JP3292522B2 - 携帯電話機 - Google Patents

携帯電話機

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JP3292522B2 JP31498392A JP31498392A JP3292522B2 JP 3292522 B2 JP3292522 B2 JP 3292522B2 JP 31498392 A JP31498392 A JP 31498392A JP 31498392 A JP31498392 A JP 31498392A JP 3292522 B2 JP3292522 B2 JP 3292522B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数系統のディジタル
音声データを時分割処理する音声復号化器を備えたディ
ジタルセルラ方式等の携帯電話機に関する。
【0002】
【従来技術及びその課題】近年、セルラ電話等のいわゆ
る携帯電話のディジタル化が進められている。従来アナ
ログ変調によって音声の伝送がされていたのに対し、こ
れらディジタル携帯電話ではアナログの音声信号をA/
D変換器によりPCM化したうえで、VSELP方式等
の音声符号化器によって時間あたりのビット数を低減し
た後、1/4πシフトQPSK等のディジタル変調方式
により無線周波数帯に変調し、送出する。一方、受信側
では、受信したディジタル変調信号を復調したディジタ
ル信号から、音声符号化の逆変換である音声復号化を行
い、音声を再生するものである。
【0003】図6はVSELP方式のディジタル携帯電
話の回路構成を示すブロック図である。まず、送信側で
はマイクMCから入力された音声はA/D変換回路31
で量子化・離散化されたディジタル音声データとなり、
VSELP方式の音声符号化器32によって情報源符号
化(音声圧縮)並びに通信路符号化(誤り訂正符号化)
を施される。ここで、フルレートディジタルセルラ方式
の携帯電話の場合であれば11.2キロビット毎秒の符
号化レートの符号化音声データに変換される。続いて、
この符号化音声データは高周波部33で無線周波数に変
調されて基地局に対し送出される。一方、受信側では、
基地局から到来した変調信号が、高周波部33で復調さ
れ、符号化音声データとして音声復号化器34に入力さ
れる。音声復号化器34では上述の通信路符号化、情報
源符号化の逆変換を行ってディジタル音声データを取り
出し、D/A変換回路35でアナログ音声信号にされて
スピーカSPから音声が出力される。
【0004】ところで、携帯電話の使用に当たっては、
通常屋外や移動中などの状況化で使用されることが多
く、通話の内容についてメモをとることに不都合がある
などからディジタルメモリを内蔵して符号化音声データ
を携帯電話内に記憶させることができる。
【0005】通常の電話による会話は使用者から通話相
手に送出される内容と、通話相手から送出され使用者が
受信する内容の双方向の音声からなるので、前記ディジ
タルメモリには2系統の符号化音声データをそれぞれ記
憶させる必要がある。また、記憶された符号化音声デー
タから再生される音声も、通話内容を再現するためには
2系統同時である必要がある。
【0006】そのため、記憶する2系統の符号化音声デ
ータを同時に再生するためには音声復号化器を2個用い
るか、あるいは携帯電話では音声符号化及び復号化が通
常20ミリ秒程度毎に音声を区切って一括処理されてい
ることを利用して1個の音声復号化器を時分割動作させ
ることが考えられる。時分割動作を用いれば音声復号化
器が1個で足りるが、音声復号化器は音声の区切り毎の
処理に際し、それ以前の音声の区切りまでの復号化処理
結果である音声復号化器の内部状態情報を用いて再生を
行うため、単純に時分割処理をすれば2系統の符号化音
声データを同時に再生できるものではない。なお、VS
ELP方式の音声復号化器の場合には、内部状態情報は
適応コードブックの内容、3個のフィルターのシフトレ
ジスタの初期状態、前フレームのLPC係数、前フレー
ムのエネルギー値である。
【0007】また、近年の通信サービスの多様化、高機
能化から携帯電話においても音声の多チャンネル化など
の拡張が考えられている。この場合、例えばステレオ方
式を用いれば複数系統の音声を処理するために音声符号
化器、音声復号化器を音声系統の数だけ用いるか、ある
いは時分割動作により処理させることになり、上述の2
系統の音声復号化器を実現する場合と同様の問題が生じ
る。
【0008】本発明は上記課題を解決し、複数系統の音
声データを時分割に処理できる音声復号化器を備えるこ
とにより、通話中に記録した送話側音声信号と受話側音
声信号とを合成して出力する携帯電話機を提供すること
を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の携帯電話機は、音声を入力するマイクと、マ
イクから入力された送話側音声信号を量子化するA/D
変換回路と、量子化された送話側音声信号を符号化する
