JP3819023B2 - トランスコード及びトランスデコードユニットとその出力を調整する方法 - Google Patents
トランスコード及びトランスデコードユニットとその出力を調整する方法 Download PDFInfo
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Description
発明の分野
本発明は、デジタル移動無線システムにおけるトランスコード（transcoding）ユニット及びトランスデコード（transdecoding）ユニットに係る。
又、本発明は、デジタル移動無線システムにおいてトランスコードユニットの出力信号及びトランスデコードユニットの出力信号を調整する方法にも係る。
先行技術の説明
音声周波数信号、即ちスピーチ信号、データ信号、及び全てデジタルビットにエンコードされた信号は、デジタル移動無線又は無線電話システムのデジタルベースステーションシステム（ＤＢＳＳ）のデータチャンネルを経て送信される。データチャンネルを処理するあるベースステーションシステムの部分は、スピーチ信号を整形するように実施できる。このような整形は、例えば、信号レベルピークの増幅、減衰及び切断である。
公知のシステムにおいては、データチャンネルを送信されるスピーチ信号は、加入者ステーションのユーザ又は遠隔通信ネットワークの加入者が聞いた信号に基づいて形成された音声が充分な強度をもつようにするために増幅されている。増幅に加えて、通常、信号は、例えば、ＬＴＰ（長時間予想）、ＲＰＥ（規則的パルス励起）又はＬＰＣ（線型予想コード化）方法によりトランスコード化及びトランスデコードされねばならない。ＧＳＭシステムは、一般に、これらを組み合わせた方法、即ちＲＰＥ−ＬＴＰ−ＬＰＣ方法を使用しており、これは、例えば、１９９２年の「49 rue Louise Bruneau,Palaiseau F-91120」の第１５５−１６２頁に掲載されたＭモウリー及びＭ．Ｂパテット著の「移動通信用のＧＳＭシステム（The GSM System for Mobile Communications）」に説明されている。これら方法の更に詳細な説明は、ＧＳＭ０６．１０、１９９０年１月、ＧＳＭフルレートスピーチトランスコーディング（GSM Full Rate Speech Transcoding）、ＥＴＳＩ、９３頁に見られる。これらコード化方法は、エンコードされるべき信号に生じる膨大な振幅変化と許容振幅範囲の超過とを取り扱い、従って、信号を受け取り、ひいては、音声を聞く加入者は、音声の歪及び強力な干渉に遭遇する。これは、特にＧＳＭシステムにおいて、加入者が聞く送信信号が高い強度をもつようにするために加入者への信号が増幅される場合に重大な問題となる。
発明の要旨
本発明の目的は、遠隔通信システムにおいて送信又はコード化するのに使用される装置のダイナミックレンジを信号振幅が越えるような程度まで信号が増幅されることなく、遠隔通信システムに送信される信号を増幅することのできる方法及びシステムを提供することである。
従って、本発明は、デジタル移動無線システムにおけるトランスコードユニットであって、圧伸した（companded）デジタルデータを線型信号に変換するための伸長ユニットと、線型信号をエンコード形態にコード化するためのスピーチエンコーダと、伸長した信号を増幅するための増幅手段とを備えたトランスコードユニットに係る。
本発明によるデジタル移動無線システムのこの新規なトランスコードユニットは、線型信号の振幅を監視しそして上記増幅手段によって発生される信号が所望のレベルとなるように増幅手段を制御するためのレベル監視手段を更に備えたことを特徴とするように実施される。
又、本発明は、デジタル移動無線システムにおけるトランスデコードユニットであって、エンコードされたデータを線型の形態に変換するためのスピーチデコーダと、その線型データを増幅するための増幅手段と、その増幅された線型データを圧伸するための圧伸ユニットとを備えたトランスデコードユニットに係る。本発明のトランスデコードユニットは、線型信号の振幅を監視しそして上記増幅手段により発生された信号が所望のレベルとなるように上記増幅手段を制御するためのレベル監視手段を更に備えたことを特徴とする。
更に、本発明は、デジタル移動無線システムにおけるトランスコードユニットの出力信号を調整する方法であって、圧伸されたデジタルデータを線型信号に伸長しそして線型信号をエンコードするような方法にも係る。この方法は、線型信号の振幅を測定し、そしてその測定結果に基づいてスピーチエンコーダに付与されるべき信号の増幅度を調整する段階を更に備えたことを特徴とする。
又、本発明は、デジタル移動無線システムにおけるトランスデコードユニットの出力信号を調整する方法であって、エンコードされたデータを線型の形態にデコードし、その線型データを増幅し、そしてその増幅された線型データを圧伸するような方法にも係る。この方法は、線型信号の振幅を測定し、そしてその測定結果に基づいて線型データの増幅度を調整することを特徴とする。
本発明は、デジタルベースステーションシステムにおいてレベル調整手段を使用することにより信号強度を調整するという考え方に基づいている。本発明において、スピーチ又は音楽（以下、スピーチ信号と称する）のような音声周波数信号が増幅され、そしてその増幅の大きさが調整される。調整は、信号をエンコード又は処理するベースステーションシステムの部分が信号強度及びその変化に基づいて調整を実行することをベースとする。
これら本発明の方法及び装置の効果は、信号が基本的増幅を受け、聴き易さを改善しながらも、高い強度における信号の過剰な歪を防止することである。スピーチ信号は、それが低い信号強度において増幅される一方、高いレベルにおいては増幅が減少又は排除されるように整形することができる。これは、特に遠隔通信ネットワークのユーザの周りにノイズがあるときにユーザの観点から信号の聴き易さが改善されるという効果を発揮する。通常、移動無線のような加入者ステーションが移動する乗物に置かれているときや、非常に混雑した人々の中で携帯電話が使用されるときには、動作条件が雑音性のものとなる。
【図面の簡単な説明】
以下、添付図面を参照し、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の装置及び方法を適用できる遠隔通信システムのブロック図である。
図２は、本発明の装置又は方法を適用できるトランスコードユニット又はトランスデコードユニットを示すブロック図である。
図３は、本発明によるトランスコーダ及びトランスデコーダを示すブロック図である。
好ましい実施例の詳細な説明
