ES2245476T3 - Metodo y dispositivos de codificacion de informacion que utilizan correccion de errores y deteccion de errores. - Google Patents

Abstract

SE UTILIZAN LA CORRECCION Y/O LA DETECCION CENTRADA DE ERRORES EN EL SISTEMA CODIFICADOR DE INFORMACION DE ACUERDO CON LA INVENCION. EL OBJETIVO DE ESTA INVENCION ES PRESENTAR UN PROCEDIMIENTO CODIFICADOR DE LA VOZ EN QUE UNA SERIE DE BITS DE PARAMETROS DE VOZ EN QUE SE CENTRAN LA CODIFICACION Y/O DETECCION DE ERRORES SE AJUSTA AUTOMATICAMENTE EN RELACION CON EL NUMERO DE BITS DE PARAMETROS DE VOZ COMO FUNCION DE LA CALIDAD DE LA CONEXION DE TRANSMISION DE INFORMACION. EN EL SISTEMA CODIFICADOR DE INFORMACION DE LA INVENCION, NO ES NECESARIO REDUCIR EL NUMERO DE BITS UTILIZADOS PARA CODIFICAR LA VOZ, DEBIDO A LO CUAL, LA CALIDAD DE LA VOZ ES ELEVADA. EN ESTE SISTEMA, LA CORRECCION Y/O DETECCION DE ERRORES SE CENTRA EN LOS BITS MAS IMPORTANTES PARA LA CALIDAD DE LA VOZ, P.EJ., COMO LA FUNCION DEL C/I (CANAL A INTERFERENCIA) -PARAMETRO QUE DESCRIBE LA CALIDAD DE LA CONEXION DE TRANSMISION DE INFORMACION. EL SILENCIAMIENTO DE LA SINTETIZACION DE LA VOZ QUE SE PRODUCE EN LOS SISTEMAS PREVIOS CONOCIDOS EN MALAS CONEXIONES DE TRANSMISION DE INFORMACION SE REDUCE CON EL PROCEDIMIENTO CODIFICADOR DE INFORMACION DE LA INVENCION UTILIZANDO LA DETECCION DE ERRORES CENTRADA.

Description

Método y dispositivos de codificación de información que utilizan corrección de errores y detección de errores.

La presente invención se refiere a un método de codificación de información que utiliza la corrección de errores y/o la detección de errores concentradas, utilizándose en dicho método la calidad de la conexión de transferencia de datos para seleccionar el modo de codificación para la conexión de transferencia de datos. La invención se refiere también a un sistema y a dispositivos terminales que aplican el método. La invención resulta particularmente adecuada para ser usada en relación con conexiones de transferencia de datos realizadas por radiocomunicaciones.

Cuando se transfiere información, tal como voz o datos, utilizando conexiones de transferencia sujetas a errores de transmisión, en general la información a transferir se protege usando un algoritmo de corrección de errores. Especialmente en las conexiones digitales, se intenta detectar errores de transmisión, y corregir los bits de información erróneos. El grado de éxito de este planteamiento depende, entre otras cosas, del número de errores de transmisión y del algoritmo de corrección de errores usado. En los sistemas de codificación de voz conocidos previamente para un experto en la materia, la mayor parte de los bits que comprenden información de voz se protegen usando un código de corrección de errores. Éste es el procedimiento utilizado, por ejemplo, en el códec de voz denominado de velocidad completa (FR, Velocidad Completa) del sistema GSM.

En el códec de voz de velocidad completa (al cual también se le denomina posteriormente códec de voz FR) del sistema GSM, se utiliza un sistema de codificación de voz basado en RPE-LTP (Excitación por Impulsos Regulares - Predicción a Largo plazo). El mismo produce 260 bits de parámetros de voz para cada trama de voz de 20 ms. De entre estos 260 bits, los 182 bits subjetivamente más importantes se protegen usando un código de corrección de errores. Como código de corrección de errores se usa la codificación convolucional a velocidad 1/2. Los restantes 78 bits se transfieren en la conexión de transmisión de datos completamente sin corrección de errores.

El número de errores de transmisión en una conexión de transferencia de datos puede superar temporalmente la capacidad de corrección de errores de la codificación convolucional a velocidad 1/2 utilizada en el sistema GSM. Como consecuencia, los bits recibidos importantes de los parámetros de voz pueden contener errores de transmisión. Es importante detectar estos errores de transmisión que se producen, incluso si no fuera posible corregirlos. Si los parámetros de voz que son los más importantes para la calidad de voz contienen errores de transmisión, los mismos no se usarán para la síntesis de voz en el receptor, sino que deben ser rechazados. En el códec de voz de velocidad completa FR del sistema GSM se usa la detección de errores CRC (Comprobación de Redundancia Cíclica) de 3 bits. La detección de errores CRC se concentra en los 50 bits más importantes de la codificación de voz. En un receptor, el código de detección de errores se utiliza para verificar la corrección de los 50 bits más importantes de cada trama de voz de 20 ms. Si los mismos contienen errores, la trama se clasifica como defectuosa y no se utiliza en la síntesis de voz. En lugar de ellos, se intenta sustituir la trama defectuosa por una estimación, la cual se forma, por ejemplo, basándose en tramas libres de errores, precedentes cronológicamente.

El método de codificación de voz de velocidad completa del sistema GSM presentado anteriormente de forma breve, funciona razonablemente bien, siempre que la fracción relativa de errores de transmisión no aumente demasiado. En estas condiciones, el algoritmo de corrección de errores es capaz de corregir errores de transmisión suficientemente como para obtener una conexión de transferencia satisfactoria y a través de la misma una calidad de voz satisfactoria. Cuando la proporción de los errores de transmisión aumenta hasta un nivel medio o alto, se supera la capacidad de corrección de errores de la codificación convolucional que presenta un índice de codificación de velocidad 1/2. En este caso, sería necesario un algoritmo de corrección de errores más eficaz, tal como, por ejemplo, una codificación convolucional con un índice de codificación de velocidad 1/3. No obstante, en este caso, la eficacia total de la codificación de voz se reducirá esencialmente, ya que en la conexión de transferencia de datos se deben incluir más bits de información de corrección de errores. Esto naturalmente hace que aumente la velocidad de transferencia de datos requerida de la conexión de transferencia de datos.

Por consiguiente, este planteamiento no se puede usar para códecs con una velocidad de línea fija. En su lugar, el método presentado anteriormente que se basa en conseguir que el algoritmo de corrección de errores resulte más eficaz es adecuado para sistemas con una velocidad de línea variable. Por ejemplo, la velocidad de bits total del sistema de transferencia de datos utilizado para transferir voz se puede mantener a un valor constante, siempre que al mismo tiempo se reduzca el número de bits usados para la propia codificación de voz. Esto, a su vez, requiere el uso de varios códecs de voz diferentes con velocidades de línea diferentes tanto en el transmisor como en el receptor, lo cual hace que la estructura del sistema resulte más complicada.

Uno de los ejemplos conocidos del uso de códecs de voz diferentes se publica en el documento US nº 5.115.469, en el que el codificador se selecciona de manera que se escoge la combinación de codificador-decodificador que produce la señal más parecida a la original. En el documento GB 2 291 570, diferentes partes de una trama de voz se someten a codificadores paralelos que realizan cada uno de ellos una codificación de bloques para la codificación con corrección de errores, y para la transmisión se selecciona la salida de uno de los codificadores dependiendo de la calidad del canal de comunicaciones.

Cuanto menor sea el número de bits utilizados para la codificación de voz, normalmente se requerirá más capacidad de cálculo de los diversos componentes del sistema. Las desventajas presentadas anteriormente hacen que aumente el coste del sistema. Además de lo expuesto anteriormente, cuando se utilizan más bits para la corrección de errores no se puede evitar el deterioro de la calidad de la voz, ya que cuantos menos bits haya disponibles para la codificación de voz, más se compromete la calidad de la voz. El deterioro de la calidad de voz debido a la reducción del número de bits usados para la codificación de voz es particularmente importante en un caso tal en el que exista ruido de fondo en la voz, por ejemplo, el ruido del motor de un coche.

