(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔通信システムにおいてスピーチ送信する方法において、
スピーチ信号をスピーチコード化方法により少数のスピーチコードビットに圧縮し、
そのスピーチコードビットをチャンネルエンコードし、
スピーチの送信にＮ個の異なる代替しうるスピーチコード化方法を使用し、これらは、全て、Ｎ≧２及びＳ１≧Ｓ２≧・・・≧ＳＮとすれば、異なる送信率Ｓ１、Ｓ２、・・・及びＳＮキロビット／ｓで各々動作し、
上記各スピーチコード化方法に特定の第１のチャンネルエンコード方法を各々のスピーチコード化方法と共に使用し、上記第１チャンネルエンコード方法は、エラー検出及びエラー修正の第１チャンネルコードビットをスピーチコードビットに追加し、そして使用するスピーチコード化方法に関わりなく一定の送信率Ｓ１を発生し、これにより、第１チャンネルエンコード中にスピーチコードビットに追加される第１チャンネルコードビットの送信率が、使用するスピーチコード化方法に基づいて各々０、Ｓ１−Ｓ２、・・・Ｓ１−ＳＮキロビット／ｓとなるようにすることを含み、そして
第１のチャンネルエンコードの後に、使用されるすべてのスピーチコード化方法及び第１チャンネルコード化方法に対して共通である第２のチャンネルエンコードを行って、エラー検出及びエラー修正の第２チャンネルコードビットを、第１チャンネルエンコードにより発生された信号に追加し、上記第２チャンネルコードビットの送信率は、Ｃキロビット／ｓであり、これにより、第２のチャンネルエンコードの後に、選択されたスピーチエンコード方法に関わりなく全送信率が一定のＳ１＋Ｃキロビット／ｓになるようにすることを特徴とする方法。
【請求項２】
送信された信号の受信は、
第２のチャンネルエンコードにより追加された第２のチャンネルコードビットであって送信率がＣキロビット／ｓである第２のチャンネルコードビットを除去するために第２のチャンネルデコードを実行し、
第２のチャンネルデコードの後に、第１のチャンネルエンコードにより追加された第１のチャンネルコードビットを除去するために第１のチャンネルデコードを実行して、使用するスピーチコード化方法に基づいて、スピーチデコードに送られるべきスピーチコードビットに対して送信率Ｓ１、Ｓ２、・・・ＳＮキロビット／ｓが各々与えられるようにすることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２チャンネルコード化に送られるビットを、使用するスピーチコード化方法におけるエラー保護のためのそれらの重要性に基づいて多数のグループに分類して、第２のチャンネルコード化のエラー修正容量が、各々のスピーチコード化方法及びそれぞれのスピーチコード化方法に関連して使用される第１チャンネルコード化方法にとって最も重要であるビットに向けられるようにする段階を含む請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
スピーチ接続が確立されるときに、使用するスピーチコード化方法を送信経路のエラーに基づいて選択して、送信チャンネルにおける送信エラーが多いほど、選択されたスピーチコード化方法から第１チャンネルエンコードへのスピーチコードビットの送信率が低く、且つ第１チャンネルコードビットの送信率が高いようにする請求項１、２又は３に記載の方法。
【請求項５】
スピーチコード化方法は、スピーチの接続中に、送信経路のエラーが変化したときに変更されて、送信経路の送信エラーが多いほど、選択されたスピーチコード化方法から第１チャンネルエンコードへ送られるスピーチコードビットの送信率が低くなるようにする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
送信器において選択できる全てのスピーチエンコード方法に対し、それに対応するスピーチデコード方法を全ての受信器において選択することはできず、
異なる受信器において選択できる全てのスピーチデコード方法に対して、それに対応するスピーチエンコード方法を全ての送信器において選択することはできず、そして
スピーチ接続が確立されるときに、使用するスピーチコード化方法を送信器と受信器との間の信号により選択し、これにより、選択される方法が、送信器及び受信器の両方において選択できる方法であるようにする請求項１、２又は５に記載の方法。
【請求項７】
送信器において選択できる全てのスピーチエンコード方法に対し、それに対応するスピーチデコード方法を全ての受信器において選択することはできず、
異なる受信器において選択できる全てのスピーチデコード方法に対して、それに対応するスピーチエンコード方法を全ての送信器において選択することはできず、そして
スピーチ接続が確立される前に、使用するスピーチコード化方法を手動で選択し、その選択される方法が、送信器及び受信器の両方において選択できる方法であるようにする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項８】
第１チャンネルエンコードは、２つ以上のステップで行われ、そして第２チャンネルエンコードは、全てのスピーチコード化方法の場合に同じである請求項１に記載の方法。
【請求項９】
デジタルスピーチを送信する遠隔通信システムの送信装置において、
スピーチコード化方法によってスピーチ信号をコード化するためのスピーチエンコード手段と、
スピーチエンコードされた信号を、送信率が送信チャンネルの全送信率に等しい信号へとチャンネルエンコードするための２段チャンネルエンコード手段とを備え、
上記スピーチエンコード手段は、相互に異なる送信率を有するスピーチエンコード信号を形成する２つ以上の代替しうるスピーチコード化方法を使用し、
上記２段チャンネルエンコード手段は、
