JP2001501790A

JP2001501790A - 復号された音声パラメータを用いる移動電話で受信された不良データパケットの検出を行う方法およびその装置

Info

Publication number: JP2001501790A
Application number: JP10515839A
Authority: JP
Inventors: デヤコ、アンドリュー・ピー; ヤコブス、ポール・イー
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1996-09-25
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 2001-02-06
Also published as: AU4497097A; CA2265640A1; US7184954B1; EP0928521A1; KR20000048609A; WO1998013941A1

Abstract

(57)【要約】移動電話は、パケットで表される音声パラメータを復号し、そして、音声パラメータの許容範囲に反する音声パラメータを比較して、不良データパケットを検出する。許容範囲内に音声パラメータがない場合には、そのパケットは処分される。不良データパケットの検出に基づく音声パラメータは、移動電話の可変レートデータパケットの受信において、特に有用で、ここで、パケットのレートを決める際の誤りは、誤ったレートで復号されている完全なパケットを生じ、これにより、復号された音声信号内で、耳障りに聞こえる人工音を引き起こす。このようなレート検出誤りは、たとえＣＲＣ、あるいは他の伝統的な誤り検出チェックによる不良パケットの検出が失敗しても、生じる。模範的な装置では、移動電話（１２８）の受信機（１３２）は、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５Ａ標準で符号化された信号を受信する。可変レート復号器（１４０）は、線形予測符号化技術を用いて、線形音声パラメータ周波数とコードブックゲインパラメータを決める。これらのパラメータは、音声パラメータ検査ユニット（１４４）によって、許容範囲と対照して、不良パケットの検出が試される。

Description

【発明の詳細な説明】復号された音声パラメータを用いる移動電話で受信された不良データパケットの検出を行う方法およびその装置発明の背景Ｉ．発明の分野この発明は、ディジタル電話システムに広く関わり、とりわけ不良データパケットの検出技術に関わる。ＩＩ．関連技術の説明図１は、通信工業会暫定標準規格ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５Ａ「Mobile Sta tion-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread S pectrum Cellular System」で述べられている可変レートＣＤＭＡ送信システム１０を説明するブロック図である。この送信システムは、例えば、セルラ送信システムの基地局が、この基地局を囲むセル内の移動電話に対して信号を送信する際に用いられる。マイクロホン１１は、音声信号を検出し、それからこれをアナログ／ディジタルコンバータ（図示しない）でサンプリングとディジタル化を行う。可変レートデータソース１２は、デジタル化された音声信号のサンプルを受信し、これを符号化して、等しいフレーム長のコード化された音声のパケットを得る。可変レートデータソース１２は、例えば、入力音声のディジタルサンプルを、線形予測符号化技術を用いた入力音声信号の代表例である、デジタル化された音声パラメータに変換してもよい。典型的な形態として、可変レートデータソースは、米国特許第５，４１４，７９６号にて詳細に開示されている可変レートボコーダであり、この特許は本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込んだ。可変レートデータソース１２は、ここではフルレート、ハーフレート、１／４レート、１／８レートと称する、４つのフレームレート９６００ｂｐｓ、４８００ｂｐｓ、２４００ｂｐｓ、１２００ｂｐｓの可変データパケットを供給する。フルレートで符号化されたパケットには、１７２個の情報ビットを含み、ハーフレートで符号化されたパケットには、８０個の情報ビットを含み、１／４レートで符号化されたパケットには、４０個の情報ビットを含み、１／８レートで符号化されたパケットには、１６個の情報ビットを含む。パケットのフォーマットは、図２Ａ〜２Ｄで示される。すべてのパケットは、サイズに関係なく、１フレームの長さ、すなわち２０ｍｓｅｃである。ここでは、「フレーム」と「パケット」を区別なく用いる。パケットは、そこに含まれるデータの複雑さやフレームに相当する情報の総量に応じて異なるレートで符号化され、そして、送信される。