(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-08
(54)【発明の名称】デジタルゲートウェイのためのチャープ信号フィルタリング
(51)【国際特許分類】
H04B 1/10 20060101AFI20230301BHJP
【FI】
H04B1/10 H
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022541636
(86)(22)【出願日】2021-01-06
(85)【翻訳文提出日】2022-09-05
(86)【国際出願番号】 US2021012350
(87)【国際公開番号】W WO2021142018
(87)【国際公開日】2021-07-15
(32)【優先日】2020-01-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500120059
【氏名又は名称】キュービック コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】CUBIC CORPORATION
(74)【代理人】
【識別番号】100137969
【氏名又は名称】岡部 憲昭
(74)【代理人】
【識別番号】100104824
【氏名又は名称】穐場 仁
(74)【代理人】
【識別番号】100121463
【氏名又は名称】矢口 哲也
(72)【発明者】
【氏名】マンスフィールド,スティーブン,ジョン
(72)【発明者】
【氏名】ナイストロム,ニール,エフ.
【テーマコード(参考)】
5K052
【Fターム(参考)】
5K052AA01
5K052BB01
5K052DD01
5K052FF01
(57)【要約】
通信ネットワークにおいて無線オーバインターネットプロトコル(RoIP)ゲートウェイを通過する際にチャープノイズをフィルタリングするためのシステムおよび方法が開示される。無線信号は、チャープノイズの短いバーストを含むことが多い。入力信号はバッファリングされ、何らかのチャープノイズが検出される。チャープフィルタは、真のオーディオがクリッピングされないことを保証しながらチャープ信号を除去するためにフィルタリング動作を実行する。オーディオクリッピングがなければ、オーディオ信号の完全性は保たれる。
【選択図】
図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合するための無線オーバインターネットプロトコル(RoIP)ゲートウェイであって、前記RoIPゲートウェイは、
無線ネットワークからの入力信号を受け入れるトランシーバと、
前記入力信号を処理するために前記トランシーバに結合された処理ユニットであって、前記処理ユニットが、
前記無線ネットワークからの前記入力信号をデジタル信号に変換する信号変換器と、
無線ネットワークの不活性をフィルタリング除去するために前記デジタル信号を処理する信号検出器と、
前記デジタル信号を記憶するバッファユニットと、
前記バッファユニットの前記デジタル信号にチャープノイズが含まれているかどうかを決定するチャープ検出器と、
前記バッファユニットに結合され、前記デジタル信号からチャープノイズをフィルタリングするチャープフィルタとを備える処理ユニットと、
チャープノイズのない前記デジタル信号をデジタルネットワークに渡すための通信インターフェースと
を備える、無線オーバインターネットプロトコル(RoIP)ゲートウェイ。
【請求項2】
前記デジタルネットワークが、ユニキャストまたはマルチキャスト構成でセッション開始プロトコル(SIP)、ハイパーテキスト転送プロトコル(HTTP)、伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)、および/または非同期転送モード(ATM)プロトコルを使用する、請求項1に記載の1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合するためのRoIPゲートウェイ。
【請求項3】
前記トランシーバが半二重モードで動作する、請求項1に記載の1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合するためのRoIPゲートウェイ。
【請求項4】
前記通信インターフェースが、前記通信インターフェースに結合されたインターネットプロトコル(IP)対応装置との通信を提供する、請求項1に記載の1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合するためのRoIPゲートウェイ。
【請求項5】
前記デジタルネットワークが、有線ネットワーク、光ファイバネットワーク、レーザポイントツーポイント、光見通し線、無線ネットワークの1つまたは複数を備える、請求項1に記載の1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合するためのRoIPゲートウェイ。
【請求項6】
前記トランシーバが、第2の無線ネットワークからの入力信号を受け入れ、
前記無線ネットワークおよび第2の無線ネットワークは、前記RoIPゲートウェイなしでは互いに直接通信することができない、
請求項1に記載の1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合するためのRoIPゲートウェイ。
【請求項7】
前記信号検出器が、閾値持続時間にわたって持続する前記デジタル信号のみを転送する、請求項1に記載の1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合するためのRoIPゲートウェイ。
【請求項8】
前記チャープ検出器が、前記バッファユニットと通信して前記デジタル信号を処理し、チャープ信号を検出して前記チャープフィルタに前記チャープ信号をフィルタリングするよう命令する、請求項1に記載の1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合するためのRoIPゲートウェイ。
【請求項9】
前記チャープフィルタが、オーディオ信号の完全性を保つためにチャープノイズのないデジタル信号のクリッピングを回避する、請求項1に記載の1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合するためのRoIPゲートウェイ。
【請求項10】
前記処理ユニットが、前記バッファの読み出しレートを加速するキャッチアップ回路をさらに備える、請求項1に記載の1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合するためのRoIPゲートウェイ。
【請求項11】
第1のデバイスでのRoIPシステムにおけるチャープ信号フィルタリングの方法であって、前記方法は、
