JP2010141910A - Receiving device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correctly discriminate the number of bits of an audio code in each class. <P>SOLUTION: A receiving device includes: a receiving means for receiving and demodulating a signal modulated by variable-length data including error-detecting data; an error-detecting means for sequentially selecting a plurality of data-length candidates, extracting the demodulated signals only by the selected data length, and performing error detection using the error-detecting data; and a determining means for determining each data-length candidate as the variable data length, when no error is detected by the error-detection means. The determining means determines as the variable data length the initial data-length candidate in which no error is detected by the error-detecting means. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、受信装置に係わり、特に、AMR（Adaptive Multi−Rate；適応マルチレート）方式などの音声符号化方式で符号化された所定送信時間間隔の音声符号を複数のクラスに分けると共に各クラスの音声符号をそれぞれ所定ビットレートに応じたビット数で表現し、所定クラスの音声符号に一定長のチェックコードを付加し、かつ、各クラスの音声符号に誤り訂正符号化処理を施し、各クラスの誤り訂正符号化処理が施された音声符号を、前記チェックコード付加クラスを先頭にして多重して送信する通信システムにおける受信装置に関する。   The present invention relates to a receiving apparatus, and in particular, classifies voice codes of a predetermined transmission time interval encoded by a voice coding system such as an AMR (Adaptive Multi-Rate) system into a plurality of classes and each class. Are represented by the number of bits corresponding to a predetermined bit rate, a check code of a certain length is added to a predetermined class of audio codes, and error correction coding processing is applied to each class of audio codes. The present invention relates to a receiving apparatus in a communication system that multiplexes and transmits a voice code that has been subjected to the error correction encoding process with the check code addition class at the head.

３ＧＰＰ規格に準ずるW−CDMAシステムにおいて、端末装置は基地局装置から複数のトランスポートチャネルTrCHの多重データを受信する際、１０msのフレーム毎に各フレームにマッピングされているTFCIビット（Transport Format Combination Indicator）を復号する。そして、このTFCIビットに基いて、各トランスポートチャネルTrCHのビットレート、すなわち単位時間あたりの情報ビット長（トランスポートフォーマット）を識別する。しかる後、端末装置は、識別したトランスポートフォーマットに基いて受信した多重データより各トランスポートチャネルの送信データを分離する。
ところで、低ユーザレートのチャネルに関しては、このTFCIビットが存在しない場合がある。その際、CRCチェックを利用したBTFD（Blind Transport Format Detection）処理により各トランスポートチャネルTrCHにおけるトランスポートフォーマットを判別して受信多重データより各トランスポートチャネルの送信データを再生する。
3GPP規格によれば、BTFD処理は音声符号の受信に際して適用される。すなわち、送信側の音声コーデック部は音声信号を例えばAMR方式により、(1)人間の声道を表現するＬＳＰパラメータ、(2)音声の周期性を表現するピッチ周期成分、(3)音声に含まれる雑音成分、(4)ピッチ周期成分のゲイン、(5)雑音成分のゲインで表現し、入力音声よりこれら各要素を抽出して量子化し、量子化データを音声符号として出力する。ＬＳＰパラメータ、ピッチ周期成分、ピッチゲインは重要であり、第１のトランスポートチャネル（クラスＡのTrCH）に分配し、雑音成分や雑音ゲインは少しぐらいエラーが乗っても致命的でないため、第２、第３のトランスポートチャネル（クラスＢ，ＣのTrCH）に分配する。
送信装置は、音声コーデック部より得られた各クラスの音声符号をそれぞれ所定ビットレートに応じたビット数で表現し、クラスＡの音声符号に一定長のチェックコードを付加し、かつ、各クラスの音声符号に誤り訂正符号化処理を施し、各クラスの誤り訂正符号化処理が施された音声符号を、前記チェックコード付加クラスＡを先頭にして多重して送信する。
受信装置は、CRCチェックを利用したBTFD処理により各クラスＡ〜ＣのトランスポートチャネルTrCHにおけるトランスポートフォーマット（ビット長）を判別し、該ビット長に基いて受信した各クラスの音声符号を抽出し、音声コーデックに入力し、音声コーデックは音声符号より音声信号を復元して出力する。なお、受信側において、受信物理チャネルは高位レイヤにてロジカルチャネルに遷移するが、物理チャネル〜ロジカルチャネルに遷移する間に、トランスポートチャネル（TrCH）という状態に遷移する。音声はTrCHが３チャネルで１つのロジカルチャネルとなり、各TrCHがそれぞれ、Class Ａ，Class Ｂ，Class Ｃのトランスポートチャネルとなる。
図９は従来の移動局の構成図である。送信に際して、音声コーデック部１はマイク２から入力する音声信号を送信時間間隔TTI＝２０ms毎にAMR符号化方式により音声符号に変換し、クラスＡ〜Ｃの音声符号としてデータ分配部４に入力する。データ分配部４は音声コーデックからの指示によりクラスＡ〜Ｃの音声符号を選択的に符号化時間長２０msの送信バッファ部５１〜５３に入力する。
各送信バッファ部５１〜５３はクラスＡ〜Ｃの音声符号（送信データ）を２０ms毎に図示しないバッファメモリに書き込むと共に、次段のエンコード処理部６１〜６３に入力する。
エンコード処理部６１〜６３はそれぞれ時間２０msの送信データを畳み込み符号あるいはターボ符号に従って符号化し（クラスＡについてはCRCチェックビット付加後）、フレーム単位（１０ms単位）に分割して多重部７に入力する。多重部７は各エンコード処理部６１〜６３から入力する誤り訂正符号化データを１０ms毎に多重して１フレーム分の多重データを作成し、多重された符号化データを同相成分（IN−Phase component）データとして送出する。
制御信号発生部８はパイロットPILOT、TFCI、TPCなどの制御データを直交成分（Quadrature component）データとして一定シンボル速度で出力する。QPSＫ拡散＆変調器９のQPSＫ拡散器９ａは入力される同相成分（Ich成分）、直交成分（Qch成分）に所定の拡散コードを用いて拡散変調を施し、DA変換してQPSＫ直交変調器９ｂに入力する。直交変調器９ｂはIch信号、Qch信号にQPSＫ直交変調を施し、無線送信部１０は直交変調器から出力するベースバンド信号を高周波数に周波数変換（IF→RF）すると共に、高周波増幅等を行ってアンテナANTTより送信する。
受信に際して、無線受信部１１はアンテナATNRにより受信した高周波信号をベースバンド信号に周波数変換（RF→IF変換）し、しかる後、ベースバンド信号を直交検波して同相成分（I成分）データと直交成分（Q成分）データを発生し、AD変換して逆拡散復調部１２に入力する。逆拡散復調部１２はI成分信号、Q成分信号に拡散符号と同じ符号を用いて逆拡散処理を施し、送信されてきた符号化データを復調（同期検波）し、分離部１３に入力する。
分離部１３は入力する多重データよりフレーム毎（１０ms毎）にクラスＡ〜Ｃのデータを分離し、それぞれデコード処理部１４１〜１４３に入力する。各デコード処理部１４１〜１４３は１０msのデータを２つ結合して送信時間間隔TTI＝２０msのデータにし、しかる後、クラスＡ〜Ｃのデータに誤り訂正復号処理を施して元のクラスＡ〜Ｃの音声符号データを復号し、受信バッファ部１５１〜１５３のバッファメモリに書き込む。受信バッファ部１５１〜１５３はバッファメモリから同期してクラスＡ〜Ｃの音声符号データを読み出してデータ分配部４に入力し、データ分配部４は各クラスの音声符号データを音声コーデック１に入力する。音声コーデック部１は音声符号より音声信号を復元してスピーカ３より出力する。
以上要約すれば、W−CDMAシステムにおける送信側チャネルコーデック部２１は、上位レイヤよりクラスＡ〜Ｃの音声符号データを受け取り、クラスＡ〜Ｃのトランスポートチャネル（TrCH）毎に符号化処理を行ない、符号化したデータを多重して物理チャネルにマッピングして送信する。逆に、受信側チャネルコーデック部２２は、物理チャネル上の多重データよりクラスＡ〜Ｃのトランスポートチャネル（TrCH）毎にデータを分離して復号処理を行ない、その結果（クラスＡ〜Ｃの音声符号）を上位レイヤに受け渡す。
送信側の音声コーデック部１は前述のようにマイク２から入力する音声信号を送信時間間隔TTI＝２０ms毎にAMR符号化方式により音声符号に変換し、クラスＡ〜Ｃの音声符号としてデータ分配部４に入力するが、各クラスの音声符号のビットレート（ビット長）は呼接続時に基地局から指示される。すなわち、基地局は呼接続時に各クラスＡ〜Ｃのビットレートの組み合わせ候補を複数、発信端末及び着信端末にそれぞれ通知すると共に、どの組み合わせのビットレートで音声符号を送信するか指示する。図１０は3GPP規格における音声フォーマット（ビットレートの組み合わせ候補）の一例であり、TTI＝２０ms毎に符号化した各クラスＡ〜Ｃの音声符号を表現するためのビット長を示している。図１０には１０種類のビットレートの組み合わせが示され、それぞれを特定するためにフレームタイプ番号が付されている。ビットレートの組み合わせ候補は分類すると、(1)無音のビットレート組み合わせ（１１１１）、(2)背景雑音のビットレート組み合わせ（０００１）、(3)有音のビットレート組み合わせ（００００〜１１１０）がある。有音の場合、どのビットレート組み合わせを使用するかは、呼接続時の通信トラフィックによって決定される。具体的には、トラフィックが空いているときは、高ビットレート12.2kbpsで高品質の音声データのやりとりを行うが、逆にトラフィックが混んでいるときは、混雑度に応じて低いレートに変えて送受信データのビット長を小さくする。なお、有音のビットレートの組み合わせは呼接続時に一度、決定されると終話時まで、そのビットレートは維持され、中間でビットレートの切り替えはしない。現状では、有音のビットレート組み合わせは12.2kbpsのフレームタイプ１１１０だけである。
背景雑音は聴感上の自然さを与えるために必要なものである。人間の会話には、音声のある区間（有音区間）と、話の区切りや相手の話を黙って聞いている音声の無い区間（無音区間）が存在する。また、一般には、音声にオフィス、自動車または街路などで生じる背景雑音が重畳される。従って、実際の音声通信では、音声に背景雑音が重畳されている区間（有音区間）と背景雑音のみの区間（無音区間）が存在することになる。そのため、無音区間を検出し、無音区間の情報伝送を停止することにより大幅な伝送量の削減が可能となる。しかし、無音区間で何もしないか、あるいは一定レベルの雑音を出力せざるを得ないため不自然で、聴取者に違和感が生じる。そこで、図１１に示すように無音状態が継続し、７回無音フレームが連続したとき、背景雑音を生成するために必要な１つの背景雑音フレームを挿入し、これにより背景雑音の伝送量を少なくしつつ、受信側で自然な違和感の無い再生を可能にする。
基地局は呼接続時に図１０に示す各クラスＡ〜Ｃのビットレートの組み合わせ候補を発信端末及び着信端末にそれぞれ通知すると共に、フレームタイプ番号でどの組み合わせのビットレートで音声符号を送信するかを指示する。発信端末の音声コーデック部１（図９）は、基地局より指示されたビット長で各クラスの音声符号を表現し、送信側チャネルコーデック部２１はクラスＡの音声符号に一定長のCRCチェックコードを付加し、各クラスの音声符号に誤り訂正符号化処理を施し、フレーム単位（１０ms単位）に分割し、各クラスの誤り訂正符号化データを１０ms毎に多重して１フレーム分の多重データを作成して送出する。着信端末の受信側チャネルコーデック部２２は多重データより各クラスのデータを分離し、それぞれに復号処理を施す。
図１２は分離された後のTTI＝２０msの各クラスのデータ構成であり、（Ａ）はクラスＡのデータ構成図、（Ｂ），（Ｃ）はクラスＢ，Ｃのデータ構成図である。クラスＡのデータは、(1)基地局より指示されたフレームタイプに応じたビット長を有するクラスＡの音声符号部分Ａ１、(2)一定長のCRCチェック符号部分Ａ２、(3)エンプティ部分Ａ３で構成されている。クラスＢ，Ｃのデータは、(1)基地局より指示されたフレームタイプに応じたビット長の音声符号部分Ｂ１，Ｃ１、(2)エンプティ部分Ｂ２，Ｃ２で構成されている。尚、エンプティ部分には信号の送信がされていないが、雑音による信号が送信されている。
受信側チャネルコーデック２２は図１２に示す構成のデータより音声符号部分Ａ１，Ｂ１，Ｃ１（雑音による信号を除去して）のみを正確に切り取って音声コーデック部に入力しなければならない。そこで、従来はCRCチェックを利用したBTFD（Blind Transport Format Detection）処理により各クラスの音声符号のビット長を判別して分離する。すなわち、受信側チャネルコーデック部２２は、クラスＡの音声符号が、図１０に示す各フレームタイプにおけるクラスＡの単位時間当たりのビット数（０，３９，４２，４９，．．８１）で表現されているものと仮定して受信データに誤り訂正復号処理を施す。尚、ビット数の小さい順に番号nend＝１，２，．．が付される。
しかる後、復号データに対してCRCチェックにより全てのパターンについて一通り復号結果が正しいかの検査を行ってから、該検査により復号結果が正しいと判定したものを検索し、図１０を参照してその時のビットレートの組み合わせにおける各クラスの単位時間当たりのビット数（ビットレート）を求め、該ビット数を各クラスの音声符号を表現するビット数であると判別する。各クラスのビット長が判別すれば、受信側チャネルコーデック２２は図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示す構成のデータより音声符号部分のみを正確に切り取って音声コーデック部に入力する。
以下ではBTFD処理について説明するが、その前にBTFD処理を理解する上で必要な畳み込み符号及びビタビ復号を説明する。
図１３は畳み込み符号器の例であり、２ビットのシフトレジスタSFRと２つの排他的論理和回路EXOR１，EXOR２を備え、EXOR１は入力とＲ１の排他的論理和ｇ０を出力し、EXOR２は入力とＲ０とＲ１の排他的論理和ｇ１（”１”が奇数のとき出力は”１”、それ以外は”０”）を出力する。したがって、入力データが０１１０１の場合における畳み込み符号器の入出力関係及びシフトレジスタSFRの状態は図1４に示すようになる。
畳み込み符号器のシフトレジスタSFRの内容はstate（状態）と定義され、図１５に示すように００，０１，１０，１１の４つの状態があり、それぞれを状態ａ，状態ｂ，状態ｃ，状態ｄと表現する。図１３の畳込み符号器ではシフトレジスタSFRの状態がａ〜ｄのいずれの状態であるか、及び、次に入力するデータが”０”であるか”１”であるかにより、出力（ｇ０，ｇ１）及び次の状態が一意に決まる。図１６はかかる畳込み符号器の状態と入出力の関係図であり、点線は”０”入力、実線は”１”入力を示している。例えば、
（１）状態ａにおいて、”０”が入力すると出力は００で状態はａになり、”１”が入力すると出力は１１で状態はｃになる。
（２）状態ｂにおいて、”０”が入力すると出力は１１で状態はａになり、”１”が入力すると出力は００で状態はｃになる。
（３）状態ｃにおいて、”０”が入力すると出力は０１で状態はｂになり、”１”が入力すると出力は１０で状態はｄになる。
（２）状態ｄにおいて、”０”が入力すると出力は１０で状態はｂになり、”１”が入力すると出力は０１で状態はｄになる。
