JP2002524917A - 既知の情報を利用した符復号モード符号化 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 通信システムは複数のソース符号化／チャネル符号化手法をサポートする。採用されている特定のスキームを受信者に知らせるためにペイロードと一緒にモード指標を送信することができる。余分なオーバーヘッド送信を最小限にするために、モード指標は比較的弱いチャネル符号化を行う。ペイロードデータを正しく復号するためには非常に重要性な情報をもつモード指標を正しく復号できるように、種々の値を有する確からしさパラメータを算出して組み合わせることで、最も可能性の高いモードを特定することができる。確からしさ（ソフト）パラメータには、モード情報の可能性がある値のモデル（例えばマルコフモデル）に基づいて算出することができるパラメータが含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は一般的には通信システム分野でのモードの取り扱いに関し、さらに具
体的には、デジタル通信システムにおいてマルチスピーチ／フォワードエラー修
正符号化手法をサポートする符号化モードの決定方法に関するものである。

【０００２】 商業的通信システムの拡大と、特に、セルラー無線電話システムの爆発的な成
長はシステム設計者に、品質が使用者の許容範囲を下回らないようにしながらシ
ステム容量を増大させることを要求している。この目的を達成する技術の１つと
して、データを搬送波に乗せるためにアナログ変調を使用したシステムから、デ
ータを搬送波に乗せるためにデジタル変調を使用したシステムへの変更が行われ
た。

【０００３】 デジタル無線通信システムでは、標準化されたエアインターフェースが、スピ
ーチ符号化の形式、バーストフォーマット、通信プロトコル等の、ほとんどのシ
ステムパラメータを規定する。例えば、ヨーロッパ通信標準化学会（ＥＴＳＩ）
は、シンボルレート２７１ｋｓｐｓのガウシアン最小シフトキーイング（ＧＭＳ
Ｋ）変調を使用した無線周波数（ＲＦ）物理チャネルまたはリンクを介して制御
、音声及びデータ情報を送受信する時間分割多元接続（ＴＤＭＡ）を使用した移
動通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）標準を規定した。米国では、通信
産業会（ＴＩＡ）が、ＲＦリンクを介してデータを送受信するために別の直角変
調位相シフトキーイング（ＤＱＰＳＫ）変調手法を使用したＴＤＭＡシステムや
多くのデジタル先進移動電話サービス（Ｄ−ＡＭＰＳ）を規定するＩＳ−５４や
ＩＳ−１３６のような多くの中間標準を公表している。

【０００４】 ＴＤＭＡシステムは、利用できる周波数を１つ以上のＲＦチャネルに分割する
ものである。ＲＦチャネルはさらに、ＴＤＭＡフレームのタイムスロットに対応
する複数の物理チャネルに分割される。論理チャネルは、変調と符号化が特定さ
れた１つ以上の物理チャネルから構成される。これらのシステムでは、移動局は
分散した複数の基地局と上り線および下り線のＲＦチャネルとを使用してデジタ
ル情報を送受信することで通信を行う。

【０００５】 現在、移動局の数が増え続けているために、ますます多くのセルラー通信シス
テムの音声及びデータチャネルが必要になっている。結果的に、基地局が一層近
くに設けられることになり、隣接するセルや近くのセルで同じ周波数を使用する
移動局間の干渉が増大している。実際、信号に意図的に同じ時刻と周波数を使用
させるスペクトル拡散変調を使用した、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を使用し
たシステムも既に使用されている。デジタル技術によって、一定の周波数スペク
トル範囲内で、より多くのチャネルが使用可能になるが、干渉を許容レベル以下
に維持する必要、あるいはより具体的には、干渉に対するキャリア信号強度をモ
ニターして制御する必要がある（キャリア対干渉（Ｃ／Ｉ）比）。

【０００６】 種々の通信サービスにとって益々重要性を増しているファクターは、特定の接
続における望ましい／必要なユーザビットレートである。例えば、音声および／
またはデータサービスに関しては、ユーザビットレートは音声品質および／また
はデータスループットに対応し、ユーザビットレートが高ければ音声の高品質お
よび／またはより高いデータスループットに相当する。合計ユーザビットレート
はスピーチ符号化、チャネル符号化、変調及びリゾース割り当ての選択された組
み合わせ、例えば、ＴＤＭＡシステムであれば、接続ごとに割り当てることがで
きるタイムスロットの数、ＣＤＭＡシステムでは接続ごとの割り当ての数、によ
って決定される。

【０００７】 スピーチ符号化（より一般的には「ソース符号化」）技術は、入力情報を許容
された大きさのバンド幅であって、情報化可能な出力信号を再生することができ
るフォーマットに圧縮するために使用される。スピーチ符号化に関しては、残余
励起線形予測（ＲＥＬＰ）、正常―パルス励起（ＲＰＥ）等、多くのアルゴリズ
ムが存在するが、これらの詳細は本発明と特に関連はない。この意味でもっとも
重要な事実は、多くのスピーチ符号化手段が多くの異なる出力ビットレートに基
づいており、出力ビットレートが高い符号化手段による音声品質は出力ビットレ
ートが低い符号化手段に比較して利用者に高く評価されていることである。例え
ば、ＧＳＭシステムが１３ｋｂｐｓで作動するＲＰＥスピーチ符号化手法を使用
しているのに対して、伝統的な、電線に基づく電話システムは６４ｋｂｐｓのＰ
ＣＭスピーチ符号化を使用している。