−  各々のスピーチエンコード方法に特定の第１チャンネルエンコード動作であって、異なる送信率をもつエンコードされたスピーチ信号から、スピーチコード化方法に関わりなく同じ一定の送信率をもつ第１チャンネルエンコード信号を発生するような１組の第１チャンネルエンコード動作を含む第１チャンネルエンコード段と、
−  使用されるスピーチコード化方法にしたがって第１のチャンネルエンコード信号及び上記第１チャンネルエンコード動作の１つを選択する手段と、
−  スピーチコード化方法に関わりなく且つ上記第１チャンネルエンコード段から受け取られた上記選択された第１のチャンネルエンコード信号から、スピーチコード化方法に関わりなく上記全送信率と同じ一定の送信率を有する第２のチャンネルエンコード信号を発生する第２チャンネルエンコード段と、
を含むことを特徴とする送信装置。
【請求項１０】
上記スピーチエンコード方法及び第１チャンネルエンコード動作を選択し、そして上記選択されたスピーチコード化方法及び第１チャンネルエンコード動作によって発生された信号を第２チャンネルエンコード動作へ切り換えるための手段を備えた請求項９に記載の送信装置。
【請求項１１】
上記選択手段は、送信経路のエラーに基づくか又は送信装置と受信装置との間の信号に基づき、或いは手動で制御される請求項１０に記載の送信装置。
【請求項１２】
デジタルスピーチを送信する遠隔通信システムの受信装置において、
受信したチャンネルエンコードされたスピーチ信号をデコードするための２段チャンネルデコード手段と、
チャンネルデコードされたスピーチ信号をスピーチコード化方法によりスピーチデコードするためのスピーチデコード手段とを備え、
上記２段チャンネルデコード手段は、
−  スピーチコード化方法とは独立し且つスピーチコード化方法に関わりない一定送信率が遠隔通信チャンネルに使用される全送信率と同じであるような上記受信したチャンネルエンコードされたスピーチ信号から、スピーチコード化方法に関わりない低い一定送信率を有する第１信号を発生するような第２のチャンネルデコード段と、
−  各々のスピーチコード化方法に特定で且つ上記第２のチャンネルデコード段から受け取られた上記第１信号をチャンネルデコードして、各々のスピーチコード化方法に特定の、相互に異なる送信率をもつエンコードされたスピーチ信号を発生するような１組の第１チャンネルデコード動作を含む第１チャンネルデコード段とを含み、そして
上記スピーチデコード手段は、２つ以上のスピーチエンコード方法により発生されて相互に異なる送信率を有するスピーチコード化されたスピーチ信号をデコードするための２つ以上の代替しうるスピーチデコード方法を使用し、
上記受信装置は、更に、上記第２のチャンネルデコード段から受け取られた上記第１信号のために使用されるべき上記スピーチデコード方法及び第１のチャンネルデコード動作を選択するための手段を含むことを特徴とする受信装置。
【請求項１３】
上記選択手段は、送信経路のエラーに基づくか又は送信装置と受信装置との間の信号に基づき、或いは手動で制御される請求項１２に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、移動通信システムにおいてスピーチ送信する方法であって、スピーチ信号をスピーチコード化方法によって少数のスピーチコードビットに圧縮しそしてそのスピーチコードビットをチャンネルエンコードすることを含む方法に係る。
先行技術の説明
デジタルスピーチを送信する遠隔通信システムでは、スピーチ信号が、通常、スピーチコード化及びチャンネルコード化の２つのコード化動作を受ける。
スピーチコード化は、送信器においてスピーチエンコーダにより行われるスピーチエンコード動作と、受信器においてスピーチデコーダにより行われるスピーチデコード動作とを含む。送信器のスピーチエンコーダは、単位時間当たりにスピーチ信号を表すのに使用されるビット数を減少するようにスピーチ信号を圧縮し、これにより、スピーチ信号の送信に必要な送信容量を少なくする。受信器のスピーチデコーダは、逆の動作を実行し、スピーチエンコーダにより発生されたビットからのスピーチ信号を合成する。しかしながら、受信器で合成されたスピーチは、スピーチエンコーダにより圧縮された元のスピーチと同一ではなく、スピーチコード化により若干変化している。一般に、スピーチコード化で圧縮されるスピーチが多いほど、コード化中の質の低下が大きくなる。例えば、パンヨーロピアンＧＳＭ移動通信システム（移動通信用のグローバルシステム）では、全率（フルレート）のトラフィックチャンネルのスピーチエンコーダは、スピーチ信号を１３ｋビット／ｓの送信率に圧縮する。それに対応するスピーチデコーダにより合成されるスピーチは、例えば、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）により送信されるスピーチよりも明らかに質が悪い。
従って、スピーチコード化方法を選択するときには、その方法により得られる質と、それに必要な送信容量との間で妥協をしなければならない。選択において考慮すべき別の要因は、スピーチコード化方法の実施の複雑さであり、計算容量に関してその方法が強く要望され、従って、高い実施コストも許される場合は、送信率を増加せずにスピーチの質を通常は改善することができる。スピーチコード化方法及び実施技術が発展し続けていることに鑑み、既存の遠隔通信システムにおいてスピーチ送信のために益々進歩した方法が利用できる。ＧＳＭに使用される方法が開発された後に、スピーチコード化技術は、上記の１３ｋビット／ｓのスピーチコード化方法に比して、例えば、８ｋビット／ｓの相当に低い送信率でも高質のスピーチを得ることのできるところまで進歩した。