この入出力関係を用いて図１３の畳み込み符号器の畳み込み符号を格子状表現すると図１７（ａ）に示すようになる。ただし、ｋは第ｋビット入力時点を意味し、符号器における初期（ｋ＝０）の状態はａ（００）である。又、点線”０”入力、実線は”１”入力を示し、線上の２つの数値は出力（ｇ０，ｇ１）を示している。したがって、初期状態ａ（００）において、”０”が入力すると出力は００で状態はａになり、”１”が入力すると出力は１１で状態はｃになることがわかる。
この格子状表現図を参照すると、原データが１１００１であれば、図１７（ｂ）の２点鎖線で示すパスを介して状態ｃに至り、符号器出力は
１１→１０→１０→１１→１１
となることがわかる。
復号器の受信データ（ｇ０，ｇ１）が１１→１０→１０→１１→１１で誤りのない理想状態を想定すると、図１８（ａ）の２点鎖線で示すパスが得られ、点線を”０”、実線を”１”とすることにより、図１８（ｂ）に示すように１１００１の復号結果を得ることができる。しかし、実際には、受信データに誤りが含まれる場合が多い。図１８（ｃ）に示すように、第５ビット目に誤りが発生し、硬判定受信データ（ｇ０，ｇ１）が１１→１０→００→１１→１１であるとすると、ｋ＝２のデータ入力時点で１０，０１のどちらへ分岐すべきか迷う（エラー回数ERR＝１）。１０とみなして上側のパスを選択すると、ｋ＝３，ｋ＝４で迷うこと無く状態ｃに至る。したがって、２点鎖線パスでのエラー回数ERR＝１となり、その時の復号結果は１１００１となる。一方、ｋ＝２のデータ入力時点で０１とみなして下側のパスを選択すると、ｋ＝３の時点でも、どちらへ分岐すべきか迷い、総エラー回数ERR＝２となる。以後、同様にパスを選択し、分岐に迷った時にERRをカウントアップすると、最終的に以下の結果が得られる。すなわち、
復号結果を１１００１とした時の総エラー回数ERR：１
復号結果を１１１００とした時の総エラー回数ERR：２
復号結果を１１１０１とした時の総エラー回数ERR：４
復号結果を１１１１０とした時の総エラー回数ERR：３
復号結果を１１１１１とした時の総エラー回数ERR：３
となる。そこで、エラー回数ERRが最小の復号結果１１００１を選択して出力する。このようにすれば、受信データに誤りがあっても原データ１１００１を正しく復元できる。
ところで、以上のように受信データに基づいて可能な全パスのエラー回数ERRを求め、そのうち最小のパスより原データを復号する処理は煩雑である。そこで、ビタビ復号は以下のように行う。尚、受信データは硬判定の結果１１１０００であったとする。図１８のｋ＝３の状態ａでは、２つの入力パスがある。その該当するパスのみを取り出して記述したものを図１９（ａ）に示す。２つのパスとは図中に示したパス（１）とパス（２）である。受信データと各パスで得られる復号データとの間のハミング距離（以後、パスメトリック値という）を計算すると図１９（ｂ）、（ｃ）に示すように、それぞれ３、４となる。
この計算結果から、「パス（１）をたどって状態ａに到達した」と仮定する方のパスメトリック値が、「パス（２）をたどって状態ａに到達した」と仮定するより小さい。そのため、パス（１）の方が送信されたデータに応じたパスであるという信頼性が高いため生き残りとして残し、他のパスを捨てる。このパスの取捨選択処理を各状態ａ〜ｄについて、時間ｋ＝１から連続して実行すると任意の時間ｋにおける各状態ａ，ｂ，ｃ，ｄにそれぞれ至るパスメトリック値が最小のパス（エラー最小のパス）を求めることができ、以後、同様の取捨選択処理を継続することができる。
以上より、Ｎ個の受信データが入力したとき、ｋ＝Ｎにおける各状態ａ，ｂ，ｃ，ｄにそれぞれ至るパスメトリック値最小（エラー最小）の４本のパスのうち、パスメトリック値が最小のパスを決定し、該パスに基づいて復号データを出力する。図２０は受信データ１１１０ ００ １１ １１であるときの各時間ｋ（＝１〜５）の各状態ａ〜ｄに至る最短パスを示しており、線上の数値はパスメトリック値である。ｋ＝５のデータ入力時点では、状態ｃに至るパスのパスメトリック値が最小となる。従って、ｋ＝５の時点の状態ｃから該パスに沿ってトレースバック処理を行うとデータ１１００１が得られ、これが復号データとなる。以上の復号アルゴリズムがViterbiアルゴリズムである。
なお、ｋ＝nendのデータ入力時点における状態ａ（＝状態０）のパスメトリック値をａ０（nend）、各状態ａ〜ｄのうち最大のパスメトリック値をａｍａｘ（nend）、各状態のうち最少のパスメトリック値をａｍｉｎ（nend）とおくと、符号化データに対して誤りが少ないほどａ０（nend）＞ａｍｉｎ（nend）の関係が顕著になる特性がある。すなわち、符号化データに対して誤りが少ないほどａ０（nend）はより大きくなり、ａｍｉｎ（nend）はより小さくなる特性がある。このため、［ａｍａｘ（nend）−ａｍｉｎ（nend）］に対する［ａ０（nend）−ａｍｉｎ（nend）］の割合は大きくなる。この特性より、次式
S(nend)＝−10 log[{a０(nend)−amin(nend)}／{amax(nend)−amin(nend)}]［dB］ （１）
で与えられるＳ（nend）値は、誤りが少ないほど小さくなる。BTFD処理においてはこのＳ（nend）値が用いられる。BTFD処理は図２１にしたがって詳細に説明するが、概略、以下の処理を段階的に行う。すなわち、
（ａ）ビットレートの候補が複数指定される。
（ｂ）各ビットレート候補におけるクラスＡのビットレートに対して、ビットレートの小さい順（nendの小さな順）にビタビ復号を行い、Add−Compare−Select（以後、ACS）処理を行いパスメトリック値を求め、そのパスメトリック値を用いて（１）式によりＳ（nend）を計算する。
（ｃ）Ｓ（nend）と閾値Ｄとの大小判断を行う。
（ｄ）Ｓ（nend）が閾値Ｄより小さければ、最終ビット位置においてパスメトリック値が最小の状態から、トレースバック処理を行う。
（ｅ）トレースバック処理によりえられた復号データに対してCRCチェックを行う。
（ｆ）CRCチェックがOKであれば、今回のＳ（nend）とそれまでの最小値であるSminとの比較をおこなう。
（ｂ）〜（ｆ）をビットレートの候補数分行い、CRCチェック結果がOKで、かつ、最終的に最も確からしいもの、すなわち、Ｓ（nend）が最小のビットレート候補を選択する。このビットレート候補における各クラスのビット数が各クラスの音声符号を表現するビット数であると決定する。ただし、（ｃ）の結果、Ｓ（nend）が閾値Ｄより大きい場合、つまり、確からしさが低い場合は（ｄ），（ｅ），（ｆ）の処理は行わない。
図２１はBTFD処理フローである。
上位アプリケーションよりビットレートの候補（図１０）が指定されるから、クラスＡのビットレート（単位時間当たりのビット数）の小さい順に番号付けし、nend＝１，２，３，．．．とする（ステップ１０１）。ついで、nend＝１、Smin＝Ｄ、nend′＝０と初期化する（ステップ１０２）。
しかる後、nend位置までACS処理を行い（ステップ１０３）、（１）式によりＳ（nend）を計算する（ステップ１０４）。Ｓ（nend）が求まれば、このＳ（nend）と閾値Ｄとの大小判断を行う（ステップ１０５）。
Ｓ（nend）≦Ｄであれば、nend位置のパスメトリック値が最小の状態から、トレースバック処理を行う（ステップ１０６）。ついで、トレースバック処理により得られた復号データに対してCRCチェックを行う（ステップ１０７）。CRCチェックがOKであれば、今回のＳ（nend）とそれまでの最小値であるSminとの比較を行う（ステップ１０９）。
Smin＞Ｓ（nend）であればSmin＝Ｓ（nend）として最小値を更新すると共に、nend′＝nendとしてその時のnend、すなわち、クラスＡにおける音声符号のビット数を保存する（ステップ１１０）。しかる後、nendが最後の候補であるかチェックし（ステップ１１１）、最後でなければnend＝nend＋１によりnendを歩進し（ステップ１１２）、ステップ１０３以降の処理を繰り返す。
一方、ステップ１０５において、Ｓ（nend）＞Ｄであれば、あるいは、ステップ１０８において、CRCチェックがＮＯであれば、あるいは、ステップ１０９において、Smin≦Ｓ（nend）であれば、ステップ１１１の処理を行う。
全候補のnendについて上記処理を繰り返せば、ステップ１１１において「YES」となるから、nend′＝０であるかチェックし（ステップ１１３）、「YES」であればエラー出力する（ステップ１１４）。しかし、nend′＝０でなければ、該nend′が最も確からしいビットレートの組み合わせにおけるクラスＡのビットレート（ビット数）と判定し、出力する（ステップ１１５）。以後、図１０のビットレートの組み合わせ候補を参照して他のクラスのビットレート（ビット数）を求める。
図２２はBTFD処理を実行する受信側チャネルコーデック部の構成図である。図示しない分離・結合部は多重データよりクラス毎に分離したデータをクラス毎に結合してTTI＝２０msの各クラスのデータを作成する。受信データメモリ部２２ａは、このTTI＝２０msの各クラスのデータを受信して保持する。ビタビ復号部２２ｂはACS演算／パスメトリックメモリ／パスメモリ部３１、トレースバック部３２、トレースバック後メモリ３３を備えている。パスメモリは各時点ｋにおいて、状態ａ，ｂ，ｃ，ｄにそれぞれ至るパスメトリック値が最小の４本のパスをそれぞれ記憶するもの、パスメトリックメモリは各パスのパスメトリック値を記憶するものである。図２０のｋ＝５の例では、
状態ａに到るパスは１１１００でパスメトリック値は２、
状態ｂに到るパスは１１１１０でパスメトリック値は３、
状態ｃに到るパスは１１００１でパスメトリック値は１、
状態ｄに到るパスは１１１１１でパスメトリック値は３、
である。トレースバック部３２は状態ａ，ｂ，ｃ，ｄに到る４本のパスのうちパスメトリック値が最小となるパスを決定し、該パスに沿ってトレースバック処理を行って復号データを求めてトレースバック後メモリ３３に保存する。
ビタビ復号部は、Ａクラスについてはnend位置までのデータに対してビタビ復号処理を施す。又、Ｂ，Ｃクラスについてはデータ長が判らないため末尾位置までのビタビ復号処理を行い、各データ長候補に対応する時点ｋにおいて、状態ａ，ｂ，ｃ，ｄにそれぞれ至るパスメトリック値が最小の４本のパスをパスメモリに記憶し、それぞれのパスメトリック値をパスメトリックメモリに記憶する。
CRC演算部２２ｃはクラスＡの復号結果に基づいてCRCチェック演算を行う。CRCチェック演算後メモリ２２ｄは、図９における受信バッファ１５に相当するもので、CRCチェックOKとなり、且つ、SminとなったときのクラスＡの復号データ（音声符号）を記憶する。又、トレースバック部はBTFD処理により決定されたクラスＢ，Ｃのビット数に対応する時点ｋにおける４本のパスのうちパスメトリック値が最小のパスを求め、該パスに沿ってトレースバック処理を行って該クラスＢ，Ｃの音声符号を取得し、CRCチェック演算後メモリ２２ｄに記憶する。
BTFD制御部は２２ｅは、図２１のフローにしたがってBTFD処理を行って各クラスの音声符号のビット数を決定するものであり、候補レート設定／保持部３４は上位レイヤ（上位アプリケーション）４１より通知される複数のビットレート候補を保持すると共に、受信データメモリ部２２ａに所定のビットレートを設定する。
上位レイヤ（上位アプリケーション）４１から、あらかじめ、音声の候補レート情報（図１０に示すクラスＡ，Ｂ，Ｃのbit長）がBTFD制御部２２ｅに通知され、候補レート設定／保持部３４は通知された候補レート情報（ビットレート組み合わせ情報）を保持する。
一方、図示しない分離部で分離された各クラスの受信データは受信データメモリ部２２ａに保持され、BTFD制御部２２ｅの候補レート設定／保持部３４は複数のビットレート組み合わせ候補におけるクラスＡのビットレートを小さい順に受信データメモリ部２２ａに設定する。
ビットレートを受け取った受信データメモリ部２２ａは、該ビットレートに応じたビット数のクラスＡの受信データをビタビ復号部のACS演算／パスメトリックメモリ／パスメモリ部３１に入力する。ACS演算／パスメトリックメモリ／パスメモリ部３１はACS演算を行い、その演算結果であるパスメトリック値を内蔵のパスメトリックメモリに保持するとともに、最大パスメトリック値ａｍａｘ（nend）、最少パスメトリック値ａｍｉｎ（nend）、状態ａ（状態０）のパスメトリック値ａ０（nend）をそれぞれBTFD制御部２２ｅに通知する。
BTFD制御部２２ｅは、Ｓ（nend）の計算を行い、さらに、Ｓ（nend）と閾値Ｄとの比較を行う。その結果、トレースバックを行うと判断すれば、トレースバック部３２に対して、トレースバック起動情報を入力する。これによりトレースバック部３２はトレースバックを行い、nend位置までの復号結果をトレースバック後メモリ部３３に保存する。
しかる後、受信データメモリ部２２ａは、最大レートの組み合わせ（図１０の例ではフレームタイプ１１１０）におけるクラスＢ，Ｃのビットレートに応じたビット数のクラスＢ、クラスＣ受信データをビタビ復号部２２ｂに入力し、ビタビ復号部２２ｂはビタビ復号処理を行い、得られたパスをパスメモリ部に保存する。すなわち、前述のように、各データ長候補に対応する時点ｋにおいて、状態ａ，ｂ，ｃ，ｄにそれぞれ至るパスメトリック値が最小の４本のパスをパスメモリに記憶し、それぞれのパスメトリック値をパスメトリックメモリに記憶する。
クラスＡの復号が終了すれば、トレースバック後メモリ部３３はCRC演算部２２ｃにBTFD制御部２２ｅから通知されたビットレート組み合わせ情報が指示するクラスＡのビット数＋CRCチェック符号数分の復号結果を入力する。CRC演算部２２ｃはCRCチェック演算を行い、そのCRCチェック結果をBTFD制御部２２ｅに通知する。BTFD制御部２２ｅは、そのCRCチェック結果をもとに、図２１の処理フローにしたがってSminとＳ（nend）の大小を比較し、Smin＞Ｓ（nend）であれば、Smin、nend′値の更新を行う。又、CRCチェックがOKで、かつ、Smin＞Ｓ（nend）の条件が成立すればCRCチェック符号を削除した復号結果をそれまでの復号結果に替えてCRC演算後メモリ２２ｄに保存する。以後、BTFD制御部２２ｅは、クラスＡについて上記処理をビットレート組み合わせ候補分行えば、その時のnend′値に応じたビット数をクラスＡの音声符号のビット数であると認識する。なお、nend′値に応じたビット数のクラスＡの音声符号データは既にCRC演算後メモリ２２ｄに格納されている。
ついで、BTFD制御部２２ｅは、ビットレート組み合わせ候補テーブル（図１０）とクラスＡのビット数とからクラスＢ，Ｃの音声符号のビット数を識別する。以後、BTFD制御部２２ｅは、トレースバック部３２を起動し、該トレースバック部はパスメモリ部から、クラスＢ，Ｃのビット長に相当する時点ｋにおける４本のパスのうちパスメトリック値が最小のパスを求め、該パスに沿ってトレースバック処理を行って該クラスＢ，Ｃの音声符号を取得しCRC演算部２２ｃ経由でCRC演算後メモリ２２ｄに格納する。CRC演算後メモリ２２ｄはクラスＡ，Ｂ，Ｃの音声符号がそろったところで、これら音声符号を音声コーデック部１に１論理チャネルとして送り、音声コーデック部１は受信した音声符号より音声信号を復元する。
３ＧＰＰ規格にのっとった従来のBTFD処理では、図２１の処理フローより明らかなように、ビットレートすなわちデータ長の短い順にビタビ復号処理、CRCチェック演算を行い、最終的に全てのビットレート組み合わせ候補について処理した後に、最も確からしい各クラスの音声符号のデータ長を決定し、受信データより各クラスの音声符号データを切り取って音声コーデック部に入力する。しかし、かかる従来方法では、毎回全てのレート候補について演算するので、処理量が非常に多くなり、消費電流も増加する問題がある。
従来のBTFD処理シーケンスでは、真の音声符号と異なるデータ長においてもCRCチェックOKが生じることを想定しているため、全ての候補について検出処理を行って特性上良い方に基いて各クラスの音声符号のビット長を決定している。しかし、本来送信している真のデータ長以外で、CRCチェックOKが生じる確率は、CRC−SIZE＝12bitとして、２−１２であり、この処理による特性の改善は、微小であると考えざるを得ない。
また、ビットレート組み合わせ候補が無音用、背景雑音用、12.2k音声データ用の３つの場合を考えると、通話中は１２．２ｋ音声データがある程度続く。それにも拘わらず、従来のシーケンスでは、毎回、無音、背景雑音、12.2k音声データの順（レートが小さい順）にビタビ復号処理、CRCチェック演算を行い、結局１２．２ｋ音声データが正しいことを検出して受信するため、処理量が多く消費電流も増加する問題がある。
また、従来のBTFD処理シーケンスでは、ビタビ復号、トレースバック処理、CRC演算を終えた各クラスの復号結果を一旦CRC演算後メモリ２２ｄに格納する。このように従来のBTFD処理シーケンスでは、トレースバック後メモリ部とCRC演算後メモリの両方が必要になるため使用するメモリ数が非常に多くなる問題がある。 In a W-CDMA system conforming to the 3GPP standard, when a terminal apparatus receives multiplexed data of a plurality of transport channels TrCH from a base station apparatus, a TFCI bit (Transport Format Combination Indicator) mapped to each frame every 10 ms frame ). Based on this TFCI bit, the bit rate of each transport channel TrCH, that is, the information bit length (transport format) per unit time is identified. Thereafter, the terminal device separates the transmission data of each transport channel from the multiplexed data received based on the identified transport format.