図１は、本発明による装置及び方法を適用できる遠隔通信システムのブロック図である。本発明に係るデジタルベースステーションシステムＤＢＳＳは、スピーチ信号を２つの異なる表示の間で変換するトランスコーダＴＣを備えている。この変換は、ＰＣＭ信号（６４ｋビット／ｓ）と、ＧＳＭ信号（１６ｋビット／ｓ又は８ｋビット／ｓ）との間で行われる。これは、例えば、ＲＰＥ及び／又はＬＴＰコード化を実行することにより行われる。ＰＣＭフォーマット信号は、公衆交換遠隔通信ネットワーク（ＰＳＴＮ）に関連し、一方、ＧＳＭフォーマット信号は、ベースステーションシステムＢＳＳを経て伝播する。ベースステーションシステムは、トランスコード及びトランスデコードユニットＴＣと、ベースステーションコントローラＢＳＣと、ベースステーションＢＴＳとを備えている。ＢＳＣは、１つ以上のベースステーションＢＴＳを制御する。ＭＳＣは、デジタル移動無線ネットワークの交換機である。加入者ステーションＭＳは、デジタル移動無線である。移動無線又は加入者ステーションＭＳは、無線信号キャリアにおいてベースステーションシステムＢＳＳと通信し、各個々のチャンネルはキャリアの全情報容量の一部分を形成する。トランスコード及びトランスデコードユニットＴＣは、多数のスピーチチャンネルを取り扱う。図示された６４ｋビット／ｓの表示は、ＣＣＩＴＴ推奨勧告Ｇ．７１１に適合する圧伸パルスコード（Ａ法則又はμ法則のいずれか）変調である。ＧＳＭ信号の表示は、上記のＥＴＳＩＧＳＭ推奨勧告０６．１０、及び推奨勧告０８．６０「トランスコーダ及びレートアダプタの遠隔制御（Romote Control of Transcoders and Rate Adaptors）」ＥＴＳＩに説明されている。ペイロード情報を搬送する実際のＲＰＥ−ＬＴＰ−ＬＰＣコード信号は、送信に対し１３ｋビット／ｓ（全レートコード化）又は約６．５ｋビット／ｓ（半レートコード化）の容量を必要とする。更に、ベースステーションシステムＢＳＳとトランスコーダＴＣとの間で首尾良く送信するには信号フレーミング並びにある制御及び監視機能が必要であるから、３ｋビット／ｓ（全レートコード化）又は約１．５ｋビット／ｓ（半レートコード化）の余分な容量を必要とする。ＢＴＳとＴＲＡＵとの間では１６ｋビット／ｓの信号がバースト形態で又は連続ビット流として送信され、信号がフレーミングされるときには、フレームを区別することができる。図１において、個々のチャンネルのビットレートが各ブロックに示されている。
図２は、単一のデジタルの２．０４８ｋビット／ｓ又は１，５４４ｋビット／ｓのＰＣＭ接続に対応する多数のトラフィックチャンネルを処理するトランスコード／トランスデコードユニットＴＣを示している。交換機ＭＳＣ及びベースステーションコントローラＢＳＣへの接続は、制御、監視及びインターフェイスブロック２００においてなされる。ブロック２００は、１つ以上のトランスコードユニット２０１を制御することができる。各トランスコードユニット２０１は、チャンネルに特定の１つ以上のトランスコードユニットＴＲＡＵ．１（２０２）及びＴＲＡＵ．２（２０３）を備えている。
図３は、チャンネルに特定のトランスコードユニットＴＲＡＵの機能ブロックを、本発明に対して必須な程度まで示している。トランスコードユニットＴＲＡＵは、ＴＣの一部分を形成する。これは、個々のチャンネルの表示をＰＣＭフォーマットからＧＳＭフォーマットへ及びその逆に変換する。ＴＲＡＵは、プログラム動作のプロセッサであり、ランダムアクセスメモリを有することができる。これは、順方向即ちダウンリンクブロックＤと、逆方向即ちアップリンクブロックＵとに分割される。これらブロックＤ及びＵは、単一の共通プロセッサによって実施されてもよいし、或いは各プロセッサが両ブロックＤ及びＵの機能に加わるように多数のプロセッサにより実施されてもよい。これらブロックは、更に、各ブロックが１つ以上のプロセッサによって個別に実施されるように実施されてもよい。以下の説明に使用する参照番号の文字Ｄは順方向即ちダウンリンク方向を指示し、そして文字Ｕは逆方向即ちアップリンク方向を指示する。
トランスコーダは、ＰＣＭ音声信号を、例えば、予想コード化方法によりＰＳＴＮからＧＳＭ信号に変換する。これは、ブロックＤにおいてダウンリンク方向に行われる。それに対応して、ブロックＵにおいて、予想コード化方法に基づくＧＳＭ音声信号は、逆方向即ちアップリンク方向にＰＣＭ信号に変換される。
図３に示すＴＲＡＵの種々のブロックの機能を以下に説明する。伸長器ＥＤの機能は、６４ｋビット／ｓのレートのＰＣＭ信号ＳＤ１を、レート１０４ｋビット／ｓの信号、即ち信号ＳＤ２に変換することである。ＲＰＥ−ＬＴＰエンコーダ３０１の機能は、１０４ｋビット／ｓのレートの信号ＳＤ３をＧＳＭ信号ＳＤ４に変換することである。ＲＰＥ−ＬＴＰデコーダの機能は、ＧＳＭ信号ＳＵ１を、レート１０４ｋビット／ｓの信号、即ち信号ＳＵ２に変換することである。逆方向に即ちブロックＵにおいて動作する圧伸器ＫＵの機能は、１０４ｋビット／ｓの信号ＳＵ３を、６４ｋビット／ｓのＰＣＭ信号ＳＵ４に変換することである。ＴＲＡＵユニットは、ＩＰＤインターフェイスを経て上位レベルブロックに接続され、ここで、ＰＣＭ信号はＴＲＡＵユニットに入る。更に、ＴＲＡＵユニットは、ＩＧＤインターフェイスを経て上位レベルブロックに接続され、これにより、ＧＳＭ信号はＴＲＡＵユニットを出る。ＩＧＵは、ＧＳＭ信号が上位レベルブロックから逆方向に即ちアップリンク方向にＴＲＡＵユニットに入る場合のインターフェイスである。それに対応的に、ＩＰＵは、ＰＣＭ信号がＴＲＡＵユニットを出る場合のインターフェイスである。更に、本発明によるシステムは、ダウンリンク方向にＴＤで示されそしてアップリンク方向にＴＵで示されたレベル監視ブロックと、それに対応する増幅器ＶＤ及びＶＵと、バッファＰＤ及びＰＵと、メモリ位置ＡＤ、ＡＤ’、ＡＵ、ＡＵ’、ＳＰＤ及びＳＰＵとを備えており、これらはいずれのブロックに配置されてもよいし両方のブロックに配置されてもよい。レベル監視ブロックＴＤの機能は、信号ＳＤ２の振幅を監視しそしてその監視結果に基づいて増幅値ＡＤ’を調整することである。レベル監視ブロックＴＵの機能は、到来する信号ＳＵ２の振幅を監視しそしてその監視結果に基づいて増幅値ＡＵ’を調整することである。或いは又、信号を最初に増幅し、そして信号のレベルを測定して、増幅度を調整することもできる。増幅器ＶＤの機能は、信号ＳＤ２を信号ＳＤ３へと整形し、信号ＳＤ３が所望の大きさに増幅された信号を表すようにすることである。それに対応して、逆方向の増幅器ＶＵの機能は、信号ＳＵ２を信号ＳＵ３へと整形し、信号ＳＵ３が所望の増幅された信号を表すようにすることである。バッファＰＤの機能は、線型の１０４ｋビット／ｓフォーマット信号（又は１，５４４ｋビット／ｓシステムでは１１２ｋビット／ｓフォーマット信号）（ＳＤ２、ＳＤ３）を、それがＲＰＥ−ＬＴＰ−ＬＰＣエンコーダ３０１に送られるまで記憶することである。バッファＰＵの機能は、１０４ｋビット／ｓフォーマット信号（ＳＵ２、ＳＵ３）を、それが圧伸器ＫＵに送られるまで記憶することである。ＡＤは、ブロックＤの基本的な増幅値で、これは、ＴＲＡＵがスタートされるときに定義される。ＡＵは、ブロックＵの基本的な増幅値で、これは、ＴＲＡＵがスタートされるときに定義される。ＡＵ’は、ブロックＵの現在増幅値である。増幅値ＡＵ’は、レベル監視ブロックによってセットされ、これは、増幅器ＶＵによって使用される。ＡＤ’は、ブロックＤの現在増幅値であり、これは、レベル監視ブロックによってセットされそして増幅器ＶＤによって使用される。ＳＰＤは、ブロックＤの増幅調整巾であり、ＴＲＡＵがスタートされるときに定義される。ＳＰＵは、ブロックＵの増幅調整巾であり、ＴＲＡＵがスタートされるときに定義される。ＬＤは、ブロックＤの演算カウンタであり、カウンタの読みは、限界値ＲＤと比較される。カウンタＬＤの読みは、増幅度を減少するように事象数に比例する。演算カウンタＬＵはブロックＵに専用とされ、その読みは限界値ＲＵと比較される。カウンタＬＵの読みは、増幅度を減少するように事象数に比例する。限界値ＲＤは、ＴＲＡＵユニットがスタートするときにブロックＤに指定される値である。指定される限界値ＲＤが大きいほど、増幅値ＡＤ’は負の方向によりゆっくりと変化し、即ち増幅度はよりゆっくりと減少される。これは、たとえ高レベル信号に遭遇しても生じるが、遭遇する高レベル信号の数が多いほど、増幅度はよりゆっくり減少される。ＲＵは、ＴＲＡＵユニットがスタートされるときにブロックＵに指定される値である。この指定の限界値ＲＵが大きいほど、たとえ高レベル信号に遭遇しても、増幅値ＡＵ’は負の方向によりゆっくりと変化する。高レベル信号に遭遇する頻度が高いほど、増幅度はより迅速に減少される。ＰＡＤは、ブロックＤの演算カウンタであり、その読みは補助的な限界値ＰＨＤと比較される。カウンタＰＡＤの読みは、増幅度を増加するように事象数に比例する。演算カウンタＰＡＵは、ブロックＵに専用とされ、その読みは限界値ＰＨＵと比較される。カウンタＰＡＵの読みは、増幅度を増加するように事象数に比例し、例えば、それが大きいほど、増幅度を増加するための事象数が多くなる。ＰＨＤは、ＴＲＡＵがスタートされるときブロックＤに指定される値である。指定されるＰＨＤが大きいほど、たとえ高レベル信号に遭遇しなくても、増幅値ＡＤ’は正の方向によりゆっくりと変化し、即ち増幅度はよりゆっくりと増加される。ＰＨＵは、ＴＲＡＵがスタートされるときにブロックＵに指定される値である。指定されるＰＨＵが大きいほど、たとえ高レベル信号に遭遇しなくても、ＡＤ’は正の方向によりゆっくりと変化し、即ち増幅度はよりゆっくりと増加する。
