(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチレートサービスにおける最適コーディックモードを選択する目的で、チャネルが割当てられる時に受信機内の初期チャネル品質を推定する方法であって、前記方法は、
チャネル品質測定値を得るステップ（３００，５００）と、
得られたチャネル品質測定値のキャリヤ対干渉（Ｃ/Ｉ）値を計算するステップ（３１０，５１０）と、
計算されたＣ/Ｉ値により、Ｎタップからなるフィルタをダイナミックに初期化するステップ（３２０，５２０）であって、Ｎタップを各計算されたＣ/Ｉ値（５２０）で比例充填するステップと、
Ｃ/Ｉ値をフィルタリングする（２１０）ことにより無作為性を除去して、マルチレートサービス内のコーディックモード選択に使用するより良いチャネル品質推定値を与えるステップと、を含み
前記各計算されたＣ/Ｉ値は、  整数（Ｎ  /  計算されたＣ/Ｉ値の現在数）と等価のいくつかのタップを占有し、任意の残りのタップは最も最近計算されたＣ/Ｉ値で充填される、方法。
【請求項２】
マルチレートサービスにおける最適コーディックモードを選択する目的で、チャネルが割当てられる時に受信機内の初期チャネル品質を推定する方法であって、前記方法は、
チャネル品質測定値を得るステップ（３００，５００）と、
得られたチャネル品質測定値のキャリヤ対干渉（Ｃ/Ｉ）値を計算するステップ（３１０，５１０）と、
計算されたＣ/Ｉ値により、Ｎタップからなるフィルタをダイナミックに初期化するステップ（３２０，５２０）と、
Ｃ/Ｉ値をフィルタリングする（２１０）ことにより無作為性を除去して、マルチレートサービス内のコーディックモード選択に使用するより良いチャネル品質推定値を与えるステップと、を含み
前記計算されたＣ/Ｉ値によりフィルタをダイナミックに初期化するステップは、
受信機と通信している基地局からマルチレートサービスに対するコーディックモード数を得るステップと、
基地局からコーディックモードに対する閾値およびヒステリシス値を得るステップと、
基地局から初期コーディックモードを得るステップと、
初期コーディックモードと共にコーディックモードの閾値およびヒステリシス値に基づいて、フィルタのＮタップ全てを初期化するのに使用されるＣ/Ｉ値を計算するステップとを含み、
前記計算されたＣ/Ｉ値は最も最近のチャネル品質測定値に基づいて近隣コーディックに偏向される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（背景技術）
本明細書を通して下記の頭字語が使用される。参照を容易にするために、それらは表１に記載される。
表１
頭字語          定義
ＡＣＥＬＰ      代数符号励起線形予測(Algebraic Code Excited Linear Prediction)
ＡＣＳ          アクティブコーディックセット(Active Codec Set)
ＡＦＳ          ＡＭＲフルレート音声サービス(AMR Full rate Speech service)
ＡＨＳ          ＡＭＲハーフレート音声サービス(AMR Half rate Speech service)
ＡＭＲ          適応マルチレート音声サービス(Adaptive Multi Rate speech service)
ＢＥＲ          ビットエラーレート(Bit Error Rate)
ＢＳＳ          基地局サブシステム(Base Station Subsystem)
ＢＴＳ          基地トランシーバ局(Base Transceiver Station)
ＣＤＭＡ        符号分割多元接続(Code Division Multiple Access)
ＣＥＬＰ        符号励起線形予測(Code Excited Linear Prediction)
ＣＨＤ          チャネルデコーダ(Channel Decoder)
ＣＨＥ          チャネルエンコーダ(Channel Encoder)
Ｃ／Ｉ          キャリヤ対干渉比（リンク品質の測定に使用される）(Carrier-to-Interference ratio)
ＣＭＩ          コーディックモード表示(Codec Mode Indication)
ＣＭＣ          コーディックモードコマンド(Codec Mode Command)
ＣＭＲ          コーディックモード要求(Codec Mode Request)
Ｃｏｄｅｃ１    ACSにおける最低音声ビットレートモード(CMC/CMR/CMI=0)
Ｃｏｄｅｃ２    ＡＣＳが２つ以上のコーディックを含む場合の第２最低音声ビットレートコーディック(CMC/CMR/CMI=1)
Ｃｏｄｅｃ３    ＡＣＳが３つ以上のコーディックを含む場合の第３最低音声ビットレートコーディック(CMC/CMR/CMI=2)
Ｃｏｄｅｃ４    ＡＣＳが４つのコーディックを含む場合の最高音声ビットレートコーディック(CMC/CMR/CMI=3)
ＤＬ            ダウンリンク(Downlink)
ＥＤＧＥ        ＧＳＭ（すなわちグローバル）展開に対するエンハンスドデータレート(Enhanced Date-rates for GSM(or Global)Evolution)
