JPH0927757A - 消去中の音の復元の方法と装置 - Google Patents

消去中の音の復元の方法と装置

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JPH0927757A
JPH0927757A JP7291429A JP29142995A JPH0927757A JP H0927757 A JPH0927757 A JP H0927757A JP 7291429 A JP7291429 A JP 7291429A JP 29142995 A JP29142995 A JP 29142995A JP H0927757 A JPH0927757 A JP H0927757A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディジタル化された音の伝送中に消去があっ
たときに、各種のノイズを発生せずにデータストリーム
を復元する方法を開示する。 【解決手段】 音声などのディジタル音の情報は、一般
に複数のディジタル化された音のサンプルを含むバース
トすなわちパケットで伝送する。消去やミュートがある
ときにこのディジタルデータストリームを復元するため
の方法と装置を開示する。音声処理部(10)を備える
データ受信機で、音声バッファ(11)から出力する複
数の連続的なデータバーストを巡回バッファ(13)に
記憶する。消去中は、記憶したバーストを音声バッファ
(11)に記憶とは逆の順序で出力して、データストリ
ームを復元する。ディジタル化された音のサンプルのシ
ーケンスを逆にしてバーストを再使用することにより、
データストリームを実質的にクリックなしに復元するこ
とができる。DECT電話システムに用いられる実施態
様を説明する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は一般にディジタル
音のデータストリーム(digital audio or sounddata st
ream)の復元に関し、より詳しくは、ディジタル通信、
特にデータストリームが消去する無線通信システムにお
ける、ディジタル化された音のデータストリームの復元
に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル通信システム、または記録お
よび再生装置内の音のデータストリームは、一般に複数
のディジタル化された音のサンプルを含む。ディジタル
データは、通常、アナログ音のサンプルの大きさを最も
近い基準レベルに近似させることにより得られる。量子
化と呼ばれる方法である。パルス符号変調(PCM)と
呼ぶ過程では、アナログ音のサンプルのディジタル表現
として、基準レベルを表す多数のデータビットを含むデ
ィジタル符号語を生成する。
【0003】伝送または記録の場合は、このディジタル
表現に対してたとえば適応差分パルス符号変調(Adapti
ve Differential Pulse Code Modulation...ADPC
M)などの符号化アルゴリズムをさらに行う。ADPC
Mは、2つの連続的なPCM入力値の差を量子化して、
ADPCMデータ語とし符号化する符号化方法である。
量子化過程は、瞬時の平均信号レベルに動的に適応す
る。個人用またはコードレス無線通信システムに広く用
いられているADPCMアルゴリズムは、CCITT勧
告G.726(前のG.721)に記述されている。
【0004】音のサンプルを符号化するための符号器
と、符号化された音の情報を復元するための復号器とを
組み合わせて、この技術分野ではコーデックと呼ぶ。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ディジタル通話路に外
乱があってビット誤り率が非常に高くなると、乱された
入力データストリームからディジタル化された音声を復
元することができないために、受信者は許容できないほ
ど高いレベルのノイズにさらされる。ディジタル多元接
続通信システム(digital multiple access telecommuni
cation system)では、データストリームは一般に多数の
ディジタル化された音声サンプルを含むバーストで伝送
する。誤って受信したバーストを飛ばすと(スキップす
ると)データストリームは消える。このようなバースト
誤りは復元された音声信号を中断するだけでなく、受信
機にクリックノイズを発生する。
【0006】この問題を解決するために多くの音声復元
方法が提案され、実現している。これをミューティング
アルゴリズムまたはミューティング回路と呼ぶ。
【0007】多数の音のサンプルから成るデータバース
トを含むデータストリームを送る伝送システムに関し
て、ADPCM符号化に用いる従来の音声復元方法の概
要が、V.バーマ(Varma) 他の論文「フレーム消去にお
ける32kb/s ADPCMの性能」、1291−1
295ページ、IEEE発行の0−7803−1927
−3/94、に述べられている。
【0008】非常に簡単なミュート法は無音の置換えで
