KR100539287B1 - 개선된 신호 인코더 및 디코더를 사용하는 송신 시스템 및 방법과, 인코딩 및 디코딩 방법 - Google Patents

개선된 신호 인코더 및 디코더를 사용하는 송신 시스템 및 방법과, 인코딩 및 디코딩 방법 Download PDF

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Abstract

송신 시스템에 있어서 송신되기 위한 신호는 인코드되기 위해 소스 인코더(4)에 적용된다. 상기 인코드된 신호는 인코드된 입력 신호상에 오류 정정 코드를 부가하는 채널 인코더(6)에 적용된다. 상기 채널 인코더(6)의 출력 신호는 채널 디코더(18)와 소스 디코더(20)에 의하여 수신된 신호를 처리하는 수신기(14)에 송신된다. 상기 소스 인코더는 3진 생성기(26)에 의해 생성되는 3진수를 선택하는 코드북 입력 데이터 선택기(42)를 포함하여서, 상기 3진수로부터 유도된 합성 신호가 인코드될 신호의 최선의 근사값이 되도록 한다. 이러한 방법으로 찾은 3진 값은 이진수에 해당하는 3진 값이 하나의 특별한 자리에서만 다르고, 하나의 단일 자리에서만 다른 그러한 방법에서 이진수로 변환된다. 이것은 상기 특별한 자리에서의 송신 오류가 작은 인식 효과를 갖는다는 이점을 갖는데, 그 이유는 상기 해당하는 3진수가 약간만 다르기 때문이다. 바람직한 실시 예에서 제 1 코드북 입력 데이터의 수치 값은 제 2 코드북 입력 데이터의 인덱스에 해당하고, 상기 제 2 코드북 입력 데이터의 수치 값은 상기 제 1 코드북 입력 데이터의 인덱스에 해당한다.

Description

개선된 신호 인코더 및 디코더를 사용하는 송신 시스템 및 방법과, 인코딩 및 디코딩 방법{TRANSMISSION SYSTEM AND METHOD USING AN IMPROVED SIGNAL ENCODER AND DECODER, AND ENCODING AND DECODING METHOD}
본 발명은 인코드될 신호를 위한 입력을 갖는 신호 인코더를 구비한 송신기를 포함하는 송신 시스템에 관한 것인데, 상기 신호 인코더는 입력 신호를 나타내는 신호의 최선의 근사값을 제공하는 합성 신호를 획득하기 위하여 코드북 입력 데이터를 선택하기 위한 코드북 입력 데이터 선별기를 포함하며, 상기 코드북 입력 데이터는 두 개의 값 이상을 가질 수 있는 다수의 샘플을 포함하고, 상기 코드북 입력 데이터는 심볼의 상기 시퀀스로 확인되고, 상기 송신기는 심볼의 시퀀스를 수신기에 송신하기 위해 배열되고, 상기 수신기는 심볼의 수신된 시퀀스로부터 상기 코드북 입력 데이터를 유도하기 위하여 코드북을 갖는 디코더를 포함한다.
종래 기술의 송신 시스템은 IEEE국제 통신 회의 '87(ICC-87)회보 (제 2권 1128-1132쪽)에 공표된 제이. 데 마카(J. De Marca)와 엔. 자얀트(N. Jayant)에 의한 회의 논문 "다차원 양자화의 코드 백터에 이진 표시를 할당하기 위한 알고리즘" 으로부터 공지된다.
이러한 전송 시스템은 예를 들면 음성이나 비디오 신호가 제한된 전송 용량을 갖는 전송 매체를 거쳐 송신되어야 하거나 또는 제한된 저장 용량을 갖는 저장 매체상에 저장되어야 하는 응용에 사용된다. 이러한 응용의 예는 인터넷을 통한 음성 신호의 전송, 이동 전화에서 기지국으로와 기지국으로부터 이동전화로의 음성 신호의 전송 및 반도체 기억 장치나 하드 디스크 드라이브에서 CD-ROM상에 음성 신호의 저장이다.
서문에 따른 전송 시스템에서, 인코드되기 위한 신호는 다수의 합성 신호 세그먼트와 비교된다. 합성 신호 세그먼트의 각각은 코드북 입력 데이터들 중에 하나로부터 유도된다. 합성 신호 세그먼트는 예를 들어 합성 필터에 의하여 코드북 입력 데이터에 포함된 샘플의 시퀀스를 필터링함으로써 획득될 수 있다. 입력 신호와 가장 잘 조화되는 합성 신호 세그먼트에 해당하는 코드북 입력 데이터는 인코드되어 상기 수신기에 송신된다.
다른 가능성은 분석 필터에 의하여 입력 신호로부터 잔류 신호를 유도하고 상기 잔류 신호를 코드북 입력 데이터들의 각각과 비교한다. 상기 잔류 신호와 잘 조화되는 코드북 입력 데이터는 수신기에 인코드되고 또한 송신된다.
