior al retorno del eco acústico de la primera trama
de voz desde la estación móvil MS hacia el supresor de eco. El
retardo del temporizador TSUPR es de forma ventajosa ligeramente
menor que la suma de los retardos del sistema y de transmisión
desde el supresor de eco hacia la estación móvil MS y de vuelta al
primero.
Cuando en la etapa 402 el temporizador TSUPR no
sea cero, se prosigue hacia la etapa 403. Si el temporizador TSUPR
= 0, se prosigue hacia la etapa 405.
En la etapa 403 se comprueba si ya se ha activado
la inserción del ruido de confort forzado (FCNI). Si es así, se
prosigue hacia la etapa 405. En caso contrario, se prosigue hacia
la etapa 406. En la etapa 406 la unidad 301 de control comprueba si
la bandera CNU del procesador RXDTX 37 = 1, es decir, si la trama
de enlace ascendente recibida es una trama de actualización de ruido
de confort (CNU). Si la trama recibida es una trama CNU, en la
etapa 407 se actualizan los parámetros FCNI. Si no se trata de una
trama CNU, proseguirá directamente hasta el final. Si en la etapa
400 la bandera SP 2 = 0, en la dirección de enlace descendente no
hay voz. Por esta razón se prosigue hacia la etapa 408, en la que
se activa el temporizador TSUPR descrito anteriormente. En la etapa
401 se comprueba si el temporizador TNORM ha expirado (= 0). Si el
temporizador TNORM ha expirado, ha transcurrido un tiempo tan largo
desde la transmisión de la trama anterior de enlace descendente que
el eco de la trama de voz ya ha vuelto al supresor de eco. En tal
caso, se puede finalizar la generación de ruido de confort. Esta
operación se lleva a cabo en la etapa 410, en la que la ganancia
del control de ganancia se fija a 0 dB con la señal GANANCIA y se
finaliza la generación del ruido de confort (se reinicializa FCNI).
Adicionalmente, se reinicializa un temporizador TDBLT en modo de
habla simultánea. La TDBLT se describirá posteriormente de forma
más detallada. Desde la etapa 410 se prosigue hacia la etapa
406.
Cuando la etapa 409 proporciona el resultado de
que el temporizador TNORM no ha expirado, el eco de la última trama
de voz no ha vuelto todavía al cancelador de eco. De este modo, en
la etapa 411 se comprueba si ya se ha activado la FCNI. Si es así,
se proseguirá con la etapa 405. En caso contrario, se proseguirá
con la etapa 406.
La etapa 405 contiene las etapas del método
descrito en el diagrama de flujo de la Figura 5.
La Figura 5 muestra las etapas del método para
activar la generación de ruido de confort forzado FCNI y detectar
el habla simultánea. La expresión habla simultánea se refiere a una
situación en la que una señal de enlace descendente se interpreta
como voz (bandera SP 2 = 1) y el nivel de la señal de enlace
ascendente es además tan alto que la señal de enlace ascendente
también contiene probablemente voz. Por esta razón el supresor de
eco de la invención monitoriza también el nivel de la señal de
enlace ascendente cuando en la señal de enlace descendente no
existe voz. Resulta más sencillo calcular el nivel de esta señal de
enlace ascendente a partir de dichos parámetros de voz de la trama
de voz recibida que describe el nivel de la señal. En el método de
codificación de voz RPE-LTP del sistema GSM, dichos
parámetros se representan mediante los parámetros XMAX. En la
mayoría de métodos de codificación de voz actuales se han usado
parámetros similares. Cuando sea necesario, el nivel de la señal de
enlace ascendente también se puede calcular a partir de muestras de
voz descodificada, aunque normalmente requiere además un segundo
descodificador por la siguiente razón. La idea de la invención es
generar, durante el posible eco acústico devuelto, ruido de fondo
que presente unas cualidades de intensidad y espectrales similares a
las correspondientes en el entorno operativo de la estación móvil
en cada momento. Para que el nivel de la señal de enlace ascendente
pueda ser monitorizado a partir de los valores de muestra durante
la generación de ruido de confort forzado FCNI, los parámetros
recibidos se deben descodificar en un descodificador independiente
ya que cuando se usa dos veces el mismo descodificador se pueden
producir sonidos interferentes. Una solución más sencilla consiste
en monitorizar, durante la FCNI, los parámetros que describen el
nivel de la señal de enlace ascendente y tomar la decisión sobre el
habla simultánea basándose en los mismos. En la forma de
realización de la Figura 5, la detección del habla simultánea se
basa en el uso de parámetros XMAX.
