TW515158B - Method and apparatus for using non-symmetric speech coders to produce non-symmetric links in a wireless communication system - Google Patents

Description

515158 A 7 --------- B7 五、發明説明（1 ) 背景 I.本發明之範圍 、本發明大致關於無線通信之職，及尤其用於在一無線 通信系統中產生空甲之非對稱鏈結之方法及裝置。 H·背景 冑音藉纟數位技術之傳$巳變成敍’尤其在長距離及 數位無線電電話應用方面。其次，這已建立在決定其在維 護重，配置之理解品質時可以在一頻道上傳送之資訊之最 乂數3:方面之優點。如果語音係藉由簡單取樣及數位化傳 送，需要在六十四每秒千位元（kbps)上之一資料比率以完 成一習知類比電話之語音品質。然而，通過語音分析之使 用，隨後藉由過當編碼、傳送，及在接收器重新合成，可 以完成一在資料比率方面之明顯減少。 發現用於壓縮語音之裝置已發現用於電信之許多範圍 中，一標準之範圍係無‘線通信。無線通信之範圍具有許多 應用包含，例如，無線電話、分頭、無線本地迴路、無線 電話例如細胞式及PCS電話系統、行動網際網路協定（Ip)通 話，及衛星通信系統。一特定重要應用係用於行動用戶之 無線通信。 已經發展多種用於無線通信系統之空中界面，例如，割 i 頻多向近接（FDMA)、割時多向近接（TDMA)，及割碼多向 近接（CDMA)。在立即連接方面，已經建立多種國家及國 際標準，例如，先進行動電話服務（AMPS)、用於行動通信 之全球系統（GSM)，及暫時標準95(IS-95)。一標準無線通 I ’’、 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱)

515158 A7 B7 五、發明説明（ 話通信系統係係一割碼多向近接（CDMA)系統。IS-95標準 及其之衍生標準，IS-95A、ANSI J-STD-008、IS-95B， 提議之第三代標準IS-95C及IS-2000等等（其中收集參考如 IS-95)，及藉由電信工業協會（TIA)公布及其它詳細說明一 用於細胞式及P C S通話通信系統之C D Μ A空中界面之熟知 標準主體。例示無線通信系統其後配置相關於在美國專利 號碼5,103,459及4,901，307中說明之IS-95標準之使用， 其已讓與本發明之受讓人及藉由參考完全納入其中。 利用藉由摘取其涉及人類語音產生之一模式之參數之技 術壓縮語音之裝置係稱為語音編碼器。一語音編碼器分割 進入之語音信號成為時脈，或分析訊框之塊。語音編叾馬器 大致包含一編碼器及一解碼器。編碼器分析進入之語音訊 框以摘取明確相關參數，及然後量化參數成為二進位代 表，即，一組位元或一二進位資料封包。在通信頻道上傳 送資料封包到一接收器及一解碼器。解碼器處理資料封 包，非量化它們以產生參數，及使用非量化參數重新合成 語音訊框。 語音編碼器之函數係藉由移開在語音中固有之自然重複 壓縮數位化語音信號成為一低位元比率信號。數位壓縮係 藉由代表備有一組參數之輸入語音訊框及利用量化以代表 備有一組位元之參數完成。如果輸入語音訊框具有一些位 元N i及藉由語音編碼器產生之資料封包具有一些位元n 〇 , 藉由語音編碼器完成之壓縮參數係Cr = Ni/ N〇。挑戰係在完 成目標壓縮參數時保留解碼語音之高語音品質。一語音編

X 297公釐） 515158 五、發明説明（ 心之函數根據⑴語音模式，或分析之組合及上面說明合 成程序，執行如何良好，及⑺以每訊框N〇位元之目標位 几比率執行之參數量化料如何良好。因此語音模式之目 的係捕捉香音信號之本質，或目標語音品質，備存一小組 用於每個訊框之參數。 一種編碼語音之有效技術係多模式編碼。一標準多模式 編碼技術係在1 998年12月21日中請之美”請案序號 〇9/217,341，名稱為可變比率語音編碼令說明，其已讓與 本發明之受讓人’及藉由參考完全納入其中。習知多模式 編石馬器對不同類型之輸人語音訊框施加不同模式，或編瑪_ 解碼程序。訂做每種不同模式，或編碼_解碼程序理想代表 一語音部分之明確類型，例如，聲音語音、非聲音語音、 傳送語音（例如，在聲音及非聲音語音週期之間產生之語 音），及在大部分有效方法中之背景複雜（靜音或血語音）。 一外部、開放迴路模式決定裝置檢查輸入語音訊框及完成 考慮知加那個核式到訊框之決定。開放迴路模式決定通 常係藉由摘取一些來自訊框之參數執行，評估參數如明確 暫時及光譜特性’及根據評估以一模式決定為基礎。 目前，有增加在一無線通信網路内傳送之有效性之一強 烈商業需求。如上面之討論’來自語音取樣之語音來數之 摘取以取得一高目標壓縮參數Cr係一種用於建立一有效系 統之方法。然而，語音資訊之有效封包成為二進位資料封 包不納入滿足目前減少在從一基地站台到一遙控站合之資 料封包之空中傳送中之阻礙之問題。在本說明中，基.地'蜂