By the way, this TFCI bit may not exist for a low user rate channel. At this time, the transport format in each transport channel TrCH is determined by BTFD (Blind Transport Format Detection) processing using CRC check, and the transmission data of each transport channel is reproduced from the received multiplexed data.
According to the 3GPP standard, BTFD processing is applied when a voice code is received. That is, the audio codec section on the transmission side includes an audio signal in, for example, the AMR method, (1) an LSP parameter that represents the human vocal tract, (2) a pitch period component that represents the periodicity of the audio, and (3) an audio signal The noise component is expressed by (4) the gain of the pitch period component, and (5) the gain of the noise component. These elements are extracted from the input speech, quantized, and the quantized data is output as a speech code. The LSP parameter, pitch period component, and pitch gain are important and are distributed to the first transport channel (Class A TrCH), and the noise component and noise gain are not fatal even if there is a slight error. And distributed to the third transport channel (TrCH of class B and C).
The transmitting device expresses each class of speech code obtained from the speech codec unit by the number of bits corresponding to a predetermined bit rate, adds a check code of a certain length to the class A speech code, and The voice code is subjected to error correction coding processing, and the voice code subjected to the error correction coding processing of each class is multiplexed and transmitted with the check code addition class A at the head.
The receiving device discriminates the transport format (bit length) in the transport channel TrCH of each class A to C by BTFD processing using CRC check, and extracts the received speech code of each class based on the bit length. The audio codec restores the audio signal from the audio code and outputs it. On the receiving side, the reception physical channel transits to a logical channel in a higher layer, but transits to a state called a transport channel (TrCH) while transiting from a physical channel to a logical channel. As for voice, three channels of TrCH become one logical channel, and each TrCH becomes a transport channel of Class A, Class B, and Class C, respectively.
FIG. 9 is a block diagram of a conventional mobile station. At the time of transmission, the voice codec unit 1 converts the voice signal input from the microphone 2 into a voice code by the AMR coding method every transmission time interval TTI = 20 ms, and inputs it to the data distribution unit 4 as a voice code of class A to C. . The data distribution unit 4 selectively transmits the voice codes of classes A to C according to an instruction from the voice codec and has a coding time length of 20 ms. 1 ~ 5 3 To enter.
Each transmission buffer 5 1 ~ 5 3 Writes class A to C speech codes (transmission data) in a buffer memory (not shown) every 20 ms, and the encoding processing unit 6 in the next stage. 1 ~ 6 3 To enter.
Encoding processing unit 6 1 ~ 6 3 Respectively encodes the transmission data of 20 ms in time according to a convolutional code or a turbo code (after adding CRC check bit for class A), divides it into frame units (10 ms units), and inputs them to the multiplexing unit 7. The multiplexing unit 7 includes each encoding processing unit 6 1 ~ 6 3 Is multiplexed every 10 ms to create multiplexed data for one frame, and the multiplexed encoded data is transmitted as in-phase component data.
The control signal generator 8 outputs control data such as pilot PILOT, TFCI, TPC, etc. as quadrature component data at a constant symbol rate. The QPSK spreader 9a of the QPSK spreader & modulator 9 performs spread modulation using a predetermined spread code on the input in-phase component (Ich component) and quadrature component (Qch component), DA-converts and performs QPSK quadrature modulator 9b. To enter. The quadrature modulator 9b performs QPSK quadrature modulation on the Ich signal and the Qch signal, and the wireless transmission unit 10 converts the baseband signal output from the quadrature modulator to a high frequency (IF → RF) and performs high frequency amplification and the like. Antenna ANT T Send more.
At the time of reception, the wireless reception unit 11 receives the antenna ATN. R The baseband signal is subjected to frequency conversion (RF → IF conversion), and then the baseband signal is quadrature detected to generate in-phase component (I component) data and quadrature component (Q component) data. A / D-converted and input to the despread demodulator 12. The despread demodulator 12 despreads the I component signal and the Q component signal using the same code as the spread code, demodulates the transmitted encoded data (synchronous detection), and inputs it to the separator 13.
The separation unit 13 separates the data of classes A to C for each frame (every 10 ms) from the input multiplexed data, and the decoding processing unit 14 1 ~ 14 3 To enter. Each decoding processing unit 14 1 ~ 14 3 Combines two 10 ms data to make a transmission time interval TTI = 20 ms, and then performs error correction decoding processing on the class A to C data to decode the original class A to C speech code data. Receive buffer unit 15 1 ~ 15 3 Write to the buffer memory. Receive buffer unit 15 1 ~ 15 3 Reads out the voice code data of classes A to C in synchronization with the buffer memory and inputs them to the data distribution unit 4, and the data distribution unit 4 inputs the voice code data of each class to the voice codec 1. The audio codec unit 1 restores the audio signal from the audio code and outputs it from the speaker 3.
In summary, the transmission-side channel codec unit 21 in the W-CDMA system receives the class A to C speech code data from the upper layer and performs the encoding process for each class A to C transport channel (TrCH). The encoded data is multiplexed and mapped to a physical channel for transmission. Conversely, the receiving-side channel codec unit 22 separates the data for each of the transport channels (TrCH) of classes A to C from the multiplexed data on the physical channel and performs a decoding process. Code) to the upper layer.
As described above, the audio codec unit 1 on the transmission side converts the audio signal input from the microphone 2 into an audio code by the AMR encoding method every transmission time interval TTI = 20 ms, and the data distribution unit as an audio code of class A to C 4, the bit rate (bit length) of each class of voice code is instructed from the base station at the time of call connection. That is, the base station notifies a plurality of bit rate combination candidates of classes A to C to the transmitting terminal and the receiving terminal at the time of call connection, and instructs which combination of bit rates to transmit the voice code. FIG. 10 is an example of a speech format (bit rate combination candidate) in the 3GPP standard, and shows the bit length for expressing speech codes of classes A to C encoded every TTI = 20 ms. FIG. 10 shows combinations of 10 types of bit rates, and frame type numbers are assigned to identify them. The bit rate combination candidates are classified into (1) silent bit rate combination (1111), (2) background noise bit rate combination (0001), and (3) sound bit rate combination (0000 to 1110). . In the case of voice, which bit rate combination is used is determined by communication traffic at the time of call connection. Specifically, when traffic is free, high-quality voice data is exchanged at a high bit rate of 12.2 kbps. Conversely, when traffic is congested, change to a lower rate according to the degree of congestion. Reduce the bit length of transmitted / received data. It should be noted that the combination of the voice bit rates is determined once at the time of call connection and once the call is ended, the bit rates are maintained until the end of the call, and the bit rate is not switched in the middle. At present, the only bit rate combination for sound is the frame type 1110 of 12.2 kbps.
Background noise is necessary to give a natural sense of hearing. In a human conversation, there are a section with sound (sound section) and a section without speech (silent section) in which a voice is heard while silently listening to a story break or the other party's story. In general, background noise generated in an office, a car, a street, or the like is superimposed on the voice. Therefore, in actual voice communication, there are a section in which background noise is superimposed on speech (sounded section) and a section having only background noise (silent section). Therefore, it is possible to significantly reduce the transmission amount by detecting the silent section and stopping the information transmission in the silent section. However, nothing is done in the silent section, or a certain level of noise must be output, which is unnatural and causes the listener to feel uncomfortable. Therefore, as shown in FIG. 11, when the silent state continues and seven silent frames continue, one background noise frame necessary for generating the background noise is inserted, thereby reducing the transmission amount of the background noise. On the other hand, it is possible to perform playback without a natural discomfort on the receiving side.
At the time of call connection, the base station notifies each of the class A to C bit rate combination candidates shown in FIG. 10 to the transmitting terminal and the receiving terminal, and at what combination bit rate is transmitted by the frame type number. Instruct. The voice codec section 1 (FIG. 9) of the transmitting terminal expresses each class of voice code with the bit length specified by the base station, and the transmission side channel codec section 21 converts the class A voice code into a constant length CRC check code. Is added to each class of speech code, error-correction coding processing is performed, the frame is divided into frame units (10 ms units), and each class of error-correction coded data is multiplexed every 10 ms to obtain one frame of multiplexed data. Create and send. The receiving-side channel codec unit 22 of the receiving terminal separates each class of data from the multiplexed data and performs a decoding process on each.
FIG. 12 shows the data structure of each class of TTI = 20 ms after separation, (A) is a data structure diagram of class A, and (B) and (C) are data structure diagrams of classes B and C. Class A data includes (1) a class A speech code part A1 having a bit length corresponding to the frame type instructed by the base station, (2) a CRC check code part A2 having a fixed length, and (3) an empty part A3. It consists of Class B and C data is composed of (1) bit length speech code parts B1 and C1 corresponding to the frame type specified by the base station, and (2) empty parts B2 and C2. In addition, although a signal is not transmitted to the empty part, a signal due to noise is transmitted.
The receiving-side channel codec 22 must accurately cut out only the voice code portions A1, B1, and C1 (removing noise signals) from the data shown in FIG. Therefore, conventionally, the bit length of each class of speech code is determined and separated by BTFD (Blind Transport Format Detection) processing using CRC check. That is, the receiving-side channel codec unit 22 expresses the class A speech code by the number of bits per unit time (0, 39, 42, 49,... 81) in each frame type shown in FIG. The received data is subjected to error correction decoding processing. Note that the number n is in ascending order of the number of bits. end = 1, 2,. . Is attached.
Thereafter, after checking whether the decoding result is correct for all patterns by CRC check on the decoded data, a search is made for a result that the decoding result is determined to be correct by referring to FIG. The number of bits per unit time (bit rate) in the combination of bit rates at that time is obtained, and the number of bits is determined to be the number of bits representing the speech code of each class. If the bit length of each class is determined, the receiving-side channel codec 22 accurately cuts out only the voice code portion from the data having the configuration shown in FIGS. 12A to 12C and inputs it to the voice codec section.
Hereinafter, BTFD processing will be described, but before that, convolutional codes and Viterbi decoding necessary for understanding BTFD processing will be described.
FIG. 13 shows an example of a convolutional encoder, which includes a 2-bit shift register SFR and two exclusive OR circuits EXOR1 and EXOR2, and EXOR1 has an input and R 1 Exclusive OR of 0 , EXOR2 is input and R 0 And R 1 Exclusive OR of 1 (The output is “1” when “1” is an odd number, and “0” otherwise). Therefore, when the input data is 01101, the input / output relationship of the convolutional encoder and the state of the shift register SFR are as shown in FIG.
The contents of the shift register SFR of the convolutional encoder are defined as state, and there are four states 00, 01, 10, and 11 as shown in FIG. 15, each of which is state a, state b, state c, and state. Expressed as d. In the convolutional encoder shown in FIG. 13, the output (g) depends on whether the shift register SFR is in the states a to d and whether the next input data is “0” or “1”. 0 , G 1 ) And the next state is uniquely determined. FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the state of the convolutional encoder and the input / output. The dotted line indicates “0” input and the solid line indicates “1” input. For example,
(1) In state a, when “0” is input, the output is 00 and the state is a, and when “1” is input, the output is 11 and the state is c.
(2) In state b, when “0” is input, the output is 11 and the state is a, and when “1” is input, the output is 00 and the state is c.
(3) In state c, when “0” is input, the output is 01 and the state is b, and when “1” is input, the output is 10 and the state is d.
(2) In state d, when “0” is input, the output is 10 and the state is b, and when “1” is input, the output is 01 and the state is d.
Using this input / output relationship, the convolutional code of the convolutional encoder of FIG. 13 is expressed in a lattice form as shown in FIG. However, k means the k-th bit input time, and the initial state (k = 0) in the encoder is a (00). Also, dotted line “0” input, solid line indicates “1” input, and two numerical values on the line are output (g 0 , G 1 ). Therefore, in the initial state a (00), when “0” is input, the output is 00 and the state is a, and when “1” is input, the output is 11 and the state is c.
Referring to this grid-like representation diagram, if the original data is 11001, the state c is reached via the path indicated by the two-dot chain line in FIG.
11 → 10 → 10 → 11 → 11
It turns out that it becomes.
Decoder received data (g 0 , G 1 ) Is 11 → 10 → 10 → 11 → 11, and an ideal state without error is assumed, a path indicated by a two-dot chain line in FIG. 18A is obtained, and the dotted line is “0” and the solid line is “1”. As a result, a decoding result of 11001 can be obtained as shown in FIG. However, in practice, there are many cases where errors are included in the received data. As shown in FIG. 18C, an error occurs in the fifth bit, and hard decision received data (g 0 , G 1 ) Is 11 → 10 → 00 → 11 → 11, it is wondering which branch to branch to 10, 01 at the time of data input of k = 2 (error count ERR = 1). If it is assumed that the upper path is selected as 10, the state c is reached without hesitation at k = 3 and k = 4. Accordingly, the error count ERR = 1 in the two-dot chain line path, and the decoding result at that time is 11001. On the other hand, if the lower path is selected assuming that k = 2 when the data is input, even if k = 3, it is wondering which branch to branch to, and the total number of errors ERR = 2. After that, if you select the path in the same way and count up ERR when you get lost, the following result will be finally obtained. That is,
Total number of errors ERR: 1 when decoding result is 11001
Total number of errors ERR: 2 when the decoding result is 11100
Total number of errors when the decoding result is 11101 ERR: 4
Total number of errors ERR: 3 when the decoding result is 11110
Total number of errors ERR: 3 when the decoding result is 11111
It becomes. Therefore, the decoding result 11001 with the smallest error count ERR is selected and output. In this way, the original data 11001 can be correctly restored even if there is an error in the received data.