ＥＦＲ          ＧＳＭに対するエンハンスドフルレート音声コーディック(Enhanced Full Rate speech codec for GSM)
ＦＡＣＣＨ      高速アソシエーテッド制御チャネル(Fast Associated Control Channel)
ＦＩＲ          有限インパルス応答(Finite Impulse Response)
ＦＲ            ＧＳＭに対するフルレート音声コーディック(Full Rate speech codec for GSM)
ＧＳＭ          移動通信用グローバルシステム、共通デジタルセルラー標準(Global System for Mobile communications, common digital cellular standard)
ＨＲ            ＧＳＭに対するハーフレート音声コーディック(Half Rate speech codec for GSM)
ＩＣＭ          初期コーディックモード(Initial Codec Mode)
ＩＩＲ          無限インパルス応答(Infinite Impulse Response)
ＭＳ            移動局、たとえば、セルラー電話機(Mobile station, e.g. a cellular phone)
ＰＤＣ          パーソナルデジタルセルラー(Personal Digital Cellular)
ＲＡＴＳＣＣＨ  ロバストＡＭＲトラフィック同期制御チャネル(Robust AMR Traffic Synchronized Control Channel)
ＳＡＣＣＨ      低速アソシエーテッド制御チャネル(Slow Associated Control Channel)
ＳＰＤ          音声デコーダ(Speech Decoder)
ＳＰＥ          音声エンコーダ(Speech Encoder)
ＴＤＭＡ        時分割多元接続(Time Division Multiple Access)
ＴＣＨ          トラフィックチャネル(Traffic Channel)
ＴＲＡＵ        トランスコーディングおよびレートアダプティングユニット(Transcoding and Rate Adapting Unit)
ＵＬ            アップリンク(Uplink)
ＷＣＤＭＡ      広帯域ＣＤＭＡ(Wideband-CDMA)
３ＧＰＰ        第３世代パートナーシッププロジェクト、ＷＣＤＭＡ標準(3rd Generation Partnership Project, WCDMA standard)
【背景技術】
【０００２】
デジタルセルラー電話システム等のデジタル通信システムはしばしば音声を送信するのに使用される。これらのシステムの制限された帯域幅により、音声は典型的に音声エンコーダを使用して低ビットレートへ符号化される。このような音声符号化のためにさまざまな方法が使用されている。最新のデジタルセルラー電話技術内で、これらの方法の大部分は符号励起線形予測（ＣＥＬＰ）またはそれらのバリエーションに基づいている。このような音声コーディックは標準化されており、ＧＳＭ/ＥＤＧＥ,ＰＤＣ,ＴＤＭＡ,ＣＤＭＡ,およびＷＣＤＭＡを含む主要なデジタルセルラー電話方法標準の全てにおいて使用されている。
【０００３】
本発明はＧＳＭの状況内で説明される。この標準の中に、現在４つの標準化された音声サービスがあり、その内の３つは実際に広く使用されている。オリジナル音声コーディックはフルレート（ＦＲ）コーディックとして知られている。これにハーフレート（ＨＲ）音声コーディックが続き、それはＦＲコーディックの帯域幅の半分しか必要としないためセルラーオペレータは同じ周波数割当て内で２倍のユーザをサポートすることができる。これにエンハンスドフルレート（ＥＦＲ）音声コーディックが続き、それはオリジナルＦＲコーディックと同じ正味のビットレート（チャネルコーディング後）を必要とするが、音声品質は遥かに改善されている。
【０００４】
ＧＳＭ標準は最近ＡＭＲ音声コーディックを導入した。この音声コーディックは来るべきＥＤＧＥおよび３ＧＰＰセルラーシステムにおいて使用されるであろう。
【０００５】
ＡＭＲ音声サービスは多数の音声レートが定義されかつ音声レートがダイナミックに変更できる点で固定レートコーディックとは基本的に異なっている。各音声レートに対して、チャネルコーディング方式が定義される。音声レートはチャネルコーディックをリンク品質に一致させるために変更することができる。ハーフレートおよびフルレートの両方のＡＭＲ動作がある。
【０００６】
ＡＭＲ音声サービスは先行するＧＳＭ音声コーディックに優る容量および音声品質を有する。容量増加は主としてフルレートの他にハーフレートオプションが存在するためである。ＡＭＲコーディックの根元にあるＡＣＥＬＰ技術はオリジナルＨＲ音声コーディックのそれよりも優れているため、ＡＭＲハーフレートコーディックは（ＨＲ前任機とは異なり）音声品質に関して恐らく受け入れられるであろう。
【０００７】
ＡＭＲコーディックの適応性も容量を増加するのに役立つ。チャネルコーディングは必要に応じてダイナミックに増加できるため、付加コーディング利得が可能となりより低いＣ/Ｉ比で受け入れられる動作が可能となることを意味する。ＧＳＭシステムは典型的に干渉制限であるため（ノイズ制限に比べ）、より低い平均Ｃ/Ｉ比は実際上より多くのユーザを同じシステムに割当てられることを意味する。