前記第1のデバイスのオーディオインターフェースで信号を検出するステップと、
前記信号の検出に応答して、前記第1のデバイスによって前記信号の少なくとも一部をバッファリングするステップと、
前記信号が閾値持続時間にわたって前記オーディオインターフェースで検出されるかどうかを決定するステップと、
前記信号が前記オーディオインターフェースで前記閾値持続時間にわたって検出されたと決定したことに応答して、前記第1のデバイスに、バッファリングされている前記信号の前記少なくとも前記一部を含む前記信号を、前記RoIPシステムの第2のデバイスに転送させるステップ、または
前記閾値持続時間にわたって前記オーディオインターフェースで前記信号が検出されないと決定したことに応答して、バッファリングされている前記信号の前記少なくとも前記一部を破棄するステップ
のいずれかと
を含む、方法。
【請求項12】
前記オーディオインターフェースで前記信号を検出するステップが、信号データの1つまたは複数の連続するデータパケットを分析するステップを含む、請求項11に記載の前記第1のデバイスでの前記RoIPシステムにおけるチャープ信号フィルタリングの方法。
【請求項13】
前記オーディオインターフェースで前記信号を検出するステップは、前記1つまたは複数の連続するデータパケットのデータパケット内のオーディオサンプルの閾値数が閾値を有することを決定するステップをさらに含む、請求項12に記載の前記第1のデバイスでの前記RoIPシステムにおけるチャープ信号フィルタリングの方法。
【請求項14】
前記オーディオインターフェースで前記信号を検出するステップは、前記1つまたは複数の連続するデータパケットのデータパケットが音声周波数を含むことを決定するステップをさらに含む、請求項12に記載の前記第1のデバイスでの前記RoIPシステムにおけるチャープ信号フィルタリングの方法。
【請求項15】
前記信号が前記閾値持続時間にわたって前記オーディオインターフェースで検出されるかどうか決定するステップが、オーディオが前記1つまたは複数の連続したデータパケットの閾値数の連続したデータパケットに存在すると決定するステップを含む、請求項12に記載の前記第1のデバイスでの前記RoIPシステムにおけるチャープ信号フィルタリングの方法。
【請求項16】
前記信号を分析するステップと、
前記信号を分析する前記ステップに少なくとも部分的に基づいて前記閾値持続時間の値を調整するステップと
をさらに含む、請求項11に記載の前記第1のデバイスでの前記RoIPシステムにおけるチャープ信号フィルタリングの方法。
【請求項17】
前記信号を分析しするステップおよび前記閾値持続時間の前記値を調整する前記ステップが、ユーザ入力に少なくとも部分的に基づく、請求項16に記載の前記第1のデバイスでの前記RoIPシステムにおけるチャープ信号フィルタリングの方法。
【請求項18】
1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合するRoIPゲートウェイのためのチャープフィルタリングの方法であって、前記方法は、
無線ネットワークからの入力信号を受け入れるステップと、
前記入力信号を処理するステップと、
前記無線ネットワークからの前記入力信号をデジタル信号に変換するステップと、
無線ネットワークの不活性をフィルタリング除去するために前記デジタル信号を処理するステップと、
前記デジタル信号をメモリに記憶するステップと、
前記メモリの前記デジタル信号がチャープノイズを含むかどうかを決定するステップと、
チャープノイズが決定されたとき、
前記デジタル信号からチャープノイズをフィルタリングするステップと、
チャープノイズのない前記デジタル信号をデジタルネットワークに渡すステップと
を含む、方法。
【請求項19】
前記方法が、チャープノイズをフィルタリングした後に前記デジタル信号の再生を加速することをさらに含み、それによってリアルタイムと前記再生との間の遅延が低減される、請求項17に記載の1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合する前記RoIPゲートウェイのためのチャープフィルタリングの方法。
【請求項20】
前記メモリが循環バッファである、請求項17に記載の1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合する前記RoIPゲートウェイのためのチャープフィルタリングの方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
[0001]本出願は、2020年1月6日に出願された同時係属中の米国仮出願第62/957399号の利益を主張し、その非仮出願であり、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
【0002】
[0002]チャープは、典型的には無線周波数(RF)エネルギーの異常なスパイクによって引き起こされる周波数が時間とともに増加または減少するノイズ信号である。本明細書で使用される場合、「チャープ信号」および同様の用語は、望ましくない、しばしば意図的でない、信号のこれらの短いバーストを記述することを意味する。一方、「真のオーディオ」および同様の用語は、チャープ信号よりも長く持続するオーディオ信号(しばしば音声)を記述することを意味する。チャープは、複雑なパターンを有する非定常ノイズのカテゴリに属する。無線機では、チャープは典型的には、無線機がフロアをグラブする開始時に行われるが、その後にオーディオ通信はまったく行われない。チャープまたは他の異常は、無線伝送中の他の時間にも起こり得る。さらに、チャープは、振幅および周波数の両方で変調された単構成要素信号であり、その瞬時周波数は位相の局所的な振動に関連する。
【0003】
[0003]無線オーバインターネットプロトコル(RoIP)は、無線ネットワークおよびインターネットと通信するとき、無線有効通信範囲を拡大して、より大きな距離に到達する。RoIPゲートウェイは、デジタル通信ネットワークをアナログ無線ネットワークまたはデジタル無線ネットワークと一緒に結合することができる。RoIPは、互換性のない、および/または、遠隔の無線ネットワーク間のリピータリンクを除去し得る。従来のアナログ無線機をトランキングシステムとクロスリンクすることに加えて、異なる地理的領域にわたる無線ネットワークへのリモートアクセスが可能である。
【発明の概要】
【0004】
