專利名稱：用于動態(tài)正規(guī)化以減少低電平信號的精確度損失的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體來說涉及信號處理技術(shù)。更特定來說，本發(fā)明涉及用于動態(tài)正規(guī)化以 減少低電平信號的精確度損失的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
術(shù)語"信號處理"可指對信號的處理及解釋。相關(guān)信號可包含聲音、圖像及許多 其它信號。對此類信號的處理可包含存儲及重構(gòu)、從噪聲中分離信息、壓縮及特征提 取。術(shù)語"數(shù)字信號處理"可指對呈數(shù)字表示形式的信號及這些信號的處理方法的研 究。數(shù)字信號處理是例如移動電話及因特網(wǎng)的許多通信技術(shù)的要素?？墒褂脤ｉT的計 算機來執(zhí)行用于數(shù)字信號處理的算法，所述專門的計算機可利用稱作數(shù)字信號處理器 的專門的微處理器(有時簡稱為DSP)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭示一種經(jīng)配置以用于動態(tài)正規(guī)化以減少低電平信號精確度損失的設(shè)備。 所述設(shè)備可包含處理器及與所述處理器以電子方式通信的存儲器。指令可存儲在所述 存儲器中。可執(zhí)行所述指令以確定信號的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子。所述正規(guī)化因子可取 決于所述信號的當(dāng)前幀的振幅。所述正規(guī)化因子還可取決于對經(jīng)正規(guī)化信號的先前幀 執(zhí)行一個或一個以上操作后的狀態(tài)的值。還可執(zhí)行所述指令以基于確定的正規(guī)化因子 來正規(guī)化所述信號的當(dāng)前幀。還可執(zhí)行所述指令以基于確定的正規(guī)化因子來調(diào)節(jié)所述 狀態(tài)的正規(guī)化因子。
本發(fā)明揭示一種用于動態(tài)正規(guī)化以減少低電平信號的精確度損失的方法。所述方 法可包括確定信號的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子。所述正規(guī)化因子可取決于所述信號的當(dāng)前 幀的振幅。所述正規(guī)化因子還可取決于對經(jīng)正規(guī)化信號的先前幀執(zhí)行一個或一個以上操作后的狀態(tài)的值。所述方法還可包括基于確定的正規(guī)化因子來正規(guī)化所述信號的當(dāng) 前幀。所述方法還可包括基于確定的正規(guī)化因子來調(diào)節(jié)所述狀態(tài)的正規(guī)化因子。
本發(fā)明揭示一種經(jīng)配置以用于動態(tài)正規(guī)化以減少低電平信號的精確度損失的設(shè) 備。所述設(shè)備可包含用于為信號的當(dāng)前幀確定正規(guī)化因子的裝置。所述正規(guī)化因子可 取決于所述信號的當(dāng)前幀的振幅。所述正規(guī)化因子還可取決于對經(jīng)正規(guī)化信號的先前 幀執(zhí)行一個或一個以上操作后的狀態(tài)的值。所述設(shè)備還可包含用于基于確定的正規(guī)化 因子來正規(guī)化所述信號的當(dāng)前幀的裝置。所述設(shè)備還可包含用于基于確定的正規(guī)化因 子來調(diào)節(jié)所述狀態(tài)的正規(guī)化因子的裝置。
還揭示一種計算機可讀媒體。所述計算機可讀媒體可經(jīng)配置以存儲指令集?？蓤?zhí) 行所述指令集以確定信號的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子。所述正規(guī)化因子可取決于所述信號 的當(dāng)前幀的振幅。所述正規(guī)化因子還可取決于對經(jīng)正規(guī)化信號的先前幀執(zhí)行一個或一 個以上操作后的狀態(tài)的值。還可執(zhí)行所述指令集以基于確定的正規(guī)化因子來正規(guī)化所 述信號的當(dāng)前幀。還可執(zhí)行所述指令集以基于確定的正規(guī)化因子來調(diào)節(jié)所述狀態(tài)的正 規(guī)化因子。
本發(fā)明還揭示一種用于動態(tài)正規(guī)化以減少低電平信號的精確度損失的系統(tǒng)。所述 系統(tǒng)可包含因子確定組件。所述因子確定組件可經(jīng)配置以確定信號的當(dāng)前幀的正規(guī)化 因子。所述正規(guī)化因子可取決于所述信號的當(dāng)前幀的振幅。所述正規(guī)化因子還可取決 于對經(jīng)正規(guī)化信號的先前幀執(zhí)行一個或一個以上操作后的狀態(tài)的值。所述系統(tǒng)還可包 含信號正規(guī)化器。所述信號正規(guī)化器可經(jīng)配置以基于確定的正規(guī)化因子來正規(guī)化所述 信號的當(dāng)前幀。所述系統(tǒng)還可包含狀態(tài)正規(guī)化因子調(diào)節(jié)器。所述狀態(tài)正規(guī)化因子調(diào)節(jié) 器可經(jīng)配置以基于確定的正規(guī)化因子來調(diào)節(jié)所述狀態(tài)的正規(guī)化因子。
本文中使用的術(shù)語"確定"(及其語法變型)用于極其廣泛的意義中。術(shù)語"確 定"囊括各種動作，且因此，"確定"可包含運算、計算、處理、推導(dǎo)、研究、查詢
(例如，在表格、數(shù)據(jù)庫或另一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中進行查詢)、査明等等。同樣，"確定" 還可包含接收(例如，接收信息)、存取(例如，存取存儲器中的數(shù)據(jù))等等。同樣， "確定"還可包含解決、選擇、選定、建立等等。
短語"基于"并不意味著"僅僅基于"，除非另外明確規(guī)定。換句話說，短語"基 于"既描述"僅僅基于"又描述"至少基于"。


圖1圖解說明無線通信系統(tǒng)；