例えば、入力音声の変動がないか、あってもほとんどない場合、おそらく話者は話していないから、これに相当するパケットの情報ビットは、１／８レートで圧縮され符号化される。この圧縮は、結果として、音声信号のフレームに相当する部分の分析を損失するが、情報がないか、あってもほとんどない情報を含む音声信号のフレームに相当する部分は得られ、信号分析における減衰は、一般に顕著ではない。その代わりに、フレームに相当するパケットの入力音声信号が、たくさんの情報を含む場合、おそらく話者は、活発に声を出しているから、パケットはフルレートで符号化され、そして、入力音声の圧縮は、より明瞭な音声を得られるように減じられる。この圧縮と符号化の技術は、一度に送信される信号の総量の平均値を制限するのに用いられ、これにより、例えば一度により多くの通話を処理できるように、送信システムの帯域幅全体をより効果的に利用する。データソース１２によって生成された可変レートのパケットは、パケット化器１３に供給され、ここで、巡回冗長検査（ＣＲＣ）ビットと末尾ビットを選択的に追加する。図２Ａに示すように、フレームが可変レートデータソース１２にてフルレートで符号化された時、パケット化器１３は、１２個のＣＲＣビットと８個の末尾ビットを生成して追加する。同様に、図２Ｂに示すように、フレームが可変レートデータソース１２にてハーフレートで符号化された時、パケット化器１３は、８個のＣＲＣビットと８個の末尾ビットを生成して追加する。図２Ｃに示すように、フレームが可変レートデータソース１２にて１／４レートで符号化された時、パケット化器１３は、８個の末尾ビットを生成して追加する。図２Ｄに示すように、フレームが可変レートデータソース１２にて１／８レートで符号化された時、パケット化器１３は、８個の末尾ビットを生成して追加する。パケット化器１３からの可変レートパケットは、それから、符号化器１４に供給され、ここで、エラーの検出と補正の目的で、可変レートパケットのビットを符号化する。典型的な実施形態としては、符号化器１４は、１／３畳み込み符号化器である。この畳み込み符号化されたシンボルは、それから、米国特許第５，１０３，４５９号と第４，９０１，３０７号にて詳細に開示されている、ＣＤＭＡ拡散器１６に供給される。ＣＤＭＡ拡散器１６は、８個の符号化されたシンボルを、６４ビットのウォルシュシンボルにマップし、それからこのウォルシュシンボルを疑似ランダム雑音（ＰＮ）符号にしたがって拡散する。反復ジェネレータ１７は、上記にて拡散されたパケットを受信する。パケットがフルレート以下の場合、反復ジェネレータ１７は、一定のデータレートのパケットを供給するために、パケットにおけるシンボルを複写する。可変レートパケットがハーフレートの場合、反復ジェネレータ１７は、２つの冗長度の因数を導入する、すなわち各拡散シンボルが出力パケット内で２回繰り返される。可変レートパケットが１／４レートの場合、反復ジェネレータ１７は、４つの冗長度の因数を導入する。可変レートパケットが１／８レートの場合、反復ジェネレータ１７は、８つの冗長度の因数を導入する。反復ジェネレータ１７は、拡散データパケットをより小さい、「パワーコントロールグループ」サブパケットに分けることにより、前述の冗長度を供給する。典型的な実施形態としては、各パワーコントロールグループは、６つのＰＮ拡散ウォルシュシンボルからなる。一定のレートフレームは、前述したように、フレームを満たすのに必要な回数だけ、パワーコントロールグループを連続的に繰り返すことにより生成される。この拡散パケットは、それから、データバーストランダマイザ１８に供給され、ここで、１９９４年８月１６日に許可され、本発明の譲受人に譲渡されている米国特許出願、第Ｎｏ．８の２９１，２３１号にて詳細に開示されている、疑似ランダム処理にしたがって、拡散されたパケットから冗長度を移動する。データバーストランダマイザ１８は、送信のために、疑似ランダム選択処理にしたがって、拡散パワーコントロールグループの１つを選択し、そして、他のパワーコントロールグループの冗長コピーを処分する。本発明の譲受人に譲渡されている、例えば米国特許出願、第Ｎｏ．８の１９４，８２３号に述べられているように、データバーストランダマイザ１８によって、有限長インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ２０にパケットが供給される。フィルタリングされた信号は、それから、ディジタル／アナログコンバータ２２に供給され、アナログ信号に変換される。このアナログ信号は、それから、送信機２４に供給され、ここで、アンテナ２６を通じた送信のために、アップコンバートと増幅が行われる。図３は、送信信号を受信する移動電話２８あるいは他の移動局の適当な構成部分を示したものである。その信号は、アンテナ３０にて受信され、受信機３２にてダウンコンバートされ、必要ならば増幅される。そして、この信号は、フレームレート検出ユニット３３に供給され、ここで信号をパケットに細分し、各パケット毎に対応するフレームレートを決定する。このフレームレートは、ここで、フレームの独立ビットの期間を検出することにより、決定される。