СПОСОБ ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ СИГНАЛА ОСНОВНОЙ ПОЛОСЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, А ТАКЖЕ ПРОГРАММА, ЗАСТАВЛЯЮЩАЯ КОМПЬЮТЕР ВЫПОЛНЯТЬ УПОМЯНУТЫЙ СПОСОБ
METHOD OF GENERATING BASEBAND SIGNAL AND DEVICE TO THIS END, AS WELL AS PROGRAM WHICH MAKES COMPUTER REALISE SAID METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу для передачи данных с оптимальной эффективностью, соответствующей качеству связи канала передачи, и в частности касается устройства и способа для генерирования сигнала основной полосы, представляющего последовательность многозначных символов, исходя из заданных данных.
Уровень техники
В качестве способа для передачи данных с оптимальной эффективностью, соответствующей качеству связи канала передачи, используют способ, состоящий в уменьшении скорости передачи данных, когда качество связи канала передачи низкое, и увеличение скорости передачи данных, когда качество связи высокое. В частности, примером такого способа является способ, состоящий в применении, при пакетной связи, прямого исправления ошибок (FEC) к данным объекта, подлежащим передаче, когда качество связи не удовлетворяет заранее установленному стандарту, для существенного уменьшения скорости передачи данных, и не применении FEC, когда качество связи удовлетворяет этому стандарту, для существенного увеличения скорости передачи данных. Указанный технический способ описан, например, в известном документе: Association of Radio Industries and Business «Digital Automobile Telephone System Standard RCR STD -27 J version», May 30, 2002.
Однако в известном способе при применении к данным FEC значительно изменяется расположение битов в битовой строке, образующей эти данные. Таким образом, устройству на стороне, принимающей и восстанавливающей данные, необходимо знать, применяется ли FEC к данным. Следовательно, необходимо отдельно передавать данные, указывающие на наличие или отсутствие использования FEC согласно усложненному протоколу, что приводит к снижению эффективности передачи.
Изобретение было задумано в свете указанной проблемы, присущей известному способу, причем задачей изобретения является создание устройства генерирования сигнала основной полосы, способа генерирования сигнала основной полосы и программы для обработки данных объекта передачи, так чтобы приемная сторона могла восстанавливать данные без определения того, применяется ли к данным обработка, и для передачи данных с должной эффективностью, соответствующей качеству связи.
Сущность изобретения
Для решения указанной задачи устройство генерирования сигнала основной полосы согласно первому аспекту изобретения в основном включает в себя: средство генерирования сигнала основной полосы для преобразования данных, состоящих из битовых строк, в котором по меньшей мере часть битовых строк характеризуется как участок объекта защиты, в сигнал основной полосы, представляющий последовательность символов с четырьмя значениями; и средство оценки качества связи для оценки того, достигло ли качество связи внешнего канала передачи для передачи сигнала основной полосы заранее определенного стандарта.
Средство генерирования сигнала основной полосы в состоянии, при котором оценивается, что качество связи канала передачи не достигло стандарта, действует, преобразуя данные в сигнал основой полосы, так что по меньшей мере часть символов, принадлежащих последовательности символов, включает в себя бит, принадлежащий участку объекта защиты, и заранее определенный избыточный бит, а в состоянии, в котором оценивается, что качество связи достигло стандарта, действует, преобразуя данные в сигнал основной полосы, так что по меньшей мере часть символов, принадлежащих последовательности символов, включает в себя бит, принадлежащий участку объекта защиты, и дополнительные данные, преобразованные в сигнал основной полосы, вместе с упомянутыми данными.
Значение избыточного бита устанавливают равным значению, которое заставляет мгновенное значение точки, представляющей символ, включающий избыточный бит, в сигнале основной полосы, всегда стремиться к максимальному значению или минимальному значению из числа четырех значений, к которым может стремиться упомянутое мгновенное значение.
Устройство генерирования сигнала основной полосы согласно второму аспекту изобретения в основном включает в себя: средство генерирования сигнала основной полосы для преобразования данных, состоящих из битовых строк, в котором по меньшей мере часть битовых строк характеризуется как участок объекта защиты, в сигнал основной полосы, представляющий последовательность символов с множеством значений; и средство оценки качества связи для оценки того, достигло ли качество связи внешнего канала передачи для передачи сигнала основной полосы заранее определенного стандарта.
Средство генерирования сигнала основной полосы в состоянии, при котором оценивается, что качество связи канала передачи не достигло стандарта, действует, преобразуя данные в сигнал основой полосы, так что по меньшей мере часть символов, принадлежащих последовательности символов, включает в себя бит, принадлежащий участку объекта защиты, и заранее определенный избыточный бит, а в состоянии, в котором оценивается, что качество связи достигло стандарта, действует, преобразуя данные в сигнал основной полосы, так что по меньшей мере часть символов, принадлежащих последовательности символов, включает в себя бит, принадлежащий участку объекта защиты, и дополнительные данные, преобразованные в сигнал основной полосы, вместе с упомянутыми данными.
Значение избыточного бита устанавливают равным значению, которое делает минимальное значение разности между мгновенными значениями двух точек, представляющих два символа, включающих избыточный бит, и имеющих отличные друг от друга значения в сигнале основной полосы, большим, чем минимальное значение разности между мгновенными значениями двух точек, представляющих два символа, не включающие избыточный бит и отличающиеся друг от друга.
Устройство генерирования сигнала основной полосы согласно третьему аспекту изобретения в качестве базовых компонент включает в себя средство генерирования сигнала основной полосы и средство оценки качества связи таким же образом, как в устройствах согласно первому и второму аспектам.
По меньшей мере часть символов, принадлежащих последовательности символов, включает в себя бит, принадлежащий участку объекта защиты, и заранее определенный избыточный бит, или дополнительные данные, преобразованные в сигнал основной полосы, вместе с упомянутыми данными. Средство генерирования сигнала основной полосы действует, преобразуя данные в сигнал основной полосы, так что, чем выше качество связи канала передачи, тем большее количество символов включает в себя дополнительные данные.
Значение избыточного бита устанавливают равным значению, которое делает минимальное значение разности между мгновенными значениями двух точек, представляющих два символа, включающих избыточный бит, и имеющих отличные друг от друга значения в сигнале основной полосы, большим, чем минимальное значение разности между мгновенными значениями двух точек, представляющих два символа, не включающие избыточный бит и отличающиеся друг от друга.
В устройствах генерирования сигнала основной полосы согласно первому, второму и третьему аспекту изобретения данные целесообразно образовывать с помощью бита, связанного с компонентой, которую может включать в себя объект, представленный упомянутыми данными, а упомянутый бит принимает значение, идентичное значению избыточного бита, когда компонента, связанная с упомянутым битом, не присутствует в объекте.
Целесообразно, чтобы средство генерирования сигнала основной полосы действовало, преобразуя данные в сигнал основной полосы, так чтобы последовательность символов, представленных сигналом основной полосы, включала в себя участок, в котором символы, включающие избыточный бит или дополнительные данные, и символы, не включающие в себя избыточный бит и дополнительные данные, располагались попеременно.
Целесообразно, чтобы данные включали в себя часть битовой строки, полученной путем кодирования речи, а дополнительные данные включали в себя другую часть битовой строки, и/или данные включали в себя участок, в котором значимость, определенная на основе заранее определенного стандарта, была максимальной для битовой строки, и чтобы дополнительные данные включали участок, в котором значимость была минимальной для битовой строки.
