JP3587920B2 - Transmission method and reception method - Google Patents

Description

【００１０】
可変レート送信フレームバッファ１２は、フレーム毎に可変レートで符号化音声情報ｃ１を蓄え、伝送レート制御信号ｂ１により指定された音声符号化レートにもとづき、適応変調手段に音声送信情報ｄ１として出力する。
【００１１】
受信側では、可変レート受信フレームバッファ１４は、適応復調手段を通して受信される符号化音声情報ｅ１を、同じく適応復調手段から与えられる伝送レート制御信号ｆ１により指定された音声符号化レートにもとづきフレーム毎に可変レートで蓄え、エンベディッドＡＤＰＣＭ音声復号器１３に符号化音声情報ｇ１を送出する。エンベディッドＡＤＰＣＭ音声復号器１３は、符号化音声情報ｇ１を伝送レート制御信号ｆ１にもとづいた音声符号化レートで復号処理して再生音声信号ｈ１を出力する。
【００１２】
図２は図１の動作説明図である。図２（ａ）は伝搬状況の変動による受信レベルの変化、（ｂ）は入力音声信号のバースト、（ｃ）はフレーム番号を示す。（ｄ）は従来の可変レート音声符号化方式（エンベディッドＡＤＰＣＭ）を適応変調システムに適応した場合の音声符号化レートの変化を示す。この音声符号化レートの変化は、伝送レート制御信号ｂ１によって指示され、受信レベルが高いほど高レートで、受信レベルが低いほど低レートで符号化される。
【００１３】
例えば、フレームＦ１，Ｆ３，Ｆ５では、受信レベルが高い（伝搬路の状態がよい）ので適応変調手段において高い変調多値数を使用するため、４０kbpsの音声情報伝送が可能となる。また、フレームＦ２とＦ４では、受信レベルが低い（伝搬路の状態が悪い）ので適応変調手段において低い変調多値数を使用するため、１６kbpsの音声情報伝送しかできない。図２（ｅ）は（ｄ）で示した音声符号化レートの変化にともなう再生音声の品質変化を示す（各音声符号化レートでのＭＯＳは表１に対応する。）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方式では、図２（ｅ）に示されるように再生音声の品質が伝搬路の状態の変化に伴い変動するため、受聴者に不快感を与える欠点がある。
本発明の目的は、伝送路の伝搬状態に応じて伝送レートが変化する適応変調方式に可変レート音声符号化方式を適用したとき、伝送レートの変化による音声品質の低下を軽減することのできる送信方法及び受信方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の送信方法は、伝搬路からの受信信号を監視して検出される該伝搬路の信号伝搬状態に対応して、予め定めた複数の伝送レートまたは変調多値数から選択される一つの伝送レートまたは変調多値数による適応変調方式により、送信信号をフレー ム毎に該伝搬路に送出する送信方法であって、
前記送信信号を符号化処理した符号化情報の各フレームを信号再生情報（例えば、コア情報）と再生信号品質向上情報（例えば、エンハンスメント情報）に分け、現フレームに対応する前記伝搬路状態に基づいて、当該現フレームの再生信号品質向上情報の一部を当該現フレームの前または次以降の他のフレームの再生信号品質向上情報又は信号再生情報に入れ換えた入れ換え符号化情報が、前記伝搬路状態に対応した伝送レートまたは変調多値数による変調方式で送信されることを特徴とする構成を有している。
請求項２記載の受信方法は、伝搬路の信号伝搬状態に対応して、予め定めた複数の伝送レートまたは変調多値数から選択される一つの伝送レートまたは変調多値数による適応変調方式により、該伝搬路に伝送信号がフレーム毎に伝送されており、かつ、該伝送信号の各フレームは信号再生情報と再生信号品質向上情報に分けられて、現フレームに対応する前記伝搬路状態に基づいて、当該現フレームの再生信号品質向上情報の一部を当該フレームの前または次以降の他のフレームの再生信号品質向上情報又は信号再生情報に入れ換えた入れ換え符号化情報が、前記伝搬路状態に対応した伝送レートまたは変調多値数による適応変調方式で伝送される該伝送信号を受信するために、
前記伝搬路状態に基づいて、該伝送信号の各フレームの再生信号品質向上情報の一部の挿入位置を前記入れ換えをする前の位置に戻した後に、該伝搬路からの該伝送信号をフレーム毎に監視して検出される伝搬路状態に対応した伝送レートまたは変調多値数による適応変調方式であるとの条件に従って該伝送信号の復調をフレーム毎に行うことを特徴とする構成を有している。
請求項３記載の送信方法は、伝搬路からの受信信号を監視して検出される該伝搬路の信号伝搬状態に対応して、予め定めた複数の伝送レートまたは変調多値数から選択される一つの伝送レートまたは変調多値数による適応変調方式により、送信信号をフレーム毎に該伝搬路に送出する送信方法であって、
前記送信信号を符号化処理した各フレームを信号再生情報と再生信号品質向上情報に分け、
現フレームの伝送レートが高速を示すときに、当該現フレームの再生信号品質向上情報の一部を次フレーム又は直前のフレームの再生信号品質向上情報に入れ換えた入れ換え符号化情報が前記伝搬路状態に応じた伝送レート及び変調方式で送信され、
現フレームに対する伝送レートが低速を示すときに、当該現フレームの信号再生情報のみの符号化情報を前記伝搬路状態に応じた伝送レート及び変調方式で送信されることを特徴とする構成を有している。
請求項４記載の受信方法は、伝搬路の信号伝搬状態に対応して、予め定めた複数の伝送レートまたは変調多値数から選択される一つの伝送レートまたは変調多値数による適応変調方式により、該伝搬路に伝送信号がフレーム毎に伝送されており、
かつ、該伝送信号の各フレームは信号再生情報と再生信号品質向上情報に分けられて、現フレームに対応する前記伝搬路状態に基づいて、当該現フレームの再生信号品質向上情報の一部を当該フレームの前または次以降の他のフレームの再生信号品質向上情報又は信号再生情報に入れ換えた入れ換え符号化情報が、前記伝搬路状態に対応した伝送レートまたは変調多値数による適応変調方式で伝送される該伝送信号を受信するために、
受信信号をフレーム毎に前記伝搬路状態に応じた復調方式で復調を行い、
現フレームに対する伝送レートが高速を示すときに、当該現フレームの信号再生情報及び再生信号品質向上情報の一部を前記伝搬路状態に応じた伝送レートで復号を行うとともに、同時に送られてきた次フレームまたは直前フレームの再生信号品質向上情報を一時保持し、
現フレームに対する伝送レートが低速を示すときに、当該現フレームの信号再生情報と前記一時保持した直前または次フレームの再生信号品質向上情報を前記伝搬路状態に応じた伝送レートで復号を行うことを特徴とする構成を有している。
請求項５記載の送信方法は、伝搬路からの受信信号を監視して検出される該伝搬路の信号伝搬状態に対応して、予め定めた複数の伝送レートまたは変調多値数から選択される一 つの伝送レートまたは変調多値数による適応変調方式により、送信信号をフレーム毎に該伝搬路に送出する送信方法であって、
送信信号を符号化処理してフレーム毎にそれぞれの信号再生情報と再生信号品質向上情報に分け、
現フレームに対する伝送レートが高速を示すときに、当該現フレームの再生信号品質向上情報の一部を次フレーム又は直前のフレームの信号再生用情報に入れ換えた符号化情報を前記伝搬路状態に応じた伝送レート又は変調方式で変調を行い、
現フレームに対する伝送レートが低速を示すときに、当該現フレームの情報を送信しないか、又は、当該現フレームの再生信号品質向上情報のみの符号化情報を前記伝搬路状態に応じた伝送レートもしくは変調方式で変調を行うことを特徴とする構成を有している。
請求項６記載の受信方法は、伝搬路の信号伝搬状態に対応して、予め定めた複数の伝送レートまたは変調多値数から選択される一つの伝送レートまたは変調多値数による適応変調方式により、該伝搬路に伝送信号がフレーム毎に伝送されており、
かつ、該伝送信号の各フレームは信号再生情報と再生信号品質向上情報に分けられて、現フレームに対応する前記伝搬路状態に基づいて、当該現フレームの再生信号品質向上情報の一部を当該現フレームの前または次以降の他のフレームの再生信号品質向上情報又は信号再生情報に入れ換えた入れ換え符号化情報が、前記伝搬路状態に対応した伝送レートまたは変調多値数による適応変調方式で伝送される該伝送信号を受信するために、
受信信号をフレーム毎に前記伝搬路状態に応じた復調方式で復調を行い、
現フレームに対する伝送レートが高速を示すときに、当該現フレームの信号再生情報及び再生信号品質向上情報の一部を前記伝搬路状態に応じた伝送レートで復号を行うとともに、同時に送られてきた次フレームまたは直前フレームの信号再生情報を一時保時し、
現フレームに対する伝送レートが低速を示すときに、当該現フレームの再生信号品質向上情報と前記一時保持した直前または次フレームの信号再生情報を前記伝搬路状態に応じた伝送レートで復号を行うか、又は、前記一時保持した直前または次フレームの信号再生情報のみの前記伝搬路状態に応じた伝送レートで復号を行うことを特徴とする構成を有している。
【００１６】
【発明の実施の形態】
上記のように、本発明の送信方法及び受信方法は、受聴者の通話品質を向上させるため、現フレームの伝搬路状態が良好なときに、前フレームまたは次フレーム以降の伝搬路の状態が悪化することを考慮して、前フレームまたは次フレーム以降のエンハンスメント情報を現フレームのコア情報とエンハンスメント情報とともに送出し、伝搬路状態が悪化したフレームのとき、受信側で他フレームのとき送られてきた自フレームの情報を復号することにより急激な通話品質の劣化を抑えることができるようにしたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明が適用しようとする適応変調方式は、伝搬路の状況の変化を受信レベル等を監視することにより検出し、受信レベルの変化に対応させて伝送レートまたは変調多値数を変化させる（変調多値数を変えると伝送レートも変わる）方式である。この方式は伝送容量が時々刻々と変化する。この伝送容量の変化に伴い音声符号化器の符号化レートを変化させ、伝搬路の状況が良好なほど高く、劣悪なほど低いレートになることは前述の通りである。
