JP4309576B2

JP4309576B2 - デコード方法、スピーチコード処理ユニット及びネットワーク要素

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Publication number: JP4309576B2
Application number: JP2000530901A
Authority: JP
Inventors: ペッカカパネン; ヤンネヴァイニオ
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: ES2189382T3; DE69904440T2; CN1151487C; EP1055225A2; WO1999040569A2; US6850883B1; CN1290389A; CA2320465C; FI116642B; CA2320465A1; FI980298A; FI980298A0; AU2282899A; WO1999040569A3; EP1055225B1; JP2002503045A; DE69904440D1

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、移動セルラーシステムにおけるタンデムフリーオペレーション（ＴＦＯ）に係る。更に、本発明は、請求項１の前文に記載の方法に係る。
【０００２】
【背景技術】
以下の説明においては、便宜上、次のような省略記号を使用する。
ＴＦＯタンデムフリーオペレーション
ＣＮＩコンフォートノイズ挿入
ＣＮコンフォートノイズ
ＢＦＨ不良フレーム取り扱い
ＵＭＳアップリンク移動ステーション
ＤＭＳダウンリンク移動ステーション
ＵＢＳアップリンクベースステーション
ＵＴＲアップリンクトランスコーダ
ＤＴＲダウンリンクトランスコーダ
ＤＢＳダウンリンクベースステーション
ＡＩエアインターフェイス
ＰＣＭパルスコード変調
ＰＳＴＮ公衆交換電話ネットワーク
ＵＡＩアップリンクエアインターフェイス
ＤＡＩダウンリンクエアインターフェイス
ＤＴＸ不連続送信
ＶＡＤ音声アクティビティ検出
【０００３】
移動通信手段から移動ネットワークによって受信されるスピーチフレームは、ほぼ次の３つのクラスに分類することができる。ａ）非崩壊の、即ち良好なスピーチフレーム、ｂ）崩壊したスピーチフレーム、及びｃ）不連続送信（ＤＴＸ）モード中に発生されるフレームであって、一般に、サイレンス記述子（ＳＩＤ）フレームと、送信休止中に受け取られる使用不能なフレームとを含むフレーム。
通常の動作モードにおいては、移動ユニットが、送信されるべきスピーチをエンコードし、そしてエンコードされたスピーチは、エアインターフェイスを経て送信された後にデコードされる。移動ユニットがコールを受信するときに、スピーチは、エアインターフェイスのネットワーク側でエンコードされ、そして受信側移動ユニットにおいてデコードされる。それ故、通常の動作モードにおいて、特殊な構成が施されない状態では、スピーチは、移動対移動コールにおいて２回エンコード及びデコードされ、認知されるスピーチのクオリティに低下を招く。タンデムフリーオペレーション（ＴＦＯ）は、２つの移動ユニット間の動作モードであって、スピーチが１回しかエンコードされずそしてスピーチがそのエンコードされた形態でネットワークを経て受信移動ユニットへ送信される動作モードである。
【０００４】
エラーフレームに含まれたエラー指示情報及びＤＴＸフレームに含まれたサイド情報を、移動ネットワークを経て受信端に送信することはできないので、ＧＳＭでは、ＴＦＯオペレーション中に、Ａインターフェイスを経て全てのフレームを良好なフレームとして送信できることが分かっている。Ａインターフェイスとは、送信移動ネットワークと受信移動ネットワークとの間のインターフェイスである。従来の非ＴＦＯオペレーションにおいては、スピーチがＡインターフェイスを経てＰＣＭコードサンプルのようなデジタルリアルタイム波形として送信される。
いわゆる不良フレーム取り扱い手順は、移動通信手段から受信したエラー性のフレームを良好なフレームへと変換して、Ａインターフェイスを経て送信するときに使用される。ＤＴＸフレームに含まれたコンフォートノイズ情報を、Ａインターフェイスを経て送信するために、コンフォートノイズ情報は、良好なスピーチフレームへと変換されて、Ａインターフェイスを経て送信されねばならない。
【０００５】
コンフォートノイズ挿入について先ず以下に詳細に説明し、次いで、不良フレームの取り扱いについて説明する。
コンフォートノイズ挿入
不連続送信（ＤＴＸ）では、音声アクティビティ検出器（ＶＡＤ）が送信側においてユーザが話しをしているかどうか検出する。ユーザが話しをしているときには、入力スピーチを表すスピーチパラメータが各フレームごとにスピーチエンコーダに発生され、そして受信端へと送信される。しかしながら、ユーザが話しを止めると、優勢なバックグランドノイズを表すパラメータが発生され、そしてスピーチパラメータに代わって受信側へ送信される。その後、送信がオフにされる。送信は、ユーザが再び話し始めたときに通常の送信レートで再開されるか、又はユーザが話さない間のバックグランドノイズを表すパラメータを更新して、送信休止中に優勢なバックグランドノイズに生じる変化に適応させるために低いレートで再開される。この説明全体にわたり、優勢なバックグランドノイズを表すこれらのパラメータは、コンフォートノイズパラメータ又はＣＮパラメータと称する。
