JP2002516520A - マルチレートボコーダのレート適応システムおよび方法 - Google Patents
マルチレートボコーダのレート適応システムおよび方法Info
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S370/00—Multiplex communications
- Y10S370/914—Rate converter
Abstract
(57)【要約】
【課題】無線通信チャネルにある干渉レベルに応答して、ボコーダレートとチャネル符号化を増減可能な無線通信システムを提供し、可能な限り最高の音質をもつ通信チャネルを得る。
【解決手段】異なる符号化レートで音声信号をサンプリングするボコーダを用いて音声をディジタル符号化するか、又は、それぞれ異なる符号化レートを有する多数のボコーダを同時に使用して音声を符号化する。無線周波数チャネルのチャネルノイズや干渉が高いレベルの期間、より低い符号化レートを有する符号化音声チャネルが選択される。無線周波数のチャネル干渉が低いレベルのときは、チャネル符号化はあまり必要ではなく、より高い符号化レートを有するボコーダが使用される。アップリンクとダウンリンクの両方の適切なボコーダレートとチャネル符号化のレベルの決定は、アップリンクのボコーダのレートとチャネル符号化のレベルを移動局に中継させて、基地局で集中的に求めてもよい。
Description
【０００１】
本発明は、一般に、無線通信システムに関する。さらに詳細には、本発明は、
チャネル符号化レベルを最小限に抑えながら音質を最大にする適応マルチレート
（ＡＭＲ）ボコーダを有する無線通信システムに関する。
チャネル符号化レベルを最小限に抑えながら音質を最大にする適応マルチレート
（ＡＭＲ）ボコーダを有する無線通信システムに関する。
【０００２】
無線通信システムの使用がますます一般的になるにつれ、あるシステムで同時
にサービスを提供できる移動通信装置数を増やすために、さまざまな方法が開発
されている。グループ・スペシャル・モバイルとも呼ばれるグローバル・システ
ム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）は、同時ユーザー数の
増加に適用されることが多い無線通信システムの一例である。
にサービスを提供できる移動通信装置数を増やすために、さまざまな方法が開発
されている。グループ・スペシャル・モバイルとも呼ばれるグローバル・システ
ム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）は、同時ユーザー数の
増加に適用されることが多い無線通信システムの一例である。
【０００３】 ＧＳＭシステムは、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）が定めた規格に沿っ
て作られたものであり、周波数分割双方向（ＦＤＤ）方式の一対の周波数帯を用
いて、遠隔通信基地局（ＢＳ）と移動局（ＭＳ）間で動作する。第１の周波数帯
は、８９０〜９１５メガヘルツ（ＭＨＺ）の周波数スペクトルのもので、第２の
周波数帯は、９３５〜９６０ＭＨＺの周波数スペクトルのものである。一般に、
第１の周波数帯域は、ＭＳからＢＳへの低電力伝送用に使用され、第２の周波数
帯域は、ＢＳからＭＳへの高電力伝送用に使用される。各周波数は、２００キロ
ヘルツ（ｋＨＺ）間隔の搬送周波数をもつ１２５チャネルに分割される。
て作られたものであり、周波数分割双方向（ＦＤＤ）方式の一対の周波数帯を用
いて、遠隔通信基地局（ＢＳ）と移動局（ＭＳ）間で動作する。第１の周波数帯
は、８９０〜９１５メガヘルツ（ＭＨＺ）の周波数スペクトルのもので、第２の
周波数帯は、９３５〜９６０ＭＨＺの周波数スペクトルのものである。一般に、
第１の周波数帯域は、ＭＳからＢＳへの低電力伝送用に使用され、第２の周波数
帯域は、ＢＳからＭＳへの高電力伝送用に使用される。各周波数は、２００キロ
ヘルツ（ｋＨＺ）間隔の搬送周波数をもつ１２５チャネルに分割される。
【０００４】 ＧＳＭ通信システムは、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システムである。ＧＳＭ ＴＤＭＡシステムでは、各搬送周波数が８タイムスロットに分割される。各Ｍ
Ｓは、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域の両方の１チャネルに１タイムスロ
ットが割り当てられるため、９９２ＭＳはすべて、同時にＢＳを使用してもよい
。
Ｓは、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域の両方の１チャネルに１タイムスロ
ットが割り当てられるため、９９２ＭＳはすべて、同時にＢＳを使用してもよい
。
【０００５】 ＧＳＭ通信の一般の音声チャネルが、８ＫＨＺでサンプリングされ、１３ビッ
トの分解能に量子化され、ボコーダとも呼ばれるボイスエンコーダにより、０〜
４ＫＨｚの範囲にある音声をディジタル化する。次いで、１３ビットは、フルレ
ートボコーダで８倍に圧縮されて、毎秒１３キロビット（Ｋｂｉｔ／ｓ）の音声
データディジタルにされる。ＧＳＭは、インターリーブおよび畳み込み符号化を
有する複雑な暗号化技術を用いるため、高度なシステムの統一性およびビットエ
ラー制御が達成される。実際、マルチパスおよび同チャネル干渉にかかわらず、
１７ｄＢの最大搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉ）が必要となる一般の米国移動電話サー
ビス（ＡＭＰＳ）と比較すると、ＧＳＭシステムは、Ｃ／Ｉが９ｄＢと低いにも
かかわらず動作の継続が可能である。
トの分解能に量子化され、ボコーダとも呼ばれるボイスエンコーダにより、０〜
４ＫＨｚの範囲にある音声をディジタル化する。次いで、１３ビットは、フルレ
ートボコーダで８倍に圧縮されて、毎秒１３キロビット（Ｋｂｉｔ／ｓ）の音声
データディジタルにされる。ＧＳＭは、インターリーブおよび畳み込み符号化を
有する複雑な暗号化技術を用いるため、高度なシステムの統一性およびビットエ
ラー制御が達成される。実際、マルチパスおよび同チャネル干渉にかかわらず、
１７ｄＢの最大搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉ）が必要となる一般の米国移動電話サー
ビス（ＡＭＰＳ）と比較すると、ＧＳＭシステムは、Ｃ／Ｉが９ｄＢと低いにも
かかわらず動作の継続が可能である。
【０００６】 地域の地形に応じて、半径３５キロメータ以内で任意数のＭＳに一般のＢＳが
通信サービスを提供する。したがって、移動通信装置が広まるにつれ、交通が混
雑している時間等、使用のピーク時の間に、すべてのチャネルがいっぱいになり
、ＢＳは、その地域にあるＭＳのすべてに通信サービスを提供できなくなる場合
がある。
通信サービスを提供する。したがって、移動通信装置が広まるにつれ、交通が混
雑している時間等、使用のピーク時の間に、すべてのチャネルがいっぱいになり
、ＢＳは、その地域にあるＭＳのすべてに通信サービスを提供できなくなる場合
がある。
【０００７】 ある地域内のすべてのＭＳに対してサービスを提供できるようにするために、
ＥＴＳＩは、通信チャネルの密度を上げるようにＧＳＭ規格の修正を検討した。
しかしながら、２００ＫＨｚ間隔の搬送チャネルをもつ１２５チャネルを有する
２５ＭＨＺの割当て周波数スペクトルが固定されているため、通信システムの密
度を上げる現在のアプローチでは、チャネル毎のユーザー数を増やすことになる
。一般に、このように密度を上げるには、各ＢＳと送受信するディジタル情報量
を減少させて行い、各ＢＳが２００ｋＨｚ周波数帯でさらにユーザーをサポート
することが可能となる。
ＥＴＳＩは、通信チャネルの密度を上げるようにＧＳＭ規格の修正を検討した。
しかしながら、２００ＫＨｚ間隔の搬送チャネルをもつ１２５チャネルを有する
２５ＭＨＺの割当て周波数スペクトルが固定されているため、通信システムの密
度を上げる現在のアプローチでは、チャネル毎のユーザー数を増やすことになる
。一般に、このように密度を上げるには、各ＢＳと送受信するディジタル情報量
を減少させて行い、各ＢＳが２００ｋＨｚ周波数帯でさらにユーザーをサポート
することが可能となる。
【０００８】 ＢＳとＭＳ間を行き交うディジタル情報量を減少させる１つのアプローチは、
毎秒１３キロビット（Ｋｂｉｔｓ／ｓ）のフルレートボコーダのレートから５．
６Ｋｂｉｔｓ／ｓのハーフレートボコーダのレートにディジタル音声データのボ
コーダレートを下げることである。現在、ハーフレートボコーダを用いることに
より、任意の１つの通信チャネルのユーザー数を８から１６へと効果的に２倍に
することが可能であるが、５．６Ｋｂｉｔｓ／ｓのボコーダレートは、音質がか
なり低減するため、許容範囲外のものであることが分かった。
毎秒１３キロビット（Ｋｂｉｔｓ／ｓ）のフルレートボコーダのレートから５．
６Ｋｂｉｔｓ／ｓのハーフレートボコーダのレートにディジタル音声データのボ
コーダレートを下げることである。現在、ハーフレートボコーダを用いることに
より、任意の１つの通信チャネルのユーザー数を８から１６へと効果的に２倍に
することが可能であるが、５．６Ｋｂｉｔｓ／ｓのボコーダレートは、音質がか
なり低減するため、許容範囲外のものであることが分かった。
【０００９】 上記の点から、フルレートのボコーダシステムに近いかまたはそれを超える音
質を提供しながら、ハーフレートのボコーダシステムのユーザー密度を提供する
通信システムを提供することが有利である。また、ＭＳとＢＳ間の通信リンクの
信頼性を高めるために必要なチャネル符号化量のみを取り入れるように、通信チ
ャネルの修正を行う通信システムを提供することが有利である。
質を提供しながら、ハーフレートのボコーダシステムのユーザー密度を提供する
通信システムを提供することが有利である。また、ＭＳとＢＳ間の通信リンクの
信頼性を高めるために必要なチャネル符号化量のみを取り入れるように、通信チ
ャネルの修正を行う通信システムを提供することが有利である。
【００１０】
広義に、本発明は、無線通信チャネルにある干渉レベルに応答して、ボコーダ
レートとチャネル符号化を増減可能な無線通信システムを提供し、可能な限り最
高の音質をもつ通信チャネルを得る。これは、低チャネル干渉期間中にチャネル
符号化量を減少させて、より多くの音声情報を伝送可能にして、ボコーダレート
がより大きくなり、音質をより高品質とすることにより、フルレートまたはハー
フレートのＧＳＭ通信システムのいずれかで達成されるものであってよい。より
高いチャネル干渉期間中、チャネル符号化量は、ＧＳＭ通信網で可能な最大チャ
ネル符号化まで増大されてもよい。このようにチャネル符号化を増大させること
により、通話処理が安定かつ信頼性を備えたものとなり、より低い音質を有する
より低いボコーダレートとなる。
レートとチャネル符号化を増減可能な無線通信システムを提供し、可能な限り最
高の音質をもつ通信チャネルを得る。これは、低チャネル干渉期間中にチャネル
符号化量を減少させて、より多くの音声情報を伝送可能にして、ボコーダレート
がより大きくなり、音質をより高品質とすることにより、フルレートまたはハー
フレートのＧＳＭ通信システムのいずれかで達成されるものであってよい。より
高いチャネル干渉期間中、チャネル符号化量は、ＧＳＭ通信網で可能な最大チャ
ネル符号化まで増大されてもよい。このようにチャネル符号化を増大させること
により、通話処理が安定かつ信頼性を備えたものとなり、より低い音質を有する
より低いボコーダレートとなる。
【００１１】 本発明の一形態では、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信システムが、基地局（
ＢＳ）と少なくとも１つの移動局（ＭＳ）を含み、それぞれがディジタル符号化
された音声を搬送するアナログ無線周波数信号を送受信する。音声は、異なる符
号化レートで音声信号をサンプリングするボコーダを用いて、ディジタル符号化
される。この替わりとして、音声は、それぞれが異なる符号化レートを有する多
数の異なるボコーダを同時に使用して符号化されてもよい。無線周波数チャネル
が、高レベルのチャネルノイズや干渉を受けている期間、より低い符号化レート
を有する符号化された音声チャネルが選択される。このように低速符号化された
音声は、高信頼性の伝送を得るのに必要な高度のチャネル符号化と組み合わされ
る。無線周波数が低レベルのチャネル干渉を受けているとき、チャネル符号化は
あまり必要ではなく、より高い符号化レートを有するボコーダが使用される。高
速符号化された音声は、高信頼性の伝送を得るのに必要なより低い程度のチャネ
ル符号化と組み合わされる。高信頼性の伝送に必要な適切なレベルのチャネル符
号化は、フレーム消去レートやビットエラーレート等、さまざまなチャネルの測
定基準により求められる。
ＢＳ）と少なくとも１つの移動局（ＭＳ）を含み、それぞれがディジタル符号化
された音声を搬送するアナログ無線周波数信号を送受信する。音声は、異なる符
号化レートで音声信号をサンプリングするボコーダを用いて、ディジタル符号化
される。この替わりとして、音声は、それぞれが異なる符号化レートを有する多
数の異なるボコーダを同時に使用して符号化されてもよい。無線周波数チャネル
が、高レベルのチャネルノイズや干渉を受けている期間、より低い符号化レート
を有する符号化された音声チャネルが選択される。このように低速符号化された
音声は、高信頼性の伝送を得るのに必要な高度のチャネル符号化と組み合わされ
る。無線周波数が低レベルのチャネル干渉を受けているとき、チャネル符号化は
あまり必要ではなく、より高い符号化レートを有するボコーダが使用される。高
速符号化された音声は、高信頼性の伝送を得るのに必要なより低い程度のチャネ
ル符号化と組み合わされる。高信頼性の伝送に必要な適切なレベルのチャネル符
号化は、フレーム消去レートやビットエラーレート等、さまざまなチャネルの測
定基準により求められる。
【００１２】 アップリンクとダウンリンクの両方の適切なボコーダレートとチャネル符号化
のレベルの決定は、アップリンクのボコーダのレートとチャネル符号化のレベル
を移動局に中継させて、基地局で集中的に求めてもよい。この替わりとして、ダ
ウンリンクの適切なボコーダレートとチャネル符号化レベルは、移動局により求
めて、アップリンクの適切なボコーダレートとチャネル符号化レベルは、基地局
で求めてもよい。
のレベルの決定は、アップリンクのボコーダのレートとチャネル符号化のレベル
を移動局に中継させて、基地局で集中的に求めてもよい。この替わりとして、ダ
ウンリンクの適切なボコーダレートとチャネル符号化レベルは、移動局により求
めて、アップリンクの適切なボコーダレートとチャネル符号化レベルは、基地局
で求めてもよい。
【００１３】
同じ部品には同じ参照番号を付した添付の図面と組み合わせて、以下の詳細な
記載を参照すると、本発明の特性、目的および利点は、当業者にはより明らかに
なるであろう。
記載を参照すると、本発明の特性、目的および利点は、当業者にはより明らかに
なるであろう。
【００１４】 最初に図１を参照すると、本発明の例示的な通信システムが、概して参照番号
１００で示されている。通信システム１００は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通
信方式を含むＧＳＭ通信規格に準拠して動作する。一般に、ＴＤＭＡ通信システ
ムは、それぞれのデータチャネルの伝送用に別々の時間間隔を割り当てることに
より、同じ無線周波数チャネルにわたって２以上のデータチャネルを伝送する。
ＧＳＭシステムでは、各２００キロヘルツ（ｋＨｚ）無線周波数チャネルが、そ
れぞれが４．６１５ミリ秒の持続時間を有する繰り返し時間フレームに分割され
る。各フレームは、８時間間隔（または「スロット」と呼ばれる）を含み、それ
ぞれが５７７ミリ秒（４．６１５／８）の持続時間を有し、異なるユーザーに割
り当てられる。
１００で示されている。通信システム１００は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通
信方式を含むＧＳＭ通信規格に準拠して動作する。一般に、ＴＤＭＡ通信システ
ムは、それぞれのデータチャネルの伝送用に別々の時間間隔を割り当てることに
より、同じ無線周波数チャネルにわたって２以上のデータチャネルを伝送する。
ＧＳＭシステムでは、各２００キロヘルツ（ｋＨｚ）無線周波数チャネルが、そ
れぞれが４．６１５ミリ秒の持続時間を有する繰り返し時間フレームに分割され
る。各フレームは、８時間間隔（または「スロット」と呼ばれる）を含み、それ
ぞれが５７７ミリ秒（４．６１５／８）の持続時間を有し、異なるユーザーに割
り当てられる。
【００１５】 通信システム１００は、通信チャネル１０８を介して移動切換機（ＭＳＣ）１
０６から信号を受信する基地局（ＢＳ）１０２を含む。この通信チャネルは、一
般に、地上ベースの電話システムから発生する電話および／またはディジタル情
報を含む。基地局１０２は、セル１２０内にいる移動局（ＭＳ）１１０、１１２
、１１４へと情報を送信し、それらから情報を受信する。セル１２０は、移動局
が基地局１０２と通信する地理的な領域である。一般に、これらのセルの範囲は
、半径２５〜３５キロメートルの場合があり、建物１３０や山１３２等の地形上
の障害物が含まれることがある。本願明細書で使用する際に、「情報」という用
語は、ディジタルデータ、暗号化されたディジタルデータ、畳み込み符号化、ソ
フト符号化および／またはハード符号化されたデータ、ディジタルビットまたは
ビットストリーム、もしくは当業者に公知の任意の他のデータタイプを含むもの
として定義される。
０６から信号を受信する基地局（ＢＳ）１０２を含む。この通信チャネルは、一
般に、地上ベースの電話システムから発生する電話および／またはディジタル情
報を含む。基地局１０２は、セル１２０内にいる移動局（ＭＳ）１１０、１１２
、１１４へと情報を送信し、それらから情報を受信する。セル１２０は、移動局
が基地局１０２と通信する地理的な領域である。一般に、これらのセルの範囲は
、半径２５〜３５キロメートルの場合があり、建物１３０や山１３２等の地形上
の障害物が含まれることがある。本願明細書で使用する際に、「情報」という用
語は、ディジタルデータ、暗号化されたディジタルデータ、畳み込み符号化、ソ
フト符号化および／またはハード符号化されたデータ、ディジタルビットまたは
ビットストリーム、もしくは当業者に公知の任意の他のデータタイプを含むもの
として定義される。
【００１６】 ＧＳＭ方式通信システムが、周波数分割双方向（ＦＤＤ）モードの周波数帯の
対で動作するために、基地局（ＢＳ）１０２は、一般に８９０〜９１５ＭＨＺの
範囲にあり、「ダウンリンク」と呼ばれる第１の無線周波数チャネル１１６で、
移動局（ＭＳ）１１０に情報を送信し、移動局１１０は、一般に９３５〜９６０
ＭＨＺの範囲にあり、「アップリンク」と呼ばれる第２の無線周波数チャネル１
１８で、基地局１０２に情報を送信する。ＧＳＭ方式の通信システムは、２つの
周波数帯を用いて動作するが、ＢＳとＭＳが共に同じ無線周波数チャネルで送受
信するシステムで本発明を実行することも可能である。
対で動作するために、基地局（ＢＳ）１０２は、一般に８９０〜９１５ＭＨＺの
範囲にあり、「ダウンリンク」と呼ばれる第１の無線周波数チャネル１１６で、
移動局（ＭＳ）１１０に情報を送信し、移動局１１０は、一般に９３５〜９６０
ＭＨＺの範囲にあり、「アップリンク」と呼ばれる第２の無線周波数チャネル１
１８で、基地局１０２に情報を送信する。ＧＳＭ方式の通信システムは、２つの
周波数帯を用いて動作するが、ＢＳとＭＳが共に同じ無線周波数チャネルで送受
信するシステムで本発明を実行することも可能である。
【００１７】 通信システム１００は、多数の移動局（ＭＳ）１１０、１１２、１１４をサポ
ートするものであってよい。実際、ＧＳＭ規格では、各２５ＭＨＺ周波数帯は、
２００キロヘルツ（ＫＨｚ）間隔の搬送波周波数を有する１２５チャネルに分割
される。各搬送波周波数が８人の別々のユーザーをサポートするため、１つのＧ
ＳＭ通信システムは、ほぼ１０００人のユーザーを同時にサポートすることにな
る。
ートするものであってよい。実際、ＧＳＭ規格では、各２５ＭＨＺ周波数帯は、
２００キロヘルツ（ＫＨｚ）間隔の搬送波周波数を有する１２５チャネルに分割
される。各搬送波周波数が８人の別々のユーザーをサポートするため、１つのＧ
ＳＭ通信システムは、ほぼ１０００人のユーザーを同時にサポートすることにな
る。
【００１８】 同チャネル干渉に寄与する同時ユーザー数が可能な限り高く、大気および地形
上の干渉源があるとすれば、通信システム１００にかなりの量のチャネルノイズ
および干渉が存在する期間がある。さらに、建物１３０および山１３２が存在す
ると、通信システム１００の伝送の信頼性がさらに悪化するマルチパスのゆがみ
が生じる。さらに、各ＭＳは、ＢＳに対して、最高時速２５０キロメートル（時
速１５６マイル）のレートでＢＳへ近付いたり離れたりして、異なる方向に移動
することがあるため、通信リンクが一時的または永久に途絶される可能性がさら
に高くなる。
上の干渉源があるとすれば、通信システム１００にかなりの量のチャネルノイズ
および干渉が存在する期間がある。さらに、建物１３０および山１３２が存在す
ると、通信システム１００の伝送の信頼性がさらに悪化するマルチパスのゆがみ
が生じる。さらに、各ＭＳは、ＢＳに対して、最高時速２５０キロメートル（時
速１５６マイル）のレートでＢＳへ近付いたり離れたりして、異なる方向に移動
することがあるため、通信リンクが一時的または永久に途絶される可能性がさら
に高くなる。
【００１９】 アップリンクおよびダウンリンクの両方の通信チャネルにチャネルノイズと干
渉が与える悪影響を最小限に抑えるために、有効量のチャネル符号化がディジタ
ル音声データに付加される。チャネル符号化は、一般に、ボコーダからの符号化
ディジタル音声データと、任意の冗長データ、パリティデータ、巡回冗長検査（
ＣＲＣ）、または音声データの伝送が確実に高信頼性となるために必要な他の検
査データと組み合わせるプロセスを含むように定義される。符号レート、データ
ビット対全ビットの比率（ｋ／ｎ）であり、一般に、フルレートのボコーダを有
する通常のＧＳＭ方式システムにおいて１／２を少し超えるものであり、ハーフ
レートのボコーダを有するシステムでは、１／２を少し下回るものである。
渉が与える悪影響を最小限に抑えるために、有効量のチャネル符号化がディジタ
ル音声データに付加される。チャネル符号化は、一般に、ボコーダからの符号化
ディジタル音声データと、任意の冗長データ、パリティデータ、巡回冗長検査（
ＣＲＣ）、または音声データの伝送が確実に高信頼性となるために必要な他の検
査データと組み合わせるプロセスを含むように定義される。符号レート、データ
ビット対全ビットの比率（ｋ／ｎ）であり、一般に、フルレートのボコーダを有
する通常のＧＳＭ方式システムにおいて１／２を少し超えるものであり、ハーフ
レートのボコーダを有するシステムでは、１／２を少し下回るものである。
【００２０】 チャネル符号化のプロセス中、ボコーダからのディジタル音声データを、必要
なチャネル符号化データと畳み込み符号化することにより、必要なエラー補正、
冗長データ、パリティデータ、ＣＲＣまたは検査データが導入される。これによ
り、音声データとチャネル符号化とを混合したものを含む畳み込み符号化された
ディジタルデータストリームが得られる。図２と組み合わせてさらに詳細に記載
するように、このディジタルデータストリームは、無線周波数チャネルでの伝送
用に変調増幅される。変調されたディジタルデータストリームを受信すると、デ
ータストリームは、チャネル復調され、音声データとチャネル符号化は畳み込み
復号されて別々にされる。
なチャネル符号化データと畳み込み符号化することにより、必要なエラー補正、
冗長データ、パリティデータ、ＣＲＣまたは検査データが導入される。これによ
り、音声データとチャネル符号化とを混合したものを含む畳み込み符号化された
ディジタルデータストリームが得られる。図２と組み合わせてさらに詳細に記載
するように、このディジタルデータストリームは、無線周波数チャネルでの伝送
用に変調増幅される。変調されたディジタルデータストリームを受信すると、デ
ータストリームは、チャネル復調され、音声データとチャネル符号化は畳み込み
復号されて別々にされる。
【００２１】 高レベルのチャネルノイズ期間中、有効チャネル符号化が導入されて、通信チ
ャネルの信頼性を高める。一方で、有効量のチャネル符号化情報を含むデータス
トリームが、送信される音声データ量を制限するため、低チャネルノイズの期間
中、通信チャネルが有効に使用されない。したがって、本発明は、現在のチャネ
ルノイズレベルを監視し、チャネル量を増やしてチャネルの信頼性を高めるか、
またはチャネル符号化量を減らしてより多くの音声データを伝送するかのいずれ
かを行う。
ャネルの信頼性を高める。一方で、有効量のチャネル符号化情報を含むデータス
トリームが、送信される音声データ量を制限するため、低チャネルノイズの期間
中、通信チャネルが有効に使用されない。したがって、本発明は、現在のチャネ
ルノイズレベルを監視し、チャネル量を増やしてチャネルの信頼性を高めるか、
またはチャネル符号化量を減らしてより多くの音声データを伝送するかのいずれ
かを行う。
【００２２】 現在のＧＳＭ方式通信システムは、フルレートのボコーダシステムで、ボコー
ダレートの最大が１３Ｋｂｉｔｓ／ｓとなるが、本発明は、無線通信チャネル自
体の帯域幅の限界までボコーダの最大レートを高めようとするものである。例え
ば、現在のチャネルノイズまたは干渉レベルが最小のものであれば、実質的にチ
ャネル符号化をもたず、２２Ｋｂｉｔｓ／ｓの音声データレートを与える通信リ
ンクを提供することができる。これは、４ｋＨｚを超える音声帯域に相当するも
ので、ある周波数帯域を有し、従来の４ｋＨｚの音声帯域の音質よりも十分に高
い音質に相当する音声チャネルが得られる。
ダレートの最大が１３Ｋｂｉｔｓ／ｓとなるが、本発明は、無線通信チャネル自
体の帯域幅の限界までボコーダの最大レートを高めようとするものである。例え
ば、現在のチャネルノイズまたは干渉レベルが最小のものであれば、実質的にチ
ャネル符号化をもたず、２２Ｋｂｉｔｓ／ｓの音声データレートを与える通信リ
ンクを提供することができる。これは、４ｋＨｚを超える音声帯域に相当するも
ので、ある周波数帯域を有し、従来の４ｋＨｚの音声帯域の音質よりも十分に高
い音質に相当する音声チャネルが得られる。
【００２３】 トランシーバアーキテクチャ
【００２４】 以下、図２を参照すると、本発明の一実施形態の回路図が、概して参照番号２
００で示されている。回路２００の送信部は、エレクトレットタイプのマイクロ
ホン等のマイクロホン要素２０２を含み、ユーザーの声等の音響信号を受信して
、音響音声信号をアナログ電気信号に変換する。このアナログ電気信号は、増幅
およびフィルタリング用の増幅器２０４を通過して、３つの別々のボイスエンコ
ーダ、いわゆるボコーダ２０６、２０８、２１０の入力部に供給される。
００で示されている。回路２００の送信部は、エレクトレットタイプのマイクロ
ホン等のマイクロホン要素２０２を含み、ユーザーの声等の音響信号を受信して
、音響音声信号をアナログ電気信号に変換する。このアナログ電気信号は、増幅
およびフィルタリング用の増幅器２０４を通過して、３つの別々のボイスエンコ
ーダ、いわゆるボコーダ２０６、２０８、２１０の入力部に供給される。
【００２５】 ボコーダは、特に、アナログ音声データのディジタル符号化と圧縮用に作られ
るアナログ・ディジタル変換機（ＡＤＣ）である。ボコーダは、高速ディジタル
信号プロセッサ（ＤＳＰ）用のもので、人間の声帯をモデルにした線形予測符号
化の形式を用いて、最小のメモリで現実的な合成音声を作り出す。フルレートボ
コーダを有するＧＳＭ通信システムでは、音声データは、８ｋＨｚのレートでサ
ンプリングされ、１３ビットの分解能に量子化され、１３Ｋｂｉｔｓ／ｓのビッ
トレートに圧縮される。ハーフレートボコーダを有するＧＳＭ通信システムでは
、音声データは、８ｋＨｚのレートでサンプリングされ、１３ビットの分解能に
量子化され、５．６Ｋｂｉｔｓ／ｓのビットレートを与えるように圧縮される。
るアナログ・ディジタル変換機（ＡＤＣ）である。ボコーダは、高速ディジタル
信号プロセッサ（ＤＳＰ）用のもので、人間の声帯をモデルにした線形予測符号
化の形式を用いて、最小のメモリで現実的な合成音声を作り出す。フルレートボ
コーダを有するＧＳＭ通信システムでは、音声データは、８ｋＨｚのレートでサ
ンプリングされ、１３ビットの分解能に量子化され、１３Ｋｂｉｔｓ／ｓのビッ
トレートに圧縮される。ハーフレートボコーダを有するＧＳＭ通信システムでは
、音声データは、８ｋＨｚのレートでサンプリングされ、１３ビットの分解能に
量子化され、５．６Ｋｂｉｔｓ／ｓのビットレートを与えるように圧縮される。
【００２６】 本発明では、ボコーダ２０６、２０８、２１０はそれぞれ、増幅器２０４から
増幅した音声信号を受信し、各ボコーダは、異なるレートで音響音声信号を継続
的に符号化する。例えば、ボコーダ２０６は、８Ｋｂｉｔｓ／ｓのボコーダレー
トで音声信号を符号化し、ボコーダ２０８は、６Ｋｂｉｔｓ／ｓのより低いボコ
ーダレートで音声信号を符号化し、ボコーダ２１０は、４Ｋｂｉｔｓ／ｓのさら
に低いボコーダレートで音声信号を符号化するものであってよい。本願明細書に
記載する特定のボコーダレートは、例示的目的のみのものであり、ディジタルデ
ータレートが無線周波数通信チャンネルで送信可能なものであれば、実質的に任
意のレートのボコーダを使用してもよいことを理解されたい。
増幅した音声信号を受信し、各ボコーダは、異なるレートで音響音声信号を継続
的に符号化する。例えば、ボコーダ２０６は、８Ｋｂｉｔｓ／ｓのボコーダレー
トで音声信号を符号化し、ボコーダ２０８は、６Ｋｂｉｔｓ／ｓのより低いボコ
ーダレートで音声信号を符号化し、ボコーダ２１０は、４Ｋｂｉｔｓ／ｓのさら
に低いボコーダレートで音声信号を符号化するものであってよい。本願明細書に
記載する特定のボコーダレートは、例示的目的のみのものであり、ディジタルデ
ータレートが無線周波数通信チャンネルで送信可能なものであれば、実質的に任
意のレートのボコーダを使用してもよいことを理解されたい。
【００２７】 ボコーダ２０６、２０８、２１０からの出力は、記憶装置２１５を有するプロ
セッサ２１４により制御されるスイッチ２１２に供給される。本発明の実施形態
におけるプロセッサ２１４は、マイクロプロセッサである。しかしながら、この
代わりに、プロセッサ２１４は、任意の従来のシングルチップまたはマルチチッ
プマイクロプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、ま
たは当業者に公知の任意の適切なディジタル処理装置であってよい。本発明の実
施形態における記憶装置２１５は、電気的に消去可能なプログラム可能読出し専
用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、随時書込み読出しメ
モリ（ＲＡＭ）、ディスケットまたは他の磁気記録媒体、光記憶装置媒体、また
はそれらの任意の組合せを含むものであってよい。プログラムコードの形態でプ
ロセッサ２１４の動作を制御する電子命令は、記憶装置２１５内に格納されるも
のであってよい。
セッサ２１４により制御されるスイッチ２１２に供給される。本発明の実施形態
におけるプロセッサ２１４は、マイクロプロセッサである。しかしながら、この
代わりに、プロセッサ２１４は、任意の従来のシングルチップまたはマルチチッ
プマイクロプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、ま
たは当業者に公知の任意の適切なディジタル処理装置であってよい。本発明の実
施形態における記憶装置２１５は、電気的に消去可能なプログラム可能読出し専