【００１８】
そこで、伝搬路の状況に応じて伝送レートまたは変調多値数を変化させる適応変調システムにおいて、変調多値数にもとづく伝送レートの変化に応じて、符号化レートをフレーム毎に変えて入力音声信号を符号化する可変レート音声符号化器から出力される符号化音声情報を、コア情報とエンハンスメント情報に分け、現フレームの伝搬路の状況に応じて、伝搬路特性が良好なときは現フレームの伝送可能な情報をすべて送出せず、次フレーム以降で伝搬路の状態が変動して伝送レートが落ち込むことを想定して、現フレームの一部を次フレーム以降のエンハンスメント情報に割り当て、現フレームのコア情報とエンハンスメント情報とともに次フレームのエンハンスメント情報を伝送する。そして、現フレームの伝搬路特性が劣悪なときは、適応送信フォーマット器で現フレームのコア情報だけを伝送し、受信側の適応受信フォーマット器は、上記により伝送されたコア情報を受信し、前フレームで送られてきている現フレームのエンハンスメント情報を元のフレーム位置に戻す（現フレーム情報と次フレーム情報を再配置する）。その出力を復号器でフレーム毎に変調多値数にもとづく伝送レートに対応する音声復号レートで音声復号処理し、再生音声信号を生成する。
【００１９】
【実施例】
図３は、本発明の一実施例の構成図であり、音声符号化アルゴリズムにエンベディッドＡＤＰＣＭ符号化器を用いた例である。図３において、２１はエンベディッドＡＤＰＣＭ音声符号化器、２２は適応送信フォーマット器、２３はエンベディッドＡＤＰＣＭ音声復号器、２４は適応受信フォーマット器である。
また、図４は図３に示す実施例の動作を説明するためのタイムチャートであり、図４（ａ）は受信レベルの変動を表し、（ｂ）はフレームの番号を示す。（ｃ）は伝送レートの変化を示したものである。例えば、フレームＦ１とＦ３，Ｆ５，Ｆ６では受信レベルが高い（伝搬路の状態がよい）ので、適応変調回路において高い変調多値数を使用するため４０kbpsの高伝送レートで音声情報が伝送される。また、フレームＦ２とＦ４では受信レベルが低い（伝搬路の状態が悪い）ので、適応変調回路において低い変調多値数を使用するため、１６kbpsの低伝送レートで音声情報が伝送される。（ｄ）は本発明による適応送信フォーマット器２２が実行するフォーマットを示し、（ｅ）は受信側の処理、（ｆ）は再生音声品質を示したものである。
図６は本発明の動作説明図であり、各処理ブロックでのフレーム毎の符号化音声情報の時間的変化を（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順序で示す。フレーム番号Ｆｎは図４に対応させてあり、各フレームともＦｎ−０はコア情報、Ｆｎ−１〜Ｆｎ−３はエンハンスメント情報を示す。
図６では、現フレームＦ１の次のフレームＦ２である１フレーム分を蓄積する場合について示してある。
【００２０】
図３において、送信側では、まず、エンベディッドＡＤＰＣ音声符号化器２１に６４kbpsＰＣＭで符号化された音声入力信号ａ２が入力される。ここで、エンベディッドＡＤＰＣ音声符号化器２１が図１の従来の可変レート音声符号化器１１と異なる点は、入力信号用バッファを内蔵し、過去または次（以降）の数フレーム分の入力音声信号を蓄積できる点である。
【００２１】
音声入力信号ａ２は、伝搬路の状態が良いので、所定の単位時間（フレーム：例えば５msec）ごとに４０kbpsの符号化レートで符号化される。例えば、現フレームをＦ１とすると、図６（ａ）のエンベディッドＡＤＰＣ音声符号化器２１内では現フレームＦ１はコア情報Ｆ１−０とエンハンスメント情報Ｆ１−１〜Ｆ１−３に分けられる。さらに、エンベディッドＡＤＰＣ音声符号化器２１は前述のように入力信号用のバッファを内蔵し、過去または次（以降）の数フレーム分の入力音声信号を蓄積できる構成となっているので、隣接する次フレーム（Ｆ２）が蓄積され、蓄積された次フレーム（Ｆ２）の音声入力信号も４０kbpsの符号化レートで符号化されてコア情報Ｆ２−０とエンハンスメント情報Ｆ２−１〜Ｆ２−３に分けられる。
符号化した現フレーム（Ｆ１）と次フレーム（Ｆ２）の符号化音声情報を後述する音声符号化レート制御信号ｉ２に従って、現フレームのコア情報（Ｆ１−０）とエンハンスメント情報（Ｆ１−１，Ｆ１−２）および次フレーム（Ｆ２）のエンハンスメント情報（Ｆ２−１）を符号化音声情報ｃ２として適応送信フォーマット器２２に送る。
フレームＦ２のときは伝搬路状況が悪く伝送レートが低い（１６kbps）ので、図６（ｂ）のように現フレーム（Ｆ２）のコア情報（Ｆ２−０）のみを符号化音声情報ｃ２として出力する。
【００２２】
適応送信フォーマット器２２は、適応変調回路（図示せず）からの伝送レート制御信号ｂ２にもとづく符号化レートの構成になるように上記の符号化音声情報ｃ２を構成し、音声送信情報ｄ２として送出する。すなわち、適応送信フォーマット器２２は、伝送レート制御信号ｂ２にもとづき、伝搬路特性が良好なとき、現フレームの符号化音声情報ｃ２を、現フレーム（Ｆ１）のエンハンスメント情報の一部（Ｆ１−３）を、次フレーム（Ｆ２）のエンハンスメント情報（Ｆ２−１）に置き換えて音声送信情報ｄ２として出力する。そして伝搬路特性が劣悪なフレームＦ２の場合はコア情報（Ｆ２−０）だけを音声送信情報ｄ２として送出する。
【００２３】
適応送信フォーマット器２２からエンベディッドＡＤＰＭ音声符号化器２１に与える符号化レート制御信号ｉ２は、伝送レート制御信号ｂ２にもとづき、伝搬路特性が良好なとき劣悪なときに応じて上記の音声送信情報ｄ２をエンベディッドＡＤＰＭ音声符号化器２１から抽出する制御信号である。
この動作を実行するために、音声符号化レートとコア情報（ビット数）とエンハンスメント情報（ビット数）とを符号化レート制御信号ｉ２によりエンベディッドＡＤＰＭ音声符号化器２１に知らせる。
【００２４】
図３に示す実施例の動作について図４及び図６を用いてさらに具体的に説明する。
(1) 図４において、まず、現フレームがＦ１のとき、伝送レートは伝搬路状態が良好なので、４０kbpsのエンベディッドＡＤＰＣＭで符号化されるが、次フレームの伝送レートが低くなることを想定してエンハンスメント情報を１ビット減らし、（ｄ）のように３２kbpsで符号化する。この結果、現フレームＦ１の伝送容量に８kbpsの空きができる。空いた８kbpsの情報スロットにフレームＦ２のエンハンスメント情報を８kbps挿入し、（ｄ）のように全部で４０kbpsの音声情報フレームとする。図６（ａ）では、エンベディッドＡＤＰＭ音声符号化器２１では、Ｆ１のコア情報Ｆ１−０とエンハンスメント情報Ｆ１−１〜Ｆ１−３、及びＦ２のコア情報Ｆ２−０とエンハンスメント情報Ｆ２−１〜Ｆ２−３があるが、適応送信フォーマット器２２では、Ｆ１−０，Ｆ１−１，Ｆ１−２，Ｆ２−１となる。
【００２５】
(2) 次に、現フレームがＦ２のとき、伝搬路の状態が劣悪で伝送レートが落ち込み、図４（ｃ）のように１６kbpsのエンベディッドＡＤＰＣＭ符号化となるので、フレームＦ２のコア情報のみの１６kbps音声情報フレームとなる。図６（ｂ）では、エンベディッドＡＤＰＭ音声符号化器２１からＦ２のコア情報Ｆ２−０のみが適応送信フォーマット器２２に抽出された状態となる。
【００２６】
(3) 次に、現フレームがＦ３のとき、Ｆ１と同様に処理されるため、Ｆ３の情報は３２kbpsで符号化し、空いた８kbpsの情報スロットにフレームＦ４のエンハンスメント情報を８kbps挿入し、全部で４０kbpsの音声情報フレームとする。図６（ｃ）では、エンベディッドＡＤＰＭ音声符号化器２１にはＦ３のコア情報Ｆ３−０とエンハンスメント情報Ｆ３−１〜Ｆ３−３、及びＦ４のコア情報Ｆ４−０とエンハンスメント情報Ｆ４−１〜Ｆ４−３があるが、適応送信フォーマット器２２ではＦ３−０，Ｆ３−１，Ｆ３−２，Ｆ４−１となる。
(4) これ以後のフレームについても同様に処理が行われる。
【００２７】
受信側では、適応受信フォーマット器２４には適応復調回路（図示せず）を通して受信される音声受信情報ｅ２が入力される。適応受信フォーマット器２４は、適応復調回路からの伝送レート制御信号ｆ２にもとづき、音声受信情報ｅ２を図４（ｅ）に示すようにエンハンスメント情報を矢印のように元のフレーム位置に戻し、符号化音声情報ｇ２としてエンベディッドＡＤＰＭ音声復号器２３に出力する。ここで、伝送レート制御信号ｆ２は送信側の伝送レート制御信号ｂ２と同一のものである。また、各フレームの復号レートを指定するため適応受信フォーマット器２４からエンベディッドＡＤＰＭ音声復号器２３に復号レート制御信号ｊ２を出力する。エンベディッドＡＤＰＭ音声復号器２３は復号レート制御信号ｊ２で指定されたレートで、再配置された符号化音声情報ｇ２をエンベディッドＡＤＰＣＭの復号アルゴリズムを用いて復号処理し、再生音声信号ｈ２を出力する。
【００２８】
図４（ｆ）の細線は従来のエンベディッドＡＤＰＣＭを用いたときの再生音声品質の変化であり、太線は本発明による再生音声品質の変化を示す。
(1) フレームＦ１では符号化音声情報ｇ２は３２kbpsで復号される。図６（ａ）のように適応受信フォーマット器２４でＦ１−０，Ｆ１−１，Ｆ１−２，Ｆ２−１をフレームごとに分離して、エンベディッドＡＤＰＭ音声復号器２３でフレームＦ１のＦ１−０，Ｆ１−１，Ｆ１−２のみを復号する。
