JP5135001B2

JP5135001B2 - 無線通信装置、無線通信方法および無線通信システム

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Publication number: JP5135001B2
Application number: JP2008046090A
Authority: JP
Inventors: 一敬飯室
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2028-02-27
Also published as: JP2009204815A

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信方法および無線通信システムに関し、より詳細には、伝搬環境の悪化によりVoIPによる通話に必要な帯域が確保できない場合にも、通話を継続させることが可能な、耐性の高い無線通信装置、無線通信方法および無線通信システムに関する。

IP（Internet Protocol）ベースで音声通信を行うVoIP（Voice over Internet Protocol）は、リアルタイムトランスポートプロトコル（RTP：Real-time Transport Protocol）に従い、音声データをRTPパケット化して送信する。またVoIPでは、ネットワークの限られた帯域を効率よく利用するため、デジタル化した音声データを圧縮する音声コーデックが用いられる。VoIPで用いられる代表的な音声コーデックとしては、ITU-T（International Telecommunications Union - Telecommunications Standardization Sector；国際電気通信連合（ITU）の電気通信標準化部門）により勧告されたG729等がある。

G729によるコーデックの方式では、発信側で入力された音声信号を10ms分の音声信号（音声波形）に区切り、区切られた音声波形と所与の複数の音声とを比較する。そして、音声波形に最も近い音声パターンを符号化して、受信側の通信装置（または基地局へ）送信する。この音声パターンの比較には音声認識の技術が適用されるが、従来技術として、VoIP等に用いられる音声認識に要する計算負荷を低減する技法が提案されている（特許文献１を参照されたい。）。

なお、G729のコーデックを用いたVoIPでは、20kbps程度のスループットを必要とする。しかしながら、通信装置の高速移動やマルチパスの影響等による伝搬環境の悪化により、通信チャネルの品質が低下し、20kbps程度の帯域を確保できない場合も考えられる。しかしながら、RTPでは、ネットワーク環境の影響によりパケットロス等が生じた場合でも、再送制御を行わず、新しいパケットの転送を続ける。このため、伝搬環境の悪化によりパケットロスが生じた場合、例えば音声データを受信側では得ることができず、再生した音（デコードした音）が途切れるという問題が発生する。

特開２００１−３０６０９３号公報

よって、本発明の目的は、VoIPによる通話時に、伝搬環境の悪化によりVoIP通話に必要な帯域が確保できない場合でも、音声を途切れさせることなく通話を継続させることが可能な、耐性の高い無線通信装置、無線通信方法および無線通信システムを提供することにある。

上述した諸課題を解決すべく、第１の発明による無線通信システムは、
発信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置とを有する無線通信システムであって、
前記発信側の無線通信装置は、
（ユーザにより）音声が入力される音声入力部（マイク等）と、
前記音声入力部から入力された前記音声の（所定の区間毎の）音声パターンを解析する音声パターン解析部と、
（前記音声パターン解析部により解析された前記音声パターンに関連付けられた符号を生成する符号生成部と、）
前記音声パターン解析部により解析された前記音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を送信する送信部と、
前記送信部により送信された前記音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられた前記符号を複数格納する記憶部（フラッシュメモリ等）と、
前記音声パターン解析部による解析の結果、前記音声入力部により新たに入力された音声の音声パターンが、前記記憶部に格納されている音声パターンのいずれかに対応する場合は、前記新たに入力された音声の音声パターンに対応する、前記記憶部に格納されている音声パターンに関連付けられた符号を送信するように前記送信部を制御する制御部（回路、ＣＰＵなどの演算装置、ソフトウェアモジュール等）とを備え、
前記受信側の無線通信装置は、
前記発信側の無線通信装置から送信された音声を（デコードして）出力する出力部（スピーカ等）と、
前記発信側の無線通信装置から送信された音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記音声パターンを、当該音声パターンに関連付けられた符号と共に格納する記憶部（フラッシュメモリ等）と、
前記取得部により、前記記憶部に格納されている符号が取得された場合、当該符号に関連する、前記記憶部に格納されている音声パターンによる音声を出力するように前記出力部を制御する制御部（回路、ＣＰＵなどの演算装置、ソフトウェアモジュール等）とを備える、
ことを特徴とする。
ここで、音声パターン解析部による解析（音声認識）は、既存の手法（例えば、特許文献１に記載されている）を適宜用いることができる。

