JPH11225133A - 誤り訂正符号・復号装置 - Google Patents

誤り訂正符号・復号装置

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JPH11225133A
JPH11225133A JP10025574A JP2557498A JPH11225133A JP H11225133 A JPH11225133 A JP H11225133A JP 10025574 A JP10025574 A JP 10025574A JP 2557498 A JP2557498 A JP 2557498A JP H11225133 A JPH11225133 A JP H11225133A
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JP
Japan
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unit
error
convolution operation
error correction
error rate
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JP10025574A
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English (en)
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Atsuyuki Mukai
厚幸 向
Osahide Eguchi
修英 江口
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は誤り訂正符号・復号装置に関し、誤
り訂正能力を回線状態に応じて適応的に変化させて、統
計的な低消費電力を図ることができる誤り訂正符号・復
号装置を提供することを目的としている。 【解決手段】 通信装置により無線で信号データを送受
信するシステムにおいて、前記通信装置内に、受信した
信号データのエラー率を検出するエラー率検出部と、該
エラー率検出部の出力により、送信する側の畳み込み演
算の生成多項式を可変する畳み込み演算部とを具備して
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は誤り訂正符号・復号
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】音声信号処理を行なう通信装置におい
て、伝送路におけるビット誤りの発生は不可避である。
特に無線系の伝送路上では、ビタビ復号等を用いた高品
位の誤り訂正方式が用いられる。しかしながら、ビタビ
を用いる誤り訂正方式は、高い処理能力を持つプロセッ
サ或いは専用のハードウェアが必要であり、限りない低
消費電力が求められる携帯端末では、必要な機能である
にも拘らず、消費電力削減が困難な機能である。
【0003】図11は従来システムの構成例を示すブロ
ック図である。図において、1は音声データをエンコー
ドするエンコーダ、10は音声データをデコードするデ
コーダである。これらエンコーダとデコーダとで音声コ
ーデックを構成している。エンコーダ1から出力された
音声符号語は、復号に不可欠な重要ビットと、多少の誤
りを許容するビットとに分類され、重要ビットに対して
誤り対策が施される。
【0004】分類された重要ビットは、CRC部2でC
RCビットが付加され、畳み込み演算部3で畳み込み演
算がなされる。この畳み込み演算がなされた重要ビット
と、多少の誤りを許容するビットとでフレームデータを
構成する。VAD(Voice Active Det
ector)処理部5は、入力音声の無音検出を行な
う。該VAD処理部5は、符号語ではなく入力音声を直
接の入力信号とし、無音区間の検出を行ない、回線イン
タフェース4で先のフレームデータの送出/停止制御を
行なう。
【0005】また、VAD処理部5からは、無音区間の
先頭と末尾を表わすユニークコードをフレームデータの
代わりに出力する。無線伝送路を経て回線インタフェー
ス6で受信したフレームデータは、ビタビ復号部7でビ
タビ復号を行なう。一方で、無音信号のユニークコード
は、VAD処理部9で検出され、無音処理を行なうよう
にデコーダ10に対して指示を行なう。
【0006】ビタビ復号部7で畳み込み符号化されたデ
