JPH09505970A - 受信した通信信号のエラーを軽減する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 受信した通信信号内のエラーを軽減する方法および装置は、受信を行い、エラー指示に基づいて軽減を行う通信装置（１２）のエラー軽減器（３５）を含む。第１実施例では、エラー指示は、位相または非使用データ・シンボルであり、ＡＤＰＣＭデータ内のエラーを指示する。また、軽減は、あるニブル値を異なる所定値に変更することを含む。第２実施例では、エラー指示は、例えば、ＣＲＣフレーム・エラー指示のような他のパラメータを含んでもよく、エラー予測器（３４）がＡＤＰＣＭデータ内の転化レベルを判定する。エラー軽減器（３５）は、指示された転化レベルに基づいて、所定の組の量換値を適用し、軽減データは次にＡＤＰＣＭ復号器（２６）において復号される。

Description

【発明の詳細な説明】 受信した通信信号のエラーを軽減する 方法および装置 発明の分野 本発明は、一般的に通信システムに関し、更に特定すれば、受信した通信信 号のエラー軽減システムに関するものである。 発明の背景 全ての通信システムにおいて鍵となる問題は、通信チャネルにおける信号の 劣化またはエラーをいかにして最少に抑えるかということである。この問題は、 セルラ無線機やＰＣＳ（個人通信サービス）システム等のように、マルチパス・ フェーディング、シャドウイング効果（shadowing effect）、他の加入者や環境 による妨害等が信号劣化に影響を及ぼし得る、無線通信システムにおいて特に重 要である。その結果、受信機においてエラーの可能性を減少させたり（例えば、 変調方式の改良）、エラーの検出または補正（例えば、ＣＲＣ（巡回冗長検査） ，ＦＥＣ（フォーワード・エラー補正符号化））するための多数の解決策が講 じられてきた。 コストおよびシステムの複雑性を最少とするために、現行の（例えば、ＣＴ −２、第２世代コードレス電話機）、および提案されている（例えば、ＰＣＳ） システムは、ＣＣＩＴ(International Telephone and Telegraph Consultative Committee)標準Ｇ．７２１適応予測符号化（ＡＤＰＣＭ：Adaptive Differentia l Pulse Code Modulation）音声符号化法のような、エラー詩容度(error tolera nt)の低い手法を採用している。ＡＤＰＣＭ標準は、元来、有線通信では適度な レートである、１０^-3までのランダム・ピット・エラー・レート（ＢＥＲ：bit error rate）に対してロバスト性を有するように設計されたものである。しかし ながら、無線通信では、これよりも大幅に高いＢＥＲが発生するので、更なるエ ラー軽減方式(mitigation scheme)が必要となる。エラーを経減するための最も 一般的な手法は、指示されている信頼できない(corrupt)シーケンス内の入力ビ ットを全て０（ＡＤＣＰＭでは１６進数の「Ｆ」またはＨ１５）にセットするこ とである。この手法は、かかるシーケンスの持続期間の間、信号全体をミュート (mute)することにより、通常、軽減されない(non-mitigated)信号に対する音声 出力の品質を改善するものである。しかしながら、この手法は、用いられるエラ ー検出方法による制限を受け、しばしばミューティング・プロセスによって更に 劣化を招くことがある。 例えば、あるフレームにＣＲＣエラー指示が与えられた場合、軽度の（即ち、単 一ビットまたはニブル）エラーと、より重度の（即ち、バースト）エラーとの区 別がない。したがって、１ビットのみがエラーであったにも拘わらず、フレーム 全体をミュートしてしまうという可能性がある。更に、ＡＤＰＣＭデコーダの出 力は、現入力サンプルと以前の入力サンプルとの双方に基づいているので、入力 を０にセットすると、ミューティングを解除した後ある時間にわたってＡＤＰＣ Ｍ出力に遷移(tran sient)が生じることになる。この遷移は、うるさい「クリッ ク音」または「ポップ音」の形で音声出力に現れる可能性があり、時として、こ れらクリック音またはポップ音は、エラー軽減を行わない場合よりも不快なこと がある。 望ましくないクリック音やポップ音を更に減少させるために、いくつかの復 号後処理方式(post-decoding scheme)が提案されている。例えば、S．Kubota et al．は "Improved ADPCM Voice Transmission Employing Click Noise Detecti on Scheme for TDMA-TDD Systems" (Fourth International Symposium on Perso nal Indoor and Mobile Radio Communications(PIMRC)，September 11,1993)に おいて、復号化されたＰＣＭ（パルス・コード変調）信号を、大きな信号レベル 差またはダイナミック・レンジ・オーバーフローのような、クリック・ノイズを より よく示す特性について測定するシステムを提案している。