FI114358B - Menetelmä digitaalisessa verkkojärjestelmässä päätelaitteen lähetyksen ohjaamiseksi - Google Patents

Description

114358

MENETELMÄ DIGITAALISESSA VERKKOJÄRJESTELMÄSSÄ PÄÄTELAITTEEN LÄHETYKSEN OHJAAMISEKSI

Keksinnön kohteena on menetelmä digitaalisessa verkkojärjestel-5 mässä päätelaitteen lähetyksen ohjaamiseksi, jossa päätelaitteessa on PTT-toiminto (Push-to-Talk) sanottuun verkkojärjestelmään suoritettavan lähetyksen aktivoimiseksi ja passivoimiseksi, jonka PTT-toiminnon ääniohjaamiseksi päätelaitteeseen kuuluu aktivoitava/passivoitava VOX-ominaisuus (Voice Operated transit) mission), joka toteutetaan ohjelmallisesti päätelaitteen yhteyteen järjestetyllä VAD-toiminnolla (Voice Activity Detection) ja jossa sanottu VOX-ominaisuus päätelaitteella aktivoitaessa vaiheittain - ilmaistaan VOX-ominaisuuden aktivointi, 15 - prosessoidaan päätelaitteen sisääntulevaa audiosignaalia VAD-toiminnolla etsien siitä asetetun kriteerin mukaista signaalimuotoa ja - havaittaessa audiosignaalista asetetun kriteerin mukainen signaalimuoto, PTT-toiminnolla aktivoidaan päätelait- 20 teen lähetys, jossa vaiheittain - pyydetään verkkojärjestelmältä lähetysvuoroa, ; - vastaanotetaan verkkojärjestelmältä lähetysvuoro, • · · .’ *. - kytketään lähetys ja ilmaistaan myönnetty lähetys- » * · * * · vuoro, • · 25 - suoritetaan lähetys ja ;· * - passivoidaan lähetys.

)[· Keksintöä voidaan soveltaa myös PoC-puhepalvelujärjestelmissä *···' (Push-to-talk over Cellular) .

• · * ···· 30 Digitaalisissa radioverkkojärjestelmissä, kuten esimerkiksi >.·* TETRA (TErrestrial Trunked RAdio) , semiduplex -kommunikaatio ·;· edustaa järjestelmäkapasiteetin näkökulmasta tehokasta viestin- » · · » tämuotoa. Järjestelmäkapasiteetin pullonkauloja ovat yleensä » »» kaistanleveyden rajallisuus ja järjestelmän prosessointikyky. 35 Semiduplex-kommunikaation toteuttamiseksi tarvitaan vain yksi » · downlink-liikennekanava tukiasemalta päätelaitteille tapahtuvalle yleislähetykselle ja yksi uplink-liikennekanava lähettävälle 2 114358 päätelaitteelle. Kanavilla kommunikoidaan niin sanotuilla yleislähetyksillä, jotka TETRA-keskus lähettää kaikille päätelaitteille, vaikka viesti olisikin tarkoitettu vain yhdelle niistä. Uplink-liikenteen järjestämiseksi vaaditaan yleensä 5 määrätty kanavanjakomenetelmä (trunking), jolla organisoidaan päätelaitteiden lähetyksiä.

Semiduplex -kommunikaation eräänä vaatimuksena on kuitenkin se, että järjestelmässä on kerrallaan vain yksi lähettävä osapuoli.

10 Tämä vaatimus täytetään tyypillisesti päätelaitteen PTT-kytki-mellä (Push-to-Talk), jota käyttäjän on halutessaan lähettää painettava. PTT-kytkimen painaminen tuottaa lähetysvuoropyynnön, jonka perusteella TETRA-keskuksen trunking-järjestelmä myöntää puhevuoron yhdelle osapuolelle kerrallaan puheenvuoronosoitusal-15 goritmiinsa perustuen.

Kaikkien semiduplex -kommunikaatiota suorittavien osapuolien, niin ryhmä- kuin suorissa yksityispuheluissakin (henkilökohtainen semiduplex) täytyy esimerkiksi viranomaiskäytössä olevassa 20 TETRA-järjestelmässäkin, pyytää ja saada lähetysvuoro ennen puheenvuoroa. Perinteisesti tämä on toteutettu käyttämällä ,*t : päätelaitteen PTT-kytkintä. Tämä tapa rajoittaa kuitenkin oleellisesti päätelaitteen käyttäjän toimintaa viestinnän aikana, koska tämän täytyy varata toinen käsi PTT-kytkimen 25 puristamiseen. On olemassa useita käyttötilanteita niin *.. toimisto- kuin kenttäolosuhteissakin, joissa molempien käsien "* olisi käytännöllistä olla käytettävissä. Esimerkkejä tällaisista , tilanteista voidaan mainita ajoneuvoissa, kuten moottoripyörällä ;;; tai autolla ajon aikana suoritettava viestintä ja edelleen y* 30 esimerkiksi sähköasentajalla sähkökytkennän kommentointi, kun asentaja tarvitsee molemmat kätensä asennuksen selvittelyyn tai ·<(<ί vastaavaan.

• « ·

Edelleen vastaavantyyppisiä, molempien käsien vapaata käyttöä 35 vaativia tilanteita esiintyy myös PoC-ominaisuutta/palvelua (Push-to-talk over Cellular) tukevien päätelaitteiden yhteydes- 3 114358 sä. PoC-ominaisuudelle on ominaista, että se toteutetaan sinänsä tunnetunlaisena kaksisuuntaisena radiopalveluna. Siinä päätelaitteen käyttäjä voi käytännöllisesti katsottuna olla jatkuvassa yhteydessä omaan ryhmäänsä ilman, että yhteyden ylläpito 5 kuitenkaan pitäisi lähetyskanavaa koko ajan varattuna.

