(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１のボコーダとPCM通信リンクとからなるパルスコード変調（PCM）システムに対して効率的なボコード化データを供給する方法において、
第１の方法でフィルタリングするステップを含み、前記第１のボコーダにおいて、第１のリモートデータ源からの効率的なボコーダデータを、前記PCM通信リンクに対して送信するために第１のPCM符号化信号に符号化するステップと、
前記第１のPCM符号化信号に送信検出コードを含めるステップと、
前記第１のボコーダにおいて、前記PCM通信リンクに対する第２のPCM符号化信号を受信するステップと、
第２の方法でフィルタリングするステップを含み、前記第１のボコーダにおいて、前記第１のリモートデータ源に対する送信のために効率的なボコーダデータを生成するように、前記第２のPCM符号化信号を符号化するステップと、
前記第１のボコーダにおいて、前記第２のPCM符号化信号が受信検出コードを含んでいるか否かを識別するために、前記第２のPCM符号化信号を監視するステップと、
前記第２のPCM符号化信号が前記受信検出コードを含んでいる場合に、前記フィルタリングの第１の方法または第２の方法を修正するステップとを含むPCMシステムに対して効率的なボコード化データを供給する方法。
【請求項２】
前記第１の効率的なボコーダデータが、フルレートと少なくとも１つのより低いデータレートを含む複数のデータレートを持つ請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１のPCM符号化信号に送信検出コードを含めるステップは、前記第１の効率的なボコーダデータが前記フルレートより低いデータレートを持つことを条件とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記PCMシステムが複数のクラスのボコーダを備え、前記送信検出コードが前記第１のボコーダにおける前記フィルタリングの第１の方法を示している請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記第１のPCM符号化信号が対数的に符号化された値を含み、前記対数的に符号化された値が振幅のオーダを示す複数のビットと仮数を示す複数のビットを含み、前記送信検出コードが前記仮数を示す複数のビットの最下位ビットに挿入される請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記PCMシステムが前記仮数を示す複数のビットの最下位ビットにエラーを持ち込む可能性があるシステムコントローラを備え、前記送信検出コードが前記システムコントローラによるエラーと関連して機能する請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記効率的なボコーダデータが前記仮数を示す複数のビットの下から２番目の下位ビットに挿入される請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記効率的なボコーダデータが、前記仮数を示す複数のビットの下から２番目の下位ビットと前記仮数を示す複数のビットの最下位ビットに挿入される請求項５記載の方法。
【請求項９】
前記第１のボコーダにおいて、前記第２のPCM符号化信号が前記受信検出コードを含んでいるか否かを識別するために、前記第２のPCM符号化信号を監視し続けるステップと、
前記第２のPCM符号化信号が前記受信検出コードを含んでいない場合に、前記第１の方法でフィルタリングし、前記第２の方法でフィルタリングするステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
第１のサンプル音声信号を受信し、第１の効率的なデータ信号を生成するように前記第１のサンプル音声信号を符号化し、前記第１の効率的なデータ信号を含む第１の無線リンク信号を送信し、第２の効率的なデータ信号のコピーを含む第２の無線リンク信号を受信し、第２のサンプル音声信号を生成するように前記第２の効率的なデータ信号を復号化する第１のリモートボコーダと、
前記第１および第２の無線リンク信号を伝える第１の無線リンクと、
前記第１の無線リンクから前記第１の無線リンク信号を受信し、前記第１の効率的なデータ信号に応答して、第１のPCM符号化信号に変換し、第１のフィルタを使用してフィルタリングし、第２のPCM符号化信号を受信し、前記第２のPCM符号化信号を前記第２の効率的なデータ信号の前記コピーに符号化して第２のフィルタを使用してフィルタリングし、前記第２の効率的なデータ信号の前記コピーを含む前記第２の無線リンク信号を前記第１の無線リンクに供給する第１のローカルボコーダと、
前記第１および第２のPCM符号化信号を伝える公衆電話交換網と、
前記公衆電話交換網から前記第１のPCM符号化信号を受信し、前記第１のPCM符号化信号を前記第１の効率的なデータ信号のコピーに符号化して第３のフィルタを使用してフィルタリングし、前記第１の効率的なデータ信号の前記コピーを含む第３の無線リンク信号を送信し、前記第２の効率的なデータ信号を含む第４の無線リンク信号を受信し、前記第２の効率的なデータ信号に応答して前記第２のPCM符号化信号に変換し、前記第２のPCM符号化信号を送信する第２のローカルボコーダと、
前記第３および第４の無線リンク信号を伝える第２の無線リンクと、
前記第２の無線リンクから前記第３の無線リンク信号を受信し、第３のサンプル音声信号を生成するように前記第１の効率的なデータ信号の前記コピーを復号化し、第４のサンプル音声信号を受信し、前記第２の効率的なデータ信号を生成するように前記第４のサンプル音声信号を符号化し、前記第２の効率的なデータ信号を含む前記第４の無線リンク信号を前記第２の無線リンク上に送信する第２のリモートボコーダとを具備し、
前記第１のローカルボコーダがさらに、送出検出コードを前記第１のPCM符号化信号内で直接的に送り、到来検出コードを監視し、前記到来検出コードが検出された場合に、前記第１のフィルタの応答を変化させる、公衆電話システムに対して高品質の符号化音声信号を供給するシステム。
【請求項１１】
第１のサンプル音声信号を受信し、第１の効率的なデータ信号を生成するように前記第１のサンプル音声信号を符号化し、前記第１の効率的なデータ信号を含む第１の無線リンク信号を送信し、第２の効率的なデータ信号のコピーを含む第２の無線リンク信号を受信し、第２のサンプル音声信号を生成するように前記第２の効率的なデータ信号を復号化する第１のリモートボコーダと、
前記第１および第２の無線リンク信号を伝える第１の無線リンクと、
前記第１の無線リンクから前記第１の無線リンク信号を受信し、前記第１の効率的なデータ信号に応答して、第１のPCM符号化信号に変換し、第１のフィルタを使用してフィルタリングし、第２のPCM符号化信号を受信し、前記第２のPCM符号化信号を前記第２の効率的なデータ信号の前記コピーに符号化して第２のフィルタを使用してフィルタリングし、前記第２の効率的なデータ信号の前記コピーを含む前記第２の無線リンク信号を前記第１の無線リンクに供給する第１のローカルボコーダと、
前記第１および第２のPCM符号化信号を伝える公衆電話交換網と、
前記公衆電話交換網から前記第１のPCM符号化信号を受信し、前記第１のPCM符号化信号を前記第１の効率的なデータ信号のコピーに符号化して第３のフィルタを使用してフィルタリングし、前記第１の効率的なデータ信号の前記コピーを含む第３の無線リンク信号を送信し、前記第２の効率的なデータ信号を含む第４の無線リンク信号を受信し、前記第２の効率的なデータ信号に応答して前記第２のPCM符号化信号に変換し、前記第２のPCM符号化信号を送信する第２のローカルボコーダと、
前記第３および第４の無線リンク信号を伝える第２の無線リンクと、
前記第２の無線リンクから前記第３の無線リンク信号を受信し、第３のサンプル音声信号を生成するように前記第１の効率的なデータ信号の前記コピーを復号化し、第４のサンプル音声信号を受信し、前記第２の効率的なデータ信号を生成するように前記第４のサンプル音声信号を符号化し、前記第２の効率的なデータ信号を含む前記第４の無線リンク信号を前記第２の無線リンク上に送信する第２のリモートボコーダとを具備し、
前記第１のローカルボコーダがさらに、送出検出コードを前記第１のPCM符号化信号内で直接的に送り、到来検出コードを監視し、前記到来検出コードが検出された場合に、前記第１のフィルタをディスエーブルさせる、公衆電話システムに対して高品質の符号化音声信号を供給するシステム。