ある。バーストが消えたことを検出すると、そのバース
トのすべての音のビットを最低の量子化レベルに置き換
える。これは無音の置換えに相当する。別の方法は、通
信チャンネルの両端の符号器と復号器を同時にリセット
することである。しかしこのためには、通信システムの
送信機と受信機が、または音声再生装置が、消去があっ
たことを知らなければならない。1つの方法は固定した
フレームを繰り返すことであって、バーストが消えたこ
とを検出すると、最後に正しく受信したバーストを繰り
返す。繰返しの回数は消去の持続時間と音の性質による
が、何度か繰り返した後で、入力を最低の量子化レベ
ル、すなわち無音に相当するレベルに下げる。
【0009】国際特許出願 WO 94/10769
は、ディジタル欧州コードレス通信(DECT)標準に
従って動作する無線通信システム用のミューティング方
式について開示している。このシステムではディジタル
化された音声データをバーストで送信し、各バーストは
上に述べたCCITT G.726 ADPCMアルゴ
リズムに従って符号化した多数の音のサンプルを含む。
ミューティングの場合は、固定したADPCMデータ語
のシーケンスをADPCM復号回路に供給する。連続す
る符号語の間に差が全くないので、復号器の出力の信号
の強さはアイドルレベルに下がる。
【0010】無音の置換えを頻繁に行うと聞きづらいこ
とが分かった。これは、たとえば伝送チャンネルの信号
強度が非常に変動する場合に起こる。
【0011】従来のミューティング方式の中で、ミュー
ティングのときに、瞬間音に似た信号を受信者に与える
のは固定フレーム方式すなわち固定バースト繰返し方式
だけである。この音は無音よりよいことが分かっている
が、聴取テストを行った結果、同じバーストを数回繰り
返すと高周波の音や笛のような音やその他のノイズなど
がかなり多く発生するので、この方法も上記の無音の置
換えより優れたものではない。
【0012】以上のような背景から、この発明の目的
は、ディジタル音のデータストリームが消えた場合に音
を再生する優れた方法および装置を提供することであ
る。
【0013】特にこの発明の目的は、無線通信システ
ム、より特定すると音声符号化方式としてADPCMを
用いる無線電話システム、に用いる優れたミューティン
グアルゴリズムおよび回路を提供することである。
【0014】この発明の別の目的は、この発明に従う優
れたミューティングアルゴリズムおよび装置を備える無
線通信システム用の、基地局と、無線携帯電話などの遠
隔装置を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】この発明のこれらの目的
と利点と特徴は、受信したディジタル音のデータをアナ
ログ出力信号に変換する少なくとも1個のデータ受信機
を用いて、消去があるときにディジタル音のデータスト
リームを復元する方法により与えられる。データストリ
ームは時間的に連続する複数のデータバーストを含み、
各データバーストは時間的に連続する多数のディジタル
化された音のサンプルを含む。この発明では連続的に出
力する複数のデータバーストを受信機に記憶するので、
データストリーム内の消去中は、この消去の前に記憶し
たデータバーストを逆の順序のシーケンスで受信機で出
力する。
【0016】たとえばディジタル化された音声では、音
声の周期(periodicity) または時定数、すなわち40か
ら50msecより小さい周期にわたってデータバース
トを逆のシーケンスで再生すると、受信した音声に異常
な変化が見られないことが分かった。この発明の方法を
用いると、同じバーストを連続して繰り返す場合とは異
なり、高い笛の音のような形の悪い影響は全くまたはほ
とんどなかった。このように改善されたのは、この発明
では繰り返すバーストの情報のエネルギーと周波数内容
を変えるためと考えられる。
【0017】無音ミューティングとは異なり、この発明
を用いると音のデータストリーム内の消去は受信者には
隠されるので、歪みのある通信チャンネルに比べて全体
の通信の質が本質的に向上する。ここで消去という用語
は、理由が何であれ、受信したデータストリームの一部
が処理できない場合に用いる。
【0018】たとえばコードレスまたは移動体の多元接
続無線電話システム(cordless or mobile multiple acc
ess radio telephone system) などの無線音声通信シス
テムでは、通常の動作条件では、伝送路すなわち通信チ
ャンネル内のフェージングなどの歪みによって発生する
消去のほとんどの場合、消去の持続時間は音声の周期(p
eriodicity) より短い。
【0019】したがってこの発明の別の実施態様では、
ディジタル化された音声に用いる場合、データストリー
ム内の消去中は、消去したバーストの数に等しくかつバ
ーストの最大数以下の数のデータバーストを繰り返す。
バーストの最大数は、繰返しの周期の最大継続時間が、
周期(periodicity) すなわち音声の時定数より小さいか