·* ·' - ..... ?· ' V "V 6- 麗 .，_ 本紙張丈度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 裝 訂 p------^____ 五、發明説明（4 ) 〇參考備有其通信遙控站台之硬體。根據其中使用之項目 之内容’細胞參考硬體或地理涵蓋區域。一部分係一細胞 之一部分。在細胞之項目中說明之指導係容易擴展到部 分。 在一 CDMA系統中，在用戶之間之通信係通過一或更多 基地站台實施。在一遙控站台上之一第一用戶藉由在反向 鏈結上傳送資料到一基地站台通信到在一第二遙控站台上 之一第二用戶。基地站台接收資料及可以傳送資料到另外 基地站台。資料係在相同基地站台，或一第二基地站台之 前向鏈結上傳送到第二遙控站台。前向鏈結參考從基地站 台到一遙控站台之傳送及反向鏈結參考從遙控站台到一基 地站台之傳送。在IS-95及IS-2000系統中，前向鏈結及反 向鏈結係配置分割之頻率。· 前向鏈結包含複數引導及電信頻道，其中每個頻道係藉 由一適當Walsh或準直角函數擴展。然後每個頻道係藉由假 雜訊（PN)排序之一正交對以一 1.2288 Mcps之固定晶片比 率擴展。Walsh碼及PN排序之使用允許一基地站台產生多 向前向鏈結C D Μ A頻道，如藉由每個個別用戶網路之無線 電配置方式說明。 · 每個頻道實體上係配置於函數性完成不同，目的。例如， 一引導頻道係可以使用Walsh碼"W0〃簡單擴展·，但g 一 合成頻道係一編碼、交錯、擴展，及調變之擴展頻讀信 號。其它前向及反向鏈結頻道也係編碼、交錯、擴，展灰 * ·% 調變之擴展頻譜信號’但是備有多種數值來處理以滿.足*多 '•磉 * ^ ， Γ% Ί r ' 吻 · / · · 〇* · · .W _^_ . ,· *' ·-·, ^ 本孰奈尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公着)~~ ' ~ ^158 A7 B7 五、發明説明（5 種藉由適當電信標準施加之需求。 發明概述

裝 提出一種用於產生非對稱鏈結之新及改進之方法及裝 置，在一實施例中，非對稱鏈結係用於備有在無線通信系 統中之一反向鏈結容量平衡在一無線通信系統中之一前向 鍵結谷1 ’包含步驟·操作備有一在前向鏈結上之第一組 模式之一第一語音編碼器，其中至少一在第一組模式中之 模式係相關於一低平均資料比率；及操作備有一在反向鏈 結上之第二組模式之一第二語音編碼器，其中每個在第二 組模式中之模式係相關於一高平均資料比率。 訂

在另一實施例中，提出一種用於傳送在一無線通信系統 之一前向鏈結及一反向鏈結中之資料之訊框之方法，方法 包含步驟：以一第一複數模式操作一前向鏈結語音編碼 裔，及以一第二複數模式操作一反向鏈結語音編碼器，其 中至少一在第二複數模试中之模式係不同於每個在第一複 數模式中之模式。 在另一實施例中，提出一種用於傳送在一無線通信系統 之一前向鏈結及一反向鏈結中之資料之訊框之方法，方法 α包含步驟··以一第一複數模式操作一前向鏈結語音編碼 及以第一複數模式操作一反向鏈結語音編碼器，其 中至少一在第一複數模式令之模式係不同於每個在第二複 數模式中之模式。 — 圖式簡單說明 在參考諸圖式且圖中之相同參考號碼表示相對應者後，

五 、發明説明（ 本發明之特性、3 明顯，其中· *，及優點將可由以下詳細說明變得更 圖1係:無線電話系統之方塊圖； 塊^係错由〶音編碼器在每個終端終止之—通信頻道之方 圖3係一語音編碼器之方塊圖； 囷4係夂音編竭器之方塊圖； 圖）係一包含編石馬器/發射器及解碼器/接收器部分之語 音編碼器之方塊圖； 圖6係用於語音部分之信號振幅對時脈之圖表； 圖7係歐蘭容量對使用—IS.95系統之車輛移動之圖表； 圖8係歐蘭容量對使用一 IS-2〇〇〇系統之車輛移動之圖 表；及 圖9係在一通信期間之前向及反向鏈結上操作之非對稱語 音編碼器之方塊圖。 較佳實施例之詳細說明 實施例係其將產生非對稱前向及反向鏈結之直接前向非 對稱語音編碼器。非對稱前向及反向鏈結之之產生使用在 前向鏈結中之歐蘭容量及在反向鏈結中之歐蘭容量之不平 衡以減少在反向鏈結中之語音編碼器之複雜性。一歐蘭係 電信流量之測量，其中一歐蘭係等於連續使用中之一語音 頻道或使用於一較少時脈之頻道之相等數量。其中下面說 明之例示實施例屬於配置於利用一 C D Μ A空中界面之一無 線通話系統。然而，藉由習於此技者將瞭解一種用於建立 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐〉 裝 訂 鐮 515158 A7