Uno de los problemas que se producen en los métodos de codificación de voz según la técnica anterior es el silenciamiento completo de la síntesis de voz en un receptor cuando se usan conexiones de transferencia de datos que contienen un número elevado de errores de transferencia. Esto es debido al hecho de que cuando un algoritmo de detección de errores detecta errores de transferencia en las tramas de voz, el mismo silencia con demasiada facilidad el sintetizador de voz. Esta situación conduce a la pérdida de información de voz.

Tal como resulta evidente a partir de la descripción anterior, existe la necesidad de desarrollar un método mejor de protección de los parámetros de información en conexiones de transferencia de datos que contienen una gran cantidad de errores de transferencia. Además de esto, existe la necesidad de desarrollar un sistema, cuyo receptor tolere más adecuadamente tramas de parámetros de información que contienen errores. En lo sucesivo, el método de codificación de información según la invención y el sistema que lo utiliza y los dispositivos terminales se explican principalmente usando la codificación de voz en un sistema de comunicaciones móviles como ejemplo. No obstante, nada limita la utilización del sistema de codificación de información según la invención para codificar también otros datos que no sean datos de voz. En aras de una mayor claridad, en lo sucesivo a la invención se le hace referencia también como método de codificación de voz, ya que esta expresión es la que mejor describe uno de los campos más importantes de aplicación de la invención. También es posible utilizar la invención, en lugar de una conexión de radiocomunicaciones, por ejemplo, en relación con sistemas de transferencia de información realizados usando conexiones por cables.

En este caso se ha inventado un método de codificación de información que utiliza un sistema de corrección de errores y detección de errores concentradas, mediante el uso del cual se puedan reducir los problemas descritos anteriormente. Una de las finalidades de la presente invención es presentar un método de codificación de voz el cual se ajustará automáticamente en función de la calidad de una conexión de transferencia de datos optimizando la calidad de la voz en conexiones de transferencia de datos de cualquier calidad. La calidad de la conexión de transferencia de datos usada se analiza midiendo los parámetros que describen la calidad de una conexión de transferencia de datos, tales como, por ejemplo, la relación C/I (Portadora/Interferencia), la relación S/N (Señal/Ruido) o el índice de errores de bit (Índice de Errores de Bit, BER) conocidos previamente para una persona experta en la materia. En el método de codificación de información según la invención, no existe la necesidad de reducir el número de bits usados para la codificación de voz en relación con la velocidad de bits total usada en la conexión de transferencia de información, de manera que en tal caso la calidad de voz del habla sigue siendo preferentemente satisfactoria. En el método de codificación de información según la invención, la detección de errores y opcionalmente la corrección de errores se concentra en los bits más esenciales para la calidad de la voz en función de dicha relación C/I o de algún otro parámetro que describa la calidad de la conexión de transferencia de datos. En el método de codificación de información según la invención se reduce el silenciamiento de la síntesis de voz que se produce en los sistemas conocidos anteriormente en conexiones de transferencia de datos de calidad deficiente al utilizar la detección concentrada de errores, en otras palabras al utilizar la detección concentrada de tramas defectuosas.

El método de codificación de información según la invención tolera bien los errores de transferencia de datos. La elevada tolerancia de errores de transferencia de datos se puede conseguir monitorizando la calidad de una conexión de transferencia de datos, y optimizando la concentración de la corrección de errores y detección de errores de parámetros de voz. Tanto la codificación con corrección de errores (por ejemplo, codificación convolucional) como la codificación con detección de errores (por ejemplo, comprobación de la redundancia cíclica) se ajustan de manera que se adapten a las condiciones de los errores de la conexión de transferencia de datos.

En un sistema según la invención cuando se producen pocos errores de transferencia de datos, todos o casi todos los bits de parámetros de voz se protegen con un código de detección de errores, y cuando se producen más errores de transferencia de datos, la detección de errores se concentra más en los bits de parámetros de voz más importantes para la calidad e inteligibilidad de la voz cuantos más errores de transferencia de datos se producen. Adicionalmente, cuando se producen pocos errores de transferencia de datos, en un sistema según la invención todos o casi todos los bits de los parámetros de voz se pueden proteger con un código de corrección de errores. Cuando se producen más errores de transferencia de datos, la corrección de errores se concentra más en los bits de los parámetros de voz más importantes para la calidad e inteligibilidad de la voz (cuando se transfieren datos que no son voz, en los bits más importantes para la información) cuantos más errores de transferencia de datos se producen. La concentración de los bits de detección de errores se puede realizar consiguiendo que el número de bits de detección de errores se mantenga a un valor constante (por ejemplo, 3 bits CRC) aunque realizando la detección de errores en una cantidad diferente de bits de información dependiendo de la calidad de transferencia de datos. La concentración de los bits de detección de errores se puede conseguir variando la cantidad de bits de detección de errores dependiendo de la calidad de la transferencia de datos. De hecho, la determinación de los bits que son los más importantes para la calidad de la voz se basa en el método de codificación de voz utilizado. Por ejemplo, cuando se utiliza una codificación PCM (Modulación por Impulsos Codificados) sencilla, es indudable que los bits más significativos (MSB, Bits Más Significativos) son más importantes y los mismos se deben proteger minuciosamente. Además, si fuera necesario, los bits menos significativos (LSB, Bits Menos Significativos) se pueden dejar sin protección, ya que su efecto sobre la inteligibilidad de la voz es pequeño. En el códec de voz FR del sistema GSM, conocido previamente para un experto en la materia, la importancia relativa de los bits se ha definido en la especificación GSM. La decisión final sobre qué bits son los más importantes para la calidad de la voz se ha tomado de forma subjetiva, basándose en pruebas de escucha. Cuando en el método según la invención, el código de detección de errores se concentra en los bits más importantes, al mismo tiempo se cambia el código de corrección de errores para que resulte más eficaz, o se incluye más información de corrección de errores en relación con los bits protegidos de los parámetros de voz. Esto se realiza, por ejemplo, utilizando una codificación convolucional con un índice de codificación menor.

Cuando la calidad de una conexión de transferencia de información llega a ser deficiente, tal como ocurre en un sistema de comunicaciones móviles cuando la calidad de una conexión de radiocomunicaciones entre una estación móvil y una estación base se deteriora, en un sistema según la invención se protege selectivamente una parte cada vez más pequeña de todos los bits de los parámetros de voz, aunque usando un código de corrección de errores mejorado. La codificación de corrección de errores se concentra en los bits más importantes para la calidad de la voz de tal manera que los bits más importantes se protegen siempre y los bits menos importantes se protegen dentro de los límites establecidos por la calidad de la conexión de transferencia de información y el número de bits disponibles para permitir la corrección de errores. Como consecuencia de la mejora del código de corrección de errores, es posibles decodificar voz en el extremo receptor incluso en conexiones de transferencia de información que contienen una gran cantidad de errores, en otras palabras, un sistema que utiliza el método de codificación de voz según la invención no se "colapsará", es decir, la salida del decodificador de voz no se silenciará. Los bits transferidos sin el código de corrección de errores pueden reducir la calidad de la voz debido a errores de transmisión, aunque los bits de los parámetros de voz más importantes, bien protegidos, continuarán garantizando la inteligibilidad de la voz. En cuanto a la calidad de la voz, este método es bastante mejor que el intento de proteger todos los bits de los parámetros de voz o una gran parte de ellos usando un código de corrección de errores deficiente. Un código de corrección de errores deficiente en conexiones de transferencia de información con una gran cantidad de interferencia da como resultado una situación en la que el código de corrección de errores ya no es capaz de corregir los errores de transmisión. En este caso, de hecho se malgastan todos los bits utilizados para la corrección de errores. Cuando la calidad de la conexión de transferencia de información mejora, o se reduce el número de errores de transmisión, el método de codificación de voz según la invención se adapta por sí mismo de forma correspondiente a la nueva situación y hace que aumente la fracción de bits de parámetros de voz protegidos con el código de corrección de errores. De este modo, la corrección de errores funciona de forma eficaz en todas las condiciones de transferencia de datos.

