EP0961264A1 - Emitting/receiving device for the selection of a source coder and methods used therein - Google Patents

Emitting/receiving device for the selection of a source coder and methods used therein Download PDF

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EP0961264A1
EP0961264A1 EP99201604A EP99201604A EP0961264A1 EP 0961264 A1 EP0961264 A1 EP 0961264A1 EP 99201604 A EP99201604 A EP 99201604A EP 99201604 A EP99201604 A EP 99201604A EP 0961264 A1 EP0961264 A1 EP 0961264A1
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EP
European Patent Office
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signal
source
distortion
compressed
estimate
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EP99201604A
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German (de)
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EP0961264B1 (en
Inventor
Gilles Miet
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
    • G10L19/16—Vocoder architecture
    • G10L19/18—Vocoders using multiple modes

Definitions

  • the invention applies in particular to any cellular terminal operating according to a digital telecommunications standard of GSM type (from the English Global System for Mobile communications), PCS1900 (Personal Communications System), PHS (Personal Handyphone System), TDMA (Time Division Multiple Access), CDMA (Code Division Multiple Access), WBCDMA (Wide Band CDMA), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), etc.
  • GSM Global System for Mobile communications
  • PCS1900 Personal Communications System
  • PHS Personal Handyphone System
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • WBCDMA Wide Band CDMA
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • the Japanese abstract published under the number 08237711 A describes a device transmission / reception of the kind mentioned in the introductory paragraph, to increase the quality of an audio signal to be transmitted.
  • the device includes means for test directly on the useful signal, the performance of source encoder families successively selected from a list of available families and means for compare each output signal to the original signal in order to transmit only the signal coded closest to the original signal.
  • the invention proposes a more economical method for optimizing the compromise quality of transmission of the speech signal / capacity of the means of communication, within digital telecommunications apparatus involving source coding.
  • each original signal undergoes only one source coding test before the selection of the optimum encoder, while remaining in the same family of encoders.
  • the reception part comprises a plurality of decoders compatible with said source coders and means for command cooperating with said control means to automatically select, among the plurality of decoders, a decoder compatible with the source coder selected by said control means.
  • the source coder delivers an internal residual error signal and said calculation means use said error signal to estimate said distortion.
  • the invention finally provides a reception method of the kind mentioned in the introductory paragraph for decoding a signal compressed by a transmission method of the type above, remarkable in that it includes a step of automatic selection of a decoder from among a plurality of decoders available as a function of said source coder selected.
  • Figure 1 is a block diagram of a conventional digital transmitter.
  • FIG. 2 is a block diagram of the transmission part of a transmission / reception according to the invention.
  • FIG. 3 illustrates a first embodiment of the transmission part shown schematically in Figure 2.
  • FIG. 4 illustrates a second embodiment of the transmission part shown schematically in Figure 2.
  • FIG. 5 is a flow diagram illustrating a transmission method according to the invention.
  • Figure 6 shows an example of a digital telecommunications system according to the invention.
  • FIG. 1 The general structure of a digital transmitter for a GSM type system, that is to say without spectrum spreading, is given in FIG. 1. It includes a source 10, a source encoder 11 (COD), a channel encoder 12, a multiplexer 13, a modulator 14 (MOD), a device 15 for transposing the signal to the radio frequency fr and an antenna 16.
  • the signal S emitted by the source 10 is either analog, such as for example the speech, and must therefore be digitized, either directly digital like the signals of signage.
  • This signal undergoes coding, called source coding, by the source coder 11 for minimize the amount of information to be sent.
  • the first performs a 8 kHz sampling (slightly more than twice the highest frequency present, depending on the Nyquist criterion) of the band called "telephone band" located between 300 and 3400 Hz. Each sample is coded on eight bits. We obtain a bit rate of 8 * 8 64kbits.
  • LPC Linear Predictive Coding
  • the signal thus coded is processed by a second coder 12, called the channel coder, the purpose of which is to add redundancy to the sequence of symbols to be transmitted, for reduce the risk of transmission errors.
  • the coded data is then put in form and multiplexed between the different available logical channels, by the multiplexer 13, depending on the type of multiple access used for transmission. For example, for a time multiplexing system, a physical channel occupies only one time slot limited. It is therefore necessary to share the information blocks coded in sub-blocks to be inserted in the time slots on the radio channel.
  • the symbol sequence is modulated by the modulator 14.
  • This operation consists in transforming the sequence of numerical symbols into signal to be transmitted through the channel.
  • the signal is then transformed into a waveform according to the type of modulation chosen.
  • the modulation produces an overflow on the neighboring channels to be filtered.
  • the appropriate device 15 then transposes the signal to the radio frequency fr, i.e. at the carrier frequency of the channel, before it is transmitted on radio waves through the antenna 16.
  • a transmission device is illustrated in FIG. 2.
  • the blocks common in Figure 1 have the same references.
  • a calculation block 21 as well as a block 23 control have been added to the conventional broadcast chain.
  • the calculation block 21 includes measuring means for estimating the distortion of the signal source encoder output 11.
  • the source encoding block 11 includes several encoders likely to be selected by the control block 23.
  • the control block 23 compare the estimate of the distortion to threshold values stored in a table in device memory and selects a source encoder from the encoders available in the source coding block 11, as a function of the result of the comparison.
  • the different encoders can for example be referenced in order of precision increasing, that is to say in order of increasing output flow.
  • a threshold of high reference (respectively low) is reached for the estimation of the distortion
  • the block of control automatically selects the next higher available encoder (respectively lower) in terms of precision.
  • the control block 23 must then make a request to the network to ask it to change the encoder and must wait for its agreement before actually selecting the new coder better suited. In case of network refusal, the old encoder is kept. In Indeed, it is imperative that the two communicating parties, here the radiotelephone and the network, use compatible encoders and decoders.
  • Some networks transmit digital messages from mobile to mobile without decode the information.
  • the receivers of mobile devices must use a decoder capable of decoding the messages transmitted by the transmitters of their correspondents.
  • the invention provides that the selection of a source encoder in the transmitter of the transmitting / receiving device automatically triggers the selection a compatible decoder in the receiver.
  • FIG. 3 illustrates a first embodiment of the invention for estimating the distortion of the signal at the output of the source encoder 11.
  • This error e is then filtered by a perceptual filter 34 and its energy is calculated by an energy calculation block 35.
  • FIG. 4 illustrates a second embodiment of the invention for estimating the signal distortion at the source encoder output.
  • the encoder from source 11 has an internal ER residual error which can be accessed to get information.
  • This residual error is then filtered by a perceptual filter 41 (this filter is already present in the emission chain of radiotelephones conforming to the standard GSM EFR 06.60).
  • the energy of the filtered error is then calculated by a calculation device of energy 43 to provide the control block 23 with an estimate E of the signal distortion due to source encoder 11.
  • Step K0 represents the reception of the speech signal S by the source coder.
  • the signal S then undergoes a double coding step K1: a source coding intended for compress the signal to be transmitted and a channel coding intended to protect it against transmission errors.
  • step K2 an estimate E is made of the distortion provided by the speech coder to the original signal. This estimate E can be made, by example, according to one of the methods described in relation to FIGS. 3 and 4.
  • the method is continues with a control step which includes a sub-step K3 for comparing the estimated distortion E at set values, followed by a decision substep K4 for choose a coder according to this estimate, among the coders present in the transmitter.
  • Step K5 consists in making a request to the network to ask it to replace the old encoder with the selected encoder and wait for the network response. If the answer is positive (K6), the coder beforehand selected replaces the old one in the transmitter, otherwise (K7), the old encoder is kept.
  • This process is preferably carried out once per data frame. But if the network or the correspondent's mobile receiver does not allow the choice of decoder (for example example it has only one decoder or the bit rate is unacceptable), the process will only be done once per connection or per communication.
  • Figure 6 shows a cellular radio system, for example GSM type.
  • the invention can be implemented in all systems of digital communications for which an audio signal source coding is performed.
  • the system shown in Figure 6 includes two base radio stations 60, 61 connected to the GSM 62 network, as well as two mobile phones 63 and 64 capable of communicate with each other by radio within a coverage area 65, representing the radio coverage area of the GSM network, through base stations 60, 61 and of the network 62.
  • the stations 60, 61 provide the radio interface between GSM network 62 and mobiles 63, 64.
  • the current GSM standard provides for network decoding of coded messages and transmitted by the transmitting mobiles, before transmitting them to the receiving mobiles.
  • the source coding means located in mobiles must therefore be compatible with decoding means used by the network.
  • the transmitting part of the mobile 63 after having selected a source coder as previously described, must send a request to the network 60, 61, 62 to ask him to adapt his decoding means to the source encoder which has just been selected on transmission. Upon receipt of a confirmation message, the sending party of the mobile 63 can then effectively change the encoder.
  • a mobile transmitter of a speech message for example mobile 63 and a receiving mobile, for example mobile 64.
  • the mobile 63 selects a source encoder, but instead of ask the network for authorization to use this source encoder, it sends a request to mobile receiver 64 in the form of a signaling message, via the network. Because if the network does not decode the coded messages in transmission, the task falls to the mobile receiver 64.
  • the receiving part of the receiving mobile 64 must be provided with means for selecting a decoder compatible with the source coder used in transmission. These means comprise a plurality of decoders compatible with the coders of source of the transmission part as well as control means for selecting automatically, at the request of the sending mobile, a compatible decoder among the plurality of decoders.
  • the invention provides that the reception part of a mobile automatically selects a decoder compatible with the encoder previously selected for transmission.
  • the reception part includes a plurality of decoders compatible with said source coders and means for command cooperating with the control means of the transmission part to select automatically, among the plurality of decoders, a decoder compatible with the encoder source selected during transmission.