圖2圖解說明可用于無線通信系統(tǒng)中的寬帶編碼器； 圖3圖解說明來自圖2的寬帶編碼器的高頻帶編碼器； 圖4圖解說明來自圖3的高頻帶編碼器的因子確定組件； 圖5圖解說明可用于無線通信系統(tǒng)中的寬帶解碼器；圖6圖解說明用于動態(tài)正規(guī)化以減少低電平信號精確度損失的方法；
圖7圖解說明用于確定低頻帶激勵信號的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子的方法；且
圖8圖解說明可用于通信裝置中的各種組件。
具體實施例方式
圖1圖解說明無線通信系統(tǒng)100，其可包含多個移動臺102、多個基站104、基站 控制器(BSC) 106及移動交換中心(MSC) 108。 MSC 108可經(jīng)配置以與公用電話交 換網(wǎng)(PSTN) 110介接。MSC 108還可經(jīng)配置以與BSC 106介接。系統(tǒng)100中可存在 一個以上BSC106。移動臺102可包含蜂窩式或便攜式通信系統(tǒng)(PCS)電話。
每一基站104均可包含至少一個扇區(qū)(未圖示)，其中每一扇區(qū)均可具有全向天 線或指向徑向遠(yuǎn)離基站104的特定方向的天線?；蛘?，每一扇區(qū)可包含兩個天線以進 行分集接收。每一基站104均可經(jīng)設(shè)計以支持多個頻率指派。無線通信系統(tǒng)100可經(jīng) 配置以實施碼分多址(CDMA)技術(shù)。在CDMA系統(tǒng)100中，扇區(qū)與頻率指派的相交 部分可稱作CDMA信道。
在無線通信系統(tǒng)100的操作期間，基站104可從若干組移動臺102接收若干組反 向鏈路信號。移動臺102可正進行電話呼叫或其它通信?？稍诩榷ɑ?04內(nèi)處理由 所述基站104接收的每一反向鏈路信號?？蓪⑺玫臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到BSC 106。 BSC 106 可提供呼叫資源分配及移動管理功能性，其中包含對各基站104之間的軟越區(qū)切換的 協(xié)調(diào)。BSC 106還可將所接收的數(shù)據(jù)路由到MSC 108，其可提供用于與PSTN 110介 接的額外路由服務(wù)。類似地，PSTN 110可與MSC 108介接，且MSC 108可與BSC 106 介接，BSC 106又可控制基站104以將若干組正向鏈路信號發(fā)射到若干組移動臺102。
出于舉例的目的，將結(jié)合可由寬帶聲碼器處理的語音信號描述某些系統(tǒng)及方法。 (下文將更詳細(xì)地論述術(shù)語"寬帶聲碼器"。)然而，本文中所揭示的系統(tǒng)及方法可 適用于語音信號背景以外的背景。事實上，本文中所揭示的系統(tǒng)及方法可與任何類型 的信號(例如，音樂、視頻等)的有限精確度處理結(jié)合使用。
下文的論述包含對濾波狀態(tài)的提及。然而，本文中所揭示的系統(tǒng)及方法可適用于 其它類型的狀態(tài)。同樣，術(shù)語"狀態(tài)"應(yīng)在廣義上被解釋為意指程序或機器中的信息 或存儲器的任何配置。
通過數(shù)字技術(shù)來發(fā)射話音已日益廣泛，尤其是在長途及數(shù)字無線電電話應(yīng)用中。 過去，話音通信的帶寬已被限定到300-3400 kHz的頻率范圍內(nèi)。新的用于話音通信的 網(wǎng)絡(luò)(例如，蜂窩式電話及經(jīng)由IP的話音)可能不具有相同的帶寬限制，且其可能希 望經(jīng)由此類網(wǎng)絡(luò)來發(fā)射及接收包含寬帶頻率范圍的話音通信。
話音編碼器(或"聲碼器")是一種促進跨越通信信道對經(jīng)壓縮語音信號的發(fā)射 的裝置。聲碼器可包括編碼器及解碼器?？蓪魅胝Z音信號分為若干時間塊或分析幀。 所述編碼器可分析傳入語音幀以提取某些相關(guān)參數(shù)，且接著將所述參數(shù)量化為二進制表示?？蓪⑺龆M制表示封包為發(fā)射幀并經(jīng)由通信信道發(fā)射到具有解碼器的接收器。 所述解碼器可處理所述發(fā)射幀，對其進行解量化以產(chǎn)生參數(shù)，并使用所述經(jīng)解量化參 數(shù)來重新合成所述語音幀?？捎蛇\行聲碼器的數(shù)字信號處理器(DSP)來執(zhí)行對語音 信號的編碼及解碼。由于某些話音通信應(yīng)用的性質(zhì)，可實時地完成對語音信號的編碼 及解碼。
部署在無線通信系統(tǒng)100中的裝置(例如，移動臺102或基站104)可包含寬帶 聲碼器，即，經(jīng)配置以支持寬帶頻率范圍的聲碼器。寬帶聲碼器可包括寬帶編碼器及 寬帶解碼器。
圖2圖解說明寬帶編碼器212。寬帶編碼器212可實施在可用于無線通信系統(tǒng)100 內(nèi)的設(shè)備中。所述設(shè)備可以是移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)、膝上型計算機、數(shù) 碼相機、音樂播放器、游戲裝置或任何其它具有處理器的裝置。所述設(shè)備可用作無線 通信系統(tǒng)100內(nèi)的移動臺102或基站104。
可向?qū)拵Ь幋a器212提供寬帶語音信號214。寬帶編碼器212可包含分析濾波器 組216。濾波器組216可對寬帶語音信號214進行濾波以產(chǎn)生低頻帶信號218及高頻 帶信號220。
可將低頻帶信號218提供到低頻帶編碼器222。低頻帶編碼器222可對低頻帶信 號218進行編碼，從而產(chǎn)生經(jīng)編碼的低頻帶信號224。低頻帶編碼器222還可輸出低 頻帶激勵信號226。
可將高頻帶信號220提供到高頻帶編碼器228。還可將由低頻帶編碼器222輸出 的低頻帶激勵信號226提供到高頻帶編碼器228。高頻帶編碼器228可根據(jù)低頻帶激 勵信號226中的信息對高頻帶信號220進行編碼，從而產(chǎn)生經(jīng)編碼的高頻帶信號230。
圖3圖解說明高頻帶編碼器228。如上文所論述，可將低頻帶激勵信號226提供 到高頻帶編碼器228。高頻帶編碼器228可包含高頻帶激勵產(chǎn)生器332。高頻帶激勵產(chǎn) 生器332可從低頻帶激勵信號226中導(dǎo)出高頻帶激勵信號334。
