(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を圧縮符号化方式で符号化した圧縮符号データ、または、前記音声信号をパルス符号化変調方式で符号化したパルス符号化変調データと前記圧縮符号データとを多重化したタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データを入力し、前記パルス符号化変調方式で符号化した圧縮符号データを出力するデータ処理方法であって、
前記圧縮符号データを入力し、前記パルス符号化変調方式で符号化するタンデム接続状態と、
前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データを入力し、前記パルス符号化変調データを分離するタンデムフリーオペレーション状態と、を有し、
前記タンデム接続状態において、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データが入力されたとき、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データの前記パルス符号化変調データが多重化された部分のうち下位数ビットを同一の固定データに変化させることで信号雑音軽減処理を行い、前記パルス符号化変調方式で符号化することを特徴とするデータ処理方法。
【請求項２】
前記タンデム接続状態または前記タンデムフリーオペレーション状態に切り替わるとき、前記切り替わりの前に、前記パルス符号化変調方式で出力されたデータを復号化するデータ処理装置をリセットするデータを、前記パルス符号化変調方式で復号化した圧縮符号データに加え出力することを特徴とする請求項１に記載のデータ処理方法。
【請求項３】
音声信号をパルス符号化変調方式で符号化したパルス符号化変調データを出力する第１の端末と、
前記パルス符号化変調データを入力し、タンデム接続状態において、圧縮符号化方式で符号化した圧縮符号データを出力し、タンデムフリーオペレーション状態において、前記パルス符号化変調データと前記圧縮符号データとを多重化したタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データを出力する第１のデータ端末と、
前記第１のデータ端末より出力された、前記圧縮符号データまたは前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データを入力し、タンデム接続状態において、入力された前記圧縮符号データをパルス符号化変調方式で符号化したパルス符号化変調データを出力し、タンデムフリーオペレーション状態において、入力されたタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データより前記パルス符号化変調データを分離し出力する第２のデータ端末と、
前記第２のデータ端末より出力された、前記音声信号をパルス符号化変調方式で符号化したパルス符号化変調データまたは前記タンデム接続状態において、入力された前記圧縮符号データをパルス符号化変調方式で符号化したパルス符号化変調データを入力し、音声信号を出力する第２の端末とを備えるデータデータ伝送システムであって、
前記第２のデータ端末が、前記タンデム接続状態であり、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データが入力されたとき、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データの前記パルス符号化変調データが多重化された部分のうち下位数ビットを、同一の固定データに変化させることで信号雑音軽減処理を行い、前記パルス符号化変調方式で符号化することを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項４】
前記タンデム接続状態または前記タンデムフリーオペレーション状態に切り替わるとき、前記切り替わりの前に、前記パルス符号化変調方式で出力されたデータを復号化するデータ処理装置をリセットするデータを、前記パルス符号化変調方式で復号化した圧縮符号データに加え出力することを特徴とする請求項３に記載のデータ伝送システム。
【請求項５】
音声信号を圧縮符号化方式で符号化した圧縮符号データ、または、前記音声信号をパルス符号化変調方式で符号化したパルス符号化変調データと前記圧縮符号データとを多重化したタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データを入力し、前記パルス符号化変調方式で符号化した圧縮符号データを出力するデータ処理装置であって、
前記圧縮符号データを入力し、前記パルス符号化変調方式で符号化するタンデム接続状態と、
前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データを入力し、前記パルス符号化変調データを分離するタンデムフリーオペレーション状態と、を有し、
前記入力されたデータが前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データであるかを入力データ判定部に出力するとともに、前記タンデムフリーオペレーション状態において、前記入力されたデータがタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データであるときは、前記入力されたタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データより前記パルス符号化変調データを分離し、出力切替部に出力するデータ入力部と、
前記入力されたデータを入力し、符号化部に出力する信号処理部とを備え、
前記出力切替部は、前記タンデム接続状態において前記符号化部の出力を出力し、前記タンデムフリーオペレーション状態において前記データ入力部の出力を出力し、
前記信号処理部は、前記タンデム接続状態において前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データが入力されたとき、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データの前記パルス符号化変調データが多重化された部分のうち下位数ビットを同一の固定データに変化させることで信号雑音軽減処理を行い、前記符号化部に出力することを特徴とするデータ処理装置。
【請求項６】
前記タンデム接続状態または前記タンデムフリーオペレーション状態に切り替わるとき、前記符号化部は、前記切り替わりの前に、前記パルス符号化変調方式で出力されたデータを復号化するデータ処理装置をリセットするデータを、前記パルス符号化変調方式で復号化した圧縮符号データに加え出力することを特徴とする請求項５に記載のデータ処理装置。
【請求項７】
請求項６記載のデータ処理装置であって、前記データ入力部は、前記多重化データの同期ビットを検出することにより、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データが入力されたことを判定することを特徴とするデータ処理装置。
【請求項８】
請求項６記載のデータ処理装置であって、前記データ入力部は、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データが送出される前に送出される信号を検出することにより、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データが入力されたことを判定することを特徴とするデータ処理装置。
【請求項９】
請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載のデータ処理装置であって、入力と判定された前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データの入力開始位置を、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データが送出される前に送出される信号により求めることを特徴とするデータ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【従来の技術】