By the way, the process of obtaining the error count ERR of all possible paths based on the received data as described above and decoding the original data from the smallest path is complicated. Therefore, Viterbi decoding is performed as follows. The received data is assumed to be 111000 as a result of the hard decision. In state a with k = 3 in FIG. 18, there are two input paths. FIG. 19A shows a description obtained by extracting only the corresponding path. The two paths are path (1) and path (2) shown in the figure. When the Hamming distance between the received data and the decoded data obtained in each path (hereinafter referred to as a path metric value) is calculated, they are 3 and 4 as shown in FIGS.
From this calculation result, the path metric value that assumes that “the state a is reached by following the path (1)” is smaller than the value that the state a is reached by following the path (2). Therefore, since the path (1) is more reliable that it is a path corresponding to the transmitted data, it is left as a survivor and other paths are discarded. If this path selection process is continuously executed for each of the states a to d from the time k = 1, the path metric value that reaches each of the states a, b, c, and d at an arbitrary time k (error) The minimum path) can be obtained, and thereafter the same sorting process can be continued.
As described above, when N pieces of received data are input, the path metric value is the smallest among the four paths with the minimum path metric value (minimum error) reaching each of the states a, b, c, and d when k = N. And the decoded data is output based on the path. FIG. 20 shows the shortest path to each state a to d at each time k (= 1 to 5) when the received data is 1110 00 11 11, and the numerical value on the line is a path metric value. At the time of data input when k = 5, the path metric value of the path reaching the state c is minimum. Therefore, when the traceback process is performed along the path from the state c at the time point of k = 5, data 11001 is obtained, which becomes decoded data. The above decoding algorithm is the Viterbi algorithm.
K = n end The path metric value of state a (= state 0) at the time of data input of 0 (N end ), And the maximum path metric value among the states a to d is a max (N end ), The smallest path metric value for each state is a min (N end ), The smaller the error in the encoded data, the more a 0 (N end )> A min (N end ) Has a remarkable characteristic. That is, the smaller the error in the encoded data, the a 0 (N end ) Is larger and a min (N end ) Has a smaller characteristic. For this reason, [a max (N end -A min (N end )] 0 (N end -A min (N end )] Increases. From this characteristic,
S (n end ) =-10 log [{a 0 (n end ) −a min (n end )} / {A max (n end ) −a min (n end )}] [DB] (1)
S (n given by end ) The value decreases with fewer errors. In BTFD processing, this S (n end ) Value is used. The BTFD processing will be described in detail with reference to FIG. 21, but generally, the following processing is performed step by step. That is,
(A) A plurality of bit rate candidates are designated.
(B) The order of decreasing bit rate (n end Viterbi decoding is performed in the ascending order), Add-Compare-Select (hereinafter, ACS) processing is performed to obtain a path metric value, and S (n) is obtained from Equation (1) using the path metric value. end ).
(C) S (n end ) And the threshold value D are determined.
(D) S (n end ) Is smaller than the threshold value D, the traceback process is performed from the state in which the path metric value is minimum at the final bit position.
(E) A CRC check is performed on the decoded data obtained by the traceback process.
(F) If the CRC check is OK, this S (n end ) And Smin which is the minimum value so far.
Steps (b) to (f) are performed for the number of bit rate candidates, and the CRC check result is OK and finally the most probable one, that is, S (n end ) Selects the lowest bit rate candidate. It is determined that the number of bits of each class in this bit rate candidate is the number of bits representing the speech code of each class. However, as a result of (c), S (n end ) Is larger than the threshold value D, that is, when the probability is low, the processes (d), (e), and (f) are not performed.
FIG. 21 is a BTFD processing flow.
Since the bit rate candidates (FIG. 10) are specified by the host application, numbering is performed in ascending order of class A bit rate (number of bits per unit time), and n end = 1, 2, 3,. . . (Step 101). Then n end = 1, Smin = D, n end It initializes with '= 0 (step 102).
After that, n end ACS processing is performed up to the position (step 103), and S (n end ) Is calculated (step 104). S (n end ) Is obtained, this S (n end ) And a threshold value D are determined (step 105).
S (n end ) ≦ D if n end Traceback processing is performed from the state where the position path metric value is minimum (step 106). Next, a CRC check is performed on the decoded data obtained by the traceback process (step 107). If the CRC check is OK, this S (n end ) And Smin which is the minimum value so far (step 109).
Smin> S (n end ) Smin = S (n end ) And update the minimum value as n end ′ ＝ n end As n at that time end That is, the number of bits of the speech code in class A is stored (step 110). After that, n end Checks if is the last candidate (step 111), otherwise n end = N end +1 for n end (Step 112), and the processing after step 103 is repeated.
On the other hand, in step 105, S (n end )> D, or if the CRC check is NO in step 108, or Smin ≦ S (n end ), The process of step 111 is performed.
N for all candidates end If the above process is repeated for step 111, “YES” in step 111, n end It is checked whether '= 0 (step 113). If "YES", an error is output (step 114). But n end If not = 0, the n end It is determined that ′ is the class A bit rate (number of bits) in the most probable bit rate combination and output (step 115). Thereafter, bit rates (number of bits) of other classes are obtained with reference to the bit rate combination candidates in FIG.
FIG. 22 is a configuration diagram of a receiving-side channel codec unit that executes BTFD processing. A separation / combining unit (not shown) creates data of each class of TTI = 20 ms by combining the data separated for each class from the multiplexed data for each class. The reception data memory unit 22a receives and holds data of each class of TTI = 20 ms. The Viterbi decoding unit 22 b includes an ACS operation / path metric memory / path memory unit 31, a traceback unit 32, and a post-traceback memory 33. The path memory stores four paths with the minimum path metric values reaching the states a, b, c, and d at each time point k, and the path metric memory stores the path metric values of each path. is there. In the example of k = 5 in FIG.
The path to state a is 11100, the path metric value is 2,
The path to state b is 11110, the path metric value is 3,
The path to state c is 11001, the path metric value is 1,
The path to state d is 11111, the path metric value is 3,
It is. The traceback unit 32 determines a path having the minimum path metric value from the four paths reaching the states a, b, c, and d, and performs a traceback process along the path to obtain decoded data. After the traceback, the data is stored in the memory 33.
The Viterbi decoder is n for class A end Viterbi decoding processing is performed on the data up to the position. For the B and C classes, since the data length is unknown, Viterbi decoding processing up to the end position is performed, and at the time point k corresponding to each data length candidate, the path metric values respectively reaching the states a, b, c, and d are obtained. The minimum four paths are stored in the path memory, and the respective path metric values are stored in the path metric memory.
The CRC calculation unit 22c performs a CRC check calculation based on the decoding result of class A. The post-CRC check memory 22d corresponds to the reception buffer 15 in FIG. 9, and stores class A decoded data (voice code) when the CRC check is OK and Smin is reached. The traceback unit obtains the path with the smallest path metric value from the four paths at time k corresponding to the number of bits of classes B and C determined by the BTFD process, and performs the traceback process along the path. The speech codes of the classes B and C are acquired and stored in the memory 22d after the CRC check calculation.
The BTFD control unit 22e performs BTFD processing according to the flow of FIG. 21 to determine the number of bits of the speech code of each class, and the candidate rate setting / holding unit 34 notifies from the upper layer (upper application) 41 A plurality of candidate bit rate candidates are held, and a predetermined bit rate is set in the reception data memory unit 22a.
The upper layer (upper application) 41 notifies the BTFD control unit 22e of voice candidate rate information (class A, B, and C bit lengths shown in FIG. 10) in advance, and notifies the candidate rate setting / holding unit 34. Candidate rate information (bit rate combination information) is held.
On the other hand, the received data of each class separated by a separating unit (not shown) is held in the received data memory unit 22a, and the candidate rate setting / holding unit 34 of the BTFD control unit 22e is a bit rate of class A in a plurality of bit rate combination candidates. Are set in the received data memory unit 22a in ascending order.
The received data memory unit 22a that has received the bit rate inputs the received data of class A having the number of bits corresponding to the bit rate to the ACS calculation / path metric memory / path memory unit 31 of the Viterbi decoding unit. The ACS calculation / path metric memory / path memory unit 31 performs an ACS calculation, holds a path metric value as a result of the calculation in a built-in path metric memory, and a maximum path metric value a max (N end ), Minimum path metric value a min (N end ), Path metric value a of state a (state 0) 0 (N end ) Are respectively notified to the BTFD control unit 22e.
The BTFD control unit 22e uses S (n end ) And S (n end ) And the threshold value D. As a result, if it is determined that the traceback is to be performed, the traceback activation information is input to the traceback unit 32. As a result, the traceback unit 32 performs traceback, and n end The decoding result up to the position is stored in the memory unit 33 after the trace back.
Thereafter, the reception data memory unit 22a converts the class B and class C reception data of the number of bits according to the bit rates of the classes B and C in the combination of the maximum rates (frame type 1110 in the example of FIG. 10) to the Viterbi decoding unit 22b. The Viterbi decoding unit 22b performs Viterbi decoding processing and stores the obtained path in the path memory unit. That is, as described above, at the time point k corresponding to each data length candidate, the four paths with the minimum path metric values reaching the states a, b, c, and d are stored in the path memory, and the respective path metrics are stored. Store the value in path metric memory.
When the class A decoding is completed, the memory unit 33 after the traceback indicates the decoding result corresponding to the number of bits of class A + the number of CRC check codes indicated by the bit rate combination information notified from the BTFD control unit 22e to the CRC calculation unit 22c. input. The CRC calculation unit 22c performs a CRC check calculation and notifies the BTFD control unit 22e of the CRC check result. Based on the CRC check result, the BTFD control unit 22e follows Smin and S (n end ) And Smin> S (n end ), Smin, n end 'Update the value. CRC check is OK and Smin> S (n end If the above condition is satisfied, the decoding result obtained by deleting the CRC check code is stored in the memory 22d after the CRC calculation in place of the decoding result obtained so far. Thereafter, if the BTFD control unit 22e performs the above processing for the class A for the bit rate combination candidates, the n at that time end 'Recognizes that the number of bits corresponding to the value is the number of bits of a class A speech code. N end 'The class A speech code data of the number of bits corresponding to the value is already stored in the memory 22d after the CRC calculation.
Next, the BTFD control unit 22e identifies the number of bits of speech codes of class B and C from the bit rate combination candidate table (FIG. 10) and the number of bits of class A. Thereafter, the BTFD control unit 22e activates the traceback unit 32, and the traceback unit has the minimum path metric value among the four paths at the time point k corresponding to the bit lengths of the classes B and C from the path memory unit. And a traceback process is performed along the path to acquire the speech codes of the classes B and C, which are stored in the memory 22d after the CRC calculation via the CRC calculation unit 22c. After the CRC calculation, the memory 22d has the voice codes of class A, B, and C ready, and sends these voice codes to the voice codec unit 1 as one logical channel. The voice codec unit 1 restores the voice signal from the received voice code. .
In the conventional BTFD processing according to the 3GPP standard, as apparent from the processing flow of FIG. 21, Viterbi decoding processing and CRC check calculation are performed in the order of bit rate, that is, data length, and finally all bit rate combination candidates are obtained. After the processing, the most probable data length of each class of speech code is determined, and the speech code data of each class is cut out from the received data and input to the speech codec section. However, in this conventional method, since all rate candidates are calculated each time, there is a problem that the amount of processing becomes very large and the current consumption increases.
In the conventional BTFD processing sequence, it is assumed that a CRC check OK occurs even with a data length different from the true speech code. Therefore, detection processing is performed for all candidates, and the speech of each class is based on the better characteristics. The bit length of the code is determined. However, the probability that a CRC check is OK other than the true data length that is originally transmitted is 2 if CRC−SIZE = 12 bits. -12 Therefore, the improvement in characteristics by this treatment must be considered to be minute.
Considering three cases where the bit rate combination candidates are for silence, background noise, and 12.2k voice data, 12.2k voice data continues to some extent during a call. Nevertheless, in the conventional sequence, the Viterbi decoding process and CRC check calculation are performed in the order of silence, background noise, and 12.2k audio data (in order of decreasing rate) every time. Since it is detected and received, there is a problem that the processing amount is large and the current consumption increases.
Further, in the conventional BTFD processing sequence, the decoding results of each class after Viterbi decoding, traceback processing, and CRC calculation are temporarily stored in the memory 22d after CRC calculation. As described above, in the conventional BTFD processing sequence, both the memory part after the traceback and the memory after the CRC calculation are required, so that there is a problem that the number of memories to be used becomes very large.

以上より本発明の目的は、BTFD処理の処理量及び消費電流を減少でき、しかも、これらを減少しても正しく各クラスの音声符号のビット数を識別し、各クラスの音声符号を正しく分離して音声コーデック部に入力できるようにすることである。
本発明の別の目的は、BTFD処理に使用するメモリ数を減少でき、しかも、使用メモリ数を減少しても正しく各クラスの音声符号のビット数を識別できるようにすることである. From the above, the object of the present invention is to reduce the processing amount and current consumption of BTFD processing, and even if these are reduced, the number of bits of each class of speech code is correctly identified, and the speech code of each class is correctly separated. To enable input to the audio codec.
Another object of the present invention is to reduce the number of memories used for BTFD processing, and to correctly identify the number of bits of speech codes of each class even when the number of used memories is reduced.

上記課題は、本発明によれば、誤り検出用データを含む可変長のデータで変調された信号を受信し、復調する受信手段と、複数のデータ長の候補を順に選択し、復調した信号について該選択したデータ長分だけ抽出して、前記誤り検出用データを用いて誤り検出を行う誤り検出手段と、該誤り検出手段により誤りを検出しなかった場合のデータ長の候補を前記可変長のデータ長として判定する判定手段とを備え、前記判定手段は、前記誤り検出手段により誤りを検出しなかった最初のデータ長の候補を前記可変長のデータ長として判定する受信装置ことにより達成される。
前記可変長のデータは、通話音声に基いて順次生成された、異なるデータ長を有する有音データ、無音データ、背景雑音データのいずれかと、誤り検出用データとを含むデータからなり、前記誤り検出手段は、前記判定手段により判定した可変長のデータ長の候補を後続して受信した次の可変長のデータについて最初に選択するデータ長の候補とする。
前記可変長のデータは、通話音声に基いて所定の規則で順次生成された、異なるデータ長を有する有音データ、無音データ、背景雑音データのいずれかと、誤り検出用データとを含むデータからなり、前記誤り検出手段は、前記判定手段により判定した可変長のデータ長の候補の履歴と前記所定の規則とを参照して、次の可変長のデータについて選択するデータ長の候補の順番を決定する。 According to the present invention, the above-described problem is that a receiving means for receiving and demodulating a signal modulated with variable-length data including error detection data, a plurality of data length candidates are sequentially selected, and the demodulated signal is An error detection means for extracting the selected data length and detecting an error using the error detection data, and a data length candidate when no error is detected by the error detection means Determining means for determining as a data length, and the determining means is achieved by a receiving apparatus that determines, as the variable length data length, a candidate for the first data length for which no error has been detected by the error detecting means. .