Целесообразно, чтобы средство оценки качества связи включало в себя средство для измерения интенсивности сигнала, передаваемого по каналу связи, и средство для оценки качества связи канала передачи на основе измеренной интенсивности, и/или чтобы по меньшей мере часть данных включала в себя данные для обнаружения ошибок на участке объекта защиты, и чтобы средство генерирования сигнала основной полосы независимо от результата оценки качества связи канала передачи действовало, преобразуя данные в сигнал основной полосы, так чтобы по меньшей мере часть символов, принадлежащих последовательности символов, включала в себя бит, образующий данные для обнаружения ошибки, и избыточный бит.
Средство оценки качества связи может дополнительно включать в себя средство модуляции для генерирования модулированной волны с использованием сигнала основной полосы, генерированного средством генерирования сигнала основной полосы, и посылки модулированной волны в канал передачи.
Также согласно еще одному аспекту можно трактовать изобретение как способ генерирования сигнала основной полосы. В этом случае способ генерирования сигнала основной полосы согласно первому аспекту изобретения включает в себя: этап генерирования сигнала основной полосы, состоящий в преобразовании данных, состоящих из битовых строк, где по меньшей мере часть битовых строк характеризуется как участок объекта защиты, в сигнал основной полосы, представляющий последовательность символов с четырьмя значениями; и этап оценки качества связи, состоящий в оценке того, достигло ли качество связи внешнего канала передачи для передачи сигнала основой полосы заранее определенного стандарта.
На этапе генерирования сигнала основной полосы в состоянии, при котором оценка качества связи канала передачи свидетельствует, что оно не достигло стандарта, выполняется обработка для преобразования данных в сигнал основой полосы, так что по меньшей мере часть символов, принадлежащих последовательности символов, включает в себя бит, принадлежащий участку объекта защиты, и заранее определенный избыточный бит, а в состоянии, при котором оценка качества связи канала передачи свидетельствует, что оно достигло стандарта, выполняется преобразование данных в сигнал основной полосы, так что по меньшей мере часть символов, принадлежащих последовательности символов, включает в себя бит, принадлежащий участку объекта защиты, и дополнительные данные, преобразованные в сигнал основной полосы, вместе с упомянутыми данными.
Значение избыточного бита устанавливают равным значению, которое заставляет мгновенное значение точки, представляющей символ, включающий избыточный бит, всегда стремиться к максимальному значению или минимальному значению из числа четырех значений, к которым может стремиться упомянутое мгновенное значение.
Аналогичным образом способ генерирования сигнала основной полосы согласно второму аспекту изобретения включает в себя: этап генерирования сигнала основной полосы, состоящий в преобразовании данных, состоящих из битовых строк, в котором по меньшей мере часть битовых строк характеризуется как участок объекта защиты, в сигнал основной полосы, представляющий последовательность символов с множеством значений; и этап оценки качества связи, состоящий в оценке того, достигло ли качество связи внешнего канала передачи для передачи сигнала основной полосы заранее определенного стандарта.
На этапе генерирования сигнала основной полосы в состоянии, при котором оценка качества связи канала передачи свидетельствует, что оно не достигло стандарта, выполняется обработка для преобразования данных в сигнал основой полосы, так что по меньшей мере часть символов, принадлежащих последовательности символов, включает в себя бит, принадлежащий участку объекта защиты, и заранее определенный избыточный бит, а в состоянии, при котором оценка качества связи канала передачи свидетельствует, что оно достигло стандарта, выполняется преобразование данных в сигнал основной полосы, так что по меньшей мере часть символов, принадлежащих последовательности символов, включает в себя бит, принадлежащий участку объекта защиты, и дополнительные данные, преобразованные в сигнал основной полосы, вместе с упомянутыми данными.
Значение избыточного бита устанавливают равным значению, которое делает минимальное значение разности между мгновенными значениями двух точек, представляющих два символа, включающие избыточный бит, и имеющих отличные друг от друга значения в сигнале основной полосы, большим, чем минимальное значение разности между мгновенными значениями двух точек, представляющих два символа, не включающие избыточный бит и отличающиеся друг от друга.
Способ генерирования сигнала основной полосы согласно третьему аспекту изобретения включает в себя этап генерирования сигнала основной полосы и этап оценки качества связи таким же образом, как в способах согласно первому и второму аспектам. По меньшей мере часть символов, принадлежащих последовательности символов, включает в себя бит, принадлежащий участку объекта защиты, и заранее определенный избыточный бит, или дополнительные данные, преобразованные в сигнал основной полосы, вместе с упомянутыми данными. На этапе генерирования сигнала основной полосы выполняется обработка для преобразования данных в сигнал основной полосы, так что, чем выше качество связи канала передачи, тем большее количество символов включает в себя дополнительные данные.
Значение избыточного бита устанавливают равным значению, которое делает минимальное значение разности между мгновенными значениями двух точек, представляющих два символа, включающие избыточный бит, и имеющих отличные друг от друга значения в сигнале основной полосы, большим, чем минимальное значение разности между мгновенными значениями двух точек, представляющих два символа, не включающие избыточный бит и отличающиеся друг от друга.
Также согласно еще одному аспекту можно трактовать изобретение как программу, заставляющую компьютер выполнять способ генерирования сигнала основной полосы. В этом случае, например, программа, соответствующая способу генерирования сигнала основной полосы согласно первому аспекту изобретения, представляет собой программу, заставляющую компьютер выполнять: этап генерирования сигнала основной полосы, состоящий в преобразовании данных, состоящих из битовых строк, где по меньшей мере часть битовых строк характеризуется как участок объекта защиты, в сигнал основной полосы, представляющий последовательность символов с четырьмя значениями; и этап оценки качества связи, состоящий в оценке того, достигло ли качество связи внешнего канала передачи для передачи сигнала основой полосы заранее определенного стандарта.
На этапе генерирования сигнала основной полосы, выполняемом компьютером, в состоянии, при котором оценка качества связи канала передачи свидетельствует о том, что оно не достигло стандарта, выполняется обработка для преобразования данных в сигнал основой полосы, так что по меньшей мере часть символов, принадлежащих последовательности символов, включает в себя бит, принадлежащий участку объекта защиты, и заранее определенный избыточный бит, а в состоянии, при котором оценка качества связи канала передачи свидетельствует о том, что оно достигло стандарта, выполняется преобразование данных в сигнал основной полосы, так что по меньшей мере часть символов, принадлежащих последовательности символов, включает в себя бит, принадлежащий участку объекта защиты, и дополнительные данные, преобразованные в сигнал основной полосы, вместе с упомянутыми данными. Значение избыточного бита устанавливают равным значению, которое заставляет мгновенное значение точки, представляющей символ, включающий избыточный бит в сигнале основной полосы, всегда стремиться к максимальному значению или минимальному значению из числа четырех значений, к которым может стремиться упомянутое мгновенное значение.