近年、デジタル移動体通信システムの実用化により、音声信号の符号化（圧縮）技術が広く利用されている。移動体通信の無線区間では、波長帯域を有効に利用するために、音声信号を符号化・圧縮し、低ビットレートで伝送している。音声信号を伝達する音声符号化データとして、公衆回線網では64kbpsのパルス符号変調（PCM；Pulse Code Modulation）方式が使用されるのに対し、無線区間では、例えば、4kbps程度の符号励振型線形予測（CELP；Code Excited Linear Prediction）方式による信号が使用されている。PCMとはITU-TのG.711勧告により規定された符号化方式であり、PCMデータは、300Hz〜3.4kHzのアナログ音声信号を8kHzで標本化した、64kbpsのビットレートを持つ信号である。音声信号を符号化・復号化したり、符号化データを別の符号化データに変換するために、移動体通信網における携帯電話等の端末と基地局や交換機には、音声信号の符号化・復号化装置（CODEC；Coder/Decoder ）が搭載されている。
【０００２】
図１０（ａ）（ｂ）に、従来の技術により移動端末間で通信がなされる構成を示す。図１０（ａ）において、端末１５Ａに入力された音声信号は、端末１５Ａ内のCODEC（図示しない）により圧縮符号データへと符号化され、無線を通じて基地局１１Ａに伝搬される。基地局１１Ａから伝送路を通じて交換機１２Ａに伝送された圧縮符号データは、交換機１２Ａ内のCODEC１３Ａにより復号化され、PCMデータへと符号化される。
【０００３】
CODEC１３Ａより出力されたPCMデータは、伝送路を通じて交換機１２Ｂに伝送され、交換機１２Ｂ内部のCODEC１３Ｂにより圧縮符号データへと符号化される。CODEC１３Ｂより出力された圧縮符号データは、伝送路を通じて基地局１１Ｂに伝送され、無線を通じて端末１５Ｂに伝搬され、端末１５Ｂ内のCODED（図示しない）により復号化され、音声信号として出力される。
【０００４】
上記過程により、音声信号は端末１５Ａから端末１５Ｂに伝達されるが、一連の過程における音声信号の符号化について見ると、端末１５Ａ内のCODECより出力された圧縮符号データは、CODEC１３ＡおよびCODEC１３Ｂによる符号化・復号化を通じて、端末１５Ｂ内のCODECで音声信号として出力される。このように、CODEC処理を複数回行う運用方法は、CODECの縦続運用（タンデム接続）と呼ばれている。
【０００５】
低ビットレートの圧縮符号データを出力するCELP方式等の符号化方式は、音声の統計的性質を用いて過去の音声信号から現在の信号を予測し、その予測差分を符号化するという手法により高圧縮を実現している。音声を低ビットレートの音声符号化データへと符号化・圧縮する際は、元の音声信号に対しある程度の歪みと遅延が付加される。
【０００６】
64kbpsのビットレートを持つPCMデータ等の、高ビットレートの音声符号化データでは、CODECのタンデム接続の際の連続的な符号化による音質劣化や遅延は小さいが、移動通信システムで用いられる低ビットレートの音声符号化データでは、CODECのタンデム接続の際の連続的な符号化による音質劣化および遅延の影響が大きい。
【０００７】
図１０（ｂ）は、圧縮符号データ２０Ａおよび２０Ｂと、PCMデータ２１Ａは、ある音声信号が端末１５Ａに入力されてから端末１５Ｂに出力されるまでの、音声符号化データを模式的に示したものである。圧縮符号データ２０Ａは端末１５Ａ内のCODECで符号化・圧縮された圧縮符号データを示し、PCMデータ２１ＡはCODEC１３Ａで伸張・復号化されたG.711規格によるPCMデータを示し、圧縮符号データ２０ＢはCODEC１３Ｂで符号化・圧縮された圧縮符号データを示す。
【０００８】
端末１５Ｂにより出力される音声信号は、圧縮符号データ２０Ｂを端末１５Ｂ内のCODECにより復号化することにより得られるが、圧縮符号データ２０Ｂは圧縮符号データ２０ＡをCODEC１３Ａおよび１３Ｂにより符号化して得られたものであり、圧縮符号データ２０ＡはCODECのタンデム接続により音質劣化および遅延を生じる低ビットレート・高圧縮の符号化データであるので、圧縮符号データ２０Ｂを復号化した端末１５Ｂの音声出力は、端末１５Ａに入力された音声よりも音質劣化および遅延を伴ったものとなる。
【０００９】
上記のように、低ビットレートの圧縮符号データを伝送する場合、CODECのタンデム接続には問題があるが、タンデム接続を避ける方法として、特許文献１に記載された方法や、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（3GPP；3rd Generation Partnership Project）のTS28.062で規格化されたタンデム・フリー・オペレーション（TFO；Tandem Free Operation）と呼ばれる方法が知られている。
【００１０】
【特許文献１】
米国特許第５９９１７１６号明細書
TFOによる通信では、圧縮符号データをTFOフレームというデータ・フレームに格納することにより、PCMデータとTFOフレームを多重化したデータを用いる。TFO状態の送信側CODECは、入力された圧縮符号データを復号化して得られるPCMデータの一部と、圧縮符号データを格納したTFOフレームにより、TFOフレームを含むPCMデータを構成し、送出する。TFO状態の受信側CODECは、TFOフレームを含むPCMデータを受信し、TFOフレームから圧縮符号データを取り出し、出力する。TFOによる通信では、TFOフレームを介することにより、圧縮符号データは符号化・復号化を行わずに伝送され、CODECによるタンデム接続を避けることができる。
【００１１】
図１１（ａ）（ｂ）に、TFO状態にあるCODEC１３ＡおよびCODEC１３Ｂを通じて移動端末間で通信がなされる構成を示す。なお、本発明の図面においては、TFO状態にあるCODECを図１１のCODEC１３Ａおよび１３Ｂに示されるように、斜線をかけて表示する。
【００１２】
図１１（ａ）において、端末１５Ａに入力された音声信号は、端末１５Ａ内のCODEC（図示しない）により圧縮符号データへと符号化され、無線を通じて基地局１１Ａに伝搬され、伝送路を通じて交換機１２Ａに入力される。
【００１３】
TFO状態にあるCODEC１３Ａは、交換機１２Ａに入力された圧縮符号データを復号化して得られるPCMデータのうち、一部をTFOフレームとして割り当て、入力された圧縮符号データを格納し、TFOフレームを含むPCMデータを出力する。
【００１４】
CODEC１３Ａにより出力されたTFOフレームを含むPCMデータは、伝送路を通じて交換機１２Ｂに入力される。TFO状態にあるCODEC１３Ｂは、交換機１２Ｂに入力されたTFOフレームを含むPCMデータから、TFOフレームに格納された圧縮符号データを取り出し、出力する。CODEC１３Ｂにより出力された圧縮符号データは、伝送路を通じて基地局１１Ｂに伝送され、無線を通じて端末１５Ｂに伝搬され、端末１５Ｂ内のCODEC（図示しない）により復号化され、音声信号として出力される。
【００１５】
図１１（ｂ）は、TFOによる通信の音声信号および符号化データを示したものである。端末１５Ｂにより出力される音声信号は、圧縮符号データ２０Ｃを端末１５Ｂ内のCODECにより復号化することにより得られるが、圧縮符号データ２０ＣはPCMデータ２１Ｂに含まれるTFOフレームより取り出されたものであり、端末１５Ａ内のCODECにより符号化された圧縮符号化データ２０Ａと同一のものである。したがって、端末１５Ｂより出力される音声信号は、端末１５Ａ内のCODECにより符号化された音声信号を、途中の符号化・復号化なしに端末１５Ｂ内のCODECにより復号化したものであるので、図１０に示される、CODECをタンデム接続した場合に比べて、音質劣化および遅延の少ない音声信号を得ることができる。
【００１６】
図１２（ａ）にTFOフレームを含むPCMデータを示す。TFOフレームを含むPCMデータの構成は、TS28.062規格に定められており、TFO状態のCODEC間の通信はこの構成によるPCMデータにより行われる。図１２（ａ）に示されるように、TFO時に伝送されるPCMデータは、CODECの復号処理により得られるPCM信号の上位６ビットにより上位６ビット（MSB 6bit）が構成され、TFOフレームおよびTFOメッセージにより下位２ビット（LSB 2bit）が構成される。
【００１７】
図１２（ａ）において、TFOフレームは斜線で、TFOメッセージは塗りつぶしで示されたデータである。TFOメッセージは、対向側の交換機または基地局とネゴシエーションをとる手段として用いられ、PCMデータの１６サンプルおきに、下位１ビットを使用する。また、TFOフレームは実際に圧縮符号化データを運ぶための領域であり、符号化データ等のデータが格納される。
【００１８】
