CN1251463C

CN1251463C - 发话机

Info

Publication number: CN1251463C
Application number: CNB981230334A
Authority: CN
Inventors: 岩田慎一郎
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2018-11-26
Also published as: JPH11163806A; GB2333213B; CN1218344A; US6157324A; KR100283869B1; KR19990045577A; GB2333213A; GB9825532D0; JP3063842B2

Abstract

提供一种发话机，它不使通信信道的传送率大大地高于数字语音数据的波特率并把语音质量的降低减至最小以及在实时发送时不打断语音再现。ADPCM编码器把输入的模拟语音信号编码成ADPCM数字语音码。S/P转换器把串行信号转换成字节单位的并行信号。代码转换器检测出要转义的代码，并把它转换成不必转义的代码。传输FIFO存储器按次序存储ADPCM数据。P/S转换器把字节单位的并行数据转换成串行数据。发送部分用红外线把串行数据发送到接收机。

Description

发话机

技术领域

本发明涉及发话机，后者尤其是采用把转义码***传输帧中以便保证数据传输能力的发送方法来实时地发送数字编码的语音数据。

背景技术

有许多把模拟的语音信号转换到数字码的***，其中之一就是ADPCM(自适应差分编码调制)***。实际上这种自适应差分编码调制是通过以下方法来实现的。

语音波形具有相当的规律性，众所周知，某些时候，在一定程度上可以根据先前的波形预测语音波形的幅度。因此，在ADPCM***中，如图1所示，记录根据几个先前采样值预测的值和当时实际采样的值之间的差值作为某时刻的数据。所述采样过程意味着通过模数转换以一定的周期(采样频率)把模拟波形转换成数字码，而所述采样值意味着所述数字码的值。模数转换时的数字码的位数就是采样的位数。

作为具体的例子，在PHS(专用轻便电话***)(ARIB STD-28)中、本文中所述PHS是移动电话***，采样频率是8千赫兹(kHz)，采样的位数是15位，而所述ADPCM***的一个样值数据的位数是4。因此，数据速率是32千位/秒(kbps)，32kbps＝8kHz×4位。

作为实时地发送数字语音数据的发送***之一，有一种利用红外线的IrDA(红外数据协会)***。IrDA***是一种利用红外线的特性的通信***，它实际上使用半双工通信信道并且利用可变长度帧。在由红外接口协会1996年6月16日出版的“串行红外链路存取协义版本1.1的10.1.3异步透明度”(10.1.3ASYNC Transparency of Seril InfraredLink Access Protocol Version 1.1)中描述这种IrDA***。利用可变长度帧的所述***不同于利用固定长度帧的所述***，并且需要这样一种结构，即，接收机能够识别所接收的帧的起始和结束。因此，所述IrDA***判别表明帧的起始的BOF码(C0h)和表明帧的结束的EOF码(C1h)。接收机识别接收到BOF时的帧起始和接收到EOF时的帧结束。

然而，仅仅利用上述结构，在数据中包含BOF和EOF的相同代码的情况下，接收机不能判断所述内容是数据还是BOF和EOF码。因此，不能正常地发送其中包含BOF和EOF的相同代码的数据。

在数据中包含这些BOF和EOF码的情况下，把控制转义码CE(7Dh)(是一种转义码)紧接在这些BOF和EOF码的前面，并且，把用20h和BOF及EOF码进行异或操作而得的值(E0h或者E1h)紧接在这些BOF和EOF码的后面。在数据中还包含CE码的情况下，接收机不能判断所述内容是数据还是CE码，因此，在数据中包含CE码的情况下，把CE码紧接在原始的CE码的前面，并且，把用20h和BOF及EOF码进行异或操作而得的值(7Dh)紧接在CE码的后面。如上所述，在包含要转义的代码的情况下，把一个字节的CE码附在每一个要转义的代码上，因此需要发送总计两个字节。