PoC-ominaisuutta käytettäessä käyttäjä painaa päätelaitteensa luuriosasta lähetyspainiketta, jonka jälkeen hän voi välittömästi lausua lähetettävän viestin. Kaikki käyttäjän kanssa samaan 10 ryhmään kuuluvat osapuolet, jotka ovat kytkeytyneet lähetyshet-kellä tiedonsiirtoverkkoon esimerkiksi pakettiyhteydellä (kuten GPRS) kuulevat viestin. Myös PoC-ominaisuus tukee ainakin kahta lähetysmoodia. Ensimmäisessä moodissa yksi osapuolista voi osoittaa muille osapuolille ryhmäpuhelun ja toisessa moodissa 15 yksi osapuolista osoittaa jollekin toiselle osapuolelle suorapu-helun.

Edellä mainittujen liikennetilanteiden lisäksi molempien käsien vapaata käyttöä edellyttäviä tilanteita voi PoC-ominaisuutta 20 käytettäessä ilmetä esimerkiksi verkkopelejä pelattaessa.

, . Tällöin pelaajat antavat kommentteja toisille osapuolille pelin I edetessä. Tunnetun tekniikan mukaisesti lähetyksen suorittami- *,.* seksi on suoritettava manuaalinen kytkentä. Edelleen ongelmana on myös se, että käyttäjä ei voi helposti ryhmäpuhelun aikana :y j 25 suorittaa yksityisviestintää yhdelle tietylle osapuolelle.

• I · *··*' VOX-toiminto eli ääniohjattu lähetyksen kytkentä (Voice Operated transmission) on tunnettu ominaisuus joistakin semiduplex-··: kommunikaatiossa käytetyistä analogisista PMR-päätelaitteista 30 (Private Mobile Radio). Näissä VOX-toiminnolla mahdollistetaan ·;· puheenvuoron pyytäminen ilman PTT-kytkimen manuaalista painamis- ta.

Äänitunnistuksen eli VAD:n (Voice Activity Detection) käyttö on 35 tunnettua osa-aikaisen lähetyksen toteuttamisesta (DTX, Discon-tinous Transmission). Tällöin, kun VAD:lla ei havaita puhelun 4 114358 aikana mikrofonisignaalissa ääntä, ei päätelaitteella myöskään lähetä näitä hiljaisia hetkiä vastaavia kokonaisia uplink-purskeita. Toiminnolla säästetään lähetystehon kestossa ja pidennetään siten päätelaitteen tehollista toiminta-aikaa.

5

Eräät matkaviestinpäätelaitetyypit ovat nykyisin varustettu puheentunnistusominaisuudella. Näissä käyttäjä voi ohjata päätelaitetta lausumalla määrittelemänsä komennon, kuten esimerkiksi kutsuttavan osapuolen nimen "Kalle". Komennon seurauksena 10 päätelaite aktivoi kutsuttavan osapuolen (Kallen) tilaajatunnuk-sen. Käyttäjän valinnan mukaan komennon aktivoima tilaajatunnus voidaan kuitata napin painalluksella tai päätelaite voi myös ilman käyttäjän toimenpiteitä kutsua komennon aktivoiman osapuolen tilaajatunnusta.

15

Aktiivisten audio-osien, kuten esimerkiksi audiodataa käsittelevän prosessorin jatkuvasta virrankulutuksesta johtuen, on erityisesti kannettavissa päätelaitteissa erittäin epäedullista toteuttaa ohjelmapohjaiseen ratkaisuun perustuva VOX-toiminto, 20 joka jatkuvasti tapailee sisääntulevaa audiosignaalia ja havaitsee tästä puheen.

i * i : VOX:in toteuttamiseksi on esitetty monia tapoja, mutta nämä ovat /·;’ tavallisesti perustuneet laitteistotason ratkaisuihin, kuten ·;· · 25 esimerkiksi integroituihin VOX-lisäpiireihin tai erillisiin *· piirikaavioihin. Tämänkaltaisten ratkaisujen haittapuolia ovat ’·.* kohonneet komponenttikustannukset, komponenttien vaatima lisäti la ja mitä ilmeisimmin myös päätelaitteen suurempi standby-tilan virrankulutus. Myös ohjelmistopohjaisia toteutuksia tunnetaan, '...· 30 kuten esimerkiksi jo edellä mainittu jatkuva audiomonitorinti.

··· Myös niiden käyttöä kannettavissa päätelaitteissa rajoittaa kohonnut virrankulutus. Nämä ratkaisut saattavat olla kuitenkin toimivia esimerkiksi autoasennussarjoissa, joissa virrankulutus ei sinänsä ole suurikaan ongelma.

35 5 114358

Kaiken kaikkiaan toimivaa ja ennen kaikkea luotettavaa ja tehokasta VOX-toimintoa on tunnetun tekniikan esittämillä ratkaisuilla hankala toteuttaa erityisesti kannettavissa päätelaitteissa esimerkiksi juuri digitaalisessa trunking-järjestel-5 massa, jossa päätelaitteen on tehtävä puheenvuoropyyntö trunking-j ärj estelmälle.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan oleellisesti edullisempi, käyttäjäystävällisempi ja luotettavampi menetelmä 10 päätelaitteen lähetyksen hallitsemiseksi digitaalisessa verkkojärjestelmässä. Keksinnön mukaisen menetelmän tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksessa 1 ja 7.

Keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa, VOX-ominaisuuden 15 toteuttamisen yksinkertaisimmillaan jokaiseen päätelaitteeseen olemassa olevilla VAD-algoritmeilla (Voice Activity Detection), joita edullisesti käytetään keksinnön menetelmän mukaisesti audiosignaalin havainnoinnissa. Erään kehittyneemmän sovellus-muodon mukaan VAD-toiminnon lisäksi käytetään audio-DSP (Digital 20 Signal Processing) algoritmeja ja erityisemmin VRE-toimintoa , (Voice Recognition Engine), joilla voidaan tunnistaa audiosig- > · ; \ naalista lähetysvuoropyynnön tai lähetyksen aktivoivia avain- ·/ sanoja, riippuen käytettävästä verkkojärjestelmästä.

• > i ·’·· ·' 25 Ominaisuuden aktivointi voidaan suorittaa erityisellä UI- (User '· '· Interface) konseptilla mahdollistaen sen joustavan on/off- kytkennän. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että päätelaitteen käyttäjän on aktivoitava ensin VOX-ominaisuus jollain tapaa, jonka jälkeen ominaisuus on aktiivinen esimerkiksi asetetun 30 pituisen ajanjakson, loogisen sekvenssin tai käyttäjän UI:sta ·· tekemien valintojen mukaan.

h Keksinnön mukainen menetelmä parantaa oleellisesti päätelaitteen käytettävyyttä semiduplex -liikenteessä. Etua saavutetaan 35 trunking-järjestelmissä, kuten TETRA. Kyseisellä ominaisuudella saavutetaan etuja myös PoC-ryhmäviestinnässä (Push-to-talk over 6 114358

Cellular), joka on yksi suoritusmuoto All-IP-pohjaisiin järjestelmiin suunnitelluista VoIP (Voice over Internet Protocol) professional-puhepalveluista. Näiden eräänä tavoitteena on ohjata puhe siirrettäväksi IP-paketteina esimerkiksi GPRS-5 järjestelmän kautta.

Täysin ohjelmapohjaisesti toteutettu VOX-ominaisuus ilman päätelaitteeseen asennettavia lisälaitteita tai komponentteja vähentää merkittävästi muuttuvia kustannuksia, pienentää pääte-10 laitteen piirilevyn kokoa ja perusvirrankulutusta. Menetelmän mukaisesti toteutettu ominaisuus voidaan toteuttaa edullisesti nykyisillä tunnetuilla tuotealustoilla, koska niiden audio-osista pääsääntöisesti löytyvät vaaditut VAD- ja VRE-toiminnot. Ohjelmapohjainen ratkaisu ja käyttöliittymäkonsepti antavat 15 runsaasti mahdollisuuksia konfiguroida toimintoon liittyviä asetuksia, kuten esimerkiksi sen ON/OFF -ominaisuutta ja aktivointi- ja passivointiasetuksia käyttäjien tarpeiden mukaan.

Erään sovellusmuodon mukaan keksinnön mukaista menetelmää 20 voidaan käyttää myös esimerkiksi jo mainitussa PoC-ryhmäviestin- . , nässä. Tällöin konsepti voi olla erilainen esimerkiksi puhelu- * * · tyyppien ja puhevuorojen allokoinnin suhteen kuin trunking-järjestelmissä. PoC-ryhmäviestinnässä voidaan eräänä lisäsovel- • · /y lusmuotona keksinnön mukaista menetelmää hyödyntää sanotun ··’ · 25 lähetyksen aktivoinnin lisäksi siihen yhdistetyllä vastaanotta- • · » *· " jän valinnalla.

• ·

Muut keksinnön mukaisella menetelmällä saavutettavat lisäedut ··.: ilmenevät selitysosasta ja ominaiset piirteet oheisista patent- 30 tivaatimuksista.

Keksinnön mukaista menetelmää, jota ei ole rajoitettu seuraavas-sa esitettäviin sovellusmuotoihin, selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin kuviin, joissa 35 * i 7 114358

Kuva 1 esittää esimerkkiä päätelaitteen toiminnallisis ta osista,

Kuva 2 esittää erästä esimerkkiä keksinnön mukaisen menetelmän sovelluskohteesta, 5 Kuvat 3a ja b esittävät esimerkkiä keksinnön mukaisen menetelmän eräästä sovellusmuodosta vuokaavioina,

Kuvat 4a ja b esittävät esimerkkiä keksinnön mukaisen menetelmän eräästä toisesta sovellusmuodosta vuokaavioina ja 10 Kuva 5 esittää erästä toista esimerkkiä keksinnön mu kaisen menetelmän käyttökohteesta.

Kuvassa 1 on esitetty eräs esimerkki keksinnön mukaisen menetelmän toteuttavan digitaalisen päätelaitteen 10 toiminnallisista 15 osista. Päätelaitteen 10 suoritinyksikön 18 yhteyteen on järjestetty lähetin-vastaanotinpiiri 19, jonka yhteyteen on kytketty mm. antenni 25 lähetyksen suorittamiseksi ja vastaanottamiseksi. Edelleen suoritinyksikön 18 yhteydessä ovat päätelaitteen 10 näppäimistö 11, navigointi- ja valintanäppäimet 15 ja -kytkimet 20 sekä mahdollinen SIM-kortti 16 (Subscriber Identity Module).

, Sanottuihin kytkimiin kuuluu muun muassa mahdollista lähetysvuo- , ropyyntöä ja lähetystä ohjaava PTT-kytkin 26 (Push-to-Talk).