상기 입력 신호가 코드북 입력 데이터들과 직접 비교되고, 최상으로 조화되는 코드북 입력 데이터가 인코드되어 송신되는 것을 또한 생각할 수 있다.
상기 수신기에서, 상기 코드북 입력 데이터에 관련된 수신 코드는 디코드되고 입력 신호의 복사는 재구성된다. 이것은 상기 인코더에 사용된 합성 필터와 비슷한 전달 함수를 갖는 합성 필터에 다수의 샘플을 적용함으로써 이루어질 수 있다. 분석 필터가 상기 인코더에 사용된다면, 상기 분석 필터의 상기 전달 함수의 역인 전송 함수를 구비하는 합성필터가 사용된다.
어떠한 분석이나 합성 필터도 상기 인코더에 사용되지 않는다면, 재구성된 신호는 디코드된 코드북 입력 데이터로부터 직접 유도된다.
전송 손상 때문에, 상기 인코드된 코드북 입력 데이터는 잘못 수신될 수 있다. 따라서, 상기 수신기에서 상기 인코더로 선택된 상기 코드북 입력 데이터와 다른 코드북 입력 데이터는 입력 신호를 재구성하기 위해 사용될 것이다. 입력 신호를 재구성하기 위해 틀린 코드북 입력 데이터를 사용하면, 일반적으로 재구성된 신호에서 들리는/볼 수 있는 오류를 초래할 것이다.
위에서 언급된 회의 논문에 따른 상기 전송 시스템에서, 전송 오류가 심볼중에 하나에 발생한다면 심볼의 상기 잘못 수신된 시퀀스에 해당하는 상기 코드북 입력 데이터가 심볼의 원래 송신된 시퀀스에 해당하는 코드북 입력 데이터와 약간만 다르게 되는 방법으로, 심볼의 비슷한 시퀀스를 비슷한 코드북 입력 데이터에 할당함으로써 전송 오류의 효과를 최소화하는 것이 시도된다. 이러한 방법에서 전송 오류의 인식 효과는 대체로 감소된다.
도 1은 본 발명이 사용될수 있는 전송 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 음성 인코더를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 음성 디코더를 도시한 도면.
도 4는 코드북 인덱스를 나타내는 심볼의 시퀀스를 해당하는 다수의 샘플로 변환하는 프로그램할 수 있는 프로세서를 위한 프로그램의 흐름도.
본 발명의 목적은 전송 오류의 상기 인식 효과가 심지어 종래 기술의 시스템에서 보다 더 감소되는 전송 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 성취하기 위하여 본 발명은, 하나의 특별한 심볼 값에서 다른 심볼의 시퀀스에 해당하는 코드북 입력 데이터들이 하나의 단일 샘플 값에서 다른 것을 특징으로 한다. 이러한 특별한 심볼 값은 최하위 심볼이 될 수 있으나, 심볼의 시퀀스에서 다른 위치의 심볼이 되는 것이 또한 가능하다.
종래 기술의 시스템에서 코드북 입력 데이터들에 대한 심볼 시퀀스의 할당을 설계하기 위하여, 심볼의 시퀀스에서 모든 심볼이 오류로 될 수 있다고 가정된다. 이러한 가정은 전송 오류의 가능성이 몇몇의 심볼에 대해 종종 다르다는 것을 고려할 때 심볼의 시퀀스에 코드북 입력 데이터들의 비 최적 할당을 초래한다. 오류 정정 코드는 심볼의 시퀀스 일부에 사용되는 것이 가능하다. 다른 오류 확률을 초래하는 계층적인 변조가 사용되는 것이 또한 가능하다. 오류로 될 수 있는 심볼의 수를 제한함으로써, 상기 코드북 입력 데이터들 사이에 차이를 감소시키는 것이 가능하게 된다.
하나의 단일 샘플에서 다른 코드북 입력 데이터들을 하나의 특별한 심볼 값(대개 가장 약점이 있는 것)에서 다른 심볼의 시퀀스에 대응하도록 함으로써 거의 최적의 코드북이 획득된다.
본 발명의 실시 예는 하나의 특별한 심볼 값에서 다른 심볼의 시퀀스에 해당하는 코드북 입력 데이터들의 상기 샘플 값 사이에 차이가 상기 샘플값의 가장 작은 양자화 단계와 같은 것을 특징으로 한다.
"인접한" 심볼의 시퀀스에 해당하는 상기 샘플 값 사이에 차이를 상기 가장 작은 양자화 단계와 같도록 선택함으로써, 단일 전송 오류의 인식 효과에 관하여 최적의 코드북이 획득된다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 가능한 샘플의 수가 홀수인 것을 특징으로 한다. 가능한 값의 홀수 수의 경우에서 심볼의 시퀀스와 해당하는 다수의 샘플 사이에 맵핑과 동일한 알고리즘으로 맵핑의 역수를 계산하는 것이 가능하다. 이것은 코드북에 연관된 계산을 실행하기 위한 리소스가 공유될 수 있기 때문에, 인코더 및 디코더의 결합을 실현하기 위해 요구된 리소스의 감소된 양을 초래한다.