【０００８】 スピーチ符号化の問題のほかに、デジタル通信システムは誤差と共に受信され
た情報を取り扱う種々の技術を使用している。一般的に、この技術には、受信機
が誤差と共に受信した情報を修正するのを助ける技術、例えば、フォワードエラ
ー修正（ＦＥＣ）技術、誤差と共に受信された情報を受信機に再送信させる、例
えば、自動再送要求（ＡＲＱ）技術が含まれる。ＦＥＣ技術は、例えば、変調の
前にデータの畳み込み符号化またはブロック符号化（全体としてはここでは「チ
ャネル符号化」と称する）を行うものである。チャネル符号化は、特定の数のデ
ータビットを特定の数のコードビットによって表現することを含む。従って、例
えば、畳み込み符号をそのコードレート、例えば１／２や１／３で参照すること
が一般的に行われ、コードレートが低い場合には誤差に対する保護が大きいが、
チャネルビットレートが一定であればユーザビットレートが小さくなる。

【０００９】 従来は、ユーザビットレートに影響を与える技術はどの無線通信システムにお
いてもそれぞれ固定されているか、あるいは少なくともその無線通信システムで
確立された接続の継続中は固定されていた。つまり、システムはそれぞれ、１種
類のスピーチ符号化、１種類のチャネルコーディング、１種類の変調及び１つの
リゾース割り当てを使用する接続を確立していた。しかし、最近は、時間ととも
に急速に変化する多くのパラメータ、例えば、無線通信チャネルの無線電波特性
、システムの付加、ユーザビットレート要求等に対して、これらの技術を動的に
適用してシステム性能を最適化することが好まれている。

【００１０】 例えば、個別の変調手法の強みを選択的に利用してユーザビットレートを増大
しおよび／またはノイズと干渉に対する耐性を高めるために異なる変調を動的に
利用することが行われている。複数の変調手法を使用する通信システムの例が米
国特許第５、５７７、０８７号に開示されている。当該文献では、１６ＱＡＭと
ＱＰＳＫの間で切替可能な技術が紹介されている。変調形式の間の切替を行う決
定は品質測定に基づいて行われるが、このシステムは一定のユーザビットレート
を使用しているので、変調方式を変更すると、チャネルビットレート、例えば通
信チャネルをサポートするために使用されているタイムスロットの数、を変更す
ることが必要になる。

【００１１】 無線通信システムにサポートされた異なる接続および同一の接続の継続時間中
において、これらの処理技術の多くの異なる組み合わせを選択的に利用できるこ
とが望まれる。しかし、受信に際して情報を適切に復号するためには、受信機は
送信機が使用している処理の形式を知っている必要がある。一般的に、無線信号
において受信機に処理技術を知らせるには２つの技術がある：（１）明示的情報
、つまり、処理の形式を示すモードの値を有する送信情報の中のメッセージフィ
ールドと、（２）暗示的情報、つまり受信機が受信信号を分析することによって
送信機の処理形式を決定する「ブラインド」復号とも呼ばれるものである。この
後者の技術は、ＴＩＡ／ＥＩＡ ＩＳ−９５に従って運転するＣＤＭＡシステム
で使用されている。明示的情報は、受信機の側での処理のための遅延が小さくな
るので場合によってはより好ましいと考えられているが、送信機の側ではユーザ
のデータにオーバーヘッドを追加しなければならないという不利益を伴う。

【００１２】 本発明に関連して特に重要なのは、送信機がその時点で使用しているスピーチ
符号化／チャネル符号化組み合わせを反映するモード指標である。例えば、チャ
ネルの状況が良好であれば、送信機はソース符号化ビットレートが高いが誤差に
対する保護は比較的低いスピーチ符号化／チャネル符号化モードを使用すること
ができる。そうではない場合、チャネル状態が劣悪であれば、スピーチ符号化ビ
ットレートが低く誤差に対する保護が比較的高い符号化モードを選択することが
できる。システムは、チャネル状態の変化に応じて異なる符号化モードの間を速
やかに変化することができる。

【００１３】 上述のように、受信機が適切なチャネル復号／スピーチ復号技術を使用できる
ように、モード指標は受信機に（それが基地局であれ移動局であり）送信するこ
とができる。典型的には、このモード指標は単に数個の、例えば２つの、データ
フィールドとともに搬送されるビットを有するだけである。復号化モードの指標
を正確に復号できなければデータのすべてのフレームが回復不能になってしまう
ので、受信機にとっては符号化モードの指標を正確に復号することは特に重要で
ある。モード指標を正確に受信する必要のために、設計者は重いチャネル符号化
を施してモード指標を強固に保護しようとするかもしれない。

【００１４】 しかし、重いチャネル符号を使用することは冗長性の増大を意味し、モード指
標フィールドでもっと多くのビットを送信しなければならないことになる。これ
は、すでに述べたように、オーバーヘッドビットは最小にしなければならず、増
加させてはならないことを考えると望ましいことではない。したがって、符号化
モード指標のようなモード指標が正しく復号されて同時にペイロードデータとと
もに送信されるオーバーヘッドビットの数を最小限にする技術とシステムが望ま
れる。

【００１５】

【発明の要旨】

従来の情報通信方法とシステムの欠点と制約を、エアインターフェースを介し
て送信されるモード情報を保護するために比較的弱いチャネル符号化（例えば、
畳み込み符号化またはブロック符号化）を使用した本発明によって解決する。こ
の方法で、送信されるオーバーヘッドビットが最小化され、一定のリゾース割り
当ての下でユーザデータのスループットを最大にすることができる。モード情報
は、例えば、受信機に対してペイロードデータを符号化するために現在使用され
ているスピーチ符号化／チャネル符号化の組み合わせ、送信機が次に送信する情
報ブロックまたはフレームに関する受信機からの符復号モードの要求、及び／ま
たは、チャネル測定情報を含み、これが送信機が使用すべき特定の符復号モード
の暗示的な要求として作用する。