The variable length data includes data including one of voice data, silence data, background noise data having different data lengths, and error detection data, which are sequentially generated based on a call voice, and the error detection. The means uses the variable length data length candidate determined by the determination means as the data length candidate that is first selected for the next variable length data received subsequently.
The variable-length data includes data including any one of voice data, silence data, background noise data having different data lengths, and error detection data, which are sequentially generated according to a predetermined rule based on a call voice. The error detection means determines the order of data length candidates to be selected for the next variable length data with reference to the variable length data length candidate history determined by the determination means and the predetermined rule. To do.

本発明によれば、BTFD処理の処理量及び消費電流を減少でき、しかも、これらを減少しても正しく各クラスの音声符号のビット数を識別し、各クラスの音声符号を正しく分離して音声コーデック部に入力できる。
又、本発明によれば、BTFD処理に使用するメモリ数を減少でき、しかも、使用メモリ数を減少しても正しく各クラスの音声符号のビット数を識別できる。
又、本発明によれば、各クラスの音声符号のビット数が送信時間間隔TTI毎に変化しても各クラスのデータを記憶するメモリの先頭アドレスを一定にして先頭アドレスの制御を容易にすることができる。 According to the present invention, the processing amount and current consumption of BTFD processing can be reduced, and even if these are reduced, the number of bits of each class of speech code is correctly identified, and the speech code of each class is correctly separated to generate speech. Can be input to the codec section.
Further, according to the present invention, the number of memories used for BTFD processing can be reduced, and even if the number of used memories is reduced, the number of bits of speech codes of each class can be correctly identified.
In addition, according to the present invention, even if the number of bits of the speech code of each class changes at every transmission time interval TTI, the start address of the memory storing the data of each class is made constant and the start address can be easily controlled. be able to.

本発明のW−CDMAシステムにおける移動端末の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the mobile terminal in the W-CDMA system of this invention. 送信側チャネルコーデック部及び受信側チャネルコーデック部の処理説明図である。It is processing explanatory drawing of a transmission side channel codec part and a reception side channel codec part. 送信側チャネルコーデック部における各クラスのデータフォーマット及び多重データ構成説明図である。It is a data format and multiplex data structure explanatory drawing of each class in a transmission side channel codec part. 受信側チャネルコーデック部における各クラスの音声符号分離動作説明図である。It is a voice code separation operation explanatory diagram of each class in the receiving side channel codec section. 本発明のBTFD処理を実行する受信側チャネルコーデック部及びBTFD制御部の構成図である。It is a block diagram of the receiving side channel codec part and BTFD control part which perform the BTFD process of this invention. 本発明の第１実施例のBTFD処理フローである。It is a BTFD processing flow of 1st Example of this invention. 本発明の第２実施例のBTFD処理フローである。It is a BTFD processing flow of 2nd Example of this invention. 本発明の第３実施例のBTFD処理フローである。It is a BTFD processing flow of 3rd Example of this invention. 従来の移動局の構成図である。It is a block diagram of the conventional mobile station. ３ＧＰＰ規格における音声フォーマット（クラスＡ〜Ｃのビットレート）説明図表である。It is an audio format (bit rates of classes A to C) explanatory chart in the 3GPP standard. 背景雑音フレームの挿入説明図である。It is insertion explanatory drawing of a background noise frame. 復号処理された後におけるTTI＝20msの各クラスのデータ構成である。It is a data structure of each class of TTI = 20 ms after being decoded. 畳み込み符号器の例である。It is an example of a convolutional encoder. 畳込み符号器の入出力関係説明図である。It is input-output relation explanatory drawing of a convolutional encoder. 畳込み符号器の状態説明図である。It is state explanatory drawing of a convolutional encoder. 畳込み符号器の状態と入出力関係図である。It is a state of a convolutional encoder and an input / output relationship diagram. 格子状表現説明図である。It is lattice-like expression explanatory drawing. 畳込み符号の復号化の説明図である。It is explanatory drawing of decoding of a convolutional code. ビタビ復号説明図である。It is Viterbi decoding explanatory drawing. 任意の時点ｋにおける各状態のエラー最小パスの説明図である。It is explanatory drawing of the error minimum path | pass of each state in the arbitrary time k. 従来のBTFD処理フローである。It is a conventional BTFD processing flow. BTFD処理を実行する従来の受信側チャネルコーデック部の構成図である。It is a block diagram of the conventional receiving side channel codec part which performs BTFD processing.

・発明の開示
本発明の第１は、BTFD処理においてCRCチェックOKを検出した時、それ以降のBTFD処理を停止し、CRCチェックOK時のビットレート組み合わせにおける各クラスのビットレートに基いて各クラスの音声符号のビット数を決定し、該ビット数に基いて受信データより各クラスの音声符号を分離して音声コーデック部に入力する。このようにすれば、BTFD処理の処理量及び消費電流を減少でき、しかも、これらを減少しても各クラスの音声符号のビット数を識別し、各クラスの音声符号を正しく分離して音声コーデック部に入力できる。
3GPP規格ではクラスＡに付加するCRCチェック符号のサイズは１２ビットと規定されており、このサイズのCRCチェックにより２１２ビット中１ビット以上の誤りを検出することが可能である。図１０の全てのビットレート組み合わせにおいて、クラスＡのビットレートは０〜８１bitであり２１２ビットと比較すると非常に小さい。このため、CRCチェックOKであったビットレートが駄目で、別のビットレートが正解となる確立は非常に小さい。
本発明の第２は、BTFD処理においてCRCチェックOKとなるまでビットレートの小さい順にビタビ復号、CRCチェック演算を行う。しかし、CRCチェックOKとなってクラスＡのビットレートが確定した時は、そのときのビットレート組み合わせを送信時間間隔TTIの間保持し、次のTTI経過後のBTFD処理をこの記憶してあるビットレートの組み合わせにおけるクラスＡのビットレートから開始する。このようにすれば、短時間で各クラスのビット長が判別する確率が大きく、BTFD処理の処理量及び消費電流を減少でき、しかも、これらを減少しても各クラスの音声符号のビット数を識別し、各クラスの音声符号を正しく分離して音声コーデック部に入力できる。
各クラスの音声符号のビット数は、送信側の音声コーデックにより決定される。ところで、音声通話であれば有音部分（12.2kbpsレート）と無音部分はそれぞれ数十秒単位で連続するのが普通であり、音声符号のTTI単位は20msである。このため、音声通話の有音部分／無音部分の変化の間隔は、TTI単位に対して長く、現TTIと次TTIでレートが変化する確率は、変化しない確率に比べて低いことになる。そのため、第２の発明は、ビットレートが確定したら次TTIでも同じビットレートでBTFD処理を行えば、その時点でCRCチェックOKとなり、ビットレートが確定する確率が高くなることを利用するものである。
本発明の第３は、無音状態をカウントし、過去に連続して７回の無音状態を検出すれば、次のTTIでは背景雑音に応じたビットレートからBTFD処理を開始する。これは3GPP音声コーデックの仕様によれば、8×TTIの無音状態において１つの背景雑音を挿入するように定義されているからである。このようにすれば、BTFD処理の処理量を減少できる。
本発明の第４では、BTFD処理により確定したフレームタイプ情報（各クラスのビットレートの組み合わせ）を、BTFD制御部から音声コーデック部に通知し、音声コーデック部がこのフレームタイプ情報をもとに、クラスＡの音声符号をCRC演算後メモリから読み出し、クラスＢ，Ｃの音声符号はトレースバック後メモリから読み出す。このようにすれば、CRC演算後メモリにクラスＢ，Ｃの音声符号を保持する必要がなくなり、使用メモリ数を減少できる。なお、CRC演算後メモリを削除し、音声コーデック部が通知されるフレームタイプ情報をもとに、クラスＡ，Ｂ，Ｃの音声符号をトレースバック後メモリから読み出すように構成することもできる。このようにすれば、CRC演算後メモリを削除できるためますます使用メモリ数を減少できる。
（Ａ）W−CDMAシステムにおける移動端末の構成
図１は本発明のW−CDMAシステムにおける移動端末の概略構成図であり、入力音声信号を符号化すると共に、音声符号を音声信号に復元して出力する音声コーデック部５１、音声符号に誤り訂正符号化処理（チャネルエンコード処理）を施して出力する送信側チャネルコーデック部５２、送信データを拡散変調する変調部５３、拡散変調されたベースバンド信号を高周波信号に変換して送信アンテナANTTより送信する送信部５４、受信アンテナANTRにより受信した受信信号をベースバンド信号に復調する受信部６１、ベースバンド信号を逆拡散する復調部６２、逆拡散された受信データに誤り訂正復号処理（チャネルデコード処理）を施し、復号された音声符号を音声コーデック部５１に入力する受信側チャネルコーデック６３、BTFD制御を行う制御プロセッサー（BTFD制御部）７１を有している。
音声コーデック部５１はAMR音声符号化方式により音声信号をTTI＝20ms毎に符号化し、得られた音声符号をクラスＡ〜Ｃの３つに分け、それぞれを所定のビットレートに応じたビット長で表現し、各クラスの音声符号を３つのトランスポートチャネルTrCHで送信するように送信側チャネルコーデック部５２に入力する。呼接続時に基地局は発信端末及び着信端末にそれぞれ各クラスＡ〜Ｃのビットレートの組み合わせ候補を複数（図１０参照）通知すると共に、どの組み合わせのビットレートで音声符号を送信するのかを指示する。音声コーデック部５１は該指示された組み合わせの各クラスのビットレートに応じたビット数で音声符号を表現してチャネルコーデック部５２に入力する。
送信側チャネルコーデック部５２は、クラスＡの音声符号に一定長のCRCチェックコードを付加し、ついで、各クラスＡ〜ＣのTTI＝20msの音声符号にビタビ符号化処理を施して符号化し、レートマッチングしてからフレーム単位（10ms単位）に分割し、10ms毎に各クラスの誤り訂正符号化処理が施された音声符号データをクラスＡを先頭にして多重し、変調部５３、送信部５４を介して送信する。
受信チャネルコーデック部６３は受信部６１、復調部６２を介して入力する多重データより、フレーム毎（10ms毎）にクラスＡ〜Ｃのデータを所定間隔で分離すると共に、各クラスの10msの受信データを２つ結合して送信時間間隔TTI＝20msのデータにし、しかる後、クラスＡ〜Ｃのデータに誤り訂正復号処理を施して元のクラスＡ〜Ｃの音声符号データを復号し、音声コーデック５１に入力する。この際、受信チャネルコーデック部６３は各クラスの所定ビット長の音声符号データを正しく分離して音声コーデック部に入力する必要がある。このため、BTFD制御部７１はBTFD処理により各クラスの音声符号データのビット長を識別し、受信チャネルコーデック部６３は識別されたビット長の各クラスの音声符号データを復号結果から切り取って音声コーデック部５１に入力する。なお、BTFD処理において受信チャネルコーデック部６３はクラスＡの復号データに対してCRCチェック演算を行い、BTFD制御部７１はCRCチェック結果に基づいて各クラスの音声符号データのビット長を識別する。
（Ｂ）送信側／受信側チャネルコーデック部の処理
図２は送信側チャネルコーデック部５２及び受信側チャネルコーデック部６３の処理説明図である。音声コーデック部５１からの各クラスＡ〜Ｃの音声符号データは、送信側チャネルコーデック５２に入力する。送信側チャネルコーデック５２はクラスＡの音声符号データに、CRCチェックビットを付加し（ステップ２０１）、ついで、各クラスの音声符号データにビタビ符号化処理を施す（ステップ２０２）。しかる後、送信側チャネルコーデック５２は、符号化した各クラスのデータに１ｓｔインタリーブ処理を行ない（ステップ２０３）、その後レートマッチング操作（各TrCHの許容レートに収まるようにデータの伸縮操作）を行なう（ステップ２０４）。送信側チャネルコーデック５２はレートマッチング処理を行なった各クラスの符号化データを10ms毎に分割し、10ms毎に各クラスの符号化データをクラスＡが先頭となる順番で多重化（ステップ２０５）、この多重データに２ｎｄインタリーブ処理を施して（ステップ２０６）、変調部（MO部）５３へ入力する。変調部５３はQPSＫ拡散およびQPSＫ変調を行い、送信部５４はRF信号に変換してアンテナより送信する。尚、レートマッチングは伸縮率に制限があり、許容レートに満たない場合は、その部分に所定のデータが挿入され、そのデータの挿入区間では送信を行わないこととする。図１２のＡ３のエンプティ期間に対応する。
受信に際して、受信部６１はRF信号からベースバンド信号に変換し、復調部（DEM部）６２はQPSＫ復調およびQPSＫ逆拡散／レーク合成して受信データを復調し、復調データを受信側チャネルコーデック部６３に入力する。受信側チャネルコーデック部６３は、受信した多重データに２ｎｄデインタリーブ処理を施し（ステップ２０７）、ついで、10msデータ毎に受信した多重データをクラスＡ〜Ｃ毎に分離した10msデータをクラス毎に結合してTTI＝20msのデータを生成する（ステップ２０８）。以後、受信側チャネルコーデック部６３は、クラス毎に受信データに１ｓｔデインタリーブ処理を行ない（ステップ２０９）、ビタビ復号処理を施して復号し（ステップ２１１）、復号後、クラスＡの復号データにCRCチェック処理を施し、BTFD制御にしたがって該CRCチェック結果に基づいて各クラスの音声符号データのビット長を識別し（ステップ２１２）、該ビット長に基いて各クラスの音声符号を音声コーデック部５１に入力する。
（Ｃ）各クラスのデータフォーマット及び多重／分離動作
図３は送信側チャネルコーデック部における各クラスのデータフォーマット及び多重データ構成説明図である。音声コーデック部５１はAMR音声符号化方式により音声信号をTTI＝20ms毎に符号化し、得られた音声符号をクラスＡ〜Ｃの３つに分け、それぞれを所定のビットレート、例えば、図１０に示す最大レートのフレームタイプ１１１０に応じたビット長（クラスＡ：８１ビット、クラスＢ：１０３ビット、クラスＣ：６０ビット）で表現し、各クラスの音声符号を送信側チャネルコーデック部５２に入力する（（ａ）参照）。
送信側チャネルコーデック部５２は、クラスＡの音声符号に一定長、例えば12ビットのCRCチェックコードを付加し（（ａ））、ついで、TTI＝20msの各クラスの音声符号にビタビ符号化処理、インタリーブ処理、レートマッチング処理を施して符号化データを発生する（ｂ）、（ｃ）参照）。畳み込み符号化処理、レートマッチング処理により各クラスのビット長は８１′、１０３′、６０′に増大する。畳み込み符号の符号化率をｎとすれば各クラスの符号化データの長さは元の長さのｎ倍＋α（αはレートマッチングにより増減する量である）となる。