また、本発明の解決手段を装置として実現することもできる。
例えば、第２の発明による無線通信装置は、
（ユーザにより）音声が入力される音声入力部（マイク等）と、
前記音声入力部から入力された前記音声の（所定の区間毎の）音声パターンを解析する音声パターン解析部と、
（前記音声パターン解析部により解析された前記音声パターンに関連付けられた符号を生成する符号生成部と、）
前記音声パターン解析部により解析された前記音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を送信する送信部と、
前記送信部により送信された前記音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられた前記符号を複数格納する第１の記憶部（フラッシュメモリ等）と、
他の無線通信装置から送信された音声を（デコードして）出力する出力部（スピーカ等）と、
前記他の無線通信装置から送信された音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記音声パターンを、当該音声パターンに関連付けられた符号と共に格納する第２の記憶部（フラッシュメモリ等）と、
前記音声パターン解析部による解析の結果、前記音声入力部により新たに入力された音声の音声パターンが、前記第１の記憶部に格納されている音声パターンのいずれかに対応する場合は、前記新たに入力された音声の音声パターンに対応する、前記第１の記憶部に格納されている音声パターンに関連付けられた符号を送信するように前記送信部を制御し、さらに、前記取得部により、前記第２の記憶部に格納されている符号が取得された場合、当該符号に関連する、前記第２の記憶部に格納されている音声パターンによる音声を出力するように前記出力部を制御する制御部（回路、ＣＰＵなどの演算装置、ソフトウェアモジュール等）と、
を備えることを特徴とする。

さらに、本発明の解決手段を発信側の無線通信装置で実現することもできる。
例えば、第３の発明による無線通信装置は、
（ユーザにより）音声が入力される音声入力部と、
前記音声入力部から入力された音声の（所定の区間毎の）音声パターンを解析する音声パターン解析部と、
（前記音声パターン解析部により解析された前記音声パターンに関連付けられた符号を生成する符号生成部と、）
前記音声パターン解析部により解析された前記音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を送信する送信部と、
前記送信部により送信された前記音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられた前記符号を複数格納する記憶部と、
前記音声パターン解析部による解析の結果、前記音声入力部により新たに入力された音声の音声パターンが、前記記憶部に格納されている音声パターンのいずれかに対応する場合は、前記新たに入力された音声の音声パターンに対応する、前記記憶部に格納されている音声パターンに関連付けられた符号を送信するように前記送信部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。

第４の発明による無線通信装置は、
前記他の無線通信との通話に用いるチャネルの品質を判定する判定部をさらに備え、
前記制御部は、
前記判定部により判定された前記チャネルの品質に基づき、前記音声パターンおよび前記音声パターンに関連付けられた符号を送信するか、前記記憶部に格納された、前記音声パターンに関連付けられた符号を送信するように前記送信部を制御する、
ことを特徴とする。

第５の発明による無線通信装置は、
前記制御部は、
前記他の無線通信装置との通話に用いるチャネルとは別のチャネルを用いて、前記音声パターンおよび前記音声パターンに関連付けられた符号を送信するように前記送信部を制御する、
ことを特徴とする。

第６の発明による無線通信装置は、
前記制御部は、
前記音声パターン解析部による解析の結果、前記音声入力部から新たに入力された音声の音声パターンが、前記記憶部に格納されている音声パターンのいずれかに対応する場合は、前記記憶部に格納されている前記音声パターンに関連付けられた符号とともに、前記音声入力部により新たに入力された音声の継続時間に関する情報も送信するように前記送信部を制御する、
ことを特徴とする。

第７の発明による無線通信装置は、
前記制御部は、
前記音声入力部から新たに入力された音声の音声パターンが、前記記憶部に格納されている音声パターンのいずれにも対応しない場合は、前記新たに入力された音声そのもの、あるいは、前記新たに入力された音声を符号化したデータを送信するように前記送信部を制御する、
ことを特徴とする。

また、本発明の解決手段を、受信側の無線通信装置で実現することもできる。
例えば、第８の発明による無線通信装置は、
他の無線通信装置から送信された音声を（デコードして）出力する出力部と、
前記他の無線通信装置から送信された音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記音声パターンを、当該音声パターンに関連付けられた符号と共に格納する記憶部と、
前記取得部により、前記記憶部に格納されている符号が取得された場合、当該符号に関連する、前記記憶部に格納されている音声パターンによる音声を出力するように前記出力部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。

第９の発明による無線通信装置は、
前記取得部は、
前記他の無線通信装置から送信された、前記音声パターンに関連付けられた符号とともに、前記音声パターンによる音声の継続時間に関する情報も取得し、
前記制御部は、
前記取得部により取得された前記符号に関連する、前記記憶部に格納されている音声パターンによる音声を、前記継続時間の期間出力するように前記出力部を制御する、
ことを特徴とする。

上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
例えば、本発明を方法として実現させた第１０の発明による無線通信方法は、
無線通信装置が、他の無線通信装置との通話において実行する無線通信方法であって、
（ユーザにより）音声が入力される音声入力ステップと、
前記音声入力ステップにて入力された音声の（所定の区間毎の）音声パターンを解析する音声パターン解析ステップと、
（前記音声パターン解析ステップにて解析された前記音声パターンに関連付けられた符号を生成する符号生成ステップと、）
前記音声パターン解析ステップにて解析された前記音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を送信する送信ステップと、
前記送信ステップにて送信された前記音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられた前記符号を格納するステップとを含み、
前記送信するステップは、
前記音声パターン解析ステップによる解析の結果、前記音声入力ステップにより新たに入力された音声の音声パターンが、前記格納するステップにて格納された音声パターンのいずれかに対応する場合は、前記新たに入力された音声の音声パターンに対応する、前記格納するステップにて格納された当該音声パターンに関連付けられた符号を送信する、
ことを特徴とする。