인코더 및 디코더의 결합이 프로그램할 수 있는 프로세서상에서 실행되는 프로그램에 의해 실현된다면, 상기 프로그램을 유지하기 위한 메모리의 양은 감소된다. 인코더 및 디코더의 결합이 하드웨어로 실현된다면, 칩 면적은, 다수의 샘플로부터 심볼의 시퀀스를 결정하기 위한 부분이 심볼의 시퀀스로부터 다수의 샘플을 결정하기 위해 또한 사용될 수 있기 때문에, 감소될 것이다.
본 발명의 또 다른 실시 예는, 제 1 코드북 입력 데이터와 연관된 수치 값은 제 2 코드북 입력 데이터의 심볼 시퀀스의 수치 값과 동일하고, 상기 제 2 코드북 입력 데이터에 연관된 수치 값은 상기 제 1 코드북 입력 데이터와 관련된 심볼 시퀀스의 수치 값과 동일한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 양상에 따라, 제 2 코드북 입력 데이터를 결정하기 위하여 인덱스로서 상기 제공된 코드북 입력 데이터를 먼저 사용하고 두 번째로 상기 제공된 코드북 입력 데이터의 상기 인덱스를 나타내는 코드북 입력 데이터를 결정하기 위한 인덱스로 상기 제 2 코드북 입력 데이터를 사용함으로써, 제공된 코드북 입력 데이터의 인덱스를 결정하는 것이 가능하다.
본 발명은 도면을 참조하여 이제 설명될 것이다.
도 1에 따른 상기 전송 시스템에서 송신되기 위한 신호는 송신기(2)에서 소스 인코더(4)에 적용된다. 이러한 소스 인코더(SC)(4)는 뒤에 설명될 본 발명을 사용하여 입력 신호를 인코드한다. 상기 소스 인코더(4)의 출력에서 유용한 인코드된 신호는 채널 인코더(CC)(6)의 입력에 적용된다. 채널 인코더(6)는 상기 소스 인코더의 출력 신호의 일부를 인코드한다.
본 발명의 사용을 위하여 상기 코드북 입력 데이터를 나타내는 하나의 심볼 시퀀스를 제외한 모든 비트가 상기 채널 인코더(6)에 의하여 인코드되는 것이 가능하다. 이동 무선 전송 시스템을 위하여 종종 컨벌루셔널 코드가 채널 인코더(6)에서 사용된다.
상기 채널 인코더(6)의 출력은 반송파 위에 상기 채널 인코더(6)의 상기 출력 신호를 변조하는 변조기(MOD)(8)의 입력에 연결된다. 그 후에 상기 변조된 신호는 증폭되어 안테나(10)에 적용된다.
상기 코드북 입력 데이터들에 해당하는 심볼의 시퀀스를 송신하기 위하여 계층적인 변조의 적용에 가능하다는 것이 관찰된다. 상기 심볼이 잘못 송신될 때, 가장 낮은 인식 효과가 주 배열상에 겹쳐지는 하위 배열상에서 변조된다. 심볼 시퀀스의 나머지 심볼은 상기 주 배열상에서 변조된다.
상기 하위 배열은 상기 주 배열의 포인트 사이의 거리보다 포인터 사이의 더 짧은 거리를 갖는다. 결과적으로, 상기 주 배열상에서 송신된 상기 심볼은 상기 하위 배열상에서 변조된 심볼 보다 오류를 가질 경향이 적다.
계층적인 변조가 사용되는 상황에서 상기 채널 인코더가 불필요할 수 있음을 생각할 수 있다
안테나(10)에 의해 송신된 상기 신호는 안테나(12)에 의해서 수신되고 수신기(14)에 전달된다. 상기 수신기(14)에서 안테나 신호는 복조기(DEM)(16)에서 복조된다. 상기 복조기(16)는 변조된 신호를 채널 디코더(CD)(18)에 전달한다. 상기 채널 디코더(18)는 수신된 신호를 디코드하고 가능하다면 수신된 신호내의 오류를 정정한다. 상기 수신된 신호에서 일부 심볼이 모두 인코드되지 않고, 결과적으로 이들은 변경없이 채널 인코더의 출력에 전달될 수 있음이 관찰된다. 계층적인 변조가 사용되는 경우에서, 상기 채널 디코더(18)가 불필요할 수 있음을 생각할 수 있다. 상기 소스 디코더(20)에서 송신기(2)의 입력 신호는 재구성된다.
도 2에 따른 상기 소스 인코더(4)에서 인코드되기 위한 신호는 LPC 계수 계산 블록(34)의 입력과 인식 가중 필터(36)의 입력에 적용된다. 상기 인식 가중 필터(36)의 상기 출력은 감산기(40)의 제 1 입력에 연결된다.
여기 신호 생성기(22)는 3진 생성기(26)로서 구현된 고정된 코드북과 가장 최근에 사용된 여기 신호들이 저장된 적응 코드북(24)을 포함한다. 상기 3진 생성기(26)의 출력 신호는 다수의 3진 샘플로 나타내는데, 상기 3진수의 각 자리(digit)는 3진 샘플 값을 나타낸다.