ータのみビタビ復号化されたフレームデータは、CRC
部8でCRCチェックを受けた後、デコーダ10で再生
音声となる。ここで、畳み込み演算部3における生成多
項式によって、1/2レート符号化(ビット長が1/2
になるような符号化)が行なわれるが、多項式及び次数
により、ビタビ復号処理の大小が決定され、かつビタビ
復号部7でのビタビ復号部のパス信頼度により、誤り訂
正能力が決定される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】現在、これらの多項
式、次数、パス信頼度は標準化により、固定化されてお
り、クリアな回線も、品質の悪い回線も同様に誤り訂正
・復号を行なっている。しかしながら、常時同様の処理
を行なうことにより常に処理量に冗長性があり、携帯端
末として電池寿命の延命効果には寄与していない面があ
る。
【0008】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、誤り訂正能力を回線状態に応じて適応的
に変化させて、統計的な低消費電力を図ることができる
誤り訂正符号・復号装置を提供することを目的としてい
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】(1)図1は本発明の原
理ブロック図である。図において、11は入力データを
エンコードするエンコーダ、12は該エンコーダ11の
出力に畳み込み演算を行なう畳み込み演算部、13はエ
ラー検出を行なって、該エラー検出結果に基づき畳み込
み演算部12の生成多項式の次数を決定するエラー率検
出部、14は入力された信号データをデコードして出力
するデコーダである。
【0010】この発明の構成によれば、エラー率検出部
13によるエラーの程度に応じて、畳み込み演算部12
の生成多項式を決定しているので、誤り訂正能力を回線
状態に応じて適応的に変化させて、統計的な低消費電力
を図ることができる。
【0011】(2)この場合に応じて、前記エラー率検
出部13の出力を受けて前記畳み込み演算部12の生成
多項式を決定する切り換え制御部を設けることを特徴と
している。
【0012】この発明の構成によれば、エラー率検出部
13のエラーの程度に応じて、切り換え制御部が畳み込
み演算部12の生成多項式を決定することができる。 (3)また、前記畳み込み演算部に生成多項式の次数を
与える生成多項式部を設けることを特徴としている。
【0013】この発明の構成によれば、生成多項式部に
より、畳み込み演算部12に最適な生成多項式の次数を
与えることができる。 (4)更に、畳み込み演算部の多項式と、拘束長と、信
頼度テーブルよりなるビタビ復号ユニットを設けること
を特徴としている。
【0014】この発明の構成によれば、ビタビ復号ユニ
ットによりデータの復号を行なうことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。図2は本発明の一実施の
形態例を示すブロック図である。図1と同一のものは、
同一の符号を付して示す。図中、ハッチングで示す信号
線は本発明で新しく追加したものである。図の送信側に
おいて、11はデータを受けてエンコードするエンコー
ダ、20は該エンコーダ11の出力にCRC演算を施す
CRC演算部、12は該CRC演算部20の出力に畳み
込み演算を施す畳み込み演算部である。
【0016】23は該畳み込み演算部12の出力を受け
て無線伝送路上に送出する回線インタフェースである。
21はエンコーダ11の出力を受けて無音区間を検出す
るVAD処理部である。
【0017】図の受信側において、26は無線伝送路を
介して音声信号データを受信する回線インタフェース、
27は該回線インタフェース26の出力を受けてビタビ
復号を行なうビタビ復号部である。28は該ビタビ復号
部27の出力を受けてCRCに基づくデータの誤り訂正
を行なうCRC演算部である。14は回線インタフェー
ス26で受信したデータをビタビ復号と誤り訂正を行な
った後、復号して送出するデコーダである。29は受信
した信号の無音区間を検出してデコーダに与えるVAD
処理部である。このように構成されたシステムの動作を
説明すれば、以下の通りである。
【0018】通常、エンコーダ側の畳み込み演算部12
は、生成n次の多項式を用いて畳み込み演算を行なって
いるものとする。この場合において、回線インタフェー
ス23から送信するデータ中に、デコーダにはどの生成