【００１６】 モード情報を保護するために使用されているチャネル符号化が比較的弱いこと
を補償するために、本発明の実施例は、モード情報の値を正しく決定する確率を
最大にするように複数の推定または算出された確からしさパラメータを提供して
モード情報の正確な復号を可能にする。例えば、第１の確からしさパラメータが
、復号されたモード情報フィールド、例えば、ビタビ復号過程、の一部として得
られるソフト情報に基づいて得られる。第２の確からしさパラメータは、モード
情報そのものの既知の情報に基づいて作成したモデルから得られる。これら２つ
の確からしさパラメータは現在のモード情報を特定する（最も可能性が高いと推
定する）ために組み合わせることができる。 本発明の上記以外の目的、特徴及び利点は添付の図面を参照しながら以下の詳
細な説明を読めば一層明らかになる。

【００１７】 ［発明の詳細な説明］ ＴＤＭＡ無線通信システムを前提として以下の実施例を説明する。しかしなが
ら、当業者にとっては、この接続方法が単に説明のための例示に過ぎず、本発明
は、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、ＴＤＭＡ、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ
）およびこれらの複合形式を含む、すべての形式の接続方法に対して適用できる
ことを理解するはずである。

【００１８】 さらに、ＧＳＭ通信システムに基づく動作はヨーロッパ通信標準委員会（ＥＴ
ＳＩ）文書ＥＴＳ ３００ ５７３、ＥＴＳ ３００ ５７４およびＥＴＳ ３００
５７８に記載されており、これらの文献をここに参照して開示を取り込むものと
する。したがって、ＧＳＭシステムの構造はここでは本発明を理解するために必
要な限りにおいてのみ説明する。また、本発明はＧＳＭシステムを利用した実施
例について説明するが、当業者は本発明は非常に多くのデジタル通信システム、
たとえばＰＤＣやＤ−ＡＭＰＳ基準に基づくもの、またはそれらの改良されたも
の、において使用できることを理解するものと思われる。

【００１９】 図１には、本発明の実施例に基づく通信システム１０を示す。システム１０は
、複数の管理コールを有する階層化されたネットワークである。上り線と下り線
用の周波数の組を使用して、システム１０に収容された移動局１２は、これらの
周波数で割り当てられたタイムスロットを使用して呼に加わる。階層の上位のレ
ベルでは、複数の移動スイッチングセンタ（ＭＳＣ）１４が呼びの発信元と発信
先の間のルーティングを行う。特に、これらの要素は呼の確立、制御及び終了を
取り扱う。ゲートウエイＭＳＣとして知られるＭＳＣ１４のうちの１つは、公衆
スイッチ電話網（ＰＳＴＮ）１８または他の公衆および私用ネットワークとの通
信を取り扱う。

【００２０】 階層の下のレベルでは、各ＭＳＣ１４は、基地局制御装置（ＢＳＣ）１６のグ
ループと接続されている。ＧＳＭ標準に従えば、ＢＳＣ１６は、ＭＳＣ１４と、
ＣＣＩＴＴシグナリングシステムＮｏ．７の移動通信適用部分に基づくＡ−イン
ターフェースとして知られる標準インターフェースに従って通信する。

【００２１】 階層のさらに下のレベルでは、各ＢＳＣ１６が基地無線局（ＢＴＳ）２０のグ
ループを制御する。各ＢＴＳ２０は、例えば１つまたは２つ以上の通信セル２１
のような、特定の共通の地理的領域をカバーするために上り線及び下り線のＲＦ
チャネルを使用する複数のＴＲＸ（図示しない）を具備する。ＢＴＳ２０は、基
本的には、対応するセルに収容された移動局１２との間のデータバーストの送受
信のためにＲＦリンクを提供する。実施例では、複数のＢＴＳ２０が無線基地局
（ＲＢＳ）２２に収容されている。ＲＢＳ２２は例えば、本発明の出願人である
テレフォンアクチーボラゲットＬＭエリクソン社が提供する製品ＲＢＳ−２００
０として構成されたものである。実施例である移動局１２とＲＢＳ２２のより詳
細については、ここにその開示を明示的に取り込むものとする、マグナスフロー
ダイによる、１９９７年８月２９日出願の、「異なるシンボルレートを有する変
調手法を使用したリンクのためのリンク適用方法」と題する米国特許出願番号第
０８／９２１，３１９号を参照されたい。

【００２２】 本発明の実施例によれば、ＢＴＳ２０と移動局１２との間で送信される情報は
異なる符復号モードによって処理することができる。ここで「符復号モード」と
称するときは、ソース符号化（例えば、スピーチ符号化）とチャネル符号化の組
み合わせを意味するが、本発明は別の形式のモード指標に対しても適用可能で、
さらに一般的には、エアインターフェースを介した別の情報の送受信にも適用す
ることができる。関連した指標、要求と情報が保護され、送信され、復号される
モードの例を理解するために、図２（ａ）と２（ｂ）に示したＧＳＭコーデック
モードの例について検討する。

【００２３】 図２（ａ）は例示した音声信号入力をデジタル化するＡ／Ｄ変換器（図示しな
い）の下流側の送信処理パスの一部を示したものである。周知のＧＳＭ仕様（例
えば、ＧＳＭ ０６．５３）に従って作動して２つのカテゴリに属する出力ビッ
ト、１３ｋｂｐｓの場合に１８２のクラス１ビット及び７８のクラス２ビット、
を出力するＲＰＥスピーチ符号器３０に提供される１６０個のサンプルからなる
ブロックが示されている。図２（ｂ）に示したように、クラス１ビットはさらに
クラス１ａビットとクラス１ｂビットとに分割され、両方がチャネル符号器３２
に入力され、そこでレート１／２の畳み込み符号化が行われる。この結果チャネ
ル符号器３２から３７８ビットが出力され、これにはクラス１ａビットに関連す
る３つのパリティービットとクラス１ｂビットに関連する４つのテールビットが
含まれる。この複合プロセスは１つの符復号モードの一例と考えられる。