符号化器と、符号化された送話側符号化音声信号を送信
信号に変調すると共に受信した受信信号を復調し受話側
符号化音声信号を出力する高周波部と、高周波部で復調
された受話側符号化音声信号を復号化する復号化器と、
復号された受話側音声信号をアナログ音声信号に変換す
るD/A変換回路と、前記アナログ音声信号を出力する
スピーカとを備えた符号化音声信号を送受信する携帯電
話機において、通話中の前記送話側符号化音声信号と前
記受話側符号化音声信号とを共に記憶するメモリと、前
記復号化器が前記メモリから読み出した前記送話側符号
化音声信号と前記受話側符号化音声信号とを復号化する
際、送話側と受話側の系統毎に適応コードブック等の前
フレームの処理結果である前記復号化器の内部状態情報
を記憶する記憶手段とを備えたものである。
【0010】そして本発明の携帯電話機は、前記メモリ
に記憶されている前記送話側符号化音声信号と受話側符
号化音声信号とを前記記憶手段から供給される内部状態
情報を用いて前記復号化器にて時分割に復号化すること
により、通話中に記録した送話側音声信号と受話側音声
信号とを合成して出力することを特徴とする。
【0011】
【実施例】以下に本発明の第1発明に係る音声復号化器
を、フルレートディジタルセルラ方式のディジタル携帯
電話に用いた一実施例に従って説明する。図1は第1発
明の一実施例を説明するためのディジタル携帯電話の回
路構成を示すブロック図で、送話側ではマイクMCから
入力された音声はA/D変換回路1で量子化・離散化さ
れたディジタル音声データとなり、更に音声符号化器2
によって情報源符号化(音声圧縮)並びに通信路符号化
(誤り訂正符号化)を施されて、このフルレートディジ
タルセルラ方式の携帯電話の場合には11.2キロビッ
ト毎秒の符号化レートの符号化音声データに変換され、
高周波部3で無線周波数に変調されて基地局に対し送出
される。受信側では、基地局から到来した変調信号が、
高周波部3で復調され、符号化音声データとして音声復
号化器4に入力される。音声復号化器4では上述の通信
路符号化、情報源符号化の逆変換を行ってディジタル音
声データを取り出し、D/A変換回路5によって、アナ
ログ音声信号とし、スピーカSPから音声が出力され
る。
【0012】さらに、この携帯電話はディジタルデータ
のメモリMを有し、このメモリMに符号化音声データの
書き込み並びに読みだしを行うために音声符号化器2と
高周波部3の間に切替器SW1、音声復号化器4と高周
波部3の間に切替器SW2を具備し、書き込みと呼び出
しでの切替えが制御部6で制御される。このメモリMに
は送話側で符号化器2で符号化された符号化音声データ
と、受話側で高周波部3で復調された符号化音声データ
が書き込まれ、そして読みだしがされる。そして、切替
器SW1,SW2の制御によってマイクMCから入力さ
れる音声をメモリMに録音のみすること、録音と基地局
への送出を同時に行うこと、基地局から受信し、復調さ
れた符号化音声データの録音のみ行うこと、さらにはメ
モリMの録音内容を基地局へ送出する等の様々なことが
可能にされている。
【0013】また、通話終了後、メモリMに記録されて
いる音声を再生する為には符号化音声データがメモリM
から読み出され、復号化器4によって復号され、D/A
変換回路5、スピーカSPを介して音声出力される。
【0014】ここで、メモリMに記録されている符号化
音声データは、送話側と受話側の2系統であり、かつ通
話内容を理解するためには同時に再生される必要があ
る。
【0015】フルレートディジタルセルラ方式では、V
SELP方式と呼ばれる音声符号化方式が採用されてい
る。VSELP方式音声復号化器VDは、図2に示すよ
うに構成され、2個のコードブック、即ち適応コードブ
ック11とベクトル和コードブック12を有し、これら
コードブック出力のベクトル和を3つの縦続接続された
ピッチプリフィルターf1,合成フィルターf2,ポス
トフィルターf3を通過させることにより音声を生成す
る。このとき、VSELP方式音声復号化器VDは、2
0ミリ秒区間の音声(以下フレーム)を符号化した符号
化音声データと、前フレームの処理結果であるVSEL
P方式音声復号化器VDの内部状態情報に基づいて2個
のコードブック出力と、コードブック出力に乗じられる
ゲイン、3つのフィルタの係数及び内部のシフトレジス
タの初期状態を決定する。VSELP方式音声復号化器
VDの内部状態情報とは、具体的には適応コードブック
11の内容、3つのフィルタf1〜f3のシフトレジス
タの初期状態、1フレーム前のLPC係数、1フレーム
前のエネルギーの値である。
【0016】図3に示すように、本発明に係る一実施例
である音声復号化器4は、第1の符号化音声データ入力
バッファIBF1、第2の符号化音声データ入力バッフ
ァIBF2、第1の復号化器内部状態情報メモリDM
1、第2の復号化器内部状態情報メモリDM2、第1の
復号化音声出力バッファOBF1、第2の復号化音声出
力バッファOBF2を前記VSELP方式音声復号化器
VDに組み合わせたもので、以下のように動作する。