多項式を用いるかを固定パラメータとして組み込んで通
信する。回線インタフェース26で、データを受信して
いる間、伝送路にフェージング(反射による干渉により
受信波形が変化すること)等の誤りが挿入される。従っ
て、このパラメータにも誤りが挿入されることになる。
【0019】受信側では、エラー率検出部13でパラメ
ータ内のエラー率を算出し、切り換え制御部24に通知
する。切り換え制御部24では、この通知情報を基に自
己の畳み込み演算部12の生成多項式を切り換え、誤り
耐性を強くする。同時に、切り換わった固定パラメータ
を相手装置に送出する。送出信号を受けた装置側では、
切り換え制御部24により、畳み込み演算部12の生成
多項式を切り換える。
【0020】この実施の形態例によれば、エラー率検出
部13によるエラーの程度に応じて、畳み込み演算部1
2の生成多項式を決定しているので、誤り訂正能力を回
線状態に応じて適応的に変化させて、統計的な低消費電
力を図ることができる。
【0021】図3は本発明におけるエンコーダの構成例
を示すブロック図である。図において、12aはCRC
ビット付加後の符号語である。このデータに対して、生
成多項式ユニット12b内の何れかの多項式を用いて、
演算部12cにより畳み込み演算が行なわれる。演算結
果は、回線インタフェースユニット23に送出される。
【0022】エラー状態情報24aが切り換えスイッチ
ユニット24に入力されると、該切り換えスイッチユニ
ット24は、生成多項式12bに切り換え情報を与え
る。生成多項式12bは切り換え情報に基づき、特定の
多項式を選択し、演算部12cに与える。演算部12c
は、CRC後のエンコーダ符号語12aに対して、特定
の多項式を用いて畳み込み演算を行なう。畳み込みユニ
ット12からは、畳み込み後の符号語12dの他に、V
ADユニークコード12e、パラメータ12fが回線イ
ンタフェースユニット23に与えられる。回線インタフ
ェースユニット23は、VAD切り換えスイッチ23a
により、パラメータをVADユニークコードの次のフレ
ームで出力する。
【0023】この実施の形態例によれば、生成多項式部
により、畳み込み演算部12に最適な生成多項式を与え
ることができる。図4は本発明における切り換え制御部
の構成例を示すブロック図である。(a)はマニュアル
で行なう場合を、(b)は自動で行なう場合を示す。
(a)の場合、デコーダで検出した誤り率(エラー状態
情報)を外部モニタ(表示部)24cに表示し、オペレ
ータがその表示を見て、マニュアルスイッチ24dによ
りマニュアルで切り換える。(b)の場合には、エラー
状態情報を受けて、デコーダ24eが切り換え情報を出
力する。
【0024】この実施の形態例によれば、エラー率検出
部13のエラーの程度に応じて、切り換え制御部24が
畳み込み演算部12の生成多項式を決定することができ
る。次に、図3を用いて畳み込みユニットの動作につい
て説明する。12bで生成多項式を選択する。多項式
は、0次(誤り対策なし)〜n次まで可変とする。畳み
込みユニット12からは、符号語及び固定パラメータ1
2fを送出する。この固定パラメータは、現在どの多項
式を使用しているかを示すものであり、例えばエラーフ
リーの場合オール“0”、次数3の場合“3333Hの
繰り返しパターン×フレームビット長÷16ビット”
等、予め用意する。即ち、n種類の固定パターンを用意
する。畳み込みユニット12の出力は、畳み込み符号化
された音声符号語、固定パラメータであり、回線インタ
フェース23に接続する。
【0025】図5は生成多項式切り換え原理の説明図で
ある。入力は0次〜5次までの何れかに接続される。そ
して、その選択はスイッチSW1〜SW5のオン/オフ
制御により得られる。それぞれの方向から排他的論理和
ゲートEORに入り、G1(x)、G2(x)として出
ていく。
【0026】スイッチSW0〜SW5を閉じた時の生成
多項式は以下のようになる。 G1(x)=1+X2+X4+X5 G2(x)=1+X1+X2+X3+X5 ここで、例えばスイッチSW5を開けると上記式は次式
のようになる。 G1(x)=1+X2+X4 G2(x)=1+X1+X2+X3 図6は畳み込み演算部の構成例を示すブロック図で、ハ
ードウェアで実現する場合を示している。生成多項式の
次数はシフトレジスタ50で実現される。このシフトレ
ジスタのビット数を削減すれば、次数を削減でき、増加