在接收机接收CE码时，接收机清除CE码(7Dh)并且把用20h进行异或操作而得的值作为接收数据存储。上述操作是在上述文献中描述的用来确保数据可传输性的技术，借助于这种技术，使用可变长度帧的IrDA***能够利用所有代码发送ADPCM数据。

在IrDA***的帧中，除了***BOF、EOF和CE之外，还包含CRC(循环冗余校验)校验帧和作为利用所述发送过程本身的信息的报头，因此，整个帧的结构变成如图2中所示的那样。

在如同IrDA***的半双工发送方法中，在发送双向实时(全双工)数字语音数据的情况下，需要具有至少大于所述数字语音数据的波特率的两倍的传送率的通信信道。如图3所示，这是由于在一帧的语音再现中，语音再现是以双向的方式连续地实现的，并且必须实现往返行程的帧传输。

作为例子，设定ADPCM数据的波特率是32kbps、所述通信信道的传送率是115.2kbps、一个帧的语音数据是160个样值(160×4位＝80字节)以及包含BOF、EOF、报头和CRC的帧的总的字节数是90个字节。ADPCM数据帧的160个样值(80字节)的存储时间(T₁)和再现时间(T₁)变成20毫秒，即，(160个样值×4位)/32kbps。在未***转义码CE的情况下一帧90个字节的发送时间(T_a)变成7.8毫秒，即，(90字节×4位)/115.2kbps＝7.8毫秒。在本文中设定1字节＝10位，因为，在起止式同步***的通信信道中，每一字节需要一位起始位和一位终止位。在上述情况下，在20毫秒的一帧语音再现时间范围内，能够进行一个往返行程的帧传输，而20毫秒-7.8毫秒×2＝4.4毫秒变成余量，用作发射机和接收机中帧处理时间以及在***转义码CE的情况下的附加的发送时间。

传统技术中的上述问题具有破坏语音再现、即、在实时语音传输中出现寂静时间的某种可能性。

在语音数据中包含大量的诸如相同的BOF、EOF和CE代码的要转义的代码的情况下，如图2中所示，帧的字节总数增加了，因此，如图3中所示，发送时间增加了，甚至在完成帧的语音再现之后，下一个帧还未到达、因而出现不存在待再现的数据的时间。

为了避免这种情况，可以采用事先加大所述余量的方法，然而，根据上述公式，显然，要实现这种方法必须使通信信道的传送率大大地高于数字语音数据的波特率，因而将不能实现设备的小尺寸和低的消耗功率。

可以采用除去要转义的代码本身的方法，然而，语音数据的不连续性导致语音质量的降低。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种发话机，它不使通信信道的传送率大大地高于数字语音数据的波特率、并且把语音质量的降低减至最小以及不打断语音再现、即、在实时发送语音时不出现寂静时间。

为了解决上述问题，在这样的送话机中：它发送通过对模拟语音波形的取样而获得的、用数字语音编码数据编码的数字语音数据，并且利用转义码作为对与通信信道中使用的控制码等效的代码进行数据传输，本发明提供一种代码转换装置，它从所述数字语音编码数据中检测等效于要转义的代码的数据、并且在等同的情况下把所述数字语音编码数据转换成不转义的代码。

本发明还提供一种置换装置，用来用所述数字化情况下所述数字语音编码数据的最接近值的不同数据置换所述代码转换装置中的所述数字语音编码数据。

本发明的数字语音编码数据是由ADPCM***产生的。

本发明的数字语音编码数据还由脉冲编码调制(PCM)***产生。

本发明的所述代码转换装置把所述要转义的代码转换成所述不要转义的代码。这样，就不把转义码***传输帧的语音数据中，减小了传输时间的增加量并且避免了不存在待再现的数据以及出现语音再现被打断的情况。