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Abstract

The system provides selection of compression method according to circumstances. The system for transmission and reception of digital signals includes a transmitter which receives an original speech signal and applies this to a number of source coding devices. Each of these compresses the speech signal and provides a compressed signal at a given output data rate, with a measurable distortion. A selector chooses one of the coders from the source coding devices. The selector is able to determine an estimate of the distortion of the compressed signal, and compare this value with reference values in order to determine the appropriate selection of coder.

Description

L'invention concerne un appareil d'émission / réception de signaux numériques comportant une partie émission et une partie réception, la partie émission recevant en entrée un signal de parole, dit signal original, et comportant :

  • des moyens de codage de source comprenant une pluralité de codeurs de source pour compresser ledit signal de parole et délivrer un signal compressé à un débit de sortie donné, ledit signal compressé ayant une distorsion mesurable et
  • des moyens de sélection d'un codeur de source parmi la pluralité de codeurs.
The invention relates to an apparatus for transmitting / receiving digital signals comprising a transmission part and a reception part, the transmission part receiving a speech signal, said original signal, as input, and comprising:
  • source coding means comprising a plurality of source coders for compressing said speech signal and delivering a compressed signal at a given output rate, said compressed signal having a measurable distortion and
  • means for selecting a source coder from the plurality of coders.