Es posible analizar la calidad de una conexión de transferencia de información usando una serie de métodos. Entre los métodos se encuentran los anteriormente mencionados, conocidos previamente para un experto en la materia, índices de C/I (Canal/Interferencia) - y S/N (Señal/Ruido) - medidos en una conexión de transferencia de información. Es posible analizar la calidad de una conexión de transferencia de información también en función de la frecuencia con la que se producen tramas de parámetros de voz rechazadas en la síntesis de la voz debido a errores contenidos en los bits más importantes, tal como se explicará posteriormente de forma más detallada en relación con una forma de realización de la invención. Es posible realizar la detección de la propia calidad de una conexión de transferencia de información en un transmisor. La información sobre el modo de codificación de voz seleccionado (o cómo se concentran los bits de corrección de errores y/o detección de errores según la invención) se debe transferir siempre al codificador de voz del transmisor.

Un sistema según la invención utiliza típicamente el mismo códec de voz que funciona a una velocidad de línea fija. Se adapta únicamente la concentración de la codificación con corrección de errores y la codificación con detección de errores de manera que se correspondan con las condiciones actuales de la transferencia de datos. Esto facilita el funcionamiento del sistema por encima de un "punto de colapsamiento". Un punto de colapsamiento significa una situación en la cual una conexión de transferencia de datos contiene tantos errores de transferencia de datos que un receptor ya no es capaz de interpretar la información recibida. En otras palabras, un método de codificación de información que utilice la corrección de errores y la detección de errores concentradas según la invención reduce el punto de colapsamiento de una conexión de transferencia de datos, lo cual en la práctica significa, por ejemplo, que se puede establecer satisfactoriamente una conexión de transferencia de datos entre una estación móvil y una estación base en conexiones de radiocomunicaciones con relaciones Señal/Ruido peores que las anteriores.

Un sistema que utiliza el método de codificación de voz según la invención se adapta automáticamente según las condiciones actuales de transferencia de datos, y por lo tanto minimiza el efecto de los errores de transferencia de datos sobre la calidad de la voz. Como la concentración del código de corrección de errores en ciertos bits de la voz es una parte del propio código de corrección de errores, es posible conseguir, utilizando la invención, un sistema tal que funciona a una velocidad de línea fija, el cual proporciona una alta calidad de voz. Es posible utilizar la invención en todos los tipos de conexiones de transferencia de datos sin necesidad de cambiarse a un códec con una velocidad de línea menor. En los sistemas de transferencia de datos tales que utilizan una velocidad de línea variable o que cambian la relación entre los bits de los parámetros de voz y la información de corrección de errores, la invención se puede utilizar igualmente para mejorar la conexión de transferencia de datos y, a través de ello, la calidad de la voz.

Además de esto, en el método de codificación de voz según la invención, el código de detección de errores (por ejemplo, la CRC) se concentra más en proteger los bits de los parámetros de voz más importantes cuantos más errores de transferencia de datos contiene la conexión de transferencia de datos actual, además el código de corrección de errores se puede concentrar en relación con los bits más importantes de los parámetros de voz. Esto hace que mejore además la probabilidad de que llegue la información y reduce la necesidad de silenciar la señal de voz en el receptor. Esta situación hace que mejore preferentemente la calidad y la inteligibilidad de la voz. Cuando se utilizan conexiones de transferencia de datos que contienen un número muy elevado de errores de transferencia de datos, es posible aceptar errores de transferencia de datos en los bits menos importantes de las tramas de voz y usar estas tramas de voz para sintetizar la voz en el receptor, ya que de todos modos la calidad de la voz se reduciría si alternativamente las tramas de voz debieran ser rechazadas debido a errores en los bits más importantes de las tramas de voz.

En las reivindicaciones 1 y 6 se proporcionan respectivamente un receptor y un método de recepción según la presente invención.

El método de codificación de información que utiliza la corrección de errores concentrada y la detección de errores concentrada según la invención y su realización se explican detalladamente a continuación, utilizando un ejemplo de codificación de voz haciendo referencia a las figuras adjuntas, en las cuales

la figura 1A presenta en forma de diagrama de bloques un codificador de voz previamente conocido para una persona experta en la materia, y los parámetros de detección de errores y corrección de errores incluidos en el flujo de datos en relación con el mismo,

la figura 1B presenta en forma de diagrama de bloques un decodificador de voz correspondiente al codificador de voz presentado en la figura 1A y los bloques funcionales, conocidos previamente para una persona experta en la materia,

la figura 1C presenta la concentración de la codificación convolucional en los bits más importantes de los parámetros de voz dentro de una trama de voz en el sistema GSM,

la figura 2 presenta en forma de diagrama la relación de la eficacia de la codificación convolucional con respecto al número de bits de parámetros en los que se concentra la corrección de errores en un sistema de codificación de información según la invención,

la figura 3 presenta la concentración de la codificación de corrección de errores en bits de parámetros de voz en relación con la eficacia de la codificación de corrección de errores usada en un sistema de codificación de voz según la invención,

la figura 4 presenta en forma de diagrama de bloques un transmisor que utiliza la corrección de errores y la detección de errores concentradas según la invención,

la figura 5 presenta en forma de diagrama de bloques un receptor que utiliza la corrección de errores y la detección de errores concentradas según la invención,

la figura 6 presenta la concentración de la detección de errores concentrada según la invención en los bits de los parámetros de voz en función de un modo de detección de errores,

las figuras 7 y 8 presentan la realización de la corrección de errores y la detección de errores concentradas según la invención en relación con un codificador de voz que usa varios códecs de voz con velocidades de bits diferentes,

la figura 9 representa la estructura de una estación móvil según la invención en forma de diagrama de bloques, y

la figura 10 presenta un sistema de transferencia de información según la invención.

La figura 1A presenta en forma de diagrama de bloques la estructura y la función del transmisor de un códec de voz FR conocido previamente a partir del sistema GSM. La señal 100 de voz se codifica en el codificador 101 de voz en parámetros 102 de voz, los cuales son transferidos adicionalmente hacia el codificador 104 de canales. El codificador 104 de canales suma los bits de corrección de errores y de detección de errores en relación con los parámetros 102 de voz. En el bloque 103 de separación de bits, los parámetros de voz se dividen en dos clases de importancia. Se forman parámetros de detección de errores y de corrección de errores para los 182 bits más importantes (Clase I). En primer lugar, en el bloque 105 se calculan parámetros de detección de errores CRC de 3 bits para los 50 bits más importantes, después de lo cual el tren de bits generado (182+3 bits) se dirige al codificador convolucional 106. El codificador convolucional 106 calcula para los bits un código convolucional de velocidad 1/2 con cuatro bits de cola. El resultado es 378 bits (2*182+2*4+2*3) de datos codificados convolucionalmente 107. Los datos codificados convolucionalmente 107 se dirigen adicionalmente hacia el multiplexor 109, en el que se combinan con los 78 bits menos importantes (Clase II, ref. 108). En total, el codificador 104 de canales produce en la salida (ref. 110) 456 bits por cada trama de voz de 20 ms, de manera que la velocidad de línea total del códec de voz FR en el sistema GSM llega a 22,8 kbps.