【請求項１２】
第１のサンプル音声信号を受信し、第１の効率的なデータ信号を生成するように前記第１のサンプル音声信号を符号化し、前記第１の効率的なデータ信号を含む第１の無線リンク信号を送信し、第２の効率的なデータ信号のコピーを含む第２の無線リンク信号を受信し、第２のサンプル音声信号を生成するように前記第２の効率的なデータ信号を復号化する第１のリモートボコーダと、
前記第１および第２の無線リンク信号を伝える第１の無線リンクと、
前記第１の無線リンクから前記第１の無線リンク信号を受信し、前記第１の効率的なデータ信号に応答して、第１のPCM符号化信号に変換し、第１のフィルタを使用してフィルタリングし、第２のPCM符号化信号を受信し、前記第２のPCM符号化信号を前記第２の効率的なデータ信号の前記コピーに符号化して第２のフィルタを使用してフィルタリングし、前記第２の効率的なデータ信号の前記コピーを含む前記第２の無線リンク信号を前記第１の無線リンクに供給する第１のローカルボコーダと、
前記第１および第２のPCM符号化信号を伝える公衆電話交換網と、
前記公衆電話交換網から前記第１のPCM符号化信号を受信し、前記第１のPCM符号化信号を前記第１の効率的なデータ信号のコピーに符号化して第３のフィルタを使用してフィルタリングし、前記第１の効率的なデータ信号の前記コピーを含む第３の無線リンク信号を送信し、前記第２の効率的なデータ信号を含む第４の無線リンク信号を受信し、前記第２の効率的なデータ信号に応答して前記第２のPCM符号化信号に変換し、前記第２のPCM符号化信号を送信する第２のローカルボコーダと、
前記第３および第４の無線リンク信号を伝える第２の無線リンクと、
前記第２の無線リンクから前記第３の無線リンク信号を受信し、第３のサンプル音声信号を生成するように前記第１の効率的なデータ信号の前記コピーを復号化し、第４のサンプル音声信号を受信し、前記第２の効率的なデータ信号を生成するように前記第４のサンプル音声信号を符号化し、前記第２の効率的なデータ信号を含む前記第４の無線リンク信号を前記第２の無線リンク上に送信する第２のリモートボコーダとを具備し、
前記第１のローカルボコーダがさらに、送出検出コードを前記第１のPCM符号化信号内で直接的に送り、到来検出コードを監視し、前記到来検出コードが検出された場合に、前記第１のフィルタをバイパスさせる、公衆電話システムに対して高品質の符号化音声信号を供給するシステム。
【請求項１３】
第１のサンプル音声信号を受信し、第１の効率的なデータ信号を生成するように前記第１のサンプル音声信号を符号化し、前記第１の効率的なデータ信号を含む第１の無線リンク信号を送信し、第２の効率的なデータ信号のコピーを含む第２の無線リンク信号を受信し、第２のサンプル音声信号を生成するように前記第２の効率的なデータ信号を復号化する第１のリモートボコーダと、
前記第１および第２の無線リンク信号を伝える第１の無線リンクと、
前記第１の無線リンクから前記第１の無線リンク信号を受信し、前記第１の効率的なデータ信号に応答して、第１のPCM符号化信号に変換し、第１のフィルタを使用してフィルタリングし、第２のPCM符号化信号を受信し、前記第２のPCM符号化信号を前記第２の効率的なデータ信号の前記コピーに符号化して第２のフィルタを使用してフィルタリングし、前記第２の効率的なデータ信号の前記コピーを含む前記第２の無線リンク信号を前記第１の無線リンクに供給する第１のローカルボコーダと、
前記第１および第２のPCM符号化信号を伝える公衆電話交換網と、
前記公衆電話交換網から前記第１のPCM符号化信号を受信し、前記第１のPCM符号化信号を前記第１の効率的なデータ信号のコピーに符号化して第３のフィルタを使用してフィルタリングし、前記第１の効率的なデータ信号の前記コピーを含む第３の無線リンク信号を送信し、前記第２の効率的なデータ信号を含む第４の無線リンク信号を受信し、前記第２の効率的なデータ信号に応答して前記第２のPCM符号化信号に変換し、前記第２のPCM符号化信号を送信する第２のローカルボコーダと、
前記第３および第４の無線リンク信号を伝える第２の無線リンクと、
前記第２の無線リンクから前記第３の無線リンク信号を受信し、第３のサンプル音声信号を生成するように前記第１の効率的なデータ信号の前記コピーを復号化し、第４のサンプル音声信号を受信し、前記第２の効率的なデータ信号を生成するように前記第４のサンプル音声信号を符号化し、前記第２の効率的なデータ信号を含む前記第４の無線リンク信号を前記第２の無線リンク上に送信する第２のリモートボコーダとを具備し、
前記第１のローカルボコーダがさらに、送出検出コードを前記第１のPCM符号化信号内で直接的に送り、到来検出コードを監視し、前記到来検出コードが検出された場合に、前記第２のフィルタの応答を変化させる、公衆電話システムに対して高品質の符号化音声信号を供給するシステム。
【請求項１４】
送出パルスコード変調（PCM）信号を生成するように、到来デジタル信号を復号化およびフィルタリングするステップと、
送出デジタル信号を生成するように、到来PCM信号を符号化するステップと、
前記送出PCM信号内に送出検出コードを入れるステップと、
前記到来PCM信号が前記到来検出コードを含んでいるか否かを決定するために、前記到来PCM信号を監視するステップと、
前記到来PCM信号が到来検出コードを含んでいる場合に、前記送出PCM信号に送出確認コードを入れるステップと、
前記到来PCM信号が到来確認コードを含んでいるか否かを検出するために、前記到来PCM信号を監視するステップと、
前記到来PCM信号が前記到来確認コードを含んでいる場合に、前記フィルタリングするステップを修正するステップを含むPCMシステムに対してデジタルデータを通信する方法。
【請求項１５】
品質インデックスを生成するために前記到来PCM信号を監視するステップと、
前記品質インデックスが予め定められた値より下に落ちた場合に、前記フィルタリングするステップを修正するのを止めるステップをさらに含む請求項14記載の方法。
【請求項１６】
前記送出検出コードが、前記送出PCM信号中の仮数値の最下位ビット（LSB）に入れられる請求項14記載の方法。
【請求項１７】
前記送出検出コードが、平均で前記送出PCM信号の最下位ビットのｎビット毎の１つを置換する擬似ランダムパターンを持ち、前記到来PCM信号が前記到来検出コードを含んでいるか否かを決定するために、前記到来PCM信号を監視するステップが、何らかのエラーに対して許容性がある請求項14記載の方法。
【請求項１８】
前記到来デジタル信号が、前記送出PCM信号中の仮数値のより高い位の２つのビットに入れられる請求項14記載の方法。
【請求項１９】
前記送出確認コードが、前記送出PCM信号中の仮数値のより高い位の２つのビットに入れられ、前記送出確認コードが、平均でｎビット毎に１つを置換する擬似ランダムパターンを持つ請求項14記載の方法。
【請求項２０】
予め定められたボコーディングフォーマットにしたがってボコード化された音声データがパルスコード変調（PCM）通信リンクを有するPCMシステムを通して送信される通信システムにおいてタンデムボコーディングを避けるための方法において、
第１のボコーダにおいて、前記PCM通信リンクに対して送信するために、第１のリモートデータ源からのボコーダ化データを第１のPCM符号化信号に変換するステップと、
前記第１のPCM符号化信号に送信検出コードを含めるステップと、
前記第１のボコーダにおいて、前記PCM通信リンクを通して第２のPCM符号化信号を受信するステップと、
前記第１のボコーダにおいて、前記第１のリモートデータ源に対する送信のために、前記第２のPCM符号化信号をボコーダ化データに変換するステップと、
前記第１のボコーダにおいて、前記第２のPCM符号化信号が受信検出コードを含んでいるか否かを識別するために、前記第２のPCM符号化信号を監視するステップと、
前記第２のPCM符号化信号が前記受信検出コードを含んでいる場合に、前記第１のリモートデータ源からの前記ボコーダ化データを前記第１のPCM符号化信号に直接的に含めるステップと、
前記第１のボコーダにおいて、前記第２のPCM符号化信号が第２のリモートデータ源からのボコーダ化データを含んでいるか否かを識別するために、前記第２のPCM符号化信号を監視するステップと、
前記第２のPCM符号化信号が前記第２のリモートデータ源からのボコード化データを含んでいる場合に、前記第１のボコーダにより、前記第２のリモートデータ源からの前記ボコード化データを、前記第１のリモートデータ源に対する送信のための前記ボコード化データとして送るステップとを含む通信システムにおいてタンデムボコーディングを避けるための方法。
