JP3407994B2 - 伝送符号誤り補償装置 - Google Patents

伝送符号誤り補償装置

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JP3407994B2
JP3407994B2 JP27090594A JP27090594A JP3407994B2 JP 3407994 B2 JP3407994 B2 JP 3407994B2 JP 27090594 A JP27090594 A JP 27090594A JP 27090594 A JP27090594 A JP 27090594A JP 3407994 B2 JP3407994 B2 JP 3407994B2
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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、ディジタル移動通信な
どに利用し、国際電信電話諮問委員会勧告G.721に
規定される適応差分パルス符号変調(以下、ADPCM
と記載する。)方式音声符号化を利用する場合におい
て、ADPCM符号の特性を利用して異音の発声を防止
する伝送符号誤り補償装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ADPCM方式では、過去の入力信号か
ら現在の入力信号を予測し、その予測値と実際の値との
差分を量子化し、ADPCM符号として伝送する。こう
した音声符号化処理をディジタル移動通信などに適応す
る場合、伝送符号の誤りを補償する手段が必要になる。
【0003】図3は従来の伝送誤り補償装置の構成を示
すブロック図である。図3において、1は送信側装置で
あり、音声信号の入力する入力端子11と、音声信号を
ADPCM方式で符号化するADPCM符号器12と、
ADPCM符号数サンプル分を単位として伝送誤り検出
符号を付加し、このADPCM符号と誤り検出符号を1
フレームとして伝送バーストを生成する伝送誤り検出符
号付加器13と、伝送バーストを出力する出力端子14
とを備えている。
【0004】一方、受信側装置2は、受信した伝送バー
ストが入力する入力端子21と、伝送バーストから伝送
誤り検出符号を分離する伝送誤り検出符号分離器22
と、伝送誤り検出符号を用いて伝送誤りの発生の有無を
検出する誤り検出器23と、伝送誤りが生じている場合
にADPCM符号を復号信号における振幅のより小さい
変化を表すADPCM符号に変換するADPCM符号変
換器24と、ADPCM符号を音声信号に復号するAD
PCM復号器25と、音声信号を出力する出力端子26
とを備えている。
【0005】次に上記従来例の動作について説明する。
送信側装置1では、入力端子11から入力した音声信号
が、ADPCM符号器12によりADPCM符号化され
る。この符号数サンプル分に対して、伝送誤り検出符号
付加器13が、CRC等の伝送誤り検出符号を付加し、
この伝送誤り検出符号とADPCM符号数サンプル分を
1フレームとして伝送バーストを生成し(この1フレー
ム分の伝送符号を伝送バーストという。)、出力端子1
4から出力する。
【0006】一方、受信側装置2では、入力端子21か
ら入力した伝送バーストを、伝送誤り検出符号分離器2
2がADPCM符号と伝送誤り検出符号とに分解する。
分解された一方のADPCM符号は、ADPCM符号変
換器24に入力し、他方の伝送誤り検出符号は、誤り検
出器23に入力する。誤り検出器23は、この伝送誤り
検出符号を用いて、フレーム内のADPCM符号に符号
誤りが生じたか否か判定し、誤り検出信号をADPCM
符号変換器24に出力する。ADPCM符号変換器24
は、誤り検出符号が符号誤りの検出を示しているときに
は、符号誤りの検出されたフレームのADPCM符号が
復号の振幅の大幅な増大を表す符号である場合には、そ
の符号を復号信号における振幅のより小さい変化を表す
符号に変換する。また、誤り検出符号が符号誤り無しを
示しているときは、ADPCM符号変換器24は、AD
PCM符号を変換せず、そのままADPCM符号を出力
する。ADPCM復号器25は、ADPCM符号変換器
24から出力されたADPCM符号を復号し、出力端子
26から音声信号として出力する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の伝送符号誤り補償装置では、フレーム内に誤りを検
