FI115582B

FI115582B - Menetelmä ja laite kohinan vaimentamiseksi viestintäjärjestelmässä

Info

Publication number: FI115582B
Application number: FI972852A
Authority: FI
Inventors: James P Ashley
Original assignee: Motorola Inc
Priority date: 1995-11-13
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 2005-05-31
Also published as: KR100286719B1; IL119226A0; FI972852A0; CN1075692C; JP3842821B2; AU689403B2; HU219255B; RU2169992C2; HUP9800843A3; SE9701659D0; HK1005112A1; KR19980701399A; SE9701659L; GB9713727D0; FI972852A; FR2741217A1; WO1997018647A1; CA2203917C; CA2203917A1; GB2313266B

Description

115582

Menetelmä ja laite kohinan vaimentamiseksi viestintä-j ärj estelmässä

Esillä oleva keksintö liittyy yleisesti kohinan vaimenta-5 miseen ja erityisesti kohinan vaimentamiseen viestintäjärjestelmässä.

Kohinanvaimennustekniikat ovat viestintäjärjestelmissä tunnettuja. Kohinanvaimennusjärjestelmän tarkoituksena on 10 pienentää taustakohinan määrää puheenkoodauksen aikana siten, että käyttäjän koodatun puhesignaalin kokonaislaatu paranee. Puheenkoodauksen toteuttaviin viestintäjärjestelmiin kuuluvat puhepostijärjestelmät, solukkojärjestelmät, yhteiskäyttöiset viestintäjärjestelmät, lentoliikenteen 15 viestintäjärjestelmät ym., mutta sanotunlaiset järjestelmät eivät rajoitu tässä lueteltuihin.

Eräs kohinanvaimennustekniikka, joka on toteutettu solukkojärjestelmissä, on spektraalinen vähennyslasku. Tässä 20 ratkaisussa äänitaajuussyöte jaetaan useille spektrikais-toille (kanaville) sopivalla spektrijaottimella, ja sen , . jälkeen yksittäisiä spektrikanavia vaimennetaan kunkin kanavan kohinaenergiasisällön mukaan. Spektraalinen vähen-: : : nyslaskumenetelmä käyttää taustakohinan tehospektritihey- 25 den estimaattia puheen signaalikohinasuhteen (SNR, signal-to-noise ratio) kehittämiseksi kullakin kanavalla, mitä • ·· vuorostaan käytetään vahvistuskertoimen laskemiseksi kul- : : : lekin yksittäiselle kanavalle. Sen jälkeen kanavat yhdis tetään uudelleen vaimennettua kohinaa sisältävän lähtöaal-30 tomuodon synnyttämiseksi. Esimerkki analogisessa solukko-järjestelmässä toteutetusta spektraalisesta vähennyslasku-menetelmästä löytyy US-patenttijulkaisusta n:o 4,811,404, ... patentti myönnetty Vilmurille ja siirretty esillä olevan . patenttihakemuksen haltijalle.

2 115582

Kuten edellä mainitussa US-patenttijulkaisussa on esitetty, ennestään tunnetut kohinanvaimennustekniikat kärsivät, jos taustamelutasossa esiintyy äkillinen, voimakas suureneminen. Ennestään tunnetun tekniikan epäkohtien voittami-5 seksi edellä mainitussa Vilmurin patentissa suoritetaan kohinaestimaatin pakotettu päivitys puheen vertauslukujen summasta (voice metric sum) välittämättä, jos M kehystä kuluu ilman taustakohinan estimaatin päivitystä, ja Vilmur on suositellut, että M:n on oltava välillä 50 - 300. Koska 10 Vilmurissa kehys on 10 millisekuntia (ms) ja M:n oletetaan olevan 100, niin päivitys tapahtuisi vähintään kerran sekunnissa puheen vertauslukujen summasta VMSUM (voice metric sum) välittämättä (ts. huolimatta siitä, tapahtuuko päivitys vai ei).

15

Kohinaestimaatin päivityksen pakottaminen puheen vertaus-luvuista välittämättä voi aiheuttaa käyttäjän puhesignaalin vaimennuksen huolimatta siitä, että taustakohina ei ole lisääntynyt. Tämä vuorostaan aiheuttaa lopullisen 20 käyttäjän havaitseman äänenlaadun huononemisen. Lisäksi muut tulosignaalit kuin käyttäjän puhesignaali (esimerkik-: si taukoamaton musiikki) voivat aiheuttaa ongelmia siinä : suhteessa, että kohinaestimaatin pakotettu päivitys voi tapahtua yhtäjaksoisten aikavälien kuluttua. Tämä johtuu 25 siitä, että musiikki voi kattaa useita sekunteja (tai minuutteja) ilman riittäviä taukoja, jotka sallisivat : " taustakohinan estimaatin normaalin päivityksen. Tunnettu

’·’ ' tekniikka sallisi tästä syystä pakotetun päivityksen M

kehyksen välein, koska ei ole olemassa mitään mekanismia 30 taustakohinan erottamiseksi ei-stationaarisista tulosig- naaleista. Tämä virheellinen pakotettu päivitys ei ainoas-• \ taan vaimenna tulosignaalia, vaan aiheuttaa myös vakavan .·;· särön, koska spektriestimaatti päivitetään ajallisesti • · muuttuvan, ei-stationaarisen sisäänmenon perusteella.

3 115582

On siis olemassa tarkemman ja luotettavamman, viestintäjärjestelmässä käytettävän kohinanvaimennusjärjestelmän tarve.

5 Kuvio 1 esittää yleisesti viestintäjärjestelmässä käytettäväksi tarkoitetun puhekooderin lohkokaaviota.

Kuvio 2 esittää yleisesti tämän keksinnön mukaisen kohi-nanvaimennusj ärj estelmän lohkokaaviota.

10

Kuvio 3 esittää yleisesti tämän keksinnön mukaisessa ko-hinanvaimennusjärjestelmässä tapahtuvaa peräkkäisten kehysten limitystä.

15 Kuvio 4 esittää yleisesti tämän keksinnön mukaisessa ko-hinanvaimennusjärjestelmässä tapahtuvaa esikorostettujen näytteiden trapetsi-ikkunointia.

Kuvio 5 esittää yleisesti kuviossa 2 esitetyn ja tämän 20 keksinnön mukaisessa kohinanvaimennusjärjestelmässä käytettävän spektripoikkeaman estimaattorin lohkokaaviota.

.' Kuvio 6 esittää yleisesti kuviossa 2 esitetyssä ja tämän ;·_· keksinnön mukaisessa kohinanvaimennusjärjestelmässä käy- 25 tettävässä päivityspäätöksen määrittimessä suoritettujen ‘ · " vaiheiden vuokaaviota.

i : · Kuvio 7 esittää yleisesti sellaisen viestintäjärjestelmän lohkokaaviota, jossa tämän keksinnön mukaisen kohinanvai-30 mennusjärjestelmä voidaan edullisesti toteuttaa.

;·. Kuvio 8 esittää ennestään tunnetulla tekniikalla toteutet- tuun puhesignaalin kohinanvaimennukseen liittyviä muuttujia yleisellä tavalla.

4 115582

Kuvio 9 esittää tämän keksinnön mukaisella kohinanvaimennus järjestelmällä toteutettuun puhesignaalin kohinanvai-mennukseen liittyviä muuttujia yleisellä tavalla.

5 Kuvio 10 esittää tunnetulla tekniikalla toteutettuun mu-siikkisignaalin kohinanvaimennukseen liittyviä muuttujia yleisellä tavalla.

Kuvio 11 esittää tämän keksinnön mukaisella kohinanvaimen-10 nusjärjestelmällä toteutettuun musiikkisignaalin kohinanvaimennukseen liittyviä muuttujia yleisellä tavalla.

Viestintäjärjestelmässä toteutettu kohinanvaimennusjärjestelmä saa aikaan parannetun päivityspäätöksen taustakohi-15 natason äkillisen suurenemisen tapauksissa. Kohinanvaimennus järjestelmä kehittää muun muassa päivityksen tarkkailemalla jatkuvasti spektrienergian poikkeamaa ja pakottamalla päivityksen ennalta määrätyn kynnyskriteerin perusteella. Spektrienergian poikkeama määritetään käyttämällä ele-20 menttiä, jossa tehospektrikomponenttien aikaisemmat arvot ovat eksponentiaalisesti painotettuina. Eksponentiaalinen : päivitys on kulloisenkin sisäänmenoenergian funktio, mikä merkitsee sitä, että mitä suurempi tulosignaalin energia, sitä pitempi eksponentiaalinen ikkuna. Kääntäen mitä pie-;· 25 nempi signaalienergia, sitä lyhyempi eksponentiaalinen ’·‘ ikkuna. Kohinanvaimennusjärjestelmä siis estää pakotetun : * päivityksen jatkuvien, ei-stationaaristen tulosignaalien · (kuten esimerkiksi taukoamattoman musiikin) jaksojen aika na.

30

Yleisesti ottaen puhekooderi toteuttaa kohinanvaimennus-'. _ j är j estelmän viestintäj är j estelmässä. Viestintäj är j estelmä siirtää puhenäytteitä käyttäen kanavissa tietokehyksiä, • · jotka sisältävät kohinaa. Puhekooderin sisäänmenona ovat : * 35 puhenäytteet, ja välineet kohinan vaimentamiseksi kulloi- 5 115582 senkin puhenäytteiden kehyksen spektrienergian ja useiden aikaisempien puhenäytteiden kehysten spektrienergian keskiarvon välisen poikkeaman perusteella vaimennettua kohinaa sisältävien puhenäytteiden tuottamiseksi vaimentavat 5 kohinaa puhenäytteiden kehyksessä. Välineet vaimennettua kohinaa sisältävien puhenäytteiden koodaamiseksi koodaavat sen jälkeen vaimennettua kohinaa sisältävät puhenäytteet viestintäjärjestelmän siirrettäväksi. Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa puhekooderi sijaitsee joko viestintäjär-10 jestelmän keskitetyssä tukiasemaohjaimessa (CBSC, centralized base station controller) tai matkaviestimessä (MS, mobile station). Vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa puhekooderi voi kuitenkin sijaita joko matkapuhelinkeskuksessa (MSC, mobile switching center) tai tukiasemassa (BTS, base 15 transceiver station). Myös parhaana pidetyssä suoritusmuodossa puhekooderi on toteutettu koodijakokanavoidussa (CDMA, code division multiple access) viestintäjärjestelmässä, mutta alan asiantuntijalle on selvää, että tämän keksinnön mukainen puhekooderi ja kohinanvaimennusjärjes-20 telmä ovat sovellettavissa moniin erityyppisiin viestintäjärjestelmiin.