チャンネルコード化は、送信器においてチャンネルエンコーダにより行われるチャンネルエンコード動作と、受信器においてチャンネルデコーダにより行われるチャンネルデコード動作とを含む。チャンネルコード化の目的は、送信されるべきスピーチコードビットを送信チャンネルに発生するエラーに対して保護することである。チャンネルコード化は、送信によりスピーチコードビットにエラーが生じたがそれらを修正することができないか、又はエラーの数がチャンネルコード化方法に基づく所与の最大値を越えないならば、送信により生じたエラーを修正できるかを単に検出するのに使用できるものである。
使用するチャンネルコード化方法の選択は、送信チャンネルの質に基づく。固定送信ネットワークにおいては、ほとんどの場合にエラーの確率が非常に低く、従って、著しいチャンネルコード化は必要とされないが、移動電話ネットワークのようなワイヤレスネットワークにおいては、送信チャンネルにおけるエラーの確率が非常に高いことが多く、使用するチャンネルコード化方法がスピーチの質に著しく影響する。移動電話ネットワークは、通常は、エラー検出及びエラー修正の両方のチャンネルコード化方法を同時に使用する。
チャンネルコード化は、スピーチエンコードビットに加えて、チャンネルコードビットとも称するエラーチェックビットを使用することに基づいている。送信器のスピーチエンコーダにより発生されるビットは、チャンネルエンコーダに送られ、該エンコーダは、それらに多数のエラーチェックビットを追加する。上記のＧＳＭ全率送信チャンネルにおいては、例えば、９．８ｋビット／ｓの送信率をもつエラーチェックビットが送信チャンネルにおいて１３ｋビット／ｓのスピーチコードビットに追加され、これにより、チャンネルのスピーチ信号の全送信率が２２．８ｋビット／ｓとなる。チャンネルデコーダは、スピーチエンコーダにより発生された１３ｋビット／ｓのビット流のみがスピーチデコーダに付与されるように受信器においてチャンネルエンコードをデコードする。チャンネルデコード中に、チャンネルデコーダは、チャンネルに発生したエラーをできる限り検出及び／又は修正する。
スピーチコード化及びチャンネルコード化は、スピーチを送信する遠隔通信システムにおいて互いに密接に接続される。スピーチの質に対しスピーチエンコーダにより発生されるビットの意義は一般に変化し、ある場合には、重要なビットにおける１つのエラーが合成した音声に可聴ノイズを発生するが、重要性の低いビットにおける多数のエラーはほとんど分からない。スピーチコードビットの重要性がいかに大きいかは、本質的に、使用するスピーチコード方法によって左右されるが、ほとんどの方法では少なくとも僅かな相違が見られるだけである。それ故、遠隔通信システムに対してスピーチ送信方法が開発されるときには、チャンネルコード化が、通常はスピーチコード化と一緒に設計され、スピーチの質にとって最も重要なビットが、重要性の低いビットよりも入念に保護されるようにする。例えば、ＧＳＭシステムの全率チャンネルにおいては、スピーチエンコーダにより発生されたビットがそれらの重要性により３つの異なる分類に分けられる。最も重要な分類は、チャンネルコード化においてエラー検出及びエラー修正の両方のコードで保護され、第２の最も重要な分類は、エラー検出コードのみで保護され、そして最も重要性の低い分類は、チャンネルコード化において全く保護されない。
スピーチコード化とチャンネルコード化は密接に接続されるが、デジタル移動電話ネットワークにおいてはそれらの実施がしばしば相当に異なる。例えば、再びＧＳＭシステムが使用されてもよい。スピーチエンコード及びスピーチデコードは、通常、デジタル信号プロセッサを用いてソフトウェアにより実行される。これは、ターミナル装置（電話）及びネットワーク要素の両方に言えることである。又、チャンネルコード化はソフトウェアにより実行されるが、しばしば個別の集積回路が、特にネットワークの端においてこの目的のために設計される。従って、スピーチコード化方法を変更すると、新たな信号処理プログラムがしばしば必要となるだけであるが、チャンネルコード化方法の変更は装置の変更を必要とする。
これら２つのコード、即ちスピーチコード及びチャンネルコードは、それらが実施される方法に加えて、移動電話システムのネットワーク端における物理的な位置が異なる。例えば、ＧＳＭシステムでは、ネットワークのチャンネルコード化はベースステーションにおいて行われるが、スピーチコード化は、ベースステーションから離れた個別のトランスコーダユニットにおいて行われ、該ユニットは、もしベースステーションに配置された場合でも、完全に個別のユニットである。別々の位置であるために、チャンネルコード化及びスピーチコード化の送信率の変化は、異なるネットワーク要素間の接続の変化も含む。
スピーチ及びチャンネルコード化を実行する方法が異なり且つ別々の位置であることから、単にスピーチコード化を変更するだけで既存のシステムにおいてスピーチの質を改善できれば、更に効果的であることが明らかである。しかしながら、チャンネルコード化は、通常、既存のシステムのスピーチコード化に対して特に設計されており、そして新たなスピーチコード化方法は、システムの元のスピーチコード化方法と全く同じ送信率を使用しなければならないので、既存の遠隔通信システムの新たなスピーチコード化方法に適した方法は、これまでに開示されていない。
図１Ａ及び１Ｂは、公知の遠隔通信システムの送信器及び受信器を示すブロック図である。図１Ａに示された送信器において、スピーチ信号１００がスピーチエンコーダ１０１に送られ、該エンコーダは、上記信号に基づいて、Ｓキロビット／ｓの送信率を有する圧縮されたスピーチコードビットを発生する。これらのスピーチコードビットはチャンネルエンコーダ１０２に送られ、ここでエラーチェックビットが追加されて、全送信率がＳ＋Ｃキロビット／ｓとなる。このビット流１０３は、送信チャンネルを経て図１ｂに示された受信器へ送信される。図１ｂの受信器において、送信器から受け取られたビット流１０４が最初にチャンネルデコーダ１０５に送られ、該デコーダは、チャンネルエンコードをデコードし、それにより得たスピーチコードビットをスピーチデコーダ１０６へ送信し、スピーチコードビットの送信率は、再びＳキロビット／ｓとなる。スピーチデコーダはデジタルスピーチ信号１０７を合成する。従って、公知遠隔通信システムは、１つのスピーチエンコード方法と、それに対応するチャンネルコード化方法のみを使用する。このような遠隔通信システムは、例えば、最も一般的な全てのデジタル移動電話システムを含む。