さらに、本発明の解決手段を、受信方法として実現することもできる。
すなわち、第１１の発明による無線通信方法（受信方法）は、
前記他の無線通信との通話に用いるチャネルの品質を（受信信号の電力レベル、SINR等に基づいて）判定する判定ステップをさらに含み、
前記送信するステップは、
前記判定ステップにより判定された前記チャネルの品質に基づき、前記音声パターンおよび前記音声パターンに関連付けられた符号を送信するか、前記格納するステップにて格納された、前記音声パターンに関連付けられた符号を送信する、
ことを特徴とする。

第１２の発明による無線通信方法は、
前記送信するステップは、
前記他の無線通信装置との通話に用いるチャネルとは別のチャネルを用いて、前記音声パターンおよび前記音声パターンに関連付けられた符号を送信する、
ことを特徴とする。

第１３の発明による無線通信方法は、
前記送信するステップは、
前記音声パターン解析ステップによる解析の結果、前記音声入力ステップにて新たに入力された音声の音声パターンが、前記格納するステップにて格納された音声パターンのいずれかに対応する場合は、前記格納するステップにて格納された前記音声パターンに関連付けられた符号とともに、前記音声入力ステップにて新たに入力された音声の継続時間に関する情報も送信する、
ことを特徴とする。

第１４の発明による無線通信方法は、
前記送信するステップは、
前記音声入力ステップにて新たに入力された音声の音声パターンが、前記格納するステップにて格納された音声パターンのいずれにも対応しない場合は、前記新たに入力された音声そのもの、あるいは、前記新たに入力された音声を符号化したデータを送信する、
ことを特徴とする。

さらに、本発明の解決手段を、送信方法として実現することもできる。
従って、第１５の発明による無線通信方法（送信方法）は、
無線通信装置が、他の無線通信装置との通話において実行する無線通信方法であって、
前記他の無線通信装置から送信された音声を（デコードして）出力する出力ステップと、
前記他の無線通信装置から送信された音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにて取得された前記音声パターンを、当該音声パターンに関連付けられた符号と共に格納するステップと、を含み、
前記出力ステップは、
前記取得ステップにより、前記格納するステップにて格納された符号が取得された場合、当該符号に関連する、前記格納するステップにて格納された音声パターンによる音声を出力する、
ことを特徴とする。

第１６の発明による無線通信方法は、
前記取得ステップにて、
前記他の無線通信装置から送信された、前記音声パターンに関連付けられた符号とともに、前記音声パターンによる音声の継続時間に関する情報も取得し、
前記出力ステップは、
前記取得ステップにて取得された前記符号に関連する、前記格納するステップにて格納された音声パターンによる音声を、前記継続時間の期間出力する、
ことを特徴とする。

さらに、本発明の解決手段を、送受信可能な無線通信装置による無線通信方法として実現することができる。
すなわち、第１７の発明による無線通信方法は、
発信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との間の無線通信方法であって、
前記発信側の無線通信装置において、
（ユーザにより）音声が入力される音声入力ステップと、
前記音声入力ステップにて入力された前記音声の（所定の区間毎の）音声パターンを解析する音声パターン解析ステップと、
（前記音声パターン解析ステップにて解析された前記音声パターンに関連付けられた符号を生成する符号生成ステップと、）
前記音声パターン解析ステップにて解析された前記音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を送信する送信ステップと、
前記送信ステップにて送信された前記音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられた前記符号を格納する記憶ステップとを含み、
前記送信ステップは、
前記音声パターン解析ステップによる解析の結果、前記音声入力ステップにより新たに入力された音声の音声パターンが、前記記憶ステップにて格納された音声パターンのいずれかに対応する場合は、前記新たに入力された音声の音声パターンに対応する、前記格納するステップにて格納された音声パターンに関連付けられた符号を送信し、
前記受信側の無線通信装置において、
前記発信側の無線通信装置から送信された音声を（デコードして）出力する出力ステップと、
前記発信側の無線通信装置から送信された音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにて取得された前記音声パターンを、当該音声パターンに関連付けられた符号と共に格納するステップとを含み、
前記出力ステップは、
前記取得ステップにて、前記格納するステップに格納された符号が取得された場合、当該符号に関連する、前記格納するステップにて格納された音声パターンによる音声を出力する、
ことを特徴とする。
なお、上述した無線通信方法における各ステップは、回路、ＣＰＵなどの演算装置、ソフトウェアモジュールなどにより行われる。

このように、本発明によれば、伝播環境が良好な場合に、音声データを当該音声データと関連付けた符号とともにあらかじめ受信側に送信しておき、伝播環境が悪化してVoIP通話に必要な帯域が確保できない場合に、送信するのに広い帯域を要しない前記符号のみを受信側に送信する。受信側では、既に送信された符号に関連付けられた音声データに基づいて音声を出力することができるため、音声を途切れさせることなく、VoIP通話を維持することが可能となる。