: .· Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa välineet kohinan vai- *!’. mentamiseksi puhenäytteiden kehyksessä käsittävät välineet ; ’ 25 kokonaiskanavaenergian estimoimiseksi kulloisessakin puhe- ’ näytteiden kehyksessä kanavaenergian estimaatin perusteel- > la sekä välineet kulloisenkin puhenäytteiden kehyksen • * spektritehon estimoimiseksi kanavaenergian estimaatin perusteella. Se käsittää myös välineet useiden aikaisempien 30 puhenäytteiden kehysten spektritehon estimoimiseksi kulloisenkin kehyksen spektritehon estimaatin perusteella. ·'·. Tämän informaation avulla kulloisenkin kehyksen spektrin t estimaatin ja mainittujen useiden aikaisempien kehysten it· · spektritehon estimaatin välisen poikkeaman määritysväli- : ’ 35 neet määrittävät spektripoikkeaman, kuten edellä on esi- • * • · 6 115582 tetty, ja käsittävät välineet kanavan kohinaestimaatin päivittämiseksi kokonaiskanavaenergian estimaatin ja määritetyn poikkeaman perusteella. Kohinaestimaatin päivityksen perusteella välineet kanavan vahvistuksen muuttamisek-5 si muuttavat kanavan vahvistusta vaimennettua kohinaa sisältävien puhenäytteiden tuottamiseksi.

Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa välineet useiden aikaisempien tietokehysten spektritehon estimoimiseksi kä-10 sittävät lisäksi välineet useiden aikaisempien kehysten spektritehon estimoimiseksi aikaisempien tietokehysten eksponentiaalisen painotuksen perusteella, missä aikaisempien tietokehysten eksponentiaalinen päivitys on kulloisessakin tietokehyksessä olevan kokonaiskanavaenergian 15 estimaatin funktio. Myös parhaana pidetyssä suoritusmuodossa välineet kanavan kohinaestimaatin päivittämiseksi kokonaiskanavaenergian ja määritetyn poikkeaman perusteella käsittävät välineet kanavan kohinaestimaatin päivittämiseksi kokonaiskanavaenergian estimaatin ja ensimmäisen 20 kynnyksen vertailun sekä määritetyn poikkeaman ja toisen kynnyksen vertailun perusteella. Tarkemmin sanoen välineet ·. : kanavan kohinaestimaatin päivittämiseksi kokonaiskänäva- ; .· energian ja ensimmäisen kynnyksen vertailun sekä määrite- tyn poikkeaman ja toisen kynnyksen vertailun perusteella I * 25 käsittävät lisäksi välineet kanavan kohinaestimaatin päi- vittämiseksi, jos kokonaiskanavaenergian estimaatti on : * suurempi kuin mainittu ensimmäinen kynnys ennalta määrä tyllä määrällä kehyksiä ilman että toisella ennalta määrätyllä määrällä peräkkäisiä kehyksiä kokonaiskanavaenergian 30 estimaatti olisi pienempi tai yhtä suuri kuin mainittu ensimmäinen kynnys ja jos määritetty poikkeama on pienempi ’·. kuin mainittu toinen kynnys. Parhaana pidetyssä suoritus- muodossa mainittu ensimmäinen ennalta määrätty kehysten / · lukumäärä käsittää 50 kehystä, kun taas mainittu toinen t 7 115582 ennalta määrätty peräkkäisten kehysten lukumäärä käsittää kuusi kehystä.

Kuvio 1 esittää yleisesti viestintäjärjestelmässä käytet-5 täväksi tarkoitetun puhekooderin 100 lohkokaaviota. Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa puhekooderi 100 on vaih-tonopeuksinen puhekooderi 100, joka soveltuu kohinan vaimentamiseen väliaikaista standardia (Interim Standard) (IS) 95 noudattavassa koodijakokanavoidussa (CDMA, code 10 division multiple access) viestintäjärjestelmässä. Mitä IS-95:tä koskeviin lisätietoihin tulee, katso Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System, heinäkuu 1993, joka julkaisu on sisällytetty tähän viitteenä. Myös par-15 haana pidetyssä suoritusmuodossa vaihtonopeuksinen puhekooderi 100 käyttää kolmea neljästä IS-95:n sallimasta bittinopeudesta: täysi nopeus ("nopeus 1" - 170 bittiä/ke-hys), 1/2-nopeus ("nopeus 1/2" - 80 bittiä/kehys) ja 1/8-nopeus ("nopeus 1/8" - 16 bittiä/kehys). Kuten alan asian-20 tuntijat ymmärtävät, jäljempänä selitetty suoritusmuoto on esitetty vain esimerkin vuoksi; puhekooderi 100 on yhteensopiva monien erityyppisten viestintäjärjestelmien kanssa.

;* Kuviossa 1 välineet vaimennettua kohinaa sisältävien pu- ''* 25 henäytteiden 102 koodaamiseksi perustuvat jäännöskoodi- *.* herätteiseen lineaariseen ennustusalgoritmiin (Residual * · * '· Code-Excited Linear Prediction (RCELP) algorithm), joka on alalla tunnettu. Mitä RCELP-algoritmia koskeviin lisätietoihin tulee, katso W.B. Kleijn, P. Kroon ja D. Nahumi, 30 "The RCELP Speech-Coding Algorithm", European Transactions on Telecommunications, Voi. 5, numero 5, marras-/lokakuu 1994, ss. 573-582. Mitä tulee lisätietoihin koskien RCELP- » · algoritmia, joka on tarkoituksenmukaisesti muunnettu vaih-. tonopeuksista toimintaa ja virhesietoisuutta CDMA-ympäris- * ’· 35 tössä silmällä pitäen, katso D. Nahumi ja W.B. Kleijn, "An » t * * » · 8 115582

Improved 8 kb/s RCELP Coder", Proc. ICASSP 1995. RCELP on koodiherätteisen lineaarisen ennustusalgoritmin (Code-Excited Linear Prediction (CELP) algorithm) yleistys. Mitä CELP-algoritmia koskeviin lisätietoihin tulee, katso B.S.

5 At ai ja M.R. Schroeder, "Stochastic coding of speech at very low bit rates", Proc. Int. Conf. Comm., Amsterdam, 1984, ss. 1610-1613. Kukin edellä mainituista viitteistä on sisällytetty tähän viitteenä.

10 Vaikka edellä mainitut kirjallisuusviitteet antavat perusteellisen ymmärryksen CELP/RCELP-algoritmeista, niin lyhyt RCELP-algoritmin toiminnan kuvaus on valaiseva. Päinvastoin kuin CELP-kooderit RCELP ei yritä sovittaa alkuperäistä käyttäjän puhesignaalia tarkasti. Sen sijaan RCELP

15 sovittaa alkuperäisen jäännöksen "ajallisesti poikkeutetun" ("time-warped") muunnoksen, joka noudattaa käyttäjän puhesignaalin yksinkertaistettua äänitason verhokäyrää (pitch contour). Käyttäjän puhesignaalin äänitason verho-käyrä saadaan estimoimalla äänitason viive (pitch delay) 20 kerran kussakin kehyksessä ja interpoloimalla äänitaso (pitch) lineaarisesti kehyksestä toiseen. Eräs etu tämän yksinkertaistetun äänitasoesityksen käyttämisestä on se, i » / . että kussakin kehyksessä on käytettävissä enemmän bittejä stokastista herätettä ja kanavan huononnussuojausta varten » * 25 kuin perinteistä äänitason tarkemmin osittavaa menetelmää * ’ käytettäessä olisi. Tämä johtaa parempiin kehysvirhesuori- t | i ’· tusarvoihin vaikuttamatta havaittuun puheenlaatuun puh- ν' taissa kanavaolosuhteissa.

30 Kuviossa 1 sisäänmenot puhekooderiin 100 käsittävät pu- hesignaalivektorin s(n) 103 sekä ulkoisen nopeuskäskysig-;·, naalin 106. Puhesignaalivektori 103 voidaan muodostaa analogisesta sisäänmenosta näytteittämällä nopeudella 8000 , näytettä/s ja kvantisoimalla tulokseksi saadut puhenäyt- : ’· 35 teet lineaarisesti (tasaisesti) käyttäen vähintään 13

» · 9 ♦ I

I ft I ( · I ft 9 115582 bitin dynaamista aluetta. Vaihtoehtoisesti puhesignaali-vektori 103 voidaan muodostaa 8-bittisestä plaw-sisään-menosta muuntamalla yhtenäiseen pulssikoodimoduloituun (PCM, pulse code modulated) muotoon ITU-T suosituksessa 5 (Recommendation) G.711 esitetyn taulukon 2 mukaan. Ulkoinen nopeuskäskysignaali 106 voi ohjata kooderin synnyttämään tyhjän paketin tai muun kuin nopeuden 1 paketin. Jos ulkoinen nopeuskäskysignaali 106 vastaanotetaan, tämä signaali 106 syrjäyttää puhekooderin 100 sisäisen nopeudenva-10 lintamekanismin.