または実質的に等しいように設定する。しかし、バース
トを最大数まで再生した後は、前記消去の残りの期間は
受信機を無音に切り替える。
【0020】この発明の上記の別の実施態様では、ほと
んどの消去の場合に通信が本質的に改善されるので、無
音ミューティングを行う必要はない。
【0021】消去の時間が音声の周期数より短い場合、
すなわち記憶したバーストを再生または再使用する数が
設定された最大数より小さい場合、その後のクリックノ
イズを押さえるためこの発明のさらに別の実施態様で
は、回復したデータストリームの第1バーストの始めの
或る数のサンプルの継続時間中は、受信機を無音に切り
換える。
【0022】この発明の改善されたミューティング法
は、上に述べたADPCM符号化などの適応符号化アル
ゴリズム(adaptive coding algorithm) で処理した音に
特に適している。データバーストを逆シーケンスで繰り
返すことによりその相互関係を保持するので、平均信号
レベルが急に変化したために復号器の出力レベルに高い
クリックノイズを出すようなことがない。このようなA
DPCM符号化では、アイドルレベルの音声サンプルを
表すADPCMデータ語を繰り返すことにより、受信機
の出力に無音を出すことができる。
【0023】実際の音声データと、特にディジタル化さ
れた音声での復元されたデータストリームの、平均信号
レベルが大きく変わるのを避けるために、この発明の方
法の一実施態様では、消去が始まる直前の、最後にまた
は最後の1つ前に出力した、すなわち正しく受信した、
データバーストから、データバーストの復元すなわち再
生を始めることが望ましい。
【0024】この発明の別の実施態様では、繰り返すバ
ーストの各種の音のサンプルを時間的に逆の順序に出力
することにより、クリックノイズをさらに減らすことが
できる。特に、最後に正しく受信した音声サンプルが繰
返しシーケンスの第1サンプルである場合は、通常の動
作条件からミュート状態へきわめて滑らかに移行するこ
とができる。
【0025】バースト内の別個の音のサンプルを時間的
に逆に再生した場合でも、有効な言葉に似た音が聞こえ
ることが分かった。いろいろの記憶したバーストの音声
サンプルを連続的に逆に繰り返すと滑らかに移行するの
で、通常の動作からミューティングへ移行する際にクリ
ックノイズは実質的に発生しなかった。
【0026】たとえばコードレスや移動体無線通信シス
テム用の電話ハンドセットの電池の電力を節約するた
め、この発明のさらに別の実施態様では、データバース
トの記憶を消去率に従って行う。この実施態様は、電話
中にわずかの消去に対して無音ミューティングを行って
も、信号強度が大きく変動する場合やその他の歪みのあ
る無線環境での無音ミューティングに比べて問題が少な
く、聞きにくいことはない、という観察に基づいてい
る。必要なときに通信を本質的に改善するときにだけ電
池の電力をデータの記憶に使うという基準に基づいて、
出力されたデータバーストの履歴を保つようにすれば、
乏しい貴重な電池の電力を効果的に用いることができ
る。
【0027】この発明の方法は、ディジタル欧州コード
レス通信(Digital European Cordless Telecommunicat
ions... DECT)標準に従って動作する通信システム
用に特に適している。バーストの消去は次の基準の1つ
または組合せに基づいて検出することができる。すなわ
ち、RF信号レベル(RSSI)が不十分、バースト同
期(SYNC)誤り、システム情報フィールドテスト語
(ACRC)誤り、および/またはデータフィールドテ
スト語(XCRC)誤りなど。
【0028】またこの発明は、受信したディジタル音の
データストリームをアナログ出力音の信号に変換するた
めの少なくとも1個のデータ受信機と、このディジタル
音のデータストリームを受信機で復元するためのディジ
タル装置とを備える、音声または音の変換装置に関す
る。データストリームは時間的に連続する複数のデータ
バーストを含み、各データバーストは時間的に連続する
多数のディジタル化された音のサンプルを含む。この発
明の装置は、受信機が出力する複数のデータバーストを
記憶する記憶手段と、これらの記憶手段に接続し、デー
タストリーム内の消去中は消去の前に記憶したデータバ
ーストを検索して逆の順序のシーケンスで受信機で出力
する検索手段とを備える。
【0029】望ましい実施態様では、記憶手段は巡回バ
ッファ(cyclic buffer) を備える。このようなバッファ
および検索手段は、ディジタルプロセッサ手段で制御し
て実現することができる。クリックノイズをできるだけ
減らすために、この発明の装置の別の実施態様では、検
索手段は時間的に逆の順序でバーストの音のサンプルを
検索する。
【0030】またこの発明は、コードレス無線通信シス
テム、特にDECT標準に従って動作する無線通信シス
テム内の、遠隔装置と基地局に関する。DECT標準に
従う無線通信システムは少なくとも1つの基地局と少な
くとも1つの遠隔装置を備え、それぞれは受信した音の