Haciendo referencia a la Figura 5, la unidad 301
de control suma los parámetros XMAX obtenidos a partir de la trama
de voz/SID (etapa 500), siendo el número de dichos parámetros
cuatro por cada trama. A continuación la unidad 301 de control
compara la suma de los parámetros XMAX con un nivel de umbral
adaptativo umbr en la etapa 501. Si la suma es menor que el nivel de
umbral, no existe voz en la dirección de enlace ascendente, y no se
trata de una situación de habla simultánea, con lo que en la etapa
502 se comprueba si la trama en cuestión es una trama de
actualización de ruido de confort (CNU). Si se trata de una trama
CNU, se actualiza el nivel de umbral adaptativo umbr. El nivel de
umbral adaptativo es necesario debido a que las condiciones de ruido
de fondo pueden variar considerablemente durante una llamada y
entre llamadas. Por esta razón, cuando se usa un valor de umbral de
enlace ascendente fijo, resulta difícil diferenciar entre sí ecos o
ruido de fondo intensos y voz real únicamente por medio de la
comparación basada en el nivel. Durante una conversación normal,
cuando una parte está hablando, la otra está en silencio. De este
modo, cuando el DTX de enlace ascendente está activo, el
transcodificador TRCU recibe actualizaciones de parámetros de ruido
de confort si el ruido de fondo es de una naturaleza relativamente
estacionaria. Se puede considerar que las actualizaciones recibidas
del ruido de confort describen el nivel de ruido de fondo actual en
cuyo caso también es posible actualizar el nivel de umbral
adaptativo umbr durante ellas. Este nivel de umbral actualizado
umbr, por debajo del cual se considera que permanece el eco
desplazado por el fondo, es, por ejemplo, la suma de los parámetros
XMAX de una trama CNU más una constante específica. Desde la etapa
503, se prosigue con la etapa 504.
Si en la etapa 502 se detecta que la trama en
cuestión no es una trama CNU, se prosigue directamente con la etapa
504.
En la etapa 504 se comprueba si el temporizador
TDBLT ha expirado (= 0). El temporizador TDBLT mide el tiempo a
partir de la detección del habla simultánea anterior, y tal como se
explicará a continuación se activa en la etapa 510. Después del
habla simultánea se evita la generación del ruido de confort hasta
que haya transcurrido el retardo determinado por el temporizador
TDBLT. Esto es debido al hecho de que durante el habla simultánea es
posible que el nivel de las secuencias de silencio de la voz
(habitualmente sonidos y comienzos sin voz) permanezca por debajo
del nivel de umbral umbr. Por esta razón la voz de enlace
ascendente se podría interrumpir ocasionalmente. Este problema se
puede evitar añadiendo una TDBLT de retardo independiente antes de
iniciar la FCNI. En el caso de que en la etapa 504 no se haya
reinicializado el temporizador TDBLT, se prosigue con la etapa 511.
En el caso de que en la etapa 504 se haya reinicializado el
temporizador TDBLT, se prosigue con la etapa 505.
En la etapa 505, la ganancia del control 304 de
ganancia se fija al valor 0 dB con una señal GANANCIA.
Seguidamente, en la etapa 506 se comprueba si se
ha recibido la primera trama CNU. Esta operación se realiza para
garantizar que el cancelador 30 de eco tiene los parámetros de
ruido de confort actualizados disponibles para ello. En el caso de
que no se haya recibido la primera trama CNU, se prosigue con la
etapa 515, desde la cual se vuelve a la etapa 406 de la Figura 4. En
el caso de que en la etapa 506 se haya recibido la primera trama
CNU, en la etapa 507 se activa el estado de generación de ruido de
confort FCNI. En otras palabras, la unidad 301 de control
suministra al generador FCNI 302 los parámetros FCNI a partir de
los cuales el generador 302 genera una trama que contiene ruido de
confort forzado para la segunda entrada del selector 303.
