JP3424918B2 - 背景雑音情報の伝送方法と通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、添付の請求項１の
序文に記載されている、通信システムにおいて背景雑音
情報を送る方法に関し、その情報はデータフレームの形
で送られる。本発明は、添付の請求項６の序文に記載さ
れている通信システムと、添付の請求項９の序文に記載
されている移動局と、添付の請求項１０の序文に記載さ
れているネットワーク・エレメントとにも関する。

【０００２】

【従来の技術】データフレームの形でのデータ伝送で
は、送られるべき情報は普通は一定サイズの複数のデー
タフレームに分割される。情報の他に、データフレーム
は、ヘッダ・データと、データフレームの伝送に必要な
他のデータも含むことができる。そのデータフレームは
送信側から通信チャネルを介して受信側へ送られ、それ
は例えば無線チャネル又はその他の無線通信チャネルか
ら成る。通信チャネルは、電気器具により引き起こされ
る点火妨害などの妨害にさらされ、また無線データ伝送
では無線送信装置などの他の類似装置により引き起こさ
れる妨害を受けやすい。特に移動送信装置／受信装置に
おける他の妨害の重要な発生源は、受信されるべき信号
が長さの異なる幾つかの経路を介して受信装置に入るこ
とがあるという事実であり、その場合には受信された信
号に歪みが生じる。その結果として、伝送の誤りを無く
すために、データフレームは普通は誤り訂正データ又は
少なくとも誤り検出データを備えている。誤り訂正デー
タを付加する１つの方法は、いわゆるたたみ込み符号の
使用である、即ち、送られるべき情報は適当なたたみ込
み符号を用いることにより符号化され、たたみ込み符号
化された情報が通信チャネルへ送られる。受信段階で
は、受信されたデータ伝送の流れから送信された情報を
区別するために逆の操作が行われる。使われる誤り検出
データは、普通はパリティ検査データであり、それは、
送信されるべき情報又は少なくともその一部分から計算
される。その様な１つの公知のパリティ検査方法は巡回
冗長検査（ＣＲＣ）である。受信端では、受信された情
報に対して対応する操作が行われ、受信端で作られたパ
リティ検査データが受信されたパリティ検査データと比
較される。そのデータが一致すれば、受信側装置はその
情報が正しく受信されたと解釈する。もし計算されたパ
リティ・データと受信されたパリティ・データとが一致
しなければ、受信されたデータフレームが少なくとも部
分的に間違っていることを受信側装置に示すためにいわ
ゆるＢＦＩフラグ（Bad Frame Indication（不良フレー
ム表示））がセットされる。この後、再送を要求した
り、或いは例えば外挿又は内挿によって間違っているフ
レームを解釈しようと試みることが可能である。

【０００３】現在の移動通信システムでは、音声もデー
タフレームの形で伝送される。例えばＧＳＭ移動通信シ
ステム（Global System for Mobile Communication（移
動通信用広域システム））では、音声通信チャネルにお
いて、オーディオ信号から作られたディジタル情報の大
半が誤り訂正符号化によって保護される。

【０００４】更に、現在のディジタル移動通信システム
は、話が途切れているときには送信装置をオフにするこ
とのできるいわゆる不連続送信を使用する。これによ
り、例えば電力消費量が減り、無線通信装置の使用時間
が増大する。更に、この不連続送信は他の同時のデータ
伝送接続における妨害を減少させる。従って、伝送品質
を改善することが可能である。しかし、実際には、途切
れ時間の全体にわたって送信がオフにされるのではなく
て、受信装置で可聴雑音として生成される背景雑音に関
する情報が時々送信され、それは実質的に送信端で検出
された雑音の音量及び周波数スペクトルに対応する。こ
の様な背景雑音の発生は、話が途切れている間完全に受
信装置を弱音化することに比較すると進んだ機能であ
る。この背景雑音は、通常は、音声よりは低いビット伝
送速度でいわゆる無音記述子フレームＳＩＤ（silence
descriptor frames SID ）で伝送される。

【０００５】この無音記述子フレームを伝送する頻度
は、例えばそのときに使われる通信システムによる。例
えば従来技術のＧＳＭ移動通信システムでは、音声符号
化は全速度（ＦＲ又は強化（enhanced）全速度ＥＦＲ）
又は半速度（ＨＲ）で行われる。不連続送信中は、２４
個目毎のフレームのみがＦＲチャネルで（１２個目毎の
フレームがＨＲチャネルで）送信される。不連続送信時
に送信されるべきフレームはすべて無音記述子フレーム
である。将来の移動通信システムでは、例えば適応マル
チ（multi ）速度音声コーデック（adaptive multirate
speech codecs (AMR)）を使うことが可能となる。その
様なシステムの無音記述子フレームでは、背景雑音だけ
ではなくて、接続に使用されるチャネル対（アップリン
ク及びダウンリンク）の逆方向チャネルの品質に関する
情報も送信することが可能である。例えば、移動局と、
基地送受信局などのネットワーク・エレメントとの間の
通信では、送信をする移動局はその受信チャネル、即ち
基地送受信局のダウンリンク、の品質を測定し、その無
音記述子フレームで品質情報を基地送受信局に送信す
る。この品質情報は、チャネル又は基地送受信局の変更
に関して考えられる必要性を知るために、定期的に更新
されなければならない。例えばＡＭＲシステムでは、コ
ーデックの変更の故に現在より頻繁に品質情報を送信し
なければならず、その結果として、品質情報も無音記述
子フレームの一部分として送信されなければならず、従
って、それもまた現在より頻繁に送信されるべきであ
る。

【０００６】基地送受信局などの受信側装置の復号器で
は、音声情報を含んでいる受信されたデータフレームか
ら音声が生成されるのとは別の方法で背景雑音が受信さ
れた無音記述子フレームから生成される。従って、受信
側装置の復号器は、無音記述子フレームと音声フレーム
を区別できなければならない。従来技術のシステムで
は、これは、無音記述子フレームがいわゆる無音記述子
識別子ＳＩＤ−ＣＷ（SID code word （ＳＩＤコードワ
ード））を含むことで達成されている。この無音記述子
識別子は送信側装置及び受信側装置に予め知られてい
る。従って受信されたデータフレームがこの無音記述子
識別子を含んでいるならば、復号器は、受信されたデー
タフレームを無音記述子フレームとして処理する。