出した場合、フレーム全体に誤りがあることしか分から
ないため、その中の正常なADPCM符号についても変
換を行なってしまうことがあり、聴感上の音声品質が劣
化するという問題があった。
【0008】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、誤りのないADPCM符号を変換してし
まうことによる異音の発生を少なくし、聴感上での音声
品質を向上させた優れた伝送誤り補償装置の提供を目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の構成は、受信側において、相関の高
い過去のADPCM符号との差分の和が、予め設定され
たしきい値を越えたとき、かつ伝送された誤り検出符号
に誤りが検出されたときにのみ符号変換を行なうように
したものである。
【0010】また、本発明の第2の構成は、受信側にお
いて、マッチング処理により検出した過去のADPCM
符号とのサインビットの排他的論理和の和が、予め設定
されたしきい値を越えないときにのみ、相関の高い過去
のADPCM符号のサインビットの変換を行なうように
したものである。
【0011】
【作用】本発明は、上記第1の構成により、伝送誤りが
検出された場合に、受信側装置のマッチング処理により
求めた差分の和の極小値が予め設定した値を越えた場合
には、ADPCM符号を復号信号における振幅のより小
さい変化を表すADPCM符号に変換し、そのADPC
M符号を復号して出力するので、伝送誤りが検出された
場合でかつ過去のADPCM符号との相関により誤りが
少ないと判定した場合に、そのフレーム内の正常な符号
に対して符号変換をすることを防ぐことができ、音声出
力を行なう際の聴感上の音声品質を向上させることがで
きる。
【0012】また、本発明は、上記第2の構成により、
受信側装置のマッチング処理により求めた過去のADP
CM符号とのサインビットの排他的論理和の和の極小値
が予め設定した値を越えない場合には、ADPCM符号
のサインビットを相関の高い過去のADPCM符号のサ
インビットに変換し、そのADPCM符号を復号して出
力するので、伝送符号が検出された場合でかつ過去のA
DPCM符号との相関により誤りが少ないと判定した場
合に、サインビットの誤っていると思われる符号を変換
することができ、音声出力を行なう際の聴感上の音声品
質を向上させることができる。
【0013】
【実施例】
(実施例1)以下、本発明の第1の実施例を図面を参照
して詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施例にお
ける伝送誤り補償装置の構成を示すブロック図であり、
説明の便宜上図3の従来例に用いた符号を同様な要素に
用いてある。図1において、1は送信側装置、2は受信
側装置である。送信側装置1には、音声信号を入力する
入力端子11と、音声信号をADPCM方式で符号化す
るADPCM符号器12と、ADPCM符号数サンプル
分を単位として伝送誤り検出符号を付加し、このADP
CM符号および伝送誤り検出符号を1フレームとして伝
送バーストを生成する伝送誤り検出符号付加器13と、
伝送符号を出力する出力端子14とを備えている。
【0014】一方、受信側装置2は、受信した伝送バー
ストを入力する入力端子21と、伝送バーストから現在
のADPCM符号と伝送誤り検出符号を分離する伝送誤
り検出符号分離器22と、過去のADPCM符号を蓄積
するためのバッファ28と、過去のADPCM符号と現
フレームのADPCM符号との相関を検出するマッチン
グ処理器27と、伝送誤り検出符号およびマッチング信
号を用いて誤りの発生の有無を検出する誤り検出器23
と、誤り検出器23の誤り検出信号を用いて、ADPC
M符号を復号信号における振幅のより小さい変化を表す
ADPCM符号に変換するADPCM符号変換器24
と、ADPCM符号を音声信号に変換するADPCM復
号器25と、音声信号を出力する出力端子26とを備え
ている。
【0015】次に、上記実施例における動作について説
明する。まず、送信側装置1の入力端子11から音声信
号を入力すると、ADPCM符号器12は、この信号を
ADPCM符号に符号化する。この符号に対して、伝送
誤り検出符号付加器13がCRC符号などの伝送誤り検
出符号を付加し、この伝送誤り検出符号とADPCM符
