KR100388751B1 - 음성의빠른코딩을위한신호선택펄스크기를갖는연산코드북 - Google Patents

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Abstract

음신호의 엔코딩을 고려하여 코드북이 검색된다. 상기 코드북은, 각각의 L개의 다른 위치를 정의하며 조합의 각각의 위치 p=1, 2,....L에 할당된 제로-크기의 펄스들과 비제로-크기의 펄스들로 이루어지는 한세트의 펄스 크기/위치 조합으로 이루어지며, 상기한 각각의 비제로 크기의 펄스는 q개의 가능한 크기중에서 적어도 하나를 가정한다. 검색의 복잡성을 줄이기 위하여, 코드북으로부터 음신호에 관련된 펄스 크기/위치 조합의 서브세트가 음신호와 관련되어 미리 선택되고, 오로지 상기한 조합의 서브세트만이 검색된다. 조합의 서브세트의 전-선택은, 음신호와 관련하여 각각의 위치 p=1,2,...L와 q개의 가능한 크기 사이에서의 함수 Sp를 전-설정하는 과정과, 상기 전-설정된 함수를 참조한 비제로-크기 펄스를 갖는 상기한 코드북의 펄스 크기/위치 조합만으로 한정하여 검색하는 과정으로 이루어진다. 상기한 함수는 각각의 위치 p에 대해 q개의 가능한 크기중에서 하나를 전-할당함으로써 전-설정되고, 상기한 전-설정 함수는 펄스 크기/위치 조합의 비제로-크기 펄스가 각각 상기한 비제로-크기 펄스의 위치 p에 전-할당되어 있는 크기 Sp와 동일한 크기를 가질 때 참조된다.

Description

음성의 빠른 코딩을 위한 신호선택 펄스크기를 갖는 연산코드북
양호한 음질과 전송속도를 갖도록 절충시킨 효율적인 디지탈 음성 인코딩 기술에 대한 요구가 위성, 지상, 차량, 디지탈 라디오 또는 패킷 네트워크(Packet network), 음성 저장, 음성 응답, 무선 전화통신 등과 같은 많은 응용분야에서 증가되고 있는 추세이다.
양호한 음질과 전송속도를 갖도록 절충시키기 위한 종래 기술의 하나로서 소위 코드여기선형예측(Code Excited Linear Prediction, CELP) 기술이 있다. 상기한 기술에 따라 음성신호가 L개의 샘플의 블록(즉, 벡터)으로 샘플링되고 처리되는데, 상기 L의 값은 미리 정해진다. 상기 기술은 코드북을 사용한다.
상기 코드여기선형예측 기술에서 코드북은 L-디멘젼 코드벡터로서 참조되어지는 L-샘플길이열의 인덱스 세트인데, 상기한 L-디멘젼 코드벡터는 펄스조합으로서 L개의 다른 위치를 정의하며 조합의 각각의 위치 p=1,2,,.... L에 할당된 제로-크기의 펄스들과 비제로-크기의 펄스들로 이루어진다. 상기 코드북은 1부터 M까지 변화되는 인덱스 k로 이루어지는데, 상기 M은 코드북의 크기를 나타내며 다음과 같이 b비트의 표현가능한 수로서 표현된다.
M=2b
코드북은 물리적인 메모리(예를 들면 룩업 테이블)에 저장되어지거나, 인덱스를 대응 코드벡터(예를 들면 수식)에 연관시키기 위한 메커니즘을 적용될 수 있다.
코드여기선형예측 기술에 따라 음성을 합성하기 위해서, 음성 샘플의 각 블록은 음성신호의 스펙트럼 특성을 모델링하는 시간변화 필터를 통한 코드북으로부터 적당한 코드벡터를 필터링함으로써 합성되어진다. 엔코더 끝단에서 합성 출력은 코드북으로부터 코드벡터 후보의 전부 또는 서브세트를 위하여 계산되어 진다(코드북검색). 보류된 코드벡터는, 의식적인 가중치 왜곡방법에 따라 원음성 신호에 가장 가까운 합성 출력을 생성하게 된다.
코드북의 첫 번째 형태는 소위 "확률론적" 코드북이다. 상기 확률론적 코드북의 단점은 종종 실제로 물리적인 저장과 관련되어진다는 점이다. 그것은 인덱스로부터 관련 코드벡터로의 패스(path)가 임의로 발생된 수의 결과 또는 큰 음성 연습세트에 적용되는 통계학적 기술인 룩업 테이블과 연관된다는 점에서 확률적, 즉 임의적이다. 확률론적 코드북의 크기는 저장소 및/또는 검색 복잡도에 의해 제한되는 경향이 있다.
코드북의 두 번째 형태는 대수적 코드북이다. 확률론적 코드북과 비교하여, 대수적 코드북은 임의적이 아니고 저장소를 필요로 하지 않는다. 대수적 코드 북은인덱스된 한세트의 코드벡터인데, k번째 코드벡터의 펄스의 크기 및 위치는 전무 또는 최소의 물리적 저장소를 필요로 하는 법칙에 따라 인덱스 k로부터 유추될수 있다. 그러므로, 대수적 코드북의 크기는 저장소 필요치에 의해 한정되지 않는다. 대수적 코드북은 또한 효율적인 검색을 위하여 설계될 수 있다.
[발명의 목적]
이 발명의 목적은 음신호를 인코딩하는 경우에 코드북 검색의 복잡성을 현저하게 줄이기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것으로서, 이러한 방법 및 장치는 대규모의 코드북에 적용될 수 있다.
이 발명의 다른 목적은 연역적으로 코드북 펄스 조합의 서브세트를 선택하고, 코드북 검색 복잡성을 줄이기 위하여 상기 조합이 상기 서브세트에서 검색되는 것을 금지할 수 있는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
이 발명의 또 다른 목적은 검색 복잡성의 증가없이 적어도 가능한 크기의 q중에서 하나를 가정하기 위하여 각각의 비제로-크기의 코드벡터 펄스를 허용함으로써 코드북의 크기를 증가시키기 위한 것이다.
[발명의 요약]
더욱 구체적으로, 이 발명에 의하여 음신호의 엔코딩을 고려하여 코드북에서 검색을 하는 방법이 제공되는데, 상기 코드북은 한세트의 펄스 크기/위치 조합으로 이루어지며, 각각의 펄스 크기/위치 조합은 L개의 다른 위치를 정의하며, 조합의 각각의 위치 p=1,2........L에 할당된 제로-크기의 펄스들과 비제로-크기의 펄스들로 이루어지고, 각각의 비제로 크기의 펄스는 q개의 가능한 크기중에서 적어도 하나를 가정한다. 상기한 방법은, 코드북으로부터 음신호에 관련된 펄스 크기/위치 조합의 서브세트를 미리 선택하는 단계와, 상기 음신호를 엔코딩 하는 경우에 오로지 펄스 크기/ 위치 조합의 서브세트만을 검색하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 코드북의 펄스 크기/ 위치 조합의 서브세트만이 검색됨에 따라 검색의 복잡성이 감소된다.
상기한 전-선택 단계는 음신호와 관련하여, 각각의 위치 p=1,2,.......L에 q개의 가능한 크기로부터 유효한 크기를 전-할당하는 함수 Sp를 전-설정하는 단계를 포함하고, 상기한 검색단계는 상기 전-설정된 함수를 만족시키는 비제로-크기 펄스를 갖는 상기한 코드북의 펄스 크기/위치 조합만을 검색하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 이 발명에 의하면, 음신호의 엔코딩을 고려하여 코드북에서 검색을 하는 장치가 제공되는데, 상기 코드북은 한세트의 펄스 크기/위치 조합으로 이루어지며, 각각의 펄스 크기/위치 조합은 L개의 다른 위치를 정의하며, 조합의 각각의 위치 p=1,2,.......L에 할당된 제로-크기의 펄스들과 비제로-크기의 펄스들로 이루어지고, 각각의 비제로-크기의 펄스는 적어도 가능한 크기의 p중에서 적어도 하나를 가정한다. 상기한 장치는, 코드북으로부터 음신호에 관련된 펄스 크기/위치 조합의 서브세트를 미리 선택하기 위한 수단과, 상기 음신호를 엔코딩하는 경우에 오로지 펄스 크기/위치 조합의 서브세트만을 검색하기 위한 수단을 포함하여 이루어지며, 상기 코드북의 펄스 크기/위치 조합의 서브세트만이 검색됨에 따라 검색의 복잡성이 감소된다.
상기한 전-선택 수단은 음신호와 관련하여 각각의 위치 p=1,2,.......L에 p개의 가능한 크기로부터 유효한 크기를 전-할당하는 함수 Sp를 전-설정하는 수단을 포함하고, 상기한 검색수단은 상기 전-설정된 함수를 참조한 비제로-크기 펄스를 갖는 상기한 코드북의 펄스 크기/위치 조합만을 검색하도록 제한하는 수단을 포함하여 이루어진다.
더욱이 또한, 이 발명에 따르면, 복수개의 셀로 나뉘어진 광범위한 지역을 서비스하기 위한 셀룰러 통신 시스템이 제공되며, 상기 셀룰러 통신 시스템은 이동 송수신기 유니트와, 상기한 각각의 셀에 위치하고 있는 셀룰러 기지국과, 상기 셀룰러 기지국 사이의 통신을 제어하기 위한 수단과, 하나의 셀에 위치하고 있는 각각의 이동 유니트와 상기 셀의 셀룰러 기지국 사이의 양방향 무선통신 서브-시스템으로 이루어진다. 상기 이동 유니트와 셀룰러 기지국의 양방향 무선통신 서브-시스템은, 음성신호를 엔코딩하기 위한 수단과 상기 엔코딩된 음성신호를 송신하기 위한 수단을 포함하는 송신기와, 전송된 엔코딩된 음성신호를 수신하기 위한 수단과 상기 수신된 엔코딩된 음성신호를 디코딩하기 위한 수단을 포함하는 수신기로 이루어진다.