【０００８】
フルレートＡＭＲサービスだけを考えると、ユーザにより知覚される音声品質は固定レートコーディック（ＦＲ,ＥＦＲ）よりも改善される。ＡＭＲユーザが、たとえば、セルの縁またはフェード内で悪いチャネル状態に遭遇すると、音声レートは低減されチャネルコーディングが増加される。音声レートが低減されると、より低いけれども受け入れられる音声品質となる。このダイナミックな変化は音声デコーダ内へのＢＥＲが常に受け入れられるレベルに維持されるように制御された方法で実施される。同じ条件下での固定レート音声コーディックでは、音声デコーダ内へのビットエラーレート（ＢＥＲ）は迅速に受け入れられないレベルに達してデコーダからの音声品質が劣化する。
【０００９】
完全なＡＭＲシステムのハイレベルブロック図が図１に示されている。ＡＭＲシステムはネットワーク側の主要なＧＳＭ基地局コンポーネントＴＲＡＵおよびＢＴＳおよび携帯装置側のＭＳすなわち移動端末内に内蔵されている。
【００１０】
ネットワーク側では、チャネルデコーダ（ＣＨＤ）および音声デコーダ（ＳＰＤ）だけでなく音声エンコーダ（ＳＰＥ）およびチャネルエンコーダ（ＣＨＥ）がシリアルＡ-ビスインターフェイスを介して接続されている。各リンクに対して、現在のチャネル品質を推定することにより品質情報が引き出される。チャネル品質に基づき、かつネットワークコントロールからの可能な制約を考慮して、ネットワーク側に配置されるコーディックモードコントロールは適用されるコーディックモードを選択する。
【００１１】
（ＴＣＨ/ＡＦＳまたはＴＣＨ/ＡＨＳ）を使用するチャネルモードはネットワークにより制御される。アップリンクおよびダウンリンクは常に同じチャネルモードを適用する。
【００１２】
多数のコーディックレートおよびコーディック方式を有する利点を達成するために、定められた時間における定められたリンク（チャネル状態）に対する最適コーディックレートを選択することが重要である。これはネットワークが両方のリンクのレートをチャネル品質測定に基づいて実際に制御する閉ループ制御機構を介して達成される。
【００１３】
コーディックモード適応のために、受信側は着信リンクのリンク品質測定を行う。測定値は処理されて品質インジケータが得られる。アップリンク適応に対して、品質インジケータは直接ＵＬモード制御ユニットへ送られる。このユニットは品質インジケータをある閾値と比較し、やはりネットワークコントロールからの可能な制約を考慮して、アップリンクで使用されるコーディックモードを示すコーディックモードコマンドを発生する。コーディックモードコマンドは着信音声信号が対応するコマンドモードで符号化される移動体側へ帯域内送信される。ダウンリンク適応に対して、移動体内のＤＬモード要求発生器はＤＬ品質インジケータをある閾値と比較してダウンリンクに対する好ましいコーディックモードを示すコーディックモード要求を発生する。コーディックモード要求はネットワーク側へ帯域内送信され、そこでＤＬモード制御ユニット内へ送られる。このユニットは一般的に要求されたモードを許す。しかしながら、ネットワークコントロールからの可能な制約を考慮して、要求を無視することもできる。得られるコーディックモードは、次に、ダウンリンク方向の着信音声信号の符号化に適用される。アップリンクおよびダウンリンクの両方に対して、現在適用されたコーディックモードはコーディックモード表示として符号化された音声データと共に帯域内送信される。デコーダにおいて、コーディックモード表示は復号され受信音声データの復号に適用される。
【００１４】
コーディックモード選択が一組のコーディックモード（ＡＣＳ，アクティブコーディックセット）から選択され、それは１から４のＡＭＲコーディックモードを含むことができる。フルレートチャネルに対して、合計８音声コーディックレートが定義され、各々に一意的チャネルコードが関連付けられている。ハーフレートサービスに対しては、より少ない音声レートが使用される。ＡＣＳはこれらのコーディックレートのサブセットを表す。このセットに関連付けられるのは、コーディックモード要求およびコーディックモードコマンドを発生するためにＤＬモード要求発生器およびＵＬモード制御ユニットにより使用される０から３のスイッチング閾値およびヒステリシスのリストである。これらの構成パラメータ（ＡＣＳ，閾値，ヒステリシス）は呼設定時に定義され、たとえば、ＲＡＴＳＣＣＨチャネルにより送られた特殊な再構成メッセージを介してハンドオーバ時または呼出し中に修正することができる。さらに、アップリンクおよびダウンリンクチャネルに対して別々の構成パラメータを定義することができる。
【００１５】
コーディックモードの送信は特殊な帯域内シグナリングにより行われる。この帯域内シグナリングはＡＣＳ内への２ビットインデクスにより構成される。関心ある値はＡＨＳに対しては４ビットにチャネル符号化され、ＡＦＳに対しては８ビットにチャネル符号化される。これらのビットは４５６ビットＡＦＳ音声フレームまたは２２８ビットＡＨＳ音声フレーム内に割当てられ、それぞれ、４４８ビットおよび２２４ビットを符号化音声フレームに対して残す。
【００１６】