データストリーム内の消去を復元するための上記のディ
ジタル装置を備える。
【0031】この発明の上記およびその他の特徴と利点
を、添付の図面と共に以下の説明により示す。
【0032】
【発明の実施の形態】以下に、DECT(ディジタル欧
州コードレス通信)標準に従って動作する多元接続無線
電話システムへのこの発明の応用について説明するが、
これに限るものではない。
【0033】DECTはすべてのディジタルコードレス
通信システムに対して強制力のある欧州標準である。こ
れは事務所などの業務環境および住居地区で用いられ、
個人通信サービス(Personal Communication Servic
e... PCS)の一形式を提供し、また加入者とローカ
ル電話網との最終リンクすなわちローカルループを無線
で結ぶもので、ローカルループ内の無線(Radio in the
Local Loop...RLL)とも呼ぶ。国際特許出願 WO
94/19877を参照のこと。
【0034】図1は、一般に番号1で示す代表的なDE
CTシステムを示す。このシステムは3つの主な要素を
備える。すなわち、無線交換局(RE)2と、カバーす
る区域全体に設置しまた無線交換局2に直接接続する複
数の小型の無線基地局3と、無線リンクで基地局3に接
続するコードレスすなわち無線の携帯電話すなわちハン
ドセット4である。各基地局3はセルと呼ぶ所定の区域
にサービスを提供する。セルは他の基地局3の他のセル
に囲まれおよび/または重なっている、いわゆる多セル
方式である。屋内セルの半径は代表的に10mから10
0mであり、屋外セルの半径は代表的に200mから4
00mである。
【0035】一般に、各基地局3と携帯電話4は、どち
らも少なくとも1個の受信/送信アンテナに接続する送
信機/変調器部と受信機/復調器部を持つ、トランシー
バの形式のエアインターフェースを備える。さらに送信
機と受信機は、正しい無線リンク送信を行うための送信
制御および同期装置を備える。受信および送信された音
声情報は音声処理装置の制御の下に処理する。音声処理
装置には1個または数個のコーデックが接続する。携帯
電話4内では、これらのコーデックは携帯電話のユーザ
インターフェースでマイクロホン部とスピーカ部に接続
する。各基地局3と携帯電話4は、基地局または携帯電
話の全体の動作を制御する中央処理手段に接続する。
【0036】無線交換局2は有線交換局5に接続する。
有線交換局5には複数の有線電話6が接続する。業務環
境ではこの交換局5は一般にいわゆる構内交換局(Priv
ateBranch Exchange...PBX)であるが、RLLなど
の屋外の応用では交換局5は一般に市内交換局(Local
Exchange... LE)であって、PBXと同様に公衆加入
電話網(Public Switched Telephone Network...PST
N)、すなわち通常の有線公衆電話網、に接続する。
【0037】RLLへの応用の場合は、基地局3はいわ
ゆる(無線)固定接続装置((W)FAU)8とも通信
する。((W)FAU)8は携帯電話4と同様に、エア
インターフェース(air interface) 、送信および制御装
置、中央処理手段、音声処理装置を備える。たとえば固
定したRLLでは、(W)FAU8は固定した電話端子
すなわちソケット9に接続し、ここから通常の有線電話
6に接続する。
【0038】DECTは、多重搬送波(MC)/時分割
多元接続(TDMA)/時分割デュプレックス(TD
D)形式を用いて、コードレス電話4または(W)FA
U8などの遠隔装置と基地局3との間の無線通信を行
う。DECTでは10の無線搬送波が使用できる。各搬
送波を時間領域で24の「時間スロット」に分割する。
2つの時間スロットを用いてデュプレックス音声チャン
ネルを作り、10のどの無線搬送波も12の使用可能な
音声チャンネルを作る。24の時間スロットを、10m
sのフレームサイクル時間TF を持つ、いわゆるTDM
Aフレームで送信する。
【0039】代表的なフレーム構造を図2に示す。フレ
ームの前半、すなわちR1、R2、...R12で表す
最初の12の時間スロットは、携帯電話4または(W)
FAU8が基地局3から受けるデータであり、各フレー
ムの後半、すなわちT1、T2、...T12で表す次
の12の時間スロットは、遠隔装置4または8から基地
局3に送るデータである。基地局と遠隔装置との無線接
続は、フレームの前半のスロットと、フレームの後半の
同じ番号のスロットに割り当てる。各時間スロットは代
表的に同期データ、制御データおよび情報すなわちユー
ザデータを含む。
【0040】時間スロットのより詳細な構造を図3に示
す。同期データフィールドはいわゆる同期(SYNC)
語を含む。無線受信機が受信データを処理するために
は、この同期語を正しく識別しなければならない。同期
データはデータクロックを同期させる働きもする。SY
NCデータは代表的に32ビットである。
【0041】制御データは、識別およびアクセス権、サ
ービスの可用性、および必要があれば、外乱や別の基地