【００２４】 しかし、出願人にとっては、複数の符復号モードを提供する将来のシステムも
視野に含まれる。例えば、図３（ａ）に概念的に示したように、２つの異なるス
ピーチコーダと２つの異なるチャネルコーダを種々の組み合わせで用いて送信前
にビットを符号化することも可能である。第１のスピーチコーダ４０はデジタル
サンプルを処理してＸｋｂｐｓのビットレートで出力し、第２のスピーチコーダ
４２は入力デジタルサンプルを処理してＹｋｂｐｓのビットレートで出力し、Ｘ
＞Ｙである。同様に、２つの異なるチャネルコーダ４４と４６（この例では畳み
込みコーダであるがその一方または両方はブロックコーダであっても良い）が、
そのレート１／Ａと１／Ｂ、Ａ＞Ｂ、に基づいて異なる程度の誤差防護を提供す
る。従って、モード制御プロセッサ４８を多重化器５０と５２とともにパス選定
のために使用して、つまり、この例の場合にはスピーチコーダとチャネルコーダ
の組み合わせ、ペイロードデータの特定のブロックまたはフレームを処理するた
めに、４つの異なる符復号が得られる。

【００２５】 送信機においてマルチプル符復号モードを行うためには、もちろん、他にも多
くの技術が利用できる。図３（ｂ）の例では、複数のソース（例えばスピーチ）
符号器６０，６２，６４と６６が選択的な送信信号処理パスとして存在する。各
符号器の出力レートは異なり（Ｘ＞Ｙ＞Ｚ＞Ａｋｂｐｓ）それぞれ別のチャネル
符号器６８、７０、７２、７４に対応している。異なる選択可能なパスにおいて
、Ｆｋｂｐｓの均一な出力データレートにするためには（同様なリゾース割り当
て／接続では望ましい）、ソース符号化されたデータストリームに吹かされた余
裕の大きさがビットレートが低いソース符号器に対しては高く、ビットレートが
高いソース符号器に対しては低くなるように、チャネル符号器を設計しても良い
。先に述べた例のように、どの選択されたデータブロックまたはフレームの符復
号モードも、例えば、モード制御プロセッサ７６と多重化器７８によって制御す
ることができる。

【００２６】 送信機の側で異なる符復号モードのために使用した技術の如何にかかわらず、
受信データを正しく復号するためには、受信機は送信機が受信したすべてのブロ
ックまたはフレームのそれぞれの処理に使用した符復号モードを知る必要がある
。本発明の実施例によれば、これは、送信機から受信機に、関連するデータのブ
ロックまたはフレームと共にあるいは先立って、モード指標を送信することによ
って行われる。図３（ａ）と３（ｂ）に示した例では、送信に先立ってデータを
処理したスピーチ符号器とチャネル符号器の組み合わせを知らせるのに、２ビッ
トのモード指標フィールドで十分である。他には、受信機は送信機に特定の符復
号モードの要求を送信することや、受信機が送信機に下り線チャネルに対応する
信号品質測定値（ＢＴＳから移動局へのリンク）を送信して送信機はこれを使用
して適当な符復号モードを特定するやり方も可能である。これらの３つの場合は
何れでも、ある種のモード情報が送信機と受信機の間のエアインターフェースを
介してやり取りされ、これらのフレーズが、他の種類のモード情報と共にこれら
３種の具体例それぞれに含まれる。

【００２７】 いずれにしても、モード情報もＢＴＳ２０と移動局１２の間をエアインターフ
ェースを介して通信されるので、データと共にモード情報もチャネルエラーに対
して防護されていることが必要である。しかし、モード情報はエアインターフェ
ース上を送信されるフレームあたりほんの数ビットにすぎないので、遅延の少な
い効率的な（つまり冗長性の大きくない）ソース符号化は不可能である。さらに
、重いチャネル符号化を付加すること、つまり大きな冗長性を持たせることは、
オーバーヘッド送信量（つまり、ペイロードデータでない情報）をさらに増大さ
せることになり、ユーザの有効なビットレートを減少させることになるので、好
ましくない。符号化遅延を小さくして、符復号モードが通信チャネル状態の変化
に迅速に対応できるようにしておくことが望ましい。本発明の実施例に従えば、
従って、モード情報は比較的弱いチャネル符号（冗長性が少ない）を用いてモー
ド情報をチャネル符号化する。図３（ａ）では、このことは、レート１／Ｃの畳
み込みコードを使用するチャネル符号器５４によって例示されている。図３（ｂ
）では、（８，２）ブロック符号化を使用するブロック符号器６７によって例示
されている。より具体的な、比較的弱いチャネル符号化の例として、レート１／
３から１／２（あるいはより大きな）畳み込み符号化と（４、２）から（８、２
）のブロック符号化（ここで、何れの場合にも、カッコの中の最初の数はグロス
ビットの数を表しており、２番目の数がネットビットの数である）を例示するこ
とができるが、これは単に例として挙げたに過ぎない。