Syötetty puhevektori 103 annetaan kohinanvaimennusväli-neille 101, jotka parhaana pidetyssä suoritusmuodossa käsittävät kohinanvaimennusjärjestelmän 109. Kohinanvai-15 mennusjärjestelmä 109 suorittaa tämän keksinnön mukaisen kohinanvaimennuksen. Vaimennettua kohinaa sisältävä puhe-vektori s'(n) 112 annetaan sen jälkeen sekä nopeudenmää-ritysmoduulille 115 että mallin parametrien estimointimo-duulille 118. Nopeudenmääritysmoduuli 115 soveltaa puheak-20 tiviteetin ilmaisualgoritmia (voice activity detection (VAD) algorithm) ja nopeudenvalintalogiikkaa kehitettävän pakettityypin (nopeus 1/8, 1/2 tai 1) määrittämiseksi.

: Mallin parametrien estimointimoduuli 118 suorittaa lineaa- : risen ennustavan koodausanalyysin (linear predictive cod- 25 ing (LPC) analysis) mallin parametrien 121 tuottamiseksi.

.·, ; Mallin parametrit käsittävät lineaaristen ennustuskertoi- mien (linear prediction coefficients (LPCs)) joukon ja * optimaalisen äänitason viiveen (pitch delay) (t). Mallin parametrien estimointimoduuli 118 myös muuntaa LPC:t line- 30 aarisiksi spektraalisiksi pareiksi (linear spectral pairs (LSPs)) ja laskee pitkä- ja lyhytaikaiset ennustevahvis-tukset.

• · : : : Mallin parametrit 121 syötetään vaihtonopeuksiseen koo- ;·’ 35 dausmoduuliin 124, joka kuvaa herätesignaalin ja kvantisoi 10 115582 mallin parametrit 121 valitun nopeuden kannalta tarkoituksenmukaisella tavalla. Nopeusinformaatio saadaan nopeus-päätössignaalista 139, joka syötetään myös vaihtonopeuksi-seen koodausmoduuliin 124. Jos nopeus 1/8 on valittu, 5 vaihtonopeuksinen koodausmoduuli 124 ei yritä kuvata mitään jaksollisuutta puhesignaalin jäännöksessä, vaan sen sijaan yksinkertaisesti kuvaa sen energiaverhokäyrän. Nopeuksilla 1/2 ja 1 vaihtonopeuksinen koodausmoduuli 124 soveltaa RCELP-algoritmia käyttäjän alkuperäisen puhesig-10 naalin jäännöksen ajallisesti poikkeutetun muunnoksen sovittamiseksi. Koodauksen jälkeen paketin muotoilumoduuli 133 hyväksyy kaikki vaihtonopeuksisessa koodausmoduulissa 124 lasketut ja/tai kvantisoidut parametrit ja muotoilee valitun nopeuden kannalta tarkoituksenmukaisen paketin 15 136. Muotoiltu paketti 136 esitetään sen jälkeen multi- pleksialikerrokselle jatkokäsiteltäväksi samoin kuin no-peuspäätössignaali 139. Mitä puhekooderin 100 koko toiminnan lähempiin yksityiskohtiin tulee, katso IS-127-doku-mentti "EVRC Draft Standard (IS-127)", editoitu versio 1, 20 teksti numero TR45.5.1.1/95.10.17.06, 17. lokakuuta 1995, sisällytetty tähän viitteenä.

: Kuvio 2 esittää yleisesti tämän keksinnön mukaisen paran- : netun kohinanvaimennusjärjestelmän 109 lohkokaaviota. Par- 25 haana pidetyssä suoritusmuodossa kohinanvaimennusjärjes-.·, : telmää 109 käytetään signaalinlaadun parantamiseksi, joka annetaan puhekooderin 100 mallin parametrien estimointi-. moduulille 118 ja nopeudenmääritysmoduulille 115. Kohinan vaimennusjärjestelmän 109 toiminta on kuitenkin yleispäte-30 vä siinä suhteessa, että se pystyy toimimaan minkä tahansa puhekooderin yhteydessä, jonka suunnittelija voi haluta toteuttaa tietyssä viestintäjärjestelmässä. Huomattakoon ; ’·· että useiden esillä olevan patenttihakemuksen kuviossa 2 :: esitettyjen lohkojen toiminta on samanlainen kuin US-pa- ;·’ ’ 35 tentti julkaisun n:o 4,811,404, Vilmurille myönnetty pa- 11 115582 tentti, kuviossa 1 esitettyjen vastaavien lohkojen toiminta. Näin ollen US-patenttijulkaisu n:o 4,811,404, Vilmu-rille myönnetty patentti, siirretty esillä olevan patenttihakemuksen haltijalle, on sisällytetty tähän viitteenä.

5

Kohinanvaimennusjärjestelmä 109 käsittää ylipäästösuotimen (HPF, high pass filter) 200 ja jäljellä olevan kohinan vaimenninpiirin. HPF:n 200 ulostuloa shp(n) käytetään sisäänmenona jäljellä olevan kohinan vaimenninpiirille. 10 Vaikka puhekooderin kehyksen koko on 20 ms (kuten IS-95 määrittelee), jäljellä olevan kohinan vaimenninpiirille menevän kehyksen koko on 10 ms. Näin ollen parhaana pidetyssä suoritusmuodossa tämän keksinnön mukaiset vaiheet kohinanvaimennuksen suorittamiseksi suoritetaan kaksi ker-15 taa 20 ms:n puhekehystä kohti.

Tämän keksinnön mukaisen kohinanvaimennuksen aloittamiseksi ylipäästösuodin (HPF, high pass filter) 200 ylipääs-tösuodattaa tulosignaalin s(n) signaalin shp(n) tuottami-

20 seksi. HPF 200 on neljännen kertaluvun Tshebyshevin II

tyypin suodin, jonka rajataajuus on 120 Hz ja joka on tunnettua tekniikkaa. HPF:n 200 siirtofunktio on määritelty : .: seuraavasti: 25 X0^ ‘ ϊ·. -, • *.. 1 ^ jossa osoittajan ja nimittäjän kunkin kertoimien on määri-30 telty olevan: b = { 0.898025036, -3.59010601, 5.38416243, -3.59010601, 0.898024917 ), \. a = ( 1.0, -3.78284979, 5.37379122, -3.39733505, 0.806448996 ).

t ·

I I I

12 115582

Kuten alan asiantuntijalle on selvää, on mahdollista käyttää mitä tahansa määrää ylipäästösuodinrakenteita.

Seuraavaksi esikorostuslohkossa 203 signaali shp(n) ik-5 kunoidaan tasoitettua trapetsi-ikkunaa käyttäen, jossa syötetyn kehyksen (kehyksen "m") ensimmäiset D näytettä d(m) limitetään edellisen kehyksen (kehyksen "m-1") viimeisistä D näytteestä. Tämä limitys ilmenee parhaiten kuviosta 3. Ellei toisin ole mainittu, kaikkien muuttujien 10 alkuarvo on nolla, esim. d(m) = 0; m < 0. Tämä voidaan kuvata seuraavasti: d(m,n)=d(m-^,L+n)·, 0 sn<D, 15 jossa m on kulloinenkin kehys, n on puskuriin (d(m)} viit-taava näytteen indeksi, L = 80 on kehyksen pituus ja D = 24 on näytteiden limitys (tai viive). Syöttöpuskurin jäljellä olevat näytteet esikorostetaan sitten seuraavan yhtälön mukaan: 20 d(m,D + n) = shp (p) + ζ pShp(n — 1); 0£n<L, jossa ζν = -0,8 on esikorostuskerroin. Tästä seuraa, että : syöttöpuskuri sisältää L + D - 104 näytettä, joissa ensim- 25 mäiset D näytettä ovat esikorostetut ja limitetyt edelli-: sestä kehyksestä ja seuraavat L näytettä on syötetty kul- loisestakin kehyksestä.

Kuvion 2 ikkunointilohkossa 204 näytteisiin sovelletaan 30 seuraavaksi tasoitettua trapetsi-ikkunaa 400 (kuvio 4) diskreetillä Fourier-muunnoksella (DFT, Discrete Fourier

Transform) käsitellyn tulosignaalin g(n) muodostamiseksi.

; '·· Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa gr(n) on määritelty v seuraavasti: • »

I

» · · 13 115582 d(m, n)sin 2 (π(η + 05)/ 2D) ; O < n < D, 0(0) = . ^(m.n) ;D Sn <L, d(m,n)sin 2(;τ(π -L + D + 05)/ 20) ;L<n < D + L, 0 \ D + L < η < M, 5 jossa M = 128 on DFT-sekvenssin pituus, ja kaikki muut termit on määritelty aikaisemmin.

Kuvion 2 kanavajaottimessa 206 g(n):n muunnos taajuusalu-10 eeseen suoritetaan käyttäen seuraavassa määriteltyä diskreettiä Fourier-muunnosta (DFT): G(f<) = —Yg(n)e-i2mk,u ·, 0 <k <M, 15 jossa eJ" on yksikköamplitudin omaava kompleksiosoitin, jonka hetkellinen säteittäinen asento on ω. Tämä on epä-tyypillinen määritelmä, mutta sellainen, joka käyttää hyväksi kompleksisen nopean Fourier-muunnoksen (FFT, Fast Fourier Transform) tehokkaita piirteitä. Skaalauskerroin 20 2/M johtuu M pisteen reaalisekvens^in esikäsittelemisestä M/2 pisteen kompleksisekvenssin muodostamiseksi, joka • · i muunnetaan M/2 pisteen kompleksista FFTrtä käyttäen. Par- • ( ·,· · haana pidetyssä suoritusmuodossa signaali G(k) käsittää 65 :Y: erillistä kanavaa. Tämän tekniikan yksityiskohdat on esi- 25 tetty Proakisin ja Manolakisin teoksessa Introduction to

Digital Signal Processing, 2. painos, New York, Macmillan, !·:·. 1988, ss. 721-722.