상기 음성신호 엔코딩 수단은, 음성신호의 엔코딩을 고려하여 코드북에서 검색을 하는 장치로 이루어지며, 상기 코드북은 한세트의 펄스 크기/위치 조합으로 이루어지고, 각 펄스 위치/크기 조합은 L개의 다른 위치를 정의하며 조합의 각각의 위치 p=1,2,......L에 할당된 제로-크기의 펄스들과 비제로-크기의 펄스들로 이루어지고, 각각의 비제로-크기의 펄스는 q개의 가능한 크기중에서 적어도 하나를 가정한다. 상기 한 검색을 하는 장치는, 코드북으로부터 음신호에 관련된 펄스 크기/위치 조합의 서브세트를 미리 선택하기 위한 수단과, 상기 음신호를 엔코딩하는 경우에 오로지 펄스 크기/위치 조합의 서브세트만을 검색하기 위한 수단을 포함하여 이루어지며, 동작시에 상기 코드북의 펄스 크기/위치 조합의 서브세트만이 검색됨에 따라 검색의 복잡성이 감소된다.
상기한 전-선택 수단은 음신호와 관련하여 각각의 위치 p=1,2,......L에 q개의 가능한 크기로부터 유효한 크기를 전-할당하는 함수 Sp를 전-설정하는 수단을 포함하고, 상기한 검색수단은 상기 전-설정된 함수를 참조한 비제로-크기 펄스를 갖는 상기한 코드북의 펄스 크기/위치 조합만을 검색하도록 제한하는 수단을 포함하여 이루어진다.
이 발명의 바람직한 실시예에 따르면 상기한 함수 Sp에 의하여, 상기한 음성신호와 관련하여, 각각의 위치 p에 대해 q개의 가능한 크기중에서 하나가 유효 크기로서 전-할당되어지고, 상기한 전-설정 함수는 펄스 크기/위치 조합의 비 제로-크기 펄스가 각각 상기한 비제로-크기 펄스의 위치 p에 전-할당되어 있는 크기 Sp와 동일한 크기를 가질 때 만족되어진다.
바람직하게는, 각각의 위치 p에 대해 q개의 가능한 크기중에서 하나를 전-할당하는 과정은,
백워드 필터링된 목표신호 D와 피치 제거된 레지듀얼 신호 R'를 생성하기 위하여 음신호를 처리하는 단계와,
상기한 백워드 필터링된 목표신호 D와 피치 제거된 레지듀얼 신호R'에 대응하여 크기 추정 벡터 B를 계산하는 단계와,
상기한 위치p를 위해 선택된 크기를 얻기 위하여 상기한 벡터 B의 크기 추정갑 Bp를 상기한 위치 p의 각각에 대하여 양자화시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기한 크기 추정 벡터 B의 계산은,
다음과 같이 정규화된 형태의 백워드 필터링된 목표신호 D와,
Figure pct00001
다음과 같이 정규화된 형태의 피치 제거된 레지듀얼 벡터 R'를
Figure pct00002
서로 가산하여줌으로써 다음과 같은 형태의 크기 추정 벡터 B를
Figure pct00003
얻는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기한 β는 바람직하게는 0과 1사이에 위치하는 값을 갖는 고정 상수이다.
본 발명의 다른 실시예에 다음과 같은 수식을 사용하여 상기한 벡터 B의 피크-정규화된 크기 추정값 Bp에 대하여 양자화가 이루어진다.
Figure pct00004
여기에서, 상기한 분모항은 분모항은 비제로- 크기 펄스의 피크 크기를 나타내는 정규화 팩터이다.
상기한 펄스조합의 각각의 N개의 비제로-크기 펄스를 포함하여 이루어지며, 상기한 비제로-크기 펄스의 위치 p는 바람직하게는 적어도 하나의 N-인터리브된 단일-펄스 순열코드에 따라 제한된다.
상기한 코드북의 검색은 바람직하게는 다음과 같은 관계식에 따라 N-다중 루프를 이용하여 계산된 분모항 αk2갖는 비율식을 최대화시키는 과정을 포함한다.
Figure pct00005
여기에서, 각각의 루프를 위한 계산은 N-다중 루프의 최외측 루프로부터 최내측 루프까지 분리된 라인의 형태로 표시되며, 상기한 pn은 조합의 n번째 비제로-크기 펄스의 위치이고, 상기한 U'(px, py)는 위치 p가운데서 위치 px에 전-할당된 크기 Spx와. 위치 p가운데서 위치 py에 전-할당된 크기 Spy에 종속되어 있는 함수이다. 상기한 계산에서 다음과 같은 부등식이 성립되는 경우에 적어도 N-다중 루프의 최내측의 루프가 생략될 수 있다.
Figure pct00006
여기에서, Spn은 위치 pn에 전-할당되어 있는 크기이고, Dpn은 목표벡터 D의 pn번째 요소이고, TD는 백워드 필터링된 목표벡터 D와 관련된 문턱치이다.
본 발명의 목적과 이점과 다른 특성들이, 첨부된 도면에 부호와 함께 기재되어 있는 예를 통하여, 다음의 바람직한 실시예에 대한 비제한적인 설명과 함께 더욱 명확해질 것이다.
이 발명은 음신호를 디지탈적으로 인코딩하기위한 개선된 기술에 관한 것으로서, 특히 음성신호만이 아니라 상기 음신호를 전송하고 합성하기 위한 것이다.
첨부된 도면에서,
도 1은 본 발명에 따른 크기 선택기와 최적화 제어기를 포함하여 이루어지는 음신호 엔코딩 장치의 개략적인 블록 다이어그램이고,
도 2는 도 1의 엔코딩 장치와 관련된 디코딩 장치의 개략적인 블록 다이어그램이고,
도 3a는 본 발명에 따른 신호- 선택된 펄스크기의 기초한 빠른 코드북 검색을 위한 기본 동작 흐름도이고,
도 3b는 펄스 크기/ 위치 조합의 각각의 위치 p에 대하여 q 개의 크기중에서 하나를 전-할당하기 위한 동작 흐름도이고,
도 3c는 분자항DAkT에 제공되는 처음의 N-1펄스가 불충분한 경우마다 최내측 루프가 생략되는 N-다중루프 검색과 관련된 동작 흐름도이고,
도 4는 코드북 검색에서 사용되는 N-다중 루프의 개략적인 표현을 나타낸 도면이고,
도 5는 전형적인 셀룰러 통신 시스템의 구성을 보여주는 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 5는 전형적인 셀룰러 통신 시스템(1)의 구성도를 보여주고 있다.
이 명세서에서는 셀룰러 통신 시스템에 관한 이 발명에 따른 검색 실행방법 및 장치의 적용이 비한정적인 예로서 설명되기는 하지만, 이러한 방법 및 장치가 음신호, 엔코딩을 필요로 하는 많은 다른 형태의 통신 시스템에서 동일한 효과를 가지고 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
셀룰러 통신시스템(1)에서, 텔레통신 서비스는 수많은 작은 셀들로 나뉘어져 있는 광범위한 지역에 걸처셔 제공된다. 각각의 셀은 무선신호 채널과 오디오 및 데이터 채널을 제공하기 위한 셀룰러 기지국(2)을 갖는다.
상기한 무선신호 채널은 셀룰러 기지국(2)의 관리영역(셀)내에서 페이지 이동용 무선 전화기(이동 송수신기 유니트)(3)에 의해 이용되고, 상기한 셀룰러 기지국(2)이 속해 있는 셀의 내부 또는 외부에 있는 다른 무선 전화기나 공중 전화망(Public Switched Telephone Network, PSTN)과 같은 다른 네트워크를 호출하기 위하여 이용된다.
무선 전화기(3)의 호출이 성공적으로 이루어지게 되면, 무선 전화기(3)가 위치하고 있는 셀에 대응되는 셀룰러 기지국(2)과 함께 오디오 및 데이터 채널이 제공된다. 그리고, 셀룰러 기지국(2)과 함께 오디오 및 데이터 채널이 제공된다. 그리고 셀룰러 기지국(2)과 무선 전화기(3)의 사이에 오디오 및 데이터 채널을 통하여 통신이 이루어지게 된다. 상기한 무선 전화기(3)는 호출이 진행되고 있는 동안에 신호 채널을 통하여 제어 또는 타이밍 정보를 또한 수신할 수가 있다.
만약 무선 전화기(3)가 호출이 이루어지고 있는 동안에 셀을 떠나서 다른 셀로 들어가게 되면, 상기한 무선 전화기(3)는 새로운 셀에서 사용가능한 오디오 및 데이터 채널로 호출이 건네지도록 한다. 이와 비슷하게, 만약 아무런 호출이 진행되고 있지 않게 되면, 새로운 셀과 관련된 셀룰러 기지국(2)에 무선 전화기(3)등록될 수 있을 정도로 신호 채널을 통해 제어 메시지가 전송된다. 이러한 방법으로 광범위한 지역에 이동 통신이 가능하게 된다.
상기 셀룰러 통신 시스템(1)은, 셀룰러 기지국(2)과 공중 전화망(4)과의 사이의 통신, 예를 들면 무선 전화기(3)와 공중 전화망(4), 또는 제 1셀의 무선 전화기(3)와 제 2셀의 무선 전화기(3)사이의 통신을 제어하기 위한 제어 터미널(5)을 더 포함하여 이루어진다.
물론 하나의 셀에 속해 있는 각각의 무선 전화기(3)와 상기한 셀의 셀룰러 기지국(2)과의 사이에 통신이 이루어지도록 하기 위해서는 양방향 무선통신 서브-시스템이 필요하다. 상기한 양방향 무선통신 서브-시스템은 일반적으로, 무선 전화기(3)와 셀룰러 기지국(2) 모두에 있어서, 음성 신호를 엔코딩하고 엔코딩된 음성 신호를 안테나(6,7)를 통하여 송신하는 송신기와, 안테나(6,7)를 통하여 송신된 엔코딩된 음성신호를 수신하고 이와 같이 수신된 엔코딩된 음성신호를 디코딩 하기 위한 수신기로 이루어진다. 당업계에서 잘 알려져 있는 바와 같이 음성, 엔코딩은, 양방향 무선통신 시스템 예를 들면 무선 전화기(3)와 셀룰러 기지국(2)을 건너서 음성을 송신하는데 필요한 대역폭을 줄이기 위해서 필요하다.
본 발명의 목적은, 우수한 질과 전송속도를 갖도록 절충시킨 효율적인 음성 엔코딩 기술, 예를 들면 오디오 또는 채널을 통하여 셀룰러 기지국(2)과 무선 전화기(3)의 사이의 음성신호의 양방향 전송기술을 제공하기 위한 것이다. 도 1은 이러한 효율적인 기술을 실행하기에 적합한 디지탈 음성 엔코딩 장치의 블록 다이어그램이다.