(2) フレームＦ２はフレームＦ１でエンハンスメント情報が１ビット伝送されているので、符号化音声情報ｇ２は２４kbpsで復号できる。図６（ｂ）では、適応受信フォーマット器２４でＦ２−０，Ｆ２−１を合成し、エンベディッドＡＤＰＭ音声復号器２３でＦ２−０，Ｆ２−１を復号する。
(3) フレームＦ３では符号化音声情報ｇ２は３２kbpsで復号できる。図６（ｃ）のように適応受信フォーマット器２４でＦ３−０，Ｆ３−１，Ｆ３−２，Ｆ４−１をフレームごとに分離して、エンベディッドＡＤＰＭ音声復号器２３でフレームＦ３のＦ３−０，Ｆ３−１，Ｆ３−２のみを復号する。
(4) 以下のフレームも同様に処理される。
これより、本発明では、フレームＦ２，Ｆ４の再生音声品質が向上し受信レベルの急激な変動による品質劣化が抑えられることがわかる。
【００２９】
次に、本発明の他の実施例について説明する。図５は本発明の他の実施例の動作説明図である。前述の図４に示した実施例は伝搬路状態が良好な現フレームの一部を次フレームの情報に置き換えて送出する動作であるが、この図５の実施例では、前フレームの情報に置き換えて送出する動作である。
図５（ａ）は受信レベルの変動を示し、（ｂ）はフレームの番号、（ｃ）は伝送レートの変化を示したものであり、図４の場合と同じである。
また、図５（ｄ）は適応送信フォーマット器２２が実行するフォーマットを示し、（ｅ）は受信側の処理、（ｆ）は再生音声品質を示したものである。
【００３０】
(1) 図５において、まず、現フレームがＦ１のときは、４０kbpsのエンベディッドＡＤＰＣＭで符号化され、過去のフレームで劣悪なフレームが存在していないとして４０kbpsの音声情報フレーム（コア情報とエンハンスメント情報）とする。
(2) 現フレームがＦ２のときは、伝搬路特性が劣悪となり１６kbpsのエンベディッドＡＤＰＣＭで符号化されるので、符号化音声情報はコア情報のみとなる。
(3) 現フレームがＦ３のときは、４０kbpsのエンベディッドＡＤＰＣＭで符号化される。しかし、前フレームＦ２は伝搬路特性が劣悪なため１６kbpsでの符号化でコア情報のみ伝送されたので、フレームＦ３のエンハンスメント情報を１ビット減らして３２kbpsで符号化し、フレームＦ３の伝送容量に８kbpsの空きができる。空いた８kbps情報スロットに伝送できなかった前フレームＦ２のエンハンスメント情報８kbpsを挿入し、符号化音声情報を４０kbpsで符号化する。
(4) 現フレームがＦ４のときは、フレームＦ２と同様に伝搬路特性が劣悪となり１６kbpsで符号化し、符号化音声情報はコア情報のみとなる。
(5) これ以後のフレームについても同様の処理を行う。
【００３１】
受信側では、図５（ｅ）に示すように、後のフレームで送られてきたエンハンスメント情報を元の現フレーム位置に戻し、再生音声を生成する。図５（ｆ）の細線は従来のエンベディッドＡＤＰＣＭを用いたときの再生音声品質の変化を示し、太線は本発明による再生音声品質の変化を示す。（ｅ）に示すように、
(1) フレームＦ１は４０kbpsで復号される。
(2) フレームＦ２はフレームＦ３でエンハンスメント情報を１ビット伝送しているので、再生信号は２４kbpsで復号される。
(3) フレームＦ３はフレーム３２kbpsで復号される。
(4) 以下のフレームも同様に処理される。
これより、本発明では、フレームＦ２，Ｆ４の再生音声の低下が軽減され受信レベルの急激な変動による品質劣化が抑えられることがわかる。
【００３２】
次に、本発明のさらに他の実施例の動作を説明する。
図７は本発明のさらに他の実施例の動作説明図である。
前述の図６の実施例では、伝搬路の状態が良好で高速伝送レートで送信するフレームに対して適応送信フォーマット器２２で送信情報を構成するとき、現フレーム（Ｆ１）のエンハンスメント情報の一部（例えば、Ｆ１−３）を破棄して次フレーム（Ｆ２）のエンハンスメント情報（Ｆ２−１）を割当てたが、この図７のさらに他の実施例では、現フレーム（Ｆ１）の破棄したエンハンスメント情報（Ｆ１−３）の代わりに、次フレーム（Ｆ２）のコア情報（Ｆ２−０）を割り当てた例である。
【００３３】
図７（ａ）〜（ｄ）は、フレームＦ１〜Ｆ４のフレーム毎の処理に対応し、（ａ）と（ｃ）は伝搬状態が良好な場合、（ｂ）と（ｄ）は伝搬状態が悪い場合である。また、フレーム番号ｎの各フレームＦｎにおいて、Ｆｎ−０はコア情報を示し、Ｆｎ−１〜Ｆｎ−３はエンハンスメント情報を示す。
以下、図７の動作を詳しく説明する。
【００３４】
まず、図７の左側の送信側の動作について説明する。
(1) 現フレームＦ１の伝搬路状況が良好で、40kbpsのエンベディッドＡＤＰＣＭで符号化できる場合、次フレームＦ２の伝送レートが伝搬路状況の変動のため落ち込むことを想定して現フレームＦ１のエンハンスメント情報（Ｆ１−３）を１ビット減らし、３２kbpsで符号化する。空いた８kbpsの情報スロットにフレームＦ２のコア情報（Ｆ２−０）を８kbps挿入し、全部で４０kbpsの音声情報フレームとする。図７（ａ）のエンベディッドＡＤＰＭ音声符号化器２１のＦ１のコア情報Ｆ１−０およびエンハンスメント情報Ｆ１−１〜Ｆ１−３と、Ｆ２のコア情報Ｆ２−０およびエンハンスメント情報Ｆ２−１〜Ｆ２−３が、適応送信フォーマット器２２ではＦ１−０，Ｆ１−１，Ｆ１−２，Ｆ２−０となる。
(2) 次に、現フレームＦ２の伝搬路状況が劣悪で、１６kbpsのエンベディッドＡＤＰＣＭ符号化もできない場合は音声情報を送らない。図７（ｂ）のエンベディッドＡＤＰＭ音声符号化器２１のＦ２のコア情報Ｆ２−０およびエンハンスメント情報Ｆ２−１〜Ｆ２−３と、Ｆ３のコア情報Ｆ３−０およびエンハンスメント情報Ｆ３−１〜Ｆ３−３が適応送信フォーマット器２２内のように音声情報なしの状態となる。
(3) 次に、現フレームＦ３の伝搬路状況が良好で、４０kbpsのエンベディッドＡＤＰＣＭで符号化できる場合、フレームＦ１と同様にフレームＦ３の情報は３２kbpsで符号化し、空いた８kbpsの情報スロットにフレームＦ４のコア情報（Ｆ４−０）を８kbps挿入し、全部で４０kbpsの音声情報フレームとする。図７（ｃ）のエンベディッドＡＤＰＭ音声符号化器２１のＦ３のコア情報Ｆ３−０およびエンハンスメント情報Ｆ３−１〜Ｆ３−３と、Ｆ４のコア情報Ｆ４−０およびエンハンスメント情報Ｆ４−１〜Ｆ４−３が、適応送信フォーマット器２２ではＦ３−０，Ｆ３−１，Ｆ３−２，Ｆ４−０となる。
(4) 次に、現フレームＦ４の伝搬路状況が劣悪で、１６kbpsのエンベディッドＡＤＰＣＭ符号化となる場合、フレームＦ４のエンハンスメント情報のみの１６kbps音声情報フレームとする。図７（ｄ）の音声符号化器２１のＦ４のエンハンスメント情報Ｆ４−１のみが、適応送信フォーマット器２２内の状態となる。
(5) これ以後のフレームについても同様に処理を行う。
【００３５】
次に、図７の右側の受信側の動作について説明する。
(1) フレームＦ１では符号化音声情報は３２kbpsで復号される。図７（ａ）の適応受信フォーマット器２４でＦ１−０，Ｆ１−１，Ｆ１−２，Ｆ２−０をフレームごとに分離して、エンベディッドＡＤＰＭ音声復号器２３でＦ１−０，Ｆ１−１，Ｆ１−２を復号する。
(2) フレームＦ２は音声情報が伝送されなかったが、フレームＦ１でコア情報Ｆ２−０を受信しているので、符号化音声情報１６kbpsで復号できる。図７（ｂ）の適応受信フォーマット器２４のコア情報Ｆ２−０を、エンベディッドＡＤＰＭ音声復号器２３で復号する。
(3) フレームＦ３では符号化音声情報は３２kbpsで復号できる。図７（ｃ）の適応受信フォーマット器２４でＦ３−０，Ｆ３−１，Ｆ３−２，Ｆ４−０をフレームごとに分離して、エンベディッドＡＤＰＭ音声復号器２３でＦ３−０，Ｆ３−１，Ｆ３−２を復号する。
(4) フレームＦ４はフレームＦ３でコア情報Ｆ４−０を受信しているので、コア情報Ｆ４−０とエンハンスメント情報Ｆ４−１を適応受信フォーマット器２４で合成し、エンベディッドＡＤＰＭ音声復号器２３では２４kbpsで復号する。
(5) 以下のフレームは同様に処理される。
【００３６】
本方式では、伝搬路状態の良好なときのフレームにおいて、そのフレームの前後の伝搬路状態の良好ではないフレームまで何フレーム離れた将来または過去のフレームのエンハンスメント情報（コア情報）を伝送するかにより遅延量が異なるが、１フレーム長が５msec程度の場合は、数フレームなら聴覚上違和感を感じない。
また、本発明の装置はＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）１チップおよび簡単な周辺回路により、容易に実現可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明を実施することにより、適応変調方式を用いた無線通信システムにおいて、再生音声が、伝搬路の状態特性が変化しても安定した通話品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の構成例図である。
【図２】従来の構成の動作説明図である。
【図３】本発明の実施例を示す構成例図である。
【図４】本発明の実施例の動作説明図である。
【図５】本発明の他の実施例の動作説明図である。
【図６】本発明の動作説明図である。
【図７】本発明の動作説明図である。
【符号の説明】
１１ 可変レート音声符号化器
１２ 可変レート送信フレームバッファ
１３ 可変レート音声復号器
１４ 可変レート受信フレームバッファ
２１ エンベディッドＡＤＰＣＭ音声符号化器
２２ 適応送信フォーマット器
２３ エンベディッドＡＤＰＣＭ音声復号器