[0004]一実施形態では、本開示は、通信ネットワークの無線オーバインターネットプロトコル(RoIP)ゲートウェイを通過するときにチャープノイズをフィルタリングするためのシステムおよび方法を提供する。無線信号は、フロアをグラブするチャープノイズの短いバーストを含むことが多いが、有用なオーディオ信号を伝達しない。入力信号はバッファリングされ、何らかのチャープノイズが検出される。チャープフィルタは、真のオーディオがクリッピングされないことを保証しながらチャープ信号を除去するためにフィルタリング動作を実行する。オーディオクリッピングがなければ、オーディオ信号の完全性は保たれる。
【0005】
[0005]別の実施形態では、1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合するための無線オーバインターネットプロトコル(RoIP)ゲートウェイが開示される。RoIPゲートウェイは、トランシーバと、処理ユニットと、通信インターフェースとを含む。トランシーバは、無線ネットワークからの入力信号を受け入れる。処理ユニットは、入力信号を処理するためにトランシーバと結合される。処理ユニットは、信号変換器と、信号検出器と、バッファユニットと、チャープ検出器とを備える。信号変換器は、無線ネットワークからの入力信号をデジタル信号に変換する。信号検出器は、無線ネットワークの不活性をフィルタリング除去するためにデジタル信号を処理する。バッファユニットは、デジタル信号を記憶する。チャープ検出器は、バッファユニットのデジタル信号にチャープノイズが含まれているかどうかを決定する。チャープフィルタは、バッファユニットに結合され、デジタル信号からチャープノイズをフィルタリングする。チャープノイズのないデジタル信号をデジタルネットワークに渡すための通信インターフェース。
【0006】
[0006]さらに別の実施形態では、第1のデバイスでのRoIPシステムにおけるチャープ信号フィルタリングの方法が開示される。1つのステップでは、第1のデバイスのオーディオインターフェースで信号が検出される。信号の少なくとも一部は、信号の検出に応答して第1のデバイスによってバッファリングされる。信号がオーディオインターフェースで閾値持続時間にわたって検出されるかどうかが決定される。信号がオーディオインターフェースで閾値持続時間にわたって検出されたと決定したことに応答して、第1のデバイスに、バッファリングされている信号の少なくとも一部を含む信号を、RoIPシステムの第2のデバイスへ転送させるステップ、または、信号が閾値持続時間にわたってオーディオインターフェースで検出されないと決定したことに応答して、バッファリングされている信号の少なくとも一部を破棄するステップのいずれかである。
【0007】
[0007]さらに別の実施形態において、1つまたは複数の無線ネットワークおよび1つまたは複数のデジタルネットワークを一緒に通信可能に結合するRoIPゲートウェイのためのチャープフィルタリングの方法。1つのステップでは、入力信号を処理する前に、無線ネットワークから入力信号が受け入れられる。入力信号は、無線ネットワークからデジタル信号に変換される。デジタル信号は、無線ネットワークの不活性をフィルタリング除去するために処理される。デジタル信号はメモリに記憶される。メモリのデジタル信号にチャープノイズが含まれているかどうかを決定する。チャープノイズが決定されると、チャープノイズを含まないデジタル信号をデジタルネットワークに渡す前に、チャープノイズがデジタル信号からフィルタリングされる。
【0008】
[0008]添付の図面において、同様の構成要素および/または特徴は、同じ参照ラベルを有することができる。本明細書で参照ラベルが使用される場合、説明は、同じ参照ラベルを有する同様の構成要素のいずれかに適用可能である。
【0009】
[0009]本開示は、添付の図面と併せて説明される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図3】RoIPゲートウェイ内のチャープフィルタ回路のブロック図を示す。
【
図4】バッファ信号および閾値のフローチャートを示す図である。
【
図5】バッファ信号、閾値、およびキャッチアップ関数を含むフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
[0010]添付の図面において、同様の構成要素および/または特徴は、同じ参照ラベルを有することができる。本明細書で参照ラベルが使用される場合、説明は、同じ参照ラベルを有する同様の構成要素のいずれかに適用可能である。
【0012】
[0011]以下の説明は、好ましい例示的な実施形態(複数可)のみを提供し、本開示の範囲、適用性、または構成を限定することを意図しない。むしろ、好ましい例示的な実施形態の以下の説明は、好ましい例示的な実施形態を実施するための可能な説明を当業者に提供する。添付の特許請求の範囲に記載の趣旨および範囲から逸脱することなく、要素の機能および配置に様々な変更を加えることができることが理解される。
【0013】
[0012]本明細書に記載された本発明の実施形態は、一般に、無線オーバIP(RoIP)または他の無線中継環境における厄介なオーディオ(すなわち、チャープ)の短いバーストを除去するシステムおよび方法に関する。RoIPまたは他の無線中継環境では、ノイズの短いバーストを受信すると、リモート無線がキー入力されることになり得る。これは、無線周波数干渉または無線周波数レベルのサージによって引き起こされ得る。その結果、リモート無線(または他の通信デバイス)ユーザは、ノイズの「チャープ」によって妨害される。
【0014】
[0013]本明細書に記載の本発明の実施形態は、より長いオーディオ信号の開始をクリッピングすることなく、結果として生じる信号情報の短いバーストを除去することを目的としている。そうするために、実施形態は、オーディオが閾値持続時間にわたって持続するまで、リモート側へのオーディオの転送を遅延させることができ、これは構成可能であり得る。これにより、真の(非チャープ)オーディオであることが確認されるまで、リモート無線機または他のオーディオデバイスへのチャープ信号の伝送を防止することができる。真のオーディオの存在が確認されると、次に、オーディオバーストの開始が失われないことを保証するための初期オーディオを含む、すべてのオーディオを転送することができる。すなわち、通信用語では、これにより、オーディオクリッピングが発生しないことを保証することができる。オーディオが閾値持続時間にわたって持続しない場合には、オーディオは破棄され、リモート側では何も聞こえない。
【0015】
[0014]