パケットと、このパケットについて検出されたフレームレートを識別する信号は、それから、送信誤りおよびフレームレート検出誤りが発生していないことの確認を試みるために、巡回冗長検査あるいは関連誤り検出検査を実行するＣＲＣユニット３４に転送される。フレームレート検出誤りは、実質的にランダムなビットのシーケンスとなる誤ったレートにおいて、サンプリングされたパケットとなる。典型的に、送信誤りは、１つか２つのビット誤りである。ふつうは、送信誤り、あるいはフレームレート検出誤りが起きると、ＣＲＣユニットがこの誤りを検出する。ＣＲＣを失敗した「誤り」フレームは、消去されるか、あるいは、他の方法としては、フレーム消去ユニット３６によって処分される。ＣＲＣをパスした「正常」フレームは、デジタル化された音声信号に戻す変換を行う可変レート復号器４０に入力される。このデジタル化された音声信号は、ディジタル／アナログコンバータ（図示しない）によって、アナログ信号に変換され、最後には、この移動電話のスピーカ４２を通じて出力される。この装置によれば、必ずしも、フレーム消去ユニット３６を必要としない。むしろ、ＣＲＣユニット３４が、単に、誤りフレームを可変レート復号器４０に出力しないように配置されるだけかもしれない。しかしながら、フレーム消去ユニットの準備は、フレーム消去誤りの基地局を通知するために、基地局に向けたフレーム消去信号の生成を促進する。基地局は、フレーム誤りを縮小化する間に、送信電力を縮小するためのフィードバックシステムの部分で、信号を送信するのに用いられた電力量を調整するために、フレーム消去情報を用いる。上述したように、ここに含まれた情報を圧縮するようにパケットのフレームレートを変化させることにより、通常は、送信信号における顕著な効果なしに、システムの帯域幅すべてでより効果的に利用される。しかしながら、時として、顕著な効果を有する問題が発生する。その１つの問題は、フレームが、ＣＲＣをパスしたにもかかわらず、フレームレート検出誤りや送信誤りに従属する場合に、生じる。このような場合、誤りフレームは、消されないが、他の正常なフレームで処理される。例えば、その誤りが、符号化音声の１，２ビットだけの送信誤りならば、出力音声信号には、とてもわずかで気付かない影響にすぎないであろう。しかしながら、その誤りが、フレームレート検出誤りならば、ランダムビットが有効に復号器に入力され、結果として出力音声信号内で目立った人工物となりそうな誤ったフレームレートを用いて、パケット全体が処理されるであろう。いくつかのシステムでは、約１６分会話する毎に出力音声信号内に、誤った受信パケットや同様の人工物を生じる、約０．００５％の可能性で、誤ったフレームレート検出が生じるのが見受けられる。ＴＩＡ／ＥＩＡＩＳ−９５−Ａプロトコルを用いてＣＤＭＡシステムに関して述べたが、同様の問題が、可変レート送信を行う送信システムや、これに関連するシステムのほとんどで同様に生じうる。このような問題が改善されることが望まれ、そして、この発明は主としてこれを解決するためにかかれたものである。発明の要約この発明では、音声は、ボコーダで復号され、そして、再構築された音声のサンプルは、復号されたフレームをチェックするユニットに供給される。この復号されたフレームをチェックするユニットは、復号音声信号のエネルギーと、再構築された音声のレートとを調べ、そして、再構築された音声のエネルギーと、上記レートで接続可能なエネルギー値の範囲とを比較する。もし、そのエネルギーが上記エネルギー値内でないならば、電話機において、フレーム消去が申し立てられ、そして、復号フレームが出力スピーカに供給されないようにする。模範的な実施形態では、ボコーダは、ＣＥＬＰ符号化器である。この発明では、フレーム誤りが検出された場合、音声復号器のフィルタ係数が初期化され、後のフレームが汚されないように、復号フレームを誤りと決定する。一方の実施形態では、復号されたフレームをチェックするユニットが、復号されたフレームのＰＣＭサンプルの高周波部分を調べ、この高周波部分のエネルギーが閾値を越えているならば、消去が宣言される。模範的な装置では、音声は、ポストフィルタを有するボコーダで再構築され、ここには自動利得制御が含まれる。ポストフィルタの自動利得制御回路は、復号された音声データのエネルギーを測定する手段が含まれる。この測定されたエネルギーは、復号されたフレームをチェックするユニットが、復号されたＰＣＭデータをユーザに供給するか、あるいはフレーム消去を宣言するかを判定するのに用いられる。この装置では、この発明を成し得るのに必要な付加的なハードウエアの量を少なくする。この発明の１つの観点にしたがって、移動電話システムで用いられる信号受信システムが提供される。この信号受信システムは、音声を表現する音声パラメータを含むデジタル化された信号を受信する手段と、ディジタル信号の変則的な部分を識別するためにディジタル信号を調べる手段と、この調べる手段によって見つけられた信号の変則的な部分を消去する手段とを有する。