２４ 適応受信フォーマット器
ａ１ 音声入力信号
ｂ１ 伝送レート制御信号
ｃ１ 符号化音声情報
ｄ１ 音声送信情報
ｅ１ 音声受信情報
ｆ１ 伝送レート制御信号
ｇ１ 符号化音声情報
ｈ１ 再生音声信号
ａ２ 音声入力信号
ｂ２ 伝送レート制御信号
ｃ２ 符号化音声情報
ｄ２ 音声送信情報
ｅ２ 音声受信情報
ｆ２ 伝送レート制御信号
ｇ２ 符号化音声情報
ｈ２ 再生音声信号
ｉ２ 符号化レート制御信号
ｊ２ 復号レート制御信号[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to digital mobile communication used for multimedia application systems, and more particularly, to adaptive modulation that improves transmission quality by adaptively changing a modulation scheme according to changes in traffic volume and propagation path conditions. Applied to digital mobile communication systems using CDMATransmission method and reception methodAbout.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in the design of a mobile communication system using a wireless transmission path whose reception level fluctuates greatly due to fading, a modulation method and a transmission rate are determined based on average characteristics of the transmission path. Therefore, when the state of the transmission path is good, the transmission becomes less than the original transmission capacity, and the efficiency becomes poor. Further, when the propagation state is poor, the error rate is equal to or higher than the design value, and the quality of the reproduced voice is deteriorated. To solve this problem, the purpose is to switch and select the optimal modulation method and transmission rate within the allocated band in response to instantaneous fluctuations in propagation characteristics, and to achieve high-transmission-rate, high-transmission-quality transmission. An adaptive modulation scheme has been proposed. (Shinya Otsuki et al .: "Transmission Characteristic Analysis of Adaptive Modulation System Using QAM", IEICE Technical Report, RCS 94-66 (1994-09)).
This adaptive modulation method is a method of changing a transmission rate according to a change in a propagation state of a transmission line. Therefore, when transmitting voice, it is possible to change a coding rate of the voice corresponding to switching of the transmission rate. It is necessary to apply a variable rate speech coding scheme.
[0003]
Conventional major variable-rate speech coding methods include variable-rate ADPCM (40/32/24/16 kbps) (ITU-T recommendation G.726) and embedded ADPCM (40/32/24/16 kbps) (ITU-T Recommendation G.727) and QCELP (8/4/2 / 0.8 kbps) proposed by Qualcom for the North American IS-95 system.
[0004]
The above-mentioned variable rate ADPCM is a method of selecting a speech coding rate from 40/32/24/16 kbps in arbitrary sample units.
The embedded ADPCM selects an audio encoding rate from 40/32/24/16 kbps in arbitrary sample units and converts the encoded audio information obtained as a result into core information (information essential for generating reproduced audio). ) And enhancement information (information for improving the quality of reproduced sound, and reproduced sound can be generated without this information). Then, if necessary, part or all of the enhancement information is discarded, and a reproduced voice is obtained only from the core information and the remaining enhancement information.
Furthermore, QCELP classifies an input speech signal acoustically (classified into voiced, unvoiced, transient, and noise) for each frame, and sets a speech coding rate corresponding to the classification result to 8/4/2 / 0.8 kbps. The coding method is selected from among the above, and the average coding rate is about 4.8 kbps.
[0005]
Among the above-mentioned conventional variable rate speech coding systems, a case where embedded ADPCM is applied to a communication system of an adaptive modulation system will be described.First, a description will be given.
[0006]
FIG. 1 shows an example of a device configuration using a conventional embedded ADPCM as a variable rate encoder, wherein (A) shows a transmitting side and (B) shows a receiving side.
In the figure, reference numeral 11 denotes a variable rate speech encoder, for example, an encoder of embedded ADPCM. 12 is a variable rate transmission frame buffer, and b1 is a transmission rate control signal. Reference numeral 13 denotes a variable rate audio decoder, and reference numeral 14 denotes a variable rate reception frame buffer.