【請求項２１】
前記第１のリモートデータ源からのボコード化データが、フルレートと少くなくとも１つのより低いデータレートを含む複数のデータレートを持つ請求項20記載の方法。
【請求項２２】
前記第１のPCM符号化信号に送信検出コードを含めるステップは、前記第１のリモートデータ源からのボコード化データが前記フルレートより低いデータレートを持つことを条件とする請求項21記載の方法。
【請求項２３】
前記PCMシステムが複数のクラスのボコーダを備え、前記送信検出コードが前記第１のボコーダのクラス指定を示している請求項20記載の方法。
【請求項２４】
前記第１のPCM符号化信号が対数的に符号化された値を含み、前記対数的に符号化された値が振幅のオーダを示す複数のビットと仮数を示す複数のビットを含み、前記送信検出コードが前記仮数を示す複数のビットの最下位ビットに挿入される請求項20記載の方法。
【請求項２５】
前記PCMシステムが前記仮数を示す複数のビットの最下位ビットにエラーを持ち込む可能性があるシステムコントローラを備え、前記送信検出コードが前記システムコントローラによるエラーと関連して機能する請求項24記載の方法。
【請求項２６】
前記ボコード化データが前記仮数を示す複数のビットの下から２番目の下位ビットに挿入される請求項24記載の方法。
【請求項２７】
前記ボコード化データが、前記仮数を示す複数のビットの下から２番目の下位ビットと前記仮数を示す複数のビットの最下位ビットに挿入される請求項24記載の方法。
【請求項２８】
前記第１のボコーダにおいて、前記第２のリモートデータ源からの前記ボコード化データを前記第１のリモートデータ源に対する送信のための前記ボコード化データとして送りながら、前記第２のPCM符号化信号が前記第２のリモートデータ源からの前記ボコード化データを含んでいるか否かを識別するために、前記第２のPCM符号化信号を監視し続けるステップと、
前記第２のPCM符号化信号が前記第２のリモートデータ源からの前記ボコード化デコーダを含んでいない場合に、前記第２のリモートデータ源からの前記ボコード化データを送信することを終了し、前記第１のリモートデータ源への送信のために前記ボコード化デコーダを生成するように、前記第２のPCM符号化信号を変換し始めるステップをさらに含む請求項20記載の方法。
【請求項２９】
前記第１のボコーダにおいて、前記第２のPCM符号化信号が前記受信検出コードを含んでいるか否かを識別するために、前記第２のPCM符号化信号を監視し続けるステップと、
前記第２のPCM符号化信号が前記受信検出コードを含んでいない場合に、前記第１のPCM符号化信号に前記ボコーダ化データを直接的に含めることを終了するステップとをさらに含む請求項28記載の方法。
【請求項３０】
第２のボコーダにおいて、前記PCM通信リンクに対して送信するために、第２のリモートデータ源からのボコーダ化データを前記第２のPCM符号化信号に変換するステップと、
前記第２のPCM符号化信号に前記受信検出コードを含めるステップと、
前記第２のボコーダにおいて、前記PCM通信リンクを通して前記第１のPCM符号化信号を受信するステップと、
前記第２のボコーダにおいて、前記第２のリモートデータ源に対する送信のために、前記第１のPCM符号化信号をボコーダ化データに変換するステップと、
前記第２のボコーダにおいて、前記第１のPCM符号化信号が前記送信検出コードを含んでいるか否かを識別するために、前記第１のPCM符号化信号を監視するステップと、
前記第１のPCM符号化信号が前記送信検出コードを含んでいる場合に、前記第２のリモートデータ源からの前記ボコーダ化データを前記第２のPCM符号化信号に直接的に含めるステップと、
前記第２のボコーダにおいて、前記第１のPCM符号化信号が前記第１のリモートデータ源からの前記ボコーダ化データを含んでいるか否かを識別するために、前記第１のPCM符号化信号を監視するステップと、
前記第１のPCM符号化信号が前記第１のリモートデータ源からのボコード化データを含んでいる場合に、前記第２のボコーダにより、前記第１のリモートデータ源からの前記ボコード化データを、前記第２のリモートデータ源に対する送信のための前記ボコード化データとして送るステップとをさらに含む請求項20記載の方法。
【請求項３１】
予め定められたボコーディングフォーマットを使用して生成されたボコード化音声信号の公衆電話システムへの直接的な送信を提供するシステムにおいて、
第１のサンプル音声信号を受信し、第１のボコード化データ信号を生成するように前記第１のサンプル音声信号を符号化し、前記第１のボコード化データ信号を含む第１の無線リンク信号を送信し、第２のボコード化データ信号を含む第２の無線リンク信号を受信し、第２のサンプル音声信号を生成するように前記第２のボコード化データ信号を復号化する第１のリモートボコーダと、
前記第１および第２の無線リンク信号を伝える第１の無線リンクと、
前記第１の無線リンクから前記第１の無線リンク信号を受信し、前記第１のボコード化データ信号に応答して、第１のPCM符号化信号に変換し、前記第１のボコード化データ信号を前記第１のPCM符号化信号内で直接的に送り、第２のPCM符号化信号を受信し、前記第２のPCM符号化信号から前記第２のボコード化データ信号を抽出し、前記第２のボコード化データ信号を含む前記第２の無線リンク信号を前記第１の無線リンクに供給する第１のローカルボコーダと、
前記第１および第２のPCM符号化信号を伝える公衆電話交換網と、
前記公衆電話交換網から前記第１のPCM符号化信号を受信し、前記第１のPCM符号化信号から前記第１のボコード化データ信号を抽出し、前記第１のボコード化データ信号を含む第３の無線リンク信号を送信し、前記第２のボコード化データ信号を含む第４の無線リンク信号を受信し、前記第２のボコード化データ信号に応答して前記第２のPCM符号化信号に変換し、前記第２のボコード化データ信号を前記第２のPCM符号化信号内で直接的に送る第２のローカルボコーダと、
前記第３および第４の無線リンク信号を伝える第２の無線リンクと、
前記第２の無線リンクから前記第３の無線リンク信号を受信し、第３のサンプル音声信号を生成するように前記第１のボコード化データ信号を復号化し、第４のサンプル音声信号を受信し、前記第２のボコード化データ信号を生成するように前記第４のサンプル音声信号を符号化し、前記第２のボコード化データ信号を含む前記第４の無線リンク信号を前記第２の無線リンク上に送信する第２のリモートボコーダとを具備するボコード化音声信号の公衆電話システムへの直接的な送信を提供するシステム。
【請求項３２】
前記第１のローカルボコーダがさらに、冗長検査シーケンスを前記第１のPCM符号化信号内で直接的に送る請求項31記載のシステム。
【請求項３３】
前記第１のローカルボコーダがさらに、検出コードを前記第１のPCM符号化信号内で直接的に送る請求項31記載のシステム。
【請求項３４】
予め定められた符号化フォーマットを有するデジタルデータをパルスコード変調（PCM）システムを通して通信する方法において、
ローカルユニットへの送出PCM信号を生成するように、リモートユニットからの到来デジタル信号を符号化するステップと、
リモートユニットへの送出デジタル信号を生成するように、ローカルユニットからの到来PCM信号を復号化するステップと、
前記送出PCM信号内に送出検出信号を入れるステップと、
前記到来PCM信号が到来検出信号を含んでいるか否かを決定するために、前記到来PCM信号を監視するステップと、
前記到来PCM信号が前記到来検出信号を含んでいる場合に、前記送出PCM信号に送出確認信号を入れるステップと、
前記到来PCM信号が到来確認信号を含んでいるか否かを検出するために、前記到来PCM信号を監視するステップと、
前記到来PCM信号が前記到来確認信号を含んでいる場合に、前記送出PCM信号に前記到来デジタル信号を入れるステップと、
前記到来PCM信号から前記送出デジタル信号を抽出するステップと、
前記到来PCM信号の品質インデックスを生成するために前記到来PCM信号を監視するステップとを含むデジタルデータをパルスコード変調（PCM）システムを通して通信する方法。
【請求項３５】
前記品質インデックスが予め定められた値より下に落ちた場合に、前記送出PCM信号に前記到来デジタル信号を入れるのを止めるステップと、
前記品質インデックスが予め定められた値より下に落ちた場合に、前記到来PCM信号から前記送出デジタル信号を抽出するのを止めるステップとをさらに含む請求項34記載の方法。