変則的な部分は、誤りとなりそうなものである。この装置によれば、変則的な部分を識別するためにデジタル化された信号を調べる手段は、予め設定した範囲外の音声パラメータを有する部分を識別するための、満足な音声パラメータの予め設定した範囲と、デジタル化された信号の上記部分の音声パラメータを比較する手段を有する。音声パラメータの典型的な型には、コードブックのゲインパラメータか、あるいはＬＳＰ（linear speech predictor）の周波数を含む。これゆえに、システムは、変則的で誤りそうな信号の部分を識別するために調べられた受信ディジタル音声信号によって表現された、実際の音声パラメータにおいて、おそらく検出できなかった信号送信誤りの結果として供給される。例えば、受信信号のある部分がとても高い周波数で表現されるパラメータを有し、普通の人間の音声でないことが分かった場合に、このシステムは、その信号の部分が、変則的になっていると識別して、その部分を削除し、そのために、結局は聞き手に出力される音声信号内で送信誤りの人工物を潜在的にいらいらさせるのを避ける。一つの特定の装置では、前述のシステムは、ＴＩＡ／ＥＩＡＩＳ−９５−Ａ標準で符号化された信号を受信するように形作られた移動電話に用いられる。この信号は、潜在的に異なるフレームレートで符号化された可変レートデータパケットに含まれる。手段は、各データパケットのフレームレートを検出するのに用いられる。注意すると、誤りが、フレームレートを検出する間に生じ、これにより、誤ったフレームレートを用いてパケット全体の処理し、そして、最終的に、音声信号の中の耳障りな人工音が聞き手に供給される。この発明を用いれば、このようなパケットが検出され、削除される。さらには、この発明の原理は、同様に他の信号受信システムにも好適する。それどころか、この発明の原理は、後述の別の既存の誤り検出を行う多くのシステムで用いられ、いくつかの冗長性の総量は、受信信号のままである。この冗長性は、より高い確率の信号からより低い確率の信号を識別するように開発され、これにより誤りでありそうな信号に基づいて、とても低い確率の信号の削除を許す。図面の簡単な説明本発明の特徴、目的、効果は、同じ参照文字が全体を通して対応するものを識別している図面とともに以下に述べられている詳細な説明からさらに明白になるであろう。図１は、ディジタルセルラ電話システムの基地局の送信部のブロック図である。図２Ａから２Ｐは、図１のシステムで用いられるフレームのフォーマットを示したものである。図３は、この発明とは無関係に、図１に示したシステムによって送信された信号を受信するための、ディジタルセルラ電話システムの基地局の受信部のブロック図である。図４は、誤ったフレームに基づく音声パラメータを検出するユニットと復号フレームを調べるユニットにしたがって形成され、図１に示したシステムによって送信された信号を受信するための、ディジタルセルラ電話システムの基地局の受信部のブロック図である。図５は、満足な音声パラメータの模範的な範囲を示したグラフである。図６は、音声復号器の模範的な形態を示したものである。図７は、模範的な音声復号器のポストフィルタのブロック図である。好ましい実施形態の詳細な説明残りの数字に関して、この発明の典型的な実施形態について述べることにする。この実施形態は、主として、ブロック図とフローチャートを参照して説明する。フローチャートに関しては、各ブロックが、方法のステップと、このステップを実行する構成要素の両方について説明する。この装置によれば、各構成要素、あるいは、これらの部分がハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、あるいはこれらの組み合わせで形作られる。また、図示され、あるいは詳細に述べられた実際のシステムの完成した装置では、すべての構成を必要とするものではないと、理解されたい。むしろ、それらの構成は、図示され、説明された発明を理解するために必要であるにすぎない。図４は、移動電話１２８の適切な構成か、あるいは図１の可変レートパケットを有する信号が送信されるような基地局送信システムからの信号を受信する他の移動局を示している。フレームレートには、図２Ａから図２Ｄに示したように、フルレート、ハーフレート、１／４レート、および１／８レートがある。パケットは、圧縮した音声信号の符号化した音声パラメータ表現を含む。その上、ＣＲＣビットと符号化器の末尾ビット、あるいはこの末尾ビットのみを各パケットが含んでいる。加えて、パケットの内容についての詳細は、図１を用いて前述したとともに、前述したように米国特許第５，４１４，７９６号で参照される。図４に図示した構成は、図３に示したものに類似しており、適切な差異についてのみ述べることにする。送信信号は、アンテナ１３０で受信され、ダウンコンバートと増幅が受信機１３２により行われる。この信号は、それから、フレームレート検出ユニット１３３に供給され、ここで、パケットについて、相当するフレームレートを決定することを試みる。