有限數(shù)目的位可供用于表示寬帶編碼器212內(nèi)的信號(例如，傳入寬帶語音信號 214及低頻帶激勵信號226)的振幅。可用來表示這些信號的精確度可與用來表示所述 信號的位的數(shù)目成正比。本文中使用的術(shù)語"振幅"可指振幅值陣列的任何振幅值。 舉例來說，術(shù)語"振幅"可指振幅值陣列的元素的絕對值的最大值。
為產(chǎn)生高頻帶激勵信號334，高頻帶激勵產(chǎn)生器332可對低頻帶激勵信號226(或， 如下文將解釋，低頻帶激勵信號226的經(jīng)正規(guī)化版本336)執(zhí)行若干算數(shù)運算。在對 低頻帶激勵信號226執(zhí)行至少部分這些算術(shù)運算時，高頻帶激勵產(chǎn)生器332可利用低 頻帶激勵信號226中的N個最高有效位(MSB)。換句話說，如果使用M個位來表 示低頻帶激勵信號226的振幅，則高頻帶激勵產(chǎn)生器332可舍棄低頻帶激勵信號226 中的M-iV個最低有效位(LSB)且可將低頻帶激勵信號226的7V個MSB用于所執(zhí)行 的算術(shù)運算。
可以許多不同方式來對人類語音進行分類。語音的某些分類可包含濁音語音、清音語音、瞬態(tài)語音，及字間暫停期間的靜默間隔/背景噪聲。在某些情況下(例如，對 清音聲音、瞬態(tài)語音及靜默間隔/背景噪聲)，寬帶語音信號214的振幅可相對較低。 本文中可使用術(shù)語低電平信號來指代具有相對低振幅的寬帶語音信號214。如果傳入 寬帶語音信號214是低電平信號，則可在可用位的LSB中全部地或至少大部分地表示 低頻帶激勵信號226的振幅。如果高頻帶激勵產(chǎn)生器332舍棄所述LSB，則表示低頻 帶激勵信號226的精確度可受到重大的損失。在一種極端情況中，低頻帶激勵信號226 可由于高頻帶激勵產(chǎn)生器332而近似為零。
為解決此問題并可能地減少精確度損失，高頻帶編碼器228可包含信號正規(guī)化器 338。信號正規(guī)化器338可正規(guī)化低頻帶激勵信號226，從而獲得經(jīng)正規(guī)化低頻帶激勵 信號336。下文將論述關(guān)于信號正規(guī)化器338在正規(guī)化低頻帶激勵信號226時的操作 的額外細(xì)節(jié)。
可基于正規(guī)化因子344來正規(guī)化低頻帶激勵信號226。正規(guī)化因子344可替代地 稱作Q因子344。如下文將論述，可選擇正規(guī)化因子344以防止飽和。確定正規(guī)化因 子344的組件可稱作因子確定組件346。
可將低頻帶激勵信號226分為若干幀。術(shù)語"當(dāng)前幀"可指目前正由寬帶編碼器 212處理的幀。術(shù)語"先前幀"可指緊在當(dāng)前幀之前處理的低頻帶激勵信號226的幀。
可逐個幀地執(zhí)行正規(guī)化。因此，可為低頻帶激勵信號226的不同幀確定不同的正 規(guī)化因子344。由于正規(guī)化因子344可隨時間而改變，因此可將由信號正規(guī)化器338 及濾波狀態(tài)正規(guī)化因子調(diào)節(jié)器340執(zhí)行的正規(guī)化類型稱為動態(tài)正規(guī)化。
一旦低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子344已被確定，信號正規(guī)化器338 即可基于正規(guī)化因子344來正規(guī)化低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀。正規(guī)化低頻帶激勵 信號226可包括使低頻帶激勵信號226的位向左移位對應(yīng)于正規(guī)化因子344的量。
在某些實施方案中，正規(guī)化因子344可為負(fù)值。舉例來說， 一旦最初已確定正規(guī) 化因子344,即可從正規(guī)化因子344的初始值減去某一量(例如，l)來作為用以防止 飽和的保護?？蓪⒋朔Q作提供"凈空"。當(dāng)正規(guī)化因子344為負(fù)值時，向左移位負(fù)值 正規(guī)化因子344可等同于向右移位對應(yīng)的正數(shù)。
另外，可提供濾波狀態(tài)正規(guī)化因子調(diào)節(jié)器340。濾波狀態(tài)正規(guī)化因子調(diào)節(jié)器340 可基于確定的正規(guī)化因子344來調(diào)節(jié)濾波狀態(tài)342的正規(guī)化因子。調(diào)節(jié)濾波狀態(tài)342 的正規(guī)化因子可包括使濾波狀態(tài)342的位向左移位一定量，所述量對應(yīng)于為低頻帶激 勵信號226的當(dāng)前幀確定的正規(guī)化因子344與為低頻帶激勵信號226的先前幀確定的 正規(guī)化因子344之間的差。此操作將濾波狀態(tài)342帶入與經(jīng)正規(guī)化低頻帶激勵信號336 相同的正規(guī)化因子344中，此可促進正在執(zhí)行的濾波操作。
當(dāng)已確定正規(guī)化因子344，已正規(guī)化低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀，且已調(diào)節(jié)高 頻帶激勵產(chǎn)生器332的濾波狀態(tài)342的正規(guī)化因子時，高頻帶激勵產(chǎn)生器332可從經(jīng) 正規(guī)化的低頻帶激勵信號336中導(dǎo)出高頻帶激勵信號334。此可包括使用經(jīng)調(diào)節(jié)濾波 狀態(tài)342對經(jīng)正規(guī)化低頻帶激勵信號336執(zhí)行濾波操作，此二者均具有正規(guī)化因子344。
