JP2745961B2 - 移動体通信機における音声信号符号化復号化装置 - Google Patents

移動体通信機における音声信号符号化復号化装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は移動通信機における音声信号符号
化復号化装置に関し、特に通信中に伝送路の切替えが生
ずることが避けられないセル方式の自動車電話システム
に用いられる移動体通信機における音声信号符号化復号
化装置に関するものである。
【0002】
【従来技術】この種のセル方式自動車電話システムの概
要を図3を参照して説明する。尚、セル方式自動車電話
システムについては、「自動車電話」桑原守二監修,電
子情報通信学会発行(文献1)を参照することができ
る。
【0003】先ず、移動体1が符号伝送路Aを介して無
線局2を通じて音声通信を行っているものとする。音声
入力端子INからの入力音声は移動体1内の音声信号符
号化装置11において符号化され無線機12を経て無線
局2へ送信される。
【0004】この音声信号符号化装置としては、“Cell
ular System Dual-Mode Mobile Station-Base Station
Compatibility Standard ,EIA/TIA Interim Standard
54”の2.1.3.3.2節(文献2)や、“GSM FUL
L RATE SPEECH TRANSCODING”(CEPT/CCH/GSM RECOMMEN
DATION 06.10,13 JULY 1989)(文献3)等を参照する
ことができる。
【0005】無線機局2内の無線機22で受信された音
声符号は音声信号復号化装置22で復号化されて音声信
号となり、交換機3へ送られる。この音声信号復号化装
置22としては、文献2の2.2節を参照することがで
きる。
【0006】一方、交換機3から送られた音声信号は無
線局2内の音声信号符号化装置23で符号化され、無線
機21で送信される。伝送路Aを介して移動体1に送信
された音声符号化信号は無線機12で受信され、音声信
号復号化装置13で復号化され再生音声信号となって音
声出力端子OUTから出力される。
【0007】このとき、移動体1が他の場所へ移動して
移動体1′の位置にきたとする。この場合、移動体1は
伝送路Aを通して音声通信を行っていた状態から、符号
伝送路Bを通して音声通信を行うように符号伝送路が切
替えられる。
【0008】切替え元の無線局2は常時移動体1からの
電波の状態を監視している。この電波の状態監視は電界
強度を監視することにより行われるのが一般的である
が、他の指標,例えばフェージングの変動率等を用いて
も良い。
【0009】この電波の状態が悪化してくると、無線局
2は交換機3に対して現伝送路Aからの他の伝送路へ切
替えるように要求する。この要求を受けた交換機3は無
線局4に対して移動体1(1′)からの電波の状態を監
視する様に指令する。無線局4において電波の状態が無
線局2のそれよりも良いと判断されると、交換機3は無
線局2を介して移動体に対してチャンネルを切替える様
切替え制御信号を発生する。
【0010】この制御信号は制御部14にて検出され、
無線機12は無線周波数を切替えることにより、無線局
4に対応するチャンネルに切替わることになる。切替え
先のこの無線局4は無線局2と同一構成であり、切替え
が行われる切替えタイミングの所定期間前から無音に相
当する信号を交換機3へ送出し始め、切替えが行われて
音声符号が無線機41にて受信されると、音声信号復号
化装置43にて復号化され再生音声信号が交換機3へ送
出される。
【0011】無線局2内の音声信号復号化装置22は伝
送路の切替えが行われて音声符号が入力されなくなる
と、復号化動作を直ちに中止し無音に相当する信号を交
換機3へ送出する。
【0012】交換機3では、始めは無線局2からの音声
信号を選択して伝送路出力端子OUTへ送出している
が、伝送路の切替えが行われる前後のある期間、無線局
2からの音声信号と無線局4からの音声信号とを合成し
て伝送路出力端子OUTへ出力する。しかる後に、交換
機3は無線局4からの信号を選択して伝送路出力端子O
UTへ出力する。
【0013】交換機3は伝送路入力端子INから入力さ
れた音声信号を、始めは切替え元の無線局2へ送出する
が、切替えが行われる無線局4へ送出するよう動作する
のである。
【0014】この様な従来システムにおいては、通話途
中に符号伝送路の切替えが音声信号符号化復号化装置の
動作とは無関係に行われるで、音声信号の瞬断等が生じ
て音声品質の劣化が生じるという効果がある。
【0015】
【発明の目的】本発明の目的は、通話途中に符号伝送路
の切替えが行われても良好な音声信号を得ることができ