【0017】例えば、図1のメモリMに記録された送話
側、受話側のそれぞれの符号化音声データを再生してS
Pより出力する場合について説明する。各符号化音声デ
ータはフレーム毎に交互に読み出される。送話側符号化
音声データは第1の入力バッファIBF1に蓄積され、
受話側符号化音声データは第2の入力バッファIBF2
に蓄積される。
【0018】ここでVSELP方式音声復号化器VDは
まず第1の復号化器内部状態情報メモリDM1から復号
化器の内部状態情報を読みだして適応コードブック11
の内容、及び3個のフィルタf1〜f3のシフトレジス
タの初期状態を設定し、前フレームのLPC係数、前フ
レームのエネルギーを保持する。次に第1の入力バッフ
ァIBF1内の符号化音声データを読み込み、音声復号
化を行い、復号化音声データを第1の出力バッファOB
F1に書き込むと同時に、第1の復号化器内部状態情報
メモリDM1の内部状態情報をこの処理結果に書き換え
る。
【0019】引き続き、VSELP方式音声復号化器V
Dは第2の復号化器内部状態情報メモリDM2から復号
化器内部状態情報を読み出して適応コードブック11の
内容、及び3つのフィルタf1〜f3のシフトレジスタ
の初期状態を設定し、前フレームのLPC係数、前フレ
ームのエネルギーを保持する。次に第2の入力バッファ
IBF2内の符号化音声データを読み込み、音声復号化
を行い、復号音声データを第2の出力バッファOBF2
に書き込むと同時に、第2の復号化器内部状態情報メモ
リDM2の内部状態情報をこの処理結果に書き換える。
【0020】この結果、第1の出力バッファOBF1に
は送話側の符号化音声データから復号された1フレーム
分の音声が蓄積され、第2の出力バッファOBF2には
受話側の符号化音声データから復号された1フレーム分
の音声が蓄積される。第1の出力バッファOBF1内の
復号化音声データと、第2の出力バッファOBF2内の
復号化音声データを加算して出力することにより、フレ
ーム毎の送話側、受話側の復号化音声を合成した音声が
得られる。以上の動作を繰り返すことにより、メモリM
に記憶された双方向の符号化音声データが、フレーム毎
に同時に再生される。
【0021】次に、本発明の第2発明に係る一実施例の
音声符号化器の説明を、図2に示すフルレートディジタ
ルセルラ方式の携帯電話をステレオ化した図4に示す携
帯電話の実施例に従って説明する。
【0022】図4は2系統の音声入力、出力を有するス
テレオ方式の携帯電話の回路構成を示すブロック図、図
5は本発明の一実施例を示す音声符号化器の回路構成を
示すブロック図である。
【0023】図4に示すように2系統の入出力を有する
携帯電話の動作は、上述図2の携帯電の送話部、受話部
及び高周波部をそれぞれ2重化したものであるが、音声
データの符号化、符号化音声データの復号化はそれぞれ
単一の音声符号化器2、音声復号化器4によってなされ
る。この音声復号化器4は図3で説明している。
【0024】図5に示すように、音声符号化器2は、第
1のディジタル化音声データ入力バッファIBF1’、
第2のディジタル化音声データ入力バッファIBF
2’、第1の符号化器内部状態情報メモリCM1、第2
の符号化器内部状態情報メモリCM2、第1の符号化音
声データ出力バッファOBF1’、第2の符号化音声デ
ータ出力バッファOBF2’をVSELP方式音声符号
化器VCに組み合わせたもので、以下のように動作す
る。なお、VSELP方式音声符号化器の構成は、前記
VSELP方式復号化器における2個のコードブック出
力、各コードブックに乗ぜられるゲイン、及び3個のフ
ィルタの係数を分析、符号化する等業者にとって周知の
技術なので省略する。
【0025】この動作は、はじめに2系統のマイクMC
から入力され、A/D変換器1’によりディジタル化さ
れた音声データは、それぞれ第1の入力バッファIBF
1’及び第2の入力バッファIBF2’に蓄積される。
【0026】VSELP方式音声符号化器VCはまず第
1の符号化器内部状態情報メモリCM1から符号化器V
Cの内部状態情報を読みだして適応コードブックの内
容、及び3個のフィルタのシフトレジスタの初期状態を
設定し、前フレームのLPC係数、前フレームのエネル
ギーを保持する。次に第1の入力バッファIBF1’内
の音声データを読み込み、音声符号化を行い、符号化音
声データを第1の出力バッファOBF1’に書き込むと
同時に、第1の符号化器内部状態情報メモリCM1に記
憶するVSELP方式音声符号化器VCの内部状態情報
をこの符号化結果に書き換える。
【0027】引き続き、VSELP方式音声符号化器V
Cは第2の符号化器内部状態情報メモリCM2から符号
化器内部情報を読み出して適応コードブック11の内
容、及び3個のフィルタf1〜f3のシフトレジスタの
初期状態を設定し、前フレームのLPC係数、前フレー
ムのエネルギーを保持する。次に第2の入力バッファI
BF2’内の音声データを読み込み、音声符号化を行
い、符号化音声データを第2の出力バッファOBF2’
内に書き込むと同時に、第2の符号化器内部状態情報メ