Поскольку изобретение построено так, как было описано выше, то приемная сторона согласно изобретению способна обрабатывать данные объекта передачи, так что данные можно восстанавливать без определения того, применяется ли к этим данным обработка, и способна передавать данные с должной эффективностью в соответствии с качеством связи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - блок-схема, показывающая структуру системы передачи и приема речи согласно варианту осуществления изобретения;
фиг.2 - блок-схема, показывающая структуру передающего устройства;
фиг.3 - схема, показывающая структуру выходных данных вокодера;
фиг.4 - схема последовательности операций обработки для генерирования выходных данных вокодера;
фиг.5 - схематическое представление обработки для перемежения выходных данных вокодера;
фиг.6 - графическое представление индикаторной диаграммы сигнала основной полосы;
фиг.7 - блок-схема, показывающая структуру приемного устройства;
фиг.8 - схематическое представление обработки для восстановления выходных данных вокодера из сигнала основной полосы;
фиг.9 - график, показывающий взаимосвязь между качеством связи и тональным качеством в случае, когда приемное устройство на фиг.7 принимает модулированную волну, передаваемую передающим устройством на фиг.2, и воспроизводит речь.
Наилучший вариант осуществления изобретения
Далее со ссылками на чертежи подробно раскрывается вариант осуществления изобретения с приведенной в качестве примера системой передачи и приема.
Структура системы передачи и приема речи согласно этому варианту осуществления изобретения показана на фиг.1. Как показано на этой фигуре, данная система передачи и приема речи составлена из приемопередатчиков TR1 и TR2. Приемопередатчики TR1 и TR2 выполняют передачу и прием речи между собой через внешний канал L передачи, такой как внешняя пакетная сеть.
Приемопередатчики TR1 и TR2 имеют фактически идентичную структуру и включают в себя передающие устройства T и приемные устройства R соответственно.
Передающее устройство Т приемопередатчика TR1 генерирует волну, модулированную с использованием частотной манипуляции (FSK) и представляющую речь, и передает FSK модулированную волну на приемное устройство R приемопередатчика TR2. Приемное устройство R приемопередатчика TR2 принимает эту FSK модулированную волну и воспроизводит речь. Аналогичным образом, передающее устройство Т приемопередатчика TR2 генерирует FSK модулированную волну, представляющую речь, и передает FSK модулированную волну на приемное устройство R приемопередатчика TR1. Приемное устройство R приемопередатчика TR1 принимает эту FSK модулированную волну и воспроизводит речь.
Передающие устройства Т приемопередатчиков TR1 и TR2 имеют по существу идентичную структуру. Приемные устройства R приемопередатчиков TR1 и TR2 также имеют по существу идентичную структуру.
Однако структура каждого из приемопередатчиков TR1 и TR2 имеет возможность предотвращения приема FSK модулированной волны, передаваемой передающим устройством Т приемопередатчика, приемным устройством R этого же приемопередатчика. В частности, например, целесообразно сделать так, чтобы частота передачи передающего устройства Т и частота приема приемного устройства R приемопередатчика TR1 (или TR2) отличались друг от друга. В альтернативном варианте осуществления приемопередатчики TR1 и TR2 закрепляют за FSK модулированной волной, передаваемой передающим устройством Т каждого из приемопередатчиков, идентификационные коды источника передачи и/или адресата. С другой стороны, приемное устройство R каждого из приемопередатчиков может интерпретировать в качестве объекта, для которого воспроизводится речь, только FSK модулированную волну с идентификационным кодом приемопередатчика - адресата или FSK модулированную волну без идентификационного кода приемопередатчика - источника передачи. В альтернативном варианте осуществления каждый из приемопередатчиков TR1 и TR2 может иметь общеизвестный механизм для выполнения функции PTT («нажми и говори») для прекращения работы приемного устройства R приемопередатчика, принимающего FSK модулированную волну, когда передающее устройство Т приемопередатчика передает FSK модулированную волну. (Однако в этом случае приемопередатчики TR1 и TR2 осуществляют между собой полудуплексную связь).
Как показано на фиг.2, передающие устройства Т приемопередатчиков TR1 и TR2 составлены из блока Т1 ввода речи, блока Т2 оценки качества связи, блока Т3 вокодера, блока Т4 обработки перемежения, блока Т5 генерирования сигнала основной полосы, блока Т6 модуляции и блока Т7 вывода высокой частоты.
Блок Т1 ввода речи образован, например, из микрофона, усилителя частоты речевого диапазона (AF), дискретизатора, аналого-цифрового (A/D) преобразователя и логической схемы для генерирования кадров.
Например, блок Т1 ввода речи воспринимает речь и генерирует речевой сигнал в аналоговом формате, представляющем речь, усиливает этот речевой сигнал и подвергает его дискретизации и аналого-цифровому преобразованию для создания тем самым речевых данных в цифровом формате. Блок Т1 ввода речи выполняет декомпозицию этих речевых данных в цифровом формате, создавая последовательность из множества кадров, и подает речевые данные в блок Т3 вокодера.
Соответствующие кадры, созданные блоком Т1 ввода речи, состоят из речевых данных, представляющих форму сигнала для одного элемента речи, полученного путем разбивки речи, воспринятой блоком Т1 ввода речи, с фиксированным периодом (например, каждые 20 миллисекунд).
Блок Т2 оценки качества связи оценивает качество (качество связи) канала L передачи, создает данные о качестве связи, показывающие результат оценки, и подает данные о качестве связи в блок Т3 вокодера.
В частности, блок Т2 оценки качества связи, если, например, он принадлежит приемопередатчику TR1, измеряет интенсивность FSK модулированной волны, посланной передающим устройством Т приемопередатчика TR2, создает в качестве данных о качестве связи данные, указывающие на то, превышает ли результат измерения заранее определенный порог, и выводит эти данные. В этом случае блок Т2 оценки качества связи должен состоять, например, из схемы настройки, схемы усилителя высокой частоты и компаратора. Схема настройки и усилитель высокой частоты, образующие приемное устройство R, могут выполнять по меньшей мере часть функций блока Т2 оценки качества связи.
Блок Т2 оценки качества связи при создании в качестве данных о качестве связи данных, показывающих результат измерения интенсивности FSK модулированной волны, в частности, оценивает, например: (1) меньше ли измеренное значение интенсивности FSK модулированной волны заранее определенного порога Th1; (2) больше или равно измеренное значение порога Th1, но меньше заранее определенного порога Th2, превышающего порог Th1; или (3) больше или равно измеренное значение порога Th2, и создает данные, указывающие, какой из результатов оценки с (1) по (3) совпадает с данными о качестве связи.
Блок Т3 вокодера, блок Т4 обработки перемежения и блок Т5 генерирования сигнала основной полосы образуют процессор, такой как процессор цифровых сигналов (DSP) или центральный процессор (CPU), в памяти которого хранится программа, исполняемая этим процессором, и т.п. Один процессор может выполнять часть или все функции блока Т3 вокодера, блока Т4 обработки перемежения и блока Т5 генерирования сигнала основной полосы. Процессор, который выполняет часть или все функции блока Т3 вокодера, блока Т4 обработки перемежения и блока Т5 генерирования сигнала основной полосы, может дополнительно выполнять функцию логической схемы для генерирования кадров блока Т1 ввода речи.