図１２（ｂ）は、TFOフレームを含むPCMデータのうち、TFOメッセージを含むサンプルを示したものであり、上位６ビット（MSB 6bit）はPCMデータにより構成され、下位１ビット（LSB 1bit）はTFOメッセージにより構成され、下位２ビット目の１ビットはTFOフレームにより構成される。TFOメッセージはTFOフレームを含むPCMデータの１６サンプルおきに存在するので、図１２（ｂ）に示されるサンプルは、図１２（ａ）に示されるPCMデータに１６サンプルおきに存在する。
【００１９】
図１２（ｃ）は、TFOフレームを含むPCMデータのうち、TFOメッセージを含まないサンプルを示したものであり、上位６ビット（MSB 6bit）はPCMデータにより構成され、下位２ビット（LSB 2bit）はTFOフレームにより構成される。図１２（ｃ）に示されるサンプルは、図１２（ａ）に示されるPCMデータに１５サンプル連続して存在する。
【００２０】
TFOをサポートするCODECは、PCMデータからTFOフレームを検出した時に、非TFO状態からTFO状態へと自動で切り替わる機能と、PCMデータからTFOフレームが消失したことを検出した時に、TFO状態から非TFO状態へと自動で切り替わる機能を持つ。そして、TFO時においては、対向側の交換機または基地局に符号化データのみを送るのではなく、通常の伸張処理により得られた64kbps PCMデータのLSB側2bitのみをTFOフレームおよびTFOメッセージに割り当てるという方法で行われる。
【００２１】
すなわち、TFOでは、PCMデータのかわりに圧縮符号化データを送らずに、PCMデータと圧縮符号化データの双方を多重して送るので、何らかの事情でTFOでなくなった場合は 、タンデム接続へと切り替えて、通信を続けることができる。
【００２２】
TFOをサポートするCODECでは、受信するPCMデータ内のTFOフレームの有無と、TFOとタンデム接続の状態切り替えが同期していることが理想である。しかし、実際の運用状態では、TFOフレームが含まれるPCMデータが送出されているのにTFOでない（タンデム接続状態である）状況や、TFOフレームを含まないPCMデータが送出されているのにタンデム接続状態でない（TFO状態である）状況が生じる。
【００２３】
TFOフレームを含むPCMデータが送出されているのにTFOでない状況としては、
1)  TFOフレームへのエラー混入やエラーチェック機構のずれなどにより、正常なTFOフレームとして検出することができず、TFOへ移行していない場合、
2)  TFOメッセージによるネゴシエーションにミスがあり、互換性のないTFOフレームが送られてくるため、TFO状態へと移行していない場合、
3)  受信側でのハンドオーバ（以後ローカル・ハンドオーバと呼ぶ）が起こり、呼の開始と同時にTFOフレームを含むPCMデータが送られてくる場合、等が挙げられる。TS28.062規格によれば、CODEC同士のネゴシエーションが行われていなければTFOに遷移できない。ローカル・ハンドオーバが起こり、図２に示されるように、呼の開示と同時にTFOフレームを含むPCMデータが送られてくる３）の場合には、TFO状態にない受信局のCODECに対し、TFOフレームを含むPCMデータが送られてくる。
【００２４】
また、TFOフレームを含まないPCMデータが送出されているのにタンデム接続状態でない状況としては、
４）送信局側でのハンドオーバ（以後リモート・ハンドオーバと呼ぶ）が起こり、呼の開始と同時にPCMデータに含まれていたTFOフレームが消失する場合が挙げられる。
【００２５】
図２（ａ）〜（ｃ）は、TFO状態にあるCODECを通じて移動端末間で通信がなされている構成で、ローカル・ハンドオーバが起きる前後の、通信機器と音声符号化データを模式的に示したものである。
【００２６】
図２（ｂ）上段に示される、ローカル・ハンドオーバが生じる前のTFOによる通信では、図１１（ａ）に示されるTFOによる通信と同じく、端末１５Ａに入力された音声信号は、端末１５Ａ内のCODEC（図示しない）により圧縮符号データへと符号化され、無線を通じて基地局１１Ａに伝搬され、交換機１２Ａに入力され、TFO状態のCODEC１３Ａにより、TFOフレームを含むPCMデータに符号化され、出力される。CODEC１３Ａより出力されたTFOフレームを含むPCMデータは、交換機１２Ｂに入力され、TFO状態のCODEC１３Ｂにより、TFOフレームに格納された圧縮符号データは取り出され、基地局１１Ｂに伝送され、無線を通じて端末１５Ｂに伝搬され、端末１５Ｂ内のCODEC（図示しない）により復号化され、音声信号として出力される。
【００２７】
図２（ａ）は、ローカル・ハンドオーバが生じる前のTFOによる通信の音声信号および符号化データを模式的に示したものであり、図１１（ｂ）に示されるTFOによる通信の音声信号および符号化データと同じく、端末１５Ｂより出力される音声信号は、端末１５Ａ内のCODECにより符号化された音声信号を、途中の符号化・復号化なしに端末１５Ｂ内のCODECにより復号化したものであり、CODECをタンデム接続した場合に比べて、音質劣化および遅延の少ない音声信号を得ることができる。
【００２８】
図２（ｂ）下向き矢印は、端末１５Ｂの移動等により、端末１５Ｂの基地局が基地局１１Ｂから基地局１１Ｃへとハンドオーバされ、呼の開始と同時にTFOフレームを含むPCMデータが交換機１２Ｃ内のCODEC１３Ｃに送られる、ローカル・ハンドオーバを示したものである。ローカル・ハンドオーバの状態では、CODEC１３ＣはTFOフレームを含むPCMデータを受信するが、TS28.062規格によれば、CODEC同士のネゴシエーションが行われていなければ、CODECはTFO状態に遷移できないので、CODEC１３Ｃはタンデム接続状態となる。したがって、TFO状態のCODEC１３Ａより出力されたTFOフレームを含むPCMデータを、タンデム接続状態のCODEC１３Ｃは受信することとなる。
【００２９】
CODEC１３Ａにより出力されたTFOフレームを含むPCMデータは、交換機１２Ｃに入力され、CODEC１３Ｃにより圧縮符号データへと符号化される。CODEC１３Ｃを出力した圧縮符号データは、基地局１１Ｃに伝送され、無線を通じて端末１５Ｂに伝搬され、端末１５Ｂ内のCODEC（図示しない）により復号化され、音声信号として出力される。
【００３０】
図２（ｃ）は、ローカル・ハンドオーバが生じた後のTFOによる通信の音声信号および符号化データを模式的に示したものである。端末１５Ｂより出力される音声信号は、圧縮符号データ２０Ｅを復号化したものであり、圧縮符号データ２０ＥはTFOフレームを含むPCMデータ２１ＣをTFO状態にないCODEC１３Ｃにおいて符号化したものである。TFOフレームを含むPCMデータ２１Ｃのうち、端末１５Ａで入力された音声信号を符号化したものが含まれるのは、図１２に示されるように上位６ビット（MSB 6bit）の部分のみであり、下位２ビットは、PCMの符号化形式では原音とは無関係の、信号雑音となるデータである。
【００３１】
すなわち、端末１５Ｂより出力される音声信号は、端末１５Ａで入力された信号を符号化し、TFO状態のCODEC１３Ａにより符号化したPCMデータによる上位６ビットと、PCMデータとは無関係のデータによる下位２ビットを多重化し、TFO状態にないCODEC１３Ｃにより圧縮符号データへと符号化し、端末１５Ｂにおいて復号化したものである。
【００３２】
したがって、上記過程により端末１５Ｂで得られる音声信号は、CODEC１３ＡにおいてTFOフレームを含むPCMデータとして送出されたデータを、CODEC１３ＣにおいてTFOフレームを含まない通常のPCMデータとして受信し、符号化しているので、TFOフレームを多重化させたことによる信号雑音が混合された音声信号となる。
【００３３】
図３（ａ）〜（ｃ）は、TFO状態にあるCODECを通じて移動端末間で通信がなされている構成で、リモート・ハンドオーバが起きる前後の、通信機器と音声符号化データを模式的に示したものである。
【００３４】
図３（ｂ）の上段に示される、リモート・ハンドオーバが生じる前のTFOによる通信では、図１１（ａ）に示されるTFOによる通信と同じく、端末１５Ａに入力された音声信号は、端末１５Ａ内のCODEC（図示しない）により圧縮符号データへと符号化され、無線を通じて基地局１１Ａに伝搬され、交換機１２Ａに入力され、CODEC１３Ａにより、TFOフレームを含むPCMデータとして出力される。CODEC１３Ａにより出力されたTFOフレームを含むPCMデータは、交換機１２Ｂに入力され、OCDEC１３ＢによりTFOフレームに格納された圧縮符号データを出力され、基地局１１Ｂに伝送され、無線を通じて端末１５Ｂに伝搬され、端末１５Ｂ内のCODEC（図示しない）により復号化され、音声信号として出力される。