TTI＝20msの各クラスの符号化データは、実際には10ms毎に分割され、10ms毎にクラスＡを先頭にして多重するが、分割しないものとすれば、（ｄ）に示すように各クラスの符号化データを隙間なく多重する。すなわち、最大レートの組み合わせ候補に応じたビット数で各クラスの音声符号を表現する場合には、隙間なく各クラスの符号化データを多重する。尚、最大レートの組み合わせ候補における各クラスの符号化データ長８１′，１０３′，６０′は既知の値である。最大レート以外のレートの組み合わせ候補、例えばフレームタイプ０１１０の組み合わせに応じたビット数（クラスＡ：６５ビット、クラスＢ：９９ビット、クラスＣ：４００ビット）で各クラスの音声符号を表現する場合、各クラスの符号化データ長６５′，９９′，４０′は最大符号化データ長８１′，１０３′，６０′に満たない。かかる場合は、（ｅ）の斜線で示すように満たない分送信しない区間を示すデータを挿入する。このようにすることにより、受信側において各クラスのデータを容易に分離することが可能になる。ところで、実際には、前述のように、TTI＝20msの各クラスの符号化データは、10ms毎に前半と後半に分割され、10ms毎にクラスＡを先頭にして多重する。従って、（ｅ）に示すフレームタイプ０１１０の組み合わせの場合、（ｆ）に示すように各クラスＡ〜Ｃの符号化データは10msの前半と後半に分割され、（ｇ）に示すように10ms毎にクラスＡを先頭にして多重されて送信される。
図４は受信側チャネルコーデック部における各クラスの音声符号分離動作説明図である。受信チャネルコーデック部６３は、受信部６１、復調部６２を介して入力する多重データ（（ａ）参照）より10ms毎にクラスＡ〜Ｃのデータを既知の所定長で分離し、（ｂ）に示すように各クラスの10msの受信データを２つ結合して送信時間間隔TTI＝20msのデータを生成する。しかる後、受信側チャネルコーデック部６３はクラスＡ〜Ｃのデータにビタビ復号処理を施して元のクラスＡ〜Ｃの音声符号データを復号し、音声コーデック５１に入力する（（ｃ）、（ｄ）参照）。この際、BTFD処理により各クラスの音声符号データのビット長を識別し、識別されたビット長に基いて雑音等によるデータ部分（斜線部分）を除去した各クラスの音声符号データを復号結果から取り出して音声コーデック部５１に入力する。
（Ｄ）BTFD処理を実行する受信側チャネルコーデック部の構成
図５は本発明のBTFD処理を実行する受信側チャネルコーデック部及びBTFD制御部の構成図である。
受信側チャネルコーデック部６３の復号前処理部６３ａは、図２で説明した2ndインタリーブ処理２０７、クラス毎の分割＆結合処理２０８、1stデインタリーブ処理２０９を実行する。受信データメモリ部６３ｂは、復号前処理部６３ａから出力するTTI＝20msの各クラスのデータを保存する。この場合、受信データメモリ部６３ｂは、図４（ｂ）に示すように既知の最大レートに応じた符号化データ長に満たない部分（斜線部）にはパディングデータが埋め込まれた状態で各クラスのTTI＝20msのデータを記憶する。
ビタビ復号部６３ｃは、ACS演算／パスメトリックメモリ／パスメモリ部６３ｃ−１、トレースバック部６３ｃ−２、トレースバック後メモリ６３ｃ−３を備え、Ａクラスについてはnend位置までのデータ部分に対してビタビ復号処理を施し、Ｂ，Ｃクラスについてはデータ全体にビタビ復号処理を施し、各時点におけるパスをパスメモリに保存する。すなわち、Ｂ，Ｃクラスについてはデータ長が判らないため末尾位置までのビタビ復号処理を行い、各データ長候補に対応する時点ｋにおいて、状態ａ，ｂ，ｃ，ｄにそれぞれ至るパスメトリック値が最小の４本のパスをパスメモリに記憶し、それぞれのパスメトリック値をパスメトリックメモリに記憶する。
CRC演算部６３ｄはＡクラスの復号結果に基づいてCRCチェック演算を行う。CRCチェック演算後メモリ６３ｅは、CRCチェックOKとなり、且つ、BTFD処理においてSminとなったときのクラスＡの復号データ（音声符号）を記憶する。
BTFD制御部７１は後述するフローにしたがってBTFD処理を行って各クラスの音声符号のビット数を決定するもので、候補レート設定／保持部７２、CRCチェックOK検出＆レート決定制御部７３、確定レート保持＆レート決定制御部７４、無音フレームカウント＆レート決定制御部７５，フレームタイプ通知手段７６を有している。
候補レート設定／保持部７２は上位レイヤ（上位アプリケーション）８１より通知される複数のビットレート候補（図１０参照）を保持すると共に、受信データメモリ部６３ｂにクラスＡのビットレートを小さい順に順次設定する。
CRCチェックOK検出＆レート決定制御部７３は、ビットレート組み合わせ候補を順次変更してクラスＡのビット長を小さい順に切り替え、CRCチェックOKを検出した時のビットレート組み合わせ候補に基いて各クラスのビット長を決定する。
確定レート保持＆レート決定制御部７４は、CRCチェックOKが検出されて各クラスのビットレートが確定したとき、その時のビットレート組み合わせ候補を１送信時間間隔TTIの間保持し、TTI時間経過後の次のビットレート決定処理において、その記憶したビットレート組み合わせ候補におけるクラスＡのビットレートでBTFD処理を開始して各クラスのビット長を決定する。
無音フレームカウント＆レート決定制御部７５は、無音フレームを検出した場合に無音フレーム連続数をカウントし、７回に達したら背景雑音に応じたビットレート組み合わせ候補のクラスＡのビットレートでBTFD処理を開始して各クラスのビット長を決定する。
フレームタイプ通知手段７６はBTFD処理により各クラスのビットレートを決定したとき、その時のビットレート組み合わせ候補を特定するフレームタイプ情報を音声コーデック部５１に通知する。これにより、音声コーデック部５１は、該フレームタイプ情報、すなわち、各クラスのビット長をトレースバック部６３ｃ−２に入力して該トレースバック部を起動する。トレースバック部６３ｃ−２はパスメモリ部から、クラスＢ，Ｃのビット長に相当する時点ｋにおける４本のパスのうちパスメトリック値が最小のパスを求め、該パスに沿ってトレースバック処理を行って該クラスＢ，Ｃの音声符号を取得しCRC演算部２２ｃ経由でCRC演算後メモリ２２ｄに格納する。音声コーデック部５１は、CRC演算後メモリ２２ｄにクラスＡ，Ｂ，Ｃの音声符号がそろったところで、これら音声符号を取り込んで音声符号より音声信号を復元する。
（Ｅ）本発明のBTFD処理の第１実施例
図６は本発明の第１実施例のBTFD処理フローである。第１実施例のBTFD処理ではCRCチェックOKを検出した時、それ以降のBTFD処理を停止し、CRCチェックOK時のビットレート組み合わせにおける各クラスのビットレートに基いて各クラスの音声符号のビット数を決定し、該ビット数に基いて受信データより各クラスの音声符号を抽出して音声コーデック部に入力する。
BTFD制御部７１は、上位アプリケーション８１よりビットレートの候補（図１０）が指定されるから、クラスＡのビットレート（単位時間当たりのビット数）の小さい順に番号付けし、nend＝１，２，３，．．．とする（ステップ３０１）。ついで、nend＝１、Smin＝Ｄ、nend′＝０と初期化する（ステップ３０２）。
しかる後、nend位置までACS処理を行い（ステップ３０３）、（１）式によりＳ（nend）を計算する（ステップ３０４）。Ｓ（nend）が求まれば、このＳ（nend）と閾値Ｄとの大小判断を行う（ステップ３０５）。
Ｓ（nend）≦Ｄであれば、nend位置のパスメトリック値が最小の状態から、トレースバック処理を行う（ステップ３０６）。ついで、トレースバック処理により得られた復号データに対してCRCチェックを行う（ステップ３０７）。CRCチェックがOKであれば（ステップ３０８）、そのときのnendが最も確からしいビットレートの組み合わせにおけるクラスＡのビットレート（ビット数）と判定し、出力する（ステップ３０９）。以後、図１０のビットレートの組み合わせ候補を参照して他のクラスのビットレート（ビット数）を求める。
一方、ステップ３０５において、Ｓ（nend）＞Ｄであれば、あるいは、ステップ３０８において、CRCチェックがＮＯであれば、ステップ３１０の処理を行う。ステップ３１０では全候補のnendについて上記処理を行ったかチェックする（ステップ３１０）。
CRCチェックOKとなることなく全候補のnendについて上記処理を繰り返せば、ステップ３１０において「YES」となるからエラー出力する（ステップ３１１）。しかし、全候補のnendについて上記処理が終了してなければnendを歩進し（ステップ３１２）、ステップ３０３の処理を繰り返す。
以上のBTFD処理を考慮して受信動作を説明する。
上位レイヤ（上位アプリケーション）８１から、あらかじめ、各クラスのビットレートの組み合わせ候補が複数（図１０参照）、BTFD制御部７１に通知され、候補レート設定／保持部７２はこの通知された候補レート情報を保持する。かかる状態において、受信データメモリ部６３ｂは、復号前処理部６３ａで分離結合された各クラスのTTI＝20msのデータを記憶する。BTFD制御部７１の候補レート設定／保持部７２は、複数の候補レートの中からレートの小さい順にクラスＡのビットレートを受信データメモリ部６３ｂに設定する。
受信データメモリ部６３ｂは、受信したクラスＡについて設定レートに応じたビット数分順にビタビ復号部のACS演算／パスメトリックメモリ／パスメモリ部６３ｃ−１に入力する。ACS演算／パスメトリックメモリ／パスメモリ部６３ｃ−１はACS演算を行い、その演算結果であるパスメトリック値を内蔵のパスメモリに保持するとともに、最大パスメトリック値ａｍａｘ（nend）、最少パスメトリック値ａｍｉｎ（nend）、状態ａ（＝状態０）のパスメトリック値ａ０（nend）をそれぞれBTFD制御部７１に通知する。
BTFD制御部７１は、Ｓ（nend）の計算を行い、さらに、Ｓ（nend）と閾値Ｄとの比較を行う。その結果、トレースバックを行うと判断すれば、すなわち、Ｓ（nend）≦Ｄであれば、トレースバック部６３ｃ−２に対して、トレースバック起動情報を入力する。これによりトレースバック部６３ｃ−２にnend位置までの復号結果を保存する。
しかる後、あるいは、クラスＡのビタビ復号処理前に、受信データメモリ部６３ｂは、クラスＢ，Ｃの受信データをビタビ復号部６３ｃに入力し、ビタビ復号部６３ｃは復号結果をパスメモリ部に保存する。すなわち、ビタビ復号部６３ｃはＢ，Ｃクラスについてはデータ長が判らないため末尾位置までのビタビ復号処理を行い、各データ長候補に対応する時点ｋにおいて、状態ａ，ｂ，ｃ，ｄにそれぞれ至るパスメトリック値が最小の４本のパスをパスメモリに記憶し、それぞれのパスメトリック値をパスメトリックメモリに記憶する。
クラスＡの復号処理が終了すれば、トレースバック部６３ｃ−２はCRC演算部６３ｄにnend値に応じたビット数（クラスＡのビット数ＮＡ＋CRCチェック符号数）分の復号結果を入力する。CRC演算部６３ｄはCRCチェック演算を行い、CRCチェックがOKであれば、CRCチェック符号を削除した復号結果をCRC演算後メモリ６３ｅに保存し、その時のnend値に応じたクラスＡのビット数（ＮＡ）がクラスＡの真の音声符号のビット数であると認識する。
ついで、BTFD制御部７１は、ビットレート組み合わせ候補テーブル（図１０）とクラスＡのビット数とからビットレート組み合わせ候補を識別し、音声コーデック部５１に該ビットレート組み合わせ候補を特定するフレームタイプ情報を通知する。音声コーデック部５１は通知されたビットレート組み合わせ候補より各クラスの音声符号ビット数を識別し、該音声符号ビット数をトレースバック部６３ｃ−２に入力して該トレースバック部を起動する。トレースバック部６３ｃ−２はパスメモリ部から、クラスＢ，Ｃのビット長に相当する時点ｋにおける４本のパスのうちパスメトリック値が最小のパスを求め、該パスに沿ってトレースバック処理を行って該クラスＢ，Ｃの音声符号を取得しCRC演算部２２ｃ経由でCRC演算後メモリ２２ｄに格納する。音声コーデック部５１は、CRC演算後メモリ２２ｄにクラスＡ，Ｂ，Ｃの音声符号がそろったところで、これら音声符号を取り込んで音声符号より音声信号を復元する。
以上、第１実施例によれば、CRCチェックOKの時点でBTFD処理を終了できるため、BTFD処理の処理量を減少でき、結果的に消費電流を減少でき、しかも、これらを減少しても各クラスの音声符号のビット数を識別し、各クラスの音声符号を正しく分離して音声コーデック部に入力できる。
（Ｅ）本発明のBTFD処理の第２実施例
図７は本発明の第２実施例のBTFD処理フローであり、第１実施例の処理フローと同一処理には同一ステップ番号を付している。
第２実施例では、CRCチェックOKとなってクラスＡのビットレートが確定した時のビットレート組み合わせ候補を送信時間間隔TTIの間保持しておき、次のTTI経過後のBTFD処理を該記憶してあるビットレートの組み合わせ候補におけるクラスＡのビットレートから開始する。
通常、音声通話であれば有音部分（12.2kbpsレート）と無音部分はそれぞれ数十秒単位で連続するのが普通であり、音声符号のTTI単位は20msである。このため、音声通話の有音部分／無音部分の変化の間隔は、TTI単位に対して長く、現TTIと次TTIでのレートが変化する確率は、変化しない確率に比べて低いことになる。そのため、第２実施例は、ビットレートが確定したら次TTIでも同じビットレートでBTFD処理を行えば、その時点でCRCチェックOKとなり、ビットレートが確定する確率が高くなることを利用するものである。
第１実施例の処理フローと異なる点は、各クラスのビットレートが確定したときにセットされるレート確定フラグを導入し、このレート確定フラグを用いてBTFD処理を行う点である。以下では、第１実施例と異なる処理を重点的に説明する。
まず、音声受信を開始する前にレート確定フラグをオフする。ついで、音声受信を開始し、レート確定フラグがオンかオフかを判別する（ステップ４０１）。初回はオフなので、第１実施例と同様にレートが小さい順からBTFD処理を行う（ステップ３０１〜３０９）。ステップ３０９において、クラスＡのビットレートが確定すれば、レート確定フラグをオンし（ステップ４１２）、その時のクラスＡのビットレート（TTI単位のビット長）、すなわち、nendを次TTIまで保持する（ステップ４１３）。この結果、次TTIでは、ステップ４１１においてレート確定フラグがオンとなっているため、前TTI時に保持したnendからACS演算を開始する。
一方、ステップ３０５においてＳ（nend）＞Ｄとなり確からしくないデータと判断した場合、レート確定フラグがオンであるかチェックし（ステップ４１４）、レート確定フラグがオンであればレート確定フラグをオフし（ステップ４１５）、ステップ４１１に戻り、以降の処理を繰り返す。又、ステップ４１１において、レート確定フラグがオフであれば、ステップ３１０の処理を行う。すなわち、ステップ３１０において全候補のnendについて上記処理を行ったかチェックする（ステップ３１０）。CRCチェックOKとなることなく全候補のnendについて上記処理を繰り返せば、ステップ３１０において「YES」となるからエラー出力する（ステップ３１１）。しかし、全候補のnendについて上記処理が終了してなければnendを歩進し（ステップ３１２）、ステップ４１１以降の処理を繰り返す。
また、ステップ３０８においてCRCチェックの結果OKでないと判明した場合、レート確定フラグがオンであるかチェックし（ステップ４１６）、レート確定フラグがオンであればレート確定フラグをオフし（ステップ４１５）、ステップ４１１に戻り、以降の処理を繰り返す。又、ステップ４１６において、レート確定フラグがオフであれば、ステップ３１０以降の処理を行う。
以上、第２実施例によれば、ビットレートが確定したら次TTIでも同じビットレートでBTFD処理を行うようにしたから、少ないBTFD処理で各クラスのビットレートを決定することができる。
（Ｆ）本発明のBTFD処理の第３実施例
図８は本発明の第３実施例のBTFD処理フローであり、第１、第２実施例の処理フローと同一処理部分には同一ステップ番号を付している。第３実施例では、無音状態をカウントし、過去に連続して７回の無音状態を検出すれば、次のTTIでは背景雑音のビットレートからBTFD処理を開始する。これは３ＧＰＰ音声コーデックの仕様によれば、8×TTIの無音状態において１つの背景雑音を挿入するように定義されているからである。このようにすれば、BTFD処理の処理量を減少できる。
音声受信を開始する前に無音フレーム数Ｕを０に初期化する。以後、音声受信を開始し、レート確定フラグがオフであれば（ステップ４１１）、第１実施例と同様にレートが小さい順からBTFD処理を行う（ステップ３０１〜３０９）。ステップ３０９において、クラスＡのビットレートが確定すれば、レート確定フラグをオンし（ステップ４１２）、その時のクラスＡのビットレート、すなわち、nendを次TTIまで保持する（ステップ４１３）。ついで、確定したnendが無音のビットレートであるかどうかの判断し（ステップ５０１）、無音でなければ、次のTTIになるのを待つ。一方、無音であれば、無音状態数Ｕをカウントアップし（Ｕ＝Ｕ＋１，ステップ５０２）、次のTTIになるのを待つ。
次TTIにおいて、レート確定フラグがオンであれば（ステップ４１１）、無音フレーム数Ｕが７回に達したかチェックする（ステップ５０３）。７回に達してなければ、nendを前TTIで確定したnendとしてステップ３０３以降の処理をおこない、７回に達していればnendを背景雑音とする（ステップ５０４）。その際、無音フレーム数Ｕを０に初期化し（ステップ５０５）、レート確定フラグをオフにし（ステップ５０６）、ステップ３０３以降の処理を行う。Ｕ＝０にし、レート確定フラグをオフにしたことにより、次TTIからはレートが小さい順に、つまり、無音のnendらBTFD処理が開始することになる。
以上では、本発明を移動端末に適用した場合について説明したが、固定端末にも適用できることは勿論である。
（Ｇ）発明の効果
以上本発明によれば、BTFD処理の処理量及び消費電流を減少でき、しかも、これらを減少しても正しく各クラスの音声符号のビット数を識別し、各クラスの音声符号を正しく分離して音声コーデック部に入力できる。
又、本発明によれば、BTFD処理に使用するメモリ数を減少でき、しかも、使用メモリ数を減少しても正しく各クラスの音声符号のビット数を識別できる。
又、本発明によれば、各クラスの音声符号のビット数が送信時間間隔TTI毎に変化しても各クラスのデータを記憶するメモリの先頭アドレスを一定にして先頭アドレスの制御を容易にすることができる。 ・ Disclosure of invention
In the first aspect of the present invention, when CRC check OK is detected in BTFD processing, the subsequent BTFD processing is stopped, and the speech code of each class is based on the bit rate of each class in the bit rate combination at the time of CRC check OK. The number of bits is determined, and the speech code of each class is separated from the received data based on the number of bits and input to the speech codec unit. In this way, the processing amount and current consumption of the BTFD processing can be reduced, and even if these are reduced, the number of bits of the speech code of each class is identified, and the speech code of each class is correctly separated so that the speech codec Can be entered in the department.