又、公知システムは、２つの異なるスピーチコード化方法を使用して個別のチャンネルコード化方法が各スピーチコード化方法に対応するようにし且つスピーチ及びチャンネルコード化により得た全送信率がこれら２つの方法において異なるようなシステムも備えている。このようなシステムの一例は、全率及び半率のトラフィックチャンネルが指定されるＧＳＭ移動電話システムである。
又、図１ａ及び１ｂによる送信器及び受信器を並列に接続して、対応するチャンネルコード化方法を各々有する多数の異なるスピーチエンコード方法を備えたシステムを形成するような解決策も知られている。このようなシステムに使用するスピーチコード化方法は、異なる送信率で動作し、従って、それらに対応するチャンネルコード化方法も相互に独立し、異なる送信率で動作する。
発明の要旨
本発明の目的は、異なる送信率で動作する多数の異なるスピーチコード化方法をスピーチの送信に使用するようなデジタル遠隔通信システムを提供することである。
又、本発明の目的は、異なる送信率で動作する多数の異なるスピーチコード化方法を使用することによりデジタル遠隔通信システムにおいてスピーチの送信を行えるようにする方法及び装置を提供することである。
本発明の別の目的は、あるスピーチコード化方法を用いた既存のデジタル遠隔通信システムに対し低い送信率で動作する更に進歩したスピーチコード化方法に適応した方法を提供することである。
本発明の更に別の目的は、元々使用されたチャンネルコード化方法を変更せずにデジタル遠隔通信システムに新たなスピーチコード化方法を追加できるようにする方法を提供することである。
本発明の更に別の目的は、既存のデジタル遠隔通信システムに新たなスピーチコード化方法を追加できるようにする方法であって、このように追加しても遠隔通信システムの変更をできるだけ少なくした方法を提供することである。
これは、冒頭で述べた形式の方法において、
スピーチの送信にＮ個の異なるスピーチコード化方法を使用し、これらは全てＮ≧２及びＳ１≧Ｓ２≧・・・≧ＳＮとすれば、異なる送信率Ｓ１、Ｓ２・・・及びＳＮキロビット／ｓで各々動作し、
上記各スピーチコード化方法に特定の第１のチャンネルエンコード方法を各々のスピーチコード化方法と共に使用し、上記第１チャンネルエンコード方法は、エラー検出及びエラー修正の第１チャンネルコードビットをスピーチコードビットに追加し、そして使用するスピーチコード方法に関わりなく一定の送信率Ｓ１を発生し、これにより、第１チャンネルエンコード中にスピーチコードビットに追加される第１チャンネルコードビットの送信率が、使用するスピーチコード化方法に基づいて各々０、Ｓ１−Ｓ２、・・・Ｓ１−ＳＮキロビット／ｓとなるようにすることを含み、そして
第１のチャンネルエンコードの後に、第２のチャンネルエンコードを行って、エラー検出及びエラー修正の第２チャンネルコードビットを、第１チャンネルエンコードにより発生された信号に追加し、上記第２チャンネルコードビットの送信率は、Ｃキロビット／ｓであり、これにより、第２のチャンネルエンコードの後に、選択されたスピーチエンコード方法に関わりなく全送信率が一定のＳ１＋Ｃキロビット／ｓになるようにすることを特徴とする本発明の方法によって達成される。
又、本発明は、デジタルスピーチを送信する遠隔通信システムの送信装置であって、スピーチコード化方法によってスピーチ信号をコード化するためのスピーチエンコード手段と、スピーチエンコード化された信号を、送信率が送信チャンネルの全送信率に等しい信号へとチャンネルエンコードするためのチャンネルエンコード手段とを備えた送信装置にも係る。この送信装置は、本発明によれば、
上記スピーチエンコード手段が、相互に異なる送信率を有するスピーチエンコード信号を形成する２つ以上のスピーチコード化方法を使用し、
上記チャンネルエンコード手段により実行されるチャンネルエンコード動作が次の２つの段階より成り、即ち
−  各々のスピーチエンコード方法に特定の第１チャンネルエンコード動作であって、異なる送信率を有するエンコードされたスピーチ信号から、スピーチコード化方法に関わりなく同じ一定の送信率を有する第１のチャンネルエンコード信号を発生するような第１チャンネルエンコード動作、及び
−  スピーチコード化方法に関わりない第２チャンネルエンコード動作であって、選択された第１のチャンネルエンコード信号から、スピーチコード化方法に関わりなく上記全送信率と同じ一定の送信率を有する第２のチャンネルエンコード信号を発生するような第２チャンネルエンコード動作、
より成ることを特徴とする。
更に、本発明は、デジタルスピーチを送信する遠隔通信システムの受信装置であって、受信したチャンネルエンコードされたスピーチ信号をデコードするためのチャンネルデコード手段と、チャンネルデコードされたスピーチ信号をスピーチコード化方法によってスピーチデコードするためのスピーチデコード手段とを備えた受信装置にも係る。この受信装置は、本発明によれば、
上記スピーチデコード手段が、２つ以上のスピーチエンコード方法により発生されて相互に異なる送信率を有するスピーチエンコードされたスピーチ信号をデコードするための２つ以上のスピーチデコード方法を使用し、
上記チャンネルデコード手段により実行されるチャンネルデコード動作が次の２つの段階より成り、即ち