Päätelaitteessa 10 voi olla LCD-näyttö 21, joka on järjestetty · 25 näytönohjaimen 13 yhteyteen, joka edelleen on myös suoritinyksi- kön 18 yhteydessä. Edelleen suoritinyksikön 18 yhteyteen on järjestetty RAM-muisti 17a ja päivitettävissä oleva ROM-muisti 17b sekä audio-osa 14, jonka yhteyteen on järjestetty sinänsä tunnetunlaiset kaiutin- ja mikrofonivälineet 12, 20a sekä *...· 30 mahdollinen merkkiäänenantolaite 20b. On huomattava, että ·· kuvassa esitetyn 1 päätelaitteen 10 toiminnalliset osat on ;; esitetty varsin karkealla ja esimerkillisellä tasolla. Päätelai te 10 voi olla esimerkiksi sen tyypistä riippuen toteutettavissa useillakin eri tavoilla, jotka ovat kuitenkin alan ammattimie- > * 35 helle ilmeisiä.

8 114358

Keksinnön mukaisen menetelmän kannalta on oleellista, että esimerkiksi päätelaitteen 10 audio-osaan 14 on järjestetty ohjelmallisena aliosana VAD-toiminnon (Voice Activity Detection) toteuttava algoritmimoduuli 22 eli äänentunnistus. Erään kehit-5 tyneemmän sovellusmuodon mukaan VAD-moduulin 22 lisäksi audio-osan 14 toiminnallisuuteen kuuluu aliosana lisäksi DSP-moduuli, johon sisältyy VRE-toiminto 23 (Voice Recognition Engine) eli puheentunnistus.

10 Seuraavaksi selostetaan keksinnön mukaisen menetelmän eräitä edullisia sovellusmuotoja kuviin 2 sekä 3a ja 3b viitaten.

Kuvassa 2 on kaaviomainen esitys keksinnön mukaisen menetelmän eräästä sovelluskohteesta. Käyttäjillä A, B ja C, jotka voivat olla esimerkiksi kentällä partioivia poliiseja tai jonkin muun 15 vastaavan viranomaistahon, yrityksen tai liikennelaitoksen edustajia, on kuvassa 1 esitetyn toiminnallisuuden mukaiset päätelaitteet 10. Erään sovellusmuodon mukaan päätelaitteet 10 ovat tarkoitettu toimimaan digitaaliseen trunking-järjestelmään perustuvassa verkkojärjestelmässä, kuten TETRA:ssa 27 (TErrest- 20 rial Trunking RAdio). Trunking-järjestelmälle on ominaista, että , , päätelaitteen 10 pyytäessä lähetysvuoroa trunking-järjestelmäl- ; *t tä, tämän SwMI (Switching and Management Infrastructure) jakaa * lähetysvuoroja asetettujen kriteerien perusteella. Tällaisia ’*·’ kriteereitä voivat olla esimerkiksi pyyntöjärjestys, käyttäjien :·ί · 25 A, B, C priorisointitaso ja näiden päätelaitteiden 10 aktiivise- » * · ’· na oleva lähetystyyppi (esimerkiksi hätäkutsu vs. tavallinen *···* puheenvuoro).

Kuvissa 3a ja 3b on vuokaavioesitys keksinnön mukaisen menetel-30 män eräästä edullisesta sovellusmuodosta trunking-järjestelmäs- ·*· sä. Käyttäjät A, B, C aktivoivat VOX-ominaisuuden esimerkiksi manuaalisesti TETRA-päätelaitteidensa 10 käyttöliittymistään UI (User Interface) ON/OFF -asetuksella (301) . Toimenpiteen jälkeen päätelaite 10 aktivoi ryhmäviestilähetyksen lyhyellä PTT-kytki-35 men painalluksella (kesto < 500 ms) (302). VOX-ominaisuuden aktivoiduttua annetaan esimerkiksi päätelaitteen 10 merkki- 9 114358 äänenantolaitteella 20b merkkiääni tai muu vastaava ilmoitus, kuten merkkivalosignaali (303) .

Keksinnön menetelmän mukaisesti toteutetun VOX-ominaisuuden 5 ollessa aktiivisena pidetään audiopolkua avoinna koko ajan. Mikrofonin 20a kautta tulevaa audiosignaalia prosessoidaan keskeytymättä sinänsä tunnetulla tavalla VAD-algoritmilla (304), jolla audiosignaalista etsitään asetetun kriteerin mukaista signaalimuotoa, kuten esimerkiksi mahdollista päätelaitteen 10 käyttäjän puhetta (305). Mikrofonin 20a ja VAD-moduulin 22 herkkyyttä voidaan tarpeen mukaan säätää, jotta voitaisiin välttää esimerkiksi voimakkaiden taustaäänien mahdollisesti kytkemät virheelliset lähetykset. VAD-toimintoa 22 käytetään keksinnön menetelmän mukaisesti puheen alkukohdan etsimisessä 15 mikrofonin 20a kautta tulevasta audiosignaalista. VAD-moduulin 22 yhteyteen sovitetulla VAD-algoritmilla havaitaan mikrofonin 20a kautta sisääntulevasta audiosignaalista signaalitason nousu, joka saattaa siis mahdollisesti olla puhetta. VAD-toiminnolla 22 ei voida erottaa äänestä puhetta tai yksittäisiä sanoja.

20 , , Käyttäjän A, B, C ensimmäinen sana, jolla tämä voi aktivoida ; lähetysvuoropyynnön, on tässä ensimmäisessä, pelkästään VAD- · toimintoon 22 perustuvassa sovellusmuodossa oltava jotain muuta • · [··;’ kuin todellista lähetettäväksi tarkoitettua puhetta. Käyttäjän • · « :··’ : 25 A, B, C on ennen lähetettävää lausahdustaan lausuttava esimer- • » » ’· ’’ kiksi sana "VOX" tai minkä tahansa muun sana tai äännähdys.