６４ｋビット／ｓの信号ＳＤ１及びＳＵ４は、一連のサンプルより成り、サンプリングインターバルは８ｋＨｚであり、そして各サンプルは８ビットである。
１０４ｋビット／ｓの信号は、信号強度に対して線型コードをもつＰＣＭ信号を表す。従って、信号ＳＤ２、ＳＤ３、ＳＵ２及びＳＵ３は、一連のサンプルより成り、サンプリングインターバルは８ｋＨｚであり、そして各サンプルは１３ビットである。サンプルの値は、２，０４８ｋビット／ｓのシステムでは−４，０３２ないし＋４，０３２の範囲で変化し、そして１，５４４ｋビット／ｓのシステム（１０進数システム）では−８，０３１ないし＋８，０３１の範囲で変化する。ＴＲＡＵの内部計算においては、−４，０５９ないし＋４，０５９（２，０４８ｋビット／ｓ）及び−８，１９２ないし＋８，１９２（１，５４４ｋビット／ｓ）の値が生じる。最大値及び最小値は、以下、＋ＡＭ及び−ＡＭで表示する。ＡＭは、線型の１０４ｋビット／ｓのＰＣＭの限界値又はＴＲＡＵの内部計算の対応限界値のいずれかを表すように選択される。
ＧＳＭ信号及びＰＣＭ信号が送信されるチャンネルは、実際のスピーチ信号を送信するだけでなく、デジタルキャラクタコードとして送られる信号も送信することができる。本発明において、増幅方法は、増幅又は変更を伴わずに他の信号情報をＴＲＡＵに通すことができる。
ダウンリンク方向において、本発明によるレベル調整方法１及び２は、信号ＳＤ３、即ちＲＰＥ−ＬＴＰ−ＬＰＣエンコーダの入力が、信号ＳＤ１、即ちＰＣＭ信号により歪まされる状態を防止することに向けられる。これを達成するために、増幅器ＶＤは、信号ＳＤ２又はＳＤ３の強度を監視し、そしてその監視結果に基づいてその増幅値を調整する。従って、レベル監視手段ＴＤ又はＴＵは、増幅値を調整するように構成することができる。レベル調整は、過大強度の信号を受け取ったときに増幅度に適当な値だけ減少する。換言すれば、信号レベルが高過ぎることを指示する多数の事象が次々に接近して受け取られたときに、増幅度は更に減少される。
これは、カウンタＬＤを使用することによって行われる。このカウンタは、高い信号レベルが検出されたとき、例えば、連続するサンプルにおいて信号がその最大又は最小にあるときに増加される。ＬＤの読みが限界値ＲＤを越えると、増幅値ＡＤ’は、ある値、例えば、巾ＳＰＤだけ減少される。同時に、カウンタＬＤはゼロにセットされる。
更に、レベル監視手段ＴＤが所定の時間中に過大な強度の信号値を検出しないときには、増幅値は再び増加され始める。しかしながら、増幅値が増加されている間に高い強度の信号を再び受け取った場合は、増幅度が減少される。同様に、増幅度が充分長い時間中増加されたときには、基本的な増幅値に到達する。従って、カウンタＬＤは、例えば、ゼロになるまで所定の間隔で１づつ減少される。しかしながら、高い強度の信号によりＬＤがある時間にわたって増加することがある。ＬＤがゼロになると、カウンタＰＡＤが１だけ増加される。ＰＡＤが値ＰＨＤを越えると、増幅度ＡＤ’はＳＰＤだけ増加される。同時に、ＰＡＤはゼロにセットされ、即ちその読みは、ＬＤがどれほど長くゼロであったかを指示し、そして充分に長い時間中ゼロであった後に、増幅度を増加しなければならないことを知る。換言すれば、カウンタＬＤ及びＰＡＤは、増幅度をその基本値に向けて調整するように使用される。
通話が終了したことを検出すると、増幅度はその基本値にセットされ、全てのカウンタはゼロにセットされて、新たな通話を待機する。従って、通話が終了すると、信号が単に１より成る（欠陥状態）か又はアイドル状態の信号を受け取った（通話が終了した）ことをブロックＵが検出したときにＴＵはブロックＵからメッセージを受け取る。
アップリンク検出の場合に、調整方法は、信号ＳＵ４、即ちＲＰＥ−ＬＴＰ−ＬＰＣデコーダ３０２の出力が高い強度を有するときに、信号ＳＵ４、即ちＰＣＭ信号が歪まされる状態を防止することに向けられる。これを達成するために、増幅器ＶＵは、信号ＳＵ２又はＳＵ３の強度を監視する一方、例えば、レベル調整手段により行われる監視に基づいてその増幅度を調整する。その他の詳細については、ダウンリンク方向の場合を参照されたい。
方法２は、方法１と次のように異なる。
所定の長さの一連のサンプルが所定の間隔でＰＣＭ信号から導出され、そしてサンプル値が増幅値ＡＤ’で乗算される。その乗算された信号にあまりに高い値が生じた場合には、それらの値がどの程度まで高過ぎるかを見出し、それに応じてＡＤ’を減少する。このように、ＡＤ’は、あまり著しい歪が通過しないような値にセットされる。ＡＤ’を小さな値に調整する必要があるので、ＡＤ’を増加するプロセスを即座に作用させることは、各カウンタＰＡＤをゼロにセットすることにより防止される。換言すれば、信号ＳＤ２のサンプルが読み込まれて、ＡＤ’で乗算され、信号ＳＤ２’を与える。あまりに高いレベルが生じた場合には、ＡＤ’が変更され、新たなＳＤ２’を与える。これが適切であるときは、ＡＤ’が適切な値を有し、従って、ＳＤ２’は、正しい所望の信号となる。あまりに高いレベルが生じた場合には、カウンタＰＡＤがゼロにセットされ、増幅度を減少すべき場合に、ここでは、増幅度の不要な増加を回避することができる。増幅度が所定の時間中減少されない場合には、基本値に向かって調整するよう開始される。換言すれば、カウンタＰＡＤは所定の間隔で増加される。ＰＡＤがある値（ＰＨＤ）を越えた後に、増幅度を増加してＰＡＤをゼロにセットするのが好ましい。
方法２において、通話の欠陥状態及び終了は、方法１と同様に取り扱われる。
レベル調整のための方法１及び２を以下に説明する。
ブロックＤのレベル調整手段ＴＤは、方法１において次のように動作する。
ＡＤが負であり、即ち信号を減衰する場合には、ＡＤ’＝ＡＤであり、ＡＤ’の値が変化しないことを意味する。ＡＤが正の場合には、レベル監視手段ＴＤは各信号ＳＤ３のサンプル値を読み取り、ＡＤ’を次のように調整する。レベル監視手段ＴＤは、カウンタＬＤの読みを均一な間隔で調整し、読みが少なくとも０である場合には、１だけ減少される。このようにして得た読みが限界値ＲＤより大きい場合には、ＡＤ’がＳＰＤだけ減少され、ＬＤはゼロにセットされる。カウンタＬＤの読みが０である場合には、カウンタＰＡＤが１だけ増加される。ＰＡＤの読みが少なくともＰＨＤである場合には、増幅値ＡＤ’はＳＰＤだけ増加され、ＰＡＤはゼロにセットされる。レベル監視手段ＴＤが、ＳＤ３のサンプルを読み取る際に、ＳＤ３の現在サンプル及び手前のサンプルの両方が−ＡＭないし＋ＡＭの範囲の値を有するか、或いはそれらの一方の値のみが＋ＡＭ又は−ＡＭであることを検出した場合に、ＴＤはいかなる測定も行わない。これに対し、レベル監視手段ＴＤが、ＳＤ３のサンプルを読み取る際に、ＳＤ３の現在サンプル及び手前のサンプルの両方が＋ＡＭの値を有するか、或いは両方が−ＡＭの値を有することを検出した場合は、カウンタＬＤを１だけ増加する。更に、レベル監視手段ＴＤは、ブロックＵのＴＵから受け取ったメッセージがこれを指示するときにＡＤ’をＡＤに回復させる。