用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、随時書込み読出しメ
モリ（ＲＡＭ）、ディスケットまたは他の磁気記録媒体、光記憶装置媒体、また
はそれらの任意の組合せを含むものであってよい。プログラムコードの形態でプ
ロセッサ２１４の動作を制御する電子命令は、記憶装置２１５内に格納されるも
のであってよい。
【００２８】 以下にさらに詳細に記載するように、所定の選択プロセスに基づいて、プロセ
ッサ２１４は、適切なボコーダレートを決定し、スイッチ２１２を通りエンコー
ダ２１６を通過する適切なボコーダ２０６、２０８または２１０の出力を選択す
る。例えば、音声信号が８Ｋｂｉｔｓ／ｓのフルレートで符号化される場合、ボ
コーダ２０６の出力が、プロセッサ２１４により選択され、スイッチ２１２を通
過する。この代わりに、音声が６Ｋｂｉｔｓ／ｓのレートで符号化される場合、
ボコーダ２０８の出力が選択される。エンコーダ２１６は、ボコーダからのディ
ジタル音声データを受信して、選択したボコーダレートに対応するチャネル符号
化レベルを付加する。
ッサ２１４は、適切なボコーダレートを決定し、スイッチ２１２を通りエンコー
ダ２１６を通過する適切なボコーダ２０６、２０８または２１０の出力を選択す
る。例えば、音声信号が８Ｋｂｉｔｓ／ｓのフルレートで符号化される場合、ボ
コーダ２０６の出力が、プロセッサ２１４により選択され、スイッチ２１２を通
過する。この代わりに、音声が６Ｋｂｉｔｓ／ｓのレートで符号化される場合、
ボコーダ２０８の出力が選択される。エンコーダ２１６は、ボコーダからのディ
ジタル音声データを受信して、選択したボコーダレートに対応するチャネル符号
化レベルを付加する。
【００２９】 エンコーダ２１６を通過すると、符号化されたディジタル音声データは、圧力
制御発振器（ＶＣＯ）２１８のアナログ出力と混合されて、変調器２２０におい
て搬送波周波数にディジタル音声データを変調する。変調器２２０は、無線周波
数搬送波でガウスフィルタを用いて帯域制限した変調方式（ＧＭＳＫ）信号を変
調して、可変電力増幅器２２２、送信／受信スイッチ２２４を通って、伝送用の
アンテナ２２６に送信される。ＧＭＳＫ信号は、ガウス状のパルスを含み、同チ
ャネル干渉に対する通信チャネルの復元力を高めるためのものである。ＧＭＳＫ
の替わりとして、例えば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫまたはＦＳＫ等の当業者に公知の
他の変調方法が用いられてもよい。
制御発振器（ＶＣＯ）２１８のアナログ出力と混合されて、変調器２２０におい
て搬送波周波数にディジタル音声データを変調する。変調器２２０は、無線周波
数搬送波でガウスフィルタを用いて帯域制限した変調方式（ＧＭＳＫ）信号を変
調して、可変電力増幅器２２２、送信／受信スイッチ２２４を通って、伝送用の
アンテナ２２６に送信される。ＧＭＳＫ信号は、ガウス状のパルスを含み、同チ
ャネル干渉に対する通信チャネルの復元力を高めるためのものである。ＧＭＳＫ
の替わりとして、例えば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫまたはＦＳＫ等の当業者に公知の
他の変調方法が用いられてもよい。
【００３０】 送信／受信スイッチ２２４の制御は、当該技術で周知の方法でプロセッサ２１
４によって行われる。単一アンテナトランシーバでは、高感度受信機エレクトロ
ニクスを送信機によって発生されたより高い電力信号から分離するために、回路
の送信部と受信部との間でアンテナを切り換えることがしばしば必要である。
４によって行われる。単一アンテナトランシーバでは、高感度受信機エレクトロ
ニクスを送信機によって発生されたより高い電力信号から分離するために、回路
の送信部と受信部との間でアンテナを切り換えることがしばしば必要である。
【００３１】 回路２００の受信部は、まず送信／受信スイッチ２２４を通して中間周波数（
ＩＦ）増幅器およびミクサ２４０に送られるアナログ無線周波数信号から受信す
るアンテナ２２６で始まる。ミクサ２４０は、搬送周波数を無線周波数信号から
取り除き、残りのアナログ信号をアナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）２４２
に送る。ＡＤＣ２４２は、受信アナログ信号をそのときディジタル信号がフィル
タリングされ、ディジタルビットストリームが復元できる等化ブロック２４４を
通してチャネルデコーダ２４６に送られるディジタル信号に変換する。
ＩＦ）増幅器およびミクサ２４０に送られるアナログ無線周波数信号から受信す
るアンテナ２２６で始まる。ミクサ２４０は、搬送周波数を無線周波数信号から
取り除き、残りのアナログ信号をアナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）２４２
に送る。ＡＤＣ２４２は、受信アナログ信号をそのときディジタル信号がフィル
タリングされ、ディジタルビットストリームが復元できる等化ブロック２４４を
通してチャネルデコーダ２４６に送られるディジタル信号に変換する。
【００３２】 下記により詳細に述べられているように、プロセッサ２１４は、チャネルデコ
ーダ２４６からレートビットの形の信号を受信する。これらのレートビットは、
受信信号で符号化された現音声データを復号化するのに必要とされる適切なボコ
ーダレートを識別する。レートビットに基づいて、プロセッサ２１４は、スイッ
チ２４８を使用してボコーダ２５０、２５２、あるいは２５４を選択し、無線周
波数チャネルからのディジタル音声データは、チャネルデコーダ２４６から、ス
イッチ２４８を通して、適切なボコーダ２５０、２５２、あるいは２５４に送ら
れる。例えば、ディジタル音声データが８Ｋビット／ｓのフルレートで符号化さ
れ、プロセッサ２１４は、スイッチ２４８を作動させ、ディジタル音声データを
、本実施形態では、８Ｋビット／ｓのフルレートで復号化するボコーダ２５０に
送る。ボコーダ２５０は、チャネルデコーダ２４６から受信されたディジタル情
報を復号化し、次に増幅器２５６を通して送られ、ユーザによって聞かれるスピ
ーカ２５８に出力される最初のアナログ音声信号を再作成する。
ーダ２４６からレートビットの形の信号を受信する。これらのレートビットは、
受信信号で符号化された現音声データを復号化するのに必要とされる適切なボコ
ーダレートを識別する。レートビットに基づいて、プロセッサ２１４は、スイッ
チ２４８を使用してボコーダ２５０、２５２、あるいは２５４を選択し、無線周
波数チャネルからのディジタル音声データは、チャネルデコーダ２４６から、ス
イッチ２４８を通して、適切なボコーダ２５０、２５２、あるいは２５４に送ら
れる。例えば、ディジタル音声データが８Ｋビット／ｓのフルレートで符号化さ
れ、プロセッサ２１４は、スイッチ２４８を作動させ、ディジタル音声データを
、本実施形態では、８Ｋビット／ｓのフルレートで復号化するボコーダ２５０に
送る。ボコーダ２５０は、チャネルデコーダ２４６から受信されたディジタル情
報を復号化し、次に増幅器２５６を通して送られ、ユーザによって聞かれるスピ
ーカ２５８に出力される最初のアナログ音声信号を再作成する。
【００３３】 代替の実施形態では、回路２００のボコーダ２０６、２０８および２１０は、
多重符号化レート、あるいは可変符号化レートを有する単一ボコーダ（破線２７
０で示される）と取り換えられてもよい。例えば、単一可変レートボコーダ２７
０は、４Ｋビット／ｓとプロセッサ２１４によって決定された８Ｋビット／ｓと
の間のレートで増幅器２０４から音響信号を符号化でき得る。同様に、ボコーダ
２５０、２５２、および２５４は単一可変ボコーダ２７２と取り換えられてもよ
い。
多重符号化レート、あるいは可変符号化レートを有する単一ボコーダ（破線２７
０で示される）と取り換えられてもよい。例えば、単一可変レートボコーダ２７
０は、４Ｋビット／ｓとプロセッサ２１４によって決定された８Ｋビット／ｓと
の間のレートで増幅器２０４から音響信号を符号化でき得る。同様に、ボコーダ
２５０、２５２、および２５４は単一可変ボコーダ２７２と取り換えられてもよ
い。
【００３４】 本発明はＴＤＭＡ通信システムとともに述べられているが、ＴＤＭＡ通信シス
テムの使用は単なる例であり、本発明は、例えば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ
）および周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）のような任意の数の他の通信システム
で実施されてもよいことを理解すべきである。
テムの使用は単なる例であり、本発明は、例えば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ
）および周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）のような任意の数の他の通信システム
で実施されてもよいことを理解すべきである。
【００３５】 次に、図３を参照すると、システムのグラフ図は通常３００で示されている。
グラフ３００は、「音質」と標識された垂直軸３０２および「搬送波対ノイズ比
（Ｃ／Ｎ）」と示される水平軸３０４を含んでいる。ここで述べられているよう
に、用語Ｃ／Ｎは、搬送波対干渉（Ｃ／Ｉ）部を含むとみなされる。要約すると
、グラフ３００は、チャネル符号化レートおよび対応するボコーダレートのレベ
ルに基づいた通信システムの性能を示す。より詳細には、３つの別個の曲線が示
され、各々は特定のシステム構成の性能を示している。例えば、グラフ３０６は
、最小レベルのチャネル符号化を有するフルレートボコーダを使用する通信シス
テムの性能を示している。分かるように、曲線３０６は、より高い初期の音質で
始まるが、Ｃ／Ｎが減少するにつれて、より低いレベルのチャネル符号化により
干渉レベルは、最終的には音質の著しい減少を生じる。
グラフ３００は、「音質」と標識された垂直軸３０２および「搬送波対ノイズ比
（Ｃ／Ｎ）」と示される水平軸３０４を含んでいる。ここで述べられているよう
に、用語Ｃ／Ｎは、搬送波対干渉（Ｃ／Ｉ）部を含むとみなされる。要約すると
、グラフ３００は、チャネル符号化レートおよび対応するボコーダレートのレベ
ルに基づいた通信システムの性能を示す。より詳細には、３つの別個の曲線が示
され、各々は特定のシステム構成の性能を示している。例えば、グラフ３０６は
、最小レベルのチャネル符号化を有するフルレートボコーダを使用する通信シス
テムの性能を示している。分かるように、曲線３０６は、より高い初期の音質で
始まるが、Ｃ／Ｎが減少するにつれて、より低いレベルのチャネル符号化により
干渉レベルは、最終的には音質の著しい減少を生じる。
【００３６】 同様に、曲線３１２は、対応する中間レベルのチャネル符号化を有する中間レ
ートボコーダを使用する通信システムの性能を示している。このような中速ボコ
ーダレートは６Ｋビット／ｓであってもよい。曲線３１２によって示された初期
の音質はより長い期間保持され、この音質はあまりにもより低いレベルのチャネ
ル符号化によって引き起こされる干渉を受ける。
ートボコーダを使用する通信システムの性能を示している。このような中速ボコ
ーダレートは６Ｋビット／ｓであってもよい。曲線３１２によって示された初期
の音質はより長い期間保持され、この音質はあまりにもより低いレベルのチャネ
ル符号化によって引き起こされる干渉を受ける。
【００３７】 最後に、曲線３１８は、対応する高いレベルのチャネル符号化を有する低速ボ
コーダを使用する通信システムのシステム性能を示している。この場合、高レベ
ルのチャネル符号化は、Ｃ／Ｎの著しい減少にもかかわらず連続通信リンクを提
供する。しかしながら、音質は曲線３０６あるいは３１２によって示されたいず
れかのシステムよりも低い。
コーダを使用する通信システムのシステム性能を示している。この場合、高レベ
ルのチャネル符号化は、Ｃ／Ｎの著しい減少にもかかわらず連続通信リンクを提
供する。しかしながら、音質は曲線３０６あるいは３１２によって示されたいず
れかのシステムよりも低い。
【００３８】 Ｃ／Ｎを減少させるにもかかわらず、可能な最高レベルの音質を保持するため
に、本発明は、音質を最大にするために音声符号化レートおよびチャネル符号化
の対応するレベルを変える。例えば、Ｃ／Ｎ比が高い環境では、このシステムは
、最高の可能なボコーダレートおよび最低可能なチャネル符号化量を使用する。
この状況では、通信チャネルの低レベルのノイズおよび干渉のために、通信チャ
ネルが維持されることを確実するために規模の大きいチャネル符号化に対する要
求は殆どない。しかしながら、Ｃ／Ｎ比が減少し始めるにつれて、曲線３０６が
交点３１０として示される曲線３１２と交差するまさにその瞬時に、本発明の通
信システムは、ボコーダレート大きい対応するチャネル符号化を曲線３１２に関
連したレートに変える。このように、たとえより高いレベルのチャネル符号化が
あったとしても、最高可能レベルの音質が保持される。
に、本発明は、音質を最大にするために音声符号化レートおよびチャネル符号化
の対応するレベルを変える。例えば、Ｃ／Ｎ比が高い環境では、このシステムは
、最高の可能なボコーダレートおよび最低可能なチャネル符号化量を使用する。
この状況では、通信チャネルの低レベルのノイズおよび干渉のために、通信チャ
ネルが維持されることを確実するために規模の大きいチャネル符号化に対する要
求は殆どない。しかしながら、Ｃ／Ｎ比が減少し始めるにつれて、曲線３０６が
交点３１０として示される曲線３１２と交差するまさにその瞬時に、本発明の通
信システムは、ボコーダレート大きい対応するチャネル符号化を曲線３１２に関
連したレートに変える。このように、たとえより高いレベルのチャネル符号化が
あったとしても、最高可能レベルの音質が保持される。
【００３９】 同様に、曲線３１２によって示されるシステムの音質が交点３１６に示された
曲線３１８によって示されたシステムのレベルに低下すると、本発明の通信シス
テムは再度ボコーダレートおよび対応するチャネル符号化を曲線３１８に関連し
たレートに変える。このように、通信チャネルに対する音質は常に最大化される
。 チャネルノイズおよび干渉が最大許容可能レベルを超え、交点３２２に示され
た閾値３２４よりも下を通過するように十分質の悪い音質を生じる場合、通信チ
ャネルが終端される。この終端通信チャネルは、ユーザによって「ドロップコー
ル」と認識される。一旦終端されると、システム１００は、再初期化されねばな
らなく、通信チャネルはＢＳ１０２とＭＳ１１０との間に再確立されなければな
らない。
曲線３１８によって示されたシステムのレベルに低下すると、本発明の通信シス
テムは再度ボコーダレートおよび対応するチャネル符号化を曲線３１８に関連し
たレートに変える。このように、通信チャネルに対する音質は常に最大化される
。 チャネルノイズおよび干渉が最大許容可能レベルを超え、交点３２２に示され
た閾値３２４よりも下を通過するように十分質の悪い音質を生じる場合、通信チ
ャネルが終端される。この終端通信チャネルは、ユーザによって「ドロップコー
ル」と認識される。一旦終端されると、システム１００は、再初期化されねばな
らなく、通信チャネルはＢＳ１０２とＭＳ１１０との間に再確立されなければな
らない。
【００４０】 グラフ３００は、最大音質を示す領域３０８、３１４、および３２０に分割さ
れた。本発明を使用する通信チャネルは、音質を最大化するために必要に応じて
これらの領域の各々で作動する。例えば、曲線３１２に対応する領域３１４にお
いてボコーダおよびチャネル符号化レートで開始される通信チャネルに関しては
、Ｃ／Ｎの瞬時の減少によって、システムは、レート曲線３１８に対応する領域
３２０のボコーダおよびチャネル符号化に切り換える。しかしながら、一旦Ｃ／
Ｎがその元の値に戻ると、システムは、移動し、曲線３１２に対応する領域３１
４のボコーダおよびチャネル符号化レートに戻る。このように、システム１００
は、通信チャネルの音質を最大にするために領域３０８、３１４および３２０間
で常に移動しうる。
れた。本発明を使用する通信チャネルは、音質を最大化するために必要に応じて
これらの領域の各々で作動する。例えば、曲線３１２に対応する領域３１４にお
いてボコーダおよびチャネル符号化レートで開始される通信チャネルに関しては
、Ｃ／Ｎの瞬時の減少によって、システムは、レート曲線３１８に対応する領域
３２０のボコーダおよびチャネル符号化に切り換える。しかしながら、一旦Ｃ／
Ｎがその元の値に戻ると、システムは、移動し、曲線３１２に対応する領域３１
４のボコーダおよびチャネル符号化レートに戻る。このように、システム１００
は、通信チャネルの音質を最大にするために領域３０８、３１４および３２０間
で常に移動しうる。
【００４１】 グラフ３００は、３つの異なるボコーダレートおよび対応するレベルのチャネ
ル符号化を示す３つの別個の曲線を含むことを示している。しかしながら、３つ
のボコーダレートの選択は単なる例であり、実際上任意の数のボコーダレートが
本発明で使用されてもよいことを理解すべきである。さらに、可変ボコーダレー
トを有するボコーダを組み込む本発明のシステムでは、実際、ボコーダレートお
よびチャネル符号化の任意の組合わせは、チャネル符号化が全然ない最大ボコー
ダレートから最大チャネル符号化を有する最小ボコーダレートまでの範囲に及ぶ
システム範囲内で行われてもよい。
ル符号化を示す３つの別個の曲線を含むことを示している。しかしながら、３つ
のボコーダレートの選択は単なる例であり、実際上任意の数のボコーダレートが
本発明で使用されてもよいことを理解すべきである。さらに、可変ボコーダレー
トを有するボコーダを組み込む本発明のシステムでは、実際、ボコーダレートお
よびチャネル符号化の任意の組合わせは、チャネル符号化が全然ない最大ボコー
ダレートから最大チャネル符号化を有する最小ボコーダレートまでの範囲に及ぶ
システム範囲内で行われてもよい。
【００４２】 次に、図４を参照すると、ＧＳＭ通信チャネルの構成の概略図が示され、通常
４００で示されている。表示４００は、一連の３つの音声ブロック４０２、４０
４、および４０６を含む。音声ブロック４０２はチャネル符号化部４０８および
音声データ部４１０を含んでいる。音声ブロックは、回路２００のボコーダ２０
６、２０８あるいは２１０およびチャネルコード２１６によって発生されたディ
ジタル情報を示す。したがって、音声ブロック内のディジタル情報は、情報の信
頼性のある送信に必要であると決定された音声データおよびチャネル符号化の両
方を含む。図４はチャネル符号化部４０８および音声データ部４１０を音声ブロ
ック４０２の別個の構成部分と識別しているが、このような識別は単に論議上の
目的のためであり、音声データは、２２８ビットを有するデータストリームを形
成するためにチャネル符号化と実際にはインタリーブされる。
４００で示されている。表示４００は、一連の３つの音声ブロック４０２、４０
４、および４０６を含む。音声ブロック４０２はチャネル符号化部４０８および
音声データ部４１０を含んでいる。音声ブロックは、回路２００のボコーダ２０
６、２０８あるいは２１０およびチャネルコード２１６によって発生されたディ
ジタル情報を示す。したがって、音声ブロック内のディジタル情報は、情報の信
頼性のある送信に必要であると決定された音声データおよびチャネル符号化の両
方を含む。図４はチャネル符号化部４０８および音声データ部４１０を音声ブロ
ック４０２の別個の構成部分と識別しているが、このような識別は単に論議上の
目的のためであり、音声データは、２２８ビットを有するデータストリームを形
成するためにチャネル符号化と実際にはインタリーブされる。
【００４３】 異なる比率のチャネル符号化部および音声データ部を有する音声ブロック４０
２、４０４および４０６が各々示されている。より詳細には、より小さい部分４
１２の音声符号化４１０に対してより大きい比率のチャネル符号化４０８を有す
る音声ブロック４０２が示されている。一方、音声ブロック４０４は、音声符号
化４１６に対してほぼ等しい比率４１８のチャネル符号化４１４を有する。音声
ブロック４０６は音声符号化４２２に対してより大きい比率４１２のチャネル符
号化４２０を有する。どんな場合でも、音声ブロック４０２、４０４、および４
０６を比較することから、チャネル符号化対音声符号化の比は変化してもよく、
たとえ３つの別個の比が図４に示されているとしても、実際上任意の比率４１２
、４１８、および４２４は本発明で実現できることが分かる。
２、４０４および４０６が各々示されている。より詳細には、より小さい部分４
１２の音声符号化４１０に対してより大きい比率のチャネル符号化４０８を有す
る音声ブロック４０２が示されている。一方、音声ブロック４０４は、音声符号
化４１６に対してほぼ等しい比率４１８のチャネル符号化４１４を有する。音声
ブロック４０６は音声符号化４２２に対してより大きい比率４１２のチャネル符
号化４２０を有する。どんな場合でも、音声ブロック４０２、４０４、および４
０６を比較することから、チャネル符号化対音声符号化の比は変化してもよく、
たとえ３つの別個の比が図４に示されているとしても、実際上任意の比率４１２
、４１８、および４２４は本発明で実現できることが分かる。
【００４４】 可変量の音声データおよびチャネル符号化を有することに加えて、音声ブロッ
クも多数のレートビット４１３で符号化されてもよい。これらのレートビット４
１３は、音声データが符号化される特定のボコーダレートを示す。例えば、ボコ
ーダレートが変わりうる通信システムでは、レートビット４１３は、音声データ
を首尾よく復号化するように必要なボコーダレート情報を供給する。好ましい実
施形態では、レートビットは、音声ブロック４０２内に配置されているが、音声
データおよびチャネル符号化と畳み込み符号化されない。むしろ、レートビット
４１３は、音声ブロックを畳み込み復号化することに対して必要性がなく抽出が
できるように音声ブロック４０２に「ソフト符号化」される。本文脈の用語「抽
出」は、畳み込み復号化、ソフト復号化、ハード復号化、あるいはディジタル情
報を当該技術で周知のデータストリームから検索する任意の他の方法を含んでも
よい。
クも多数のレートビット４１３で符号化されてもよい。これらのレートビット４
１３は、音声データが符号化される特定のボコーダレートを示す。例えば、ボコ
ーダレートが変わりうる通信システムでは、レートビット４１３は、音声データ
を首尾よく復号化するように必要なボコーダレート情報を供給する。好ましい実
施形態では、レートビットは、音声ブロック４０２内に配置されているが、音声
データおよびチャネル符号化と畳み込み符号化されない。むしろ、レートビット
４１３は、音声ブロックを畳み込み復号化することに対して必要性がなく抽出が
できるように音声ブロック４０２に「ソフト符号化」される。本文脈の用語「抽
出」は、畳み込み復号化、ソフト復号化、ハード復号化、あるいはディジタル情
報を当該技術で周知のデータストリームから検索する任意の他の方法を含んでも
よい。
【００４５】 レートビットの「ソフト符号化」は、一連のビットを音声ブロックの特定の位
置内に配置することによって行われてもよい。例えば、レートビット４１３は、
音声ブロック４０２、４０４および４０６のビット位置７０、７１、および７２
に置かれてもよい。レートビットを音声ブロックの各々内の一貫した位置に置く
ことによって、ブロックを復号化し、レートビットの値を決定することは必要な
い。その代わりに、ビット位置７０、７１および７２のビット値は、直列ビット
ストリームのこれらのビットを単に走査することによって決定できる。さらに、
各音声ブロック内の２つ以上の位置にレートビットを配置し、エラー訂正の尺度
を与えることができる。例えば、レートビット４１３は、音声ブロック４０２内
の３つの別個の位置に生じ、任意の送信エラーにもかかわらずレートビットの十
分な近似を行うために３つの別個の位置内でビットの平均化を可能にすることが
できる。
置内に配置することによって行われてもよい。例えば、レートビット４１３は、
音声ブロック４０２、４０４および４０６のビット位置７０、７１、および７２
に置かれてもよい。レートビットを音声ブロックの各々内の一貫した位置に置く
ことによって、ブロックを復号化し、レートビットの値を決定することは必要な
い。その代わりに、ビット位置７０、７１および７２のビット値は、直列ビット
ストリームのこれらのビットを単に走査することによって決定できる。さらに、
各音声ブロック内の２つ以上の位置にレートビットを配置し、エラー訂正の尺度
を与えることができる。例えば、レートビット４１３は、音声ブロック４０２内
の３つの別個の位置に生じ、任意の送信エラーにもかかわらずレートビットの十
分な近似を行うために３つの別個の位置内でビットの平均化を可能にすることが
できる。
【００４６】 好ましい実施形態では、レートビット４１３は、８つの別個のボコーダレート
に対応する３ビットの２進値を示すことができる。下記の表１は、３つのレート
ビットに基づいたこのような８つの別個のボコーダレートの表と識別する。表１
から分かるように、レートビット４１３は、通信システムのボコーダ範囲内に任
意のボコーダレートに割り当てられてもよい。
に対応する３ビットの２進値を示すことができる。下記の表１は、３つのレート
ビットに基づいたこのような８つの別個のボコーダレートの表と識別する。表１
から分かるように、レートビット４１３は、通信システムのボコーダ範囲内に任
意のボコーダレートに割り当てられてもよい。
【表１】
【００４７】 しかしながら、３つのレートビットは表１で識別され、レートビット数は使用
可能なボコーダレートの全数に応じて変わってもよい。例えば、２つのレートだ
けが使用可能である場合、１つのレートビットが必要とされ、「０」のビット値
は１つのレートビットを示し、「１」のビット値は他のレートを示す。同様に、
４つのレートが使用可能な場合、２つのレートビットが必要とされ、「００」の
ビット値は第１のボコーダレートを示し、「０１」の値は第２のボコーダレート
を示し、「１０」のビット値は第３のボコーダレートを示し、「１１」のビット
値は第４のボコーダレートを示している。
可能なボコーダレートの全数に応じて変わってもよい。例えば、２つのレートだ
けが使用可能である場合、１つのレートビットが必要とされ、「０」のビット値
は１つのレートビットを示し、「１」のビット値は他のレートを示す。同様に、
４つのレートが使用可能な場合、２つのレートビットが必要とされ、「００」の
ビット値は第１のボコーダレートを示し、「０１」の値は第２のボコーダレート
を示し、「１０」のビット値は第３のボコーダレートを示し、「１１」のビット
値は第４のボコーダレートを示している。
【００４８】 表１は１Ｋビット／ｓの間隔をあけられた一連のボコーダレートを含むが、ボ
コーダレートは均一に配分する必要がないことを理解すべきである。実際、本発
明の通信システムがシステムによって最も頻繁に経験される作動範囲内に多数の
ボコーダレートを有することは有利なことである。例えば、通信システムノイズ
特性および干渉特性は、ボコーダレートが一般的には６Ｋビット／ｓであること
を示す場合、音質を最大にするために５〜７Ｋビット／ｓ領域内のいくつかのボ
コーダレートを提供することは有利で有り得る。このような環境では、一連の８
つのボコーダレートは、次のボコーダレート、すなわち４．０Ｋビット／ｓ、５
．０Ｋビット／ｓ、５．５Ｋビット／ｓ、６．０Ｋビット／ｓ、６．５Ｋビット
／ｓ、７．０Ｋビット／ｓ、８．０Ｋビット／ｓ、９．０Ｋビット／ｓを含んで
もよい。これらのボコーダレートを使用することによって、通信システムは、多
量のチャネルノイズおよび干渉の期間ボコーダレートを著しく変える能力を保持
している間、チャネルノイズおよび干渉レベルのわずかな変動の期間中可能な最
も細かい音質を供給するためにボコーダレートをほんのわずか調整できる。
コーダレートは均一に配分する必要がないことを理解すべきである。実際、本発
明の通信システムがシステムによって最も頻繁に経験される作動範囲内に多数の
ボコーダレートを有することは有利なことである。例えば、通信システムノイズ
特性および干渉特性は、ボコーダレートが一般的には６Ｋビット／ｓであること
を示す場合、音質を最大にするために５〜７Ｋビット／ｓ領域内のいくつかのボ
コーダレートを提供することは有利で有り得る。このような環境では、一連の８
つのボコーダレートは、次のボコーダレート、すなわち４．０Ｋビット／ｓ、５
．０Ｋビット／ｓ、５．５Ｋビット／ｓ、６．０Ｋビット／ｓ、６．５Ｋビット
／ｓ、７．０Ｋビット／ｓ、８．０Ｋビット／ｓ、９．０Ｋビット／ｓを含んで
もよい。これらのボコーダレートを使用することによって、通信システムは、多
量のチャネルノイズおよび干渉の期間ボコーダレートを著しく変える能力を保持
している間、チャネルノイズおよび干渉レベルのわずかな変動の期間中可能な最
も細かい音質を供給するためにボコーダレートをほんのわずか調整できる。
【００４９】 一旦音声データが音声ブロック４０２、４０４、および４０６を形成するため
に必要なチャネル符号化および任意のレート符号化で符号化されると、各音声ブ
ロックは４つのサブブロックに分割される。例えば、「Ａ」音声ブロック４０２
はサブブロック「Ａ１」４３２、「Ａ２」４３４、「Ａ３」４３６、および「Ａ ４ 」４３８に分割される。同様に、「Ｂ」音声ブロック４０４は、サブブロック
「Ｂ１」４４０、「Ｂ２」４４２、「Ｂ３」４４４、および「Ｂ４」４４６に分
割され、「Ｃ」音声ブロック４０６は、サブブロック「Ｃ１」４４８、「Ｃ２」
４５０、「Ｃ３」４５２、および「Ｃ４」４５４に分割される。このように、音
声ブロックの２２８ビットデータストリームは、各々が５７ビットの４つのサブ
ブロックに分割される。
に必要なチャネル符号化および任意のレート符号化で符号化されると、各音声ブ
ロックは４つのサブブロックに分割される。例えば、「Ａ」音声ブロック４０２
はサブブロック「Ａ１」４３２、「Ａ２」４３４、「Ａ３」４３６、および「Ａ ４ 」４３８に分割される。同様に、「Ｂ」音声ブロック４０４は、サブブロック
「Ｂ１」４４０、「Ｂ２」４４２、「Ｂ３」４４４、および「Ｂ４」４４６に分
割され、「Ｃ」音声ブロック４０６は、サブブロック「Ｃ１」４４８、「Ｃ２」
４５０、「Ｃ３」４５２、および「Ｃ４」４５４に分割される。このように、音
声ブロックの２２８ビットデータストリームは、各々が５７ビットの４つのサブ
ブロックに分割される。
【００５０】 サブブロックの組み合わせを使用すると、連続ストリングのデータフレームを
含むマルチフレームが構成され、各データフレームは８つのタイムスロット４７
８、４８０および４８２を有する。図４のマッピングライン４６２および４６４
によって示されるように、フレーム４７８は、「Ａ３」サブブロック４３６およ
び「Ｂ１」サブブロック４４０から構成される。このサブブロックを結合してサ
ブブロック４７８、４８０および４８２にすることは「フレームインタリーブ」
と呼ばれ、より強い通信チャネルを形成するすることを目的としている。
含むマルチフレームが構成され、各データフレームは８つのタイムスロット４７
８、４８０および４８２を有する。図４のマッピングライン４６２および４６４
によって示されるように、フレーム４７８は、「Ａ３」サブブロック４３６およ
び「Ｂ１」サブブロック４４０から構成される。このサブブロックを結合してサ
ブブロック４７８、４８０および４８２にすることは「フレームインタリーブ」
と呼ばれ、より強い通信チャネルを形成するすることを目的としている。
【００５１】 このフレームインタリーブに加えて、フレーム４７８内の偶数ビットは「Ｂ１ 」サブブロック４４０のデータビットで構成され、フレーム４７８内の奇数ビッ
トは、「Ａ３」サブブロック４３６のデータビットで構成される。この偶数ビッ
ト／奇数ビット結合は「ビットインタリーブ」と呼ばれ、４つの隣接フレームに
わたる単一音声ブロックの分布を生じる。この分布は、通信システムに対して改
善されたフォルトトレランスを生じ、ノイズレベルおよび干渉レベルが高い状況
では、より弾力性のある通信チャネルを生じる。