【請求項３６】
前記送出検出信号が、前記送出PCM信号中の仮数値の最下位ビット（LSB）に入れられる請求項34記載の方法。
【請求項３７】
前記送出検出信号が、平均で前記送出PCM信号の最下位ビットのｎビット毎の１つを置換する擬似ランダムパターンを持ち、前記到来PCM信号が到来検出信号を含んでいるか否かを決定するために、前記到来PCM信号を監視するステップが、何らかのエラーに対して許容性がある請求項34記載の方法。
【請求項３８】
前記到来デジタル信号が、前記送出PCM信号中の仮数値のより高い位の２つのビットに入れられる請求項34記載の方法。
【請求項３９】
前記送出確認信号が、前記送出PCM信号中の仮数値のより高い位の２つのビットに入れられ、前記送出確認信号が、平均でｎビット毎に１つを置換する擬似ランダムパターンを持つ請求項34記載の方法。
【請求項４０】
前記送出確認信号が前記到来デジタル信号に基づいて導出される請求項34記載の方法。
【請求項４１】
前記送出PCM信号に到来デジタル信号を入れるステップと前記到来PCM信号から送出デジタル信号を抽出するステップとが同時に起こるように、前記送出確認信号が同期化シーケンスを含む請求項34記載の方法。
【請求項４２】
前記送出PCM信号内に前記送出検出信号を入れるステップが、結果として得られる信号対雑音比を1dBより少なく低下させる請求項34記載の方法。
【請求項４３】
前記送出PCM信号に送出確認信号を入れるステップが、前記送出PCM信号に到来デジタル信号を入れるステップより、結果として得られる信号対雑音比をかなり少なく低下させる請求項34記載の方法。
【請求項４４】
前記品質インデックスが前記到来PCM信号中のエラーレートの尺度である請求項34記載の方法。
【請求項４５】
前記品質インデックスが前記到来PCM信号内のコード冗長検査のエラーレートの尺度である請求項34記載の方法。
【請求項４６】
基地局ボコーダにおいて、パルスコード変調（PCM）通信リンクを有する通信システムにおけるタンデムボコーディングを検出する方法において、
リモートデータ源から第１のボコード化データ信号を受信するステップと、
前記第１のボコード化データ信号を第１のPCM信号に変換するステップと、
前記第１のPCM信号が前記基地局ボコーダから発生していることを示す送信検出コードを前記第１のPCM信号に含めるステップと、
前記第１のPCM信号を前記PCM通信リンクに対して送信するステップと、
前記PCM通信リンクから第２のPCM信号を受信するステップと、
前記第２のPCM信号が他の基地局ボコードから発生されたことを示す受信検出コードを、前記第２のPCM信号が含むか否かを監視するステップと、
前記第２のPCM信号が前記受信検出コードを含む場合に、前記第１のボコード化データを前記第１のPCM信号に含めるステップとを含むタンデムボコーディングを検出する方法。
【請求項４７】
前記第２のPCM信号が第２のリモートデータ源からのボコード化データを含むかどうかを決定するために前記第２のPCM信号を監視するステップと、
前記第２のPCM信号が前記第２のリモートデータ源からの前記ボコード化データを含む場合に、前記第２のリモートデータ源からの前記ボコード化データを前記第１のリモートデータ源へ直接的に送るステップをさらに含む請求項46記載の方法。
【請求項４８】
前記第１のPCM信号が振幅のオーダを示す複数のビットと仮数値を示す複数のビットを表し、前記送信検出コードが前記仮数値の最下位ビット（LSB）に入れられる請求項47記載の方法。
【請求項４９】
前記送信検出コードが、平均で前記第１のPCM信号により表される複数のビットの最下位ビットのｎビット毎の１つを置換する擬似ランダムパターンを持つ請求項47記載の方法。
【請求項５０】
前記第１のボコード化データが、前記第１のPCM信号により表される仮数値のより高い位の２つのビットに入れられる請求項47記載の方法。
【請求項５１】
前記第１のボコード化データが、フルレートと少なくとも１つのより低いデータレートを含む予め定められた複数のデータレートを持つ請求項47記載の方法。
【請求項５２】
前記第１のPCM信号に送信検出コードを含めるステップは、前記第１の効率的なボコードデータが前記フルレートよりも低いデータレートを持つことを条件とする請求項51記載の方法。
【請求項５３】
パルスコード変調（PCM）通信リンクを有する通信システムにおけるタンデムボコーディングを検出するボコーダにおける装置において、
前記PCM通信リンクに対して送信するために、予め定められたボコーディングフォーマットにしたがって生成された第１のリモートデータ源からの到来ボコード化パケットを送出PCM信号に変換する手段と、
リモートデータ源へ送信するために、前記PCM通信リンクからの到来PCM信号を送出ボコード化パケットに変換する手段と、
前記送出PCM信号がボコーダから発生していることを示すために、送出検出コードを前記送出PCM信号に入れる手段と、
前記到来PCM信号が到来検出コードを含むか否かを決定するために、前記到来PCM信号を監視する手段とを具備するタンデムボコーディングを検出する装置。
【請求項５４】
前記到来PCM信号が前記到来検出コードを含む場合に、前記到来ボコード化パケットを前記送出PCM信号に直接的に含める手段と、
前記到来PCM信号が第２のリモートデータ源からのボコード化パケットを含むか否かを決定するために、前記到来PCM信号を監視する手段と、
前記到来PCM信号が前記第２のリモートデータ源からのボコード化パケットを含む場合に、前記第２のリモートデータ源からの前記ボコード化パケットを前記第１のリモートデータ源へ直接的に送る手段とをさらに具備する請求項53記載の装置。
【請求項５５】
前記到来PCM信号が前記到来検出コードを含む場合に、送出確認コードを前記送出PCM信号に入れる手段と、
前記到来PCM信号が到来確認コードを含むか否かを決定するために、前記到来PCM信号を監視する手段と、
前記到来PCM信号が前記到来確認コードを含む場合に、前記到来ボコード化パケットを前記送出PCM信号に入れる手段と、
前記到来PCM信号から前記送出ボコード化パケットを抽出する手段とをさらに具備する請求項53記載の装置。
【請求項５６】
前記到来PCM信号の品質インデックスを生成するために前記到来PCM信号を監視する手段と、
前記品質インデックスが予め定められた値よりも下に落ちた場合に、前記到来ボコード化パケットを前記送出PCM信号に入れるのを止める手段と、
前記品質インデックスが予め定められた値よりも下に落ちた場合に、前記送出ボコード化パケットを前記到来PCM信号から抽出するのを止める手段とをさらに具備する請求項55記載の装置。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
I.発明の分野
本発明は通信に関する。特に本発明は、シリアルボコーダ接続の検出と回避を行う新規で改良された方法に関する。
II.関連技術の説明
デジタル通信システムでは、送信機は、音声情報を効率的に符号化するボコード処理システムを使用する。効率的な符号化の１つの方法では、ポーズや他の音声アクティビィティがない間に送られるデータ量を少なくするために、可変データレート符号化を使用し、これにより、送信先の受信機以外の受信機に対してこの送信機により引き起こされる干渉レベルを減少させている。受信機においては、音声情報を再現するためにボコード処理システムを使用する。音声情報に加えて、非音声情報だけが、あるいは音声情報と非音声情報とを混合したものが受信機に送信される。
この環境の適用に適しているボコーダは、1995年５月９日に発行され、本発明の譲受人に譲渡された、“可変レートボコーダ”と題する米国特許第5,414,796号において説明されている。このボコーダは、20ミリ秒（ms）フレーム間の音声アクティビィティに基づいて、音声情報のデジタルサンプルを、４つの異なるレート、例えば、約8,000ビット／秒（bps）,4,000bps,2,000bpsおよび1,000bpsの符号化データに変換する。ボコーダデータの各フレームは、オーバーヘッドビットを付けて、9,600bps,4,800bps,2,400bps,1,200pbsデータフレームとしてフォーマットされる。9,600bpsフレームに対応する最高レートのデータフレームは“フルレート”フレームとして呼ばれ、4,800bpsデータフレームは“ハーフレート”フレームとして呼ばれ、2,400bpsデータフレームは“クォータレート”として呼ばれ、1,200bpsデータフレームは“８分の１レート”フレームとして呼ばれる。