【００３５】
図３（ａ）は、リモート・ハンドオーバが生じる前のTFOによる通信の音声信号および符号化データを模式的に示したものであり、図１１（ｂ）に示されるTFOの音声信号および符号化データと同じく、端末１５Ｂより出力される音声信号は、端末１５Ａ内のCODECにより符号化された音声信号を、途中の符号化・復号化なしに端末１５Ｂ内のCODECにより復号化したものであり、CODECをタンデム接続した場合に比べて、音質劣化および遅延の少ない音声信号を得ることができる。
【００３６】
図３（ｂ）下向き矢印は、端末１５Ａの移動等により、端末１５Ａの基地局が基地局１１Ａから基地局１１Ｃへとハンドオーバされた、リモート・ハンドオーバを示したものである。TS28.062規格によれば、CODEC同士のネゴシエーションが行われていなければTFO状態に遷移できないので、CODEC１３Ｃはタンデム接続状態である。したがって、リモート・ハンドオーバされたCODEC１３Ｃは、TFOフレームを含まないPCMデータを送出するので、TFO状態のCODEC１３Ｂは、TFOフレームを含まないPCMデータを受信する。
【００３７】
TFO状態にあるCODECが、TFOフレームを含まないPCMデータを受信した場合、TFOフレームを検出できない「フレームロス」のエラー状態（TFO error）となる。CODEC１３Ｂがフレームロスの状態では、CODEC１３Ｂが出力する圧縮符号データを復号化して端末１５Ｂより出力される音声信号は、無音状態となる。
【００３８】
図３（ｃ）は、リモート・ハンドオーバが生じた後の通信の音声信号および符号化データを示したものである。端末１５Ｂより出力される音声信号は、圧縮符号データ２０Ｅを復号化したものであり、圧縮符号データ２０Ｅはエラー状態にあるCODEC１３Ｂより出力されたものであるので、端末１５Ｂより出力される音声信号は無音となる。
【００３９】
なお、TFOをサポートするCODECでは、TFOフレームを含まないPCMデータが連続して入力した場合、タンデム接続に遷移することにより、通信を復旧させることができるが、TS28.062規格によれば、TFO状態にあるCODECが、TFOフレームが消失してからタンデム接続状態に遷移するまでには、最低１２フレーム（0.24秒）必要である。
【００４０】
したがって、リモート・ハンドオーバ等により、TFOフレームを含まないPCMデータをTFO状態のCODECが受信した場合、しばらくの間、出力される音声信号は無音状態となる。
【００４１】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、TFOをサポートするCODECでは、受信するPCMデータ内のTFOフレームの有無と、TFOとタンデム接続の状態切り替えが同期していることが理想であるが、実際の運用状態では、TFOフレームが含まれるPCMデータが送出されているのにTFOでない（タンデム接続状態である）状況や、TFOフレームを含まないPCMデータが送出されているのにタンデム接続状態でない（TFO状態である）状況が生じる。
【００４２】
TFOフレームを含むPCMデータが送出されているのにTFOでない状況、例えば図２に示されるローカル・ハンドオーバの状況では、TFOフレームを含むPCMデータを、TFOフレームを含まないPCMデータとして圧縮符号化するため、タンデム接続による音質劣化および遅延に加え、TFOフレームによる信号雑音が混合された音声信号が出力される。
【００４３】
また、TFOフレームを含まないPCMデータが送出されているのにタンデム接続状態でない状況、例えば図３に示されるリモート・ハンドオーバでは、出力される音声信号がしばらく無音状態となる状況が生じてしまう。
【００４４】
さらに、TFOをサポートするCODECは、TFOとタンデム接続を切り替えて運用されるが、低ビットレートの圧縮符号データを出力する圧縮符号化方式では、音声の統計的性質を用いて予測を行っているので、TFOとタンデム接続の切り替えの瞬間に、圧縮符号データを出力するCODECの内部状態不一致や、圧縮符号データを復号するCODECの内部状態不一致により、異音が発生する場合がある。
【００４５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、第１の発明によるデータ処理方法は、音声信号を圧縮符号化方式で符号化した圧縮符号データ、または、前記音声信号をパルス符号化変調方式で符号化したパルス符号化変調データと前記圧縮符号データとを多重化したタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データを入力し、前記パルス符号化変調方式で符号化した圧縮符号データを出力するデータ処理方法であって、前記圧縮符号データを入力し、前記パルス符号化変調方式で符号化するタンデム接続状態と、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データを入力し、前記パルス符号化変調データを分離するタンデムフリーオペレーション状態と、を有し、前記タンデム接続状態において、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データが入力されたとき、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データの前記パルス符号化変調データが多重化された部分のうち下位数ビットを同一の固定データに変化させることで信号雑音軽減処理を行い、前記パルス符号化変調方式で符号化することを特徴とする。
【００４６】
これにより、データ処理を行う場合において、タンデム接続状態からタンデムフリーオペレーション状態への切り替え時等に、タンデムフリーオペレーション状態においてタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データがパルス符号化変調方式で符号化されるときの、多重化された部分のデータにより信号雑音を低減することができる。
【００４７】
第２の発明によるデータ処理方法は、第１の発明によるデータ処理方法であって、前記タンデム接続状態または前記タンデムフリーオペレーション状態に切り替わるとき、前記切り替わりの前に、前記パルス符号化変調方式で出力されたデータを復号化するデータ処理装置をリセットするデータを、前記パルス符号化変調方式で復号化した圧縮符号データに加え出力することを特徴とする。
【００４８】
これにより、タンデム接続状態とタンデムフリーオペレーション状態の切り替え時等に出力された符号化データを復号化する際に生じる、復号化するデータ処理装置の内部変数の不一致による出力音声信号の異常を防止することができる。
【００４９】
第３の発明によるデータ伝送システムは、音声信号をパルス符号化変調方式で符号化したパルス符号化変調データを出力する第１の端末と、前記パルス符号化変調データを入力し、タンデム接続状態において、圧縮符号化方式で符号化した圧縮符号データを出力し、タンデムフリーオペレーション状態において、前記パルス符号化変調データと前記圧縮符号データとを多重化したタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データを出力する第１のデータ端末と、前記第１のデータ端末より出力された、前記圧縮符号データまたは前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データを入力し、タンデム接続状態において、入力された前記圧縮符号データをパルス符号化変調方式で符号化したパルス符号化変調データを出力し、タンデムフリーオペレーション状態において、入力されたタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データより前記パルス符号化変調データを分離し出力する第２のデータ端末と、前記第２のデータ端末より出力された、前記音声信号をパルス符号化変調方式で符号化したパルス符号化変調データまたは前記タンデム接続状態において、入力された前記圧縮符号データをパルス符号化変調方式で符号化したパルス符号化変調データを入力し、音声信号を出力する第２の端末とを備えるデータデータ伝送システムであって、前記第２のデータ端末が、前記タンデム接続状態であり、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データが入力されたとき、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データの前記パルス符号化変調データが多重化された部分のうち下位数ビットを、同一の固定データに変化させることで信号雑音軽減処理を行い、前記パルス符号化変調方式で符号化することを特徴とする。