[0007]
On the transmitting side, first, an audio input signal a1 encoded at 64 kbps PCM is input to the embedded ADPCM audio encoder 11. The voice input signal a1 is coded at a predetermined unit time (frame: for example, 5 msec) at the voice coding rate specified by the transmission rate control signal b1 output from the adaptive modulation circuit side, the number of core bits, and the number of enhancement bits. It is processed. As a result of this processing, the audio input signal a1 becomes encoded audio information c1 encoded at one of the designated encoding rates of 40/32/24 / 16kbps, and is sent to the variable rate transmission frame buffer 12.
[0008]
Here, features of the embedded ADPCM (ITU-T Recommendation G.727) will be described. This algorithm is an extended version of ADPCM (ITU-T Recommendation G.726), and the encoded audio information that is the encoding result can be divided into core information and enhancement information.
Table 1 shows the audio coding rates executable by the embedded ADPCM algorithm and the reproduced audio quality at each audio coding rate. Numerical values (x, y) in parentheses indicate (the number of core bits, the number of enhancement bits). The reproduced voice quality is indicated by a MOS (Meam Opinion Score, 5-level evaluation from 0 to 4, 0: very bad to 4: very good) which is often used as a sound quality evaluation method.
[0009]
[Table 1]

[0010]
The variable rate transmission frame buffer 12 stores the coded voice information c1 at a variable rate for each frame, and outputs the coded voice information c1 to the adaptive modulation means based on the voice coding rate specified by the transmission rate control signal b1.
[0011]
On the receiving side, the variable-rate receiving frame buffer 14 converts the coded voice information e1 received through the adaptive demodulation means into frames for each frame based on the voice coding rate specified by the transmission rate control signal f1 also given from the adaptive demodulation means. And sends the encoded audio information g1 to the embedded ADPCM audio decoder 13. The embedded ADPCM audio decoder 13 decodes the encoded audio information g1 at an audio encoding rate based on the transmission rate control signal f1, and outputs a reproduced audio signal h1.
[0012]
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of FIG. 2A shows a change in the reception level due to a change in the propagation condition, FIG. 2B shows a burst of the input voice signal, and FIG. 2C shows a frame number. (D) shows a change in the voice coding rate when a conventional variable rate voice coding scheme (embedded ADPCM) is applied to an adaptive modulation system. This change in the audio coding rate is indicated by the transmission rate control signal b1, and the higher the reception level, the higher the rate, and the lower the reception level, the lower the rate.
[0013]
For example, in the frames F1, F3, and F5, since the reception level is high (the state of the propagation path is good), a high modulation multilevel number is used in the adaptive modulation means, so that 40 kbps audio information transmission becomes possible. In frames F2 and F4, since the reception level is low (the state of the propagation path is poor), a low modulation multilevel number is used in the adaptive modulation means, so that only 16 kbps audio information transmission is possible. FIG. 2E shows a change in the quality of the reproduced voice according to the change in the voice coding rate shown in FIG. 2D (MOS at each voice coding rate corresponds to Table 1).
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional method, as shown in FIG. 2 (e), the quality of the reproduced sound fluctuates according to the change in the state of the propagation path.ToDiscomfortGive a feelingDisadvantages.
An object of the present invention is to reduce a decrease in voice quality due to a change in transmission rate when a variable rate voice coding scheme is applied to an adaptive modulation scheme in which a transmission rate changes according to a propagation state of a transmission path.Transmission method and reception methodIs to provide.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The transmission method according to claim 1 of the present invention is configured to monitor a received signal from a propagation path and to detect a signal propagation state of the propagation path from a plurality of predetermined transmission rates or modulation multi-level numbers in accordance with a signal propagation state of the propagation path. The transmission signal is framed by an adaptive modulation method based on one selected transmission rate or modulation level. A transmission method for transmitting to the propagation path for each system,
Each frame of the coded information obtained by coding the transmission signal is divided into signal reproduction information (for example, core information) and reproduction signal quality improvement information (for example, enhancement information), based on the propagation path state corresponding to the current frame. The permutation coding information in which part of the reproduction signal quality improvement information of the current frame is replaced with reproduction signal quality improvement information or signal reproduction information of another frame before or after the current frame is the transmission path state. Is transmitted by a modulation method based on a transmission rate or a modulation multi-level number corresponding to.
The receiving method according to claim 2 is based on an adaptive modulation scheme based on one transmission rate or modulation multi-level number selected from a plurality of predetermined transmission rates or modulation multi-level numbers corresponding to the signal propagation state of the propagation path. A transmission signal is transmitted to the channel on a frame-by-frame basis, and each frame of the transmission signal is divided into signal reproduction information and reproduction signal quality improvement information based on the channel state corresponding to the current frame. The permutation coding information in which a part of the reproduction signal quality improvement information of the current frame is replaced with the reproduction signal quality improvement information or the signal reproduction information of another frame before or after the current frame is changed to the propagation path state. In order to receive the transmission signal transmitted by the adaptive modulation scheme according to the corresponding transmission rate or modulation multi-level number,
After returning the insertion position of a part of the reproduction signal quality improvement information of each frame of the transmission signal to the position before the replacement based on the propagation path state, the transmission signal from the propagation path is transmitted for each frame. A configuration wherein the demodulation of the transmission signal is performed for each frame in accordance with the condition that the adaptive modulation method is based on the transmission rate or the modulation level corresponding to the propagation path state detected and detected. I have.
According to a third aspect of the present invention, the transmission method is selected from a plurality of predetermined transmission rates or modulation levels in accordance with a signal propagation state of the propagation path detected by monitoring a received signal from the propagation path. A transmission method for transmitting a transmission signal to the propagation path for each frame by one transmission rate or an adaptive modulation scheme based on a modulation multilevel number,
SaidEncoded transmission signaleachThe frame is divided into signal reproduction information and reproduction signal quality improvement information,
PresentWhen the frame transmission rate indicates high speed,The currentInterchange coding information in which part of the reproduction signal quality improvement information of a frame is replaced with the reproduction signal quality improvement information of the next frame or the immediately preceding frame.ButTransmitted at a transmission rate and a modulation method according to the propagation path state,
PresentWhen the transmission rate for a frame indicates a low speed,The currentIt is characterized in that encoded information of only signal reproduction information of a frame is transmitted at a transmission rate and a modulation method according to the propagation path state.It has a configuration.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a receiving method according to an adaptive modulation scheme using one transmission rate or a multi-level modulation value selected from a plurality of predetermined transmission rates or a multi-level modulation level corresponding to a signal propagation state of a propagation path. , A transmission signal is transmitted to the propagation path for each frame,
Each frame of the transmission signal is divided into signal reproduction information and reproduction signal quality improvement information, and a part of the reproduction signal quality improvement information of the current frame is divided based on the propagation path state corresponding to the current frame. Permutation coding information replaced with reproduction signal quality improvement information or signal reproduction information of another frame before or after the next frame is transmitted by an adaptive modulation method using a transmission rate or a modulation multilevel number corresponding to the propagation path state. In order to receive the transmission signal,
Performing demodulation of the received signal by a demodulation method according to the propagation path state for each frame,
When the transmission rate for the current frame indicates a high speed, a part of the signal reproduction information and the reproduction signal quality improvement information of the current frame is decoded at a transmission rate according to the propagation path state, and simultaneously transmitted next. Temporarily holds the playback signal quality improvement information of the frame or the previous frame,
When the transmission rate for the current frame indicates a low speed, decoding the signal reproduction information of the current frame and the temporarily held reproduction signal quality improvement information of the immediately preceding or next frame at a transmission rate according to the propagation path state. It has a characteristic configuration.