クリック特性の検出時 に、現在のバーストが抑制される。これに関連した．Nakamura et al.の"Improv ed ADPCM Voice Transmission for TDMA-TDD Systems" (Proceedings of the 43 rd Vehicular Technology Conference,1993)と題する論文では、バッファを用い てエラーなく復号化された最後のＰＣＭフレーム／バーストを保持することを除 いて、同様のシステムが提案されている。クリック特性の検出時に、現バースト はバッファされているバーストと置換される。これらの論文では単純なミューテ ィングに対してはある程度の改善が報告されているが、各々に欠点がある。第１ のシステムは、両方のミューティングの問題、即ち、潜在的に不快な無音期間と 後続の遷移ノイズをかかえている。第２のシステムは、バースト全体の置換が必 要であり、ＡＤＰＣＭチャネル・メモリが影響を受けないままとなり（即ち、Ｐ ＣＭクリック音の抑制を中止した後に、転化されたニブル(corrupted nibble)が ＡＤＰＣＭ出力に影響を与え続ける）、復号後処理の複雑性の増大や遅延の延長 という犠牲の下に達成される。更に、多くのシステムは、物理的にＡＤＰＣＭ復 号前処理および後処理の回路を分離させており（ＡＤＰＣＭと復号後処理段階が 、チャネル情報が決定される所から物理的に離れている、無線ポート制御部（Ｒ ＰＣＵ）の無線ポート（ＲＰ）配置されている、ある種のＰ ＣＳシステムのように）、ＡＤＰＣＭ段においてチャネル情報が要求される場合 はいつも、異なる回路素子間で情報を通信するという、望ましくない必要性が増 大することになる。 したがって、システムの複雑性およびコスト、ならびに復号化による遅延を 最少に仰えつつ、受信した符号化信号におけるエラーを軽減するための改善され たシステムが、引き続き必要とされている。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明を用いることができる通信システム全体を描いた図である 。 第２図は、第１図の通信システムの一部を示す図である。 第３図は、本発明による適信受信機の一実施例を示すブロック図である。 第４図は、第３図の受信機のエラー予測器を示すブロック図である。 第５図は、第３図の受信機によって受信される信号のエラーを軽減する段階 を示すフロー・チャートである。 第６図は、第４図のビット・エラー予測器と共に用いることができる、ＡＤ ＰＣＭ適応量子化速度調節にＡＤＰＣＭニブル値を関連付けた、好適なＦコード 表を示す表である。 第７図は、本発明にしたがって用いられる、好適実施例の軽減値表を示す表 である。 実施例の詳細な説明 従来技術では満足されなかった、エラー経減手法の改善に対する必要性は、 本発明によるエラー軽減システムによって満たされる。従来技術とは異なり、本 発明は、信号品質およびエラー指示に基づいて、ワード／ニブル長の信号部分の エラーを軽減する手法を提供し、バースト状エラーおよびそれよりも分離された エラーの双方に対処する適応型構造を含む。この新規なエラー軽減手法は、実質 的に信号の復号化に先だって処理され、多くのシステムにおいて、既に使用可能 なエラー／品質規準を利用して、容易に実施することができる。 第１図は、本発明を使用可能な通信システムのかかる一実施例を示す。この システムでは、複数の加入者装置（ここでは無線機と呼ぶ）１０をシステム内で 通信を行うために利用することができる。このシステムでは、３２Ｋbit/s（キ ロビット／秒）のＡＤＰＣＭデータ送信が、無線機１０と多数の基地局即ち無線 ポート（ＲＰ）１１のいずれかとの間で行われる。ＲＰ１１は各々基地サイト制 御部（ＢＳＣ）または無線ポート制御部（ＲＰＣＵ）、この場合１２，１３，１ ４に接続されており、一方無線ポート制御部 は、公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）１５と通信可能となっている。アクセス／移動 度管理部１６（例えば、移動交換センタ（ＭＳＣ））を用いて、無線ポート１２ ，１３，１４の各々を制御し、更に、無線ポート１２，１３，１４は、典型的に 、Ｔ１または同様の高速通信経路をその間に有する。 次に第２図を参照する。より詳細な図が、典型的な無線ポート制御部（この 場合１４）とアクセス／移動度管理部１６とに接続されている、２台の無線ポー ト１１を示している。アクセス／移動度管理部１６は、無線アクセス・システム 制御部とも呼ぶことができる。