도 1의 음성 엔코딩 장치는, 본 발명에 따라 진폭 선택기(112)가 부가되어 있는 미국 모특허출원번호 07/927,528의 제 1도에 도시되어 있는 엔코딩 장치와 동일하다. 미국-모특허출원번호 07/927,528은 "대수 코드에 기초한 효율적인 음성 코등을 위한 다이내믹 코드북"이라는 명칭으로 1992년 9월 10일에 출원되었다.
애널로그 음성신호는 샘플링되어 블록 처리된다. 본 발명은 음성신호의 적용에만 한정되지 않음을 밝혀 둔다. 다른 형태의 음성신호 엔코딩도 또한 고려될 수 있다.
도 1에 도시되어 있는 예에서, 입력 샘플 음성신호 블록(S)은 L개의 연속 샘플로 이루어진다. 코드여기 선형 예측 문헌에서 L은 "서브 프레임"의 길이로서 사용되는데, 일반적으로 20과 80의 사이의 값을 갖는다. 또한, L개의 샘플의 블록은 L-디멘젼 벡터로서 불리운다. 엔코딩 절차가 진행되는 과정에서 가변 L-디멘젼 벡터가 생성된다. 도 1 및 도 2에서 보여지는 상기한 벡터의 리스트가 전송 패러미터의 리스트와 함께 다음에 주어진다.
메인 L-디멘젼 벡터의 리스트
S 입력 음성신호 벡터;
R' 피치 제거된 나머지 벡터;
X 목표 벡터
D 후방- 필터링된 목표 벡터;
Ak 대수 코드북의 인덱스 k의 코드벡터;
Ck 이노베이션 벡터(필터링된 코드벡터).
전송 패러미터의 리스트
k 코드벡터 인덱스(대수 코드북의 입력);
g 이득;
STP 단기 예측 패러미터(A(z)를 정의하는);
LTP 장기 예측 패러미터(피치 이득 b 및 피치 지연 T를 정의하는).
1.디코딩 원리
우선, 디지탈 입력(디멀티플렉서(205)의 입력)과 출력 샘플 음성신호(합성 필터(204)의 출력)의 사이에서 수행되는 가변 스텝을 설명하기 위한 도 2의 음성 신호 디코딩 장치에 대하여 설명하기로 한다.
디멀티플렉서(205)의 디지탈 입력채널로부터 수신된 2진 정보로부터 4개의 서로 다른 패러미터, 즉 인덱스(k), 이득(g), 단기 예측 패러미터(STP), 장기 예측패러미터(LTP)를 추출한다. 음성 신호의 현재의 L-디멘젼 벡터(S)는 다음의 설명에서와 같이 상기한 4개의 패러미터를 기초로 하여 합성된다.
도 2의 음성신호 디코딩 장치는, 대수코드 발생기(201) 및 적응형 전필터(202)로 구성된 다이내믹 코드북(28)과, 증폭과 (206)와, 가산기(207)와, 장기 예측기(203)와, 합성 필터(204)를 포함하여 이루어진다.
첫 번째 단계에서, 대수코드 발생기(201)는 인덱스(k)에 대응하는 코드벡터(Ak)를 생성한다.
두 번째 단계에서, 코드벡터(Ak)는 적응형 전필터(202)에서 출력 이노베이션 벡터(Ck)를 생성하기 위하여 단기 에측 패러미터(STP) 및/또는 장기 예측 패러미터(LTP)와 함께 처리된다. 상기 적응형 전필터(202)의 목적은, 음성신호의 질을 높이기 위하여 즉 사람의 귀를 괴롭히는 주파수에 의해서 발생된 가청신호 왜곡을 줄이기 위하여 출력 이노베이션 벡터(Ck)의 주파수 크기를 능동적으로 제어하기 위한 것이다. 적응형 전필터(202)의 일반적인 전달함수 F(z)는 다음과 같다.
Figure pct00007
Fa(z)는 0<Y1<Y2<1 의 상수를 갖는 포먼트 전필터이다. 상기한 필터는 포먼트 영역을 증가시키고, 특별히 5kbit/s 이하의 코딩 속도에서 매우 효과적으로 동작한다.
Fb(z)는 피치 전필터로서, T는 시간변화 피치 지연이고, bo는 현재 또는 이전 서브프레임의 양자화된 장기 피치 예측 패러미터와 동등한 값을 갖거나 상수이다.
Fb(z)는 모든 코딩 속도에서 피치 조화 주파수를 증가시키는데 매우 효율적이다. 그러므로, F(z)는 일반적으로 가끔 포먼트 전필터와 결합된 피치 전필터를 포함한다. 즉,
Figure pct00008
코드여기선형예측 기술에 따라, 출력 샘플 음성 신호(S)는 증폭기(206)를 통하여 이득(g)에 의해 코드북(208)으로부터의 이노베이션 벡터(Ck)를 스케일링 함으로써 얻어진다. 다음에, 가산기(207)는 장기 예측 패러미터(LTP)가 공급되면서 피드백 루프를 형성하고 있으며 다음과 같은 전달함수 B(z)를 가지고 있는 장기 예측기(203)의 출력(합성 필터(204)의 신호 여기의 장기 예측 지수) (E)에다가 스케일된 파형(gCk)을 더한다.
Figure pct00009
여기에서, b 와 T는 각각 위에서 정의된 피치 이득과 피치 지연이다.
상기한 장기 예측기(203)는, 음성신호의 피치 주기성을 모델링하기 위하여 최종적으로 수신된 장기예측 패러미터(LTP)인 b와 T에 따르는 전달함수를 갖는 필터이다. 상기 장기 예측기(203)는 샘플의 적절한 피치이득(G)과 피치지연(T)을 도입한다. E와 gCk의 합성신호는 1/A(z)의 전달함수를 가지고 있는 합성 필터(204)의신호 여기를 구성한다. A(z)에 대해서는 후술한다. 상기한 합성 필터(204)는 최종적으로 수신된 단기예측 패러미터(STP)에 따라 정확한 스펙트럼이 형성되도록 한다. 더욱 자세하게 말하면, 상기한 합성 필터(204)는 음성신호의 공명 주파수(포먼트)를 모델링한다. 출력단(S')은 당업계에서 잘 알려져 있는 기술에 따라 적절한 반얼라이어싱 필터링과 함께 애널로그 신호로 변환될 수 있는 합성된 샘플 음성신호이다.
대수코드 발생기(201)를 설계하기 위한 방법은 여러 가지가 있다. 미국특허 출원번호 07.927,528에 기재되어 있는 유용한 방법은, 적어도 하나의 N-인터리브드단일-펄스 순열코드를 사용한다.
이러한 개념은 단순한 대수코드 발생기(201)에 의해 설명될 수 있다. 이러한 경우에, L-40 그리고 40-디멘젼 코드벡터의 세트는 Sp1,Sp2,Sp3,Sp4,Sp5라 불리우는 단지 N=5 비제로 진폭크기 펄스를 포함하고 있다. 상기한 좀더 구체적인 기호표기법에서, pi는 서브프레임에서 O 번째 펄스의 위치를 나타낸다. 따라서, pi는 0부터 L-1까지 변화되는 값을 갖는다. 펄스 Sp1이 다음과 같이 8가지의 가능한 위치 제한된다고 가정해보자.
Figure pct00010
제 1트랙으로 불리우는 상기한 8가지의 위치내에서, Sp1과 7개의 제로-크기 펄스는 자유롭게 배열될 수 있다. 이것이 "단일-펄스 순열코드"이다. 비슷한 방법으로 나머지 펄스들의 위치들도 또한 제한시킴으로써 다섯 개의 "단일 펄스 순열코드"즉 제 1트랙 내지 제 5트랙을 인터리브시킨다.
Figure pct00011
정수 mi=0,1......7은 각각의 펄스 Spi의 위치 pi를 정의한다. 따라서 간단한 위치 인덱스 kp는 다음과 같은 관계식을 사용하는 mi의 간단한 멀티플렉싱을 통하여 유추할 수가 있다.
Figure pct00012
상기한 펄스 트랙을 사용하여 다른 코드북들도 유추될수 있음을 강조하여 두는 바이다. 예를들면, 단지 4개의 펄스만이 사용될수 있는데, 처음 3개의 펄스는 처음 3개의 트랙에서 위치를 각각 점유하고 있으며 어떤 특정한 트랙을 지정하기 위한 하나의 비트로서 네 번째 펄스는 네 번째 또는 다섯 번째 트랙을 점유하고 있다. 이러한 설계는 13비트 위치 코드북을 생성시킨다.
종래의 기술에서 비제로-크기 펄스는 코드벡터 검색의 복잡성 때문에 실제로는 고정된 크기를 갖게 된다. 실제로 만약 펄스 Sp1이 가능한 크기중의 하나라고 가정한다면, qN개의 펄스- 크기 조합이 검색에서 고려될 수 있다. 예를 들면, 만약 첫 번째 예에서의 5개의 펄스가 고정된 크기대신에 q=4가능한 크기중에서 하나를취하도록 허락된다면, 예를 들어 Sp1=+1,-1,+2,-2이면 대수 코드북 사이즈는 15비트에서 25비트(15+(5×2))로 점프하게 된다. 즉 검색이 1000배나 더 복잡해 진다.
본 발명의 목적은, 큰 비용을 들이지 않고서도 q-크기 펄스와 함께 매우 양질의 성능이 달성될 수 있도록 하기 위한 것이다. 이를 위하여 본 발명은, 한정된 코드벡터의 서브세트로 검색이 제한되도록 한다. 상기한 코드벡터를 선택하는 방법은 다음의 설명에서 기술되는 바와 같이 입력 음성신호와 관련되어 있다.
본 발명의 실제적인 잇점은, 코드벡터 검색의 복잡성을 증가시키지 않고 다른 가능한 크기를 가정하기 위한 각가의 펄스를 허용함으로써 다이내믹 대수 코드북(208)의 크기를 증가시키도록 하는데 있다.
2.엔코딩 원리
샘플링된 음성신호(S)는 102번에서부터 112번까지 부호가 부여되어 있는 11개의 모듈들로 이루어진 도 1의 엔코딩 시스템에 의한 블록을 기초로 하여 블록으로 엔코딩된다. 상기한 모듈들 대부분의 기능 및 동작은 미국특허 출원번호 07/927,528호에서의 설명과 동일하다. 그러므로, 다음의 설명에서 각각의 모듈의 기능 및 동작이 최소한으로 간략하게 설명될 것이며, 특히 미국특허출원번호 07/927.528호에서의 설명과 비교하여 새로운 부분에 대하여 중점적으로 설명하고자 한다.