【０００７】音声フレームが間違って無音記述子フレー
ムであると識別される確率は次の通りである：

【数１】 ここでＮ_SID は無音記述子識別子の長さであり、Ｎ_err
は無音記述子識別子で許容される誤りの最大個数であ
る。

【０００８】式１では、すべての起りうるビット組み合
わせの確率は等しいと仮定されている。更に、伝送チャ
ネルでの誤りはこの確率分布を保つということも仮定さ
れている。

【０００９】無音記述子フレームが音声フレームとして
識別される確率は、例えば、通信チャネルの条件によ
る。使用される通信チャネルの品質がもし高ければ、デ
ータ伝送は比較的に完全であり、誤り確率は低い。通信
チャネルの品質が悪くなるとデータ伝送誤りの個数が増
え、また無音記述子識別子の誤りの可能性も大きくな
り、そのために、無音記述子フレームが正しく識別され
ない確率が大きくなる。

【００１０】無音記述子識別子は、受信されたフレーム
をできるだけ確実に識別するために、充分な長さを持っ
ていなければならない。無音記述子識別子が短すぎれ
ば、音声フレームが無音記述子フレームとして識別され
る確率が大きくなる。もし無音記述子識別子又はその一
部がデータフレームの保護されていない部分で送信され
たならば、無音記述子識別子が誤りを含む確率は、無音
記述子識別子の全てのビットがデータフレームの保護さ
れた部分で送信された場合よりは大きくなる。

【００１１】例えばＧＳＭ移動通信システムでは、デー
タフレームのインタリーブ（interlearving ）が行われ
る、即ち、１つのデータフレームが全部送られるのでは
なくて、例えば４個又は８個のエレメント（element ）
に分割される。それらのエレメントは連続するバースト
（burst ）で送信されるけれども、その１つのバースト
は異なる２つのデータフレームの１つのエレメントを含
むようにして送信される。このインタリーブが添付の図
１及び図２に略図で示されている。図１はＧＳＭシステ
ムの全速度音声チャネルの例を示しており、その送信さ
れるべき各データフレームは８個のエレメントに分割さ
れる。同様に図２は半速度音声チャネルを示しており、
そのデータフレームは４個のエレメントに分割されて、
連続するバーストで送信される。このインタリーブで、
無線チャネルで通常はバーストで発生する妨害の影響
を、伝送の信頼性の点で減少させようとする試みがなさ
れる。

【００１２】図１のシステムでは、全速度音声チャネル
の１つのチャネル符号化された音声フレームは４５６ビ
ットから成る。このチャネル符号化された音声フレーム
はそれぞれ５７ビットから成る８個の部分ブロックに分
割され、第１ビット（ビット０）は第１部分ブロックに
置かれ、第２ビット（ビット１）は第２部分ブロックに
置かれ、第３ビット（２）は第３部分ブロックに置か
れ、第８ビット（７）は第８部分ブロックに置かれ、次
に第９ビット（８）は第１部分ブロックに置かれる、等
々である。その後、これら８個の部分ブロックは８個の
バーストに置かれ、第１部分ブロックのビットは第１バ
ーストの偶数ビットに置かれ、第２部分ブロックのビッ
トは第２バーストの偶数ビットに置かれ、第３部分ブロ
ックのビットは第３バーストの偶数ビットに置かれ、第
４部分ブロックのビットは第４バーストの偶数ビットに
置かれる。同様に、次の４個の部分ブロックのビットは
次の４個のバーストの奇数ビットに置かれる。この例で
は、各バーストは１１４ビットから成る。始めの４個の
バーストの奇数ビットは、前の送信されるべきチャネル
符号化されたフレームの最後の４個の部分ブロックのビ
ットから成る。同様に後の方の４個のバーストの偶数ビ
ットは、次に送信されるべきチャネル符号化されたフレ
ームの始めの方の４個の部分ブロックのビットから成
る。この様に、１つのバーストは、原則として、２個の
チャネル符号化されたフレームのビットから成る。この
配列及びインタリーブの１つの目的は、同じデータフレ
ームの数個の連続するビットへの通信チャネルにおける
妨害の影響を減少させることである。従って、誤りは異
なる数個のデータフレームに分散され、起りうるビット
誤りは誤り検出及び誤り訂正方法によってさらに良く検
出されるようになり、また訂正さえされ得るようにな
る。

【００１３】同様に、図２の半速度チャネルでは、１つ
のチャネル符号化された音声フレームは２２８ビットか
ら成り、４個のバーストにインタリーブされる。従って
１１４ビットから成る各バーストは２つの連続する音声
フレームのビットを含んでいる。実際上、このインタリ
ーブには次のような効果がある、即ち、伝送を止める時
点で、送信されるべきデータフレームの最後のエレメン
トのバーストは１つのバーストで送信されるべきビット
数（１１４ビット）を全部そろえるために余分のデータ
フレーム・エレメントを含む。しかし、この余分のエレ
メントは受信段階では使われない。同様に、送信が再開
される場合には使われる第１バーストで余分のデータフ
レーム・エレメントが送信される。このエレメントも受
信段階では使われない。ＧＳＭシステムにおけるこのイ
ンタリーブはＧＳＭ０５．０３規格において詳しく定義
されており、これはＧＳＭシステムの全速度チャネル及
び半速度チャネルでのチャネル符号化も記述している。