可選擇低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子344以便不發(fā)生飽和。飽和可 能發(fā)生的方式可有數(shù)種。舉例來說，飽和的發(fā)生可能是由于使低頻帶激勵信號226的 位向左移位到其中所述低頻帶激勵信號超出范圍的程度，所述范圍由用以表示所述低 頻帶激勵信號的位的數(shù)目來給出。在上文所論述的實例中，假定使用M個位來表示低 頻帶激勵信號226。在此情況下，使用二進制補碼帶符號算術(shù)的低頻帶激勵信號226 的最大值可為2^"-l且最小值可為-2氣如果M: 16 (即，如果使用16個位來表示低 頻帶激勵信號226)，則使用二進制補碼帶符號算術(shù)的低頻帶激勵信號226的最大值 可為215-1或32767，且最小值可為-215或-32768。在此情況下，如果使低頻帶激勵信 號226的位向左移位以使低頻帶激勵信號226的值超過32767 (對正數(shù)來說)或變?yōu)?小于-32768 (對負(fù)數(shù)來說)，則可發(fā)生飽和?？纱_定正規(guī)化因子344以不發(fā)生此類型 的飽和。因此，正規(guī)化因子344可取決于低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀的振幅。因此， 可將低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀提供到因子確定組件346并用于確定正規(guī)化因子 344。
作為另一實例，飽和的發(fā)生可能是由于使高頻帶激勵產(chǎn)生器332的濾波狀態(tài)342 的位向左移位到其中所述濾波狀態(tài)超出范圍的程度。如以上實例中所論述，如果 M=16，則此范圍由落入不大于+32767且不小于-32768的數(shù)范疇的數(shù)集來給出?？纱_ 定正規(guī)化因子344以使得此不會發(fā)生。當(dāng)已調(diào)節(jié)濾波狀態(tài)342的正規(guī)化因子時，濾波 狀態(tài)342的值可取決于對經(jīng)正規(guī)化的低頻帶激勵信號336的先前幀執(zhí)行的濾波操作。 因此，正規(guī)化因子344可取決于對經(jīng)正規(guī)化的低頻帶激勵信號336的先前幀執(zhí)行濾波 操作之后的濾波狀態(tài)342的值。因此，可將關(guān)于對經(jīng)正規(guī)化低頻帶激勵信號336的先 前幀執(zhí)行濾波操作之后的濾波狀態(tài)342的值的信息348提供到因子確定組件346并用 于確定正規(guī)化因子344。
可以上文描述的方式正規(guī)化低頻帶激勵信號226的每一幀。更具體來說，可為低 頻帶激勵信號226的每一幀確定正規(guī)化因子344?？苫跒樗鰩_定的正規(guī)化因子 344來正規(guī)化低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀。同樣，可基于為所述幀確定的正規(guī)化因 子344來調(diào)節(jié)濾波狀態(tài)342的正規(guī)化因子?？蓪Φ皖l帶激勵信號226的每一幀執(zhí)行這 些步驟(即確定正規(guī)化因子344、正規(guī)化低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀，及調(diào)節(jié)濾 波狀態(tài)342的正規(guī)化因子)。
圖4圖解說明因子確定組件346。如上所述，因子確定組件346可確定低頻帶激 勵信號的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子344a。
如上文所論述，可將低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀提供到因子確定組件346?？?分析低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀以確定低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子 334a的最優(yōu)值。(所述最優(yōu)值在圖4中以參考編號450標(biāo)記，且在下文中將稱作最優(yōu) 值450。)實施此功能性的組件可稱作最優(yōu)值確定組件452。
可基于低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀的振幅來確定正規(guī)化因子344的最優(yōu)值450。由于當(dāng)前幀的低頻帶激勵信號226包括數(shù)陣列，因此正規(guī)化因子344的最優(yōu)值450可 指可在不導(dǎo)致飽和的情況下向左移位的數(shù)陣列絕對值的最大值的位數(shù)目，還可稱為塊 正規(guī)化因子。正規(guī)化因子344的最優(yōu)值450可指示可在不導(dǎo)致飽和的情況下將低頻帶 激勵信號226的當(dāng)前幀的位向左移位到什么程度。
如上文所論述，還可將關(guān)于對經(jīng)正規(guī)化低頻帶激勵信號336的先前幀執(zhí)行濾波操 作之后的濾波狀態(tài)342的值的信息348提供到因子確定組件346?？墒褂眯畔?48來 確定高頻帶激勵產(chǎn)生器332的濾波狀態(tài)342的比例因子454。實施此功能性的組件可 稱為比例因子確定組件456。
可基于已接收的濾波狀態(tài)信息348來確定比例因子454。比例因子454可指示可 在不導(dǎo)致飽和的情況下將濾波狀態(tài)342的位向左移位到什么程度。用于獲得此比例因 子454的程序可類似于上文所提及用于確定正規(guī)化因子344的最優(yōu)值450的程序，在 此情況下的數(shù)陣列為濾波狀態(tài)，其中所述濾波狀態(tài)可以是來自不同濾波器的狀態(tài)。
在某些實施方案中，某些濾波狀態(tài)可以是雙精確度(DP, 32位)，且某些濾波 狀態(tài)可以是單精確度(SP， 16位)。在此類實施方案中，可獲得所述雙倍精確度濾波 狀態(tài)的塊正規(guī)化因子。接著，可將此塊正規(guī)化因子按比例縮減兩倍以將其引入到單精 確度域。接著可確定哪一個是此經(jīng)按比例縮減的雙精確度塊正規(guī)化因子與所述單精確 度濾波狀態(tài)的塊正規(guī)化因子之間的最低塊正規(guī)化因子。接著，可將所述最低塊正規(guī)化 因子以比例因子454形式輸出。在此具體實例中，術(shù)語當(dāng)前幀正規(guī)化因子344a及先前 幀正規(guī)化因子344b是指所述單精確度域中的正規(guī)化因子。在使雙精確度濾波狀態(tài)342 的位向左移位之前，濾波狀態(tài)正規(guī)化因子調(diào)節(jié)器340將為低頻帶激勵信號226的當(dāng)前 幀確定的正規(guī)化因子344與為低頻帶激勵信號226的先前幀確定的正規(guī)化因子344之 間的差按比例放大兩倍。