非對稱鏈結之方法及裝置可以屬於任何利用習於此技者已 知之技術之一寬闊範圍之多種通信系統。 二^例之CDMA率絲. 如圖1所示，一 C D Μ A電話系統大致包含複數行動用戶單 元10、複數基地站台12、基地站台控制器（BSCs)14，及一 行動切換中心（M S C) 1 6。M S C 1 6係配置於連接一習知公共 切換電話網路（PSTN) 18。MSC 16係也配置於連接 BSCS14°BSCsl4係通過繞程線耦合於基地站台12。繞程 線係可以配置於支援任何一些已知界面包含，例如E 1 / τ 1、 ATM、IP、PPP、訊框延遲、HDSL、ADSL，或xDSL。 其係瞭解在系統中可以有多於二個之B S C s 1 4。每個基地站 台12進一步包含至少一部分（圖中未示），每個部分包含一 热方向性天線或離開基地站台12放射指向一特定方向之一 天線。另外，每個部分可以包含二個用於多樣化接收之天 線。每個基地站台1 2可以進一步設計於支援複數頻率配置 方式。一部分及一頻率配置方式之交又係可以參考如一 CDMA頻道。已知基地站台12係也可以如基地站台無線電 話機副系統（BTSs) 12。另外，"基地站台，，係可以使用於 工業方面共同參考一 BSC14及一或更多BTSsl2。BTSsl2 係也可以指示"細胞網址"12。另外，一給定btsi 2之個 別部分係可參考如一細胞網址。行動用戶單元丨0通常係細 胞式或P C S電話1 0。系統係優先配置於相關於I § · 9 5使用。 在細胞式電話系統之普通操作期間，基地站台丨2接收來 自行動單元1 0組之反向鏈結信號組。行動單元1 〇係引導電 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 515158 A7 ______B7 五、發明説明（8 ) 話呼叫或其它通信。每個藉由一給定基地站台1 2接收之反 向鏈結#號係在那個基地站台1 2内處理。產生之資料係前 向到BSCsl4。BSCsl4備有呼叫資源配置方式及包含在基 地站台12之間之軟交遞之組合方式之行動管理方式函數。 B S C s 1 4也傳送接收資料到μ s C 1 6，其備有用於連接 PSTN18之額外傳送服務。同樣，pSTN18連接MSC16， 及MSC16連接BSCsl4，輪到其控制基地站台12以傳送前 向鏈結信號組到行動單元1 〇組。藉由習於此技者應該瞭解 用戶單元1 0在另一實施例中可以係固定單元。 在_ 一無線通信系統中之編碼g乃鰛瑞|ξ 在圖2中，一第一編碼器ι〇〇接收數位化取樣s(n)及用於 在一傳送媒體102，或通信頻道1〇2上到一第一解碼器104 之傳送來編碼取樣s(n)。第一解碼器1 〇4解碼編碼之語音取 樣及合成一輸出語音信號SsYNTH(n)。用於相對方向之傳 送’ 一第二編碼器1 0 6編碼數位化取樣s (η )，其係在一通信 頻道1 0 8上傳送。一第二解碼器η 〇接收及解碼編碼之語音 取樣’產生一合成輸出語音信號SsYNTH(n)。 語音取樣s(η)代表其相關於任何之多種在已知技藝，例 如，脈波編碼調變（PCΜ)、伴隨//法則，或Α法則中之方法 之已經數位化及篁化之語音信號。如在已知之技藝中，語 音取樣s(n)係組織成為輸入資料之訊框，其中每個訊框与含 一預先決定數量之數位化語音取樣s (η)。在一例示實施例 中，利用一8ΚΗζ之取樣比率，備有每個2〇ms訊框包含160 取樣。在下面說明之實施例中，資料傳送之比率可以有利 _ -11- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公紫） 515158 A7 _ B7 五、發明説明（9 ) 於以一從全比率到二分之一比率到四分之一比率到八分之 一比率之訊框對訊框偏壓改變。因為可以選擇利用用於包 含相關較少語音資訊之訊框之較低位元比率有利於改變資 料傳送比率。如藉由習於此技者瞭解，可以使用其它取樣 比率及/或訊框尺寸。而且在下面說明之實施例中，語音 編碼（或譯碼）模式係可以以響應於語音資訊或訊框之能量之 一訊框對訊框偏壓改變。 第一編瑪器10 0及第二解碼器11 〇共同組成一第一語音編 碼器（編碼器/解碼器），或語音譯碼器。在任何通信裝置可 以使用語音編瑪器用於傳送語音信號，包含，例如，備有 上面參考圖1說明之用戶單元、BTSs，或BSCs。同樣，第 二編碼器1 0 6及第一解碼器1 〇 4共同組成一第二語音編碼 器。藉由習於此技者應該瞭解語音編碼器係可以備有一數 位信號處理器（DSP)、一特定應用積體電路（ASIC)、分離 閘控邏輯、韌體，或任何習知可程式化軟體模組及一微處 理器執行。軟體模組可以屬於RAM記憶體、快閃記憶體、 暫存器’或任何其它在技藝中已知之格式之儲存媒體。另 外，任何習知處理器、控制器，或狀態裝置係可以適用於 微處理器。特別設計用於語音編碼之例示A s IC s係在美國 專利號碼5，7 2 7，1 2 3中說明讓渡於本發明之受託人及藉由來 考完全納入其中，及1998年7月21日提出之美國專利號碼 5,784,532 ’名稱為吾音編碼|gASIC，其已讓與本發明之 受讓人及藉由參考完全納入其中。 編碼器結構 • 1 2 - 本紙張尺度適用中S S家標準(CNS) A4：%格(210〉< 297公董) ~ 一 --- 515158

