JP3539490B2

JP3539490B2 - 音声符号データの誤り処理装置

Info

Publication number: JP3539490B2
Application number: JP2001033858A
Authority: JP
Inventors: 剛服部
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2021-02-09
Also published as: GB0203007D0; JP2002237857A; US20020116678A1; GB2376160A; GB2376160B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル通信における音声符号データの誤り処理方法及び誤り処理装置に関し、特にＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）方式を用いた音声符号データの誤りが発生した場合に、受信器側にて音声品質の低下を軽減する誤り処理方式及び誤り処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からのディジタル通信、例えば簡易型携帯電話システム（以下ＰＨＳと略す）のようなディジタル通信システムは、ＡＤＰＣＭ音声データをπ／４ＱＰＳＫ方式による変復調を行うシステムである。ＰＨＳは誤り訂正符号を有しておらず、同期確立を検出するユニークワード、及びフレーム誤りを検出するＣＲＣで構成された伝送フレームを有し、受信器側でユニークワードのずれによる同期外れを検出した場合、あるいはＣＲＣ情報からフレーム誤りを検出した場合、誤り処理として復号前に誤りフレーム全体を無音データにするミュート処理、あるいは前フレームを繰り返し使用する繰り返しフレーム処理を用いている。
【０００３】
しかし前記ミュート処理は、音声データから突然無音になるため、クリック雑音が発生する欠点がある。また前フレームを繰り返し使用する処理については、特に、前データとの差分値を符号化するＡＤＰＣＭ音声では誤りが無くなった後の音声符号データが正常ではない。このため前記誤り処理法は雑音防止が不十分である。
【０００４】
上述した誤り処理方法では雑音防止効果が不十分であるため、ＡＤＰＣＭ（適応差分ＰＣＭ）音声符号データの差分が最大の場合に差分を小さくするような誤り処理方法が提案されている。さらに、誤りが検出されたフレーム中から誤り発生部分を判定し、該当部分をデータ変換することで音声品質の劣化を抑制する誤り処理方法も提案されているが、完全とは言い難い。
【０００５】
このような従来技術の欠点を解消するために、本発明者は先に「音声符号データの誤り処理装置及び誤り処理方法」(特許第２９２７２４２号：特開平１０‐２２９３８号公報）を提案している。ここでは、音声符号データを含む伝送フレームを受信したときにこの伝送フレームに含まれるＣＲＣ情報から伝送フレームの誤りの有無を検出し、かつ受信した音声符号データの位相量を所定ビット長のシンボル毎に検出して記憶すると共に、フレーム誤りが検出されたときに記憶されている位相量と予め設定された位相差許容範囲を示す基準設定値とを比較して位相量が許容範囲内にあるか否かを判定し、許容範囲外と判定したときに該当シンボルを含む音声符号データのみをその直前の正常な音声符号データとの差分が小さくなるように変換する音声符号データ誤り処理方法を特徴とし、上述の各機能をそれぞれ実行するに適する機能を備えた各要素を具備する誤り処理装置を開示している。
【０００６】
なお、このような通信システムにおける伝送フレームの構成について図３を参照しつつ開示する。この伝送フレームは、図３のように過渡応答ランプタイム（Ｒ）１０と、スタートシンボル（ＳＳ）１１と、プリアンブル（ＰＲ）１２と、ユニークワード（ＵＷ）１３と、チャネル識別コード（ＣＩ）１４と、ＳＡＣＣＨ（ＳＡ）１５と、ＡＤＰＣＭ音声符号データフレーム１６と、ＣＲＣ１７とから構成される。そして、伝送フレームは、ＣＲＣ１７内のＣＲＣ情報からフレーム誤りが検出されるようになっている。
【０００７】
従来技術の問題点は、音声符号データの誤りを検出した際に、該当データを変換する誤り処理を行っているが、雑音防止及び音声品質が十分ではないことである。その理由は、変換データが無音データあるいは繰り返しデータであるため、正常データとの差が大きく、適切とは言えない点にある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前述した従来の誤り処理方式が有する問題点を解決するものであり、誤り音声符号データの変換データとして、正常データに近づくよう判定したデータを用いることにより、誤り発生時の音声品質の劣化を改善することのできるＱＰＳＫ方式における音声符号データの誤り処理装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】
【００１０】
本発明にかかる音声符号データの誤り処理装置は、図１に示すように、音声符号データをＱＰＳＫ方式で変調し、無線通信を行うディジタル通信システムにおいて、音声符号データとＣＲＣとで構成された伝送フレームを受信した時にＣＲＣ情報からデータ誤りを検出する手段２と、検出手段によりデータ誤りが検出された時に最小単位長の誤りデータを識別する手段５と、適切な変換データを判定してデータ変換を行う変換処理手段７とを具備する。
【００１１】
また、上記変換手段として、ＱＰＳＫ方式を用いた音声符号データの位相量を最小単位長のシンボル毎に記憶する手段４と、検出手段により誤りが検出された時に該当シンボルの位相量から（図２）、Ｉ−Ｑチャート上で誤りシンボルに隣接した２つのシンボルの位相を比較し、近い位相のシンボルを判定する判定処理手段６と、該判定処理手段により送信されたデータに変換する変換処理手段７とを設けたものである。
【００１２】