可對飽和條件進行評估?？蓪嵤┐斯δ苄缘慕M件稱為條件評估組件458。所述 飽和條件可取決于低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子344a的最優(yōu)值450。所 述飽和條件還可取決于高頻帶激勵產(chǎn)生器332的濾波狀態(tài)342的比例因子454。
所述飽和條件還可取決于低頻帶激勵信號226的先前幀的正規(guī)化因子344b。低頻 帶激勵信號226的先前幀的正規(guī)化因子344b可指示在對經(jīng)正規(guī)化的低頻帶激勵信號 336的先前幀執(zhí)行濾波操作之前，低頻帶激勵信號226的先前幀的位曾被移位到什么 程度。
可將所估計的飽和條件表達(dá)為
<formula>formula see original document page 11</formula>
在方程式(l)中，項Qi叩可指低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子344a的 最優(yōu)值450。項prev_Qinp可指低頻帶激勵信號226的先前幀的正規(guī)化因子344b。項 Q—states可指濾波狀態(tài)342的比例因子454。
如果確定不滿足所述飽和條件，則可將此解釋為意味著將正規(guī)化因子344a設(shè)置 為等于所確定的最優(yōu)值450將不會導(dǎo)致飽和。在此情況下，確定低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子344a可包括將正規(guī)化因子344a設(shè)置為等于所確定的最優(yōu)值 450。
如果確定滿足所述飽和條件，則可將此解釋為意味著將正規(guī)化因子344a設(shè)置為 等于所確定的最優(yōu)值450將導(dǎo)致飽和。在此情況下，確定低頻帶激勵信號226的當(dāng)前 幀的正規(guī)化因子344a可包括將正規(guī)化因子344a設(shè)置為等于prev_Qhip + Q—states。在 此表達(dá)式中，項Qinp、 prev—Qi叩及(^states可具有如上文結(jié)合方程式(l)所論述相同 的意義。因此，正規(guī)化因子344a可由表達(dá)式MIN (Q—inp, prev—Qinp + (^states)給出。
圖5圖解說明寬帶解碼器560?？蓪拵Ы獯a器560實施在可在無線通信系統(tǒng)100 內(nèi)利用的設(shè)備中。所述設(shè)備可以是移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)、膝上型計算機、 數(shù)碼相機、音樂播放器、游戲裝置或任何其它具有處理器的裝置。所述設(shè)備可用作無 線通信系統(tǒng)100內(nèi)的移動臺102或基站104。
可將經(jīng)編碼低頻帶信號524 (或224)提供到寬帶解碼器560。寬帶解碼器560可 包含低頻帶解碼器562。低頻帶解碼器562可對經(jīng)編碼的低頻帶信號524進行解碼， 從而獲得經(jīng)解碼的低頻帶信號518。低頻帶解碼器562還可輸出低頻帶激勵信號526。
還可將經(jīng)編碼的高頻帶信號530 (或230)提供到寬帶解碼器560。寬帶解碼器 560可包含高頻帶解碼器564。可將經(jīng)編碼高頻帶信號530提供到高頻帶解碼器564。 還可將由低頻帶解碼器562輸出的低頻帶激勵信號526提供到高頻帶解碼器564。高 頻帶解碼器564可根據(jù)低頻帶激勵信號526中的信息對經(jīng)編碼的高頻帶信號530進行 解碼，從而獲得經(jīng)解碼的高頻帶信號520。
寬帶解碼器560還可包含合成濾波器組516?？蓪⒂傻皖l帶解碼器562輸出的經(jīng) 解碼低頻帶信號518及由高頻帶解碼器564輸出的經(jīng)解碼高頻帶信號520提供到合成 濾波器組516。合成濾波器組516可將經(jīng)解碼的低頻帶信號518與經(jīng)解碼的高頻帶信 號520組合在一起以產(chǎn)生寬帶語音信號514。
高頻帶解碼器564可包含上文結(jié)合高頻帶編碼器228所描述的某些相同組件。舉 例來說，高頻帶解碼器564可包含高頻帶激勵產(chǎn)生器332、信號正規(guī)化器338、濾波狀 態(tài)正規(guī)化因子調(diào)節(jié)器340及因子確定組件346。(圖5中未顯示這些組件。)這些組 件的操作可與上文結(jié)合高頻帶編碼器228所描述的對應(yīng)組件的操作相似或相同。因此， 上文針對寬帶編碼器212所描述用于動態(tài)正規(guī)化低頻帶激勵信號226的技術(shù)還可應(yīng)用 于圖5中針對寬帶解碼器560所顯示的低頻帶激勵信號526。
圖6圖解說明用于動態(tài)正規(guī)化以減少低電平信號精確度損失的方法600。方法600 可由移動臺102內(nèi)的寬帶編碼器212或由無線通信系統(tǒng)100內(nèi)的基站104來實施?；?者，方法600可由移動臺102內(nèi)的寬帶解碼器560或由無線通信系統(tǒng)100內(nèi)的基站104 來實施。
根據(jù)方法600，可接收低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀(602)?？纱_定低頻帶激勵 信號226的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子344 (604)。正規(guī)化因子344可取決于低頻帶激勵信 號226的當(dāng)前幀的振幅。正規(guī)化因子344還可取決于對經(jīng)正規(guī)化低頻帶激勵信號336的先前幀執(zhí)行濾波操作之后的高頻帶激勵產(chǎn)生器332的濾波狀態(tài)342的值。