無線ポート１１は双方共、無線送受信機２１，Ａ ＤＰＣＭ軽減部２２、および基本レート・インターフェース２３（ＩＳＤＮ（統 合サービス・デジタル・ネットワーク）サービス用）を含む。無線ポート制御部 １４内では、個々の無線ポート線が、スイッチ２５（制御器２７によって制御さ れる）によって、種々のＡＤＰＣＭ符号変換器２６に切り替え可能となっており 、更に、公衆電話交換網１５へのＴ１インターフェース２８を通じて、Ｔ１線に 接続可能となっている。図示のように、例えば、ＩＳＤＮサービス用の６４Ｋbi t/sのＰＣＭのような公衆電話交換網に接続されているＡＤＰＣＭ情報の符号変 換、この場合は復号を行えばよい。ある無線ポート１１において受信されたＡＤ ＰＣＭを他の無線ポート１１にある無線機１０に送信する場合、ＡＤＰＣＭデー タは、無線 ポート制御部１４に接続されている他の無線ポート１１、またはＴ１スパン線(T 1 span line)を通じて第１図の他の無線ポート制御部１２，１３の一方に、ＡＤ ＰＣＭデータとして転送することができる。かかる方式では、ＡＤＰＣＭ音声軽 減即ちノイズ抑制は、好ましくは既に行われていることが必要である。その理由 は、ＰＳＴＮ１５への接続の前に無線ポート制御部において復号化されるまでは 、かかる情報は通常ＰＣＭとして存在せず、品質および／またはＣＲＣ情報を付 加して転送することにより、データのオーバーヘッドが増大するからである。 無線ポート１１の受信機の基本的なブロック図を第３図に示す。受信機１１ は、ｒｆ（無線周波数）復調器３１に接続するアンテナ３０を含む。復調器３１ はクロック復元およびデータ・フォーマット回路を含む。受信データも、チャネ ルまたは信号品質指示（ＱＩ）検出器３２によって分析される。検出器３２は、 その最も簡単な形式では、位相誤差または異常データの存在（１６進数［０」ニ ブルのような）について監視するものである。エラー検出方法の追加が望ましく ない、コストに敏感な用途または複雑性を低減する用途（例えば、多数のＣＴ− ２システムのような）に特に有用である第１実施例では、フォーマットされたＡ ＤＰＣＭデータがＡＤＰＣＭ軽減回路３５（この実施例では、これのみでＡＤＰ ＣＭ軽減部２２を形成する）に印加される。ＡＤＰＣＭ軽減回路３５は、単純な デジタル回路 とすることができるが、望ましければ、この実施例の音声軽減を行うプロセッサ とすることも可能である。ＱＩ検出器３２からの信号品質指示がノイズまたはそ の他の信号品質における劣化を指示する場合、ＡＤＰＣＭフォーマット・データ を、以下に挙げる好適な手法の１つにしたがって修正する。信号品質が十分であ れば、この実施例ではフォーマットＡＤＰＣＭニブルにＡＤＰＣＭエラー軽減器 ３５を単に通過させるのみである。第２実旅例では、受信機はＣＲＣ（巡回冗長 検査）検出器３３およびエラー予測器３４（エラー軽減器３５と共に第２図の軽 減部２２を形成する）による、付加的な信号品質の測定を含む。この動作につい ては、以下でより詳しく論じる。 第１実施例に対する好適な手法では、全ての０でない予測差分値を所定値に 調節する。先に注記したように、１６進数「Ｆ］は大きさが０の差分に対応する （１６進数「０」は不当なＡＤＰＣＭ符号化値である）。１６進数［１」〜「７ 」は、予測値からの正差分を表わし、１６進数［８」〜「Ｅ］は予測値からの負 差分を表わす。この好適な場合は、「１」から「７」までの受信した全ての１６ 進数を１６進数「３」で置換し、［８」から［Ｅ」までの受信した１６進数を１ ６進数「Ｃ」で置換するので、受信シーケンス0010 0001 1111 1110（即ち、２ １ＦＥ（１６進数））は、数列0011 0011 1111 1100（即ち、３３ＦＣ（１６進 数））に変更される。このニブルの置換は、従来技術 のミューティング手法よりもかなり高い出力品質を生成することが見出されてい る。 第１実施例の第２手法では、同一のＡＤＰＣＭデータ２１ＦＥに対して、正 値および負値双方の大きさを１だけ小さくすることによる修正を行う。これは、 １６進数［１」から１６進数「７」までの植である正の１６進数から１を減算し 、１６進数「８」から１６進数「Ｅ］までの値である負の１６進数に１を加える ことによって達成される。最少の正差分を表わす１６進数「１」がある場合、１ ６進数［１」は、ゼロ変動に対応する１６進数に変換される。それは１６進数「 Ｆ」である。結果的に得られる軽減音声は、１６進数１ＦＦＦとなる。この手法 は、同様に、全ての転化データを０にする（即ち、１６進数の「Ｆ」に変換する ）従来の手法に比べて、大幅なノイズ・バーストの低減を図ることもできる。受 信ＡＤＰＣＭデータの大きさを、所定の一定の大きさ、または受信したノイズを 含む信号のそれに比較して小さい大きさに変更することにより、改善された音声 出力品質が得られる。これらの手法は、ノイズ抑制を直接ＡＤＰＣＭデータに適 用可能であるので、システム構成が簡素化し、システムの問題点が減少し、コス トも低減する。 