【０００６】
受信端では、良好なスピーチパラメータのフレームが受信されたときにスピーチが合成される。しかしながら、コンフォートノイズパラメータが受信され、その後、送信がスイッチオフにされたときには、スピーチデコーダは、受信したコンフォートノイズパラメータを使用して、送信側のバックグランドノイズに類似した特性をもつノイズをローカル合成する。この合成ノイズは、一般に、コンフォートノイズ（ＣＮ）と称され、そして受信側でＣＮをローカルに発生する手順は、一般に、コンフォートノイズ挿入（ＣＮＩ）と称される。
【０００７】
更新されたコンフォートノイズパラメータは、それを受け取ったときに直ちに、或いは以前に受け取ったコンフォートノイズパラメータ値から更新されたパラメータ値へとフレームごとに徐々に補間することにより、ＣＮＩ手順に適用される。前者の方法は、コンフォートノイズパラメータが常にできるだけ新鮮であるよう確保する。しかしながら、前者の方法は、認知されるＣＮ特性に段階的作用を生じさせ、従って、この不便さを軽減するために、後者の補間方法がしばしば使用される。後者の方法は、受け取ったコンフォートノイズパラメータの補間が優勢なバックグランドノイズの特性にある程度の遅延を導入し、従って、実際のバックグランドノイズとＣＮとの間にある程度のコントラストを導入するという欠点がある。
【０００８】
コンフォートノイズ挿入の詳細は、ＥＴＳＩ仕様書、ＥＴＳ３００５８０−４「ヨーロピアンデジタルセルラーテレコミュニケーションシステム（フェーズ２）；全レートスピーチトラフィックチャンネルに対するコンフォートノイズの特徴(European digital cellular telecommunications system (Phase 2); Comfort noise aspect for full rate speech traffic channels)（ＧＳＭ０６．１２）」、１９９４年９月に説明されており、以下、これをＧＳＭ０６．１２仕様と称する。
【０００９】
不良フレーム取り扱い
不良フレーム取り扱い（ＢＦＨ）は、エラーを含むフレームの置き換え手順を指す。フレーム置き換えの目的は、崩壊したフレームの影響を隠匿することである。というのは、崩壊した又は失われたスピーチフレームを通常にデコードすると、非常に不快なノイズの影響が生じるからである。受信したスピーチの主観的なクオリティを改善するために、第１の失われたスピーチフレームは、以前の良好なスピーチフレームの繰り返し又は外挿と置き換えられる。崩壊したスピーチフレームは、受信端へ送信されない。多数の連続的なフレームが失われた場合には、スピーチデコーダの出力が徐々に減衰し、接続に関する問題をユーザに指示する。フレーム置き換え手順は、ＥＴＳＩ仕様書草案ｐｒＥＴＳＩ３００５８０−３、「デジタルセルラーテレコミュニケーションズシステム；全レートスピーチ；パート３：全レートスピーチチャンネルに対する失われたフレームの置き換え及び減衰(Digital cellular telecommunications system; Full rate speech; Part 3: Substitution and muting of lost frames for full rate speech channels)（ＧＳＭ０６．１１、バージョン４．０．５）」、１９９７年１１月に説明されており、これは、以下、ＧＳＭ０６．１１仕様と称する。
【００１０】
移動対移動コール
以下、通常の非ＴＦＯ接続中のスピーチデータの流れについて説明する。ＴＦＯオペレーションについては、その後に説明する。
移動対移動コールの基本的なブロック図が図１に示されている。アップリンク移動ステーション（ＵＭＳ）１００、即ち送信端の移動ステーションにおいて、時間ドメインの波形は、先ず、固定長さのフレームに分割され、そしてスピーチは、スピーチコード化ブロック１０１においてエンコードされ、即ちスピーチコードパラメータに変換され、これらは、チャンネルコード化ブロック１０２においてエラー修正目的で冗長な情報を挿入することによりチャンネルエンコードされる。これらの保護されたスピーチフレームは、次いで、エアインターフェイス（ＡＩ）を経て送信される。
【００１１】
アップリンクベースステーション（ＵＢＳ）１１０においては、チャンネルデコードブロック１１１においてチャンネルデコードが実行され、即ちチャンネルエラーが修正され、そして冗長な情報がスピーチコードパラメータから除去される。スピーチコードパラメータは、シリアルのアップリンクＡｂｉｓインターフェイスを経てアップリンクトランスコーダ（ＵＴＲ）１２０へ送信され、そこで、スピーチコードパラメータは、スピーチデコードブロック１２２においてデジタル時間ドメインスピーチ波形に変換される。通常の非ＴＦＯモードでは、スイッチ１２１が図１に示すようにオープンであり、スピーチ波形は、本質的に不変のままＴＦＯパッキングブロック１２３に通される。ＵＴＲの出力は、Ａインターフェイスを経て公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）又は別の移動電話ネットワークへ送信される。
【００１２】