トは、「Ａ３」サブブロック４３６のデータビットで構成される。この偶数ビッ
ト／奇数ビット結合は「ビットインタリーブ」と呼ばれ、４つの隣接フレームに
わたる単一音声ブロックの分布を生じる。この分布は、通信システムに対して改
善されたフォルトトレランスを生じ、ノイズレベルおよび干渉レベルが高い状況
では、より弾力性のある通信チャネルを生じる。
【００５２】 サブブロック４３８および４４２の結合に加えて、フレーム４８０は通信シス
テム専用符号化でも符号化される。例えば、図１のＧＳＭベース通信システムを
使用すると、フレーム４８０は、３つのリーディング「テールビット」４８２、
５７ビットの第１の「符号化音声」ビット、単一「フラグ」ビット４８６、２８
ビットの「トレーニングシーケンス」４８８、第２の「フラグ」ビット４９０、
５７ビットの第２の「符号化音声」ビットストリーム、３つのトレーリング「テ
ールビット」４９４、８・１／４ビットの「ガード」期間４９６で符号化される
。第１および第２の「符号化音声」ビットストリーム４８４および４９２は、両
方が音声データ、チャネル符号化、レートビットを含んだ「Ｂ１」サブブロック
４４０および「Ａ３」サブブロック４３６にある符号化音声を示している。
テム専用符号化でも符号化される。例えば、図１のＧＳＭベース通信システムを
使用すると、フレーム４８０は、３つのリーディング「テールビット」４８２、
５７ビットの第１の「符号化音声」ビット、単一「フラグ」ビット４８６、２８
ビットの「トレーニングシーケンス」４８８、第２の「フラグ」ビット４９０、
５７ビットの第２の「符号化音声」ビットストリーム、３つのトレーリング「テ
ールビット」４９４、８・１／４ビットの「ガード」期間４９６で符号化される
。第１および第２の「符号化音声」ビットストリーム４８４および４９２は、両
方が音声データ、チャネル符号化、レートビットを含んだ「Ｂ１」サブブロック
４４０および「Ａ３」サブブロック４３６にある符号化音声を示している。
【００５３】 システム１００のドップラーシフトおよびマルチエコーが受信信号特性に影響
を及ぼし得るために、各ＴＤＭＡフレームはトレーニングビットとも呼ばれるト
レーニングシーケンス４８８を含まなければならない。システム１００の受信機
は、これらのトレーニングビットと周知のトレーニングパターンと比較し、これ
から伝搬路の伝達関数を引き出す。適応フィルタをプロセッサ２１４で作り、逆
関数を行い、したがって、少しの受け入れられない歪みも相殺する。この適応フ
ィルタリングは当該技術分野で周知であるので、ここではより詳細に述べられな
い。
を及ぼし得るために、各ＴＤＭＡフレームはトレーニングビットとも呼ばれるト
レーニングシーケンス４８８を含まなければならない。システム１００の受信機
は、これらのトレーニングビットと周知のトレーニングパターンと比較し、これ
から伝搬路の伝達関数を引き出す。適応フィルタをプロセッサ２１４で作り、逆
関数を行い、したがって、少しの受け入れられない歪みも相殺する。この適応フ
ィルタリングは当該技術分野で周知であるので、ここではより詳細に述べられな
い。
【００５４】 このＧＳＭベース通信システム１００に使用されたフレームインタリーブおよ
びビットインタリーブのために、マルチフレーム４７６の連続フレーム４７８〜
４８２からサブブロック４３２〜４５４を再組み立てせずに音声情報を復号化で
きない。したがって、ディジタル符号化された音声情報は、例えば符号化音声情
報を回路２００の記憶装置２１５に一時的に配置することによって一時的に記憶
することが必要である。一旦十分な数のフレームがメモリ記憶装置２１５に記憶
されると、次にサブブロックは再組み立てられ、音声データは再構成音声ブロッ
クから復号化され、全チャネル符号化を取り除き、スイッチ２４８を通してボコ
ーダ２５０、２５２、および２５４に送られる。
びビットインタリーブのために、マルチフレーム４７６の連続フレーム４７８〜
４８２からサブブロック４３２〜４５４を再組み立てせずに音声情報を復号化で
きない。したがって、ディジタル符号化された音声情報は、例えば符号化音声情
報を回路２００の記憶装置２１５に一時的に配置することによって一時的に記憶
することが必要である。一旦十分な数のフレームがメモリ記憶装置２１５に記憶
されると、次にサブブロックは再組み立てられ、音声データは再構成音声ブロッ
クから復号化され、全チャネル符号化を取り除き、スイッチ２４８を通してボコ
ーダ２５０、２５２、および２５４に送られる。
【００５５】 フルレートＧＳＭベースシステムはフレーム内の各タイムスロットを異なるユ
ーザに割り当てる。例えば、フレーム内の８つのタイムスロットの各々は８つの
異なるユーザに割り当てられる。ハーフレートＧＳＭベースシステムでは、フレ
ームおよびスロットタイムが同じままであるが、フレーム毎にタイムスロットを
割り当てられたユーザの代わりに、ユーザは他のフレーム毎にタイムスロットに
割り当てられる。
ーザに割り当てる。例えば、フレーム内の８つのタイムスロットの各々は８つの
異なるユーザに割り当てられる。ハーフレートＧＳＭベースシステムでは、フレ
ームおよびスロットタイムが同じままであるが、フレーム毎にタイムスロットを
割り当てられたユーザの代わりに、ユーザは他のフレーム毎にタイムスロットに
割り当てられる。
【００５６】 （動作）
【００５７】 （通信チャネル測定基準）
【００５８】 本発明に対する動作は、信頼性のある通信チャネルを保証している間、ボコー
ダレートおよびチャネル符号化のレベルの修正を含み、最適で可能な音声特性を
生じる。信頼性のある通信を提供するのに必要なチャネル符号化の適切なレベル
を決定するために、多数のチャネル特性測定基準は本発明によって考察される。
通常の規定では、これらのチャネル特性測定基準は、測定され得る通信チャネル
の特性を含み、これらのチャネル特性を連続的に測定することによって、チャネ
ル特性の正確な評価が行うことができる。
ダレートおよびチャネル符号化のレベルの修正を含み、最適で可能な音声特性を
生じる。信頼性のある通信を提供するのに必要なチャネル符号化の適切なレベル
を決定するために、多数のチャネル特性測定基準は本発明によって考察される。
通常の規定では、これらのチャネル特性測定基準は、測定され得る通信チャネル
の特性を含み、これらのチャネル特性を連続的に測定することによって、チャネ
ル特性の正確な評価が行うことができる。
【００５９】 通信チャネルの特性を評価するために使用される１つのチャネル測定基準は非
符号化ビットエラーレート（ＢＥＲ）である。通信チャネルの非符号化ＢＥＲは
、送信されるビットの全数に不適切に復調されるデータストリームのビット数の
比として規定される。一般に、通信システムのノイズパワーレベルは送信される
各ビットのエネルギーレベルに匹敵するようになる場合、ビットエラーが引き起
こされる。したがって、小さいチャネル対ノイズ比（ＣＩＮ）を有するシステム
では、ビットエラーはよりありそうに思われる。逆に、大きなチャネル対ノイズ
比を有するシステムでは、ビットエラーはあまりありそうにないように思われる
。したがって、基本レベルで、ビットエラーの発生率、すなわちＢＥＲは全シス
テム特性測定基準を提供する。
符号化ビットエラーレート（ＢＥＲ）である。通信チャネルの非符号化ＢＥＲは
、送信されるビットの全数に不適切に復調されるデータストリームのビット数の
比として規定される。一般に、通信システムのノイズパワーレベルは送信される
各ビットのエネルギーレベルに匹敵するようになる場合、ビットエラーが引き起
こされる。したがって、小さいチャネル対ノイズ比（ＣＩＮ）を有するシステム
では、ビットエラーはよりありそうに思われる。逆に、大きなチャネル対ノイズ
比を有するシステムでは、ビットエラーはあまりありそうにないように思われる
。したがって、基本レベルで、ビットエラーの発生率、すなわちＢＥＲは全シス
テム特性測定基準を提供する。
【００６０】 通信チャネルの特性を評価するために使用されてもよい付加的測定基準はＲＸ
特性（ＲＸＱ）インディケータである。通常産業で周知であるようなＲＸＱイン
ディケータは、ネットワークによってある値に割り当てられ、現ＢＥＲに基づい
て受信信号の特性を示す。下記の表２は、対応するＲＸＱ値を有する典型的なネ
ットワーク決定ＢＥＲに対する値を含む。しかしながら、この表は平均受信特性
を示し、瞬時ＲＸＱ値を示さない。
特性（ＲＸＱ）インディケータである。通常産業で周知であるようなＲＸＱイン
ディケータは、ネットワークによってある値に割り当てられ、現ＢＥＲに基づい
て受信信号の特性を示す。下記の表２は、対応するＲＸＱ値を有する典型的なネ
ットワーク決定ＢＥＲに対する値を含む。しかしながら、この表は平均受信特性
を示し、瞬時ＲＸＱ値を示さない。
【表２】
【００６１】 表１のＲＸＱに対するＧＳＭ規格は、所定の時間中測定された平均値である。
しかしながら、本発明は、ＲＸＱ値の減少に対する即時応答を意図するために、
ブロック毎にＲＸＱ’測定基準を決定する必要がある。例えば、ＲＸＱ’のブロ
ック毎の計算は、ダウンリンクに対してＭＳ内で、アップリンクに対してＢＳ内
で行われる。
しかしながら、本発明は、ＲＸＱ値の減少に対する即時応答を意図するために、
ブロック毎にＲＸＱ’測定基準を決定する必要がある。例えば、ＲＸＱ’のブロ
ック毎の計算は、ダウンリンクに対してＭＳ内で、アップリンクに対してＢＳ内
で行われる。
【００６２】 本発明では、ＲＸＱ’測定基準は規定され、畳み込みデコーダから出てくる復
号化音声データを再符号化し、これを受信ビットと比較することによって動的に
測定される。ＲＸＱ’値は、受信ビットとブロック当たりの再符号化ビットとの
間で異なるビット数を示す。したがって、ＲＸＱ’は、各ブロックに対するビッ
トエラーレートおよび受信機特性の結合された指示を行う。
号化音声データを再符号化し、これを受信ビットと比較することによって動的に
測定される。ＲＸＱ’値は、受信ビットとブロック当たりの再符号化ビットとの
間で異なるビット数を示す。したがって、ＲＸＱ’は、各ブロックに対するビッ
トエラーレートおよび受信機特性の結合された指示を行う。
【００６３】 図２および図４を簡単に参照すると、ＲＸＱ’測定基準の決定は、音声データ
を受信フレーム４８０内の音声ブロック４０２から復号化し、符号化受信データ
と比較するための音声データを再符号化することによって行われる。ＲＸＱ’測
定基準の決定は、送信フレーム４８０を受信し、フレームを送信／受信スイッチ
２２４を通して中間周波数（ＩＦ）増幅器およびミクサ２４０に、ＡＤＣ２４２
および等化器２４４を通してチャネルデコーダ２４７に送ることによって回路２
００内で行われる。チャネルデコーダ２４６では、次に、フレーム４８０は、後
で使用するために記憶装置２１５に送られる最初の音声ブロックに復号化される
。最初の音声ブロックの記憶に続いて、全てのチャネル符号化は、記憶装置２１
５にも記憶されてもよい最初の音声データを復元するために取り除かれるかある
いは音声に変換するためにスイッチ２４８を通してボコーダ２５０、２５２ある
いは２５４に渡される。
を受信フレーム４８０内の音声ブロック４０２から復号化し、符号化受信データ
と比較するための音声データを再符号化することによって行われる。ＲＸＱ’測
定基準の決定は、送信フレーム４８０を受信し、フレームを送信／受信スイッチ
２２４を通して中間周波数（ＩＦ）増幅器およびミクサ２４０に、ＡＤＣ２４２
および等化器２４４を通してチャネルデコーダ２４７に送ることによって回路２
００内で行われる。チャネルデコーダ２４６では、次に、フレーム４８０は、後
で使用するために記憶装置２１５に送られる最初の音声ブロックに復号化される
。最初の音声ブロックの記憶に続いて、全てのチャネル符号化は、記憶装置２１
５にも記憶されてもよい最初の音声データを復元するために取り除かれるかある
いは音声に変換するためにスイッチ２４８を通してボコーダ２５０、２５２ある
いは２５４に渡される。
【００６４】 一旦最初の音声データがチャネルデコーダ２４６から復元されると、次に、今
復号化された音声データは、最初の符号化音声ブロックを正確に再作成するため
にチャネルコーダ２１６の畳み込み符号化処理と同一の畳み込み符号化処理によ
つて再符号化される。この再符号化はチャネルデコーダ２４６を使用して行われ
てもよいしあるいは音声データは別個のチャネルコーダを通して送られてもよい
。記憶装置２１５に記憶された最初の音声ブロックとチャネルコーダ２４７から
の新しく再符号化音声ブロックとを比較することによって、概算ビットエラーレ
ートは決定できる。例えば、受信音声ブロックと再符号化音声ブロックとを比較
することによって、チャネルデコーダ内で行われる任意のエラー訂正の存在は明
らかになる。したがって、エラー検出の動的方法は、ＢＥＲの他の概算よりもか
なりより扱いにくく、ブロック毎に行ってもよい。
復号化された音声データは、最初の符号化音声ブロックを正確に再作成するため
にチャネルコーダ２１６の畳み込み符号化処理と同一の畳み込み符号化処理によ
つて再符号化される。この再符号化はチャネルデコーダ２４６を使用して行われ
てもよいしあるいは音声データは別個のチャネルコーダを通して送られてもよい
。記憶装置２１５に記憶された最初の音声ブロックとチャネルコーダ２４７から
の新しく再符号化音声ブロックとを比較することによって、概算ビットエラーレ
ートは決定できる。例えば、受信音声ブロックと再符号化音声ブロックとを比較
することによって、チャネルデコーダ内で行われる任意のエラー訂正の存在は明
らかになる。したがって、エラー検出の動的方法は、ＢＥＲの他の概算よりもか
なりより扱いにくく、ブロック毎に行ってもよい。
【００６５】 付加的測定基準ＳＲＸＱは以前のＲＸＱ’測定値の重み付けられた合計として
規定される。ＳＲＸＱ測定基準は、受信機特性に基づいてある履歴をボコーダレ
ート決定処理に持ち込むことを意図としている。１つの実施形態では、以前の５
つのブロックに対するＲＸＱ’測定値はＳＲＸＱ測定値において考察される。以
前のＲＸＱ’測定値は、下記の式に従って重み付けられる。
規定される。ＳＲＸＱ測定基準は、受信機特性に基づいてある履歴をボコーダレ
ート決定処理に持ち込むことを意図としている。１つの実施形態では、以前の５
つのブロックに対するＲＸＱ’測定値はＳＲＸＱ測定値において考察される。以
前のＲＸＱ’測定値は、下記の式に従って重み付けられる。
【００６６】 ＳＲＸＱ＝ＳＵＭ（２Ｋ−１）（ＲＸＱ’（Ｋ＋４））；Ｋ＝−，−３，−２
，−１，０であり、ＲＸＱ’（０）は最も最新のブロックに対する測定値である
。
，−１，０であり、ＲＸＱ’（０）は最も最新のブロックに対する測定値である
。
【００６７】 他のチャネル特性測定基準、フレームイレーズ（ＦＥ）はチャネルの全特性を
決定するために使用されてもよい。ＦＥ測定基準は、破損されたと決定されたフ
レーム数を示しており、最初の音声データを再生する際に使用されない。換言す
ると、ＦＥ測定基準は、単位時間毎に消去されるフレーム数のカウントを示して
いる。フレームを消去するという決定が多数の判定基準を使用して行われる。本
実施形態では、フレームを消去する決定は、通常「パリティ」チェックとしても
知られている巡回冗長検査（ＣＲＣ）に基づいて行われる。受信フレームから復
号化されるＣＲＣ値に基づいて、フレームは使用されるかあるいは廃棄されるか
のいずれかであり、不適切に復号化されてもよいしあるいはさもなければ破損さ
れてもよいフレームの使用を避ける。
決定するために使用されてもよい。ＦＥ測定基準は、破損されたと決定されたフ
レーム数を示しており、最初の音声データを再生する際に使用されない。換言す
ると、ＦＥ測定基準は、単位時間毎に消去されるフレーム数のカウントを示して
いる。フレームを消去するという決定が多数の判定基準を使用して行われる。本
実施形態では、フレームを消去する決定は、通常「パリティ」チェックとしても
知られている巡回冗長検査（ＣＲＣ）に基づいて行われる。受信フレームから復
号化されるＣＲＣ値に基づいて、フレームは使用されるかあるいは廃棄されるか
のいずれかであり、不適切に復号化されてもよいしあるいはさもなければ破損さ
れてもよいフレームの使用を避ける。
【００６８】 （システム動作）
【００６９】 次に、図５を参照すると、状態図は通常５００と示されている。状態図５００
は、通信システム環境の変化に応じてボコーダおよびチャネル符号化の変化を示
す。論議の目的のために、通信システムは最初は高い搬送波対ノイズ比（Ｃ／Ｎ
）を受けるので、システムは、最初は、相応して低レベルのチャネル符号化を有
する８Ｋビット／ｓの比較的高いボコーダレートを有する状態５０２にある。換
言すると、状態５０２は、搬送波対干渉割当量（Ｃ／Ｉ）が１９ｄＢを超える場
合のような低ノイズ環境で使用され、音声ブロックに対する多数のディジタル情
報は音声データであってもよい。制御路５０８によって示されるようにＦＥ測定
基準がゼロ（０）にあるままである限り、システム１００は状態５０２にあるま
まである。これにより優れた音質を有する通信システムが生じる。
は、通信システム環境の変化に応じてボコーダおよびチャネル符号化の変化を示
す。論議の目的のために、通信システムは最初は高い搬送波対ノイズ比（Ｃ／Ｎ
）を受けるので、システムは、最初は、相応して低レベルのチャネル符号化を有
する８Ｋビット／ｓの比較的高いボコーダレートを有する状態５０２にある。換
言すると、状態５０２は、搬送波対干渉割当量（Ｃ／Ｉ）が１９ｄＢを超える場
合のような低ノイズ環境で使用され、音声ブロックに対する多数のディジタル情
報は音声データであってもよい。制御路５０８によって示されるようにＦＥ測定
基準がゼロ（０）にあるままである限り、システム１００は状態５０２にあるま
まである。これにより優れた音質を有する通信システムが生じる。
【００７０】 非ゼロになるＦＥ測定基準を生じるフレームが消去される場合、ＢＥＲは、閾
値に一致するかあるいは閾値を超えるかどうかを決定するために計算される。本
実施形態では、この閾値は１％であり、１００ビットの全ビットストリームの中
の１ビット以上が誤っている場合、閾値に一致するかあるいは超えることを意味
する。一旦ＦＥ測定基準が非ゼロになり、ＢＥＲが１％閾値を超えると、システ
ムは制御路５１０を介して状態５０４に変わる。
値に一致するかあるいは閾値を超えるかどうかを決定するために計算される。本
実施形態では、この閾値は１％であり、１００ビットの全ビットストリームの中
の１ビット以上が誤っている場合、閾値に一致するかあるいは超えることを意味
する。一旦ＦＥ測定基準が非ゼロになり、ＢＥＲが１％閾値を超えると、システ
ムは制御路５１０を介して状態５０４に変わる。
【００７１】 状態５０４は、中程度のレベルのノイズおよび干渉を示す環境で使用され、６
Ｋビット／ｓの中間範囲のボコーダレートと中程度のレベルのチャネル符号化と
を結合する。現例では、ＢＥＲが１％より大きいかあるいはそれに等しく、５％
より小さい（１％≦ＢＥＲ＜５％）限り、ボコーダおよびチャネル符号化レート
は状態５０４の中間範囲のままである。この状態では、一般的には、Ｃ／Ｉが１
０〜１９ｄＢである場合、通信チャネルは妥当な申し分のない音質を示す。
Ｋビット／ｓの中間範囲のボコーダレートと中程度のレベルのチャネル符号化と
を結合する。現例では、ＢＥＲが１％より大きいかあるいはそれに等しく、５％
より小さい（１％≦ＢＥＲ＜５％）限り、ボコーダおよびチャネル符号化レート
は状態５０４の中間範囲のままである。この状態では、一般的には、Ｃ／Ｉが１
０〜１９ｄＢである場合、通信チャネルは妥当な申し分のない音質を示す。
【００７２】 ある時間後、通信環境が改善され、ＦＥ測定基準がゼロ（０）に戻り、ＢＥＲ
が１％より小さくなる場合、システムは制御路５１２を介して状態５０２に戻る
。一方、システム環境がよりノイズが多くなり、チャネル対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）
がより小さくなる場合、ＦＥ測定基準はおそらく増加する。ＦＥ測定基準が５に
等しいかあるいは５を超えるように増加し、ＢＥＲ測定基準が５％よりも大きい
かあるいは等しい（ＦＥ＞および５％≦ＢＥＲ）場合、システムは制御路５１６
を介して状態５０６に移る。この状態では、４Ｋビット／ｓの対応するより低い
ボコーダレートを生じるより高いチャネル符号度が実現される。制御路５２０に
より、ＢＥＲが５％より大きいかあるいはそれに等しい（５％≦ＢＥＲ）限り、
一般的にはＣ／Ｉが４〜１０ｄＢである場合、システムは状態５０６のままであ
る。
が１％より小さくなる場合、システムは制御路５１２を介して状態５０２に戻る
。一方、システム環境がよりノイズが多くなり、チャネル対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）
がより小さくなる場合、ＦＥ測定基準はおそらく増加する。ＦＥ測定基準が５に
等しいかあるいは５を超えるように増加し、ＢＥＲ測定基準が５％よりも大きい
かあるいは等しい（ＦＥ＞および５％≦ＢＥＲ）場合、システムは制御路５１６
を介して状態５０６に移る。この状態では、４Ｋビット／ｓの対応するより低い
ボコーダレートを生じるより高いチャネル符号度が実現される。制御路５２０に
より、ＢＥＲが５％より大きいかあるいはそれに等しい（５％≦ＢＥＲ）限り、
一般的にはＣ／Ｉが４〜１０ｄＢである場合、システムは状態５０６のままであ
る。
【００７３】 システムが状態５０６にあり、通信環境が、ＦＥ測定基準をゼロ（０）を減少
させ、ＢＥＲ測定基準を５％より小さいように減少させる改善を行う場合、通信
システムは制御路５１８により状態５０４に変わり、それによってチャネル符号
化のレベルを減少させ、システムの音質を改善する。
させ、ＢＥＲ測定基準を５％より小さいように減少させる改善を行う場合、通信
システムは制御路５１８により状態５０４に変わり、それによってチャネル符号
化のレベルを減少させ、システムの音質を改善する。
【００７４】 通信システムが状態５０６にあり、ＦＥ測定基準およびＢＥＲ測定基準が増加
し続ける場合、通信システムは、最終的に「ドロップコール」を生じる通話チャ
ネルの使用をやめてもよい。本実施形態では、例えば、ＦＥおよびＢＥＲがそれ
ぞれ２０および１０％を超える場合、通信チャネルの使用が中止される。
し続ける場合、通信システムは、最終的に「ドロップコール」を生じる通話チャ
ネルの使用をやめてもよい。本実施形態では、例えば、ＦＥおよびＢＥＲがそれ
ぞれ２０および１０％を超える場合、通信チャネルの使用が中止される。
【００７５】 本発明のシステムの適切な動作を確実にするために、様々な状態５０２、５０
４、および５０６間のシステム制御の決定のために評価された測定基準がヒステ
リシスの尺度を含むことが必要である。例えば、ヒステリシスが状態５０２と５
０４との間に全然含まれないとしても、システムは、２つの状態間で急速に振動
でき、フレーム毎に変わるボコーダレートおよびチャネル符号化のレベルを生じ
る。この連続するボコーダ変化が本発明のシステムに対して可能であるが、この
変化は不必要であり、システム資源の非効率的な使用を生じうる。
４、および５０６間のシステム制御の決定のために評価された測定基準がヒステ
リシスの尺度を含むことが必要である。例えば、ヒステリシスが状態５０２と５
０４との間に全然含まれないとしても、システムは、２つの状態間で急速に振動
でき、フレーム毎に変わるボコーダレートおよびチャネル符号化のレベルを生じ
る。この連続するボコーダ変化が本発明のシステムに対して可能であるが、この
変化は不必要であり、システム資源の非効率的な使用を生じうる。
【００７６】 前述されたいろいろのＦＥおよびＢＥＲの値の論議は、３つの異なるボコーダ
レートおよびチャネル符号化レートを有する好ましい実施形態の一例として意図
されている。詳述されたＦＥ値およびＢＥＲ値は単に例として役立ち、任意の数
の他のＦＥ値およびＢＥＲ値はシステムパラメータと扱われてもよく、異なるボ
コーダに対して変更してもよい。さらに、図５は、３つの状態を有する状態図を
示す。しかしながら、任意の状態数が本発明内で作成されてもよい。
レートおよびチャネル符号化レートを有する好ましい実施形態の一例として意図
されている。詳述されたＦＥ値およびＢＥＲ値は単に例として役立ち、任意の数
の他のＦＥ値およびＢＥＲ値はシステムパラメータと扱われてもよく、異なるボ
コーダに対して変更してもよい。さらに、図５は、３つの状態を有する状態図を
示す。しかしながら、任意の状態数が本発明内で作成されてもよい。
【００７７】 （ダウンリンクレートの移動局制御）
【００７８】 次に、図６を参照すると、本発明の通信システムの動作を示すフローチャート
は通常６００で示されている。一般に、この構成は、適切なダウンリンクボコー
ダおよびチャネル符号化のレベルを決定するＭＳを含む。この決定に続いて、次
に、ＭＳは必要なレート情報をＢＳに送信する。
は通常６００で示されている。一般に、この構成は、適切なダウンリンクボコー
ダおよびチャネル符号化のレベルを決定するＭＳを含む。この決定に続いて、次
に、ＭＳは必要なレート情報をＢＳに送信する。
【００７９】 フローチャート６００は、ＭＳで無線周波フレームの受信を含む第１のステッ
プ６０２で始まる。ＭＳでのフレームの受信に続いて、ソフト符号化レートビッ
トがステップ６０４でフレームデータから抽出される。本発明の好ましい実施形
態においておよび図４とともに前述されているように、これらのソフト符号化デ
ータビットは、最高８つまでの異なるボコーダおよびチャネル符号化レートを識
別できる３ビットのレート情報を含んでもよい。次に、フレームデータは、ステ
ップ６０５で最初の音声ブロックを生じるように畳み込み復号化される。
プ６０２で始まる。ＭＳでのフレームの受信に続いて、ソフト符号化レートビッ
トがステップ６０４でフレームデータから抽出される。本発明の好ましい実施形
態においておよび図４とともに前述されているように、これらのソフト符号化デ
ータビットは、最高８つまでの異なるボコーダおよびチャネル符号化レートを識
別できる３ビットのレート情報を含んでもよい。次に、フレームデータは、ステ
ップ６０５で最初の音声ブロックを生じるように畳み込み復号化される。
【００８０】 ステップ６０４で抽出された適切なボコーダおよびチャネル符号化レート情報
を使用すると、次に音声ブロックはステップ６０６で最初の音声データを再作成
するように復号化される。このように、ＭＳは、実際上任意のボコーダレートで
符号化された音声データを含むフレームを受信してもよく、全ての関連ボコーダ
レート情報はソフト符号化ビットの形でフレーム内に送信されるために、フレー
ムは首尾よく最初の音声データに復号化されうる。
を使用すると、次に音声ブロックはステップ６０６で最初の音声データを再作成
するように復号化される。このように、ＭＳは、実際上任意のボコーダレートで
符号化された音声データを含むフレームを受信してもよく、全ての関連ボコーダ
レート情報はソフト符号化ビットの形でフレーム内に送信されるために、フレー
ムは首尾よく最初の音声データに復号化されうる。
【００８１】 最適の可能な音声通信チャネルを提供するために、ＭＳは、ＦＥ、ＢＥＲおよ
びＲＸＱのような前述のチャネル特性測定基準をステップ６０８で決定する。Ｍ
Ｓもステップ６１０でＳＲＸＱ値を決定し、測定の測定基準および計算測定基準
の結果に基づいてステップ６１２で最適音質に対するボコーダを決定する。本発
明の好ましい実施形態では、新しいボコーダおよびチャネル符号化レートに対応
するレートビットは、ルックアップテーブルから決定される。一旦ボコーダおよ
びチャネル符号化レートが決定されると、ＭＳは、ステップ６１４でフレームへ
畳み込み符号化される新しいダウンリンクボコーダレートを有するフレームを送
信する。アップリンク６２６はＭＳからＢＳへのフレームの送信を示す。
びＲＸＱのような前述のチャネル特性測定基準をステップ６０８で決定する。Ｍ
Ｓもステップ６１０でＳＲＸＱ値を決定し、測定の測定基準および計算測定基準
の結果に基づいてステップ６１２で最適音質に対するボコーダを決定する。本発
明の好ましい実施形態では、新しいボコーダおよびチャネル符号化レートに対応
するレートビットは、ルックアップテーブルから決定される。一旦ボコーダおよ
びチャネル符号化レートが決定されると、ＭＳは、ステップ６１４でフレームへ
畳み込み符号化される新しいダウンリンクボコーダレートを有するフレームを送
信する。アップリンク６２６はＭＳからＢＳへのフレームの送信を示す。
【００８２】 ステップ６１８では、次のダウンリンク送信のための畳み込み符号化ダウンリ
ンクボコーダレートを含むフレームを受信する。アップリンク送信を復号するた
めにダウンリンクボコーダは必ずしも知る必要はないので、ダウンリンクボコー
ダレートはソフト符号化の代わりに畳み込み符号化されうる。
ンクボコーダレートを含むフレームを受信する。アップリンク送信を復号するた
めにダウンリンクボコーダは必ずしも知る必要はないので、ダウンリンクボコー
ダレートはソフト符号化の代わりに畳み込み符号化されうる。
【００８３】 ステップ６１８では、ＢＳは、受信フレームを新しいダウンリンクボコーダレ
ートビットを生じるＭＳから復号化する。これらのボコーダレートビットは、ル
ックアップテーブル等を使用して、新しいダウンリンクボコーダレートを決定す
るために使用される。この新しく決定されたボコーダレートを使用すると、ＢＳ
は、ＭＳに送信するためにステップ６１９で音声データを符号化する。ステップ
６２０では、ＢＳは、畳み込み符号化音声データおよび符号化ダウンリンクボコ
ーダレートビットを含むフレームをＭＳに送信する。ダウンリンク６２８は、Ｂ
ＳからＭＳへのフレームの送信を示している。
ートビットを生じるＭＳから復号化する。これらのボコーダレートビットは、ル
ックアップテーブル等を使用して、新しいダウンリンクボコーダレートを決定す
るために使用される。この新しく決定されたボコーダレートを使用すると、ＢＳ
は、ＭＳに送信するためにステップ６１９で音声データを符号化する。ステップ
６２０では、ＢＳは、畳み込み符号化音声データおよび符号化ダウンリンクボコ
ーダレートビットを含むフレームをＭＳに送信する。ダウンリンク６２８は、Ｂ
ＳからＭＳへのフレームの送信を示している。
【００８４】 重要なことは、各ダウンリンクメッセージは音声ブロックに関連したレート情
報をソフト符号化ビットとして含む。これは、フレームが破損され、もはや読み
取れないかもしれないという可能性があるためである。この破損は、ＭＳがダウ
ンリンクボコーダレートを変えるアップリンクでメッセージフレームを送信して
もよく、このフレームが効果的にＢＳによって受信されなかった状況を形成し得
る。これが生じる場合、ＭＳは新しいボコーダレートを有するフレームを受信す
ることを予想するが、フレームは実際に古いレートで符号化される。さらに、Ｍ
Ｓが電池電力を節約するために送信していない場合のような不連続送信（ＤＴＸ
）を含む環境では、チャネル特性および対応するボコーダレート情報は送信フレ
ーム間で著しく変えることができる。したがって、このような誤通信を避けるた
めに、各音声ブロックは、音声ブロックを復号化するのに必要なレート情報とと
もにソフト符号化される。
報をソフト符号化ビットとして含む。これは、フレームが破損され、もはや読み
取れないかもしれないという可能性があるためである。この破損は、ＭＳがダウ
ンリンクボコーダレートを変えるアップリンクでメッセージフレームを送信して
もよく、このフレームが効果的にＢＳによって受信されなかった状況を形成し得
る。これが生じる場合、ＭＳは新しいボコーダレートを有するフレームを受信す
ることを予想するが、フレームは実際に古いレートで符号化される。さらに、Ｍ
Ｓが電池電力を節約するために送信していない場合のような不連続送信（ＤＴＸ
）を含む環境では、チャネル特性および対応するボコーダレート情報は送信フレ
ーム間で著しく変えることができる。したがって、このような誤通信を避けるた
めに、各音声ブロックは、音声ブロックを復号化するのに必要なレート情報とと
もにソフト符号化される。
【００８５】 図６に示されるような本発明の好ましい実施形態では、括弧６２２で識別され