La figura 1B presenta una disposición, conocida previamente para un experto en la materia, para la decodificación del código de voz y canales en un receptor digital, tal como, por ejemplo, en un receptor del sistema GSM. La señal codificada 111 en canales, recibida desde la conexión de transferencia de información, se divide en el demultiplexor 112 en dos partes: en 78 bits de parámetros de voz no protegidos (ref. 121) y en 378 bits (ref. 113) producidos por el codificador convolucional 106 (figura 1A). La codificación de los canales se decodifica en dos fases en el decodificador 114 de canales. En la primera fase, los bits 113 protegidos con la codificación convolucional se procesan en el decodificador convolucional 115, el cual corrige los errores de transferencia que detecta y elimina los bits usados en la corrección de errores. De esta manera, en la salida del decodificador convolucional 115 se obtiene el flujo 116 de bits, constando dicho flujo de bits de 182 bits de parámetros de voz (ref. 119) y 3 bits CRC. Sobre la base de los bits CRC, el decodificador 114 de canales comprueba en el control CRC 117, si entre los 50 bits más importantes han quedado bits erróneos. Si no hay errores, en el decodificador 125 de voz se usan los bits 119 de parámetros de voz para generar la señal 126 de voz. Los bits 119 de parámetros de voz y los bits no protegidos 121 se combinan en el multiplexor 120 para formar una trama de voz completa (la cual comprende 260 bits tal como se ha mencionado anteriormente). Si entre los 50 bits más importantes se detectan errores de transferencia, la trama de voz se considera como defectuosa y no se usa para sintetizar la voz. En cambio, para mejorar la amenidad y la inteligibilidad de la voz, en lugar de las tramas de voz rechazadas, hacia el decodificador 125 de voz se transfiere una predicción, obtenida a partir del multiplexor 120 sobre la base de parámetros de voz anteriores, libres de errores. Esto se realiza en el bloque 122. El controlador CRC 117 controla el conmutador 124 usando la bandera 118 de indicación de trama defectuosa (Indicación de Trama Defectuosa, BFI), sobre la base de la cual, para el decodificador de voz, se selecciona bien la trama 123 de voz recibida desde la conexión de transferencia de información o bien, en el caso de una trama defectuosa, la predicción sustitutoria 122.

La figura 1C presenta los 260 bits de parámetros de voz de una trama de voz usados para la codificación de voz de velocidad completa del sistema GSM. En la figura 1C, los bits de los parámetros de voz se presentan en orden de importancia de la codificación de voz de tal manera que los bits subjetivamente más importantes se presentan en la parte superior, y los bits menos importantes en la parte inferior. En una conexión real de transferencia de información, los bits más importantes y los bits menos importantes se entrelazan en una trama de voz para reducir los efectos interferentes de las perturbaciones de tipo ráfaga (varios bits erróneos sucesivos). La expresión importancia subjetiva significa que en el sistema GSM los bits se han divido en bits más importantes y menos importantes para la calidad de la voz basándose finalmente en pruebas de escucha, incluso si es posible realizando una clasificación aproximada utilizando también otros métodos (por ejemplo, el efecto de bits erróneos sobre la relación S/N de la señal de voz). Los 182 bits más importantes b1 a b182 (presentados más oscuros) se protegen siempre utilizando una codificación convolucional de velocidad 1/2, además de lo cual, a los 50 bits más importantes se les proporciona un código de detección de errores CRC de 3 bits. De esta manera, en el sistema GSM son siempre los mismos bits los que se protegen con los parámetros de corrección de errores y los parámetros de detección de errores con independencia de la calidad de la conexión de transferencia. La función de un códec de voz de velocidad completa usado en el sistema GSM se ha descrito detalladamente en la recomendación GSM 06.10. La misma define también la importancia subjetiva sobre la calidad de la voz, de los parámetros de codificación de voz formados por el códec RPE-LTP utilizado.

La figura 2 presenta un diagrama que describe una forma de realización de la invención. La misma presenta la eficacia de la codificación convolucional y la concentración de la misma y la codificación de detección de errores CRC según la invención sobre una cierta parte de los bits de información más importantes en función de la tasa de errores del canal de transferencia de información. La tasa de errores del canal de información se ha modelando en este ejemplo como una relación C/I (Portadora/Interferencia). La relación C/I describe la calidad de la señal RF recibida, esencialmente la relación de la señal de onda portadora con respecto a las señales de interferencia. Las señales de interferencia constan, por ejemplo, de la interferencia sobre el mismo canal provocada por otra estación base que transmita en la misma frecuencia, y de la interferencia provocada por canales adyacentes. Igualmente, sería posible utilizar para la clasificación, por ejemplo, la relación señal/ruido (S/N, Señal/Ruido, o la indicación explicada posteriormente que se basa en el número de tramas de voz recibidas, rechazadas. Basándose en la tasa de errores del canal de transferencia de información, en este ejemplo el canal de transferencia de información se clasifica en cuatro clases diferentes:

canal casi libre de errores	(C/I > 10 dB)
índice de errores bajo	(7 dB < C/I \leq 10 dB)
índice de errores medio	(4 dB < C/I \leq 7 dB)
índice de errores alto	(C/I \leq 4dB)

En un canal de transferencia de información casi libre de errores es posible usar un código de corrección de errores que presente una baja capacidad correctora de errores. Por ejemplo, una codificación convolucional, cuyo índice de codificación es mayor que ½, es suficiente para corregir los errores que se produzcan eventualmente en la conexión de transferencia de información. En este caso, se dispone de menos de un bit de información de corrección de errores disponible para cada bit de los parámetros de voz, aunque la misma es suficiente. Cuando se utilizan un códec de voz de 13,0 kbps y un canal de transferencia de información con la velocidad de transferencia de 22,8 kbps, la totalidad de los 260 bits de parámetros de voz de una trama de voz de 20 ms se puede proteger usando una codificación convolucional de velocidad 267/456 con 4 bits de cola y un código CRC de 3 bits. De esta manera, la codificación con corrección de errores usada hace que aumente el número original de 260 bits de parámetros de voz (456/267) * (260+4+3) = 456 bits, exactamente tal como lo requiere el sistema GSM usado en nuestro ejemplo.

Mediante el truncamiento es posible obtener un código convolucional de velocidad 267/456 a partir de un código convolucional de velocidad 1/2. El truncamiento es una técnica conocida previamente para un experto en la materia, mediante la utilización de la cual es posible obtener códigos convolucionales con relaciones de codificación diferentes usando los mismos polinomios de codificación convolucional. El truncamiento es un método que se obtiene de forma sencilla y flexible, el cual resulta muy adecuado para producir los códigos convolucionales con diferentes relaciones de codificación que se requieren en el método de codificación de voz según la invención. Por ejemplo, a partir de un código convolucional de velocidad 1/2 se obtiene en dos fases un código convolucional de velocidad 267/456. En la primera fase, se codifican 267 bits (260 bits de parámetros de voz, 3 bits CRC y 4 bits de cola) utilizando el código convolucional de velocidad 1/2. En la segunda fase, de entre el flujo de bits obtenido, codificado convolucionalmente de 534 bits, se apartan (truncan) 78 bits, para que encaje en una trama de canal de 456 bits. De esta manera se obtiene la codificación convolucional de velocidad 267/456. En un receptor, el decodificador convolucional 222 funciona de forma sincronizada con el codificador convolucional 209, y por consiguiente el mismo conoce las posiciones de bit de los bits apartados. El decodificador convolucional 222 llena las posiciones de los bits ausentes (truncados) con un valor neutro que no representa ni un "0" ni un "1", sino "medio bit". Tras llenar las posiciones de los bits ausentes, el decodificador convolucional 222 dispone de un bloque de 534 bits, el cual posteriormente se decodifica usando el código convolucional de velocidad 1/2.