ブロックＵのレベル監視手段ＴＵは、方法１において次のように動作する。
ＡＵが負であり、即ち信号を減衰する場合には、ＡＵ’＝ＡＵであり、ＡＵ’の値が変化しないことを意味する。ＡＵが正の場合には、ＴＵは各信号ＳＵ３のサンプル値を読み取り、増幅値ＡＵ’を次のように調整する。レベル監視手段ＴＤは、カウンタＬＵの読みを均一な間隔で調整し、読みが少なくとも０である場合には、それが１だけ減少される。このようにして得た読みがＲＵより大きい場合には、ＡＵ’がＳＰＵだけ減少され、ＬＵはゼロにセットされる。ＬＵの読みが０である場合には、カウンタＰＡＵが１だけ増加される。ＰＡＵの読みが少なくともＰＨＵである場合には、増幅値ＡＵ’はＳＰＵだけ増加され、ＰＡＵはゼロにセットされる。
レベル監視手段ＴＵが、ＳＵ３のサンプルを読み取る際に、ＳＵ３の２つの連続するサンプルが両方とも−ＡＭないし＋ＡＭの範囲の値を有するか、或いはそれらの一方の値のみが＋ＡＭ又は−ＡＭであることを検出した場合に、ＴＵはいかなる測定も行わない。
これに対して、レベル監視手段ＴＵが、ＳＵ３のサンプルを読み取る際に、ＳＵ３の２つの連続するサンプルの両方が＋ＡＭの値を有するか或いは両方が−ＡＭの値を有することを検出した場合は、カウンタＬＵを１だけ増加する。
信号ＳＵ１が少なくとも所定の時間中に単に「１」のパターンを含む（通話の終了を指示する）場合には、ＴＵがＡＵ’をＡＵに復帰させ、ブロックＤのＴＤへメッセージを送信して、ＡＤ’をＡＤへ復帰させるよう要求する。
ブロックＤのレベル監視手段ＴＤは、方法２において、次のように動作する。ＡＤが負であり、即ち信号を減衰する場合には、ＡＤ’＝ＡＤであり、ＡＤ’の値が変化しないことを意味する。ＡＤが正の場合には、ＴＤは各信号ＳＤ２のサンプル値を読み取り、使用すべき増幅値ＡＤ’を次のように調整する。カウンタＰＡＤは、均一な間隔で１だけ増加される。ＰＡＤの読みが少なくともＰＨＤに等しい場合は、ＡＤ’がＳＰＤだけ増加され、ＰＡＤがゼロにセットされる。更に、ＴＤは、ＡＤ’の値を均一な間隔で調整できるようにされ、調整と調整との間隔は、ＲＰＥ−ＬＴＰ−ＬＰＣ信号を送信するフレームの発生頻度が２０ｍｓであるから、２０ｍｓ又はその倍数に選択される。２０ｍｓの間に、信号ＳＤ２の１６０個のサンプルが取り扱われる（全レートコード化）。ＴＤは、信号ＳＤ２’の多数のサンプルを均一な間隔で読み取る。ＳＤ２’は、ＳＤ２のサンプルをＡＤ’の現在値により増幅することにより得られる。ＳＤ２’の上記サンプルにおいて、所定数より大きな回数で、最大値（＋ＡＭ）を越えるか又は最小値（−ＡＭ）より小さい値が生じた場合には、ＴＤがＡＤ’をより小さな値に調整する。＋ＡＭより大きい正のサンプル値は＋ＡＭに変更され、−ＡＭより小さい負のサンプル値は−ＡＭに変更され、それにより得られた信号ＳＤ２’のサンプル値は、信号ＳＤ３として再現される。同時に、カウンタＰＡＤはゼロにセットされる。ＳＤ２’の上記サンプルにおいて、所定数より大きな回数で最大値（＋ＡＭ）を越えないか又は最小値（−ＡＭ）より小さい値が生じない場合には、ＴＤは調整を行わない。ＴＤは、ブロックＵのＴＵからこれを指示するメッセージを受け取ったときにＡＤ’をＡＤに復帰させる。
ブロックＵのレベル監視手段ＴＵは、方法２において、次のように動作する。ＡＵが負であり、即ち信号を減衰する場合には、ＡＵ’＝ＡＵであり、ＡＵ’の値が変化しないことを意味する。ＡＵが正の場合には、ＴＵは各信号ＳＵ２のサンプル値を読み取り、ＡＵ’を次のように調整する。カウンタＰＡＵは、均一な間隔で１だけ増加される。ＰＡＵの読みが少なくともＰＨＵに等しい場合には、ＡＵ’がＳＰＵだけ増加されて、ＰＡＵがゼロにセットされる。更に、ＴＵは、ＡＵ’の値を均一な間隔で調整できるようにされ、調整と調整との間隔は、ＲＰＥ−ＬＴＰ−ＬＰＣ信号を送信するフレームの発生頻度が２０ｍｓであるから、２０ｍｓ又はその倍数に選択される。２０ｍｓの間に、信号ＳＵ２の１６０個のサンプルが取り扱われる。ＴＵは、信号ＳＵ２’の１６０ｘｎ個の全サンプルを均一な間隔で読み取る。ＳＵ２’は、ＳＵ２のサンプルをＡＵ’の現在値により増幅することによって得られる。ＳＵ２’の上記サンプルにおいて、１回以上、最大値（＋ＡＭ）を越えるか及び／又は最小値（−ＡＭ）より小さい値が生じた場合、ＴＵは、ＡＵ’を、このような超過する値及び／又は小さい値がＳＵ２’から排除されるような値に調整する。＋ＡＭより大きい正のサンプル値は＋ＡＭに変更され、−ＡＭより小さい負のサンプル値は−ＡＭに変更される。信号ＳＵ２’の値は、信号ＳＵ３として再現される。同時に、カウンタＰＡＵはゼロにセットされる。ＳＵ２’の上記サンプルにおいて最大値（＋ＡＭ）を越えないか又は最小値（−ＡＭ）より小さい値が生じない場合には、ＴＵは調整を行わない。ＳＵ１が少なくとも所定の時間中に単に「１」のパターンを含む（欠陥状態を指示する）か、或いは少なくとも所定の時間中に単にあるアイドルパターンを含む（通話の終了を示す）場合には、ＴＵは、ＡＵ’をＡＵに復帰させ、ブロックＤのＴＤへメッセージを送信して、ＡＤ’をＡＤへ復帰させるよう要求する。
添付図面及びそれを参照した以上の説明は、本発明の考え方を単に示すものに過ぎない。トランスコーダ、トランスデコーダ、或いはトランスコードユニット及びトランスデコードユニットの出力信号を調整する方法は、請求の範囲内でその細部を変更し得る。主に移動無線システムを参照して本発明を説明したが、本発明は、他の無線電話システムにも等しく適用できる。
本発明は、デジタル移動無線システムにおけるトランスコード（transcoding）ユニット及びトランスデコード（transdecoding）ユニットに係る。
又、本発明は、デジタル移動無線システムにおいてトランスコードユニットの出力信号及びトランスデコードユニットの出力信号を調整する方法にも係る。
先行技術の説明
音声周波数信号、即ちスピーチ信号、データ信号、及び全てデジタルビットにエンコードされた信号は、デジタル移動無線又は無線電話システムのデジタルベースステーションシステム（ＤＢＳＳ）のデータチャンネルを経て送信される。データチャンネルを処理するあるベースステーションシステムの部分は、スピーチ信号を整形するように実施できる。このような整形は、例えば、信号レベルピークの増幅、減衰及び切断である。
公知のシステムにおいては、データチャンネルを送信されるスピーチ信号は、加入者ステーションのユーザ又は遠隔通信ネットワークの加入者が聞いた信号に基づいて形成された音声が充分な強度をもつようにするために増幅されている。増幅に加えて、通常、信号は、例えば、ＬＴＰ（長時間予想）、ＲＰＥ（規則的パルス励起）又はＬＰＣ（線型予想コード化）方法によりトランスコード化及びトランスデコードされねばならない。ＧＳＭシステムは、一般に、これらを組み合わせた方法、即ちＲＰＥ−ＬＴＰ−ＬＰＣ方法を使用しており、これは、例えば、１９９２年の「49 rue Louise Bruneau,Palaiseau F-91120」の第１５５−１６２頁に掲載されたＭモウリー及びＭ．Ｂパテット著の「移動通信用のＧＳＭシステム（The GSM System for Mobile Communications）」に説明されている。これら方法の更に詳細な説明は、ＧＳＭ０６．１０、１９９０年１月、ＧＳＭフルレートスピーチトランスコーディング（GSM Full Rate Speech Transcoding）、ＥＴＳＩ、９３頁に見られる。これらコード化方法は、エンコードされるべき信号に生じる膨大な振幅変化と許容振幅範囲の超過とを取り扱い、従って、信号を受け取り、ひいては、音声を聞く加入者は、音声の歪及び強力な干渉に遭遇する。これは、特にＧＳＭシステムにおいて、加入者が聞く送信信号が高い強度をもつようにするために加入者への信号が増幅される場合に重大な問題となる。