Adicionalmente, la unidad 301 de control activa una bandera FCNI,
con lo cual el selector 303 selecciona las tramas FCNI como entrada
del descodificador 38 de voz. Una vez que en la etapa 507 se ha
activado la generación del ruido de confort forzado (FCNI), se
prosigue con la etapa 515.
Cuando en la etapa 501 la suma XMAX sea mayor que
el nivel de umbral umbr, se trata de una situación de habla
simultánea, en la que la voz se produce en las direcciones tanto de
enlace descendente como de enlace ascendente. Por esta razón se
prosigue con la etapa 508, en la que se comprueba si la trama en
cuestión es una trama CNU. Si se trata de una trama CNU, en la etapa
509 se actualiza el nivel de umbral umbr, después de lo cual se
prosigue con la etapa 510. Si en la etapa 508 la trama en cuestión
no es una trama CNU, se prosigue directamente con la etapa 510. De
este modo las etapas 508 y 509 realizan la actualización de una
forma totalmente similar a las etapas 502 y 503 descritas
anteriormente.
En la etapa 510, se activa el temporizador TDBLT.
La función del temporizador se ha explicado anteriormente.
Seguidamente, se continúa con la etapa 511, en la que se
reinicializa el estado de FCNI. Es posible que dicho estado se haya
activado en la etapa 507. La reinicialización significa que la
bandera FCNI se elimina y se interrumpe la generación de tramas
FCNI. De este modo el selector 303 traslada al descodificador 38 de
voz, tramas recibidas desde el procesador RXDTX 37.
En la etapa 512 se comprueba si se ha recibido la
primera trama de actualización de ruido de confort (CNU). En el
caso de que no se haya recibido la primera trama CNU, la ganancia
del control 304 de ganancia se fija al valor 0 dB en la etapa 513,
después de lo cual se continúa con la etapa 515.
Cuando en la etapa 512 se haya recibido la
primera trama CNU, en la etapa 514 la ganancia del control 304 de
ganancia se fija al valor -6 dB. De este modo es posible atenuar el
posible eco en una situación de habla simultánea atenuando toda la
señal de enlace ascendente, con lo cual se atenúa también la voz
real. Desde la etapa 514 se continúa con la etapa 515.
En una forma de realización alternativa de la
invención, los parámetros de ruido se pueden generar localmente en
el cancelador de eco por medio de la señal de enlace ascendente. En
tal caso, el funcionamiento del supresor de eco no requiere el modo
DTX de enlace ascendente. La generación de los parámetros de ruido
de confort se puede llevar a cabo, por ejemplo, con un codificador
adicional y un procesador TXDTX. El codificador codifica la salida
del descodificador 38 en parámetros de voz, los cuales son
convertidos por el procesador TXDTX en parámetros de ruido. Estos
parámetros de ruido proporcionan la entrada de los parámetros CNU
para la unidad 301 de control. El supresor de eco incluye de forma
ventajosa únicamente las partes del codificador y el procesador
TXDTX que son necesarias para generar los parámetros de ruido.
El supresor de eco se puede situar también
después del codificador de voz (transcodificador) en la red de
servicios móviles. En tal caso, el ruido de confort se genera
localmente, por ejemplo, tal como en la forma de realización
anterior. La actividad local en la dirección de enlace descendente
se detecta con un detector específico. El detector se puede
conseguir, por ejemplo, por medio del codificador 32 de voz, el VAD
35 y el procesador TXDTX 33 con la excepción de que en la dirección
de enlace descendente se transmite una señal no codificada 31.