• « '••h Tällöin VAD 22 havaitsee mahdollisen lähetyksen ja lähettää verkkojärjestelmän keskukselle 28 lähetysvuoropyynnön (306). Keskukseen 28 järjestetty SwMI käsittelee lähetysvuoropyynnön

» » I

*...· 30 (307) ja jos käyttäjien A, B, C muodostamassa ryhmässä ei juuri -·· sillä hetkellä ole liikennettä, SwMI myöntää lähetysvuoron sitä pyytäneelle päätelaitteelle 10 yleensä lähes välittömästi (308).

Jos ryhmässä on kovasti liikennöintiä, lähetysvuoroa joudutaan * · »

odottamaan, riippuen mm. pyynnön lähettäneen käyttäjän A, B, C

* » 35 priorisointitasosta. Päätelaite 10 vastaanottaa lähetysluvan 10 114358 (309), jota seuraavat osavaiheet (310 - 317) selostetaan tarkemmin tuonnempana.

VAD-toimintoon 22 perustuvassa sovellusmuodossa, jossa käyttäjä 5 A, B, C lausuu VOX-ominaisuuden aktivoivan komennon "VOX" ja välittömästi tämän perään lähetettäväksi tarkoittamansa viestin, saattaa viestin alusta jäädä sanoja pois. Eräs tapa tämän välttämiseksi on varata mikrotonipuheen puskuroimiseksi enemmän muistitilaa. Tässä tapauksessa syntyy kuitenkin suuremmat 10 puheviiveet, jotka voivat olla vähintään kymmeniä millisekunteja. Eräs merkittävä heikkous pelkästään VAD-toimintoon perustuvassa ratkaisussa on voimakkaiden taustaäänien aktivoimat lähetykset.

15 Eräs toinen, edullisempi toteutustapa keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi on esitetty kuvissa 4a ja 4b. Tässä käytetään edellä esitettyä VAD-toimintoa 22 ja sen yhteydessä VRE-toimintoa 23 eli puheentunnistusta. VOX-ominaisuuden akti-vointivaiheet (401 - 403) ja VAD-toimintoon 22 liittyvät mene-20 telmän osavaiheet (404 - 405) ovat oleellisesti vastaavanlaiset kuin pelkästään VAD-toimintoon 22 perustuvassa toteutuksessa.

' '* Kun VAD-toiminnolla 22 havaitaan ensimmäisen kerran audiosignaa-

'; *· lista (1°) mahdollisesti mikrofoniin 20a käyttäjän A, B, C

’···* tarkoittama signaali, aktivoidaan päätelaitteen 10 puheentunnis- o: ·' 25 tustoiminto VRE 23 (406) .

· * * · • t *...* Puheentunnistuksessa 23 etsitään mikrofonin 20a kautta sisääntu- levasta puheesta esimerkiksi "VOX"-lausahdusta tai muuta oleel-lisesti ennalta määriteltyä avainsanaa (408). Jos asetettua

i * I

·,,,· 30 avainsanaa ei asetetun ajanjakson kuluessa löydy voidaan palata .·. esimerkiksi vaiheeseen (405) tutkimaan onko audiopolulla yleen- säkään enää mitään ääneksi miellettävää signaalia. Jos on, niin siirrytään reittiä (2°) suoraan vaiheeseen (407) .

I I I

* · 35 Puheentunnistuksen 23 todettua oikean avainsanan, lähettää päätelaite 10 lähetysvuoropyynnön (409) trunking-järjestelmän 11 114358

SwMI:lle 34, vastaten PTT-kytkimen 26 pohjaan painamista, kuten nykyisin.

SwMI 34 käsittelee lähetysvuoropyyntöjä (410) ja antaa sen 5 vuorollaan sitä pyytäneelle päätelaitteelle 10 (411). Kun päätelaite 10 on vastaanottanut SwMI:n 34 myöntämän lähetysvuo-roluvan (412), kytketään lähetys päälle (413) ja ilmaistaan se esimerkiksi TX Granted -äänimerkillä (414). Käyttäjä A, B, C sanelee lähetettävän viestinsä mikrofoniin 20a ja päätelaite 10 10 lähettää sen tiedonsiirtoverkkoon 28 tunnetulla tavalla (415).

Lähetyksen passivointi voidaan erään suoritusmuodon mukaan tunnistaa siten, että VAD-algoritmilla 22 prosessoidaan audiosignaalia lähetyksen aikana (313), ja jos puheessa havaitaan 15 tarpeeksi pitkä, esimerkiksi ennalta asetetun mittainen tauko (esimerkiksi 1-2 sekuntia) (314), passivoidaan lähetys vastaavalla tavalla kuin PTT-kytkimestä 26 irti päästettäessä (316). Tämän jälkeen siirrytään takaisin vaiheeseen (304), riippuen esimerkiksi käyttäjän toimenpiteistä tai VOX-ominaisuuden 20 asetuksista (317).

Eräs edistyneempi sovellusmuoto lähetyksen hallitsemiseksi on *·erityiset VRE-toiminnolla 23 tunnistettavat avainsanat. Tällöin ‘<··· audiosignaalia prosessoidaan lähetyksen aikana VRE-toiminnolla

» I

: 25 23 (416) . Prosessoinnissa audiosignaalista etsitään asetettua lopetuskriteeriä, joka voi olla esimerkiksi avainsana (417). Toinen esimerkki tällaisesta lopetuskriteeristä on asetetun mittainen tauko puheessa, koska aina on mahdollista, että todennäköisyyslaskentaan perustuva puheentunnistus voi jollain 30 tapaa epäonnistua. Kun asetettu avainsana tai asetetun mittainen tauko löytyy, ilmaistaan lähetyksen passivointi (418) ja passi-’·. voidaan VRE ja lähetys (419) . Tämän jälkeen voidaan siirtyä vaiheeseen (404) (420).