According to a fifth aspect of the present invention, the transmission method is selected from a plurality of predetermined transmission rates or modulation levels in accordance with a signal propagation state of the propagation path detected by monitoring a received signal from the propagation path. one A transmission method for transmitting a transmission signal to the propagation path on a frame-by-frame basis by an adaptive modulation scheme using one transmission rate or a modulation multilevel number,
The transmission signal is coded and divided into signal reproduction information and reproduction signal quality improvement information for each frame,
When the transmission rate for the current frame indicates high speed, the coded information obtained by replacing a part of the reproduction signal quality improvement information of the current frame with the signal reproduction information of the next frame or the immediately preceding frame corresponds to the propagation path state. Modulate at the transmission rate or modulation method,
When the transmission rate for the current frame indicates a low speed, the information of the current frame is not transmitted, or the encoded information of only the reproduction signal quality improvement information of the current frame is transmitted at the transmission rate or modulation according to the propagation path state. It has a configuration characterized in that modulation is performed by a system.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a receiving method according to an adaptive modulation scheme based on one transmission rate or a multi-level modulation value selected from a plurality of predetermined transmission rates or a multi-level modulation level corresponding to a signal propagation state of a propagation path. , A transmission signal is transmitted to the propagation path for each frame,
Each frame of the transmission signal is divided into signal reproduction information and reproduction signal quality improvement information, and a part of the reproduction signal quality improvement information of the current frame is divided based on the propagation path state corresponding to the current frame. Permutation coding information replaced with reproduction signal quality improvement information or signal reproduction information of another frame before or after the current frame is transmitted by an adaptive modulation method using a transmission rate or a modulation level corresponding to the propagation path state. To receive the transmitted signal
Performing demodulation of the received signal by a demodulation method according to the propagation path state for each frame,
When the transmission rate for the current frame indicates a high speed, a part of the signal reproduction information and the reproduction signal quality improvement information of the current frame is decoded at a transmission rate according to the propagation path state, and simultaneously transmitted next. Temporarily holds the signal playback information of the frame or the previous frame,
When the transmission rate for the current frame indicates a low speed, whether to decode the reproduction signal quality improvement information of the current frame and the temporarily held signal reproduction information of the immediately preceding or next frame at a transmission rate according to the propagation path state, Alternatively, decoding is performed at a transmission rate according to the propagation path state of only the temporarily held signal reproduction information of the immediately preceding or next frame.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As described above, the present inventionTransmission method and reception methodIn order to improve the communication quality of the listener, when the state of the propagation path of the current frame is good, considering that the state of the propagation path after the previous frame or the next frame deteriorates, ofenhancementThe information is sent together with the core information and enhancement information of the current frame, and when the propagation path condition of the frame is deteriorated, the receiving side decodes the information of the own frame transmitted when the frame is another frame, so that the communication quality sharply deteriorates. Suppressbe able toIt is characterized by doing so.
[0017]
The adaptive modulation scheme to be applied by the present invention detects a change in the state of a propagation path by monitoring a reception level or the like, and changes a transmission rate or a modulation multilevel number in accordance with the change in the reception level (modulation). The transmission rate changes when the multi-value number is changed). In this method, the transmission capacity changes every moment. As described above, the coding rate of the speech coder is changed in accordance with the change in the transmission capacity, and the rate becomes higher as the condition of the propagation path becomes better and becomes lower as the condition of the propagation path becomes worse.
[0018]
Therefore, in an adaptive modulation system that changes the transmission rate or the number of modulation levels according to the state of the propagation path, the input audio signal is changed by changing the coding rate for each frame in accordance with the change in the transmission rate based on the modulation level. Is divided into core information and enhancement information, and according to the state of the propagation path of the current frame, when the propagation path characteristics are good, the Assuming that all the transmittable information is not transmitted and that the transmission rate drops due to the change of the state of the propagation path after the next frame, a part of the current frame is assigned to the enhancement information of the next frame and the next frame. The enhancement information of the next frame is transmitted together with the core information and the enhancement information. When the channel characteristics of the current frame are poor, the adaptive transmission formatter transmits only the core information of the current frame, and the adaptive reception formatter on the receiving side receives the core information transmitted as described above, The enhancement information of the current frame transmitted in the frame is returned to the original frame position (the current frame information and the next frame information are rearranged). The output is subjected to audio decoding processing at a decoder at an audio decoding rate corresponding to a transmission rate based on the modulation multi-level number for each frame to generate a reproduced audio signal.
[0019]
【Example】
FIG. 3 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, in which an embedded ADPCM encoder is used for a speech encoding algorithm. In FIG. 3, reference numeral 21 denotes an embedded ADPCM audio encoder, 22 denotes an adaptive transmission formatter, 23 denotes an embedded ADPCM audio decoder, and 24 denotes an adaptive reception formatter.
FIG. 4 shows FIG.Example shown inExplain the operation offor4A is a time chart, in which FIG. 4A shows a change in the reception level, and FIG. 4B shows a frame number. (C) shows a change in the transmission rate. For example, in the frames F1, F3, F5, and F6, the reception level is high (the state of the propagation path is good).circuitIn this case, the voice information is transmitted at a high transmission rate of 40 kbps in order to use a high modulation level. Also, since the reception level is low (the state of the propagation path is poor) in frames F2 and F4, adaptive modulation is performed.circuit, The voice information is transmitted at a low transmission rate of 16 kbps. (D) shows the format executed by the adaptive transmission formatter 22 according to the present invention, (e) shows the processing on the receiving side, and (f) shows the reproduced voice quality.
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the present invention, and shows the temporal change of the encoded audio information for each frame in each processing block in the order of (a) → (b) → (c). The frame numbers Fn correspond to those in FIG. 4. In each frame, Fn-0 indicates core information, and Fn-1 to Fn-3 indicate enhancement information.
FIG. 6 shows a case where one frame, which is the frame F2 next to the current frame F1, is stored.
[0020]
In FIG. 3, on the transmitting side, first, an audio input signal a2 encoded at 64 kbps PCM is input to an embedded ADPC audio encoder 21. here,The embedded ADPC audio encoder 21The difference from the conventional variable-rate speech encoder 11 shown in FIG.Or later) Can store input audio signals for several frames.
[0021]
The sound input signal a2 is coded at a coding rate of 40 kbps every predetermined unit time (frame: for example, 5 msec) because the state of the propagation path is good. For example, assuming that the current frame is F1, FIG.Embedded ADPCIn the audio encoder 21, the current frame F1 is divided into core information F1-0 and enhancement information F1-1 to F1-3. further,Embedded ADPCThe speech encoder 21 has a built-in buffer for an input signal as described above, andOr later), The input audio signal for several frames can be stored, so that the adjacent next frame (F2) is stored, and the stored voice input signal of the next frame (F2) is also encoded at a coding rate of 40 kbps. It is divided into core information F2-0 and enhancement information F2-1 to F2-3.
The coded audio information of the current frame (F1) and the next frame (F2) are converted into the core information (F1-0) and the enhancement information (F1-1, F1) of the current frame in accordance with an audio coding rate control signal i2 described later. -2) and the enhancement information (F2-1) of the next frame (F2) are sent to the adaptive transmission formatter 22 as encoded audio information c2.
In the case of the frame F2, since the propagation path condition is poor and the transmission rate is low (16 kbps), only the core information (F2-0) of the current frame (F2) is output as the encoded voice information c2 as shown in FIG. .
[0022]
The adaptive transmission formatter 22 performs adaptive modulation.Circuit (not shown)The coded audio information c2 is configured so as to have a coding rate based on the transmission rate control signal b2 from the controller, and is transmitted as audio transmission information d2. That is, based on the transmission rate control signal b2, the adaptive transmission formatter 22 converts the coded voice information c2 of the current frame into a part (F1-3) of the enhancement information of the current frame (F1) when the channel characteristics are good. ) Is replaced with the enhancement information (F2-1) of the next frame (F2) and output as the voice transmission information d2. When the frame F2 has poor propagation path characteristics, only the core information (F2-0) is transmitted as the audio transmission information d2.
[0023]
From the adaptive transmission formatter 22Embedded ADPMThe coding rate control signal i2 given to the voice coder 21 is based on the transmission rate control signal b2, and converts the above-mentioned voice transmission information d2 according to good or poor propagation path characteristics.Embedded ADPMThis is a control signal extracted from the audio encoder 21.
In order to perform this operation, the speech coding rate, the core information (the number of bits), and the enhancement information (the number of bits) are determined by the coding rate control signal i2.Embedded ADPMNotify the speech encoder 21.
[0024]
The operation of the embodiment shown in FIG. 3 will be described more specifically with reference to FIGS.
(1) In FIG. 4, first, assume that the current frame is F1.ComeThe transmission rate is coded by the embedded ADPCM of 40 kbps because the propagation path condition is good. Become As a result, a space of 8 kbps is left in the transmission capacity of the current frame F1. 8 kbps of the enhancement information of the frame F2 is inserted into the empty 8 kbps information slot, and a total of 40 kbps audio information frames are obtained as shown in (d). In FIG. 6A,Embedded ADPMSpeech coder21In F1, there is core information F1-0 and enhancement information F1-1 to F1-3 of F1, and core information F2-0 and enhancement information F2-1 to F2-3 of F2. −0, F1-1, F1-2, and F2-1.
[0025]
(2) Next, if the current frame is F2ComeThe transmission rate is lowered due to the poor state of the propagation path, and the embedded ADPCM encoding of 16 kbps is performed as shown in FIG. 4C, so that the 16 kbps audio information frame including only the core information of the frame F2 is obtained. In FIG. 6 (b), Embedded ADPMOnly the core information F2-0 of F2 from the audio encoder 21 is extracted by the adaptive transmission formatter 22.