При подаче кадров из блока Т1 ввода речи блок Т3 вокодера генерирует для каждого из поданных кадров выходные данные вокодера, описанные ниже, с использованием кадра и подает выходные данные вокодера в блок Т4 обработки перемежения в виде, при котором можно задать порядок соответствующих кадров в последовательности кадров. (В частности, соответствующие кадры, например, должны подаваться один за другим в соответствии с указанным порядком, или данные, указывающие порядок кадров, должны подаваться только вместе с указанными кадрами).
Соответствующие выходные данные вокодера включают в себя, например, как указано в структуре данных, показанной на фиг.3, 18 бит наиболее значимых речевых данных, 26 бит незащищенных речевых данных, 23 бита наименее значимых данных и 5 бит данных для обнаружения ошибок.
Наиболее значимые речевые данные выходных данных вокодера образуют участок из 18 бит с наибольшей значимостью с точки зрения слышимости, заданной в соответствии с заранее определенным стандартом данных, состоящих из 62 бит (далее они называются кодированными речевыми данными), полученных путем кодирования элемента речи, представленного кадром, который используется для создания выходных данных вокодера. Незащищенные речевые данные из выходных данных вокодера образуют участок из 26 бит со второй наибольшей значимостью с точки зрения слышимости после участка, образующего наиболее значимые речевые данные из кодированных речевых данных.
Кодированные речевые данные образуются из битов, связанных с компонентами, которые могут включать речь (например, речевое давление и высота тона). Каждый из этих битов, когда он принимает значение «0», указывает на то, что компонента, связанная с этим битом, фактически отсутствует в речевом элементе, представленном кодированными речевыми данными, включающими в себя этот бит.
Необходимо, чтобы способ, с помощью которого блок Т3 вокодера кодирует речевой элемент, имел возможность в соответствии с заранее определенным стандартом задавать значимость с точки зрения слышимости для каждого бита, образующего данные, полученные в результате кодирования и предоставления значимости для любых данных из числа наиболее значимых речевых данных, незащищенных речевых данных и иных данных. Однако, коль скоро указанное предоставление значимости возможно, способ, с помощью которого блок Т3 вокодера кодирует речевой элемент, выбирается произвольным образом. В частности, блок Т3 вокодера должен только выполнять указанное кодирование, используя такой способ, как например, кодирование с линейным предсказанием. В этом случае блок Т3 вокодера должен только задавать значимость с точки зрения слышимости согласно, например, широко известному стандарту, описанному во втором отдельном томе (с. 982-984) не патентного документа 1.
С другой стороны, наименее значимые данные из выходных данных вокодера образуются 18 битами общих данных и 5 битами данных для защиты данных для обнаружения ошибок. Все значения соответствующих бит, образующих данные для защиты данных для обнаружения ошибок, имеют значение «0». С другой стороны, значение общих данных изменяется в соответствии с качеством связи канала L передачи, которое указывается с помощью данных о качестве связи, предоставляемых блоком Т2 оценки качества связи. В частности, например, когда качество связи не достигло заранее определенного стандарта, общие данные образуются из 18 бит данных, все значения которых равны «0».
С другой стороны, когда качество данных достигло указанного стандарта, общие данные образуются, например, участком из 18 бит с наименьшей значимостью с точки зрения слышимости, включая наиболее значимые речевые данные и незащищенные речевые данные, содержащиеся в выходных данных вокодера кодированных речевых данных, которые используются для создания выходных данных вокодера.
С другой стороны, данные для обнаружения ошибок в выходных данных вокодера образуются с помощью данных CRC (контроль с помощью избыточного циклического кода) для выполнения обнаружения ошибок для наиболее значимых речевых данных, полученных с использованием наиболее значимых речевых данных, содержащихся в выходных данных вокодера.
Для установки контента выходных данных вокодера, в частности, наименее значащих данных, как было описано выше, блок Т3 вокодера создает выходные данные вокодера, например, согласно процедуре, показанной на фиг.4, и последовательно подает выходные данные вокодера в блок Т4 обработки перемежения.
Сначала блок Т3 вокодера получает данные о качестве связи, предоставленные блоком Т2 оценки качества связи (этап S1 на фиг.4), и оценивает, больше или равно измеренное значение интенсивности FSK модулированной волны, указанной этими данными о качестве связи, чем порог Th1 (то есть соответствие условию (2) или (3), описанных выше) (этап S2). Если при оценке выясняется, что измеренное значение интенсивности FSK модулированной волны больше или равно порогу Тh1, то блок Т3 вокодера переходит к обработке на этапе S6.
С другой стороны, если на этапе S2 в результате оценки выясняется, что измеренное значение интенсивности FSK модулированной волны меньше порога Th1, то блок Т3 вокодера создает выходные данные вокодера, в которых все значения соответствующих битов, образующих наименее значимые данные, равны «0», с использованием первого кадра из числа кадров, не использованных для создания выходных данных вокодера, и подает выходные данные вокодера в блок Т4 обработки перемежения (этап S3).
Вслед за обработкой на этапе S3 блок Т3 вокодера получает данные о качестве связи от блока Т2 оценки качества связи (этап S4) и оценивает, больше или равно измеренное значение интенсивности FSK модулированной волны, указанной этими данными о качестве связи, порогу Th2 (другими словами, соответствует ли измеренное значение вышеописанному условию (3)) (этап S5). Когда на этапе S5 в результате оценки выясняется, что измеренное значение интенсивности FSK модулированной волны меньше порога Th2, то блок Т3 вокодера возвращается к обработке на этапе S3. С другой стороны, когда при оценке выясняется, что измеренное значение больше или равно порогу Th2, то блок Т3 вокодера переходит дальше к обработке на этапе S6.
На этапе S6 блок Т3 вокодера создает выходные данные вокодера, используя ведущий кадр из числа кадров, не использованных для создания выходных данных вокодера, подает выходные данные вокодера в блок Т4 обработки перемежения (этап S6) и возвращается для обработки на этапе S1. Однако на этапе S6 участок, исключая участок, образующий наиболее значимые речевые данные и незащищенные речевые данные из числа кодированных речевых данных, созданных с использованием указанного кадра, интерпретируется как наименее значащие данные.
Блок Т4 обработки перемежения применяет перемежение для выходных данных вокодера, полученных от блока Т3 вокодера. Блок Т4 обработки перемежения подает выходные данные вокодера, подвергнутые перемежению (далее называемые «перемеженный кадр») в блок Т5 генерирования сигнала основной полосы.
В частности, когда выходные данные вокодера подаются в блок Т3 вокодера, сначала блок Т4 обработки перемежения создает данные из двух битов, соответствующих символам в FSK из четырех значений на основе этих выходных данных вокодера. В частности, например, как показано на фиг.5, блок Т4 обработки перемежения выполняет обработку, указанную ниже как этапы с (А1) по (А3).
(А1) Блок Т4 обработки перемежения создает восемнадцать данных из 2 бит путем комбинирования соответствующих бит, образующих наиболее значимые речевые данные, содержащиеся в указанных выходных данных кодера, и соответствующих бит, образующих общие данные при взаимно однозначном отношении. Однако, как показано на фиг.5(b), все эти восемнадцать бит комбинируются так, что биты, образующие общие данные, являются битами более младшего разряда.