Elle concerne aussi un équipement téléphonique et un système de télécommunications numériques.It also relates to telephone equipment and a communication system. digital telecommunications.

L'invention concerne également un procédé d'émission de signaux numériques comportant les étapes suivantes :

  • une étape de réception d'un signal de parole, dit signal original,
  • une étape de codage de source pour compresser ledit signal de parole et délivrer un signal compressé à un débit de sortie donné, ledit signal compressé ayant une distorsion mesurable et
  • une étape de sélection d'un codeur de source parmi une pluralité de codeurs pour réaliser l'étape de codage de source.
The invention also relates to a method for transmitting digital signals comprising the following steps:
  • a step of receiving a speech signal, called the original signal,
  • a source coding step for compressing said speech signal and delivering a compressed signal at a given output rate, said compressed signal having a measurable distortion and
  • a step of selecting a source coder from a plurality of coders to carry out the source coding step.

Elle concerne enfin un procédé de réception de signaux numériques comportant une étape de décodage de source.Finally, it relates to a method for receiving digital signals comprising a source decoding step.

L'invention s'applique notamment à tout terminal cellulaire fonctionnant selon une norme de télécommunications numérique de type GSM (de l'anglais Global System for Mobile communications), PCS1900 (Personal Communications System), PHS (Personal Handyphone System), TDMA (Time Division Multiple Acces), CDMA (Code Division Multiple Access), WBCDMA (Wide Band CDMA), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), etc.The invention applies in particular to any cellular terminal operating according to a digital telecommunications standard of GSM type (from the English Global System for Mobile communications), PCS1900 (Personal Communications System), PHS (Personal Handyphone System), TDMA (Time Division Multiple Access), CDMA (Code Division Multiple Access), WBCDMA (Wide Band CDMA), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), etc.

L'abrégé japonais publié sous le numéro 08237711 A décrit un dispositif d'émission / réception du genre mentionné dans le paragraphe introductif, pour augmenter la qualité d'un signal audio à transmettre. Pour cela, le dispositif comporte des moyens pour tester directement sur le signal utile, les performances de familles de codeur de source sélectionnées successivement dans une liste de familles disponibles et des moyens pour comparer chaque signal de sortie au signal original en vue de ne transmettre que le signal codé le plus proche du signal original. The Japanese abstract published under the number 08237711 A describes a device transmission / reception of the kind mentioned in the introductory paragraph, to increase the quality of an audio signal to be transmitted. For this, the device includes means for test directly on the useful signal, the performance of source encoder families successively selected from a list of available families and means for compare each output signal to the original signal in order to transmit only the signal coded closest to the original signal.

L'invention propose une méthode plus économique pour optimiser le compromis qualité d'émission du signal de parole / capacité du moyen de communication, dans les appareils de télécommunications numériques impliquant un codage de source.The invention proposes a more economical method for optimizing the compromise quality of transmission of the speech signal / capacity of the means of communication, within digital telecommunications apparatus involving source coding.

Pour cela, il est prévu un appareil du genre mentionné dans le paragraphe introductif remarquable en ce que lesdits moyens de sélection comprennent :

  • des moyens de calcul pour effectuer une estimation de la distorsion du signal compressé,
  • des moyens de contrôle pour comparer cette estimation à des valeurs de consigne et sélectionner un codeur de source en fonction du résultat de ladite comparaison.
For this, there is provided an apparatus of the kind mentioned in the introductory paragraph remarkable in that said selection means include:
  • calculation means for estimating the distortion of the compressed signal,
  • control means for comparing this estimate with reference values and selecting a source encoder according to the result of said comparison.

Ainsi, chaque signal original ne subit qu'un seul test de codage de source avant la sélection du codeur optimum, tout en restant dans une même famille de codeurs.Thus, each original signal undergoes only one source coding test before the selection of the optimum encoder, while remaining in the same family of encoders.

Selon une caractéristique importante de l'invention, la partie réception comporte une pluralité de décodeurs compatibles avec lesdits codeurs de source et des moyens de commande coopérant avec lesdits moyens de contrôle pour sélectionner automatiquement, parmi la pluralité de décodeurs, un décodeur compatible avec le codeur de source sélectionné par lesdits moyens de contrôle.According to an important characteristic of the invention, the reception part comprises a plurality of decoders compatible with said source coders and means for command cooperating with said control means to automatically select, among the plurality of decoders, a decoder compatible with the source coder selected by said control means.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le codeur de source délivre un signal d'erreur résiduelle interne et lesdits moyens de calcul utilisent ledit signal d'erreur pour estimer ladite distorsion.According to a particular embodiment of the invention, the source coder delivers an internal residual error signal and said calculation means use said error signal to estimate said distortion.

Selon un autre mode de réalisation, les moyens de calcul comprennent :

  • des moyens de décodage de source inverse coopérant avec les moyens de codage de source pour fournir un signal décodé à partir dudit signal compressé,
  • des moyens de comparaison du signal décodé au signal original pour fournir un signal d'erreur résiduelle et
  • des moyens de traitement du signal d'erreur résiduelle pour en déduire ladite estimation.
According to another embodiment, the calculation means comprise:
  • reverse source decoding means cooperating with the source coding means to supply a decoded signal from said compressed signal,
  • means for comparing the decoded signal with the original signal to provide a residual error signal and
  • means for processing the residual error signal to deduce said estimate.