Aunque la invención se ha explicado anteriormente
haciendo referencia solamente a ciertas formas de realización, es
evidente que la explicación se realiza únicamente a título
ilustrativo, permitiendo, las formas de realización dadas a conocer
anteriormente, alteraciones y modificaciones sin desviarse con
respecto al alcance de la invención expuesto en las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (12)
1. Método para eliminar el eco acústico en un
sistema de comunicaciones móviles digital, en el que la dirección de
enlace ascendente es la dirección que va desde una estación móvil
(MS) hacia un elemento de red (TRCU) y la dirección de enlace
descendente es la dirección opuesta a la anterior, y en el que en un
camino de radiocomunicaciones se utiliza un método de codificación
de voz, comprendiendo el método la etapa de
eliminación del eco acústico de la voz de enlace
descendente, que se produce en una señal de enlace ascendente, por
medio de un cancelador de eco en la estación móvil (MS),
caracterizado porque
se elimina el eco residual acústico de la voz de
enlace descendente, que vuelve desde la estación móvil (MS) en la
dirección de enlace ascendente de la manera siguiente:
se monitoriza (35), en el elemento de red (TRCU),
la actividad vocal en la dirección de enlace descendente,
se monitoriza (301) si existe o no una situación
de habla simultánea,
se sustituye (302, 303), en el elemento de red
(TRCU), la señal de voz de enlace ascendente por ruido después de
un retardo predeterminado cuando se detecta actividad vocal en la
dirección de enlace descendente,
se finaliza la sustitución (302, 303), en el
elemento de red (TRCU), de la señal de voz de enlace ascendente con
ruido después de un retardo predeterminado cuando se detecta el
final de la actividad vocal en la dirección de enlace descendente,
y
se evita que la señal de voz de enlace ascendente
sea sustituida por ruido cuando se detecta una situación de habla
simultánea.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho ruido es ruido de confort, el
cual es similar al ruido de fondo en el entorno operativo de la
estación móvil (MS), comprendiendo el método las siguientes
etapas:
se codifica (22) la voz mientras dura la
transmisión en parámetros de voz de un método de codificación de
voz de una velocidad de transmisión menor, y
se utiliza, por lo menos en la dirección de
enlace ascendente, una transmisión discontinua en la cual
a) la transmisión desde la estación móvil (MS) al
camino de radiocomunicaciones se interrumpe durante pausas que se
producen en la voz, y se transmiten a intervalos específicos
parámetros de ruido de confort que contienen información sobre el
ruido de fondo, y
b) se genera (302) ruido de confort en el
descodificador de voz de la red de servicios móviles por medio de
dichos parámetros de codificación de voz durante las pausas de la
voz en la dirección de enlace ascendente.
3. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque dicha etapa de monitorización (301) del
habla simultánea comprende:
la comparación del nivel de la señal de enlace
ascendente con un nivel de umbral durante una actividad vocal en la
dirección de enlace descendente, y
la detección de una situación de habla simultánea
cuando el nivel de la señal de enlace ascendente supera dicho nivel
de umbral.
4. Método según la reivindicación 3,
caracterizado porque
se determina dicho nivel de señal en la dirección
de enlace ascendente basándose en los parámetros de voz recibidos
en la dirección de enlace ascendente y que representan el nivel de
señal.
5. Método según la reivindicación 3 ó 4,
caracterizado porque
se actualiza dicho nivel de umbral basándose en
parámetros de voz recibidos en tramas de actualización del ruido de
confort y que representan el nivel de ruido.
6. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque
se analiza (25) en la estación móvil (MS) el
ruido de fondo del entorno operativo de la estación móvil,
se generan en la estación móvil parámetros de
ruido de confort que representan dicho ruido de fondo,
se transmiten dichos parámetros de ruido de
confort desde la estación móvil (MS) a la red de servicios móviles,
y
se genera (302), basándose en dichos parámetros
de ruido de confort recibidos desde la estación móvil (MS), ruido
que sustituye a dicha señal de voz de enlace ascendente si en la
señal de voz de enlace ascendente se detecta una presencia del eco
de la señal de voz de enlace descendente.
7. Método según la reivindicación 1,
caracterizado por la atenuación (304) de una señal de enlace
ascendente saliente en una situación de habla simultánea.