• · · . . Signaali G(k) syötetään sen jälkeen kanavaenergian esti- * * · * 30 maattoriin 209, jossa kulloisenkin kehyksen m kanavaener- * · ’···' gian estimaatti Ech(m) määritetään seuraavaa yhtälöä käyt- täen: [ 1 '«m

Ecn(mj)= rm\Emin,ach(m)Ech(pi -1J) + Q -ach(m))-— 35 o si<Nc, • · 14 115582 jossa Eain = 0,0625 on pienin sallittava kanavaenergia, ach(m) on kanavaenergian tasoituskerroin (määritelty alempana), Nc = 16 on yhdistettyjen kanavien lukumäärä ja fL(i) ja fH(i) ovat kunkin alemman ja ylemmän kanavan yhdistä-5 mistaulujen fL ja fH i:nnet elementit. Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa fL ja fH on määritelty seuraavasti: tL = I 2, 4, 6, 8,10,12,14,17,20,23, 27, 31, 36,42, 49,56 ), fH = { 3,5, 7, 9, 11,13,16,19, 22, 26,30, 35,41,48,55, 63 }.

10 Kanavaenergian tasoituskerroin ach(m) voidaan määritellä seuraavasti: [0 ; m <1, a .Jm) = ( cft [0.45 ; m >1.

15 mikä merkitsee sitä, että ach(m) olettaa ensimmäiselle kehykselle (m = 1) arvon nolla ja kaikille seuraaville kehyksille arvon 0,45. Tämä sallii kanavaenergian estimaatin alkuarvon asettamisen ensimmäisen kehyksen suodattamatto-man kanavaenergian suuruiseksi. Lisäksi kanavan kohina-20 energian estimaatin (joka on määritelty alempana) alkuarvo pitäisi asettaa ensimmäisen kehyksen kanavaenergian suuruiseksi, ts.: : En (m, /) = max {Einit, Ech(m, /)} ; m =1, 0 < / < Nc , tt· 25 jossa Einit = 16 on pienin sallittava kanavakohinan alku-:·. asetusenergia.

• *

Seuraavaksi kulloisenkin kehyksen kanavaenergian estimaat-30 tia Ech(zn) käytetään kvantisoidun kanavan signaalikohina-suhteen (SNR, signal-to-noise ratio) indeksien estimoimi-seksi. Tämä estimointi suoritetaan kuvion 2 kanavan SNR-1 · estimaattorissa 218, ja se on määritelty seuraavasti: • · * :·;/ 35 oq(i) = max jo, min |β9, round jl Olog10^~^l^j/ 0.37s|J ·; 0 <i<Nc, I I t I I · » · · 15 115582 jossa En(m) on kulloinenkin kanavan kohinaenergian estimaatti (joka on määritelty jäljempänä), ja {aq}:n arvot on rajoitettu suljetulle välille 0-89.

5 Kanavan SNR-estimaattia {aq} käyttäen puheen vertausluku-laskimessa (voice metric calculator) 215 määritetään puheen vertauslukujen summa seuraavaa vhtälöä käyttäen: Λ/,-1 v(m)= £\/(σα(/)) 10 jossa V(k) on 90-elementtisen puheen vertauslukutaulun V k:s arvo, joka taulukko on määritelty seuraavasti: V = ( 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,2, 3, 3, 3, 3, 3,4, 4,4, 5,5, 5, 6, 6, 7, 7,1, 8, 8, 9, 9,10,10,11,12,12,13,13,14,15,15,16,17,17,18,19, 20, 20, 21, 22, 23, 24, 15 24,25, 26,27,28, 28,29,30,31,32,33, 34, 35,36,37, 37, 38,39,40,41,42,43, 44,45,46,47,48,49,50,50,50,50,50,50,50,50,50,50 ).

Kulloisenkin kehyksen kanavaenergian estimaattia Ech(m) käytetään myös sisäänmenona spektripoikkeaman estimaatto-20 rille (spectral deviation estimator) 210, joka estimoi spektripoikkeaman dE(zn). Kuvion 5 mukaan kanavaenergian estimaatti Ech(m) syötetään logaritmisen tehospektrin ;estimaattoriin 500, jossa logaritminen tehospektri esti-• moidaan seuraavasti: .·.· 25

EdB(m,/)=10log10(Ech(m,/)) ; 0<i<Nc.

\ . Kulloisenkin kehyksen kanavaenergian estimaatti Ech(m) syö- ' tetään myös kokonaiskanavaenergian estimaattoriin 503 kul- 30 loisenkin kehyksen m kokonaiskanavaenergian estimaatin

Etot(m) määrittämiseksi seuraavan yhtälön mukaan: f"c-1 '1 Efo,(m) = 10logJ · V'=o ) t · • · » 1 i · » · 1 • · I % ·

» I

· · 16 115582

Seuraavaksi määritetään eksponentiaalinen ikkunointiker-roin a(m) (kokonaiskanavaenergian Etot(m) funktiona) eksponentiaalisen ikkunointikertoimen määrittimessä 506 käyttäen yhtälöä:

5 ( _ N

\tH ~t=Lj joka on rajoitettu välille a„ ja aL yhtälöllä: 10 a(m) = max , min {aH, jossa EH ja El ovat energiapäätepisteet (desibeleinä eli "dB") Etot(m):n lineaariselle interpoloinnille, joka muunnetaan a(m):ksi, jonka rajat ovat aL < a(m) < aH. Näiden 15 vakioiden arvot on määritelty seuraavasti: EH = 50, EL = 30, α„ = 0,99 ja aL = 0,50. Näillä oletuksilla suhteellisen, esimerkiksi 40 dB:n, energian omaava signaali käyttäisi edellä esitettyä laskentaa käytettäessä eksponentiaalista ikkunointikerrointa a(m) = 0,745.

20 Tämän jälkeen estimoidaan spektripoikkeama Δε(ια) spektri- poikkeaman estimaattorissa 509. Spektripoikkeama AE(m) on i'. kulloisenkin tehospektrin ja keskiarvoitetun pitkäaikaisen ;* tehospektrin estimaatin erotus: :* 25 nc_i ^ AE(m)= ^\EdB(m,i)-EdB{pn,i)\ , 1 # /=0 * % jossa EdB(m) on keskiarvoitettu pitkäaikainen tehospektrin ' estimaatti, joka on määritelty pitkäaikaisen spektriener- 30 gian estimaattorissa 512 käyttäen yhtälöä: Eöe (m+ 1,/) = (m,/)+(1 - a(m))EdB(m,i); 0<i<Nc, > · r * * » · · & ♦ I » • I I f · I ♦

l M I

I i *

* I

I k t t * t * * I · * 17 115582 jossa kaikki muuttujat ovat aikaisemmin määriteltyjä. EdB(m):n alkuarvon on määritelty olevan kehyksen 1 estimoitu logaritminen tehospektri eli: 5 Eag(rn)=EdB(fn) ;m = 1.

Tässä vaiheessa puheen vertauslukujen summa v(m), kulloisenkin kehyksen kokonaiskanavaenergian estimaatti Etot(m) ja spektripoikkeama ΔΕ(τη) syötetään päivityspäätöksen määritit) timeen 212 kohinanvaimennuksen helpottamiseksi tämän keksinnön mukaan. Päätöslogiikka, joka on alempana esitetty pseudokoodisena ja kuvattu vuokaaviomuodossa kuviossa 6, osoittaa, miten kohinaestimaatin päivityspäätös viime kädessä tehdään. Käsittely alkaa vaiheesta 600 ja etenee 15 vaiheeseen 603, jossa päivityslippu (update flag) nollataan. Sen jälkeen vaiheessa 604 Vilmurin päivityslogiikkaa (vain VMSUM) toteutetaan tarkistamalla, onko puheen vertauslukujen summa v(m) pienempi kuin päivityskynnys (UP-DATE__THLD). Jos puheen vertauslukujen summa on pienempi 20 kuin päivityskynnys, päivityslaskuri (update_cnt) nollataan vaiheessa 605 ja päivityslippu asetetaan vaiheessa 606. Vaiheiden 603-606 pseudokoodi on seuraavanlainen: i updatejElag = FALSE; '[·'/ 25 if (v(m) < UPDATE_THLD) { update_flag = TRUE update_cnt = 0 7: ) 30 Jos puheen vertauslukujen summa on suurempi kuin päivitys-kynnys vaiheessa 604, toteutetaan tämän keksinnön mukainen kohinanvaimennus. Ensin vaiheessa 607 kulloisenkin kehyk->t]’ sen m kokonaiskanavaenergian estimaattia Etot(m) verrataan •7 dB:inä ilmaistuun kohinan alarajaan (N0ISE_FL00R_DB), kun : 35 taas spektripoikkeamaa ΔΕ(ια) verrataan poikkeamakynnykseen 18 115582 (DEV_THLD). Jos kokonaiskanavaenergian estimaatti on suurempi kuin kohinan alaraja ja jos spektripoikkeama on pienempi kuin poikkeamakynnys, päivityslaskuria inkrementoi-daan vaiheessa 608. Päivityslaskurin inkrementoinnin jäl-5 keen suoritetaan vaiheessa 609 testi, jossa määritetään, onko päivityslaskuri suurempi tai yhtä suuri kuin päivityslaskurin kynnys (UPDATE_CNT_THLD). Jos vaiheessa 609 testin tulos on tosi, päivityslaskuri asetetaan vaiheessa 606. Vaiheiden 607-609 ja 606 pseudokoodi on seuraavanlai-10 nen: else if ((Etot(m) > N0ISE_FL00R_DB) and (JE(m) < DEV_THLD)){ updatecnt = updatecnt + 1 if (updatejcnt > UPDATE_CNT_THLD)

15 update_flag = TRUE

}

Kuten kuviosta 6 nähdään, jos jompikumpi testeistä vaiheissa 607 ja 609 on epätosi, eli sen jälkeen kun päivi-20 tyslippu on asetettu vaiheessa 606, toteutetaan logiikka päivityslaskurin pitkäaikaisen "ryöminnän" estämiseksi. Tämä hystereesilogiikka toteutetaan erittäin pienten spek-• tripoikkeamien estämiseksi kumuloitumasta pitkien ajanjak- J : sojen kuluessa, mikä aiheuttaisi virheellisen pakotetun 25 päivityksen. Prosessi alkaa vaiheesta 610, jossa suorite-taan testi sen toteamiseksi, onko päivityslaskurin lukema ollut yhtä suuri kuin päivityslaskurin viimeinen arvo (last_update_cnt) viimeisten kuuden (HYSTER_CNT_THLD) kehyksen ajan. Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa kynnyk-30 senä käytetään kuutta kehystä, mutta mikä tahansa kehysten lukumäärä on mahdollista toteuttaa. Jos testitulos vaiheessa 610 on tosi, päivityslaskuri nollataan vaiheessa 611, ja prosessi siirtyy seuraavaan kehykseen vaiheessa ·’ # 612. Jos testitulos vaiheessa 610 on epätosi, prosessi 19 115582 siirtyy suoraan seuraavaan kehykseen vaiheessa 612. Vaiheiden 610-612 pseudokoodi on esitetty alla: if (updatecnt == lastupdate_cnt) 5 hystercnt = hyster _cnt + 1 else hystercnt = 0 last_updatejcnt = update_cnt if (hysterjcnt > HYSTER_CNT_THLD) 10 updatecnt = 0.

Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa edellä käytettyjen vakioiden arvot ovat seuraavat: 15 UPDATEJTHLD = 35, N0ISE_FL00R_DB = 101og10(l), DEV_THLD = 28, UPDATE_CNT_THLD = 50 ja HYSTER_CNT_THLD = 6.

20

Joka kerta kun päivityslippu asetetaan vaiheessa 606 tietyllä kehyksellä, seuraavan kehyksen kanavakohinan esti-’ “· maatti päivitetään tämän keksinnön mukaan. Kanavankohinan : :: estimaatti päivitetään tasoitussuotimessa 224 käyttäen 25 yhtälöä:

Enfa+lJ)=rnax^n,a„En(m,i) + (\-an)Eeh<rn'i)}·' 0<i<Nc, jossa Emin = 0,0625 on pienin sallittava kanavaenergia ja 30 = 0,9 on kanavakohinan tasoituskerroin, joka on tallennet tu paikallisesti tasoitussuotimeen 224. Päivitetty kanava-kohinan estimaatti tallennetaan energiaestimaattimuistiin ... 225, ja energiaestimaattimuistin 225 ulostulo on päivitet- [ ty kanavakohinan estimaatti En(m). Päivitettyä kanavakohi- 35 nan estimaattia En(m) käytetään sisäänmenona kanavan SNR- 20 115582 estimaattorille 218, joka on selitetty jäljempänä, ja myös vahvistuslaskin 233 on selitetty jäljempänä.

Seuraavaksi kohinanvaimennusjärjestelmä 109 määrittää, pi-5 täisikö kanavan SNR:n muutoksen tapahtua. Tämä määritys suoritetaan kanavan SNR-muuttimessa (channel SNR modifier) 227, joka laskee niiden kanavien lukumäärän, joiden kanavan SNR-indeksin arvo ylittää indeksikynnyksen. Itse muutosprosessin aikana kanavan SNR-muutin 227 pienentää nii-10 den erityisten kanavien SNR:ää, joiden SNR-indeksi on pienempi kuin alennuskynnys (SETBACK_THLD), tai pienentää kaikkien kanavien SNR:ää, jos puheen vertauslukujen summa on pienempi kuin vertauslukukynnys (METRIC_THLD). Kanavan SNR-muuttimessa 227 tapahtuvan SNR:n muutosprosessin pseu-15 dokoodinen esitys on seuraavanlainen: index cnt = 0 for (i = to Nc - 1 step 1) { if (aq(i) 2 INDEXJTHLD) 20 indexjcnt - indexjcnt + 1 / if (index cnt < INDEX_CNT_THLD) * » ·

' · modify flag = TRUE

i 1 « else * 1

·. 1: 25 modify_flag - FALSE

ιΎ: if (modify flag == TRUE) for (i = 0 to Nc - 1 step 1) ; if((v(m) < METRICJTHLD) or (o^(i) < SETBACK THLD) ) 30 a,'(i) = 1 • else : V σ,'(1) = σ,(χ) ’...· else :V: W = t",> • » · 21 115582 Tässä vaiheessa kanavan SNR-indeksit {aq'} on rajoitettu SNR-kynnyslohkossa 230 olevaan SNR-kynnykseen. Vakio ath on tallennettu paikallisesti SNR-kynnyslohkoon 230. SNR-kynnyslohkossa 230 suoritettavan prosessin pseudokoodinen 5 esitys on seuraavanlainen: for (i = 0 to Nc - 1 step 1) if (σ;(1) < ath) σ,(*) = 10 else a"(i) = oq'(i)

Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa edellä esitettyjen vakioiden ja kynnysten on oletettu olevan: 15 = 5, INDEXTHLD = 12, INDEX_CNT_THLD = 5, METRICTHLD = 45, 20 SETBACK_THLD = 12 ja C7th = 6.

’· Tässä vaiheessa rajoitetut SNR-indeksit {a"} syötetään vahvistuslaskimeen 233, jossa määritetään kanavien vahvis-25 tukset. Ensin määritetään kokonaisvahvistuskerroin käyttä- ·/. en yhtälöä: i f 1 V 11 yn — max<ymin, — 1 olog10 V£n(m,/) , [ floor i=0 Jj 30 jossa ymin = -13 on pienin kokonaisvahvistus, Efloor = 1 on kohinan minimienergia ja En(m) on edellisen kehyksen aikana laskettu estimoitu kohinaspektri. Parhaana pidetyssä suo-ritusmuodossa vakiot ymin ja Efloor on tallennettu paikalli- · sesti vahvistuslaskimeen 233. Seuraavaksi määritetään 35 kanavan vahvistus (dB:inä) käyttäen yhtälöä: • · * · · 22 115582 7 dB V) = Mg&(>)~ ath )+ ; 0 </ < Nc, 5 jossa μ9 = 0,39 on vahvistuksen muuutosjyrkkyys (gain slope) (joka myös on tallennettu paikallisesti vahvistus-laskimeen 233). Lineaariset kanavien vahvistukset muunnetaan tämän jälkeen käyttäen yhtälöä: 10 yc/)(/')= min ·\οϊλ{',2°0 <i<Nc.

Tässä vaiheessa edellä määritettyjä kanavien vahvistuksia sovelletaan muunnettuun tulosignaaliin G(k) seuraavilla ehdoilla lähtösignaalin H(k) tuottamiseksi kanavan vahvis-15 tuksen muuttimesta 239: H#)-!ychUlPdf) ; fL(i)ik< fH(/),0<i<Nc, { G(k) ; muussa tapauksessa.

Muussa tapauksessa -ehto edellä esitetyssä yhtälössä olet-20 taa k:n olevan välillä 0 < k < M/2. Lisäksi on oletettu, että H (k) on pariton ja symmetrinen, joten on asetettu myös seuraava ehto: H(M -k) = H(k); 0<k<M/2.

:V- 25 : *. Signaali H(k) muunnetaan sen jälkeen (takaisin) aika-alu- ·’·, eeseen kanavien yhdistimessä (channel combiner) 242 kään- teistä DFT:tä käyttäen: 1 M-1 30 h(m,n) = ^'£Hll<)ej2*nk,M ; 0<n<M, * k=0 ,, ja suoritetaan taajuusalueen suodatusprosessi lähtösignaa-

Iin h'(n) tuottamiseksi soveltamalla limitystä ja summausta (overlap-and-add) seuraavilla ehdoilla: » » i * * * * · 23 115582 ih(m,n) + h(m-ϊ,η + L) ;0 <n<M-L, Π { h(pi,n) ; M - L £ n < L, 5 Jälkikorjauslohko (deemphasis block) 245 soveltaa signaaliin h' (n) signaalin jälkikorjausta (deemphasis) signaalin s'(n) tuottamiseksi, jonka sisältää tämän keksinnön mukaan vaimennettua kohinaa: 10 s'(n) = ft‘(n)+C„s'(n-1); 0<n<L, jossa ζί = 0,8 on jälkikorjauskerroin, joka on tallennettu paikallisesti jälkikorjauslohkoon 245.

15 Kuvio 7 esittää yleisesti sellaisen viestintäjärjestelmän 700 lohkokaaviota, jossa tämän keksinnön mukainen kohinan-vaimennusjärjestelmä voidaan edullisesti toteuttaa. Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa viestintäjärjestelmä on koodijakokanavoitu (CDMA, code division multiple access) 20 solukkojärjestelmä. Kuten alan asiantuntija ymmärtää, tämän keksinnön mukainen kohinanvaimennusjärjestelmä voidaan toteuttaa missä tahansa viestintäjärjestelmässä, joka hyötyisi mainitusta järjestelmästä. Tällaisiin järjestel-·,· miin kuuluvat puhepostijärjestelmät, solukkojärjestelmät, 25 yhteiskäyttöiset viestintäjärjestelmät, lentoliikenteen viestintäjärjestelmät ym., mutta sanotunlaiset järjestel-•\ mät eivät rajoitu tässä lueteltuihin. On tärkeätä panna merkille, että tämän keksinnön mukainen kohinanvaimennus-järjestelmä voidaan edullisesti toteuttaa sellaisissa 30 viestintäjärjestelmissä, jotka eivät käsitä puheenkoodaus ta, kuten esimerkiksi analogisissa solukkojärjestelmissä.