るシーケンス６００内のステップはＭＳ内で実行され、括弧６２４で識別される
シーケンス６００内のステップはＢＳ内で実行される。
るシーケンス６００内のステップはＭＳ内で実行され、括弧６２４で識別される
シーケンス６００内のステップはＢＳ内で実行される。
【００８６】 図６に示されたアップリンク−ダウンリンク送信の任意の１サイクルにおいて
、ＢＳおよびＭＳの両方は送信メッセージに対して適切なボコーダレートを他方
に知らせる。例えば、次のダウンリンクフレームに対する畳み込み符号化レート
ビットを含むアップリンクフレームには、アップリンクフレームを復号化する際
に使用するのはどんなボコーダレートであるかをＢＳに伝達するソフト符号化レ
ートビットがある。同様に、次のアップリンクフレームに対する畳み込み符号化
レートを含むダウンリンクフレームには、ダウンリンクフレームを復号化する際
に使用するのはどんなボコーダレートであるかをＭＳに伝達するソフト符号化レ
ートビットがある。
、ＢＳおよびＭＳの両方は送信メッセージに対して適切なボコーダレートを他方
に知らせる。例えば、次のダウンリンクフレームに対する畳み込み符号化レート
ビットを含むアップリンクフレームには、アップリンクフレームを復号化する際
に使用するのはどんなボコーダレートであるかをＢＳに伝達するソフト符号化レ
ートビットがある。同様に、次のアップリンクフレームに対する畳み込み符号化
レートを含むダウンリンクフレームには、ダウンリンクフレームを復号化する際
に使用するのはどんなボコーダレートであるかをＭＳに伝達するソフト符号化レ
ートビットがある。
【００８７】 本発明の通信システムでは、畳み込み符号化されないボコーダレートビットは
音声ブロックに「ソフト符号化」され、畳み込みコーダであるボコーダレートビ
ットは音声ブロックに「硬符号化」されると称される。他の専門用語では、音声
ブロックに畳み込み符号化されるボコーダレート情報も、ボコーダレート情報は
畳み込み符号化内にあるので、「内部」レートとみなすことができる。ボコーダ
レート情報は畳み込み符号化の外部にあるために、音声ブロックにソフト符号化
されるボコーダレート情報は、「外部」レートとみなされる。
音声ブロックに「ソフト符号化」され、畳み込みコーダであるボコーダレートビ
ットは音声ブロックに「硬符号化」されると称される。他の専門用語では、音声
ブロックに畳み込み符号化されるボコーダレート情報も、ボコーダレート情報は
畳み込み符号化内にあるので、「内部」レートとみなすことができる。ボコーダ
レート情報は畳み込み符号化の外部にあるために、音声ブロックにソフト符号化
されるボコーダレート情報は、「外部」レートとみなされる。
【００８８】 （ダウンリンクの基地局制御）
【００８９】 次に、図７を参照すると、本発明の通信システムの他の実施形態の動作を示す
フローチャートは通常７００で示されている。一般に、この構成は、一連のチャ
ネル測定基準を監視し、この測定基準情報を適切なダウンリンクボコーダレート
およびチャネル符号化のレベルを決定するＢＳに中継するＭＳを含む。この決定
に続いて、次にＢＳは、ソフト符号化レートビットを下記のフレームとともにＭ
Ｓに送信する。
フローチャートは通常７００で示されている。一般に、この構成は、一連のチャ
ネル測定基準を監視し、この測定基準情報を適切なダウンリンクボコーダレート
およびチャネル符号化のレベルを決定するＢＳに中継するＭＳを含む。この決定
に続いて、次にＢＳは、ソフト符号化レートビットを下記のフレームとともにＭ
Ｓに送信する。
【００９０】 第１のステップ７０２では、ＭＳは、ソフト符号化レートビットを有するフレ
ームを受信する。ステップ７０３では、ＭＳは、ソフト符号化レートビットをフ
レームから抽出し、ルックアップテーブル等を使用して、適切なダウンリンクボ
コーダレートおよびチャネル符号化のレベルを決定する。ステップ７０４では、
このレート情報を使用して、ＭＳはフレームを復号化し、音声ブロックを生じる
。ステップ７０６では、ボコーダは適切なレートに設定され、この音声ブロック
は音声ブロックに最初の音声を再作成するために復号化される。
ームを受信する。ステップ７０３では、ＭＳは、ソフト符号化レートビットをフ
レームから抽出し、ルックアップテーブル等を使用して、適切なダウンリンクボ
コーダレートおよびチャネル符号化のレベルを決定する。ステップ７０４では、
このレート情報を使用して、ＭＳはフレームを復号化し、音声ブロックを生じる
。ステップ７０６では、ボコーダは適切なレートに設定され、この音声ブロック
は音声ブロックに最初の音声を再作成するために復号化される。
【００９１】 復号化処理中、ＭＳは通信システムのチャネル特性を決定する。例えば、ＦＥ
およびＲＸＱのような特性測定基準はステップ７０８で決定されてもよい。ＦＥ
およびＲＸＱの決定に続いて、量子化ボコーダ値は、現通信チャネル特性を反映
するステップ７１０で決定される。前以て図８を簡単に参照すると、量子化表が
通常８００で示されている。量子化表８００は、ＭＳで測定されるＦＥ測定基準
８０２およびＲＸＱ測定基準８０４の両方を含み、各々に対して多数の非均一量
子化値を列挙する。これらのＲＸＱ’値は中間範囲の送信量子化レベルであり、
ＲＸＱ’測定基準値の範囲を示している。ＦＥおよびＲＸＱ’は両方受信機性能
に関連しているので、ＲＸＱ’の量子化は、ＲＸＱを８つのレベルに効率的に量
子化するためにＦＥの値に基づいている。ＦＥおよびＲＸＱの両方の現測定値を
量子化表で探索することによって、一連の３ビット量子化ビットが識別される。
例えば、１のＦＥ値および２５のＲＸＱ値に関して、量子化ビット１−０−０が
選択される。一旦量子化ビットが選択されると、ステップ７１２では、フレーム
は、音声ブロックで全符号化された量子化ビットとともにＭＳからＢＳに送信さ
れる。アップリンク７３０はＭＳからＢＳへのフレームの送信を示す。
およびＲＸＱのような特性測定基準はステップ７０８で決定されてもよい。ＦＥ
およびＲＸＱの決定に続いて、量子化ボコーダ値は、現通信チャネル特性を反映
するステップ７１０で決定される。前以て図８を簡単に参照すると、量子化表が
通常８００で示されている。量子化表８００は、ＭＳで測定されるＦＥ測定基準
８０２およびＲＸＱ測定基準８０４の両方を含み、各々に対して多数の非均一量
子化値を列挙する。これらのＲＸＱ’値は中間範囲の送信量子化レベルであり、
ＲＸＱ’測定基準値の範囲を示している。ＦＥおよびＲＸＱ’は両方受信機性能
に関連しているので、ＲＸＱ’の量子化は、ＲＸＱを８つのレベルに効率的に量
子化するためにＦＥの値に基づいている。ＦＥおよびＲＸＱの両方の現測定値を
量子化表で探索することによって、一連の３ビット量子化ビットが識別される。
例えば、１のＦＥ値および２５のＲＸＱ値に関して、量子化ビット１−０−０が
選択される。一旦量子化ビットが選択されると、ステップ７１２では、フレーム
は、音声ブロックで全符号化された量子化ビットとともにＭＳからＢＳに送信さ
れる。アップリンク７３０はＭＳからＢＳへのフレームの送信を示す。
【００９２】 ステップ７１４では、フレームは、全符号化された量子化ビットとともにＢＳ
で受信される。このフレームは、最初の量子化ビットを生じるようにステップ７
１６で復号化される。図９を簡単に参照すると、受信量子化ビットからＦＥ値お
よびＲＸＱ’値を再構成するようにルックアップテーブルを提供する量子化テー
ブル９００が示されている。例えば、量子化ビット１−０−０に関しては、「１
」のＦＥ測定基準値９０４および「２２」のＲＸＱ測定基準値９０６。次に、量
子化ビットから得られたこれらの測定基準はステップ７１８でＳＲＸＱ測定基準
を計算するために使用される。量子化ビットおよびＳＲＸＱの結果に基づいて、
次に、新しいボコーダレートは、ＭＳによってステップ７２０で決定される。ス
テップ７２２では、次の音声ブロックに対する音声データは新しいボコーダレー
トを使用して符号化され、新しいボコーダレートビットは、新しいフレームを生
じる音声ブロックにソフト符号化される。次に、この新しいフレームは、ステッ
プ７２４でＢＳからＭＳに送信される。ダウンリンク７３２はＢＳからＭＳへの
フレームの送信を示す。
で受信される。このフレームは、最初の量子化ビットを生じるようにステップ７
１６で復号化される。図９を簡単に参照すると、受信量子化ビットからＦＥ値お
よびＲＸＱ’値を再構成するようにルックアップテーブルを提供する量子化テー
ブル９００が示されている。例えば、量子化ビット１−０−０に関しては、「１
」のＦＥ測定基準値９０４および「２２」のＲＸＱ測定基準値９０６。次に、量
子化ビットから得られたこれらの測定基準はステップ７１８でＳＲＸＱ測定基準
を計算するために使用される。量子化ビットおよびＳＲＸＱの結果に基づいて、
次に、新しいボコーダレートは、ＭＳによってステップ７２０で決定される。ス
テップ７２２では、次の音声ブロックに対する音声データは新しいボコーダレー
トを使用して符号化され、新しいボコーダレートビットは、新しいフレームを生
じる音声ブロックにソフト符号化される。次に、この新しいフレームは、ステッ
プ７２４でＢＳからＭＳに送信される。ダウンリンク７３２はＢＳからＭＳへの
フレームの送信を示す。
【００９３】 （アップリンクの基地局制御）
【００９４】 ダウンリンクボコーダおよびチャネル符号化レートを調整するためにＭＳとＢ
Ｓとの間で交換されるレートビットに加えて、アップリンクの動作に対応するレ
ートビットも交換される。これは、図６とともに述べられている適切なダウンリ
ンクボコーダレートを決定するために使用される同様なチャネル特性測定基準を
解析するＢＳにより行われる。
Ｓとの間で交換されるレートビットに加えて、アップリンクの動作に対応するレ
ートビットも交換される。これは、図６とともに述べられている適切なダウンリ
ンクボコーダレートを決定するために使用される同様なチャネル特性測定基準を
解析するＢＳにより行われる。
【００９５】 次に、図１０を参照すると、本発明の通信システムの他の実施形態の動作を示
すフローチャートは通常１０００で示されている。一般に、この構成は、適切な
アップリンクボコーダレートおよびチャネル符号化のレベルを決定する一連のチ
ャネル測定基準を監視するＢＳを含んでいる。この決定に続いて、次にＭＳはソ
フト符号化レートビットを下記のフレームとともにＢＳに送信する。
すフローチャートは通常１０００で示されている。一般に、この構成は、適切な
アップリンクボコーダレートおよびチャネル符号化のレベルを決定する一連のチ
ャネル測定基準を監視するＢＳを含んでいる。この決定に続いて、次にＭＳはソ
フト符号化レートビットを下記のフレームとともにＢＳに送信する。
【００９６】 フローチャート１０００は、ＢＳで無線周波フレームの受信を含む第１のステ
ップ１００２で始まる。ＢＳでフレームの受信に続いて、ソフト符号化レートビ
ットはステップ１００４でフレームデータから抽出される。本発明の好ましい実
施形態においておよび図４とともに前述されるように、これらのソフト符号化レ
ートビットは、最高８つまでの異なるボコーダおよびチャネル符号化レートを識
別できる３ビットのレート情報を含んでもよい。次に、フレームデータはステッ
プ１００６でもとの音声ブロックを生じるように畳み込み復号化される。
ップ１００２で始まる。ＢＳでフレームの受信に続いて、ソフト符号化レートビ
ットはステップ１００４でフレームデータから抽出される。本発明の好ましい実
施形態においておよび図４とともに前述されるように、これらのソフト符号化レ
ートビットは、最高８つまでの異なるボコーダおよびチャネル符号化レートを識
別できる３ビットのレート情報を含んでもよい。次に、フレームデータはステッ
プ１００６でもとの音声ブロックを生じるように畳み込み復号化される。
【００９７】 ステップ１００４で抽出された適切なボコーダおよびチャネル符号化レート情
報を使用して、次に、音声ブロックは、ステップ１００８で最初の音声データを
再作成するために復号化される。このように、ＢＳは実際上任意のボコーダレー
トで符号化された音声データを含むフレームを受信してもよく、全ての関連ボコ
ーダレート情報はソフト符号化ビットの形でフレーム内で送信されているために
、フレームは最初の音声データに効果的に復号化されてもよい。
報を使用して、次に、音声ブロックは、ステップ１００８で最初の音声データを
再作成するために復号化される。このように、ＢＳは実際上任意のボコーダレー
トで符号化された音声データを含むフレームを受信してもよく、全ての関連ボコ
ーダレート情報はソフト符号化ビットの形でフレーム内で送信されているために
、フレームは最初の音声データに効果的に復号化されてもよい。
【００９８】 最適な可能な音声通信チャネルを提供するために、ＢＳは、ステップ１０１０
で、ＦＥ、ＢＥＲおよびＲＸＱのような前述のチャネル特性測定基準を決定する
。ＢＳもステップ１０１２でＳＲＸＱ値を計算し、測定の測定基準および計算測
定基準の結果に基づいて、ステップ１０１４で最適音質に対するボコーダレート
を決定する。本発明の好ましい実施形態では、新しいボコーダおよびチャネル符
号化レートに対応するレートビットはルックアップテーブルから決定される。一
旦ボコーダおよびチャネル符号化レートが決定されると、ＢＳは、ステップ１０
１６でフレームに畳み込み符号化される新しいアップリンクボコーダレートを有
するフレームを送信する。ダウンリンク１０１８はＢＳからＭＳへのフレームの
送信を示している。
で、ＦＥ、ＢＥＲおよびＲＸＱのような前述のチャネル特性測定基準を決定する
。ＢＳもステップ１０１２でＳＲＸＱ値を計算し、測定の測定基準および計算測
定基準の結果に基づいて、ステップ１０１４で最適音質に対するボコーダレート
を決定する。本発明の好ましい実施形態では、新しいボコーダおよびチャネル符
号化レートに対応するレートビットはルックアップテーブルから決定される。一
旦ボコーダおよびチャネル符号化レートが決定されると、ＢＳは、ステップ１０
１６でフレームに畳み込み符号化される新しいアップリンクボコーダレートを有
するフレームを送信する。ダウンリンク１０１８はＢＳからＭＳへのフレームの
送信を示している。
【００９９】 ステップ１０２０では、ＭＳは、次のダウンリンク送信に対する畳み込み符号
化アップリンクボコーダレートを含むフレームを受信する。アップリンク送信を
復号化するためにアップリンクボコーダレートを知ることは必ずしも必要でない
ために、アップリンクボコーダレートはソフト符号化される代わりに畳み込み符
号化されてもよい。
化アップリンクボコーダレートを含むフレームを受信する。アップリンク送信を
復号化するためにアップリンクボコーダレートを知ることは必ずしも必要でない
ために、アップリンクボコーダレートはソフト符号化される代わりに畳み込み符
号化されてもよい。
【０１００】 ステップ１０２２では、ＭＳは、受信フレームから新しいアップリンクボコー
ダレートビットを生じるＢＳから復号化する。これらのボコーダレートビットは
、ルックアップテーブル等を使用して、新しいアップリンクボコーダレートを決
定するために使用される。この新しく決定されたボコーダレートを使用して、Ｍ
Ｓは、ＢＳに送信するためにステップ１０２４で音声データを符号化する。ステ
ップ１０２６では、ＭＳは、畳み込み符号化音声データおよびソフト符号化アッ
プリンクボコーダレートビットを含むフレームをＢＳに送信する。アップリンク
１０２８は、ＭＳからＢＳへのフレームの送信を示す。
ダレートビットを生じるＢＳから復号化する。これらのボコーダレートビットは
、ルックアップテーブル等を使用して、新しいアップリンクボコーダレートを決
定するために使用される。この新しく決定されたボコーダレートを使用して、Ｍ
Ｓは、ＢＳに送信するためにステップ１０２４で音声データを符号化する。ステ
ップ１０２６では、ＭＳは、畳み込み符号化音声データおよびソフト符号化アッ
プリンクボコーダレートビットを含むフレームをＢＳに送信する。アップリンク
１０２８は、ＭＳからＢＳへのフレームの送信を示す。
【０１０１】 重要なことには、各アップリンクメッセージは、音声ブロックに関連するレー
ト情報をソフト符号化ビットとして含む。このソフト符号化によって、ＢＳは、
前以てボコーダレートを知らないで音声ブロックを適切に復号化できる。フレー
ムは破損され、もはや読み取れないかもしれない可能性があるために、これは特
に有利である。この破損は、ＢＳがアップリンクボコーダレートを変えるダウン
リンクでメッセージフレームを送信してもよく、このフレームがＭＳによって効
果的に受信されない状況を作成するかもしれない。このことが生じるならば、Ｂ
Ｓは、新しいボコーダレートを有するフレームを受信することを予想するが、実
際に受信されたフレームは古いレートで符号化される。さらに、ＢＳが連続して
送信していない場合のように不連続送信（ＤＴＸ）を含む環境では、チャネル特
性および対応するボコーダレート情報は送信フレーム間で著しく変わることがで
きる。したがって、このような誤通信を避けるために、各音声ブロックは音声ブ
ロックを復号化するのに必要なレート情報でソフト符号化される。
ト情報をソフト符号化ビットとして含む。このソフト符号化によって、ＢＳは、
前以てボコーダレートを知らないで音声ブロックを適切に復号化できる。フレー
ムは破損され、もはや読み取れないかもしれない可能性があるために、これは特
に有利である。この破損は、ＢＳがアップリンクボコーダレートを変えるダウン
リンクでメッセージフレームを送信してもよく、このフレームがＭＳによって効
果的に受信されない状況を作成するかもしれない。このことが生じるならば、Ｂ
Ｓは、新しいボコーダレートを有するフレームを受信することを予想するが、実
際に受信されたフレームは古いレートで符号化される。さらに、ＢＳが連続して
送信していない場合のように不連続送信（ＤＴＸ）を含む環境では、チャネル特
性および対応するボコーダレート情報は送信フレーム間で著しく変わることがで
きる。したがって、このような誤通信を避けるために、各音声ブロックは音声ブ
ロックを復号化するのに必要なレート情報でソフト符号化される。
【０１０２】 図１０に示されるような本発明の好ましい実施形態では、括弧１０３０で識別
されるシーケンス１０００内のステップはＢＳ内で実行され、括弧１０２３で識
別されるシーケンス１０００内のステップはＭＳ内で実行される。
されるシーケンス１０００内のステップはＢＳ内で実行され、括弧１０２３で識
別されるシーケンス１０００内のステップはＭＳ内で実行される。
【０１０３】 （システム性能）
【０１０４】 本発明の通信システムは、ブロックおよびビットインタリーブを提供し、それ
によってチャネルノイズ、干渉、および抜かされたフレームによって引き起こさ
れる通信リンクの破損を最少にする。このような冗長性に加えて、フレーム内で
硬符号化されるかあるいはフレーム外でソフト符号化されるかのいずれかである
ボコーダレート情報も繰り返されてもよい。このような繰り返しは本発明の通信
システムの弾力性をさらに強める。ボコーダレート情報あるいはレートビットの
冗長性は、図４とともに前述されたように音声フレーム内のいくつかの位置のビ
ットを繰り返すことによって行われてもよい。
によってチャネルノイズ、干渉、および抜かされたフレームによって引き起こさ
れる通信リンクの破損を最少にする。このような冗長性に加えて、フレーム内で
硬符号化されるかあるいはフレーム外でソフト符号化されるかのいずれかである
ボコーダレート情報も繰り返されてもよい。このような繰り返しは本発明の通信
システムの弾力性をさらに強める。ボコーダレート情報あるいはレートビットの
冗長性は、図４とともに前述されたように音声フレーム内のいくつかの位置のビ
ットを繰り返すことによって行われてもよい。
【０１０５】 伝統的なＧＳＭベース通信システムと同様に、本発明の通信システムは、異な
るセルにおいて一方のＢＳから他方のＢＳへのＭＳの転送あるいは「ハンドオフ
」を提供する。このようなハンドオフでは、全て必要なボコーダレート情報はＭ
Ｓから送信される各フレームに示されるので、新しいＢＳに任意の特別のレート
情報を通信リンク１０８を介して供給する必要がない。
るセルにおいて一方のＢＳから他方のＢＳへのＭＳの転送あるいは「ハンドオフ
」を提供する。このようなハンドオフでは、全て必要なボコーダレート情報はＭ
Ｓから送信される各フレームに示されるので、新しいＢＳに任意の特別のレート
情報を通信リンク１０８を介して供給する必要がない。
【０１０６】 本発明は、フルレートあるいはハーフレートのいずれかのＧＳＭベース通信シ
ステムで実施されてもよい。フルレートおよびハーフレートシステムの両方でＢ
ＳとＭＳとの間のボコーダレート情報の符号化および送信は同一である。
ステムで実施されてもよい。フルレートおよびハーフレートシステムの両方でＢ
ＳとＭＳとの間のボコーダレート情報の符号化および送信は同一である。
【０１０７】 前述されたようなボコーダレートおよび符号化の修正に加えて、送信の電力レ
ベルも、最適の可能な音質を供給するために変更されてもよい。例えば、図８お
よび図９では、レートビット８０６および９０２は、ＦＥおよびＲＸＱ’の測定
基準に加えて、送信の電力レベルに関連する測定基準を考慮してもよい。このよ
うな状況では、ＢＳはボコーダレートおよびチャネル符号化を調整できると同時
にＢＳ送信電力を調整し、ＢＥＲあるいはＦＥを最少にし、より優れた音質を生
じる。
ベルも、最適の可能な音質を供給するために変更されてもよい。例えば、図８お
よび図９では、レートビット８０６および９０２は、ＦＥおよびＲＸＱ’の測定
基準に加えて、送信の電力レベルに関連する測定基準を考慮してもよい。このよ
うな状況では、ＢＳはボコーダレートおよびチャネル符号化を調整できると同時
にＢＳ送信電力を調整し、ＢＥＲあるいはＦＥを最少にし、より優れた音質を生
じる。
【０１０８】 本発明はＢＳとＭＳとの間で音声データの送信に対して詳述されたが、いかな
るディジタルデータも同様に通信されてもよいことを理解すべきである。実際、
他の形式のディジタルデータは音声サンプリングレートによって決めることがで
きるために、はるかに高いデータレートは本発明を使用して得ることができ、こ
こで全く予想される。
るディジタルデータも同様に通信されてもよいことを理解すべきである。実際、
他の形式のディジタルデータは音声サンプリングレートによって決めることがで
きるために、はるかに高いデータレートは本発明を使用して得ることができ、こ
こで全く予想される。
【０１０９】 （他の実施形態）
【０１１０】 現在本発明の好ましい実施形態であるとみなされるものが示されているが、様
々な変更および修正が添付された特許請求の範囲およびその同等物によって規定
されたような本発明の範囲および精神を逸脱しないでここで行うことができるこ
とが当業者には明らかである。
々な変更および修正が添付された特許請求の範囲およびその同等物によって規定
されたような本発明の範囲および精神を逸脱しないでここで行うことができるこ
とが当業者には明らかである。
【図１】 基地局と多数の移動局を含む一般的な無線遠隔通信システムを示す図である。
【図２】 本発明の一般的な無線トランシーバのハードウェアの略図であり、それぞれが
異なるボコーダレートを有する３つの別々のボコーダを含む。
異なるボコーダレートを有する３つの別々のボコーダを含む。
【図３】 可変ボコーダレートを実行する無線通信システムの相対性能特性を示すグラフ
である。
である。
【図４】 フレームへの音声ブロックの符号化、組合せおよびインターリーブと、さまざ
まなレベルの無線周波数チャネルノイズと干渉のチャネル符号化と音声符号化の
比率の変動を示す図である。
まなレベルの無線周波数チャネルノイズと干渉のチャネル符号化と音声符号化の
比率の変動を示す図である。
【図５】 ＦＥおよびＢＥＲ測定基準を含む通信システムの現在の状況に基づいたボコー
ダレートの変化を示す状態図である。
ダレートの変化を示す状態図である。
【図６】 多数のチャネル品質の測定基準の計算に基づいて、移動局がダウンリンクボコ
ーダのレートを計算する通信システムで実行される一連のステップを示す。
ーダのレートを計算する通信システムで実行される一連のステップを示す。
【図７】 ダウンリンクのボコーダレートが決定され移動局に通信される場合、移動局が
チャネルの品質の測定基準を基地局に送る通信システムで実行される一連のステ
ップを示す。
チャネルの品質の測定基準を基地局に送る通信システムで実行される一連のステ
ップを示す。
【図８】 移動局のボコーダレートを求めるために必要なチャネル測定基準情報を基地局
に与えるために、移動局から基地局に伝送されるビットを特定する量子化テーブ
ルである。
に与えるために、移動局から基地局に伝送されるビットを特定する量子化テーブ
ルである。
【図９】 移動局により得られたチャネル品質の測定基準に相当する受信ビットを特定す
る量子化テーブルである。
る量子化テーブルである。
【図１０】 多数のチャネル品質の測定基準の計算に基づいて、基地局がアップリンクボコ
ーダレートを計算する通信システムで実行される一連のステップを示す。
ーダレートを計算する通信システムで実行される一連のステップを示す。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１２月１日（２０００．１２．１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 マルチレートボコーダのレート適応システムおよび方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、一般に、無線通信システムに関する。さらに詳細には、本発明は、
チャネル符号化レベルを最小限に抑えながら音質を最大にする適応マルチレート
（ＡＭＲ）ボコーダを有する無線通信システムに関する。
チャネル符号化レベルを最小限に抑えながら音質を最大にする適応マルチレート
（ＡＭＲ）ボコーダを有する無線通信システムに関する。
【０００２】
【技術背景】 無線通信システムの使用がますます一般的になるにつれ、あるシステムで同時
にサービスを提供できる移動通信装置数を増やすために、さまざまな方法が開発
されている。グループ・スペシャル・モバイルとも呼ばれるグローバル・システ
ム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）は、同時ユーザー数の
増加に適用されることが多い無線通信システムの一例である。
にサービスを提供できる移動通信装置数を増やすために、さまざまな方法が開発
されている。グループ・スペシャル・モバイルとも呼ばれるグローバル・システ
ム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）は、同時ユーザー数の
増加に適用されることが多い無線通信システムの一例である。
【０００３】 ＧＳＭシステムは、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）が定めた規格に沿っ
て作られたものであり、周波数分割双方向（ＦＤＤ）方式の一対の周波数帯を用
いて、遠隔通信基地局（ＢＳ）と移動局（ＭＳ）間で動作する。第１の周波数帯
は、８９０〜９１５メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数スペクトルのもので、第２の
周波数帯は、９３５〜９６０ＭＨｚの周波数スペクトルのものである。一般に、
第１の周波数帯域は、ＭＳからＢＳへの低電力伝送用に使用され、第２の周波数
帯域は、ＢＳからＭＳへの高電力伝送用に使用される。各周波数は、２００キロ
ヘルツ（ｋＨｚ）間隔の搬送周波数をもつ１２５チャネルに分割される。
て作られたものであり、周波数分割双方向（ＦＤＤ）方式の一対の周波数帯を用
いて、遠隔通信基地局（ＢＳ）と移動局（ＭＳ）間で動作する。第１の周波数帯
は、８９０〜９１５メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数スペクトルのもので、第２の
周波数帯は、９３５〜９６０ＭＨｚの周波数スペクトルのものである。一般に、
第１の周波数帯域は、ＭＳからＢＳへの低電力伝送用に使用され、第２の周波数
帯域は、ＢＳからＭＳへの高電力伝送用に使用される。各周波数は、２００キロ
ヘルツ（ｋＨｚ）間隔の搬送周波数をもつ１２５チャネルに分割される。
【０００４】 ＧＳＭ通信システムは、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システムである。ＧＳＭ ＴＤＭＡシステムでは、各搬送周波数が８タイムスロットに分割される。各Ｍ
Ｓは、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域の両方の１チャネルに１タイムスロ
ットが割り当てられるため、合計９９２基のＭＳは、同時にＢＳを使用してもよ
い。
Ｓは、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域の両方の１チャネルに１タイムスロ
ットが割り当てられるため、合計９９２基のＭＳは、同時にＢＳを使用してもよ
い。
【０００５】 ＧＳＭ通信の一般の音声チャネルが、８ＫＨｚでサンプリングされ、１３ビッ
トの分解能に量子化され、ボコーダとも呼ばれるボイスエンコーダにより、０〜
４ＫＨｚの範囲にある音声をディジタル化する。次いで、１３ビットは、フルレ
ートボコーダで８倍に圧縮されて、毎秒１３キロビット（Ｋｂｉｔ／ｓ）の音声
データディジタルビットストリームにされる。ＧＳＭは、インターリーブおよび
畳み込み符号化を有する複雑な暗号化技術を用いるため、高度なシステムの統一
性およびビットエラー制御が達成される。実際、マルチパスおよび同チャネル干
渉にかかわらず、１７ｄＢの最大搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉ）が必要となる一般の
米国移動電話サービス（ＡＭＰＳ）と比較すると、ＧＳＭシステムは、Ｃ／Ｉが
９ｄＢと低いにもかかわらず動作の継続が可能である。
トの分解能に量子化され、ボコーダとも呼ばれるボイスエンコーダにより、０〜
４ＫＨｚの範囲にある音声をディジタル化する。次いで、１３ビットは、フルレ
ートボコーダで８倍に圧縮されて、毎秒１３キロビット（Ｋｂｉｔ／ｓ）の音声
データディジタルビットストリームにされる。ＧＳＭは、インターリーブおよび
畳み込み符号化を有する複雑な暗号化技術を用いるため、高度なシステムの統一
性およびビットエラー制御が達成される。実際、マルチパスおよび同チャネル干
渉にかかわらず、１７ｄＢの最大搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉ）が必要となる一般の
米国移動電話サービス（ＡＭＰＳ）と比較すると、ＧＳＭシステムは、Ｃ／Ｉが
９ｄＢと低いにもかかわらず動作の継続が可能である。
【０００６】 地域の地形に応じて、半径３５キロメータ以内で任意数のＭＳに一般のＢＳが
通信サービスを提供する。したがって、移動通信装置が広まるにつれ、交通が混
雑している時間等、使用のピーク時の間に、すべてのチャネルがいっぱいになり
、ＢＳは、その地域にあるＭＳのすべてに通信サービスを提供できなくなる場合
がある。
通信サービスを提供する。したがって、移動通信装置が広まるにつれ、交通が混
雑している時間等、使用のピーク時の間に、すべてのチャネルがいっぱいになり
、ＢＳは、その地域にあるＭＳのすべてに通信サービスを提供できなくなる場合
がある。
【０００７】 ある地域内のすべてのＭＳに対してサービスを提供できるようにするために、
ＥＴＳＩは、通信チャネルの密度を上げるようにＧＳＭ規格の修正を検討した。
しかしながら、２００ＫＨｚ間隔の搬送チャネルをもつ１２５チャネルを有する
２５ＭＨｚの割当て周波数スペクトルが固定されているため、通信システムの密
度を上げる現在のアプローチでは、チャネル毎のユーザー数を増やすことになる
。一般に、このように密度を上げるには、各ＢＳと送受信するディジタル情報量
を減少させて行い、各ＢＳが２００ｋＨｚ周波数帯でさらにユーザーをサポート