In the 3GPP standard, the size of the CRC check code added to class A is defined as 12 bits. 12 It is possible to detect an error of 1 bit or more in a bit. In all the bit rate combinations in FIG. 10, the class A bit rate is 0 to 81 bits, and 2 12 Very small compared to the bit. For this reason, it is very unlikely that the bit rate for which the CRC check was OK will be bad and another bit rate will be correct.
In the second aspect of the present invention, Viterbi decoding and CRC check calculation are performed in ascending order of the bit rate until the CRC check is OK in the BTFD processing. However, when the CRC check is OK and the class A bit rate is determined, the bit rate combination at that time is held for the transmission time interval TTI, and the BTFD processing after the next TTI elapses is stored in this bit. Start with a class A bit rate in the rate combination. In this way, the probability of determining the bit length of each class in a short time is large, and the processing amount and current consumption of the BTFD processing can be reduced, and even if these are reduced, the number of bits of the speech code of each class is reduced. It is possible to identify and correctly separate the speech codes of each class and input them to the speech codec unit.
The number of bits of each class of audio code is determined by the audio codec on the transmission side. By the way, in the case of a voice call, the voiced part (12.2 kbps rate) and the silent part are usually continuous in units of several tens of seconds, and the TTI unit of the voice code is 20 ms. For this reason, the change interval of the voiced / silent part of the voice call is long with respect to the TTI unit, and the probability that the rate changes between the current TTI and the next TTI is lower than the probability that it does not change. Therefore, the second invention uses the fact that if the BTFD processing is performed at the same bit rate even in the next TTI once the bit rate is determined, the CRC check is OK at that time, and the probability that the bit rate is determined is high. .
According to the third aspect of the present invention, when the silent state is counted and seven silent states are detected in the past, the BTFD processing is started from the bit rate corresponding to the background noise in the next TTI. This is because, according to the specifications of the 3GPP audio codec, it is defined that one background noise is inserted in a silent state of 8 × TTI. In this way, the amount of BTFD processing can be reduced.
In the fourth aspect of the present invention, the frame type information (combination of bit rates of each class) determined by BTFD processing is notified from the BTFD control unit to the audio codec unit, and the audio codec unit based on this frame type information, The class A speech code is read from the memory after CRC calculation, and the class B and C speech codes are read from the memory after traceback. In this way, it is not necessary to store the class B and C speech codes in the memory after CRC calculation, and the number of used memories can be reduced. It is also possible to delete the memory after CRC calculation and read out the voice codes of classes A, B, and C from the memory after the trace back based on the frame type information notified by the voice codec unit. In this way, the memory used can be further reduced because the memory after CRC calculation can be deleted.
(A) Configuration of mobile terminal in W-CDMA system
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a mobile terminal in a W-CDMA system according to the present invention, which encodes an input speech signal, restores a speech code to a speech signal, and outputs the speech code. A transmission-side channel codec section 52 that performs encoding processing (channel encoding processing) and outputs, a modulation section 53 that spreads and modulates transmission data, and a transmission antenna ANT that converts a spread-modulated baseband signal into a high-frequency signal T Transmitter 54, receiving antenna ANT R A receiving unit 61 that demodulates the received signal received into the baseband signal, a demodulating unit 62 that despreads the baseband signal, and performs error correction decoding processing (channel decoding processing) on the despread received data and decodes the audio A receiving-side channel codec 63 that inputs a code to the voice codec unit 51 and a control processor (BTFD control unit) 71 that performs BTFD control are provided.
The audio codec unit 51 encodes the audio signal every TTI = 20 ms by the AMR audio encoding method, and divides the obtained audio code into three classes A to C, each of which has a bit length corresponding to a predetermined bit rate. The voice code of each class is input to the transmission side channel codec unit 52 so as to be transmitted through the three transport channels TrCH. At the time of call connection, the base station notifies the transmitting terminal and the receiving terminal of a plurality of bit rate combination candidates of each of class A to C (see FIG. 10) and instructs the combination of bit rates at which the voice code is transmitted. . The voice codec unit 51 expresses a voice code with the number of bits corresponding to the bit rate of each class of the indicated combination and inputs the voice code to the channel codec unit 52.
The transmission-side channel codec unit 52 adds a CRC check code of a certain length to the class A speech code, and then performs a Viterbi coding process on the speech codes of TTI = 20 ms of each of the classes A to C to encode the rate. After matching, it is divided into frame units (10 ms units), and voice code data subjected to error correction coding processing of each class is multiplexed every 10 ms with class A as the head, and the modulation unit 53 and the transmission unit 54 are Send through.
The reception channel codec unit 63 separates the data of classes A to C at a predetermined interval for each frame (every 10 ms) from the multiplexed data input via the reception unit 61 and the demodulation unit 62, and 10 ms of reception data of each class. Are combined into data having a transmission time interval TTI = 20 ms, and then error correction decoding processing is performed on the data of classes A to C to decode the original audio code data of classes A to C, and the audio codec 51 To enter. At this time, the reception channel codec unit 63 needs to correctly separate the voice code data of a predetermined bit length of each class and input it to the voice codec unit. For this reason, the BTFD control unit 71 identifies the bit length of each class of speech code data by BTFD processing, and the reception channel codec unit 63 cuts out the speech code data of each class of the identified bit length from the decoding result to obtain a speech codec Input to the unit 51. In the BTFD processing, the reception channel codec unit 63 performs a CRC check operation on the class A decoded data, and the BTFD control unit 71 identifies the bit length of the speech code data of each class based on the CRC check result.
(B) Processing of transmission side / reception side channel codec section
FIG. 2 is a process explanatory diagram of the transmission side channel codec unit 52 and the reception side channel codec unit 63. The voice code data of each class A to C from the voice codec unit 51 is input to the transmission side channel codec 52. The transmission side channel codec 52 adds a CRC check bit to the class A speech code data (step 201), and then performs Viterbi coding processing on each class of speech code data (step 202). Thereafter, the transmission-side channel codec 52 performs 1st interleaving processing on the encoded data of each class (step 203), and then performs a rate matching operation (data expansion / contraction operation to fit within the allowable rate of each TrCH) ( Step 204). The transmission side channel codec 52 divides the encoded data of each class for which the rate matching processing has been performed every 10 ms, and multiplexes the encoded data of each class in the order in which the class A starts at every 10 ms (step 205). The multiplexed data is subjected to a 2nd interleave process (step 206) and input to the modulation unit (MO unit) 53. The modulation unit 53 performs QPSK spreading and QPSK modulation, and the transmission unit 54 converts the signal into an RF signal and transmits it from the antenna. It should be noted that rate matching has a limit on the expansion / contraction rate, and when the rate is less than the allowable rate, predetermined data is inserted into that portion, and transmission is not performed in the data insertion interval. This corresponds to the empty period A3 in FIG.
When receiving, the receiving unit 61 converts the RF signal into a baseband signal, the demodulating unit (DEM unit) 62 demodulates the received data by QPSK demodulation and QPSK despreading / rake combining, and the demodulated data is received on the receiving side channel codec unit. Input to 63. The receiving-side channel codec unit 63 performs 2nd deinterleaving processing on the received multiplexed data (step 207), and then combines the 10 ms data obtained by separating the multiplexed data received for each 10 ms data for each class A to C for each class. Thus, data of TTI = 20 ms is generated (step 208). Thereafter, the receiving-side channel codec unit 63 performs 1st deinterleaving processing on the received data for each class (step 209), performs Viterbi decoding processing (step 211), and decodes the CRC data into the class A decoded data. Check processing is performed, and the bit length of the voice code data of each class is identified based on the CRC check result according to the BTFD control (step 212), and the voice code of each class is sent to the voice codec unit 51 based on the bit length. input.
(C) Data format of each class and multiplexing / separating operation
FIG. 3 is an explanatory diagram of the data format and multiplex data structure of each class in the transmission side channel codec section. The audio codec unit 51 encodes the audio signal every TTI = 20 ms by the AMR audio encoding method, and divides the obtained audio code into three classes A to C, each of which is set to a predetermined bit rate, for example, FIG. It is expressed by a bit length (class A: 81 bits, class B: 103 bits, class C: 60 bits) according to the frame type 1110 of the maximum rate shown, and the speech code of each class is input to the transmission side channel codec unit 52 (See (a)).
The transmission-side channel codec unit 52 adds a CRC check code of a certain length, for example, 12 bits to the class A speech code ((a)), and then performs Viterbi encoding processing on the speech code of each class of TTI = 20 ms. Interleave processing and rate matching processing are performed to generate encoded data (see (b) and (c)). The bit length of each class is increased to 81 ', 103', and 60 'by the convolutional coding process and the rate matching process. If the coding rate of the convolutional code is n, the length of the encoded data of each class is n times the original length + α (α is an amount that increases or decreases by rate matching).
The encoded data of each class of TTI = 20 ms is actually divided every 10 ms and multiplexed with class A at the head every 10 ms, but if it is not divided, each class as shown in (d) Are encoded without gaps. That is, when expressing the speech code of each class with the number of bits corresponding to the combination candidate of the maximum rate, the encoded data of each class is multiplexed without a gap. It should be noted that the encoded data lengths 81 ', 103', 60 'of each class in the maximum rate combination candidate are known values. When expressing speech codes of each class with bit combinations (class A: 65 bits, class B: 99 bits, class C: 400 bits) according to combinations of rates other than the maximum rate, for example, frame type 0110, The encoded data length 65 ', 99', 40 'of each class is less than the maximum encoded data length 81', 103 ', 60'. In such a case, as shown by the hatched line in (e), data indicating a section during which transmission is not performed is inserted. In this way, it is possible to easily separate the data of each class on the receiving side. Actually, as described above, the encoded data of each class of TTI = 20 ms is divided into the first half and the second half every 10 ms, and multiplexed with class A as the head every 10 ms. Therefore, in the case of the combination of the frame types 0110 shown in (e), the encoded data of each class A to C is divided into the first half and the second half of 10 ms as shown in (f), and every 10 ms as shown in (g). Are multiplexed and transmitted with class A as the head.
FIG. 4 is an explanatory diagram of speech code separation operation for each class in the receiving-side channel codec section. The reception channel codec unit 63 separates the data of classes A to C at a known predetermined length every 10 ms from the multiplexed data (see (a)) input via the reception unit 61 and the demodulation unit 62, and then into (b). As shown, two pieces of received data of 10 ms of each class are combined to generate data of transmission time interval TTI = 20 ms. Thereafter, the receiving-side channel codec unit 63 performs Viterbi decoding processing on the data of classes A to C to decode the original audio code data of classes A to C and inputs them to the audio codec 51 ((c), (d )reference). At this time, the bit length of the speech code data of each class is identified by BTFD processing, and the speech code data of each class from which the data portion (shaded portion) due to noise or the like is removed based on the identified bit length is extracted from the decoding result. To the audio codec unit 51.
(D) Configuration of receiving side channel codec section for executing BTFD processing
FIG. 5 is a block diagram of the receiving side channel codec section and the BTFD control section for executing the BTFD processing of the present invention.
The decoding pre-processing unit 63a of the receiving-side channel codec unit 63 includes the 2nd interleaving process 207 described in FIG. st A deinterleave process 209 is executed. The reception data memory unit 63b stores data of each class of TTI = 20 ms output from the pre-decoding processing unit 63a. In this case, as shown in FIG. 4B, the received data memory unit 63b is configured so that each class is padded with padding data embedded in a portion (shaded portion) that is less than the encoded data length corresponding to the known maximum rate. The data of TTI = 20ms is stored.
The Viterbi decoding unit 63c includes an ACS calculation / path metric memory / path memory unit 63c-1, a traceback unit 63c-2, and a post-traceback memory 63c-3. end Viterbi decoding processing is performed on the data portion up to the position, and for the B and C classes, Viterbi decoding processing is performed on the entire data, and the path at each time point is stored in the path memory. That is, for the B and C classes, since the data length is unknown, Viterbi decoding processing up to the end position is performed, and at time k corresponding to each data length candidate, the path metric values respectively reaching the states a, b, c, and d are The minimum four paths are stored in the path memory, and the respective path metric values are stored in the path metric memory.
The CRC calculation unit 63d performs a CRC check calculation based on the A class decoding result. The post-CRC check memory 63e stores class A decoded data (speech code) when the CRC check is OK and Smin is obtained in the BTFD process.