Il est prévu un procédé d'émission du genre mentionné dans le paragraphe introductif, remarquable en ce que ladite étape de sélection comprend :

  • une sous-étape de calcul pour effectuer une estimation de la distorsion du signal compressé,
  • une sous-étape de contrôle pour comparer cette estimation à des valeurs de consigne et sélectionner un codeur de source en fonction du résultat de ladite comparaison.
An emission method of the kind mentioned in the introductory paragraph is provided, remarkable in that said selection step comprises:
  • a calculation sub-step for estimating the distortion of the compressed signal,
  • a control sub-step for comparing this estimate with set values and selecting a source encoder according to the result of said comparison.

L'invention fournit enfin un procédé de réception du genre mentionné dans le paragraphe introductif pour décoder un signal compressé par un procédé d'émission du type ci-dessus, remarquable en ce qu'il comporte une étape de sélection automatique d'un décodeur parmi une pluralité de décodeurs disponibles en fonction dudit codeur de source sélectionné. The invention finally provides a reception method of the kind mentioned in the introductory paragraph for decoding a signal compressed by a transmission method of the type above, remarkable in that it includes a step of automatic selection of a decoder from among a plurality of decoders available as a function of said source coder selected.

La description suivante, faite en regard des dessins ci-annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.The following description, made with reference to the attached drawings, all given to by way of nonlimiting example will make it clear how the invention can be implemented.

La figure 1 est un schéma bloc d'un émetteur numérique classique.Figure 1 is a block diagram of a conventional digital transmitter.

La figure 2 est un schéma bloc de la partie émission d'un d'appareil d'émission / réception selon l'invention.FIG. 2 is a block diagram of the transmission part of a transmission / reception according to the invention.

La figure 3 illustre un premier mode de réalisation de la partie émission schématisée à la figure 2.FIG. 3 illustrates a first embodiment of the transmission part shown schematically in Figure 2.

La figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation de la partie émission schématisée à la figure 2.FIG. 4 illustrates a second embodiment of the transmission part shown schematically in Figure 2.

La figure 5 est un organigramme illustrant un procédé d'émission selon l'invention.FIG. 5 is a flow diagram illustrating a transmission method according to the invention.

La figure 6 représente un exemple de système de télécommunications numériques selon l'invention.Figure 6 shows an example of a digital telecommunications system according to the invention.

La structure générale d'un émetteur numérique pour un système de type GSM, c'est-à-dire sans étalement de spectre, est donnée à la figure 1. Il comporte une source 10, un codeur de source 11 (COD), un codeur de canal 12, un multiplexeur 13, un modulateur 14 (MOD), un dispositif 15 pour transposer le signal à la fréquence radio fr et une antenne 16.The general structure of a digital transmitter for a GSM type system, that is to say without spectrum spreading, is given in FIG. 1. It includes a source 10, a source encoder 11 (COD), a channel encoder 12, a multiplexer 13, a modulator 14 (MOD), a device 15 for transposing the signal to the radio frequency fr and an antenna 16.

Le signal S émis par la source 10 est soit analogique, comme par exemple la parole, et doit donc être numérisé, soit directement numérique comme les signaux de signalisation. On s'intéresse ici au signal de parole dont on cherche à améliorer la qualité en émission. Ce signal subit un codage, dit codage de source, par le codeur de source 11 pour minimiser la quantité d'information à émettre.The signal S emitted by the source 10 is either analog, such as for example the speech, and must therefore be digitized, either directly digital like the signals of signage. We are interested here in the speech signal, the quality of which we seek to improve. program. This signal undergoes coding, called source coding, by the source coder 11 for minimize the amount of information to be sent.

Il existe de nombreuses méthodes de codage de source comme la modulation d'impulsions codées (MIC) ou le codage d'analyse par synthèse. La première effectue un échantillonnage à 8 kHz (un peu plus de deux fois la plus haute fréquence présente, selon le critère de Nyquist) de la bande dite « bande téléphonique » située entre 300 et 3400 Hz. Chaque échantillon est codé sur huit bits. On obtient un débit de 8*8 = 64kbits. La seconde méthode utilisée actuellement dans la norme GSM utilise un modèle de production de la parole à l'aide d'une analyse de type LPC (de l'anglais Linear Predictive Coding) du signal de parole. En utilisant ce type de codeur et ces variantes on obtient des débits bien inférieurs à ceux obtenus par le codage MIC, comme par exemple 13 kbits/s pour le codeur GSM plein débit. There are many source coding methods such as modulation of coded pulses (MIC) or analysis analysis coding. The first performs a 8 kHz sampling (slightly more than twice the highest frequency present, depending on the Nyquist criterion) of the band called "telephone band" located between 300 and 3400 Hz. Each sample is coded on eight bits. We obtain a bit rate of 8 * 8 = 64kbits. The second method currently used in the GSM standard uses a production model of the speech using a Linear Predictive Coding (LPC) analysis of the speech signal speech. By using this type of encoder and these variants, data rates are obtained which are much lower than those obtained by MIC coding, such as 13 kbits / s for the full GSM coder debit.