第２実施例は、特にセルラおよびＰＣＳシステムに応用され（全ての通信シ ステムにも有用であることに変わりないが）、追加的なエラー検出手法を利用す ることができる。 本発明を使用可能なかかるＰＣＳシステムの１つが、提案されている個人アクセ ス通信システム(ＰＡＣＳ:Personal Access Communication System)に基づくマ イクロセルラ・システムである。ＰＡＣＳシステムは、ＡＤＰＣＭ音声符号化お よびＣＲＣに基づくエラー検出を備えた、π／４ＤＱＰＳＫ(差分直角位相シフ ト・キー:differential quaternary phse shift keyed)変調を用いた、時分割多 重アクセス（ＴＤＭＡ）システムである。差分符号化π／４ＤＱＰＳＫ変調方式 では、情報は連続シンボル間の位相遷移で送信され、４回の有効な位相遷移を用 いて、送信シンボル当たり２ビットを表わす。ＰＡＣＳ受信機の変調器は、差分 位相ストリームからのπ／４ラディアンを除去し、π／４ＤＱＰＳＫを効果的に ＤＱＰＳＫにマッピングする。各遷移からπ／４ラディアンを減算した後、信号 空間内の有効な信号点配置(constellation)は、０，π／２，π，３π／２ラデ ィアンであり、ビット対００，０１，１１，１０を表わす。復調器は入来信号の 絶対位相を抽出し、連続シンボルの位相値を減算して、送信されたビット対を判 定する。 しかしながら、チャネル・フェーディングや干渉のために、入来信号の受信 差分位相値は、必ずしも有効な位相遷移／コンステレーション点の１つに該当す るとは限らない。ビット対を各遷移に割り当てるために、変調器は受信した差分 位相値に対して、最も近い有効遷移を選択し、この遷 移をビット対にマッピングする。受信位相遷移が送信位相遷移からπ／４以上ず れている場合、復調器は間違った有効位相遷移を割り当て、その結果ビット・エ ラーが発生する。また、ＰＡＣＳシステムの中にはビット対のグレイ・コーディ ング(Gray coding)を用いるものもあるので、隣接する有効位相遷移は、１箇所 の位置においてのみ異なるビット対を表わすことも注記しておく。 更にまた、ＰＡＣＳ ＴＤＭＡシステムは８タイム・スロットを含む２．５ ｍｓ（ミリ秒）構造を用いていることも指摘する価値があるであろう。各タイム ・スロットは１２０ビットで構成され、その内の９０ビットは（１０５，９０） ＣＲＣコードによって保護されている。更に、これら９０ビットの内、８０ビッ ト（保持ビット(bearer bits)と呼ぶ）を用いて、２０個の２．５ｍｓの音声を 表わす４ビット（ａ₃−ａ₀）Ｇ．７２１ＡＤＰＣＭニブルを搬送する。これらの ニブルは、８０個の保持ビット中最初のビットが最初のＡＤＰＣＭニブルのＭＳ Ｂ（最上位ビット）となるように整列される。更に、これらのニブルは、１つの ＡＤＰＣＭニブルの最初の、２ビットが単一シンボルで表されるように配列され る。Ｇ．７２１標準は、４ビット・ニブルを使用し、予測エラーを符号と大きさ という形式で表わすことを要求する。１つのニブルは、８ｋＨｚ（キロヘルツ） のサンプリング・レートで、各音声サンプルに対して符号化される。各ニブルの ＭＳＢは符号ビットであり、 残りの３ビットが予測エラーの大きさを表わすために用いられる。 第３図を参照すると、この第２実施例（例示のためにＰＡＣＳ方式を用いる ）において、受信符号化音声信号（例えば、ＰＡＣＳではπ／４ＤＱＰＳＫ変調 された、適応予測符号化信号）が、アンテナ３０を通じて受信される。この信号 は復調器３１において復調され、復調符号化音声信号（例えば、各々２０個のＡ ＤＰＣＭニブルを有するフレームを含む復調ＡＤＰＣＭ信号であり、各ニブルは ２ビット・シンボル２個からなる群である）を出力する。復調ＡＤＰＣＭ信号に 加えて、復調器は、エラー検出器３３、ＱＩ検出器３２、およびエラー予測器３ ４への出力も有する。エラー検出器３３、好ましくはＣＲＣエラー検出器は、Ｃ ＲＣ符号化フレームのチェック・サム・ビット中のエラー指示を探し、例えば、 ２０シンボル／ニブル・フレームの中にエラーが検出されたか否かを示すエラー 指示信号を出力する。品質指示検出器３２は、典型的に（この第２実施例では） 、チャネル品質の単調関数に基づいて、品質指示（ＱＩ）を判定する。かかる規 準の１つは、フレーム／タイム・スロットの全情報保持シンボルの、最も近いコ ンステレーション点までの平均距離の逆数である（例えば、全てが００コンステ レーション点３００に近接するように調節される場合、全てのシンボル値のベク トル和の位置）。このＱＩを所定スレシホルド値と比較し、平均がスレシホ ルドより大きいか否かを示すＱＩ信号を出力する。別のＱＩの規準として、キャ リア対干渉およびノイズ（Ｃ／Ｉ＋Ｎ）比をあげることができよう。（逆数を用 いるか否かは、スレシホルドよりも小さいＱＩを基準とするソフト補正動作(sof t correction operation)を引用する際に、一貫性を持たせるための慣習上のこ とである。