−  スピーチコード化方法とは独立した第２のチャンネルデコード動作であって、スピーチコード化方法に関わりない一定送信率が遠隔通信チャンネルに使用される全送信率と同じであるような上記受信したチャンネルエンコードされたスピーチ信号から、スピーチコード化方法に関わりない低い一定送信率を有する第１の信号を発生するような第２のチャンネルデコード動作、及び
−  各々のスピーチコード化方法に特定の第１のチャンネルデコード動作であって、上記第１信号をチャンネルデコードして、各々のスピーチコード化方法に特定の、相互に異なる送信率を有するエンコードされたスピーチ信号を発生するような第１のチャンネルデコード動作、
より成ることを特徴とする。
本発明によれば、デジタル遠隔通信システムのスピーチ送信は、異なる送信率で全てが動作する多数の異なるスピーチコード化方法を使用し、スピーチコード化及びチャンネルコード化により得られた全送信率が、使用するスピーチコード化方法の送信率に関わりなく同じに保たれるようにする。この方法は、２部分のチャンネルコード化を使用することに基づく。第１のチャンネルコード化は、スピーチエンコード方法に基づくもので、スピーチコード化に関連して実行され、スピーチエンコード及び第１チャンネルエンコードにより与えられる全送信率が使用するスピーチコード化方法に関わりなく常に一定であるようにする。その後に行われる第２のチャンネルエンコードは、スピーチエンコード方法及び第１のチャンネルエンコード方法に関わりなく常に厳密に同じであり、全てのスピーチエンコード方法と共に使用される。第２のチャンネルコード化は、例えば、既存の遠隔通信システムに最初に使用されたチャンネルコード化、例えば、ＧＳＭシステムの推奨勧告に基づくチャンネルコード化である。この場合に、第１チャンネルコード化は、遠隔通信システムに最初に使用されたスピーチコード化方法に関連して使用されず、換言すれば、第１チャンネルエンコード動作により与えられる第１チャンネルコードビットの送信率は０である。後で追加されて低い率で動作するスピーチエンコード方法に関連して使用される第１チャンネルコード化方法は、元のスピーチエンコード方法と同じ全送信率を与える。従って、最初に使用されたチャンネルコード化方法を変更せずに、既存の遠隔通信システムに新たなスピーチエンコード方法を追加することができる。従って、本発明は、既存のシステムにおける音声の質を、できるだけ僅かな変更で改善できる。
本発明は、例えば、全率及び半率チャンネルが指定されるＧＳＭシステムとは本質的に異なる。というのは、本発明では、スピーチ及びチャンネルコード化により使用される全送信率が使用するスピーチエンコード方法に関わりなく一定であるように遠隔通信システムにおいて多数のスピーチエンコード方法を使用できるからである。本発明に関しては、既知の全率及び半率送信チャンネルが個別のシステムを形成し、両方の送信チャンネルにおいて独立して本発明を実施することができる。
各接続に使用されるスピーチコード化方法及びそれに関連した第１のチャンネルコード化方法は、多数の異なる方法で選択することができ、例えば、ユーザにより手動で、送信経路のエラーに基づいて自動的に、又は送信器と受信器との間の信号に基づいて選択することができる。
従って、本発明の方法は、第１のチャンネルコード化の使用に基づくもので、スピーチエンコード及び第１のチャンネルエンコードの結果として一定の送信率が得られ、既存のシステムに対し最初に使用された第２のチャンネルコード化方法を変更せずに新たなスピーチコード化方法を適用できるようにする。本発明の特定の特徴は、既存のシステムに適用されたときに、全てのスピーチコード化方法が共通の第２のチャンネルエンコーダを有する一方、個別の第１のチャンネルコード化方法は、１つのスピーチエンコーダにいかなる種類の第１チャンネルエンコーダも設けられないように、各スピーチコード化方法に関連される。
本発明は、第１のチャンネルエンコードがスピーチエンコードに関連して実行され、これにより、第２のチャンネルコード化を実行する最初に使用されたチャンネルコード化ユニットを不変に保持できるように実施することができる。例えば、ＧＳＭ移動電話ネットワークにおいては、第１のチャンネルコード化は、新たなスピーチコード化方法と共にトランスコーダユニットのソフトウェアにより実行することができ、この場合、固定のネットワーク端において他の変更は必要とされない。ターミナル装置（電話）において、新たなスピーチコード化方法とそれに対応する第１のチャンネルコード化方法は、最初に使用されたスピーチコード化と同様に電話の信号プロセッサを用いて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１ａ及び１ｂは、各々公知の送信器及び受信器を示す図である。
図２は、本発明による遠隔通信システムの送信器のブロック図である。
図３は、本発明による遠隔通信システムの受信器のブロック図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明は、チャンネルコード化が特に重要な遠隔通信システムに特に適している。本発明の主たる応用分野は、例えば、デジタル移動電話システムにおけるワイヤレススピーチ送信である。本発明の特に重要な応用分野は、ＧＳＭ移動電話システム及びそこから派生するシステムであって、スピーチコード化及びチャンネルコード化に関してはＧＳＭに類似しているが、例えば、それらの動作周波数レンジがＧＳＭとは異なるシステム、例えば、ＤＣＳ−１８００及びＤＣＳ−１９００システムである。
上記したように、本発明のデジタル遠隔通信システムのスピーチ送信は、全てが同じ送信率で動作しない多数の異なるスピーチコード化方法を使用する。第１のチャンネルコード化方法は、スピーチコード化及びチャンネルコード化の結果として得られる全送信率が、使用するスピーチコード化方法の送信率に関わりなく一定に保持されるように各スピーチコード化方法に指定される。チャンネルコード化の第２部分は、スピーチコード化方法及び第１のチャンネルコード化方法のどちらが使用されるかに関わりなく、常に全く同じである。