在圖中其係可以在一語音編碼器_使用之一編碼器 2〇〇包含一模式決定模組2〇2、一間距評估模組2〇4、一 分析模組206、一 LP分析濾波器208、一 LP量化模組210 , 及一剩餘量化模組2 12。輸入語音訊框s(n)係提供於模式決 定模組202、間距評估模組2〇4、Lp分析模組2〇6，及 析濾波器208。模式決定模組2〇2產生一模式索引。及根據 每個輸入語音訊框s(n)之週期性、能量、信號對雜訊比率 (SNR)、或在其它特性之間之零通過比率之一模式μ。根據 週期性分類語音訊框之多種方法係在美國專利號碼 \911，128中說明讓渡於本發明之受託人及藉由參考完全納 入其中。這種方法係也納入於電信工業協會臨時標準 丁 IA/EIA IS-127 及 TIA/EIA IS-733 中。一例示之模式決 疋配置亦在前面提到之美國申請案序號〇9/217,341中揭 露。 間距評估模組204產生一間距索引ιρ及據每個輸入語音訊 框s(n)之一 pG滯後數值。LP分析模組206在每個輸入語音 訊框s (η)上執行線性預測分析以產生一 [p參數a。L P參數a 係提供於LP量化模組2 10。LP量化模組2 10也接收模式 Μ ’藉此以一根據模式之方法執行量化程序。[ρ量化模組 210產生一 LP索引1^及一量化LP參數d。LP分析濾波器 208接收量化LP參數d附加於輸入語音訊框s(n)。LP分竹濾 波器208產生一 LP剩餘信號R〇]，其代表在輸入語音訊框 s (η)及根據量化線性預測參數^所重新配置之語音之間之誤 差。LP剩餘信號R[w]、模式μ，及量化LP參數d係提供於 -1 3 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

裝 訂

515158 A7 B7 五、發明説明（ 11 剩餘量化模組2 1 2。根據這些數值，剩餘量化模組2丨2產生 一剩餘索引IR及一量化剩餘信號灸[”]。 解碼器钴燼 在圖4中其係可以在一語音編碼器中使用之一解碼器3 〇〇 包δ L P參數解碼模組3 〇 2、一剩餘解碼模組3 〇 4、一模式解 碼模組306，及一Lp合成濾波器3〇8。模式解碼模組3〇6接 收及解碼一柄式索引ΙΜ，從此產生一模式Μ。[ρ參數解石馬 杈組3 02接收模式Μ及一 LP索引ILP。LP參數解碼模組302 解碼接收數值以產生一量化LP參數d。剩餘解碼模組3〇4接 收一剩餘索引iR、一間距索引Ip及一模式索引Im。剩餘解碼 模組304接收數值以產生一量化剩餘信號灸[n]。量化剩餘 信號R[n]及量化LP參數^係提供於Lp合成濾波器3〇8，其 從其中合成一解碼輸出語音信號§[n]。 i模式編碼器/解礁g夕蝉作 圖5說明一多模式編碼器4〇〇通過一通信頻道，或傳送媒 體，404，通信備有一多模式解碼器4〇2之操作函數。通信 頻道404係有利於以相關於IS-95標準方式配置之一 RF界 面。藉由習於此技者將瞭解編碼器4〇〇具有一相關解碼器 (沒有揭示）。編碼器4〇〇及其之相關解碼器共同來自一第一 語音編碼ϋ。藉由習於此技者將瞭解解碼器4{)2具有一相關 編碼器（沒有揭示）。解码器4G2及其之相關編碼器共同來自 -第二語音編碼器。第_及第二語音編碼器係有利於執行 如第一及第二DSPs之部分，及属於，例如，在一pcs或細 胞式電話系統中之一用戶單元及一基地站台，或在一用戶

裝 訂 t 515158 A7 B7 五、發明説明（12 中及在一衛星系統之一閘道。 編碼器400包含一參數計算器4〇6、一模式分類模组 ⑽、複數編瑪模式410，及—封包格式化模組412。編碼 模式4 1G之數量係揭示，_f於此技者將瞭解其中表示 任=合理數量之編碼模式41G。用於簡化，只有揭示三個編 碼杈式410，備有一虛線指示額外編碼模式4ι〇之可能存在 性。解碼器402包含-封包分解器及封包損失偵測器模組 4 1 4、複數解碼模式4 1 6、一消除解碼器4丨8，及一配置濾 波器，或語音合成器，42〇。解碼模式416之數量係揭示如 η，一習於此技者將瞭解其中表示任何合理數量之解碼模式 4 1 6。用於簡化，只有揭示三個解碼模式4丨6，備有一虛線 指示額外解碼模式4 1 6之可能存在性。 一語音信號，s(n)，係提供於參數計算器4〇6。語音信號 係刀割成為稱為訊框之取樣之塊。數值η指示訊框數量。在 一另一實施例中，使用一線性預測（LP)剩餘誤差信號取代 語音信號。LP剩餘係藉由語音編碼器使用，例如，CELP編 碼器。L P剩餘之計算係有利於藉由備有語音信號到一反向 LP濾波器（沒有揭示）執行。反向LP濾波器之轉換函數， A(z)，係相關於下面方程式計算： 其中係數a i係具有以相關於已知方法選擇預先限制灸數 值之濾波器分接頭，如在前面提出之美國專利號碼 5,414,796及美國申請案序號09/217,494中說明。數字P 指示使用於預測目的之先前取樣反向LP濾波器之數量。在 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210X297公釐）