음성신호의 L개의 샘플의 각각의 블록에 대해, 단기예측(STP) 패러미터라 불리우는 한세트의 선형예측코딩(Linear Predictive Coding, LPC) 패러미터가 LPC 스펙트럼 분석기(102)를 거치면서 종래의 기술에 의해 생성되어진다. 좀더 구체적으로 표현하면, LPC 스펙트럼 분석기(102)가 L개의 샘플의 각각의 블록(S)의 스펙트럼 특성을 모델링한다.
L개의 샘플의 입력 블록(S)은 단기예측(STP) 패러미터의 현재의 값에 기초하여 다음과 같은 전달함수를 갖는 백색 필터(103)에 의해 백색화 처리된다.
Figure pct00013
여기에서, a0=1 이고, z는 소위 2변환의 일반 변수이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 백색 필터(103)는 레지듀얼 벡터(resedual vector)(R)를 생성한다.
피치 추출기(104)는 LTP 패러미터, 즉 피치 지연 T와 피치 이득 g를 계산하고 양자화시키는데 사용된다. 또한, 상기한 피치 추출기(104)의 초기상태는 초기상태 추출기(110)의 출력값(FS)으로 세팅된다. LTP패러미터의 계산 및 양자화의 상세과정은 미국특허출원번호 07/927,528호에 설명되어 있으며, 당업계의 통상의 지식을 가진자에게 널리 공지되어 있다. 따라서, 본 발명에서는 이에 대한 상세한 설명은 피하기로 한다.
도 1의 필터 응답 특성기(105)에는, 다음의 단계에서 사용하기 위한 필터 응답 특성 FRC를 계산하기 위하여 STP패러미터 및 LTP패러미터가 공급된다.
상기한 FRC정보는 다음과 같은 3개의 구성요소로 이루어진다. 이때 n=1,2....L값을 갖는다.
· f(n): F(z)의 응답
일반적으로 F(z)은 피치 전필터를 포함한다.
Figure pct00014
여기에서, Y는 인지 팩터이다. 더욱 구체적으로는, h(n)은 전필터 F(z)와 인지 웨이팅 필터 W(z)와 합성 필터1/A(z)의 직렬종속인 F(z)W(z)/A(z)의 임펄스 응답이다. 상기한 F(z)과 1/A(z)은 도 2의 디코더에서 사용되는 동일한 필터이다.
· U(i,j):다음의 수식에 따른 h(n)의 자동 상관관계
Figure pct00015
여기에서, 1≤i≤L이고, i≤j≤L이고, n<1일 때 h(n)=0이다.
장기 예측기(106)에는 적당한 피치지연 T와 피치 이득 b를 사용하는 새로운 E성분을 형성하기 위해서 과거의 여기신호 즉, 이전 서브프레임의 E+gCk 신호가 공급된다.
인지 필터(107)의 초기 상태는 초기상태 추출기 (110)로부터 공급되는 값 FS로 설정된다. 다음에, 도 1의 감산기(121)에 의해 계산된, 피치 제거된 나머지 벡터(R'=R-E)가 후단의 필터 출력에서 목표벡터 X를 얻기 위하여 인지 벡터(107)로 공급된다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, STP 패러미터가 상기한 패러미터와 관련된 전달함수를 가변시키기 위하여 인지 필터(107)로 공급된다. 기본적으로, 목포 벡터는 X=R'-P인데 여기에서 P는 과거의 여기로부터 "링잉"을 포함하는 장기 예측(LTP)의 컨트리뷰션(contribution)을 나타낸다. △ 에 적응되는 MSE기준은 다음의 매트릭스 표시법에서 설명될 수 있다.
Figure pct00016
여기에서, H는 다음과 같이 h(n)응답으로부터 형성된 LxL 하위- 삼각 토에플리츠(Toeplitz) 매트릭스이다. h(n)은 매트릭스 대각선을 차지하고, h(1),h(2),......h(h-1)은 각각 하위 대각선을 차지한다.
백워드 필터링 단계는 도 1의 백워드 도 1의 필터(108)에 의해 수행된다. 0으로 설정하면, 상기한 수식의 이득g에 관한 도함수는 다음과 같이 최적의 이득을 제공한다.
Figure pct00017
상기한 g의 값에 대하여, 최소화는 다음과 같이 이루어진다.
Figure pct00018
목적은 최소화가 이루어질 수 있는 특정의 인덱스 k를 찾기 위한 것이다.
∥X ∥2은 고정된 양이기 때문에, 다음의 양을 최대화시킴으로써 동일한 인덱스를 구할 수가 있다.
Figure pct00019
여기에서, D=(XH)이고, αK2= ∥AKHT∥2이다.
백워드 필터(108)에서 백워드 필터링된 목표벡터 D=(XH)가 계산된다. 이 동작과정에서 "백워드 필터링"이라는 용어는 시간-반전된 X의 필터링으로서(XH)의 해석으로부터 유래된다.
상기한 미국특허출원번호 07/927,528호의 도 1의 구성에서, 단지 크기 선택기(112)만이 추가로 부가된다. 상기한 크기 선택기(112)의 기능은, 코드벡터 검색의 복잡성을 줄이기 위하여 최적화 제어기(109)에 의해 검색되는 코드벡터(Ak)가 가장 유망한 코드벡터(Ak)로 제한되도록 하기 위한 것이다. 이전의 설명에서 기술한 바 있듯이, 각각의 코드벡터(Ak)는 L개의 다른 위치 p를 정의하고, 조합의 각각의 위치 p=1,2.....L에 할당된 제로-크기 펄스와 비제로-크기 펄스로 구성되는 펄스 크기/위치 조합파형으로서, 각각의 비제로-크기 펄스는 q개의 다른 가능한 크기중에서 적어도 하나를 취한다.
도 3a, 도 3b, 도 3c를 참조하면, 크기 선택기(112)의 목적은 코드벡터 파형의 위치p와 펄스 크기의 q개의 가능한 값의 사이에서 함수 Sp를 미리 설정하기 위한 것이다. 이와 같이 미리 설정된 함수 Sp는 코드북의 검색이 이루어지기 이전에 음성신호와 관련되어 유추되어진다. 좀더 구체적으로는, 미리 설정되는 상기한 함수는, 음성신호와 관련하여 q개의 가능한 크기중에서 적어도 하나를 파형의 각각의 위치 p에 전-할당하는 방법으로 이루어진다(도 3a의 301스텝 참조).
q개의 크기중에서 하나의 파형의 각각의 위치 p에 미리 할당하기 위하여, 크기 추정벡터 B는 백워드 필터링된 목표벡터D 와 피치 제거된 레지듀얼 벡터R'에 대응하여 계산되어진다. 좀더 구체적으로는, 크기 추정 벡터 B는 다음과 같이 정규화된 형태의 백워드 필터링된 목표벡터 D와,
Figure pct00020
다음과 같이 정규화된 형태의 피치 제거된 레지듀얼 벡터R'를
Figure pct00021
서로 가산하여줌으로써 계산이 이루어지며, 다음과 같은 형태의 크기추정 벡터B를
Figure pct00022
얻을 수가 있게 된다.
여기에서, β는 1/2의 특정한 값을 갖는 고정 상수이다. (β의 값은 대수코드에서 사용되는 비제로-크기의 퍼센트에 따라 0과 1사이의 값중에서 선택된다)
파형의 각각의 위치p에서, 상기 위치p에 대해 전-설정되어 있는 크기 sp는 대응하는 벡터 B의 크기 추정값 Bp를 양자화시킴으로써 얻어진다. 좀더 구체적으로는, 파형의 각각의 위치 p에서, 벡터 B의 피크-정규화된 크기 추정값 Bp는 다음과같은 수식을 사용하여 양자화된다.(도 3b의 301-2 서브스텝)
Figure pct00023
여기에서, Q(.)는 양자화 함수이고, max ｜Bn｜는 비제로-크기 펄스의 피크크기를 나타내는 정규화팩터이다.
중요한 예로서 다음과 같은 특정한 경우에,
-q=2,펄스 크기가 단지 2개의 값(즉,Sp1=±1)로 설정되고,
-비제로-크기 펄스 밀도 M/L가 15%이거나 그 이하이면,
β의 값은 제로가 된다. 그리고, 크기 추정 벡터 B는 단순하게 백워드 필터링된 목표 벡터 D로 줄어들게 되고, 따라서, Sp=sign(Dp)가 된다.
최적화 제어기(109)의 목적은 대수 코드북으로부터 가장 적절한 코드벡터 Ak를 선택하기 위한 것이다. 선택기준은, 다음과 같이 모든 코드벡터에 걸쳐서 최대화된 그리고 각각의 코드벡터에 대하여 계산된 유리식의 형태로 주어진다. (303스텝)
Figure pct00024
Figure pct00025
Ak는 각각 크기가 Spi인 N개의 비제로-크기 펄스를 갖는 대수 코드벡터이기때문에, 분자는 다음과 같은 수식의 제곱이 된다.
Figure pct00026
그리고, 분모는 다음과 같은 에너지 항으로서 표현된다.
Figure pct00027
여기에서, U(pi,pj)는 하나는 위치 pi에 있고 다른 하나는 위치 pj에 있는 2개의 단위-크기 펄스와 관련이 있는 상관관계 함수이다. 이 필터 응답특성기(105)에서 상기한 수식에 따라 계산된다. 그리고 도 1의 블록 다이어그램 도시되어 있는 패러미터 세트(FRC)에 포함되어진다.
상기한 분모를 빠르게 계산하는 방법은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 N-다중 루프를 포함하는 것인데, 간략화된 표기법으로서 각각의 양으로서 "Spi"와 "Spi Spj"를 대신하여 S(i)와 S(i,j)가 사용된다. 분모 αK2의 계산은 가장 시간이 많이 걸리는 과정이다. 도 4의 각 루프에서 실행되는 αK2에 관련된 계산은 다음과 같이 최외측 루프에서부터 최내측 루프까지 분리된 라인으로 표시될 수 있다.
Figure pct00028
Figure pct00029
여기에서 pi는 비제로-크기 펄스의 i번째 위치이다. 도 4의 N-다중 루프는 N 인터리브된 단일-펄스 순열코드에 따라 코드벡터 Ak의 비제로- 크기 펄스를 구속하도록 한다.