図1は、本開示の一実施形態によるRoIPシステム100を例示する。RoIPシステム100、2つの異なる無線ネットワーク115-1、115-2は、RoIPゲートウェイ110と通信可能に結合されている。各無線ネットワーク115と通信するために、RoIPゲートウェイ110は、RoIPゲートウェイデバイス110と同様に、それぞれの無線ネットワーク115のための無線ハンドセット120と通信することができるドナー無線機125を使用する。RoIPシステム100は、第1の無線ネットワーク115-1を通して第1のドナー無線機125-1に結合された特定の無線技術で動作する1つまたは複数の第1の無線ハンドセット120-1を含む。同様に、1つまたは複数の第2の無線ハンドセット120-2は、別の無線技術で動作している可能性があるか、または異なる位置が、第2の無線ネットワーク115-2を通して第2のドナー無線機125-2と結合されている。各ドナー無線機125は、それぞれの無線ネットワーク115へのインターフェースを可能にするために、RoIPゲートウェイ110のそれぞれの1つの無線ポートを介してRoIPゲートウェイ110と通信可能に結合される。
【0016】
[0015]RoIPゲートウェイ110は、第1の無線ハンドセット120-1および第2の無線ハンドセット120-2が、地理的に分離され得る、または技術的に分離され得るより広い通信ネットワークとさらに通信することを可能にする。第1の無線ハンドセット120-1および第2の無線ハンドセット120-2は、互いに直接通信することができ得ないように、異なる無線技術、プロトコル、および/または暗号化で動作してもよい。しかしながら、RoIPゲートウェイ110は、異なる無線ネットワーク115間の通信を中継することができる。そのようなシナリオでは、RoIPゲートウェイ110は、異なる無線ネットワーク115を通信可能に結合する、ブリッジとして機能する。各無線ネットワーク115は、ワイヤレス無線周波数(RF)信号を介して互いに通信するように構成された任意の数の無線ハンドセット120を備えることができる。RoIPゲートウェイ110の容量に応じて、より多くの無線ネットワーク115が、RoIPシステム100と通信可能に結合され得る。このアプローチは、スケーラブルなRoIPシステム100を構築するための柔軟なアーキテクチャを提供する。RoIPゲートウェイ110は、無線ハンドセット120-1および120-2からの入力信号を受け入れ、これらは、アナログ形式またはデジタル形式のいずれかのソースの任意のポイントから生じるチャープノイズを含み得る。
【0017】
[0016]RoIPゲートウェイデバイス110は、RoIPシステム100の様々に異なるエンドポイント間の通信をブリッジするように動作する。矢印は、様々な構成要素を接続し、様々な構成要素は、有線および/または無線通信技術、光ファイバネットワーク、レーザポイントツーポイント、様々なプロトコル/規格を使用する光見通し線リンクからの範囲の任意の様々な通信技術を使用して実装され得る。RoIPシステム100は、任意の数の無線機(例えば、ドナー無線機125および/もしくは無線ハンドセット120)、携帯電話155、VoIP電話145、プッシュツートーク(PTT)アプリケーション150、ならびに/または他の接続されたデバイスを含む、より多くのまたはより少ない通信デバイスを有し得る。無線ハンドセット120は、陸上移動無線(LMR)ハンドセットを含むことができる。PTT機能は、キャリア動作中継(COR)PTT機能を使用し得る。無線ネットワークは、半二重モードで動作するが、全二重無線をサポートすることができる。
【0018】
[0017]RoIPゲートウェイ110は、メディアサーバまたはセッション開始プロトコル(SIP)構内交換機(PBX)160を介してデジタル通信ネットワークと通信可能に結合される。RoIPゲートウェイ110とメディアサーバ/PBX160との間の通信は、付随するSIPシグナリングの有無にかかわらず、RTPプロトコルを使用して音声ペイロードを搬送することができる。メディアサーバ160は、公衆交換電話網(PSTN)140を介して携帯電話155と通信可能に結合され、インターネット130を介してVoIP電話145およびPTTアプリケーション150と通信可能に結合される。SIPに加えて、メディアサーバは、ハイパーテキスト転送プロトコル(HTTP)、伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)、および/または非同期転送モード(ATM)プロトコルを使用する通信をサポートする。
【0019】
[0018]RoIPゲートウェイ110は、無線ハンドセット120がVoIP電話145、携帯電話155および/または他のデジタル通信デバイスとオーディオ通信を行うことを可能にする。複数のRoIPゲートウェイ110が可能である。RoIPゲートウェイ110は、無線ハンドセット120が、インターネット130と通信可能に結合された別のリモートRoIPゲートウェイ110と結合されたリモート無線ネットワークと通信することを可能にすることができる。したがって、デジタルハンドセットおよび無線ハンドセットは、それぞれのデジタルネットワークおよび無線ネットワークの外部のデバイスと通信することができる。RoIPシステム100は、追加のネットワークを含むことができ、いくつかのRoIPシステムは、RoIPゲートウェイ110から遠隔にある他のRoIPゲートウェイを含むことができ、他のタイプのネットワークがRoIPシステム100を介して通信することを可能にする。例えば、軍事用途では、他のゲートウェイは、シリアルインターフェースを介したパケットベースの通信を可能にすることができる。
【0020】
[0019]チャープ信号は、RoIPゲートウェイ110およびオーディオを受信および転送するように構成されたRoIPシステム100の他のエンドポイントによって、RoIPシステム100を通して中継され得る。オーディオ信号の誤検出は、メディアサーバ/PBX160によって開始されるSIPまたは他の通話をもたらし得る。通話の開始は、オーディオが真のオーディオであってチャープ信号ではないことが確認されるまで遅延される。
【0021】
[0020]一実施形態において、RoIPゲートウェイ110は、特定のドナー無線機125-1と通信するトランシーバを備え得る。RoIPゲートウェイ110がドナー無線機125-1と通信するために使用されるトランシーバ204上で信号を受信する場合、RoIPゲートウェイ110は、信号をデジタル化し、メディアサーバまたはSIP PBX160およびインターネット130を介してPTTアプリケーション150を実行するモバイルデバイスに転送し得る。トランシーバでRoIPゲートウェイ110によって受信された信号がドナー無線機125-1からの短いオーディオバーストである場合、または、非オーディオエネルギー(ノイズ)に起因する振幅におけるスパイクでさえある場合、それは、デジタル化され、PTTアプリケーション150に転送され、結果として、付随する真のオーディオを伴わない音声ビープのインジケーションをもたらす。したがって、RoIPシステム100全体にわたるこれらのチャープ信号の伝搬は、RoIPシステム100内の多くの通信デバイスにとって厄介であり、ユーザエクスペリエンスに悪影響を及ぼし、RoIPシステム100内の通信の全体的な有効性を低下させる可能性がある。信号チャープノイズにおけるこれらの突然のバーストは、RoIPシステム100の任意の通信デバイスで、典型的にはアナログ無線ハンドセット120によって生成され得る。チャープフィルタリングプロセスは、RoIPゲートウェイデバイス110で受信したこれらのノイズ信号を除去することができる。