【００１４】実際の通信システムでは、送信されるべき
ビットの全部を保護することは不可能であり、データフ
レームのビットの一部は送信されるときに保護されな
い。一方、信頼性がなるべく高い無音記述子フレームを
得るためには、無音記述子識別子はなるべく長くされな
ければならず、従来技術のシステムでは無音記述子識別
子のビットの一部を無保護で送信せざるを得ないことが
問題であり、これが受信側への無音記述子識別子の伝送
の誤り率を高めている。例えば、開発中のGSM AMR 音声
符号化方法では、提案されている最低ビット伝送速度
は、ＧＳＭシステムの半速度オーディオ符号化で現在用
いられているビット伝送速度（これは５．６ｋｂｉｔ／
ｓである）より大きくなる可能性がある。チャネル符号
化で付加されるビットも含めて、ＧＳＭシステムの半速
度チャネルでの合計速度は１１．４ｋｂｉｔ／ｓであ
る。その結果として、ＧＳＭシステムのＡＲＭ音声符号
化では、現在使われているＧＳＭシステムの半速度音声
符号化と同数の保護されるビットを利用できるとは限ら
ない。更に、保護されるビットの一部はチャネル品質デ
ータを送信するために使われるので、充分に信頼できる
ように無音記述子識別子の伝送に残されている保護され
るビットが充分には無い。添付の図３は、音声フレーム
を無音記述子フレームとして間違って識別する誤り率を
示している。この図において、長さの異なる３つの無音
記述子識別子が例として取り上げられており（４４ビッ
ト、曲線２Ａ；８９ビット、曲線２Ｂ；１１８ビット、
曲線２Ｃ）、従来技術のＧＳＭシステムの半速度チャネ
ルの誤り率が比較のために示されており、その無音記述
子識別子の長さは７９ビット（曲線２Ｄ）である。同様
に、図４は無音記述子フレームが受信側装置において間
違って音声フレームとして識別される確率を示してい
る。ここでは長さの異なる２つの無音記述子識別子が使
われている：４４ビット（曲線３Ａ）及び８９ビット
（曲線３Ｂ）、同様に比較のために、ＧＳＭ７９ビット
半速度チャネル（曲線３Ｃ）の無音記述子フレームの誤
り率が示されている。図３及び図４の誤り率は、無音記
述子識別子において許容される間違っているビットの個
数の関数として計算されている。図３及び図４に基づい
て、無音記述子識別子の長さが４４又は８９ビットの場
合には、ＧＳＭシステムの半速度チャネルで使われてい
る７９ビット無音記述子識別子の場合ほどには正しく無
音記述子フレームと音声フレームとの両方を識別するこ
とに関して、識別は確実でないことがわかる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、信頼
性の高い無音記述子フレーム送信方法と、通信システム
とを得ることである。本発明の方法は、添付の請求項１
の特徴部分に示されているものを特徴とする。本発明の
通信システムは、添付の請求項６の特徴部分に示されて
いるものを特徴とする。本発明の移動局は、添付の請求
項９の特徴部分に示されているものを特徴とする。本発
明のネットワーク・エレメントは、添付の請求項１０の
特徴部分に示されているものを特徴とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、データフレー
ムの伝送に現在使われているデータフレーム・エレメン
トのインタリーブを利用するという着想に基づいてい
て、それでは、無音記述子フレームの伝送時に第１デー
タフレームで無音記述子識別子だけが伝送され、この背
景雑音に関連するパラメータは次のデータフレームで伝
送される。

【００１７】本発明は、従来技術の方法及び通信システ
ムに顕著な利点を与える。本発明は、従来技術の方法及
び通信システムで達成することのできるビット伝送速度
より低いビット伝送速度でのデータ伝送でも無音記述子
フレームとその他のデータフレームとをより確実に区別
することを可能にする。その結果として、音声と背景雑
音とがより確実に受信されるので、その様な通信システ
ムがいっそう使いやすくなり、音声の了解度が向上する
と共に、妨害雑音の発生頻度は、従来技術の通信システ
ムの場合より低下する。

【００１８】次に、添付図面を参照して本発明を詳しく
説明する。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の記述との関係でＧＳＭシ
ステムの移動通信システムを例として取り上げるけれど
も、本発明は、この移動通信システムだけに限定される
ものではなくて、データフレームでのデータ伝送とイン
タリーブとを使用する他の通信システムにも使用され得
るものである。

【００２０】図１３は、本発明が適用される通信システ
ム１を示す概略ブロック図である。図１３の通信システ
ム１は、移動局ＭＳと、通信チャネル２を介してそれと
データ伝送接続している基地送受信局ＢＴＳとから成っ
ている。通信チャネル２は無線周波数データ伝送として
有利に実現されていて、移動局ＭＳと基地送受信局ＢＴ
Ｓとは、それ自体としては公知の態様で、各々無線送受
信装置を備えているが、それは添付の図面では別々には
示されていない。基地送受信局ＢＴＳは基地局コントロ
ーラ（図示されていない）と有利に通信し、それを介し
て該通信システムで、また陸上通信網へも、データを送
信することができる。移動局ＭＳ及び基地送受信局ＢＴ
Ｓは、実質的に同様の動作ブロックを含んでおり、それ
らの参照番号は、基地送受信局ＢＴＳの参照番号にアポ
ストロフィー（’）が付加されていることにより、互い
に区別されている。

【００２１】ＧＳＭ移動通信システム（Global System
for Mobile Communications （移動通信用広域システ
ム））では、通信網における音声の符号化及び復号化は
トランスコーデック速度適応ユニット（Transcodec Rat
e Adaptation Unit (TRAU)）で実行される。理解しやす
くするために、このトランスコーデック速度適応ユニッ
トの音声符号器５’と音声復号器１１’とだけが図１３
に示されている。この好ましい実施例ではトランスコー
デック速度適応ユニットは基地送受信局ＢＴＳにおいて
実現されているけれども、基地局コントローラや移動交
換センターなどの、他のネットワーク・エレメントで実
行されても良いのであるが、それらは添付図面には示さ
れていない。