Cuando la tasa de errores de un canal de transferencia de información llega a ser suficientemente alta como para que el canal se interprete como un canal de baja tasa de errores (7 dB < C/I \leq 10 dB), un código convolucional de velocidad 267/456 ya no es capaz de corregir los errores que se producen en la transferencia de datos. Se requiere un código de corrección de errores más eficaz. Esta situación requeriría, de forma correspondiente, que se colocaran más bits de información de corrección de errores en el canal de transferencia de información de los que es posible colocar en el sistema. En el método de codificación de voz según la invención se obtiene una corrección de errores suficientemente eficaz concentrando el código de corrección de errores únicamente en los más importantes de entre los 260 de parámetros de voz. En este ejemplo de realización según la invención, esta situación se obtiene usando cuatro modos de funcionamiento de tal manera que la concentración es más precisa cuanto más alta es la tasa de errores del canal de transferencia de información. Simultáneamente, el índice de codificación de la corrección de errores se ajusta de forma correspondiente. En este ejemplo, se utiliza un código convolucional de velocidad 1/2 sobre los 182 bits más importantes en canales con un índice de errores bajo, y por lo tanto se obtienen los 2*(182+3+4) + 78 = 456 bits requeridos por la trama del canal.

Para los canales con una tasa de errores media (4 dB < C/I \leq 7 dB) y con una tasa de errores elevada (C/I \leq 4 dB) se requieren códigos de corrección de errores todavía más eficaces para poder corregir el incremento de errores. Para estos canales, en este ejemplo de realización del método de codificación de voz según la invención, se utiliza una codificación convolucional con velocidades 127/316 y 1/4, mientras que de forma correspondiente la corrección de errores se concentra, respectivamente, en los 120 y los 56 bits más importantes. La siguiente tabla presenta un resumen correspondiente a cuatro modos de concentración diferentes, además del índice de errores del canal de transferencia de información, el índice de codificación convolucional y el número de bits protegidos, que son también parámetros característicos del sistema de codificación de voz según la invención.

Modo	Modo 0	Modo 1	Modo 2	Modo 3
Tasa de errores de canal	C/I > 10 dB	7 dB < C/I \leq	4 dB < C/I \leq	C/I \leq 4 dB
(Alternativamente S/N)		10 dB	7 dB
Bits de parámetros de voz	260	260	260	260
en una trama de 20 ms
Índice de codificación	267/456	1/2	127/316	1/4
convolucional
Número de bits de	260	182	120	56
parámetros de voz
protegidos
Número de bits de cola	4	4	4	4
en la codificación
convolucional
Número de bits CRC	3	3	3	3
A: Número de los bits de	267*456/267 = 456	189*2/1 = 378	127*316/127 = 316	63*4/1 = 252
parámetros de voz
protegidos

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(Continuación)

Modo	Modo 0	Modo 1	Modo 2	Modo 3
B: Número de bits de	0	78	140	204
parámetros de voz no
protegidos
Número total de bits	456	456	456	456
transmitidos en una
trama de voz de 20 ms

Además de utilizar la corrección de errores concentrada, es decir, la variación de la cantidad de bits protegidos de corrección de errores (línea A en la tabla anterior), se usa una detección de errores concentrada. Esto significa que no se realiza necesariamente ninguna variación en la corrección de errores (o que no se realiza en absoluto ninguna corrección de errores), sino que la detección de errores se concentra de manera que cuando se producen pocos errores de transferencia de datos, todos o casi todos los bits de los parámetros de voz se protegen con un código de detección de errores en un sistema según la invención, y cuando se producen más errores de transferencia de datos, la detección de errores de concentra más en los bits de los parámetros de voz más importantes para la calidad y la inteligibilidad de la voz cuantos más errores de transferencia de datos se producen. La concentración de los bits de detección de errores se puede realizar manteniendo a un valor constante (por ejemplo, 3 bits CRC) el número de bits de detección de errores aunque realizando la detección de errores en un número diferente de bits de información (dicho número podría ser el presentado en la línea A de la tabla anterior) dependiendo de la calidad de la transferencia de datos. También se puede variar el número de bits redundantes debidos a la detección de errores y/o la corrección de errores dependiendo de la calidad de transferencia de datos. Por ejemplo, el número de bits de detección de errores se puede variar utilizando 6, 5, 4 ó 3 bits para la CRC en los modos 0 a 3 en la tabla anterior. En tal caso, la velocidad de bits bruta (es decir, el número total de bits a transmitir que consta tanto de los bits de codificación fuente como de los bits de protección de errores) del sistema dependerá también de la calidad de la transferencia de datos. El aumento del número de bits CRC o bits de corrección de errores se puede compensar, al mismo tiempo, reduciendo la velocidad de los bits de codificación fuente. Esto significa que, además de la corrección y detección de errores concentradas, en el sistema se varía la relación del número de bits de codificación fuente y bits de protección de errores según la calidad de la transferencia de datos.

En la anterior tabla, el índice de errores de un canal de información se ha modelado como la relación C/I (Portadora/Interferencia) o la relación señal/ruido (S/N). Para el presente método, también resulta muy adecuado dicho método de análisis de la calidad de una conexión de transferencia de datos, en el cual se usan modelos que se basan en el número de tramas de voz recibidas, rechazadas. Esto se explica de forma detallada a continuación.

Se puede realizar una estimación de la calidad de una conexión de transferencia de datos basándose en el número de tramas de voz recibidas, rechazadas. La estimación se basa en el número de tramas de voz recibidas, rechazadas en una unidad de tiempo. Por ejemplo, es posible monitorizar el número de tramas recibidas, rechazadas durante los últimos dos segundos en relación con todas las tramas de voz recibidas y ejecutar la siguiente clasificación:

canal casi libre de errores	tramas rechazadas \leq 0,3%
índice de errores bajo	0,3% < tramas rechazadas \leq 3%
índice de errores medio	3% < tramas rechazadas \leq 15%
índice de errores elevado	tramas rechazadas > 15%.

El porcentaje de tramas de voz rechazadas de todas las tramas de voz recibidas no explica, como tal, de forma muy precisa, qué tipo de reducción de la calidad de la voz está involucrada. Por ejemplo, en un caso tal en el que en el sistema no se usan saltos de frecuencia y en el cual el usuario de un teléfono se mueve lentamente, en la conexión de transferencia se puede producir un desvanecimiento local prologado incluso si la fracción de tramas rechazadas en su conjunto es pequeña. De este modo, se obtiene un método, mejor que el anteriormente presentado, de detección de la calidad de una conexión de transferencia de información combinando una detección adicional basada en el número de tramas defectuosas recibidas sucesivas con el método anteriormente presentado que se basa directamente en el porcentaje de tramas rechazadas. Esta detección adicional se basa en el número de tramas defectuosas recibidas sucesivas durante, por ejemplo, los últimos dos segundos, y mediante su uso se consigue una selección más robusta del modo de concentración para luchar contra los desvanecimientos prologados ocasionales.

A continuación se presenta un método de análisis de la calidad basado en este método. En el mismo, el número de tramas defectuosas sucesivas recibidas se ha designado como P.

\newpage

canal casi libre de errores	P\leq 1
índice de errores bajo	1 < P \leq 3
índice de errores medio	3 < P \leq 6
índice de errores elevado	P > 6

Los métodos presentados anteriormente que se basan en el porcentaje de tramas rechazadas y en el número de tramas rechazadas sucesivas se combinan preferentemente de tal manera que la calidad de una conexión de transferencia de información se detecta usando simultáneamente ambos métodos mencionados, y el resultado de la detección que proporciona la calidad más baja se usa para seleccionar el modo de concentración según el presente método.