以降、諸図面を参照しながら、本発明による無線通信装置の実施態様を詳細に説明する。無線通信装置としては、無線通信が可能な携帯受信端末（携帯電話、PDA（パーソナルデジタルアシスタンス）等）とすることができる。図１は、本発明の一実施態様による無線通信装置の構成を示すブロック図である。図に示した無線通信装置１００は、無線通信部１１０、音声パターン解析部１２０、音声パターン符号生成部１３０、音声パターン符号取得部１４０、通話品質判定部１５０、パケット生成部１６０、記憶部（フラッシュメモリなど）１７０、音声処理部１８０、および制御部（ＣＰＵなどの演算手段、及びソフトウェアモジュールなど）１９０を備える。無線通信装置１００は、アンテナＡＮＴ、音声入力部（マイクなど）ＭＩＣ、音声出力部（スピーカなど）ＳＰ、計測部ＴＩＭをさらに備える。無線通信部１１０は、送信部１１２および受信部１１４を備える。また、記憶部１７０は、送信済符号記憶部１７２および受信符号記憶部１７４を備える。

図１のブロック図における各ブロックの機能とともに、本発明による通信装置の概要について説明する。送信部１１２及び受信部１１４は、アンテナＡＮＴを介して、他の無線通信装置とデータの送受信を行う。音声入力部ＭＩＣは、ユーザからの音声入力（通話）を受け付ける。音声パターン解析部１２０は、音声入力部ＭＩＣから入力された音声の音声パターンを解析する。この解析には、適切な既存の音声認識技法を用いることができる。音声パターン符号生成部１３０は、音声パターン解析部１２０により解析された音声パターンに関連付けた符号を生成する。この符号は、解析される音声パターンの種類に応じて、例えば２バイトとすることができる。従って、音声パターン符号生成部１３０により生成された符号は、非常に狭い帯域でも受信側の無線通信装置に送信することができる。通話品質判定部１５０は、無線通信装置１００が他の無線通信装置または基地局と通信を行うチャネルの通信品質を判定する。この判定は、例えば、他の無線通信装置が送信したパイロット信号の電力レベルやパケットロス、SINR等に基づいて行うことができる。パケット生成部１６０は、音声パターン解析部１２０により解析された音声パターンや、音声パターン符号生成部１３０により生成された符号をパケット化する。また、パケット生成部１６０は、音声入力部ＭＩＣから入力された音声の音声データ（符号化されたデータ）も、RTPに基づきパケット化する。音声処理部１８０は、音声信号のＡ／Ｄ変換およびＤ／Ａ変換、並びに、送信すべき信号の符号化および受信した信号の復号等の各種処理を行う。また、音声処理部１８０は、適切な方式による音声データのコーデックも行う。音声出力部ＳＰは、他の無線通信装置から受信した音声データを出力（再生）する。

記憶部１７０のうち、送信済符号記憶部１７２は、制御部１９０の制御に基づき送信部１１２によって他の無線通信装置または基地局に送信された、送信済の音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられた符号を格納する。受信符号記憶部１７４は、他の無線通信装置から受信した、音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられた符号を格納する。制御部１９０は、各機能部の制御を司る。

図２は、他の無線通信装置とのVoIP通話で用いるチャネルの通信品質が良好な場合に使用されるタイムスロットの概略図である。図に示すように、上り回線（送信時）のタイムスロットにおいて、スロット＃１を音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けた符号の送信に用い、スロット＃２をVoIP通話に用いることができる。同様に、下り回線（受信時）のタイムスロットでも、スロット＃１をVoIP通話に用いることができる。このような音声パターンおよび符号の送信は、通信品質判定部１５０により、チャネルの通信品質が良好であると判定された場合に行われる。これは、受信側の無線通信装置では、音声パターンに関連付けられた符号のみを受信した場合に、それ以前に受信した、当該符号が関連付けられた音声パターンに基づいて音声の出力を行うため、音声パターンが正確に受信されている必要があることによる（詳細は後述する。）。

図３は、無線通信装置間でVoIP通話を行う場合に、無線通信装置１００と１００′との間で送信されるデータ（パケットの流れ）を概略的に示す図である。図に示すように、無線通信装置１００は、VoIP通話データを含むVoIPパケットの送信（VoIP通話）を行いながら、音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられた符号を含む音声パターンパケットの送信（音声パターンの通知）を行うことができる。

次に、音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられる符号について、図を用いて説明する。図４は、音声入力部ＭＩＣから入力された音声の音声パターンと、当該音声パターンに関連付けられた符号とを示す図である。図のグラフにおいて、横軸は周波数、縦軸は振幅を示す。音声パターン解析部１２０は、音声入力部ＭＩＣから入力された音声から、図４に示すような音声パターンを得たとする。説明の便宜上、図４（ａ）のパターンを「音声パターンＡ」、図４（ｂ）のパターンを「音声パターンＢ」とする。音声パターン符号生成部１３０は、音声パターンＡに対して符号「Ａ」を、音声パターンＢに対して符号「Ｂ」を、それぞれの音声パターンに関連付けるように生成する。