ボコーダデータのデータフレームへのフォーマット化の付加的な詳細は、1996年４月23日に発行され、本発明の譲受人に譲渡された、“送信データのフォーマット化のための方法および装置”と題する米国特許第5,511,073号において説明されている。1992年４月７日に発行され、本発明の譲受人に譲渡され、その開示が参照のためにここに組み込まれている、“CDMAセルラ電話システムで波形を発生させるシステムおよび方法”と題する米国特許第5,103,459号において説明されているように、データフレームはさらに処理され、拡散スペクトル変調され、送信される。
先に言及した特許により説明されているタイプの効率的なボコーダを使用するシステムは、標準的な地上線システムのような、効率的なボコード処理を使用しないシステムと結合された時に高品質をもたらす。しかしながら、タンデム（背中合わせ）ボコーダ構成となるように、ボコード化されたシステムが他のボコード化されたシステムに結合された場合、単一のボコーダシステムの場合より音声品質が低下する。本発明は、この構成を検出して回避することにより、タンデムボコード処理の欠点を回避しようとするものである。
発明の要約
本発明は、タンデムボコード処理動作による音声品質低下を防ぐ方法および装置である。一般的なボコーダは、エンコーダ部分とデコーダ部分を持っている。エンコーダ部分は、パルスコード変調（PCM）フォーマットで符号化された音声データを受け取り、パケット化データを供給する。デコーダ部分は、パケット化データを受け取り、PCM出力を生成する。PCM信号は、音声信号に対応するアナログ電圧値を表しているマルチビット信号である。パケット化ボコーダデータフォーマットは、音声情報を符号化する効率的な方法であり、これは、パケット化フォーマットを使用して音声情報を表すために、PCMフォーマットで同じ音声信号を特定するのに必要なビット数よりも少ないデータビットを使用することができることを意味する。
一般的な無線電話接続では、第１のユーザの音声はリモートボコーダにより移動体ユニット中で符号化され、パケット化ボコーダデータが生成される。パケット化ボコーダデータは無線接続を通して送られる。基地局では、ローカルボコーダが、パケット化データを公衆電話交換網（PSTN）で使用されるPCMフォーマットに変換する。PSTNはこのPCM信号を第２のエンドユーザに伝える。接続されている２人のエンドユーザがそれぞれ共通タイプのボコーダを持っている場合、タンデムボコード処理構成を回避し、PCMフォーマットへの変換を避けてPSTNを通して直接的にパケット化データを送ると、結果として得られる音声出力はより良い音がする。タンデムボコード処理は、音声復号化処理において実行される後置フィルタ処理のために音声出力の品質を低下させる。後置フィルタ処理は出力音声の知覚品質を向上させるが、元の音声と比較すると再生された音声のスペクトル内容に歪みをもたらす。本発明は、タンデムボコーダ構成を検出し、PCMへの変換とパケット化データへの再変換を回避する方法および装置である。また本発明は、タンデムボコーダ構成を検出し、ボコーダ内におけるフィルタ処理を修正することにより後置フィルタ処理による品質低下を防ぐ方法および装置である。
本発明の好ましい実施形態では、第１のリモートボコーダがアナログ音声を受け取り、無線リンクを通して送信されるパケット化ボコーダデータを生成する。第１のローカルボコーダは、無線リンクからパケット化ボコーダデータを受け取る。第１のローカルボコーダは、パケット化データをマルチビットPCM出力に変換する。第１のローカルボコーダはまた、PCM出力の最下位ビット（LSB）の内の１つに検出コードを付加する。第１のローカルボコーダは、PCM信号をPSTNに送る。第１のローカルボコーダはまた、PSTNを通してPCM入力を受け取る。第１のローカルボコーダは、第２のローカルボコーダが受信端に接続されていることを示す検出コードを見つけるために、PCM入力の最下位ビットを常に監視する。検出コードが検出された場合には、修正されたフィルタモードが確立される。修正されたフィルタモードでは、第１のローカルボコーダ内のフィルタ処理が修正され、出力音声信号の品質低下を防ぐ。
第１のローカルボコーダが第２のローカルボコーダからの検出コードを検出した場合、出ていくPCMのLSBの内の１つの第２のものの代わりに、パケット化データおよび冗長検査を使用し始める。また第１のローカルボコーダは、入ってくるPCMのLSBの内の１つの第２のものを監視し始める。有効パケット化データが受信されたことを冗長検査が示している場合、第１のローカルボコーダはPCM出力をパケット化データに変換するのを止め、単に、LSBの内の１つの第２のもの上のパケット化データを第１のリモートボコーダに送る。冗長検査が失敗し、検出コードが検出されなかった場合はいつでも、第１のローカルボコーダは入ってくるPCMをパケット化データに変換するように戻る。このようにして、タンデムボコード処理構成を回避する。
【図面の簡単な説明】
本発明をさらに完全に理解できるように、添付図面に図示されている実施形態の以下の詳細な説明に言及する。
図１は、２人のリモートシステムユーザ間の信号送信を図示している。
図２は、２人のリモートシステムユーザ間の接続を図示している。
図３は、一般的なPCM信号送信フォーマットを示している。
図４は、ボコード化パケットと検出コードを含んでいる例示的なPCM信号送信フォーマットを示している。
図５は、リモートボコーダの検出とPCM変換のバイパスの方法を示しているフローチャートである。
図６は、第３のユーザが接続に入った時における、２人のリモートシステムユーザ間の信号送信を図示している。
図７は、第３のユーザが接続に入った時における、２人のリモートシステムユーザ間の接続を図示している。
図８は、リモートボコーダの検出と確認モードを含んでいるPCM変換のバイパスの別の方法を示している。
図９は、確認モードとバイパスモードの両方に対する４つの仮数値を示している。
図10は、リモートボコーダの検出とPCMパケットを出力しながら改良をもたらす方法を示している。
好ましい実施形態の説明
音声信号を伝える最新の通信システムでは、アナログ音声信号がデジタル化され、ネットワークに対してデジタル信号として送られる。このような最新の通信システムの例は、セルラ電話システムや、パーソナル通信システム（PCS）や、無線ローカルループ（WLL）システムや、GLOBALSTARのような衛星通信システムである。これらのシステムのそれぞれにおいては、２人のリモートユーザの間で接続が確立される。本発明は、両方のリモートユーザが同様なボコーダを使用している１以上の最新通信システムを通して、２人のリモートユーザが接続されている場合に適用することができる。
図１は同様なボコーダを使用している２人のリモートユーザ間の信号送信を図示しており、図２は同様なボコーダを使用している２人のリモートユーザ間の接続を図示している。リモートユニット10は、アナログ音声170を受け取り、アナログ音声80を生成する移動体電話である。リモートユニット10は、エンコーダ180とデコーダ90とからなるリモートボコーダ15を備えている。エンコーダ180は、アナログ音声170を受け取り、これをデジタル形態に変換し、デジタル音声を符号化し、パケット190として無線リンク20を通して送信するためにこれをパケット化する。デコーダ90は、無線リンク20からパケット100を受け取り、パケット100を復号化してデジタル音声を生成し、このデジタル音声をアナログ音声信号80に変換する。このプロセスは、先に記載したような、米国特許第5,103,459号、米国特許第5,511,073号、および米国特許第5,414,796号の教示にしたがって実現される。
基地局30では、ローカルボコーダ35のデコーダ200が、無線リンク20からパケット190を受け取る。デコーダ200は、公衆電話交換網（PSTN）40に送信するために、パケット化データを標準パルスコード変調信号（PCM）210に変換する。基地局30におけるローカルボコーダ35のエンコーダ110は、PSTN40からPCM120を受け取り、無線リンク20を通じて送信するためにパケット100を生成する。
PCMデータは、対応するアナログ信号の電圧レベルを表しているマルチビットデジタル値である。例を挙げると、最も基本的なPCM変換プロセスには３つのステップがある。第１に、連続アナログ音声信号が離散時間間隔でサンプルされる。そしてサンプル値が量子化されて、デジタル値が生成される。そして量子化値が、量子化値のデジタル表現に符号化される。