8. Elemento de red (TRCU) que comprende un
dispositivo para eliminar el eco acústico que vuelve desde una
estación móvil (MS) en un sistema de comunicaciones móviles digital
que utiliza un método de codificación de voz paramétrico para
reducir la velocidad de transferencia en una interfaz de
radiocomunicaciones, comprendiendo la estación móvil (MS) un
cancelador de eco para atenuar el eco acústico, caracterizado
porque el dispositivo es un supresor de eco para eliminar el eco
residual del cancelador de eco de la estación móvil (MS),
comprendiendo el supresor de eco
un detector (35) de actividad vocal de enlace
descendente cuya dirección de enlace ascendente es la dirección que
va desde la estación móvil (MS) hacia el elemento de red y la
dirección de enlace descendente es la dirección opuesta a la
anterior,
un detector (301) de habla simultánea, y
medios (302, 303) para sustituir una señal de voz
de enlace ascendente por ruido después de un retardo predeterminado
cuando en la dirección de enlace descendente se detecta una
actividad vocal.
9. Elemento de red según la reivindicación 8,
caracterizado porque dicho ruido es ruido de confort que es
similar al ruido de fondo en el entorno operativo de la estación
móvil,
dichos medios (302, 303) de sustitución están
dispuestos para iniciar la generación del ruido de confort después
de un retardo predeterminado a partir de la detección de la
actividad vocal de enlace descendente, y
dichos medios (302, 303) de sustitución están
dispuestos para finalizar la generación del ruido de confort
después de un retardo predeterminado a partir de la detección del
final de la actividad vocal de enlace descendente.
10. Elemento de red según la reivindicación 8 ó
9, caracterizado porque dichos medios de sustitución
comprenden:
un generador (302) de ruido de confort que genera
parámetros de voz que contienen ruido similar al ruido de fondo en
el entorno operativo de la estación móvil, y
un selector (303) que presenta un primer estado,
en el que selecciona como entrada de un descodificador (38) de voz
los parámetros de voz recibidos de la estación móvil, y un segundo
estado, en el que selecciona como entrada del descodificador de voz
los parámetros de voz generados por el generador (302) de ruido de
confort,
cambiando el selector (303) del primer estado al
segundo estado después de un retardo predeterminado cuando en la
dirección de enlace descendente se detecta actividad vocal, y
cambiando el selector (303) del segundo estado al
primer estado después de un retardo predeterminado cuando en la
dirección de enlace descendente se detecta el final de la actividad
vocal,
obligando dicho detector (301) de habla
simultánea al selector (303) a situarse en el primer estado cuando
se detecta una situación de habla simultánea.
11. Elemento de red según la reivindicación 8,
caracterizado porque dicho ruido es ruido de confort que es
similar al ruido de fondo en el entorno operativo de la estación
móvil,
estando situados el análisis del ruido de confort
y la generación de los parámetros de ruido de confort en la
estación móvil, y
basándose la generación del ruido de confort en
el supresor de eco en los parámetros de ruido de confort recibidos
desde la estación móvil.
12. Elemento de red según la reivindicación 8, 9,
10 u 11, caracterizado porque el elemento de red es una
unidad transcodificadora (TRCU).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI952833A FI110826B (fi) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | Akustisen kaiun poisto digitaalisessa matkaviestinjärjestelmässä |
| FI952833 | 1995-06-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2231812T3 true ES2231812T3 (es) | 2005-05-16 |
Family
ID=8543570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES96917515T Expired - Lifetime ES2231812T3 (es) | 1995-06-08 | 1996-06-07 | Eliminacion del eco acustico en un sistema de comunicaciones moviles digital. |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6081732A (es) |