無線通信装置１００の受信処理および送信処理を、フローチャートを用いて説明する。図５は、無線通信装置１００の送信処理（発信側の処理）、図６は、無線通信装置１００の受信処理（受信側の処理）のフローチャートの一例である。

図５を用いて、発信時の処理を説明する。なお、図５に示す音声パターンの送信処理と並行して、VoIP通話データの送信処理（発信）が行われているものとする。まず、ステップＳ１１にて、通話が終了するまでの処理ループ１を開始する。まず、ステップＳ１２にて、通話品質判定部１５０が、通信チャネルの品質を判定する。通話品質が良好であると判定された場合は、ステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７にて、制御部１９０は、送信部１１２を制御して、音声入力部ＭＩＣから入力された音声の音声パターンと、当該音声パターンに関連付けて音声パターン生成部１３０により生成された符号とを、受信側へ送信する。ステップＳ１８にて、制御部１９０は、ステップＳ１７にて送信した送信済の音声パターンおよび符号を、送信済符号記憶部１７２に格納する。なお、ステップＳ１７にて音声パターンを送信する前に、音声パターン解析部１２０により、新たに入力された音声パターンが、送信済符号記憶部１７２に格納されている送信済の音声パターンのいずれかに対応するか否かが判定され、対応すると判定された場合は、制御部１９０が、当該新たに入力された音声パターンは送信しないように送信部１１２を制御することもできる。これにより、記憶部１７０の使用容量を低減することができる。

ステップＳ１２にて、通話品質が良好でないと判定された場合は、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３にて、音声パターン解析部１２０は、音声入力部ＭＩＣから入力された音声のパターンを、適切な既存の音声認識手法に基づいて解析する。音声パターン解析部１２０により、例えば、図４に示す音声パターンが認識される。また、ステップＳ１３にて、音声パターン解析部１２０は、計測部ＴＩＭを用いて、認識した音声パターンを有する音の継続時間（ユーザが音を発し続けた時間）を計測する。次に、ステップＳ１４にて、音声パターン解析部１２０は、新たに入力された音声の音声パターンが、送信済符号記憶部１７２に格納されている複数の音声パターンのいずれかに対応するか否かを判定する。すなわち、図４に示すような音声パターンが、すでに受信側の無線通信装置に送信されているか否かを判定する。ステップＳ１４にて、送信済の音声パターンであると判定された場合は、ステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５にて、制御部１９０は、パケット生成部１６０および送信部１１２を制御して、送信済符号記憶部１７２に格納されている、新たに入力された音声パターンに対応する送信済の音声パターンに関連付けられた符号を、パケット化して送信する。なお、ステップＳ１５にて、ステップＳ１３にて計測された音声の継続時間に関する情報も同様に送信される。ステップＳ１２にて、送信済の音声パターンでないと判定された場合は、ステップＳ１６へ進み、制御部１９０は、新たに入力された音声パターンの符号化データ（符号化されたデータ）を送信するようにパケット生成部１６０および送信部１１２を制御する。以降、通話が終了するまで、ステップＳ１２〜Ｓ１８を繰り返す。

次に、図６を用いて、受信時の処理を説明する。なお、図６に示す音声パターンの受信処理と並行して、VoIP通話データの受信処理が行われているものとする。まず、ステップＳ２１にて、通話が終了するまでの処理ループを開始する。受信部１１４により、発信側の無線通信装置からの音声パターンが受信されると、ステップＳ２２にて、音声パターン符号取得部１４０が、受信したデータの種別を判定する。具体的には、受信したデータが、「音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられた符号」、「符号のみ」、またば「VoIP通話データ」のいずれであるかを判定する。受信したデータが、「音声パターンおよび符号」の場合は、ステップＳ２３へ進み、制御部１９０が、受信した音声パターンおよび符号を、受信符号記憶部１７４へ格納する。受信したデータが「符号のみ」である場合は、ステップＳ２４へ進み、制御部１９０が、受信符号記憶部１７４に格納されている複数の符号のうち、受信した符号に対応する（一致する）符合を取り出す。また、制御部１９０は、取り出された符号に関連付けられている音声パターンを、受信符号記憶部１７４から音声処理部１８０へ出力する。ステップＳ２５にて、音声処理部１８０は、入力された音声パターンに所定の処理を行い、音声出力部ＳＰへ出力する。制御部１９０は、音声出力部ＳＰを制御して、音声出力部ＳＰに入力された音声パターンに基づく音声を出力（再生）する。ステップＳ２２にて、受信したデータがVoIP通話データである場合は、ステップS２６へ進み、制御部１９０が、音声処理部１８０および音声出力部ＳＰを制御して、受信したVoIPデータに基づく音声を出力（再生）する。