此外，在代码转换过程中仅仅加上或者减去数字语音数据的一个值，因此，把对语音波形的影响减至最小并且在再现语音时对语音质量的影响是小的。

附图说明

结合附图考虑以下的详细描述，本发明的目的和特征将变得更加清楚，附图中：

图1是说明传统类型的ADPCM***采用的语音波形记录方法的示意图；

图2是说明所述ADPCM***采用的语音发送方法中帧结构的示意图；

图3是说明所述ADPCM***采用的语音发送方法的示意图；

图4是说明本发明的送话机的第一实施例的方框图；

图5是说明本发明的第一实施例的代码转换对语音波形的影响的示意图；

图6是说明本发明的送话机的第二实施例的方框图；以及

图7是说明本发明的第二实施例的代码转换对语音波形的影响的示意图。

具体实施方式

下面参考附图详细地说明本发明的各实施例。图4是说明本发明的送话机的第一实施例的方框图。传声器1把语音转换成模拟语音信号。ADPCM编码器把输入的模拟语音信号转换成32kbps的ADPCM数字语音代码。S/P转换器(串行/并行转换器)3把32kbps的串行信号转换成一个字节有两个样值的并行信号，本文中，高4位是奇数样值而低4位是偶数样值。在以字节为单位的ADPCM数据中包含有要转义的代码BOF(C0h)、EOF(C1h)和CE(7Dh)的情况下，代码转换器4检测出要转义的代码BOF(C0h)、EOF(C1h)和CE(7Dh)，并且分别把它们转换成不必转义的代码D0h、D1h和7Eh。传输FIFO(先进先出)存储器5按照次序存储所述ADPCM数据。传输缓冲存储器15临时存储用于ADPCM数据的、实际发送附加的BOF、EOF、报头和CRC等等的IrDA帧。P/S转换器(并行/串行转换器)11把并行信号转换成115.2kbps的串行信号，后者在以字节为单位的并行数据中附加起始位和终止位。发送部分12以红外线的形式发送串行信号数据到接收机。接收部分14检测来自发射机的红外线并且把它们转换成串行信号数据。S/P转换器(串行/并行转换器)3把115.2kbps的串行信号转换成以字节为单位的并行信号数据。接冲存储器16用来存储接收到的IrDA帧。接收FIFO存储器6存储接收到的ADPCM数据。P/S转换器(并行/串行转换器)7把以字节为单位的ADPCM数据转换成32kbps的串行信号数据。ADPCM解码器8把32kbps的ADPCM数字语音信号解码成为模拟信号。扬声器9输出所述模拟信号。CPU10在每个FIFO存储器和每个缓冲存储器之间进行数据传输、并且组装和分析所述IrDA帧。

接着将说明本发明的第一实施例的操作。首先参考图4说明语音传输的操作。

ADPCM编码器2把从传声器1输出的模拟信号编码成为32kbps的ADPCM代码。在S/P转换器3中把这些串行信号转换成两个ADPCM数据样值构成一个字节的并行数据。把这些转换后的数据通过代码转换器4按照次序存储在传输FIFO存储器5中。在代码转换器4中，检测出要转义的代码BOF(C0h)、EOF(C1h)和CE(7Dh)，并且把它们逐一转换成不必转义的代码(D0h)、(D1h)和(7Eh)。在把每一个帧的ADPCM数据的160个样值(80字节)存储在传输FIFO存储器5中的时候，向CPU10产生中断信号，然后，接收到这种信号的CPU10把所述80字节按照存储的次序从传输FIFO存储器5发送到传输缓冲存储器15。CPU10把BOF、EOF、报头和CRC等等附加到从传输缓冲存储器15中读出的ADPCM数据，并且构成IrDA帧。此外，CPU10以字节为单位把所述IrDA帧发送到P/S转换器11，而发送部分12以串行信号的形式向接收机发送红外线数据。

接着参考图4说明语音接收部分的操作。在接收部分14中接收到的红外线数据在S/P转换器13中被转换成字节单位的数据，并且由CPU10把它存储在接收缓冲存储器16中。在完成一个帧的接收之后，CPU10把所述帧中ADPCM数据的160个样值(80字节)发送到接收FIFO存储器6。所述数据被逐一地从接收FIFO存储器6读入P/S转换器7，并且所述数据被转换成32kbps的串行信号。这些32kbps的数字码在ADPCM解码器8中被转换成模拟信号，并且在扬声器9中被再现。