I i 35 Avainsanoja käyttämällä käyttäjät A, B ja C voivat kontrolloida milloin puhetta lähetetään verkkojärjestelmään 27 ja milloin ei.

12 114358

Esimerkkitapauksena tällaisen avainsanan käytöstä voi olla "Vox (tauko) täällä tarvitaan apuvoimia, over!". Tällöin vastaanottajat kuulevat lauseen "Täällä tarvitaan apuvoimia, over!" Nyt Vox-sanan lisäksi myös over-sana on asetettu puheentunnistuksen 5 23 yhteyteen järjestettyyn tietokantaan dB. Tietokanta dB voi olla tallennettu esimerkiksi päätelaitteen 10 muistivälineihin 17a. VRE-toiminnon 23 löytäessä puhesignaalista over-sanan, voidaan siitä päätellä, että lähetys on tällöin tarkoitettu lopetettavaksi.

10

Audiopolkua voidaan pitää avoimena VOX-ominaisuudelle käyttäjän määrittelemän ajan tai kunnes aktiivinen ryhmäkutsu lopetetaan. Tämän jälkeen VAD- ja VRE-toiminnot sammutetaan tehonkulutuksen minimoimiseksi.

15 VOX-ominaisuuden passivoinnin käyttäjät A, B, C voivat suorittaa esimerkiksi lyhyellä PTT-kytkimen 26 painalluksella, jolloin ominaisuus passivoituu välittömästi. Myös tämä osoitetaan käyttäjälle A, B, C esimerkiksi merkkiäänellä tai muulla sopi-20 valla tavalla.

;' VOX-ominaisuus voidaan tarvittaessa myös väliaikaisesti kumota, 'y': Kumoamisen voivat käyttäjät A, B, C erään edullisen sovellusmuo- ·.·* don mukaan suorittaa pitkällä PTT-kytkimen 26 painalluksella, t · ··’· 25 jolloin PTT-kytkimellä 26 suoritettavaa lähetystä voidaan • » '· U käyttää VOX-ominaisuuden tilalla. Lähetyksen jälkeen PTT-kytkin 26 vapautetaan tunnetulla tavalla, jolloin keksinnön mukainen VOX-ominaisuus on jälleen aktiivinen.

* t · 30 Avainsanoja voivat käyttäjät A, B, C tallentaa tietokantaan dB ja ohjelmoida päätelaitteen 10 muistikapasiteetin ja puheentun-nistuksen 23 asettamien rajojen puitteissa. Ohjelmoitaessa *. avainsanoja, päätelaitteen 10 käyttäjä A, B, C opettaa puheen- tunnistinta ja asettaa opettamiaan komentoja vastaavat toimin-

IMI

35 not. Toteutustapa voi olla puhujariippuvainen tai -riippumaton.

13 114358

Algoritmitasolla keksinnön mukaisen menetelmän toteutus voidaan järjestää VAD-toiminnon 22 osalta esimerkiksi aikatasossa tapahtuvaksi. Tällöin havaitaan audiosignaalin nousu, jonka on oltava tarpeeksi selkeästi erottuva. Myös taajuustasossa suori-5 tettavaa puhespektrin tunnistusta voidaan hyödyntää. Tällöin audiosignaalin on muistutettava puhetta, jonka signaali tavanomaisesti on välillä 100 Hz - 1,5 kHz. Eräänä merkittävänä kriteerinä toiminnallisuuden kannalta on tällöin erottaa signaalista puhe taustamelusta.

10

Kuvassa 5 on esitetty eräs toinen sovellusesimerkki, jossa keksinnön mukaista menetelmää voidaan myös käyttää. Tässä verkkojärjestelmä 32.1, 32.2, joka tukee esimerkiksi GPRS- lähetysmoodia, on kytketty All-IP-infrastruktuurin 31.1, 31.2, 15 33 yhteyteen. Tällöin päätelaite 10' tukee esimerkiksi PoC-ryhmäviestintä ominaisuutta/palvelua. Päätelaitteen 10' VOX-ominaisuuden aktivointitoimenpide suoritetaan esimerkiksi tätä varten varatulla kytkimellä. Myös PoC-ryhmäviestinnässä on keksinnön mukainen menetelmä mahdollista toteuttaa ainakin 20 kahdella edellä esitellyllä tavalla (VAD, VAD & VRE).

Ensimmäisessä toteutustavassa PoC-toiminnolla varustettu pääte-laite 10' on järjestetty erityiseen HF (handsfree) -moodin.

* i Tällöin keksinnön menetelmän mukaisesti toteutetun VOX-ominai- » » · • 25 suuden ollessa aktivoituna ja käyttäjän A', B' , C' , D' sanoessa > « · · jotain, päätelaite 10' lähettää aina PoC-puheviesti paketin.

* ·

Pakettien puskurointi ja lähetyksien a j oitusta/j är j estystä · * vastaanottajille ohjataan PoC-palvelimella 31.1, 31.2. Lähetyk- sen tunnistaminen voidaan edullisesti toteuttaa perusmallisella .···. 30 VAD-moduulilla, jolla havaitaan mahdollisesti puheeksi tulkitus- » * ta signaalista puheen alku- ja loppukohdat ja näiden perusteella * ” ohjataan lähetystä tangentin painalluksen ja vapautuksen sijas- ta.

