JPH01272330A - コーデックとその操作方法、及び通信システム - Google Patents

コーデックとその操作方法、及び通信システム

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JPH01272330A
JPH01272330A JP1056578A JP5657889A JPH01272330A JP H01272330 A JPH01272330 A JP H01272330A JP 1056578 A JP1056578 A JP 1056578A JP 5657889 A JP5657889 A JP 5657889A JP H01272330 A JPH01272330 A JP H01272330A
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  • Interface Circuits In Exchanges (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、減少ビット速度でディジタル音声を伝送する
に用いられるコーデック（一対の符号器と複合器から構
成される）に関する。
［従来技術の説明］ 周知の様に、ディジタル通信システムにおいてバンド幅
を削減し、そして伝送コストを減少することは、いわゆ
る音声符号化技術を用いてできる。
そのような符号化技術では、音声信号４こおける冗長度
を利用し、信号を元の速度（例えば６４キロビット／秒
）からある低速度に圧縮した後伝送する。
現在行なわれている、例えば、もつとも広く用いられて
いる音声符号化アルゴリズムは、６４ｋｂｐｓ音声から
３２ｋｂｐｓ音声へ圧縮するのに用いられる適応形差分
パルス符号変調（ＡＤＰＣＭ）である。
一方、ここ１０年間に音声符号化技術でかなりの伸展が
見られ、現在では８４ｋｂｐｓ音声から２．４ｋｂｐｓ
の速度までに圧縮することができる。これらの新技術は
、まだ商業用に広く利用されてはいないが、商業的な関
心はここ数年かなり大きくなっている。
商業的関心が高（なった一つの要素は、今日の音声圧縮
アルゴリズムは、過去のそれよりも歪みや信号の遅れの
レベルがより許容されるレベルで圧縮ができるという事
実である。別の要因として既設の通信設備が米国あるい
は世界中においてアナログからデジタル技術への変換が
急速に進んだことである。
音声符号化アルゴリズムに不可避なものは、音声情報の
ある量の損失である。逆転復号化プロセス後、到着し再
構成された信号は元の信号と比較していくぶん歪んでい
る。また幾分遅延している。
−殻内に歪みと遅延のレベルは圧縮のレベルが増加する
につれて増加する。さらに音声信号が複数回の符号化／
復号化サイクルにさらされると、各サイクルにおいて、
処理中の信号にある量の歪みと遅延が増加する。
このことは例えば６４から３２ｋｂｐｓへのＡＤＰＣＭ
の音声信号の符号化においては、問題にならなかった、
というのは、その歪みや遅延のレベルは、比較的小さか
ったからである。一方、より新しい音声符号化アルゴリ
ズムの大部分においては、例えば、Ｂ４から１８ｋｂｐ
ｓレベルへの圧縮においては、検知できない又問題にな
らない歪および／あるいは遅延が発生するレベルでは、
１回の符号化／復号化のサイクルしか許されないであろ
う。これは非常に重要な限界である。なぜならば、多く
の通信環境において、２つの通信端間の接続は、複数の
対あるいは「タンデム」の符号化／復号化装置すなわち
コーデックを有し、これにより音声符号化と復号化とを
実行する。このようなことは、個人の通信ネットワーク
内に設立された接続が複数のＰＢＸを含む場合には、発
生しえる。また、ディジタル・セル状通信システムにお
ける移動体から移動体へ接続においても、発生する。
高圧縮音声符号化アルゴリズム（近年開発された）によ
り達成される利益は、音声信号が複数のコーデックタン
デムを経由して伝送されるときに発生するであろう歪み
や遅延を最小化あるいは回避する能力にかなりの程度依
存する。
（発明の概要） 上記の問題を解決するのに必要なものは、接続される各
コーデックに、接続の高ビット速度側に他のコーデック
の存在を認識できる能力を与えることで、しかも仲介装
置（例えば、ＰＢＸあるいは他の通信スイッチ）に干渉
したり相互影響を及ぼしたすせず、かつ音声信号そのも
のにめだった影響せずにである。本発明によれば、コー
デックは接続の高ビット速度側に他のコーデックの存在
を認識すると、従来の符号化／復号化モード操作から第
２操作モードに切り換え、接続の低ビット速度側のコー
デックから受信された符号化音声を復号化せず、その出
力信号中に符号化された音声ビットを挿入する。その結
果、ただ−回の符号化／復号化サイクルが接続部にわた
って実行されるだけである。
好ましい実施例においては、接続の高ビット速度側の他
のコーデックの存在に関するコーデックの通信は、各信
号出力にそって接続の高ビット速度側のコーデックによ
って伝送された監視信号によってなされる。
６４−３２ｋｄｐｓ　Ａ　Ｄ　Ｐ　ＣＭにより発生され
る比較的小規模の歪みでさえも、結合点を通過する音声
帯域データ信号に大きな影ｇ（歪み）を与える。この影
響はまた符号化／復号化サイクルの数が増えるに従って
増加することがわかっている。本発明は、さらに、音声
帯域データ信号が複数のコーデックタンデム通信接続を
通過する際に発生するであろうビットエラー率の低減に
利益がある。
（実施例の説明） 第１図は加入者通信ネットワークを示す図で、複数のデ
ジタル通信スイッチ（例えばＰＢＸ）　　１２１．１２
４．１２５．１２Ｂ、１２７，１２８が含まれている。
電話器（それらは通信端として機能し）は各ＰＢＸに接
続されている。特に電話器１１１，１１４，１１５．１
１８は、それぞれＰ　Ｂ　Ｘ　１２１．１２４，１２５