ダウンリンクトランスコーダ（ＤＴＲ）１３０においては、時間ドメイン波形がＡインターフェイスから受け取られる。非ＴＦＯオペレーションでは、スイッチ１３３がスピーチエンコードブロック１３２の出力をＤＴＲの出力に接続し、そしてＴＦＯ抽出ブロック１３３は、時間ドメイン波形を不変のまま通過する。波形は、スピーチエンコードブロック１３２においてスピーチコードパラメータへと変換される。スピーチコードパラメータは、ダウンリンクＡｂｉｓインターフェイスに転送される。
ダウンリンクベースステーション（ＤＢＳ）１４０では、ダウンリンクＡｂｉｓインターフェイスから受け取られたスピーチパラメータがチャンネルエンコードブロック１４１においてチャンネルエンコードされる。チャンネルエンコードされたパラメータは、ダウンリンク移動ステーション（ＤＭＳ）１５０、即ち受信移動ステーションへ送信される。ＤＭＳにおいては、チャンネルコードがチャンネルデコードブロック１５１において除去され、そしてスピーチコードパラメータが、スピーチデコードブロック１５２において時間ドメイン波形即ちデコードされたスピーチへと変換されて戻される。
【００１３】
上述した従来モードにおける問題は、２つの連続するエンコードが、送信されるスピーチ信号のクオリティに対して否定的な影響を与えることである。ダウンリンクトランスコーダ（ＤＴＲ）１３０のスピーチエンコードブロック１３２における波形のエンコードは、オリジナル入力信号に対する第２の連続する圧縮であるから、ＤＴＲ１３０のスピーチエンコーダ１３２の出力におけるパラメータは、２つの圧縮に生じたエラーのために、オリジナルスピーチ波形の非常に正確な再現ではない時間ドメイン波形を表す。タンデムフリーオペレーション（ＴＦＯ）は、少なくともあるケースにおいてこの問題を軽減するように設計されている。
【００１４】
タンデムフリーオペレーション
ここでＴＦＯと称するタンデムフリーのオペレーションモードを使用する移動ステーション対移動ステーションの電話コールにおいては、アップリンクトランスコーダとダウンリンクトランスコーダとの間でパラメータを時間ドメインスピーチ波形に変換せずに、時間ドメインスピーチ波形を表わすパラメータをアップリンク移動ステーションスピーチエンコーダからダウンリンク移動ステーションスピーチデコーダへ直接送信することにより、スピーチが送信される。
【００１５】
これは、スピーチのクオリティを著しく改善する。というのは、ＴＦＯがない状態では、オリジナルのスピーチ信号が、ロスのあるスピーチ圧縮アルゴリズムで２回コード化され、圧縮が行なわれるたびにスピーチのクオリティを低下させるからである。単一エンコードとタンデムエンコードとの間の相違は、スピーチコーデックのビットレートが非常に低いときには著しく重要となる。６４ｋビット／ｓのＰＣＭコード化のＧ．７１１規格によって例示される古い高ビットレートのスピーチコード化規格は、連続的なコード化に対して非常に頑丈である。しかしながら、４ｋビット／ｓないし１６ｋビット／ｓの範囲で動作する現状のスピーチコーダは、２回以上の連続コード化に対して非常に敏感である。
【００１６】
図１を参照し、公知技術によるタンデムフリーのオペレーションについて説明する。タンデムフリーのオペレーションにおいては、アップリンクトランスコーダ１２０のスピーチデコードブロック１２２により受け取られたスピーチパラメータが、ＴＦＯパッキングブロック１２３においてデコードされたスピーチ波形の最下位ビットに埋め込まれ、これは、図１において、スイッチ１２１の閉じた位置で示される。スピーチパラメータが埋め込まれたスピーチ波形は、次いで、Ａインターフェイスへ転送される。
ＴＦＯモードを実行できるようにするために、コールのダウンリンク端は、当然、アップリンク端と同じスピーチコード規格を使用する移動電話ネットワークになければならない。しかしながら、コールは、Ａインターフェイスから多数のデジタル送信リンクを経てダウンリンク移動電話ネットワークへ転送することもできる。
【００１７】
受信端では、スピーチパラメータが埋め込まれたスピーチ波形は、Ａインターフェイスからダウンリンクトランスコーダ１３０によって受け取られる。ＴＦＯ抽出ブロック１３１は、埋め込まれたスピーチパラメータをスピーチ波形から抽出する。ＴＦＯオペレーションにおいては、スイッチ１３３がＴＦＯ抽出ブロックの出力をダウンリンクトランスコーダの出力に接続する。抽出されたオリジナルパラメータは、次いで、ダウンリンクＡｂｉｓインターフェイスに転送され、そして更に、ダウンリンクベースステーション１４０を経、エアインターフェイスを経て、ダウンリンク移動ステーションへ転送され、そのスピーチデコードブロック１５２は、次いで、アップリンク移動ステーション１００のスピーチエンコードブロックによりエンコードされたオリジナルのスピーチパラメータをデコードする。
【００１８】
時には、Ａインターフェイスのエラーが検出されたり、されなかったりする。これらのエラー及びＢＦＨオペレーションは、送信移動ステーションのスピーチエンコーダ１０１のパラメータと、受信移動ステーションのスピーチデコーダ１５２のパラメータとの間にある程度の不一致を生じさせることがある。通常、これらの不一致は、多数の連続フレームに対して正しいパラメータが受け取られた後に減少される。
タンデムフリーオペレーションにおけるＢＦＨ及びＣＮＩ取り扱い