상기 3진 생성기(26)의 출력은, 전송을 위해 상기 3진 생성기(26)의 출력의 3진 값을 (이진) 심볼의 시퀀스로 변환하기 위해 배열된 코드 변환기(29)의 입력에 연결된다. 상기 3진 생성기(26)의 출력은 또한 선택적으로 제로 삽입기(27)를 거쳐 배율기(30)의 제 1 입력에 연결된다. 신호(GF)는 상기 배율기(30)의 제 2 입력에 적용된다. 상기 배율기(30)의 출력은 가산기(32)의 제 1 입력에 연결된다.
상기 적응 코드북(24)의 출력은 배율기(28)의 제 1 입력에 연결되고 신호(GA)는 상기 배율기(28)의 제 2 입력에 인가된다. 상기 배율기(28)의 출력은 상기 가산기(32)의 제 2 입력 신호에 연결된다. 또한 상기 여기 신호 생성기(22)의 출력을 구성하는 상기 가산기(32)의 상기 출력은 상기 LPC 계수 계산 블록(34)으로부터 자체 필터 계수가 수신되는 인식적으로 가중된 합성 필터(38)에 인가된다. 상기 인식적으로 가중된 합성 필터(38)의 출력은 감산기(40)의 제 2 입력에 연결된다.
상기 감산기(40)의 출력은 제어장치(42)의 입력에 연결된다. 상기 제어장치(42)는 상기 인식 가중 필터(36)의 상기 출력에서 유용한 상기 인식적으로 가중된 음성 신호와 상기 인식적으로 가중된 합성 필터(38)의 상기 출력에 유용한 상기 인식적으로 가중된 합성 음성 신호 사이에 가장 좋은 조화를 초래하는 여기 신호를 찾기 위해 배열된다. 상기 제어장치(42)는 상기 적응 코드북을 위한 코드북 인덱스(IA)와 코드북 이득(GA)을 먼저 결정한다. 상기 적응 코드북은 이전의 여기 간격으로부터 상기 합성 필터(38)에 적용된 여기 샘플들을 유지한다. 음성 (목소리) 신호의 주기성 때문에, 여기 샘플의 최선의 시퀀스는 상기 적응 코드북에서 제공된 여기 샘플의 시퀀스에 비슷할 것이다.
최적의 파라미터(IA 및 GA)들을 찾게된 후에, 제어 수단(42)은 상기 고정된 코드북의 최적의 여기 파라메터들의 검색을 계속한다. 상기 고정된 코드북의 상기 여기 파라메터들은 고정된 코드북 인덱스(IF)와 상기 고정된 코드북 이득(GF)이 된다. 상기 고정된 코드북으로부터 유도된 상기 여기 신호는 미리 결정된 양의 제로에 의해서 분리된 다수의 여기 신호 샘플들을 갖는 여기 펄스의 격자(grid)에 의하여 구성되는 것이 또한 가능하다. 이러한 경우에서 또한 상기 격자내의 상기 여기 샘플들의 위치(PH)가 결정되어야 한다.
상기 여기 파라메터들(IF 및 GF)의 검색은 상기 위치(PH)의 가능한 값 각각에 대해 실행된다. 여기 샘플들의 가능한 시퀀스는 샘플들의 상기 3진 시퀀스를 생성하는 3진 생성기(26)를 사용함으로써 찾아진다. (3진) 샘플의 각 시퀀스를 위하여 상기 최적의 이득이 결정된다. 이러한 이득은, 모든 가능한 이득 값을 시도하고, 상기 인식적으로 가중된 음성 신호와 상기 인식적으로 가중된 합성 음성 신호 사이에 최소의 오류를 초래하는 값(GF)을 선택함으로써 결정될 수 있다. 상기 인식적으로 가중된 음성 신호로부터 상기 인식적으로 가중된 합성 음성 신호에 대한 상기 적응 코드북의 기여를 감산하여 예비 신호를 먼저 결정함으로써 이득 인자(GF)를 결정하는 것이 가능하다. 상기 이득 인자(GF)의 제곱은, 상기 예비 신호의 교차 상관성 계수와 이득 1이 되어야하는 인식적으로 가중된 합성 음성 신호를 상기 인식적으로 가중된 합성 음성 신호의 출력으로 나눔으로써 찾아질 수 있다.
상기 이득 인자(GF)를 결정하는 이들 방법은 종래 기술에서 잘 기술되어 있고, 당업자들에게 공지된 바와 같다.
아래 표에서 고정된 코드북의 제 1 예가 주어진다. 표에서 심볼의 이진 시퀀스와 해당하는 다수의 샘플 값이 주어진다. G(i)는 3진수로서 샘플 값을 나타내고, E(i)는 상기 합성 필터에 적용되는 3진수로서 샘플 값을 나타낸다. 표 1에 따른 코드북에서, 하나의 코드북 입력 데이터내에서 샘플의 수는 3과 같다.