．１２８に接続されている。
前記の各ＰＢＸはデジタルＰＢＸで例えばＡＴ＆Ｔ社製
のシステム８５ＰＢＸである。ＰＢＸ１２１と１２４は
、対すなわちタンデムの完全多重符号／復号化装置、す
なわちコーデック１３１と１３４を介して接続され、ま
た、それらには、双方向伝送路ｌＢ８．１６９を介して
ＰＢＸＩ２１と１２４が接続されている。コーデック　
１３１　（１３４）は６４キロビット／秒（ｋｂｐｓ）
　８ビット／サンプルのミュー（μ）法則で符号化され
たデジタル音声信号（ＰＢＸ１２１（１２４）により供
給される）を取り入れ、そして例えば、Ｌ８ｋｂｐｓの
減少速度にそれを圧縮するように信号を符号化する。減
少速度信号（伝送路１７１（１７３）上に提供される）
は他の同様に符号化された信号と多重／分離化装置１４
１　（１４２）により結合され、そして電話伝送装置に
接続され、例えばいわゆるＴ１リンク１８１介して多重
／分離化装置１４２　（１４１）に、そしてコーデック
１３４　（１３１）に、１７３　（１７１）を介して接
続される。後者のコーデックは、受信信号を復号化し、
これにより６４ｋｂｐｓにもどし、得られた６４ｋｂｐ
ｓ信号は、ＰＢＸ　１２４　（１２１）に送られる。
ＰＢＸ１２４と１２５は同様に１７４．コーデック　１
３５、多重／分離化装置１４３、Ｔ１リンク１８４、多
重／分離化装置１４５、コーデック１３Ｂと種々の伝送
路（番号を付与せず）を介して相互に接続されている。
同様にＰＢＸ１２７と１２８はコーデック　１３７、多
ｍ／分離化装置１４９、多重／分離化装置１５０、コー
デック１８８と種々の伝送路（番号を付与せず）によっ
て相互接続されている。各々の場合、コーデックは上の
様に符号化して６４から１８ｋｂｐｓへの圧縮信号をＰ
ＢＸによって発生させ、モして復号化して、［６から８
４ｋｂｐｓに伸張信号出力をＰＢＸに提供する。
最後にＰＢＸ１２４と１２７はＰＢＸ１２Ｂ、多重／分
離化装置対１４４／　１４６と１４７／　１４８、Ｔ１
リンク１８３と１６５と種々の伝送路（番号を付与せず
）を介して相互接続されている。
この種の構成のコーデックによる符号化は通常その中に
含まれる冗長性を除去することによって、処理される音
声情報のビット速度を減少させるアルゴリズムを介して
実行される。こめ実施例においてサブバンド符号化とし
て知られる技術が音声の符号化を実行するのに用いられ
るが、他の技術、例えば複パルス励起線形予測符号化も
代用される。
不都合なことに、これらのアルゴリズムでは符号化プロ
セスにおいて不可避的に情報を失うことがある。このよ
うにして逆復号プロセスを実行した後に到着し再構成さ
れた情報は、元の情報に比較して幾分歪んでいる。この
ような歪みがひどくなるのは被処理信号が複数回の符号
化と復号化が複数のコーデックタンデム通過中に行われ
るからである。事実、サブバンド符号化は他の公知のア
ルゴリズムもほとんども同様にこのレベルの圧縮が行わ
れても、検知可能な歪みが発生しないためには、−回だ
けの符号化／復号化サイクルしか許されない。
さらに問題としては、多くの音声符号化アルゴリズムは
、音声信号中に一時的な冗長度を利用するために、必然
的に符号化信号中に遅延を導入しなければならない。か
くしてすべての符号化／復号化サイクルは、かなりの遅
延を被処理信号に入り、それは聴者に聞きずらいものと
なる程である。
次に電話１１１と１１５の間の接続を考える。この接続
には、２つのコーデックタンデム１３１−１３４と１３
５−１３６とを含み、これに対して、電話１１４と１１
５との間の接続は１つのコーデックタンデムすなわち１
３５−１３８を含むだけである。複数の符号化／復号化
サイクルに関する上記の問題は前者のケースの場合であ
る。（同様な情況は電話１１１と１１８の間の接続に関
しても起こる。これはこの接続はコーデックタンデム１
３１／　１３４と１３７／　１３８とを含むからである
。） 複数の符号化／復号化サイクルの間問題に対する解答は
、コーデック１３４と１３５を除去するという単純な問
題で、それにより１６ｋｂｐｓサブバンド符号化音声（
コーデック１３１により発生される）が中間的な音声処
理をへずして、コーデック１３６に到達すると考えるか
もしれない。しかし、多重／分離化装置１４２の出力の
時点で、電話１１１からの呼びは電話１１５に向いてい
るか、あるいはスイッチ（ＰＢＸ）１２４に直接接続し
ている電話１１４に向いているのか分る簡単なメカニズ
ムはない。後者の場合、コーデック１３４は、コーデッ
ク１３１の逆処理のために接続中に必要である。従って
コーデック１３４と１３５は簡単には除去できない。
あるいは、ＰＢＸ１２４にコーデックのモードを制御す
る機能を付加することを考えるかもしれない。すなわち
、この制御とは、それらは、通常の符号化／復号化モー
ドで動作するか、あるいは符号化された音声信号がそれ
らを直接通るモードかを制御することである。このアプ
ローチは、技術的に可能ではあるが実用的な解決法では
ない。というのは、国内の既存のＰＢＸの設置ベースで
はそのような機能を組み込む為には、改装しなければな
らない。これはおそろしく費用のかかる事業である。
本発明によれば、必要なことは各１コーデツクに接続の
高ビット速度側（例えば、ＰＢＸに相互干渉せずにスイ
ッチ１２４と通信するコーデック１３４（１３５）　）
のコーデックにその存在を通信せしめる機能を提供して
、音声信号そのものにめだった悪影響を及ぼさないよう
にすることである。本発明によれば、コーデック１３４
　（１３５）が電話１１１と１１５の間の接続に高ビッ
ト速度側にコーデック１３５　（１３４）の存在を認識
すると、（ａ）サブバンド復号化を中止し、スイッチ１
２４とコーデック１３５　（１３４）にコーデック１３
１　（１３Ｂ）から受信した符号化信号が収納されてい
る信号をわたす。
（ｂ）サブバンド符号化を中止し、コーデック　１３１