図２は、本発明による遠隔通信システムの送信器のブロック図である。この送信器は、Ｎ個の並列なスピーチエンコーダ２０２1−２０２Nを備え、これらのエンコーダによって発生される圧縮されたスピーチ信号の、即ちスピーチコードビットの送信率は、各々、Ｓ1、Ｓ2、・・・ＳNキロビット／ｓである（明瞭化のため、送信率の単位キロビット／ｓは以下では省略する）。送信されるべきデジタルスピーチ信号２００は入力スイッチ２０１に送られ、このスイッチは、各スピーチ接続のためにこれらＮ個のスピーチエンコーダ２０２の１つを選択するのに使用される。図２に示す実施形態では、本発明は、新たな進歩したスピーチコード化方法が既存のシステムに追加されるように適用される。それ故、図１ａのスピーチエンコーダ２０２1は、既存の遠隔通信システムに最初に使用されたスピーチコード化方法であって、既存の遠隔通信システムに最初に使用されたスピーチコードビットの送信率と同じ送信率Ｓ1をスピーチコードビットに対して与えるようなスピーチコード化方法を使用する。従って、送信器においては、スピーチエンコーダの全数をＮ≧２とすれば、送信率Ｓ2、Ｓ3、・・・ＳNを各々与えるＮ−１個の他のスピーチエンコーダ２０２2−２０２Nを選択することができる。スピーチエンコーダの送信率は、Ｓ1≧Ｓ2≧Ｓ3≧・・・≧ＳNの関係を有する。但し、Ｓ1≧ＳNでなければならない。従って、遠隔通信システムに追加されるスピーチエンコーダにより使用されるスピーチコードビットの送信率は、スピーチエンコーダ２０２2−２０２Nの幾つかについては、遠隔通信システムのスピーチコードビットに対して最初に使用された送信率Ｓ1と同じであるが、少なくとも１つのスピーチエンコーダについては、この送信率が最初に使用された送信率Ｓ1よりも低い。各スピーチエンコーダ２０２1−２０２Nは、各スピーチコード化方法に特定のチャンネルエンコーダ２０３1−２０３Nと共に使用されるが、スピーチコード化ビットに対して送信率Ｓ1を与えるスピーチエンコーダの場合には、第１のチャンネルエンコーダ２０３がスピーチコードビットに何ら影響せず、それらを第２のチャンネルエンコーダ２０５へ送る。従って、この場合に、チャンネルコードビットに対し第１のチャンネルエンコーダにより与えられる送信率は０であり、第２のチャンネルエンコーダ２０５への送信率はＳ1である。換言すれば、第１のチャンネルエンコーダ２０３は、実際には、最初に使用されたスピーチコーダ２０２に対応する図２の第１スピーチエンコーダ２０２1と同様に、この実施形態から削除される。又、第１のチャンネルエンコーダ２０３2−２０３Nに等しい第１チャンネルコードビット率は、各スピーチエンコーダのスピーチコードビット率がＳ1である場合には、別のスピーチエンコーダ２０２2−２０２Nによって与えられてもよい。他の場合には、第１のチャンネルエンコーダ２０３2−２０３Nは、対応するスピーチエンコーダ２０２2−２０２Nによって発生されたビット流にエラー修正ビットを追加して、スピーチエンコード及び第１チャンネルエンコードにより与えられる全送信率が使用するスピーチエンコード方法に関わりなくＳ1となるようにする。従って、第１のチャンネルエンコーダ２０３1−２０３Nに���り与えられるチャンネルコードビットは、それらの前に直列に接続されたスピーチエンコーダ２０２1−２０２Nによって使用されるスピーチエンコード方法に基づき、対応的に０、Ｓ1−Ｓ2、Ｓ1−Ｓ3、・・・Ｓ1−ＳNとなる。本発明の特徴は、各第１チャンネルエンコーダ２０３が０より大きな第１チャンネルコードビット率を与えるスピーチエンコード方法が少なくとも１つはあることである。スピーチ接続に対して選択された第１チャンネルエンコーダ２０３1−２０３Nから、スピーチコードビット及び第１チャンネルコードビットがスイッチ２０４を経て第２チャンネルエンコーダ２０５へ供給される。従って、本発明による送信器では、第２チャンネルエンコーダ２０５へ送られるべきビット流の送信率は、一定のＳ1キロビット／ｓである。第２のチャンネルエンコーダは、選択されたスピーチエンコーダ２０２及び第１チャンネルエンコーダ２０３により発生されたビット流にエラー修正ビットを加え、第２チャンネルエンコーダの出力２０６において、全送信率が一定のＳ1＋Ｃキロビット／ｓであるようにする。スイッチ２０１及び２０４は、コントロール信号２０７により同期をとって制御され、所望のスピーチエンコード方法を具現化するスピーチエンコーダ２０２と、各々の第１チャンネルエンコーダ２０３との直列接続体を選択する。又、選択されたスピーチコード化方法の情報は、信号の送信チャンネル２０８にも送られ、使用するスピーチエンコード及び第１チャンネルエンコード方法に対応する正しい第１チャンネルデコード及びスピーチデコード方法を受信器が選択できるようにする。
図３は、本発明による遠隔通信システムの受信器のブロック図である。この受信器は、第２チャンネルデコーダ３０１と、選択スイッチ３０２と、Ｎ個の並列な第１チャンネルデコーダ３０３1−３０３Nと、Ｎ個の並列なスピーチデコーダ３０４1−３０４Nと、選択スイッチ３０５とを備えている。この受信器は、送信器から送信チャンネルを経て第２チャンネルデコーダ３０１の入力３００においてスピーチコードビット及び第１及び第２のチャンネルコードビットを受け取る。第２のチャンネルデコーダ３０１は、図２に示された送信器の第２チャンネルエンコーダ２０５により行われた第２チャンネルエンコードをデコードし、その結果として、入力３００に受け取られるビット流の送信率は、定数Ｓ1＋Ｃから定数Ｓ1へと減少する。従って、第２のチャンネルデコーダ３０１は、使用するスピーチコード化方法には関わりなく、常に同じチャンネルデコードを実行する。送信率Ｓ1を有する第２チャンネルデコーダ３０１の出力からのビット流は、選択スイッチ３０２に送られる。