네 개의 위상(PH)이 가능한 경우, 여기 신호는 아래에 제공된 표 2에 의해서 제공될 수 있다.
표 2에서 문자(T)는 표 1에 따른 3진 값(-1, 0, +1)을 나타낸다. 전에 언급한 바와 같이, 상기 여기 신호는 3진 생성기에 의해 그 후에 생성된다. 상기 3진 생성기에 의하여 생성된 특별한 코드북 입력 데이터를 위한 평균 제곱 오류가 이러한 코드북 입력 데이터 전에 시도된 평균 제곱 오류 보다 낮다면, 상기 3진 카운트 값은 버퍼 메모리에 임시로 저장된다. 모든 코드북 입력 데이터들이 시도될 때, 상기 버퍼 메모리는 최선의 3진 카운트 값을 유지한다.
이러한 카운트 값으로부터 코드북 인버터(29)는 전송에 사용되기 위한 이진 표시를 유도한다. 표 1에 따른 상기 이진 표시의 가장 우측 비트는 가장 덜 취약한 것으로 관찰되는데, 그 이유는 상기 비트내의 오류는 하나의 위치에 단지 +1 이나 -1 만큼 변화하는 3진 값을 야기하기 때문이다.
표 1에 따른 코드북은, 제 1 코드북 입력 데이터{G(i1)}의 이진 표시가 제 2 코드북 입력 데이터{G(i2)}를 나타내는 심볼의 이진 시퀀스{B(i2)}와 동일하고, 상기 제 2 코드북 입력 데이터{G(i2)}의 이진 표시는 상기 제 1 코드북 입력 데이터{G(i1)}와 관련된 심볼의 이진 시퀀스{B(i1)}와 동일한 본 발명의 양상에 따른 특징을 갖는다. 이러한 특징은 상기 코드북 입력 데이터를 인코딩하고 디코딩하기 위해 동일한 표(또는 알고리즘)의 사용을 가능케 하기 위해 활용될 수 있다.
예를 들면 표 1에 상기 3진 값{G(i1)=122}이 최선의 코드북 입력 데이터라면, 상기 데이터와 연관된 십진수는 1·32 + 2·31 + 2·30 = 17(10진법)이다. 17(10진법)의 이진 표시는 10001이다. 표 1을 주소지정하기 위해 이러한 이진 값{B(i2)}을 사용하여, 100에 해당하는 3진 값{G(i2)}이 찾아진다. 100 (3진)에 해당하는 이진값은 01001이고, 이는 3진 값(122)을 갖는 상기 코드북 입력 데이터에 해당하는 이진 값{B(i1)}과 같다.
상기 코드북 인버터는 송신되기 위한 심볼의 시퀀스를 결정하기 위해 위에서 언급된 특징을 사용한다. 단지 상기 디코더에서도 요구되는 함수{B(i)→G(i)}만이 요구된다. 결과적으로 이러한 함수는 송신기와 수신기를 포함한 전 이중 단말 장치에서 인코더와 디코더 사이에 공유될 수 있다.
표 3, 표3a는 8 비트 색인으로 주소 지정된 243개의 코드북 입력 데이터들을 포함한다. 역 매핑에 관하여 표 1에 따른 상기 코드북과 동일한 특성들을 갖는다.
고정된 코드북 시퀀스는 표 1 및 표 3, 표3a에 따른 상기 시퀀스를 한번 또는 한번 이상 연관시킴으로써 획득될 수 있다는 것이 관찰된다. 이러한 방법에서 1, 2, 4 그리고 7 샘플을 제외하고, 샘플의 임의 수를 갖는 코드북 입력 데이터들이 실현될 수 있다. 이것은 특히 다중 속도 코더를 위해 유익하다. 이러한 코드북 입력 데이터들의 표시는 해당하는 5비트와 8비트 색인의 연결에 의해 간단하게 형성된다.
B(i)와 GF에 의해서 표현된 여기 파라메터들(IA, GA, IF)은 멀티플렉서(44)에 의해서 다중화된다. 상기 멀티플렉서(44)의 출력에서 다중화된 신호는 도 1의 채널 인코더(6)에 의한 추가 인코딩을 위해 유용하다.
도 3에 따른, 상기 소스 디코더(20)에서, 상기 채널 디코더(18)(도 1)로부터 수신된 신호는 디멀티플렉서(46)에 인가된다. 상기 디멀티플렉서(46)는 상기 예상 파라메터(LPC)와 상기 여기 파라메터(GA, GF, IA 그리고 IF)를 추출하고, 상기 파라메터(GA, GF, IA, 그리고 IF)는 심볼의 시퀀스{B(i)}로서 나타낸다.
적응 코드북 인덱스(IA)는 적응 코드북(50)의 입력에 인가된다. 상기 적응 코드북(50)의 출력은 배율기(54)의 제 1 입력에 인가된다. 상기 적응 코드북 이득(GA)은 상기 배율기(54)의 제 2 입력에 인가된다. 상기 배율기(54)의 출력은 가산기(58)의 제 1 입력에 연결된다.