　（１３Ｂ）にコーデック１３５　（１３４）から受信
した符号化信号をスイッチ１２４を介して収納された信
号を送る。このようにして、コーデック１３１（１３Ｂ
）によって発生された１６ｋｂｐｓサブバンド符号化音
声は、コーデック１８Ｂ　（１３１）までに、中間の音
声処理をへずして、流れる。
もし、一方例えば、コーデック１３５が電話１１４と１
１５の間にあると、コーデック１３５は高ビット速度側
に他のコーデックの存在を検知しない。したがって、サ
ブバンド符号化モードでそれは動作する。すなわち、そ
れはコーデック　１３６からの受信信号をサブバンド復
号化し、そて電話１１４がらＰＢＸ１２４を介して受信
した信号をサブバンド符号化する。
この実施例においては、ＰＢＸ１２４は入力信号が６４
ｋｂｐｓのタイプである。この要件を満足するためにコ
ーデック１３４　（１３５）は、本発明に従って、その
音声符号／復号化を中止したときに、それがコーデック
１３１　（１３Ｂ）から受信したサブバンド符号化信号
を低速すなわち１８ｋｂｐｓでもって単に通過させるの
ではない。それは１６ｋｂｌ）Ｓサブバンド符号化信号
を「ブレイス、ホルダー」ビットと組み合わせて、低速
信号を６４ｋｂｐｓ信号に「パッドアウト」する。ＰＢ
Ｘ１２４を通過した後得られた６４ｋｂｐｓバッド化信
号は、その中にコーデック１３１　（１３Ｂ）によって
発生されたサブバンド符号化信号を取り込み、その後コ
ーデック１３５　（１８４）で「ストリップ」操作で処
理され、パッド化信号からブレイスホルダービットを取
り出し、それによりコーデック１３１　（、１３Ｂ）で
発生したｌ［１ｋｂｐｓサブバンド符号化流を再構成す
る。
第２図は、第１図に示されたコーデック１３４と１３５
、ＰＢＸ１２４と電話機１１４のより詳細な機能図を示
す。コーデック１３４には圧縮器（コンプレッサー）２
１Ｏと伸張器（デイコンプレッサー）２３０とが含まれ
る。圧縮器２１０　（サブバンド符号化装置２１１とス
トリッパー２１２を含む）は、伝送路１６９介して高ビ
ット速度側のＰＢＸ１２４から６４ｋｂｐｓ信号を受信
する。その信号が、６４ｋｂｐｓ　ミュー法則音声を表
わすとする（電話機１１４からの音声の場合）と、それ
はスイッチ２１６を介してサブバンド符号化装置２１１
に転送され、そこでそれをＩＧｋｂｐｓサブバンド符号
化音声に圧縮する。一方伝送路１６９が、コーデック　
１３５からのパッド、化信号を伝送しているとすると、
スイッチ２１８は信号をストリッパ２１２に転送し、そ
こでそのなかのプレースホルダービットを除去する。い
ずれの場合おいても、得られた１８ｋｂｐｓ信号は、ス
イッチ２１７によって出力され、そこでスイッチ２１８
とタンデムに操作されて伝送路１７３に伝送され、この
伝送路は多重／分離化装置１４２（第１図）に伸びる。
伸張器２３０（サブバンド復号化装置２３１とパッダー
２３２を含む）は、伝送路１７３上の多重／分離化装置
１１４２からの１６ｋｂｐｓサブバンド符号化信号を受
信する。その信号が、ＰＢＸ１２４に直接接続されてい
る電話機１１４に向いている場合は、サブバンド符号化
信号は、スイッチ２３９を介してサブバンド復号化装置
２３１に転送され、そこでそれを６４ｋｂｐｓ　ミュー
法則信号に復号化する。
一方、伝送路１７３からの信号がコーデック１３５（さ
らにそれを越えて）向けであるとするならば、スイッチ
２３９は信号をパッダー２３２に流し、そこでプレート
ホルダービットをサブバンド符号化シグナルに（以下に
述べるフォーマットに従って）追加し、６４ｋｂｐｓパ
ッド化信号を発生する。いずれの場合においても、８４
ｋｂｐｓ信号ルートは、ＬＳＤチャネル多重化装置２３
３と２３４の１つを通過した後、以下のように伝送路１
６９上のスイッチ２３８を介して出力され、この伝送路
はＰＢＸ１２４に通じる。　　コーデック　１３５は、
コーデック　１３４とほぼ同一であり、詳細な説明は省
くが、コーデック１３５の種々の要素の参照番号は、３
ではじまり、コーデック１３４の対応部品と同じ下２桁
の番号を有するコーデック１３４と１３５が接続中に相
手の存在を認識するような機構について説明するために
、第３図にもどる。そこに示したように電話機から発生
したアナログ音声信号は、（電話機あるいはＰＢＸ内で
）　８０００サンプル／秒のスピードでサンプリングさ
れる。各サンプルは、標準８ビットミュー法則で符号化
されたフォーマットで符号化され、（あるいはＡ法則符
号化フォーマット（アメリカ以外の所で多く使用されて
いる））で符号化され、上記した８４ｋｂｐｓ　ミュー
法則音声信号を提供す、る。第３図に示すように各ミュ
ー法則で符号化されたサンプルを表す８ビットは、最下
位から最上位まで８１から８８で示される。
ミュー法則で符号化されたサンプルの最下位ビット（Ｌ
ＳＢ）の値は、非常に少ししか音声情報を搬送せず、あ
る意味においては不規則に通信中の音声信号にほとんど
劣化を与えず特定される。このことは、信号がサブバン
ドまたは他の音声符号化技術の適用を受け、そして８ビ
ット長に伸長される時にも当てはまる。本発明によれば
、このことを利用して、第３図に示すように互いの存在
を連絡しあうコーデック用に監視信号チャネル（以下Ｌ
ＳＢチャネルと称する）を提供する。これは、いわゆる
ビットロビング機構と異なるものではない（これは通常
オンオフのフック状態のような電話信号情報を通信する
電話伝送機構中で用いられている）。
第３図かられかるように、ＬＳＤチャネルは、８ビット
サンプルフレームから１つのビットを含み、そして典型
的には、ミュー法則ビットＢ１により通常占有される位
置を占有する。このことは、サブバンド復号化信号と、
バッド化信号の両方に当てはまる。後者は、第３図に示
され、２つのサブバンド符号化ビットｂ１とｂ２と、５
個のブレイスホルダービットＰＬ−Ｐ５と、１つのＬＳ
Ｂチャネルビットを含む。特定信号をＬＳＢチャネルに