裝 訂

Γ___ —_ Β7 五、發明説明（13 ) 一特定實施例中，Ρ係設定於1 〇。 參數计异器4 〇 6根據目前訊框取得多種參數。在一實施例 中這些參數包含下面至少一：線性預測編碼（LPC)濾波器係 數、線性光譜對（LSP)係數、正常化自動修正函數 (NACFs)、開放道路滯後、零通過比率、頻帶能量，及格 式化剩餘信號。LPC係數、LSP係數、開放道路滯後、頻帶 此量’及格式化剩餘信號之計算係在前面提出之美國專利 號碼5,414,790中詳細說明。NACFs及零通過比率之計算 係在則面提出之美國專利號碼5，9丨丨，丨2 8中詳細說明。 參數計算器406係耦合於模式分類模組4〇8。參數計算器 406備有參數到模式分類模組4〇8。模式分類模組4〇8係耦 合於在根據為選擇用於目前訊框之適當編碼模式41〇之一訊 框對訊框偏壓之編碼模式4 ίο之間之動態開關。模式分類模 組408藉由備有預先決定臨界及/或最大數值比較參數選擇 用於目前訊框之一特定編碼模式410。根據訊框之能量容 量，模式分類模組4 0 8分類訊框如非語音，或靜止語音（例 如，沈默、背景雜訊，或在字元間之中斷），或語音。根據 訊框之週期性，然後模式分類模組4 〇 8分類語音訊框如一特 疋類型之語音，例如，聲音、無聲，或假音。 聲音語音係顯示一相關高程度之週期性之語音。一部分 之聲音語音係揭示於圖6中。如說明，間距週期係可以使用 有利於分析及重新配置訊框之容量之一語音訊框之一元 件。無聲語音大致包含一致之聲音。假音語音訊框大致在 聲音及無聲語音之間之轉換。其係分類如不是聲音就是無 -16 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 515158 A7 ______B7 五、發明説明（14 ) 耸^ s之Λ框係为類如假音語音。藉由習於此技者將瞭解 可以利用任何之分類配置。 因為可以使用不同編碼模式4丨〇編碼不同類型之語 利於分類語音訊框，導致在一共享頻道例如通信頻道4〇4中 頻帶寬度之更有效使用。例如，聲音語音係週期及因此高 度預測，可以利用一低位元比率、高度預測編碼模式4丨〇於 編碼聲音語音。分類模組例如分類模組4〇8係在前面提出之 1999年2月26曰提出美國申請案序號〇9/217,341及美國申 凊案序號0 9 / 2 5 9，1 5 1，名稱為封閉迴路多模式混合域線性 預測（M D L Ρ)語音編碼器中詳細說明，其係配置於本發明之 受託人及藉由參考完全納入其中。 模式分類模組408根據訊框之分類選擇用於目前訊框之一 編碼模式4 1 0。多種編碼模式4 1 〇係可以並聯方式耦合。在 任何給定時脈可以操作一或更多編碼模式4 1 〇。此外，只有 一編碼模式4 1 0有利於在任何給定時脈操作，及係根據目前 訊框來選擇。 不同編碼模式4 1 0有利於根據不同編碼位元比率、不同編 碼配置，或編碼位元比率及編碼配置之不同組合操作。在 例示實施例中，使用之多種編碼比率可以係全比率、二分 之一比率、四分之一比率，及/或八分之一比率。使用之 編碼配置可以係C ELP編碼、標準間距週期（ρρ ρ)編碼（冬波 形内插（WI)編碼），及/或雜訊激勵線性（NELP)編碼。因 此，例如，一特定編碼模式4 1 0可以係全比率CELP，另外 編碼模式410可以係二分之一比率CELP，另外編碼模式 17 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐） 515158 A7 B7 五、發明説明（15 ) 4 10可以係四分之一比率PPP，及另外編碼模式4 10可以係 NELP。 在一相關C E L P編碼模式4 1 0中，備有l p剩餘信號之一量 化版本激勵一線性預測聲音期間模式。用於全部先前訊框 之量化參數係係使用於配置目前訊框。因此C E L P編碼模式 4 1 0備有用於語音之相關精確再生，但是付出一相關高編碼 位元比率之代價。可以使用CELP編碼模式4 10有利於編碼 分類如假音語音之訊框。一例示可變比率C e L P語音編碼器 係在前面提出之美國專利號石馬5，4 1 4，7 9 6中詳細說明。 在一相關NELP編碼模式4 10中，使用一濾波、假隨機雜 訊信號模組化語音訊框。NELP編碼模式4 1 〇係其完成一低 位元比率之一相關取樣技術。可以使用NELP編碼模式4 1 〇 有利於編瑪分類如無聲語音之訊框。一例示可變比率N e l p 語音編碼器係在前面提出之美國申請案序號〇9/2丨7，494中 詳細說明。 選擇之編z馬模式4 1 0係輕合於封包格式化模組4 1 2。選擇 之編碼模式4 1 0編碼，或量化，目前訊框及備有量化之訊框 參數到封包格式化模組4 12。封包格式化模組412有利組合 篁化資訊成為用於在通信頻道404上之傳送之封包。在一實 施例中係配置封包格式化模組4丨2以備有誤差修正編碼及相 關於IS-95標準格式化封包。封包係提供於一發射器（圖中 未示），轉換成類比格式、調變，及在通信頻道4 〇 4上傳送 到一接收器（圖中亦未示），其接收、解調，及數位化封包， 及備有封包到解碼器4 〇 2。 * - 18 -本紙張尺度適財國國家標準(CNS) M規格(2ι〇χ297公董) "~ —