| EP (1) | EP0861531B1 (es) |
| JP (1) | JP3668754B2 (es) |
| CN (1) | CN1097360C (es) |
| AT (1) | ATE283582T1 (es) |
| AU (1) | AU709154B2 (es) |
| CA (1) | CA2223827C (es) |
| DE (1) | DE69633936T2 (es) |
| ES (1) | ES2231812T3 (es) |
| FI (1) | FI110826B (es) |
| WO (1) | WO1996042142A1 (es) |
Families Citing this family (55)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI961567A7 (fi) * | 1996-04-10 | 1997-10-11 | Nokia Telecommunications Oy | Kohinasalpa analogisessa matkaviestinjärjestelmässä |
| FI106489B (fi) * | 1996-06-19 | 2001-02-15 | Nokia Networks Oy | Kaikusalpa ja kaiunpoistajan epälineaarinen prosessori |
| JP3556419B2 (ja) * | 1996-12-09 | 2004-08-18 | 株式会社東芝 | 携帯無線電話機 |
| US5920834A (en) * | 1997-01-31 | 1999-07-06 | Qualcomm Incorporated | Echo canceller with talk state determination to control speech processor functional elements in a digital telephone system |
| JPH10257583A (ja) * | 1997-03-06 | 1998-09-25 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 音声処理装置およびその音声処理方法 |
| SE511650C2 (sv) * | 1997-03-11 | 1999-11-01 | Ericsson Telefon Ab L M | Förfarande och anordning för att reducera eko i en telefontillämpning |
| FI104872B (fi) * | 1997-04-11 | 2000-04-14 | Nokia Networks Oy | Menetelmä matkaviestinjärjestelmän kuormituksen hallitsemiseksi |
| FI105864B (fi) * | 1997-04-18 | 2000-10-13 | Nokia Networks Oy | Kaiunpoistomekanismi |
| FI105372B (fi) * | 1997-07-22 | 2000-07-31 | Nokia Networks Oy | TRAU-kehyksen tunnistaminen matkapuhelinjärjestelmässä |
| SE513672C2 (sv) | 1997-09-01 | 2000-10-16 | Ericsson Telefon Ab L M | Metod och appparat för undertryckning av eko |
| US6163608A (en) * | 1998-01-09 | 2000-12-19 | Ericsson Inc. | Methods and apparatus for providing comfort noise in communications systems |
| JP2000244384A (ja) * | 1999-02-18 | 2000-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | 移動通信端末装置及び移動通信端末装置における音声符号化レート決定方法 |
| US6415029B1 (en) * | 1999-05-24 | 2002-07-02 | Motorola, Inc. | Echo canceler and double-talk detector for use in a communications unit |
| FI991605L (fi) | 1999-07-14 | 2001-01-15 | Nokia Networks Oy | Menetelmä puhekodaukseen ja puhekoodaukseen tarvittavan laskentakapasi teetin vähentämiseksi ja verkkoelementti |
| DE19935808A1 (de) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Ericsson Telefon Ab L M | Echounterdrückungseinrichtung zum Unterdrücken von Echos in einer Sender/Empfänger-Einheit |
| CA2390200A1 (en) * | 1999-11-03 | 2001-05-10 | Charles W. K. Gritton | Integrated voice processing system for packet networks |
| US7225001B1 (en) * | 2000-04-24 | 2007-05-29 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | System and method for distributed noise suppression |
| FI20001517A7 (fi) * | 2000-06-26 | 2001-12-27 | Nokia Corp | Menetelmä ja järjestelmä tietoliikennesignaalien käsittelemiseen |
| US7085370B1 (en) * | 2000-06-30 | 2006-08-01 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Ringback detection circuit |
| US6434235B1 (en) * | 2000-08-01 | 2002-08-13 | Lucent Technologies Inc. | Acoustic echo canceler |
| US7003093B2 (en) * | 2000-09-08 | 2006-02-21 | Intel Corporation | Tone detection for integrated telecommunications processing |
| US6738358B2 (en) * | 2000-09-09 | 2004-05-18 | Intel Corporation | Network echo canceller for integrated telecommunications processing |
| US20020116186A1 (en) * | 2000-09-09 | 2002-08-22 | Adam Strauss | Voice activity detector for integrated telecommunications processing |
| US6799062B1 (en) * | 2000-10-19 | 2004-09-28 | Motorola Inc. | Full-duplex hands-free transparency circuit and method therefor |
| US6708147B2 (en) * | 2001-02-28 | 2004-03-16 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson(Publ) | Method and apparatus for providing comfort noise in communication system with discontinuous transmission |