モリCM2のVSELP方式音声符号化器VCの内部状
態情報をこの符号化結果に書き換える。
【0028】この結果、第1の出力バッファOBF1’
及び第2の出力バッファOBF2’にはそれぞれマイク
MCのL側とR側から入力され、符号化された符号化音
声データが蓄積される。第1の出力バッファOBF1’
内の符号化音声データと、第2の出力バッファOBF
2’内の符号化音声データをそれぞれ読みだし、高周波
部3に入力することにより、1フレーム分の2系統の音
声の符号化ができる。
【0029】以上の動作を繰り返すことにより、2系統
の音声符号化が行える。
【0030】音声復号化においても、上述の第1発明に
よる音声復号化器の実施例において、2系統の符号化音
声データ入力を、メモリから読み出すのではなく、高周
波部3から入力される2系統の符号化音声データとし、
かつ出力される左右チャンネル音声はそれぞれ独立して
2個のスピーカSPから出力されるよう構成することに
より、2系統の符号化音声入力に対し、2系統の再生音
声出力を得ることができる。
【0031】更に、上記実施例において入力バッファ、
出力バッファ、内部状態情報メモリの数を増すことによ
り、より多チャンネルの音声復号化器、及び音声符号化
器が構成できる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、大幅な回路規模の増大
やコストの上昇なしに、携帯電話で通話中の送話側音声
信号と受話側音声信号とを符号化して記憶することがで
きると共に、これら符号化して記憶した送話側音声信号
と受話側音声信号とを一つの復号化器により時分割で復
号し両音声信号を合成して出力することができる。
【0033】本発明によれば、携帯電話機に従来備わっ
ている回路資産を用いることによって、通話中に記録し
た送話側音声信号と受話側音声信号と合成して出力する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】フルレートディジタルセルラ方式の携帯電話の
回路構成を示すブロック図である。
【図2】VSELP方式音声復号化器の回路構成を示す
ブロック図である。
【図3】本発明の音声復号化器の回路構成を示すブロッ
ク図である。
【図4】2系統の音声入出力を有するステレオ方式の携
帯電話の回路構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の音声符号化器の回路構成を示すブロッ
ク図である。
【図6】従来のディジタル携帯電話の回路構成を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
2 音声符号化器 3 高周波部 4 音声復号化器 11 適応コードブック 12 ベクトル和コードブック f1 ピッチプリフィルター f2 合成フィルター f3 ポストフィルター VD VSELP方式音声復号化器 VC VSELP方式音声符号化器 IBF1,IBF2,IBF1’,IBF2’ 入力バ
ッファ OBF1,OBF2,OBF1’,OBF2’ 出力バ
ッファ DM1,DM2,CM1,CM2 内部状態情報メモリ M メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10L 19/00 - 19/14 H04B 7/26,14/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】音声を入力するマイクと、マイクから入力
    された送話側音声信号を量子化するA/D変換回路と、
    量子化された送話側音声信号を符号化する符号化器と、
    符号化された送話側符号化音声信号を送信信号に変調す
    ると共に受信した受信信号を復調し受話側符号化音声信
    号を出力する高周波部と、高周波部で復調された受話側
    符号化音声信号を復号化する復号化器と、復号された受
    話側音声信号をアナログ音声信号に変換するD/A変換
    回路と、前記アナログ音声信号を出力するスピーカとを
    備えた符号化音声信号を送受信する携帯電話機におい
    て、 通話中の前記送話側符号化音声信号と前記受話側符号化
    音声信号とを共に記憶するメモリと、 前記復号化器が前記メモリから読み出した前記送話側符
    号化音声信号と前記受話側符号化音声信号とを復号化す
    る際、送話側と受話側の系統毎に適応コードブック等の
    前フレームの処理結果である前記復号化器の内部状態情
    報を記憶する記憶手段とを備え、 前記メモリに記憶されている前記送話側符号化音声信号
    と受話側符号化音声信号とを前記記憶手段から供給され
    る内部状態情報を用いて前記復号化器にて時分割に復号
    化することにより、通話中に記録した送話側音声信号と
    受話側音声信号とを合成して出力することを特徴とする
    携帯電話機。
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