パケットは、それから、送信誤りおよびフレームレート検出誤りが発生していないことの確認を試みるために、受信した信号のフレームで巡回冗長検査を行うＣＲＣユニット１３４に供給される。ＣＲＣに失敗したフレーム、すなわち不良フレームは、フレーム消去ユニット１３６で削除される。前述したように、分離したフレーム消去ユニットは必ずしも必要ではない。むしろ、ＣＲＣ誤りが生じやすいフレームは、単にＣＲＣユニットから出力されないだけかもしれない。どの場合においても、ＣＲＣをパスしたフレーム、すなわち潜在的に良好なフレームは、可変レート復号器１４０に入力され、ここで、含まれた音声パラメータを復号し、ここでディジタル化された音声信号に再変換する。デジタル化された音声信号は、最終的には、ディジタル／アナログ変換器（図示しない）により、アナログ信号に変換される。聞き手に向け、移動電話のスピーカ１４２を通じて出力される。可変レート復号器１４０の出力フレームは、復号フレームチェックユニット１５７に供給される。典型的な実施形態では、フレームのレートは、ＣＲＣユニット１３４により復号フレームチェックユニット１５７に供給される。復号フレームチェックユニット１５７は、可変レート復号器１４０により出力されるフレームのエネルギーを調べる。典型的な実施形態では、フレームレートが１／８で、復号されたフレームのエネルギーが予め設定した閾値を越えた場合に、そのフレームは、フレームエラーであると宣言する。加えて、復号フレームチェックユニット１５７は、エラーの検出を指示する可変レート復号器１４０に信号を入力する。この復号チェックユニット１５７からの信号に反応して、可変レート復号器１４０は、初期化を行うとともに、そのフィルタのメモリを消去する。フレームエラーの宣言に反応して、いずれのＰＣＭ音声出力も消音される。これに変わる実施形態では、出力として心地よいノイズがセットされる。他の実施形態では、復号フレームチェックユニット１５７は、復号されたフレームで、ＤＦＴあるいはＦＦＴ操作が実施される。復号フレームチェックユニット１５７は、３５００Ｈｚを超える周波数の部位を有するフレームのエネルギーを調べ、これらの部位が予め設定した閾値を越えるエネルギーを有するならば、復号フレームチェックユニット１５７は、出力を消音し、そして、可変レート復号器１４０のフィルタメモリを初期化する。可変レート復号器１４０によって復号された音声パラメータは、音声パラメータ検査ユニット１４４に入力され、ここで、復号された音声パラメータが、許容音声パラメータテーブル１４６内に格納される、予め設定した許容範囲の音声パラメータ内にあるかどうか判定される。テーブル１４６にて指定される許容範囲内のデータパラメータを有するフレームだけが、可変レート復号器１４０に戻され、そして、最終的にスピーカ１４２を通じて出力されるディジタル音声信号を生成するのに用いられる。残る他のフレームは、フレーム消去ユニット１３６に入力される。こうして、音声パラメータ検査ユニット１４４は、復号された音声パラメータを、許容範囲外の音声パラメータを含むフレームと識別するための許容範囲と比較する。図５は図解により、システムの音声パラメータの許容範囲１４５を示したもので、ここでは、２次元の音声パラメータで評価される。例えば、１つに次元は、ＬＳＰの周波数に相当し、残る一方は、コードブックゲインであるが、これらが一般に符号化された音声信号のふさわしい特徴として用いられる。許容できない音声パラメータの範囲１４７もまた、図５に示されている。この装置によれば、音声パラメータの許容範囲は、典型的には、ある音声パラメータに遭遇する確率に基づいて決定される。例えば、きわめて低い、あるいは高い周波数を含む、人の音声が送信される可能性が低い。それゆえ、この音声パラメータは、対応する周波数を決定するために検査され、そして、その周波数がある予め設定した、許容音声範囲テーブル１４６で指定される閾値よりも大きかったり、あるいは小さかったりすることが分かった場合には、このシステムは、音声パラメータが不適当であると判断する。もちろん、低い確率の音声パラメータが全く正常である可能性もあり、結果として、誤ったフレームが消去される。不必要にフレームを消去してしまう可能性を最小にする音声パラメータの許容範囲を、注意して選択するべきである。このことについては、許容音声パラメータは、典型的な音声、このほか、トーンや、ＤＴＭＦ信号、音楽、背景雑音などを含めて、送信されることが予期される典型的な音におけるさまざま音声パラメータと遭遇する可能性を評価することにより、経験的に決定される。その結果となるレンジは、不必要なフレームの消去の可能性を見分けるほど正確とわかっている入力信号に反して、試され、そして、その時、それに応じて調整される。音声信号と同様に、データ送信する能力を有するシステムについては、フレーム消去機構に基づく音声パラメータは、データ送信の間、すすんで無効にされる。また、テーブル１４６に格納される音声パラメータの許容範囲は、移動電話を利用することを望む組織に合わせて仕立てられる。