通常、送信端における不良フレーム取り扱い及びコンフォートノイズ挿入についての機能は、アップリンクトランスコーダ１２０のスピーチデコーダブロック１２２に配置される。これらの機能は、図１には示されていない。いずれかのスピーチフレームが崩壊又は失われるか、或いはＤＴＸ送信の休止が生じたときには、スピーチデコーダブロック１２２が、上述したようにこれらの状態に対応するスピーチコードパラメータを発生する。
【００１９】
図１から明らかなように、ＵＭＳ１００、ＵＢＳ１１０、ＤＢＳ１４０及びＤＭＳ１５０は、ＢＦＨ及びＣＮＩに関するＴＦＯオペレーションには含まれず、非ＴＦＯの場合と同様に、透過的に動作する。ＤＴＲのスピーチエンコーダ１３２は、ＴＦＯの間も通常に動作するが、その出力はダウンリンクＡｂｉｓインターフェイスに転送されず、むしろＡインターフェイス流から抽出されたスピーチコードパラメータに置き換えられる。ＢＦＨ及びＣＮＩに関するオペレーションは、ＵＴＲ１２０のスピーチデコーダ１２２において行なわれる。
【００２０】
ＣＮＩ及びＢＦＨ機能を実現する公知のスピーチデコーダ１２２の詳細なブロック図が図２に示されている。エンコードされたスピーチパラメータ、即ちパラメータ量子化インデックスは、パラメータ抽出ブロック１２２ａにおいて受信した情報流から抽出される。ＢＦＨ及びＣＮＩオペレーションは、ＢＦＩ／ＣＮＩブロック１２２ｂにおいてこれらのパラメータ量子化インデックスに対して実行され、その後、量子化解除ブロック１２２ｃにおいてこれらインデックスの量子化解除（デコード）が行なわれる。量子化解除の後に、これらのパラメータは、スピーチ合成ブロック１２２ｄにおいてスピーチ合成に使用され、デコードされた出力信号が発生される。ＢＦＩ及びＣＮＩフラグは、アップリンクベースステーション１１０により発生された信号であり、これらの信号は、崩壊及びＤＴＸフレームについてデコーダ１２２に通知する。ＢＦＩ／ＣＮＩブロック１２２ｂは、ＢＦＩ及びＣＮＩフラグによって制御される。
【００２１】
公知のＴＦＯ機能を伴う同様のブロック図が図３に示されており、これは、ＵＴＲ１２０のスピーチデコーダ１２２及びＴＦＯパッキングブロック１２３を示す図である。図３から明らかなように、ＣＮＩ及びＢＦＨオペレーションは、スピーチデコーダ１２２においてパラメータ量子化インデックスに対して実行される。それ故、ＵＴＲ１２０におけるタンデムフリーオペレーションは、デコーダ１２２からの既に使用可能なパラメータを時間ドメインの波形信号にパッキング（埋め込み）することにより簡単に行なわれる。
タンデムフリーオペレーション中のＢＦＨオペレーションは、単純であり、非ＴＦＯモードの場合と同様に行うことができる。ＧＳＭ０６．１１仕様書は、タンデムフリーオペレーション中にも使用できるＢＦＨ機能の公知の例示的解決策を含んでいる。ＣＮＩオペレーションは簡単である。というのは、量子化がメモリレスであって、これは、コンフォートノイズ発生中の、又はアクティブなスピーチとコンフォートノイズとの間の移行中の全ての情報が、現在送信されているパラメータに含まれることを意味するからである。例えば、送信経路の異なる部分をリセットする際に問題は生じない。公知のＣＮＩ解決策は、ＧＳＭ０６．１２に記載されている。
【００２２】
タンデムフリーオペレーションでは、Ａインターフェイスへ送信される信号にパックされるパラメータ情報は、良好なスピーチフレームを発生するのに必要な全ての情報を含まねばならない。というのは、ダウンリンク移動ステーションがアップリンク端におけるＣＮＩオペレーションに気付かないからである。この要求により、コンフォートノイズパラメータに対して簡単な変換が実行されて、それらをスピーチパラメータフレームに変換する。これは、最新のコンフォートノイズパラメータを記憶し、そして更新されたコンフォートノイズパラメータが受信されて記憶されるか又はアクティブなスピーチパラメータが受信されるまで、それらをＡインターフェイス流に繰り返し転送することを含む。上述したようにコンフォートノイズパラメータの補間が所望される場合には、パラメータをＡインターフェイス流に転送する前にこの補間を行うことができる。コンフォートノイズパラメータは、良好なスピーチパラメータフレームに存在する全てのパラメータを含んでいないので、これらの欠落スピーチパラメータは、変換プロセス中に何らかのやり方で形成する必要がある。
【００２３】
公知の解決策に固有の問題
図３は、従来の非予想型クオンタイザ（量子化装置）を使用するデコーダを示す。デコーダのクオンタイザが図３と同様に非予想型であるときには、パラメータのＢＦＨ及びＣＮＩ処理が何ら問題を発生しない。しかしながら、現状の低レートエンコーダ及びデコーダに使用されるのは、予想型クオンタイザである。
【００２４】