[0026]
(3) Next, if the current frame is F3ComeSince the processing is performed in the same manner as F1, the information of F3 is encoded at 32 kbps, and the enhancement information of frame F4 is inserted into the empty 8 kbps information slot at 8 kbps, thereby forming a voice information frame of 40 kbps in total. In FIG. 6 (c), Embedded ADPMThe audio encoder 21 has F3 core information F3-0 and enhancement information F3-1 to F3-3, and F4 core information F4-0 and enhancement information F4-1 to F4-3. In the case of the unit 22, they are F3-0, F3-1, F3-2, and F4-1.
(4) The same processing is performed for the subsequent frames.
[0027]
On the receiving side, the adaptive reception formatter 24Circuit (not shown)The voice reception information e2 received through is input. The adaptive reception formatter 24 performs adaptive demodulation.circuitBased on the transmission rate control signal f2, the audio reception information e2 is returned to the original frame position as shown by an arrow as shown in FIG.Embedded ADPMOutput to the audio decoder 23. Here, the transmission rate control signal f2 is the same as the transmission rate control signal b2 on the transmission side. Also, the adaptive reception formatter 24 specifies the decoding rate of each frame.Embedded ADPMIt outputs a decoding rate control signal j2 to the audio decoder 23.Embedded ADPMThe audio decoder 23 decodes the rearranged encoded audio information g2 at a rate specified by the decoding rate control signal j2 using an embedded ADPCM decoding algorithm, and outputs a reproduced audio signal h2.
[0028]
The thin line in FIG. 4 (f) shows the change in the reproduction sound quality when the conventional embedded ADPCM is used, and the thick line shows the change in the reproduction sound quality according to the present invention.
(1) In the frame F1, the encoded audio information g2 is decoded at 32 kbps. As shown in FIG. 6A, F1-0, F1-1, F1-2, and F2-1 are separated for each frame by the adaptive reception formatter 24.Embedded ADPMThe audio decoder 23 decodes only F1-0, F1-1, and F1-2 of the frame F1.
(2) Since the enhancement information of the frame F1 is transmitted by one bit in the frame F1, the encoded audio information g2 can be decoded at 24 kbps. In FIG. 6B, F2-0 and F2-1 are synthesized by the adaptive reception formatter 24,Embedded ADPMThe audio decoder 23 decodes F2-0 and F2-1.
(3) In the frame F3, the encoded audio information g2 can be decoded at 32 kbps. As shown in FIG. 6C, F3-0, F3-1, F3-2, and F4-1 are separated for each frame by the adaptive reception formatter 24.Embedded ADPMThe audio decoder 23 decodes only F3-0, F3-1, and F3-2 of the frame F3.
(4) The following frames are processed similarly.
From this, it can be seen that in the present invention, the reproduced voice quality of the frames F2 and F4 is improved, and the quality deterioration due to a sudden change in the reception level can be suppressed.
[0029]
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is an operation explanatory diagram of another embodiment of the present invention. The embodiment shown in FIG. 4 described above is an operation in which part of the current frame having a good propagation path state is replaced with information of the next frame and transmitted, but in the embodiment of FIG. This is the operation of sending.
FIG. 5A shows the change in the reception level, FIG. 5B shows the frame number, and FIG. 5C shows the change in the transmission rate, which is the same as in FIG.
FIG. 5D shows an adaptive transmission formatter.22Shows the format to be executed, (e) shows the processing on the receiving side, and (f) shows the reproduced voice quality.
[0030]
(1) In FIG. 5, first, when the current frame is F1, it is encoded by the 40 kbps embedded ADPCM, and it is determined that no bad frame exists in the past frame, and the 40 kbps audio information frame (core information and enhancement information) is used. ).
(2) When the current frame is F2, the propagation path characteristics are poor and encoding is performed using 16 kbps embedded ADPCM, so that the encoded audio information is only core information.
(3) When the current frame is F3, encoding is performed using 40 kbps embedded ADPCM. However, because the propagation characteristics of the previous frame F2 were poor, only the core information was transmitted by encoding at 16 kbps. Therefore, the enhancement information of frame F3 was reduced by one bit and encoded at 32 kbps, and the transmission capacity of frame F3 was 8 kbps. There is room. The 8 kbps enhancement information of the previous frame F2 that could not be transmitted is inserted into the vacant 8 kbps information slot, and the encoded audio information is encoded at 40 kbps.
(4) When the current frame is F4, as in the case of the frame F2, the propagation path characteristics are inferior, and encoding is performed at 16 kbps, and the encoded audio information is only core information.
(5) The same processing is performed for the subsequent frames.
[0031]
On the receiving side, as shown in FIG. 5 (e), the enhancement information sent in the subsequent frame is returned to the original current frame position, and reproduced voice is generated. The thin line in FIG. 5 (f) shows the change in the reproduction sound quality when the conventional embedded ADPCM is used, and the thick line shows the change in the reproduction sound quality according to the present invention. As shown in (e),
(1) The frame F1 is decoded at 40 kbps.
(2) Since the frame F2 transmits one bit of enhancement information in the frame F3, the reproduced signal is decoded at 24 kbps.
(3) The frame F3 is decoded at a frame rate of 32 kbps.
(4) The following frames are processed similarly.
From this, it can be seen that in the present invention, the decrease in the reproduced sound of the frames F2 and F4 is reduced, and the quality deterioration due to the rapid fluctuation of the reception level is suppressed.
[0032]
Next, operation of still another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is an operation explanatory view of still another embodiment of the present invention.
In the embodiment of FIG. 6 described above, when the transmission information is configured by the adaptive transmission formatter 22 for a frame transmitted at a high transmission rate with a good propagation path condition, a part of the enhancement information of the current frame (F1) is used. (Eg, F1-3) is discarded and the enhancement information (F2-1) of the next frame (F2) is assigned. However, in still another embodiment of FIG. 7, the discarded enhancement information of the current frame (F1) is assigned. This is an example in which core information (F2-0) of the next frame (F2) is assigned instead of (F1-3).
[0033]
FIGS. 7A to 7D correspond to the processing for each frame of the frames F1 to F4. FIGS. 7A and 7C show the case where the propagation state is good, and FIGS. It is a bad case. In each frame Fn of the frame number n, Fn-0 indicates core information, and Fn-1 to Fn-3 indicate enhancement information.
Hereinafter, the operation of FIG. 7 will be described in detail.
[0034]
First, the operation on the transmission side on the left side of FIG. 7 will be described.
(1) If the propagation path condition of the current frame F1 is good and can be encoded by the embedded ADPCM of 40 kbps, the enhancement information of the current frame F1 is assumed on the assumption that the transmission rate of the next frame F2 drops due to the fluctuation of the propagation path condition. (F1-3) is reduced by one bit and encoded at 32 kbps. The core information (F2-0) of the frame F2 is inserted at 8 kbps into the empty 8 kbps information slot, and a total of 40 kbps audio information frame is obtained. FIG. 7 (a)Embedded ADPMIn the adaptive transmission formatter 22, the core information F1-0 of F1 and the enhancement information F1-1 to F1-3 of the speech encoder 21 and the core information F2-0 and the enhancement information F2-1 to F2-3 of F2 are transmitted. F1-0, F1-1, F1-2, and F2-0.
(2) Next, if the propagation path condition of the current frame F2 is poor and embedded ADPCM encoding at 16 kbps cannot be performed, no audio information is transmitted. FIG. 7 (b)Embedded ADPMThe core information F2-0 of F2 and the enhancement information F2-1 to F2-3 of the audio encoder 21 and the core information F3-0 and the enhancement information F3-1 to F3-3 of F3 are stored in the adaptive transmission formatter 22. Thus, there is no sound information.
(3) Next, when the propagation path condition of the current frame F3 is good and can be encoded by the embedded ADPCM of 40 kbps, the information of the frame F3 is encoded at 32 kbps as in the case of the frame F1, and the frame is stored in an empty 8 kbps information slot. The core information (F4-0) of F4 is inserted at 8 kbps to make a voice information frame of 40 kbps in total. FIG. 7 (c)Embedded ADPMIn the adaptive transmission formatter 22, the core information F3-0 and the enhancement information F3-1 to F3-3 of F3 and the core information F4-0 and the enhancement information F4-1 to F4-3 of F4 of the audio encoder 21 are transmitted. F3-0, F3-1, F3-2, and F4-0.
(4) Next, when the propagation path condition of the current frame F4 is poor and the embedded ADPCM coding of 16 kbps is performed, a 16 kbps audio information frame including only the enhancement information of the frame F4 is used. Only the enhancement information F4-1 of F4 of the voice encoder 21 shown in FIG. 7D is in the state in the adaptive transmission formatter 22.
(5) The same process is performed for the subsequent frames.
[0035]
Next, the operation of the receiving side on the right side of FIG. 7 will be described.
(1) In the frame F1, the encoded audio information is decoded at 32 kbps. F1-0, F1-1, F1-2, and F2-0 are separated for each frame by the adaptive reception formatter 24 in FIG.Embedded ADPMThe audio decoder 23 decodes F1-0, F1-1, and F1-2.