(А2) Блок Т4 обработки перемежения создает пять данных из 2 бит путем комбинирования соответствующих бит, образующих данные для обнаружения ошибок, содержащихся в этих выходных данных вокодера, и соответствующих бит, образующих данные для защиты данных для обнаружения ошибок при взаимно однозначном отношении. Однако, как показано на фиг.5(b), все эти пять данных комбинируются так, что биты, образующие данные для защиты данных для обнаружения ошибок, являются битами более младшего разряда.
(А3) Блок Т4 обработки перемежения выполняет декомпозицию незащищенных речевых данных, содержащихся в этих выходных данных вокодера, образуя тринадцать данных из двух бит, как показано на фиг.5(а).
Блок Т4 обработки перемежения подает тридцать шесть 2-битовых данных, полученных в целом в результате обработки на этапах с (А1) по (А3), в блок Т5 генерирования сигнала основной полосы в заранее определенном порядке, включая участок, на котором 2-битовые данные, полученные при обработке (А1) или (А2), и 2-битовые данные, полученные при обработке (А3), расположены попеременно, например, так, как показано на фиг.5(с).
Единичная цифра младшего разряда всех 2-битовых данных, которые создает блок Т4 обработки перемежения путем выполнения вышеописанной обработки, равна «0», когда 2-битовые данные получают из данных для обнаружения ошибок и данных для защиты данных для обнаружения ошибок. Когда значения всех бит общих данных равны «0», единичная цифра младшего разряда всех 2-битовых данных, полученных из наиболее значимых речевых данных и общих данных, равна «0».
С другой стороны, единичная цифра младшего разряда двухбитовых данных, полученных из незащищенных речевых данных, может быть равна либо «0», либо «1».
Когда перемеженный кадр подается из блока Т4 обработки перемежения, блок Т5 генерирования сигнала основной полосы преобразует этот перемеженный кадр в сигнал основной полосы в FSK по Найквисту с четырьмя значениями и подает этот сигнал основной полосы в блок Т6 модуляции. Блок Т5 генерирования сигнала основной полосы может, например, вставить в сигнал основной полосы сигнал, служащий в качестве маркера для идентификации начальной точки и конечной точки участка, представляющего один перемеженный кадр.
На фиг.6 представлена схема, показывающая пример индикаторной диаграммы сигнала основной полосы, генерированного блоком Т5 генерирования сигнала основной полосы. Как показано на этой фигуре, в этом сигнале основной полосы мгновенное значение стремится к любому из четырех значений в точке фиксированной фазы (точка Найквиста) в односимвольной секции (секция, представляющая информацию для одного символа). Когда второе максимальное значение установлено в виде (+1), эти четыре значения (называемые далее символьными значениями) располагаются с одинаковыми интервалами, принимая, например, значения (+3), (+1), (-1) и (-3) в порядке, начиная с максимального значения, как показано на фиг.6.
Например, как показано на фиг.6, блок Т5 генерирования сигнала основной полосы преобразует символ «00», включенный в перемеженный кадр (то есть 2-битовые данные, имеющие значение «00»), в символьную секцию с символьным значением (-3), преобразует символ «01» в символьную секцию с символьным значением (-1), преобразует символ «11» в символьную секцию с символьным значением (+1) и преобразует символ «10» в символьную секцию с символьным значением (+3).
Преобразование из перемеженного кадра в сигнал основной полосы выполняется согласно вышеописанным правилам. В результате символ с одной цифрой младшего разряда, равной «0», преобразуется в символьную секцию с символьным значением (-3) или (+3). Таким образом, все символы, представляющие наиболее значимые речевые данные в неблагоприятном состоянии, при котором качество связи не удовлетворяет заранее определенному стандарту, преобразуются в символьную секцию со значением символа (+3) или (-3). С другой стороны, символы, представляющие незащищенные речевые данные и наиболее значимые речевые данные в состоянии, при котором качество связи является удовлетворительным, могут быть преобразованы в символьную секцию, принимающую символьное значение (+3), (+1), (-1) или (-3).
Из вышеприведенного описания очевидно, что при выполнении преобразования из перемеженного кадра в сигнал основной полосы согласно вышеописанным правилам, если эти четыре вида символов расположены в порядке, начиная с символа с максимальным символьным значением (или символа с минимальным символьным значением), то символы образуют последовательность серых кодов (другими словами, все расстояния Хемминга между соседними символами в этой расстановке равны 1).
Блок Т6 модуляции образуется из известной схемы частотной модуляции, схемы генератора, который генерирует сигнал несущей, и т.п. Блок Т6 модуляции подвергает сигнал несущей частотной модуляции, используя сигнал основной полосы, подаваемый из блока Т5 генерирования сигнала основной полосы, и подает полученный FSK сигнал (FSK по Найквисту) в блок Т7 вывода высокой частоты.
Блок Т6 модуляции также может быть образован из процессора, памяти, в которой хранится программа, исполняемая этим процессором, и т.п. Процессор, который выполняет часть или все функции блока Т1 ввода речи, блока Т3 вокодера, блока Т4 обработки перемежения и блока Т5 генерирования сигнала основной полосы, может дополнительно выполнять функцию блока Т6 модуляции.
Блок Т7 вывода высокой частоты образуется из схемы усилителя высокой частоты, антенны и т.п. Блок Т7 вывода высокой частоты усиливает модулированную волну, поданную из блока Т6 модуляции, и посылает модулированную волну в канал L передачи.
Выполняя объясненные выше операции, устройство Т передачи генерирует FSK модулированную волну, имеющую корневую характеристику Найквиста, которая представляет речь, воспринятую устройством Т передачи, и передает FSK модулированную волну.
Символы, представленные сигналом основной полосы этой FSK модулированной волны, можно классифицировать на символы первого рода, представляющие наиболее значимый участок кодированных речевых данных, символы второго рода, представляющие данные для обнаружения ошибок для наиболее значимого участка кодированных речевых данных, и символы третьего рода, представляющие участки, отличные от наиболее значимого участка кодированных речевых данных. Символьное значение символьной секции, представляющей символы второго рода, является максимальным значением или минимальным значением из четырех символьных значений, которые может принимать символьная секция сигнала основной полосы. Когда качество связи канала L передачи не удовлетворяет заранее определенному стандарту, символьное значение символьной секции, представляющей символы первого рода, также имеет максимальное значение или минимальное значение из четырех значений, которые могут приниматься. Таким образом, что касается только символов второго рода (или символов первого и второго рода в случае, когда качество связи канала L передачи не удовлетворяет заранее определенному стандарту), то к биту, формирующему наиболее значимый участок кодированных речевых данных, или к данным для обнаружения ошибок для наиболее значимого участка добавляется избыточный бит. В результате всякий раз, когда имеется два символьных значения, которые могут приниматься, интервал символьных значений существенно увеличивается. В результате улучшается отношение сигнал-шум.
Устройство Т передачи в вышеописанном варианте осуществления генерирует сигнал основной полосы, так что сигнал основной полосы включает в себя участок, на котором символьные секции, представляющие символы первого рода, и символьные секции, представляющие символы третьего рода, расположены попеременно. В результате в сигнале основной полосы распределяются символы первого рода с высокой значимостью. Таким образом, даже если переданная модулированная волна подвергается фазовому сдвигу или т.п., маловероятно, что большое количество символов первого рода с высокой значимостью будут коллективно удалены.