_ ’ Kuviossa 7 on mukavuussyistä käytetty lyhenteitä. Seuraa- vassa on luettelo kuviossa 7 käytettyjen lyhenteiden mää- • · 1·, 35 ritelmistä: · » · « » 1 24 115582 BTS Base Transceiver Station; tukiasema CBSC Centralized Base Station Controller; keskitetty tukiasema EC Echo Canceller; kaiunkumoaja 5 VLR Visitor Location Register; vierailijarekisteri HLR Home Location Register; kotirekisteri ISDN Integrated Services Digital Network; digitaalinen monipalveluverkko MS Mobile Station; matkaviestin 10 MSC Mobile Switching Center; matkapuhelinkeskus MM Mobility Manager; liikkuvuuden hallinta OMCR Operations and Maintenance Center - Radio; käyttö- ja ylläpitokeskus - radio-osa OMCS Operations and Maintenance Center - Switch; 15 käyttö- ja ylläpitokeskus - välitysosa PSTN Public Switched Telephone Network; yleinen kyt kentäinen puhelinverkko TC Transcoder; vaihtokooderi 20 Kuten kuviosta 7 nähdään, BTS 701-703 on liitetty CBSC:hen 704. Kukin BTS 701-703 suorittaa radiotaajuusviestintää (radio frequency (RF) communication; RF-viestintää) MS;lie * 705-706. Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa BTStissä 701- M 703 ja MS:issä 705-706 RF-viestinnän palvelemiseksi toteu- 25 tettu lähetin-vastaanotinlaitteisto on määritelty dokumen-tissa nimeltä TIA/EIA/IS-95, Mobile Station-Base Station Γ\ Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spec- ;V trum Cellular System, heinäkuu 1993, saatavissa Telecom- munications Industry Associationilta (TIA). CBSC 704 vas-30 taa muun muassa puhelunkäsittelystä TC:n 710 avulla sekä liikkuvuuden hallinnasta MM:n 709 avulla. Parhaana pide-,. tyssä suoritusmuodossa kuvion 2 puhekooderin 100 toiminnot sijaitsevat TC:ssä 704. CBSC:n 704 muut toiminnot käsittä- * · ’·* , vät piirreohjauksen ja lähetys-/verkkoliitännät. Mitä I *. 35 tulee CBSC:n 704 toimintoja koskeviin lisätietoihin, vii-

* # I

• · » » ♦ I · « * · · 25 115582 tataan Bachin ym. nimissä olevaan US-patenttihakemukseen, jonka sarjanumero on 07/997,997 ja joka on siirretty esillä olevan patenttihakemuksen haltijalle ja sisällytetty tähän viitteenä.

5

Kuviossa 7 on esitetty myös OMCR 712, joka on liitetty CBSCrn 704 MM:ään 709. OMCR 712 vastaa viestintäjärjestelmän 700 radio-osan (CBSC:n 704 ja BTS:ien 701-703 yhdistelmän) toiminnoista ja yleisestä ylläpidosta. CBSC 704 on 10 liitetty MSCrhen 715, joka suorittaa PSTN:n 720/ISDN:n 722 ja CBSC:n 704 väliset välitystoiminnot. OMCS 724 vastaa viestintäjärjestelmän 700 välitysosan (MSC:n 715) käytöstä ja yleisestä ylläpidosta. HLR 716 ja VLR 717 antavat viestintäjärjestelmälle 700 pääasiassa laskutustarkoituksiin 15 käytettävät käyttäjätiedot. EC:t 711 ja 719 on toteutettu viestintäjärjestelmän 700 välityksellä siirrettävän puhe-signaalin laadun parantamiseksi.

CBSCrn 704, MSC:n 715, HLR:n 716 ja VLR:n 717 toiminnot on 20 esitetty kuviossa 7 hajautettuina. Alan asiantuntija ymmärtää kuitenkin, että nämä toiminnot voisivat yhtä hyvin , , olla yhteen elementtiin keskitetyt. Siten eri laitteisto- •’ kokonaisuuksien tapauksessa TC 710 voisi yhtä hyvin sijai- ' ·' ta joko MSC:ssä 715 tai BTSissä 701-703. Koska kohinanvai- V. 25 mennusjärjestelmän 109 toiminnot ovat yleispätevät, niin * esillä olevassa keksinnössä on harkittu tämän keksinnön * · I *. mukaisen kohinanvaimennuksen suorittamista yhdessä elemen- ;Y tissä (esim. MSC:ssä 715), kun taas puheenkoodaustoiminto i suoritetaan eri elementissä (esim. CBSCrssä 704). Tässä 30 suoritusmuodossa vaimennettua kohinaa sisältävä signaali s'(n) (tai vaimennettua kohinaa sisältävää signaalia s'(n) edustava data) siirrettäisiin MSC:stä 715 CBSC:hen 704 yhteyden 726 kautta.

* I

I i * I » * » » ti» I t I » | » » · * * * 26 115582

Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa TC 710 suorittaa tämän keksinnön mukaisen kohinanvaimennuksen kuviossa 2 esitettyä kohinanvaimennusjärjestelmää 109 käyttäen. MSC:n 715 CBSC:hen 704 yhdistävä yhteys 726 on Tl/El-yhteys, joka on 5 alalla tunnettu. Sijoitettaessa TC 710 CBSC:hen on toteutettu yhteysbudjetin (link budget) parannus suhteessa 4:1, mikä johtuu TC:n 710 suorittamasta tulosignaalin (Tl/El-yhteydeltä 726 saadun sisäänmenon) kompressoinnista. Kompressoitu signaali siirretään tiettyyn BTS:ään 701-703 tie-10 tylle MS:lie 705-706 siirtämistä varten. On tärkeätä panna merkille, että tietylle BTS:lle siirrettävä kompressoitu signaali käy läpi lisäkäsittelyn BTS:ssä 710-703 ennen lähetyksen tapahtumista. Toisin sanoen lopullinen MS:lie 705-706 lähetettävä signaali on muodoltaan erilainen mutta 15 sisällöltään sama kuin TC:stä 710 lähtevä kompressoitu signaali. Kummassakin tapauksessa TC:stä 710 lähtevä kompressoitu signaali on käynyt läpi tämän keksinnön mukaisen kohinanvaimennuksen, jossa on käytetty (kuviossa 2 esitettyä) kohinanvaimennusjärjestelmää 109.

20

Kun MS 705-706 on vastaanottanut BTS:n 701-703 lähettämän signaalin, MS 705-706 "peruuttaa" tai "kumoaa" (tätä yleisesti kutsutaan "dekoodaukseksi") olennaisesti kaiken . . BTS:ssä 701-703 suoritetun käsittelyn ja TC:n 710 suorit- 25 tämän puheenkoodauksen. Kun MS 705-706 lähettää signaalin ;· · takaisin BTS:lie 701-703, MS 705-706 samaten toteuttaa ·'·' puheenkoodauksen. Siten kuvion 1 puhekooderi 100 sijaitsee . ‘i myös MS:ssä 705-706, ja näin ollen myös MS 705-706 suorit taa tämän keksinnön mukaisen kohinanvaimennuksen. Sen jäl-: : 30 keen kun MS 705-706 (MS suorittaa myös signaalin muuta kä sittelyä signaalin muodon, mutta ei sen sisällön muuttamiseksi ) on lähettänyt kohinanvaimennuksen läpikäyneen signaalin BTS:lie 701-703, BTS:t 701-703 "peruuttavat" tai :·. "kumoavat" signaalille suoritetun käsittelyn ja lähettävät 35 tulokseksi saadun signaalin TC:lle 710 puheenkoodausta 27 115582 varten. TC:n 710 suorittaman puheenkoodauksen jälkeen signaali lähetetään lopulliselle käyttäjälle (end user) Tl/El-yhteyden 726 kautta. Koska sekä lopullinen käyttäjä että MS:n 705-706 käyttäjä lopulta vastaanottavat tämän 5 keksinnön mukaisen kohinanvaimennuksen läpikäyneen signaalin, kukin käyttäjä pystyy toteuttamaan puhekooderin 100 kohinanvaimennusjärjestelmän 109 aikaansaamat hyödyt.

Kuvio 8 esittää yleisesti tunnetun tekniikan toteuttamaan 10 puhesignaalin kohinanvaimennukseen liittyviä muuttujia, kun taas kuvio 9 esittää yleisesti tämän keksinnön mukaisen kohinanvaimennusjärjestelmän toteuttamaan puhesignaalin kohinanvaimennukseen liittyviä muuttujia. Tässä eri käyrät esittävät eri tilamuuttujien arvoja vaaka-akselilla 15 esitetyn kehyksen numeron m funktiona. Kummassakin kuviossa 8 ja 9 esitetty ensimmäinen käyrä (Käyrä 1) esittää kokonaiskanavaenergiaa Etot(m), jota seuraa puheen vertaus-lukujen summa v(m), päivityslaskuri (update_cnt tai TIMER Vilmurissa), päivityslippu (update_flag), kanavakohinan 20 estimaattien summa ZEn(m,i) ja estimoitu signaalin vaimen-. . nus, 101og10(Elnput/Eoutput), missä sisäänmeno on shp(n) ja t · * ulostulo on s'(n).

I · » · •

Kuviossa 8 ja kuviossa 9 taustakohinan suureneminen havai-25 taan käyrällä 1 juuri ennen kehystä 600. Ennen kehystä 600 sisäänmeno oli "puhdas" (pienen taustakohinan sisältävä) puhesignaali 801. Kun tapahtuu taustakohinan 803 äkillinen suureneminen, käyrällä 2 esitettyä puheen vertauslukujen ·, summaa v(m) suurennetaan vastaavasti, ja tunnetun teknii- • t 30 kan kohinanvaimennusmenetelmä johtaa huonompaan tulokseen.