することが可能となる。
ＥＴＳＩは、通信チャネルの密度を上げるようにＧＳＭ規格の修正を検討した。
しかしながら、２００ＫＨｚ間隔の搬送チャネルをもつ１２５チャネルを有する
２５ＭＨｚの割当て周波数スペクトルが固定されているため、通信システムの密
度を上げる現在のアプローチでは、チャネル毎のユーザー数を増やすことになる
。一般に、このように密度を上げるには、各ＢＳと送受信するディジタル情報量
を減少させて行い、各ＢＳが２００ｋＨｚ周波数帯でさらにユーザーをサポート
することが可能となる。
【０００８】 ＢＳとＭＳ間を行き交うディジタル情報量を減少させる１つのアプローチは、
毎秒１３キロビット（Ｋｂｉｔｓ／ｓ）のフルレートボコーダのレートから５．
６Ｋｂｉｔｓ／ｓのハーフレートボコーダのレートにディジタル音声データのボ
コーダレートを下げることである。現在、ハーフレートボコーダを用いることに
より、任意の１つの通信チャネルのユーザー数を８から１６へと効果的に２倍に
することが可能であるが、５．６Ｋｂｉｔｓ／ｓのボコーダレートは、音質がか
なり低減するため、許容範囲外のものであることが分かった。
毎秒１３キロビット（Ｋｂｉｔｓ／ｓ）のフルレートボコーダのレートから５．
６Ｋｂｉｔｓ／ｓのハーフレートボコーダのレートにディジタル音声データのボ
コーダレートを下げることである。現在、ハーフレートボコーダを用いることに
より、任意の１つの通信チャネルのユーザー数を８から１６へと効果的に２倍に
することが可能であるが、５．６Ｋｂｉｔｓ／ｓのボコーダレートは、音質がか
なり低減するため、許容範囲外のものであることが分かった。
【０００９】 上記の点から、フルレートのボコーダシステムに近いかまたはそれを超える音
質を提供しながら、ハーフレートのボコーダシステムのユーザー密度を提供する
通信システムを提供することが有利である。また、ＭＳとＢＳ間の通信リンクの
信頼性を高めるために必要なチャネル符号化量のみを取り入れるように、通信チ
ャネルの修正を行う通信システムを提供することが有利である。
質を提供しながら、ハーフレートのボコーダシステムのユーザー密度を提供する
通信システムを提供することが有利である。また、ＭＳとＢＳ間の通信リンクの
信頼性を高めるために必要なチャネル符号化量のみを取り入れるように、通信チ
ャネルの修正を行う通信システムを提供することが有利である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】 広義に、本発明は、無線通信チャネルにある干渉レベルに応答して、ボコーダ
レートとチャネル符号化を増減可能な無線通信システムを提供し、可能な限り最
高の音質をもつ通信チャネルを得る。これは、低チャネル干渉期間中にチャネル
符号化量を減少させて、より多くの音声情報を伝送可能にして、ボコーダレート
がより大きくなり、音質をより高品質とすることにより、フルレートまたはハー
フレートのＧＳＭ通信システムのいずれかで達成されるものであってよい。より
高いチャネル干渉期間中、チャネル符号化量は、ＧＳＭ通信網で可能な最大チャ
ネル符号化まで増大されてもよい。このようにチャネル符号化を増大させること
により、通話処理が安定かつ信頼性を備えたものとなり、より低い音質を有する
より低いボコーダレートとなる。
レートとチャネル符号化を増減可能な無線通信システムを提供し、可能な限り最
高の音質をもつ通信チャネルを得る。これは、低チャネル干渉期間中にチャネル
符号化量を減少させて、より多くの音声情報を伝送可能にして、ボコーダレート
がより大きくなり、音質をより高品質とすることにより、フルレートまたはハー
フレートのＧＳＭ通信システムのいずれかで達成されるものであってよい。より
高いチャネル干渉期間中、チャネル符号化量は、ＧＳＭ通信網で可能な最大チャ
ネル符号化まで増大されてもよい。このようにチャネル符号化を増大させること
により、通話処理が安定かつ信頼性を備えたものとなり、より低い音質を有する
より低いボコーダレートとなる。
【００１１】 本発明の一形態では、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信システムが、基地局（
ＢＳ）と少なくとも１つの移動局（ＭＳ）を含み、それぞれがディジタル符号化
された音声を搬送するアナログ無線周波数信号を送受信する。音声は、異なる符
号化レートで音声信号をサンプリングするボコーダを用いて、ディジタル符号化
される。この替わりとして、音声は、それぞれが異なる符号化レートを有する多
数の異なるボコーダを同時に使用して符号化されてもよい。無線周波数チャネル
が、高レベルのチャネルノイズや干渉を受けている期間、より低い符号化レート
を有する符号化された音声チャネルが選択される。このように低速符号化された
音声は、高信頼性の伝送を得るのに必要な高度のチャネル符号化と組み合わされ
る。無線周波数が低レベルのチャネル干渉を受けているとき、チャネル符号化は
あまり必要ではなく、より高い符号化レートを有するボコーダが使用される。高
速符号化された音声は、高信頼性の伝送を得るのに必要なより低い程度のチャネ
ル符号化と組み合わされる。高信頼性の伝送に必要な適切なレベルのチャネル符
号化は、フレーム消去レートやビットエラーレート等、さまざまなチャネルの測
定基準により求められる。
ＢＳ）と少なくとも１つの移動局（ＭＳ）を含み、それぞれがディジタル符号化
された音声を搬送するアナログ無線周波数信号を送受信する。音声は、異なる符
号化レートで音声信号をサンプリングするボコーダを用いて、ディジタル符号化
される。この替わりとして、音声は、それぞれが異なる符号化レートを有する多
数の異なるボコーダを同時に使用して符号化されてもよい。無線周波数チャネル
が、高レベルのチャネルノイズや干渉を受けている期間、より低い符号化レート
を有する符号化された音声チャネルが選択される。このように低速符号化された
音声は、高信頼性の伝送を得るのに必要な高度のチャネル符号化と組み合わされ
る。無線周波数が低レベルのチャネル干渉を受けているとき、チャネル符号化は
あまり必要ではなく、より高い符号化レートを有するボコーダが使用される。高
速符号化された音声は、高信頼性の伝送を得るのに必要なより低い程度のチャネ
ル符号化と組み合わされる。高信頼性の伝送に必要な適切なレベルのチャネル符
号化は、フレーム消去レートやビットエラーレート等、さまざまなチャネルの測
定基準により求められる。
【００１２】 アップリンクとダウンリンクの両方の適切なボコーダレートとチャネル符号化
のレベルの決定は、アップリンクのボコーダのレートとチャネル符号化のレベル
を移動局に中継させて、基地局で集中的に求めてもよい。この替わりとして、ダ
ウンリンクの適切なボコーダレートとチャネル符号化レベルは、移動局により求
めて、アップリンクの適切なボコーダレートとチャネル符号化レベルは、基地局
で求めてもよい。
のレベルの決定は、アップリンクのボコーダのレートとチャネル符号化のレベル
を移動局に中継させて、基地局で集中的に求めてもよい。この替わりとして、ダ
ウンリンクの適切なボコーダレートとチャネル符号化レベルは、移動局により求
めて、アップリンクの適切なボコーダレートとチャネル符号化レベルは、基地局
で求めてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】 同じ部品には同じ参照番号を付した添付の図面と組み合わせて、以下の詳細な
記載を参照すると、本発明の特性、目的および利点は、当業者にはより明らかに
なるであろう。
記載を参照すると、本発明の特性、目的および利点は、当業者にはより明らかに
なるであろう。
【００１４】 最初に図１を参照すると、本発明の例示的な通信システムが、概して参照番号
１００で示されている。通信システム１００は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通
信方式を含むＧＳＭ通信規格に準拠して動作する。一般に、ＴＤＭＡ通信システ
ムは、それぞれのデータチャネルの伝送用に別々の時間間隔を割り当てることに
より、同じ無線周波数チャネルにわたって２以上のデータチャネルを伝送する。
ＧＳＭシステムでは、各２００キロヘルツ（ｋＨｚ）無線周波数チャネルが、そ
れぞれが４．６１５ミリ秒の持続時間を有する繰り返し時間フレームに分割され
る。各フレームは、８時間間隔（または「スロット」と呼ばれる）を含み、それ
ぞれが５７７ミリ秒（４．６１５／８）の持続時間を有し、異なるユーザーに割
り当てられる。
１００で示されている。通信システム１００は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通
信方式を含むＧＳＭ通信規格に準拠して動作する。一般に、ＴＤＭＡ通信システ
ムは、それぞれのデータチャネルの伝送用に別々の時間間隔を割り当てることに
より、同じ無線周波数チャネルにわたって２以上のデータチャネルを伝送する。
ＧＳＭシステムでは、各２００キロヘルツ（ｋＨｚ）無線周波数チャネルが、そ
れぞれが４．６１５ミリ秒の持続時間を有する繰り返し時間フレームに分割され
る。各フレームは、８時間間隔（または「スロット」と呼ばれる）を含み、それ
ぞれが５７７ミリ秒（４．６１５／８）の持続時間を有し、異なるユーザーに割
り当てられる。
【００１５】 通信システム１００は、通信チャネル１０８を介して移動体通信交換局（ＭＳ
Ｃ）１０６から信号を受信する基地局（ＢＳ）１０２を含む。この通信チャネル
は、一般に、地上ベースの電話システムから発生する電話および／またはディジ
タル情報を含む。基地局１０２は、セル１２０内にいる移動局（ＭＳ）１１０、
１１２、１１４へと情報を送信し、それらから情報を受信する。セル１２０は、
移動局が基地局１０２と通信する地理的な領域である。一般に、これらのセルの
範囲は、半径２５〜３５キロメートルの場合があり、建物１３０や山１３２等の
地形上の障害物が含まれることがある。本願明細書で使用する際に、「情報」と
いう用語は、ディジタルデータ、暗号化されたディジタルデータ、畳み込み符号
化、ソフト符号化および／またはハード符号化されたデータ、ディジタルビット
またはビットストリーム、もしくは当業者に公知の任意の他のデータタイプを含
むものとして定義される。
Ｃ）１０６から信号を受信する基地局（ＢＳ）１０２を含む。この通信チャネル
は、一般に、地上ベースの電話システムから発生する電話および／またはディジ
タル情報を含む。基地局１０２は、セル１２０内にいる移動局（ＭＳ）１１０、
１１２、１１４へと情報を送信し、それらから情報を受信する。セル１２０は、
移動局が基地局１０２と通信する地理的な領域である。一般に、これらのセルの
範囲は、半径２５〜３５キロメートルの場合があり、建物１３０や山１３２等の
地形上の障害物が含まれることがある。本願明細書で使用する際に、「情報」と
いう用語は、ディジタルデータ、暗号化されたディジタルデータ、畳み込み符号
化、ソフト符号化および／またはハード符号化されたデータ、ディジタルビット
またはビットストリーム、もしくは当業者に公知の任意の他のデータタイプを含
むものとして定義される。
【００１６】 ＧＳＭ方式通信システムが、周波数分割双方向（ＦＤＤ）モードの周波数帯の
対で動作するために、基地局（ＢＳ）１０２は、一般に８９０〜９１５ＭＨｚの
範囲にあり、「ダウンリンク」と呼ばれる第１の無線周波数チャネル１１６で、
移動局（ＭＳ）１１０に情報を送信し、移動局１１０は、一般に９３５〜９６０
ＭＨｚの範囲にあり、「アップリンク」と呼ばれる第２の無線周波数チャネル１
１８で、基地局１０２に情報を送信する。ＧＳＭ方式の通信システムは、２つの
周波数帯を用いて動作するが、ＢＳとＭＳが共に同じ無線周波数チャネルで送受
信するシステムで本発明を実行することも可能である。
対で動作するために、基地局（ＢＳ）１０２は、一般に８９０〜９１５ＭＨｚの
範囲にあり、「ダウンリンク」と呼ばれる第１の無線周波数チャネル１１６で、
移動局（ＭＳ）１１０に情報を送信し、移動局１１０は、一般に９３５〜９６０
ＭＨｚの範囲にあり、「アップリンク」と呼ばれる第２の無線周波数チャネル１
１８で、基地局１０２に情報を送信する。ＧＳＭ方式の通信システムは、２つの
周波数帯を用いて動作するが、ＢＳとＭＳが共に同じ無線周波数チャネルで送受
信するシステムで本発明を実行することも可能である。
【００１７】 通信システム１００は、多数の移動局（ＭＳ）１１０、１１２、１１４をサポ
ートするものであってよい。実際、ＧＳＭ規格では、各２５ＭＨｚ周波数帯は、
２００キロヘルツ（ＫＨｚ）間隔の搬送波周波数を有する１２５チャネルに分割
される。各搬送波周波数が８人の別々のユーザーをサポートするため、１つのＧ
ＳＭ通信システムは、ほぼ１０００人のユーザーを同時にサポートすることにな
る。
ートするものであってよい。実際、ＧＳＭ規格では、各２５ＭＨｚ周波数帯は、
２００キロヘルツ（ＫＨｚ）間隔の搬送波周波数を有する１２５チャネルに分割
される。各搬送波周波数が８人の別々のユーザーをサポートするため、１つのＧ
ＳＭ通信システムは、ほぼ１０００人のユーザーを同時にサポートすることにな
る。
【００１８】 同チャネル干渉に寄与する同時ユーザー数が可能な限り高く、大気および地形
上の干渉源があるとすれば、通信システム１００にかなりの量のチャネルノイズ
および干渉が存在する期間がある。さらに、建物１３０および山１３２が存在す
ると、通信システム１００の伝送の信頼性がさらに悪化するマルチパスのゆがみ
が生じる。さらに、各ＭＳは、ＢＳに対して、最高時速２５０キロメートル（時
速１５６マイル）のレートでＢＳへ近付いたり離れたりして、異なる方向に移動
することがあるため、通信リンクが一時的または永久に途絶される可能性がさら
に高くなる。
上の干渉源があるとすれば、通信システム１００にかなりの量のチャネルノイズ
および干渉が存在する期間がある。さらに、建物１３０および山１３２が存在す
ると、通信システム１００の伝送の信頼性がさらに悪化するマルチパスのゆがみ
が生じる。さらに、各ＭＳは、ＢＳに対して、最高時速２５０キロメートル（時
速１５６マイル）のレートでＢＳへ近付いたり離れたりして、異なる方向に移動
することがあるため、通信リンクが一時的または永久に途絶される可能性がさら
に高くなる。
【００１９】 アップリンクおよびダウンリンクの両方の通信チャネルにチャネルノイズと干
渉が与える悪影響を最小限に抑えるために、有効量のチャネル符号化がディジタ
ル音声データに付加される。チャネル符号化は、一般に、ボコーダからの符号化
ディジタル音声データと、任意の冗長データ、パリティデータ、巡回冗長検査（
ＣＲＣ）、または音声データの伝送が確実に高信頼性となるために必要な他の検
査データと組み合わせるプロセスを含むように定義される。符号レート、データ
ビット対全ビットの比率（ｋ／ｎ）であり、一般に、フルレートのボコーダを有
する通常のＧＳＭ方式システムにおいて１／２を少し超えるものであり、ハーフ
レートのボコーダを有するシステムでは、１／２を少し下回るものである。
渉が与える悪影響を最小限に抑えるために、有効量のチャネル符号化がディジタ
ル音声データに付加される。チャネル符号化は、一般に、ボコーダからの符号化
ディジタル音声データと、任意の冗長データ、パリティデータ、巡回冗長検査（
ＣＲＣ）、または音声データの伝送が確実に高信頼性となるために必要な他の検
査データと組み合わせるプロセスを含むように定義される。符号レート、データ
ビット対全ビットの比率（ｋ／ｎ）であり、一般に、フルレートのボコーダを有
する通常のＧＳＭ方式システムにおいて１／２を少し超えるものであり、ハーフ
レートのボコーダを有するシステムでは、１／２を少し下回るものである。
【００２０】 チャネル符号化のプロセス中、ボコーダからのディジタル音声データを、必要
なチャネル符号化データと畳み込み符号化することにより、必要なエラー補正、
冗長データ、パリティデータ、ＣＲＣまたは検査データが導入される。これによ
り、音声データとチャネル符号化とを混合したものを含む畳み込み符号化された
ディジタルデータストリームが得られる。図２と組み合わせてさらに詳細に記載
するように、このディジタルデータストリームは、無線周波数チャネルでの伝送
用に変調増幅される。変調されたディジタルデータストリームを受信すると、デ
ータストリームは、チャネル復調され、音声データとチャネル符号化は畳み込み
復号されて別々にされる。
なチャネル符号化データと畳み込み符号化することにより、必要なエラー補正、
冗長データ、パリティデータ、ＣＲＣまたは検査データが導入される。これによ
り、音声データとチャネル符号化とを混合したものを含む畳み込み符号化された
ディジタルデータストリームが得られる。図２と組み合わせてさらに詳細に記載
するように、このディジタルデータストリームは、無線周波数チャネルでの伝送
用に変調増幅される。変調されたディジタルデータストリームを受信すると、デ
ータストリームは、チャネル復調され、音声データとチャネル符号化は畳み込み
復号されて別々にされる。
【００２１】 高レベルのチャネルノイズ期間中、有効チャネル符号化が導入されて、通信チ
ャネルの信頼性を高める。一方で、有効量のチャネル符号化情報を含むデータス
トリームが、送信される音声データ量を制限するため、低チャネルノイズの期間
中、通信チャネルが有効に使用されない。したがって、本発明は、現在のチャネ
ルノイズレベルを監視し、チャネル量を増やしてチャネルの信頼性を高めるか、
またはチャネル符号化量を減らしてより多くの音声データを伝送するかのいずれ
かを行う。
ャネルの信頼性を高める。一方で、有効量のチャネル符号化情報を含むデータス
トリームが、送信される音声データ量を制限するため、低チャネルノイズの期間
中、通信チャネルが有効に使用されない。したがって、本発明は、現在のチャネ
ルノイズレベルを監視し、チャネル量を増やしてチャネルの信頼性を高めるか、
またはチャネル符号化量を減らしてより多くの音声データを伝送するかのいずれ
かを行う。
【００２２】 現在のＧＳＭ方式通信システムは、フルレートのボコーダシステムで、ボコー
ダレートの最大が１３Ｋｂｉｔｓ／ｓとなるが、本発明は、無線通信チャネル自
体の帯域幅の限界までボコーダの最大レートを高めようとするものである。例え
ば、現在のチャネルノイズまたは干渉レベルが最小のものであれば、実質的にチ
ャネル符号化をもたず、２２Ｋｂｉｔｓ／ｓの音声データレートを与える通信リ
ンクを提供することができる。これは、４ｋＨｚを超える音声帯域に相当するも
ので、ある周波数帯域を有し、従来の４ｋＨｚの音声帯域の音質よりも十分に高
い音質に相当する音声チャネルが得られる。
ダレートの最大が１３Ｋｂｉｔｓ／ｓとなるが、本発明は、無線通信チャネル自
体の帯域幅の限界までボコーダの最大レートを高めようとするものである。例え
ば、現在のチャネルノイズまたは干渉レベルが最小のものであれば、実質的にチ
ャネル符号化をもたず、２２Ｋｂｉｔｓ／ｓの音声データレートを与える通信リ
ンクを提供することができる。これは、４ｋＨｚを超える音声帯域に相当するも
ので、ある周波数帯域を有し、従来の４ｋＨｚの音声帯域の音質よりも十分に高
い音質に相当する音声チャネルが得られる。
【００２３】 トランシーバアーキテクチャ
【００２４】 以下、図２を参照すると、本発明の一実施形態の回路図が、概して参照番号２
００で示されている。回路２００の送信部は、エレクトレットタイプのマイクロ
ホン等のマイクロホン要素２０２を含み、ユーザーの声等の音響信号を受信して
、音響音声信号をアナログ電気信号に変換する。このアナログ電気信号は、増幅
およびフィルタリング用の増幅器２０４を通過して、３つの別々のボイスエンコ
ーダ、いわゆるボコーダ２０６、２０８、２１０の入力部に供給される。
００で示されている。回路２００の送信部は、エレクトレットタイプのマイクロ
ホン等のマイクロホン要素２０２を含み、ユーザーの声等の音響信号を受信して
、音響音声信号をアナログ電気信号に変換する。このアナログ電気信号は、増幅
およびフィルタリング用の増幅器２０４を通過して、３つの別々のボイスエンコ
ーダ、いわゆるボコーダ２０６、２０８、２１０の入力部に供給される。
【００２５】 ボコーダは、特に、アナログ音声データのディジタル符号化と圧縮用に作られ
るアナログ・ディジタル変換機（ＡＤＣ）である。ボコーダは、高速ディジタル
信号プロセッサ（ＤＳＰ）用のもので、人間の声帯をモデルにした線形予測符号
化の形式を用いて、最小のメモリで現実的な合成音声を作り出す。フルレートボ
コーダを有するＧＳＭ通信システムでは、音声データは、８ｋＨｚのレートでサ
ンプリングされ、１３ビットの分解能に量子化され、１３Ｋｂｉｔｓ／ｓのビッ
トレートに圧縮される。ハーフレートボコーダを有するＧＳＭ通信システムでは
、音声データは、８ｋＨｚのレートでサンプリングされ、１３ビットの分解能に
量子化され、５．６Ｋｂｉｔｓ／ｓのビットレートを与えるように圧縮される。
るアナログ・ディジタル変換機（ＡＤＣ）である。ボコーダは、高速ディジタル
信号プロセッサ（ＤＳＰ）用のもので、人間の声帯をモデルにした線形予測符号
化の形式を用いて、最小のメモリで現実的な合成音声を作り出す。フルレートボ
コーダを有するＧＳＭ通信システムでは、音声データは、８ｋＨｚのレートでサ
ンプリングされ、１３ビットの分解能に量子化され、１３Ｋｂｉｔｓ／ｓのビッ
トレートに圧縮される。ハーフレートボコーダを有するＧＳＭ通信システムでは
、音声データは、８ｋＨｚのレートでサンプリングされ、１３ビットの分解能に
量子化され、５．６Ｋｂｉｔｓ／ｓのビットレートを与えるように圧縮される。
【００２６】 本発明では、ボコーダ２０６、２０８、２１０はそれぞれ、増幅器２０４から
増幅した音声信号を受信し、各ボコーダは、異なるレートで音響音声信号を継続
的に符号化する。例えば、ボコーダ２０６は、８Ｋｂｉｔｓ／ｓのボコーダレー
トで音声信号を符号化し、ボコーダ２０８は、６Ｋｂｉｔｓ／ｓのより低いボコ
ーダレートで音声信号を符号化し、ボコーダ２１０は、４Ｋｂｉｔｓ／ｓのさら
に低いボコーダレートで音声信号を符号化するものであってよい。本願明細書に
記載する特定のボコーダレートは、例示的目的のみのものであり、ディジタルデ
ータレートが無線周波数通信チャンネルで送信可能なものであれば、実質的に任
意のレートのボコーダを使用してもよいことを理解されたい。
増幅した音声信号を受信し、各ボコーダは、異なるレートで音響音声信号を継続
的に符号化する。例えば、ボコーダ２０６は、８Ｋｂｉｔｓ／ｓのボコーダレー
トで音声信号を符号化し、ボコーダ２０８は、６Ｋｂｉｔｓ／ｓのより低いボコ
ーダレートで音声信号を符号化し、ボコーダ２１０は、４Ｋｂｉｔｓ／ｓのさら
に低いボコーダレートで音声信号を符号化するものであってよい。本願明細書に
記載する特定のボコーダレートは、例示的目的のみのものであり、ディジタルデ
ータレートが無線周波数通信チャンネルで送信可能なものであれば、実質的に任
意のレートのボコーダを使用してもよいことを理解されたい。
【００２７】 ボコーダ２０６、２０８、２１０からの出力は、記憶装置２１５を有するプロ
セッサ２１４により制御されるスイッチ２１２に供給される。本発明の実施形態
におけるプロセッサ２１４は、マイクロプロセッサである。しかしながら、この
代わりに、プロセッサ２１４は、任意の従来のシングルチップまたはマルチチッ
プマイクロプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、ま
たは当業者に公知の任意の適切なディジタル処理装置であってよい。本発明の実
施形態における記憶装置２１５は、電気的に消去可能なプログラム可能読出し専
用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、随時書込み読出しメ
モリ（ＲＡＭ）、ディスケットまたは他の磁気記録媒体、光記憶装置媒体、また
はそれらの任意の組合せを含むものであってよい。プログラムコードの形態でプ
ロセッサ２１４の動作を制御する電子命令は、記憶装置２１５内に格納されるも
のであってよい。
セッサ２１４により制御されるスイッチ２１２に供給される。本発明の実施形態
におけるプロセッサ２１４は、マイクロプロセッサである。しかしながら、この
代わりに、プロセッサ２１４は、任意の従来のシングルチップまたはマルチチッ
プマイクロプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、ま
たは当業者に公知の任意の適切なディジタル処理装置であってよい。本発明の実
施形態における記憶装置２１５は、電気的に消去可能なプログラム可能読出し専
用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、随時書込み読出しメ
モリ（ＲＡＭ）、ディスケットまたは他の磁気記録媒体、光記憶装置媒体、また
はそれらの任意の組合せを含むものであってよい。プログラムコードの形態でプ
ロセッサ２１４の動作を制御する電子命令は、記憶装置２１５内に格納されるも
のであってよい。
【００２８】 以下にさらに詳細に記載するように、所定の選択プロセスに基づいて、プロセ
ッサ２１４は、適切なボコーダレートを決定し、スイッチ２１２を通りエンコー
ダ２１６を通過する適切なボコーダ２０６、２０８または２１０の出力を選択す
る。例えば、音声信号が８Ｋｂｉｔｓ／ｓのフルレートで符号化される場合、ボ
コーダ２０６の出力が、プロセッサ２１４により選択され、スイッチ２１２を通
過する。この代わりに、音声が６Ｋｂｉｔｓ／ｓのレートで符号化される場合、
ボコーダ２０８の出力が選択される。エンコーダ２１６は、ボコーダからのディ
ジタル音声データを受信して、選択したボコーダレートに対応するチャネル符号
化レベルを付加する。
ッサ２１４は、適切なボコーダレートを決定し、スイッチ２１２を通りエンコー
ダ２１６を通過する適切なボコーダ２０６、２０８または２１０の出力を選択す
る。例えば、音声信号が８Ｋｂｉｔｓ／ｓのフルレートで符号化される場合、ボ
コーダ２０６の出力が、プロセッサ２１４により選択され、スイッチ２１２を通
過する。この代わりに、音声が６Ｋｂｉｔｓ／ｓのレートで符号化される場合、
ボコーダ２０８の出力が選択される。エンコーダ２１６は、ボコーダからのディ
ジタル音声データを受信して、選択したボコーダレートに対応するチャネル符号
化レベルを付加する。
【００２９】 エンコーダ２１６を通過すると、符号化されたディジタル音声データは、電圧
制御発振器（ＶＣＯ）２１８のアナログ出力と混合され、変調器２２０において
搬送波周波数にディジタル音声データを乗せる変調をする。変調器２２０は、ガ
ウスフィルタを用いて帯域制限した変調方式（ＧＭＳＫ）で無線周波数搬送波上
の信号を変調する。このＧＭＳＫ信号は、可変電力増幅器２２２、送信／受信ス
イッチ２２４を通って、伝送用のアンテナ２２６に送信される。ＧＭＳＫ信号は
、ガウス状のパルスを含み、同チャネル干渉に対する通信チャネルの復元力を高
めるためのものである。ＧＭＳＫの替わりとして、例えば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ
またはＦＳＫ等の当業者に公知の他の変調方法が用いられてもよい。
制御発振器（ＶＣＯ）２１８のアナログ出力と混合され、変調器２２０において
搬送波周波数にディジタル音声データを乗せる変調をする。変調器２２０は、ガ
ウスフィルタを用いて帯域制限した変調方式（ＧＭＳＫ）で無線周波数搬送波上
の信号を変調する。このＧＭＳＫ信号は、可変電力増幅器２２２、送信／受信ス
イッチ２２４を通って、伝送用のアンテナ２２６に送信される。ＧＭＳＫ信号は
、ガウス状のパルスを含み、同チャネル干渉に対する通信チャネルの復元力を高
めるためのものである。ＧＭＳＫの替わりとして、例えば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ
またはＦＳＫ等の当業者に公知の他の変調方法が用いられてもよい。
【００３０】 送信／受信スイッチ２２４の制御は、当該技術で周知の方法でプロセッサ２１
４によって行われる。単一アンテナトランシーバでは、高感度受信機エレクトロ
ニクスを、送信時に発生する高電力信号から分離するために、回路の送信部と受
信部との間でアンテナを切り換えることがしばしば必要である。
４によって行われる。単一アンテナトランシーバでは、高感度受信機エレクトロ
ニクスを、送信時に発生する高電力信号から分離するために、回路の送信部と受
信部との間でアンテナを切り換えることがしばしば必要である。
【００３１】 回路２００の受信部は、まず送信／受信スイッチ２２４を通して中間周波数（
ＩＦ）増幅器およびミクサ２４０に送られるアナログ無線周波数信号を受信する
アンテナ２２６で始まる。ミクサ２４０は、無線周波数信号から搬送波周波数を
取り除き、残りのアナログ信号をアナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）２４２
に送る。ＡＤＣ２４２は、受信アナログ信号を、等化ブロック２４４でフィルタ
リングされ、ディジタルビットストリームに復元でき、これをチャネルデコーダ
２４６に送られるようにディジタル信号に変換する。
ＩＦ）増幅器およびミクサ２４０に送られるアナログ無線周波数信号を受信する
アンテナ２２６で始まる。ミクサ２４０は、無線周波数信号から搬送波周波数を
取り除き、残りのアナログ信号をアナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）２４２
に送る。ＡＤＣ２４２は、受信アナログ信号を、等化ブロック２４４でフィルタ
リングされ、ディジタルビットストリームに復元でき、これをチャネルデコーダ
２４６に送られるようにディジタル信号に変換する。
【００３２】 下記により詳細に述べられているように、プロセッサ２１４は、チャネルデコ
ーダ２４６からレートビットの形の信号を受信する。これらのレートビットは、
受信信号で符号化された現音声データを復号化するのに必要とされる適切なボコ
ーダレートを識別する。レートビットに基づいて、プロセッサ２１４は、スイッ
チ２４８を使用してボコーダ２５０、２５２、あるいは２５４を選択し、無線周
波数チャネルからのディジタル音声データは、チャネルデコーダ２４６から、ス
イッチ２４８を通して、適切なボコーダ２５０、２５２、あるいは２５４に送ら
れる。例えば、ディジタル音声データが８Ｋｂｉｔｓ／ｓのフルレートで符号化
され、プロセッサ２１４は、スイッチ２４８を作動させ、ディジタル音声データ
を、本実施形態では、８Ｋｂｉｔｓ／ｓのフルレートで復号化するボコーダ２５
０に送る。ボコーダ２５０は、チャネルデコーダ２４６から受信されたディジタ
ル情報を復号化し、次に増幅器２５６を通して送られ、ユーザによって聞かれる
スピーカ２５８に出力される最初のアナログ音声信号を再作成する。
ーダ２４６からレートビットの形の信号を受信する。これらのレートビットは、
受信信号で符号化された現音声データを復号化するのに必要とされる適切なボコ
ーダレートを識別する。レートビットに基づいて、プロセッサ２１４は、スイッ
チ２４８を使用してボコーダ２５０、２５２、あるいは２５４を選択し、無線周
波数チャネルからのディジタル音声データは、チャネルデコーダ２４６から、ス
イッチ２４８を通して、適切なボコーダ２５０、２５２、あるいは２５４に送ら
れる。例えば、ディジタル音声データが８Ｋｂｉｔｓ／ｓのフルレートで符号化
され、プロセッサ２１４は、スイッチ２４８を作動させ、ディジタル音声データ
を、本実施形態では、８Ｋｂｉｔｓ／ｓのフルレートで復号化するボコーダ２５
０に送る。ボコーダ２５０は、チャネルデコーダ２４６から受信されたディジタ
ル情報を復号化し、次に増幅器２５６を通して送られ、ユーザによって聞かれる
スピーカ２５８に出力される最初のアナログ音声信号を再作成する。
【００３３】 代替の実施形態では、回路２００のボコーダ２０６、２０８および２１０は、
多重符号化レート、あるいは可変符号化レートを有する単一ボコーダ（破線２７
０で示される）と取り換えられてもよい。例えば、単一可変レートボコーダ２７
０は、４Ｋｂｉｔｓ／ｓとプロセッサ２１４によって決定された８Ｋｂｉｔｓ／