심볼의 시퀀스{B(i)}에 의해 나타낸 고정된 코드북 인덱스(IF)는 본 발명에 따른 코드북 입력 데이터들을 갖는 고정된 코드북(52)의 입력에 인가된다. 상기 코드북(52)의 출력은 배율기(56)의 제 1 입력에 연결된다. 고정된 코드북 이득(GA)은 상기 배율기(56)의 제 2 입력에 인가된다. 상기 배율기(56)의 출력은 상기 가산기(58)의 제 2 입력에 연결된다. 상기 가산기(58)의 출력에서 합성 필터(60)를 위한 상기 여기 신호가 유용하다. 상기 여기 신호는 가장 최근의 여기 샘플이 기록되고 가장 오래된 샘플이 제거되는 상기 적응 코드북의 입력에 인가된다.
상기 합성 필터(60)는 상기 가산기(58)의 출력에서 유용한 상기 여기 신호로부터 합성 음성 신호를 유도한다. 그렇게 하기 위하여 상기 합성 필터(60)는 상기 디멀티플렉서(46)로부터 LPC 파라메터(LPC)를 수신한다.
도 4에 따른 흐름도에서 프로그램의 번호가 메겨진 명령은 다음에 의미를 갖는다.
번호. 명령 의미
62 BEGIN 프로그램이 시작된다.
64 L:=N;MSD:=MN-1;K:=I;G:=0 실행 변수(L)는 여기 샘플의 수(N)로 설정
된다. 고려되는 최상위 자리(MSD: Most
Significant Digit)는 MN-1로 설정된다.
변수(K)는 인덱스(I)로 설정된다. 중간
결과(G)는 0으로 설정된다.
66 L1 ? L이 1과 다른지의 여부가 체크된다.
68 QUOT:=K DIV MSD; 변수(QUOT 및 REM)는 K 와 MSD로부터
REM:=K MOD MSD; 계산된다.
G:=M*G+QUOT 상기 중간 결과(G)가 재계산된다.
70 ODD(QUOT) ? 변수(QUOT)가 홀수인지의 여부가 체크된다.
72 K:=MSD-1-REM 변수(K)의 새로운 값이 홀수인 K에 대해
계산된다.
74 K:=REM 변수(K)의 새로운 값이 짝수인 K에 대해
계산된다.
76 MSD:=MSD/QUOT L, G 그리고 MSD의 새로운 값이 계산된다.
L:=L-1
78 G_OUT=QUOT*G+K 코드북 입력 데이터의 마지막 값(G_OUT)이
계산된다.
80 END 프로그램이 끝난다.
도 4의 흐름도에 따른 프로그램은 인덱스(i)중 주어진 값을 위해 다수의 여기 샘플을 계산하도록 배열된다. i의 이진 표시가 송신된다는 것이 주목된다. 다수의 여기 샘플들은 자리가 상기 여기 샘플들을 나타내는 엠어리(M-ary)(G(i, N))로 표시된다. N은 샘플들의 수이고 결과적으로 엠어리(M-ary) 수에서 자리의 수이다.
G(i, N)의 계산은 G(i, N)의 반복적인 정의에 기반을 둔다. 각 코드북 입력 데이터가 N개의 샘플들을 포함한다면, 상기 코드북은 샘플 L=MN개의 백터 시퀀스(x 0 , x 1 , x 2 , ·····, x L-2 , x L-1 )의 세트로서 나타낼 수 있다. 상기 코드북은, 0x0, 0x1, ··, 0xL-2, 0xL-1, lxL-1, 1xL-2, ··, 1x1, 1x0, 2x0, 2x1, ··, 2xL-2, 2xL-1 (3진 코드북의 경우에)에 따라 다른 벡터에 자리를 가산함으로써: 하나의 샘플 값에 의하여 N+1개의 샘플로 확장될 수 있다. N이 1과 같기 위하여, 상기 함수(G(i, N))는 i와 같다. N보다 큰 i에 대해, i는 i의 상수(q)와 G중에 Nth 자리 값(MN-1)의 합계와, 나머지(r)로 분해된다. 이러한 분해는 i가 MN-1보다 작거나 이와 같은 N의 모든 값에 대하여 실행된다. q로부터 값{G(i, N)}은 다음의 수학식 1에 따라 계산된다.
도 4에 따른 프로그램은 i로부터 반복적인 방법으로 G(i,N)의 값을 결정한다. 상기 프로그램은 명령(62)에서 시작한다. 명령(64)에서 변수(L)는 N으로 설정된다. 최상위 자리(MSD)의 값은 MN-1과 같게 만든다. 변수(K)의 값은 계산될 함수{G(i,N)}의 인덱스 값(i)으로 설정된다. 변수(G)는 0으로 설정된다.