任意のサンプルデータシステムでは、PCMへの変換プロセスは量子化雑音を持ち込む。通常の線形符号化方式に対しては、デジタルコードワードは、アナログサンプルの打切りバイナリ表現である。この打切りの影響は、小さな信号に対して最も著しい。音声信号は広いダイナミックレンジを持っている。最大信号を受け入れるのに十分なダイナミックレンジを持っている線形方式が使用された場合、長いワード長を使用しない限り、より小さい振幅信号の信号対雑音比が低下する。過度に大きな数のデジタルビットを用いることなく、より小さい振幅信号に対する許容可能な信号対雑音比を提供するためには、量子化サンプルの線形符号化では十分ではない。PSTNシステムに対して使用される標準PCMフォーマットでは、符号化の間隔の大きさが入力信号レベルに比例するような、線形符号化に代わるものが使用される。符号化間隔は、小さい振幅信号に対しては狭く、より大きな信号に対してはより広くなる。結果として、より小さな振幅信号はより多くの符号化レベルで表され、より細かい分解能を持つ。
結果として得られた符号化方式はほぼ対数的であり、所定の信号対雑音比とワード長に対して最大のダイナミックレンジを生み出す特性を持つ。コードワードと効果的に表されるサンプルとの間の非線形的な関係は、所定のダイナミックレンジのアナログ信号を符号化するのに必要なビット数を圧縮する。類似した逆プロセスを使用する復号化プロセスは、伸張と呼ばれる。したがって、（圧縮と伸張の語から得られる）用語“圧縮伸張”は、アナログサンプルと対数PCM値との間の変換を意味する。
図３は、PSTNシステムで一般的に使用されるPCM信号の８ビットフォーマットを表している。最上位ビットは、サンプル値の符号（＋／−電圧レベル）を表している符号ビットである。次の３ビットは、サンプル値の振幅を反映している指数を表している。４つの下位ビットは、サンプル値の実際の値、すなわち仮数値を表している。
仮数値の４ビット内では、最下位ビット（LSB）が、結果として得られるシステムの音品質に大きな影響を与えることなく、部分的に損なわれることがあることは良く知られている。実際、電話会社は一般的に、LSBがPSTNを通して正しく送信されることを保証しておらず、LSBをインバンド信号送信の目的のために使用する権利を留保している。一般的なPSTNのPCMフォーマットでは、LSBが完全に損なわれると、結果として得られる音声に対する信号対雑音比において6dBの損失が生じる。一部の時間だけLSBが損なわれる場合、信号対雑音比の低下は減少する。例えば、10番目ごとのLSBが損なわれた場合、低下は約1dBに落ちる。
図１と図２は、本発明が最も有効である状況を図示している。図１および図２では、PSTN40が、それぞれ同様なリモートボコーダを備えている２つの同様な基地局を接続していることを表している。
基地局50において、ローカルボコーダ55のデコーダ130が無線リンク60からパケット140を受け取る。デコーダ130は、PSTN40に送信するために、パケット140を標準PCM120に変換する。ローカルボコーダ55のエンコーダ220は、PSTN40からPCM210を受け取り、無線リンク60に対する送信のためにパケット230を生成する。
リモートユニット70は、アナログ音声160を受け取り、アナログ音声250を生成する移動体電話である。リモートユニット70は、エンコーダ150とデコーダ240からなるリモートボコーダ75を備えている。エンコーダ150は、アナログ音声160を受け取り、それをデジタル形態に変換し、デジタル音声を符号化し、パケット140として無線リンク60に対して送信するために符号化データをパケット化する。デコーダ240は、無線リンク60からパケット230を受け取り、そのパケットを復号化してデジタル音声を生成し、デジタル音声をアナログ音声信号250に変換する。
理想的な状況では、無縁リンク60上のパケット140は、無線リンク20上のパケット100と同一である。しかしながら現実では、図１のタンデムボコーダ構成と、パケット140のPCM120への変換とPCM120のパケット100への逆変換のプロセスは、理想的な結果を生み出さない。実際、各リモートユニット10,70における音声品質は、単一のボコーダの場合に対して顕著に低下する。本発明はこの低下を回避しようとするものである。
図５は、ローカルボコーダ35または55により実行されるプロセスを示している。通話が開始される時、ボコーダ35はPCM120を受け取ってパケット100を供給し、パケット190を受け取ってPCM210を供給し始める。パケット190のPCM210への変換に加えて、デコーダ200は、PCMデータフォーマットの仮数値部のLSB上で検出コードに置き換え、好ましい実施形態ではインターリーブする。信号送信のためにPSTNがLSBを使用する可能性がかなりあるので、検出方式は、インバンドPSTN信号送信とは関係なく、またはインバンドPSTN信号送信とともに動作しなければならず、あるいは、さらに上位ビットの１つに配置させなければならない。
検出コードの付加による信号対雑音比の低下を減少させる簡単な方法は、ｎ番目ごとのLSBのみを損なう検出コードを使用することである。しかしながら、ｎ番目ごとのLSBを損なう周期的なコードは、インバンドPSTN信号送信とうなりを生じる可能性があり、受信ボコーダにおいて検出できない可能性がある。LSBに検出コードを入れる好ましい方法は、平均で各ｎ番目のLSBを損なう擬似ランダムパターン検出コードを使用する。擬似ランダムパターンでは、検出コードのパルス位置は時間で変化する。擬似ランダムコードに対する検出プロセスにより、何らかのエラーを許容することができ、したがって、インバンドPSTN信号送信による干渉は、コードの検出を妨げない。
図５のブロック300は、初期状態通話パケットインアクティブモードを表している。デコーダ200は、PCMと検出コードを生成している。エンコーダ110は、ブロック302により示されているように、入ってくる検出コードを探している。エンコーダ110が検出コードを検出した場合、エンコーダ110は、PCM120の仮数値のLSBの内のさらに他の１つの代わりにパケット化データを用いるように、デコーダ200に対して信号送信を行う。
図４は、第１の実施形態においてパケットが送られようとしている時における、PCM出力の４つの仮数値ビットを示している。（図４に示されていない）符号ビットと指数ディジットは、PCM符号化情報を伝え続ける。同様に、仮数値のMSB290と第２の上位ビット292は、PCM符号化情報を伝え続ける。第３の上位ビット294は、ボコード化パケットデータと何らかの種類の冗長検査で置換される。コード検査機能を提供するために使用することができる幅広いさまざまな冗長検査が技術的によく知られている。LSB298は、常に検出コードを伝え続ける。代わりに、検出コードに加えてあるいは検出コードの代わりに、ボコーダデータの一部または冗長検査ビットを伝えるためにLSB298を使用してもよい。
先に説明したように、パケット化ボコーダデータは音声情報を符号化するのにかなり効率的な方法であり、これは、パケット化フォーマットを使用して音声信号を表すために、PCMフォーマットで同じ音声信号を特定するのに必要なビット数よりも少ないデータビットを使用することができることを意味している。したがって場合によっては、８ビットPCMコードの単一ビットが、冗長検査とともに無線リンクに対して送信されるボコーダパケットを同じレートでシリアル的に伝える。可変レートボコーダが使用されるのであれば、データレートがフルレートより少ない場合のみ、PCMコードのサブセットを重ね書きするだけで足りる。
ブロック304は、PCM210内でデコーダ200がパケット190を送っている通話パケットアクティブモードと呼ばれる状態を表している。図５のブロック306により示されているように、エンコーダ110は、PCM120内でパケット140が受信されていることを示している冗長検査を監視している。冗長検査が順調な場合、ブロック308に示されているように、エンコーダ110はPCM120に含まれているパケット140をパケット100として直接的に送り、PCM入力の残りを本質的に無視する。冗長検査が失敗した場合、ブロック310により示されているように、エンコーダ110は検出コードを監視する。ローカルボコーダ55の存在を示している検出コードがいまだ存在している場合、ブロック312により示されているように、エンコーダ110は入ってくるPCMデータを再度パケットに符号化し始めるが、ブロック304により示されているように、パケットと冗長検査を出力し続ける。検出コードが検出されない場合、ブロック314により示されているように、エンコーダ110は入ってくるPCMデータを再度パケットに符号化し始め、ブロック300により示されているように、パケットと冗長検査の出力を止める。デコーダ200は検出コードを生成し続けるが、もはやパケット190をPCM210に付加しない。同様に、エンコーダ110は、パケット140を直接的に送ろうとするのを止め、PCM120を入力パケット100に符号化し始める。