En la técnica anterior, el procedimiento sustitutorio de tramas rechazadas se basa en una máquina de estados, en la que se cuenta directamente el número de tramas rechazadas sucesivas. Cuando se reciben varias tramas defectuosas sucesivas, debido al efecto del movimiento de cada trama rechazada a un estado de un escalón inferior que tiene lugar en la máquina de estados y a que en su mayor parte la señal de voz se silencia durante el procedimiento de sustitución, en dicho procedimiento de sustitución se usa el estado inferior. Dicho método se describe, por ejemplo, en la recomendación GSM 06.11 "Substitution and muting of lost frames for full-rate speech traffic channels" y en la patente US 5.526.366 "Speech code processing". En este tipo de métodos, el número de tramas sucesivas rechazadas se averigua de forma sencilla directamente a partir de la máquina de estados, basándose en el estado más bajo del procedimiento de sustitución de tramas rechazadas que se ha visitado. De este modo, la detección anteriormente presentada de la calidad de una conexión de transferencia de información también se puede aplicar de tal manera que como el P de control de la detección, se utiliza el estado más bajo del procedimiento de sustitución de tramas rechazadas que haya sido visitado durante el intervalo de monitorización. Dependiendo del procedimiento de sustitución, P deja de ser directamente el número de tramas rechazadas sucesivas, aunque describe de forma más general el grado de dificultad que se ha estimado para la sustitución de cada trama de voz rechazada en el procedimiento de sustitución de tramas rechazadas. Por ejemplo, la patente US nº 5.526.366 "Speech Code Processing" da a conocer un método en el cual la máquina de estados se ha modificado de tal manera que también se puede entrar en el estado más bajo del procedimiento se sustitución de tramas rechazadas como consecuencia de una única trama defectuosa si esta trama individual ha sido recibida después de exactamente una o solamente unas pocas tramas satisfactorias.

La figura 3 presenta la separación del parámetro de voz en bits protegidos por la codificación convolucional y bits no protegidos en cuatro modos de funcionamiento usados en el ejemplo de la realización del sistema de codificación de voz según la invención. En diferentes formas de realización, también se puede disponer de un número de modos de funcionamiento mayor o menos que cuatro. Los bits protegidos con la codificación convolucional se muestran oscurecidos en la figura 3. Uno de estos cuatro modos se usa para cada trama de voz de 20 ms. La selección del modo se basa en la estimación del índice de errores de la línea de transferencia de información, y es posible determinar el modo individualmente para cada trama. En el receptor, el modo de codificación (modo de concentración) utilizado para la codificación se podría identificar directamente a partir del tren de bits recibido, aunque la información sobre el modo de codificación usado en una trama de voz se puede incluir como bits de información secundaria. Como la información sobre el modo de codificación usado es la información más importante requerida para la decodificación, los bits de información secundaria se deben proteger usando el algoritmo más eficaz de corrección de errores y detección de errores. Esto naturalmente reduce la eficacia del códec en cierto grado, y por lo tanto es mejor solución identificar el modo de codificación a partir de los datos recibidos en un decodificador. También es posible transferir el modo de codificación en un canal de señalización, si el sistema de transferencia de información actual lo facilita.

La figura 4 presenta la sección transmisora 10 que utiliza la corrección de errores y la detección de errores concentradas según la invención. En la misma, la señal 200 de voz se codifica en el codificador 201 de voz, el cual codifica la voz en bits 202 de parámetros de voz característicos del algoritmo de codificación de voz (por ejemplo, codificación RPE-LTP). La corrección de errores y la detección de errores se concentran, según la invención, en los bits 202 de los parámetros de voz en función de la calidad de la conexión de transferencia de información. La calidad de la conexión de transferencia de información se monitoriza continuamente. La monitorización se lleva a cabo, por ejemplo, utilizando el detector 215, el cual mide la relación C/I de la conexión de transferencia de información (alternativamente, sería posible usar, por ejemplo, la relación S/N o el índice de errores de bit (BER)). La relación C/I medida 203 se transfiere al selector 216 de modo de concentración, el cual selecciona el modo 213 de codificación que se va a utilizar para la codificación de voz según el principio mencionado en relación con la explicación de las figuras 2 y 3. De este modo, la calidad de la señal recibida desde la conexión 214 de transferencia de información se puede analizar basándose en, por ejemplo, la S/N, C/I o el índice de errores de bit (BER). Estos parámetros se forman típicamente en el bloque ecualizador de canales de un receptor. La estimación de la relación Señal/Ruido y el índice de errores de bits se ha presentado, por ejemplo, en la publicación de patente US nº 5.557.639.

Resulta útil para entender la invención, aunque no se ha reivindicado, la explicación de que en el tráfico de información bidireccional, se puede producir una diferencia significativa en la tasa de errores de una conexión de transferencia de información (ref. 214) para las diferentes direcciones (información transmitida, información recibida). Para poder transmitir la información a transmitir según el método en el mejor modo de concentración posible, en el método se puede usar una forma de realización tal que la detección de la calidad del canal 214 de transferencia se realiza en el receptor 20 (figura 5) y el receptor 20 orienta al transmisor 10 para obtener el mejor modo de concentración posible. En este caso, la detección de la calidad del canal 214 de transferencia y la selección del modo de concentración se realizan en el receptor 20. El receptor 20 transmite el modo de concentración seleccionado en forma de información secundaria hacia el transmisor 10, el cual hace sitio para utilizar el modo de concentración seleccionado. De esta manera, no es necesario que el transmisor 10 realice la detección de la calidad del canal 214 de transferencia y la selección del modo de concentración.

Los bits 202 de los parámetros de voz producidos por el codificador 201 de voz (figura 4) se dirigen hacia el separador 204 de bits de parámetros de voz, en el cual se dividen en dos partes: los bits 205 a proteger usando un código de corrección de errores y detección de errores, y los bits 206 (si es que hubiera alguno) que se transmiten sin proteger a través de la conexión de transferencia de información. En el sistema de codificación de información según la invención, también es posible usar únicamente la codificación con detección de errores. No obstante, la utilización simultánea de ambos métodos de codificación proporciona el mejor resultado en la calidad de la voz. La codificación con corrección de errores (por ejemplo, la codificación convolucional 209) y la codificación con detección de errores (por ejemplo, la codificación CRC 208) concentradas según la invención se realizan en el codificador 207 de canales. La salida 210 del codificador convolucional 209 y los bits 211 de los parámetros de voz que se va a transferir sin codificación de errores (modos 1 a 3, figura 3) se combinan utilizando el multiplexor 212 para formar la señal 214 codificada por canales a transmitir hacia la conexión de transferencia de información. La señal se transmite hacia la conexión de transferencia de información usando la unidad transceptora 240. Cuando se utiliza el modo 0, se protegen todos los bits de los parámetros de voz, en cuyo caso no es necesario realizar la separación 204 de los bits de los parámetros de voz y el multiplexado 212, sino que todos los bits de los parámetros de voz pasan a través de la codificación 209 con corrección de errores y la codificación 208 con detección de errores.

En relación con las figuras 2 y 3, se ha descrito principalmente la concentración de la codificación con corrección de errores sobre ciertos bits de los parámetros de voz. La codificación (por ejemplo, codificación CRC 208) usada para la detección de errores de transferencia en bits seleccionados se realiza de una forma correspondiente. Esta situación hace que aumente además la probabilidad de que los bits más importantes alcancen su objetivo. De esta manera, no surge la necesidad de silenciar la síntesis de voz en un receptor con tanta frecuencia como en los sistemas conocidos previamente, ya que resulta posible decodificar una fracción mayor de tramas de voz que las posibles anterior-
mente.

En los canales casi libres de errores (C/I > 10 dB), la codificación CRC 208 se concentra en el caso descrito anteriormente en los 100 bits más importantes, mientras que en los canales con un bajo índice de errores (7 dB < C/I \leq 10 dB), un índice de errores medio (4 dB < C/I \leq 7 dB) y un índice de errores elevado (C/I \leq 4 dB), la CRC 208 únicamente abarca respectivamente los 50, 30 y 15 bits más importantes. La figura 6 presenta la concentración de la codificación CRC 208 en ciertos bits en función del modo 213 de codificación.