予想型クオンタイザを使用する現状のスピーチコーデックでは、コンフォートノイズ挿入及び不良フレーム取り扱いのオペレーションを、スピーチデコーダにおいて量子化解除された（デコードされた）パラメータを使用して実行しなければならず、即ち図３に示すようにデクオンタイザ（量子化解除装置）ブロック１２２ｃの前ではなく、その後に実行しなければならない。その理由は、予想型の量子化及び量子化解除では、量子化されたエンティティ（この場合は、スピーチパラメータ）が独立したものでないからである。予想式に量子化されたエンティティを評価（デコード）するときには、各評価されたエンティティに対する評価結果が、評価中の量子化されたエンティティのみに依存するのではなく、以前のエンティティにも依存する。それ故、崩壊したエンコードされたパラメータを、適当なＣＮ又はＢＦＨパラメータに単純に置き換えることはできない。この置き換えは、置き換えるＣＮ又はＢＦＨパラメータを、既に受け取られた良好なパラメータに基づいて調整しなければならないが、送信休止又は障害の間に信号発生についての知識がないので、次に受け取られる良好なパラメータは、デコーダで発生されたものではなく別の経過に依存し、休止の終りに非常に厄介な音響欠陥を招く。それ故、ＣＮＩ及びＢＦＨオペレーションは、予想量子化解除の後に、デコードされたスピーチパラメータに対して実行され、そしてＣＮＩ又はＢＦＨブロックに対応するコード化されたスピーチパラメータは得られない。ＣＮＩ又はＢＦＨブロックを表すコード化されたパラメータが得られないので、それらを、コード化されたパラメータの残り部分と共に時間ドメインスピーチ波形に埋め込むことはできない。この問題のために、アップリンク移動ステーションが予想型クオンタイザをもつスピーチコーデックを使用するときには、公知のタンデムフリーオペレーションにおいてＣＮＩ及びＢＦＨオペレーションを行うことができない。
【００２５】
【発明の開示】
本発明の目的は、予想式に量子化されたスピーチパラメータを伴うタンデムフリーオペレーションにおいてＣＮＩ及びＢＦＨオペレーションを実行するための方法を実現することである。本発明の別の目的は、タンデムフリーオペレーションにおいて予想式に量子化されたスピーチデータのデコードに関連してＣＮＩ及びＢＦＨオペレーションを行うことのできるスピーチデコーダを実現することである。
これらの目的は、量子化解除されたＢＦＨ／ＣＮＩ処理されたスピーチパラメータから再エンコードされたスピーチパラメータを発生し、そしてこれらの再エンコードされたパラメータをＢＦＨ及びＣＮＩ手順の間に受信端へ送信することにより達成される。
【００２６】
本発明による方法は、方法に関する独立請求項の特徴部分に記載したことを特徴とする。本発明によるスピーチコード処理ユニットは、スピーチコード処理ユニットに関する独立請求項の特徴部分に記載したことを特徴とする。本発明によるテレコミュニケーションネットワーク要素は、テレコミュニケーションネットワーク要素に関する独立請求項の特徴部分に記載したことを特徴とする。従属請求項は、本発明の更に別の効果的な実施形態を規定する。
本発明は、デコードされたパラメータを使用できるようにする特殊なフィードバックループを使用することによりタンデムフリーオペレーションを実行し、コンフォートノイズ挿入及び不良フレーム取り扱いオペレーションを実行し、これらオペレーションの出力に対応するパラメータ量子化インデックスを発生し、そしてアップリンク移動ステーションからダウンリンク移動ステーションへの送信経路においてスピーチエンコーダとスピーチデコーダを同期する。この機能は、パラメータを部分的にデコードしそして再エンコードし、そしてクオンタイザの予想メモリを特定のやり方で同期及びリセットすることにより実現される。本発明は、ＴＦＯオペレーションにおいて予想型の、より一般的には非ステートレスのエンコーダにより生じる問題に対する解決策を提供する。
【００２７】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、同様のエンティティが同じ参照番号で示された添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
本発明の好ましい実施形態による例えばアップリンクトランスコーダ又はスピーチコード処理ユニットのようなネットワーク要素２２０のブロック図が図４に示されており、そして本発明の好ましい実施形態によるスピーチコード処理ブロック２０１が図５に示されている。図４から明らかなように、ネットワーク要素は、スピーチデコーダ２００及びＴＦＯパッキングブロック１２３を備えている。ネットワーク要素は、送信経路の要素の前に配置された他の要素から、エンコードされたスピーチパラメータ及び信号、例えば、信号流における種々の中断を示すＢＦＩ及びＣＮＩフラグを受け取り、そして時間ドメインのスピーチ信号、及び任意の埋め込まれたエンコードされたスピーチパラメータを含む出力信号を発生する。更に、この実施形態では、公知デコーダのブロック１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの機能が、本発明によるスピーチコード処理ブロック２０１において実現される。このようなスピーチコード処理ブロック２０１が図５に示されている。この実施形態では、出力、入力及びスピーチ合成ブロック１２２ｄが、上述した公知のデコーダ１２２と同様であり、ここでは詳細に説明しない。スピーチコード処理ブロック２０１は、パラメータ抽出ブロック２０２、予想デクオンタイザブロック２０３、ＢＦＨ／ＣＮＩ処理ブロック２０４及び予想クオンタイザブロック２０５を備えている。デクオンタイザ及びクオンタイザブロックは、更に、メモリ２０３ａ、２０５ａを有する。
【００２８】
図５に基づく単一のスピーチコード処理ブロック２０１の動作を以下に説明する。通常のＴＦＯオペレーション、即ちアップリンクＡＩにおいてフレームの崩壊がないときのＤＴＸ休止と休止との間のオペレーションについて先ず説明し、ＴＦＯオペレーション中の不良フレーム取り扱いについて第２に説明し、そしてＴＦＯオペレーション中のコンフォートノイズ挿入について最後に説明する。