発明の要旨
本発明の目的は、遠隔通信システムにおいて送信又はコード化するのに使用される装置のダイナミックレンジを信号振幅が越えるような程度まで信号が増幅されることなく、遠隔通信システムに送信される信号を増幅することのできる方法及びシステムを提供することである。
従って、本発明は、デジタル移動無線システムにおけるトランスコードユニットであって、圧伸した（companded）デジタルデータを線型信号に変換するための伸長ユニットと、線型信号をエンコード形態にコード化するためのスピーチエンコーダと、伸長した信号を増幅するための増幅手段とを備えたトランスコードユニットに係る。
本発明によるデジタル移動無線システムのこの新規なトランスコードユニットは、線型信号の振幅を監視しそして上記増幅手段によって発生される信号が所望のレベルとなるように増幅手段を制御するためのレベル監視手段を更に備えたことを特徴とするように実施される。
又、本発明は、デジタル移動無線システムにおけるトランスデコードユニットであって、エンコードされたデータを線型の形態に変換するためのスピーチデコーダと、その線型データを増幅するための増幅手段と、その増幅された線型データを圧伸するための圧伸ユニットとを備えたトランスデコードユニットに係る。本発明のトランスデコードユニットは、線型信号の振幅を監視しそして上記増幅手段により発生された信号が所望のレベルとなるように上記増幅手段を制御するためのレベル監視手段を更に備えたことを特徴とする。
更に、本発明は、デジタル移動無線システムにおけるトランスコードユニットの出力信号を調整する方法であって、圧伸されたデジタルデータを線型信号に伸長しそして線型信号をエンコードするような方法にも係る。この方法は、線型信号の振幅を測定し、そしてその測定結果に基づいてスピーチエンコーダに付与されるべき信号の増幅度を調整する段階を更に備えたことを特徴とする。
又、本発明は、デジタル移動無線システムにおけるトランスデコードユニットの出力信号を調整する方法であって、エンコードされたデータを線型の形態にデコードし、その線型データを増幅し、そしてその増幅された線型データを圧伸するような方法にも係る。この方法は、線型信号の振幅を測定し、そしてその測定結果に基づいて線型データの増幅度を調整することを特徴とする。
本発明は、デジタルベースステーションシステムにおいてレベル調整手段を使用することにより信号強度を調整するという考え方に基づいている。本発明において、スピーチ又は音楽（以下、スピーチ信号と称する）のような音声周波数信号が増幅され、そしてその増幅の大きさが調整される。調整は、信号をエンコード又は処理するベースステーションシステムの部分が信号強度及びその変化に基づいて調整を実行することをベースとする。
これら本発明の方法及び装置の効果は、信号が基本的増幅を受け、聴き易さを改善しながらも、高い強度における信号の過剰な歪を防止することである。スピーチ信号は、それが低い信号強度において増幅される一方、高いレベルにおいては増幅が減少又は排除されるように整形することができる。これは、特に遠隔通信ネットワークのユーザの周りにノイズがあるときにユーザの観点から信号の聴き易さが改善されるという効果を発揮する。通常、移動無線のような加入者ステーションが移動する乗物に置かれているときや、非常に混雑した人々の中で携帯電話が使用されるときには、動作条件が雑音性のものとなる。
【図面の簡単な説明】
以下、添付図面を参照し、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の装置及び方法を適用できる遠隔通信システムのブロック図である。
図２は、本発明の装置又は方法を適用できるトランスコードユニット又はトランスデコードユニットを示すブロック図である。
図３は、本発明によるトランスコーダ及びトランスデコーダを示すブロック図である。
好ましい実施例の詳細な説明
図１は、本発明による装置及び方法を適用できる遠隔通信システムのブロック図である。本発明に係るデジタルベースステーションシステムＤＢＳＳは、スピーチ信号を２つの異なる表示の間で変換するトランスコーダＴＣを備えている。この変換は、ＰＣＭ信号（６４ｋビット／ｓ）と、ＧＳＭ信号（１６ｋビット／ｓ又は８ｋビット／ｓ）との間で行われる。これは、例えば、ＲＰＥ及び／又はＬＴＰコード化を実行することにより行われる。ＰＣＭフォーマット信号は、公衆交換遠隔通信ネットワーク（ＰＳＴＮ）に関連し、一方、ＧＳＭフォーマット信号は、ベースステーションシステムＢＳＳを経て伝播する。ベースステーションシステムは、トランスコード及びトランスデコードユニットＴＣと、ベースステーションコントローラＢＳＣと、ベースステーションＢＴＳとを備えている。ＢＳＣは、１つ以上のベースステーションＢＴＳを制御する。ＭＳＣは、デジタル移動無線ネットワークの交換機である。加入者ステーションＭＳは、デジタル移動無線である。移動無線又は加入者ステーションＭＳは、無線信号キャリアにおいてベースステーションシステムＢＳＳと通信し、各個々のチャンネルはキャリアの全情報容量の一部分を形成する。トランスコード及びトランスデコードユニットＴＣは、多数のスピーチチャンネルを取り扱う。図示された６４ｋビット／ｓの表示は、ＣＣＩＴＴ推奨勧告Ｇ．７１１に適合する圧伸パルスコード（Ａ法則又はμ法則のいずれか）変調である。ＧＳＭ信号の表示は、上記のＥＴＳＩＧＳＭ推奨勧告０６．１０、及び推奨勧告０８．６０「トランスコーダ及びレートアダプタの遠隔制御（Romote Control of Transcoders and Rate Adaptors）」ＥＴＳＩに説明されている。ペイロード情報を搬送する実際のＲＰＥ−ＬＴＰ−ＬＰＣコード信号は、送信に対し１３ｋビット／ｓ（全レートコード化）又は約６．５ｋビット／ｓ（半レートコード化）の容量を必要とする。更に、ベースステーションシステムＢＳＳとトランスコーダＴＣとの間で首尾良く送信するには信号フレーミング並びにある制御及び監視機能が必要であるから、３ｋビット／ｓ（全レートコード化）又は約１．５ｋビット／ｓ（半レートコード化）の余分な容量を必要とする。ＢＴＳとＴＲＡＵとの間では１６ｋビット／ｓの信号がバースト形態で又は連続ビット流として送信され、信号がフレーミングされるときには、フレームを区別することができる。図１において、個々のチャンネルのビットレートが各ブロックに示されている。
図２は、単一のデジタルの２．０４８ｋビット／ｓ又は１，５４４ｋビット／ｓのＰＣＭ接続に対応する多数のトラフィックチャンネルを処理するトランスコード／トランスデコードユニットＴＣを示している。交換機ＭＳＣ及びベースステーションコントローラＢＳＣへの接続は、制御、監視及びインターフェイスブロック２００においてなされる。ブロック２００は、１つ以上のトランスコードユニット２０１を制御することができる。各トランスコードユニット２０１は、チャンネルに特定の１つ以上のトランスコードユニットＴＲＡＵ．１（２０２）及びＴＲＡＵ．２（２０３）を備えている。