【0022】
[0021]
図2は、無線およびデジタルネットワークをブリッジするRoIPゲートウェイ110の一実施形態を例示する。一方側では、トランシーバ204が、ドナー無線機125の無線信号を受信/送信する。他方側では、デジタルネットワークとの間で受信/送信される信号は、SIP PBX160のSIPコントローラ212によって処理される。トランシーバ204は、RoIPネットワーク100の任意の通信デバイスで生成されたチャープノイズを含み得る信号をデジタル処理する、ベースバンドプロセッサ208に通信可能に結合される。さらに、ベースバンドプロセッサ208は、SIPコントローラ212に通信可能に結合され、SIPコントローラは次に、無線ネットワークを1つまたは複数のデジタルネットワークに通信可能に結合するために、SIP PBX160を介してデジタルネットワークに結合される。
【0023】
[0022]ベースバンドプロセッサ208は、オーディオインターフェースで受信された信号をバッファリングし、その信号が閾値持続時間にわたって持続した場合、真の信号をSIPコントローラ212に転送することができる。そうでない場合、ベースバンドプロセッサ208は、その信号をチャープ信号として破棄することができる。SIPコントローラ212は、SIP PBX160に対する通信を送信/受信する。
【0024】
[0023]CORシグナリングは、CORをサポートする無線ネットワーク115のチャープ信号をフィルタリング除去するために、真のオーディオがオーディオチャネル(例えば、RoIPゲートウェイデバイス110のアナログオーディオインターフェース)を介して通信されているときを示すために使用され得る。CORシグナリングのない無線ハンドセット120の場合、チャープをフィルタリングすることができる。
【0025】
[0024]RoIPゲートウェイ110のアナログオーディオインターフェースが「音声アクティビティ検出」(audio detection)モードで動作しているときには、RoIPゲートウェイデバイス110は、ドナー無線機で検出されたオーディオを、アナログオーディオインターフェースを介して転送する。音声アクティビティ検出モードにおけるRoIPゲートウェイ110の動作は、ユーザ選択、ドナー無線機125の能力、および/またはその他の要因に基づき得る。
【0026】
[0025]
図3は、一実施形態におけるトランシーバ204から受信されたノイズとともに真のオーディオ信号およびチャープ信号を処理するためのベースバンドプロセッサ208を例示する。信号変換器304は、トランシーバ204の出力信号を受け入れる。信号変換器304は、トランシーバ204から受信した入力信号を、アナログデジタル変換器(ADC)を使用してデジタル形式に変換する。信号変換器304は、信号検出器308と通信可能に結合され、信号変換器304からの出力信号が無線ネットワークからの任意のアクティブ信号を含むか(すなわち、アクティブ信号はチャープ信号または真のオーディオを含むことができる)、または除去されるノイズのみを含むかを識別する。
【0027】
[0026]信号検出器308は、例えば、入力ポインタがデジタルサンプルをバッファに配置し、出力ポインタがバッファ312から除去する次のデジタルサンプルを示す先入れ先出し(FIFO)構成で、デジタル信号を記憶するバッファ312と通信可能に結合される。一般に、入力ポインタおよび出力ポインタは、入力されるのと同じ速さでデジタル信号を出力するためにバッファ312を同期して移動する。
【0028】
[0027]バッファ312は、チャープ検出器316と結合されて、バッファリングされた信号がデジタル信号の任意のチャープノイズまたは他の突然バースト構成要素を含むかどうかを確認する。この実施形態では、チャープ信号は、無線信号がフロアを解放する前にバッファ312が所与の閾値までしか満たされないときに検出される。例えば、チャープ検出器によるチャープ信号の認識時に、200ms以下のデジタル信号がバッファ312からフラッシュされる。チャープフィルタ320は、閾値未満のデジタル信号の長さだけ出力ポインタをインクリメントすることによってバッファをフラッシュする。例えば、エネルギーの50msのRFバーストは、無線ハンドセット120によってチャネルを解放する前に、デジタル信号の各サンプルで入力ポインタをインクリメントすることによってバッファ312を満たすことができる。出力ポインタは、バッファ遅延において最大200msで動作する。閾値が満たされなくなると、チャープフィルタ312は、SIPコントローラ212に結合されないよう、50msのRFバーストを効果的に消去するために、それに関する出力ポインタをインクリメントする。
【0029】
[0028]チャープ持続時間閾値は、異なる実施形態では他の値、例えば10ms、25ms、50ms、75ms、100ms、150ms、250ms、300ms、またはそれ以上であってもよい。異なる無線ハンドセット120または無線ネットワーク115の場合、異なる閾値を使用することができ、例えば、第1の無線ネットワーク115-1は150msの閾値を有することができ、第2の無線ネットワーク115-2は250msの閾値を有することができる。他の実施形態は、機械学習および/または人工知能アルゴリズムを使用してバッファ312をチャープ検出器316に問い合わせて、チャープ信号または真のオーディオではない他の突然のバースト成分をより迅速または確定的に識別することができる。異なる特定の無線機は、各無線機、無線機のモデル、無線機のタイプなどに個々のプロファイルを保持することによってチャープ検出器によって認識することもできるチャープ信号の繰り返しパターンを有することができる。
【0030】
[0029]バッファ312は、ベースバンドプロセッサ208の他のデジタル処理とともに、遅延またはレイテンシを導入する。例えば、200msのチャープ閾値は、ベースバンドプロセッサ208を通して同じ量の追加の遅延をもたらす。レイテンシは、応答する可能性がある人にとって厄介になり得る通信の遅延をもたらす。任意選択的に、この実施形態は、所定の無線通信中にその遅延を低減するためにキャッチアップ回路を使用する。キャッチアップ回路324は、バッファからスプールされた信号を高速化して、チャープフィルタリング中に追加される何らかの遅延を克服する。例えば、10秒の真のオーディオ伝送は、200msのバッファ遅延で開始することができ、その結果、残りの5秒の真のオーディオがバッファ遅延を有さないように、最初の5秒がより速くスプールされる。高速化信号は、真のオーディオを歪める可能性があり、キャッチアップ回路324は、ピッチを真のオーディオにより近く自動調整することができる。