挿入すること（以下に説明する）は前記のコーデック１
３４の中のＬＳＢチャネル多重化装置２３３と２３４と
コーデック　１３５のＬＳＢチャネル多重化装置３３３
と３３４により実行される。
本発明の実施例においては、少なくとも最初の同期パタ
ーン型式の監視信号は、ＬＳＢチャネル上で連続的に繰
り換えされて、各コーデックを用いて接続中の高ビット
速度側における他のコーデックの存在を表示する。受信
端で観察された同期パターンの長さと連続繰り返しの数
は、受信したものが接続中の他のコーデックからの同期
パターンであると結論付けるために、コーデック以外に
より生成されたランダムに発生するビットがコーデック
により生成された同期パターンとなるような可能性を排
除するように選択される、第２図において、その後、コ
ーデック１３５は、伝送路３６９上のコーデック１３４
からの同期パターンを所定数即ちＭ回を観察すると、そ
れによりコーデック１３４の存在を認識する。同様に、
コーデック１３４は、コーデック１３５に流れれる出力
信号中に同期パターンを挿入し、それによって、コーデ
ック１３５がコーデック１３４を認識することを可能に
する。
理論的には、各コーデックは、接続網の高ビット速度側
における他のコーデックの存在を認知するとその時点で
、即座にサブバンド符号化／復号化モードから前述のバ
ッド／ストリップモードに変換する。このことは、しか
し、問題を引き起こし、二つのコーデックの各々は、−
殻内に、異なった時点で他のコーデックからの伝送され
た同期パターンを感知する。あるコーデックは、他のコ
ーデックがＬＳＢチャネル上の同期パターンを伝送して
いるが、バッド／ストリップモードに代った後も、しば
らくの間例えば１〜２秒の間、サブバンド符号化を続け
る。不都合なことに、呼びの最初の間、接続の両端にお
いて、誤った伝送を発生させてしまう。
この問題は、本発明の、別の特徴によって１個ではなく
２個の同期パターンを用いることによって解決される。
特に、伸張器２３０　（３３Ｑ）がサブバンド符号化モ
ードで動作している間はいつでも第１の同期パターン（
以下「パターンｌ」と称する、そして同期パターン発生
器２３Ｂ　（３３Ｂ）によって発生される）は伝送路１
８９（３６９）上の伸張器出力信号に、ＬＳＢチャネル
多重化装置２１８　（３３３）を介して挿入される。一
方、伸張器２３０（３３０）がバッドモードで動作して
いる間は何時でも、第２の同期パターン（以下パターン
■と称する、そして同期化信号発生器２３７　（３３７
）によって発生されている）は、伸張器出力信号に、Ｌ
ＳＢチャネル多重化装置２３４　（３３４）を介して挿
入される。
さらにコーデック　１３４と１３５はコーデックコント
ローラ２１４と３１４をそれぞれ含む。これらの装置の
機能は、入力ＬＳＢチャネルをサーチし、各々のコーデ
ックモートをいずれかの同期パターンが検知されるか、
そしていつからかを制御することである。この為に、コ
ーデックコントローラ２１４（３１４）は、タンデムに
圧縮器２１０　（３１０）のスイッチ２１８と２１７　
（ａｌＢと３１７）を制御し、再びタンデムに伸張器２
３０　（８３０）のスイッチ２３８と２３９　（８３ｇ
と、３３９）とを制御する。
特に、コーデックコントローラ　２１４と３１４は、通
常タイプの一対のパターン検知器を有している。
通常タイプの検知器のパターン検知技法によれば、各パ
ターン検知器は、ＬＳＢチャネルの入力ビット列と当然
公知のパターンＩと■を含む各々ビット列を相関させる
。この相関に応じてて各パターン検知器は、その中にビ
ットエラーが発生すると予想されるレベルの存在におい
ても、チャネル中の各パターンの存在を検知することが
できる。検知器中に構築される特定パターンも考慮され
る。
例えば、通信設備に含まれる典型的なビットエラー率な
どである。
さらに、コーデックコントローラ２１４と３１４は、２
個の状態マシンを含む。コーデックコントローラ２１４
　（３１４）の１つの状態マシンは、スイッチ２１８と
２１７　（３１６と３１７）を制御し、そして、圧縮器
２１０　（３１０）の宅−ドを制御する。コープ・ツク
コントローラ２１４　（３１４）の他の状態マシンは、
スイッチ２３８と２３９　（３３８と３３９）を制御し
、そして、伸張器２３０　（３３０）のモードを制御す
る。これらの２つの状態マシンの動作は、第４図と、５
図に夫々示される状態ダイヤグラムによって、実現され
る。状態ダイヤグラムが与えられると、状態マシンその
ものは、当業者によってプール論理要素フリップフロッ
プ回路によって設計することができる。
第４図の状態ダイヤグラムは、３つの状態を有し、状！
！３４０１と４０４は、伸張器がサブバンド復号化モー
ドにあり、状態４０７は、伸張器がパッドモードにある
。これらの状態間の種々可能な遷移が４０２．４０５　
、４０８　、４０８で示されている。第５図の状態ダイ
ヤグラムは、同様に３つの状態を有し、状態５０１と５
０４では、圧縮器がサブバンド符号化状態に、そして状
態５０７では圧縮器がストリップモードにある。この遷
移は、５０２　、５０５　、５０８−、５０ｇで示され
ている。第４図と第５図の遷移の各々は、いわゆる「イ
ベント」によって引き起こされる。この状態は、各記憶
によって識別され、その意味するところは、第６図に便
宜上示され、本記述が進むにつれて明らかになるであろ
う。
特に伸張器２３０と３８０が共に状態４０１、そして圧
縮器２１０と３１０が共に状態５０１にあると仮定する
。すると２つのコーデックは、最初は、サブバンド符号
化／復号化モードで動作し、スイッチ２１［ｆ、２１７
，２３８，２３９，３１８．１１７．３１８．３３９は
、すべてアップ状態にある。パターンｌは、伝送の両方
向で、ＬＳＢチャネルに挿入される。さらに、コーデッ
ク　１３５のコーデックコントローラ３１４が、コーデ