【００２２】移動局ＭＳから基地送受信局ＢＴＳへ音声
が伝送されるとき、マイクロホン３の信号は電気アナロ
グ・オーディオ信号に変換され、アナログ−ディジタル
変換器４でディジタル・フォーマットに変換される。こ
のディジタル・オーディオ信号は音声符号器５へ転送さ
れる。音声符号器５から、該ディジタル信号は、マイク
ロホンから到来する信号が音声なのか背景雑音なのかを
調べるために、音声活動(speech activity）検出器６へ
転送される。これに基づいて、音声活動検出器６は、音
声符号器５により作られた音声フレーム又は背景雑音発
生器７により作られた無音記述子フレームのいずれが伝
送されるべきかを選択する。背景雑音発生器７は選択ブ
ロック（図示されていない）を含むこともでき、本明細
書で後述されるように、ここで無音記述子フレームに他
のシグナリング・データを供給することができる。それ
らのフレームはチャネル符号器９でチャネル符号化さ
れ、ここでチャネル符号化されたフレームは、本明細書
で前述したように、データ伝送フレームを形成するため
にインタリーブされる。該データフレームは通信チャネ
ル２で受信側装置（この例では基地送受信局ＢＴＳ）に
送られる。デインタリーブ（Deinterleaving）とチャネ
ル復号化とが基地送受信局ＢＴＳのチャネル復号器１
０’で行われる。該データフレームは音声復号器１１’
へ転送され、ここで、移動通信網及び更に受信側通信端
末装置（図示されていない）へ送られるディジタル・オ
ーディオ信号が作られる。無音記述子フレーム検出器
８’は、復号化されたチャネル・フレームから無音記述
子フレームを検出し、基地送受信局の無音記述子発生器
７’を制御して音声復号器１１’で背景雑音信号を作
る。受信側装置で利用できる更新された背景雑音パラメ
ータが無い場合には、必要ならば、計算ブロック１４’
を使って、前に受信された背景雑音パラメータに基づい
て外挿又は内挿により背景雑音を有利に作ることができ
る。無音記述子フレームが余分のシグナリング・チャネ
ルも含むならば、無音記述子フレーム検出器８’は、そ
の様なフレームを信号処理ブロック（図示されていな
い）または同等のものへ送る。基地送受信局ＢＴＳから
移動局ＭＳへのデータ伝送は、同様に行われ、ディジタ
ル・オーディオ信号は移動局においてディジタル−アナ
ログ変換器１２でアナログ・フォーマットに変換されて
受話器口１３または同等のものへ送られる。本発明の見
地からは、情報が移動局ＭＳから基地送受信局ＢＴＳへ
送られるのか、それともその逆かということ自体は重要
ではない。

【００２３】本明細書では、チャネル符号化の前、及び
チャネル復号化の後のデータフレームを記述するために
音声フレームＳＰ、無音記述子フレームＳＩＤ、及び背
景雑音パラメータ・フレームＳＩＧ−ＣＨという用語が
使われている。チャネル符号化において、データフレー
ムは、送信段階で前記インタリーブ操作を受けるチャネ
ル符号化フレームにされる。同様にデータ伝送フレーム
４０１〜４０４，５０１〜５０４は、チャネル符号化及
びインタリーブ後のこれらのデータフレームから成る、
通信チャネルへ送られるべきフレームを指す。本明細書
では、これ以降、インタリーブの例が使用されるが、そ
れではチャネル符号化されたフレームは２つのデータ伝
送フレーム４０１〜４０４，５０１〜５０４に分割され
ているけれども、他の分割原理による通信システムにも
本発明を適用することができる。

【００２４】ＧＳＭシステムにおける半速度音声符号化
では、無音記述子フレームＳＩＤは背景雑音パラメータ
を符号化するために３３ビットからなる。無音記述子フ
レームの残りの７９ビットは無音記述子識別子ＳＩＤ−
ＣＷを構成する。無音記述子フレームのこれら７９個の
識別ビットのうち、６２ビットはチャネル誤りから保護
され、残りの１７ビットは無保護で送信される。ＧＳＭ
移動通信システムでは、無音記述子識別子ＳＩＤ−ＣＷ
は、全てのビットが一定の状態にセットされることとな
るように形成される（例えば、全てのビットが論理１又
は０の状態にセットされる）。しかし、このこと自体は
本発明を適用するために重要ではなくて、実際のシステ
ムでは、使用される無音記述子識別子ＳＩＤ−ＣＷは該
システムにおいて他の目的に割り当てられていない他の
ビット組み合わせであっても良い。受信段階では、受信
されたデータフレームから無音記述子フレームを検出す
ることを目的とする無音記述子フレーム検出器８，８’
を使うのが有利である。これは、例えば、無音記述子フ
レーム検出器８，８’（以降は、これについてＳＩＤ検
出器８，８’という用語を用いる）が、無音記述子フレ
ーム中の無音記述子識別子ＳＩＤ−ＣＷに割り当てられ
ている受信されたデータフレームのその部分を調べて、
それらのビットの論理値を、該システムで使われる無音
記述子識別子の対応するビット値と比較するようにし
て、実現される。無音記述子識別子ＳＩＤ−ＣＷが伝送
されるこれらのビットのうち、無音記述子識別子と異な
る（即ち、現在のシステムでは論理０状態である）ビッ
トが多ければ多いほど、受信されたデータフレームが無
音記述子フレームではない確率が高くなる。受信された
データフレームは、ＳＩＤ検出器８，８’の出力信号に
基づいて４つの種類に分けられる：有効なＳＩＤフレー
ム、無効なＳＩＤフレーム、良好な音声フレーム、及び
使用に適さないフレーム。

【００２５】表１はＳＩＤ検出器８，８’の出力信号が
どの様にして形成されるかを示す。無音記述子識別子の
ために予約されているフィールドの殆ど全てのビットが
論理１状態であるときには、ＳＩＤ検出器８，８’のＳ
ＩＤフラグが値２にセットされる。多数のビットが値０
である場合には、ＳＩＤフラグは値０にセットされる。
他の場合には、ＳＩＤフラグは値１にセットされる。こ
れに関連して、ＧＳＭシステムにおける半速度音声符号
化の、この無音記述子フレーム検出アルゴリズムがさら
に詳細に記述されている欧州電気通信規格ＧＳＭ０６．
４１，ＧＳＭ０６．２２，及びＧＳＭ０５．０５が参照
される。