図７に、本発明による無線通信システムの処理の一例を説明するシーケンス図を示す。発信側端末（無線通信装置）１００は、発声者（ユーザ）の音声パターンを解析し、音声パターンに関連付けた符号および音声パターンの継続時間などの情報とともに、受信側端末（無線通信装置）１００′に送信する。例えば、発声側端末１００に「もしもし」という発声が入力されたものとし、「も」および「し」の音声パターンが、それぞれ、例えば図４に示すパターンA，Bであったとする。まず、発信側端末１００は、「も」の音声パターンAを認識し、符号「A」を関連付けて、受信側端末１００′へ送信する（音声パターンA＋符号「A」）。同様に、発信側端末１００は、「し」の音声パターンBを認識し、符号「B」を関連付けて、受信側端末１００′へ送信する（音声パターンB＋符号「B」）。受信側端末１００′へ送信された音声パターンと符号は、送信済符号記憶部１７２に格納される。

また、受信側端末１００′は、発信側端末１００から送信された音声パターンA＋符号「A」および音声パターンB＋符号「B」を、受信符号記憶部１７４に格納する。その後、発信側端末１００では、再び「も」の音声パターンAが認識されるが、音声パターンAおよび符号「A」は既に受信側端末１００′へ送信済であるため、送信済符号記憶部１７２に格納されている符号「A」を、「も」の継続時間（図の例では２２０ｍｓである。）に関する情報とともに、受信側１００′へ送信する。すなわち、従来と異なり、符号と継続時間に関する情報のみ送信して、音声パターンAを有する音声の符号化されたデータ（「も」の符号化されたデータ）は送信しない。また、「し」に関しても同様に、符号「B」および継続時間に関する情報のみが送信される。しかしながら、受信側端末１００′では、すでに符号「A」および「B」に対応する音声パターンが格納されているため、符号「A」に対応する音声パターンAに基づく音「も」を、発信側端末１００から受信した継続時間分だけ再生（出力）することができる。すなわち、「も」や「し」の再生に、当該「も」や「し」の符号化されたデータを必要としない。従って、「も」や「し」の符号化されたデータが送信される従来技術とくらべ、データ送信に用いる帯域を大幅に低減することができる。その結果、チャネルの通信品質が悪化して、VoIP通信に所要の帯域を確保できなくても、通話を維持することが可能となる。

なお、発信側端末１００で、ノイズ等の影響で発声者の音声を認識できない場合も考えられる。この場合の通信システムの処理について、図８のシーケンス図を用いて説明する。図の例では、発声者が「もしもし」と発声したが、２つ目の「も」が認識されなかったとする。この場合、認識されなかった「も」の符号化されたデータを受信側端末１００′へ送信すればよい。図８のシーケンス図では、以下のようにデータが送信される。
１）「も」− 音声パターンA、継続時間220ms − 符号「A」+22 （10 ms単位で表現した220msの情報、以下も同様とする）
２）「し」− 音声パターンB、継続時間210 ms − 符号「B」+21
３）「も」− 認識できず。この区間の音声符号化されたデータを送信する。
４）「し」− 音声パターンB、継続時間210 ms − 符号「B」+21

音声受信側端末１００′は、１）２）および４）の場合は、送信された符号に基づき、予め受信して記憶部に格納済みの、当該符号に対応づけられた音声パターンによる音声を再生し、３）の場合は、受信した符号化されたデータをデコードして再生する。

また、音声パターンとしては、上述のような「も」および「し」のように短い時間区間で区切ったものではなく、例えば、「もしもし」というひとかたまりでの音声パターン、または、より長い構文に対応する音声パターンを送信することもできる。この発声された言葉の判別には、例えば、形態素解析を用いることができる。すなわち、入力された音声から音声パターンを取り出す時間区間は可変させてもよい。また、上述の形態素解析のような構文解析手法を適用して、発声者の使用頻度の高い言葉または単語を抽出し、抽出された言葉に対応する音声パターンに、符号を関連付けることもできる。このようにすれば、受信側に送信すべき音声パターンおよび符号の数を削減することが可能となる。また、受信側も、記憶部に格納されている参照すべき音声パターンの数が減るため、計算負荷を低減することができる。

本発明の利点を再度述べる。本発明によれば、伝播環境が良好な場合に、音声データを当該音声データと関連付けた符号とともにあらかじめ受信側に送信しておき、伝播環境が悪化してVoIP通話に必要な帯域が確保できない場合に、送信するのに広い帯域を要しない前記符号のみを受信側に送信する。受信側では、既に送信された符号に関連付けられた音声データに基づいて音声を出力することができるため、音声を途切れさせることなく、VoIP通話を維持することが可能となる。すなわち、伝搬環境の悪化によりVoIPによる通話に必要な帯域が確保できない場合にも、通話を継続させることが可能な、耐性の高い無線通信装置、無線通信方法および無線通信システムを提供することができる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。