ADPCM的一个样值是4位，因此，一字节数据中包含由高4位和低4位构成的两个样值数据。在代码转换器4中，C0h被转换成D0h，C1h被转换成D1h，而7Dh被转换成7Eh，这意味着，只有用高4位表示的样值(实际值)一个值被改变成处理值。在本方法中，所述变化是最小的，因此，从要转义的代码转换到不必转义的代码的波形仅仅稍微不同于实际波形。图5示出把C1h转换成D1h的波形，实线表示实际波形，而虚线表示从C1h到D1h的转换后的波形。数字1100B，1101BH和0001B表示二进制的数字。

实际上仅仅转换256个代码(00h至FFh)中的3个代码，因此，几乎不出现由所述转换引起的语音质量的降低。

下面详细地说明本发明的第二实施例。图6是说明本发明的送话机的第二实施例的方框图。与第一实施例的差别在于采用PCM(脉码调制)***而不是ADPCM***作为把模拟信号转换成数字信号的转换***。PCM***是采用对模拟语音采样得到的采样值本身作为数据的***。除了用PCM编码器17和PCM解码器18代替ADPCM编码器和ADPCM解码器之外，第二实施例的结构与第一实施例的结构相同，因此，对相同的功能附加相同的标号，并且省略相同的说明部分。

作为例子，设定取样位数为8位，因此，对于一个PCM数据的样值数据，需要一个字节。在第一实施例中，ADPCM***确定一个数据是4位，因此，代码转换器4转换要转义的代码：把C0h转换成D0h，把C1h转换成D1h，把7Dh转换成7Eh，然而，在PCM***中，一个样值数据是一字节，因而只在一个字节的最低有效位加1或者减1。实际上，在PCM***中，代码转换器4转换要转义的代码：把C0h转换成BFh，把C1h转换成C2h，把7Dh转换成7Eh，图7显示把C0h转换成BFh时的波形变化，实线表示实际波形而虚线表示从C0h到BFh转换后的波形。数字11000000B和10111111B表示二进制的数字。

如上所述，本发明具有以下的效果。第一个效果是：在传输数字语音数据时，能够避免由于转义码的***而在接收侧通信信道的帧中引起的语音再现被打断、即、出现寂静时间。这样，收听所述语音就变得容易。其原因是：事先把要转义的代码转换成不必转义的代码，因而在帧的语音数据中不***转义码，从而不增加发送时间。

第二个效果是：不必使通信信道的传送率大大地高于数字语音数据的波特率。这样，能够实现设备的小尺寸和低的功率消耗。其原因是：不需要大的用于由于***转义码而增加发送时间的时间余量。

虽然本发明是参考特定的说明性的实施例来描述的，但是，本发明不受这些实施例的限制，它仅仅受所附的权利要求书的限制。应当指出，本专业的技术人员可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下对所述实施例进行变化或者修改。

Claims

1.一种送话机，它发送通过对模拟语音波形取样而获得的、用数字语音数据编码的数字语音编码数据，并且利用转义码作为对等效于在通信信道中使用的控制码的代码进行数据传输，其特征在于包括：

代码转换器，它从所述数字语音编码数据中检测等效于要转义的代码的数据，并且同时把所述数字语音编码数据转换成不必转义的代码。

2.权利要求1的送话机，其特征在于：

所述代码转换器，用于以数值上最接近于所述数字语音编码数据的不同数据置换所述数字语音编码数据。

3.权利要求1的送话机，其特征在于：

所述数字语音编码数据是由自适应差分编码调制***产生的。

4.权利要求2的送话机，其特征在于：

所述数字语音编码数据是由自适应差分编码调制***产生的。

5.权利要求1的送话机，其特征在于：

所述数字语音编码数据是由脉冲编码调制***产生的。

6.权利要求2的送话机，其特征在于：

所述数字语音编码数据是由脉冲编码调制***产生的。