【0031】
[0030]この実施形態は、出力ポインタの操作によってデジタル信号をスキップすることを可能にする循環バッファを使用するが、他の実施形態は、マイクロコントローラを使用して、他の実施形態における専用バッファなしでフィルタリングおよびキャッチアップを実行することができる。デジタル信号は、チャープ検出/フィルタリングおよびキャッチアップのために標準メモリに記憶することができる。加えて、マイクロコントローラは、他のフィルタリング、信号暗号化、およびデジタル符号化を実行することができる。いくつかのマイクロコントローラはまた、シングルチップベースバンドプロセッサにADC回路および他の機能を含む。
【0032】
[0031]
図4は、一実施形態による、チャープ信号フィルタリングのためにRoIPゲートウェイデバイス110が実行し得る機能を例示するフロー図である。RoIPゲートウェイ110は、RoIPシステム100を介した通信のためのデジタル信号を受信する各デジタルまたは無線インターフェースのために例示された機能を実行し得る。
【0033】
[0032]本方法は、RoIPゲートウェイデバイス110が信号検出器308によって実行される信号検出モードで動作するブロック410で開始し得る。いくつかの実施形態では、RoIPゲートウェイデバイス110は、オーディオのある閾値レベルを超える振幅を有する信号を含むかどうかを決定するために、ドナー無線機125から入力信号を単にモニタし得る。入力信号は、アタッチされたドナー無線機125から入力する真のオーディオのみに起因するのではなく、干渉、例えばチャープ信号に起因し得る。デジタル信号がベースバンドプロセッサ208によって閾値レベルを超えて検出されると、ブロック420に示されるように、デジタル信号はバッファ312に記憶される。
【0034】
[0033]信号の検出は、所望の機能性に応じて変化し得る。いくつかの実施形態では、アナログオーディオインターフェースからの入力アナログ信号情報は、ADCを使用してデジタルデータに変換され、データパケットにパケット化され、信号検出器308(例えば、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサ)に送信されて、デジタル信号が存在するかどうかを決定することができる。いくつかの実施形態では、例えば、各データパケットは、20msの入力信号の信号情報を含む。(例えば、16kHzのサンプルレートでは、各データパケットは320個のサンプルの信号データを含む。)代替的な実施形態は、異なるサンプリングレート(16kHzより大きいまたは小さい)および/または異なる持続時間のオーディオデータ(20msより大きいまたは小さい長さ)を含む、より大きいまたはより小さい量のオーディオデータを含むデータパケットを有することができる。いくつかの実施形態によれば、信号がデータパケットに存在するかどうかの決定は、信号データのサンプルの閾値数(例えば、1つまたは複数)、および/または信号データのサンプルの平均値もしくは標準値が閾値量(例えば、0以上であるが、これはサンプリングビット深度に依存し得る)より大きい振幅を有するかどうかを決定することを含むことができる。
【0035】
[0034]いくつかの実施形態では、信号が検出されるかどうかの決定は、特定の種類の信号(例えば、音声)が検出されるかどうかの決定をさらに含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、各データパケットの情報を分析して、音声範囲周波数(例えば、300kHzから3400kHzの範囲内の周波数)が信号検出器308および/またはチャープ検出器316によって検出されるかどうかを決定することができる。
【0036】
[0035]チャープ信号のフィルタリングは、検出された信号が持続時間閾値を満たしているかどうかを決定することによって実施することができる。すなわち、ブロック425に示すように、実施形態は、バッファリングされている検出信号が閾値時間長を満たした場合に、バッファリングされた信号データを転送するかどうかを決定することができる。閾値持続時間は、所望の機能性に応じて変化し得る。さらに、この閾値持続時間は、RoIPゲートウェイデバイス110のオペレータによって設定可能であり得る。
【0037】
[0036]一般的に言えば、閾値持続時間は、真のオーディオ信号の最小時間として構成されてもよく、これは、例えば数十ミリ秒程度であってもよい。とはいえ、いくつかの用途では、ユーザは比較的長い閾値持続時間(例えば、100ms以上)を設定したい場合がある。したがって、RoIPゲートウェイデバイス110の実施形態は、デジタル信号のためのサンプルレートで、このような比較的長い閾値持続時間を提供するのに十分な容量を伴うメモリを利用することができる。
【0038】
[0037]信号データがパケット化される実施形態では、閾値持続時間の構成可能性は、データパケット長の関数であり得る。より具体的には、閾値持続時間はN×パケット長とすることができ、Nは信号が検出される連続したデータパケットの数である。例えば、各データパケットが20msの信号データを含む例では、閾値持続時間は20msの倍数(20、40、60、80、または100ms以上)であり得る。この場合もやはり、この閾値は、RoIPゲートウェイデバイス110のオペレータによって設定され得る。
【0039】
[0038]信号が閾値持続時間を持続しない場合(例えば、N個の連続するデータパケットに対して信号が検出されない)、ブロック430で、バッファリングされた信号は次いで、チャープフィルタによって廃棄され、RoIPゲートウェイデバイス110は、ブロック410で再び信号検出モードに入り得る。
【0040】
[0039]一方、信号が閾値持続時間を満たす場合、RoIPゲートウェイデバイス110は次いで、バッファリングされた信号435をSIPコントローラ212に転送することができる。ここで、RoIPゲートウェイデバイス110は、ブロック440に示すように、アナログオーディオインターフェースで検出された入力オーディオを継続的にバッファリングし、バッファリングされたオーディオを転送することによって、オーディオクリッピングを防止することができる。したがって、転送されたオーディオ信号は、任意の長さを有することができ、閾値持続時間の長さだけ遅延され得る。閾値持続時間は1秒のほんの一部であり得るので、オーディオ転送におけるこの遅延は重大ではない(さらにはユーザが検出できない)可能性がある。
【0041】