【００５０】
これにより、データ処理を行う場合において、タンデム接続状態からタンデムフリーオペレーション状態への切り替え時等に、タンデムフリーオペレーション状態においてタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データがパルス符号化変調方式で符号化されるときの、多重化された部分のデータにより信号雑音を低減することができる。
【００５１】
第４の発明によるデータ伝送システムは、第３の発明によるデータ伝送システムであって、前記タンデム接続状態または前記タンデムフリーオペレーション状態に切り替わるとき、前記切り替わりの前に、前記パルス符号化変調方式で出力されたデータを復号化するデータ処理装置をリセットするデータを、前記パルス符号化変調方式で復号化した圧縮符号データに加え出力することを特徴とする。
【００５２】
これにより、タンデム接続状態とタンデムフリーオペレーション状態の切り替え時等に出力された符号化データを復号化する際に生じる、復号化するデータ処理装置の内部変数の不一致による出力音声信号の異常を防止することができる。
【００５３】
第５の発明によりデータ処理装置は、音声信号を圧縮符号化方式で符号化した圧縮符号データ、または、前記音声信号をパルス符号化変調方式で符号化したパルス符号化変調データと前記圧縮符号データとを多重化したタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データを入力し、前記パルス符号化変調方式で符号化した圧縮符号データを出力するデータ処理装置であって、前記圧縮符号データを入力し、前記パルス符号化変調方式で符号化するタンデム接続状態と、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データを入力し、前記パルス符号化変調データを分離するタンデムフリーオペレーション状態と、を有し、前記入力されたデータが前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データであるかを入力データ判定部に出力するとともに、前記タンデムフリーオペレーション状態において、前記入力されたデータがタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データであるときは、前記入力されたタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データより前記パルス符号化変調データを分離し、出力切替部に出力するデータ入力部と、前記入力されたデータを入力し、符号化部に出力する信号処理部とを備え、前記出力切替部は、前記タンデム接続状態において前記符号化部の出力を出力し、前記タンデムフリーオペレーション状態において前記データ入力部の出力を出力し、前記信号処理部は、前記タンデム接続状態において前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データが入力されたとき、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データの前記パルス符号化変調データが多重化された部分のうち下位数ビットを同一の固定データに変化させることで信号雑音軽減処理を行い、前記符号化部に出力することを特徴とする。
【００５４】
これにより、データ処理を行う場合において、タンデム接続状態からタンデムフリーオペレーション状態への切り替え時等に、タンデムフリーオペレーション状態においてタンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データがパルス符号化変調方式で符号化されるときの、多重化された部分のデータにより信号雑音を低減することができる。
【００５５】
第６の発明のデータ処理装置は、第５の発明によるデータ処理装置であって、前記タンデム接続状態または前記タンデムフリーオペレーション状態に切り替わるとき、前記符号化部は、前記切り替わりの前に、前記パルス符号化変調方式で出力されたデータを復号化するデータ処理装置をリセットするデータを、前記パルス符号化変調方式で復号化した圧縮符号データに加え出力することを特徴とする。
【００５６】
これにより、タンデム接続状態とタンデムフリーオペレーション状態の切り替え時等に出力された符号化データを復号化する際に生じる、復号化するデータ処理装置の内部変数の不一致による出力音声信号の異常を防止することができる。
【００５７】
第７の発明によるデータ処理装置は、第６の発明によるデータ処理装置であって、前記データ入力部は、前記多重化データの同期ビットを検出することにより、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データが入力されたことを判定することを特徴とする。
【００５８】
これにより、入力されるデータが、圧縮符号化方式により符号化されたデータから、多重化データに切り替わることを早期に検知し、入力データの切り替えに合わせた、タンデムフリーオペレーション状態からタンデム接続状態への切り替えをすることで、信号断絶等の出力音声信号の異常を防ぐことができる。
【００５９】
第８の発明によるデータ処理装置は、第６の発明によるデータ処理装置であって、前記データ入力部は、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データが送出される前に送出される信号を検出することにより、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データが入力されたことを判定することを特徴とする。
【００６０】
これにより、入力されるデータが、圧縮符号化方式により符号化されたデータから、多重化データに切り替わることを、多重化データが入力されるよりも前に検知し、入力データの切り替えに合わせた、タンデムフリーオペレーション状態からタンデム接続状態への切り替えをすることで、信号断絶等の出力音声信号の異常を防ぐことができる。
【００６１】
第９の発明によるデータ処理装置は、入力と判定された前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データの入力開始位置を、前記タンデムフリーオペレーションフレームを含むパルス符号化変調データが送出される前に送出される信号により求めることを特徴とする。
【００６２】
これにより、入力されるデータが、圧縮符号化方式により符号化されたデータから、多重化データに切り替わることを、多重化データが入力されるよりも前に検知するとともに、切り替わるタイミングを予め知ることができるので、入力データの切り替えに合わせた、タンデムフリーオペレーション状態からタンデム接続状態への切り替えを適切なタイミングで行うことができ、信号途絶や異常レベル発生等の出力音声信号の異常を防ぐことができる。
【００６３】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。図１は、本発明によるデータ処理装置の構成を示した図であり、データ処理対象として符号化された音声信号を扱う、音声符号化器（CODEC）に本発明を適用したものである。CODEC１Ａは、第１の符号化方式によるデータである圧縮符号データと、第２の符号化方式によるデータであるパルス符号変調（PCM；Pulse Code Modulation）データとを多重化した、多重化データである「タンデム・フリー・オペレーション（TFO；Tandem Free Operation）フレームを含むPCMデータ」を扱うことのできるCODECであり、データ入力部２Ａ、入力データ判定部３Ａ、信号処理部として信号雑音軽減処理部４Ａ、符号化部５Ａにより構成される。データ入力部２Ａは、TFOフレーム検出部７Ａと、TFOメッセージ検出部８Ａにより構成され、入力データ判定部は、TFO判定部９Ａと、TFO２次判定部１０Ａにより構成される。TFOフレーム検出部７Ａ、TFOメッセージ検出部８Ａ、TFO判定部９Ａは、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（3GPP；3rd Generation Partnership Project）のTS28.062で定められた仕様を満足するものである。
【００６４】