【表１】

【００２６】添付の図５〜図８は、従来技術のシステム
における連続する伝送フレームで、インタリーブされる
データフレームの伝送を示す。これらの図で、伝送フレ
ームは左から右へ伝播し、データ伝送フレーム４０１，
４０２，４０３，４０４は各伝送フレームで伝送される
べき情報を示している。データ伝送フレーム４０１〜４
０４において、第１エレメント４０１ａ〜４０４ａは２
つの部分で伝送されるべきデータフレームの後の方のエ
レメントから成り、第２エレメント４０１ｂ〜４０４ｂ
は、伝送されるべきデータフレームの第１エレメントか
ら成る。この例では、ＳＰフレームは音声フレームを指
し、ＳＩＤフレームは、同様に、無音記述子フレームを
指し、ランダム・フレームは、復号化に使われない余分
の情報をその第１又は第２のいずれかのエレメントに含
んでいるデータフレームを指し、無伝送は、その伝送フ
レームが実際には伝送されないことを示している。更
に、図５〜図８は、音声伝送なのか背景雑音伝送なのか
を示す状態変数ＳＰフラグの値を示している。この例で
は、状態変数ＳＰフラグの論理値１は音声フレームの伝
送を指し、また同様に論理値０では無音記述子の情報が
伝送され、その場合には背景雑音が受信側装置で作られ
る。

【００２７】図５は、音声伝送が終わって無音記述子フ
レームが伝送される状態を示している。この状態に先立
つ最後から２番目の音声フレームの後の方のエレメント
は第１データ伝送フレーム４０１で伝送されており、そ
れは、その休止に先立つ最後の音声フレームの第１エレ
メントもまた含んでいる。伝送されるべき次のデータ伝
送フレーム４０２は、休止に先立つこの最後の音声フレ
ームの後の方のエレメントと、無音記述子フレームの第
１エレメントとを含んでいる。この無音記述子フレーム
の後の方のエレメントは第３データ伝送フレーム４０３
で伝送され、その後の方のエレメント４０３ｂは、受信
段階で使われない、確定していないビットを含んでい
る。この状態では、チャネル符号化されたデータフレー
ムは図５の４番目のデータ伝送フレーム４０４に割り当
てられている次のバーストでは伝送されなくて、送信装
置はオフにされる。その結果として、この場合には、無
音記述子フレームの後の方の部分の伝送は、第３データ
伝送フレームの後の方のエレメント４０３ｂの中に、情
報の伝送には不要なランダム・ビットを含む。

【００２８】図６は、休止が長いために雑音パラメータ
を更新しなければならない状態を示している。インタリ
ーブのために、無音記述子フレームは、ランダム・ビッ
トも含む２つのデータ伝送フレーム４０６，４０７で伝
送される。しかし、雑音パラメータの伝送に先立つデー
タ伝送フレーム４０５のバーストでは、またその後のデ
ータ伝送フレーム４０８のバーストでは、伝送は行われ
ない。

【００２９】図７は、音声フレームの伝送が雑音パラメ
ータの更新の直後に開始される状態を示している。図７
の第１データ伝送フレーム４０９は伝送されなくて、次
のデータ伝送フレーム４１０でランダム・ビットと無音
記述子フレームの第１エレメントとが伝送される。次の
データ伝送フレーム４１１で、無音記述子フレームの後
の方のエレメントと休止後の第１音声フレームの第１エ
レメントとが伝送される。これに続く次のデータ伝送フ
レーム４１２で、同様に、この第１音声フレームの後の
方のエレメントと、休止後の第２音声フレームの第１部
分とが伝送される。

【００３０】更に、図８は、最大で１音声フレームの間
持続する、短い音声の休止がある場合を示している。休
止に先立つ音声の送信で、最後から２番目の音声フレー
ムの後の方のエレメントと最後の音声フレームの第１エ
レメントとが図８に示されている第１データ伝送フレー
ム４１３で伝送される。次のデータ伝送フレーム４１４
で、休止に先立つ最後の音声フレームの後の方のエレメ
ントと、無音記述子フレームの第１エレメントとが伝送
される。無音記述子フレームの後の方のエレメントと、
休止後の第１音声フレームの第１エレメントとがデータ
伝送フレーム４１５で伝送される。これに続いて、デー
タ伝送フレーム４１６以降は、音声フレームの伝送が公
知の方法で行われる。

【００３１】同様に、図９〜図１２は、本発明の利点が
明らかに見える状態における本発明の有利な実施態様に
基づく通信システム１の動作を示している。図９は、音
声のあとの休止が１音声フレーム長より長く続く状態を
示している。この場合、休止に先立つ最後から２番目の
音声フレームの後の方の部分と最後の音声フレームの第
１エレメントとがデータ伝送フレーム５０１で伝送され
る。次のデータ伝送フレーム５０２は、最後の音声フレ
ームの後の方のエレメントと、無音記述子識別子ＳＩＤ
−ＣＷの第１エレメントとを含んでいる。無音記述子識
別子ＳＩＤ−ＣＷの後の方のエレメントはデータ伝送フ
レーム５０３で伝送される。このデータ伝送フレーム５
０３の第２エレメント５０３ｂは、追加のシグナリング
・チャネルとして利用され得るものである。この追加の
シグナリング・チャネルを、例えば背景雑音パラメータ
と、ことによるとチャネルの品質を表す情報をも伝送す
るために使うことができる。この後に伝送の順番が来る
データ伝送フレーム５０４は伝送されなくて、送信装置
（図示されていない）はオフにされる。チャネル符号器
９は無音記述子識別子ＳＩＤ−ＣＷを符号化し、その後
で、先行の音声フレームの後の方のエレメントでインタ
リーブが行われ、これによりデータ伝送フレーム５０２
及び５０３が形成される。次に、チャネル符号器９は、
背景雑音パラメータと、場合によっては他の情報ビット
も含むシグナリング・フレームＳＩＧ−ＣＨを、その目
的のために設計されていて、音声フレームを符号化する
ために使われるコーディングとは必ずしも似ていないコ
ーディングによって、符号化する。この段階で、チャネ
ル符号化された背景雑音パラメータはデータ伝送フレー
ム５０３の第２エレメント５０３ｂと結合され、これは
通信チャネル２へ送られて受信側装置のチャネル復号器
１０，１０’により復号化されることができる。従来技
術のシステムでは、この様なチャネル符号化された半フ
レームは使用されていない。本発明の有利な実施態様に
よるこの通信システム１では、このデータ伝送フレーム
が伝送された後に伝送はオフにされる；その結果とし
て、インタリーブのために、シグナリング・フレームの
符号化はたたみ込み符号化などの他の方法によって実現
されなければならず、その場合には符号化速度は普通の
場合の２倍である。従って、この場合、不要な情報の伝
送は回避され、ランダム・ビットの代わりに、受信側装
置への伝送内容はデータ伝送フレームから復号化される
ペイロード情報を含んでおり、背景雑音パラメータに対
応する雑音が受信側装置で発生される。