動作がスレシホルドより小さいことまたは大きいことのどちらを基準 とするかは、用いられるＱＩの規準によって異なり、非単調関数に基づくものを 含めて、記載されたものとは異なる規準も、いずれのＱＩにも使用可能であるこ とを当業者は認めよう。） 復調された受信ＡＤＰＣＭ信号、即ち、２０ニブル・ストリームは、ＡＤＰ ＣＭエラー軽減器３５に出力される。エラー軽減器３５は、エラーが検出されな いとき、例えばＣＲＣエラー指示信号がないとき（あるいは、第１実施例におけ るように、不当ニブルまたは位相遷移の指示がない場合）には、ニブルを変化さ せることなくＡＤＰＣＭ復号器（例えば、第２図のトランスコーダ２６）に送出 するように動作することが好ましい。エラーが検出された場合、エラー軽減器３ ５はエラー予測器３４によって判定された軽減の種類を適用する。一旦適切な種 類／レベルの軽減が適用されたなら、エラー軽減器３５のエラー軽減信号出力は 送出され、ＡＤＰＣＭ復号器によって更に処理されて、例えば、ＰＣＭビット・ ストリームが得られ、ＰＳＴＮ１ ５を通じて通信される。 エラー予測器３４およびＡＤＰＣＭエラー軽減器３５の動作は、ここで更に 第４図ないし第７図を参照することによって、よりよく理解することができよう 。まず第４図を見ると、エラー予測器３４の好適実施例が示されている。ここで は、エラー予測器３４は、ニブル・カウンタ３６、ｎ−ビン・ヒストグラム差分 器(n-bin histogram differencer)３７、および、各々復号器３１からのデータ （ニブルＩ（ｋ））入力を受信し（ステップ５０）、転化レベル予測器３９に出 力が結合されている、Ｆ表加算器３８を含む。転化レベル予測器３９も、エラー 指示（ＣＲＣ）やチャネル品質指示（ＱＩ）情報を受信するために、入力がＣＲ Ｃ検出器３４およびＱＩ検出器３２に結合されていることが好ましい。この実施 例では、フレーム（ＣＲＣ）エラー指示、そして使われていればＱＩ植は全て、 同一タイム・スロットから得られる。実際には、フレーム当たり１つのタイム・ スロットを用いてこのデータを供給する。これが意味するのは、ＣＲＣおよびＱ Ｉ情報は（ＰＡＣＳでは）２，５ｍｓ毎に得られるということである。ＣＲＣエ ラー指示をエラー予測器３４に供給する主な目的は、有効なＣＲＣエラー指示が 受信されたときに、処理／電力の消費を回避することである。上述のように、Ｃ ＲＣが有効なときは、フレームの全ニブルは変更されることなく、ＡＤＰＣＭエ ラー軽減器３５によってＡＤＰＣＭ復号器に 渡される（第５図のステップ５８）。ＱＩ情報は、ＡＤＰＣＭニブルの転化レベ ルを判定するための付加入力として用いられる。 ＣＲＣ検出器３３がフレーム内のエラーを指示する場合、ＡＤＰＣＭエラー 軽減器３５は、エラー予測器３４からの転化レベル指示（例えば、軽度、中度、 重度）に基づいて、数個の可能な軽減技法の内の１つを適用する。エラー予測器 ３４では、ニブル・カウンタ３６が現フレームの各ニブルを受信し（ステップ５ ０）、受信したハイ値(high value)のニブルの数を計数する（例えば、７および ８の数（即ち、＋／−７））。＋／−７は最も高い値なので、これら受信したハ イ値が余りに多い場合は、信号転化の指示となる。好ましくは、越えると転化の 可能性があるレベルを表わす所定のスレシホルド値を用いて、記憶した計数値と 比較する。あるいは、一連のスレシホールド値、およびその他の値（例えば、＋ ／−６）を用いてもよい。各フレームの端部において、計数偏を転化レベル予測 器３９に出力する（ステップ５１）。Ｎ−ビン・ヒストグラム部３７も同様にＡ ＤＰＣＭニブルを受信し、複数の部類のニブルの計数植をビンに記憶する。簡単 で好適な手法では、２つのビンを用いて、絶対値０〜３および４〜７の発生度数 (occurrence)を記憶する。次に、双方のビンに記憶された数値間の差を取る。こ の差を更に所定のスレシホルドと比較すれば（この場合も、１組または適応値の いずれか）、 転化の指示が得られる。７ビン・ヒストグラムを設けて全ての値の発生を連続的 に監視可能とすることを含め、カウンタ３６および差分器３７双方に対する修正 が可能であることを、当業者は認めよう。しかしながら、妥協点があり、全７ビ ン・ヒストグラムの実施には追加処理等を必要とするので、ＣＴ−２および殆ど のＰＣＳにように、用途によっては望ましくない場合もある。差分値も同様に転 化レベル予測器３９に送出される（ステップ５１）。 加算器３８は、「Ｆ」表を利用することによって機能することが好ましい。 この［Ｆ」表は、ニブル値に基づいてＡＤＰＣＭ量子化器に対してなされた速度 調節に関連付けられたものである。かかる表の１つを第６図に示す。ニブルの受 信時に、加算器３８はＦ表から対応するＦコードを調べ、２０ニブル・フレーム 内の全コードを加算する。