본 발명에서, 도 3a의 301스텝에서 전-설정된 함수와 관련된 비제로-크기 펄스의 코드벡터에서 검색되는 코드벡터 Ak의 서브세트를 한정함으로써 검색 복잡성이 현저하게 감소된다. 이와 같이 미리 설정된 함수는, 코드벡터 Ak의 비제로-크기 펄스가 각각 비제로-크기 펄스의 위치 p에 전-할당되어 있는 크기와 동일한 크기를 가질 때 만족되어진다.
상기한 코드벡터 서브세트의 한정은, 첫 번째 전-설정된 함수 Sp를 매트릭스 U(i,j)의 엔트리와 결합시키고(302스텝), 그리고 나서 고정된 양의 값의 단일 크기의 모든 펄스와 함께 도 4의 n-다중 루프를 사용함으로써(303스텝) 수행된다. 이에 따라. 비록 비제로 펄스의 크기가 대수 코드북에서 q개의 가능한 값중에서 어느 하나를 취한다고 하더라도, 검색의 복잡성이 고정된 펄스 크기의 경우로 감소된다. 좀더 정확하게는, 필터 응답 특성기(105)에 의해서 공급되는 매트릭스 U(i,j)는 다음과 같은 관계식에 따라 전-설정된 함수와 결합되어진다.(302스텝)
Figure pct00030
여기에서, Si는 크기 선택기(112)의 선택방법으로부터 얻어지는데, 즉 Si는 대응하는 크기 추정값을 양자화시키는 과정에서 다음과 같이 개별적인 위치 1 를 위해 선택된 크기를 갖는다.
새로운 매트릭스에서, 신속한 알고리즘의 각각의 루프를 위한 계산은 다음과 같이 최외측으로부터 최내측까지 분리된 라인의 형태로 표시될 수 있다.
Figure pct00031
여기에서, px는 파형의 x번째 비제로- 크기 펄스의 위치이고, U'(px,py)는 위치 p가운데서 위치 px에 전-할당된 크기 Spx와, 위치 p가운데서 위치 py에 전-할당된 크기 Spy에 종속되어 있는 함수이다.
검색 복잡성을 더욱 감소시키기 위하여, 다음과 같은 부등식이 성립되는 경우 특별히 최내측의 루프를, 항상 해당되는 것은 아니지만, 생략할 수도 있다. (도 3c참조)
Figure pct00032
여기에서, Spn은 위치 pn에 전-할당되어 있는 크기이고, Dpn은 목표벡터 D의Pn 번째 요소이고, TD는 백워드 필터링된 목표벡터 D와 관련된 문턱치이다.
글로벌 신호 여기 신호 E+gCk는 가산기(120)에 의해서 최적화 제어기(109)로부터의 신호 gCk와 장기 예측기 (106)로부터의 출력 E로부터 계산되어진다. STP패러미터와 관련되어 변화하는 전달함수 1/A(zY-1)를 갖는 인지 필터로 구성되는 초기상태 추출기(110)는, 인지 필터(107)와 피치 추출기(104)에서 초기 상태로 사용하기 위한 최종필터 상태 FS를 얻기 위하여 레지듀얼 신호(R)로부터 신호 여기 신호 (E+gCk)를 뺀다.
4개의 패러미터(k, g, LTP, STP)의 세트는 음성신호 샘플블럭(S)을 엔코딩하기위한 절차를 완성하는 멀티플렉서(111)에 의해 적절한 디지탈 채널 포맷으로 변화된다.
이상에서와 같이, 바람직한 실시예와 관련된 참조부호를 이용하면서 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 청구범위내에서 상기한 실시예는 변형이 가능하다.

Claims (54)

  1. 음신호의 엔코딩을 하기 위한 코드북에서 검색을 하는 방법에 있어서, 음신호의 엔코딩 중에 엔코딩 관련 신호는 상기 음신호로부터 추출되고, 상기 코드북은 펄스의 크기 및 위치 조합(Ak)으로 이루어지며, 각각의 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)은 L개의 다른 위치(p)를 정의하고 조합의 각각의 위치 p=1,2,.....L에 할당된 제로-크기의 펄스들과 비제로-크기의 펄스들로 이루어지며, 각각의 비제로-크기의 펄스는 q개의 가능한 크기 중에서 하나를 취하는 상기 코드북 검색방법은
    각 트랙의 펄스 위치가 다른 트랙의 펄스 위치와 인터리브되는 구조에서, 상기 코드북의 조합의 비제로-크기 펄스의 위치를 한 세트의 펄스 위치 트랙에 일치하도록 제한하는 단계;
    엔코딩-관련 음신호의 일부와 관련되는 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합을 코드북으로부터 전-선택하는 단계로서, 여기서 전-선택 단계는 상기 엔코딩-관련 신호의 상기 일부와 관련하여 상기 q개의 가능한 크기 중에서 유효한 크기를 상기 위치 p=1, 2,....L에 미리 할당하는 크기 및 위치 함수(Sp)를 전-설정하는 단계를 포함하며; 그리고
    음신호 엔코딩에서 상기 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합만을 검색하여 검색의 복잡성을 감소시키는 단계를 포함하여,
    상기 전-설정된 함수(Sp)를 만족하는 비제로-크기 펄스를 갖는 코드북의 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합만을 검색하는 것을 특징으로 하는 코드북 검색방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 함수 전-설정 단계는
    전-설정 함수(Sp)에 의해, 각각의 위치 p에 대한 유효한 크기로서 q개의 가능한 크기 중에서 하나를 전-할당하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 전-설정 함수(Sp)는 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 비제로-크기 펄스가 상기 전-설정 함수(Sp)에 의해 각각 상기 비제로-크기 펄스의 위치 p에 미리 할당되어 있는 크기와 동일한 크기를 가질 때 만족되는 것을 특징으로 하는 코드북 검색방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 음신호의 엔코딩 중에 상기 음신호로부터 추출된 상기 엔코딩-관련 신호의 일부는 백워드-필터된 타겟신호(D)와 피치-제거된 레지듀얼신호(R')를 포함하고, 상기 q개의 가능한 크기를 각 위치(p)에 미리 할당하는 단계는,
    백워드-필터된 타겟신호(D) 및 피치-제거된 레지듀얼신호(R')에 응답하여 크기 추정 벡터(B)를 계산하는 단계; 및
    상기 위치(p) 각각에 대해, 상기 위치(p)를 위해 선택될 크기를 얻기 위하여 상기 벡터(B)의 크기 추정(Bp)을 양자화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코드북 검색방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 크기 추정 벡터 B를 계산하는 단계는,
    다음과 같이 정규화된 형태의 백워드 필터링된 목표신호 D와,
    Figure pct00033
    다음과 같이 정규화된 형태의 피치 제거된 레지듀얼 벡터 R'를
    Figure pct00034
    서로 가산하여줌으로써 다음과 같은 형태의 크기추정 벡터 B를
    Figure pct00035
    얻는 단계를 포함하며, 여기서 β 는 고정상수인 것을 특징으로 하는 코드북 검색방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 β 는 0 이상 1 미만의 값을 갖는 고정상수인 것을 특징으로 하는 코드북 검색방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 위치 p의 각각에 대하여 양자화시키는 단계는, 다음과 같은 수식을 사용하여 상기 벡터 B의 피크-정규화된 크기 추정값 Bp를 앙자화시키는 단계를 포함
    하는 것을 특징으로 하는 코드북 검색방법.
    Figure pct00036
    여기서, 상기 분모항은 비제로-크기 펄스의 피크 크기를 나타내는 정규화 팩터이다.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 각각은 N개의 비제로-크기 펄스를 포함하여 이루어지며, 상기한 비제로-크기 펄스의 위치 p는 적어도 하나의 N-인터리브된 단일-펄스 순열 코드에 따라 제한되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코드북 검색방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 각각은 N개의 비제로-크기 펄스를 포함하여 이루어지며, 상기한 검색단계는 다음과 같은 관계식에 따라 N-다중 루프를 이용하여 계산된 분모항 ak2를 갖는 비율식을 최대화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코드북 검색방법.
    Figure pct00037
    Figure pct00038
    여기에서 각각의 루프를 위한 계산은 N-다중 루프의 최외측 루프로부터 최내측 루프까지 분리된 라인의 형태로 표시되며, 상기한 pN는 조합의 N번째 비제로-크기 펄스의 위치이고, 상기한 U'(px,py)는 위치 p가운데서 위치 px에 전-할당된 크기 Spx와, 위치 p 가운데서 위치 py에 전-할당된 크기 Spy에 종속되어 있는 함수이다.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기한 비율식을 최대화시키는 단계는, 다음과 같은 부등식이 성립되는 경우에 적어도 N-다중 루프의 최내측의 루프를 생략하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코드북 검색방법.
    Figure pct00039
    여기에서, Spn은 위치 pn에 전-할당되어 있는 크기이고, Dpn은 목표벡터 D의 pn번째 요소이고, TD는 백워드 필터링된 목표벡터 D와 관련된 문턱치이다.