【００２８】 受信機の側で適切な復号を行うために、本発明の具体例に基づく、比較的弱い
チャネル符号化を使用してエアインターフェースを介して送信されたモード情報
は、図４に示したモード情報の復号を適切に行うことができるように複合可能性
または確立計算を使用する。その場合、例えば、受信装置のアンテナ１００、が
特定の無線チャネルを介して無線信号を受信する。このチャネルで送信された信
号（例えば、データ／スピーチメッセージ）は、例えばフェージングによって強
度の変形を受け、ＴＤＭＡバーストは高度に変形したスピーチフレームを有して
いるかもしれない。

【００２９】 所定の無線周波数（ＧＳＭシステムでは８６５−９３５ＭＨｚ）の無線受信機
１０２で既知の方法に従って、変調が行われ、ベースバンド変調信号が得られる
。無線受信機１０２に入来する無線信号の信号強度レベルが測定され、図４では
ｓ_mで参照される。ベースバンド変調信号は、復調器１０４によってＩＦレンジ
で復調される。この復調器はまた、入来した信号が伝送される途中でこれに加え
られたマルチパス伝播の影響を補償または修正するための既知のイコライザを具
備する。例えば、この目的には、周知のビタビイコライザを使用することができ
る。

【００３０】 すべての所定のシンボル推定の可能性に関するいわゆるソフト情報が復調器１
０４のビタビイコライザから得られ、このソフト情報は図４ではｓ_jで参照され
る。ディインターリーバ１０６が復調器／イコライザ１０４の下流側に接続され
、既知の方法で受信機のために時分割されたバーストを回復させる。

【００３１】 受信機はさらに、モード情報可能性処理装置１０７を具備し、モード情報に関
連する複合可能性を算出して、受信したデータブロックまたはフレームを最初に
処理するために送信機が使用した可能性が最も高い手法として受信機が特定した
手法を指示して、出力をチャネル復号器１０９とスピーチ復号器１１２に送る。
複合可能性は、例えば、モード情報の復号処理の途中で作成された、ソフト情報
に関連する第１の確からしさパラメータｓ_jと、確率または確からしさモデル１
０８によって作成された第２の確からしさパラメータを含む。

【００３２】 第１の確からしさパラメータは例えばモード情報のビタビ復号と共に算出され
たメトリックである。可能性のあるモード情報値（例えば、前出の符復号モード
の例では００、０１、１０、１１）それぞれに対して、復号処理をすることで第
１の確からしさパラメータが得られる。同様に、モデル１０８もモード情報のポ
テンシャルの値それぞれに対して第２の確からしさパラメータを算出することが
できる。モード情報の各ポテンシャルの値に対する第１と第２の確からしさパラ
メータの値は組み合わせて、例えば、互いに掛け合わせて、モード情報の各ポテ
ンシャルの値に対して複合可能性を求め、チャネル復号器１０９とスピーチデコ
ーダ１１２とで使用するために最も可能性の高いものを選択することができる。

【００３３】 システムの種々の要請によってブロック１０８で使用するモデルは異なる可能
性がある。例えば、モード情報の確率モデルとしてはマルコフモデルを使用する
ことができる。マルコフモデルそれ自体は、この技術分野では良く知られており
、従って、ここではより詳細な説明は省略する。しかし、マルコフモデル一般お
よびシンボル値の推定を行うための用途に関して興味のある読者は、Fingscheid
t他による「耐性の高いスピーチ複合：ビットエラーに対する全般的アプローチ
」、ＩＣＡＳＳＰ ’９７、ミュンヘン、ドイツ、および、Fingscheidt他によ
る「チャネル復号器のソフト出力を使用した耐性の高いＧＳＭスピーチ復号」、
ユーロスピーチ梗概集 ’９７、ローデス、ギリシャを参照されたい。これらの
文献の開示をここで参照して取り込むものとする。

【００３４】 例えば、符復号モードコードワードが同じように分布していないとき、例えば
、対象となる、与えられたデータブロックまたはフレームに関して可能性のある
符復号モードが同じ可能性を有していないとき、オーダ０のマルコフモデルが適
当である。より具体的には、予めわかっている時間に関する情報が特定の符復号
モードの可能性に影響を与えないときにオーダ０のマルコフモデルを使用するこ
とができる。例えば、モード１で処理された特定のデータブロックまたはフレー
ムが時刻ｎ−１で受信され、この知識は次のブロックまたはフレームを処理する
ために送信機がどの符復号モードを使用したかということに関する可能性を変更
しないなら、モデル１０８に関してはオーダ０のマルコフモデルを選択するのが
良い。

【００３５】 反対に、もし、時刻n-1で使用された符復号モードが次の時刻で使用される１
つ以上の符復号モードの確率に影響を与えないなら、前の符復号モードコードワ
ードから現在の符復号モードコードワードへの同じでない遷移確立をモデル化す
るにはオーダ１のマルコフモデルが１０８のモード情報モデルとして適当である
。第１次モデルの遷移確率は例えば以下の基準に従って設定することができる。

【００３６】 ・モード変更はめったに起こらないので、現在の符復号モードが維持される確率
に比較して、ある符復号モードから別の符復号モードに変更される確率は低い。 ・モードの変更はモードを調整するために起こるだけである可能性がある、例え
ば、３つの異なるチャネル符号化モードがあれば、最も重いチャネル符号化モー
ドから２番目に重いチャネル符号化モードへの変更のみが可能であり、最も重い
チャネル符号化モードから最も弱いチャネル符号化モードへの変更はない。従っ
て、隣接するモード以外のモードに対する遷移確率はゼロとすることができる。 ・ｍフレーム内でのｎ回以上のモード変更は禁止されている可能性がある。現在
のモード以外の別のモードへの遷移確率は、従って時間間隔内でｎを超えたら０
にすることができる。 ・符復号モード要求を発信する装置は要求されているモードを知っている。受信
装置によって前記要求が承認され、新しいソース／チャネルコーディングに従っ
てスピーチデータが符号化されて対応するモードインディケーションと共に送信
されるまでにはいくらかの遅延があるが、復号器は、モード情報が要求されたモ
ードを表す値になるマルコフモデルの遷移確率を高めに考えることができる。 ・上り線と下り線のチャネル状態は関連している。従って、遠隔の装置から受信
された符復号モード要求は、その遠隔の装置に対して送られた符復号モードと対
応している可能性が高い。１つの無線リンク（例えば、下り線）における受信さ
れた符復号モード要求のためのマルコフモデルの遷移確率は、他方のリンク（例
えば、上り線）のために要求された符復号モードである可能性が高い。