図３は、チャンネルに特定のトランスコードユニットＴＲＡＵの機能ブロックを、本発明に対して必須な程度まで示している。トランスコードユニットＴＲＡＵは、ＴＣの一部分を形成する。これは、個々のチャンネルの表示をＰＣＭフォーマットからＧＳＭフォーマットへ及びその逆に変換する。ＴＲＡＵは、プログラム動作のプロセッサであり、ランダムアクセスメモリを有することができる。これは、順方向即ちダウンリンクブロックＤと、逆方向即ちアップリンクブロックＵとに分割される。これらブロックＤ及びＵは、単一の共通プロセッサによって実施されてもよいし、或いは各プロセッサが両ブロックＤ及びＵの機能に加わるように多数のプロセッサにより実施されてもよい。これらブロックは、更に、各ブロックが１つ以上のプロセッサによって個別に実施されるように実施されてもよい。以下の説明に使用する参照番号の文字Ｄは順方向即ちダウンリンク方向を指示し、そして文字Ｕは逆方向即ちアップリンク方向を指示する。
トランスコーダは、ＰＣＭ音声信号を、例えば、予想コード化方法によりＰＳＴＮからＧＳＭ信号に変換する。これは、ブロックＤにおいてダウンリンク方向に行われる。それに対応して、ブロックＵにおいて、予想コード化方法に基づくＧＳＭ音声信号は、逆方向即ちアップリンク方向にＰＣＭ信号に変換される。
図３に示すＴＲＡＵの種々のブロックの機能を以下に説明する。伸長器ＥＤの機能は、６４ｋビット／ｓのレートのＰＣＭ信号ＳＤ１を、レート１０４ｋビット／ｓの信号、即ち信号ＳＤ２に変換することである。ＲＰＥ−ＬＴＰエンコーダ３０１の機能は、１０４ｋビット／ｓのレートの信号ＳＤ３をＧＳＭ信号ＳＤ４に変換することである。ＲＰＥ−ＬＴＰデコーダの機能は、ＧＳＭ信号ＳＵ１を、レート１０４ｋビット／ｓの信号、即ち信号ＳＵ２に変換することである。逆方向に即ちブロックＵにおいて動作する圧伸器ＫＵの機能は、１０４ｋビット／ｓの信号ＳＵ３を、６４ｋビット／ｓのＰＣＭ信号ＳＵ４に変換することである。ＴＲＡＵユニットは、ＩＰＤインターフェイスを経て上位レベルブロックに接続され、ここで、ＰＣＭ信号はＴＲＡＵユニットに入る。更に、ＴＲＡＵユニットは、ＩＧＤインターフェイスを経て上位レベルブロックに接続され、これにより、ＧＳＭ信号はＴＲＡＵユニットを出る。ＩＧＵは、ＧＳＭ信号が上位レベルブロックから逆方向に即ちアップリンク方向にＴＲＡＵユニットに入る場合のインターフェイスである。それに対応的に、ＩＰＵは、ＰＣＭ信号がＴＲＡＵユニットを出る場合のインターフェイスである。更に、本発明によるシステムは、ダウンリンク方向にＴＤで示されそしてアップリンク方向にＴＵで示されたレベル監視ブロックと、それに対応する増幅器ＶＤ及びＶＵと、バッファＰＤ及びＰＵと、メモリ位置ＡＤ、ＡＤ’、ＡＵ、ＡＵ’、ＳＰＤ及びＳＰＵとを備えており、これらはいずれのブロックに配置されてもよいし両方のブロックに配置されてもよい。レベル監視ブロックＴＤの機能は、信号ＳＤ２の振幅を監視しそしてその監視結果に基づいて増幅値ＡＤ’を調整することである。レベル監視ブロックＴＵの機能は、到来する信号ＳＵ２の振幅を監視しそしてその監視結果に基づいて増幅値ＡＵ’を調整することである。或いは又、信号を最初に増幅し、そして信号のレベルを測定して、増幅度を調整することもできる。増幅器ＶＤの機能は、信号ＳＤ２を信号ＳＤ３へと整形し、信号ＳＤ３が所望の大きさに増幅された信号を表すようにすることである。それに対応して、逆方向の増幅器ＶＵの機能は、信号ＳＵ２を信号ＳＵ３へと整形し、信号ＳＵ３が所望の増幅された信号を表すようにすることである。バッファＰＤの機能は、線型の１０４ｋビット／ｓフォーマット信号（又は１，５４４ｋビット／ｓシステムでは１１２ｋビット／ｓフォーマット信号）（ＳＤ２、ＳＤ３）を、それがＲＰＥ−ＬＴＰ−ＬＰＣエンコーダ３０１に送られるまで記憶することである。バッファＰＵの機能は、１０４ｋビット／ｓフォーマット信号（ＳＵ２、ＳＵ３）を、それが圧伸器ＫＵに送られるまで記憶することである。ＡＤは、ブロックＤの基本的な増幅値で、これは、ＴＲＡＵがスタートされるときに定義される。ＡＵは、ブロックＵの基本的な増幅値で、これは、ＴＲＡＵがスタートされるときに定義される。ＡＵ’は、ブロックＵの現在増幅値である。増幅値ＡＵ’は、レベル監視ブロックによってセットされ、これは、増幅器ＶＵによって使用される。ＡＤ’は、ブロックＤの現在増幅値であり、これは、レベル監視ブロックによってセットされそして増幅器ＶＤによって使用される。ＳＰＤは、ブロックＤの増幅調整巾であり、ＴＲＡＵがスタートされるときに定義される。ＳＰＵは、ブロックＵの増幅調整巾であり、ＴＲＡＵがスタートされるときに定義される。ＬＤは、ブロックＤの演算カウンタであり、カウンタの読みは、限界値ＲＤと比較される。カウンタＬＤの読みは、増幅度を減少するように事象数に比例する。演算カウンタＬＵはブロックＵに専用とされ、その読みは限界値ＲＵと比較される。カウンタＬＵの読みは、増幅度を減少するように事象数に比例する。限界値ＲＤは、ＴＲＡＵユニットがスタートするときにブロックＤに指定される値である。指定される限界値ＲＤが大きいほど、増幅値ＡＤ’は負の方向によりゆっくりと変化し、即ち増幅度はよりゆっくりと減少される。これは、たとえ高レベル信号に遭遇しても生じるが、遭遇する高レベル信号の数が多いほど、増幅度はよりゆっくり減少される。ＲＵは、ＴＲＡＵユニットがスタートされるときにブロックＵに指定される値である。この指定の限界値ＲＵが大きいほど、たとえ高レベル信号に遭遇しても、増幅値ＡＵ’は負の方向によりゆっくりと変化する。高レベル信号に遭遇する頻度が高いほど、増幅度はより迅速に減少される。ＰＡＤは、ブロックＤの演算カウンタであり、その読みは補助的な限界値ＰＨＤと比較される。カウンタＰＡＤの読みは、増幅度を増加するように事象数に比例する。演算カウンタＰＡＵは、ブロックＵに専用とされ、その読みは限界値ＰＨＵと比較される。カウンタＰＡＵの読みは、増幅度を増加するように事象数に比例し、例えば、それが大きいほど、増幅度を増加するための事象数が多くなる。ＰＨＤは、ＴＲＡＵがスタートされるときブロックＤに指定される値である。指定されるＰＨＤが大きいほど、たとえ高レベル信号に遭遇しなくても、増幅値ＡＤ’は正の方向によりゆっくりと変化し、即ち増幅度はよりゆっくりと増加される。ＰＨＵは、ＴＲＡＵがスタートされるときにブロックＵに指定される値である。指定されるＰＨＵが大きいほど、たとえ高レベル信号に遭遇しなくても、ＡＤ’は正の方向によりゆっくりと変化し、即ち増幅度はよりゆっくりと増加する。
６４ｋビット／ｓの信号ＳＤ１及びＳＵ４は、一連のサンプルより成り、サンプリングインターバルは８ｋＨｚであり、そして各サンプルは８ビットである。
１０４ｋビット／ｓの信号は、信号強度に対して線型コードをもつＰＣＭ信号を表す。従って、信号ＳＤ２、ＳＤ３、ＳＵ２及びＳＵ３は、一連のサンプルより成り、サンプリングインターバルは８ｋＨｚであり、そして各サンプルは１３ビットである。サンプルの値は、２，０４８ｋビット／ｓのシステムでは−４，０３２ないし＋４，０３２の範囲で変化し、そして１，５４４ｋビット／ｓのシステム（１０進数システム）では−８，０３１ないし＋８，０３１の範囲で変化する。ＴＲＡＵの内部計算においては、−４，０５９ないし＋４，０５９（２，０４８ｋビット／ｓ）及び−８，１９２ないし＋８，１９２（１，５４４ｋビット／ｓ）の値が生じる。最大値及び最小値は、以下、＋ＡＭ及び−ＡＭで表示する。ＡＭは、線型の１０４ｋビット／ｓのＰＣＭの限界値又はＴＲＡＵの内部計算の対応限界値のいずれかを表すように選択される。
ＧＳＭ信号及びＰＣＭ信号が送信されるチャンネルは、実際のスピーチ信号を送信するだけでなく、デジタルキャラクタコードとして送られる信号も送信することができる。本発明において、増幅方法は、増幅又は変更を伴わずに他の信号情報をＴＲＡＵに通すことができる。