  10. 음신호의 엔코딩을 하기 위한 코드북에서 검색을 하는 장치에 있어서, 음성신호를 엔코딩하는 동안에 엔코딩 관련신호는 상기 음성신호에서 추출되고, 상기한 코드북은 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)으로 이루어지며, 각각의 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)은 L개의 음신호 샘플에 할당된 L개의 다른 위치(p)를 정의하며, 조합의 각각의 위치 p=1,2,....L에 할당된 제로-크기의 펄스들과 비제로-크기의 펄스들로 이루어지고, 각각의 비제로-크기의 펄스는 적어도 가능한 크기의 q중에서 적어도 하나를 취하며, 각 트랙의 펄스위치가 다른 트랙의 펄스 위치와 인터리브되는 구조에서, 한세트 트랙의 펄스위치와 일치하여 상기 조합의 비제로-크기 펄스의 위치를 제한하며,
    상기한 장치는, 음신호에 응답하여 코드북으로부터 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)을 전-선택하기 위한 수단과,
    상기 음신호를 엔코딩하기 위한 최선의 펄스 크기 및 위치 조합으로서 상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)만을 검색하기 위한 수단을 포함하여 이루어지며,
    상기한 전-선택 수단은, 음신호와 관련하여 각각의 위치 p=1,2,.......L에 q개의 가능한 크기로부터 유효한 크기를 전-할당하는 함수(Sp)를 전-설정하는 수단을 포함하고,
    상기한 검색수단은 상기 전-설정된 함수(Sp)를 만족하는 비제로-크기 펄스를 갖는 상기한 코드북의 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)만을 검색하도록 제한하는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코드북 검색장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기한 함수 전-설정 수단은, 전-설정 함수(Sp)에 의해, 각각의 위치 p에 대해 q개의 가능한 크기 중에서 하나를 전-할당하는 수단을 포함하여 이루어지며, 상기한 전-설정 함수(Sp)는 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 비제로-크기 펄스가 각각 상기한 비제로-크기 펄스의 위치 p에 상기 전-설정 함수(Sp)에 의해 전-할당되어 있는 크기와 동일한 크기를 가질 때 만족되는 것을 특징으로 하는 코드북 검색장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기한 각각의 위치 p에 대해 q개의 가능한 크기중에서 하나를 전-할당하기 위한 수단은,
    백워드 필터링된 목표신호 D와 피치 제거된 레지듀얼 신호 R'를 생성하기 위하여 음신호를 처리하는 수단과,
    상기한 백워드 필터링된 목표신호 D와 피치 제거된 레지듀얼 신호R'에 대응하여 크기 추정 벡터 B를 계산하는 수단과,
    상기한 위치 p를 위해 선택된 크기를 얻기 위하여, 상기한 벡터 B의 크기 추정값 Bp를 상기한 위치 p의 각각에 대하여 양자화시키는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코드북 검색장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기한 크기 추정 벡터 B를 계산하기 위한 수단은,
    다음과 같이 정류화된 형태의 백워드 필터링된 목표신호 D와,
    다음과 같이 정규화된 형태의 피치 제거된 레지듀얼 벡터 R'를
    Figure pct00041
    서로 가산하여줌으로써 다음과 같은 형태의 크기 추정 벡터 B를
    Figure pct00042
    얻는 수단을 포함하여 이루어지며, β 는 고정 상수인 것을 특징으로 하는 코드북 검색 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기한 β 는 0 이상 1 미만의 값을 갖는 고정상수인 것을 특징으로 하는 코드북 검색장치.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기한 양자화 수단은, 상기한 위치 p의 각각에 대하여 다음과 같은 수식을 사용하여 상기한 벡터 B의 피크-정규화된 크기 추정값 Bp를 양자화시키는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코드북 검색장치.
    Figure pct00043
    여기에서, 상기한 분모항은 비제로-크기 펄스의 피크 크기를 나타내는 정규화 팩터이다.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 각각은 N개의 비제로-크기 펄스를 포함하여 이루어지며, 상기한 비제로-크기 펄스의 위치 p는 적어도 하나의 N-인터리브된 단일-펄스 순열코드에 따라 제한되도록 하는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코드북 검색장치.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합의 각각은 N개의 비제로-크기 펄스를 포함하여 이루어지며, 상기한 검색 수단은 다음과 같은 관계식에 따라 N-다중 루프를 이용하여 상기한 분모항 ak2를 계산하는 수단과, 상기한 분모항 ak2를 갖는비율식을 최대화시키는 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 코드북 검색장치.
    Figure pct00044
    Figure pct00045
    여기에서 각각의 루프를 위한 계산은 N-다중 루프의 최외측 루프로부터 최내측 루프까지 분리된 라인의 형태로 표시되며, 상기한 pN는 조합의 N번째 비제로-크기 펄스의 위치이고, 상기한 U'(px,py)는 위치 p가운데서 위치 px에 전-할당된 크기 Spx와, 위치 p 가운데서 위치 py에 전-할당된 크기 Spy에 종속되어 있는 함수이다.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기한 분모한 ak2를 계산하기 위한 수단은, 다음과 같은 부등식이 성립되는 경우에 적어도 N-다중 루프의 최내측의 루프를 생략하는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코드북 검색장치.
    Figure pct00046
    여기에서, Spn은 위치 pn에 전-할당되어 있는 크기이고, Dpn은 목표벡터 D의 pn번째 요소이고, TD는 백워드 필터링된 목표벡터 D와 관련된 문턱치이다.
  19. 복수개의 셀로 나뉘어진 광범위한 지역을 서비스하기 위한 셀룰러 통신 시스템에 있어서,
    이동 송수신기 유니트(3)와,
    상기한 각각의 셀에 위치하고 있는 셀룰러 기지국(2)과,
    상기 셀룰러 기지국(2) 사이의 통신을 제어하기 위한 수단(5)과,
    하나의 셀에 위치하고 있는 각각의 이동 송수신기 유니트(3)와 상기 셀의 셀룰러 기지국(2) 사이의 양방향 무선통신 서브-시스템으로 이루어지며,
    상기 이동 유니트(3)와 셀룰러 기지국(2) 사이의 양방향 무선통신 서브-시스템은, 음성 신호를 엔코딩하기 위한 수단과 상기 엔코딩된 음성신호를 송신하기 위한 수단을 포함하는 송신기와, 전송된 엔코딩된 음성신호를 수신하기 위한 수단과 상기 수신된 엔코딩된 음성신호를 디코딩하기 위한 수단을 포함하는 수신기로 이루어지며,
    상기 음성신호 엔코딩 수단은 상기 음성신호에 응답하여 음성신호 엔코딩 파라미터를 생성하는 수단을 포함하여, 여기서 상기 음성신호 엔코딩 파라미터 생성 수단은 음성신호를 엔코딩하기 위하여 코드북을 검색하는 장치로 구성되며, 여기서 코드북 검색장치는
    음성신호를 엔코딩하는 동안에 엔코딩 관련신호는 상기 음성신호에서 추출되고, 상기한 코드북은 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)으로 이루어지며, 각각의 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)은 L개의 음신호 샘플에 할당된 L개의 다른 위치(p)를 정의하며, 조합의 각각의 위치 p=1,2,....L에 할당된 제로-크기의 펄스들과 비제로-크기의 펄스들로 이루어지고, 각각의 비제로-크기의 펄스는 적어도 가능한 크기의 q중에서 적어도 하나를 취하며, 각 트랙의 펄스위치가 다른 트랙의 펄스 위치와 인터리브되는 구조에서, 한세트 트랙의 펄스위치와 일치하여 상기 조합의 비제로-크기 펄스의 위치를 제한하며,
    상기한 장치는, 음신호에 응답하여 코드북으로부터 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)을 전-선택하기 위한 수단과,
    상기 음신호를 엔코딩하기 위한 최선의 펄스 크기 및 위치 조합으로서 상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)만을 검색하기 위한 수단을 포함하여 이루어지며,
    상기한 전-선택 수단은, 음신호와 관련하여 각각의 위치 p=1,2,,.......L에 q개의 가능한 크기로부터 유효한 크기를 전-할당하는 함수(Sp)를 전-설정하는 수단을 포함하고,
    상기한 검색수단은 상기 전-설정된 함수(Sp)를 만족하는 비제로-크기 펄스를갖는 상기한 코드북의 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)만을 검색하도록 제한하는 수단을 포함하여 이루어지는 코드북 검색장치인 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기한 함수 전-설정 수단은, 전-설정 함수(Sp)에 의하여, 각각의 위치 p에 대해 q개의 가능한 크기중에서 하나를 전-할당하는 수단을 포함하여 이루어지며, 상기한 전-설정 함수(Sp)는 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 비제로-크기 펄스가 각각 상기한 비제로-크기 펄스의 위치 p에 상기한 전-설정 함수(Sp)에 의해 전-할당되어 있는 크기와 동일한 크기를 가질 때 만족되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기한 각각의 위치 p에 대해 q 개의 가능한 크기중에서 하나를 전-할당하기 위한 수단은,
    백워드 필터링된 목표신호 D와 피치 제거된 레지듀얼 신호 R'를 생성하기 위하여 음신호를 처리하는 수단과,
    상기한 백워드 필터링된 목표신호 D와 피치 제거된 레지듀얼 신호 R'에 대응하여 크기 추정 벡터 B를 계산하는 수단과,
    상기한 위치 p를 위해 선택된 크기를 얻기 위하여, 상기한 벡터 B의 크기 추정값 Bp를 상기한 위치 p의 각각에 대하여 양자화시키는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기한 크기 추정 벡터 B를 계산하기 위한 수단은,
    다음과 같이 정규화된 형태의 백워드 필터링된 목표신호 D와,
    Figure pct00047
    다음과 같이 정규화된 형태의 피치 제거된 레지듀얼 벡터 R'를
    Figure pct00048
    서로 가산하여줌으로써 다음과 같은 형태의 크기추정 벡터 B를
    Figure pct00049
    얻는 수단을 포함하여 이루어지며, 상기한 β 는 고정 상수인 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기한 β는 0 이상 1 미만의 값을 갖는 고정상수인 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  24. 제 21항에 있어서,
    상기한 양자화 수단은, 상기한 위치 p의 각각에 대하여 다음과 같은 수식을 사용하여 상기한 벡터 B의 피크-정규화된 크기 추정값 Bp를 양자화시키는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
    Figure pct00050
    여기에서, 상기한 분모항은 비제로-크기 펄스의 피크 크기를 나타내는 정규화 펙터이다.
  25. 제 19항에 있어서,
    상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 각각은 N개의 비제로-크기 펄스를 포함하여 이루어지며, 상기한 비제로-크기 펄스의 위치 p는 적어도 하나의 N-인터리브된 단일-펄스 순열코드에 따라 제한되도록 하는 수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  26. 제 19항에 있어서,
    상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 각각은 N개의 비제로-크기 펄스를 포함하여 이루어지며, 상기한 검색 수단은 다음과 같은 관계식에 따라 N-다중 루프를 이용하여 상기한 분모항 ak2를 계산하는 수단과, 상기한 분모항 ak2를 갖는 비율식을 최대화시키는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러통신 시스템.
    Figure pct00051
    여기에서 각각의 루프를 위한 계산은 N-다중 루프의 최외측 루프로부터 최내측 루프까지 분리된 라인의 형태로 표시되며, 상기한 pN는 조합의 N번째 비제로-크기 펄스의 위치이고, 상기한 U'(px,py)는 위치 p가운데서 위치 px에 전-할당된 크기 Spx와, 위치 p 가운데서 위치 py에 전-할당된 크기 Spy에 종속되어 있는 함수이다.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기한 분모항 ak2를 계산하기 위한 수단은, 다음과 같은 부등식이 성립되는 경우에 적어도 N-다중 루프의 최내측의 루프를 생략하는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
    Figure pct00052
    여기에서, Spn은 위치 pn에 전-할당되어 있는 크기이고, Dpn은 목표벡터 D의 pn번째 요소이고, TD는 백워드 필터링된 목표벡터 D와 관련된 문턱치이다.