図１２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、TFOフレームを含むPCMデータは、音声信号を符号化したPCMデータと、同じ音声信号を圧縮符号化方式により符号化したデータを多重化したものであり、圧縮符号データは下位２ビットのTFOフレームに格納されている。またTFOフレームを含むPCMデータには、１６サンプルおきに、下位１ビットにTFOメッセージを含む。TFOメッセージ検出部８Ａは、入力されたPCMデータに含まれるTFOメッセージを検出し、TFO判定部にTFOメッセージに含まれる情報を出力する。また、TFOフレーム検出部７Ａは、入力されたPCMデータに含まれるTFOフレームを検出し、TFO判定部にTFOフレームに含まれる情報を出力する。
【００６５】
TFO判定部９Ａは、TFOフレーム検出部７ＡおよびTFOメッセージ検出部８Ａより出力される情報に基づき、TFO切り替え（TFOとタンデム接続の切り替え）に関する判断情報を出力する。TFO判定部のTFO切り替え判断は、TS28.062規格により定められた仕様に従い、TFOフレーム検出部７ＡおよびTFOメッセージ検出部８Ａの情報に基づき行われる。TFO切り替えは、単純にTFOフレームの有無を検知して切り替わるというわけではない。
【００６６】
圧縮符号データは低ビットレートであるので、高圧縮のアルゴリズムのビットエラーが出力音声信号の音質に及ぼす影響は大きなものであり、TFOでは圧縮符号データはTFOフレームに格納されるので、TFOフレームに対する種々のエラーチェックがTFOフレーム検出部７Ａにおいて行われる。TS28.062規格では、TFOフレーム同期ビット、符号化データに対するCRCコード等が、エラーチェック対象として規定されている。TFOフレーム同期ビットは、PCMデータ中にTFOフレームが存在することを検知するために用いられ、符号化データに対するCRCコードは、TFOフレームに格納されている符号化データ情報が正常であることを検知するために用いられる。
【００６７】
音声符号化器１Ａに入力されたPCMデータは、TFOフレーム検出部７ＡとTFOメッセージ検出部８Ａに入力される。TFOフレーム検出部７Ａは、入力されたPCMデータからTFOフレーム同期ビットの有無を検出し、TFO判定部９ＡにTFOに関する情報を出力し、TFO２次判定部１０ＡにTFOフレームの有無に関する情報を出力し、信号雑音軽減処理部４ＡにTFOフレーム同期ビットに関する情報を出力する。
【００６８】
また、TFOフレーム検出部７Ａは、TFOフレームに格納されている符号化データを取り出し、符号化データのCRCコードにより、符号化データのエラーの有無を検証し、符号化データ出力切替部６Ａに出力する。符号化データのエラーの有無に関する情報は、TFO判定部９Ａに出力される。
【００６９】
TFOメッセージ検出部８Ａは、入力されたPCMデータからTFOメッセージを検出し、TFOメッセージに含まれているTFO情報をTFO判定部９Ａに出力し、また、メッセージ種情報とオフセット量を信号雑音軽減処理部４Ａに出力する。
【００７０】
信号雑音軽減処理部４Ａは、TFOフレーム検出部およびTFOメッセージ検出部より出力されたPCM信号を処理し、出力する。TFOフレームおよびTFOメッセージを含むPCMデータでは、圧縮符号データを復号化したPCM信号のうち上位６ビットのみが元のPCMデータのままであるので、TFOフレーム検出部７ＡおよびTFOメッセージ検出部８Ａより入力される情報に基づき、信号雑音軽減処理部４ＡはPCMデータの下位２ビットの値を変化させ、符号化部５Ａに出力する。
【００７１】
TFO２次判定部１０Ａは、TFOフレーム検出部７Ａより出力されたTFOフレームの有無に関する情報と、TFO判定部９Ａより出力されたTFO切り替え判断に関する情報に基づき、符号化データ出力切替部６Ａの入力を切り替え、符号化部５Ａにエンコーダリセット指示や、遠隔CODECをリセットするホーミング信号の送信指示を出力する。
【００７２】
以下に、本発明による音声符号化器の各部の動作について説明する。
【００７３】
図１において、TFOフレーム検出部７Ａは、入力されたPCMデータに含まれるTFOフレームの同期ビットを検出し、同期ビット情報を、信号雑音軽減処理部４Ａに出力する。
【００７４】
信号雑音軽減処理部４Ａは、TFOフレーム検出部７Ａより入力されるTFOフレーム同期ビット情報およびTFOメッセージ検出部８Ａより入力されるメッセージ種情報とオフセット情報に基づき、信号雑音軽減処理を行う。
【００７５】
まず、TFOフレーム検出部７Ａにより検出されるTFO同期ビット情報に基づく信号雑音軽減処理部４Ａの動作について説明する。同期ビットを検出し、TFOフレームおよびTFOメッセージが含まれるPCMデータが入力された場合は、PCMデータの下位２ビットの値を変化させ、それ以外の場合は入力されたPCMデータを変化をさせずに、符号化部５Ａに出力する。PCMデータの下位２ビットは、(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)の４パターンの値をとりうるが、PCMデータでは上記４パターンの出現確率は統計的に等しいと考えられるので、TFOフレームの部分を４パターンの平均に近い値で埋めることにより、圧縮符号データを復調し、PCMデータとした場合との誤差を小さくすることができる。
【００７６】
なお、信号雑音軽減処理部４Ａが信号雑音軽減処理をするか否かは、入力されたPCMデータにTFOフレームが存在するかに基づき判断されるので、TFOフレーム検出部７Ａにより得られる情報のうち、同期ビット情報のみを用いており、フレームのエラー情報は使用されない。
【００７７】
図４（ａ）（ｂ）に信号雑音軽減処理部４Ａによる信号雑音軽減処理の一例を示す。図４（ａ）に示される、TFOフレームを含むPCMデータの下位２ビットを、(1,0)という固定パターンで埋め、図４（ｂ）に示されるPCMデータとする。これにより得られるPCMデータは、圧縮符号データを復号化しPCMデータとするときに、８ビットで量子化するかわりに、６ビットで量子化した場合に相当するので、TFOフレームを含むPCMデータよりも、原音に近いPCMデータを得ることができる。
【００７８】
前述のように、TFOフレームを含むPCMデータが送出されているのにTFOでない状況としては、
１）TFOフレームへのエラー混入やエラーチェック機構のずれなどにより、正常なTFOフレームとして検出することができない場合、
２）TFOメッセージによるネゴシエーションにミスがあり、互換性のないTFOフレームが送られてくるため、TFO状態へと移行していない場合、
３）図２に示されるようなローカル・ハンドオーバが起こった場合で、呼の開始と同時にTFOフレームを含むPCMデータが送られてくる場合等が挙げられるが、本発明によるCODECによりTFOフレームを含むPCMデータに信号雑音軽減処理をすることで、TFOフレームの存在による出力音声信号の信号雑音を減少させることができる。
【００７９】
図５（ａ）（ｂ）は、タンデム接続状態（非TFO状態）のCODECに入力するPCMデータ列において、ネゴシエーションが正常に行われていない等の理由におり、エラーのあるTFOフレームを含むPCMデータが入力したときの、PCMデータの推移と、本発明によるCODECの動作について示した図である。図５（ａ）において、フレーム３０Ａ〜３０Ｅは、CODECが一連の符号化処理を行う符号化処理フレームを、フレーム３５Ａ〜３５ＤはTFOフレームを、同期ビット３６Ａ〜３６ＣはTFOフレーム３５Ａ〜３５ＣのTFOフレーム同期ビットを示している。一般に、CODECの符号化処理フレームとTFOフレームとは同期がとれておらず、図５においては、符号化処理フレーム３０Ｂの途中でTFOフレーム３５Ａが現れる。
【００８０】
図５（ａ）に示されるPCMデータ列が本発明によるCODECに入力した場合、図１に示されるTFOフレーム検出部７Ａは図５（ａ）のTFOフレーム同期ビット３５Ａ〜３５Ｃを検出し、信号雑音軽減処理部４Ａに伝える。これに基づき、信号雑音軽減処理部４Ａは、TFOフレーム同期ビットの検出情報を伝えられる符号化処理フレーム３０Ｃ〜３０Ｅに対して信号雑音軽減処理を行い、符号化部５Ａに出力する。
【００８１】
図５（ｂ）に示されるように、符号化フレーム３０Ａ〜３０Ｂに対しては通常タンデム接続であった、本発明によるCODECは、TFOフレームの同期ビットが含まれる符号化フレーム３０Ｃ以降に対しては雑音軽減処理を行うタンデム接続となる。
【００８２】
これにより、TFO状態でないCODECに、図５（ａ）に示される、TFOフレームを含むPCMデータ列が入力した場合でも、ＴＦＯフレームの同期ビットを検出することにより、TFOフレームによる信号雑音の軽減処理をすることができる。