例えば、許容範囲は、重要な異なる音声の特徴を有する、ホッテントットのような、英語以外の言語を話すと思われる組織とは対照的に、英語圏で使用される移動電話では異なる設定がなされる。そのうえ、適用可能なフィルタリング技術は、時間で許容範囲を異ならせて用いてもよく、おそらくは、許容範囲が最適な設定でないことを示すような、多くのパケットの消去については補償する。典型的な装置では、音声は、前述の米国特許第５，４１４，７９６号の、図２Ａから図２ＤにしめしたＣＲＣビットと符号化器末尾ビットを有するフルレート、ハーフレート、１／４レート、１／８レートの可変レート符号化器を用いて符号化される。疑似符号によって表現され、ＬＳＰ周波数と、受信パケットから抽出か、あるいは他の方法で決定したコードブックの利得を用いて不良パケットを検出する方法を下式に示す。ここで、wq(i)は、0.0から1.0までで測られた第ｉ番目のＬＳＰパラメータで、G₀(i)は、0から60dBで表される第ｉ番目の１／４レートコードブックゲインパラメータであり、それからrxrateはフルレート、ハーフレート、１／４レート、あるいは１／８レートのいずれかの検出されたフレームレートである。上記で示されるように、コードブックゲインテストは、１／４レートのパケットにのみ適用される。この付加的なテストは、１／２レートかあるいは１レートの不良なパケットを受信する可能性よりも、１／４レートの不良パケットを受信する可能性の方が大きいために、行われる。１／４レートがより小さいＣＲＣを有し、また米国特許第５，４１４，７９６号の模範とすべき符号化器を用いた、１／４レートは無音声、あるいは一時的にマスクされた音声だけに用いられるから、この可能性は低い。それゆえに、１／４レートのパケットは、よい厳しいテストに依存する。１／８では、テストは行われない。はじめに述べたことは、許容できるパラメータの範囲に反したパケット内で符号化され、あるいは導かれるパラメータと比較することによるフレームレート検出誤りより、不良パケットを検出する方法と装置である。この技法は、同様に他の要因で生じる検出誤りにも適用する。また、この発明の技術は、パケットで表されないデータの場合や可変レートに従わない場合も含み、他の信号送信にも適用できる。概して、この発明の原理は、送信信号に多少の冗長性が生じ、必要以上の多くのビットが情報の符号化に用いられる、ほとんどのシステムに適用できる。典型的にこのようなシステムでは、すべての可能なデータパターンが、等しく起こるものではない。可能なデータパターンが等しく起こるものでないならば、この発明は、発生の可能性に基づいて、良いデータと悪いデータを識別するのに十分に利用されるであろう。もし、すべてのデータパターンが、等しく起こるならば、このような識別は、典型的に行われないであろう。図６は、この模範的な装置の可変レート復号器１４０をより詳細に示すものである。模範的な実施形態においては、可変レート復号器１４０は、前述の米国特許第５，４１４，７９６号（以下、‘７９６特許と称する）にて詳述されるようなＣＥＬＰ復号器である。コードブックインデックスＩは、コードブック回路１７０に供給され、ここで、インデックスＩにしたがって、励振ベクトルを復元する。選択されたコードインデックスは、乗算器１７２に供給され、そしてゲイン値Ｇが乗算される。乗算器１７２の乗算結果は、ピッチフィルタ１７４に供給され、ここで前述の‘７９６特許で詳述され、従来より知られるピッチフィルタパラメータＬとｂにしたがって、フィルタリングされる。ピッチフィルタリングされた信号は、それから、フォルマントフィルタ１７６に供給され、ここで線形予測コード（ＬＰＣ）係数α₁〜α₁₀にしたがって、ピッチフィルタリングされる。フォーマットフィルタの出力は、アダプティブポストフィルタ１７８に供給され、ここで、改善された近くのある品質にフィルタリングする。図７は、模範的な形態のアダプティブポストフィルタ１７８を示すものである。この実施形態で用いられるポストフィルタは、１９８７年、Ｊ．Ｈ．Ｃｈｅｎらによって、Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰの「Real-Time Vector APC Speech Coding At 4800 BPS with Adaptive postfiltering」に初めて述べられた。音声フォルマントは、スペクトルの谷間より、知覚的により重要であるから、ポストフィルタは、コード化された音声の知覚的な品質を少し改善するフォルマントを押し上げる。これは、ポストフィルタ２０２において、原点へ放射状に向かうフォルマント組立フィルタの極を測定することによってなされる。しかしながら、すべての極のポストフィルタは、一般に、フィルタリングされた音声を消すスペクトルの傾きを導入する。このすべての極のポストフィルタのスペクトルの傾きは、より小さい範囲で極として、同じ位相角を有する零を加算することにより減じられ、以下のような型のポストフィルタとなる。