符号化された各フレームは１つの帯域内データ値しか含まず、帯域内データは意味が互い違いになる。一つおきの音声フレームに対して、帯域内データはコーディックモード表示（ＣＭＩ）を表す。ＣＭＩはそれが送信されているリンク上で使用されるコーディックモード、したがって、受信音声フレームをどのように復号すべきか、すなわち、どのチャネルコーディングを復号するかを示す。各ＣＭＩはそれが受信されたフレームと次のフレームの両方をどのように復号するかを示すため、受信機内にスタティックに格納されなければならない。
【００１７】
残りのフレーム内の帯域内データは反対リンクで使用すべきモードに関する命令を与える。ダウンリンクフレーム内のデータに対して、このフィールドはコーディックモードコマンド（ＣＭＣ）と呼ばれ、それはこの値がアップリンクでどのコーディックモードを使用するかをＭＳに指令するためである。アップリンクフレーム内のデータに対して、このフィールドはコーディックモード要求（ＣＭＲ）と呼ばれ、それはＭＳがダウンリンクで使用されるのを見たいコーディックモードであるためである。ネットワークは典型的にＣＭＲを使用してダウンリンクコーディックレートを駆動するが、そうする必要性はない。
【００１８】
前記したリンク適応が与えられると、最適コーディックモードがどのように選択されるかの決定が残る。これは定められたリンクに対するチャネル品質を推定しこれを使用してＡＣＳ内のコーディックレートから最適コーディックレートを決定して達成される。判り易くするために、以後ＭＳ受信機へのダウンリンクだけを考慮する。この概念はアップリンク（ＢＴＳ受信機）にも同等に適用されることが判る。
【００１９】
チャネル品質はＭＳ受信機によりモニタしなければならない。ＧＳＭ受信機は既にこのリンクをモニタリングしてＲＸＬＥＶ（受信信号強度）およびＲＸＱＵＡＬ（受信信号品質）パラメータをＳＡＣＣＨを介してＢＴＳへ報告し戻す。しかしながら、チャネル品質を測定するこれらの方法は一般的にＡＭＲリンク適応の目的にとって適切ではない。
【００２０】
実際上興味ある範囲は典型的により狭いが、ＡＭＲに対するチャネル品質は０および３１.５ｄＢ間でキャリヤ対干渉（Ｃ/Ｉ）比にマッピングされる。このチャネル品質測定値を推定するための多数の方法が可能である。最も判り易い方法はキャリヤおよびインターフェアラ(interferer)エネルギを明確に推定することである。ＢＥＲを推定してＣ/Ｉ値にマッピングするまたはビタビメトリクスを使用する等の他の測定技術も可能である。特定のチャネル品質推定方法は本開示の範囲外であり、いかなる方法も適用できる。唯一の仮定はチャネル品質測定値は各受信バーストまたはフレーム毎に推定されてＣ/Ｉ比にマッピングできることである。
【００２１】
Ｃ/Ｉ比はある閾値と比較されてＢＴＳへ戻されるＣＭＲ値を計算する。一般的に、強い信号（Ｃ/Ｉ比）は高い音声レート（低いチャネルコーディング）をダウンリンクで使用できることを示す。弱い信号はより多くのチャネルコーディング（および低い音声レート）が必要であることを示す。
【００２２】
正確な閾値がＡＭＲ構成中に、すなわち、ＡＣＳが定義されるのと同時にネットワークによりシグナリングされる。チャネル品質が閾値に近い時にコーディックモードが２つのレート間で過剰に振動するのを防止するために、ヒステリシス値はＡＭＲ構成の一部でもある。典型的なＡＭＲ受信機では、ＲＦデータの入力バーストは復調されてフレームへ組み立てられる。これらはチャネルデコーダへ通されその結果は音声デコーダへ送られる。これと平行して、生バースト、復調器、チャネルデコーダからの入力、および/またはチャネルデコーダ入出力データに基づいてチャネル品質測定が行われる。チャネル品質はモード要求値を計算するのに使用される。
【００２３】
チャネル品質（Ｃ/Ｉ推定値）は典型的にバースト（ＴＤＭＡフレーム）または音声フレームベースで測定される。（ＡＦＳでは音声フレームは４バーストにより構成され、ＡＨＳでは２バーストが音声フレームを構成する。）高速フェージング、アンテナ方位、その他つかの間のチャネル摂動により、これらの測定値には著しい相違が観察される。（ＧＳＭシステムにおいて典型的な）周波数ホッピングはチャネル状態変化の高速変動源を付加する。
【００２４】
無作為性が与えられると実行し難いある予測が実際上必要となるため、高速変動チャネル状態を追跡するのは実際的ではない。したがって、高速変動成分は除去して長期平均（低速変動）チャネル品質に集中するのが望ましい。これはバーストまたはフレームベースで測定されたチャネル品質推定値をフィルタリングして達成される。
【００２５】
Link Adaptation標準は５００ｍｓ（ＡＦＳバーストに対しては１００-タップ、ＡＨＳバーストに対しては５０-タップ）ＦＩＲ（移動平均）フィルタが使用されることを示唆している。本開示の目的のために、このようなフィルタが使用されるものとする。異なる数のＦＩＲタップおよび/または極（ＩＩＲフィルタ）を含む代替フィルタも本発明の範囲内で同様に使用できることが理解される。
【００２６】
呼の始めにトラフィックチャネルが割当てられるかまたはハンドオーバの結果新しいトラフィックチャネルが割当てられる場合、移動体は通常チャネル品質の予備知識無しでその使用を開始する。フィルタは過去の値を頼りにするため、デザイナーがＣ/Ｉ推定値フィルタ状態を初期化するのにどのように選択するかが初期性能に直接影響を及ぼす。最も単純な方法はフィルタ状態をゼロ等の固定値で初期化することである。実際のＣ/Ｉ測定値は予めロードされた初期値を時間と共に置き換える。ＩＣＭが現在のＲＦ状態に対して非最適である状況が与えられると、最適コーディックモードに対する要求はフィルタ状態が実際の測定値により支配されるまで遅延される。