Le signal ainsi codé est traité par un deuxième codeur 12, dit codeur de canal, dont le but est d'ajouter de la redondance à la séquence de symboles à transmettre, pour diminuer les risques d'erreurs de transmission. Les données codées sont alors mises en forme et multiplexées entre les différents canaux logiques disponibles, par le multiplexeur 13, en fonction du type d'accès multiple utilisé pour la transmission. Par exemple, pour un système de multiplexage temporel, un canal physique n'occupe qu'une tranche de temps limitée. Il faut donc partager les blocs d'information codées en sous-blocs à insérer dans les intervalles de temps sur la voie radio.The signal thus coded is processed by a second coder 12, called the channel coder, the purpose of which is to add redundancy to the sequence of symbols to be transmitted, for reduce the risk of transmission errors. The coded data is then put in form and multiplexed between the different available logical channels, by the multiplexer 13, depending on the type of multiple access used for transmission. For example, for a time multiplexing system, a physical channel occupies only one time slot limited. It is therefore necessary to share the information blocks coded in sub-blocks to be inserted in the time slots on the radio channel.

Une fois le multiplexage réalisé, la séquence de symboles est modulée par le modulateur 14. Cette opération consiste à transformer la suite de symboles numériques en signal à émettre à travers le canal. Le signal est alors transformé en forme d'onde conformément au type de modulation choisie. La modulation produit un débordement sur les canaux voisins qu'il faut filtrer. Le dispositif approprié 15, transpose ensuite le signal à la fréquence radio fr, c'est-à-dire à la fréquence porteuse du canal, avant qu'il soit transmis sur les ondes radio par l'antenne 16.Once multiplexing has been carried out, the symbol sequence is modulated by the modulator 14. This operation consists in transforming the sequence of numerical symbols into signal to be transmitted through the channel. The signal is then transformed into a waveform according to the type of modulation chosen. The modulation produces an overflow on the neighboring channels to be filtered. The appropriate device 15 then transposes the signal to the radio frequency fr, i.e. at the carrier frequency of the channel, before it is transmitted on radio waves through the antenna 16.

Le récepteur étant également de forme générale classique, l'homme de l'art pourra aisément déduire sa structure de celle de l'émetteur qui vient d'être décrit.Since the receiver is also of generally conventional shape, those skilled in the art can easily deduce its structure from that of the transmitter which has just been described.

Un dispositif d'émission conforme à l'invention est illustré à la figure 2. Les blocs communs à la figure 1 portent les mêmes références. Un bloc de calcul 21 ainsi qu'un bloc de contrôle 23 ont été rajoutés à la chaíne d'émission classique. Le bloc de calcul 21 comporte des moyens de mesure pour effectuer une estimation de la distorsion du signal de sortie du codeur de source 11. Le bloc de codage de source 11 comprend plusieurs codeurs susceptibles d'être sélectionnés par le bloc de contrôle 23. Pour cela, le bloc de contrôle 23 compare l'estimation de la distorsion à des valeurs de seuil stockées dans une table en mémoire de l'appareil et sélectionne un codeur de source parmi les codeurs disponibles dans le bloc de codage de source 11, en fonction du résultat de la comparaison.A transmission device according to the invention is illustrated in FIG. 2. The blocks common in Figure 1 have the same references. A calculation block 21 as well as a block 23 control have been added to the conventional broadcast chain. The calculation block 21 includes measuring means for estimating the distortion of the signal source encoder output 11. The source encoding block 11 includes several encoders likely to be selected by the control block 23. For this, the control block 23 compare the estimate of the distortion to threshold values stored in a table in device memory and selects a source encoder from the encoders available in the source coding block 11, as a function of the result of the comparison.

Les différents codeurs peuvent par exemple être référencés par ordre de précision croissante, c'est-à-dire par ordre de débit de sortie croissant. Dans ce cas, lorsqu'un seuil de référence haut (respectivement bas) est atteint pour l'estimation de la distorsion, le bloc de contrôle sélectionne automatiquement le codeur disponible immédiatement supérieur (respectivement inférieur) en terme de précision.The different encoders can for example be referenced in order of precision increasing, that is to say in order of increasing output flow. In this case, when a threshold of high reference (respectively low) is reached for the estimation of the distortion, the block of control automatically selects the next higher available encoder (respectively lower) in terms of precision.

Le bloc de contrôle 23 doit ensuite faire une requête au réseau pour lui demander de changer de codeur et doit attendre son accord avant de sélectionner effectivement le nouveau codeur mieux adapté. En cas de refus du réseau, l'ancien codeur est conservé. En effet, il est impératif que les deux parties qui communiquent, ici le radiotéléphone et le réseau, utilisent des codeurs et des décodeurs compatibles. The control block 23 must then make a request to the network to ask it to change the encoder and must wait for its agreement before actually selecting the new coder better suited. In case of network refusal, the old encoder is kept. In Indeed, it is imperative that the two communicating parties, here the radiotelephone and the network, use compatible encoders and decoders.

Certains réseaux transmettent les messages numériques de mobile à mobile sans procéder au décodage de l'information. Dans ce cas, les récepteurs des appareils mobiles doivent utiliser un décodeur capable de décoder les messages transmis par les émetteurs de leurs correspondants. Pour cela, l'invention prévoit que la sélection d'un codeur de source dans l'émetteur de l'appareil d'émission / réception déclenche automatiquement la sélection d'un décodeur compatible dans le récepteur.Some networks transmit digital messages from mobile to mobile without decode the information. In this case, the receivers of mobile devices must use a decoder capable of decoding the messages transmitted by the transmitters of their correspondents. For this, the invention provides that the selection of a source encoder in the transmitter of the transmitting / receiving device automatically triggers the selection a compatible decoder in the receiver.