裝 訂 蟪 515158 五、發明説明（16 ) 在解碼為4 0 2中封包分解為及封包損失偵測器模組4 1 4接 收來自接收器之封包。封包分解器及封包損失偵測器模組 4 1 4係轉合於在一訊框對机框偏壓上之解碼模式* 1 $之間之 動態開關。解碼模式4 16之數量係相同如編碼模式41〇之數 量，及如一習於此技者將瞭解，配置每個加以編號之編碼 模式4 1 〇係相關於一相關類似加以編號之解碼模式4丨6以利 用相同位元編碼比率及編碼配置。 如果封包分解器及封包損失偵測器模組414偵測封包，分 解封包及提供於適當解碼模式4 1 6。如果封包分解器及封包 損失偵測器模組4 14不偵測封包，揭示一封包損失及消除解 碼器418有利執行訊框消除處理如在前面提出之一相關之 2000年4月24日提出之美國申請案號碼0 9/5 57,283，名稱 為在一可變比率編碼器中訊框消除補償方法中說明，其已 讓與本發明之受讓人及藉由參考完全納入其中。 解碼模式4 1 6及消除解碼器4 1 8之並聯矩陣係耦合於配置 濾波器420。適當解碼模式4 16解碼，或非量化，封包備有 責訊到配置濾波器420。配置濾波器420重新配置，或合 成，語音訊框，輸出合成之語音訊框，§(η)。例示解碼模 式及配置濾波為係係在前面提出之美國專利號碼5，4 1 4，7 9 6 及美國申凊案序號09/217,494中詳細說明。 薇由執行可溟擇樺式之語音編礁|ξ減少在前向及反向鏈結 中之不平衛 ‘ 如上所不，一歐蘭係一用於系統容量之測量之單位，其 令一歐蘭係一連續使用中之語音頻道。圖7說明如用戶移動 1 9 本纸張尺料财關家標^in^iTF10X297公釐) >15158 A 7 B7 五、發明説明（i 7 量之一函數之一 IS-95前向鏈結及一 IS-95反向鏈結之歐蘭 容量。線700相關於反向鏈結容量及線7 1〇相關於前向鏈結 容量。圖8說明如用戶移動量之一函數之一is-2000前向鏈 結及一 IS-2000反向鏈結之歐蘭容量。線8〇〇相關於反向鏈 結容量及線8 1 0相關於前向鏈結容量。在二者c D Μ A系統 中，在遙控站台係以一低速度移動時前向鏈結之歐蘭容量 係明顯低於反向鏈結之歐蘭容量。例如，在圖7中，在遙控 站台係移動中之5 0 %之點，反向鏈結之容量係2 6 9及前向 鏈結之容量係1 2。因此，反向鏈結具有多於前向鏈結2 24 倍之谷量。應s亥注意因為一通信系統必須在前向及反向鏈 結二者上傳送語音活動，系統容量受限於最慢鏈結。 通常係以支援相同語音編碼模式之方式在一遙控站台上 之-語音編碼器及在一基地站台上之一語音編碼器執行， 其導致其支援在所有語音編碼器之所有資料比率之一非 稱系統之執行。 ' 一在-例示實施例中’藉由其具有一些可選擇模式，每個 杈式相關於一平均資料比率之一語音、、 ^ ^ 之執行減少在 月，J向鏈結谷S及反向鏈結容量之間之 〜个十衡。表格1說明一 可選擇模式之語音編碼器超過一沒有可選 ：二 碼器之容量增益。 、。曰編