ック　１３４のコーデックコントローラ　２１４よりも
早く、パターンＩの必要な繰り返し数Ｍを検知したと仮
定する。しかし、上述したように、バッド／ストリップ
モードへの変化は、急には、行なわれない。コーデック
コントローラ３１４は、その伸張器状態マシンを状態４
０４に変更し、その状態でコントローラ３１４は、パタ
ーンの十分大きな反復回数Ｎ（Ｎ＞Ｍ’）間待機し、コ
ーデック１３４のコーデックコントローラ２１４もまた
、少なくともパターンＩの必要繰り換えし回数Ｍを検知
するようにする。コーデック　１３４と１３５は、コー
デック　１３５がさらに動作する前に、本発明によって
互いの存在を認知するようになる。伸張器の状態マシン
が状態４０４に遷移すると同時にコーデックコントロー
ラ３１４は圧縮器状態マシンを状態５０１から５０４に
変更する。この後者の状態にいる目的は、以下に説明す
る。パターンＩのＮ反復を検知すると、コーデックコン
トローラ　３１４は、スイッチ３３８と３３９をダウン
状態にして、伸張器３３０は、状態４０７に変更せられ
、そこでパッテングが開始される。
多重化装置３３４が、伸張器３３０を通る信号伝送路上
にあると、パターンＨには、ＬＳＢチャネル上でコーデ
ック　１３５からコーデック　１３４に移ったものであ
る。しかし、コーデックコントローラ３１４は、この時
点では、スイッチ３１６と３１７の状態を変化させない
。圧縮器３１０は、状態５０４のサブバンド符号化モー
ドにある。このことは、コーデックコントローラ３１４
がまずパターンＩの必要なＮ反復を検知し、この時点で
コーデック１３５がコーデック１３４から受信した信号
が、必ず６４ｋｂｐｓ　ミュー法則音声であると仮定す
ると正しい。
一方、コニデック　１３４のコーデックコントローラ２
１４は、パターンＩのＭ反復を検知するよう待機してい
る。待ちがコーデック１３５内で行われているために、
コーデック１３５のコーデックコントローラ２１４は、
パターンＩのＭ反復を検知し、パターン■が到着すると
状態４０４と５０４になる。しかし、コーデック１３５
は、パターンＩを検出する最初のものであると決定する
術がないので、コーデック１３４は、コーデック１３５
がしたのと丁度同じように、そのパターンのＮ反復を待
とうとする。
しかし、これは、実際には起こらない。というのは、コ
ーデック１３５は、パターン■を転送しはじめるからで
ある。コーデックコントローラ２１４は、その待機中に
、パターンＨの一回の反復を検知するとすぐに、スイッ
チ２３８と２３９をダウン状態に変更することによって
、状態４０７と５０７に変更する。したがって、圧縮器
２１０は、サブバンド符号化モードから、ストリップモ
ードに変更し、そして、伸張器２３０は、サブバンド復
号化モードからパッドモードに変化する。多重化装置２
３４は、伸張器２３０への信号上にあると、パターン■
には、ＬＳＤチャネル内のコーデック１３４からコーデ
ック１３５に変更転送されるものである。
圧縮器の状態機械内の状態５０４を有する目的について
説明するｄ特に、パターン■の一回の反復が検知される
とすぐに、状態５０７のストリップモードへの遷移がな
されることが重要である。これは、パターンＨの到着は
、コーデック１３４は現在パッド信号を受信・している
ことを意味しているからであり、そして、圧縮器２１０
は、その時にストリップモードに変換しないならば、不
正信号が伝送伝送路１７３上に出力される。しかし、同
様に、受信信号は、パッド化信号であるというなんらか
の保証は必要であり、ここで、パターン■を含むビット
の一回の反復は、たまたま非パッド化すなわち標準ミュ
ー法則符号化信号（例えば電話機１１４からの発生信号
）である可能性があるからである。しかし、パターン■
の一回の反復に応じて動作する前に、パターンＩのＭ回
の反復を検知することを要求することによって、すなわ
ち、状態５０１と５０７への中間状態である状態５０４
を有することによって、コーデックから発生したパータ
ンＨの一回の反復になるようなビットが検知された時に
、それらは、コーデック１３５から生成したとする。
前記の観点から、コーデック１３５内の圧縮器３ＩＯは
、最初のモードで状態にある唯一の機械すなわち、状態
５０４にあるサブバンド符号化モードにある唯一の機械
であるということがわかる。しかし、−旦、コーデック
コントローラ３１４が、コーデック　１３４から転送さ
れているパターン■を検知すると、それは、状態５０７
に移行し、そこで、スイッチ３１８と３１７はダウン状
態にあり、圧縮器３１０は、ストリップモードにある。
最後に、−旦呼びが完了した後、ＰＢＸ１２４がコーデ
ック１３４と１３５との間の接続を「切断」すると、伝
送路１６９と１７４にあるこれらのコーデックによって
受信された同期パターンは消滅する。
これにより２つのコーデックコントローラ２１４と３１
４の圧縮器及び伸張器の状態マシンは、それらの最初の
状態４０１と５０１に移行する。コーデックコントロー
ラが状態４０４あるいは５０４にある間に発生したいか
なる同期パターンの消滅も、同様に状Ｂ４Ｏ１と５０１
にもどることになる。
第１図にもどってＬＳＢチャネルに関する別の点につい
て述べる。特に、Ｐ１多重／分離化装置１４４．１４６
．１４７．１４８は、オン／オフ・フック状態等の電話
信号情報を、Ｔ１リンク１６３と１６５間に流れている
各６番目のミュー法則符号化サンプルの最下位ビットを
ロビングすることにより、流しあう。Ｔ１リンクの間に
は、同期はとれていない。
それゆえに、最悪の場合、各６個の８ビットサンプルフ
レームからの２つは、信号情報の伝送の間Ｔ１多重／分
離化装置によって、最下位ビットが変えられる。不都合
なことに、コーデック　１３４と１３７との間の接続中
にあるＬＳＢチャネルビットの１／３は、間違っている
可能性がある。この問題は、コーデック内に同期パター
ン発生器（例えば、コーデック１３４内の発生器２３６