この合計も転化レベル予測器３９に送出され（ステッ プ５１）、双方とも転化の指示として、そして転化レベルの決定の際に用いられ る。 ハイ・ニブル計数値、差分値、およびＦコードの和の受信時に、そして好ま しくはフレーム・エラー（ＣＲＣ障害）指示（ステップ５２，５３）およびチャ ネルＱＩ（ステップ５４）の受信時に、衝突レベル予測器３９は、指示された最 も可能性のある複数の転化レベルの中から最適な１つを決定し（ステップ５５） 、転化レベル指示をＡＤＰＣＭエラー軽減器３５に供給する。転化レベル指示は 、５つの 入力全てに基づいて決定されるのが好ましいが、特定の設計ファクタに応じて、 これらのまたは付加的なファクタをも含めた組み合わせを考慮してもよい。 多量の付加処理を必要とせずに軽減を最適化するために、転化レベル指示を 決定する現好適実施例は、上述の５つの入力に対して以下にあげる具体的な規則 を採用することを含む。まず、指示された転化信号の持続期間に関するチェック を行う。転化レベル予測器は、いくつかの以前の入力値を記憶するように動作し 、この場合はＣＲＣフレーム・エラー指示を記憶するように動作する。したがっ て、転化フレーム・スレシホルドを越えた場合（例えば、以前の１０フレーム中 ６フレームで、ＣＲＣチェック・サムにエラーがあった場合）、転化レベル指示 は自動的にハイにセットされる。 第２に、好ましくは信号ＱＩをチェックする。現フレームに対するＱＩ値が 、転化フレームに対して高品質の信号受信を指示している場合、これは軽度の転 化を示す良好な指示であるので、軽度転化レベル指示が出力される。 第３に、現ｎ−ビン・ヒストグラムの分析を行う。絶対値０〜３および４〜 ７に対するビンを用いた２−ビン・ヒストグラムでは、ビン当たりのニブル数は フレーム毎に異なるので、この差分植をいくつかのスレシホルドと比較する。 例えば、４つのスレシホルド０，２，６，１０の場合、 現好適プロセスは、以下の手順を採用することができる。まず、０〜３ビンから ４〜７ビンを引いた差分が、軽度スレシホルド値１０に等しいかあるいはこれを 超過する場合、これは軽度の転化の指示であり、軽度転化レベル指示を出力する 。第２に、この差分が重度スレシホルド値０未満である場合、これは重度転化の 指示であり、重度転化レベル指示を出力する。 次に、差分値が第１中間スレシホルド６より大きく、軽度スレシホルド１０ より小さい場合、Ｆコード加算パラメータ（即ち、Ｆコード加算器３８による現 フレームの全Ｆコードの和）を、以前の６個の非転化フレームの最大Ｆコードの 和と比較することが好ましい（これらの和は、同様に転化レベル予測器３９に記 憶される）。ハイ・ニブル計数値（即ち、ニブル・カウンタ３６からの現フレー ム内の’＋／−７’ニブルの数）を用いることも好ましい。これらのパラメータ に基づいて、転化レベル指示を以下のように決定することが好ましい。（１）Ｆ コードの和が３０と等しいかあるいはこれを超過する場合、または（２）Ｆコー ドの和が１９より大きく３０より小さく、かつこの和が以前のフレームの最大Ｆ コード和よりも５以上の値だけ超過している場合、重度転化レベル指示を選択す る。（１）Ｆコードの和が１０に等しいかあるいはこれを超過する場合、または （２）Ｆコードの和が１０より大きく２０より小さい場合で、かつ（ｉ）以前の フレームの最大Ｆコードの和 とＦコードの和との差が５以上である場合、または（ｉｉ）転化フレーム内の’ ＋／−７’ニブルの数が１を超過する場合、軽度転化レベル指示を選択する。（ １）Ｆコードの和が３０に等しいかあるいはこれを超過する場合、（２）Ｆコー ドの和が１９より大きく３０未満であり、かつこの和が以前のフレームの最大Ｆ コードの和よりも５以上の値だけ超過しない場合、および（３）Ｆコードの和が １０より大きく２０未満であり、かつ（ｉ）以前のフレームの最大Ｆコードの和 とＦコードの和との差が５未満であるか、または（ｉｉ）転化フレーム内の’＋ ／−７’ニブルの数が１以下である場合、中度転化レベルを選択する。 次に、この差分が第２中間スレシホールド２以上であり、第１中間スレシホ ルド６より小さい場合、転化レベル指示を以下のように決定することが好ましい 。（１）Ｆコードの和が３０に等しいかあるいはこれを超過する場合、または（ ２）Ｆコードの和が１９より大きく３０未満であり、かつこの和が以前のフレー ムの最大Ｆコードの和よりも５以上の値だけ大きい場合、重度転化レベル指示を 選択する。（１）Ｆコードの和が２０未満で、転化フレーム内の’＋／−７’ニ ブルの数が１より大きい場合、軽度転化レベル指示を選択する。その他の場合、 中度転化レベル指示を選択する。 最後に、差分が重度スレシホルド０以上で、第２中間スレシホルド２未満で ある場合、転化レベル指示を以下のよ うにして決定することが好ましい。