通常のＴＦＯオペレーション
通常のＴＦＯオペレーションでは、パラメータ抽出ブロック２０２が、エンコードされたスピーチパラメータの到来フレームから所望のパラメータを抽出する。抽出されたエンコードされたパラメータは、予想型デクオンタイザブロック２０３へ転送され、このブロック２０３は、そのメモリ２０３ａに記憶された以前の量子化解除されたパラメータに関する情報を使用してエンコードされたパラメータを量子化解除する。量子化解除されたパラメータは、ＢＦＨ／ＣＮＩ処理ブロック２０４へ転送され、このブロックは、通常のＴＦＯオペレーション中に、パラメータを不変の状態でスピーチ合成へと向ける。パラメータ抽出ブロック２０２からの抽出されたパラメータは、スイッチ部材２０６の位置Ａで表されたＴＦＯパッキングへと向けられる。本発明において、デコードプロセスの付加的な目的は、不良フレーム取り扱い及び不連続送信オペレーションのために再エンコードクオンタイザブロック２０５のメモリに対して正しい初期値を与える。
【００２９】
ＴＦＯ間のＢＦＨオペレーション
通常のスピーチパラメータ送信からＢＦＨへの移行において、スピーチパラメータデクオンタイザブロックメモリ２０３ａの内容は、再エンコードを適切に初期化するためにクオンタイザメモリ２０５ａにコピーされる。これは、メモリ２０３ａからメモリ２０５ａへの矢印で示されている。
ＢＦＨオペレーションでは、予想デクオンタイザブロック２０３により発生されたデコードされたスピーチパラメータに対してＢＦＨプロセスが実行される。処理されたパラメータは、ＢＦＨ／ＣＮＩ処理ブロック２０４からスピーチ合成へ、そして予想クオンタイザブロック２０５へ転送される。予想クオンタイザブロック２０５は、量子化解除及び処理されたパラメータを再エンコードして、新たなパラメータ量子化インデックス及び量子化パラメータを形成する。新たに形成された再量子化されたパラメータは、ダウンリンク端へ送信するためにＴＦＯパッキングへと向けられ、これは、スイッチ部材２０６の位置Ｂで表される。その後、量子化メモリ２０５ａの内容は、デクオンタイザ２０３のメモリ２０３ａへコピーされる。コピー動作は、図５においてメモリ２０５ａからメモリ２０３ａへの破線矢印で示されている。このコピー動作は、予想型デクオンタイザブロック２０３の同じ状態を生じさせ、これは、量子化ブロック２０５で形成されたエンコードされたパラメータが実際にアップリンク移動ステーションから受け取られた場合に生じる。量子化ブロック２０５で形成されたエンコードされたパラメータは、ＴＦＯパッキングオペレーションを経てダウンリンク移動ステーションへ転送されるので、ＵＴＲのスピーチデコーダ２００及びＤＭＳのスピーチデコーダ１５２は、同期状態に保たれる。
【００３０】
ＴＦＯ中のＣＮＩオペレーション
通常のスピーチパラメータ送信からＤＴＸへの移行中に、スピーチパラメータデクオンタイザブロックメモリ２０３ａの内容は、再エンコードを適切に初期化するためにクオンタイザメモリ２０５ａへコピーされる。これは、メモリ２０３ａからメモリ２０５ａへの矢印で表される。
不連続送信（ＤＴＸ）動作モードでは、各フレームごとにクオンタイザのメモリを更新することにより通常のやり方で予想量子化を実行することはできない。それ故、コンフォートノイズパラメータを量子化できるようにする特殊な構成で、ＵＭＳのエンコーダとＵＴＲのデコーダとの間でクオンタイザメモリの同期を確保しなければならない。公知のＧＳＭシステムに使用された解決策は、適当な同期方法の例として表すことができる。ＤＴＸモード中の改良型全レート（ＥＦＲ）コード化のＧＳＭ仕様によれば、クオンタイザメモリは、コンフォートノイズパラメータの量子化に対してエンコーダ及びデコーダの両方においてメモリを同じ値に凍結することにより移動ユニットとトランスコーダとの間で同期される。この同期は、ＥＴＳＩ仕様書、ＥＮ３０１２４７Ｖ４．０．１（１９９７年１１月）の「デジタルセルラーテレコミュニケーションズシステム（フェーズ２）；改良型全レート（ＥＦＲ）スピーチトラフィックチャンネルに対するコンフォートノイズの特徴(Digital cellular telecommunications system (Phase 2); Comfort noise aspects for Enhanced Full Rate (EFR) speech traffic channels)」に詳細に説明されており、これは、ＧＳＭ仕様書０６．６２、バージョン４．０．１としても知られている。しかしながら、本発明は、ＧＳＭシステムの例に限定されるものではない。ＵＭＳのエンコーダとＵＴＲのデコーダとの間でクオンタイザメモリを同期するための他の機構も、本発明の種々の実施形態に使用できる。
【００３１】
ＤＴＸオペレーションでは、コンフォートノイズパラメータがＵＭＳエンコーダからＵＴＲデコーダへ送信され、そして上述した特殊な構成を使用してデコードされる。ＤＴＸ中の各フレームにおいて、次の段階が実行される。コンフォートノイズパラメータは、公知のＣＮＩオペレーションに関連して既に述べたように、繰り返されるか、又は補間される。デコード動作の後に、パラメータは、ＢＦＨの場合と同様に予想クオンタイザブロック２０５を使用して再エンコードされ、そしてクオンタイザブロック２０５のメモリ２０５ａが更新される。新たに形成され再量子化されたパラメータは、ダウンリンク端へ送信するためにＴＦＯパッキングに向けられる。このように、ＵＴＲのスピーチデコーダ２００及びＤＭＳのスピーチデコーダ１５２は、同期状態に保たれる。というのは、量子化ブロック２０５により形成されたエンコードされたパラメータがＴＦＯパッキングオペレーションを経てダウンリンク移動ステーションへ転送されるからである。