局のときに別のチャンネルに渡す情報、に関するシステ
ム情報を規則的に含む。またページングおよび呼設定方
法も、制御データフィールドで運ぶ。制御データフィー
ルドはA−FIELDとも呼ぶ。制御データは代表的に
64ビット必要で、ACRCで表す16ビットの巡回冗
長検査語を含む。
【0042】情報すなわちユーザデータはB−FIEL
Dとも呼び、電話の場合は10msのフレームサイクル
時間TF 中に得られるディジタル化された音声サンプル
を含む。これらの音声サンプルの信号伝送速度は代表的
に32kb/sで、上記のADPCM符号化アルゴリズ
ムCCITT勧告G.726に従って符号化する。これ
は、各音声呼においてフレーム毎に320ビットを送信
および受信しなければならないということである。AD
PCM符号化B−FIELDデータはそれぞれ4ビット
の80音声サンプルを含む。前に開示したように、これ
らのADPCMデータは連続的な8ビット幅のPCM符
号化音声サンプルの差で形成する。ADPCM量子化処
理は、瞬時の平均信号レベルに動的に適応する。
【0043】B−FIELDデータはスクランブルさ
れ、XCRCで表す4ビットの巡回冗長検査語を情報デ
ータから形成する。保護スペースを含めると、DECT
標準ではフレーム当たりの総ビット数は480である。
【0044】基地局3と携帯電話4または(W)FAU
8の間の無線路ではいくつかの外乱が起こり、このため
に音声を誤って復元して、電話リンクの両端で出力信号
にノイズや、すき間や、クリックなどが発生し、または
データが完全に消える場合がある。データが消えるの
は、フレームの同期がとれない(SYNC誤り)場合
や、制御データ(A−FIELD)に誤りがある場合で
ある。これらもミュートと呼ぶが、この場合は受信機の
入力にはデータが入らない。
【0045】シミュレーションによると、頻繁にミュー
トして無音になると受信者は聞きづらいことが分かっ
た。音声データストリームが消える場合は、受信機端に
連続的な、とぎれない出力信号をできるだけ長く与え
て、この出力信号がたとえば意味のある音声に聞こえる
ようにすることが望ましい。この発明の方法を用いれ
ば、音声の周期数の間中これを行うことができる。この
発明の方法について、図4を参照して以下に説明する。
【0046】図4は、図1に示した基地局3と遠隔装置
4、8の両方の、DECT通信の受信機の音声処理部1
0のブロック図を示す。当業者は理解していることであ
るが、図1を参照して上に簡単に説明したシステムは一
般にいくつかの他の要素や装置を含むので、この発明に
関係するものだけを図示して説明する。
【0047】音声処理部10は時間スロットのB−FI
ELDに含まれる音声データを、受信入力データストリ
ームから直列に得る。上に示したように、1つの時間ス
ロットの音声データすなわちバーストは、80の4ビッ
トADPCMデータ語(ニブルとも呼ぶ)から成る。中
央処理手段の制御の下に、線14を通してこれらのニブ
ルの2つを一組にして音声バッファ11に書き込む。音
声バッファ11はそれぞれ2ニブルの40のバッファ位
置を持っており、図に長方形の箱で示している。音声バ
ッファ11は先入れ先出し(FIFO)型である。
【0048】音声バッファ11の内容を、10msのフ
レームサイクル時間TF 中に読み出して、線15を通し
てADPCM G.726コーデック12に送る。コー
デック12は受信したニブルをPCM符号化音声に変換
する。このPCM符号化音声をさらにD/A変換して、
受信機の出力にアナログ音声を出す。連続的なTDMA
フレームとこれに対応する時間スロットを正しく受信す
ることにより、音声バッファ11は新しい音声バッファ
で再び満たされる。このようにして、受信機の出力に連
続的な音声信号を出すことができる。
【0049】音声バッファ11を読み出すのと同時に、
線16を通してその内容をいわゆる巡回バッファ13に
記憶する。図示の実施態様では、巡回バッファ13はC
B1、CB2、CB3、CB4で表す4つのバッファフ
ィールドを含み、それぞれの大きさは音声バッファ11
と同じである。巡回バッファ13は40msまでの音声
を記憶することができる。これは音声の周期より短い。
【0050】通常、外乱なく動作中は、矢印17で示す
書込みポインタの制御により、連続的に受信した音声バ
ーストすなわちCB1、CB2、CB3、CB4、CB
1、CB2、....で巡回バースト13を絶えず書き
換える。巡回バッファ13の動作は、図示の静止書込み
ポインタ17に対して、矢印20で示すような反時計回
りのバッファフィールドで示すことができる。
【0051】受信したデータストリームに消去(ミュー
ト)がある場合は、音声処理部10は音声バッファ11
に新しいデータを書き込まない。そして音声バッファか
らの現在の読出しが終わった後、巡回バッファ13に新
しい情報を記憶しない。すなわち書込みポインタ17は
使用禁止になる。代わりに、中央処理手段の制御によ
り、読出しポインタ18が使用可能になる。
【0052】消去の直前に巡回バッファ13のたとえば