（１）Ｆコードの和が３０に等しいかあるい はそれを超過する場合、（２）Ｆコードの和が１９より大きく３０未満であり、 かつこの和が以前のフレームの最大Ｆコードの和より５の値以上超過する場合、 または（３）Ｆコードの和が２０未満であり、この和が以前のフレームの最大Ｆ コードの和よりも大きい場合、重度転化レベル指示を選択する。その他の場合、 中度転化レベル指示を選択する。 上述の例は、ＰＡＣＳ型フォーマッティング、即ち、１フレーム当たり２０ ニブルを有する２．５ｍｓｅｃ（ミリ秒）フレームに対する、現好適実施例の例 示に過ぎないことは認められよう。これより大きいフレームまたは異なる設計パ ラメータについては、スレシホルドの数や値等を変更する可能性がある。しかし ながら、選択したシステム設計に基づいてそれらをいかに調節するかについて、 当業者は容易に理解するであろう。更に、第３図および第４図の実施例の回路は 論理的に分離されているが、これらの機能を実際に実施する際には、デジタル信 号プロセッサ（ＤＳＰ）を適正にプログラムすること、個別素子を互いに結合す ること、および１つ以上の特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）の組み合わせを用いる ことを含む、種々の異なる態様で達成可能であることを当業者は認めよう。かか る態様はここにあげたものに限定される訳ではない。また、これら実施例の記載 は例示を意図したものであって、本発明の範囲を 限定する訳ではない。 一旦エラー経減器３５が転化レベル指示を受信したなら、指示された転化レ ベル（ステップ５６，５７）に対する適切な値の組に基づいて、複数の所定の軽 減レベル、例えば、ニブル置換値の組の１つを、受信したＡＤＰＣＭニブルに選 択する（ステップ５０）。かかる置換値の表を第７図の表に示す。言い換えれば 、データ値Ｉ（ｋ）が参照値と異なる場合、それを表からの参照値で置換し、適 切な軽減レベルとする。中間転化レベル指示置換値は、上述の第１実施例の第１ 手法に関連して用いたものと同一であることは認められよう。即ち、非ゼロ値を ＋／−３値で置換する訳である。また、全ての値を置換するのではなく、１組の 所定値を用いて置換を必要とする所定部類のＡＤＰＣＭシンボルのみを置換した り、あるいは、例えば第１実施例におけるように、かかるニブルの値を１だけ減 少させるように動作させてもよい。エラー軽減されたＡＤＰＣＭニブルは、次に 複合化処理に送られ、次のフレームに対してプロセスが繰り返される（ステップ ５９）。 以上のように、第２実施例は、フレームのミューティングや復号後処理回路 を必要とすることなく、軽減の改善を図ることができる。「ミューティング」が エラー軽減器３５によって行われる範囲では、ニブル毎の置換を基本にミューテ ィングが行われるので、フレームのミュートによって生じる相当な大きさの遷移 が回避される。また、これは適 応型であり、転化のレベルに基づいて、種々のレベル／形式の「ミューティング 」または置換の実行を可能とし、更に、種々の異なるシステムや使用可能なパラ メータに容易に適応可能である。結果的に、回路または処理に追加するコストを 最少に抑えて、信号の改善が達成される。 上述の実施例では、無線通信システムにおけるエラー経減のための２つの好 適な実施形態を示したが、本発明は、エラー軽減が有用な他の形式の通信システ ムにも適用可能であることは理解されよう。したがって、ＡＤＰＣＭ符号化を用 いたＰＣＳおよびＣＴ−２システム（加入者ユニットならびにインフラストラク チャ基地局および制御装置の双方を含む）に特定の用途を有するが、異なる形式 の符号化を用いるシステム、ワイヤ（例えば、撚線対、同軸ケーブル、および光 ファイバ）上を通信するシステムを含む多数のシステムにも使用可能であり、本 発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の修正や変更が可能であること は、当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲は、以下の請求の範囲 に鑑みて理解されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＦＩ，ＪＰ (72)発明者 マーコ，ポール・ディー アメリカ合衆国フロリダ州ペムブローク・ パインズ、サウス・ウエザー・６ス・スト リート6320 (72)発明者 ウェイディン，クレイグ・ピー アメリカ合衆国フロリダ州サンライズ、ノ ース・ウエスト・27ス・ストリート11015