ｓとの間のレートで増幅器２０４から音響信号を符号化でき得る。同様に、ボコ
ーダ２５０、２５２、および２５４は単一可変ボコーダ２７２と取り換えられて
もよい。
多重符号化レート、あるいは可変符号化レートを有する単一ボコーダ（破線２７
０で示される）と取り換えられてもよい。例えば、単一可変レートボコーダ２７
０は、４Ｋｂｉｔｓ／ｓとプロセッサ２１４によって決定された８Ｋｂｉｔｓ／
ｓとの間のレートで増幅器２０４から音響信号を符号化でき得る。同様に、ボコ
ーダ２５０、２５２、および２５４は単一可変ボコーダ２７２と取り換えられて
もよい。
【００３４】 本発明はＴＤＭＡ通信システムとともに述べられているが、ＴＤＭＡ通信シス
テムの使用は単なる例であり、本発明は、例えば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ
）および周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）のような任意の数の他の通信システム
で実施されてもよいことを理解すべきである。
テムの使用は単なる例であり、本発明は、例えば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ
）および周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）のような任意の数の他の通信システム
で実施されてもよいことを理解すべきである。
【００３５】 次に、図３を参照すると、システムのグラフ図は通常３００で示されている。
グラフ３００は、「音質」と標識された垂直軸３０２および「搬送波対ノイズ比
（Ｃ／Ｎ）」と示される水平軸３０４を含んでいる。ここで述べられているよう
に、用語Ｃ／Ｎは、搬送波対干渉（Ｃ／Ｉ）部を含むとみなされる。要約すると
、グラフ３００は、チャネル符号化レートおよび対応するボコーダレートのレベ
ルに基づいた通信システムの性能を示す。より詳細には、３つの別個の曲線が示
され、各々は特定のシステム構成の性能を示している。例えば、グラフ３０６は
、最小レベルのチャネル符号化を有するフルレートボコーダを使用する通信シス
テムの性能を示している。分かるように、曲線３０６は、より高い初期の音質で
始まるが、Ｃ／Ｎが減少するにつれて、より低いレベルのチャネル符号化により
干渉レベルは、最終的には音質の著しい減少を生じる。
グラフ３００は、「音質」と標識された垂直軸３０２および「搬送波対ノイズ比
（Ｃ／Ｎ）」と示される水平軸３０４を含んでいる。ここで述べられているよう
に、用語Ｃ／Ｎは、搬送波対干渉（Ｃ／Ｉ）部を含むとみなされる。要約すると
、グラフ３００は、チャネル符号化レートおよび対応するボコーダレートのレベ
ルに基づいた通信システムの性能を示す。より詳細には、３つの別個の曲線が示
され、各々は特定のシステム構成の性能を示している。例えば、グラフ３０６は
、最小レベルのチャネル符号化を有するフルレートボコーダを使用する通信シス
テムの性能を示している。分かるように、曲線３０６は、より高い初期の音質で
始まるが、Ｃ／Ｎが減少するにつれて、より低いレベルのチャネル符号化により
干渉レベルは、最終的には音質の著しい減少を生じる。
【００３６】 同様に、曲線３１２は、対応する中間レベルのチャネル符号化を有する中間レ
ートボコーダを使用する通信システムの性能を示している。このような中速ボコ
ーダレートは６Ｋｂｉｔｓ／ｓであってもよい。曲線３１２によって示された初
期の音質はより長い期間保持され、この音質はあまりにもより低いレベルのチャ
ネル符号化によって引き起こされる干渉を受ける。
ートボコーダを使用する通信システムの性能を示している。このような中速ボコ
ーダレートは６Ｋｂｉｔｓ／ｓであってもよい。曲線３１２によって示された初
期の音質はより長い期間保持され、この音質はあまりにもより低いレベルのチャ
ネル符号化によって引き起こされる干渉を受ける。
【００３７】 最後に、曲線３１８は、対応する高いレベルのチャネル符号化を有する低速ボ
コーダを使用する通信システムのシステム性能を示している。この場合、高レベ
ルのチャネル符号化は、Ｃ／Ｎの著しい減少にもかかわらず連続通信リンクを提
供する。しかしながら、音質は曲線３０６あるいは３１２によって示されたいず
れかのシステムよりも低い。
コーダを使用する通信システムのシステム性能を示している。この場合、高レベ
ルのチャネル符号化は、Ｃ／Ｎの著しい減少にもかかわらず連続通信リンクを提
供する。しかしながら、音質は曲線３０６あるいは３１２によって示されたいず
れかのシステムよりも低い。
【００３８】 Ｃ／Ｎを減少させるにもかかわらず、可能な最高レベルの音質を保持するため
に、本発明は、音質を最大にするために音声符号化レートおよびチャネル符号化
の対応するレベルを変える。例えば、Ｃ／Ｎ比が高い環境では、このシステムは
、最高の可能なボコーダレートおよび最低可能なチャネル符号化量を使用する。
この状況では、通信チャネルの低レベルのノイズおよび干渉のために、通信チャ
ネルが維持されることを確実するために規模の大きいチャネル符号化に対する要
求は殆どない。しかしながら、Ｃ／Ｎ比が減少し始めるにつれて、曲線３０６が
交点３１０として示される曲線３１２と交差するまさにその瞬時に、本発明の通
信システムは、ボコーダレートおよび対応するチャネル符号化を曲線３１２に関
連したレートに変える。このように、たとえ、より高いレベルのチャネル符号化
があったとしても、最高可能レベルの音質が保持される。
に、本発明は、音質を最大にするために音声符号化レートおよびチャネル符号化
の対応するレベルを変える。例えば、Ｃ／Ｎ比が高い環境では、このシステムは
、最高の可能なボコーダレートおよび最低可能なチャネル符号化量を使用する。
この状況では、通信チャネルの低レベルのノイズおよび干渉のために、通信チャ
ネルが維持されることを確実するために規模の大きいチャネル符号化に対する要
求は殆どない。しかしながら、Ｃ／Ｎ比が減少し始めるにつれて、曲線３０６が
交点３１０として示される曲線３１２と交差するまさにその瞬時に、本発明の通
信システムは、ボコーダレートおよび対応するチャネル符号化を曲線３１２に関
連したレートに変える。このように、たとえ、より高いレベルのチャネル符号化
があったとしても、最高可能レベルの音質が保持される。
【００３９】 同様に、曲線３１２によって示されるシステムの音質が交点３１６に示された
曲線３１８によって示されたシステムのレベルに低下すると、本発明の通信シス
テムは再度ボコーダレートおよび対応するチャネル符号化を曲線３１８に関連し
たレートに変える。このように、通信チャネルに対する音質は常に最大化される
。 チャネルノイズおよび干渉が最大許容可能レベルを超え、交点３２２に示され
た閾値３２４よりも下を通過するように十分質の悪い音質を生じる場合、通信チ
ャネルが終端される。この終端通信チャネルは、ユーザによって「ドロップコー
ル」と認識される。一旦終端されると、システム１００は、再初期化されねばな
らなく、通信チャネルはＢＳ１０２とＭＳ１１０との間に再確立されなければな
らない。
曲線３１８によって示されたシステムのレベルに低下すると、本発明の通信シス
テムは再度ボコーダレートおよび対応するチャネル符号化を曲線３１８に関連し
たレートに変える。このように、通信チャネルに対する音質は常に最大化される
。 チャネルノイズおよび干渉が最大許容可能レベルを超え、交点３２２に示され
た閾値３２４よりも下を通過するように十分質の悪い音質を生じる場合、通信チ
ャネルが終端される。この終端通信チャネルは、ユーザによって「ドロップコー
ル」と認識される。一旦終端されると、システム１００は、再初期化されねばな
らなく、通信チャネルはＢＳ１０２とＭＳ１１０との間に再確立されなければな
らない。
【００４０】 グラフ３００は、最大音質を示す領域３０８、３１４、および３２０に分割さ
れた。本発明を使用する通信チャネルは、音質を最大化するために必要に応じて
これらの領域の各々で作動する。例えば、曲線３１２に対応する領域３１４にお
いてボコーダおよびチャネル符号化レートで開始される通信チャネルに関しては
、Ｃ／Ｎの瞬時の減少によって、システムは、レート曲線３１８に対応する領域
３２０のボコーダおよびチャネル符号化に切り換える。しかしながら、一旦Ｃ／
Ｎがその元の値に戻ると、システムは、移動し、曲線３１２に対応する領域３１
４のボコーダおよびチャネル符号化レートに戻る。このように、システム１００
は、通信チャネルの音質を最大にするために領域３０８、３１４および３２０間
で常に移動しうる。
れた。本発明を使用する通信チャネルは、音質を最大化するために必要に応じて
これらの領域の各々で作動する。例えば、曲線３１２に対応する領域３１４にお
いてボコーダおよびチャネル符号化レートで開始される通信チャネルに関しては
、Ｃ／Ｎの瞬時の減少によって、システムは、レート曲線３１８に対応する領域
３２０のボコーダおよびチャネル符号化に切り換える。しかしながら、一旦Ｃ／
Ｎがその元の値に戻ると、システムは、移動し、曲線３１２に対応する領域３１
４のボコーダおよびチャネル符号化レートに戻る。このように、システム１００
は、通信チャネルの音質を最大にするために領域３０８、３１４および３２０間
で常に移動しうる。
【００４１】 グラフ３００は、３つの異なるボコーダレートおよび対応するレベルのチャネ
ル符号化を示す３つの別個の曲線を含むことを示している。しかしながら、３つ
のボコーダレートの選択は単なる例であり、実際上任意の数のボコーダレートが
本発明で使用されてもよいことを理解すべきである。さらに、可変ボコーダレー
トを有するボコーダを組み込む本発明のシステムでは、実際、ボコーダレートお
よびチャネル符号化の任意の組合わせは、チャネル符号化が全然ない最大ボコー
ダレートから最大チャネル符号化を有する最小ボコーダレートまでの範囲に及ぶ
システム範囲内で行われてもよい。
ル符号化を示す３つの別個の曲線を含むことを示している。しかしながら、３つ
のボコーダレートの選択は単なる例であり、実際上任意の数のボコーダレートが
本発明で使用されてもよいことを理解すべきである。さらに、可変ボコーダレー
トを有するボコーダを組み込む本発明のシステムでは、実際、ボコーダレートお
よびチャネル符号化の任意の組合わせは、チャネル符号化が全然ない最大ボコー
ダレートから最大チャネル符号化を有する最小ボコーダレートまでの範囲に及ぶ
システム範囲内で行われてもよい。
【００４２】 次に、図４を参照すると、ＧＳＭ通信チャネルの構成の概略図が示され、通常
４００で示されている。表示４００は、一連の３つの音声ブロック４０２、４０
４、および４０６を含む。音声ブロック４０２はチャネル符号化部４０８および
音声データ部４１０を含んでいる。音声ブロックは、回路２００のボコーダ２０
６、２０８あるいは２１０およびチャネルコーダ（エンコーダ）２１６によって
発生されたディジタル情報を示す。したがって、音声ブロック内のディジタル情
報は、情報の信頼性のある送信に必要であると決定された音声データおよびチャ
ネル符号化の両方を含む。図４はチャネル符号化部４０８および音声データ部４
１０を音声ブロック４０２の別個の構成部分と識別しているが、このような識別
は単に論議上の目的のためであり、音声データは、２２８ビットを有するデータ
ストリームを形成するためにチャネル符号化と実際にはインタリーブされる。
４００で示されている。表示４００は、一連の３つの音声ブロック４０２、４０
４、および４０６を含む。音声ブロック４０２はチャネル符号化部４０８および
音声データ部４１０を含んでいる。音声ブロックは、回路２００のボコーダ２０
６、２０８あるいは２１０およびチャネルコーダ（エンコーダ）２１６によって
発生されたディジタル情報を示す。したがって、音声ブロック内のディジタル情
報は、情報の信頼性のある送信に必要であると決定された音声データおよびチャ
ネル符号化の両方を含む。図４はチャネル符号化部４０８および音声データ部４
１０を音声ブロック４０２の別個の構成部分と識別しているが、このような識別
は単に論議上の目的のためであり、音声データは、２２８ビットを有するデータ
ストリームを形成するためにチャネル符号化と実際にはインタリーブされる。
【００４３】 異なる比率のチャネル符号化部および音声データ部を有する音声ブロック４０
２、４０４および４０６が各々示されている。より詳細には、より小さい部分４
１２の音声符号化４１０に対してより大きい比率のチャネル符号化４０８を有す
る音声ブロック４０２が示されている。一方、音声ブロック４０４は、音声符号
化４１６に対してほぼ等しい比率４１８のチャネル符号化４１４を有する。音声
ブロック４０６は音声符号化４２２に対してより大きい比率４１２のチャネル符
号化４２０を有する。どんな場合でも、音声ブロック４０２、４０４、および４
０６を比較することから、チャネル符号化対音声符号化の比は変化してもよく、
たとえ３つの別個の比が図４に示されているとしても、実際上任意の比率４１２
、４１８、および４２４は本発明で実現できることが分かる。
２、４０４および４０６が各々示されている。より詳細には、より小さい部分４
１２の音声符号化４１０に対してより大きい比率のチャネル符号化４０８を有す
る音声ブロック４０２が示されている。一方、音声ブロック４０４は、音声符号
化４１６に対してほぼ等しい比率４１８のチャネル符号化４１４を有する。音声
ブロック４０６は音声符号化４２２に対してより大きい比率４１２のチャネル符
号化４２０を有する。どんな場合でも、音声ブロック４０２、４０４、および４
０６を比較することから、チャネル符号化対音声符号化の比は変化してもよく、
たとえ３つの別個の比が図４に示されているとしても、実際上任意の比率４１２
、４１８、および４２４は本発明で実現できることが分かる。
【００４４】 可変量の音声データおよびチャネル符号化を有することに加えて、音声ブロッ
クも多数のレートビット４１３で符号化されてもよい。これらのレートビット４
１３は、音声データが符号化される特定のボコーダレートを示す。例えば、ボコ
ーダレートが変わりうる通信システムでは、レートビット４１３は、音声データ
を首尾よく復号化するように必要なボコーダレート情報を供給する。好ましい実
施形態では、レートビットは、音声ブロック４０２内に配置されているが、音声
データおよびチャネル符号化と畳み込み符号化されない。むしろ、レートビット
４１３は、音声ブロックを畳み込み復号化することに対して必要性がなく抽出が
できるように音声ブロック４０２に「ソフト符号化」される。本文脈の用語「抽
出」は、畳み込み復号化、ソフト復号化、ハード復号化、あるいはディジタル情
報を当該技術で周知のデータストリームから検索する任意の他の方法を含んでも
よい。
クも多数のレートビット４１３で符号化されてもよい。これらのレートビット４
１３は、音声データが符号化される特定のボコーダレートを示す。例えば、ボコ
ーダレートが変わりうる通信システムでは、レートビット４１３は、音声データ
を首尾よく復号化するように必要なボコーダレート情報を供給する。好ましい実
施形態では、レートビットは、音声ブロック４０２内に配置されているが、音声
データおよびチャネル符号化と畳み込み符号化されない。むしろ、レートビット
４１３は、音声ブロックを畳み込み復号化することに対して必要性がなく抽出が
できるように音声ブロック４０２に「ソフト符号化」される。本文脈の用語「抽
出」は、畳み込み復号化、ソフト復号化、ハード復号化、あるいはディジタル情
報を当該技術で周知のデータストリームから検索する任意の他の方法を含んでも
よい。
【００４５】 レートビットの「ソフト符号化」は、一連のビットを音声ブロックの特定の位
置内に配置することによって行われてもよい。例えば、レートビット４１３は、
音声ブロック４０２、４０４および４０６のビット位置７０、７１、および７２
に置かれてもよい。レートビットを音声ブロックの各々内の一貫した位置に置く
ことによって、ブロックを復号化し、レートビットの値を決定することは必要な
い。その代わりに、ビット位置７０、７１および７２のビット値は、直列ビット
ストリームのこれらのビットを単に走査することによって決定できる。さらに、
各音声ブロック内の２つ以上の位置にレートビットを配置し、エラー訂正の尺度
を与えることができる。例えば、レートビット４１３は、音声ブロック４０２内
の３つの別個の位置に生じ、任意の送信エラーにもかかわらずレートビットの十
分な近似を行うために３つの別個の位置内でビットの平均化を可能にすることが
できる。
置内に配置することによって行われてもよい。例えば、レートビット４１３は、
音声ブロック４０２、４０４および４０６のビット位置７０、７１、および７２
に置かれてもよい。レートビットを音声ブロックの各々内の一貫した位置に置く
ことによって、ブロックを復号化し、レートビットの値を決定することは必要な
い。その代わりに、ビット位置７０、７１および７２のビット値は、直列ビット
ストリームのこれらのビットを単に走査することによって決定できる。さらに、
各音声ブロック内の２つ以上の位置にレートビットを配置し、エラー訂正の尺度
を与えることができる。例えば、レートビット４１３は、音声ブロック４０２内
の３つの別個の位置に生じ、任意の送信エラーにもかかわらずレートビットの十
分な近似を行うために３つの別個の位置内でビットの平均化を可能にすることが
できる。
【００４６】 好ましい実施形態では、レートビット４１３は、８つの別個のボコーダレート
に対応する３ビットの２進値を示すことができる。下記の表１は、３つのレート
ビットに基づいたこのような８つの別個のボコーダレートの表と識別する。表１
から分かるように、レートビット４１３は、通信システムのボコーダ範囲内に任
意のボコーダレートに割り当てられてもよい。
に対応する３ビットの２進値を示すことができる。下記の表１は、３つのレート
ビットに基づいたこのような８つの別個のボコーダレートの表と識別する。表１
から分かるように、レートビット４１３は、通信システムのボコーダ範囲内に任
意のボコーダレートに割り当てられてもよい。
【表１】
【００４７】 しかしながら、３つのレートビットは表１で識別され、レートビット数は使用
可能なボコーダレートの全数に応じて変わってもよい。例えば、２つのレートだ
けが使用可能である場合、１つのレートビットが必要とされ、「０」のビット値
は１つのレートビットを示し、「１」のビット値は他のレートを示す。同様に、
４つのレートが使用可能な場合、２つのレートビットが必要とされ、「００」の
ビット値は第１のボコーダレートを示し、「０１」の値は第２のボコーダレート
を示し、「１０」のビット値は第３のボコーダレートを示し、「１１」のビット
値は第４のボコーダレートを示している。
可能なボコーダレートの全数に応じて変わってもよい。例えば、２つのレートだ
けが使用可能である場合、１つのレートビットが必要とされ、「０」のビット値
は１つのレートビットを示し、「１」のビット値は他のレートを示す。同様に、
４つのレートが使用可能な場合、２つのレートビットが必要とされ、「００」の
ビット値は第１のボコーダレートを示し、「０１」の値は第２のボコーダレート
を示し、「１０」のビット値は第３のボコーダレートを示し、「１１」のビット
値は第４のボコーダレートを示している。
【００４８】 表１は１Ｋｂｉｔｓ／ｓの間隔をあけられた一連のボコーダレートを含むが、
ボコーダレートは均一に配分する必要がないことを理解すべきである。実際、本
発明の通信システムがシステムによって最も頻繁に経験される作動範囲内に多数
のボコーダレートを有することは有利なことである。例えば、通信システムノイ
ズ特性および干渉特性は、ボコーダレートが一般的には６Ｋｂｉｔｓ／ｓである
ことを示す場合、音質を最大にするために５〜７Ｋｂｉｔｓ／ｓ領域内のいくつ
かのボコーダレートを提供することは有利で有り得る。このような環境では、一
連の８つのボコーダレートは、次のボコーダレート、すなわち４．０Ｋｂｉｔｓ
／ｓ、５．０Ｋｂｉｔｓ／ｓ、５．５Ｋｂｉｔｓ／ｓ、６．０Ｋｂｉｔｓ／ｓ、
６．５Ｋｂｉｔｓ／ｓ、７．０Ｋｂｉｔｓ／ｓ、８．０Ｋｂｉｔｓ／ｓ、９．０
Ｋｂｉｔｓ／ｓを含んでもよい。これらのボコーダレートを使用することによっ
て、通信システムは、多量のチャネルノイズおよび干渉の期間ボコーダレートを
著しく変える能力を保持している間、チャネルノイズおよび干渉レベルのわずか
な変動の期間中可能な最も細かい音質を供給するためにボコーダレートをほんの
わずか調整できる。
ボコーダレートは均一に配分する必要がないことを理解すべきである。実際、本
発明の通信システムがシステムによって最も頻繁に経験される作動範囲内に多数
のボコーダレートを有することは有利なことである。例えば、通信システムノイ
ズ特性および干渉特性は、ボコーダレートが一般的には６Ｋｂｉｔｓ／ｓである
ことを示す場合、音質を最大にするために５〜７Ｋｂｉｔｓ／ｓ領域内のいくつ
かのボコーダレートを提供することは有利で有り得る。このような環境では、一
連の８つのボコーダレートは、次のボコーダレート、すなわち４．０Ｋｂｉｔｓ
／ｓ、５．０Ｋｂｉｔｓ／ｓ、５．５Ｋｂｉｔｓ／ｓ、６．０Ｋｂｉｔｓ／ｓ、
６．５Ｋｂｉｔｓ／ｓ、７．０Ｋｂｉｔｓ／ｓ、８．０Ｋｂｉｔｓ／ｓ、９．０
Ｋｂｉｔｓ／ｓを含んでもよい。これらのボコーダレートを使用することによっ
て、通信システムは、多量のチャネルノイズおよび干渉の期間ボコーダレートを
著しく変える能力を保持している間、チャネルノイズおよび干渉レベルのわずか
な変動の期間中可能な最も細かい音質を供給するためにボコーダレートをほんの
わずか調整できる。
【００４９】 一旦音声データが音声ブロック４０２、４０４、および４０６を形成するため
に必要なチャネル符号化および任意のレート符号化で符号化されると、各音声ブ
ロックは４つのサブブロックに分割される。例えば、「Ａ」音声ブロック４０２
はサブブロック「Ａ１」４３２、「Ａ２」４３４、「Ａ３」４３６、および「Ａ ４ 」４３８に分割される。同様に、「Ｂ」音声ブロック４０４は、サブブロック
「Ｂ１」４４０、「Ｂ２」４４２、「Ｂ３」４４４、および「Ｂ４」４４６に分
割され、「Ｃ」音声ブロック４０６は、サブブロック「Ｃ１」４４８、「Ｃ２」
４５０、「Ｃ３」４５２、および「Ｃ４」４５４に分割される。このように、音
声ブロックの２２８ビットデータストリームは、各々が５７ビットの４つのサブ
ブロックに分割される。
に必要なチャネル符号化および任意のレート符号化で符号化されると、各音声ブ
ロックは４つのサブブロックに分割される。例えば、「Ａ」音声ブロック４０２
はサブブロック「Ａ１」４３２、「Ａ２」４３４、「Ａ３」４３６、および「Ａ ４ 」４３８に分割される。同様に、「Ｂ」音声ブロック４０４は、サブブロック
「Ｂ１」４４０、「Ｂ２」４４２、「Ｂ３」４４４、および「Ｂ４」４４６に分
割され、「Ｃ」音声ブロック４０６は、サブブロック「Ｃ１」４４８、「Ｃ２」
４５０、「Ｃ３」４５２、および「Ｃ４」４５４に分割される。このように、音
声ブロックの２２８ビットデータストリームは、各々が５７ビットの４つのサブ
ブロックに分割される。
【００５０】 サブブロックの組み合わせを使用すると、連続ストリングのデータフレームを
含むマルチフレームが構成され、各データフレームは８つのタイムスロット４７
８、４８０および４８２を有する。図４のマッピングライン４６２および４６４
によって示されるように、フレーム４７８は、「Ａ３」サブブロック４３６およ
び「Ｂ１」サブブロック４４０から構成される。このサブブロックを結合してフ
レーム４７８、４８０および４８２にすることは「フレームインタリーブ」と呼
ばれ、より強い通信チャネルを形成するすることを目的としている。
含むマルチフレームが構成され、各データフレームは８つのタイムスロット４７
８、４８０および４８２を有する。図４のマッピングライン４６２および４６４
によって示されるように、フレーム４７８は、「Ａ３」サブブロック４３６およ
び「Ｂ１」サブブロック４４０から構成される。このサブブロックを結合してフ
レーム４７８、４８０および４８２にすることは「フレームインタリーブ」と呼
ばれ、より強い通信チャネルを形成するすることを目的としている。
【００５１】 このフレームインタリーブに加えて、フレーム４７８内の偶数ビットは、「Ｂ １ 」サブブロック４４０のデータビットで構成され、フレーム４７８内の奇数ビ
ットは、「Ａ３」サブブロック４３６のデータビットで構成される。この偶数ビ
ット／奇数ビット結合は「ビットインタリーブ」と呼ばれ、４つの隣接フレーム
にわたる単一音声ブロックの分布を生じる。この分布は、通信システムに対して
改善されたフォルトトレランス（ｆａｕｌｔ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）を生じ、ノ
イズレベルおよび干渉レベルが高い状況では、より弾力性のある通信チャネルを
生じる。
ットは、「Ａ３」サブブロック４３６のデータビットで構成される。この偶数ビ
ット／奇数ビット結合は「ビットインタリーブ」と呼ばれ、４つの隣接フレーム
にわたる単一音声ブロックの分布を生じる。この分布は、通信システムに対して
改善されたフォルトトレランス（ｆａｕｌｔ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）を生じ、ノ
イズレベルおよび干渉レベルが高い状況では、より弾力性のある通信チャネルを
生じる。
【００５２】 サブブロック４３８および４４２の結合に加えて、フレーム４８０は通信シス
テム専用符号化でも符号化される。例えば、図１のＧＳＭベース通信システムを
使用すると、フレーム４８０は、３リーディング「テールビット」４８２、５７
ビットの第１の「符号化音声」ビットストリーム４８４、第１の「フラグ」ビッ
ト４８６、２８ビットの「トレーニングシーケンス」４８８、第２の「フラグ」
ビット４９０、５７ビットの第２の「符号化音声」ビットストリーム４９２、３
トレーリング「テールビット」４９４、８・１／４（＝３３／４）ビットの「ガ
ード」期間４９６で符号化される。第１および第２の「符号化音声」ビットスト
リーム４８４および４９２は、両方が音声データ、チャネル符号化、レートビッ
トを含んだ「Ｂ１」サブブロック４４０および「Ａ３」サブブロック４３６にあ
る符号化音声を示している。
テム専用符号化でも符号化される。例えば、図１のＧＳＭベース通信システムを
使用すると、フレーム４８０は、３リーディング「テールビット」４８２、５７
ビットの第１の「符号化音声」ビットストリーム４８４、第１の「フラグ」ビッ
ト４８６、２８ビットの「トレーニングシーケンス」４８８、第２の「フラグ」
ビット４９０、５７ビットの第２の「符号化音声」ビットストリーム４９２、３
トレーリング「テールビット」４９４、８・１／４（＝３３／４）ビットの「ガ
ード」期間４９６で符号化される。第１および第２の「符号化音声」ビットスト
リーム４８４および４９２は、両方が音声データ、チャネル符号化、レートビッ
トを含んだ「Ｂ１」サブブロック４４０および「Ａ３」サブブロック４３６にあ
る符号化音声を示している。
【００５３】 システム１００のドップラーシフトおよびマルチエコーが受信信号特性に影響
を及ぼし得るために、各ＴＤＭＡフレームはトレーニングビットとも呼ばれるト
レーニングシーケンス４８８を含まなければならない。システム１００の受信機
は、これらのトレーニングビットと周知のトレーニングパターンを比較し、これ
から伝搬路の伝達関数を導き出す。適応フィルタは、逆伝達関数を演算実行する
ためにプロセッサ２１４内に作られ、歪みを相殺する。この適応的フィルタリン
グは当該技術分野で周知であるので、ここではより詳細に述べない。
を及ぼし得るために、各ＴＤＭＡフレームはトレーニングビットとも呼ばれるト
レーニングシーケンス４８８を含まなければならない。システム１００の受信機
は、これらのトレーニングビットと周知のトレーニングパターンを比較し、これ
から伝搬路の伝達関数を導き出す。適応フィルタは、逆伝達関数を演算実行する
ためにプロセッサ２１４内に作られ、歪みを相殺する。この適応的フィルタリン
グは当該技術分野で周知であるので、ここではより詳細に述べない。
【００５４】 このＧＳＭベース通信システム１００では採用したフレームインタリーブおよ
びビットインタリーブのため、マルチフレーム４７６の連続フレーム４７８〜４
８２からサブブロック４３２〜４５４を再構築せずに音声情報を復号化できない
。したがって、ディジタル符号化された音声情報は、例えば、図２における回路
２００の記憶装置２１５に一時的に配置することによって一時的に保持する必要
がある。一旦十分な数のフレームがメモリ記憶装置２１５に保持されると、次に
サブブロックは再構築され、音声データは再構成音声ブロックから復号化され、
全チャネル符号化を取り除き、図２におけるスイッチ２４８を通してボコーダ２
５０、２５２、および２５４に送られる。
びビットインタリーブのため、マルチフレーム４７６の連続フレーム４７８〜４
８２からサブブロック４３２〜４５４を再構築せずに音声情報を復号化できない
。したがって、ディジタル符号化された音声情報は、例えば、図２における回路
２００の記憶装置２１５に一時的に配置することによって一時的に保持する必要
がある。一旦十分な数のフレームがメモリ記憶装置２１５に保持されると、次に
サブブロックは再構築され、音声データは再構成音声ブロックから復号化され、
全チャネル符号化を取り除き、図２におけるスイッチ２４８を通してボコーダ２
５０、２５２、および２５４に送られる。
【００５５】 フルレートＧＳＭベースシステムはフレーム内の各タイムスロットを異なるユ
ーザに割り当てる。例えば、フレーム内の８タイムスロットの各々は異なる８人
のユーザに割り当てられる。ハーフレートＧＳＭベースシステムでは、フレーム
とスロットタイムミングが同様であることを要し、全てのフレーム毎のタイムス
ロットにユーザが割り当てられる代わりに、ユーザは一つおきのフレーム毎のタ
イムスロットに割り当てられる。
ーザに割り当てる。例えば、フレーム内の８タイムスロットの各々は異なる８人
のユーザに割り当てられる。ハーフレートＧＳＭベースシステムでは、フレーム
とスロットタイムミングが同様であることを要し、全てのフレーム毎のタイムス
ロットにユーザが割り当てられる代わりに、ユーザは一つおきのフレーム毎のタ
イムスロットに割り当てられる。
【００５６】 （動作）
【００５７】 （通信チャネル測定基準）
【００５８】 本発明に対する動作は、信頼性のある通信チャネルを保証している間、ボコー
ダレートおよびチャネル符号化のレベルの修正を含み、最適で可能な音声特性を
生じる。信頼性のある通信を提供するのに必要なチャネル符号化の適切なレベル
を決定するために、多数のチャネル特性測定基準は本発明によって考察される。
通常の規定では、これらのチャネル特性測定基準は、測定され得る通信チャネル
の特性を含み、これらのチャネル特性を連続的に測定することによって、チャネ
ル特性の正確な評価が行うことができる。
ダレートおよびチャネル符号化のレベルの修正を含み、最適で可能な音声特性を
生じる。信頼性のある通信を提供するのに必要なチャネル符号化の適切なレベル
を決定するために、多数のチャネル特性測定基準は本発明によって考察される。
通常の規定では、これらのチャネル特性測定基準は、測定され得る通信チャネル
の特性を含み、これらのチャネル特性を連続的に測定することによって、チャネ
ル特性の正確な評価が行うことができる。
【００５９】 通信チャネルの特性を評価するために使用される１つのチャネル測定基準は非
符号化ビットエラーレート（ＢＥＲ）である。通信チャネルの非符号化ＢＥＲは
、送信されるビットの全数に不適切に復調されるデータストリームのビット数の
比として規定される。一般に、通信システムのノイズパワーレベルは送信される
各ビットのエネルギーレベルに匹敵するようになる場合、ビットエラーが引き起
こされる。したがって、小さいチャネル対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）を有するシステム
では、ビットエラーはよりありそうに思われる。逆に、大きなチャネル対ノイズ