Когда качество связи канала L передачи удовлетворяет заранее определенному стандарту, вдобавок к наиболее значимому участку кодированных речевых данных для представления контента участка с наименьшей значимостью этих кодированных речевых данных устанавливают символы первого рода. Следовательно, когда качество связи канала L передачи является удовлетворительным, скорость передачи данных речи фактически увеличивается, и передача выполняется должным образом в соответствии с качеством связи.
Когда качество связи канала L передачи не удовлетворяет заранее определенному стандарту, то значение бита, добавленного к наиболее значимому участку кодированных речевых данных для создания символов первого рода («0» в вышеописанном примере), идентично значению для случая, когда бит, образующий кодированные речевые данные, указывает на то, что в речевом элементе отсутствует определенная компонента.
Следовательно, устройство, которое принимает FSK модулированную волну, переданную устройством Т передачи (например, приемное устройство R в этом варианте осуществления), может безусловно принять во внимание бит, добавленный к наиболее значимому участку кодированных речевых данных, чтобы создать символы первого рода, представляющие контент участка с наименьшей значимостью кодированных речевых данных, и использовать этот бит для воспроизведения речи. Соответственно отпадает необходимость оценки того, какого рода информацию этот бит представляет.
Что касается приемного устройства R, то каждое из приемных устройств R приемопередатчиков TR1 и TR2 образуется, как показано на фиг. 7, из блока R1 ввода высокой частоты, блока R2 демодуляции, блока R3 оценки символов, блока R4 обработки для обратного перемежения, блока R5 восстановления речевых данных и блока R6 вывода речи.
Блок R1 ввода высокой частоты образован из антенны, схемы настройки и схемы усилителя высокой частоты. Блок R1 ввода высокой частоты принимает FSK модулированную волну, посылаемую передающим устройством Т или т.п. в канал L передачи, из канала L передачи, усиливает FSK модулированную волну и подает ее в блок R2 демодуляции. Одна антенна, предусмотренная в приемопередатчике TR1 или TR2, может выполнять как функцию антенны блока R1 ввода высокой частоты приемопередатчика, так и функцию антенны блока T7 вывода высокой частоты приемопередатчика.
Блок R2 демодуляции образован из известной схемы детектирования, которая детектирует частотно-модулированную волну. Блок R2 демодуляции детектирует FSK модулированную волну, поданную из блока R1 ввода высокой частоты, для восстановления тем самым сигнала основной полосы. Блок R2 демодуляции подает восстановленный сигнал основной полосы в блок R3 символьной оценки. Блок R2 демодуляции может быть образован из процессора, памяти, в которой хранится исполняемая процессором программа, и т.п.
Все блоки: R3 символьной оценки, R4 обработки обратного перемежения и R5 восстановления речевых данных образованы из процессора, памяти с хранящейся в ней программой, выполняемой процессором, и т.п. Один процессор может выполнять часть или все функции блока R3 символьной оценки, блока R4 обработки обратного перемежения, и блока R5 восстановления речевых данных. Процессор, который выполняет часть, либо все функции блока R1 демодуляции и устройства Т передачи, может дополнительно выполнять часть, либо все функции блока R3 символьной оценки, блока R4 обработки обратного перемежения и блока R5 восстановления речевых данных.
Как схематически показано на фиг.8(а) и 8(b), блок R3 символьной оценки на основе мгновенных значений соответствующих точек Найквиста сигнала основной полосы, поданного из блока R2 демодуляции, оценивает символы, представленные символьными секциями, включая соответствующие точки Найквиста. Блок R3 символьной оценки на основе результата оценки воспроизводит данные (фиг.8(b)), соответствующие перемеженному кадру, созданному блоком Т4 обработки перемежения устройства Т передачи. Блок R3 символьной оценки подает воспроизведенные данные в блок R4 обработки обратного перемежения.
В частности, например, сначала блок R3 символьной оценки для каждой из точек Найквиста, содержащихся в сигнале основной полосы, поданном из блока R2 демодуляции, оценивает: больше или равно мгновенное значение сигнала основной полосы в точке Найквиста первому порогу (Th+); больше или равно это значение второму порогу (Th0), но меньше (Th+); больше или равно это значение третьему порогу (Th-), но меньше (Th0); или меньше, чем (Th-).
Заметим, что значение (Th+) больше, чем (+1) и меньше, чем (+3), значение (Th0) больше, чем (-1) и меньше, чем (+1), а значение (Th-) больше, чем (-3) и меньше, чем (-1). Следовательно, значение (Th+) должно быть равно, например, только (+2), значение (Th0) должно быть равно, например, только (0), а значение (Th-) должно быть равно, например, только (-2).
Когда в результате оценки выясняется, что мгновенное значение сигнала основной полосы в точке Найквиста больше или равно (Th+), то блок R3 символьной оценки решает, что символьное значение символьной секции, включающей точку Найквиста, составляет (+3) (фиг.8(а)), и, следовательно, символьная секция представляет символ «10».
Аналогичным образом, когда в результате оценки выясняется, что мгновенное значение больше или равно (Th0), но меньше (Th+), то блок R3 символьной оценки решает, что символьное значение символьной секции, включающей точку Найквиста, составляет (+1) и, следовательно, символьная секция представляет символ «11». Когда в результате оценки выясняется, что мгновенное значение больше или равно (Th-), но меньше (Th0), то блок R3 символьной оценки решает, что символьное значение символьной секции, включающей точку Найквиста, составляет (-1) и, следовательно, символьная секция представляет символ «01». Когда в результате оценки выясняется, что мгновенное значение меньше (Th-), то блок R3 символьной оценки решает, что символьное значение символьной секции, включающей точку Найквиста, составляет (-3) и, следовательно, символьная секция представляет символ «00».
Когда оценены все символы одного перемеженного кадра, блок R3 символьной оценки подает последовательность этих символов в блок R4 обработки обратного перемежения в виде данных, соответствующих одному воспроизведенному перемеженному кадру.
Блок R4 обработки обратного перемежения, учитывая, что данные, поданные из блока R3 символьной оценки, представляют собой перемеженный кадр, восстанавливает выходные данные вокодера, используя этот перемеженный кадр. Блок R4 обработки обратного перемежения подает восстановленные выходные данные вокодера в блок R5 восстановления речевых данных.
В частности, когда данные, соответствующие перемеженному кадру, подаются из блока R3 символьной оценки, блок R4 обработки обратного перемежения выполняет обработку согласно этапам с B1 по B5, описанным ниже, как показано на фиг. с 8(b) по 8(e).
(B1) Блок R4 обработки обратного перемежения задает тринадцать символов, в том числе незащищенные речевые данные соответствующих символов, включенных в перемеженный кадр, поданный из блока R3 символьной оценки, в виде незащищенных речевых данных, состоящих из 26 бит в целом. Например, блок R4 обработки обратного перемежения должен на основе порядка расположения каждого из символов в перемеженном кадре задать тип данных, включенных в данный символ.
(B2) Блок R4 обработки обратного перемежения выделяет восемнадцать символов, включая наиболее значимые речевые данные соответствующих символов, включенных в перемеженный кадр, в единичные биты высокого порядка и единичные биты младшего разряда соответственно. Блок R4 обработки обратного перемежения задает данные из 18 бит, состоящие из восемнадцати данных единичных бит высокого порядка, как наиболее значимых речевых данных.