すれば次数を増加することができる。加算器は排他的論
理和回路であるため、シフトレジスタの特定のビットを
“0”にすればよいことになる。ここでは、切り換え情
報を基にシフトレジスタの論理素子(通常フリップフロ
ップ)をクリアに固定する。
【0027】切り換え情報は、直流レベルで与えられ、
“0”の時にスイッチをオフにし、“1”の時にスイッ
チを閉じる。これら切り換え情報は、論理素子のクリア
端子に接続される。
【0028】図7はソフトウェアによる畳み込み演算動
作を示すフローチャートである。入力データを読み込む
と(S1)、スイッチテーブル12gから切り換え情報
を読み取る(S2)。次に、マスク処理を行ない(S
3)、畳み込み処理を行なう(S4)。
【0029】次に、回線インタフェースユニットについ
て説明する。このユニット23は、一般には音声符号語
を秘匿するスクランブル機能等を有するが、その詳細は
省略する。実際の運用では、本ユニットの後処理として
挿入されるからである。通常動作では、音声符号語が入
力され、そのまま出力されるが、無音区間が発生し、そ
の無音区間の開始/終了時にVAD切り換えスイッチ2
3aにより、VADユニークコード12eにスイッチす
る。畳み込みユニットで発生した固定パラメータは、こ
のVADユニークコード12eの次のフレームで出力さ
れる。即ち、無音区間の開始/終了及び無音区間時にn
秒間隔である。
【0030】図8はデコーダの構成例を示すブロック図
である。回線インタフェース26には、信号が入力され
る。そして、回線インタフェース26を通過した信号は
ビタビ復号ユニット7に入る。該ビタビ復号ユニット7
には、切り換え制御部からの切り換え情報も入力され
る。回線インタフェース26で受信したデータは、ビタ
ビユニット7、エラー率検出ユニット13及びVAD処
理部9へ分配される。
【0031】エラー率検出ユニット13では、VAD処
理部9で検出したユニークコード(VAD処理部9より
通知がくる)9aの次のフレームの固定パラメータを検
出する。検出方法は、送信側の固定パラメータパターン
をテーブルとして持っておき、照合することで行なう。
【0032】照合が一致した場合、その固定パラメータ
の内容に応じたスイッチコード13bをビタビ復号ユニ
ット7に通知するが、固定パラメータに誤りがあった場
合、誤りの程度に応じてスイッチコードを切り換える。
例えば、いずれの固定パラメータとも一致していないデ
ータが到着したら、テーブル内の最も近い距離にある固
定パラメータを抽出し、決定する。これをビタビ復号ユ
ニット7に通知すると共に、自らのエンコーダ処理内の
畳み込みユニット内の生成多項式を切り換えるための情
報13aを発信する。
【0033】図9はエラー検出動作を示すフローチャー
トで、ソフトウェアで実現した場合を示す。VOX処理
部からのユニークコードの検出通知がくる(S1)。こ
の通知を検出したかどうかチェックする(S2)。検出
した場合には、入力データを読み取り(S3)、固定パ
ラメータテーブル60に記憶されているパラメータデー
タと検出したパラメータデータとの照合を行なう(S
4)。
【0034】照合の結果、一致するものがあるかどうか
チェックする(S5)。ない場合には、全固定パラメー
タとの距離を所定の式で計算する(S6)。距離を求め
る式は、以下の通りである。 {(入力)−(固定パラメータ)}2 次に、最小値を検出し(S7)、最小値を示すテーブル
アドレスに1を加算して出力する(S8)。一方、ステ
ップS5において一致するものがある場合、一致したテ
ーブルアドレスを出力する(S9)。そして、このパス
を何回通過するかカウントする(S10)。そして、m
回以上通過したかどうかチェックする(S11)。
【0035】m回以上通過しなかった場合には、テーブ
ルアドレスに1だけ減算して出力する(S12)。m回
以上通過した場合には、テーブルアドレスの最大/最小
値を超えないようにクリップ処理を行なう(S13)。
次に、テーブルアドレス値をエラー状態情報として出力
する(S14)。
【0036】図8のビタビ復号ユニット7では、受信し
た符号語を誤り訂正する。その際、エラー率検出ユニッ
トで指示された拘束長並びに信頼度テーブルを用いて演
算する。図10はビタビ復号動作を示すフローチャート
である。入力データを受けると(S1)、切り換え情報
を読み取る(S2)。次に、ループカウンタ値を設定
し、パス信頼度テーブル番号を設定する(S3)。