35 Toisessa toteutustavassa VOX-ominaisuuden toteuttamiseksi PoC-toiminnon yhteydessä perustuu sekä VAD- että VRE-toimintoon 14 114358 edellä kuvatulla tavalla. PoC-toimintoon kykenevä päätelaite 10' toteuttaa tässä tapauksessa spesifisen HF (handsfree) tangentti avainsana -moodin. Tällöin päätelaite 10' lähettää PoC-toimin-nossa aina puheviesti paketin, kun henkilö A', B' , C' , D' lausuu 5 tunnussanan ja sen jälkeen lauseen. Tämä voidaan toteuttaa myös edellä esitetyillä, perusmallisilla VAD- ja VRE-moduuleilla, jossa VAD-moduulilla havaitaan lauseen alku- ja loppukohdat sekä VRE-moduulilla tunnistetaan avainsana ja lähetystä ohjataan tangentin painalluksen/vapautuksen sijasta VAD-moduulin havait-10 semien lauseen alku- ja loppukohtien mukaan.

Eräässä toisessa edullisessa sovellusmuodossa voi käyttäjä A', B' , C , D' PoC-päätelaitteeseen 10' tallentaa useita avainsanoja. Tällöin käyttäjän A', B', C' , D' on mahdollista valita 15 lähetyksen kohteeksi ryhmästään yksittäisiä käyttäjiä vain lausumalla esimerkiksi vastaanottajaksi tarkoitettua käyttäjää vastaavaksi tunnisteeksi tallennetun avainsanan. Näin käyttäjä voi lähettää yksityisviestejä suoraan vain tälle tietylle, valitsemalleen käyttäjälle. Kuvatunlainen ominaisuus voidaan 20 luonnollisesti aktivoida myös käsin menuvalintana, mutta tietyissä olosuhteissa tämä voidaan suorittaa luonnollisemmin puhuen.

* : Edelleen erään sovellusmuodon mukaan käyttäjä voi käyttää j 25 kaksiosaista avainsanaa, jolla parannetaan menetelmän erotuskyky kyä. Esimerkiksi avainsanana käytettävä "chat Jill" on parempi yhdistelmä avainsanaksi kuin pelkkä "Jill". Koko ryhmää tarkoittavaksi avainsanaksi voidaan tallentaa esimerkiksi "group". Menetelmässä voidaan edullisesti käyttää eri yhdistelmiä.

,···, 30 Tällaisia yhdistelmiä voivat olla esimerkiksi tangentin painami- • · nen ryhmäkutsun ollessa aktiivisena ja avainsanan, kuten nimen : ” lausuminen tämän jälkeen lähetyksen vastaanottajan valitsemisek- si.

. : 35 PoC-järjestelmässä käytettäessä VAD- ja VRE-moduuleja lisätään järjestelmässä käytettyyn IP-pakettiin (tyypillisesti käytetään 15 114358 RTP-paketteja (Realtime Transport Protocol)) ei-standardinmukai-nen lisäkenttä. Lisäkenttä huomioidaan PoC-palvelimella 31.1, joka välittää viestin vain lisäkentässä määritellyille vastaan-ottaj ille.

5

Jos VRE-moduli löytää tietokannastaan vastaanottavan osapuolen, annetaan asetetun muotoinen vahvistus, jolla ilmaistaan onnistunut äänivalinta. Vahvistus voi olla esimerkiksi lyhyt piippaus tai avainsanan toistaminen käyttäjälle. Vahvistuksen kuulemisen 10 jälkeen (tai jopa sitä ennen, jolloin vahvistus voidaan antaa myös lähetettävän lauseen loputtua) käyttäjä voi sanella lähetettäväksi tarkoittamansa viestin.

On ymmärrettävä, että edellä oleva selitys ja siihen liittyvät 15 kuvat on tarkoitettu ainoastaan havainnollistamaan esillä olevaa keksinnön mukaista menetelmää. Menetelmän proseduraalinen toteutus voidaan toteuttaa lukuisilla eri tavoilla, jotka ovat alan ammattimiehelle ilmeisiä. Keksintöä ei siten ole rajattu pelkästään edellä esitettyihin tai patenttivaatimuksissa määri-20 teltyihin suoritusmuotoihin, vaan alan ammattimiehelle tulevat olemaan ilmeisiä monet erilaiset keksinnön variaatiot ja muun-nokset, jotka ovat mahdollisia oheisten patenttivaatimusten ,· määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

t · I t * t f

» I

J I * * » I Φ i I «

Claims (8)

16 114358

1. Menetelmä digitaalisessa verkkojärjestelmässä (27) päätelaitteen (10) lähetyksen ohjaamiseksi, jossa päätelaitteessa (10) on 5 PTT-toiminto (Push-to-Talk) sanottuun verkkojärjestelmään suoritettavan lähetyksen aktivoimiseksi ja passivoimiseksi, jonka PTT-toiminnon ääniohjaamiseksi päätelaitteeseen (10) kuuluu aktivoitava/passivoitava VOX-ominaisuus (Voice Operated transmission), joka toteutetaan ohjelmallisesti päätelaitteen 10 (10) yhteyteen järjestetyllä VAD-toiminnolla (22) (Voice Activity Detection) ja jossa sanottu VOX-ominaisuus päätelaitteella (10) aktivoitaessa (401, 402) vaiheittain - ilmaistaan VOX-ominaisuuden aktivointi (403), - prosessoidaan päätelaitteen sisääntulevaa audiosignaalia