図５に示されているものに代わる実施形態では、システムのデータレートがフルレートよりも小さい場合のみ、PCM信号に検出コードが付加される。例えば、先に言及した米国特許第5,414,796号で説明されている可変レートデコーダが使用される場合、８分の１のレートデータは、ユーザが話しておらず、ボコード化パケットが背景雑音だけを伝えていることを示す。したがって、８分の１のレートで通信されている間に検出コードをPCMに付加することによって生じる、結果として得られる信号の顕著な品質低下は、背景雑音を増加させるが、実際の音声伝達パケットには影響を及ぼさない。本発明の非同期特性は、検出コードの送信の減少に良く役立つ。本発明に対して他の変更は必要でない。検出コードの送信を減少させるようにすると、パケットアクティブモードに入るシステムを遅延させるが、この遅延は一般的に50ミリ秒のオーダである。
ブロック304のパケットアクティブモード状態の利点は、パケット100のパケット140に対する直接的な対応が、標準タンデムボコード処理システムよりもかなり高品質な音を提供することである。この方法の１つの利点は、それぞれのローカルボコーダが自律的かつ非同期的にパケットアクティブモードに入ることである。各ボコーダがパケットアクティブモードに切り替わり、必要な場合にパケットインアクティブモードに戻る正確な時間を調整する必要はない。PCM信号の仮数値データビットの２つを置換すると、それをPCM信号として復号化することによって生み出される可聴信号の品質を低下させるが、信号を消してしまうものではなく、結果として得られる復号化アナログ音声信号は理解可能である。
図４および図５に示されている本発明の第１の実施形態は、図８および図９に示されているような中間確認モードを含むように修正してもよい。確認モードにより、PCMからパケットへの移行を２台のボコード間でさらに同期化することができ、バイパスモードへ切り替わるプロセスにおいてPCM動作に加わる信号対雑音比の低下が少なくなる。
図８は、ローカルボコーダ35または55により実行される別のプロセスを示している。通話が開始される時、ボコーダ35はPCM120を受け取ってパケット100を供給し、パケット190を受け取ってPCM210を供給し始める。パケット190のPCM210への変換に加えて、デコーダ200は、擬似ランダム検出コードを、PCMデータフォーマットの仮数値部分のLSBに入れ、この擬似ランダム検出コードは、図９のパケットインアクティブ列に示されているように、平均で各ｎ番目のLSB内の１つを置き換る。図８と図９の好ましい実施形態では、結果として得られる音声に対する低下が1dBより小さいようにｎは十分に大きく、一般的にｎは８以上の値を持つようになる。（図９に示されていない）符号ビットと指数ディジットは、PCM符号化情報を伝え続ける。
図８のブロック400は、初期パケットインアクティブモード状態を表している。デコーダ200は、PCMと検出コードを生成している。エンコーダ110は、ブロック402により示されているように、入ってくる検出コードを探している。1/n検出コードを検出するプロセスにより、何らかのエラーを許容しながら、検出コードの存在を示すことができるようになる。エンコーダ110が検出コードを検出した時、ブロック404により示されているように、ローカルボコーダ35は確認モードに入る。
確認モード状態では、デコーダ200はPCM210を生成し続けるが、PCMデータは、好ましい実施形態では確認シーケンスが２つのより高い位のビットに入れられている図９の確認列に示されているように、混ざって品質が低下する。確認モードの１つの利点は、より高い位のPCMビットはPSTNインバンド信号送信に対して使用されず、バイパスモードに入る前に、２台のボコーダの適合性のさらに信頼できる示度を達成することができることである。確認シーケンスは、より高い位のディジットすべてのビットを使用する必要はなく、好ましい実施形態では、各n2ビットの内の１つのみを使用している。確認シーケンスは、簡単なパターンでも、擬似ランダムシーケンスでもよい。確認コードは、ボコーダの動作タイプまたは動作モードについての情報を含んでいる。確認シーケンスは、バイパスモードへの切り替えがなされる前に、２台のボコーダが本当に適合性を持っているかを確かめるために使用される実際のボコーダ化音声情報のサンプルを含んでいてもよい。n2ビットごとの内の１つを使用する確認シーケンスの利点は、確認モードにおける信号対雑音比の低下が好ましい実施形態では13dBのオーダであり、バイパスモードに誤って入ることよりも、確認モードへ誤って入ることの方がシステムに対する品質低下が少ないように、n2を十分に大きくすることができることである。
確認モードは、両方のボコーダのバイパスモードへの移行を同期化するために使用することができる。図８および図９の別の実施形態では、バイパスモードでパケットと冗長検査を伝えるために、仮数値のより高い位のディジットの２つを使用する。より高い位のディジットの２つを使用すると、18dBのオーダの信号対雑音比の低下を生じさせる。18dBの信号対雑音比の低下は、結果として得られる音声品質にかなりの有害な影響を持つ。したがって、ボコーダの内の１台だけがバイパスモードに入っている時間量を最小にすることは利点となる。独立的および自律的であるが両方のボコーダの移行がほぼ同じ時間に起こるように、バイパスモードへの移行を同期化するために確認モードを使用することができる。確認モードはまた、バイパスモードへ誤って入るのを最小にする。
ブロック404は、デコーダ200がPCM210内で1/n2確認コードを送っている状態を表している。図８のブロック406により示されているように、エンコーダ110は、PCM120内の類似した確認コードを監視する。ブロック408により示されているように、確認コードが好都合に検出された場合、システムはバイパスモード状態に入る。確認コードの検出に失敗した場合は、ブロック412により示されているように、デコーダ200は確認コードの送信を中止し、ブロック400により示されているように、パケットインアクティブモード状態に再度入る。
ブロック408は、デコーダ200がPCM210内でパケット190を送り、エンコーダ110がPCM120に含まれているパケット140をパケット100として直接的に送っているバイパスモードを表している。図８のブロック410により示されているように、エンコーダ110は受信データの品質を監視する。品質が好都合である場合は、ブロック408と410により示されているように、システムはバイパスモードのままである。品質検査は、冗長検査の失敗や、リンクの喪失や、高いエラーレートや、低品質により失敗することがある。このような失敗が生じた場合、ブロック410,418,400により示されているように、ボコーダ35はバイパスモードを出て、パケットインアクティブモードに再度入る。
図５および図８に示されている本発明の自律的かつ非同期的特性に対する別の大きな利点は、パケットを送る能力を破壊する状況が発生した場合に、パケットアクティブモードから見事に出ることである。したがって、接続が変わったことをローカルボコーダに知らせる必要がない。ローカルボコーダは変化を検出し、自律的にパケットインアクティブモードに戻ることができる。
図６と図７は、このような前に確立されたパケットアクティブモードが損なわれ、システムがパケットインアクティブモードに戻る必要を生じさせる状況を図示している。元の通話に対する当事者の１人により会議通話が開始された場合、図１および図２に示されている現在の接続に第三者が加わる。この場合、第三者の地上線ユニット280が接続に追加される。第三者のユニット280はボコーダを持っておらず、標準PCM260を生成し、PSTN40からPCM270を受け取る。PCM270は、合計器46を通して生成されるような、PCM120とPCM210の合計である。エンコーダ110は、合計器42を通してPCM260とPCM120の合計を受け取る。同様に、エンコーダ220は、合計器44を通してPCM210とPCM260の合計を受け取る。２つの対数的に符号化されたPCM信号を加算する時、最初に各PCM信号を線形量子化デジタル値に戻すように変換しなければならない。線形デジタル値は互いに直接的に加算して、合計として対数的に再符号化することができる。このプロセスは、パケットと検出コードを消す。第三者が基地局30および50にあるものと同様なボコーダを持っている場合でさえ、パケットと検出コードは消される。