比を有するシステムでは、ビットエラーはあまりありそうにないように思われる
。したがって、基本レベルで、ビットエラーの発生率、すなわちＢＥＲは全シス
テム特性測定基準を提供する。
符号化ビットエラーレート（ＢＥＲ）である。通信チャネルの非符号化ＢＥＲは
、送信されるビットの全数に不適切に復調されるデータストリームのビット数の
比として規定される。一般に、通信システムのノイズパワーレベルは送信される
各ビットのエネルギーレベルに匹敵するようになる場合、ビットエラーが引き起
こされる。したがって、小さいチャネル対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）を有するシステム
では、ビットエラーはよりありそうに思われる。逆に、大きなチャネル対ノイズ
比を有するシステムでは、ビットエラーはあまりありそうにないように思われる
。したがって、基本レベルで、ビットエラーの発生率、すなわちＢＥＲは全シス
テム特性測定基準を提供する。
【００６０】 通信チャネルの特性を評価するために使用されてもよい付加的測定基準はＲＸ
特性（ＲＸＱ）インディケータである。通常産業で周知であるようなＲＸＱイン
ディケータは、ネットワークによってある値に割り当てられ、現ＢＥＲに基づい
て受信信号の特性を示す。下記の表２は、対応するＲＸＱ値を有する典型的なネ
ットワーク決定ＢＥＲに対する値を含む。しかしながら、この表は平均受信特性
を示し、瞬時ＲＸＱ値を示さない。
特性（ＲＸＱ）インディケータである。通常産業で周知であるようなＲＸＱイン
ディケータは、ネットワークによってある値に割り当てられ、現ＢＥＲに基づい
て受信信号の特性を示す。下記の表２は、対応するＲＸＱ値を有する典型的なネ
ットワーク決定ＢＥＲに対する値を含む。しかしながら、この表は平均受信特性
を示し、瞬時ＲＸＱ値を示さない。
【表２】
【００６１】 表１のＲＸＱに対するＧＳＭ規格は、所定の時間中測定された平均値である。
しかしながら、本発明は、ＲＸＱ値の減少に対する即時応答を意図するために、
ブロック毎にＲＸＱ’測定基準を決定する必要がある。例えば、ＲＸＱ’のブロ
ック毎の計算は、ダウンリンクに対してＭＳ内で、アップリンクに対してＢＳ内
で行われる。
しかしながら、本発明は、ＲＸＱ値の減少に対する即時応答を意図するために、
ブロック毎にＲＸＱ’測定基準を決定する必要がある。例えば、ＲＸＱ’のブロ
ック毎の計算は、ダウンリンクに対してＭＳ内で、アップリンクに対してＢＳ内
で行われる。
【００６２】 本発明では、ＲＸＱ’測定基準は規定され、畳み込みデコーダから出てくる復
号化音声データを再符号化し、これを受信ビットと比較することによって動的に
測定される。ＲＸＱ’値は、受信ビットとブロック当たりの再符号化ビットとの
間で異なるビット数を示す。したがって、ＲＸＱ’は、各ブロックに対するビッ
トエラーレートおよび受信機特性の結合された指示を行う。
号化音声データを再符号化し、これを受信ビットと比較することによって動的に
測定される。ＲＸＱ’値は、受信ビットとブロック当たりの再符号化ビットとの
間で異なるビット数を示す。したがって、ＲＸＱ’は、各ブロックに対するビッ
トエラーレートおよび受信機特性の結合された指示を行う。
【００６３】 図２および図４を簡単に参照すると、ＲＸＱ’測定基準の決定は、音声データ
を受信フレーム４８０内の音声ブロック４０２から復号化し、符号化受信データ
と比較するための音声データを再符号化することによって行われる。ＲＸＱ’測
定基準の決定は、送信フレーム４８０を受信し、フレームを送信／受信スイッチ
２２４を通して中間周波数（ＩＦ）増幅器およびミクサ２４０に、ＡＤＣ２４２
および等化器２４４を通してチャネルデコーダ２４７に送ることによって回路２
００内で行われる。チャネルデコーダ２４６では、次に、フレーム４８０は、後
で使用するために記憶装置２１５に送られる最初の音声ブロックに復号化される
。最初の音声ブロックの記憶に続いて、全てのチャネル符号化は、記憶装置２１
５にも記憶されてもよい最初の音声データを復元するために取り除かれるかある
いは音声に変換するためにスイッチ２４８を通してボコーダ２５０、２５２ある
いは２５４に渡される。
を受信フレーム４８０内の音声ブロック４０２から復号化し、符号化受信データ
と比較するための音声データを再符号化することによって行われる。ＲＸＱ’測
定基準の決定は、送信フレーム４８０を受信し、フレームを送信／受信スイッチ
２２４を通して中間周波数（ＩＦ）増幅器およびミクサ２４０に、ＡＤＣ２４２
および等化器２４４を通してチャネルデコーダ２４７に送ることによって回路２
００内で行われる。チャネルデコーダ２４６では、次に、フレーム４８０は、後
で使用するために記憶装置２１５に送られる最初の音声ブロックに復号化される
。最初の音声ブロックの記憶に続いて、全てのチャネル符号化は、記憶装置２１
５にも記憶されてもよい最初の音声データを復元するために取り除かれるかある
いは音声に変換するためにスイッチ２４８を通してボコーダ２５０、２５２ある
いは２５４に渡される。
【００６４】 一旦最初の音声データがチャネルデコーダ２４６から復元されると、次に、今
復号化された音声データは、最初の符号化音声ブロックを正確に再作成するため
にチャネルエンコーダ２１６の畳み込み符号化処理と同一の畳み込み符号化処理
によつて再符号化される。この再符号化はチャネルデコーダ２４６を使用して行
われてもよいしあるいは音声データは別個のチャネルコーダ２４７を通して送ら
れてもよい。記憶装置２１５に記憶された最初の音声ブロックとチャネルコーダ
２４７からの新たな再符号化音声ブロックとを比較することによって、概算ビッ
トエラーレートを決定できる。例えば、受信音声ブロックと再符号化音声ブロッ
クとを比較することによって、チャネルデコーダ内で行われる任意のエラー訂正
の存在は明らかになる。したがって、エラー検出の動的方法は、ＢＥＲの他の概
算よりもかなりより扱いにくく、ブロック毎に行ってもよい。
復号化された音声データは、最初の符号化音声ブロックを正確に再作成するため
にチャネルエンコーダ２１６の畳み込み符号化処理と同一の畳み込み符号化処理
によつて再符号化される。この再符号化はチャネルデコーダ２４６を使用して行
われてもよいしあるいは音声データは別個のチャネルコーダ２４７を通して送ら
れてもよい。記憶装置２１５に記憶された最初の音声ブロックとチャネルコーダ
２４７からの新たな再符号化音声ブロックとを比較することによって、概算ビッ
トエラーレートを決定できる。例えば、受信音声ブロックと再符号化音声ブロッ
クとを比較することによって、チャネルデコーダ内で行われる任意のエラー訂正
の存在は明らかになる。したがって、エラー検出の動的方法は、ＢＥＲの他の概
算よりもかなりより扱いにくく、ブロック毎に行ってもよい。
【００６５】 付加的測定基準ＳＲＸＱは以前のＲＸＱ’測定値の重み付けられた合計として
規定される。ＳＲＸＱ測定基準は、受信機特性に基づいてある履歴をボコーダレ
ート決定処理に持ち込むことを意図としている。１つの実施形態では、以前の５
つのブロックに対するＲＸＱ’測定値はＳＲＸＱ測定値において考察される。以
前のＲＸＱ’測定値は、下記の式に従って重み付けられる。
規定される。ＳＲＸＱ測定基準は、受信機特性に基づいてある履歴をボコーダレ
ート決定処理に持ち込むことを意図としている。１つの実施形態では、以前の５
つのブロックに対するＲＸＱ’測定値はＳＲＸＱ測定値において考察される。以
前のＲＸＱ’測定値は、下記の式に従って重み付けられる。
【００６６】 ＳＲＸＱ＝ＳＵＭ（２Ｋ−１）（ＲＸＱ’（Ｋ＋４））；Ｋ＝−４，−３，−
２，−１，０であり、ＲＸＱ’（０）は最も最新のブロックに対する測定値であ
る。
２，−１，０であり、ＲＸＱ’（０）は最も最新のブロックに対する測定値であ
る。
【００６７】 他のチャネル特性測定基準、フレームイレーズ（ＦＥ）はチャネルの全特性を
決定するために使用されてもよい。ＦＥ測定基準は、破損されたと決定されたフ
レーム数を示しており、最初の音声データを再生する際に使用されない。換言す
ると、ＦＥ測定基準は、単位時間毎に消去されるフレーム数のカウントを示して
いる。フレームを消去するという決定が多数の判定基準を使用して行われる。本
実施形態では、フレームを消去する決定は、通常「パリティ」チェックとしても
知られている巡回冗長検査（ＣＲＣ）に基づいて行われる。受信フレームから復
号化されるＣＲＣ値に基づいて、フレームは使用されるかあるいは廃棄されるか
のいずれかであり、不適切に復号化されてもよいしあるいはさもなければ破損さ
れてもよいフレームの使用を避ける。
決定するために使用されてもよい。ＦＥ測定基準は、破損されたと決定されたフ
レーム数を示しており、最初の音声データを再生する際に使用されない。換言す
ると、ＦＥ測定基準は、単位時間毎に消去されるフレーム数のカウントを示して
いる。フレームを消去するという決定が多数の判定基準を使用して行われる。本
実施形態では、フレームを消去する決定は、通常「パリティ」チェックとしても
知られている巡回冗長検査（ＣＲＣ）に基づいて行われる。受信フレームから復
号化されるＣＲＣ値に基づいて、フレームは使用されるかあるいは廃棄されるか
のいずれかであり、不適切に復号化されてもよいしあるいはさもなければ破損さ
れてもよいフレームの使用を避ける。
【００６８】 （システム動作）
【００６９】 次に、図５を参照すると、状態図は通常５００と示されている。状態図５００
は、通信システム環境の変化に応じてボコーダおよびチャネル符号化の変化を示
す。論議の目的のために、通信システムは最初は高い搬送波対ノイズ比（Ｃ／Ｎ
）を受けるので、システムは、最初は、相応して低レベルのチャネル符号化を有
する８Ｋｂｉｔｓ／ｓの比較的高いボコーダレートを有する状態５０２にある。
換言すると、状態５０２は、搬送波対干渉割当量（Ｃ／Ｉ）が１９ｄＢを超える
場合のような低ノイズ環境で使用され、音声ブロックに対する多数のディジタル
情報は音声データであってもよい。制御路５０８によって示されるようにＦＥ測
定基準がゼロ（０）である限り、システム１００は状態５０２のままである。こ
れにより優れた音質を有する通信システムが生じる。
は、通信システム環境の変化に応じてボコーダおよびチャネル符号化の変化を示
す。論議の目的のために、通信システムは最初は高い搬送波対ノイズ比（Ｃ／Ｎ
）を受けるので、システムは、最初は、相応して低レベルのチャネル符号化を有
する８Ｋｂｉｔｓ／ｓの比較的高いボコーダレートを有する状態５０２にある。
換言すると、状態５０２は、搬送波対干渉割当量（Ｃ／Ｉ）が１９ｄＢを超える
場合のような低ノイズ環境で使用され、音声ブロックに対する多数のディジタル
情報は音声データであってもよい。制御路５０８によって示されるようにＦＥ測
定基準がゼロ（０）である限り、システム１００は状態５０２のままである。こ
れにより優れた音質を有する通信システムが生じる。
【００７０】 ゼロでないＦＥ測定基準を生じフレームが消去される場合、ＢＥＲは、閾値に
一致するかあるいは閾値を超えるかどうかを決定するために計算される。本実施
形態では、この閾値は１％であり、１００ビットの全ビットストリームの中の１
ビット以上が誤っている場合、閾値に一致するかあるいは超えることを意味する
。一旦ＦＥ測定基準がゼロでなくなり、ＢＥＲが１％閾値を超えると、システム
は制御路５１０を介して状態５０４に変わる。
一致するかあるいは閾値を超えるかどうかを決定するために計算される。本実施
形態では、この閾値は１％であり、１００ビットの全ビットストリームの中の１
ビット以上が誤っている場合、閾値に一致するかあるいは超えることを意味する
。一旦ＦＥ測定基準がゼロでなくなり、ＢＥＲが１％閾値を超えると、システム
は制御路５１０を介して状態５０４に変わる。
【００７１】 状態５０４は、中程度のレベルにおけるノイズおよび干渉を示す環境で使用さ
れ、６Ｋｂｉｔｓ／ｓの中間範囲のボコーダレートと中程度のレベルのチャネル
符号化とを結合する。現例では、ＢＥＲが１％より大きいかあるいはそれに等し
く、５％より小さい（１％≦ＢＥＲ＜５％）限り、ボコーダおよびチャネル符号
化レートは状態５０４の中間範囲のままである。この状態では、一般的には、Ｃ
／Ｉが１０〜１９ｄＢである場合、通信チャネルは妥当な申し分のない音質を示
す。
れ、６Ｋｂｉｔｓ／ｓの中間範囲のボコーダレートと中程度のレベルのチャネル
符号化とを結合する。現例では、ＢＥＲが１％より大きいかあるいはそれに等し
く、５％より小さい（１％≦ＢＥＲ＜５％）限り、ボコーダおよびチャネル符号
化レートは状態５０４の中間範囲のままである。この状態では、一般的には、Ｃ
／Ｉが１０〜１９ｄＢである場合、通信チャネルは妥当な申し分のない音質を示
す。
【００７２】 ある時間の経過後、通信環境が改善され、ＦＥ測定基準がゼロ（０）に戻り、
ＢＥＲが１％より小さくなる場合、システムは制御路５１２を介して状態５０２
に戻る。一方、システム環境がよりノイズが多くなり、チャネル対ノイズ比（Ｃ
／Ｎ）がより小さくなる場合、ＦＥ測定基準はおそらく増加する。ＦＥ測定基準
が５に等しいかあるいは５を超えるように増加し、ＢＥＲ測定基準が５％よりも
大きいかあるいは等しい（ＦＥ≧５、５％≦ＢＥＲ）場合、システムは制御路５
１６を介して状態５０６に移る。この状態では、４Ｋｂｉｔｓ／ｓの対応するよ
り低いボコーダレートを生じるより高いチャネル符号度が実現される。制御路５
２０により、ＢＥＲが５％より大きいかあるいはそれに等しい（５％≦ＢＥＲ）
限り、一般的にはＣ／Ｉが４〜１０ｄＢであり、システムは状態５０６のままで
ある。
ＢＥＲが１％より小さくなる場合、システムは制御路５１２を介して状態５０２
に戻る。一方、システム環境がよりノイズが多くなり、チャネル対ノイズ比（Ｃ
／Ｎ）がより小さくなる場合、ＦＥ測定基準はおそらく増加する。ＦＥ測定基準
が５に等しいかあるいは５を超えるように増加し、ＢＥＲ測定基準が５％よりも
大きいかあるいは等しい（ＦＥ≧５、５％≦ＢＥＲ）場合、システムは制御路５
１６を介して状態５０６に移る。この状態では、４Ｋｂｉｔｓ／ｓの対応するよ
り低いボコーダレートを生じるより高いチャネル符号度が実現される。制御路５
２０により、ＢＥＲが５％より大きいかあるいはそれに等しい（５％≦ＢＥＲ）
限り、一般的にはＣ／Ｉが４〜１０ｄＢであり、システムは状態５０６のままで
ある。
【００７３】 システムが状態５０６にあり、通信環境が、ＦＥ測定基準をゼロ（０）に減少
させ、ＢＥＲ測定基準を５％より小さくなるように減少し改善を行う場合、通信
システムは制御路５１８により状態５０４に変わり、それによってチャネル符号
化のレベルを減少させ、システムの音質を改善する。
させ、ＢＥＲ測定基準を５％より小さくなるように減少し改善を行う場合、通信
システムは制御路５１８により状態５０４に変わり、それによってチャネル符号
化のレベルを減少させ、システムの音質を改善する。
【００７４】 通信システムが状態５０６にあり、ＦＥ測定基準およびＢＥＲ測定基準が増加
し続ける場合、通信システムは、最終的に「ドロップコール」を生じて通話チャ
ネルの使用をやめてもよい。本実施形態では、例えば、ＦＥおよびＢＥＲがそれ
ぞれ２０および１０％を超える場合、通信チャネルの使用が中止される。
し続ける場合、通信システムは、最終的に「ドロップコール」を生じて通話チャ
ネルの使用をやめてもよい。本実施形態では、例えば、ＦＥおよびＢＥＲがそれ
ぞれ２０および１０％を超える場合、通信チャネルの使用が中止される。
【００７５】 本発明のシステムの適切な動作を確実にするために、様々な状態５０２、５０
４、および５０６間のシステム制御の決定のために評価された測定基準がヒステ
リシスの尺度を含むことが必要である。例えば、ヒステリシスが状態５０２と５
０４との間に全然含まれないとしても、システムは、２つの状態間で急速に振動
でき、フレーム毎に変わるボコーダレートおよびチャネル符号化のレベルを生じ
る。この連続するボコーダ変化が本発明のシステムに対して可能であるが、この
変化は不必要であり、システム資源の非効率的な使用を生じうる。
４、および５０６間のシステム制御の決定のために評価された測定基準がヒステ
リシスの尺度を含むことが必要である。例えば、ヒステリシスが状態５０２と５
０４との間に全然含まれないとしても、システムは、２つの状態間で急速に振動
でき、フレーム毎に変わるボコーダレートおよびチャネル符号化のレベルを生じ
る。この連続するボコーダ変化が本発明のシステムに対して可能であるが、この
変化は不必要であり、システム資源の非効率的な使用を生じうる。
【００７６】 前述した様々なＦＥおよびＢＥＲの値の論議は、３つの異なるボコーダレート
およびチャネル符号化レートを有する好ましい実施形態の一例として意図されて
いる。詳述されたＦＥ値およびＢＥＲ値は単に例として役立ち、任意の数の他の
ＦＥ値およびＢＥＲ値はシステムパラメータと扱われてもよく、異なるボコーダ
に対して変更してもよい。さらに、図５は、３つの状態を有する状態図を示す。
しかしながら、任意の状態数が本発明内で作成されてもよい。
およびチャネル符号化レートを有する好ましい実施形態の一例として意図されて
いる。詳述されたＦＥ値およびＢＥＲ値は単に例として役立ち、任意の数の他の
ＦＥ値およびＢＥＲ値はシステムパラメータと扱われてもよく、異なるボコーダ
に対して変更してもよい。さらに、図５は、３つの状態を有する状態図を示す。
しかしながら、任意の状態数が本発明内で作成されてもよい。
【００７７】 （ダウンリンクレートの移動局制御）
【００７８】 次に、図６を参照すると、本発明の通信システムの動作を示すフローチャート
は通常６００で示されている。一般に、この構成は、適切なダウンリンクボコー
ダおよびチャネル符号化のレベルを決定するＭＳを含む。この決定に続いて、次
に、ＭＳは必要なレート情報をＢＳに送信する。
は通常６００で示されている。一般に、この構成は、適切なダウンリンクボコー
ダおよびチャネル符号化のレベルを決定するＭＳを含む。この決定に続いて、次
に、ＭＳは必要なレート情報をＢＳに送信する。
【００７９】 フローチャート６００は、ＭＳで無線周波数フレームの受信を含む第１のステ
ップ６０２で始まる。ＭＳでのフレームの受信に続いて、ソフト符号化レートビ
ットがステップ６０４でフレームデータから抽出される。図４とともに前述され
ているように、本発明の好ましい実施形態における、これらのソフト符号化デー
タビットは、最高８つまでの異なるボコーダおよびチャネル符号化レートを識別
できる３ビットのレート情報を含んでもよい。次に、フレームデータは、ステッ
プ６０５で最初の音声ブロックを生じるように畳み込み復号化される。
ップ６０２で始まる。ＭＳでのフレームの受信に続いて、ソフト符号化レートビ
ットがステップ６０４でフレームデータから抽出される。図４とともに前述され
ているように、本発明の好ましい実施形態における、これらのソフト符号化デー
タビットは、最高８つまでの異なるボコーダおよびチャネル符号化レートを識別
できる３ビットのレート情報を含んでもよい。次に、フレームデータは、ステッ
プ６０５で最初の音声ブロックを生じるように畳み込み復号化される。
【００８０】 ステップ６０４で抽出された適切なボコーダおよびチャネル符号化レート情報
を使用すると、次に音声ブロックはステップ６０６で最初の音声データを再作成
するように復号化される。このように、ＭＳは、実際上任意のボコーダレートで
符号化された音声データを含むフレームを受信してもよく、全ての関連ボコーダ
レート情報はソフト符号化ビットの形でフレーム内に送信されるために、フレー
ムは首尾よく最初の音声データに復号化されうる。
を使用すると、次に音声ブロックはステップ６０６で最初の音声データを再作成
するように復号化される。このように、ＭＳは、実際上任意のボコーダレートで
符号化された音声データを含むフレームを受信してもよく、全ての関連ボコーダ
レート情報はソフト符号化ビットの形でフレーム内に送信されるために、フレー
ムは首尾よく最初の音声データに復号化されうる。
【００８１】 最適の可能な音声通信チャネルを提供するために、ＭＳは、ＦＥ、ＢＥＲおよ
びＲＸＱのような前述のチャネル特性測定基準をステップ６０８で決定する。Ｍ
Ｓもステップ６１０でＳＲＸＱ値を決定し、測定の測定基準および計算測定基準
の結果に基づいてステップ６１２で最適音質に対するボコーダを決定する。本発
明の好ましい実施形態では、新しいボコーダおよびチャネル符号化レートに対応
するレートビットは、ルックアップテーブルから決定される。一旦ボコーダおよ
びチャネル符号化レートが決定されると、ＭＳは、ステップ６１４でフレームへ
畳み込み符号化される新しいダウンリンクボコーダレートを有するフレームを送
信する。アップリンク６２６はＭＳからＢＳへのフレームの送信を示す。
びＲＸＱのような前述のチャネル特性測定基準をステップ６０８で決定する。Ｍ
Ｓもステップ６１０でＳＲＸＱ値を決定し、測定の測定基準および計算測定基準
の結果に基づいてステップ６１２で最適音質に対するボコーダを決定する。本発
明の好ましい実施形態では、新しいボコーダおよびチャネル符号化レートに対応
するレートビットは、ルックアップテーブルから決定される。一旦ボコーダおよ
びチャネル符号化レートが決定されると、ＭＳは、ステップ６１４でフレームへ
畳み込み符号化される新しいダウンリンクボコーダレートを有するフレームを送
信する。アップリンク６２６はＭＳからＢＳへのフレームの送信を示す。
【００８２】 ステップ６１６では、ＢＳは次のダウンリンク送信のための畳み込み符号化ダ
ウンリンク（Ｄ／Ｌ）ボコーダレートを含むフレームを受信する。アップリンク
送信を復号するためにダウンリンクボコーダは必ずしも知る必要はないので、ダ
ウンリンクボコーダレートはソフト符号化の代わりに畳み込み符号化されうる。
ウンリンク（Ｄ／Ｌ）ボコーダレートを含むフレームを受信する。アップリンク
送信を復号するためにダウンリンクボコーダは必ずしも知る必要はないので、ダ
ウンリンクボコーダレートはソフト符号化の代わりに畳み込み符号化されうる。
【００８３】 ステップ６１８では、ＢＳは、受信フレームを新しいダウンリンクボコーダレ
ートビットを生じるＭＳから復号化する。これらのボコーダレートビットは、ル
ックアップテーブル等を使用して、新しいダウンリンクボコーダレートを決定す
るために使用される。この新しく決定されたボコーダレートを使用すると、ＢＳ
は、ＭＳに送信するためにステップ６１９で音声データを符号化する。ステップ
６２０では、ＢＳは、畳み込み符号化音声データおよび符号化ダウンリンクボコ
ーダレートビットを含むフレームをＭＳに送信する。ダウンリンク６２８は、Ｂ
ＳからＭＳへのフレームの送信を示している。
ートビットを生じるＭＳから復号化する。これらのボコーダレートビットは、ル
ックアップテーブル等を使用して、新しいダウンリンクボコーダレートを決定す
るために使用される。この新しく決定されたボコーダレートを使用すると、ＢＳ
は、ＭＳに送信するためにステップ６１９で音声データを符号化する。ステップ
６２０では、ＢＳは、畳み込み符号化音声データおよび符号化ダウンリンクボコ
ーダレートビットを含むフレームをＭＳに送信する。ダウンリンク６２８は、Ｂ
ＳからＭＳへのフレームの送信を示している。
【００８４】 重要なことは、各ダウンリンクメッセージは音声ブロックに関連したレート情
報をソフト符号化ビットとして含む。これは、フレームが破損し、もはや読み取
ることができない可能性があるためである。この破損は、ＭＳがダウンリンクボ
コーダレートを変えるアップリンクでメッセージフレームを送信してもよく、こ
のフレームが効果的にＢＳによって受信されなかった状況を形成し得る。これが
生じる場合、ＭＳは新しいボコーダレートを有するフレームを受信することを予
想するが、フレームは実際に古いレートで符号化される。さらに、ＭＳが電池電
力を節約するために送信しない間欠状態を含む不連続送信（ＤＴＸ）のような環
境では、チャネル特性および対応するボコーダレート情報は送信フレーム間で著
しく変えることができる。したがって、このような誤通信を避けるために、各音
声ブロックは、音声ブロックを復号化するのに必要なレート情報とともにソフト
符号化される。
報をソフト符号化ビットとして含む。これは、フレームが破損し、もはや読み取
ることができない可能性があるためである。この破損は、ＭＳがダウンリンクボ
コーダレートを変えるアップリンクでメッセージフレームを送信してもよく、こ
のフレームが効果的にＢＳによって受信されなかった状況を形成し得る。これが
生じる場合、ＭＳは新しいボコーダレートを有するフレームを受信することを予
想するが、フレームは実際に古いレートで符号化される。さらに、ＭＳが電池電
力を節約するために送信しない間欠状態を含む不連続送信（ＤＴＸ）のような環
境では、チャネル特性および対応するボコーダレート情報は送信フレーム間で著
しく変えることができる。したがって、このような誤通信を避けるために、各音
声ブロックは、音声ブロックを復号化するのに必要なレート情報とともにソフト
符号化される。
【００８５】 図６に示されるような本発明の好ましい実施形態では、括弧６２２で識別され
るシーケンス６００内のステップはＭＳ内で実行され、括弧６２４で識別される
シーケンス６００内のステップはＢＳ内で実行される。
るシーケンス６００内のステップはＭＳ内で実行され、括弧６２４で識別される
シーケンス６００内のステップはＢＳ内で実行される。
【００８６】 図６に示されたアップリンク−ダウンリンク送信の任意の１サイクルにおいて
、ＢＳおよびＭＳの両方は送信メッセージに対して適切なボコーダレートを他方
に知らせる。例えば、次のダウンリンクフレームに対する畳み込み符号化レート
ビットを含むアップリンクフレームには、アップリンクフレームを復号化する際
に使用するのはどんなボコーダレートであるかをＢＳに伝達するソフト符号化レ
ートビットがある。同様に、次のアップリンクフレームに対する畳み込み符号化
レートを含むダウンリンクフレームには、ダウンリンクフレームを復号化する際
に使用するのはどんなボコーダレートであるかをＭＳに伝達するソフト符号化レ
ートビットがある。
、ＢＳおよびＭＳの両方は送信メッセージに対して適切なボコーダレートを他方
に知らせる。例えば、次のダウンリンクフレームに対する畳み込み符号化レート
ビットを含むアップリンクフレームには、アップリンクフレームを復号化する際
に使用するのはどんなボコーダレートであるかをＢＳに伝達するソフト符号化レ
ートビットがある。同様に、次のアップリンクフレームに対する畳み込み符号化
レートを含むダウンリンクフレームには、ダウンリンクフレームを復号化する際
に使用するのはどんなボコーダレートであるかをＭＳに伝達するソフト符号化レ
ートビットがある。
【００８７】 本発明の通信システムでは、畳み込み符号化されないボコーダレートビットは
音声ブロックに「ソフト符号化」され、畳み込みコーダであるボコーダレートビ
ットは音声ブロックに「ハード符号化」されると称される。他の専門用語では、
音声ブロックに畳み込み符号化されるボコーダレート情報も、ボコーダレート情
報は畳み込み符号化内にあるので、「内部」レートとみなすことができる。ボコ
ーダレート情報は畳み込み符号化の外部にあるために、音声ブロックにソフト符
号化されるボコーダレート情報は、「外部」レートとみなされる。
音声ブロックに「ソフト符号化」され、畳み込みコーダであるボコーダレートビ
ットは音声ブロックに「ハード符号化」されると称される。他の専門用語では、
音声ブロックに畳み込み符号化されるボコーダレート情報も、ボコーダレート情
報は畳み込み符号化内にあるので、「内部」レートとみなすことができる。ボコ
ーダレート情報は畳み込み符号化の外部にあるために、音声ブロックにソフト符
号化されるボコーダレート情報は、「外部」レートとみなされる。
【００８８】 （ダウンリンクの基地局制御）
【００８９】 次に、図７を参照すると、本発明の通信システムの他の実施形態の動作を示す
フローチャートは通常７００で示されている。一般に、この構成は、一連のチャ
ネル測定基準を監視し、この測定基準情報を適切なダウンリンクボコーダレート
およびチャネル符号化のレベルを決定するＢＳに中継するＭＳを含む。この決定
に続いて、次にＢＳは、ソフト符号化レートビットを下記のフレームとともにＭ
Ｓに送信する。
フローチャートは通常７００で示されている。一般に、この構成は、一連のチャ
ネル測定基準を監視し、この測定基準情報を適切なダウンリンクボコーダレート
およびチャネル符号化のレベルを決定するＢＳに中継するＭＳを含む。この決定
に続いて、次にＢＳは、ソフト符号化レートビットを下記のフレームとともにＭ
Ｓに送信する。
【００９０】 第１のステップ７０２では、ＭＳは、ソフト符号化レートビットを有するフレ
ームを受信する。ステップ７０３では、ＭＳは、ソフト符号化レートビットをフ
レームから抽出し、ルックアップテーブル等を使用して、適切なダウンリンクボ
コーダレートおよびチャネル符号化のレベルを決定する。ステップ７０４では、
このレート情報を使用して、ＭＳはフレームを復号化し、音声ブロックを生じる
。ステップ７０６では、ボコーダは適切なレートに設定され、この音声ブロック
は音声ブロックに最初の音声を再作成するために復号化される。
ームを受信する。ステップ７０３では、ＭＳは、ソフト符号化レートビットをフ
レームから抽出し、ルックアップテーブル等を使用して、適切なダウンリンクボ
コーダレートおよびチャネル符号化のレベルを決定する。ステップ７０４では、
このレート情報を使用して、ＭＳはフレームを復号化し、音声ブロックを生じる
。ステップ７０６では、ボコーダは適切なレートに設定され、この音声ブロック
は音声ブロックに最初の音声を再作成するために復号化される。
【００９１】 復号化処理中、ＭＳは通信システムのチャネル特性を決定する。例えば、ＦＥ
およびＲＸＱのような特性測定基準はステップ７０８で決定されてもよい。ＦＥ
およびＲＸＱの決定に続いて、量子化ボコーダ値は、現通信チャネル特性を反映
するステップ７１０で決定される。前以て図８を簡単に参照すると、量子化表が
通常８００で示されている。量子化表８００は、ＭＳで測定されるＦＥ測定基準
８０２およびＲＸＱ測定基準８０４の両方を含み、各々に対して多数の非均一量
子化値を列挙する。これらのＲＸＱ’値は中間範囲の送信量子化レベルであり、
ＲＸＱ’測定基準値の範囲を示している。ＦＥおよびＲＸＱ’は両方受信機性能
に関連しているので、ＲＸＱ’の量子化は、ＲＸＱを８つのレベルに効率的に量
子化するためにＦＥの値に基づいている。ＦＥおよびＲＸＱの両方の現測定値を
量子化表で探索することによって、一連の３ビット量子化ビットが識別される。
例えば、１のＦＥ値および２５のＲＸＱ値に関して、量子化ビット１−０−０が
選択される。一旦量子化ビットが選択されると、ステップ７１２では、フレーム
は、音声ブロックで全符号化された量子化ビットとともにＭＳからＢＳに送信さ
れる。アップリンク７３０はＭＳからＢＳへのフレームの送信を示す。
およびＲＸＱのような特性測定基準はステップ７０８で決定されてもよい。ＦＥ
およびＲＸＱの決定に続いて、量子化ボコーダ値は、現通信チャネル特性を反映
するステップ７１０で決定される。前以て図８を簡単に参照すると、量子化表が
通常８００で示されている。量子化表８００は、ＭＳで測定されるＦＥ測定基準
８０２およびＲＸＱ測定基準８０４の両方を含み、各々に対して多数の非均一量
子化値を列挙する。これらのＲＸＱ’値は中間範囲の送信量子化レベルであり、
ＲＸＱ’測定基準値の範囲を示している。ＦＥおよびＲＸＱ’は両方受信機性能
に関連しているので、ＲＸＱ’の量子化は、ＲＸＱを８つのレベルに効率的に量
子化するためにＦＥの値に基づいている。ＦＥおよびＲＸＱの両方の現測定値を
量子化表で探索することによって、一連の３ビット量子化ビットが識別される。
例えば、１のＦＥ値および２５のＲＸＱ値に関して、量子化ビット１−０−０が
選択される。一旦量子化ビットが選択されると、ステップ７１２では、フレーム
は、音声ブロックで全符号化された量子化ビットとともにＭＳからＢＳに送信さ
れる。アップリンク７３０はＭＳからＢＳへのフレームの送信を示す。