[0040]いくつかの実施形態では、閾値持続時間の値は、ドナー無線機125、および、ドナー無線機125がオーディオ通信を受信する無線ネットワーク115の特定のオーディオ(および/またはRF)環境に適応するために、経時的に自動的に調節され、変更され得る。いくつかの実施形態では、閾値持続時間の値は、ドナー無線機125がRoIPゲートウェイデバイス110と最初に接続されたときに、初期値(例えば、製造者によって設定されたデフォルト設定、またはRoIPゲートウェイデバイスオペレータによって選択された値)を与えられ得る。時間の経過とともに、RoIPゲートウェイデバイス110は、信号データの分析に基づいて自動的に「調整」することによってこの値を最適化することができる。異なる特定の無線機、無線タイプ、無線ネットワークは、異なる閾値持続時間を有し得る。
【0042】
[0041]例えば、閾値持続時間の値には、100ms(チャープ信号フィルタ処理の量を増加させるために比較的長い)の初期値が与えられてもよい。しかしながら、(例えば、リアルタイムで、数秒、数分、数時間などの期間にわたって)廃棄されたバッファリングされた信号データを分析した後、RoIPゲートウェイデバイス110は、(もしあれば)廃棄されたバッファリングされた信号データが60msを超えることはまれであると識別し得る。(言い換えると、信号が連続した3つの20msパケットについて検出される場合、信号は実質的に常に100msの閾値持続時間より長く持続する)。その後、RoIPゲートウェイデバイス110は、最適なチャープ信号フィルタリングを維持しながら、バッファリングされた信号を転送する際の遅延を低減するために、閾値持続時間の値を60msに下げることができる。
【0043】
[0042]一方、RoIPゲートウェイデバイス110は、チャープ信号が転送されているかどうかを決定するために、転送された信号を分析し得(例えば、閾値持続時間を超えるが、100msなどの真のオーディオの比較的短い時間より長く持続しない信号)、次いで、RoIPゲートウェイ110は、チャープ信号フィルタリングの量を増加させるために、閾値持続時間の値を増加させ得る。機械学習および人工知能を使用して、様々な無線機、レイテンシ、回路変動、地理による時間遅れなどの閾値を経時的に増減することができる。
【0044】
[0043]閾値持続時間の値を増加させるべきか減少させるべきかを決定するために継続的に信号データを分析することによって、RoIPゲートウェイデバイス110は、オーディオおよび/またはRF環境の経時的な変化にもかかわらず閾値持続時間値が最適化されたままであることを保証することができる。前述したように、RoIPゲートウェイ110のオペレータは、閾値持続時間の値の自動調節を有効化または無効化することを選択し得る。さらに、いくつかの実施形態では、RoIPゲートウェイ110によって分析されるデータの量(例えば、秒、分、時間など)も設定可能であり得る。
【0045】
[0044]
図5は、真のオーディオが存在するときにデジタル信号を高速化するためにキャッチアップ回路を用いて真のオーディオを優先してチャープ信号を除去するようにRoIPゲートウェイ110がどのように機能するかの別の実施形態を示すフローチャートである。
図4と比較すると、キャッチアップ回路324の加速再生を実行するブロック425と435との間にブロック504が追加されている。これは、バッファ312の出力ポインタをより迅速にインクリメントするか、またはいくつかのデジタルサンプルを完全にドロップするのと同じくらい簡単であり得る。あるいは、歪みを導入することなくオーディオの再生を高速化するためのより洗練されたアルゴリズムを使用することができる。
【0046】
[0045]開示された実施形態の多くの変形および修正も使用することができる。例えば、チャープは、典型的には、アナログ無線機から生じるが、いくつかの実施形態では、チャープは、デジタルハンドセットから生じ得る。RoIPゲートウェイのデジタルネットワークから生じる信号についても、同様のチャープフィルタリングを使用することができる。
【0047】
[0046]上記の説明では、実施形態の徹底的な理解を提供するために具体的な詳細が与えられている。しかしながら、実施形態は、これらの具体的な詳細なしで実施され得ることが理解される。例えば、実施形態を不必要に詳細に不明瞭にしないために、回路をブロック図で示すことができる。他の例では、実施形態を不明瞭にすることを避けるために、周知の回路、プロセス、アルゴリズム、構造、および技術を不必要な詳細なしに示すことができる。
【0048】
[0047]また、実施形態は、フローチャート、フロー図、浮遊図、データフロー図、構造図、またはブロック図として示されるプロセスとして説明され得ることに留意されたい。図示は、動作を連続的なプロセスとして説明することができるが、動作の多くは、並行してまたは同時に実行することができる。加えて、動作の順序は並べ替えられてもよい。プロセスは、その動作が完了したときに終了するが、図に含まれていない追加のステップを有することができる。プロセスは、方法、関数、手順、サブルーチン、サブプログラムなどに対応することができる。プロセスが関数に対応するとき、その終了は、呼び出し関数またはメイン関数への関数の戻りに対応する。
【0049】
[0048]ファームウェアおよび/またはソフトウェア実装の場合、方法論は、本明細書に記載された機能を実行するモジュール(例えば、手順、機能など)で実装され得る。本明細書に記載の方法論を実施する際に、命令を実体的に具現化する任意の機械可読媒体を使用することができる。例えば、ソフトウェアコードは、メモリに記憶されてもよい。メモリは、プロセッサ内またはプロセッサの外部に実装されてもよい。本明細書で使用される場合、「メモリ」という用語は、任意のタイプの長期、短期、揮発性、不揮発性、または他の記憶媒体を指し、任意の特定のタイプのメモリまたはメモリの数、またはメモリが記憶される媒体のタイプに限定されるものではない。
【0050】