本発明の一実施態様による無線通信装置の構成を示すブロック図である。他の無線通信装置とのVoIP通話で用いるチャネルの通信品質が良好な場合に使用されるタイムスロットの概略図である。無線通信装置間でVoIP通話を行う場合に、無線通信装置１００と１００′との間で送信されるデータ（パケットの流れ）を概略的に示す図である。音声入力部ＭＩＣから入力された音声の音声パターンと、当該音声パターンに関連付けられた符号とを示す図である。無線通信装置１００の送信処理（発信側の処理）のフローチャートの一例である。無線通信装置１００の受信処理（受信側の処理）のフローチャートの一例である。本発明による無線通信システムの処理の一例を説明するシーケンス図である。本発明による無線通信システムの処理の一例を説明するシーケンス図である。

符号の説明

１００，１００′ 無線通信装置
１１０無線通信部
１１２送信部
１１４受信部
１２０音声パターン解析部
１３０音声パターン符号生成部
１４０音声パターン符号取得部
１５０通話品質判定部
１６０パケット生成部
１７０記憶部
１７２送信済符号記憶部
１７４受信符号記憶部
１８０音声処理部
１９０制御部
ＡＮＴアンテナ
ＭＩＣ音声入力部
ＳＰ音声出力部
ＴＩＭ計測部
Ａ，Ｂ符号