  28. 양방향 무선통신 서브-시스템을 포함하는 셀룰러 기지국에 있어서,
    상기한 양방향 무선통신 서브-시스템은, 음성 신호를 엔코딩하기 위한 수단과 상기 엔코딩된 음성신호를 송신하기 위한 수단을 포함하는 송신기와, 전송된 엔코딩된 음성신호를 수신하기 위한 수단과 상기 수신된 엔코딩된 음성신호를 디코딩 하기 위한 수단을 포함하는 수신기로 이루어지며,
    상기 음성신호 엔코딩 수단은 상기 음성신호에 응답하여 음성신호 엔코딩 파라미터를 생성하는 수단을 포함하여, 상기 음성신호 엔코딩 파라미터 생성수단은 음성신호를 엔코딩하기 위하여 코드북을 검색하는 장치로 구성되며, 여기서 코드북 검색장치는
    음성신호를 엔코딩하는 동안에 엔코딩 관련신호는 상기 음성신호에서 추출되고, 상기한 코드북은 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)으로 이루어지며, 각각의 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)은 L개의 음신호 샘플에 할당된 L개의 다른 위치(p)를 정의하며, 조합의 각각의 위치 p=1,2,...L에 할당된 제로-크기의 펄스들과 비제로-크기의 펄스들로 이루어지고, 각각의 비제로-크기의 펄스는 적어도 가능한 크기의 q중에서 적어도 하나를 취하며, 각 트랙의 펄스위치가 다른 트랙의 펄스 위치와 인터리브되는 구조에서, 한세트 트랙의 펄스위치와 일치하여 상기 조합의 비제로-크기 펄스의위치를 제한하며,
    상기한 장치는, 음신호에 응답하여 코드북으로부터 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)을 전-선택하기 위한 수단과,
    상기 음신호를 엔코딩하기 위한 최선의 펄스 크기 및 위치 조합으로서 상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)만을 검색하기 위한 수단을 포함하여 이루어지며,
    상기한 전-선택 수단은, 음신호와 관련하여 각각의 위치 p=1,2,,.......L에 q개의 가능한 크기로부터 유효한 크기를 전-할당하는 함수(Sp)를 전-설정하는 수단을 포함하고,
    상기한 검색수단은 상기 전-설정된 함수(Sp)를 만족하는 비제로-크기 펄스를 갖는 상기한 코드북의 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)만을 검색하도록 제한하는 수단을 포함하여 이루어지는 코드북 검색장치인 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기한 함수 전-설정 수단은, 전-설정 함수(Sp)에 의하여, 각각의 위치 p에 대해 q개의 가능한 크기 중에서 하나를 전-할당하는 수단을 포함하여 이루어지며, 상기한 전-설정 함수(Sp)는 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 비제로-크기 펄스가 각각 상기한 비제로-크기 펄스의 위치 p에 상기한 전-설정 함수(Sp)에 의해 전-할당되어 있는 크기와 동일한 크기를 가질 때 만족되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기한 각각의 위치 p에 대해 q 개의 가능한 크기 중에서 하나를 전-할당하기 위한 수단은,
    백워드 필터링된 목표신호 D와 피치 제거된 레지듀얼 신호 R'를 생성하기 위하여 음신호를 처리하는 수단과,
    상기한 백워드 필터링된 목표신호 D와 피치 제거된 레지듀얼 신호 R'에 대응하여 크기 추정 벡터 B를 계산하는 수단과,
    상기한 위치 p를 위해 선택된 크기를 얻기 위하여, 상기한 벡터 B의 크기 추정값 Bp를 상기한 위치 p의 각각에 대하여 양자화시키는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기한 크기 추정 벡터 B를 계산하기 위한 수단은,
    다음과 같이 정규화된 형태의 백워드 필터링된 목표신호 D와,
    Figure pct00053
    다음과 같이 정규화된 형태의 피치 제거된 레지듀얼 벡터 R'를
    Figure pct00054
    서로 가산하여줌으로써 다음과 같은 형태의 크기추정 벡터 B를
    Figure pct00055
    얻는 수단을 포함하여 이루어지며, 상기한 β 는 고정 상수인 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기한 β 는 0 이상 1 미만의 값을 갖는 고정상수인 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
  33. 제 30항에 있어서,
    상기한 양자화 수단은, 상기한 위치 p의 각각에 대하여 다음과 같은 수식을 사용하여 상기한 벡터 B의 피크-정규화된 크기 추징값 Bp를 양자화시키는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
    Figure pct00056
    여기에서, 상기한 분모항은 비제로-크기 펄스의 피크 크기를 나타내는 정규화 팩터이다.
  34. 제 28항에 있어서,
    상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 각각은 N개의 비제로-크기펄스를 포함하여 이루어지며, 상기한 비제로-크기 펄스의 위치 p는 적어도 하나의 N-인터리브된 단일-펄스 순열코드에 따라 제한되도록 하는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
  35. 제 28항에 있어서,
    상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 각각은 N개의 비제로-크기 펄스를 포함하여 이루어지며, 상기한 검색 수단은 다음과 같은 관계식에 따라 N-다중 루프를 이용하여 상기한 분모항 ak2를 계산하는 수단과, 상기한 분모항 ak2를 갖는 비율식을 최대화시키는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
    Figure pct00057
    여기에서 각각의 루프를 위한 계산은 N-다중 루프의 최외측 루프로부터 최내측 루프까지 분리된 라인의 형태로 표시되며, 상기한 pN는 조합의 N번째 비제로-크기 펄스의 위치이고, 상기한 U'(px,py)는 위치 p가운데서 위치 px에 전-할당된 크기 Spx와, 위치 p 가운데서 위치 py에 전-할당된 크기 Spy에 종속되어 있는 함수이다.
  36. 제 35항에 있어서,
    상기한 분모항 ak2를 계산하기 위한 수단은, 다음과 같은 부등식이 성립되는 경우에 적어도 N-다중 루프의 최내측의 루프를 생략하는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
    Figure pct00058
    여기에서, Spn은 위치 pn에 전-할당되어 있는 크기이고, Dpn은 목표벡터 D의 pn 번째 요소이고, TD는 백워드 필터링된 목표벡터 D와 관련된 문턱치이다.
  37. 양방향 무선통신 서브-시스템을 포함하는 셀룰러 이동 송수신기 유니트에 있어서,
    상기한 양방향 무선통신 서브-시스템은, 음성 신호를 엔코딩하기 위한 수단과 상기 엔코딩된 음성신호를 송신하기 위한 수단을 포함하는 송신기와, 전송된 엔코딩된 음성신호를 수신하기 위한 수단과 상기 수신된 엔코딩된 음성신호를 디코딩 하기 위한 수단을 포함하는 수신기로 이루어지며,
    상기 음성신호 엔코딩 수단은 상기 음성신호에 응답하여 음성신호 엔코딩 파라미터를 생성하는 수단을 포함하여, 여기서 상기 음성신호 엔코딩 파라미터 생성 수단은 음성신호를 엔코딩하기 위하여 코드북을 검색하는 장치로 구성되며, 여기서 코드북 검색장치는
    음성신호를 엔코딩하는 동안에 엔코딩 관련신호는 상기 음성신호에서 추출되고, 상기한 코드북은 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)으로 이루어지며, 각각의 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)은 L개의 음신호 샘플에 할당된 L개의 다른 위치(p)를 정의하며, 조합의 각각의 위치 p=1,2,......L에 할당된 제로-크기의 펄스들과 비제로-크기의 펄스들로 이루어지고, 각각의 비제로-크기의 펄스는 적어도 가능한 크기의 q중에서 적어도 하나를 취하며, 각 트랙의 펄스위치가 다른 트랙의 펄스 위치와 인터리브되는 구조에서, 한세트 트랙의 펄스위치와 일치하여 상기 조합의 비제로-크기 펄스의 위치를 제한하며,
    상기한 장치는, 음신호에 응답하여 코드북으로부터 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)을 전-선택하기 위한 수단과,
    상기 음신호를 엔코딩하기 위한 최선의 펄스 크기 및 위치 조합으로서 상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)만을 검색하기 위한 수단을 포함하여 이루어지며,
    상기한 전-선택 수단은, 음신호와 관련하여 각각의 위치 p=1,2,.....L에 q개의 가능한 크기로부터 유효한 크기를 전-할당하는 함수(Sp)를 전-설정하는 수단을 포함하고,
    상기한 검색수단은 상기 전-설정된 함수(Sp)를 만족하는 비제로-크기 펄스를갖는 상기한 코드북의 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)만을 검색하도록 제한하는 수단을 포함하여 이루어지는 코드북 검색장치인 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동 송수신기 유니트.
  38. 제 37항에 있어서,
    상기한 함수 전-설정 수단은, 전-설정 함수(Sp)에 의하여, 각각의 위치 p에 대해 q개의 가능한 크기 중에서 하나를 전-할당하는 수단을 포함하여 이루어지며, 상기한 전-설정 함수(Sp)는 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 비제로-크기 펄스가 각각 상기한 비제로-크기 펄스의 위치 p에 상기한 전-설정 함수(Sp)에 의해 전-할당되어 있는 크기와 동일한 크기를 가질 때 만족되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동 송수신기 유니트.
  39. 제 38항에 있어서,
    상기한 각각의 위치 p에 대해 q 개의 가능한 크기중에서 하나를 전-할당하기 위한 수단은,
    백워드 필터링된 목표신호 D와 피치 제거된 레지듀얼 신호 R'를 생성하기 위하여 음신호를 처리하는 수단과,
    상기한 백워드 필터링된 목표신호 D와 피치 제거된 레지듀얼 신호 R'에 대응하여 크기 추정 벡터 B를 계산하는 수단과,
    상기한 위치 p를 위해 선택된 크기를 얻기 위하여, 상기한 벡터 B의 크기 추정값 Bp를 상기한 위치 p의 각각에 대하여 양자화시키는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동 송수신기 유니트.