• ·

Kyky toipua tästä tilanteesta on esitetty käyrällä 3, » · > • \: jossa päivityslaskurin lukeman (update_cnt) sallitaan kas- vaa niin kauan kun päivitystä ei suoriteta. Tämä esimerkki osoittaa, että päivityslaskuri saavuttaa (Vilmurin tapauk-35 sessa) päivityslaskurin kynnyksen (UPDATE_CNT_THLD) 300 28 115582 aktiivisen puheen aikana suunnilleen kehyksen 900 kohdalla. Päivityslippu (update flag) asetetaan likimain kehyksen 900 kohdalla, kuten käyrällä 4 on esitetty, mikä aiheuttaa taustakohinan estimaatin päivityksen käyrällä 5 5 esitettyä aktiivista puhesignaalia käyttäen. Tämä havaitaan aktiivisen puheen vaimennuksena kuten käyrällä 6 on esitetty. On tärkeätä panna merkille, että kohinaestimaa-tin päivitys tapahtuu puhesignaalin aikana (käyrän 1 kehys 900 on puheen aikana), minkä vaikutuksena on puhesignaalin 10 "sortuminen" päivityksen ollessa tarpeeton. Lisäksi vaikka päivityslaskurin kynnys on vaarassa ylittyä normaalin puheen aikana, tarvitaan suhteellisen suuri kynnys (300) yritettäessä estää tällainen päivitys.

15 Kuviossa 9 päivityslaskuria inkrementoidaan vain taustakohinan suurenemisen aikana mutta ennen puhesignaalin alkamista. Päivityskynnys voidaan siten alentaa arvoon 50 pidettäessä samalla päivitykset silti luotettavina. Tässä päivityslaskuri saavuttaa päivityslaskurin kynnyksen (UP-20 DATE_CNT_THLD) 50 kehyksen 650 tienoilla, mikä sallii kohinanvaimennusjärjestelmälle 109 riittävästi aikaa mukautua uusiin kohinaolosuhteisiin ennen puhesignaalin paluuta kehyksen 800 kohdalla. Tämän ajan kuluessa vaimen-. : nuksen nähdään tapahtuvan vain ei-puhekehysten aikana, 25 joten puhesignaalin "sortumista" ei tapahdu. Tästä seuraa, '·/ että lopullinen käyttäjä kuulee parantuneen puhesignaalin. 1 '· Parantunut puhesignaali johtuu siitä, että päivityspäätös tehdään kulloisenkin kehysenergian ja aikaisemman kehys-v · 30 energian keskiarvon välisen spektripoikkeaman perusteella sen sijaan, että yksinkertaisesti sallittaisiin ajastimen ajan kulua loppuun normaalien puheen vertauslukujen päivitysten puuttuessa. Viimeksi mainitussa tapauksessa (samoin kuin Vilmurissa) järjestelmä katsoo kohinan äkillisen suu-... 35 renemisen itse puhesignaaliksi, joten se ei pysty erotta- 29 115582 maan suurentunutta taustakohinatasoa todellisesta puhesignaalista. Spektripoikkeamaa käytettäessä taustakohina voidaan erottaa todellisesta puhesignaalista, ja näin ollen voidaan tehdä parempi päivityspäätös.

5

Kuvio 10 esittää yleisesti tunnetun tekniikan toteuttamaan musiikkisignaalin kohinanvaimennukseen liittyviä muuttujia, kun taas kuvio 11 esittää yleisesti tämän keksinnön mukaisen kohinanvaimennusjärjestelmän toteuttamaan musiik-10 kisignaalin kohinanvaimennukseen liittyviä muuttujia. Tämän esimerkin tarkoituksissa signaali kehykseen 600 asti kuviossa 10 ja kuviossa 11 on sama puhdas signaali 800 kuin kuviossa 8 ja kuviossa 9 esitetty signaali. Kuvion 10 mukaan tunnetun tekniikan menetelmä käyttäytyy hyvin sa-15 maila tavalla kuin kuviossa 8 esitetty taustakohinaesi-merkki. Kehyksen 600 kohdalla musiikkisignaali 805 kehittää käyrällä 2 esitetyn, käytännöllisesti katsoen jatkuvan puheen vertauslukujen summan v(m), minkä (käyrällä 3 näkyvä) päivityslaskuri syrjäyttää kehyksen 900 kohdalla.

20 Koska musiikkisignaalin 805 ominaispiirteet muuttuvat ajan mittaan, käyrällä 6 esitetty vaimennus pienenee, mutta päivityslaskuri syrjäyttää jatkuvasti puheen vertausluvun, kuten kehyksen 1800 kohdalla on esitetty. Toisaalta, kuten • . kuviosta 11 parhaiten nähdään, päivityslaskuri (näkyy käy- ,' .1 25 rällä 3) ei koskaan saavuta kynnystä (UPDATE_CNT_THLD) 50, */ ja siten päivitystä ei tapahdu. Se seikka, että päivitystä ei tapahdu, voidaan parhaiten ymmärtää kuvion 11 käyrän 6 • 1 avulla, jolla musiikkisignaalin 805 vaimennus on vakio 0 dB (ts. mitään vaimennusta ei tapahdu). Siten käyttäjä, ·' · 30 joka kuuntelee musiikkia (esimerkiksi taukoamatonta mu siikkia), joka sisältää tunnetulla tekniikalla vaimennettua kohinaa, kuulisi ei-toivotun muutoksen musiikin tasossa, kun taas käyttäjä, joka kuuntelee tämän keksinnön mukaan vaimennettua kohinaa sisältävää musiikkia, kuulisi • 35 musiikin vakiotasoisena kuten halutaankin.

> 1 » · · 30 115582

Vaikka tämä keksintö on erityisesti esitetty ja selitetty erääseen nimenomaiseen suoritusmuotoon viitaten, niin alan asiantuntijat ymmärtävät, että siihen voidaan tehdä erilaisia muodon ja yksityiskohtien muutoksia ja vaihdoksia 5 tämän keksinnön hengestä ja piiristä poikkeamatta. Kaikkien seuraavissa patenttivaatimuksissa mainittujen välineiden tai vaiheiden sekä toimielementtien vastaavien rakenteiden, materiaalien, toimintojen ja ekvivalenssien on tarkoitettu käsittävän mitkä tahansa rakenteet, materiaa-10 lit tai toiminnot yhdessä muiden, oheisissa patenttivaatimuksissa erityisesti mainittujen elementtien kanssa.

• · ‘ I · • » 1

» I

Claims

31 115582

1. Menetelmä viestintäjärjestelmässä, joka toteuttaa tiedonsiirron käyttäen kanavissa tietokehyksiä, jotka 5 sisältävät kanavakohinaestimaatin tuottavaa kohinaa, joka menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: estimoidaan (209) kanavaenergia kulloisessakin tietokehyksessä ja 10 estimoidaan (503) kokonaiskanavaenergia kulloisessakin tietokehyksessä kanavaenergian estimaatin perusteella, tunnettu siitä, että 15 estimoidaan (500) kulloisenkin tietokehyksen spektriteho kanavaenergian estimaatin perusteella; estimoidaan (500) useiden aikaisempien tietokehysten 20 spektriteho; määritetään (509) kulloisenkin kehyksen spektritehon > · • t ’. ': estimaatin ja mainittujen useiden aikaisempien kehysten ; spektritehon estimaatin välinen poikkeama; ja • : 25 ,i päivitetään (212, 227) kanavan kohinaestimaatti ,, kokonaiskanavaenergian estimaatin ja määritetyn poikkeaman perusteella. :t 30

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - n e t t u siitä, että se käsittää lisäksi vaiheen, jossa ‘ kanavan vahvistusta muutetaan kohinaestimaatin päivityksen perusteella vaimennettua kohinaa sisältävän signaalin muo- 1 dostamiseksi. :·!·. 35 • · · 32 115582

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe, jossa estimoidaan useiden aikaisempien tietokehysten spektriteho, käsittää lisäksi vaiheen, jossa estimoidaan useiden aikaisempien kehysten 5 spektriteho mainittujen useiden aikaisempien tietokehysten eksponentiaalisen painotuksen perusteella.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittujen aikaisempien tietoke- 10 hysten eksponentiaalinen painotus on kulloisenkin tietoke-hyksen sisältämän kokonaiskanavaenergian estimaatin funktio.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -15 n e t t u siitä, että vaihe, jossa kanavan kohinaesti- maatti päivitetään kokonaiskanavaenergian estimaatin ja määritetyn poikkeaman perusteella, käsittää lisäksi vaiheen, jossa kanavan kohinaestimaatti päivitetään kokonaiskanavaenergian estimaatin ja ensimmäisen kynnyksen vertai-20 lun sekä määritetyn poikkeaman ja toisen kynnyksen vertailun perusteella.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe, jossa kanavan kohinaesti- 25 maatti päivitetään kokonaiskanavaenergian ja ensimmäisen kynnyksen vertailun sekä määritetyn poikkeaman ja toisen ·’. kynnyksen vertailun perusteella, käsittää lisäksi vaiheen, ‘jossa kanavan kohinaestimaatti päivitetään, jos kokonais-; '1 kanavaenergian estimaatti on suurempi kuin mainittu ensim- : 30 mäinen kynnys ja jos määritetty poikkeama on pienempi kuin mainittu toinen kynnys. ( < » • » 1 i 1 ► I » t 33 115582

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe, jossa kanavan kohinaesti-maatti päivitetään, jos kokonaiskanavaenergian estimaatti on suurempi kuin mainittu ensimmäinen kynnys ja jos määri- 5 tetty poikkeama on pienempi kuin mainittu toinen kynnys, käsittää lisäksi vaiheen, jossa kanavan kohinaestimaatti päivitetään, jos kokonaiskanavaenergian estimaatti on suurempi kuin mainittu ensimmäinen kynnys ensimmäisessä ennalta määrätyssä määrässä kehyksiä ilman että toisessa 10 ennalta määrätyssä määrässä peräkkäisiä kehyksiä kokonaiskanavaenergian estimaatti on pienempi tai yhtä suuri kuin mainittu ensimmäinen kynnys.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, t u n -15 n e t t u siitä, että mainittu ensimmäinen ennalta määrätty kehysten lukumäärä käsittää 50 kehystä.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu toinen ennalta määrätty 20 peräkkäisten kehysten lukumäärä käsittää kuusi kehystä.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - • *; n e t t u siitä, että menetelmä suoritetaan joko matkapu- • | helinkeskuksessa (MSC, mobile switching center), keskite- : : 25 tyssä tukiasemaohjaimessa (CBSC, centralized base station controller), tukiasemassa (BTS, base transceiver station) tai matkaviestimessä (MS, mobile station) . I I »

