190304. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fix- vagy véletlen vívőkijelölésű egyedi beszédcsatornás szatellitkommunikációs rendszerek beszéddetektálásának megvalósítására
1 190 304 2 A találmány tárgya eljárás egyedi beszédcsatornás fix vagy véletlen vivőkijelölésű szatellitkommunikációs rendszereknél a beszéddetektálás megvalósítására. A beszéddetektálás alapvető célja, hogy olyan beszédcsatornákban, ahol nem folyik beszélgetés, kikapcsolja a vivőt és ezzel energiát takarítson meg. A technika mai állása szerint ismeretes, hogy a beszéddetektorok alapvetően kétféle elven - vagy analóg, vagy digitálisan kódolt beszédjelre - működnek. Az alapvető probléma mindkét típusnál az, hogy kompromisszumot kell teremteniük az optimális beszéd- és zajműködés vonatkozásában- akkor is jelezniük kell a beszéd jelenlétét, ha a beszédszint rövid időre a beszéddetektor küszöbszintje alatt van;- ugyanakkor minimálnia kell a zaj hatására való bekapcsolások számát. Vagyis zajos csatornán vett beszédjelet kell detektálni. Ezt célszerűen úgy valósítják meg, hogy a beszéddetektálási küszöbszintet kissé a tipikus csatornazaj fölé, de a leghalkabb beszédszint alá választják. A rövid zajimpulzusok hatására való bekapcsolást esetleg kis bekapcsolási késleltetéssel lehet megakadályozni, a halk szóvégi mássalhangzók miatti kikapcsolást pedig kikapcsolási késleltetéssel lehet védeni. PCM kódolású beszéd esetében ismert módszer, hogy egynél több egymást követő mintát vizsgálnak meg, hogy túllépi-e a beszéddetektálási küszöbszintet, aminek az az előnye van, hogy a zajminták esetében kisebb annak a valószínűsége, hogy több egymás utáni zajminta is túllépi a beszéddetektálási küszöbszintet és a beszéddetektort hamisan működteti. Az ismert eljárások alapvető hátránya, hogy a különböző zajszintü csatornákon a zaj hatására történő hamis bekapcsolások valószínűsége másmás, mivel a beszéddetektálási küszöbszintet állandó és előre beállított értéken tartják. Másképp megfogalmazva ez azt jelenti, hogy kompromisszumot kell teremteniük a kedvező beszéd- és zajmüködés vonatkozásában, mivel ezek ellentétes követelmények. A maximális beszédérzékenység miatt ugyanis a beszéddetektálási küszöbszintet a lehető legalacsonyabbra kell felvenni, de ekkor nő annak a valószínűsége, hogy zaj hatására működni fog. További hátránya az ismert megoldásoknak, hogy ha a beszéddetektor egyszer bekapcsolt véletlenül zaj hatására, akkor már csak a kikapcsolási késleltetés eltelte után kapcsol ki újra, s így pazarolja az értékes szatellit-energiát. A találmány célja a beszéddetektálás olyan új eljárását adni, amely a fenti hátrányokat kiküszöböli, és optimális beszédérzékenységet és zajvédettséget biztosít, s arról is gondoskodik, hogy ha mégis egyszer hamisan bekapcsol a detektor zaj hatására, akkor a lehető leghamarabb kikapcsoljon, ezzel energiát takarítva meg. Célunk a találmánnyal korszerű, gyors és kis hibavalószínűségü beszéddetektálási eljárás megvalósítása. A találmánnyal megoldandó feladat; olyan beszéddetektálási eljárást találni, amely szerint a beszéddetektálási küszöbszintet automatikus, adaptív szabályozás segítségével a mindenkori csatornazaj szintjéhez igazítjuk és ezzel optimális beszédérzékenységet és zajvédettséget érünk el, és amellyel biztosítjuk, hogy a hamis bekapcsolások időtartama minimális legyen. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a vett és kiértékelendő PCM zajmintákból statisztikát készítünk oly módon, hogy megvizsgáljuk, hogy hányadrészük esik egy adott detektálási küszöbszint fölé, illetve alá. Ezután a zajstatisztika eredménye alapján addig változtatjuk a küszöbszintet, amíg el nem érjük, hogy a vett zajmintáknak csak egy előre meghatározott kis hányada esik a zajküszöbszint fölé. Majd a beszédküszöböt ehhez képest egy konstans értékkel nagyobbra választjuk, így biztosítva a megcélzott optimális zajvédettséget és beszédérzékenységet. Mindezek ellenére előfordulhat, hogy a beszéddetektor zaj hatására kapcsolja be a vivőt. De ha a beszédküszöböt meghaladó minták száma - azaz a detektort működtető zajimpulzus hossza - nem lép túl egy előre meghatározott értéket, amely biztonsággal rövidebb a küszöböt meghaladó beszédszegmensek jellemző hosszánál, akkor a kikapcsolásí késleltetést az egyébként szokásos értéknél rövidebbre állítjuk be. Eljárás fix vagy véletlen vivőkijelölésű egyedi beszédcsatornás szatellitkommunikációs rendszerekben a beszéddetektálás megvalósítására, ahol a beszéddetektálás PCM minták kiértékelésén alapszik oly módon, hogy a vivőt akkor adjuk ki, ha egymást követő MA számú minta túllépte a beszédküszöböt. Zaj detektálásakor, vagyis amikor a fenti feltétel nem teljesül és a detektor kikapcsolási késleltetése lejárt, kettős értelemben is adaptív zaj- és beszédküszöb-szabályozási folyamatot indítunk el. A kettős értelemben adaptív zaj- és beszédküszöbszabályozási folyamattal egyrészt a zajküszöböt és a tőle fix távolságra lévő beszédküszöböt a zajmintákból készített statisztikai átlagok segítségével úgy állítjuk be, hogy maximális zajimmunitás mellett maximális beszédérzékenységet kapjunk, másrészt az aktuális zajküszöb értékének függvényében úgy változtatjuk a zajküszöb és a beszédküszöb távolságát, hogy tovább növeljük jóminőségű csatornák esetében a zajimmunitást; Amennyiben a detektort aktiváló mintasorozat hossza a beszédnél tipikus minimális szegmenshossz alatt marad, azaz a detektort feltehetőleg zaj aktiválta, akkor a kikapcsolási késleltetés értékét előnyösen kisebb értékre választjuk, mint beszéd esetén. Ezzel minimáljuk a hamis vivőkiadás időtartamát. A találmány szerinti eljárás részletesebben az 1. ábra alapján érthető meg, ahol a folyamatábráknál szokásos jelölésmódnak megfelelően a rombusz a belsejébe beleírt feltétel teljesülésének megfelelő kétirányú elágazást, a téglalap pedig a beleírt művelet elvégzését jelenti. A folyamatábra jelölései: KÉÁ- kezdetiérték állítás VJ- vett jel KB- beszédküszöb VJSZ- vett jel számláló MA- vett jel számláló maximuma K- kikapcsolási késleltetés KN- kikapcsolási késleltetés nagyobbik téke 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