【００８３】
上記の実施例では、TFOフレーム検出部７Ａにより得られる同期ビット情報を検出することにより、TFOフレームの有無を判断し、信号雑音軽減処理部４Ａは信号雑音軽減処理を行ったが、TFO状態にないCODECにTFOフレームを含むPCMデータが送られる原因が、送信側CODECのタンデム接続状態からTFO状態への遷移である場合には、TFOの規格に定められたメッセージを検知することにより、TFOフレーム同期ビットを検出するよりも早く、TFOフレームを含むPCMデータの入力を検出することができる。
【００８４】
TS28.062規格によれば、タンデム接続状態からTFO状態に遷移する際、TFOフレームの送信直前にはTFO#TRANSメッセージを送出することが規定されており、TFOフレームの開始位置とTFO#TRANSメッセージのオフセット量についても規定されているので、TFOフレーム同期ビットを検出するかわりに、TFO#TRANSメッセージを検知することにより、TFOフレームの有無をより正確にしることができる。
【００８５】
図６（ａ）は、タンデム状態からTFO状態へと送信側CODECが遷移した場合に送られてくるPCMデータ列を示したものである。図５（ａ）と同じく、フレーム３０Ａ〜３０Ｅは、CODECが一連の符号化処理を行う符号化処理フレームを、フレーム３５Ａ〜３５ＤはTFOフレームを、同期ビット３６Ａ〜３６ＣはTFOフレーム３５Ａ〜３５ＣのTFOフレーム同期ビットを示している。
【００８６】
タンデム状態からTFO状態へと送信側CODECが遷移する場合、送信側CODECから送出されるPCMデータは、TFOフレームを含むPCMデータへと変化するが、送信側CODECは、最初のTFOフレーム３５Ａの送信直前に、TFO#TRANSメッセージ３７Ａを送出することが規定されている。このTFO#TRANSメッセージ３７Ａを検出することにより、図６（ｂ）に示されるように、図５（ｂ）に示される場合と異なり、符号化処理フレーム３０Ｂにも信号雑音軽減処理をすることができる。
【００８７】
さらに、TFO#TRANSメッセージ３７Ａの位置と、最初のTFOフレーム３５Ａの位置とのオフセット量が規定されているので、TFO#TRANSメッセージ３７Ａを検出し、オフセット量を考慮することにより、図６に示されるように、符号化処理フレーム３０Ｂの途中から、信号雑音軽減処理をすることができる。
【００８８】
なお、TFO#TRANSメッセージおよびオフセット量に関する情報は、図１のTFOメッセージ検出部８Ａより、信号雑音軽減処理部９Ａに伝えられる。上記のように、信号雑音軽減処理部４Ａは、TFOフレーム検出部７Ａの同期ビット情報と、TFOメッセージ検出部８ＡのTFO#TRANS情報およびオフセット量の情報に基づき、信号雑音軽減処理を行う。
【００８９】
図７は、信号雑音軽減処理部４Ａの処理内容をフローチャートに示したものである。図７に示されるように、入力されたPCMデータよりTFOフレーム同期ビットが、TFOフレーム検出部７Ａにより検出された場合は、同期ビットが検出された符号化処理フレームはTFOフレームを含むPCMデータのフレームであると判断され、符号化処理フレームのフレーム先頭から信号雑音軽減処理を行う。
【００９０】
また、TFOフレーム同期ビットが検出されず、TFO#TRANSが検出された場合は、TFO#TRANSおよびオフセット値より、TFOフレームの開始位置がわかるので、オフセット量より求められるTFOフレームの開始位置から信号雑音軽減処理を行う。TFOフレーム検出部７ＡおよびTFOメッセージ検出部８Ａからの情報により、TFOフレームが送信側CODECより送出されていないと判断された場合は、信号雑音軽減処理部４Ａは、信号雑音軽減処理を行わない。
【００９１】
図２に示されるローカル・ハンドオーバの場合、呼の開始と同時にTFOフレームを含むPCMデータが送られてくるが、図７に示されるフローに従うことにより、信号雑音軽減処理部４ＡはTFOフレーム同期ビットを検出し、符号化処理フレームの先頭より信号雑音軽減処理を行い、符号化部５Ａに出力する。信号雑音軽減処理をされたPCMデータは、符号化部５Ａにより圧縮符号データへと符号化され、CODEC１３Ｃを出力し、端末１５Ｂ内のCODECにより復号化され、音声信号を出力する。
【００９２】
したがって、本発明によるCODECを用いることにより、ローカル・ハンドオーバ等の、TFO状態にないCODECにTFOフレームを含むPCMデータが入力した場合でも、TFOフレームによる信号雑音を軽減することができるので、端末１５Ｂより出力される音声信号の信号雑音を減少させることができる。
【００９３】
次に、本発明によるCODECがTFO状態にあるとき、リモート・ハンドオーバ等により、TFOフレームを含まないPCMデータが入力した場合の動作について説明する。
【００９４】
TFOをサポートするCODECでは、TFO動作中のエラーチェック対象として、TFOフレーム同期ビットや、符号化データのCRCコード等が規定されている。図１において、CODECに入力されたPCMデータはTFOフレーム検出部７ＡおよびTFOメッセージ検出部８Ａに入力され、TFOフレーム検出部７Ａにおいて種々のエラーチェックが行われる。
【００９５】
TFOフレーム検出部７Ａにおいて、符号化データに付加されているCRCコードにエラーがある場合、符号化データはビットエラーとして扱われ、TFOよりタンデム接続状態へと遷移する。
【００９６】
TFOフレーム検出部７Ａにおいて、TFOフレームを認識できない場合、TS28.062による規定では、SYLというTFOメッセージを送信し、SYLを４つ送信すると、TFOフレームの受信を停止し、タンデム接続に遷移する。SYLメッセージを１つ送信するのに、フレーム３つを使用するので、SYLを４つ送信し、タンデム接続に遷移するために、最低１２フレーム（0.24秒）が必要となる。
【００９７】
TS28.062による規定では、この間、TFOフレームが存在しないにもかかわらず、タンデム接続に遷移していないため、セルロスの無音状態が続くが、本発明によるCODECでは、TFOフレーム検出部７Ａより得たTFOフレームの有無の情報と、TS28.062に従い動作するTFO判定部９Ａの判定情報に基づき、TFO２次判定部１０Ａが動作を規定する。TFO２次判定部１０Ａの動作判断フローを図９に示す。
【００９８】
TFO判定部９ＡがTS28.062の規定に基づき、TFO状態にしないと判断した場合は、TFO２次判定部１０ＡもTFO状態ではなくタンデム接続に移行すると判断する。TFO判定部９Ａの判断が、依然TFOの状態であるとき、TFO２次判定部１０Ａは、TFOフレーム検出部７Ａより得られるTFOフレームの有無の情報に基づき判断を行う。
【００９９】
TFOフレームが検出されているか、検出されていないのが１回のみである場合、TFO２次判定部１０ＡはTFO状態で動作すると判断する。
【０１００】
TFOフレームが２回連続検出されない場合、上記のように、TS28.062によるTFO判断部９Ａの判断はTFOのままであるが、TFO２次判定部１０Ａは、符号化部５Ａをリセットするとともに、符号化部５Ａが出力する圧縮符号データに、符号化器をリセットするホーミング信号を出力させる。ホーミング信号とは、符号化器や復号化器に対して遠隔からのリセットを可能にする特殊パターンの信号であり、IMT-2000の標準CODECとなっているAMR（Adaptive Multi-Rate）などで規定されている。
【０１０１】
TFOフレームが３回以上連続で検出されない場合、TFO２次判定部１０Ａは、タンデム接続に移行すると判断する。
【０１０２】
このように、TFO２次判定部１０ＡによりTFO状態からタンデム接続への移行判断と、ホーミング信号送出の判断を行うことにより、TFOでセルロスの無音状態から、タンデム接続状態へと迅速に移行し、TFOよりタンデム接続状態へ移行時の、送信側および受信側の符号化器の内部変数の不一致による異音の発生を、符号化部のリセットとホーミング信号の送出により防止する。
【０１０３】
図８（ａ）（ｂ）は、TFO状態の本発明によるCODECに入力されるPCMデータ列において、TFOフレームを含むPCMデータが途中で消失したときの、PCMデータの推移と、本発明によるCODECの動作について示した図である。図８（ａ）において、フレーム３０Ａ〜３０Ｅは、CODECが一連の符号化処理を行う符号化処理フレームを、フレーム３５Ａ〜３５ＢはTFOフレームを示している。一般に、CODECの符号化処理フレームとTFOフレームとは同期がとれておらず、図８においては、符号化処理フレーム３０Ａの途中でTFOフレーム３５Ｂが現れる。