La figure 3 illustre un premier mode de réalisation de l'invention pour estimer la distorsion du signal en sortie du codeur de source 11. Selon ce mode de réalisation, on effectue une soustraction 31 entre le signal de parole original S et le signal codé par le codeur de source 11 puis décodé par un décodeur inverse 33 pour obtenir un signal d'erreur e représentant l'erreur entre le signal émis et le signal codé. Cette erreur e est alors filtrée par un filtre perceptif 34 et son énergie est calculée par un bloc de calcul d'énergie 35. On obtient en sortie du dispositif de calcul 31+33+34+35 une estimation E de la distorsion due au codeur 11 qui sera traitée par le bloc de contrôle 23.FIG. 3 illustrates a first embodiment of the invention for estimating the distortion of the signal at the output of the source encoder 11. According to this embodiment, performs a subtraction 31 between the original speech signal S and the signal coded by the source encoder 11 then decoded by a reverse decoder 33 to obtain an error signal e representing the error between the transmitted signal and the coded signal. This error e is then filtered by a perceptual filter 34 and its energy is calculated by an energy calculation block 35. We obtains at the output of the calculation device 31 + 33 + 34 + 35 an estimate E of the distortion due to the encoder 11 which will be processed by the control block 23.

La figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention pour estimer la distorsion du signal en sortie du codeur de source. Selon ce mode de réalisation, le codeur de source 11 possède une erreur résiduelle interne ER à laquelle on peut accéder pour en tirer des informations. Cette erreur résiduelle est ensuite filtrée par un filtre perceptif 41 (ce filtre est déjà présent dans la chaíne d'émission des radiotéléphones conformes à la norme GSM EFR 06.60). L'énergie de l'erreur filtrée est ensuite calculée par un dispositif de calcul d'énergie 43 pour fournir au bloc de contrôle 23 une estimation E de la distorsion du signal due au codeur de source 11.FIG. 4 illustrates a second embodiment of the invention for estimating the signal distortion at the source encoder output. According to this embodiment, the encoder from source 11 has an internal ER residual error which can be accessed to get information. This residual error is then filtered by a perceptual filter 41 (this filter is already present in the emission chain of radiotelephones conforming to the standard GSM EFR 06.60). The energy of the filtered error is then calculated by a calculation device of energy 43 to provide the control block 23 with an estimate E of the signal distortion due to source encoder 11.

Un procédé selon l'invention est illustré à la figure 5. Il comprend les étapes K0 à K7. L'étape K0 représente la réception du signal de parole S par le codeur de source. Le signal S subit ensuite une double étape de codage K1 : un codage de source destiné à compresser le signal à transmettre et un codage de canal destiné à le protéger contre des erreurs de transmission. A l'étape K2, on effectue une estimation E de la distorsion apportée par le codeur de parole au signal original. Cette estimation E peut être effectuée, par exemple, selon l'une des méthodes décrites en relation aux figures 3 et 4. Le procédé se poursuit par une étape de contrôle qui comprend une sous-étape K3 de comparaison de la distorsion estimée E à des valeurs de consigne, suivie d'une sous-étape de décision K4 pour choisir un codeur en fonction de cette estimation, parmi les codeurs présents dans l'émetteur. Le choix du codeur de source étant fait, le bloc de contrôle doit faire valider ce choix par le réseau de radiotéléphonie. L'étape K5 consiste à effectuer une requête au réseau pour lui demander de remplacer l'ancien codeur par le codeur sélectionné et à attendre la réponse du réseau. Si la réponse est positive (K6), le codeur préalablement sélectionné remplace l'ancien dans l'émetteur, sinon (K7), l'ancien codeur est conservé.A method according to the invention is illustrated in FIG. 5. It includes steps K0 to K7. Step K0 represents the reception of the speech signal S by the source coder. The signal S then undergoes a double coding step K1: a source coding intended for compress the signal to be transmitted and a channel coding intended to protect it against transmission errors. In step K2, an estimate E is made of the distortion provided by the speech coder to the original signal. This estimate E can be made, by example, according to one of the methods described in relation to FIGS. 3 and 4. The method is continues with a control step which includes a sub-step K3 for comparing the estimated distortion E at set values, followed by a decision substep K4 for choose a coder according to this estimate, among the coders present in the transmitter. The choice of the source encoder being made, the control block must validate this choice by the radiotelephony network. Step K5 consists in making a request to the network to ask it to replace the old encoder with the selected encoder and wait for the network response. If the answer is positive (K6), the coder beforehand selected replaces the old one in the transmitter, otherwise (K7), the old encoder is kept.

Ce procédé est effectué de préférence une fois par trame de données. Mais si le réseau ou le récepteur du mobile du correspondant ne laisse pas le choix du décodeur (par exemple il ne dispose que d'un seul décodeur ou bien le débit est inacceptable), le procédé ne sera effectué qu'une seule fois par connexion ou par communication.This process is preferably carried out once per data frame. But if the network or the correspondent's mobile receiver does not allow the choice of decoder (for example example it has only one decoder or the bit rate is unacceptable), the process will only be done once per connection or per communication.

La figure 6 représente un système de radiocommunications cellulaires, par exemple de type GSM. Toutefois, l'invention peut être mise en oeuvre dans tous systèmes de communications numériques pour lesquelles un codage de source du signal audio est effectué.Figure 6 shows a cellular radio system, for example GSM type. However, the invention can be implemented in all systems of digital communications for which an audio signal source coding is performed.