【００３７】 当業者には、上記のものが、規則または履歴に基づいて所定のフレームのモー
ド情報が特定の値である可能性を決定する確率モデルの例示に過ぎないことを理
解するであろう。

【００３８】 さらに、どのようなモデルを選択するにしても、他のパラメータに関連したシ
ステム状態の変化に対応するように適応しなければならない。例えば、変化とは
、 ・符復号モードの数、 ・リンク品質測定値の解像度、 ・符復号モード情報の送信レート（例えば、不連続送信（ＤＴＸ））、 ・符復号モード情報（ＤＴＸ）のチャネル防護の程度（例えば、冗長性の程度）
、 ・符復号モード情報（ＤＴＸ）のためのチャネルコード手法（例えば、畳み込み
またはブロック符号化）、 ・双方向通信システムの設計コンセプト（対称または中央集中制御）。

【００３９】 後者の調整パラメータは対称または中央集中制御基本設計に関するものである
。対称制御構造とは、上り線と下り線との間で相違がないシステム、移動局と基
地局が区別されないシステムを意味する。従って、リンク用の送信機はモードの
選択を制御する。他には、リンクしているモード要求側の装置、例えば受信機が
モードを制御することもできる（つまり、モード要求及び／または測定が送信機
を拘束する）。

【００４０】 中央集中制御構造は、システムがマスターと、スレーブである遠隔装置、例え
ば移動局から構成されている構造である。この場合、システムは両方のリンクの
符復号を制御する、つまり、移動局からのモード要求は拘束力を有しない。従っ
て、基本設計の種類が将来のデータ送信で使用される具体的なモードの可能性、
つまり、移動局のモード要求がシステムで尊重される可能性、に影響を与えるこ
とになる。

【００４１】 さらに、上述したもの以外のモデル調整パラメータについて、当業者にはＤＴ
Ｘ間の一方のリンクは休止状態であり符復号モード情報は低減されたレートで送
信されることが理解される。例えば、アクティブなリンクのフレームごとに符復
号モード情報が送信されるが、アクティブでないリンクでは符復号モード情報が
送られる頻度は下がっている、例えば、６フレームごとである。従って、アクテ
ィブでないリンクでは、符復号モード情報は（送信あたりについては）より頻繁
に変化する可能性がある。結果として、第１のオーダーのマルコフモデルの遷移
確率はＤＴＸを考慮して、現状の符復号モードを維持することはモードが変化す
る可能性よりも低いように調整する必要がある。ＤＴＸに関する別のモデル変更
は、ＤＴＸを使用するときにはフレームにおいて送信容量を上げることが可能で
あり、その結果モード情報を保護するためのより強力なエラー修正コーディング
が可能になることに関連する。この後者の場合には、（ソフト出力チャネル復号
からの）第１の確からしさパラメータと（確率モデルからの）第２の確からしさ
パラメータを組み合わせる際に、第１のパラメータを重視することができる。

【００４２】 何れにしろ、モード情報の値のそれぞれに対する複合可能性を算出し、最も可
能性の高い符復号モードが特定されたら、これがチャネル復号器１０９とスピー
チ復号器１１２とが適切な処理アルゴリズムを使用するために必要な情報である
。例えば、チャネル復号器１０９の基本機能は、送信機の側のチャネル符号器で
行った処理と反対の処理を行って、既知の冗長ビットと既知のチャネル符号化（
例えば畳み込み符号化）に基づいて、送信された情報を取り出すことである。復
号されたスピーチフレームはチャネル復号器１０９からスピーチ復号器１１２に
対して、ソフトエラー遮蔽手段１１０を経由してスピーチフレームごとに送られ
る。ソフトエラー遮蔽手段１１０は、好ましくは、ソフトウェアを具備する装置
であって、例えば、スピーチフレームが誤って復号されたような場合に対処する
ものである。受信スピーチフレームの完全な合成はスピーチ復号器１１２が行い
、スピーチ信号を移動局の音声再生ユニット１１４に送る。

【００４３】 本発明をいくつかの実施例に基づいて説明したが、当業者は、本発明の範囲内
で多くの変形が可能なことを理解するであろう。従って、本発明は、すべての均
等物を包含する主旨で記載された添付の請求項に基づいて理解されなければなら
ない。

【発明の技術背景】 【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を好適に使用することができるＧＳＭ通信システムを例示
するブロック図である。

【図２】 ２（ａ）は、従来のＧＳＭシステムで使用されている符復号モー
ドを示す図、２（ｂ）は、不当誤差保護符号化のスピーチフレームにおける従来
のビットマッピングを示す図である。

【図３】 ３（ａ）は本発明の実施例に基づき、送信するデータの処理とモ
ード指標に対してそれぞれを選択することができるマルチプル符復号モードを示
すブロック図であり、３（ｂ）は、マルチ符復号モードを作成する他の実施例を
示したブロック図である。