【００２７】
移動体がその最低ビットレートコーディックを使用して呼を開始するよう命令され（開始モードに対する明示ルールを使用する場合によくあることである）しかもＲＦチャネル品質は最高ビットレートコーディックをサポートできるケースについて考える。フィルタリングされたＣ/Ｉ推定値がＡＣＳ内で二番目に高いレートのコーディックを要求するのに必要な閾値を超えるのに十分なゼロが置換されるまで移動体はより低いレートのコーディックに留まる。このプロセスは最高レートコーディックが要求されるまで継続する。このプロセス中に、ユーザは最適コーディックが要求されるまで劣化したオーディオを経験する。
【００２８】
基地局が最高レートコーディックを最初に使用するよう命令する時にもう1つの問題点が生じる。フィルタ状態がゼロにより初期化されると、移動体はフィルタからの最初の計算に基づいて呼開始時により低いビットレートのコーディックを要求するものと思われる。最適コーディックは実際のＲＦ測定値がＣ/Ｉ推定値フィルタ内の初期値を支配する後でしか要求されない。この起動問題を防止するために、フィルタが実際のＲＦ測定値で充填されるまで新しいコーディックを要求する能力を阻むことができる。ここでも、この勝手なインプリメンテーションにより、無線リンク品質が最高ビットレート音声コーディックをサポートすることをできても、呼の始めに（または、ハンドオーバ直後に）不必要に劣化したオーディオを生じる。これらの例はゼロにより初期化されたＣ/Ｉ推定値フィルタに集中しているが、当業者ならば任意の一定値でも同様な問題が存在することを認識している。
【００２９】
典型的に、呼設定またはハンドオーバ時にＩＣＭは基地局により任意に選択されることはない。基地局はセルレイアウトやセルローディング等のチャネル品質に影響を及ぼすネットワーク面に通じている。小さいセルを有するネットワーク内の軽負荷セルはハンドオーバ時でも良好なチャネル品質を有する傾向がある。逆に、重負荷ネットワークや大きいセルを有するネットワークはハンドオーバ時にチャネル品質が劣化する傾向がある。さらに、ネットワークは通常ＴＣＨチャネルを変える時にモバイルアシストハンドオーバ手順の一部としてＭＳにより測定されるＲＸＱＵＡＬまたはＲＸＬＥＶ測定値により、または呼設定時にＴＣＨへ切り替える前に測定されるＳＤＣＣＨ測定値の一部として報告されるチャネル品質のある明確な表示を有する。ハンドオーバに関して、ネットワークは典型的に近隣セルに対してＭＳにより報告されたＲＸＬＥＶがハンドオーバが指令される前の受持ちセルのそれよりも良好であることを要求する。したがって、ネットワークは常にＭＳの受信チャネル品質の概略推定値を有する。
【００３０】
このような状況において、ネットワークは呼の開始時またはハンドオーバ時にＭＳへのダウンリンクに使用すべきＩＣＭを決定する良好な位置にある。したがって、指令されたＩＣＭ値は、たとえば、フィルタが初期値ではなく測定値で充填される時に、ＭＳが適当な信頼度でチャネル品質を推定できるまで使用しなければならない。
【００３１】
前記したフィルタ初期化に関する問題点は新しいチャネルが割当てられる時にネットワークの意図を有効に覆すことである。この点において、ネットワークはＭＳよりもスマートでありＡＭＲレートを選択するためのより良い位置にある。ＭＳが設定値（ゼロ等の）に初期化すると、ＣＭＲはフィルタが実際の測定値で充填されるまで非最適コーディック（最低）へ強制される。
【００３２】
非最適コーディックの問題点は呼設定時において恐らく重大になりすぎることはない。しかしながら、各ハンドオーバにおいて非最適コーディックへ切り替えることは極めて望ましくない。ＡＭＲ動作に対する主要なシナリオ（およびモチベーション）は、たとえば、セル境界における弱信号状態にある。セル境界では（たとえば、大きいセルに対するぎりぎりのチャネル品質または小さいセル内の良好なチャネル品質）多数のハンドオーバが生じてこのような非最適コーディックが使用される期間が著しくなることがある。高次ＦＩＲフィルタが使用されると、この問題はさらに悪化する。高次フィルタは非最適コーディックが使用される期間を完全に長くする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
新しいＲＦチャネルが割当てられる時は常に実施できるように頻繁に最適コーディックを使用できるようにする初期チャネル品質推定値の決定方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
（発明の開示）
本発明はマルチレートサービスにおいて最適コーディックモードを選択するために新しいＲＦチャネルを使用する時に受信機内の初期ＲＦチャネル品質を推定する方法を含んでいる。新しいＲＦチャネルは典型的に呼設定時またはハンドオーバにより受信される。
【００３５】