このケースでは、パケットアクティブモード（図５のブロック304）またはバイパスモード（図８のブロック408）にあるシステムが冗長試験を失敗し始める。次に、エンコーダは存在しない検出コードを探し、ボコーダはパケットインアクティブモード（図５のブロック300または図８のブロック400）に入る。このプロセスにはある時間量がかかるが、プロセスが生じている間に第三者280は会話に参加することができる。各ボコーダが非同期的にパケットアクティブモードから出るのに、一般的に約50ミリ秒で足りる。符号ビット、振幅ビット、仮数値の上位ビットは影響を受けないので、それぞれのローカルボコーダ35および55がパケットインアクティブモードに入るまで、第三者のユニット280は品質が低下した信号を受け取る。同様に、それぞれのローカルボコーダ35および55が第三者のユニット280のシステムにおける影響を独立的かつ自律的に検出し、PCMパケットを再度符号化し始めるので、それぞれのローカルボコーダ35および55に対して、有効なPCM信号が利用可能である。第三者のユニット280が接続状態である時でさえ、ローカルボコーダ35および55は、検出コードを送信し続ける。第三者のユニット280が接続から離れた場合、図５または図８のプロセスを通して、ローカルボコーダ35および55は再度パケットを送り始める。
タンデムボコーダが低下した品質の可聴信号を生成する主な理由の１つは、最新のボコーダが音声復号化プロセスの出力において後置フィルタを使用するからである。後置フィルタは、アナログデジタル変換やデジタル符号化プロセスにより導入された量子化雑音をいくらか遮断する。しかしながら、後置フィルタが符号化音声の知覚品質を改善する時、後置フィルタは、元の音声と比較して再現音声のスペクトル内容に歪みをもたらす。再現音声においてボコード処理プロセスを繰り返すと、このスペクトル歪みにより品質が低下する。ボコーダにおいて後置フィルタを使用することは、先に言及した米国特許第5,414,796号に説明されている。
後置フィルタの使用による品質低下を防止する１つの方法は、２台のボコーダがタンデムで動作している時にボコーダ内のフィルタ処理を修正することである。例えば、図１を再度参照し、デコーダ200が後置フィルタまたは同様な効果を生じさせる他のフィルタを持っていると仮定する。タンデムボコーダの状況が本発明の方法のどれか１つを使用して検出された場合、動作のいくつかのコースがとられる。フィルタの影響がなくなるように、デコーダ200内のフィルタは、完全にディスエーブルにされるかバイパスされる。代わりにフィルタの周波数応答をもっと緩やかにするなどして、デコーダ200内のフィルタを修正してもよい。さらに別の実施形態では、後置フィルタの影響を補償するために逆フィルタをエンコーダ220に加えてもよい。このケースでは、逆フィルタの応答を変化させてもよい。
図10は、ボコーダ内のフィルタのディスエーブル処理を組み込んでいるボコーダ検出の１つの実施形態を示している。図10の実施形態は、図８とともに先に説明した動作に基づいている。図８における同様な動作と対応付けるために、同様な参照番号を使用している。図10と図８との間の差は、ブロック408により示されているようなバイパスモード状態を、ブロック420により示されているような修正されたフィルタモード状態に置き換えている点である。
修正フィルタモード状態では、システムは、パケットを送るのではなくPCM符号化データを送り続ける。再度図９を参照すると、修正フィルタモードでは、４つの仮数値がパケットインアクティブモードと同じ構成を持っている。差異は、少なくとも１台のボコーダ内のフィルタ処理が変更された事実にある。
ブロック404から始まる図10に移ると、ブロック404は、デコーダ200が図８とちょうど同じようにPCM210内で1/n2確認コードを送っている状況を表している。エンコーダ110は、図10のブロック406により示されているように、PCM120内の類似する確認コードを監視する。確認コードが好都合に検出された場合、ブロック420により示されているように、システムは修正フィルタモード状態に入る。確認コードの検出に失敗した場合には、ブロック412により示されているように、デコーダ200は確認コードの送信を中止し、ブロック400により示されているように、パケットインアクティブモード状態に再度入る。
ブロック420は、例えばデコーダ200が修正された後置フィルタを持ち、結果として得られたPCMデータと検出コードをPCM210内で送る修正フィルタモードを表している。エンコーダ110は、図10のブロック410により示されているように、受信データの品質を監視する。品質が好都合の場合、ブロック420および410により示されているように、システムは修正フィルタモードのままである。品質検査は、検出コードの失敗や、リンクの喪失や、高いエラーレートや、低い品質により失敗することがある。このような失敗が生じた場合、ブロック410,418,400により示されているように、ボコーダ35は修正フィルタモードを出て、パケットインアクティブモードに再度入る。
図10の実施形態は、いくつか利点を持っている。１つの利点は、パケットインアクティブモードにおけるPCM符号化データと、修正フィルタモードにおけるPCM符号化データとの間の差が、パケットインアクティブモードにおけるPCM符号化データとバイパスモードにおけるPCM符号化データとの間の差よりもかなり少ないことである。したがって、修正フィルタモード状態は、この状態に誤って入ったり、状態間の移行中の場合に、かなりの可聴的な影響を引き起こす可能性が少ない。
修正フィルタモードは、２つの異なるタイプのボコーダが接続されている場合でさえも使用することができる。音声信号を符号化するために使用される方法が２台のタンデムボコーダで異なっている場合でさえ、タンデムボコーダのそれぞれは、後置フィルタや空間的な歪みを引き起こす他のフィルタを持っている可能性がある。いずれの場合においても、フィルタの影響をなくすことにより、可聴品質を改善することができる。この場合、ボコーダから送信されるコードの１つは、他のボコーダとともにタンデムで動作する場合に修正しなければならない影響を持つフィルタの存在を示す。
修正フィルタモード状態は、本発明の他の実施形態と極めて容易に組み合わせることができる。例えば、修正フィルタモード状態は、図５のブロック312にとって代わることができる。修正フィルタモード状態は、パケットインアクティブ状態と確認状態との間や、確認状態とバイパス状態との間のような他の状態との間の移行状態としても使用することができる。
本発明の無数の変形は当業者にたやすく明らかである。例えば、検出コードとデータパケットを受け入れるのに、仮数値のどのビットを使用するかについて再構成することは簡単である。
好ましい実施形態の前の説明は、当業者が本発明を製造しまたは使用できるようにするために提供したものである。これらの実施形態に対するさまざまな修正は当業者にたやすく明らかであり、ここに規定されている一般原理は、発明能力を用いることなく他の実施形態に適用することができる。したがって、本発明はここに示されている実施形態に限定されることを意図しているものではなく、ここに開示されている原理および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲にしたがうべきである。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１】
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【図６】
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【図９】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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