と２３７）を配置して、パターンの中に次のビットに進
む前に、パターンＩと、■の各ビットを連続６回繰り返
すことによってうまく処理できる。かくしてＬＳＢチャ
ネルが５個以下のＴＩリンクを通る限り、ＬＳＢチャネ
ル情報は、その中で発生する複数回のビットロビングに
耐えられるように保証される。コーデックコントローラ
２１４と３１４内の同期パターン検知器を、６個のＬＳ
Ｄタイムスロット内の各６番目のサンプル内の同期パタ
ーンを捜す直接的な方法で設計する。
現在の音声符号化は、使用可能な無線バンド幅をより効
率的に利用するために、ディジタル移動体セル状無線応
用に用いられると考えられている。
このために、そのようなシステムは、上述したＰＢＸを
用いる環境のような、地上固定の通信環境で従来用いら
れているものに類似したコーデックを使用する。実際、
複数の符号化／復号化サイクルの同様な問題は、ディジ
タルセル状環境（とりわけ移動体対移動体接続）の際に
起り得る。このことは、本発明が有利に用いられる移動
体（多くの場合自動車）であるがこれに限定されない無
線システムの一部を表わす第７図に示されている。
このシステムにおいては、自動車電話加入者７０１は、
変調音声符号化無線信号を発生し、それは、第２の自動
車電話加入者７０６に移動電話セルフ０４゜移動電話交
換局７０９と自動電話セルフ０５を介して送られる。自
動車電話加入者７０Ｂは、自動車電話加入者７０１と逆
の伝送路で通信する。自動車電話加入者７０１　（７０
６）とセルフ０４　（７０５）との間の通信は、無線通
信リンク（アンテナ７８１と７８４（７８５と７８６）
を含む）によってなされる。セルフ０４　（７０５）と
交換局７０９との間の通信は、地上のＴＩリンク７８１
　（７８３）によってなされ、このＴＩリンクは、セル
フ０４　（７０５）内の多重化装置７４１　（７４５）
と交換局７０９内の多重化装置７４２（７４ｇ）と接続
する。
自動車電話加入者７０１には電話器７．１１と音声コー
デック７３１とトランシーバ７７１が含まれる。コーデ
ック７３１は、電話器７１１から受信されたアナログ音
声信号を８０００サンプル／秒の割合でサンプルし、所
定の音声符号化アルゴリズムを用いて、それを例えば、
８　ｋｂｐｓ　　のスピードで符号化する。
得られた信号は、トランシーバ７７１によって予定の出
力移動体通信無線チャネルに変調されてアンテナ７８８
に加えられる。逆にアンテナ７８１によって受信された
予定の入力移動体通信無線チャネル内の変調された符号
化音声信号は、トランシーバ７７１、によって復調され
、コーデック７３１によって復号化され、そしてアナロ
グ型式で電話器７７１に加えられる。
自動車電話加入者７０Ｂも同様に、電話器７１８、コー
デック７３６．変調／復調装置７７Ｂを含みそれらは、
自動車電話加入者７０１の各対応要素と同様に動作する
。
セルフ０４にはトランシーバ７７４．コーデック７３４
と多重化装置７４１が含まれる。トランシーバ７７４は
、トランシーバ７７１と相補的に動作す・る。さらに、
コーデック７３４は、交換器７０９のマルチプレクサ７
４１と７４２とディジタルスイッチ７２４を通して伸び
る接続の一部が非移動体電話交換器にトランク７９１を
介して伸びた時には、コーデック７３１と相補的に動作
する。
同様に、セルフ０５には、トランシーバ７７５とコーデ
ック７３５とマルチプレクサ７４５が含まれる。
トランシーバ７７５は、トランシーバ７７６と相補的に
動作する。さらにコーデック７３５は、接合の一部がマ
ルチプレクサ７４５と７４３とスイッチ７２４を通して
トランク７９１まで伸びる時には、コーデック７３Ｂと
相補的に動作する。
コーデック７３４と７３５は、本発明により、中に他の
コーデックの存在を認識するとそれらは、バッド／スト
リップモードに移行するという点においては、第１図の
コーデック１３４と１３５に類似する。都合のよいこと
に、２回の符号化／復号化サイクルを実行することによ
って発生するであろう歪みと遅延は、第１図のネットワ
ークと同様に、セル状移動体無線システムにおいては回
避しうる。
以上のことは、本発明の原理を単に例示したにすぎない
。本発明は、ＰＢＸネットワークとディジタルセル無線
システムにおいて記述されたが、他の応用も当業者にと
っては、あきらかである。
ここに開示されたコーデックにより発生された信号によ
り表示される情報は、人間の音声であるが、本発明は、
他の形の情報を表す信号を発生するコーデックについて
も等しく応用できる。さらに、コーデック内で行われる
符号化は、符号化される信号のビット速度を減少するの
が目的の符号化のタイプに限定されるものではない。変
調は、本発明を具体化するコーデックが採用する符号化
の他の例にすぎない。
さらに、ここに述べられたビット速度等の種々のパラメ
ータは単なる例示である。さらに、ここに開示した特定
のメカニズムは、接続のコーデックを高ビット速度側の
接合中の他のコーデックの存在を検知するものであるが
、この機能を達成する他のメカニズムを考案しつる。さ
らに、図面においては、機能要素例えば、コーデック１
３４と１３５の要素を独立した機能ブロックとして示し
ているが、それらの機能は、一つ、または複数の適当に
プログラムされたプロセッサによってる信号処理チップ
によって達成される。移動は必ずしも自動車に限定され
るものではない。
当業者は、ここに明確に図示または記述されていないが
、数々の構成を考案することができ、それらは、本発明
の精神またはその範囲に入る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明が実施される加入者通信ネットワーク
を示す図、 第２図は、第１図の２つのコーデックの詳細な機能ブロ
ックダイアダラムで、ＰＢＸの一つと電話機とを接続す
る図、 第３図は、第１図のネットワーク内で使用される信号の