装

20 515158 A7 B7 五、 發明説明（18 ) cdma2000 前向鏈結 cdma2000 反向鏈結 IS95 前向鏈結 IS95 反向鏈結 模式〇 0% 0% 0% 氺氺 模式1 26% 16% 26% ** 模式2 49% 30% 49% 氺氺 模式3 58% 氺氺 58% 氺氺 表格1 :用於一可選擇模式之語音編碼器之增益（**不建 議在反向IS-95鏈結上—比率之使用） 表袼1之每個模式係相關於其係通過全比率、二分之一比 率、四分之一比率及八分之一比率訊框之混合完成之一平 均資料比率。表格2說明多種其係使用於完成每個模式之訊 框之百分比混合。 模式〇 模式1 模式2 -模式3 全比率 42.5% 23.52% 9.74% 6.94% _比率 5.5% 10.87% 24.51% 23.65% _比率 0% 11.32% 10.60% 14.27% 1/8比率 52% 54.30% 55.14% 55.14% 表格2 :用於一可選擇模式之語音編碼器之操作模式之消 除語音比率統計 應該注意增加之模式數字係顯示在系統容量及語音品質 之間之交遞。例如，在模式2備有以一低語音品質之消耗之 一高系統容量時模式0備有以低系統容量之消耗之高語音品 質。在一實施例中，備有一新模式3以完成一比模式2為 -2 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐） 515158 A7 B7 19 五、發明説明（ 低，備有在語音品質方面之明顯損失之平均資料比率，如 此增加之彈性係提供於在交遞系統容量及語音品質中之載 波。 在本特定實施例中，執行模式3係使用有助用於無聲訊框 之四分之一比率NELP編碼及用於非常固定聲音訊框之四分 之一比率時脈合成波形修改（TSWI)編碼。 因此’因為刖向鍵結容量之增加而減少在前向鍵結之歐 蘭容量及反向鏈結之歐蘭容量之間之不平衡，其中在備有 模式0或1之執行維持反向鏈結容量時，增加之前向鏈結容 量係通過可選擇模式之執行完成，例如模式2及3。因此， 利用語音編碼器用於在非對稱模式中之前向及反向鏈結操 作。例如，在根據圖8之一 IS - 2 0 0 0系統中，在以模式〇操 作時反向鏈結具有37.4用戶之容量，前向鏈結在模式〇具有 一 2 3 · 〇用戶之容量。然而，如果前向鏈結係設定於以模式2 操作，然後，藉由49〇/。增加容量。因此，藉由前向鏈結係 可以服務34.7用戶。 主U-在前向及I向鏈結中之不平避少語音編礁装之複 雜性 在-些情形中’藉由較低容量產生之不平衡需要前向鏈 結不係在其巾傳送資料電信之H巾之U。例如， 轉換從-基地站台到一遙控站台之封包化資料封包大致包 含’’下載"大量之資料。然後，轉換從一遙控站台到：基 地站台之封包化資料封包大致包含〃上載,，較小之資料= 包。在本例子中，因為轉換大量之資料之需求前向鏈結通

吊係慢及因為有一低容量需求反向鏈結通常係快。 在一實施例令，利用在前向及反向鏈結容量之間之不今 衡允許在配置於遙控站台之語音編碼器及配置於基地站台 之語音解碼器之複純方面之—減少。圖9說明本實施例。 ，係具有四種模式：模式A、模式8、模式c，及模式D之一 第-編碼器9⑽配置於基地站台，其巾每個模式代表藉由 全比率、二分之-比率、四分之—比率，及"八分二一 比率訊框之組合產生之—列平均資料比率。模式A具有最 南平均貢料比率’模式B具有第二高平均資料比率，模式C 具有第三高平均資料比率，及模式〇具有最低平均資料比 率。在一前向鍵結傳送之過程期間，前向鍵結之平均資料 比率相關純式C之平均f料比率，如此前向鏈結係接近全 容量。 。。因為第-編碼H91()係可用所有四種模式傳送，第一解石馬 TO920 ’配m控站台’可用所有四種模式之平均資 比率接收訊框。 、 因此，因為反向鏈結之較大容量，第二編石馬器915，配置 於:遙控站台:可用-高平均資料比率傳送，例如模式A。 之Γ硯念中’完成遙控站台可以永遠不需要使用 換式C傳送貧料訊框之-預先決定。同樣，第二編碼器 915，配置於一遙控站△卜 、h σ上，〉又有以模式C之平均資料比率 傳送資料之能力來執行。因為第二編碼器915可以永遠不使 用杈式c ’第一解碼器925 ’配置於該遙控站台，可以沒有 必須支援模式c來執行。 ^ 515158 A7

囚此 固例示實施例之-執行方式，其中反向鏈結 =碼器及料器之複純係藉㈣除⑽低平均資料比率 :作之模式減少。應該注意在圖9中使用之四種模式之使用 係用於說明之目的，可以、力古輪p 有離開本發明之精神或範圍來 完成更多或更少模式之執行方式。 如圖9所示實施例之執行方式係可施加於 及-平衡系統中。在-平衡系統m係通過 反向鍵結上之非平衡模式選擇完成平衡，將不利用明顯低 ^率模式之預先決定允許其則要—組完整之編碼器及解碼 器之一簡化之語音編碼器之執行方式。 因此，已經說明一種用於建立非對稱鏈結之新及改進之 方法及裝置。習於此技者將瞭解，其可以參考遍布於上面 說明之資料、指令、命令、·資訊、信號、位元、符號，及 晶片係有利於藉由電壓、電流、電磁波、磁場或微粒、光 場或微粒’或任何其中之組合代表。習於此技者將瞭解以 相關於其中所示之實施例說明之多種邏輯塊、模組、電 路，及程序步驟可以如電子硬體、電腦軟體，或二者之組 合執行。已經以它們之功能性之項目之方式普通說明多種 說明之元件、塊、模組、電路，及步驟。是否如硬體或軟 體執行功能性視施加於全部系統上之特定應用及設計重點 而定。習於此技者瞭解在這些情形下之硬體及軟體之可交 換性，及如何最佳執行用於每個特定應用之說明之功能 性。如例子，可以執行或備有一數位信號處理器（DSP)、一 應用特定積體電路（ASIC)、一場可程式化閘陣列（FPGA) -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