【００３２】受信側装置において、データ伝送フレーム
５０２を受信した後、次に受信することになるフレーム
５０３が、この例では音声フレーム及び無音記述子フレ
ーム長の半分の長さを持っていて、異なるコーディング
により符号化されているシグナリング・フレームを含ん
でいるということを受信側装置が知るようにして、復号
化が実行される。この様に、シグナリング・フレームＳ
ＩＧ−ＣＨを復号化するために、対応する復号化が受信
側装置で行われる。

【００３３】本発明の有利な実施態様に基づくこのシス
テムでは、無音記述子フレームＳＩＤが主として無音記
述子識別子ＳＩＤ−ＣＷを含んでいるので、背景雑音パ
ラメータの伝送は１つのデータ伝送フレームだけ遅延さ
れる。この場合には雑音の生成はシグナリング・フレー
ムＳＩＧ−ＣＨが受信されて復号化された後に開始され
る。しかし、もし無音記述子フレームが無音記述子識別
子ＳＩＤ−ＣＷの長さより多いビットを含んでいるなら
ば、このフレームの自由に使えるビットを例えば背景雑
音パラメータに関するヒントを与える値を伝送するため
に使うことができる。しかし、無音記述子フレームの中
の自由に使えるビットが、背景雑音パラメータのおおよ
その伝送に対してさえも充分ではないならば、例えば受
信側装置において前に受信された背景雑音パラメータに
基づいて計算（外挿）された雑音を使うことが可能であ
る。音声の期間が未だあまり長くは続かないならば、こ
の様にして計算された背景雑音パラメータは高い確率で
正しい背景雑音と一致する。一方、これは受信側装置で
生成されるべき背景雑音を安定させる。その理由は、例
えば不連続送信中に送信側移動局ＭＳの音声活動検出器
が短い側音を音声と解釈したときに、本発明のシステム
ではその側音に先立つ背景雑音パラメータが復号化に使
われるので、遅延は害にならないからである。

【００３４】図１０は、比較的長い音声休止期間中の背
景雑音パラメータの更新を示している。データ伝送フレ
ーム５０５は伝送されなくて、次のデータ伝送フレーム
５０６が伝送される。このデータ伝送フレーム５０６で
は、必要ならば、情報を伝送するために、例えば第２の
追加シグナリング・チャネルとして第１エレメント５０
６ａを使うことができる。受信側装置において、該デー
タ伝送フレームのこの受信された第１エレメント５０６
ａは一時的に蓄積され、該受信側装置が、データ伝送フ
レームのこの第１エレメント５０６ａと、チャネル符号
化されている無音記述子識別子ＳＩＤ−ＣＷを含んでい
る次のデータ伝送フレーム５０７の第１エレメント５０
７ｂとを受信した後、該受信側装置において、データ伝
送フレーム５０６の蓄積されている第１エレメント５０
６ａが余分のシグナリングを含んでいることを推論する
ことが可能となる。この余分のシグナリング・チャネル
を、例えばＡＭＲシステムについて品質のシグナリング
のためにもまた使うことができる。該データ伝送フレー
ムの第２エレメント５０６ｂは、無音記述子エレメント
の第１エレメントを含んでいる。この場合、データ伝送
フレーム５０７の第２エレメントを、例えば背景雑音パ
ラメータ及び場合によっては他の情報を伝送するための
余分のシグナリング・チャネルとして使うことができ
る。この後、送信は切断される、即ち、例えばデータ伝
送フレーム５０８は伝送されない。この場合にも、伝送
されるべきデータ伝送フレームは、従来技術のシステム
における図６の場合よりも多くのペイロード情報を含ん
でいる。

【００３５】同様に、図１１は、背景雑音パラメータの
更新についで音声の伝送が開始される場合を示してい
る。無音記述子識別子ＳＩＤ−ＣＷは標準的にチャネル
符号化され、シグナリング・フレームＳＩＧ−ＣＨと無
音記述子識別子ＳＩＤ−ＣＷの第１エレメントとを含む
データ伝送フレーム５１０が形成される。データ伝送フ
レーム５０９は伝送されなくて、次のデータ伝送フレー
ム５１０が伝送される。その後、背景雑音の伝送が終わ
るので、ＳＰフラグが論理１状態にセットされる。この
様に、チャネル符号器は、送信バッファでインタリーブ
を待っている無音記述子フレームの後の方のエレメント
のビットを変更し、受信側装置における誤り検出で、デ
ータ伝送フレーム５１１で伝送された無音記述子識別子
が間違っていることが見つけられ、該フレームは捨てら
れる。このことは、受信側装置に異質な雑音を発生させ
る原因とはならない。このデータ伝送フレーム５１１
は、休止に続く第１音声フレームの第１エレメントも含
んでおり、それは、受信側装置の復号器で復号化され
て、第２音声フレームの第１エレメントも含んでいる次
のデータ伝送フレーム５１２で伝送される該音声フレー
ムの後の方のエレメントを待つために転送される。この
後、動作は、それ自体としては公知の方法で継続され
る。

【００３６】更に、図１２は、音声に休止がある場合を
示している。音声はデータ伝送フレーム５１３及び５１
４で伝送される。この場合には、無音記述子フレームの
第１エレメントも、先行のデータ伝送フレーム５１４と
関連して伝送される。該無音記述子フレームの後の方の
エレメントは、休止後の第１音声フレームの第１エレメ
ントをも含んでいる次のデータ伝送フレーム５１５で伝
送される。この場合にも、図１１の説明と関連して前述
したように、該無音記述子フレームは注目されない。そ
の後、音声の伝送がデータ伝送フレーム５１６で続けら
れる。