ホーマットを示す図、 第４図、第５図は、第２図に示されたコーデック内に組
み込まれたコーデックコントローラの状態ダイアグラム
を示す図、 第６図は、第４図と第５図に用いられた複数の記憶信号
の意味を述べるテーブルを示す図、第７図は、本発明が
適応されるセル状移動体無線システムを示す図である。 出　願　人：アメリカン　テレフォン　アンド１塚 ｎ田

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）コード化情報を表す入力信号に応じて、通信端向
    けの出力信号を生成するように、伝送路を介して通信端
    に接続されるコーデックにおいて、前記伝送路が前記出
    力信号を復号化する手段を有するか否かの決定をする第
    １の手段、 前記伝送路が復号化手段を有しないと決定した時、前記
    出力信号として符号化情報を生成する第２の手段、 前記伝送路が復号化手段を有すると決定した時、前記出
    力信号として入力信号を含む信号を生成する第３の手段
    、 とを有することを特徴とするコーデック。
  2. （２）前記コーデックは更に前記伝送路から第２の入力
    信号を受信する手段を有し、 この第２の入力信号は通信端からの情報を表し、第１の
    手段は、前記伝送路が第２の入力信号内に所定の監視信
    号の存在に応じて、第１の出力信号を復号化する手段を
    含むと決定すること を特徴とする請求項１記載のコーデック。
  3. （３）出力信号内にコーデックの存在を指示する監視信
    号を含む手段を更に有することを特徴とする請求項２記
    載のコーデック。
  4. （４）入力信号と出力信号はそれぞれ第１と第２のビッ
    ト速度で、第１ビット速度は第２ビット速度より遅く、
    第３の手段は入力信号にプレイスホルダビットを付加し
    て、出力信号を生成することを特徴とする請求項２記載
    のコーデック。
  5. （５）プレイスホルダビットの１つはコーデックの存在
    を指示する監視信号を含むことを特徴とする請求項２記
    載のコーデック。
  6. （６）コード化情報を表す入力信号に応じて、前記通信
    端向けのコード化情報を表す出力信号を生成するように
    、伝送路を介して通信端に接続されるコーデックにおい
    て、 前記入力信号がその中に符号化情報を有するか否かの決
    定をする第４の手段、 前記入力信号がその中に符号化情報を有しないと決定し
    た時、前記出力信号として符号化情報を生成する第５の
    手段、 前記入力信号がその中に符号化情報を有すると決定した
    時、前記出力信号として符号化情報を含む入力信号の一
    部を生成する第６の手段、 とを有することを特徴とするコーデック。
  7. （７）第４の手段は、入力信号内の所定の監視信号の存
    在に応じて、前記入力信号がその中に符号化情報を有す
    ると決定することを特徴とする請求項６記載のコーデッ
    ク。
  8. （８）第１、第２の伝送路を介して、第１、第２の通信
    端に接続され、 第１、第２のデジタル入力信号に応じて、第１、第２の
    デジタル出力信号を生成し、 第１、第２のデジタル入力信号は第１、第２の通信端か
    ら生成された信号を表し、 第１、第２のデジタル出力信号は第２、第１の通信端向
    けの信号を表し、 第１の入力信号と第２の出力信号は、それぞれ第１の出
    力信号と第２の入力信号によりコード化された情報を表
    す、 ように構成されたコーデックにおいて、 第１の伝送路は、第１の出力信号を復号化する手段と、
    第２の入力信号中に第２の通信端からのコード化情報を
    収納する手段とを有するか否かの決定をする第７の手段
    、 前記の否定的な決定に応じて、第１の出力信号として第
    １の入力信号により表されたコード化情報を、第２の出
    力信号として第２の入力信号により表されたコード化情
    報を生成する第８の手段、前記の肯定的な決定に応じて
    、第１の出力信号として第１の入力信号が収納される信
    号を、第２の出力信号として第２の通信端からのコード
    化情報を含む第２の入力信号の一部を生成する第９の手
    段と、 を有することを特徴とするコーデック。
  9. （９）第１、第２の入力信号は第１ビット速度で、第１
    、第２の出力信号は第２ビット速度で、第２ビット速度
    は第１ビット速度より速く、第９の手段は第１の入力信
    号にプレイスホルダビットを付加して第１の出力信号を
    、第２の入力信号からプレイスホルダビットを除去して
    第２の出力信号を生成することを特徴とする請求項８記
    載のコーデック。
  10. （１０）第７の手段は、前記決定を第２の入力信号内に
    所定の監視信号の存否により決定することを特徴とする
    請求項８記載のコーデック。
  11. （１１）第１、第２のディジタル入力信号に応じて、第
    １、第２のディジタル出力信号を発生し、第１のディジ
    タル入力信号は通信端からの符号化音声を表す第１のビ
    ット速度のビット列を含み、第２のディジタル出力信号
    は前記通信端向けの符号化音声を表す第１のビット速度
    のビット列を含み、 第１の出力信号と第２の入力信号は第１のビット速度よ
    り速い第２のビット速度で発生する一連の多ビットワー
    ドを含み、 第１の出力信号として、第１の入力信号の復号化された
    ものを生成し、かつ、第２の出力信号として、第２の入
    力信号の復号化されたものを生成する手段、 この復号化されたものは第１の同期パターンを含み、 第１の出力信号として、第１の入力信号からのビットと
    第２の同期パターンを表すビットを含む信号を発生する