Claims

発信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置とを有する無線通信システムであって、
前記発信側の無線通信装置は、
音声が入力される音声入力部と、
前記音声入力部から入力された前記音声の音声パターンを解析する音声パターン解析部と、
前記音声パターン解析部により解析された前記音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を送信する送信部と、
前記送信部により送信された前記音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられた前記符号を複数格納する記憶部と、
前記受信側の無線通信装置との通話に用いるチャネルの品質を判定する判定部と、
前記音声パターン解析部による解析の結果、前記音声入力部により新たに入力された音声の音声パターンが、前記記憶部に格納されている音声パターンのいずれかに対応する場合は、前記新たに入力された音声の音声パターンに対応する、前記記憶部に格納されている音声パターンに関連付けられた符号を送信するように前記送信部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記判定部により判定された前記チャネルの品質に基づき、前記音声パターンおよび前記音声パターンに関連付けられた符号を送信するか、前記記憶部に格納された、前記音声パターンに関連付けられた符号を送信するように前記送信部を制御し、
前記受信側の無線通信装置は、
前記発信側の無線通信装置から送信された音声を出力する出力部と、
前記発信側の無線通信装置から送信された音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記音声パターンを、当該音声パターンに関連付けられた符号と共に格納する記憶部と、
前記取得部により、前記記憶部に格納されている符号が取得された場合、当該符号に関連する、前記記憶部に格納されている音声パターンによる音声を出力するように前記出力部を制御する制御部とを備える、
ことを特徴とする無線通信システム。
音声が入力される音声入力部と、
前記音声入力部から入力された前記音声の音声パターンを解析する音声パターン解析部と、
前記音声パターン解析部により解析された前記音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を送信する送信部と、
前記送信部により送信された前記音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられた前記符号を複数格納する第１の記憶部と、
他の無線通信装置との通話に用いるチャネルの品質を判定する判定部と、
他の無線通信装置から送信された音声を出力する出力部と、
前記他の無線通信装置から送信された音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記音声パターンを、当該音声パターンに関連付けられた符号と共に格納する第２の記憶部と、
前記音声パターン解析部による解析の結果、前記音声入力部により新たに入力された音声の音声パターンが、前記第１の記憶部に格納されている音声パターンのいずれかに対応する場合は、前記新たに入力された音声の音声パターンに対応する、前記第１の記憶部に格納されている音声パターンに関連付けられた符号を送信するように前記送信部を制御し、さらに、前記取得部により、前記第２の記憶部に格納されている符号が取得された場合、当該符号に関連する、前記第２の記憶部に格納されている音声パターンによる音声を出力するように前記出力部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記判定部により判定された前記チャネルの品質に基づき、前記音声パターンおよび前記音声パターンに関連付けられた符号を送信するか、前記記憶部に格納された、前記音声パターンに関連付けられた符号を送信するように前記送信部を制御することを特徴とする無線通信装置。
音声が入力される音声入力部と、
前記音声入力部から入力された音声の音声パターンを解析する音声パターン解析部と、
前記音声パターン解析部により解析された前記音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を送信する送信部と、
前記送信部により送信された前記音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられた前記符号を複数格納する記憶部と、
他の無線通信装置との通話に用いるチャネルの品質を判定する判定部と、
前記音声パターン解析部による解析の結果、前記音声入力部により新たに入力された音声の音声パターンが、前記記憶部に格納されている音声パターンのいずれかに対応する場合は、前記新たに入力された音声の音声パターンに対応する、前記記憶部に格納されている音声パターンに関連付けられた符号を送信するように前記送信部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記判定部により判定された前記チャネルの品質に基づき、前記音声パターンおよび前記音声パターンに関連付けられた符号を送信するか、前記記憶部に格納された、前記音声パターンに関連付けられた符号を送信するように前記送信部を制御することを特徴とする無線通信装置。
請求項３に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、
前記他の無線通信装置との通話に用いるチャネルとは別のチャネルを用いて、前記音声パターンおよび前記音声パターンに関連付けられた符号を送信するように前記送信部を制御する、
ことを特徴とする無線通信装置。
請求項３または４に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、
前記音声パターン解析部による解析の結果、前記音声入力部から新たに入力された音声の音声パターンが、前記記憶部に格納されている音声パターンのいずれかに対応する場合は、前記記憶部に格納されている前記音声パターンに関連付けられた符号とともに、前記音声入力部により新たに入力された音声の継続時間に関する情報も送信するように前記送信部を制御する、
ことを特徴とする無線通信装置。
請求項３〜５のいずれか一項に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、
前記音声入力部から新たに入力された音声の音声パターンが、前記記憶部に格納されている音声パターンのいずれにも対応しない場合は、前記新たに入力された音声そのもの、あるいは、前記新たに入力された音声を符号化したデータを送信するように前記送信部を制御する、
ことを特徴とする無線通信装置。
無線通信装置が、他の無線通信装置との通話において実行する無線通信方法であって、
音声が入力される音声入力ステップと、
前記音声入力ステップにて入力された音声の音声パターンを解析する音声パターン解析ステップと、
前記他の無線通信装置との通話に用いるチャネルの品質を判定する判定ステップと、
前記音声パターン解析ステップにて解析された前記音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を送信する送信ステップと、
前記送信ステップにて送信された前記音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられた前記符号を格納するステップとを含み、
前記送信するステップは、
前記音声パターン解析ステップによる解析の結果、前記音声入力ステップにより新たに入力された音声の音声パターンが、前記格納するステップにて格納された音声パターンのいずれかに対応する場合は、前記新たに入力された音声の音声パターンに対応する、前記格納するステップにて格納された当該音声パターンに関連付けられた符号を送信し、
前記判定ステップにより判定された前記チャネルの品質に基づき、前記音声パターンおよび前記音声パターンに関連付けられた符号を送信するか、前記格納するステップにて格納された、前記音声パターンに関連付けられた符号を送信することを特徴とする無線通信方法。
請求項７に記載の無線通信方法において、
前記送信するステップは、
前記他の無線通信装置との通話に用いるチャネルとは別のチャネルを用いて、前記音声パターンおよび前記音声パターンに関連付けられた符号を送信する、
ことを特徴とする無線通信方法。
請求項７または８に記載の無線通信方法において、
前記送信するステップは、
前記音声パターン解析ステップによる解析の結果、前記音声入力ステップにて新たに入力された音声の音声パターンが、前記格納するステップにて格納された音声パターンのいずれかに対応する場合は、前記格納するステップにて格納された前記音声パターンに関連付けられた符号とともに、前記音声入力ステップにて新たに入力された音声の継続時間に関する情報も送信する、
ことを特徴とする無線通信方法。
請求項７〜９のいずれか一項に記載の無線通信方法において、
前記送信するステップは、
前記音声入力ステップにて新たに入力された音声の音声パターンが、前記格納するステップにて格納された音声パターンのいずれにも対応しない場合は、前記新たに入力された音声そのもの、あるいは、前記新たに入力された音声を符号化したデータを送信する、
ことを特徴とする無線通信方法。
発信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との間の無線通信方法であって、
前記発信側の無線通信装置において、
音声が入力される音声入力ステップと、
前記音声入力ステップにて入力された前記音声の音声パターンを解析する音声パターン解析ステップと、
前記他の無線通信装置との通話に用いるチャネルの品質を判定する判定ステップと、
前記音声パターン解析ステップにて解析された前記音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を送信する送信ステップと、
前記送信ステップにて送信された前記音声パターンおよび当該音声パターンに関連付けられた前記符号を格納する記憶ステップとを含み、
前記送信ステップは、
前記音声パターン解析ステップによる解析の結果、前記音声入力ステップにより新たに入力された音声の音声パターンが、前記記憶ステップにて格納された音声パターンのいずれかに対応する場合は、前記新たに入力された音声の音声パターンに対応する、前記格納するステップにて格納された音声パターンに関連付けられた符号を送信し、
前記判定ステップにより判定された前記チャネルの品質に基づき、前記音声パターンおよび前記音声パターンに関連付けられた符号を送信するか、前記格納するステップにて格納された、前記音声パターンに関連付けられた符号を送信し、
前記受信側の無線通信装置において、
前記発信側の無線通信装置から送信された音声を出力する出力ステップと、
前記発信側の無線通信装置から送信された音声パターンおよび／または当該音声パターンに関連付けられた符号を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにて取得された前記音声パターンを、当該音声パターンに関連付けられた符号と共に格納するステップとを含み、
前記出力ステップは、
前記取得ステップにて、前記格納するステップに格納された符号が取得された場合、当該符号に関連する、前記格納するステップにて格納された音声パターンによる音声を出力する、
ことを特徴とする無線通信方法。