명령(66)에서 L이 1과 다른지의 여부가 체크된다. L이 1과 같지 않다면 계산은 명령(68)으로 계속된다. 명령(68)에서 K 와 MSD의 몫(quotient)(QUOT)가 먼저 결정된다. 이것은 K의 최상위 자리의 결정에 해당한다. 그후에 MSD로 K를 나눈 나눗셈의 나머지(REM)가 결정된다. 이것은 K의 나머지 자리에 의해 나타낸 값의 결정에 해당한다. 최종적으로 G의 중간 값은 G의 이전 값을 M과 곱하고 QUOT의 값을 G에 더하여 결정된다.
명령(70)에서 몫(QUOT)은 짝수인지 홀수인지가 체크된다. QUOT가 짝수인 경우에서, K의 값은 나머지(REM)와 같게 만든다. QUOT가 홀수인 경우에서, K의 값은 MSD-1-REM과 같게 만든다. QUOT의 짝수값 및 홀수값에 대해 K의 값이 생성되는 이러한 다른 방법은 색인(i)의 함수로서 G값의 순서를 정함으로써 야기된다. 표 1로부터 하나를 제외한 G의 최상위 자리의 값은 G의 최상위 자리의 짝수값에 대해 i의 함수로서 증가되는 것을 볼 수 있다. 하나를 제외한 G의 최상위 자리의 값은 G의 최상위 자리의 홀수 값에 대해 i의 함수로서 감소된다.
명령(76)에서 먼저 MSD의 값은 하나를 제외한 I의 최상위 자리를 위한 이전 계산의 반복을 준비하기 위하여 M으로 나눈다. 그후에 L의 값이 감소되고 상기 프로그램은 명령(66)에서 계속된다. 이러한 방법에서 I의 모든 자리는 G로서 나타낸 상기 코드북 입력 데이터로 변환된다. L이 1과 같다면, 변환 처리가 완성되고, 그리고 명령(78)에서 G의 마지막 값이 이전의 계산에 의해 찾은 G의 값과 M을 곱하고 K의 값을 더함으로써 계산된다. 명령(80)에서 프로그램이 끝난다.위에 프로그램에 따라 전에 계산된 상기 코드북 입력 데이터는 엠어리 표시로 변환되어야 하는 합성 필터에 적용된다. 이전에 언급된 바와 같이, 도 4에 도시된 프로그램에 따른 알고리즘은 제공된 코드북 입력 데이터로부터 인덱스(i)를 찾기 위해 또한 사용될 수 있다. 그렇게 하기 위하여, 상기 프로그램은 먼저 입력으로서 상기 코드북 입력 데이터와 함께 호출된다. 그후에 상기 프로그램은 다시 호출되어야 하지만, 입력으로서 상기 프로그램의 첫 번째 호출의 결과를 사용하면서 호출된다. 상기 인덱스(i)는 프로그램의 두 번째 요구의 결과를 이진수로 변환함으로써 이제 찾아진다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 인코드될 신호를 위한 입력을 갖는 신호 인코더를 구비한 송신기를 포함하는 송신 시스템에서 이용가능하다.

Claims (11)

  1. 인코드될 신호를 위한 입력을 갖는 신호 인코더를 구비한 송신기를 포함하는 송신 시스템으로서, 상기 신호 인코더는 입력 신호를 나타내는 신호의 최선의 근사값을 제공하는 합성 신호를 획득하기 위하여 코드북 입력 데이터를 선택하기 위한 코드북 입력 데이터 선택기를 포함하고, 상기 코드북 입력 데이터는 두 개의 값이상을 가질 수 있는 다수의 샘플을 포함하되, 상기 코드북 입력 데이터는 심볼의 시퀀스로 확인되고, 상기 송신기는 심볼의 시퀀스를 수신기에 송신하도록 배열되고, 상기 수신기는 심볼의 수신된 시퀀스로부터 상기 코드북 입력 데이터를 유도하기 위한 코드북을 갖는 디코더를 포함하는, 송신 시스템에 있어서,
    하나의 특별한 심볼 값에서 다른 심볼의 시퀀스에 해당하는 상기 코드북 입력 데이터는 하나의 단일 샘플 값에서 다른 것을 특징으로 하는 송신 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 하나의 특별한 심볼값에서 다른 심볼의 시퀀스에 해당하는 코드북 입력 데이터들의 상기 샘플 값 사이의 차이값은 상기 샘플값의 가장 작은 양자화 단계와 동일한 것을 특징으로 하는 송신 시스템.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 가능한 샘플 값의 수는 홀수인 것을 특징으로 하는 송신 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 제 1 코드북 입력 데이터와 관련된 수치값은 제 2 코드북 입력 데이터의 심볼 시퀀스의 수치 값과 동일하고,
    상기 제 2 코드북 입력 데이터와 관련된 상기 수치 값은 상기 제 1 코드북 입력 데이터와 관련된 심볼 시퀀스의 수치 값과 동일한 것을 특징으로 하는 송신 시스템.