バッファフィールドCB4に最後に記憶した情報を、線
19を通して音声バッファ11に戻し、音声バッファ1
1からコーデック12に出力し、さらにアナログ受信機
の出力に出す。音声バッファ11が終わった後も新しい
音声バーストが音声処理部10から入らない場合は、読
出しポインタ18は巡回バッファ13のフィールドCB
3に記憶しているデータを音声バッファ11に入れる。
このようにして、巡回バッファ13に連続的に記憶して
いる音声バーストを、記憶とは逆の順序で読み出す。す
なわち後入れ先出し(LIFO)である。
【0053】ミューティングの場合は、最大4データバ
ースト、すなわち80の音声サンプルを含む4音声バッ
ファの内容、までを再使用してデータストリームを復元
することができる。再使用するバースト間の関係は保持
されるので、順序は逆ではあるが、ADPCMコーデッ
クが適応する平均信号値は急には変化しない。急に変化
すると、高レベルのノイズ、クリック、すき間などが受
信中の通信リンクの両端に発生することがある。
【0054】この発明の導入部ですでに説明したよう
に、音声バーストを逆に再生しても受信者にはノイズな
どに聞こえない。再生時間が音声の周期数より短けれ
ば、ほぼ継ぎ目のない連続的な会話が流れているように
聞こえる。この周期の後は、受信者にノイズが聞こえな
いようにするには、無音で置き換えなければならない。
【0055】図4に示す実施態様では、巡回バッファ1
3にたとえば最低量子化レベルに等しい固定したニブル
を入れることにより、無音に容易に置き換えることがで
きる。しかしコーデック12をリセットしてもよい。実
施態様によっては、コーデックに別個の制御端子を設
け、これを活動化して無音に置き換えることができる。
【0056】上の説明とは異なり、ミュートの場合は、
読出しポインタ18は最後の1つ前に記憶したデータバ
ーストから開始してもよい。この場合は、たとえば5つ
のバッファフィールドを持つ巡回バッファを用いて、読
出しポインタ18は4つの連続的なフィールドだけにア
クセスする。
【0057】音声処理部10からの通常のデータの流れ
が回復すると、すなわち読出しポインタ18が使用禁止
になり、書込みポインタ17が使用可能になると、巡回
バッファ13の読出しは止まる、すなわちバーストが完
了したとみなす。消去が起こって終わる度に、巡回バー
スト13の全内容をクリアする。これは巡回バースト1
3内に連続的なバーストを保持するためである。
【0058】上の説明では、バーストを再生すなわち再
使用する場合に、各バーストの各ディジタル化された音
声サンプルすなわちニブルの時間の順序はそのままであ
った。しかし、バーストを逆に再生し、同時に音声サン
プルの時間の順序を逆にすると、クリックノイズがさら
に減少することが分かった。これを図5を用いて説明す
る。
【0059】図5は、時間軸tと振幅軸Aに対して、傾
斜したアナログ入力信号Sを示す。信号Sを、時刻t1
から時刻t2 まで、時刻t2 から時刻t3 までというよ
うにサンプリングする。各周期において量子化し符号化
した信号のサンプルsのバーストを生じる。DECT標
準に従ってこれらの時間間隔は10msであって、この
間に80サンプルをとる。時刻t1 から時刻t2 まで
に、信号の振幅はレベルA1 からレベルA2 に増加す
る。次の周期中に、信号の振幅はレベルA2 からレベル
3 に増加する、など。
【0060】t3 からt4 までは、曲線21で示すよう
にバーストを受信しなかったと仮定する。この場合はこ
の発明の一実施態様に従って、t2 からt3 までのバー
ストを最初に繰り返す。しかしこのようにして繰り返す
と、繰り返した最初のサンプルは、最後に出力した高レ
ベルのA3 ではなくて、より低レベルのA2 である。こ
のようにレベルが落ち、対応して位相が飛ぶと、耳に聞
こえるクリックノイズを受信機の出力に発生する。ここ
でサンプルを時間的に逆の順序に繰り返して、ミュート
が起こる前の、バーストの最後に出力したサンプルを最
初に再生すると、このようなレベルの低下は起こらな
い。これは、前に記憶したバーストについても同様であ
る。
【0061】このように音声サンプルを時間的に逆に再
生すると、受信機のアナログ出力信号には、ノイズも急
な予期しない変化も聞こえないことが分かった。これ
は、音声サンプルの時間シーケンスを逆にしても、バー
ストの全周波数とエネルギーの内容は保持されて、受信
者には意味のある音声に聞こえるからである、と考えら
れる。
【0062】バーストを連続的に逆に再生し、またデー
タ語(サンプル)を連続的に逆に再生するには、図4に
示した位置に設けた静止読出しポインタ22から音声バ
ッファ11に入れる。これは、巡回バッファ13の時計
回り「回転」である。すなわち矢印20とは逆方向にな
る。
【0063】当業者は理解していることであるが、この
ような巡回バッファと音声バッファはいろいろの方法で
実現できる。データの記憶と検索は、プログラム可能な
プロセッサ手段を用いて実現することが望ましい。さら