(2) No audio information was transmitted in the frame F2, but since the core information F2-0 was received in the frame F1, the encoded audio information can be decoded at 16 kbps. The core information F2-0 of the adaptive reception formatter 24 in FIG.Embedded ADPMThe audio is decoded by the audio decoder 23.
(3) In frame F3, the encoded audio information can be decoded at 32 kbps. F3-0, F3-1, F3-2, and F4-0 are separated for each frame by the adaptive reception formatter 24 shown in FIG.Embedded ADPMThe audio decoder 23 decodes F3-0, F3-1, and F3-2.
(4) Since the frame F4 receives the core information F4-0 in the frame F3, the adaptive reception formatter 24 combines the core information F4-0 and the enhancement information F4-1,Embedded ADPMThe audio decoder 23 decodes at 24 kbps.
(5) The following frames are processed similarly.
[0036]
In this scheme, in a frame when the propagation path condition is good, the propagation path conditions before and after the frameNot goodThe amount of delay differs depending on how many frames away the enhancement information (core information) of the future or past frame is transmitted up to the next frame, but if the length of one frame is about 5 msec, only a few frames will be heard.SenseI do not feel uncomfortable.
Further, the device of the present invention can be easily realized by one DSP (digital signal processor) chip and simple peripheral circuits.
[0037]
【The invention's effect】
As described above in detail, by implementing the present invention, in a wireless communication system using an adaptive modulation scheme, reproduced voice can maintain stable communication quality even if the state characteristics of the propagation path change. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional configuration example.
FIG. 2 is an operation explanatory diagram of a conventional configuration.
FIG. 3 is a configuration example diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 Variable rate speech coder
12 Variable rate transmit frame buffer
13 Variable rate speech decoder
14 Variable rate receive frame buffer
21 Embedded ADPCM Speech Encoder
22 Adaptive transmission formatter
23 Embedded ADPCM speech decoder
24 Adaptive receiving formatter
a1 Audio input signal
b1 Transmission rate control signal
c1 Encoded audio information
d1 Voice transmission information
e1 Voice reception information
f1 Transmission rate control signal
g1 Encoded audio information
h1 playback audio signal
a2 Audio input signal
b2 Transmission rate control signal
c2 Encoded audio information
d2 Voice transmission information
e2 Voice reception information
f2 Transmission rate control signal
g2 Encoded audio information
h2 playback audio signal
i2 coding rate control signal
j2 decoding rate control signal

Claims (6)

One transmission rate or modulation multi-level number selected from a plurality of predetermined transmission rates or modulation multi-level numbers corresponding to the signal propagation state of the propagation path detected by monitoring a received signal from the propagation path. A transmission method for transmitting a transmission signal to the propagation path for each frame by an adaptive modulation method according to
Each frame of the coded information obtained by encoding the transmission signal is divided into signal reproduction information and reproduction signal quality improvement information, and based on the propagation path state corresponding to the current frame, the reproduction signal quality improvement information of the current frame is obtained. Permutation coding information in which a part is replaced with reproduction signal quality improvement information or signal reproduction information of a frame before or after the current frame is performed by a modulation method using a transmission rate or a modulation multilevel number corresponding to the propagation path state. A transmission method characterized by being transmitted. According to the signal propagation state of the propagation path, the transmission signal is transmitted to the propagation path in a frame by an adaptive modulation scheme based on one transmission rate or modulation multi-level number selected from a plurality of predetermined transmission rates or modulation multi-level numbers. Is transmitted every time,
Each frame of the transmission signal is divided into signal reproduction information and reproduction signal quality improvement information, and a part of the reproduction signal quality improvement information of the current frame is divided based on the propagation path state corresponding to the current frame. Permutation coding information replaced with reproduction signal quality improvement information or signal reproduction information of another frame before or after the next frame is transmitted by an adaptive modulation method using a transmission rate or a modulation multilevel number corresponding to the propagation path state. In order to receive the transmission signal,
After returning the insertion position of a part of the reproduction signal quality improvement information of each frame of the transmission signal to the position before the replacement based on the propagation path state, the transmission signal from the propagation path is transmitted for each frame. A demodulation of the transmission signal for each frame in accordance with a condition that the modulation scheme is an adaptive modulation scheme based on a transmission rate or a modulation level corresponding to a propagation path state monitored and detected. One transmission rate or modulation multi-level number selected from a plurality of predetermined transmission rates or modulation multi-level numbers corresponding to the signal propagation state of the propagation path detected by monitoring a received signal from the propagation path. A transmission method for transmitting a transmission signal to the propagation path for each frame by an adaptive modulation method according to
Each frame obtained by encoding the transmission signal is divided into signal reproduction information and reproduction signal quality improvement information,
When the transmission rate of the current frame indicates a high speed , the transcoding information obtained by replacing a part of the reproduction signal quality improvement information of the current frame with the reproduction signal quality improvement information of the next frame or the immediately preceding frame is in the propagation path state. Transmitted at the corresponding transmission rate and modulation method,
A transmission method characterized in that when a transmission rate for a current frame indicates a low speed , encoded information of only signal reproduction information of the current frame is transmitted at a transmission rate and a modulation scheme according to the propagation path state. According to the signal propagation state of the propagation path, the transmission signal is transmitted to the propagation path in a frame by an adaptive modulation scheme based on one transmission rate or modulation multi-level number selected from a plurality of predetermined transmission rates or modulation multi-level numbers. Is transmitted every time,
Each frame of the transmission signal is divided into signal reproduction information and reproduction signal quality improvement information, and a part of the reproduction signal quality improvement information of the current frame is divided based on the propagation path state corresponding to the current frame. Permutation coding information replaced with reproduction signal quality improvement information or signal reproduction information of another frame before or after the next frame is transmitted by an adaptive modulation method using a transmission rate or a modulation multilevel number corresponding to the propagation path state. In order to receive the transmission signal,
Performing demodulation of the received signal by a demodulation method according to the propagation path state for each frame,
When the transmission rate for the current frame indicates a high speed, a part of the signal reproduction information and the reproduction signal quality improvement information of the current frame is decoded at a transmission rate according to the propagation path state, and simultaneously transmitted next. Temporarily holds the playback signal quality improvement information of the frame or the previous frame,
When the transmission rate for the current frame indicates a low speed, decoding the signal reproduction information of the current frame and the temporarily held reproduction signal quality improvement information of the immediately preceding or next frame at a transmission rate according to the propagation path state. Characteristic receiving method. One transmission rate or modulation multi-level number selected from a plurality of predetermined transmission rates or modulation multi-level numbers corresponding to the signal propagation state of the propagation path detected by monitoring a received signal from the propagation path. A transmission method for transmitting a transmission signal to the propagation path for each frame by an adaptive modulation method according to
The transmission signal is coded and divided into signal reproduction information and reproduction signal quality improvement information for each frame,
When the transmission rate for the current frame indicates high speed, the coded information obtained by replacing a part of the reproduction signal quality improvement information of the current frame with the signal reproduction information of the next frame or the immediately preceding frame corresponds to the propagation path state. Modulate at the transmission rate or modulation method,
When the transmission rate for the current frame indicates a low speed, the information of the current frame is not transmitted, or the encoded information of only the reproduction signal quality improvement information of the current frame is transmitted at the transmission rate or modulation according to the propagation path state. A transmission method characterized in that modulation is performed by a system. According to the signal propagation state of the propagation path, the transmission signal is transmitted to the propagation path in a frame by an adaptive modulation scheme based on one transmission rate or modulation multi-level number selected from a plurality of predetermined transmission rates or modulation multi-level numbers. Is transmitted every time,
Each frame of the transmission signal is divided into signal reproduction information and reproduction signal quality improvement information, and a part of the reproduction signal quality improvement information of the current frame is divided based on the propagation path state corresponding to the current frame. Permutation coding information replaced with reproduction signal quality improvement information or signal reproduction information of another frame before or after the current frame is transmitted by an adaptive modulation method using a transmission rate or a modulation level corresponding to the propagation path state. To receive the transmitted signal
Performing demodulation of the received signal by a demodulation method according to the propagation path state for each frame,
When the transmission rate for the current frame indicates a high speed, a part of the signal reproduction information and the reproduction signal quality improvement information of the current frame is decoded at a transmission rate according to the propagation path state, and simultaneously transmitted next. Temporarily holds the signal playback information of the frame or the previous frame,
When the transmission rate for the current frame indicates a low speed, whether to decode the reproduction signal quality improvement information of the current frame and the temporarily held signal reproduction information of the immediately preceding or next frame at a transmission rate according to the propagation path state, Alternatively, the reception method is characterized in that decoding is performed at a transmission rate according to the propagation path state of only the temporarily held signal reproduction information of the immediately preceding or next frame.

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