号数サンプル分とを1フレームとして伝送バーストを生
成し、出力端子14から出力する。
【0016】一方、受信側装置2では、入力端子21か
ら入力した伝送バーストを、伝送誤り検出符号分離器2
2が現フレームのADPCM符号と伝送誤り検出符号と
に分解する。分解された一方の現フレームのADPCM
符号は、マッチング処理器27とADPCM符号変換器
24に入力し、他方の伝送誤り検出符号は、マッチング
処理器27と誤り検出器23とに入力する。誤り検出器
23は、その伝送誤り検出符号と後述するマッチング処
理器27からのマッチング信号とを用いて、誤りがある
か否かを判定し、誤り検出信号をADPCM符号変換器
24に出力する。ADPCM符号変換器24は、誤り検
出信号が誤り検出を示しているときには、その符号が復
号信号の振幅の大幅な増大を表す符号である場合に、そ
の符号を復号信号における振幅のより小さい変化を表す
符号に変換する。また、誤り検出符号が符号誤り無しを
示しているときには、ADPCM符号変換器24は、A
DPCM符号を変換せず、そのままADPCM符号を出
力する。バッファ28は、ADPCM符号変換器24か
ら出力されたADPCM符号を蓄積し、その過去のAD
PCM符号をマッチング処理器27に出力する。ADP
CM復号器25は、ADPCM符号変換器24から出力
されたADPCM符号を復号し、出力端子26から音声
信号として出力する。
【0017】次に、マッチング処理器27におけるマッ
チング信号の検出方法について説明する。現フレームの
ADPCM符号をI(k)、(ただし、k=1,2,・
・・,n)とし、バッファ28に蓄積されている過去に
ADPCM符号変換器24から出力されたADPCM符
号をIp(i)、(ただし、i=1,2,・・・,N、
n<N)とする。マッチング処理器27では、伝送誤り
検出符号によって、誤りが検出された場合、Ip(k)
を1サンプル毎に(N−n)サンプルまで過去のサンプ
ルにスライドし、それぞれのサンプルの差分の絶対値の
和In(j)を下記式(1)で求める。
【0018】
【数1】 この差分の和In(j)が極小になった場合のIp(k
+j)が、現フレームのADPCM符号I(k)との相
関性が最も高くなり、類似した符号であることを示して
いる。この極小になる差分の和In(j)をマッチング
信号として、誤り検出器23に出力する。ところが、符
号に誤りが生じている場合には、相関性の高いIp(k
+j)とI(k)の波形が大きく異なり、差分の和In
(j)の値も大きくなる。そこで、誤り検出器23にお
いて、In(j)としきい値Mと比較し、In(j)>
Mである場合には、そのフレーム内の符号に誤りが多く
存在すると判定することができる。
【0019】誤り検出器23では、このマッチング信号
および伝送誤り検出符号により誤りを検出した場合、誤
り検出信号をADPCM符号変換器24に出力する。A
DPCM符号変換器24は、4ビットのADPCM符号
I(k)を、極性を示す最上位ビット(以下、サインビ
ットと記載する。)Is(k)と振幅を示す下位3ビッ
ト(以下、振幅ビットと記載する。)Id(k)に分割
し、誤り検出信号が誤り検出を示しているときには、振
幅ビットId(k)としきい値Nを比較し、Id(k)
>Nである場合には、振幅ビットId(k)を、Id
(k)=Nに変換して、サインビットIs(k)と合成
し、その合成したADPCM符号を出力する。なお、誤
り検出信号が誤り無しを示しているときには、ADPC
M符号変換器24は、ADPCM符号を変換せず、その
ままADPCM符号を出力する。ADPCM復号器25
は、ADPCM符号変換器24から出力されたADPC
M符号を復号し、出力端子26から音声信号として出力
する。
【0020】(実施例2)次に、本発明の第2の実施例
について説明する。本実施例は、第1の実施例の構成と
同じ構成を有し、マッチング処理器27の動作以外は同
じなので、構成についての重複した説明は省略し、違い
のあるマッチング処理器の動作のみを以下に示す。
【0021】現フレームのADPCM符号I(k)、こ
のI(k)のサインビットをIs(k)(ただし、k=
1,2,・・・,n)とし、バッファ28に蓄積されて
いる過去にADPCM符号変換器24から出力されたA
DPCM符号をIp(i)、このIp(i)のサインビ
ットをIps(i)(ただし、i=1,2,・・・,