ここで、A(z)は、フォルマント予測フィルタであり、ρ値とσ値は、ポストフィルタによって測定される因数で、ここでρは0.5セットで、σは0.8セットである。フィルタ係数の計算は、フォルマントフィルタタップ係数α₁〜α₁₀にしたがって、フィルタタップジェネレータ２００によってなされる。適応ブライトネスフィルタ２０４は、フォルマントポストフィルタによって導入されるスペクトルの傾きをよりいっそう補うために、付加される。ブライトネスフィルタは、下式で示される。ここで、κ（この一つのタップフィルタの係数）の値は、A(z)のスペクトルの傾きに変換したものを近似したＬＳＰ周波数の平均値で決定される値である。ブライトネスフィルタ２０４のタップ値は、フォルマントフィルタタップ係数α₁ 〜α₁₀で、フィルタタップジェネレータ２００により生成される。ポストフィルタリングによって生じる大きなゲインの逸脱を避けるために、ＡＧＣループ２０５は、音声出力を測定し、そのため、ポストフィルタリングされなかった音声とほぼ同じのエネルギーを有する。ゲインコントロールは、未フィルタリング音声エネルギーカリキュレータ２１２で計算された、４０個のフィルタ入力サンプルの平方の和を、フィルタゲインの逆数を得るためのフィルタリング音声エネルギーカリキュレータ２１０で計算された、４０個のフィルタ出力サンプルの平方の和で割ることによりなされる。このゲイン因数の平方根は、平滑され、下式で示される。そしてそれから、フィルタ出力は、出力音声を生成するゲインカリキュレータ２０８で計算された、ゲインの逆数の平滑値により、ゲインコントローラ２０６で測定される。好ましい実施形態では、未フィルタリング音声エネルギーカリキュレータ２１２で計算されたエネルギーは、誤って復号されたフレームに対する保護を与えるのに必要な付加的なハードウエアの量を少なくするための復号フレームチェックユニット１５７に供給される。好ましい実施形態の先の説明は、当業者が本発明を生産または使用できるように提供されている。これらの実施形態に対するさまざまな修正は当業者にとって容易に明らかとなるであろう。ここに規定されている一般的な原理は発明力を使用することなく他の実施形態に対して適用することができる。したがって、本発明はここに示されている実施形態に制限されることを意図しているものでなく、ここに開示されている原理および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲に一致すべきものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ【要約の続き】不良パケットの検出が試される。

Claims

【特許請求の範囲】１．移動電話システムで用いられる信号受信システムにおいて、音声を表す音声パラメータを含むデジタル化された信号を受信する手段と、前記デジタル化された信号の変則的な部分を識別するために、前記デジタル化された信号を検査する手段と、この検査する手段で見つけられた前記信号の変則的な部分を消去する手段とを具備することを特徴とする信号受信システム。２．前記デジタル化された信号を検査する手段は、前記デジタル化された信号の前記部分の前記音声パラメータを、予め設定した許容範囲の音声パラメータと比較して、前記予め設定した範囲外の音声パラメータを有する部分を識別する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の信号受信システム。３．前記音声パラメータの許容範囲は、送信された音声における音声パラメータの範囲に遭遇する確率に基づいて、予め決定されるものであることを特徴とする請求項１に記載の信号受信システム。４．前記デジタル化された音声信号の前記部分は、可変レートデータパケットであることを特徴とする請求項１に記載の信号受信システム。５．各パケットのレートを決定する手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の信号受信システム。６．前記パケットは、巡回冗長検査（ＣＲＣ）ビットを含み、前記ＣＲＣビットを用いて、各パケットにおけるＣＲＣを行う手段と、前記ＣＲＣに失敗したパケットを消去する手段とを備えることを特徴とする請求項４に記載の信号受信システム。７．前記信号受信システムは、移動電話の範囲内に適用されることを特徴とする請求項１に記載の信号受信システム。８．前記デジタル化された信号は、ＣＤＭＡプロトコルにしたがって符号化されたものであることを特徴とする請求項１に記載の信号受信システム。９．前記デジタル化された信号は、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５Ａ標準にしたがって符号化されたものであることを特徴とする請求項１に記載の信号受信システム。１０．