に、再使用するデータバーストを、たとえば巡回バッフ
ァからコーデック12に直接送ることもできる。バッフ
ァフィールドCBの数は、もちろん再使用可能なバース
トの数、すなわち音の周期数を1バーストの時間で割っ
た数、による。
【0064】DECTシステムでは、ミュートにすると
いう決定は、入力データストリームのいくつかのテスト
語ACRC、XCRCや、フレームを同期化できないこ
とを示すSYNC誤りや、いわゆる無線信号強度指示
(Radio Signal Strength Indicator...RSSI)によ
る、RF信号強度が低すぎるという表示を、チェックし
て行う。国際特許出願 WO 94/10769を参照
のこと。
【0065】出力された情報の履歴を保存するかどうか
は、データストリーム内の消去の所定のしきい値率によ
って決まる。ミュート率が低い場合、たとえば普通の長
さの呼中に発生する消去が1つまたは少数の場合は、無
音を挿入してもよいことが多い。出力された音声の履歴
を保持しなければ、携帯電話の電池の電力の節約にな
る。しかしその他のすべての場合にはこの発明により顕
著な改善が得られるので、余分に電力を消費するだけの
価値がある。
【0066】V.バーマ他による上記の論文に示されて
いるように、G.726(前のG.721)ADPCM
標準コーデックは、ビット誤り率(BER)が10-3
でのランダムなビット誤りがあっても大丈夫である。し
かし消去や固定した入力があると復号器の出力は急速に
低下し、受信機の出力に無音を生じる。正しい伝送に戻
ったときに、復号器が回復する時間は、数msから10
0ms超までである。これは主として消去の長さによっ
て決まる。
【0067】既知の方法の効果を分析すると、消去の継
続時間が約25msを超える場合は、G.726(前の
G.721)ADPCMコーデックの回復時間はどれも
ほぼ同じである。この発明の方法を用いると、ミュート
中は、受信機内のADPCM復号器に送られる信号の平
均信号レベルはほぼ同じレベルに保たれる。したがっ
て、この発明の方法は上記の既知のミュート方式に比べ
て、復号器の回復がより早いと期待できる。これから得
られる利点は、この発明を用いればデータストリームを
回復する際に発生するクリックノイズが一般に少ないと
いうことである。
【0068】このクリックノイズをさらに押さえるため
に、消去の長さが巡回バッファの内容より長くない場合
は、その後最初に回復したバーストを読み出す際に数サ
ンプル時間だけ受信機を無音に切り換えることを提案す
る。すでに上に説明したように、たとえばADPCM復
号器の場合は、アイドルレベルを表す多数のADPCM
データ語を入力することにより無音を発生させることが
できる。
【0069】たとえば、S.クボタ他の論文「TDMA
−TDDシステム用のクリックノイズ検出方式を用いた
優れたADPCM音声伝送」、パーソナル、屋内および
移動体無線通信に関する第4回国際シンポジウム(PI
MRC ’93)、横浜市、1993年9月8−11
日、C4.6.1−C4.6.5ページ、に記述されて
いるクリックノイズプロセッサ回路を追加すると、デー
タストリームを回復する際に受信機のスピーカに発生す
るクリックノイズをさらに押さえることができる。
【0070】DECT通信システムを参照してこの発明
を説明したが、この発明の新規なミューティングアルゴ
リズムおよび装置は、パケット音または音声の送信/受
信を行うディジタル音の復元システムに、特にディジタ
ルコードレスCT2システムやディジタル移動体セルラ
システムなどのディジタル化された音のデータを持つ通
信システムに、より一般に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を適用することのできるコードレス通
信システムの略図。
【図2】データバーストを含むディジタルデータストリ
ームの略図。
【図3】図2のデータバーストの構造の詳細。
【図4】この発明の方法に従って動作する装置のブロッ
ク図。
【図5】時間と共に変化するアナログ入力信号のサンプ
リングを示す図。
【符号の説明】
1 DECTシステム 2 無線交換局 3 基地局 4 携帯電話 5 有線交換局(構内交換局/市内交換局) 6 有線電話 7 公衆加入電話網(PSTN) 8 固定接続装置((W)FAU) 10 音声処理部 11 音声バッファ 12 コーデック 13 巡回バッファ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信したディジタル音のデータストリー
    ムをアナログ出力音信号に変換する少なくとも1個のデ
    ータ受信機を用いて、消去があるときにディジタル音の
    データストリームを復元する方法であって、前記ディジ
    タル音のデータストリームは時間的に連続する複数のデ
    ータバーストを含み、各データバーストは時間的に連続
    する多数のディジタル化された音のサンプルを含むもの
    であり、前記方法は連続的に出力する複数のデータバー