【図４】 本発明の実施例に基づき、モード可能性プロセッサとモード情報
モデルを具備する受信機のブロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，Ｙ Ｕ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5K004 AA05 FD02 FD05 FG02 5K014 AA01 BA10 FA11 FA16 HA01 HA06 5K028 AA01 AA15 BB04 CC05 DD02 EE02 FF13 HH00 KK01 KK03 MM05

Claims (49)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信システムに収容された送信機と受信機との間でモード情
   報を送受信する方法であって、 送信機において該情報を処理することのできる少なくとも２つの異なる符復号
   モードを提供し、ここで前記モード情報は該少なくとも２つの異なる符復号モー
   ドに対応しており、 前記送信機で、所定レベルの冗長性を有するエラー防護符号によって該モード
   情報を符号化し、 エアインターフェースを介して該符号化モード情報を送信し、 受信機において、ソフト出力チャネル復号プロセスを使用して前記符号化され
   たモード情報を復号し、前記モード情報に対応するポテンシャルの値それぞれに
   対する第１の確からしさパラメータを作成し、 受信機において、前記モード情報に対応づけられた確からしさモデルを評価し
   て前記モード情報に対するポテンシャルの値それぞれについて第２の確からしさ
   パラメータを作成し、 当該第１と第２の確からしさパラメータに基づいて受信したモード情報の前記
   異なるポテンシャルの値の１つを選択するステップを含む方法。
2. 【請求項２】 前記選択ステップがさらに、受信機において、前記第１と第
   ２の確からしさパラメータを組み合わせ、 前記異なるポテンシャルの値のうちで組み合わせ可能性が最も高いものを選択
   するステップを含む請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記符号化ステップはさらに、 前記モード情報を畳み込み符号化するステップを有する請求項１に記載の方法
   。
4. 【請求項４】 前記モード情報を畳み込み符号化するステップがさらに、 １／３以上のレートで前記モード情報を畳み込み符号化するステップを含む請
   求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記モード情報を符号化するステップがさらに、 前記モード情報をブロック符号化するステップを含む請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記モード情報をブロック符号化するステップが、 （４，２）から（８，２）ブロック符号を使用して前記モード情報をブロック符
   号化するステップを含む請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記モード情報は、現在送信されているデータを送信機が処
   理するために使用した前記少なくとも２つの異なる符復号モードの一方を特定す
   る指標である請求項１に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記少なくとも２つの符復号モードは、それぞれ、ソース符
   号化技術とチャネル符号化技術の両方を特定する請求項１に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記モード情報は、前記少なくとも２つの異なる符復号モー
   ドの一方に対する要求である請求項１に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記モード情報は、受信機が前記少なくとも２つの異なる
    符号モードのうちの適切なものを決定するために使用することができるチャネル
    測定情報である請求項１に記載の方法。
11. 【請求項１１】 さらに、 前記少なくとも２つの異なる符復号モードの変化の回数に基づいて確からしさ
    モデルを調節するステップを含む請求項１に記載の方法。
12. 【請求項１２】 さらに、 前記送信機と受信機の間のエアインターフェースを介した情報通信に対するチ
    ャネル品質測定結果の変化に基づいて前記確からしさモデルを調整するステップ
    を含む請求項１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 さらに、 モード情報レートの変化に基づいて前記確からしさモデルを調節するステップ
    を含む請求項１に記載の方法。
14. 【請求項１４】 さらに、 前記エラー防護符号化の予め定められた冗長性レベルの変化に基づいて前記確
    からしさモデルを調節するステップを含む請求項１に記載の方法。
15. 【請求項１５】 さらに、 前記モード情報の符号化スキームの変化に基づいて前記確からしさモデルを調
    節するステップを含む請求項１に記載の方法。
16. 【請求項１６】 さらに、 送信の不連続による変化に基づいて前記確からしさモデルを調節するステップ
    を含む請求項１に記載の方法。
17. 【請求項１７】 前記通信システムは双方向通信システムである請求項１に
    記載の方法。
18. 【請求項１８】 さらに、 前記双方向通信システムの基本構造の変化に基づいて前記確からしさモデルを
    調節するステップを含む請求項１７に記載の方法。
19. 【請求項１９】 前記通信システムは一方向通信システムである請求項１に
    記載の方法。
20. 【請求項２０】 前記確からしさモデルは、前記モード情報の分布を反映し
    た確率を有するオーダー０のマルコフモデルである請求項１に記載の方法。
21. 【請求項２１】 前記確からしさモデルは、前記モード情報の遷移を反映し
    た確率を有するオーダー１のマルコフモデルである請求項１に記載の方法。
22. 【請求項２２】 さらに、 前記要求された少なくとも２つの異なる符復号モードに関する情報に基づいて
    前記確からしさモデルを調節するステップを含む請求項１７に記載の方法。
23. 【請求項２３】 さらに、他のリンクにおいて前記送信機から前記受信機に
    対して情報を送信するために現在使用されている少なくとも２つの異なる符復号
    モードのうちの一方に関する情報に基づいて、前記送信機と受信機との間の確か