La figura 5 presenta en forma de diagrama de bloques la estructura del receptor 20 usado en el sistema de codificación de información según la invención. Los datos recibidos desde la conexión 214 de transferencia de información se dirigen desde la unidad transceptora 241 al demultiplexor 219, en el cual se decodifican usando el método (por ejemplo, figura 3, modos 0 a 3) determinado por el modo de concentración usado. El modo de concentración que se va a utilizar se recibe desde el transmisor 10, por ejemplo, como bits de información secundaria (ref. 213) y se transfiere hacia el selector 248 de modo de concentración.

Cuando el selector 248 de modos de concentración ha determinado el modo 250 de concentración a usar, transfiere el modo 250 de concentración hacia el decodificador 223 de canales. Los datos recibidos 218 se dividen en bits no protegidos 225 y bits 220 protegidos tanto con el código 209 de corrección de errores (figura 4) como con el código 208 de detección de errores (figura 4) sobre la base del modo de concentración. Si la conexión 214 de transferencia de información está casi libre de errores (se seleccionó el modo 0 para el modo de concentración), no es necesario llevar a cabo ninguna separación de bits ya que se ha protegido todos los bits.

De entre los datos 220 que se va a transferir desde el demultiplexor 219 al decodificador 223 de canales, en primer lugar se elimina la codificación de corrección de errores. Esto se realiza utilizando el decodificador convolucional 222 según un algoritmo determinado sobre la base del modo 250 de concentración. En el decodificador convolucional 222, se utiliza el mismo índice de codificación convolucional (267/456, 1/2, 127/316 ó 1/4) que en el transmisor 10. Después de esto, los datos se dirigen al bloque 224 de comprobación CRC, el cual comprueba, a partir de los datos que ha recibido, si los bits sometidos a la codificación con detección de errores concentrada comprenden errores tales que el decodificador convolucional 222 no fue capaz de corregirlos. En este caso ilustrativo, la comprobación CRC se concentra en los 100, 50, 30 ó 15 bits más importantes según la forma determinada por el modo 250 de concentración. El bloque 224 de concentración CRC proporciona a su salida los parámetros 227 de voz decodificados y la señal 226 de indicación de trama defectuosa.

Si el bloque 224 de comprobación CRC no detectó ningún error entre los bits sometidos a la codificación con detección de errores, los bits 227 de los parámetros de voz decodificados y los eventuales bits no protegidos 225 se combinan en el multiplexor 228 para obtener una trama 230 de voz completa, la cual se dirige adicionalmente hacia el decodificador 232 de voz para la síntesis de la voz. Si el bloque 224 de comprobación CRC detecta un error entre los bits de los parámetros de voz protegidos con CRC, el mismo activa una señal 226 de indicación de trama defectuosa, no usándose en tal caso la trama 230 en cuestión para la síntesis de la voz. En su lugar, basándose en las tramas libres de errores recibidas anteriormente desde el multiplexor 228, la unidad 229 de sustitución de tramas defectuosas genera una estimación y la transfiere al decodificador 232 de voz. La señal 226 de indicación de trama defectuosa controla el conmutador 231, el cual realiza la selección entre la trama 230 de los parámetros de voz decodificados y la trama 270 que sustituye a la trama defectuosa. La señal 226 de indicación de trama defectuosa se dirige también hacia el detector 245 de calidad de la conexión de transferencia de información del receptor 20.

En el método de codificación de información según la invención que utiliza la corrección de errores y la detección de errores concentradas se usa todo el tiempo el mismo codificador 201 de voz y el mismo decodificador 232 de voz. También se mantiene constante la velocidad de codificación de la voz. Únicamente se optimiza el modo de codificación 208 con detección de errores y opcionalmente la codificación 209 con corrección de errores basándose en la calidad de la conexión 214 de transferencia de información para obtener la mejor calidad de voz posible. No obstante, nada evita el uso de la invención en sistemas de codificación de voz que funcionan con una velocidad de línea variable. Igualmente, la invención es extremadamente adecuada para ser usada en relación con dichos sistemas de codificación de voz de velocidad de línea fija, en los cuales se usan varios códecs de voz que funcionan con velocidades de línea diferentes. En estos sistemas, la fracción proporcional de los bits de detección de errores y opcionalmente los bits de corrección de errores de los parámetros de voz se ajusta basándose en la calidad de la conexión de transferencia de información, mientras que la velocidad total de la línea permanece constante. En estos sistemas, es posible utilizar la corrección y detección de errores concentradas según la invención como característica adicional: en primer lugar, en el sistema se selecciona la relación entre los bits de los parámetros de voz y los bits de corrección y detección de errores, después de lo cual se selecciona individualmente un modo de concentración para cada velocidad de línea usada para la corrección de errores y/o la detección de errores. Además en estos sistemas es posible obtener en un sistema de codificación de voz una mejor calidad de la voz mediante la utilización de la corrección de errores y la detección de errores concentradas según la invención, especialmente en conexiones de transferencia de información con un índice de errores deficiente.

La figura 7 presenta un codificador de un sistema de codificación de voz de velocidad de línea fija que comprende N segmentos de codificadores de voz SPE1, SPE2,..., SPEN que funcionan a velocidades de línea diferentes. Cada uno de ellos produce una velocidad diferente de bits de codificación de la voz k1, k2,...kN. Cada codificador de voz SPE1, SPE2,..., SPEN está conectado a una salida de N codificadores de canales CHE1, CHE2,...,CHEN. Cada uno de los N codificadores de canales CHE1, CHE2,..., CHEN tiene también una velocidad de bits total diferente c1, c2,..., cN (no mostrado en la figura) usada en conjunto para la corrección y detección de errores. Las velocidades de bits de los codificadores de voz y los codificadores de canales son tales que k1 > k2 >...>kN y c1 < c2 <...< cN. La velocidad de bits total K de la información codificada suministrada al canal de transferencia de información es constante para el sistema. Esto se ha conseguido usando unas velocidades de bits para los codificadores de voz SPE1, SPE2,..., SPEN y los codificadores de canales CHE1, CHE2,..., CHEN tales que cumplen la siguiente ecuación: ki + ci = K, i = 1,..., N. Por consiguiente únicamente varía la fracción proporcional de las velocidades de bits usadas por los codificadores de voz y los codificadores de canales, mientras que la velocidad de línea total K permanece constante. La fracción proporcional de las velocidades de bits se ajusta basándose en la calidad de la conexión de transferencia de información: cuantos más errores de transferencia se produzcan en la conexión de transferencia de información, se usarán el codificador de voz con menos velocidad de bits y de forma correspondiente el codificador de canales con la mayor velocidad de bits (se usan más bits para la corrección y detección de errores). El sistema anterior de codificación de voz es conocido previamente para una persona experta en la materia.

Cuando la corrección y detección de errores concentradas según la invención se aplican al sistema de codificación de voz descrito anteriormente, las mismas se realizan individualmente para cada uno de los N (o para algunos de ellos) modos de codificación (una combinación de codificador de voz y un codificador de canales). De esta manera, según la invención se dispone de un número de modos de concentración para cada uno de los N modos de codificación (o para parte de ellos). Cuanto más erróneo es un canal de transferencia de información, más alto se seleccionará el número del modo de concentración (figura 8), en otras palabras, más se concentrarán la corrección y detección de errores en los bits más importantes para la calidad de la voz.