【００３２】
不連続送信周期の後に通常のスピーチフレームの送信が再開されると、アップリンク移動ステーションのスピーチエンコーダにおける予想クオンタイザメモリがそのリセット状態からスタートされる。このオペレーションをＴＦＯ接続の他の要素へ反映するために、次の段階が実行される。予想量子化解除ブロック２０３の量子化解除オペレーションも、リセット状態からスタートされる。再エンコードは、通常スピーチの第１フレーム中にデコードされたスピーチパラメータに対して実行されて、ＵＴＲの再エンコードクオンタイザブロック２０５のメモリ２０５ａ及びＤＭＳのスピーチデコーダのデクオンタイザブロックのメモリを同期状態に保持し、同期が失われることにより生じる厄介な聴覚作用を防止する。
【００３３】
この第１スピーチフレームを再エンコードするために、クオンタイザ２０５は、最後に再エンコードされたコンフォートノイズフレームにより残されたメモリ内容を使用する。再エンコードの後に、クオンタイザブロック２０５のメモリ２０５ａの内容は、次のフレームに対してデクオンタイザ２０３のメモリ２０３ａへコピーされる。第２及びそれ以降の良好なスピーチフレームでは、抽出ブロック２０２で抽出されたパラメータがＴＦＯパッキングに向けられ、そしてデコードブロック２０３におけるスピーチパラメータのデコード動作が、通常のＴＦＯオペレーションと同様に続けられる。
【００３４】
図６は、本発明の更に別の好ましい実施形態による方法を一例として示す。この図は、ＢＦＨ／ＣＮＩ処理状態において、タンデムフリーオペレーション中に１組のパラメータを処理する単一サイクルを示している。先ず、ステップ３１０において、パラメータが受け取られ、その後、パラメータがステップ３２０においてデコードされる。デコードされたパラメータはステップ３３０において処理される。この処理段階では、ＢＦＨ／ＣＮＩ処理が上述したように実行される。処理されたパラメータは、ステップ３４０において再エンコードされる。エンコーダの状態は、ステップ３５０において、デコードブロックメモリを更新することによりデコーダへ少なくとも部分的に転送される。受信したパラメータを更に送信するために、それらの少なくとも一部分がステップ３６０において、処理及び再エンコードされたパラメータに置き換えられ、その後、パラメータは、ステップ３７０において、送信経路に更に送信される。
【００３５】
本発明の効果は、予想型又はより一般的には非ステートレスのクオンタイザが送信移動ステーションに使用されたときに、タンデムフリーオペレーション中にＣＮＩ及びＢＦＨを適切に処理できるようにすることである。公知の解決策では、タンデムフリーオペレーションにおいて厄介な可聴欠陥を伴わずに予想型クオンタイザ及びＢＦＨ／ＣＮＩの組合せは考えられない。
本発明による方法を実施する機能的ブロックは、多数の異なるネットワーク要素に配置することができる。機能的ブロックは、いわゆるトランスコーダユニット（ＴＲＣＵ）に配置されるのが効果的である。トランスコーダユニットは、スタンドアローンユニットでもよいし、例えば、ベースステーション（ＢＳ）、ベースステーションコントローラ（ＢＳＣ）、又は移動交換センター（ＭＳＣ）に一体化することもできる。しかしながら、本発明は、トランスコーダユニットにおける実施のみに限定されない。
【００３６】
本発明は、全てのスピーチパラメータが予想型エンコーダによってエンコードされるようなシステムに限定されない。スピーチパラメータの一部分のみが予想型エンコーダによってエンコードされそしてあるスピーチパラメータがステートレスエンコーダによってエンコードされる移動通信システムにおいては、本発明の好ましい実施形態によるスピーチデコーダは、例えば、ステートレスエンコーダによりエンコードされたスピーチパラメータを既知のやり方で処理し、そして予想式にエンコードされたパラメータを上述した本発明のやり方で処理することができる。
本発明はＧＳＭシステムのみに限定されない。ＧＳＭシステムは、ここでは、一例として取り上げられたに過ぎない。本発明は、本発明の出願時点で開発中であるいわゆる第３世代のセルラーシステムのようなデジタルセルラー移動テレコミュニケーションシステムにも適用できる。
【００３７】
本明細書で使用する「非ステートレス(non-stateless)」という用語は、機能的状態を有し、即ち最新の入力又は現在の入力に加えて、少なくともある程度の以前の入力に少なくともある程度依存するようなデコーダ又はエンコーダを意味する。又、「スピーチコード処理ユニット」という用語は、エンコードされたスピーチパラメータをデコードし及び／又はエンコードされたスピーチパラメータのコードを第１コード方法から第２コード方法へ変換する機能的エンティティを意味する。
以上の説明から、本発明の範囲内で種々の変更がなされ得ることが当業者に明らかであろう。本発明の好ましい実施形態を詳細に説明したが、本発明の真の精神から逸脱せずに、多数の修正や変更がなされ得ることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知技術に基づく移動対移動コールのデータ流を示す図である。