可基于已確定(604)的正規(guī)化因子344來正規(guī)化低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀 (606)。另外，可基于已確定(604)的正規(guī)化因子344來調(diào)節(jié)高頻帶激勵產(chǎn)生器332 的濾波狀態(tài)的正規(guī)化因子(608)。
圖7圖解說明用于確定低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子344a的方法 700。(參考編號344a是指當(dāng)前幀的正規(guī)化因子344a，且參考編號344b是指先前幀 的正規(guī)化因子344b。)方法600可由移動臺102內(nèi)的寬帶編碼器212或由無線通信系 統(tǒng)100內(nèi)的基站104來實施?；蛘?，方法700可由移動臺102內(nèi)的寬帶解碼器560或 由無線通信系統(tǒng)100內(nèi)的基站104來實施。
根據(jù)方法700，可確定低頻帶激勵信號226的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子344a的最優(yōu)值 450 (702)。正規(guī)化因子344a的最優(yōu)值450可指示可在不導(dǎo)致飽和的情況下將低頻帶 激勵信號226的當(dāng)前幀的位向左移位到什么程度。
可確定高頻帶激勵產(chǎn)生器332的濾波狀態(tài)342的比例因子454 (704)。比例因子 454可指示可在不導(dǎo)致飽和的情況下將濾波狀態(tài)342的位向左移位到什么程度。
可對飽和條件進行評估(706)。所述飽和條件可取決于低頻帶激勵信號226的 當(dāng)前幀的正規(guī)化因子344a的最優(yōu)值450。所述飽和條件還可取決于高頻帶激勵產(chǎn)生器 332的濾波狀態(tài)342的比例因子454。所述飽和條件還可取決于低頻帶激勵信號226 的先前幀的正規(guī)化因子344b。
如果確定不滿足所述飽和條件(706)，則可將此解釋為意味著將正規(guī)化因子344 設(shè)置為等于已確定(702)的最優(yōu)值450將不會導(dǎo)致飽和。因此，可將低頻帶激勵信號 226的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子344設(shè)置為等于已確定(702)的最優(yōu)值450 (708)。
如果確定(706)不滿足所述飽和條件，則可將此解釋為意味著將正規(guī)化因子344 設(shè)置為等于已確定(702)的最優(yōu)值450將會導(dǎo)致飽和。因此，可將低頻帶激勵信號 226的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子344a設(shè)置(710)為等于prev_Qinp + Q—states。如上所述， 項prev—Qi叩可指低頻帶激勵信號226的先前幀的正規(guī)化因子344b。項Q—states可指 濾波狀態(tài)342的比例因子。
圖8圖解說明可在通信裝置801中利用的各種組件。通信裝置801可包含控制裝 置801的操作的處理器803。還可將處理器803稱為CPU。存儲器805 (其可包含只 讀存儲器(ROM)與隨機存取存儲器(RAM)兩者)向處理器803提供指令及數(shù)據(jù)。 存儲器805的一部分還可包含非易失性隨機存取存儲器(NVRAM)。
通信裝置801還可包含外殼809，所述外殼可包含發(fā)射器811及接收器813以允 許在通信裝置801與遠(yuǎn)程位置之間進行數(shù)據(jù)的發(fā)射及接收。可將發(fā)射器811與接收器 813組合為收發(fā)器815?？蓪⑻炀€817附接到外殼809并電耦合到收發(fā)器815。
通信裝置801還可包含信號檢測器807，所述信號檢測器可用于檢測及量化由收 發(fā)器815接收的信號的電平。信號檢測器807可檢測例如總能量、每偽噪聲(PN)碼 片的導(dǎo)頻能量、功率譜密度的信號及其它信號。通信裝置801的狀態(tài)改變器819可基于當(dāng)前狀態(tài)及由收發(fā)器815接收且由信號檢 測器807檢測的額外信號來控制通信裝置801的狀態(tài)。裝置801可能夠以若干狀態(tài)中 的任一者來操作。通信裝置801還可包含系統(tǒng)確定器821，所述系統(tǒng)確定器可用以控 制裝置801且可在其確定當(dāng)前服務(wù)提供者系統(tǒng)不充分時確定裝置801應(yīng)轉(zhuǎn)移到哪一服 務(wù)提供者系統(tǒng)。
通信裝置801的各種組件可由總線系統(tǒng)823耦合在一起，除數(shù)據(jù)總線外，所述總 線系統(tǒng)還可包含電源總線、控制信號總線及狀態(tài)信號總線。然而，為清晰起見，在圖 8中將所述各種總線圖解說明為總線系統(tǒng)823。通信裝置801還可包含供用于處理信號 的數(shù)字信號處理器(DSP) 825。
可使用各種不同技術(shù)及技法中的任一種來表示信息及信號。舉例來說，上文說明 通篇中可能提及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號等可由電壓、電流、電磁波、磁場 或磁粒子、光場或光粒子或其任何組合來表示。
本文所揭示的各種說明性邏輯塊、模塊、電路、方法及算法步驟可以硬件、軟件 或此兩者實施。為清晰地圖解說明硬件與軟件的此可互換性，上文已就其功能性大體 描述了各種說明性組件、塊、模塊、電路及步驟。所述功能性實施為硬件還是軟件取 決于特定應(yīng)用及施加在整個系統(tǒng)上的設(shè)計約束條件。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可針對每一 特定應(yīng)用以不同的方式實施上文所描述的功能性，但是，此類實施決定不應(yīng)被解釋為 限定權(quán)利要求書的范圍。