    ストを前記受信機に記憶し、また前記データストリーム
    内の消去中は前記消去の前に記憶したデータバーストを
    逆の順序のシーケンスで受信機で出力することを特徴と
    する方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方法であって、データバ
    ーストの前記繰返しは最後に出力したデータバーストか
    ら開始する、方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の方法であって、データバ
    ーストの前記繰返しは最後の1つ前に出力したデータバ
    ーストから開始する、方法。
  4. 【請求項4】 請求項1、2、または3記載の方法であ
    って、繰り返したバーストの前記音のサンプルを時間的
    に逆の順序で出力する、方法。
  5. 【請求項5】 前記請求項のいずれか記載の方法であっ
    て、前記データストリームはディジタル化された音声で
    ある、方法。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の方法であって、消去され
    たバーストの数と等しくかつバーストの最大数以下の数
    のデータバーストを繰り返し、前記最大数は繰返しの周
    期が発声された音声の周期より小さいかまたは実質的に
    等しいように設定し、またバーストを前記最大数まで繰
    り返した後は、前記消去の残りの期間は前記受信機を無
    音に切り替える、方法。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の方法であって、消去の後
    で、繰り返したバーストの数が前記最大数より小さいと
    きは、あるサンプル数の間は前記受信機を無音に切り替
    える、方法。
  8. 【請求項8】 請求項6または7記載の方法であって、
    前記ディジタル化された音声を適応差分パルス符号変調
    (ADPCM)方式に基づいて符号化し、またアイドル
    レベルを表すADPCMデータを繰り返すことにより前
    記無音を得る、方法。
  9. 【請求項9】 前記請求項のいずれか記載の方法であっ
    て、バースト消去の数が所定のしきい値率を超えた場合
    は前記出力されたデータバーストを記憶する、方法。
  10. 【請求項10】 前記請求項のいずれか記載の方法であ
    って、前記入力データストリームを多元接続無線通信シ
    ステムで伝送する、方法。
  11. 【請求項11】 請求項10記載の方法であって、前記
    無線通信システムはディジタル欧州コードレス通信(D
    ECT)標準に従って動作し、またバーストの消去を以
    下の基準、すなわちRF信号レベル(RSSI)が不十
    分、バースト同期(SYNC)誤り、システム情報フィ
    ールドテスト語(ACRC)誤り、データフィールドテ
    スト語(XCRC)誤り、の1つまたは組合わせに基づ
    いて検出する、方法。
  12. 【請求項12】 受信したディジタル音のデータストリ
    ームをアナログ出力音信号に変換する少なくとも1個の
    データ受信機を備える音変換装置における、前記ディジ
    タル音のデータストリームを受信機で復元するディジタ
    ル装置であって、前記データストリームは時間的に連続
    する複数のデータバーストを含み、各データバーストは
    時間的に連続する多数のディジタル化された音のサンプ
    ルを含むものであり、前記装置は前記受信機で出力する
    複数のデータバーストを記憶する記憶手段と、前記記憶
    手段に接続し、前記データストリーム内の消去中は前記
    消去の前に記憶したデータバーストを検索して逆の順序
    のシーケンスで受信機で出力する検索手段とを備えるこ
    とを特徴とするディジタル装置。
  13. 【請求項13】 請求項12記載のディジタル装置であ
    って、前記記憶手段は巡回バッファを備える、装置。
  14. 【請求項14】 請求項12または13記載のディジタ
    ル装置であって、前記検索手段はバーストの前記音のサ
    ンプルを時間的に逆の順序に検索する、装置。
  15. 【請求項15】 少なくとも1つの基地局と少なくとも
    1つの遠隔装置を備える無線通信システム、特にコード
    レス無線通信システム、に用いるコードレス電話などの
    遠隔装置であって、請求項12、13、14のいずれか
    記載のディジタル装置を備える遠隔装置。
  16. 【請求項16】 少なくとも1つの基地局と少なくとも
    1つの遠隔装置を備える無線通信システム、特にコード
    レス無線通信システム、に用いる基地局であって、請求
    項12、13、14のいずれか記載のディジタル装置を
    備える基地局。
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