この選択スイッチ３０２は、使用されたスピーチコード化方法に基づいて、第２チャンネルデコーダ３０１の出力をＮ個の第１チャンネルデコーダ３０３1−３０３Nの１つへと切り換える。又、受信器は、送信器から送信チャンネルを経て信号３０７を受け取る。信号３０７は、図２の信号２０８に対応するもので、スピーチ接続に使用されたスピーチコード化方法に関する情報を与え、スイッチ３０２及びスイッチ３０５の状態は、この情報に基づいて決定される。第１チャンネルデコーダ３０３は、常に、使用するスピーチコード化方法に基づくもので、それに指定されたスピーチデコーダ３０４と直列に接続される。第１チャンネルデコーダ３０３は、図２に示された送信器の第１チャンネルエンコーダ２０３により行われる第１チャンネルエンコードをデコードし、そして選択されたスピーチコード化方法により使用される送信率を与える。第１チャンネルエンコードにより追加されたチャンネルコードビットの送信率が０である場合には、図２のチャンネルエンコーダ２０３1の場合と同様に、各第１チャンネルデコーダは、第２チャンネルデコーダ３０１から受け取ったビット（その送信率はＳ1である）を、その関連スピーチデコーダへ直接供給し、従って、実際には、このようなスピーチコード化方法に対する第１チャンネルデコーダは存在しない。図３において、図２の欠落した第１チャンネルエンコーダ２０３1に対応する第１チャンネルデコーダ３０３1は削除される。当然、一度の１つのチャンネルデコーダのみが使用される。図３の他の第１チャンネルデコーダ３０３2−３０３Nは、図２のスピーチエンコーダ２０２2−２０２Nに関連したチャンネルエンコードをデコードし、従って、第２チャンネルデコーダ３０１から受け取ったビット流の一定の送信率Ｓ1を送信率０、Ｓ1−Ｓ2、Ｓ1−Ｓ3、・・・Ｓ1−ＳNだけ減少し、スピーチコード方法に依存する送信率Ｓ1、Ｓ2、・・・ＳNキロビット／ｓを与える。第１チャンネルデコーダ３０３1−３０３Nにより発生されるビット流は、対応するスピーチデコーダ３０４1−３０４4へ送られ、これは、受け取ったスピーチコード化ビットにより、同期したスピーチ信号を発生する。選択��れたスピーチコード化方法のスピーチデコーダの出力信号は、選択スイッチ３０５により受信器の出力３０６へ切り換えられる。選択スイッチ３０５の位置は、送信器から送信チャンネルを経て受け取った信号３０７に基づいて決定される。
図２及び３に示す本発明の実施形態では、使用するスピーチコード化方法に関する情報は、送信器から送信チャンネルを経て受信器へ送られる。この情報転送は、例えば、それ自体良く知られた信号方法のような何らかの適当な方法に基づくものである。又、スピーチコード化方法は、各受信器又は送信器において永久的なものである。しかしながら、送信器及び受信器の両方は、使用するスピーチコード化方法に関する情報を有し、スイッチ２０１、２０４、３０２及び３０５の位置を正しく決定できると共に、送信器及び受信器の両方において同じスピーチコード化方法を選択できるようにすることが重要である。
各々のスピーチ接続に対し本発明によるスピーチコード化方法を選択する方法は多数ある。選択に影響する幾つかのファクタ及び若干の選択方法を以下に述べるが、本発明は、これらの例に限定されるものではない。
スピーチコードビットの送信に使用される送信率が、選択されたスピーチコード化方法においてできるだけ低い場合には、第１のチャンネルコード化に対して多くのビットが残される。この場合に、システムの性能は、エラー性のチャンネルでは改善されるが、一方、スピーチコード化のためにできるだけ大きな容量を使用することが有利であるエラーのないチャンネルでは低下することがある。スピーチコード化方法を、エラー許容方法と、送信率により質の高い送信チャンネルに適した方法とに分類することは、非常におおまかな簡単化である。というのは、送信率は唯一の重要なファクタでないからである。しかしながら、この点について、このような分類は、スピーチコード化方法の選択を明瞭化する。本発明の１つの実施形態では、スピーチコード化方法は、送信チャンネルのエラーに基づいて選択され、質の高い送信チャンネルの場合には、送信チャンネル容量の大部分がスピーチコード化に使用され、即ちスピーチコード化が高い送信率を有するようなスピーチコード化方法が選択され、質の低い送信チャンネルの場合は、第１のチャンネルコード化が強調され、即ちスピーチコード化が低い送信率を有するようなスピーチコード化方法が選択される。選択は、接続が確立されるときに送信チャンネルの質／エラーを監視することにより行うことができる。送信チャンネルの質は、スピーチ接続中に大巾に変化することがあるので、スピーチ接続中にも質／エラーを監視することができ、そしてもし必要であれば、スピーチコード化方法を変更することもできる。
本発明の最も重要な効果の１つは、新たなスピーチコード化方法を既存の遠隔通信システムに追加できることである。このような場合に、新たなスピーチコード化方法を使用する送信器及び受信器は、遠隔通信システムに最初に使用された送信器及び受信器であってこれらの新たなスピーチコード化方法が実施されていない送信器及び受信器と共に依然として動作することが重要である。この種の遠隔通信システムは、通常、スピーチコード化方法の均一なグループを使用しない種々の送信器及び受信器を備えている。しかしながら、全ての送信器及び受信器は、それらの全てに共通の少なくとも１つのスピーチコード化方法を使用できねばならない。例えば、全率のＧＳＭ送信チャンネルに使用するための新たなスピーチコード化方法を計画しそして実現することによって本発明の新たなシステムが提供される場合には、その新たなＧＳＭシステムは、新たなスピーチコード化方法と、ＧＳＭシステムに現在使用されている方法の両方が設けられた電話及びネットワーク要素（即ち、新たな装置）を備えることになる。更に、このシステムは、既に従来使用されている装置であって、ＧＳＭシステムに基づく現在のスピーチコード化方法のみが設けられた装置（即ち、古い装置）も備えることになる。新しい装置と古い装置が互いに通信するときには、選択されたスピーチコード化方法は、両方の装置において選択できる現在のＧＳＭ方法でなければならない。従って、選択に影響する別のファクタは、装置の異種グループであり、即ち接続の始めに選択されたスピーチコード化方法は、送信器及び受信器の両方において選択することのできる最も適当なスピーチコード化方法である。この場合でも、１つのスピーチ接続中に送信器及び受信器が変更されることがあるので、接続中にスピーチコード化方法を変更することが必要になる。