上文描述的各種說明性邏輯塊、模塊及電路均可由以下裝置實施或執(zhí)行通用處 理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或其經(jīng)設(shè)計以執(zhí)行本文 中所描述功能的任何組合。通用處理器可以是微處理器，但或者，所述處理器可以是 控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器還可實施為計算裝置的組合，例如，DSP與微處 理器的組合、多個微處理器的組合、 一個或一個以上微處理器與DSP核心的聯(lián)合或任 何其它此配置。
本文中所揭示的方法可以硬件、軟件或此兩者實施。軟件可駐留在此項技術(shù)中己 知的任何形式的存儲媒體中。可使用的存儲媒體的某些實例包含RAM存儲器、快閃 存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可裝卸式 磁盤、光盤等等。軟件可包括單個指令或多個指令，且可分布在數(shù)個不同碼段上、分 布在不同程序中及跨越多個存儲媒體。 一存儲媒體可耦合到處理器以使所述處理器可 從存儲媒體讀取信息并將信息寫入到存儲媒體?；蛘?，存儲媒體可以是處理器的組成 部分。
本文中所揭示的方法可包括用于實現(xiàn)所描述的方法的一個或一個以上步驟或動 作。所述方法步驟及/或動作可在不背離權(quán)利要求書的范圍的情況下彼此互換。換句話 說，可在不背離權(quán)利要求書的范圍的情況下對特定步驟及/或動作的次序及/或使用進行 修改，除非已規(guī)定了步驟或動作的特定次序。盡管已圖解說明并描述了特定特征、方面及配置，但應(yīng)了解，權(quán)利要求書并不限 于上文所圖解說明的具體配置及組件?？稍诓槐畴x權(quán)利要求書的范圍的情況下對上文 描述的布置、操作及所述特征、方面及配置的細(xì)節(jié)做出各種修改、改變及變化。
權(quán)利要求
1、一種經(jīng)配置而用于動態(tài)正規(guī)化以減少低電平信號的精確度損失的設(shè)備，其包括處理器；與所述處理器電連通的存儲器；及存儲在所述存儲器中的指令，所述指令可執(zhí)行以確定信號的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子，其中所述正規(guī)化因子取決于所述信號的所述當(dāng)前幀的振幅，且其中所述正規(guī)化因子還取決于對經(jīng)正規(guī)化信號的先前幀實施一個或一個以上操作之后的狀態(tài)的值；基于確定的所述正規(guī)化因子來正規(guī)化所述信號的所述當(dāng)前幀；及基于確定的所述正規(guī)化因子來調(diào)節(jié)所述狀態(tài)的正規(guī)化因子。
2、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述正規(guī)化因子經(jīng)選定以便不發(fā)生飽和。
3、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中確定所述信號的所述當(dāng)前幀的所述正規(guī)化因 子包括基于所述信號的所述當(dāng)前幀的所述振幅確定所述當(dāng)前幀的正規(guī)化因子的最優(yōu)值； 基于關(guān)于對所述經(jīng)正規(guī)化信號的所述先前幀實施所述一個或一個以上操作之后的所述狀態(tài)的所述值的信息，確定所述狀態(tài)的比例因子；及評估飽和條件，所述飽和條件取決于所述當(dāng)前幀的正規(guī)化因子的所述最優(yōu)值、所述比例因子及所述信號的所述先前幀的所述正規(guī)化因子。
4、 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述先前幀的正規(guī)化因子指示在對所述經(jīng)正 規(guī)化信號的所述先前幀實施所述一個或一個以上操作之前，所述信號的所述先前幀的 位被移位到什么程度。
5、 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述當(dāng)前幀的正規(guī)化因子的所述最優(yōu)值指示 可在不導(dǎo)致飽和的情況下將所述信號的所述當(dāng)前幀的位向左移位到什么程度。
6、 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述狀態(tài)的所述比例因子指示可在不導(dǎo)致飽 和的情況下將所述狀態(tài)的位向左移位到什么程度。
7、 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述飽和條件表達(dá)為Qi叩-prev—Qi叩> Q_states，其中Qi叩為所述當(dāng)前幀的正規(guī)化因子的所述最優(yōu)值，其中prev_Qkip為所述先前幀的正規(guī)化因子，且其中Q_states為所述狀態(tài)的所述比例因子。
8、 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中如果滿足所述飽和條件，則確定所述當(dāng)前幀 的正規(guī)化因子進一步包括將所述當(dāng)前幀的正規(guī)化因子設(shè)置為prev—Qinp + Q—states,其 中Qinp為所述當(dāng)前幀的正規(guī)化因子的所述最優(yōu)值，其中prev—Qinp為所述先前幀的正 規(guī)化因子，且其中Q—states為所述狀態(tài)的所述比例因子。
9、 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中如果不滿足所述飽和條件，則確定所述當(dāng)前 幀的正規(guī)化因子進一步包括將所述當(dāng)前幀的正規(guī)化因子設(shè)置為所述當(dāng)前幀的正規(guī)化因 子的所述最優(yōu)值。
10、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中正規(guī)化所述信號的所述當(dāng)前幀包括使所述信 號的所述當(dāng)前幀的位向左移位對應(yīng)于所述當(dāng)前幀的正規(guī)化因子的量。