る移動体通信機における音声信号符号化復号化装置を提
供することである。
【0016】
【発明の原理】音声信号復号化装置によって復号される
音声信号は現在の受信した符号化信号のみに依存して再
生音声信号が決定するだけでなく、過去の受信符号の影
響も反映している。移動体の音声信号符号化装置により
符号化された音声符号は伝送路切替え前後で互いに異な
る音声信号復号化装置により復号化される。このとき、
切替え先の音声信号復号化装置は過去の受信符号の影響
を反映することができないために音声信号の不連続性を
生ずる。よって、通話路の切替えが行われて新しい音声
信号復号化装置に送られる符号を計算するときには、過
去の音声符号の影響をなくすために、移動体の音声符号
化装置の初期化を行ってから符号化を行うようにするの
である。
【0017】また、移動体の音声信号復号化装置は通話
路の切替えによって、異なった音声信号符号化装置によ
って符号化された音声符号を復号するため、過去の受信
符号の影響を正しく反映することがでない。伝送路切替
えが行われた後、過去の音声符号化の影響分を擬似的に
発生させるために、過去の受信符号を用いて音声信号を
外挿回路を用いて外挿する構成とするのである。更に、
この外挿回路の外挿信号と再生信号との重み付け合成を
行って聴感上の品質を良り改善するようにする。
【0018】
【発明の構成】この様な原理に基づき、以下の如き構成
が得られる。先ず、本発明による音声信号符号化装置
は、入力音声信号を予め定められた符号化方式に従って
符号化して音声符号信号を伝送路へ送信する移動体通信
機における音声信号符号化装置であって、前記伝送路の
切替えに応答して、音声符号化のためのメモリ回路を初
期化する初期化手段を有することを特徴とする。
【0019】本発明による音声信号復号化装置は、伝送
路からの符号化音声情報を受信して予め定められた復号
化方式に従って復号化して再生音声信号を出力する移動
体通信機における音声信号復号化装置であって、前記伝
送路の切替えに応答して、音声復号化のためのメモリ回
路を初期化する初期化手段と、前記伝送路の切替えに応
答して、過去の受信符号を用いて音声信号を外挿する外
挿手段と、音声復号化のための復号化回路の出力と前記
外挿手段による外挿信号とを夫々予め定められた重み付
けにより重み付け合成する合成手段とを含むことを特徴
とする。
【0020】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【0021】図1は本発明による音声信号符号化装置の
実施例の概略ブロック図である。音声信号符号化回路5
は離散的な音声信号を入力端子51から受信し、予め定
められた符号化法を用いて符号化して音声符号を出力端
子52へ送出する。この符号化回路5は従来の符号化装
置11(図3参照)と同一構成であり、先の文献2及び
3に示された構成を用いることができる。
【0022】制御回路6は制御入力端子53から符号伝
送路切替え制御信号を受け、符号伝送路の切替えが行わ
れるタイミングで、初期化回路7へ初期化制御信号を出
力する。この初期化回路7では、この初期化制御信号を
受信すると、音声信号符号化回路5内の予め定められた
メモリ回路を初期化する。
【0023】文献2,3における符号化装置では、一定
時間長のフレーム毎に処理を行っており、その符号結果
を送出するようになっている。その符号は現時点のフレ
ームでの入力音声信号のみによって定まるのでなく、過
去のフレームの処理結果が影響する。従って、過去のフ
レームの処理結果を反映するためのメモリ回路の内容を
初期化するのである。
【0024】このメモリ回路の例としては、短期予測フ
ィルタや短期分析フィルタのためのメモリや、長期予測
フィルタや長期分析フィルタのためのメモリや、更には
前フレームの符号を格納するメモリ等があり、これ等メ
モリ内容が初期化される。
【0025】図2は本発明による音声信号復号化装置の
実施例の概略ブロック図である。音声信号復号化回路8
は受信端子81から入力される受信符号を予め定められ
た復号化法を用いて復号化し、再生音声信号を重み付け
合成回路20へ出力する。この音声信号復号化回路8は
従来の音声信号復号化装置13(図3参照)と同一構成
であり、前述の文献2及び3に示された構成を用いるこ
とができる。
【0026】制御回路30は制御入力端子83から符号
伝送路切替え制御信号を受け、符号伝送路の切替えが予
め定められた期間、外挿回路9に対して外挿制御信号を
送出する。外挿回路9はこの外挿制御信号が入力されて
いる期間、過去の受信符号を元に外挿音声を算出し、こ
の外挿音声を重み付け合成回路20へ出力する。
【0027】音声信号の外挿法としては広く知られてい
る種々の方法を用いることができる。例えば、“LOST F