The BTFD control unit 71 performs BTFD processing according to a flow to be described later and determines the number of bits of the speech code of each class. The candidate rate setting / holding unit 72, the CRC check OK detection & rate determination control unit 73, the fixed rate A holding & rate determination control unit 74, a silent frame count & rate determination control unit 75, and a frame type notification unit 76 are provided.
The candidate rate setting / holding unit 72 holds a plurality of bit rate candidates (see FIG. 10) notified from the upper layer (upper application) 81 and sequentially sets the class A bit rates in the reception data memory unit 63b in ascending order. To do.
The CRC check OK detection & rate determination control unit 73 sequentially changes the bit rate combination candidates and switches the bit length of the class A in ascending order, and the bits of each class based on the bit rate combination candidates when the CRC check OK is detected. Determine the length.
When the CRC check OK is detected and the bit rate of each class is determined, the fixed rate holding & rate determination control unit 74 holds the bit rate combination candidate at that time for one transmission time interval TTI, and after the TTI time has elapsed In the next bit rate determination process, the BTFD process is started at the class A bit rate in the stored bit rate combination candidates, and the bit length of each class is determined.
The silence frame count & rate determination control unit 75 counts the number of consecutive silence frames when a silence frame is detected. When the silence frame count reaches 7, the BTFD process is performed at the bit rate combination class A bit rate according to the background noise. Start and determine the bit length of each class.
When the frame type notification means 76 determines the bit rate of each class by BTFD processing, the frame type notification means 76 notifies the audio codec section 51 of frame type information for specifying the bit rate combination candidate at that time. Accordingly, the voice codec unit 51 inputs the frame type information, that is, the bit length of each class, to the traceback unit 63c-2 and activates the traceback unit. The traceback unit 63c-2 obtains the path with the smallest path metric value from the four paths at the time point k corresponding to the bit lengths of the classes B and C from the path memory unit, and performs the traceback process along the path. The class B and C speech codes are acquired, and stored in the memory 22d after CRC calculation via the CRC calculation unit 22c. The voice codec unit 51 takes in these voice codes and restores the voice signal from the voice codes when the class A, B, and C voice codes are prepared in the memory 22d after CRC calculation.
(E) First embodiment of BTFD treatment of the present invention
FIG. 6 is a BTFD processing flow of the first embodiment of the present invention. In the BTFD processing of the first embodiment, when CRC check OK is detected, the subsequent BTFD processing is stopped, and the number of bits of speech code of each class based on the bit rate of each class in the bit rate combination at the time of CRC check OK The voice code of each class is extracted from the received data based on the number of bits, and is input to the voice codec unit.
Since the bit rate candidates (FIG. 10) are designated by the upper application 81, the BTFD control unit 71 assigns numbers in ascending order of the class A bit rate (the number of bits per unit time), and n end = 1, 2, 3,. . . (Step 301). Then n end = 1, Smin = D, n end It initializes with '= 0 (step 302).
After that, n end ACS processing is performed up to the position (step 303), and S (n end ) Is calculated (step 304). S (n end ) Is obtained, this S (n end ) And a threshold value D (step 305).
S (n end ) ≦ D if n end Traceback processing is performed from the state where the position path metric value is minimum (step 306). Next, a CRC check is performed on the decoded data obtained by the traceback process (step 307). If the CRC check is OK (step 308), then n end Is determined to be the class A bit rate (number of bits) in the most probable bit rate combination and output (step 309). Thereafter, bit rates (number of bits) of other classes are obtained with reference to the bit rate combination candidates in FIG.
On the other hand, in step 305, S (n end )> D, or if the CRC check is NO in step 308, the process of step 310 is performed. In step 310, all candidates n end It is checked whether or not the above processing has been performed (step 310).
All candidates n without CRC check OK end If the above process is repeated, an error is output because the answer is “YES” in step 310 (step 311). But all candidates n end If the above processing is not complete for n end (Step 312), the process of step 303 is repeated.
The reception operation will be described in consideration of the above BTFD processing.
A plurality of bit rate combination candidates of each class (see FIG. 10) are notified in advance from the upper layer (upper application) 81 to the BTFD control unit 71, and the candidate rate setting / holding unit 72 notifies the notified candidate rate information. Hold. In this state, the received data memory unit 63b stores TTI = 20 ms data of each class separated and combined by the decoding preprocessing unit 63a. The candidate rate setting / holding unit 72 of the BTFD control unit 71 sets the class A bit rate in the reception data memory unit 63b in order from the smallest of the plurality of candidate rates.
The received data memory unit 63b inputs the received class A to the ACS calculation / path metric memory / path memory unit 63c-1 of the Viterbi decoding unit in order of the number of bits corresponding to the set rate. The ACS calculation / path metric memory / path memory unit 63c-1 performs the ACS calculation, holds the path metric value as a result of the calculation in the built-in path memory, and sets the maximum path metric value a. max (N end ), Minimum path metric value a min (N end ), Path metric value a of state a (= state 0) 0 (N end ) Are respectively notified to the BTFD control unit 71.
The BTFD control unit 71 uses S (n end ) And S (n end ) And the threshold value D. As a result, if it is determined that traceback is to be performed, that is, S (n end ) ≦ D, input traceback activation information to the traceback unit 63c-2. As a result, the trace back unit 63c-2 end Save the decoding result up to the position.
After that, or before the class A Viterbi decoding process, the received data memory unit 63b inputs the received data of classes B and C to the Viterbi decoding unit 63c, and the Viterbi decoding unit 63c stores the decoding result in the path memory unit. To do. That is, the Viterbi decoding unit 63c does not know the data length for the B and C classes, and thus performs Viterbi decoding processing up to the end position. At the time point k corresponding to each data length candidate, the states a, b, c, and d are respectively obtained. Four paths having the smallest path metric value are stored in the path memory, and each path metric value is stored in the path metric memory.
When the class A decoding process ends, the traceback unit 63c-2 sends n to the CRC calculation unit 63d. end Number of bits according to value (number of class A bits N A Input the decoding result for (+ CRC check code number). The CRC calculation unit 63d performs a CRC check operation. If the CRC check is OK, the CRC calculation unit 63d stores the decoding result obtained by deleting the CRC check code in the memory 63e after the CRC calculation, and at that time n end Number of class A bits according to value (N A ) Is the number of bits of a class A true speech code.
Next, the BTFD control unit 71 identifies a bit rate combination candidate from the bit rate combination candidate table (FIG. 10) and the number of bits of class A, and sends frame type information for specifying the bit rate combination candidate to the audio codec unit 51. Notice. The speech codec unit 51 identifies the number of speech code bits of each class from the notified bit rate combination candidate, inputs the number of speech code bits to the traceback unit 63c-2, and activates the traceback unit. The traceback unit 63c-2 obtains the path with the smallest path metric value from the four paths at the time point k corresponding to the bit lengths of the classes B and C from the path memory unit, and performs the traceback process along the path. The class B and C speech codes are acquired, and stored in the memory 22d after CRC calculation via the CRC calculation unit 22c. The voice codec unit 51 takes in these voice codes and restores the voice signal from the voice codes when the class A, B, and C voice codes are prepared in the memory 22d after CRC calculation.
As described above, according to the first embodiment, since the BTFD processing can be terminated when the CRC check is OK, the processing amount of the BTFD processing can be reduced, and as a result, the current consumption can be reduced. The number of bits of the speech code of the class can be identified, and the speech code of each class can be correctly separated and input to the speech codec unit.
(E) Second embodiment of BTFD processing of the present invention
FIG. 7 shows a BTFD processing flow according to the second embodiment of the present invention. The same steps as those in the first embodiment are given the same step numbers.
In the second embodiment, the bit rate combination candidates when the CRC check is OK and the class A bit rate is confirmed are held for the transmission time interval TTI, and the BTFD processing after the next TTI elapses is stored. Starting with a class A bit rate for a given bit rate combination candidate.
Normally, in a voice call, a voiced part (12.2 kbps rate) and a silent part are usually continuous in units of several tens of seconds, and the TTI unit of a voice code is 20 ms. For this reason, the change interval of the voiced / silent part of the voice call is long with respect to the TTI unit, and the probability that the rate at the current TTI and the next TTI will change is lower than the probability that it does not change. For this reason, the second embodiment uses the fact that if the bit rate is determined, if the BTFD processing is performed at the same bit rate even in the next TTI, the CRC check is OK at that time, and the probability that the bit rate is determined increases. .
The difference from the processing flow of the first embodiment is that a rate decision flag that is set when the bit rate of each class is decided is introduced, and BTFD processing is performed using this rate decision flag. In the following, processing different from the first embodiment will be mainly described.
First, the rate determination flag is turned off before starting voice reception. Next, voice reception is started, and it is determined whether the rate confirmation flag is on or off (step 401). Since the first time is off, the BTFD processing is performed in ascending order of the rate as in the first embodiment (steps 301 to 309). When the class A bit rate is determined in step 309, the rate determination flag is turned on (step 412), and the class A bit rate (bit length in TTI units) at that time, that is, n end Is held until the next TTI (step 413). As a result, in the next TTI, since the rate determination flag is turned on in step 411, n held at the previous TTI is retained. end Start the ACS calculation.
On the other hand, in step 305, S (n end )> D, if it is determined that the data is not reliable, it is checked whether the rate confirmation flag is on (step 414). If the rate confirmation flag is on, the rate confirmation flag is turned off (step 415). Return and repeat the subsequent processing. If the rate determination flag is off at step 411, the processing at step 310 is performed. That is, in step 310, all candidate n end It is checked whether or not the above processing has been performed (step 310). All candidates n without CRC check OK end If the above process is repeated, an error is output because the answer is “YES” in step 310 (step 311). But all candidates n end If the above processing is not complete for n end (Step 312), and the processing after step 411 is repeated.
If it is determined in step 308 that the CRC check is not OK, it is checked whether the rate confirmation flag is on (step 416). If the rate confirmation flag is on, the rate confirmation flag is turned off (step 415). Returning to step 411, the subsequent processing is repeated. If the rate determination flag is off in step 416, the processing from step 310 is performed.
As described above, according to the second embodiment, when the bit rate is determined, the BTFD processing is performed at the same bit rate even in the next TTI. Therefore, the bit rate of each class can be determined with a small amount of BTFD processing.
(F) Third embodiment of BTFD treatment of the present invention
FIG. 8 shows the BTFD processing flow of the third embodiment of the present invention. The same processing numbers as those in the processing flow of the first and second embodiments are given the same step numbers. In the third embodiment, the silent state is counted, and if seven silent states are detected continuously in the past, the BTFD processing is started from the background noise bit rate in the next TTI. This is because, according to the specifications of the 3GPP audio codec, it is defined that one background noise is inserted in a silent state of 8 × TTI. In this way, the amount of BTFD processing can be reduced.
The silent frame number U is initialized to 0 before starting voice reception. Thereafter, voice reception is started, and if the rate confirmation flag is off (step 411), BTFD processing is performed in the order from the smallest rate as in the first embodiment (steps 301 to 309). When the class A bit rate is confirmed in step 309, the rate decision flag is turned on (step 412), and the class A bit rate at that time, ie, n end Is held until the next TTI (step 413). Then n confirmed end Is a silent bit rate (step 501), and if not silent, it waits for the next TTI. On the other hand, if there is no sound, the number of silent states U is counted up (U = U + 1, step 502), and waits for the next TTI.
In the next TTI, if the rate confirmation flag is on (step 411), it is checked whether the number of silent frames U has reached 7 (step 503). If it has not reached 7 times, n end N confirmed by previous TTI end As a result, the processing after step 303 is performed. end Is the background noise (step 504). At that time, the number of silent frames U is initialized to 0 (step 505), the rate determination flag is turned off (step 506), and the processing after step 303 is performed. By setting U = 0 and turning off the rate confirmation flag, the next TTI starts from the smallest rate, i.e., the silent n end BTFD processing will start.
In the above, the case where the present invention is applied to a mobile terminal has been described, but it is needless to say that the present invention can also be applied to a fixed terminal.
(G) Effects of the invention
As described above, according to the present invention, the processing amount and current consumption of BTFD processing can be reduced, and even if these are reduced, the number of bits of each class speech code is correctly identified, and the speech code of each class is correctly separated. Can be input to the audio codec section.
Further, according to the present invention, the number of memories used for BTFD processing can be reduced, and even if the number of used memories is reduced, the number of bits of speech codes of each class can be correctly identified.
In addition, according to the present invention, even if the number of bits of the speech code of each class changes at every transmission time interval TTI, the start address of the memory storing the data of each class is made constant and the start address can be easily controlled. be able to.

５１ 音声コーデック部
５２ 送信側チャネルコーデック部
５３ 変調部
５４ 送信部
６１ 受信部
６２ 復調部
６３ 受信側チャネルコーデック
７１ 制御プロセッサー（BTFD制御部） 51 Voice Codec Unit 52 Transmission Side Channel Codec Unit 53 Modulation Unit 54 Transmission Unit 61 Reception Unit 62 Demodulation Unit 63 Reception Side Channel Codec 71 Control Processor (BTFD Control Unit)

Claims (4)

誤り検出用データを含む可変長のデータで変調された信号を受信し、復調する受信手段と、複数のデータ長の候補を順に選択し、復調した信号について該選択したデータ長分だけ抽出して、前記誤り検出用データを用いて誤り検出を行う誤り検出手段と、該誤り検出手段により誤りを検出しなかった場合のデータ長の候補を前記可変長のデータ長として判定する判定手段を備え、
前記判定手段は、前記誤り検出手段により誤りを検出しなかった最初のデータ長の候補を前記可変長のデータ長として判定する、
ことを特徴とする受信装置。 Receiving means for receiving and demodulating a signal modulated with variable length data including error detection data, and selecting a plurality of data length candidates in order, and extracting the demodulated signal by the selected data length Error detection means for detecting an error using the error detection data, and determination means for determining a data length candidate when no error is detected by the error detection means as the variable length data length,
The determination means determines the first data length candidate that has not detected an error by the error detection means as the variable length data length,
A receiving apparatus. 前記可変長のデータは、通話音声に基いて順次生成された、異なるデータ長を有する有音データ、無音データ、背景雑音データのいずれかと、誤り検出用データとを含むデータからなり、
前記誤り検出手段は、前記判定手段により判定した可変長のデータ長の候補を後続して受信した次の可変長のデータについて最初に選択するデータ長の候補とする、
ことを特徴とする請求項１記載の受信装置。 The variable-length data consists of data that is sequentially generated based on the call voice, and includes any of voiced data, silent data, background noise data having different data lengths, and error detection data.
The error detection means is a data length candidate that is first selected for the next variable length data received after the variable length data length candidate determined by the determination means.
The receiving apparatus according to claim 1. 前記順次生成はミリ秒オーダで生成されることを特徴とする請求項２記載の受信装置。   The receiving apparatus according to claim 2, wherein the sequential generation is performed on the order of milliseconds. 前記可変長のデータは、通話音声に基いて所定の規則で順次生成された、異なるデータ長を有する有音データ、無音データ、背景雑音データのいずれかと、誤り検出用データとを含むデータからなり、
前記誤り検出手段は、前記判定手段により判定した可変長のデータ長の候補の履歴と前記所定の規則とを参照して、次の可変長のデータについて選択するデータ長の候補の順番を決定する、
ことを特徴とする請求項１記載の受信装置。 The variable-length data includes data including any one of voice data, silence data, background noise data having different data lengths, and error detection data, which are sequentially generated according to a predetermined rule based on a call voice. ,
The error detection means refers to the variable length data length candidate history determined by the determination means and the predetermined rule to determine the order of data length candidates to be selected for the next variable length data. ,
The receiving apparatus according to claim 1.
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