    らしさモデルを調節するステップを有する請求項１７に記載の方法。
24. 【請求項２４】 通信モード情報を送受信する送信機と受信機とを収容した
    通信システムであって、 前記送信機で前記情報を処理するための少なくとも２つの異なる符復号モード
    を提供する手段と、ここで、当該モード情報は前記少なくとも２つの異なる符復
    号モードに関連付けられており、 前記送信機において、対応付けられた所定の冗長性レベルを有するエラー防護
    符号化によって前記モード情報を符号化する手段と、 エアインターフェースを介して前記符号化されたモード情報を送信する手段と
    、 受信機において、前記符号化されたモード情報を復号する手段と、 ソフト出力チャネル復号処理を行って前記モード情報に対応付けられたポテン
    シャルの値のそれぞれに対して第１の確からしさパラメータを作成する手段と、 受信機において、前記モード情報に関連付けられた確からしさモデルを評価し
    て、前記モード情報に関連付けられた異なるポテンシャルの値のそれぞれに対し
    て第２の確からしさパラメータを作成する手段と、 前記第１と第２の確からしさパラメータの両方に基づいて前記受信したモード
    情報の異なるポテンシャルの値のうちの一方を選択する手段とを具備する通信シ
    ステム。
25. 【請求項２５】 前記選択手段はさらに、 受信機において、前記第１と第２の確からしさパラメータを組み合わせる手段
    と、 前記異なるポテンシャルの値の中から組み合わせ可能性が最も高いものを選択
    する手段とを有する請求項２４に記載のシステム。
26. 【請求項２６】 前記手段はさらに、前記モード情報を畳み込み符号化する
    手段を有する請求項２４に記載のシステム。
27. 【請求項２７】 前記モード情報を畳み込み符号化する手段はさらに、 １／３以上のレートで前記モード情報を畳み込み符号化する手段を有する請求
    項２６に記載のシステム。
28. 【請求項２８】 さらに、前記モード情報を符号化する手段が、 前記モード情報をブロック符号化する手段を具備した請求項２４に記載のシス
    テム。
29. 【請求項２９】 前記モード情報をブロック符号化する手段はさらに、 前記モード情報を（４，２）から（８，２）ブロックコードでブロック符号化
    する請求項２８に記載のシステム。
30. 【請求項３０】 前記モード情報は、送信機において送信されているデータ
    を処理するために使用されている少なくとも２つの異なる符復号モードのうちの
    １つを特定する指標である請求項２４に記載のシステム。
31. 【請求項３１】 前記少なくとも２つの符復号モードのそれぞれがソース符
    号化技術とチャネル符号化技術の両方を特定する請求項２４に記載のシステム。
32. 【請求項３２】 前記モード情報は前記少なくとも２つの異なる符復号モー
    ドのうちの一方に対する要求である請求項２４に記載のシステム。
33. 【請求項３３】 前記モード情報は、受信機が前記少なくとも２つの異なる
    コードモードのうちの適当な１つを決定するために使用することができるチャネ
    ル測定情報である請求項２４に記載のシステム。
34. 【請求項３４】 さらに、 前記少なくとも２つの異なる符復号モードの番号の変化に基づいて前記確から
    しさモデルを調節する手段を有する請求項２４に記載のシステム。
35. 【請求項３５】 さらに、 前記送信機と受信機の間のエアインターフェースを介した情報通信に対するチ
    ャネル品質測定の結果の変化に基づいて前記確からしさモデルを調整する手段を
    具備する請求項２４に記載のシステム。
36. 【請求項３６】 さらに、 モード情報レートの変化に基づいて前記確からしさモデルを調節する手段を具
    備する請求項２４に記載のシステム。
37. 【請求項３７】 さらに、 前記エラー防護符号化の予め定められた冗長性レベルの変化に基づいて前記確
    からしさモデルを調節する手段を具備する請求項２４に記載のシステム。
38. 【請求項３８】 さらに、 前記モード情報の符号化スキームの変化に基づいて前記確からしさモデルを調
    節する手段を具備する請求項２４に記載のシステム。
39. 【請求項３９】 さらに、 送信の不連続による変化に基づいて前記確からしさモデルを調節する手段を具
    備する請求項２４に記載のシステム。
40. 【請求項４０】 前記通信システムは双方向通信システムである請求項２４
    に記載のシステム。
41. 【請求項４１】 さらに、 前記双方向通信システムの基本構造の変化に基づいて前記確からしさモデルを
    調節する手段を具備する請求項４０に記載のシステム。
42. 【請求項４２】 前記通信システムは一方向通信システムである請求項２４
    に記載のシステム。
43. 【請求項４３】 前記確からしさモデルは、前記モード情報の分布を反映し
    た確率を有するオーダー０のマルコフモデルである請求項２４に記載のシステム
    。
44. 【請求項４４】 前記確からしさモデルは、前記モード情報の遷移を反映し
    た確率を有するオーダー１のマルコフモデルである請求項２４に記載のシステム
    。
45. 【請求項４５】 さらに、 前記要求された少なくとも２つの異なる符復号モードの１つに関する情報に基
    づいて前記確からしさモデルを調節する手段を具備する請求項４０に記載のシス
    テム。
46. 【請求項４６】 さらに、他のリンクにおいて前記送信機から前記受信機に
    対して情報を送信するために現在使用されている少なくとも２つの異なる符復号
    モードのうちの一方に関する情報に基づいて、前記送信機と受信機との間の確か
    らしさモデルを調節する手段を具備する請求項４０に記載のシステム。
47. 【請求項４７】 モード情報を復号する方法であって、 該モード情報を復号して、該モード情報の値に対応付けられた第１の確からし
    さパラメータを取得し、 該確からしさモデルを評価して、該モード情報に対応付けられた第２の確から
    しさパラメータを取得し、 該第１と第２の確からしさパラメータに基づいて前記モード情報の最終的な値
    を選択するステップを含む方法。
48. 【請求項４８】 前記確からしさモデルは、前記モード情報の分布を反映し
    た確率を有するオーダー０のマルコフモデルである請求項４７に記載の方法。
49. 【請求項４９】 前記確からしさモデルは、前記モード情報の遷移を反映し
    た確率を有するオーダー１のマルコフモデルである請求項４７に記載の方法。