本発明の一実施例では、マルチレート音声サービスにおいて最適コーディックモードを選択するために新しいＲＦチャネルを使用する時に受信機内の初期ＲＦチャネル品質を推定する方法が開示される。チャネル品質推定値はバーストまたはフレームベースで得られる。次に、各着信バーストまたはフレームに対してキャリヤ対干渉（Ｃ/Ｉ）比が計算される。Ｎタップからなるフィルタが計算されたＣ/Ｉ比によりダイナミックに初期化される。この実施例では、フィルタをダイナミックに初期化することはフィルタのＮタップ全てを最初に計算されたＣ/Ｉ比で初期化することを含んでいる。最後に、Ｃ/Ｉ比はフィルタリングされて無作為性を除去する。その結果、マルチレート音声サービス内でコーディックモード選択に使用できるより良いチャネル品質推定となる。
【００３６】
もう１つの実施例では、フィルタをダイナミックに初期化することは計算された各Ｃ/Ｉ比がフィルタ内で比例表現されるように、Ｎタップを計算された各Ｃ/Ｉ比で比例的に充填することを含んでいる。非均一分割による残りのタップは最も最近計算されたＣ/Ｉ比で充填される。この方法は計算されたＣ/Ｉ比数がフィルタタップ総数の１/２に等しくなるまで適用される。新しく計算されたＣ/Ｉ比は次に正常に、すなわち、ワンイン/ワンアウトベースで入力される。
【００３７】
さらにもう１つの実施例では、フィルタを計算されたＣ/Ｉ比でダイナミックに初期化することは受信機と通信している基地局からマルチレート音声サービス用コーディックモード数、ＡＣＳに対する閾値およびヒステリシス値、および初期コーディックモードを得ることを含んでいる。次に、コーディックモードの閾値およびヒステリシス値に基づいてフィルタのＮタップ全てを初期化するのに使用される値が、基地局から得られた適切な閾値およびヒステリシス値を使用して初期コーディックモードの平均値を決定することにより計算される。コーディックモードが最低ビットレートコーディックモードである時は実際的な下限が使用される。同様に、コーディックモードが最高ビットレートコーディックモードである時は実際的な上限が使用される。
【００３８】
さらにもう１つの実施例では、フィルタを計算されたＣ/Ｉ比でダイナミックに初期化することは受信機と通信している基地局からマルチレート音声サービス用コーディックモード数、各コーディックモードに対する閾値およびヒステリシス値、および初期コーディックモードを得ることを含んでいる。次に、コーディックモードの閾値およびヒステリシス値に基づいてフィルタのＮタップ全てを初期化するのに使用される値が、初期コーディックモードの低位閾値にヒステリシス値を加えて計算される。
【実施例】
【００３９】
（発明を実施するための最良のモード）
本発明はＡＭＲシステムにおけるより信頼できる正確な初期チャネル品質推定値の決定に関連している。初期チャネル品質推定値は呼の開始時または新しいセルへのハンドオフが行われる時に生じる第１の推定値である。正規のチャネル品質推定値を与えるヒストリカルフィルタデータが無いのはこれらの場合である。現在、これらの場合にチャネルの品質を決定する明確な手段はない。
【００４０】
初期チャネル品質推定値を提供するためのいくつかの方法が以下に提示される。
【００４１】
初期チャネル品質推定方法を提示する前に、通常のチャネル品質推定方法を再検討するのが有用である。図２はチャネル品質推定に対する適切なフィルタ状態履歴がある場合の典型的なＡＭＲ状態下でのコーディックモード要求を記述するフロー図である。第１のステップはバーストまたはフレームを使用してＲＦ品質測定値を決定することである２００。次に、測定値にＣ/Ｉフィルタが適用される２１０。次に、現在使用されたコーディックモードはＡＣＳからの最高モードであるかどうかが調べられる２１５。そうであれば、チェック２２０はスキップされる。そうでなければ、フィルタリングされたＣ/Ｉ値が上位閾値と比較される２２０。それが上位遷移点を超える場合には、次に高いコーディックが要求される２３０。上位閾値を超えなければ、次に、現在のコーディックモードがＡＣＳからの最低のものであるかが調べられる２２５。そうであれば、同じコーディックが要求される２６０。そうでなければ、現在のコーディックモードがＡＣＳ内の最低のものでない場合、Ｃ/Ｉ値は下位閾値に対して調べられる２４０。Ｃ/Ｉ測定値が下位閾値よりも低ければ、次に低いコーディックが要求される２５０。Ｃ/Ｉ測定値が閾値公差内であれば、同じコーディックが要求される２６０。
【００４２】
前記したプロセスに関して、本発明はステップ２１０、Ｃ/Ｉフィルタリングに関係している。
【００４３】
第１の初期チャネル品質推定方法が図３に提示されている。それは第１の受信バーストまたはフレームから決定される第１の計算されたＣ/Ｉ値により全体フィルタ状態を本質的に初期化する。この方法は大概の状況においてより迅速にチャネル品質推定値を強制的に定常状態値とする利点を有する。このような状況に対して、この方法は新しいチャネルが割当てられる時に初期非最適コーディックの設定問題を回避する。
【００４４】
受信ＲＦ信号が解析され第１のバーストに基づいてチャネル品質を決定する３００。第１のバーストに対するＣ/Ｉ比が計算される３１０。計算されると、このＣ/Ｉ比(たとえば、８ｄＢ)はフィルタ状態内の全タップを充填するのに使用され３２０、図２で説明したプロセスに従ってコーディックが要求される。
【００４５】
図４は図３のプロセスに従った初期化直後のフィルタ状態を示す。この例では、８ｄＢＣ/Ｉ比が計算されてフィルタ状態の１００タップ全てに初期化されている。次に、この値に基づいてコーディックモードが選択される。この点以降、フィルタ状態は実際値によりシリアルに更新される。
【００４６】