N、n<N)とする。マッチング処理器27では、伝送
誤り検出符号によって、誤りが検出された場合、Ips
(k)を1サンプル毎に(N−n)サンプルまで過去の
サンプルにスライドし、それぞれのサンプルの排他的論
理和の和(以下、XORと記載する。)の和Ins
(j)を下記式(2)で求める。
【0022】
【数2】 このXORの和Ins(j)が極小になった場合のIp
(k+j)が、現フレームのADPCM符号I(k)と
の相関性が最も高くなり、類似した符号であることを示
している。この極小になるXORの和Ins(j)をマ
ッチング信号として、誤り検出23に出力する。ところ
が、符号に誤りが生じている場合には、相関性の高いI
p(k+j)とI(k)の波形が大きく異なり、XOR
の和Ins(j)の値も大きくなる。そこで、誤り検出
器23において、Ins(j)としきい値M′と比較
し、Ins(j)>M′である場合には、そのフレーム
内の符号に誤りが多く存在すると判定することができ
る。誤り検出器23では、このマッチング信号および伝
送誤り検出符号により誤りを検出した場合、誤り検出信
号をADPCM符号変換器24に出力し、第1の実施例
と同様に、ADPCM符号変換器24での処理に役立て
られる。
【0023】以上のように、本実施例によれば、ADP
CM符号のサインビットのXORを用いて行なうことに
より、ADPCM符号の差分の絶対値の和で検出するよ
りも、絶対値を取る必要がないため、より簡単な構成で
同様なマッチング処理を行なうことができる。
【0024】(実施例3)次に、本発明の第3の実施例
を図面を参照して詳細に説明する。図2は本発明の第3
の実施例における伝送誤り補償装置の構成を示すブロッ
ク図であり、上記第1の実施例と同様な要素には同じ符
号が付してある。図2において、1は送信側装置、2は
受信側装置である。送信側装置1には、音声信号を入力
する入力端子11と、音声信号をADPCM方式で符号
化するADPCM符号器12と、ADPCM符号数サン
プル分を単位として伝送誤り検出符号を付加し、このA
DPCM符号および伝送誤り検出符号を1フレームとし
て伝送バーストを生成する伝送誤り検出符号付加器13
と、伝送符号を出力する出力端子14とを備えている。
【0025】一方、受信側装置2は、受信した伝送バー
ストを入力する入力端子21と、伝送バーストから現フ
レームのADPCM符号と伝送誤り検出符号を分離する
伝送誤り検出符号分離器22と、過去のADPCM符号
のサインビットを蓄積するためのバッファ28と、伝送
誤り検出分離器22によって分解した現在のADPCM
符号を、サインビットと振幅ビットに分解するADPC
M符号分離器29と、過去のサインビットと現フレーム
のサインビットとの相関を検出するマッチング処理器2
7と、伝送誤り検出符号およびマッチング信号を用いて
誤りの検出信号を検出する誤り検出器23と、誤り検出
器23の誤り検出信号によって、ADPCM符号の振幅
ビットを変換するADPCM符号振幅変換器30と、誤
り検出器23の誤りの検出信号とによって、ADPCM
符号のサインビットを変換するADPCM符号サインビ
ット変換器31と、ADPCM符号振幅変換器30およ
びADPCM符号サインビット変換器31によって変換
されたそれぞれのビットを合成するADPCM符号合成
器32と、合成されたADPCM符号を音声信号に変換
するADPCM復号器25と、音声信号を出力する出力
端子26とを備えている。
【0026】次に、上記実施例における動作について説
明する。まず、送信側装置1の入力端子11から音声信
号を入力すると、ADPCM符号器12は、この信号を
ADPCM符号に符号化する。この符号に対して、伝送
誤り検出符号付加器13がCRC符号などの伝送誤り検
出符号を付加し、この伝送誤り検出符号とADPCM符
号数サンプル分とを1フレームとして伝送バーストを生
成し、出力端子14から出力する。
【0027】一方、受信側装置2では、入力端子21か
ら入力した伝送バーストを、伝送誤り検出符号分離器2
2が現フレームのADPCM符号と伝送誤り検出符号と
に分解する。分解された一方の現フレームのADPCM
符号は、ADPCM符号分離器29に入力し、他方の伝
送誤り検出符号は、ADPCM符号分離器29とマッチ
ング処理器27と誤り検出器23とに入力する。ADP
CM符号分離器29は、その伝送誤り検出符号により誤
りが検出された場合に、現フレームのADPCM符号I