各パケットのレートを判定する手段と、前記パケット内の送信誤りを識別し、あるいはパケットがフレームレート検出誤りに従属するかどうかを判定して、前記パケットの誤り検出を行う手段と、送信誤りを含むことが分かった、あるいはフレームレート検出誤りに従属することが分かったフレームを消去するフレーム消失手段と、予め設定された音声パラメータの許容範囲から外れた音声パラメータを含むかどうかを判定するフレーム消失手段によって、消去されなかったデータパケットを検査する手段と、前記フレーム消失手段に予め設定された前記音声パラメータの許容範囲から外れたことが分かった音声パラメータを有するパケットを適用する手段とを具備することを特徴とする移動電話装置。１１．デジタル化された音声パラメータを含むパケットを受信する受信機と、各パケットのフレームレートを判定するフレームレート判定ユニットと、前記パケット内の送信誤りを識別し、あるいはパケットがフレームレート検出誤りに従属するかどうかを判定して、前記パケットの誤り検出を行う誤り検出ユニットと、送信誤りを含むこと、あるいはフレームレート検出誤りに従属することが分かったフレームを消去するフレーム消失ユニットと、予め設定された音声パラメータの許容範囲から外れた音声パラメータを含むかどうかを判定するフレーム消失手段によって、消去されなかったデータパケットを検査する音声パラメータ検査ユニットと、前記フレーム消失ユニットに予め設定された前記音声パラメータの許容範囲から外れたことが分かったパケットを適用するユニットとを具備することを特徴とする移動電話装置。１２．移動電話システムで用いられる信号受信方法において、音声を表す音声パラメータを含むデジタル化された信号を受信する工程と、前記デジタル化された信号の変則的な部分を識別するために、前記デジタル化された信号を検査する工程と、この検査する工程で見つけられた前記信号の変則的な部分を消去する工程とを具備することを特徴とする信号受信方法。１３．前記デジタル化された信号を検査する手段は、前記デジタル化された信号の前記音声パラメータを、予め設定した許容範囲の音声パラメータと比較して、前記予め設定した範囲外の音声パラメータを識別する工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の信号受信方法。１４．前記音声パラメータの許容範囲は、送信された音声における音声パラメータの範囲に遭遇する確率に基づいて、予め決定されるものであることを特徴とする請求項１３に記載の信号受信方法。１５．前記デジタル化された音声信号の前記部分は、可変レートデータパケットであることを特徴とする請求項１２に記載の信号受信方法。１６．各パケットのレートを決定する工程を備えることを特徴とする請求項１５に記載の信号受信方法。１７．前記パケットは、巡回冗長検査（ＣＲＣ）ビットを含み、前記ＣＲＣビットを用いて、各パケットにおけるＣＲＣを行う工程と、前記ＣＲＣに失敗したパケットを消去する工程とを備えることを特徴とする請求項１５に記載の信号受信方法。１８．前記信号受信方法は、移動電話によってなされることを特徴とする請求項１７に記載の信号受信方法。１９．前記デジタル化された信号は、ＣＤＭＡプロトコルにしたがって符号化されたものであることを特徴とする請求項１２に記載の信号受信方法。２０．前記デジタル化された信号は、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５Ａ標準にしたがって符号化されたものであることを特徴とする請求項１２に記載の信号受信方法。２１．移動電話に用いられる方法において、デジタル化された音声パラメータを含む可変レートパケットを受信する工程と、各パケットのレートを判定する工程と、前記パケット内の送信誤りを識別し、あるいはパケットがフレームレート検出誤りに従属するかどうかを判定して、前記パケットの誤り検出を行う工程と、送信誤りを含むことが分かった、あるいはフレームレート検出誤りに従属することが分かったフレームを消去する工程と、予め設定された音声パラメータの許容範囲から外れた音声パラメータを含むかどうかを判定するデータパケットを検査する工程と、予め設定された前記音声パラメータの許容範囲から外れたことが分かった音声パラメータを有するデータパケットのフレームを消去する工程とを具備することを特徴とする移動電話装置の方法。２２．符号化された音声信号を受信する手段と、前記符号化された音声信号を復号し、復号された音声信号を供給する手段と、前記復号された音声信号のエネルギー値から、前記復号された音声信号の品質値を判定する手段とを具備することを特徴とする音声信号受信システム。２３．前記品質値を判定する手段は、予め設定した閾値と前記エネルギー値を比較して、この比較結果にしたがって、前記品質値を判定することを特徴とする請求項２２に記載の音声信号受信システム。２４．前記品質値を判定する手段は、前記エネルギー値が許容範囲を超えたことを前記品質値が示す場合に、消去指示信号を供給することを特徴とする請求項２２に記載の音声信号受信システム。２５．前記復号する手段は、ポストフィルタを含み、ここで、前記エネルギー値を計算することを特徴とする請求項２２に記載の音声信号受信システム。