本発明の説明においては、チャンネルエンコーダ２０３、２０５が、スピーチコードビットにエラーチェックビットを追加することを述べた。チャンネルエンコーダ２０３、２０５は、実際には、スピーチエンコーダによって発生されたスピーチコードビットにエラーチェックビットを追加して、ここではチャンネルコードビットも含むそれにより生じるビットエラーにおいてスピーチコードビットが依然として目に見え且つ不変であるように動作することができる。チャンネルコード化方法に基づいて、チャンネルエンコーダ２０３、２０５は、エラーチェックビットが追加されたときにスピーチコードビットが変化するように動作することもできる。この場合に、チャンネルデコーダ３０１、３０３は、チャンネルから受け取られたエラーの数がチャンネルコード化のエラー修正容量を越えない場合に、チャンネルデコードにおいてスピーチコードビットを回復させる。本発明に鑑み、これら２つの方法の間に相違はなく、「チャンネルエンコーダがエラーチェックビットをスピーチコードビットに追加する」という表現は、これらの両方の場合を指す。というのは、これは、スピーチコード化及び送信率の観点から、何が起きるかを厳密に表しているからである。
遠隔通信システムにおいて、スピーチ信号は、暗号化、送信されるべきビットのインターリーブ動作（チャンネルコード化と厳密に接続される）、変調方法に関連して考えられる予備コード化、又は信号のスペクトル形状に関連したビットインターリーブのような他の動作もしばしば受けるが、これらの方法は、本発明には関わりないものである。本発明においては、チャンネルコード化は、エラー検出及びエラー修正コードの使用を特に指すものである。チャンネルコード化がいかに実施されるかに基づき、チャンネルデコーダは、復調結果について使用できるデータを有し、従って、個々のビットのエラー確率のデータ、即ち復調器のいわゆるソフト判断を利用することができる。ソフト判断が利用できるかどうかは本発明に関わりなく、本発明のチャンネルデコーダは、両方の場合を網羅するものである。典型的な実施形態では、本発明の第２のチャンネルデコーダ３０１は、使用できるソフト判断の結果を有し、一方、第１のチャンネルデコーダ３０３は、それをもたず、本発明のシステムは、他の方法でも実施できる。
現在使用されているＲＰＥ−ＬＴＰスピーチコード化方法に関連して使用するためにＧＳＭ移動電話システムの全率送信チャンネルに新たなスピーチコード化方法をいかに追加するかの簡単な一般的な例を次に述べる。この例は、本発明を説明するためのものに過ぎず、従って、これは、考えられる１つの実施形態であって、本発明をこれに限定するものではない。ＲＰＥ−ＬＴＰスピーチコード化方法では、スピーチ信号が２０ｍｓのフレームに分割され、その各々のＲＰＥ−ＬＴＰスピーチエンコーダは、２６０個のスピーチコードビットを形成し、これにより、スピーチコードビットの送信率は、１３キロビット／ｓとなる。全率のＧＳＭスピーチチャンネルに使用されるチャンネルエンコーダ、即ち本発明のシステムの第２のチャンネルエンコーダは、１９６のエラーコードビットを２６０のスピーチコードビットに加え、従って、１つの２０ｍｓフレームにおける全ビット数は、４５６ビットとなり、これは、２２．８ｋビット／ｓの全送信率に対応する。この例では、スピーチコードビットの送信率が８ｋビット／ｓで且つスピーチ信号が各々８０ビットを含む１０ｍｓのフレームに分割されるような技術的に高度に進歩したスピーチコード化方法が、全率ＧＳＭスピーチチャンネルに追加される。本発明を実施するために、第１のチャンネルコード化方法は、このスピーチコード化方法に対して設計しなければならない。第１のチャンネルコード化方法のための簡単な例示的な解決策は、第１チャンネルエンコーダの観点で述べた次の動作で構成される。
（ａ）８０ビットの２つのスピーチフレームが第１のチャンネルエンコーダにおいて１６０ビットの１つのフレームに結合される。
（ｂ）１００個のエラー修正ビットが、それ自体良く知られたエラー修正コードによりこれらの１６０ビットに追加される。コードの選択は、使用する８ｋビット／ｓのスピーチコード方法と、全率ＧＳＭチャンネルのチャンネルコード化方法の両方によって影響される。これは、全率ＧＳＭチャンネルに基づき２６０ビットのスピーチフレームを生じる。
（ｃ）発生された２６０ビットは、全率ＧＳＭチャンネルのチャンネルコード化に鑑み、それらの重要性に基づいて３つのグループに分類される。
その後、スピーチコードビット及び第１チャンネルコードビットは、ＲＰＥ−ＬＴＰに関連して使用されるチャンネルエンコーダと同一である第２チャンネルエンコーダへ送られる。受信器においては、第１チャンネルデコーダが第１チャンネルエンコードをデコードする。
添付図面及びそれを参照した上記の説明は、単に本発明を説明するものに過ぎない。本発明の方法、受信器及び送信器は、その細部が、請求の範囲内で変更することができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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