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数のフレームを有する適応型予測符号化（ＡＤＰＣＭ）受信信号の品質 を改善する方法であって： （ａ）前記ＡＤＰＣＭ信号のフレームにエラーが存在する場合に所定数のフレ ームに対してエラー指示を判定する段階； （ｂ）前記所定数のフレームに対して発生したエラー指示の回数に基づいて、 転化レベルの指示内容を決定する段階；および （ｃ）前記エラー指示が前記信号内のエラーを指示する場合、前記転化レベル の指示内容に基づいて、前記信号を第１軽減レベルでエラー軽減を行う段階； から成ることを特徴とする方法。 ２．段階（ｂ）は、更に、エラー指示の発生回数が所定の転化フレーム・スレ シホルドを越えた場合、重度の転化レベル指示を選択する段階を含むことを特徴 とする請求項１記載の方法。 ３．段階（ｂ）は更に： 少なくとも第１グループのＡＤＰＣＭニブルと第２グループのＡＤＰＣＭニ ブルとを加算し、前記少なくとも第１および第２グループのヒストグラムを形成 する段階；および 前記ヒストグラムから転化レベルの指示内容を決定する 段階； を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 ４．段階（ｃ）は更に： ０ないし８の間の１６進数を有するフレームのニブルを、１６進数の３に置 換する段階；および ７ないしＦの間の１６進数を有するフレームのニブルを、１６進数のＣに置 換する段階； を含むことを特徽とする請求項１記載の方法。 ５．予測符号化（ＰＣＭ）受信信号の品質を改善する方法であって： （ａ）前記信号にエラーがあるか否かを示すエラー指示を判定する段階；およ び （ｂ）前記エラー指示により前記信号内のエラーが指示される場合、予測符号 化シンボルの所定のカテゴリの各予測符号化シンボルを、大きさが０よりも大き い１組の所定値の内の１つに量換することによって、前記信号のエラーを軽減す る段階； から成ることを特徴とする方法。 ６．前記予測符号化信号は適応型予測符号化（ＡＤＰＣＭ）信号であり、各予 測符号化シンボルはＡＤＰＣＭニブルであり、段階（ａ）は、前記信号のあるフ レームにエラーがあるか否かのエラー指示を判定することを含み、段階（ｂ）は 、０ないし８の間の１６退数を有するフレームの各ニブルを１６進数の３で置換 することと、７ないしＦの間の１ ６進数を有する前記フレームの各ニブルを１６導数のＣで置換することとを含む 請求項５記載の方法。 ７．前記予測符号化信号は適応型予測符号化（ＡＤＰＣＭ）信号であり、各予 測符号化シンボルはＡＤＰＣＭニブルであり、段階（ａ）は、前記信号のあるフ レームにエラーがあるか否かのエラー指示を判定することを含み、段階（ｂ）は 以下に示す（ｉ）および（ｉｉ）から成る群のうちの１つにより、前記信号を修 正する段階から構成される請求項５記載の方法： （ｉ）１６進数３，４，５，６または７をそれぞれ有する前記フレームの各ニ ブルを、２，２，３，３，３の軽減値にそれぞれ低下させ、１６進数８，９，Ａ ，Ｂ，またはＣをそれぞれ有する前記フレームの各ニブルを、Ｃ，Ｃ，Ｃ，Ｄ， Ｄの軽減値にそれぞれ増加させる段階；および （ｉｉ）１６進数４，５，６または７をそれぞれ有する前記フレームの各ニブ ルを３，４，５，３の軽減値にそれぞれ低下させ、８，９，Ａ，またはＢの１６ 進数をそれぞれ有する前記フレームの各ニブルをＣ，Ｂ，Ａ，Ｃの軽減値にそれ ぞれ増加させる段階。 ８．適応型予測符号化（ＡＤＰＣＭ）受信信号の品質を改善した通信装量であ って： （ａ）前記信号を受信し、該信号にエラーがあるか否かのエラー指示を判定す るように動作可能なエラー指示器； （ｂ）前記エラー指示器に結合され、前記信号を受信し、 該信号から転化レベルの指示内容を判定し、前記エラー指示により前記信号内の エラーを指示する場合、前記転化レベルの指示内容に基づいて第１軽減レベルだ け前記信号のエラーを軽減し、エラー軽減信号を出力するエラー経減器；および （ｃ）前記エラー検出器に結合され、前記エラー軽減信号を復号するように動 作可能なＡＤＰＣＭ復号器； から成ることを特徴とする通信装置。 ９．前記エラー経減器は、軽減部と、前記エラー検出器および前記軽減部に結 合されたエラー予測器とから成り、前記エラー予測器は前記信号から前記転化レ ベルの指示内容を判定するように動作可能であり、前記軽減部は前記エラー指示 により前記信号内のエラーが示される場合に前記転化レベルの指示内容に基づい て前記第１経減レベルだけ前記信号のエラーを軽減し、該エラー軽減信号を出力 するように動作可能であり； 更に、前記エラー経減器は前記エラー予測器に結合されたチャネル品質指示 検出器を含み、前記エラー予測器はヒストグラム・ユニットと該ヒストグラム・ ユニットに結合された転化レベル予測器とから成ることを特徴とする請求項８記 載の通信装置。 １０．前記エラー検出器は、更に、前記信号の各フレームについてエラーが検 出されたか否かを判定し、エラーが検出された場合エラー指示を発生するように 動作可能であり、 前記エラー軽減器は、更に、０ないし８の間の１６進数を有する前記フレームの 各ニブルを１６進数の３に置換し、７ないしＦの間の１６進数を有する前記フレ ームの各ニブルを１６進数のＣで量換することによって、前記信号のエラーを軽 減するように動作可能であることを特徴とする請求項８記載の通信装置。