【図２】公知のスピーチデコーダのブロック図である。
【図３】ＴＦＯ及びＣＮＩ／ＢＦＨ機能を伴う公知スピーチデコーダのブロック図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態によるネットワーク要素にブロック図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態によるスピーチコード処理ユニットのスピーチコード処理ブロックを示すブロック図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態による方法を示すフローチャートである。

Claims

非ステートレスエンコーダによりエンコードされたスピーチ信号パラメータを、スピーチコード処理ユニットによって処理する方法において、
上記エンコードされたスピーチパラメータを、非ステートレスデコーダを使用してデコードし、
上記デコードされたスピーチパラメータを処理し、
上記処理されたデコードされたスピーチパラメータを、第２の非ステートレスエンコーダを使用して再エンコードし、
上記非ステートレスデコーダの状態を、上記第２の非ステートレスエンコーダの状態で少なくとも部分的に更新し、そして
少なくとも１つのエンコードされたスピーチパラメータを、再エンコードされたスピーチパラメータに置き換えて、処理されたエンコードされたスピーチパラメータを発生する、
という段階を含むことを特徴とする方法。
上記再エンコード段階の前に、上記第２の非ステートレスエンコーダの状態を、非ステートレスデコーダの状態で更新する請求項１に記載の方法。
上記スピーチパラメータ処理段階において、コンフォートノイズ情報をデコードされたスピーチパラメータへと変換する請求項１に記載の方法。
上記スピーチパラメータ処理段階において、不良フレーム取り扱い情報をデコードされたスピーチパラメータへと変換する請求項１に記載の方法。
エンコードされたスピーチパラメータをデコードし、そしてデコードされた時間ドメインスピーチ信号と、その信号を表わすエンコードされたスピーチパラメータとを発生するスピーチコード処理ユニットにおいて、
エンコードされたスピーチパラメータをデコードするための非ステートレスデコードブロックと、
上記デコードされたスピーチパラメータを処理するためのスピーチパラメータ処理ブロックと、
上記処理されたスピーチパラメータをエンコードして、信号を表わすエンコードされたスピーチパラメータを発生するための非ステートレスエンコードブロックとを備え、そして更に、
上記非ステートレスデコードブロックの状態を、上記非ステートレスエンコードブロックの状態で少なくとも部分的に更新するように構成されたことを特徴とするスピーチコード処理ユニット。
上記非ステートレスデコードブロックは、予想型デクオンタイザであり、そして
上記非ステートレスエンコードブロックは、予想型クオンタイザである請求項５に記載のスピーチコード処理ユニット。
上記スピーチパラメータ処理ブロックは、コンフォートノイズ処理ブロックである請求項５に記載のスピーチコード処理ユニット。
上記スピーチパラメータ処理ブロックは、不良フレーム取り扱いブロックである請求項５に記載のスピーチコード処理ユニット。
上記ユニットは、トランスコーダユニットである請求項５に記載のスピーチコード処理ユニット。
上記ユニットは、アップリンクトランスコーダユニットである請求項５に記載のスピーチコード処理ユニット。
エンコードされたスピーチパラメータを受け取り、そしてエンコードされたスピーチパラメータが埋め込まれた時間ドメインスピーチ信号を送信するためのテレコミュニケーションネットワーク要素において、このネットワーク要素は、スピーチコード処理ユニットを備え、この処理ユニットは、
エンコードされたスピーチパラメータをデコードするための非ステートレスデコードブロックと、
上記デコードされたスピーチパラメータを処理するためのスピーチパラメータ処理ブロックと、
上記処理されたスピーチパラメータをエンコードして、埋め込まれたエンコードされたスピーチパラメータを発生するための非ステートレスエンコードブロックとを備え、そして上記処理ユニットは、
上記非ステートレスデコードブロックの状態を、上記非ステートレスエンコードブロックの状態で少なくとも部分的に更新するように構成されたことを特徴とするテレコミュニケーションネットワーク要素。
上記非ステートレスデコードブロックは、予想型デクオンタイザであり、そして
上記非ステートレスエンコードブロックは、予想型クオンタイザである請求項１１に記載のテレコミュニケーションネットワーク要素。
上記スピーチパラメータ処理ブロックは、コンフォートノイズ処理ブロックである請求項１１に記載のテレコミュニケーションネットワーク要素。
上記スピーチパラメータ処理ブロックは、不良フレーム取り扱いブロックである請求項１１に記載のテレコミュニケーションネットワーク要素。
上記ユニットは、トランスコーダユニットである請求項１１に記載のテレコミュニケーションネットワーク要素。
上記ユニットは、アップリンクトランスコーダユニットである請求項１１に記載のテレコミュニケーションネットワーク要素。