(k),(ただし、k=1,2,・・・,n)をサイン
ビットIs(k)と振幅ビットId(k)に分解する。
分解された一方のサインビットIs(k)は、マッチン
グ処理器27に入力し、他方の振幅ビットId(k)
は、ADPCM符号振幅変換器30に入力する。バッフ
ァ28はADPCM符号サインビット変換器31によっ
て変換したサインビットIps(i)(ただし、i=
1,2,・・・,N、n<N)を蓄積する。マッチング
処理器27は、伝送誤り検出符号により誤りが検出され
た場合に、Ips(k)を1サンプル毎に(N−n)サ
ンプルまで過去のサンプルにスライドし、それぞれのサ
ンプルのXORの和Ins(j)を求める。このXOR
の和Ins(j)が極小になった場合のIp(k+j)
が、現フレームのADPCM符号I(k)との相関性が
最も高くなり、類似した符号であることを示している。
この極小になるXORの和Ins(j)をマッチング信
号として、誤り検出器23に出力する。また、極小とな
るサインビットIps(k+j)と現フレームのサイン
ビットIs(k)をADPCM符号サインビット変換器
31に出力する。誤り検出器23は、伝送誤り検出符号
とマッチング信号とを用いて、誤りの割合を判定し、誤
り検出信号をADPCM符号振幅変換器30とADPC
M符号サインビット変換器31に出力する。ADPCM
符号振幅変換器30とADPCM符号サインビット変換
器31によって変換されたそれぞれの符号は、ADPC
M符号合成器32によって4ビットのADPCM符号に
合成される。ADPCM復号器25は、ADPCM符号
合成器32から出力されたADPCM符号を復号し、出
力端子26から音声信号として出力する。
【0028】次に、誤り検出器23における誤り検出信
号の検出方法について説明する。伝送誤り検出符号によ
り誤りを検出し、かつマッチング信号Ins(j)とし
きい値M′とm′とを比較し、Ins(j)≧M′
(M′>m′)である場合には、そのフレーム内の符号
に誤りが多く存在すると判定することができ、ADPC
M符号振幅変換器30とADPCM符号サインビット変
換器31に誤り検出信号を出力し、ADPCM符号振幅
変換器30では符号変換を行ない、ADPCM符号サイ
ンビット変換器31では、サインビットIs(k)をそ
のまま出力する。
【0029】次に、伝送誤り検出符号により誤りを検出
し、かつマッチング信号Ins(j)としきい値M′と
m′とを比較し、Ins(j)<m′(M′>m′)で
ある場合には、そのフレーム内の符号に誤りが多く存在
すると判定することができ、ADPCM符号振幅変換器
30とADPCM符号サインビット変換器31に誤り検
出信号を出力し、ADPCM符号振幅変換器30では符
号変換をせずにそのまま振幅ビットを出力し、ADPC
M符号サインビット変換器31では、マッチング信号I
ns(j)となる時のサインビットIs(j)に変換し
て出力する。
【0030】次に、伝送誤り検出符号により誤りを検出
し、かつマッチング信号Ins(j)としきい値M′と
m′とを比較し、M′>Ins(j)≧<m′(M′>
m′)である場合には、上記の中間値となり、ADPC
M符号振幅変換器30とADPCM符号サインビット変
換器31に誤り検出信号を出力し、ADPCM符号振幅
変換器30では符号変換を行ない、ADPCM符号サイ
ンビット変換器31では、マッチング信号Ins(j)
となる時のサインビットIs(j)に変換して出力す
る。
【0031】また、伝送誤り堅守符号により誤りが検出
されなかった場合には、ADPCM符号振幅変換器30
とADPCM符号サインビット変換器31は変換せずに
そのまま出力する。
【0032】ADPCM符号合成器32では、ADPC
M符号振幅変換器30とADPCM符号サインビット変
換器31のそれぞれによって出力されたサインビットお
よび振幅ビットを4ビットのADPCM符号に合成し、
ADPCM復号器25によって復号し、出力端子26か
ら音声信号として出力する。
【0033】以上のように、本実施例によれば、誤りの
少ないと思われるフレームに対してはサインビットのみ
の変換を行ない、誤りの多いフレームに対しては振幅ビ
ットのみの変換を行ない、その中間では両方の変換を行
なうことで、正常なADPCM符号を変換してしまうこ
とによる異音の発生を少なくし、聴感上の音声品質を向
上することができる。