ダウンリンク方向において、本発明によるレベル調整方法１及び２は、信号ＳＤ３、即ちＲＰＥ−ＬＴＰ−ＬＰＣエンコーダの入力が、信号ＳＤ１、即ちＰＣＭ信号により歪まされる状態を防止することに向けられる。これを達成するために、増幅器ＶＤは、信号ＳＤ２又はＳＤ３の強度を監視し、そしてその監視結果に基づいてその増幅値を調整する。従って、レベル監視手段ＴＤ又はＴＵは、増幅値を調整するように構成することができる。レベル調整は、過大強度の信号を受け取ったときに増幅度に適当な値だけ減少する。換言すれば、信号レベルが高過ぎることを指示する多数の事象が次々に接近して受け取られたときに、増幅度は更に減少される。
これは、カウンタＬＤを使用することによって行われる。このカウンタは、高い信号レベルが検出されたとき、例えば、連続するサンプルにおいて信号がその最大又は最小にあるときに増加される。ＬＤの読みが限界値ＲＤを越えると、増幅値ＡＤ’は、ある値、例えば、巾ＳＰＤだけ減少される。同時に、カウンタＬＤはゼロにセットされる。
更に、レベル監視手段ＴＤが所定の時間中に過大な強度の信号値を検出しないときには、増幅値は再び増加され始める。しかしながら、増幅値が増加されている間に高い強度の信号を再び受け取った場合は、増幅度が減少される。同様に、増幅度が充分長い時間中増加されたときには、基本的な増幅値に到達する。従って、カウンタＬＤは、例えば、ゼロになるまで所定の間隔で１づつ減少される。しかしながら、高い強度の信号によりＬＤがある時間にわたって増加することがある。ＬＤがゼロになると、カウンタＰＡＤが１だけ増加される。ＰＡＤが値ＰＨＤを越えると、増幅度ＡＤ’はＳＰＤだけ増加される。同時に、ＰＡＤはゼロにセットされ、即ちその読みは、ＬＤがどれほど長くゼロであったかを指示し、そして充分に長い時間中ゼロであった後に、増幅度を増加しなければならないことを知る。換言すれば、カウンタＬＤ及びＰＡＤは、増幅度をその基本値に向けて調整するように使用される。
通話が終了したことを検出すると、増幅度はその基本値にセットされ、全てのカウンタはゼロにセットされて、新たな通話を待機する。従って、通話が終了すると、信号が単に１より成る（欠陥状態）か又はアイドル状態の信号を受け取った（通話が終了した）ことをブロックＵが検出したときにＴＵはブロックＵからメッセージを受け取る。
アップリンク検出の場合に、調整方法は、信号ＳＵ４、即ちＲＰＥ−ＬＴＰ−ＬＰＣデコーダ３０２の出力が高い強度を有するときに、信号ＳＵ４、即ちＰＣＭ信号が歪まされる状態を防止することに向けられる。これを達成するために、増幅器ＶＵは、信号ＳＵ２又はＳＵ３の強度を監視する一方、例えば、レベル調整手段により行われる監視に基づいてその増幅度を調整する。その他の詳細については、ダウンリンク方向の場合を参照されたい。
方法２は、方法１と次のように異なる。
所定の長さの一連のサンプルが所定の間隔でＰＣＭ信号から導出され、そしてサンプル値が増幅値ＡＤ’で乗算される。その乗算された信号にあまりに高い値が生じた場合には、それらの値がどの程度まで高過ぎるかを見出し、それに応じてＡＤ’を減少する。このように、ＡＤ’は、あまり著しい歪が通過しないような値にセットされる。ＡＤ’を小さな値に調整する必要があるので、ＡＤ’を増加するプロセスを即座に作用させることは、各カウンタＰＡＤをゼロにセットすることにより防止される。換言すれば、信号ＳＤ２のサンプルが読み込まれて、ＡＤ’で乗算され、信号ＳＤ２’を与える。あまりに高いレベルが生じた場合には、ＡＤ’が変更され、新たなＳＤ２’を与える。これが適切であるときは、ＡＤ’が適切な値を有し、従って、ＳＤ２’は、正しい所望の信号となる。あまりに高いレベルが生じた場合には、カウンタＰＡＤがゼロにセットされ、増幅度を減少すべき場合に、ここでは、増幅度の不要な増加を回避することができる。増幅度が所定の時間中減少されない場合には、基本値に向かって調整するよう開始される。換言すれば、カウンタＰＡＤは所定の間隔で増加される。ＰＡＤがある値（ＰＨＤ）を越えた後に、増幅度を増加してＰＡＤをゼロにセットするのが好ましい。
方法２において、通話の欠陥状態及び終了は、方法１と同様に取り扱われる。
レベル調整のための方法１及び２を以下に説明する。
ブロックＤのレベル調整手段ＴＤは、方法１において次のように動作する。
ＡＤが負であり、即ち信号を減衰する場合には、ＡＤ’＝ＡＤであり、ＡＤ’の値が変化しないことを意味する。ＡＤが正の場合には、レベル監視手段ＴＤは各信号ＳＤ３のサンプル値を読み取り、ＡＤ’を次のように調整する。レベル監視手段ＴＤは、カウンタＬＤの読みを均一な間隔で調整し、読みが少なくとも０である場合には、１だけ減少される。このようにして得た読みが限界値ＲＤより大きい場合には、ＡＤ’がＳＰＤだけ減少され、ＬＤはゼロにセットされる。カウンタＬＤの読みが０である場合には、カウンタＰＡＤが１だけ増加される。ＰＡＤの読みが少なくともＰＨＤである場合には、増幅値ＡＤ’はＳＰＤだけ増加され、ＰＡＤはゼロにセットされる。レベル監視手段ＴＤが、ＳＤ３のサンプルを読み取る際に、ＳＤ３の現在サンプル及び手前のサンプルの両方が−ＡＭないし＋ＡＭの範囲の値を有するか、或いはそれらの一方の値のみが＋ＡＭ又は−ＡＭであることを検出した場合に、ＴＤはいかなる測定も行わない。これに対し、レベル監視手段ＴＤが、ＳＤ３のサンプルを読み取る際に、ＳＤ３の現在サンプル及び手前のサンプルの両方が＋ＡＭの値を有するか、或いは両方が−ＡＭの値を有することを検出した場合は、カウンタＬＤを１だけ増加する。更に、レベル監視手段ＴＤは、ブロックＵのＴＵから受け取ったメッセージがこれを指示するときにＡＤ’をＡＤに回復させる。
ブロックＵのレベル監視手段ＴＵは、方法１において次のように動作する。
ＡＵが負であり、即ち信号を減衰する場合には、ＡＵ’＝ＡＵであり、ＡＵ’の値が変化しないことを意味する。ＡＵが正の場合には、ＴＵは各信号ＳＵ３のサンプル値を読み取り、増幅値ＡＵ’を次のように調整する。レベル監視手段ＴＤは、カウンタＬＵの読みを均一な間隔で調整し、読みが少なくとも０である場合には、それが１だけ減少される。このようにして得た読みがＲＵより大きい場合には、ＡＵ’がＳＰＵだけ減少され、ＬＵはゼロにセットされる。ＬＵの読みが０である場合には、カウンタＰＡＵが１だけ増加される。ＰＡＵの読みが少なくともＰＨＵである場合には、増幅値ＡＵ’はＳＰＵだけ増加され、ＰＡＵはゼロにセットされる。
レベル監視手段ＴＵが、ＳＵ３のサンプルを読み取る際に、ＳＵ３の２つの連続するサンプルが両方とも−ＡＭないし＋ＡＭの範囲の値を有するか、或いはそれらの一方の値のみが＋ＡＭ又は−ＡＭであることを検出した場合に、ＴＵはいかなる測定も行わない。
これに対して、レベル監視手段ＴＵが、ＳＵ３のサンプルを読み取る際に、ＳＵ３の２つの連続するサンプルの両方が＋ＡＭの値を有するか或いは両方が−ＡＭの値を有することを検出した場合は、カウンタＬＵを１だけ増加する。
信号ＳＵ１が少なくとも所定の時間中に単に「１」のパターンを含む（通話の終了を指示する）場合には、ＴＵがＡＵ’をＡＵに復帰させ、ブロックＤのＴＤへメッセージを送信して、ＡＤ’をＡＤへ復帰させるよう要求する。