Le système schématisé à la figure 6 comprend deux stations radio de base 60, 61 reliées au réseau GSM 62, ainsi que deux téléphones mobiles 63 et 64 susceptibles de communiquer entre eux par voie radio à l'intérieur d'une zone de couverture 65, représentant la zone de couverture radioélectrique du réseau GSM, par l'intermédiaire des stations de base 60, 61 et du réseau 62. Les stations 60, 61 réalisent l'interface radio entre le réseau GSM 62 et les mobiles 63, 64.The system shown in Figure 6 includes two base radio stations 60, 61 connected to the GSM 62 network, as well as two mobile phones 63 and 64 capable of communicate with each other by radio within a coverage area 65, representing the radio coverage area of the GSM network, through base stations 60, 61 and of the network 62. The stations 60, 61 provide the radio interface between GSM network 62 and mobiles 63, 64.

La norme GSM actuelle prévoit le décodage par le réseau des messages codés et émis par les mobiles émetteurs, avant de les transmettre aux mobiles récepteurs. Les moyens de codage de source situés dans les mobiles doivent donc être compatibles avec les moyens de décodage utilisés par le réseau.The current GSM standard provides for network decoding of coded messages and transmitted by the transmitting mobiles, before transmitting them to the receiving mobiles. The source coding means located in mobiles must therefore be compatible with decoding means used by the network.

Selon un mode de réalisation particulier, correspondant notamment à la norme GSM actuelle, la partie émettrice du mobile 63, après avoir sélectionné un codeur de source comme cela a été précédemment décrit, doit envoyer une requête au réseau 60, 61, 62 pour lui demander d'adapter ses moyens de décodage au codeur de source qui vient d'être sélectionné en émission. A la réception d'un message de confirmation, la partie émettrice du mobile 63 peut alors effectivement changer de codeur.According to a particular embodiment, corresponding in particular to the standard Current GSM, the transmitting part of the mobile 63, after having selected a source coder as previously described, must send a request to the network 60, 61, 62 to ask him to adapt his decoding means to the source encoder which has just been selected on transmission. Upon receipt of a confirmation message, the sending party of the mobile 63 can then effectively change the encoder.

Cependant, pour le cas où le réseau n'effectuerait pas le décodage des messages codés par les mobiles mais se contenterait de les transmettre, il est prévu un autre mode de réalisation.However, if the network does not decode the messages coded by mobiles but would simply transmit them, there is another mode of production.

On distingue dans une connexion entre deux mobiles, un mobile émetteur d'un message de parole, par exemple le mobile 63 et un mobile récepteur, par exemple le mobile 64. Selon l'invention, le mobile 63 sélectionne un codeur de source, mais au lieu de demander au réseau l'autorisation d'utiliser ce codeur de source, il adresse une requête au mobile récepteur 64 sous forme d'un message de signalisation, par l'intermédiaire du réseau. Car si le réseau ne décode pas les messages codés en émission, la tâche incombe au mobile récepteur 64. Pour cela, la partie réception du mobile récepteur 64 doit être munie de moyens pour sélectionner un décodeur compatible au codeur de source utilisé en émission. Ces moyens comprennent une pluralité de décodeurs compatibles avec les codeurs de source de la partie émission ainsi que des moyens de commande pour sélectionner automatiquement, sur requête du mobile émetteur, un décodeur compatible parmi la pluralité de décodeurs.We distinguish in a connection between two mobiles, a mobile transmitter of a speech message, for example mobile 63 and a receiving mobile, for example mobile 64. According to the invention, the mobile 63 selects a source encoder, but instead of ask the network for authorization to use this source encoder, it sends a request to mobile receiver 64 in the form of a signaling message, via the network. Because if the network does not decode the coded messages in transmission, the task falls to the mobile receiver 64. For this, the receiving part of the receiving mobile 64 must be provided with means for selecting a decoder compatible with the source coder used in transmission. These means comprise a plurality of decoders compatible with the coders of source of the transmission part as well as control means for selecting automatically, at the request of the sending mobile, a compatible decoder among the plurality of decoders.

Il est également prévu, pour rendre la communication symétrique entre les deux mobiles que chacun utilise un même codeur et un même décodeur, mais ce n'est pas obligatoire. En effet, la communication peut utiliser un type de codage / décodage dans un sens et un autre dans l'autre sens. Afin d'homogénéiser le système, l'invention prévoit que la partie réception d'un mobile sélectionne automatiquement un décodeur compatible au codeur préalablement sélectionné en émission. Pour cela, la partie réception comporte une pluralité de décodeurs compatibles avec lesdits codeurs de source et des moyens de commande coopérant avec les moyens de contrôle de la partie émission pour sélectionner automatiquement, parmi la pluralité de décodeurs, un décodeur compatible avec le codeur de source sélectionné en émission.It is also planned to make the communication symmetrical between the two that each one uses the same encoder and the same decoder, but it is not mandatory. Indeed, the communication can use a type of coding / decoding in a sense and another in the other direction. In order to standardize the system, the invention provides that the reception part of a mobile automatically selects a decoder compatible with the encoder previously selected for transmission. For this, the reception part includes a plurality of decoders compatible with said source coders and means for command cooperating with the control means of the transmission part to select automatically, among the plurality of decoders, a decoder compatible with the encoder source selected during transmission.