裝 訂 515158 A7 __ B7 五、發明説明（22 ) 或其它可程式化邏輯裝置、分離閘或電晶體邏輯、分離硬 體元件，例如，暫存器及FIF 0、執行一組勒體指令之一處 理為、任何習知可程式化軟體模組及一處理器，或任何其 中設計於執行其中說明之功能之組合來執行以相關於其中 所示之實施例說明之多種邏輯塊、模組、電路，及程序步 驟。處理器可以有利係一微處理器’但是在另外一方面， 處理器可以係任何習知處理器、控制器、微控制器，或狀 態裝置。軟體模組可以屬於RAM記憶體、快閃記憶體、 ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存 器，硬碟、一可移動碟片、一CD-ROM，或任何其它在技 藝中已知之格式之儲存媒體。一例示處理器係有利耦合於 一儲存媒體以便於從儲存媒體讀取資訊，及寫入資訊到铸 存媒體。另外一方面，儲存媒體可以整合於處理器中。處 理器及儲存媒體可以屬於一 ASIC。ASIC可以屬於一電 話。另外一方面，處理器及儲存媒體可以屬於一電話。可 以執行處理器如一 DSP及一微處理器，或如二個以一 Dsp 磁蕊連接之微處理器等等之一組合。 因此已經揭示及說明本發明之較佳實施例，然而，習於 此技者將瞭解，可以沒有離開本發明之精神或範圍對其中 之實施例完成許多修改。因此，除符合下面申請專利範圍 外係不受限於本發明。 -25-

Claims (1)

1. 8 8 8 Λ B c D 申請專利範圍 .一種平衡無線通信系統中之一前向鏈結之容量與該無線 通k系統中之一反向鏈結之容量之方法，其包含以下步 驟· 操作一第一語音編碼器，其備有在該前向鏈結上之_ 第一組之模式，其中在該第一組之模式中至少一模式係 相關於一低平均資料比率；及 操作一第二語音編碼器於該反向鏈結上之一第二組之 杈式，其中在該第二組之模式中每一模式係相關於一高 平均資料比率。 2 . —種用於傳送在一無線通信系統中資料封包之方法，其 包含千衡該無線通信系統之一前向鏈結之容量與該無線 通信系統之一反向鏈結之容量之步驟，其中平衡之步驟 係藉由使用其以一第一模式在該前向鏈結上操作之一前 向鏈結語音編碼器完成，其中該第一模式係不對衡於藉 由第二模式而使一反向鏈結語音編碼器操作之一第二模 式。 、 〇 · —種用於平衡一無線通信系統中之一前向鏈結之容量與 一反向鏈結之容量之系統，其包含： 一前向鏈結語音編碼器，其選擇操作於複數個模式 中’其中該複數個模式中之至少一模式係相關於一低平 均資料比率；及 一反向鏈結語音編碼器，其選擇操作於減少之複數個 模式中’其中該減少之複數個模式之每一模式係相關於 一高平均資料率。 -2 6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) ' --

   種用於傳送在一無線通信系統之一前向鏈結及一反向 鏈結中之資料封包之方法，其包含以下步驟： Λ第複數個模式操作一前向鏈結語音編碼器；及 、第一複數個模式操作一反向鏈結語音編碼器，其 中在該第二複數個模式中之至少一模式係不同於在該第 一複數個模式中之每個模式。 5·—種用於傳送在一無線通信系統之一前向鏈結及一反向 鍵結中之資料封包之方法，其包含以下步驟： 以第一複數個模式操作一前向鏈結語音編碼器；及 乂-第一複數個模式操作一反向鍵結語音編碼器，其 中在該弟二複數個模式中之至少一模式係相同於在該第 一複數個模式中之一模式。 6· -種用於傳送在—無線通信系統之_前向鏈結及一反向 鍵結中之資料封包之方法，其包含以下步驟：， 以一第一複數個模式操作一前向鏈結語音編碼器；及 以第一複數個模式操作一反向鏈結語音編碼器，立 =該第-複數個模式中之至少—模幻系不同於在該第 一複數個模式中之每一模式。 7. 一種用於傳送在-無線通信系統之-前向鏈結及-反向 鍵結中之資料封包之方法，其包含以下步驟： 以一第一複數個模式操作一前向鏈結語音編碼器；吞 以第-後數個模式操作一反向鏈結語音編碼器，其 :在該第-複數個模式中至少一模式係相同於在該第二 複數個模式中之一模式。