La utilización de la detección de errores concentrada y opcionalmente la corrección de errores según la invención ofrece más flexibilidad adicional para adaptarse a canales de transferencia de información de calidad variable, y da como resultado una mejor calidad de la voz en conexiones de transferencia de información con interferencia. La invención proporciona un parámetro nuevo para el ajuste de la concentración de la corrección y detección de errores, en cuyo caso la precisión y eficacia obtenidas son mejores que en los sistemas previamente conocidos. La invención ofrece una forma excelente de realizar un sistema de codificación de voz que funciona desde el punto de vista de la corrección y detección de errores en varios modos de funcionamiento diferentes, usando preferentemente dicho sistema únicamente un número reducido de códecs diferentes de voz. La disposición según la invención facilita la realización de un sistema de codificación de voz que funciona en varios modos de funcionamiento diferentes, con una alta tolerancia a los errores de transferencia, utilizando un número reducido de códecs de voz, permaneciendo a un nivel bajo la complejidad total del sistema. De esta manera, las diferentes formas de realización de la invención son competitivas también en el sentido económico. La figura 8 presenta cómo los diferentes modos de concentración (en este ejemplo 1 a 3) se concentran en cada índice de codificación diferente 1, 2, 3,..., N en función de la calidad de la conexión de transferencia de información (en la figura presentada como la relación C/I). El índice de codificación significa la proporción de bits de los parámetros de voz con respecto a los bits de detección de errores y opcionalmente de corrección de errores en un sistema de codificación de voz que funciona a una velocidad de línea constante.

La figura 9 presenta en forma de diagrama de bloques la estructura de una estación móvil según la invención, usándose en dicha estación móvil la corrección y detección de errores concentradas según la invención. La señal de voz que se va a transmitir, obtenida a partir del micrófono 301, se muestrea en el conversor A/D 302, y la voz se codifica en el codificador 303 de voz, después de lo cual en el bloque 304 se realiza el procesado de la señal de frecuencia base, esencialmente la codificación 207 de canales (figura 4) según la invención que realiza la corrección y detección de errores. Después de esto, la señal codificada por canales se convierte a radiofrecuencia y se transmite desde el transmisor 305 a través de un filtro dúplex DPLX y a la antena ANT. En la recepción, la voz recibida se somete a las funciones del tramo 306 de recepción explicadas en relación con la figura 5, tales como la decodificación de la voz usando el modo 213, 213' de concentración según la invención en el bloque 223. La voz decodificada se dirige a través del conversor D/A 308 hacia el altavoz 309 para ser reproducida.

La figura 10 presenta el sistema 310 de transferencia de información según la invención, comprendiendo dicho sistema estaciones móviles 311, 311', una estación base 312 (BTS, Estación Transceptora Base), un controlador 313 de estaciones base (BSC, Controlador de Estaciones Base), un centro 314 de conmutación móvil (MSC, Centro de Conmutación Móvil), las redes 315 y 316 de telecomunicaciones, y los terminales 317 y 319 de usuario conectados a ellas bien directamente o bien a través de un dispositivo terminal (por ejemplo, el ordenador 318). En el sistema 310 de transferencia de información según la invención, las estaciones móviles y otros terminales 317, 318 y 319 de usuario están conectados entre sí a través de redes 315 y 316 de telecomunicaciones, y usan para la transferencia de información el método de codificación de información descrito en relación con las figuras 2 a 9. El método según la invención se utiliza en el sistema preferentemente en estaciones móviles 311, 311' y la estación base 312.

La anterior es una descripción de la realización de la invención y de sus formas de realización utilizando ejemplos. Para un experto en la materia resulta evidente que la invención no se limita a los detalles de los ejemplos representados anteriormente y que la invención se puede realizar también en otras formas de realización sin apartarse por ello del alcance de la invención según definen las reivindicaciones. Las formas de realización representadas se deberían considerar a título ilustrativo y no limitativo. De este modo, las posibilidades de realizar y utilizar la invención están limitadas únicamente por las reivindicaciones adjuntas. Así, en el alcance de la invención definido por las reivindicaciones se incluyen diferentes formas de realización de la invención especificadas por las reivindicaciones, y también formas de realización equivalentes.

Claims (9)

1. Receptor (20) para recibir información (214a) desde un transmisor (10) a través de una conexión (214) de transferencia de información, que comprende:

unos medios (219, 248) para dividir la información recibida (214a) en por lo menos dos partes que comprenden una primera parte (220) y una segunda parte (225) en la que la relación de la cantidad de información en la primera parte (220) con respecto a la segunda parte (225) se basa en la información (213) del modo de codificación que depende de la calidad de la conexión (214) de transferencia de información; y

un decodificador (223) de canales para realizar una operación (222, 224) de decodificación de canales sobre la primera parte (220);

caracterizado porque el receptor (20) comprende:

unos medios (241) para obtener la información (213) del modo de codificación transmitida por el transmisor (10) a partir de la información recibida (214a); y

el decodificador (223) de canales está dispuesto para realizar la detección (224) de errores sobre la primera parte (220) aunque no sobre la segunda parte (225) con vistas a determinar si para la decodificación de voz se va a utilizar una trama (230) de voz completa obtenida a partir de la información recibida (214a) o una estimación (270) que sustituye a la información recibida (214a).

2. Receptor (20) según la reivindicación 1 en el que el receptor (20) es una estación móvil.

3. Receptor (20) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque

el decodificador (223) de canales está dispuesto para realizar la decodificación con corrección de errores sobre la totalidad de la primera parte (220) para la corrección de los errores de transferencia que se producen en la conexión (214) de transferencia de información;

el decodificador de canales comprende además unos segundos medios (248, 224) de división para dividir la primera parte (220) en dos subdivisiones, una primera subdivisión y una segunda subdivisión; y

el decodificador (207) de canales está dispuesto para determinar, basándose en la primera subdivisión, si para la decodificación de la voz debería utilizarse la información recibida (214a) o una estimación (270) que sustituye a la información recibida (214a).

4. Receptor (20) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el decodificador (223) de canales comprende unos segundos medios (248, 222) de división para dividir la primera parte (220) en dos subdivisiones, una primera subdivisión y una segunda subdivisión; y el decodificador (223) de canales está dispuesto para realizar la decodificación con corrección de errores sobre la información de la primera subdivisión.

5. Receptor (20) según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque los segundos medios (248, 222, 224) de división están dispuestos para dividir la primera parte (220) en las dos subdivisiones basándose en la información (213) del modo de codificación.

6. Método para recibir información (214a) desde un transmisor (10) a través de una conexión (214) de transferencia de información, que comprende:

dividir la información recibida (214a) en por lo menos dos partes que comprenden una primera parte (220) y una segunda parte (225) en la que la relación de la cantidad de información en la primera parte (220) con respecto a la segunda parte (225) se basa en la información (213) del modo de codificación que depende de la calidad de la conexión (214) de transferencia de información; y

realizar una operación (222, 224) de decodificación de canales sobre la primera parte (220);

caracterizado porque comprende

obtener la información (213) del modo de codificación transmitida por el transmisor (10) a partir de la información recibida (214a); y

realizar la detección (224) de errores sobre la primera parte (220) aunque no sobre la segunda parte (225) con vistas a determinar si para la decodificación de voz se va a utilizar una trama (230) de voz completa obtenida a partir de la información recibida (214a) o una estimación (270) que sustituye a la información recibida (214a).

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7. Método según la reivindicación 6, caracterizado porque comprende

realizar una decodificación con corrección de errores sobre la totalidad de la primera parte (220) para la corrección de errores de transferencia que se producen en la conexión (214) de transferencia de información;

dividir la primera parte (220) en dos subdivisiones, una primera subdivisión y una segunda subdivisión; y

determinar, basándose en la primera subdivisión, si para la decodificación de la voz debería utilizarse la información recibida (214a) o una estimación (270) que sustituye a la información recibida (214a).

8. Método según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque la primera parte (220) se divide en dos subdivisiones, una primera subdivisión y una segunda subdivisión; y se realiza una decodificación con corrección de errores sobre la información de la primera subdivisión.

9. Método según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque la primera parte (220) se divide en las dos subdivisiones sobre la base de la información (213) del modo de codificación.