【００９２】 ステップ７１４では、フレームは、全符号化された量子化ビットとともにＢＳ
で受信される。このフレームは、最初の量子化ビットを生じるようにステップ７
１６で復号化される。図９を簡単に参照すると、受信量子化ビットからＦＥ値お
よびＲＸＱ’値を再構成するようにルックアップテーブルを提供する量子化テー
ブル９００が示されている。例えば、量子化ビット１−０−０に関しては、「１
」のＦＥ測定基準値９０４および「２２」のＲＸＱ測定基準値９０６となる。次
に、量子化ビットから得られたこれらの測定基準はステップ７１８でＳＲＸＱ測
定基準を計算するために使用される。量子化ビットおよびＳＲＸＱの結果に基づ
いて、次に、新しいボコーダレートは、ＭＳによってステップ７２０で決定され
る。ステップ７２２では、次の音声ブロックに対する音声データは新しいボコー
ダレートを使用して符号化され、新しいボコーダレートビットは、新しいフレー
ムを生じる音声ブロックにソフト符号化される。次に、この新しいフレームは、
ステップ７２４でＢＳからＭＳに送信される。ダウンリンク７３２はＢＳからＭ
Ｓへのフレームの送信を示す。
で受信される。このフレームは、最初の量子化ビットを生じるようにステップ７
１６で復号化される。図９を簡単に参照すると、受信量子化ビットからＦＥ値お
よびＲＸＱ’値を再構成するようにルックアップテーブルを提供する量子化テー
ブル９００が示されている。例えば、量子化ビット１−０−０に関しては、「１
」のＦＥ測定基準値９０４および「２２」のＲＸＱ測定基準値９０６となる。次
に、量子化ビットから得られたこれらの測定基準はステップ７１８でＳＲＸＱ測
定基準を計算するために使用される。量子化ビットおよびＳＲＸＱの結果に基づ
いて、次に、新しいボコーダレートは、ＭＳによってステップ７２０で決定され
る。ステップ７２２では、次の音声ブロックに対する音声データは新しいボコー
ダレートを使用して符号化され、新しいボコーダレートビットは、新しいフレー
ムを生じる音声ブロックにソフト符号化される。次に、この新しいフレームは、
ステップ７２４でＢＳからＭＳに送信される。ダウンリンク７３２はＢＳからＭ
Ｓへのフレームの送信を示す。
【００９３】 （アップリンクの基地局制御）
【００９４】 ダウンリンクボコーダおよびチャネル符号化レートを調整するためにＭＳとＢ
Ｓとの間で交換されるレートビットに加えて、アップリンクの動作に対応するレ
ートビットも交換される。これは、図６とともに述べられている適切なダウンリ
ンクボコーダレートを決定するために使用される同様なチャネル特性測定基準を
解析するＢＳにより行われる。
Ｓとの間で交換されるレートビットに加えて、アップリンクの動作に対応するレ
ートビットも交換される。これは、図６とともに述べられている適切なダウンリ
ンクボコーダレートを決定するために使用される同様なチャネル特性測定基準を
解析するＢＳにより行われる。
【００９５】 次に、図１０を参照すると、本発明の通信システムの他の実施形態の動作を示
すフローチャートは通常１０００で示されている。一般に、この構成は、適切な
アップリンクボコーダレートおよびチャネル符号化のレベルを決定する一連のチ
ャネル測定基準を監視するＢＳを含んでいる。この決定に続いて、次にＭＳはソ
フト符号化レートビットを下記のフレームとともにＢＳに送信する。
すフローチャートは通常１０００で示されている。一般に、この構成は、適切な
アップリンクボコーダレートおよびチャネル符号化のレベルを決定する一連のチ
ャネル測定基準を監視するＢＳを含んでいる。この決定に続いて、次にＭＳはソ
フト符号化レートビットを下記のフレームとともにＢＳに送信する。
【００９６】 フローチャート１０００は、ＢＳで無線周波数フレームの受信を含む第１のス
テップ１００２で始まる。ＢＳでフレームの受信に続いて、ソフト符号化レート
ビットはステップ１００４でフレームデータから抽出される。図４とともに前述
されているように、本発明の好ましい実施形態における、これらのソフト符号化
レートビットは、最高８つまでの異なるボコーダおよびチャネル符号化レートを
識別できる３ビットのレート情報を含んでもよい。次に、フレームデータはステ
ップ１００６でもとの音声ブロックを生じるように畳み込み復号化される。
テップ１００２で始まる。ＢＳでフレームの受信に続いて、ソフト符号化レート
ビットはステップ１００４でフレームデータから抽出される。図４とともに前述
されているように、本発明の好ましい実施形態における、これらのソフト符号化
レートビットは、最高８つまでの異なるボコーダおよびチャネル符号化レートを
識別できる３ビットのレート情報を含んでもよい。次に、フレームデータはステ
ップ１００６でもとの音声ブロックを生じるように畳み込み復号化される。
【００９７】 ステップ１００４で抽出された適切なボコーダおよびチャネル符号化レート情
報を使用して、次に、音声ブロックは、ステップ１００８で最初の音声データを
再作成するために復号化される。このように、ＢＳは実際上任意のボコーダレー
トで符号化された音声データを含むフレームを受信してもよく、全ての関連ボコ
ーダレート情報はソフト符号化ビットの形でフレーム内で送信されているために
、フレームは最初の音声データに効果的に復号化されてもよい。
報を使用して、次に、音声ブロックは、ステップ１００８で最初の音声データを
再作成するために復号化される。このように、ＢＳは実際上任意のボコーダレー
トで符号化された音声データを含むフレームを受信してもよく、全ての関連ボコ
ーダレート情報はソフト符号化ビットの形でフレーム内で送信されているために
、フレームは最初の音声データに効果的に復号化されてもよい。
【００９８】 最適な可能な音声通信チャネルを提供するために、ＢＳは、ステップ１０１０
で、ＦＥ、ＢＥＲおよびＲＸＱのような前述のチャネル特性測定基準を決定する
。ＢＳもステップ１０１２でＳＲＸＱ値を計算し、測定の測定基準および計算測
定基準の結果に基づいて、ステップ１０１４で最適音質に対するボコーダレート
を決定する。本発明の好ましい実施形態では、新しいボコーダおよびチャネル符
号化レートに対応するレートビットはルックアップテーブルから決定される。一
旦ボコーダおよびチャネル符号化レートが決定されると、ＢＳは、ステップ１０
１６でフレームに畳み込み符号化される新しいアップリンクボコーダレートを有
するフレームを送信する。ダウンリンク１０１８はＢＳからＭＳへのフレームの
送信を示している。
で、ＦＥ、ＢＥＲおよびＲＸＱのような前述のチャネル特性測定基準を決定する
。ＢＳもステップ１０１２でＳＲＸＱ値を計算し、測定の測定基準および計算測
定基準の結果に基づいて、ステップ１０１４で最適音質に対するボコーダレート
を決定する。本発明の好ましい実施形態では、新しいボコーダおよびチャネル符
号化レートに対応するレートビットはルックアップテーブルから決定される。一
旦ボコーダおよびチャネル符号化レートが決定されると、ＢＳは、ステップ１０
１６でフレームに畳み込み符号化される新しいアップリンクボコーダレートを有
するフレームを送信する。ダウンリンク１０１８はＢＳからＭＳへのフレームの
送信を示している。
【００９９】 ステップ１０２０では、ＭＳは、次のダウンリンク送信に対する畳み込み符号
化アップリンク（Ｕ／Ｌ）ボコーダレートを含むフレームを受信する。アップリ
ンク送信を復号化するためにアップリンクボコーダレートを知ることは必ずしも
必要でないために、アップリンクボコーダレートはソフト符号化される代わりに
畳み込み符号化されてもよい。
化アップリンク（Ｕ／Ｌ）ボコーダレートを含むフレームを受信する。アップリ
ンク送信を復号化するためにアップリンクボコーダレートを知ることは必ずしも
必要でないために、アップリンクボコーダレートはソフト符号化される代わりに
畳み込み符号化されてもよい。
【０１００】 ステップ１０２２では、ＭＳは、受信フレームから新しいアップリンクボコー
ダレートビットを生じるＢＳから復号化する。これらのボコーダレートビットは
、ルックアップテーブル等を使用して、新しいアップリンクボコーダレートを決
定するために使用される。この新しく決定されたボコーダレートを使用して、Ｍ
Ｓは、ＢＳに送信するためにステップ１０２４で音声データを符号化する。ステ
ップ１０２６では、ＭＳは、畳み込み符号化音声データおよびソフト符号化アッ
プリンクボコーダレートビットを含むフレームをＢＳに送信する。アップリンク
１０２８は、ＭＳからＢＳへのフレームの送信を示す。
ダレートビットを生じるＢＳから復号化する。これらのボコーダレートビットは
、ルックアップテーブル等を使用して、新しいアップリンクボコーダレートを決
定するために使用される。この新しく決定されたボコーダレートを使用して、Ｍ
Ｓは、ＢＳに送信するためにステップ１０２４で音声データを符号化する。ステ
ップ１０２６では、ＭＳは、畳み込み符号化音声データおよびソフト符号化アッ
プリンクボコーダレートビットを含むフレームをＢＳに送信する。アップリンク
１０２８は、ＭＳからＢＳへのフレームの送信を示す。
【０１０１】 重要なことには、各アップリンクメッセージは、音声ブロックに関連するレー
ト情報をソフト符号化ビットとして含む。このソフト符号化によって、ＢＳは、
前以てボコーダレートを知らないで音声ブロックを適切に復号化できる。フレー
ムが破損し、もはや読み取ることができない可能性があるために、これは特に有
利である。この破損は、ＢＳがアップリンクボコーダレートを変えるダウンリン
クでメッセージフレームを送信してもよく、このフレームがＭＳによって効果的
に受信されない状況を作成するかもしれない。このことが生じるならば、ＢＳは
、新しいボコーダレートを有するフレームを受信することを予想するが、実際に
受信されたフレームは古いレートで符号化される。さらに、ＢＳが連続して送信
しない間欠状態を含む不連続送信（ＤＴＸ）のような環境では、チャネル特性お
よび対応するボコーダレート情報は送信フレーム間で著しく変わることができる
。したがって、このような誤通信を避けるために、各音声ブロックは音声ブロッ
クを復号化するのに必要なレート情報でソフト符号化される。
ト情報をソフト符号化ビットとして含む。このソフト符号化によって、ＢＳは、
前以てボコーダレートを知らないで音声ブロックを適切に復号化できる。フレー
ムが破損し、もはや読み取ることができない可能性があるために、これは特に有
利である。この破損は、ＢＳがアップリンクボコーダレートを変えるダウンリン
クでメッセージフレームを送信してもよく、このフレームがＭＳによって効果的
に受信されない状況を作成するかもしれない。このことが生じるならば、ＢＳは
、新しいボコーダレートを有するフレームを受信することを予想するが、実際に
受信されたフレームは古いレートで符号化される。さらに、ＢＳが連続して送信
しない間欠状態を含む不連続送信（ＤＴＸ）のような環境では、チャネル特性お
よび対応するボコーダレート情報は送信フレーム間で著しく変わることができる
。したがって、このような誤通信を避けるために、各音声ブロックは音声ブロッ
クを復号化するのに必要なレート情報でソフト符号化される。
【０１０２】 図１０に示されるような本発明の好ましい実施形態では、括弧１０３０で識別
されるシーケンス１０００内のステップはＢＳ内で実行され、括弧１０３２で識
別されるシーケンス１０００内のステップはＭＳ内で実行される。
されるシーケンス１０００内のステップはＢＳ内で実行され、括弧１０３２で識
別されるシーケンス１０００内のステップはＭＳ内で実行される。
【０１０３】 （システム性能）
【０１０４】 本発明の通信システムは、ブロックおよびビットインタリーブを提供し、それ
によってチャネルノイズ、干渉、および損失フレームによって引き起こされる通
信リンクの破損を最少にする。このような冗長性に加えて、フレーム内でハード
符号化されるかあるいはフレーム外でソフト符号化されるかのいずれかであるボ
コーダレート情報も繰り返されてもよい。このような繰り返しは本発明の通信シ
ステムの弾力性をさらに強める。ボコーダレート情報あるいはレートビットの冗
長性は、図４とともに前述されたように音声フレーム内のいくつかの位置のビッ
トを繰り返すことによって行われてもよい。
によってチャネルノイズ、干渉、および損失フレームによって引き起こされる通
信リンクの破損を最少にする。このような冗長性に加えて、フレーム内でハード
符号化されるかあるいはフレーム外でソフト符号化されるかのいずれかであるボ
コーダレート情報も繰り返されてもよい。このような繰り返しは本発明の通信シ
ステムの弾力性をさらに強める。ボコーダレート情報あるいはレートビットの冗
長性は、図４とともに前述されたように音声フレーム内のいくつかの位置のビッ
トを繰り返すことによって行われてもよい。
【０１０５】 伝統的なＧＳＭベース通信システムと同様に、本発明の通信システムは、異な
るセルにおいて一方のＢＳから他方のＢＳへのＭＳの転送あるいは「ハンドオフ
」を提供する。このようなハンドオフでは、全て必要なボコーダレート情報はＭ
Ｓから送信される各フレームに示されるので、新しいＢＳに任意の特別のレート
情報を通信リンク１０８を介して供給する必要がない。
るセルにおいて一方のＢＳから他方のＢＳへのＭＳの転送あるいは「ハンドオフ
」を提供する。このようなハンドオフでは、全て必要なボコーダレート情報はＭ
Ｓから送信される各フレームに示されるので、新しいＢＳに任意の特別のレート
情報を通信リンク１０８を介して供給する必要がない。
【０１０６】 本発明は、フルレートあるいはハーフレートのいずれかのＧＳＭベース通信シ
ステムで実施されてもよい。フルレートおよびハーフレートシステムの両方でＢ
ＳとＭＳとの間のボコーダレート情報の符号化および送信は同一である。
ステムで実施されてもよい。フルレートおよびハーフレートシステムの両方でＢ
ＳとＭＳとの間のボコーダレート情報の符号化および送信は同一である。
【０１０７】 前述されたようなボコーダレートおよび符号化の修正に加えて、送信の電力レ
ベルも、最適の可能な音質を供給するために変更されてもよい。例えば、図８お
よび図９では、レートビット８０６および９０２は、ＦＥおよびＲＸＱ’の測定
基準に加えて、送信の電力レベルに関連する測定基準を考慮してもよい。このよ
うな状況では、ＢＳはボコーダレートおよびチャネル符号化を調整できると同時
にＢＳ送信電力を調整し、ＢＥＲあるいはＦＥを最少にし、より優れた音質を生
じる。
ベルも、最適の可能な音質を供給するために変更されてもよい。例えば、図８お
よび図９では、レートビット８０６および９０２は、ＦＥおよびＲＸＱ’の測定
基準に加えて、送信の電力レベルに関連する測定基準を考慮してもよい。このよ
うな状況では、ＢＳはボコーダレートおよびチャネル符号化を調整できると同時
にＢＳ送信電力を調整し、ＢＥＲあるいはＦＥを最少にし、より優れた音質を生
じる。
【０１０８】 本発明はＢＳとＭＳとの間で音声データの送信に対して詳述されたが、いかな
るディジタルデータも同様に通信されてもよいことを理解すべきである。実際、
他の形式のディジタルデータは音声サンプリングレートによって決めることがで
きるために、はるかに高いデータレートは本発明を使用して得ることができ、こ
こで全く予想される。
るディジタルデータも同様に通信されてもよいことを理解すべきである。実際、
他の形式のディジタルデータは音声サンプリングレートによって決めることがで
きるために、はるかに高いデータレートは本発明を使用して得ることができ、こ
こで全く予想される。
【０１０９】 （他の実施形態）
【０１１０】 現在本発明の好ましい実施形態であるとみなされるものが示されているが、様
々な変更および修正が添付された特許請求の範囲およびその同等物によって規定
されたような本発明の範囲および精神を逸脱しないでここで行うことができるこ
とが当業者には明らかである。
々な変更および修正が添付された特許請求の範囲およびその同等物によって規定
されたような本発明の範囲および精神を逸脱しないでここで行うことができるこ
とが当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 基地局と多数の移動局を含む一般的な無線遠隔通信システムを示す図である。
【図２】 本発明の一般的な無線トランシーバのハードウェアの略図であり、それぞれが
異なるボコーダレートを有する３つの別々のボコーダを含む。
異なるボコーダレートを有する３つの別々のボコーダを含む。
【図３】 可変ボコーダレートを実行する無線通信システムの相対性能特性を示すグラフ
である。
である。
【図４】 フレームへの音声ブロックの符号化、組合せおよびインターリーブと、さまざ
まなレベルの無線周波数チャネルノイズと干渉のチャネル符号化と音声符号化の
比率の変動を示す図である。
まなレベルの無線周波数チャネルノイズと干渉のチャネル符号化と音声符号化の
比率の変動を示す図である。
【図５】 ＦＥおよびＢＥＲ測定基準を含む通信システムの現在の状況に基づいたボコー
ダレートの変化を示す状態図である。
ダレートの変化を示す状態図である。
【図６】 多数のチャネル品質の測定基準の計算に基づいて、移動局がダウンリンクボコ
ーダのレートを計算する通信システムで実行される一連のステップを示す。
ーダのレートを計算する通信システムで実行される一連のステップを示す。
【図７】 ダウンリンクのボコーダレートが決定され移動局に通信される場合、移動局が
チャネルの品質の測定基準を基地局に送る通信システムで実行される一連のステ
ップを示す。
チャネルの品質の測定基準を基地局に送る通信システムで実行される一連のステ
ップを示す。
【図８】 移動局のボコーダレートを求めるために必要なチャネル測定基準情報を基地局
に与えるために、移動局から基地局に伝送されるビットを特定する量子化テーブ
ルである。
に与えるために、移動局から基地局に伝送されるビットを特定する量子化テーブ
ルである。
【図９】 移動局により得られたチャネル品質の測定基準に相当する受信ビットを特定す
る量子化テーブルである。
る量子化テーブルである。
【図１０】 多数のチャネル品質の測定基準の計算に基づいて、基地局がアップリンクボコ
ーダレートを計算する通信システムで実行される一連のステップを示す。
ーダレートを計算する通信システムで実行される一連のステップを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 4311 Ｊａｍｂｏｒｅｅ Ｒｏａｄ， Ｎ ｅｗｐｏｒｔ Ｂｅａｃｈ， Ｃａｌｉｆ ｏｒｎｉａ 92660−3095 Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 ワン ヨンビン アメリカ合衆国 カリフォルニア 95135 サンホセ ルビーアベニュー4231 Ｆターム(参考） 5K014 AA01 BA06 BA10 EA08 FA12 GA02 HA05 HA08 5K067 AA03 AA05 AA13 AA23 BB04 CC04 DD45 DD48 EE02 EE10 EE63 EE72 FF32
Claims (37)
- 【請求項１】 移動局と、 ダウンリンク信号を前記移動局に送信する基地局と を具備する無線通信システムであって、 ダウンリンク信号が、あるダウンリンクレートを含み、 前記移動局が、ダウンリンク信号からダウンリンクレートを抽出し、前記抽出
されたダウンリンクレートを用いてダウンリンク信号を復号することを特徴とす
る無線通信システム。 - 【請求項２】 １以上のチャネル品質の測定基準を用いて、ダウンリンクレ
ートが移動局により決定されることを特徴とする請求項１に記載の無線通信シス
テム。 - 【請求項３】 アップリンク信号の１以上のレートビットを用いて、ダウン
リンクレートが移動局により基地局に通信されることを特徴とする請求項２に記
載の無線通信システム。 - 【請求項４】 １以上のレートビットが、アップリンク信号にソフト符号化
されることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。 - 【請求項５】 ダウンリンクレートの決定が、１以上のチャネル品質測定基
準の１つと所定の値を比較し、所定の値に対応するダウンリンクレートを選択す
ることを含むことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。 - 【請求項６】 ダウンリンク信号の１以上のレートビットを用いて、ダウン
リンクレートが基地局から移動局に通信されることを特徴とする請求項５に記載
の無線通信システム。 - 【請求項７】 １以上のレートビットが、ダウンリンク信号にソフト符号化
されることを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。 - 【請求項８】 １以上のチャネル品質測定基準が、フレーム消去測定基準を
含むことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。 - 【請求項９】 １以上のチャネル品質測定基準が、受信品質測定基準を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。 - 【請求項１０】 １以上のチャネル品質測定基準が、ビットエラーレート測
定基準を含むことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。 - 【請求項１１】 １以上のチャネル品質測定基準が、平均受信品質測定基準
を含むことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。 - 【請求項１２】 １以上のダウンリンクチャネル品質測定基準をモニタし、
１以上のダウンリンクチャネル品質測定基準に対応する１以上の量子化ビットを
決定する移動局と、 １以上の量子化ビットを含むアップリンク信号を前記移動局から受信し、１以
上の量子化ビットに対応するダウンリンクレートを決定し、前記ダウンリンクレ
ートを用いてダウンリンク信号を移動局に送信する基地局と を具備する無線通信システム。 - 【請求項１３】 ダウンリンク信号がダウンリンクレートを含むことを特徴
とする請求項１２に記載の無線通信システム。 - 【請求項１４】 ダウンリンクレートの決定が、１以上のチャネル品質測定
基準の１つを所定の値と比較し、所定の値に対応するダウンリンクレートを選択
すること含むことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信システム。 - 【請求項１５】 ダウンリンク信号の１以上のレートビットを用いて、ダウ
ンリンクレートが基地局から移動局に通信されることを特徴とする請求項１２に
記載の無線通信システム。 - 【請求項１６】 １以上のレートビットが、ダウンリンク信号にソフト符号
化されることを特徴とする請求項１５に記載の無線通信システム。 - 【請求項１７】 １以上のチャネル品質測定基準が、フレーム消去測定基準
を含むことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信システム。 - 【請求項１８】 １以上のチャネル品質測定基準が、受信品質測定基準を含
むことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信システム。 - 【請求項１９】 １以上のチャネル品質測定基準が、ビットエラーレート測
定基準を含むことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信システム。 - 【請求項２０】 １以上のチャネル品質測定基準が、平均受信品質測定基準
を含むことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信システム。 - 【請求項２１】 基地局と、 アップリンク信号を前記基地局に送信する移動局と を具備する無線通信システムであって、 アップリンク信号が、あるアップリンクレートを含み、 前記基地局が、アップリンク信号からアップリンクレートを抽出し、前記抽出
されたアップリンクレートを用いてアップリンク信号を復号することを特徴とす
る無線通信システム。 - 【請求項２２】 アップリンクレートが前記基地局で決定され、前記移動局
に通信されることを特徴とする請求項２１に記載の無線通信システム。 - 【請求項２３】 １以上のチャネル品質の測定基準を用いて、アップリンク
レート情報が基地局により決定されることを特徴とする請求項２１に記載の無線
通信システム。 - 【請求項２４】 チャネル品質測定基準が、フレーム消去測定基準を含むこ
とを特徴とする請求項２３に記載の無線通信システム。 - 【請求項２５】 チャネル品質測定基準が、受信品質測定基準を含むことを
特徴とする請求項２３に記載の無線通信システム。 - 【請求項２６】 チャネル品質測定基準が、ビットエラーレート測定基準を
含むことを特徴とする請求項２３に記載の無線通信システム。 - 【請求項２７】 チャネル品質測定基準が、平均受信品質測定基準を含むこ
とを特徴とする請求項２３に記載の無線通信システム。 - 【請求項２８】 基地局と移動局を含む無線通信システムにおいて音質を最
大化する方法であって、 １以上のチャネル品質測定基準を用いて、移動局においてダウンリンク通信チ
ャネルの品質を決定するステップと、 チャネル品質測定基準に基づいて新しいダウンリンクレートを決定するステッ
プと、 アップリンク信号において、移動局から基地局に新しいダウンリンクレートを
送信するステップと、 アップリンク信号から新しいダウンリンクレートを抽出するステップと、 新しいダウンリンクレートを用いて、ダウンリンク信号を作り出すステップと
、 新しいダウンリンクレートをダウンリンク信号に符号化するステップと、 基地局から移動局にダウンリンク信号を送信するステップと、 移動局でダウンリンク信号を受信するステップと、 ダウンリンク信号から新しいダウンリンクレートを抽出するステップと、 抽出した新しいダウンリンクレートを用いて、ダウンリンク信号を復号するス
テップとを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２９】 基地局と移動局を含む無線通信システムにおいて音質を最
大化する方法であって、 １以上のチャネル品質測定基準を用いて、移動局においてダウンリンク通信チ
ャネルの品質を決定するステップと、 所定の量子化ビットグループから、１以上のチャネル品質測定基準に対応する
１以上の量子化ビットを選択するステップと、 アップリンク信号において、移動局から基地局に量子化ビットを送信するステ
ップと、 基地局においてアップリンク信号から量子化ビットを抽出するステップと、 抽出された量子化ビットからダウンリンクレートを決定するステップと、 ダウンリンクレートを用いてダウンリンク信号を作り出すステップと、 ダウンリンクレートをダウンリンク信号に符号化するステップと、 基地局から移動局にダウンリンク信号を送信するステップと、 移動局でダウンリンク信号を受信するステップと、 ダウンリンク信号からダウンリンクレートを抽出するステップと、 抽出したダウンリンクレートを用いて、ダウンリンク信号を復号するステップ
とを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項３０】 基地局と移動局を含む無線通信システムにおいて音質を最
大化する方法であって、 １以上のチャネル品質測定基準を用いて、基地局においてアップリンク通信チ
ャネルの品質を決定するステップと、 チャネル品質測定基準に基づいてアップリンクレートを決定するステップと、 ダウンリンク信号において、基地局から移動局にアップリンクレートを送信す
るステップと、 ダウンリンク信号からアップリンクレートを抽出するステップと、 アップリンクレートを用いて、アップリンク信号を作り出すステップと、 新しいアップリンクレートをアップリンク信号に符号化するステップと、 移動局から基地局にアップリンク信号を送信するステップと、 基地局でアップリンク信号を受信するステップと、 アップリンク信号から新しいアップリンクレートを抽出するステップと、 抽出したアップリンクレートを用いて、アップリンク信号を復号するステップ
とを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項３１】 １以上のチャネル品質測定基準を用いて、移動局において
ダウンリンク通信チャネルの品質を決定する手段と、 チャネル品質測定基準に基づいて新しいダウンリンクレートを決定する手段と
、 アップリンク信号において、移動局から基地局に新しいダウンリンクレートを
送信する手段と、 アップリンク信号から新しいダウンリンクレートを抽出する手段と、 新しいダウンリンクレートを用いて、ダウンリンク信号を作り出す手段と、 新しいダウンリンクレートをダウンリンク信号に符号化する手段と、 基地局から移動局にダウンリンク信号を送信する手段と、 移動局でダウンリンク信号を受信する手段と、 ダウンリンク信号から新しいダウンリンクレートを抽出する手段と、 抽出した新しいダウンリンクレートを用いて、ダウンリンク信号を復号する手
段と を具備することを特徴とする無線通信システム。 - 【請求項３２】 １以上のチャネル品質測定基準を用いて、移動局において
ダウンリンク通信チャネルの品質を決定する手段と、 所定の量子化ビットグループから、１以上のチャネル品質測定基準に対応する
１以上の量子化ビットを選択する手段と、 アップリンク信号において、移動局から基地局に量子化ビットを送信する手段
と、 基地局においてアップリンク信号から量子化ビットを抽出する手段と、 抽出された量子化ビットからダウンリンクレートを決定する手段と、 ダウンリンクレートを用いてダウンリンク信号を作り出す手段と、 ダウンリンクレートをダウンリンク信号に符号化する手段と、 基地局から移動局にダウンリンク信号を送信する手段と、 移動局でダウンリンク信号を受信する手段と、 ダウンリンク信号からダウンリンクレートを抽出する手段と、 抽出したダウンリンクレートを用いて、ダウンリンク信号を復号する手段とを
具備することを特徴とする無線通信システム。 - 【請求項３３】 １以上のチャネル品質測定基準を用いて、基地局において
アップリンク通信チャネルの品質を決定する手段と、 チャネル品質測定基準に基づいてアップリンクレートを決定する手段と、 ダウンリンク信号において、基地局から移動局にアップリンクレートを送信す
る手段と、 ダウンリンク信号からアップリンクレートを抽出する手段と、 アップリンクレートを用いて、アップリンク信号を作り出す手段と、 新しいアップリンクレートをアップリンク信号に符号化する手段と、 移動局から基地局にアップリンク信号を送信する手段と、 基地局でアップリンク信号を受信する手段と、 アップリンク信号から新しいアップリンクレートを抽出する手段と、 抽出したアップリンクレートを用いて、アップリンク信号を復号する手段とを
具備することを特徴とする無線通信システム。 - 【請求項３４】 基地局と、 音声データ対チャネル符号化の比率を有するダウンリンク信号を、ダウンリン
クで前記基地局から受信する移動局と、 ダウンリンクの品質を決定する手段と、 ダウンリンクの品質を高めるために、ダウンリンク信号の音声データ対チャネ
ル符号化の比率を調節する手段と を具備することを特徴とする無線通信システム。 - 【請求項３５】 ダウンリンクの品質を決定する手段が、１以上のチャネル
品質測定基準を具備することを特徴とする請求項３４に記載の無線通信システム
。 - 【請求項３６】 移動局と、 音声データ対チャネル符号化の比率を有するアップリンク信号を、アップリン
クで前記移動局から受信する基地局と、 アップリンクの品質を決定する手段と、 アップリンクの品質を高めるために、アップリンク信号の音声データ対チャネ
ル符号化の比率を調節する手段と を具備することを特徴とする無線通信システム。 - 【請求項３７】 アップリンクの品質を決定する手段が、１以上のチャネル
品質測定基準を具備することを特徴とする請求項３６に記載の無線通信システム
。
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