【0034】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、伝送誤りが検出された場合に、受信側装置の
マッチング処理により求めた差分の和の極小値が予め設
定した値を越えた場合には、ADPCM符号を復号信号
における振幅のより小さい変化を表すADPCM符号に
変換し、そのADPCM符号を復号して出力するので伝
送誤りが検出された場合でかつ過去のADPCM符号と
の相関により誤りが少ないと判定した場合に、そのフレ
ーム内の正常な符号に対して符号変換をすることを防ぐ
ことができ、音声出力を行なう際の聴感上の音声品質を
向上させることができる。
【0035】また、本発明によれば、受信側装置のマッ
チング処理により求めた過去のADPCM符号とのサイ
ンビットの排他的論理和の和の極小値が予め設定した値
を越えない場合には、ADPCM符号のサインビットを
相関の高い過去のADPCM符号のサインビットに変換
し、そのADPCM符号を復号して出力するので、伝送
符号が検出された場合でかつ過去のADPCM符号との
相関により誤りが少ないと判定した場合に、サインビッ
トの誤っていると思われる符号を変換することができ、
音声出力を行なう際の聴感上の音声品質を向上させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1および第2のの実施例における伝
送符号誤り補償装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明の第3の実施例における伝送符号誤り補
償装置の構成を示すブロック図
【図3】従来の伝送符号誤り補償装置の構成を示すブロ
ック図
【符号の説明】
1 送信側装置 2 受信側装置 11 入力端子 12 ADPCM符号器 13 伝送誤り検出符号付加器 14 出力端子 21 入力端子 22 伝送誤り検出符号分離器 23 誤り検出器 24 ADPCM符号変換器 25 ADPCM復号器 26 出力端子 27 マッチング処理器 28 バッファ 29 ADPCM符号分離器 30 ADPCM符号振幅変換器 31 ADPCM符号サインビット変換器 32 ADPCM符号合成器

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信した伝送バーストについて過去の蓄
    積されたADPCM符号と伝送されたADPCM符号と
    の差分をとるマッチング処理手段を備え、マッチングの
    値が予め設定したしきい値を越えるとき、かつ伝送され
    た誤り検出符号により誤り検出があるときにのみ、符号
    変換を行なうことを特徴とする伝送符号誤り補償装置。
  2. 【請求項2】 マッチング処理手段が、過去の蓄積され
    たADPCM符号と現フレームのADPCM符号との差
    分の和の極小値から相関の高い過去のADPCM符号を
    検出し、検出した差分の和を用いて誤り検出を行なうこ
    とを特徴とする請求項1記載の伝送符号誤り補償装置。
  3. 【請求項3】 マッチング処理手段が、過去の蓄積され
    たADPCM符号のサインビットと現在のADPCM符
    号のサインビットとの排他的論理和の和の極小値から相
    関の高い過去のADPCM符号を検出し、検出した排他
    的論理和の和を用いて誤り検出を行なうことを特徴とす
    る請求項1記載の伝送符号誤り補償装置。
  4. 【請求項4】 受信した伝送バーストについて、過去の
    蓄積されたADPCM符号と伝送されたADPCM符号
    との差分をとるマッチング処理手段と、マッチング処理
    手段により検出した相関の高い過去のADPCM符号を
    用いて、ADPCM符号のサインビットの誤りを変換す
    るADPCM符号サインビット変換手段とを備えた伝送
    符号誤り補償装置。
  5. 【請求項5】 ADPCM符号サインビット変換手段
    が、マッチング処理手段により検出した過去のADPC
    M符号とのサインビットの排他的論理和の和が、予め設
    定したしきい値以下のとき、現在のADPCM符号のサ
    インビットを、相関の高い過去のADPCM符号のサイ
    ンビットに変換することを特徴とする請求項4記載の伝
    送符号誤り補償装置。
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