しかしながら、チャネル品質測定の相違は典型的に極めて高くなることがあるため、フィルタを第１の値で初期化することは必ずしも最適ではない。これはフェージング環境および/または周波数ホッピングが使用される場合に特にそうであるが、推定技術の無作為性によりスタティック単一周波数チャネルでも観察されることがある。したがって、受信バーストはそのバーストの直前または直後に受信されたものよりも著しく高いまたは低い品質を有すると推定されることがある。長いチャネル品質推定フィルタの目的はこの無作為性を平滑化することである。
【００４７】
第１の推定されたチャネル品質測定がチャネルに対して非定型的であれば、（すなわち、アウトライア(outlier)）、第１の計算値方法はとても最適結果へ導かないことがある。アウトライアは非最適コーディックレートを強制する。それは全体バッファを充填するため、このコーディックモードはフィルタを新しいチャネル推定値で充填するのに著しい時間量だけ使用され、フィルタリングされた値はより最適なコーディックへの変更を強制する。
【００４８】
フィルタを初期化するもう１つの方法は、フィルタが第１の計算値で充填される前の方法と同様に開始する。しかしながら、後続チャネル品質推定値はフィルタ状態を比例的に充填する。これは比例充填方法と呼ばれる。そのため、利用可能であれば、第２のチャネル品質推定値はフィルタ状態の後半を充填し第１のチャネル品質推定値をフィルタ状態の前半に残す。同様に、第３のチャネル品質Ｃ/Ｉ推定値はフィルタ状態の最後の１/３を充填し、第２の推定値はフィルタ状態の第２の１/３を充填し、第１の推定値はフィルタ状態の第１の１/３を充填する。この手順はその点でフィルタが正常に動く別々の推定値に対応する値でフィルタが充填されるまで継続する。
【００４９】
図５は基底Ｃ/Ｉ推定がバーストワイズに実施される時のチャネル品質を推定するためにフィルタ状態を初期化する比例充填プロセスを示す。チャネル品質に対する現在のＲＦバーストが測定され５００、Ｃ/Ｉ比が計算される５１０。現在のバーストが第１のバーストであれば、フィルタ状態はこのチャネル品質推定値で完全に充填される５２０。このプロセスは新しい各バーストに対して繰り返される。新しいバーストに対する新しいＣ/Ｉ比が決定されると、それらはフィルタ状態内に比例的に充填される。図６は図５のプロセスを使用して６つのチャネル品質推定値が得られた後のフィルタ状態を示す。このようにして、我々の例では、６つのチャネル品質測定値が得られているため、各Ｃ/Ｉ比はフィルタ状態の第１/６番目を表す。これは図６に示されており、Ｃ/Ｉ値はＸ０からＸ５のラベルで表示されている。
【００５０】
比例充填方法は、チャネル品質測定値の総数がフィルタ状態内のタップ数へ均一に分割できない状況を各新しいチャネル品質測定値が生成できることを認識する。このような状況を達成するために、タップ総数を現在のチャネル品質測定値数で除した後で残るタップは最も最近のチャネル品質測定値で充填される。たとえば、７つのチャネル品質測定値の履歴を有する１００タップフィルタは１４タップを占有して２つのタップを考慮せずに残す各チャネル品質測定値を有する。これら最後の２つのタップは最も最近のチャネル品質測定値で充填される。比例充填方法は数学的に次のように表現することができる。
整数（タップ総数/現在のチャネル品質推定値数）、残りのタップは最も最近のチャネル品質測定値で満たされる。
【００５１】
さらに、比例充填方法はチャネル品質測定値数がタップ総数の１/２に等しくなるまで適用される。この閾値に達すると、フィルタは定常状態にあるものと見なされ付加チャネル品質測定値がワンイン/ワンアウトベースでフィルタへ入力される。
【００５２】
当業者ならば、フィルタ自体を変えても等価結果が得られることを認識している。第２の推定後に、ワンタップフィルタが使用され、以下同様である。
【００５３】
比例充填方法は典型的ケースにおいて最適コーディックを迅速に見つける点において第１の計算方法よりも有利であるが、範囲外のチャネル品質推定値の影響を迅速に低減することもできる。すなわち、第１の推定値の過剰重み付けはより迅速に減少される。
【００５４】
初期チャネル品質を決定するさらにもう１つの方法は基地局および適切な閾値/ヒステリシスパラメータにより指定されるＩＣＭを使用してＡＭＲ呼およびＡＭＲハンドオーバ毎にＣ/Ｉ推定値フィルタ状態を初期化するのに使用される値を計算することである。ＩＣＭを考慮する時に、移動体は基地局のチャネル品質知識を利用する。
【００５５】
図７はＡＭＲシステム内の各コーディックモードに対する閾値およびヒステリシス点の使用を示す。各コーディックモードはチャネル品質と関連付けられる値（ｄＢ）の指定されたＣ/Ｉ範囲にわたる。より高いＣ/Ｉ値はより良いＲＦチャネル品質を示し、より低いＣ/Ｉ値はより悪いＲＦチャネル品質を示す。より低いＣ/Ｉ値にわたるコーディックモードは音声信号に対してより大きいエラー訂正を実施し、より高いＣ/Ｉ値にわたるコーディックモードはより小さいエラー訂正を必要とする。各コーディックモードに対するＣ/Ｉ範囲は上位および下位閾値により境界を定められ、隣接するコーディックモード間に小さなＣ/Ｉ重複部も含んでいる。重複範囲はヒステリシスパラメータにより設定される。
【００５６】
図７には４つのコーディックモードが例示されているが、定められたＡＭＲシステム内のコーディックモードはより少ないことがある。コーディックモード数は本発明の動作に影響を及ぼさない。