15 VAD-toiminnolla (22) etsien siitä asetetun kriteerin mukaista signaalimuotoa (404, 405) ja - havaittaessa audiosignaalista asetetun kriteerin mukainen signaalimuoto, PTT-toiminnolla aktivoidaan päätelaitteen (10) lähetys, jossa vaiheittain 20. pyydetään verkkojärjestelmältä (27) lähetysvuoroa (409, 410), - vastaanotetaan verkkojärjestelmältä (27) lähetysvuo- » · ro (411, 412), - kytketään lähetys ja ilmaistaan myönnetty lähetys- ’)· ; 25 vuoro (413, 414), • · - suoritetaan lähetys (415) ja ’·*' - passivoidaan lähetys (419), tunnettu siitä, että, päätelaitteessa (10) on VAD-toiminnon (22) ··** lisäksi ohjelmallisesti toteutettu VRE-toiminto (23) (Voice » · **·’ 30 Recognition Engine) , joka aktivoidaan havaittaessa audiosignaa- *:* lista VAD-toiminnolla (22) asetetun kriteerin mukainen signaali- muoto (406), jonka jälkeen **t - etsitään VRE-toiminnolla (23) audiosignaalista yhtä tai . useampaa asetettua avainsanaa (407), 35. tunnistetaan audiosignaalista asetettu avainsana (408) ja 17 114358 - aktivoidaan lähetys päätelaitteen PTT-toiminnolla suorittaen sanotut osavaiheet (409 - 419) .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että audiosignaalia prosessoidaan lähetyksen aikana VAD-toiminnolla (22) (313), audiosignaalista etsitään asetetun mittaista taukoa (314), 10. audiosignaalista löydetään asetetun mittainen tauko, jolloin lähetys passivoidaan (315) ja ilmaistaan lähetyksen loppumisen merkiksi asetettu merkki (316).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että - audiosignaalia prosessoidaan lähetyksen aikana VRE- toiminnolla (23) (416), - audiosignaalista etsitään asetettua lopetuskriteeriä (417), 20. audiosignaalista löydetään asetettu lopetuskriteeri, . jolloin ilmaistaan lähetyksen loppumisen merkiksi asetettu merkki (418) ja lähetys passivoidaan (419). * •y’

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu * t * ' 25 siitä, että VOX-ominaisuus on päällä asetetun mittaisen ajan tai '· ’· kunnes aktiivinen ryhmäkutsu loppuu, jonka jälkeen VAD- ja VRE- '*··' toiminnot (22, 23) passivoidaan.

···: 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu » · 30 siitä, että VOX-ominaisuus on asetetulla toimenpiteellä väliai-·· kaisesti kumottavissa.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu 1. i siitä, että päätelaitteen muistivälineisiin (17a) on VRE-toimin-35 toa (23) varten järjestetty erityinen tietokanta (dB), johon 18 114358 käyttäjä tallentaa avainsanoja lähetyksen aktivoimiseksi ja passivoimiseksi.

7. Menetelmä digitaalisessa verkkojärjestelmässä (32.1, 32.2) 5 päätelaitteen (10') lähetyksen ohjaamiseksi, jossa sanottu verkkojärjestelmä (32.1, 32.2) on järjestetty palvelimella varustettuun All-IP-infrastruktuurin (31.1, 31.2, 33) yhteyteen ja sanottu päätelaite (10') tukemaan PoC-ominaisuutta/palvelua (Push-to-talk over Cellular) ja jossa päätelaitteessa (10') on 10 PTT-toiminto (Push-to-Talk) sanottuun verkkojärjestelmään suoritettavan lähetyksen aktivoimiseksi ja katkaisemiseksi ja aktivoitava/passivoitava VOX-omiriaisuus (Voice Operated transmission) sanotun PTT-toiminnon ääniohjaamiseksi, joka toteutetaan oh j elmallisesti päätelaitteen (10') yhteyteen järjestetyllä 15 VAD-toiminnolla (22) (Voice Activity Detection), jolloin aktivoitaessa sanottu VOX-ominaisuus (401, 402) päätelaitteella (10') vaiheittain ennen lähetyksen suorittamista - ilmaistaan VOX-ominaisuuden aktivointi (403), - prosessoidaan päätelaitteen sisääntulevaa audiosignaalia

20 VAD-toiminnolla (22) etsien siitä asetetun kriteerin , mukaista signaalimuotoa (404, 405) ja - havaittaessa audiosignaalista asetetun kriteerin mukai- ’· nen signaalimuoto, PTT-toiminnolla aktivoidaan päätelait teen (10) lähetys, jossa 25. aktivoidaan lähetys (413) ja » » · '· "· - passivoidaan lähetys (419) , tunnettu siitä, että päätelaitteessa (10') on VAD-toiminnon (22) lisäksi ohjelmallisesti toteutettu VRE-toiminto (23) (Voice Recognition Engine) , joka aktivoidaan havaittaessa audiosignaa-*',,,· 30 lista VAD-toiminnolla (22) asetetun kriteerin mukainen signaali- .·· muoto (406) , jonka jälkeen - etsitään VRE-toiminnolla (23) audiosignaalista yhtä tai useampaa asetettua avainsanaa (407), - tunnistetaan audiosignaalista asetettu avainsana (408) 35 ja 19 114358 - aktivoidaan lähetys päätelaitteen PTT-toiminnolla suorittaen sanotut osavaiheet (413, 419).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että avainsanoja käytetään lähetyksen aktivoinnin ohella lähetyksen vastaanottajan (A', B', C', D') valintaan. 1 · I | 20 114358