ブロックＤのレベル監視手段ＴＤは、方法２において、次のように動作する。ＡＤが負であり、即ち信号を減衰する場合には、ＡＤ’＝ＡＤであり、ＡＤ’の値が変化しないことを意味する。ＡＤが正の場合には、ＴＤは各信号ＳＤ２のサンプル値を読み取り、使用すべき増幅値ＡＤ’を次のように調整する。カウンタＰＡＤは、均一な間隔で１だけ増加される。ＰＡＤの読みが少なくともＰＨＤに等しい場合は、ＡＤ’がＳＰＤだけ増加され、ＰＡＤがゼロにセットされる。更に、ＴＤは、ＡＤ’の値を均一な間隔で調整できるようにされ、調整と調整との間隔は、ＲＰＥ−ＬＴＰ−ＬＰＣ信号を送信するフレームの発生頻度が２０ｍｓであるから、２０ｍｓ又はその倍数に選択される。２０ｍｓの間に、信号ＳＤ２の１６０個のサンプルが取り扱われる（全レートコード化）。ＴＤは、信号ＳＤ２’の多数のサンプルを均一な間隔で読み取る。ＳＤ２’は、ＳＤ２のサンプルをＡＤ’の現在値により増幅することにより得られる。ＳＤ２’の上記サンプルにおいて、所定数より大きな回数で、最大値（＋ＡＭ）を越えるか又は最小値（−ＡＭ）より小さい値が生じた場合には、ＴＤがＡＤ’をより小さな値に調整する。＋ＡＭより大きい正のサンプル値は＋ＡＭに変更され、−ＡＭより小さい負のサンプル値は−ＡＭに変更され、それにより得られた信号ＳＤ２’のサンプル値は、信号ＳＤ３として再現される。同時に、カウンタＰＡＤはゼロにセットされる。ＳＤ２’の上記サンプルにおいて、所定数より大きな回数で最大値（＋ＡＭ）を越えないか又は最小値（−ＡＭ）より小さい値が生じない場合には、ＴＤは調整を行わない。ＴＤは、ブロックＵのＴＵからこれを指示するメッセージを受け取ったときにＡＤ’をＡＤに復帰させる。
ブロックＵのレベル監視手段ＴＵは、方法２において、次のように動作する。ＡＵが負であり、即ち信号を減衰する場合には、ＡＵ’＝ＡＵであり、ＡＵ’の値が変化しないことを意味する。ＡＵが正の場合には、ＴＵは各信号ＳＵ２のサンプル値を読み取り、ＡＵ’を次のように調整する。カウンタＰＡＵは、均一な間隔で１だけ増加される。ＰＡＵの読みが少なくともＰＨＵに等しい場合には、ＡＵ’がＳＰＵだけ増加されて、ＰＡＵがゼロにセットされる。更に、ＴＵは、ＡＵ’の値を均一な間隔で調整できるようにされ、調整と調整との間隔は、ＲＰＥ−ＬＴＰ−ＬＰＣ信号を送信するフレームの発生頻度が２０ｍｓであるから、２０ｍｓ又はその倍数に選択される。２０ｍｓの間に、信号ＳＵ２の１６０個のサンプルが取り扱われる。ＴＵは、信号ＳＵ２’の１６０ｘｎ個の全サンプルを均一な間隔で読み取る。ＳＵ２’は、ＳＵ２のサンプルをＡＵ’の現在値により増幅することによって得られる。ＳＵ２’の上記サンプルにおいて、１回以上、最大値（＋ＡＭ）を越えるか及び／又は最小値（−ＡＭ）より小さい値が生じた場合、ＴＵは、ＡＵ’を、このような超過する値及び／又は小さい値がＳＵ２’から排除されるような値に調整する。＋ＡＭより大きい正のサンプル値は＋ＡＭに変更され、−ＡＭより小さい負のサンプル値は−ＡＭに変更される。信号ＳＵ２’の値は、信号ＳＵ３として再現される。同時に、カウンタＰＡＵはゼロにセットされる。ＳＵ２’の上記サンプルにおいて最大値（＋ＡＭ）を越えないか又は最小値（−ＡＭ）より小さい値が生じない場合には、ＴＵは調整を行わない。ＳＵ１が少なくとも所定の時間中に単に「１」のパターンを含む（欠陥状態を指示する）か、或いは少なくとも所定の時間中に単にあるアイドルパターンを含む（通話の終了を示す）場合には、ＴＵは、ＡＵ’をＡＵに復帰させ、ブロックＤのＴＤへメッセージを送信して、ＡＤ’をＡＤへ復帰させるよう要求する。
添付図面及びそれを参照した以上の説明は、本発明の考え方を単に示すものに過ぎない。トランスコーダ、トランスデコーダ、或いはトランスコードユニット及びトランスデコードユニットの出力信号を調整する方法は、請求の範囲内でその細部を変更し得る。主に移動無線システムを参照して本発明を説明したが、本発明は、他の無線電話システムにも等しく適用できる。
Claims (13)
- デジタル移動無線システムにおけるトランスコードユニットであって、圧伸したデジタルデータを線型信号に変換するための伸長ユニットと、線型化信号をエンコード形態にコード化するためのスピーチエンコーダと、伸長した信号を増幅するための増幅手段とを備えたトランスコードユニットにおいて、
上記線型信号の振幅を監視し、そして上記増幅手段によって発生される信号が所望のレベルとなるように上記増幅手段を制御するためのレベル監視手段を更に備えたことを特徴とするトランスコードユニット。 - 上記線型信号を記憶し、それを上記レベル監視手段に付与すると共に、上記増幅手段で増幅された上記線型信号を記憶し、それをスピーチエンコーダに読み込み、そして更に、エンコードされた信号を上記トランスコードユニットから出力するためのメモリ手段を更に備えた請求項１に記載のトランスコードユニット。
- 上記レベル監視手段は、上記伸長器によって発生された線型信号の振幅を監視し、そしてその監視結果に基づいて上記増幅手段の増幅値を調整する請求項１又は２に記載のトランスコードユニット。
- デジタル移動無線システムにおけるトランスデコードユニットであって、エンコードされたデータを線型の形態に変換するためのスピーチデコーダと、その線型データを増幅するための増幅手段と、その増幅された線型データを圧伸するための圧伸ユニットとを備えたトランスデコードユニットにおいて、
上記線型信号の振幅を監視しそして上記増幅手段により発生される信号が所望のレベルとなるように上記増幅手段を制御するためのレベル監視手段を更に備えたことを特徴とするトランスデコードユニット。 - 上記スピーチデコードデータをメモリに記憶し、そのデータを上記レベル監視手段へ読み込み、上記増幅されたデータを記憶し、そのデータを上記圧伸器へ読み込み、そして上記圧伸したデータを記憶し、それをトランスデコードユニットから出力するためのメモリ手段を更に備えた請求項４に記載のトランスデコードユニット。
- 上記レベル監視手段は、上記スピーチデコーダにより発生された線型信号の振幅を監視し、そしてその監視結果に基づいて上記増幅手段の増幅値を調整する請求項４又は５に記載のトランスデコードユニット。
- デジタル移動無線システムにおけるトランスコードユニットの出力信号を調整する方法であって、圧伸されたデジタルデータを線型信号に伸長し、そしてその線型信号をスピーチエンコードするような方法において、
上記線型信号の振幅を測定し、そして
その測定結果に基づいて上記スピーチエンコーダに付与されるべき信号の増幅度を調整する、という段階を更に備えたことを特徴とする方法。 - デジタル移動無線システムにおけるトランスデコードユニットの出力信号を調整する方法であって、エンコードされたデータを線型の形態にスピーチデコードし、その線型データを増幅し、そしてその増幅された線型データを圧伸するような方法において、
上記線型信号の振幅を測定し、そして
その測定結果に基づいて線型データの増幅度を調整する、という段階を備えたことを特徴とする方法。 - 上記線型信号の振幅が所定の限界値を越えるような事象の数から識別を計算し、
上記識別が所定の最大値を越えるときに上記増幅器の増幅度を所望量だけ減少し、そして
上記識別をゼロにセットする、
という段階を備えた請求項７又は８に記載の方法。 - 上記識別を所定の間隔で減少する請求項９に記載の方法。
- 通路経路がトランスコードユニット及びトランスデコードユニットを通る通話が終了するときに上記増幅度を所望の基本値にセットし、そして
上記識別をゼロにセットする、という段階を備えた請求項９又は１０に記載の方法。 - 所望巾の一連のサンプルを上記線型信号から導出し、そして
上記一連のサンプルにおける２つの連続するサンプルが所望の限界値に等しい場合に上記識別を所望の単位だけ増加する、という段階を備えた請求項９、１０又は１１に記載の方法。 - 通信経路がトランスコードユニット及びトランスデコードユニットを通る通話が終了するときに上記増幅度を基本値にセットする請求項７又は８に記載の方法。
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