  40. 제 39항에 있어서,
    상기한 크기 추정 벡터 B를 계산하기 위한 수단은,
    다음과 같이 정규화된 형태의 백워드 필터링된 목표신호 D와,
    Figure pct00059
    다음과 같이 정규화된 형태의 피치 제거된 레지듀얼 벡터 R'를
    Figure pct00060
    서로 가산하여줌으로써 다음과 같은 형태의 크기추정 벡터 B를
    Figure pct00061
    얻는 수단을 포함하여 이루어지며, 상기한 β 는 고정 상수인 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동 송수신기 유니트.
  41. 제 40항에 있어서,
    상기한 β 는 0 이상 1 미만의 값을 갖는 고정상수인 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동 송수신기 유니트.
  42. 제 39항에 있어서,
    상기한 양자화 수단은, 상기한 위치 p의 각각에 대하여 다음과 같은 수식을 사용하여 상기한 벡터 B의 피크-정규화된 크기 추정값 Bp를 양자화시키는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동 송수신기 유니트.
    Figure pct00062
    여기에서, 상기한 분모항은 비제로-크기 펄스의 피크 크기를 나타내는 정규화 팩터이다.
  43. 제 37항에 있어서,
    상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 각각은 N개의 비제로-크기 펄스를 포함하여 이루어지며, 상기한 비제로-크기 펄스의 위치 p는 적어도 하나의 N-인터리브된 단일-펄스 순열코드에 따라 제한하도록 하는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동 송수신기 유니트.
  44. 제 37항에 있어서,
    상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 각각은 N개의 비제로-크기 펄스를 포함하여 이루어지며, 상기한 검색 수단은 다음과 같은 관계식에 따라 N-다중 루프를 이용하여 상기한 분모항 ak2를 계산하는 수단과, 상기한 분모항 ak2를 갖는 비율식을 최대화시키는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러이동 송수신기 유니트.
    Figure pct00063
    여기에서 각각의 루프를 위한 계산은 N-다중 루프의 최외측 루프로부터 최내측 루프까지 분리된 라인의 형태로 표시되며, 상기한 pN는 조합의 N번째 비제로-크기 펄스의 위치이고, 상기한 U'(px,py)는 위치 p가운데서 위치 px에 전-할당된 크기 Spx와, 위치 p 가운데서 위치 py에 전-할당된 크기 Spy에 종속되어 있는 함수이다.
  45. 제 44항에 있어서,
    상기한 분모항 ak2를 계산하기 위한 수단은, 다음과 같은 부등식이 성립되는 경우에 적어도 N-다중 루프의 최내측의 루프를 생략하는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동 송수신기 유니트.
    Figure pct00064
    여기에서, Spn은 위치 pn에 전-할당되어 있는 크기이고, Dpn은 목표벡터 D의 pn번째 요소이고, TD는 백워드 필터링된 목표벡터 D와 관련된 문턱치이다.
  46. 복수개의 셀로 나뉘어진 광범위한 지역을 서비스하며, 이동 송수신기 유니트(3)와, 상기한 각각의 셀에 위치하고 있는 셀룰러 기지국(2)과, 상기한 셀룰러 기지국(2) 사이의 통신을 제어하기 위한 수단(5)을 포함하여 이루어지는 셀룰러 통신 시스템의 이동 송수신기 유니트(3)와 셀룰러 기지국(2)의 사이에 설치되는 양방향 무선통신 서브-시스템에 있어서,
    상기한 양방향 무선통신 서브-시스템은, 음성 신호를 엔코딩하기 위한 수단과 상기 엔코딩된 음성신호를 송신하기 위한 수단을 포함하는 송신기와, 전송된 엔코딩된 음성신호를 수신하기 위한 수단과 상기 수신된 엔코딩된 음성신호를 디코딩하기 위한 수단을 포함하는 수신기로 이루어지며,
    상기 음성신호 엔코딩 수단은 상기 음성신호에 응답하여 음성신호 엔코딩 파라미터를 생성하는 수단을 포함하여, 여기서 상기 음성신호 엔코딩 파라미터 생성 수단은 음성신호를 엔코딩하기 위하여 코드북을 검색하는 장치로 구성되며, 여기서 코드북 검색장치는
    음성신호를 엔코딩하는 동안에 엔코딩 관련신호는 상기 음성신호에서 추출되고, 상기한 코드북은 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)으로 이루어지며, 각각의 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)은 L개의 음신호 샘플에 할당된 L개의 다른 위치(p)를 정의하며, 조합의 각각의 위치 p=1,2,......L에 할당된 제로-크기의 펄스들과 비제로-크기의 펄스들로 이루어지고, 각각의 비제로-크기의 펄스는 적어도 가능한 크기의 q중에서 적어도 하나를 취하며, 각 트랙의 펄스위치가 다른 트랙의 펄스 위치와 인터리브되는 구조에서, 한세트 트랙의 펄스위치와 일치하여 상기 조합의 비제로-크기 펄스의 위치를 제한하며,
    상기한 장치는, 음신호에 응답하여 코드북으로부터 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)을 전-선택하기 위한 수단과,
    상기 음신호를 엔코딩하기 위한 최선의 펄스 크기 및 위치 조합으로서 상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)만을 검색하기 위한 수단을 포함하여 이루어지며,
    상기한 전-선택 수단은, 음신호와 관련하여 각각의 위치 p=1,2,,.......L에 q개의 가능한 크기로부터 유효한 크기를 전-할당하는 함수(Sp)를 전-설정하는 수단을 포함하고,
    상기한 검색수단은 상기 전-설정된 함수(Sp)를 만족하는 비제로-크기 펄스를 갖는 상기한 코드북의 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)만을 검색하도록 제한하는 수단을 포함하여 이루어지는 코드북 검색장치인 것을 특징으로 하는 양방향 무선통신 서브-시스템.
  47. 제 46항에 있어서,
    상기한 함수 전-설정 수단은, 전-설정 함수(Sp)에 의하여, 각각의 위치 p에대해 q개의 가능한 크기 중에서 하나를 전-할당하는 수단을 포함하여 이루어지며, 상기한 전-설정 함수(Sp)는 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 비제로-크기 펄스가 각각 상기한 비제로-크기 펄스의 위치 p에 상기한 전-설정 함수(Sp)에 의해 전-할당되어 있는 크기와 동일한 크기를 가질 때 만족되는 것을 특징으로 하는 양 방향 무선통신 서브-시스템.
  48. 제 47항에 있어서,
    상기한 각각의 위치 p에 대해 q 개의 가능한 크기 중에서 하나를 전-할당하기 위한 수단은,
    백워드 필터링된 목표신호 D와 피치 제거된 레지듀얼 신호 R'를 생성하기 위하여 음신호를 처리하는 수단과,
    상기한 백워드 필터링된 목표신호 D와 피치 제거된 레지듀얼 신호 R'에 대응하여 크기 추정 벡터 B를 계산하는 수단과,
    상기한 위치 p를 위해 선택된 크기를 얻기 위하여, 상기한 벡터 B의 크기 추정값 Bp를 상기한 위치 p의 각각에 대하여 양자화시키는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양방향 무선통신 서브-시스템.
  49. 제 48항에 있어서,
    상기한 크기 추정 벡터 B를 계산하기 위한 수단은,
    다음과 같이 정규화된 형태의 백워드 필터링된 목표신호 D와,
    Figure pct00065
    다음과 같이 정규화된 형태의 피치 제거된 레지듀얼 벡터 R'를
    Figure pct00066
    서로 가산하여줌으로써 다음과 같은 형태의 크기추정 벡터 B를
    Figure pct00067
    얻는 수단을 포함하여 이루어지며, 상기한 β 는 고정 상수인 것을 특징으로 하는 양방향 무선통신 서브-시스템.
  50. 제 49항에 있어서,
    상기한 β는 0 이상 1 미만의 값을 갖는 고정상수인 것을 특징으로 하는 양 방향 무선통신 서브 시스템.
  51. 제 48항에 있어서,
    상기한 양자화 수단은, 상기한 위치 p의 각각에 대하여 다음과 같은 수식을 사용하여 상기한 벡터 B의 피크-정규화된 크기 추정값 Bp를 양자화시키는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양방향 무선통신 서브-시스템.
    Figure pct00068
    여기에서, 상기한 분모항은 비제로-크기 펄스의 피크 크기를 나타내는 정규화 팩터이다.
  52. 제 46항에 있어서,
    상기한 서브세트 펄스 조합(Ak)의 각각은 N개의 비제로-크기 펄스를 포함하며,
    상기 트랙 세트는 N 비제로 크기 펄스에 각각 관련된 펄스 위치의 N 트랙을 포함하며,
    각 트랙의 펄스위치는 N-1 다른 트랙의 펄스 위치와 인터리브되며, 그리고 제한하는 수단은 각 비제로-크기 펄스의 펄스 위치를 관련 트랙의 위치에 제한하는 구조를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양방향 무선통신 서브-시스템.
  53. 제 46항에 있어서,
    상기한 서브세트 펄스 크기 및 위치 조합(Ak)의 각각은 N개의 비제로-크기 펄스를 포함하여 이루어지며, 상기한 검색 수단은 다음과 같은 관계식에 따라 N-다중 루프를 이용하여 상기한 분모항 ak2를 계산하는 수단과, 상기한 분모항 ak2를 갖는 비율식을 최대화시키는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양방향무선통신 서브-시스템.
    Figure pct00069
    여기에서 각각의 루프를 위한 계산은 N-다중 루프의 최외측 루프로부터 최대 측 루프까지 분리된 라인의 형태로 표시되며, 상기한 pN는 조합의 N번째 비제로-크기 펄스의 위치이고, 상기한 U'(px,py)는 위치 p가운데서 위치 px에 전-할당된 크기 Spx와, 위치 p 가운데서 위치 py에 전-할당된 크기 Spy에 종속되어 있는 함수이다.
  54. 제 53항에 있어서,
    상기한 분모항 ak2를 계산하기 위한 수단은, 다음과 같은 부등식이 성립되어 있는 경우에 적어도 N-다중 루프의 최내측의 루프를 생략하는 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양방향 무선통신 서브-시스템.
    Figure pct00070
    여기에서, Spn은 위치 pn에 전-할당되어 있는 크기이고, Dpn은 목표벡터 D의 pn번째 요소이고, TD는 백워드 필터링된 목표벡터 D와 관련된 문턱치이다.
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