11、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中調(diào)節(jié)所述狀態(tài)包括使所述狀態(tài)的位移位對應(yīng) 于所述當(dāng)前幀的正規(guī)化因子與所述先前幀的正規(guī)化因子之間的差的量。
12、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中確定所述當(dāng)前幀的正規(guī)化因子、正規(guī)化所述 信號的所述當(dāng)前幀及調(diào)節(jié)所述狀態(tài)是針對所述信號的每一幀實施的。
13、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述信號為低頻帶激勵信號，其中所述經(jīng)正 規(guī)化信號為經(jīng)正規(guī)化的低頻帶激勵信號，其中所述狀態(tài)為高頻帶激勵產(chǎn)生器的濾波狀 態(tài)，且其中所述高頻帶激勵產(chǎn)生器從所述經(jīng)正規(guī)化的低頻帶激勵信號中導(dǎo)出高頻帶激 勵信號。
14、 如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中從所述經(jīng)正規(guī)化的低頻帶激勵信號中導(dǎo)出 所述高頻帶激勵信號包括使用經(jīng)正規(guī)化的濾波狀態(tài)對所述經(jīng)正規(guī)化的低頻帶激勵信號 的所述當(dāng)前幀實施濾波操作。
15、 如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述高頻帶激勵產(chǎn)生器不使用來自所述經(jīng) 正規(guī)化的低頻帶激勵信號的最低有效位來導(dǎo)出所述高頻帶激勵信號。
16、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備選自移動臺及基站。
17、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述指令包括在選自寬帶編碼器及寬帶解碼 器的組件的實施方案中。
18、 一種用于動態(tài)正規(guī)化以減少低電平信號的精確度損失的方法，其包括 確定信號的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子，其中所述正規(guī)化因子取決于所述信號的所述當(dāng)前幀的振幅，且其中所述正規(guī)化因子還取決于對經(jīng)正規(guī)化信號的先前幀實施一個或一 個以上操作之后的狀態(tài)的值；基于確定的所述正規(guī)化因子來正規(guī)化所述信號的所述當(dāng)前幀；及基于確定的所述正規(guī)化因子來調(diào)節(jié)所述狀態(tài)的正規(guī)化因子。
19、 一種經(jīng)配置而用于動態(tài)正規(guī)化以減少低電平信號的精確度損失的設(shè)備，其包括用于確定信號的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子的裝置，其中所述正規(guī)化因子取決于所述信 號的所述當(dāng)前幀的振幅，且其中所述正規(guī)化因子還取決于對經(jīng)正規(guī)化信號的先前幀實 施一個或一個以上操作之后的狀態(tài)的值；用于基于確定的所述正規(guī)化因子來正規(guī)化所述信號的所述當(dāng)前幀的裝置；及 用于基于確定的所述正規(guī)化因子來調(diào)節(jié)所述狀態(tài)的正規(guī)化因子的裝置。
20、 一種計算機可讀媒體，其經(jīng)配置以存儲可執(zhí)行以進行如下操作的指令集 確定信號的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子，其中所述正規(guī)化因子取決于所述信號的所述當(dāng)前幀的振幅，且其中所述正規(guī)化因子還取決于對經(jīng)正規(guī)化信號的先前幀實施一個或一 個以上操作之后的狀態(tài)的值；基于確定的所述正規(guī)化因子來正規(guī)化所述信號的所述當(dāng)前幀；及基于確定的所述正規(guī)化因子來調(diào)節(jié)所述狀態(tài)的正規(guī)化因子。
21、 一種用于動態(tài)正規(guī)化以減少低電平信號的精確度損失的系統(tǒng)，其包括 因子確定組件，其經(jīng)配置以確定信號的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子，其中所述正規(guī)化因子取決于所述信號的所述當(dāng)前幀的振幅，且其中所述正規(guī)化因子還取決于對經(jīng)正規(guī)化 信號的先前幀實施一個或一個以上操作之后的狀態(tài)的值；信號正規(guī)化器，其經(jīng)配置以基于確定的所述正規(guī)化因子來正規(guī)化所述信號的所述 當(dāng)前幀；及狀態(tài)正規(guī)化因子調(diào)節(jié)器，其經(jīng)配置以基于確定的所述正規(guī)化因子來調(diào)節(jié)所述狀態(tài) 的正規(guī)化因子。
全文摘要
可確定信號的當(dāng)前幀的正規(guī)化因子。所述正規(guī)化因子可取決于所述信號的當(dāng)前幀的振幅。所述正規(guī)化因子還可取決于對經(jīng)正規(guī)化信號的先前幀實施一個或一個以上操作之后的狀態(tài)的值?？苫诖_定的正規(guī)化因子來正規(guī)化所述信號的當(dāng)前幀?？苫诖_定的正規(guī)化因子來調(diào)節(jié)所述狀態(tài)的正規(guī)化因子。
文檔編號G10L21/02GK101542601SQ200780044433
公開日2009年9月23日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月4日
發(fā)明者維韋克·拉金德朗, 阿南塔帕德馬納卜漢·A·坎達(dá)哈達(dá)伊 申請人:高通股份有限公司