【0037】次に、パス信頼度テーブル61を参照して
パス信頼度を演算する(S4)。パス信頼度はループカ
ウンタ62と、メモリ63に記憶される。ここで、拘束
長の切り換えはループカウンタ62の切り換えによって
実現する。次に、パス信頼度とメモリ63から読み出し
た配列データを基にパスを探索し(S8)、データを出
力する(S9)。
【0038】この実施の形態例によれば、ビタビ復号ユ
ニットにより、データの復号を行なうことができる。
【0039】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、 (1)通信装置により無線で信号データを送受信するシ
ステムにおいて、前記通信装置内に、受信した信号デー
タのエラー率を検出するエラー率検出部と、該エラー率
検出部の出力により、送信する側の畳み込み演算の生成
多項式を可変する畳み込み演算部とを具備することによ
り、エラー率検出部によるエラーの程度に応じて、畳み
込み演算部の生成多項式を決定しているので、誤り訂正
能力を回線状態に応じて適応的に変化させて、統計的な
低消費電力を図ることができる。
【0040】(2)この場合に応じて、前記エラー率検
出部13の出力を受けて前記畳み込み演算部12の生成
多項式を決定する切り換え制御部を設けることにより、
エラー率検出部のエラーの程度に応じて、切り換え制御
部が畳み込み演算部の生成多項式を決定することができ
る。
【0041】(3)また、前記畳み込み演算部に生成多
項式の次数を与える生成多項式部を設けることにより、
生成多項式部により、畳み込み演算部に最適な生成多項
式の次数を与えることができる。
【0042】(4)更に、畳み込み演算部の多項式と、
拘束長と、信頼度テーブルよりなるビタビ復号ユニット
を設けることにより、ビタビ復号ユニットによりデータ
の復号を行なうことができる。
【0043】このように、本発明によれば、誤り訂正能
力を回線状態に応じて適応的に変化させて、統計的な低
消費電力を図ることができる誤り訂正符号・復号装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理ブロック図である。
【図2】本発明の一実施の形態例を示すブロック図であ
る。
【図3】本発明におけるエンコーダの構成例を示すブロ
ック図である。
【図4】本発明における切り換え制御部の構成例を示す
ブロック図である。
【図5】生成多項式の切り換え原理の説明図である。
【図6】畳み込み演算部の構成例を示すブロック図であ
る。
【図7】ソフトウェアによる畳み込み演算動作を示すフ
ローチャートである。
【図8】デコーダの構成例を示すブロック図である。
【図9】エラー検出動作を示すフローチャートである。
【図10】ビタビ復号動作を示すフローチャートであ
る。
【図11】従来システムの構成例を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
11 エンコーダ 12 畳み込み演算部 13 エラー率検出部 14 デコーダ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通信装置により無線で信号データを送受
    信するシステムにおいて、 前記通信装置内に、 受信した信号データのエラー率を検出するエラー検出部
    と、 該エラー検出部の出力により、送信する側の畳み込み演
    算の生成多項式を可変する畳み込み演算部とを具備する
    ことを特徴とする誤り訂正符号・復号装置。
  2. 【請求項2】 前記エラー検出部の出力を受けて前記畳
    み込み演算部の生成多項式を決定する切り換え制御部を
    設けることを特徴とする請求項1記載の誤り訂正符号・
    復号装置。
  3. 【請求項3】 前記畳み込み演算部に生成多項式の次数
    を与える生成多項式部を設けることを特徴とする請求項
    1記載の誤り訂正符号・復号装置。
  4. 【請求項4】 畳み込み演算部の多項式と、拘束長と、
    信頼度テーブルよりなるビタビ復号ユニットを設けるこ
    とを特徴とする請求項1記載の誤り訂正符号・復号装
    置。
JP10025574A 1998-02-06 1998-02-06 誤り訂正符号・復号装置 Withdrawn JPH11225133A (ja)

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