【００３７】本発明に基づく通信システムでは、従来技
術の方法で可能であるよりも長い無音記述子識別子ＳＩ
Ｄ−ＣＷを、該識別子中のビットのより多くを伝送時に
保護することができるようにして、使うことが可能であ
ることが図９〜図１２から分かる。これは、無音記述子
フレームが音声フレームとして識別されたり音声フレー
ムが無音記述子フレームとして識別されたりする確率を
下げる。しかし、本発明の方法では余分のデータフレー
ムを伝送する必要はなくて、データ伝送フレームの、従
来技術のシステムにおいてはランダム情報（ビット）だ
けを伝送する部分を、背景雑音パラメータ、品質シグナ
リング等の情報を伝送するための余分のシグナリング・
チャネルとして使用することができる。

【００３８】例えばＧＳＭシステムの半速度音声符号化
では、本発明の方法により１１８ビットの無音記述子識
別子ＳＩＤ−ＣＷを使うことが可能である。本発明に基
づく通信システムでは、これらの１１８ビットのうちの
９４ビットを無音記述子フレームＳＩＤに配置し、その
うちの７７ビットが保護され、１７ビットは保護されず
に伝送される。無音記述子識別子中の残りの２４ビット
は、シグナリング・フレームＳＩＧ−ＣＨの保護される
ビットである。

【００３９】図３は、本発明のこのシステムにおいて音
声フレームが無音記述子フレームとして復号化される誤
り確率を示している。図３は、従来技術のシステムより
明白な改善を示している。

【００４０】本発明は上記の実施態様だけに限定される
ものではなくて、添付の請求項の範囲内で修正され得る
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＭＳシステムで使われるデータフレームのイ
ンタリーブを示す図（その１）である。

【図２】ＣＭＳシステムで使われるデータフレームのイ
ンタリーブを示す図（その２）である。

【図３】音声フレームを無音記述子フレームとして識別
する誤り確率をグラフで示す図である。

【図４】無音記述子フレームを音声フレームとして識別
する誤り確率をグラフで示す図である。

【図５】従来技術の通信システムでの無音記述子フレー
ムのインタリーブを示す略図（その１）である。

【図６】従来技術の通信システムでの無音記述子フレー
ムのインタリーブを示す略図（その２）である。

【図７】従来技術の通信システムでの無音記述子フレー
ムのインタリーブを示す略図（その３）である。

【図８】従来技術の通信システムでの無音記述子フレー
ムのインタリーブを示す略図（その４）である。

【図９】本発明の有利な実施態様に基づく通信システム
における無音記述フレームのインタリーブを示す略図
（その１）である。

【図１０】本発明の有利な実施態様に基づく通信システ
ムにおける無音記述フレームのインタリーブを示す略図
（その２）である。

【図１１】本発明の有利な実施態様に基づく通信システ
ムにおける無音記述フレームのインタリーブを示す略図
（その３）である。

【図１２】本発明の有利な実施態様に基づく通信システ
ムにおける無音記述フレームのインタリーブを示す略図
（その４）である。

【図１３】本発明の有利な実施態様に基づく通信システ
ムを示すブロック図である。

【符号の説明】

ＳＩＤ…無音記述子フレーム ＳＩＤ−ＣＷ…無音記述子識別子 ＳＩＧ−ＣＨ…シグナリングチャネル ５０２，５０３；５０６，５０７；５１０，５１１；５
１４，５１５…データ伝送フレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペッカ カパネン フィンランド国，エフイーエン−33720 タンペレ，ネイッテリエンカトゥ 27 アー 14 (72)発明者 ヤンヌ バイニオ フィンランド国，エフイーエン−33880 レンペーレ，ラウリンティエ 16 セ ー (56)参考文献 特開 平７−284157（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−164721（ＪＰ，Ａ) 国際公開97／2561（ＷＯ，Ａ１) 国際公開99／4586（ＷＯ，Ａ１) 英国特許出願公開2332598（ＧＢ，Ａ) 欧州特許出願公開740429（ＥＰ，Ａ ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 3/00 - 3/26 G10L 19/00 H03M 13/27 H04B 7/26