    手段、 この手段の動作は、第２の入力信号中に、 ａ）第１の同期パターンの第１、第２の所定間隔の発生
    、及び、 ｂ）第２の同期パターンが次に続く第１の同期パターン
    の第１の所定間隔の発生に応じて開始する、第２の入力
    信号中に、第２の同期パターンの存在に応じて、その後
    、第２の出力信号として、第２の入力信号の各連続ワー
    ド中所定のビット位置にビットを含む信号を発生する手
    段、 を有することを特徴とするコーデック。
  12. （１２）第１のコーデックと第２のコーデックとを有す
    る通信システムであって、 第１、第２のコーデックは第１、第２のディジタル入力
    信号に応じて、第１、第２のディジタル出力信号を発生
    し、 第１、第２のコーデックの第１入力信号は第１、第２の
    通信端からの符号化された情報を表し、第１、第２のコ
    ーデックの第２出力信号は第１、第２の通信端内けの符
    号化された情報を表し、第１、第２のコーデックの第１
    出力信号は第１、第２のコーデックの第２入力信号であ
    り、 監視信号を各コーデックの第１出力信号に挿入する手段
    、 各コーデックの第２入力信号中に、監視信号の存在を検
    知する手段、 監視信号が検知されたとき、各コーデックの第１出力信
    号として、所定の形式で各コーデックの第１入力信号を
    収納する信号を生成し、かつ、第２出力信号として、そ
    の中に収納された符号化情報を含む各コーデックの第２
    入力信号の一部を生成する手段、を有することを特徴と
    する通信システム。
  13. （１３）コード化情報を表す入力信号に応じて、通信端
    向けの出力信号を生成するように、伝送路を介して通信
    端に接続されるコーデックの使用方法において、 前記伝送路が前記出力信号を復号化する手段を有するか
    否かの決定をするステップ、 前記伝送路が復号化手段を有しないと決定した時、前記
    出力信号として符号化情報を生成するステップ、 前記伝送路が復号化手段を有すると決定した時、前記出
    力信号として入力信号を含む信号を生成するステップ、 とを有することを特徴とするコーデックの操作方法。
  14. （１４）前記伝送路から通信端からの情報を表す第２の
    入力信号を受信する手段を有し、 決定ステップは、前記伝送路が第２の入力信号中に所定
    の監視信号の存在に応じて、第１の出力信号を復号化す
    る手段を含むと決定することを特徴とする請求項１３記
    載のコーデックの使用方法。
  15. （１５）各生成ステップにおいて、監視信号は出力信号
    中に、コーデックの存在を指示することを特徴とする請
    求項１４記載の方法。
  16. （１６）入力信号と出力信号は第１と第２のビット速度
    で、第１ビット速度は第２ビット速度より遅く、第２の
    生成ステップにおいて、入力信号にプレイスホルダビッ
    トを付加して、出力信号を生成することを特徴とする請
    求項１４記載の方法。
  17. （１７）プレイスホルダビットはコーデックの存在を指
    示する監視信号を含むことを特徴とする請求項１８記載
    の方法。
  18. （１８）通信端からのコード化情報を表す入力信号に応
    じて、通信端向けのコード化情報を表す出力信号を生成
    するように、伝送路を介して通信端に接続されるコーデ
    ックにおいて、 前記入力信号がその中に符号化情報を有するか否かの決
    定をするステップ、 前記入力信号がその中に符号化情報を有しないと決定し
    た時、前記出力信号として、符号化情報を生成するステ
    ップ、 前記入力信号がその中に符号化情報を有すると決定した
    時、前記出力信号として、符号化情報を含む入力信号の
    一部を生成するステップ、 とを有することを特徴とするコーデックの操作方法。
  19. （１９）決定ステップにおいて、入力信号内の所定の監
    視信号の存在に応じて、前記入力信号がその中に符号化
    情報を有すると決定することを特徴とする請求項１８記
    載の方法。
  20. （２０）第１、第２のディジタル入力信号に応じて、第
    １、第２のディジタル出力信号を発生し、第１のディジ
    タル入力信号は通信端からの符号化音声を表す第１のビ
    ット速度のビットを含み、第２のディジタル出力信号は
    通信端向けの符号化音声を表す第１のビット速度の第２
    のビットを含み、 第１の出力信号と第２の入力信号は、第１のビット速度
    より速い第２のビット速度を発生する一連の多ビットワ
    ードを含み、 まず、第１の出力信号として、第１の入力信号の復号化
    されたものを生成し、かつ、第２の出力信号として、第
    ２の入力信号の符号化されたものを生成するステップ、 この復号化されたものは第１同期パターンを含み、その
    後、第１の出力信号として、第１の入力信号からのビッ
    トと第２同期パターンを表すビットを発生するステップ
    、 この発生ステップは、第２の入力信号中に、ａ）第１の
    同期パターンの第１、第２の所定間隔の発生、及び、 ｂ）第２の同期パターンがその後に続く第１同期パター
    ンの第１所定間隔の発生に応じて、開始する、 第２の出力信号として、第２の入力信号の各連続ワード
    中に、第１の出力信号の所定ビット位置に対応するビッ
    ト位置内にビットを含む信号を発生するステップ、 このステップは、第２の入力信号中に、第２同期パター
    ンの存在に応じて開始し、 を有することを特徴とするコーデックの操作方法。
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