【０１０４】
図８（ａ）において、TFOフレームは符号化処理フレーム３０Ｂを最後に消失する。TFOフレーム検出部７Ａは、符号化処理フレーム３０Ｃより後の符号化処理フレームに対し、TFOフレームを検出しないことをTFO２次判定部１０Ａに伝える。
【０１０５】
TFO２次判定部１０Ａは、図９のフローに示されるように、符号化処理フレーム３０Ｄにおいて、TFOフレームが２回連続検出しないことを検知し、ホーミングフレームを出力する。また、符号化処理フレーム３０Ｅにおいて、TFOフレームが３回連続で検出しないことを検知し、タンデム接続状態へと移行する。
【０１０６】
一方、TS28.06によるTFO判定では、TFOフレームが消失してから、タンデム状態に移行するには最低１２フレーム必要なので、TFO２次判定部１０Ａによる判断を用いることにより、TFOフレームが消失してから、タンデム接続へ移行するまでの時間を短くすることができ、タンデム接続への移行に合わせて、ホーミングフレームを送出することができる。
【０１０７】
図３に示されるリモート・ハンドオーバの場合、TFO状態のCODEC１３Ｂには、CODEC１３ＣよりTFOフレームを含まないPCMデータが送られるが、本発明によるTFO２次判定部を用いることにより、早期にタンデム接続へと移行できるので、端末１５Ｂより出力される音声信号が無音状態のまま続くのを防ぐことができる。
【０１０８】
なお、上記および図４で示した、TFOデータを含むPCMデータの下位２ビットを埋める信号のパターンは、信号雑音が最小となるように自由に設定することが可能である。
【０１０９】
また、TFO２次判定部１０Ａの判定フローの条件に関しても、タンデム接続への移行を判断する、TFOフレームの連続消失回数等を任意に設定し、TFOとタンデム接続の切り替え動作を円滑にすることが可能である。
【０１１０】
このように、符号化方式の異なる信号を多重化させたデータによる通信と、１つの符号化方式により符号化されたデータによる通信を切り替えて通信を行うTFOのような通信に本発明を適用することにより、元の信号と関連のない信号雑音、例えばTFOフレームによるPCM下位２ビットの信号雑音を低減したり、信号途絶や異常レベル発生を防止したりすることができる。
【０１１１】
本発明は、TFOのようにPCMデータの下位２ビットにTFOフレームを埋め込むような場合だけでなく、異なる符号化形式のデータを多重化して通信を行う、他の符号化形式のデータに対しても適用することができる。
【０１１２】
また、本実施例では、TFOフレームの埋め込まれたPCMの下位２ビットによる信号雑音を減少させるために固定パターンを埋めたが、他の符号化形式のデータに本発明を用いた場合、他の符号化形式のアルゴリズムにより最適な置換パターンを選択し、埋めることで不要な信号雑音を低減できる。
【０１１３】
次に、本発明を適用した伝送システムについて説明する。
【０１１４】
本発明を適用した伝送システムでは、図２に示されるローカル・ハンドオーバ等の、TFOフレームが含まれるPCMデータが送出されているのにTFOでない（タンデム接続状態である）状況や、図３に示されるリモート・ハンドオーバ等の、TFOフレームを含まないPCMデータが送出されているのにタンデム接続状態でない（TFO状態である）状況においても、伝送される音声信号の無音化を防止したり、音質劣化を改善したりすることができる。
【０１１５】
図２に示されるローカル・ハンドオーバにおいて、TS28.062規格によれば、CODEC同士のネゴシエーションが行われていなければ、CODECはTFO状態に遷移できないので、CODEC１３Ｃはタンデム接続状態（非TFO状態）であり、TFOフレームを含むPCMデータ２１Ｃが入力される。本発明によるCODECがCODEC１３Ｃに適用されている場合、図１のTFOフレーム検出部７Ａは、PCMデータ２１Ｃに含まれるTFOフレームを検出し、同期ビット情報を信号雑音軽減処理部４Ａに送る。信号雑音軽減処理部４Ａは、図４に示されるような信号雑音軽減処理を行い、符号化部５Ａに出力するので、TFOフレームを含むPCMデータを符号化する場合に比べて、信号雑音を軽減することができる。
【０１１６】
したがって、端末１５Ｂの基地局が基地局１１Ｂより基地局１１Ｃにハンドオーバした場合でも、端末１５Ａより入力された音声信号の伝送において、TFOフレームを含むPCMデータを符号化することによる信号雑音混入の影響を軽減することができる。
【０１１７】
図３に示されるリモート・ハンドオーバにおいて、TS28.062規格によれば、CODEC同士のネゴシエーションが行われていなければ、CODECはTFO状態に遷移できないので、CODEC１３Ｃはタンデム接続状態（非TFO状態）であり、TFOフレームを含まないPCMデータ２１Ｃが出力される。したがって、TFO状態（非タンデム接続状態）のCODEC１３Ｂに、TFOフレームを含まないPCMデータ２１Ｃが入力される。
【０１１８】
TFO状態にあるCODECが、TFOフレームを含まないPCMデータを受信した場合、TFOフレームを検出できない「フレームロス」のエラー状態（TFO error）となる。CODEC１３Ｂがフレームロスの状態では、CODEC１３Ｂが出力する圧縮符号データを復号化して端末１５Ｂより出力される音声信号は、無音状態となる。
【０１１９】
TS28.062規格によれば、TFOフレームを含まないPCMデータが連続して入力した場合、TFO状態からタンデム接続状態に遷移するまでには、最低１２フレーム（0.24秒）必要であるが、本発明によれば、TFOフレームを含まないPCMデータが３フレーム連続で入力すると、タンデム接続状態に遷移するようにTFO２次判定部１０Ａにより制御されるので、無音状態の時間を短くすることができる。
【０１２０】
また、TFO状態よりタンデム接続状態に移行するときに、符号化部５Ａのリセットと、符号化部５Ａが出力する圧縮符号データを復号化するCODECをリセットするホーミング信号の送出を行うので、TFO状態よりタンデム接続状態に移行するときの、CODECの内部変数不一致に伴う異音発生をぼうしすることができる。
【０１２１】
したがって、端末１５Ａの基地局が基地局１１Ａより基地局１１Ｃにハンドオーバした場合でも、端末１５Ａより入力された音声信号の伝送において、TFOフレームを含まないPCMデータが入力されることによる無音状態継続の影響を軽減することができる。
【０１２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるデータ処理装置によれば、TFOからタンデム接続状態への遷移等で生じる、出力音声の信号雑音や無音状態、異音発生を防ぐことができる。
【０１２３】
また、TFOに限らず、符号化方式の異なるデータを多重化させたデータを用いて通信をする場合においても、本発明を適用することにより、出力信号の信号雑音を低減したり、信号途絶や異常レベル発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による音声符号化器を示す図
【図２】ローカル・ハンドオーバを示す図
【図３】ディスタント・ハンドオーバを示す図
【図４】本発明によりPCMデータの信号雑音軽減処理を示す図
【図５】TFOフレームと、信号雑音軽減処理対象の符号化処理フレームを示す図
【図６】TFOフレームと、信号雑音軽減処理対象の符号化処理フレームを示す図
【図７】信号雑音軽減処理判断フローを示す図
【図８】TFOフレーム及び符号化処理フレームと、タンデム接続遷移を示す図
【図９】本発明による音声符号化器のTFO判断フローを示す図
【図１０】タンデム接続を示す図
【図１１】TFOを示す図
【図１２】TFOフレームを含むPCMデータを示す図
【符号の説明】
１Ａ  音声符号化器
２Ａ  データ入力部
３Ａ  動作モード判定部
４Ａ  信号雑音軽減処理部
５Ａ  符号化部
６Ａ  符号化データ出力切替部
７Ａ  TFOフレーム検出部
８Ａ  TFOメッセージ検出部
９Ａ  TFO判定部
１０Ａ  TFO２次判定部
１１Ａ〜１１Ｃ  基地局
１２Ａ〜１２Ｃ  交換機
１３Ａ〜１３Ｃ  CODEC
１５Ａ〜１５Ｃ  端末
２０Ａ〜２０Ｅ  圧縮符号データ
２１Ａ〜２１Ｃ  PCMデータ
３０Ａ〜３０Ｅ  符号化処理フレーム
３５Ａ〜３５Ｄ  TFOフレーム
３６Ａ〜３６Ｃ  TFOフレーム同期ビット
３７Ａ  TFO#TRANSメッセージ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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