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝送されるべき情報をデータフレームと
   して形成する通信システムにおいて背景雑音情報の伝送
   方法であって、前記データフレームはチャネル符号化さ
   れたフレームを形成するためにチャネル符号化され、前
   記のチャネル符号化されたフレームは２つ以上のデータ
   伝送フレーム（５０１〜５１６）で伝送されるべくイン
   タリーブされ、チャネル符号化された２つのフレームの
   情報が各データ伝送フレーム（５０１〜５１６）で伝送
   されるようになっている背景雑音情報の伝送方法におい
   て、 一度に伝送されるべき背景雑音情報が、少なくとも、無
   音記述子識別子（ＳＩＤ−ＣＷ）を備えている第１無音
   記述子フレーム（ＳＩＤ）として形成され、前記第１無
   音記述子フレーム（ＳＩＤ）は、チャネル符号化された
   無音記述子フレームを形成するためにチャネル符号化さ
   れ、 前記のチャネル符号化された無音記述子フレームは２つ
   以上のデータ伝送フレーム（５０２，５０３；５０６，
   ５０７；５１０，５１１；５１４，５１５）で伝送さ
   れ、 前記のチャネル符号化された無音記述子フレームを伝送
   する少なくとも１つのデータ伝送フレーム（５０２，５
   ０３；５０６，５０７；５１０，５１１；５１４，５１
   ５）は余分のシグナリング・チャネル（ＳＩＧ−ＣＨ）
   としても使われることを特徴とする背景雑音情報の伝送
   方法。
2. 【請求項２】 背景雑音パラメータの少なくとも一部は
   前記の余分のシグナリング・チャネル（ＳＩＧ−ＣＨ）
   で伝送されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 データ伝送の品質を表す情報が前記の余
   分のシグナリング・チャネル（ＳＩＧ−ＣＨ）で伝送さ
   れることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 【請求項４】 該データフレームがＧＳＭシステムの半
   速度音声チャネル（ＨＲ）データフレームであることを
   特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の方法。
5. 【請求項５】 該データフレームはＧＳＭシステムの全
   速度音声チャネル（ＦＲ）データフレームであることを
   特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の方法。
6. 【請求項６】 伝送されるべき情報のデータフレームを
   形成するための手段（５，５’）と、チャネル符号化さ
   れたデータフレームを形成するために前記データフレー
   ムをチャネル符号化するための手段（９，９’）と、２
   つ以上のデータ伝送フレーム（５０１〜５１６）で伝送
   するために前記のチャネル符号化されたデータフレーム
   をインタリーブするための手段（９，９’）とを含む通
   信システム（１）であって、チャネル符号化された２つ
   のフレームの情報が各データ伝送フレーム（５０１〜５
   １６）で伝送されるように配置される通信システムにお
   いて、 一度に伝送されるべき背景雑音情報の少なくとも第１無
   音記述子フレーム（ＳＩＤ）を形成するためのフレーム
   化手段（７，７’）であって、前記第１無音記述子フレ
   ーム（ＳＩＤ）は無音記述子識別子（ＳＩＤ−ＣＷ）を
   含んでいるフレーム化手段と、 チャネル符号化された無音記述子フレームを形成するた
   めに、前記第１無音記述子フレーム（ＳＩＤ）をチャネ
   ル符号化するための手段（９，９’）と、 前記のチャネル符号化された無音記述子フレームを２つ
   以上のデータ伝送フレーム（５０２，５０３；５０６，
   ５０７；５１０，５１１；５１４，５１５）で伝送する
   ための手段（９，９’）と、 前記のチャネル符号化された無音記述子フレームを含
   む、少なくとも１つのデータ伝送フレーム（５０２，５
   ０３；５０６，５０７；５１０，５１１；５１４，５１
   ５）を余分のシグナリング・チャネル（ＳＩＧ−ＣＨ）
   として使うための手段（９，９’）をさらに含むことを
   特徴とする通信システム。
7. 【請求項７】 背景雑音パラメータの少なくとも一部を
   前記の余分のシグナリング・チャネル（ＳＩＧ−ＣＨ）
   で伝送するための手段（７，９；７’、９’）を含むこ
   とを特徴とする請求項６に記載の通信システム。
8. 【請求項８】 チャネル符号化をするための手段（９，
   ９’）がたたみ込み符号器を含むことを特徴とする請求
   項６又は７に記載の通信システム。
9. 【請求項９】 伝送されるべき情報のデータフレームを
   形成するための手段（５，５’）と、チャネル符号化さ
   れたデータフレームを形成するために前記データフレー
   ムをチャネル符号化するための手段（９，９’）と、２
   つ以上のデータ伝送フレーム（５０１〜５１６）で伝送
   するために前記のチャネル符号化されたデータフレーム
   をインタリーブするための手段（９，９’）とを含む移
   動局（ＭＳ）であって、チャネル符号化された２つのフ
   レームの情報が各データ伝送フレーム（５０１〜５１
   ６）で伝送されるように配置される該移動局において、 一度に伝送されるべき背景雑音情報の少なくとも第１無
   音記述子フレーム（ＳＩＤ）を形成するためのフレーム
   化手段（７，７’）であって、前記第１無音記述子フレ
   ーム（ＳＩＤ）は無音記述子識別子（ＳＩＤ−ＣＷ）を
   含んでいるフレーム化手段と、 チャネル符号化された無音記述子フレームを形成するた
   めに、前記第１無音記述子フレーム（ＳＩＤ）をチャネ
   ル符号化するための手段（９，９’）と、 前記のチャネル符号化された無音記述子フレームを２つ
   以上のデータ伝送フレーム（５０２，５０３；５０６，
   ５０７；５１０，５１１；５１４，５１５）で伝送する
   ための手段（９，９’）と、 前記のチャネル符号化された無音記述子フレームを含
   む、少なくとも１つのデータ伝送フレーム（５０２，５
   ０３；５０６，５０７；５１０，５１１；５１４，５１
   ５）を余分のシグナリング・チャネル（ＳＩＧ−ＣＨ）
   として使うための手段（９，９’）とを含むことを特徴
   とする移動局（ＭＳ）。
10. 【請求項１０】 伝送されるべき情報のデータフレーム
    を形成するための手段（５，５’）と、チャネル符号化
    されたデータフレームを形成するために前記データフレ
    ームをチャネル符号化するための手段（９，９’）と、
    ２つ以上のデータ伝送フレーム（５０１〜５１６）で伝
    送するために前記のチャネル符号化されたデータフレー
    ムをインタリーブするためのインタリーブ手段（９，
    ９’）であって、チャネル符号化された２つのフレーム
    の情報が各データ伝送フレーム（５０１〜５１６）で伝
    送されるように配置されるインタリーブ手段と、受信さ
    れたデータ伝送フレームをデインタリーブするための手
    段（１０，１０’）と、チャネル復号化のための手段
    （１０，１０’）と、チャネル復号化されたデータフレ
    ームから情報を復元するための手段（１１，１１’）と
    を含むネットワーク・エレメント（ＢＴＳ）であって、 一度に伝送されるべき背景雑音情報の少なくとも第１無
    音記述子フレーム（ＳＩＤ）を形成するためのフレーム
    化手段（７，７’）であって、前記第１無音記述子フレ
    ーム（ＳＩＤ）は無音記述子識別子（ＳＩＤ−ＣＷ）を
    含んでいるフレーム化手段と、 チャネル符号化された無音記述子フレームを形成するた
    めに、前記第１無音記述子フレーム（ＳＩＤ）をチャネ
    ル符号化するための手段（９，９’）と、 前記のチャネル符号化された無音記述子フレームを２つ
    以上のデータ伝送フレーム（５０２，５０３；５０６，
    ５０７；５１０，５１１；５１４，５１５）で伝送する
    ための手段（９，９’）と、 前記のチャネル符号化された無音記述子フレームを含
    む、少なくとも１つのデータ伝送フレーム（５０２，５
    ０３；５０６，５０７；５１０，５１１；５１４，５１
    ５）を余分のシグナリング・チャネル（ＳＩＧ−ＣＨ）
    として使うための手段（９，９’）とをさらに含むこと
    を特徴とするネットワーク・エレメント。