本発明にかかるＱＰＳＫ方式における音声符号データの誤り処理方法によれば、ＱＰＳＫ方式による音声符号データの位相量を最小単位長であるシンボル毎に検出し、データ誤り発生時において誤りシンボルを識別し、そのシンボルの位相量と、Ｉ−Ｑチャート上で隣接した２つのシンボルの位相を比較し、位相量の近い方のシンボルデータに変換する。この結果、高い確率で正常データに近似するデータを復元でき、音声品質の低下を最小限に抑えることができる。なお、誤りシンボル識別法は特に問わない。
【００１３】
本発明にかかるＱＰＳＫ方式における音声符号データの誤り処理装置によれば、装置を構成する各要素において上述の処理方法を実行するために適する処理を実行し、適切な音声データ復号処理が行なわれる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明を適用したＱＰＳＫ方式を用いたディジタル通信システムの要部構成を示すもので、受信器の音声制御部の構成を示す。本発明の音声符号データの誤り処理をする音声制御部は、受信した音声符号データを復調する復調器１と、復調された後の伝送フレーム中のＣＲＣ情報からデータ誤りを検出するベースバンド処理部２と、ＱＰＳＫ方式の音声符号データの位相量をシンボル毎に検出する位相量検出部３と、検出した位相量を記憶する位相量記憶メモリ４と、誤りシンボルを識別する誤りシンボル検出部５と、データ誤り検出時に、誤りシンボルの位相量から変換する１シンボルデータを判定する変換データ判定処理部６と、音声符号データを復号する音声データ復号処理部８と、誤りシンボルだけを変換して前記音声データ復号処理部８へ送出する音声符号データ変換処理部７と、から構成される。
【００１５】
図２は、π／４シフトＱＰＳＫ方式における符号化の状態を示す図である。π／４シフトＱＰＳＫ方式は、Ｉ−Ｑチャート上において基準位相からの位相量が＋４５度（位相範囲Ａ）であれば「００」、＋１３５度（位相範囲Ｂ）であれば「１０」、−１３５度（位相範囲Ｃ）であれば「１１」、−４５度（位相範囲Ｄ）であれば「０１」のシンボルデータを割り付ける方式である。
【００１６】
図中のＩ軸の下側に白丸で示した受信データ位相量が誤りシンボルの位相量であるとすると、隣接する位相範囲Ａの「００」と位相範囲Ｃの「１１」とを比較して、位相量の近い「００」が変換データとして相応しいものと判定される。
【００１７】
本発明に適用したＱＰＳＫ方式を用いたディジタル通信システムにおける受信器の音声制御部の動作について、図を参照して説明する。このシステムは音声符号データをＱＰＳＫ方式により変調して無線通信を行い、伝送フレームは音声符号データ及びＣＲＣで構成される。
【００１８】
図１に示す復調器１において受信した伝送フレームを復調し、ベースバンド処理部２へ出力する。また、受信した伝送フレーム中における音声符号データのＱＰＳＫ方式の位相量を、位相量検出部３においてシンボル毎に検出し、位相量記憶メモリ４へ書き込む。
【００１９】
復調された伝送フレームを入力したベースバンド処理部２は、伝送フレーム中のＣＲＣ情報から１ビット以上の誤りを検出するとフレーム誤りと判定する。そしてベースバンド処理部２はフレーム誤りの有無に従い、フレーム誤りが無ければ音声符号データを音声データ復号処理部８へ送出する。もしも、フレーム誤りが有ればフレーム誤り情報ａを誤りシンボル検出部５へ送信するとともに音声符号データを音声符号データ変換処理部７へ送出する。
【００２０】
誤りシンボル検出部５はベースバンド処理部２からフレーム誤り情報ａを受信すると、誤りシンボルを識別して変換データ判定処理部６及び音声符号データ変換処理部７へ誤りシンボル位置情報ｂ及びｃを送信する。変換データ判定処理部６は、位相量記憶メモリ４からフレーム誤りの発生した伝送フレームのシンボル毎の位相量を読み込み、誤りシンボル位置情報ｂとの対比によって変換データを判定して音声符号データ変換処理部７へ変換データ情報ｄを送出する。
【００２１】
変換データの判定は、図２に示すＩ−Ｑチャート上にて誤りシンボルの位相量と隣接するシンボルの位相量とを比較し、位相の近いシンボルデータを変換データであるものと判定する。フレーム誤りが発生した場合、音声符号データ変換処理部７はベースバンド処理部２から誤りフレームの音声符号データａを受信する。音声符号データ変換処理部７は、誤りシンボル検出部５から誤りシンボル位置情報ｃを、そして変換データ判定処理部６から変換データ情報ｄを、それぞれ受信し、該当する誤りシンボルを変換データに書き換えて、音声復号処理部８へ音声符号データを送信する。
【００２２】
ＡＤＰＣＭ復号処理部８は、ベースバンド処理部２からの音声符号データを、あるいはＡＤＰＣＭ音声符号データ変換処理部７から変換した音声符号データを受信し、アナログ音声データを復号する。このように受信データの位相量をシンボル毎に検出し、データ誤り検出時は誤りシンボルの位相量から２番目に位相の近いシンボルデータに変換することにより、音声品質の低下を軽減することができる。
【００２３】
【効果】
本発明にかかるＱＰＳＫ方式における音声符号データの誤り処理方法によれば、ＱＰＳＫ方式の音声データの位相量をシンボル毎に検出し、識別された誤りシンボルの位相量から２番目に位相の近いシンボルデータを選択してデータ変換するため、高い確率で正常データに近似したデータが得られることになる。したがって、フレーム誤り発生時の音声品質の低下を最小限に抑えることができる。
【００２４】
本発明にかかるＱＰＳＫ方式における音声符号データの誤り処理装置によれば、比較的簡易な構成でありながら、上述の誤り処理方法が実行され、所期の目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適用したＱＰＳＫ方式を用いたディジタル通信システムの音声制御部の構成を示すブロック図である。
【図２】π／４シフトＱＰＳＫ方式の符号化を示す図である。
【図３】本発明の対象とするＱＰＳＫ方式を用いたディジタル通信システムで用いられる伝送フレームのフォーマット例を示す図である。
【符号の説明】
１復調器
２ベースバンド処理部
３位相量検出部
４位相量記憶メモリ
５誤りシンボル検出部
６変換データ判定処理部
７音声符号データ変換処理部
８音声データ復号処理部