11. Laite kohinan vaimentamiseksi viestintäjärjestel- , 30 mässä, joka toteuttaa tiedonsiirron käyttäen kanavissa *;;; tietokehyksiä, jotka sisältävät kanavan kohinaestimaatin ( * tuottavaa kohinaa, joka laite käsittää • t • · * • » M4 I > • · • t · • · · • » > · i · a a 34 115582 välineet (209) kanavaenergian estimoimiseksi kulloisessakin tietokehyksessä ja välineet (503) kokonaiskanavaenergian estimoimiseksi 5 kulloisessakin tietokehyksessä kanavaenergian estimaatin perusteella, tunnettu siitä, että se käsittää 10 välineet (500) kulloisenkin tietokehyksen spektritehon estimoimiseksi kanavaenergian estimaatin perusteella; välineet (500) useiden aikaisempien tietokehysten spektritehon estimoimiseksi kulloisenkin kehyksen 15 spektritehon estimaatin perusteella; välineet (509) kulloisenkin kehyksen spektritehon estimaatin ja mainittujen useiden aikaisempien kehysten spektritehon estimaatin välisen poikkeaman 20 määrittämiseksi; ja välineet (212, 227) kanavan kohinaestimaatin päivittämiseksi kokonaiskanavaenergian estimaatin ja ; määritetyn poikkeaman perusteella. 25

: 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tun nettu siitä, että se käsittää lisäksi välineet kana- » * . van vahvistuksen muuttamiseksi kohinaestimaatin päivityk- t sen perusteella vaimennettua kohinaa sisältävän signaalin 30 tuottamiseksi.

.· 13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, t u n - n e t t u siitä, että laite on kytketty puhekooderiin, • | jonka sisäänmenona on mainittu vaimennettua kohinaa sisäl-35 tävä signaali. • · · » » 35 115582

14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite sijaitsee joko viestintäjärjestelmän matkapuhelinkeskuksessa (MSC, mobile switching center), keskitetyssä tukiasemaohjaimessa (CBSC, centra- 5 lized base station controller), tukiasemassa (BTS, base transceiver station) tai matkaviestimessä (MS, mobile station).

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, t u n - 10. e t t u siitä, että viestintäjärjestelmä käsittää koodi jakokanavoidun (CDMA, code division multiple access) viestintäj ärjestelmän.

16. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, t u n - 15. e t t u siitä, että välineet useiden aikaisempien tie- tokehysten spektritehon estimoiraiseksi käsittävät lisäksi välineet useiden aikaisempien kehysten spektritehon esti-moimiseksi mainittujen aikaisempien tietokehysten eksponentiaalisen painotuksen perusteella. 20

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laite, t u n - . , n e t t u siitä, että mainittujen aikaisempien tietoke- '· ' hysten eksponentiaalinen painotus on kulloisenkin tieto- • kehyksen sisältämän kokonaiskanavaenergian estimaatin 25 funktio.

· 18. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, t u n - n e t t u siitä, että välineet kanavan kohinaestimaatin päivittämiseksi kokonaiskanavaenergian estimaatin ja mää-30 ritetyn poikkeaman perusteella käsittävät lisäksi välineet kanavan kohinaestimaatin päivittämiseksi kokonaiskanavaenergian estimaatin ja ensimmäisen kynnyksen vertailun sekä määritetyn poikkeaman ja toisen kynnyksen vertailun . perusteella. 36 115582

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laite, tun nettu siitä, että välineet kanavan kohinaestimaatin päivittämiseksi kokonaiskanavaenergian estimaatin ja ensimmäisen kynnyksen vertailun sekä määritetyn poikkeaman 5 ja toisen kynnyksen vertailun perusteella käsittävät lisäksi välineet kanavan kohinaestimaatin päivittämiseksi, jos kokonaiskanavaenergian estimaatti on suurempi kuin mainittu ensimmäinen kynnys ja jos määritetty poikkeama on pienempi kuin mainittu toinen kynnys. 10

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen laite, tun nettu siitä, että välineet kanavan kohinaestimaatin päivittämiseksi, jos kokonaiskanavaenergian estimaatti on suurempi kuin mainittu ensimmäinen kynnys ja jos määritet- 15 ty poikkeama on pienempi kuin mainittu toinen kynnys, käsittävät lisäksi välineet kanavan kohinaestimaatin päivittämiseksi, jos kokonaiskanavaenergian estimaatti on suurempi kuin mainittu ensimmäinen kynnys ensimmäisessä ennalta määrätyssä määrässä kehyksiä ilman että toisessa 20 ennalta määrätyssä määrässä peräkkäisiä kehyksiä kokonaiskanavaenergian estimaatti on pienempi tai yhtä suuri kuin mainittu ensimmäinen kynnys.

:·'· 21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen laite, t u n - 25. e t t u siitä, että mainittu ensimmäinen ennalta mää-rätty kehysten lukumäärä käsittää 50 kehystä. • I

22. Patenttivaatimuksen 20 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu toinen ennalta määrätty 30 peräkkäisten kehysten lukumäärä käsittää kuusi kehystä.

23. Puhekooderi puheen koodaamiseksi viestintäjärjes- ‘ip> telmässä, joka siirtää puhenäytteitä käyttäen kanavissa tietokehyksiä, jotka sisältävät kanavan kohinaestimaatin ·’·. 35 tuottavaa kohinaa, jonka puhekooderin sisäänmenona ovat 37 115582 mainitut puhenäytteet, tunnettu siitä, että puhe-kooderi käsittää: välineet (101) kohinan vaimentamiseksi puhenäytteiden 5 kehyksessä kulloisenkin puhenäytteiden kehyksen spektrienergian ja useiden aikaisempien puhenäytteiden kehysten keskimääräisen spektrienergian välisen poikkeaman perusteella vaimennettua kohinaa sisältävien puhenäytteiden tuottamiseksi; sekä 10 välineet (100) vaimennettua kohinaa sisältävien puhenäytteiden koodaamiseksi viestintäjärjestelmän suorittamaa siirtoa varten.

24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen puhekooderi, tunnettu siitä, että puhekooderi sijaitsee joko viestintäjärjestelmän matkapuhelinkeskuksessa (MSC, mobile switching center), keskitetyssä tukiasemaohjaimessa (CBSC, centralized base station controller), tukiasemassa (BTS, 20 base transceiver station) tai matkaviestimessä (MS, mobile station).

• · *. 25. Patenttivaatimuksen 23 mukainen puhekooderi, ; tunnettu siitä, että viestintäjärjestelmä käsittää ν,ί 25 koodijakokanavoidun (CDMA, code division multiple access) : viestintäjärjestelmän. • · • »·

26. Patenttivaatimuksen 23 mukainen puhekooderi, tunnettu siitä, että välineet kohinan vaimentami-t>t 30 seksi puhenäytteiden kehyksessä käsittävät lisäksi: i i > • i välineet kokonaiskanavaenergian estimoimiseksi kulloises- • » sakin puhenäytteiden kehyksessä kanavaenergian estimaatin •: * * * perusteella; « · » • » · » • 38 115582 välineet kulloisenkin puhenäytteiden kehyksen spektritehon estimoimiseksi kanavaenergian estimaatin perusteella; välineet useiden aikaisempien puhenäytteiden kehysten 5 spektritehon estimoimiseksi kulloisenkin kehyksen spektri-tehon estimaatin perusteella; välineet kulloisenkin kehyksen spektritehon estimaatin ja mainittujen useiden aikaisempien kehysten spektritehon es-10 timaatin välisen poikkeaman määrittämiseksi; ja välineet kanavan kohinaestimaatin päivittämiseksi koko-nai skanavaenergian estimaatin ja määritetyn poikkeaman perusteella; sekä 15 välineet kanavan vahvistuksen muuttamiseksi kohinaestimaatin päivityksen perusteella vaimennettua kohinaa sisältävien puhenäytteiden tuottamiseksi. 20

27. Menetelmä viestintäjärjestelmässä, joka toteuttaa tiedonsiirron käyttäen kanavissa tietokehyksiä, jotka • S · *· : sisältävät kanavakohinaestimaatin tuottavaa kohinaa, joka * menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: V\: 25 : estimoidaan (209) kanavaenergia kulloisessakin tietokehyksessä ja estimoidaan (503) kokonaiskanavaenergia kulloisessakin 30 tietokehyksessä kanavaenergian estimaatin perusteella, tltt tunnettu siitä, että • » • · » • i > *;*: estimoidaan kulloisenkin tietokehyksen spektri teho kanava- :v. 35 energian estimaatin perusteella; • » • · 5 39 115582 estimoidaan (500) useiden aikaisempien tietokehysten ensimmäinen spektriteho, joka ei perustu senhetkisen kehyksen spektritehon estimaattiin; estimoidaan (500) useiden aikaisempien tietokehysten toinen spektriteho senhetkisen kehyksen spektritehon estimaatin perusteella; 10 määritetään (509) senhetkisen kehyksen spektritehon estimaatin ja mainittujen useiden aikaisempien kehysten ensimmäisen spektritehon estimaatin välinen poikkeama; ja päivitetään (212, 227) kanavan kohinaestimaatti 15 kokonaiskanavaenergian estimaatin ja määritetyn poikkeaman perusteella. • · • t · • «# » · * > 1 * I . · • · I · « » > · · • · • » • ♦ · • · • · M · • tl • · » 40 1 1 5582