Claims (10)

Appareil d'émission / réception de signaux numériques comportant une partie émission et une partie réception, la partie émission recevant en entrée un signal de parole, dit signal original, et comportant : des moyens de codage de source comprenant une pluralité de codeurs de source pour compresser ledit signal de parole et délivrer un signal compressé à un débit de sortie donné, ledit signal compressé ayant une distorsion mesurable et des moyens de sélection d'un codeur de source parmi la pluralité de codeurs, caractérisé en ce que lesdits moyens de sélection comprennent : des moyens de calcul pour effectuer une estimation de la distorsion du signal compressé, des moyens de contrôle pour comparer cette estimation à des valeurs de consigne et sélectionner un codeur de source en fonction du résultat de ladite comparaison. Apparatus for transmitting / receiving digital signals comprising a transmitting part and a receiving part, the transmitting part receiving as input a speech signal, known as the original signal, and comprising: source coding means comprising a plurality of source coders for compressing said speech signal and delivering a compressed signal at a given output rate, said compressed signal having a measurable distortion and means for selecting a source coder from among the plurality of coders, characterized in that said selection means comprise: calculation means for estimating the distortion of the compressed signal, control means for comparing this estimate with reference values and selecting a source encoder according to the result of said comparison. Appareil selon la revendication 1, le codeur de source délivrant un signal d'erreur résiduelle interne,
   caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul utilisent ledit signal d'erreur pour estimer ladite distorsion.Apparatus according to claim 1, the source coder delivering an internal residual error signal,
characterized in that said calculating means uses said error signal to estimate said distortion. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de calcul comprennent : des moyens de décodage de source inverse coopérant avec les moyens de codage de source pour fournir un signal décodé à partir dudit signal compressé, des moyens de comparaison du signal décodé au signal original pour fournir un signal d'erreur résiduelle et des moyens de traitement du signal d'erreur résiduelle pour en déduire ladite estimation. Apparatus according to claim 1, characterized in that the calculation means comprise: reverse source decoding means cooperating with the source coding means to supply a decoded signal from said compressed signal, means for comparing the decoded signal with the original signal to provide a residual error signal and means for processing the residual error signal to deduce said estimate. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, la partie réception comportant une pluralité de décodeurs compatibles avec lesdits codeurs de source,
   caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande coopérant avec lesdits moyens de contrôle pour sélectionner automatiquement, parmi la pluralité de décodeurs, un décodeur compatible avec le codeur de source sélectionné par lesdits moyens de contrôle.Apparatus according to one of claims 1 to 3, the reception part comprising a plurality of decoders compatible with said source coders,
characterized in that it comprises control means cooperating with said control means for automatically selecting, from the plurality of decoders, a decoder compatible with the source coder selected by said control means. Equipement téléphonique comportant un appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est conforme à une norme de télécommunications numériques.Telephone equipment comprising a device according to one of claims 1 to 4, characterized in that it conforms to a digital telecommunications standard. Système de télécommunications numériques pour échanger des signaux de parole avec un équipement téléphonique selon la revendication 5.Digital telecommunications system for exchanging speech signals with telephone equipment according to claim 5. Procédé d'émission de signaux numériques comportant les étapes suivantes : une étape de réception d'un signal de parole, dit signal original, une étape de codage de source pour compresser ledit signal de parole et délivrer un signal compressé à un débit de sortie donné, ledit signal compressé ayant une distorsion mesurable et une étape de sélection d'un codeur de source parmi une pluralité de codeurs pour réaliser l'étape de codage de source,    caractérisé en ce que ladite étape de sélection comprend : une sous-étape de calcul pour effectuer une estimation de la distorsion du signal compressé, une sous-étape de contrôle pour comparer cette estimation à des valeurs de consigne et sélectionner un codeur de source en fonction du résultat de ladite comparaison. Method for transmitting digital signals comprising the following steps: a step of receiving a speech signal, called the original signal, a source coding step for compressing said speech signal and delivering a compressed signal at a given output rate, said compressed signal having a measurable distortion and a step of selecting a source coder from a plurality of coders to carry out the source coding step, characterized in that said selection step comprises: a calculation sub-step for estimating the distortion of the compressed signal, a control sub-step for comparing this estimate with set values and selecting a source encoder according to the result of said comparison. Procédé selon la revendication 7, le codeur de source délivrant un signal d'erreur résiduelle interne,
   caractérisé en ce que ledit signal d'erreur résiduelle est utilisé dans la sous-étape de calcul pour estimer la distorsion du signal compressé.Method according to claim 7, the source coder delivering an internal residual error signal,
characterized in that said residual error signal is used in the calculation sub-step to estimate the distortion of the compressed signal. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la sous-étape de calcul comprend : une étape de décodage inverse pour fournir un signal décodé à partir dudit signal compressé, une étape de comparaison du signal de parole original audit signal décodé pour obtenir une erreur résiduelle et une étape de traitement de l'erreur résiduelle pour obtenir ladite estimation. Method according to claim 7, characterized in that the calculation sub-step comprises: a reverse decoding step for supplying a decoded signal from said compressed signal, a step of comparing the original speech signal with said decoded signal to obtain a residual error and a step of processing the residual error to obtain said estimate. Procédé de réception de signaux numériques comportant une étape de décodage de source pour décoder un signal compressé par un procédé d'émission selon l'une des revendications 7 à 9,
   caractérisé en ce qu'il comporte une étape de sélection automatique d'un décodeur parmi une pluralité de décodeurs disponibles en fonction dudit codeur de source sélectionné.Method for receiving digital signals comprising a source decoding step for decoding a signal compressed by a transmitting method according to one of claims 7 to 9,
characterized in that it includes a step of automatically selecting a decoder from a plurality of decoders available as a function of said selected source coder.
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