| US20030219113A1 (en) * | 2002-05-21 | 2003-11-27 | Bershad Neil J. | Echo canceller with double-talk and channel impulse response adaptation |
| GB2389287B (en) | 2002-05-31 | 2005-11-23 | Zarlink Semiconductor Inc | Distributed echo cancelling |
| JP3922997B2 (ja) * | 2002-10-30 | 2007-05-30 | 沖電気工業株式会社 | エコーキャンセラ |
| EP1432222A1 (de) * | 2002-12-20 | 2004-06-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Echounterdrückung für komprimierte Spache |
| AU2003285714A1 (en) * | 2003-01-08 | 2004-08-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Device and method for suppressing echo, in particular in telephones |
| GB2398205A (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-11 | Stephen Anthony Gerar Chandler | Subtraction of interfering signals in a relay radio network |
| US20060262851A1 (en) * | 2005-05-19 | 2006-11-23 | Celtro Ltd. | Method and system for efficient transmission of communication traffic |
| US7693708B2 (en) * | 2005-06-18 | 2010-04-06 | Nokia Corporation | System and method for adaptive transmission of comfort noise parameters during discontinuous speech transmission |
| US7610197B2 (en) * | 2005-08-31 | 2009-10-27 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for comfort noise generation in speech communication systems |
| CN101046965B (zh) * | 2006-03-27 | 2010-05-12 | 华为技术有限公司 | 一种在回波消除中产生舒适噪声的方法 |
| US20080021702A1 (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-24 | Shaojie Chen | Wireless communication apparatus including a mechanism for suppressing uplink noise |
| US9191740B2 (en) * | 2007-05-04 | 2015-11-17 | Personics Holdings, Llc | Method and apparatus for in-ear canal sound suppression |
| US11856375B2 (en) | 2007-05-04 | 2023-12-26 | Staton Techiya Llc | Method and device for in-ear echo suppression |
| US8526645B2 (en) | 2007-05-04 | 2013-09-03 | Personics Holdings Inc. | Method and device for in ear canal echo suppression |
| WO2008137870A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-13 | Personics Holdings Inc. | Method and device for acoustic management control of multiple microphones |
| US11683643B2 (en) | 2007-05-04 | 2023-06-20 | Staton Techiya Llc | Method and device for in ear canal echo suppression |
| US10194032B2 (en) | 2007-05-04 | 2019-01-29 | Staton Techiya, Llc | Method and apparatus for in-ear canal sound suppression |
| US7809129B2 (en) * | 2007-08-31 | 2010-10-05 | Motorola, Inc. | Acoustic echo cancellation based on noise environment |
| CN101459727B (zh) * | 2007-12-10 | 2011-06-29 | 深圳富泰宏精密工业有限公司 | 行动电话语音同步系统及方法 |
| US8290141B2 (en) | 2008-04-18 | 2012-10-16 | Freescale Semiconductor, Inc. | Techniques for comfort noise generation in a communication system |
| US20100304679A1 (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Hanks Zeng | Method and System For Echo Estimation and Cancellation |
| US8625776B2 (en) * | 2009-09-23 | 2014-01-07 | Polycom, Inc. | Detection and suppression of returned audio at near-end |
| CN101998462A (zh) * | 2010-09-28 | 2011-03-30 | 中兴通讯股份有限公司 | 提高上行方向系统容量的方法及系统 |
| KR20120034863A (ko) * | 2010-10-04 | 2012-04-13 | 삼성전자주식회사 | 이동통신 단말기에서 오디오 신호 처리 방법 및 장치 |
| CN103905928A (zh) * | 2012-12-25 | 2014-07-02 | 安科智慧城市技术(中国)有限公司 | 一种网络语音对讲方法、装置及系统 |
| US9860617B2 (en) * | 2014-03-08 | 2018-01-02 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Upstream frame configuration for ethernet passive optical network protocol over coax (EPoC) networks |
| EP2980790A1 (en) * | 2014-07-28 | 2016-02-03 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Apparatus and method for comfort noise generation mode selection |
| CN106209491B (zh) * | 2016-06-16 | 2019-07-02 | 苏州科达科技股份有限公司 | 一种时延检测方法及装置 |
| CN107172313A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-09-15 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 提高免提通话质量的方法、装置、移动终端及存储介质 |