(B3) Блок R4 обработки обратного перемежения задает данные из 18 бит, образующих восемнадцать данных из единичных бит младшего разряда, выделенных путем обработки на этапе (B2), как общие данные из наименее значащих данных (заметим, общие данные - это данные, состоящие из участка, включающего в себя незащищенные речевые данные, заданные путем обработки (а), и наиболее значимые речевые данные, заданные путем обработки (B2) единичных кодированных речевых данных).
(B4) Блок R4 обработки обратного перемежения удаляет единичные биты младшего разряда из пяти символов, включающих в себя данные для обнаружения ошибок в соответствующих символах, содержащихся в перемеженном кадре, и задает данные из 5 бит, состоящие из пяти данных, из остальных единичных бит высокого порядка в качестве данных для обнаружения ошибок.
(B5) Блок R4 обработки обратного перемежения связывает друг с другом наиболее значимые речевые данные, незащищенные речевые данные, наименее значимые данные и данные для обнаружения ошибок, заданные в результате обработки на этапах с (B1)по (B4), и подает эти данные в блок R5 восстановления речевых данных в качестве данных, соответствующих выходным данным вокодера.
Блок R5 восстановления речевых данных получает данные, соответствующие выходным данным вокодера, поданным из блока R4 обработки обратного перемежения, обнаруживает ошибочный бит в наиболее значимых речевых данных, содержащихся в этих данных, используя данные для обнаружения ошибок, включенные в указанные данные, и применяет заранее определенную обработку, состоящую в маскировании поврежденного кадра, к обнаруженному биту.
В частности, обработка для маскирования поврежденного кадра должна представлять собой, например, только обработку, связанную с изменением ошибочного бита на то же значение, которое имеет бит непосредственно перед данным ошибочным битом или на позиции, удовлетворяющей заранее определенному условию. В альтернативном варианте осуществления обработка для маскирования поврежденного кадра может представлять собой обработку, связанную с изменением значения ошибочного бита на значение, интерполирующее биты перед и после данного бита в соответствии с заранее определенным правилом (например, интерполяция Лагранжа). В альтернативном варианте осуществления обработка для маскирования поврежденного кадра может представлять собой обработку, предназначенную для изменения значения ошибочного бита на значение, указывающее, что компонента, связанная с данным битом, отсутствует или удалена (например, «0» в примере выходных данных вокодера, созданных передающим устройством Т) и другие заранее определенные значения.
Блок R5 восстановления речевых данных преобразует закодированные речевые данные, образованные из наиболее значимых речевых данных, незащищенные речевые данные и наименее значимые данные, содержащиеся в выходных данных вокодера, для которых завершено обнаружение ошибок для наиболее значимых речевых данных (и, когда ошибка обнаружена, выполнение обработки для маскирования поврежденного кадра), в речевые данные в цифровом формате, представляющем речевой сигнал, указываемый кодированными речевыми данными, с помощью известного способа, и подает речевые данные в блок R6 вывода речи.
В качестве способа преобразования кодированных речевых данных в речевой сигнал можно использовать, например, способ, состоящий в предварительном запоминании справочной таблицы, описывающей отношение соответствия между кодом, образующим кодированные речевые данные, и речевыми данными, и базой речевых данных, задании речевых данных, соответствующих коду кодированных речевых данных со ссылками на указанную справочную таблицу, и считывании речевых данных, определенных из базы данных, для комбинирования речевых данных друг с другом.
Как было описано выше, бит, образующий единичный бит вместе с битом в наиболее значимых речевых данных, представляет собой бит, формирующий участок с наименьшей значимостью кодированных речевых данных, или бит, имеющий значение, которое указывает на то, что конкретная компонента в речевом фрагменте отсутствует. Таким образом, приемное устройство R может безусловно принять во внимание данные, определенные в результате обработки согласно (В3), как представляющие контент участка с наименьшей значимостью кодированных речевых данных. Другими словами, нет необходимости различать, к какому виду данных относятся указанные данные.
Блок R6 вывода речи образуется, например, из цифроаналогового (D/A) преобразователя, AF усилителя и динамика.
При подаче речевых данных в цифровом формате из блока R5 восстановления речевых данных блок R6 вывода речи генерирует речевой сигнал в аналоговом формате, например, подвергая указанные речевые данные цифроаналоговому преобразованию. Блок R6 вывода речи усиливает этот речевой сигнал и возбуждает динамик речевым сигналом, усиленным так, чтобы воспроизводить речь, представленную этим речевым сигналом.
Выполняя объясненные выше операции, приемное устройство R принимает FSK модулированную волну, переданную передающим устройством Т или т.п., и воспроизводит речь, представленную этой FSK модулированной волной.
Как было описано выше, в FSK модулированной волне, переданной передающим устройством Т, имеются два символьных значения, которые может принимать символ, представляющий данные для обнаружения ошибок в наиболее значимом участке кодированных речевых данных (когда качество связи канала L передачи не удовлетворяет заранее определенному стандарту, символ, представляющий наиболее значимый участок). С другой стороны, интервал символьных значений существенно увеличен. Таким образом, приемное устройство R может удовлетворительным образом восстановить эти символы. Когда качество связи канала L передачи удовлетворяет заранее определенному стандарту, указанная FSK модуляция дополнительно представляет контент участка с наименьшей значимостью указанных кодированных речевых данных. Приемное устройство R может также использовать этот участок для воспроизведения речи.
Следовательно, когда приемное устройство R принимает FSK модулированную волну, переданную передающим устройством Т или т.п., и воспроизводит, например, речь, получается речевая характеристика, показанная в виде графика P на фиг.9. График P1 на фиг.9 представляет собой график, показывающий взаимосвязь между качеством связи и тональным качеством в случае, когда наиболее значимый участок кодированных речевых данных и данные для обнаружения ошибок для кодированных речевых данных единообразно преобразуются в символы со значением (+3) или (-3) согласно процедуре, описанной выше, для добавления избыточного бита независимо от качества связи. График P2 показывает взаимосвязь между качеством связи и тональным качеством в случае, когда бит, формирующий наиболее значимый участок кодированных речевых данных, и бит, формирующий участок с наименьшей значимостью, единообразно представлены в виде единичного символа согласно процедуре, описанной выше, независимо от качества связи.
(На фиг.9 показан случай, когда в качестве шкалы для качества связи используется интенсивность FSK модулированной волны, измеренная блоком Т2 оценки качества связи, а пороги Th1 и Th2, описанные выше, удовлетворяют соотношению Th1=Th2=x).
Как видно из фиг.9, когда качество связи канала L передачи ниже, чем х, приемное устройство R воспроизводит речь согласно характеристике по графику P1 значительно лучше, чем согласно характеристике по графику P2 в этом случае. С другой стороны, когда качество связи канала L передачи выше, чем х, приемное устройство R воспроизводит речь с характеристикой по графику P2 гораздо лучше, чем с характеристикой по графику P1 в этом случае. Таким образом, данная система передачи и приема речи выполняет передачу речи способом, обеспечивающим получение оптимального тонального качества в соответствии с качеством связи.
Структура данной системы передачи и приема речи не сводится к вышеописанной структуре.
Например, части, образованные из процессоров соответствующих частей передающего устройства Т и приемного устройства R, вместо процессоров могут быть построены из специализированных электронных схем. Количество бит различных данных, описанных выше, которые представляют речь, и данных для обнаружения ошибок является произвольным.