[0049]上述の実施形態では、例示の目的で、プロセスは特定の順序で説明されている場合がある。代替の実施形態では、方法は、記載された順序とは異なる順序で実行されてもよいことを理解されたい。上述した方法および/またはシステム構成要素は、ハードウェアおよび/またはソフトウェア構成要素(集積回路、処理ユニットなどを含む)によって実行されてもよいし、汎用もしくは専用のプロセッサまたは命令でプログラムされた論理回路などの機械に方法を実行させるために使用され得る、機械可読またはコンピュータ可読命令のシーケンスで具体化されてもよいことも理解されたい。さらに、本明細書で開示されるように、「記憶媒体」という用語は、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、磁気RAM、コアメモリ、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、および/または情報を記憶するための他の機械可読媒体を含む、データを記憶するための1つまたは複数のメモリを表すことができる。「機械可読媒体」という用語は、命令および/またはデータを含むまたは搬送する、携帯型または固定型記憶デバイス、光記憶デバイス、および/または記憶することができる様々な他の記憶媒体を含むが、これらに限定されない。これらの機械可読命令は、CD-ROMまたは他のタイプの光ディスク、ソリッドステートドライブ、テープカートリッジ、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁気もしくは光カード、フラッシュメモリ、または電子命令を格納するのに適した他のタイプの機械可読媒体などの1つまたは複数の機械可読媒体に記憶することができる。代替的に、方法は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実行されてもよい。
【0051】
[0050]上述した技術、ブロック、ステップ、および手段の実施は、様々な方法で行うことができる。例えば、これらの技術、ブロック、ステップ、および手段は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実施することができる。ハードウェア実装の場合、処理ユニットは、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、デジタル信号処理デバイス(DSPD)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、上述の機能を実行するように設計された他の電子ユニット、および/またはそれらの組み合わせ内に実装されてもよい。
【0052】
[0051]さらに、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、スクリプト言語、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、および/またはそれらの任意の組み合わせによって実施されてもよい。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、スクリプト言語、および/またはマイクロコードで実装される場合、必要なタスクを実行するためのプログラムコードまたはコードセグメントは、記憶媒体などの機械可読媒体に記憶されてもよい。コードセグメントまたは機械実行可能命令は、プロシージャ、関数、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、スクリプト、クラス、または命令、データ構造、および/もしくはプログラムステートメントの任意の組み合わせを表すことができる。コードセグメントは、情報、データ、引数、パラメータ、および/またはメモリコンテンツを渡すおよび/または受信することによって、別のコードセグメントまたはハードウェア回路に結合することができる。情報、引数、パラメータ、データなどは、メモリ共有、メッセージパッシング、トークンパッシング、ネットワーク伝送などを含む任意の適切な手段を介して渡され、転送され、または送信され得る。
【0053】
[0052]本明細書で説明する方法、システム、デバイス、グラフ、および表は例である。様々な構成は、必要に応じて様々な手順または構成要素を省略、置換、または追加することができる。例えば、代替的な構成では、方法は、記載された順序とは異なる順序で実行されてもよく、および/または様々な段階が追加、省略、および/または組み合わせられてもよい。また、特定の構成に関して説明した特徴は、様々な他の構成で組み合わせることができる。構成の異なる態様および要素は、同様の方法で組み合わせることができる。また、技術は進化しており、したがって、要素の多くは例であり、本開示または特許請求の範囲を限定するものではない。加えて、本明細書で説明する技術は、異なるタイプのコンテキスト認識分類器で異なる結果を提供することができる。
【0054】
[0053]他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、一般にまたは従来から理解されているのと同じ意味を有する。本明細書で使用される場合、冠詞「a」および「an」は、冠詞の文法的対象の1つまたは2つ以上(すなわち、少なくとも1まで)を指す。例として、「要素(an element)」は、1つの要素または2つ以上の要素を意味する。量、時間的期間などの測定可能な値を指すときに本明細書で使用される「約(about)」および/または「およそ(approximately)」は、指定された値から±20%または±10%、±5%、または+0.1の%変動を包含し、そのような変動は、本明細書に記載のシステム、デバイス、回路、方法、および他の実装形態の文脈において適切である。量、時間的期間、物理的属性(頻度など)などの測定可能な値を指すときに本明細書で使用される「実質的に(substantially)」はまた、指定された値から±20%または±10%、±5%、または+0.1%の変動を包含し、そのような変動は、本明細書に記載のシステム、デバイス、回路、方法、および他の実装形態の文脈で適切である。
【0055】
[0054]本明細書で使用される場合、特許請求の範囲を含めて、「少なくとも1つ(at least one of)」または「1つまたは複数(one or more of)」で始まる項目のリストで使用される「および(and)」は、列挙された項目の任意の組み合わせが使用され得ることを示す。例えば、「A、B、およびCの少なくとも1つ」のリストは、組み合わせAまたはBまたはCまたはABまたはACまたはBCおよび/またはABC(すなわち、AおよびBおよびC)のいずれかを含む。さらに、項目A、B、またはCの2つ以上の発生または使用が可能である限り、A、B、および/またはCの複数の使用は、考慮される組み合わせの一部を形成し得る。例えば、「A、B、およびCの少なくとも1つ」のリストは、AA、AAB、AAA、BBなども含むことができる。
【0056】
[0055]開示されたシステム、方法、および機械可読媒体の例示的で現在好ましい実施形態を本明細書で詳細に説明したが、本発明の概念は、その他の様態で様々に具体化および採用されてもよく、添付の特許請求の範囲は、先行技術によって限定される場合を除いて、そのような変形形態を含むと解釈されることを意図していることを理解されたい。本開示の原理が特定の装置および方法に関連して上述されているが、この説明は、例としてのみ行われ、本開示の範囲に対する限定としてではないことを明確に理解されたい。
【国際調査報告】