| US11089529B1 (en) | 2020-03-09 | 2021-08-10 | T-Mobile Usa, Inc. | Switching wireless network sites based on vehicle velocity |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04207825A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-29 | Toshiba Corp | 無線通信システムの基地局装置 |
| GB2256351B (en) * | 1991-05-25 | 1995-07-05 | Motorola Inc | Enhancement of echo return loss |
| US5222251A (en) * | 1992-04-27 | 1993-06-22 | Motorola, Inc. | Method for eliminating acoustic echo in a communication device |
| US5995827A (en) * | 1997-11-20 | 1999-11-30 | Lucent Technologies Inc. | Method of muting a non-speaking cellular telephone caller participating in a conference call |
-
1995
- 1995-06-08 FI FI952833A patent/FI110826B/fi not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-06-07 CN CN96194651A patent/CN1097360C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-07 AU AU60062/96A patent/AU709154B2/en not_active Ceased
- 1996-06-07 JP JP50234797A patent/JP3668754B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-07 AT AT96917515T patent/ATE283582T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-06-07 CA CA002223827A patent/CA2223827C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-07 WO PCT/FI1996/000340 patent/WO1996042142A1/en not_active Ceased
- 1996-06-07 ES ES96917515T patent/ES2231812T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-07 US US08/973,935 patent/US6081732A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-07 EP EP96917515A patent/EP0861531B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-07 DE DE69633936T patent/DE69633936T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1187271A (zh) | 1998-07-08 |
| CN1097360C (zh) | 2002-12-25 |
| EP0861531B1 (en) | 2004-11-24 |
| FI952833A0 (fi) | 1995-06-08 |
| DE69633936T2 (de) | 2005-11-10 |
| DE69633936D1 (de) | 2004-12-30 |
| AU709154B2 (en) | 1999-08-19 |
| FI110826B (fi) | 2003-03-31 |
| JPH11507488A (ja) | 1999-06-29 |
| EP0861531A1 (en) | 1998-09-02 |
| AU6006296A (en) | 1997-01-09 |
| US6081732A (en) | 2000-06-27 |
| FI952833A7 (fi) | 1996-12-09 |
| WO1996042142A1 (en) | 1996-12-27 |
| CA2223827C (en) | 2006-04-11 |
| ATE283582T1 (de) | 2004-12-15 |
| CA2223827A1 (en) | 1996-12-27 |
| JP3668754B2 (ja) | 2005-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI110826B (fi) | Akustisen kaiun poisto digitaalisessa matkaviestinjärjestelmässä | |
| KR100792362B1 (ko) | 음성 채널을 통해 데이터를 전송하기 위한 방법 및 장치 | |
| US5835851A (en) | Method and apparatus for echo reduction in a hands-free cellular radio using added noise frames | |
| ES2277861T3 (es) | Supresion de ruido. | |
| KR100367533B1 (ko) | 음성활동검출구동방식잡음교정기및,신호처리장치및방법 | |
| GB2256351A (en) | Enhancement of echo return loss | |
| KR20000070686A (ko) | 상태 판정을 이용하여 디지털 전화 시스템에서 기능 요소를 제어하는 방법 및 장치 | |
| US6785339B1 (en) | Method and apparatus for providing speech quality based packet enhancement in packet switched networks | |
| JP2002503417A (ja) | 電話における時間ダイバーシティを制御するための方法および装置 | |
| Natvig et al. | Speech processing in the pan-European digital mobile radio system (GSM)-system overview | |
| US7397772B2 (en) | Method and apparatus for acoustic echo cancellation in a communication system providing TTY/TDD service | |
| US20050078615A1 (en) | Method and device for duplex communication | |
| US9167409B2 (en) | Music control signal dependent activation of a voice activity detector | |
| JPS59231A (ja) | 感度制御方式 | |
| CA2210313C (en) | Method of and apparatus for echo reduction in a hands-free cellular radio communication system | |
| US20050068906A1 (en) | Method and system for group communications in a wireless communications system | |
| KR100684944B1 (ko) | 이동통신 시스템에서 전송되는 음성 데이터에 대한 음질 개선 장치 및 방법 | |
| JPS58225733A (ja) | 感度制御方式 | |
| WO1997038498A1 (en) | Discontinuous transmission in an analogue mobile system | |
| Gierlich | Speech Communication and Telephone Networks | |
| WO1997038543A1 (en) | A squelch in an analogue mobile communication network | |
| JPH07264121A (ja) | ディジタル携帯電話装置 |