Когда качество связи канала R передачи удовлетворяет заранее определенному стандарту, идентичные общие данные и данные для защиты данных для исправления ошибок могут быть образованы битом, формирующим участок с наименьшей значимостью кодированных речевых данных.
Правила, согласно которым блок Т3 вокодера кодирует речь, также являются произвольными. Кроме того, блок Т3 вокодера может использовать такую обработку, как прямое исправление ошибок (FEC) для кодированной речи. Данные для исправления ошибок не всегда должных формироваться из кода CRC, а могут создаваться с помощью контрольной суммы, кода контроля четности или другими произвольными способами. В альтернативном варианте осуществления вместо данных для обнаружения ошибок может быть использован код с исправлением ошибок.
Вышеописанный блок Т3 вокодера изменяет количество бит компоненты речевых кодированных данных, включенных в общие данные, в два этапа указанным образом, чтобы, если качество связи канала L передачи, указанное данными о качестве связи, достигло заранее определенного стандарта, установить количество бит равным количеству бит наиболее значимых речевых данных, и если качество связи канала L передачи не достигло заранее определенного стандарта, установить количество бит равным 0.
Однако блок Т3 вокодера может изменить количество бит компоненты кодированных речевых данных, включенных в общие данные, в три или более этапов, так что количество бит возрастает, когда качество связи канала L передачи выше (например, в вышеописанном случае, когда интенсивность FSK модулированной волны, указанная данными о качестве связи, больше). В этом случае блок Т3 вокодера должен лишь установить значение остальных бит, не представляющих компоненту кодированных речевых данных в общих данных, равным значению, указывающему на отсутствие конкретной компоненты речи (в вышеописанном примере это 0).
Данные объекта, подлежащие передаче, не всегда должны представлять речь, а являются произвольными, коль скоро эти данные представлены в виде последовательности кодов. Следовательно, эти данные могут, например, представлять собой изображение. Блок Т3 вокодера может определить, какая часть данных объекта передачи интерпретируется как наиболее значимый участок (или участок с наименьшей значимостью) в соответствии с произвольным стандартом.
Блок Т1 ввода речи может получать данные объекта, подлежащего передаче, произвольным способом. Например, блок Т1 ввода речи может включать в себя универсальную последовательную шину (USB) или схему последовательного интерфейса IEEE1394, Ethernet (зарегистрированный товарный знак) или т.п. и получать данные, которые последовательно передаются извне, через последовательный интерфейс или т.п. В альтернативном варианте осуществления блок Т1 ввода речи может включать в себя устройство для привода носителя записи, такое как дисковод CD-ROM, и считывать данные объекта, подлежащие передаче с носителя записи, имеющего записанные на нем данные.
Сигнал основной полосы может представлять символы с числом значений, превышающим четыре. Символьное значение символов, полученных путем добавления к данным объекта передачи избыточного бита, не всегда должно быть максимальным или минимальным из множества значений, которые эти символы могут принимать. Минимальное значение разности между символьными значениями двух символов, отличных друг от друга, должно только быть большим, чем минимальное значение для случая, когда символы создаются без добавления избыточного бита.
Символы, представленные сигналом основной полосы, не всегда должны быть определены, чтобы формировать последовательность серых кодов, когда символы расположены в порядке, начиная с символа с наибольшим символьным значением (или в порядке от символа с минимальными символьным значением).
Модулированная волна, передаваемая и принимаемая между передающим устройством Т и приемным устройством R, не всегда должна быть FSK модулированной волной, имеющей корневую характеристику Найквиста. Модулированная волна может иметь, например, гауссову характеристику или другие произвольные характеристики. Эта модулированная волна должна только представлять сигнал основной полосы, генерированный блоком Т5 генерирования сигнала основной полосы в некоторой форме. Таким образом, модулированная волна может представлять собой, например, модулированную волну с использованием фазовой манипуляции (PSK).
Способ, с помощью которого блок Т2 оценки качества связи оценивает качество связи канала L передачи, является произвольным. Например, блок Т2 оценки качества связи может получать данные, переданные по каналу L передачи, задавать параметр, такой как модуль вектора ошибки (EVM), частоту ошибок по битам (BER) или произвольный параметр, указывающий на качество данных, и создавать данные о качестве связи на основе этого параметра.
Блок R3 оценки символов приемного устройства R может оценивать для секции, представляющей символы, добавленные избыточным битом, какое одно из двух значений (максимальное значение и минимальное значение из четырех значений, которые исходно могут быть приняты) приняло значение символа указанной секции.
Канал L передачи не всегда должен включать в себя пакетную сеть. Приемопередатчики TR1 и TR2 могут выполнять передачу и прием модулированного сигнала непосредственно друг с другом (другими словами канал L передачи может представлять собой пространство, в котором распространяются электромагнитные волны, или может состоять из линии связи, непосредственно соединяющей приемопередатчик TR1 и приемопередатчик TR2). В альтернативном варианте осуществления канал L передачи может быть образован с помощью сети, такой как Интернет.
Здесь был разъяснен конкретный вариант осуществления изобретения. Можно реализовать устройство генерирования сигнала основной полосы согласно изобретению, используя обычную компьютерную систему без специализированной системы.
Например, можно построить передающее устройство Т, которое выполняет вышеописанную обработку, путем установки программы, заставляющей компьютер, который включает в себя микрофон, AF усилитель, дискретизатор, аналого-цифровой преобразователь и схему усилителя высокой частоты, выполнять операции передающего устройства Т с носителя записи (CD-ROM, гибкий диск и т.д.), имеющего программу, которая на нем записана. Например, можно построить приемное устройство R, которое выполняет вышеописанную обработку, путем установки программы, заставляющей компьютер, который включает в себя динамик, AF усилитель, цифроаналоговый преобразователь и схему усилителя высокой частоты, выполнять операции приемного устройства R с носителя записи (CD-ROM, гибкий диск и т.д.), имеющего программу, которая на нем записана. Один компьютер может выполнять по меньшей мере часть функций передающего устройства Т и по меньшей мере часть функций приемного устройства R.
Также возможно, чтобы эти программы, например, загружались в систему электронных досок объявлений (BBS) линии связи и распределялись через эту линию связи. Также возможна модуляция несущей волны сигналами, представляющими эти программы, передача полученной модулированной волны, а также возможно, чтобы устройство, принимающее эту модулированную волну, демодулировало ее для восстановления программы.
Возможно выполнение вышеописанной обработки путем запуска этих программ и выполнения их таким же образом, как других прикладных программ под управлением операционной системы (OS).
Когда система OS частично участвует в обработке или когда система OS образует часть одного элемента изобретения, программы за исключением этой части могут храниться на носителе записи. Даже в этом случае программа для выполнения соответствующих функций или этапов, выполняемых компьютером, в данном изобретении запоминается на носителе записи.
Промышленная применимость
Согласно изобретению предлагается устройство генерирования сигнала основной полосы, которое действует, обрабатывая данные объекта передачи, так что приемная сторона может восстановить эти данные без определения того, применялась ли к данным обработка, и передавать указанные данные с подходящей эффективностью, соответствующей качеству связи.
Устройство генерирования сигнала основной полосы согласно изобретению может быть широко использовано в системе речевой связи.