Claims

符号化された音声符号データをＱＰＳＫ方式により変調し、無線通信を行うディジタル通信システムにおいて、
受信器側で誤り音声符号データを検出する手段と、
ＱＰＳＫ方式の音声符号データの位相量を所定ビット長毎に検出して記憶する手段と、
誤り音声符号データが検出された場合に、誤りシンボルの位相量を読み込み、２番目に近い位相範囲のシンボルデータを判定する手段と、
誤りシンボル部分を判定したシンボルデータに変換し、音声品質を改善する手段
とを有することを特徴とする音声符号データの誤り処理装置。
受信した音声符号データを復調する復調器と、
復調された後の伝送フレーム中のＣＲＣ情報からデータ誤りを検出するベースバンド処理部と、
ＱＰＳＫ方式の音声符号データの位相量をシンボル毎に検出する位相量検出部と、
検出した位相量を記憶する位相量記憶メモリと、
誤りシンボルを識別する誤りシンボル検出部と、
データ誤り検出時に、誤りシンボルの位相量から変換する１シンボルデータを判定する変換データ判定処理部と、
音声符号データを復号する音声データ復号処理部と、
誤りシンボルだけを変換して前記音声データ復号処理部へ送出する音声符号データ変換処理部
とを有することを特徴とする音声符号データの誤り処理装置。