RAME SUBSTITUTION AND MUTING (GSM FULL RATE SPEE
CH TRANSCODING )”(CEPT/CCH /GSM RECOMMENDATI
ON 06.11,5 JULY 1989)(文献4)に開示の外挿法を採
用することができる。
【0028】符号伝送路の切替えタイミングにおいて、
初期化回路10に対して初期化制御信号を出力する。こ
の初期化回路10では、この初期化制御信号を受信する
と、音声信号復号化回路8内の予め定められたメモリ回
路を初期化する。
【0029】文献2,3における復号化装置では、一定
時間長のフレーム毎に処理を行っており、過去のフレー
ムに関連する復号化用データを記憶しているメモリの内
容を初期化するのである。
【0030】重み付け合成回路20では、外挿制御信号
が発生されていないときには復号化回路8の再生音声信
号を出力端子82へそのまま導出し、外挿制御信号の発
生期間中は外挿回路9からの外挿信号と復号化回路8か
らの再生音声信号とを重み付け合成して出力端子82へ
導出する。
【0031】いま、復号化回路8からの再生音声信号を
x(n),外挿回路9からの外挿信号をy(n),重み
付け合成回路20の出力信号をz(n)とする。これ等
x(n),y(n),z(n)は離散的な信号であり、
nは整数であって、サンプリング周期をTとすると現在
の時間tはt=nTとなる。
【0032】重み付け合成回路20では、制御回路30
から外挿制御信号が発生されていないときには、 z(n)=x(n) として、復号化回路8の再生信号x(n)をそのまま出
力する。
【0033】外挿制御信号が発生されると、x(n)と
y(n)とを入力として、以下に示す関数z(n)を出
力することになる。すなちわ、 z(n)=f(n−n0 )x(n)+{1−f(n−n0 )}y(n) なる関数であり、n=n0 に補間制御信号が入力されて
いるものとする。
【0034】ここで、f(n)は予め定められた関数を
示し、例えば、 n<0……f(n)=0 0≦n≦N……f(n)=n/N n<n……f(n)=1 なる関数である。Nは定数であり、重み付け合成の時間
長を示している。
【0035】尚、上記実施例では、外挿回路9において
音声の外挿信号を得るのに、過去の受信符号から直接算
出するようにしているが、文献2,3による音声外挿法
では、音声復号過程に得られる中間結果あるいは再生音
声信号を用いて算出することもできるので、外挿に必要
なデータを音声信号復号化回路8から外挿回路9へ送出
する構成としても良い。
【0036】
【発明の効果】叙上の如く、本発明によれば、移動体の
音声符号化処理中である通話途中に符号伝送路の切替え
が行われても、過去の音声符号の影響をなくす様にした
ので、音声信号の品質が低下しないという効果がある。
【0037】また、移動体の音声復号化処理中である通
話途中に符号伝送路の切替えが行われても、過去の音声
符号の影響分を擬似的に発生させているので、音声信号
の品質が低下しないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による音声信号符号化装置のブ
ロック図である。
【図2】本発明の実施例による音声信号復号化装置のブ
ロック図である。
【図3】本発明の実施例が適用される移動体通信システ
ムのブロック図である。
【符号の説明】
1 移動体 2,4 無線局 3 交換機 5 音声信号符号化回路 6,30 制御回路 7,10 初期化回路 8 音声信号復号化回路 9 外挿回路 20 重み付け合成回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力音声信号を予め定められた符号化方
    式に従って符号化して音声符号信号を伝送路へ送信する
    移動体通信機における音声信号符号化装置であって、前
    記伝送路の切替えに応答して、音声符号化のためのメモ
    リ回路を初期化する初期化手段を有することを特徴とす
    る音声信号符号化装置。
  2. 【請求項2】 伝送路からの符号化音声情報を受信して
    予め定められた復号化方式に従って復号化して再生音声
    信号を出力する移動体通信機における音声信号復号化装
    置であって、前記伝送路の切替えに応答して、音声復号
    化のためのメモリ回路を初期化する初期化手段と、前記
    伝送路の切替えに応答して、過去の受信符号を用いて音
    声信号を外挿する外挿手段と、音声復号化のための復号
    化回路の出力と前記外挿手段による外挿信号とを夫々予
    め定められた重み付けにより重み付け合成する合成手段
    とを含むことを特徴とする音声信号復号化装置。
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