【００５７】
フィルタ状態を初期化するための多くの方法がある。１つの方法は基地局により指定されたＩＣＭに対応する上下遷移点の平均値によりフィルタ状態を初期化することである。
【００５８】
コーディックモード閾値およびヒステリシスパラメータにサンプルｄＢ値が適用されている図８に示す例について考える。この例では、基地局はコーディックモード３がＩＣＭである完全にプロビジョニングされたＡＣＳを指定する。図８から、コーディックモード３に対する閾値は１０ｄＢ（閾２値）および１９ｄＢ（閾３値＋ヒステリシス３値）である。コーディックモード３に対する計算手段は（１０ｄＢ＋１９ｄＢ）/２＝１４.５ｄＢとして決定される。これは計算値初期化方法と呼ばれる。このようにして、フィルタ状態のＮタップ全てが１４.５ｄＢ値により初期化される。
【００５９】
この状況に対する初期化値を計算するもう１つの方法は近隣のより低いコーディックのヒステリシスにより遷移点をオフセットすることを伴う。ここでも、ＩＣＭがコーディックモード３である図８の閾値およびヒステリシスパラメータについて考える。コーディックモード２からコーディックモード３への遷移点は１０ｄＢであり、コーディックモード２および３間の重複に対するヒステリシスパラメータは３ｄＢである。近隣コーディックモードヒステリシスオフセット方法を使用して、初期フィルタ状態は（１０ｄＢ＋３ｄＢ＝１３ｄＢ）値で充填される。
【００６０】
さらにもう１つの方法は前記した技術の組合せを含む。“計算値”方法に対する性能は限定数の実際のＣ/Ｉ測定値を考慮することにより改善することができる。いくつかのＣ/Ｉ測定値を使用して生のＣ/Ｉ推定値を決定することができる。実際のチャネル品質の知識により計算値をさらに純化してからフィルタ状態の初期化に使用することができる。
【００６１】
計算値は実際のＲＦチャネル品質の限定された知識により改善することができる。ＲＦチャネル品質は次に高いコーディックをサポートするのに十分であることを初期Ｃ/Ｉ測定値が示唆する場合、“計算値”はＩＣＭの上位遷移点へ向けてバイアスされた後でフィルタ状態を初期化する。その結果、移動体が次に高いコーディックを要求する前に必要な実際の測定値は少なくなる。より高い音声ビットレートコーディックモードが他の方法よりも速やかに要求されるため、ユーザの面からのオーディオ品質が改善される。
【００６２】
ＲＦチャネル品質がＩＣＭの下位遷移点よりも著しく小さいことを生のＣ/Ｉ推定値が示す状況に対する利点も実現される。“計算値”を下方にバイアスすることにより、より低い音声ビットレートは他の方法によるよりも速やかに要求される。付加チャネルコーディングによりドロップフレームが低減され、ユーザの全体経験を改善する。バイアスアップおよびバイアスダウン方法が図９に示されている。
【００６３】
当業者ならば、明確には検討されない派生物と共に前記した方法のさまざまな組合せも使用できることが理解される。これらの方法はソフトウェア（ＤＰＳや汎用マイクロプロセッサ）、ハードウェア、または組合せにより実現することができる。
【００６４】
ここで使用される“受信機”という用語はセルラートランシーバ装置の受信部のことであることにも注目しなければならない。セルラートランシーバ装置は基地局（ＢＳＳ）だけでなく移動端末（ＭＳ）も含んでいる。移動端末は発呼または受呼するために基地局と通信していなければならない。移動端末と基地局間のワイヤレス通信に使用できる夥しいプロトコル、標準、および音声コーディックがある。
【００６５】
本発明の特定の実施例がここに開示されている。当業者ならば、本発明は他の環境における他の応用にも供されることを容易に理解できる。事実、多くの実施例およびインプリメンテーションが可能である。特許請求の範囲は本発明の範囲を前記した特定実施例に限定するものではない。さらに、“するための手段”の列挙は要素および請求項の手段プラス機能解釈を喚起しようとするものであり、“するための手段”の列挙を特定的に使用しない任意の要素は、たとえ請求項が“手段”の用語を含んでいても、手段プラス機能要素として解釈されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】基本的ＡＭＲ音声システムのハイレベルブロック図である。
【図２】チャネル品質推定に対する適切なフィルタ状態履歴がある場合の典型的なＡＭＲ状態下のコーディックモード要求を説明するフロー図である。
【図３】チャネル品質を推定するためにフィルタ状態を初期化する１つのプロセスを示す図である。
【図４】図３のプロセスを使用する初期化直後のフィルタ状態を示す図である。
【図５】チャネル品質を推定するためにフィルタ状態を初期化するもう１つのプロセスを示す図である。
【図６】図５のプロセスを使用して得られている６つのチャネル品質推定値の後のフィルタ状態を示す図である。
【図７】ＡＭＲシステム内の各コーディックに対する閾値およびヒステリシス点を識別する図である。
【図８】フィルタ状態を初期化する計算値および近隣ヒステリシス方法を示す図である。
【図９】フィルタ状態を初期化するための計算値プラスバイアス方法を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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