  5. 인코드될 신호를 위한 입력을 갖는 신호 인코더를 구비한 송신기로서, 상기 신호 인코더는 입력 신호를 나타내는 신호의 최선의 근사값을 제공하는 합성 신호를 얻기 위하여 코드북 입력 데이터를 선택하기 위한 코드북 입력 데이터 선택기를 포함하고, 상기 코드북 입력 데이터는 두 개의 값 이상을 가질 수 있는 다수의 샘플을 포함하되, 상기 코드북 입력 데이터는 심볼 시퀀스로 확인되고, 상기 송신기는 심볼의 시퀀스를 송신하도록 배열되는 송신기에 있어서,
    하나의 특별한 심볼 값에서 다른 심볼의 시퀀스에 해당하는 상기 코드북 입력 데이터는 하나의 단일 샘플 값에서 다른 것을 특징으로 하는 송신기.
  6. 두 개의 값 이상을 가질 수 있는 다수의 샘플을 포함하는 코드북 입력 데이터를 나타내는 심볼의 시퀀스를 포함하는 인코드된 신호를 수신하기 위한 수신기로서, 심볼의 수신된 시퀀스로부터 상기 코드북 입력 데이터를 유도하기 위한 코드북을 갖는 디코더를 포함하는, 수신기에 있어서,
    하나의 특별한 심볼 값에서 다른 심볼의 시퀀스에 해당하는 상기 코드북 입력 데이터는 하나의 단일 샘플 값에서 다른 것을 특징으로 하는 수신기.
  7. 인코드될 신호를 위한 입력을 구비한 신호 인코더로서, 입력 신호를 나타낸 신호의 최선의 근사값을 제공하는 합성 신호를 획득하기 위하여 코드북 입력 데이터를 선택하기 위한 코드북 입력 데이터 선택기를 포함하고, 상기 코드북 입력 데이터는 두 개의 값 이상을 가질 수 있는 다수의 샘플들을 포함하되, 심볼의 시퀀스로 확인되는, 신호 인코더에 있어서,
    하나의 특별한 심볼 값에서 다른 심볼의 시퀀스에 해당하는 상기 코드북 입력 데이터는 하나의 단일 샘플 값에서 다른 것을 특징으로 하는 신호 인코더.
  8. 두 개의 값 이상을 가질 수 있는 다수의 샘플들을 포함하는 코드북 입력 데이터를 나타내는 심볼의 시퀀스를 포함하는 인코드된 신호를 디코딩하기 위한 디코더로서, 수신기는 심볼의 수신된 시퀀스로부터 상기 코드북 입력 데이터를 유도하기 위하여 코드북을 갖는 디코더를 포함하는, 인코드된 신호를 디코딩하기 위한 디코더에 있어서,
    하나의 특별한 심볼 값에서 다른 심볼의 시퀀스에 해당하는 상기 코드북 입력 데이터는 하나의 단일 샘플 값에서 다른 것을 특징으로 하는 디코더.
  9. 입력 신호를 나타내는 신호의 최선의 근사값을 제공하는 합성 신호를 획득하기 위하여 코드북 입력 데이터를 선택하는 단계를 포함하는 송신 방법으로서, 상기 코드북 입력 데이터는 두 개의 값 이상을 가질 수 있는 다수의 샘플을 포함하되, 상기 코드북 입력 데이터는 심볼의 시퀀스로 확인되고, 상기 방법은 전송 매체를 거쳐 심볼의 시퀀스를 송신하는 단계와, 상기 전송 매체로부터 심볼의 시퀀스를 수신하는 단계 및 심볼의 수신된 시퀀스로부터 상기 코드북 입력 데이터를 유도하는 단계를 더 포함하는, 송신 방법에 있어서,
    하나의 특별한 심볼 값에서 다른 심볼의 시퀀스에 해당하는 상기 코드북 입력 데이터는 하나의 단일 샘플 값에서 다른 것을 특징으로 하는, 송신 방법.
  10. 입력 신호를 나타내는 신호의 최선의 근사값을 제공하는 합성 신호를 얻기 위하여 코드북 입력 데이터를 선택하는 단계를 포함하는 인코딩 방법으로서, 상기 코드북 입력 데이터는 두 개의 값 이상을 가질 수 있는 다수의 샘플들을 포함하되, 심볼의 시퀀스로 확인되는, 인코딩 방법에 있어서,
    하나의 특별한 심볼 값에서 다른 심볼의 시퀀스에 해당하는 상기 코드북 입력 데이터는 하나의 단일 샘플 값에서 다른 것을 특징으로 하는 인코딩 방법.
  11. 두 개의 값 이상을 가질 수 있는 다수의 샘플들을 포함하는 코드북 입력 데이터를 나타내는 심볼의 시퀀스를 포함하는 인코드된 신호를 디코딩하기 위한 디코딩 방법으로서, 심볼의 수신된 시퀀스로부터 상기 코드북 입력 데이터를 유도하는 단계를 포함하는, 디코딩 방법에 있어서,
    하나의 특별한 심볼 값에서 다른 심볼의 시퀀스에 해당하는 상기 코드북 입력 데이터는 하나의 단일 샘플 값에서 다른 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
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