JPH03201839A - ディジタル・セルラ・マルチパルス音声コーダ用のフェージング・ビット誤り防止方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この出願に説明される本発明は、「−・イブリッド・ス
イッチ式マルチパルス／確率的音声コーディング技法」
と称するＲ、Ｌ、ジンサー（Ｚｉｎｓｅｒ）　　による
１９８９年５月１８日付の米国特許出願第０７／３５３
，８５５号、「マルチパルス励起式線形予測コーディン
グの音質改良方法」と称するＲ・Ｌ、ジンサー（Ｚｉｎ
ｓｅｔ）による１９８９年５月８日汀の米国特許出願第
０７／３５３，８５６号、および「フェーディングおよ
びランダム・パターン・ピット誤りからマルチパルス・
コーグを保護する方法」と称するＲ、　Ｌ、ゾンサーら
による１９８９年１１月２４日付の米国特許出願第０７
／４４１，０２２号で開示された発明の主題に関係する
。これらの出願は本譲受人に共通に譲渡され、かつそれ
らの開示は参照によシ本願明細書に織シ込まれる。

本発明は一般にディジタル・セルラ・マルチパルス音声
コーグ、特に、そのようなコーグのためのフェージング
・ビットの誤り防止機構に関する。

コード励起式線形予測（ＣＥＬＰ）　＞よびマルチパル
ス線形予測コーディング（ＭＰ　ＬＰＣ）は共に低レー
ト音声コーディングの最も有望な技法である。

ＣＥＬＰは高品位用として最も有望であるが、それに必
要な計算は他のシステムにとってはあまシにもぼう犬で
ある。ＭＰＬＰＧの実施は普して複雑さを伴うが、一般
には（ＪＬＰよシ低品質をもたらすものと思われる。

マルチパルス・コーディングは、音響、音声ｈ議事録の
１９８２年５月号の第６１４〜６１７頁にＢ−８，アタ
ル（Ａｂａｌ）　ｈよびＪ、Ｒ，レムデ（Ｒｅｍｄｓ）
によって「低ビット・レートにかける自然音響発生のた
めのＬＰＧ励起の新しいモデル」の中で最初に説明され
たものと思われる。それは米国防省標準のＬＰＣ−１０
ボコーダによって作られた音声のむしろ合成的な品質の
改良について説明された。

基本的な方法は、標準ボコーダの線形予測コーディング
（ＬＰＧ）音声合成フィルタを使用するが、国防省の標
準システムで使用された単一パルスの代シに、フィルタ
励起用のピッチ周期当りのマルチ・パルスを使用すべき
である。マルチパルスの基礎技法は第１図に示される。

ディジタル・セルラ移動無線環境はフェーディングの誤
１）　（ｆａｄｉｎｇ　ｅｒｒｏｒ）として知られるき
びしいビット誤り作用を示す。フェーディングの誤りは
、移動する車両が直接かつ反射信号が破壊結合する地域
に遭遇するとき、ならびに受信機にほとんどまたは全く
信号レベルを作らないときに生じる。そのようなフェー
ドは、フェードとその持続時間との間の時間が車両速度
、送信速度および搬送周波数によって左右される擬似周
期的形式で生じる。フェードの間、すべての情報は失わ
れ、かつビットのランダムな流れが音声デコーダに送ら
れる。こうして、音声デコーダは、有効な５０秀のビッ
ト・エラー・レート（ＢＥＲ）のバースｌｔ−ときどき
受信する。これらのバーストは出力音声の中でごく短時
間の「叫び声（ｗｈｏｏｐ）　Ｊ　＞よび「びしやシと
いう音（ｓｐｌａｔ）　Ｊの人工音を発生する。従来の
（コンボリューションコーディングのような）誤り防止
機構は最大フェードを防止することができない。

もしフェード発生を検出する装置が具備されれば、ある
程度のフェード防止は音声デコーディング・アルゴリズ
ムの範囲内で「回避的行動」をとることによって得られ
る。そのような結果を達成させるシステムは、前述の使
用可能または「良好な」フレームからのスペクトルレよ
び利得情報にわたる補間あるいは保持によって音声信号
の擬似固定式および周期的性質を利用する。そのような
テライト・フェーディング・チャネルのボコーダによる
通信」の中でＮ、ディル・デーガン（Ｎ、ＤａｌＤｅｇ
ａｎ）らによって説明されている。ディル・デーガンの
方法は、それらが「信号品質検出器」として特徴づける
ものを用い、かつ連続するフレーム間のＬＰＣ距離を測
定することによって、フェードを検出する。Ｄそらく、
もし品質検出器が使用不能筐たは「不良の」フレームを
示しかつ「不良の」フレームと「良好な」フレームとの
間のＬＰＣの距離がしきい値を越えるならば、アルゴリ
ズムは前述のフレームのＬＰＣ係数を再使用する：ある
いは、もしフェードされたフレームが２つの「良好な」
フレーム間に生じるならば、それは「不良の」フレーム
に対して周囲のフレームからＬＰＣ値を補間する。ディ
ル・デーガンのアルゴリズムもピッチ周期および利得に
対して値を補間（もしくは延長）するが、それはよう正
確な誤り検出機構の代シに、深いフェードの存在を表し
かつランダム・パターンの誤りの時間中に適当な保護を
提供しない信号レベル測定を利用する。

７エーデイング！たはバーストの誤りを検出するのでは
なく、実際に修正する方法がある。広く知られた方法の
１つは、この目的のためにコンパクト・ディスク・プレ
ーヤでリード・ソロモン（Ｒｅｅｄ−８ｏｌｏｍｏｎ）
のコード化を使用する。この符号の性能は極めて良好だ
が、それには２つの欠点があシ：すなわち１）極めて高
いオーバヘッドレート（すなわちシステムの高い複雑性
）が、指定された条件のもとに良好な性能をうるために
要求され、かつ２）修正し得るフェード長さに限度があ
ることである。上記の欠点２）は、高速通信が使用され
たシ、ＶＨＦ′搬送周波数が使用されたシ、もしくはそ
の両方が使用されるときに一段と重要になる。このよう
な理由で、リード・ソロモンのコード法はセルラ筐たは
公衆サービス・トランク式移動無線には適さない。

したがって、本発明の目的は、ディジタル移動無線チャ
ネルに共通するフェーディング・パターン・ビットの誤
りからディジタル・マルチパルス音声コーグを保護する
機構を提供することである。

この発明のもう１つの目的は、安価に実施できかつ誤り
訂正コードを必要としない線形予測ボコーダのための誤
り検出方法を提供することである。

好適な実施例として、本発明では、重要であると思われ
る送信フレーム内のビットのみ使用したり、「感知有効
」ビットを使用する合成再生アルコリズムの使用を計画
している。特に、パリティチェック合計ビットは送信機
内の音声コーグ・ビットの各フレームに加えられる。そ
れからビットは流れの中にバースト誤りバターンを起こ
す移動７エーデイング環境を通って送信される。受信機
にかいてパリティチェック合計ビットｉ−よび音声コー
グ・ビットは誤りがビット流の特別な部分に生じるかど
うかを決定するために使用される。検出された誤りには
フラグがたてられ、さらにこの情報は音声デコーダに送
信される。音声デコーダは、出力音声の中で感知する人
工音が最小限であるような出力信号を変形する誤りフラ
グを使用する。フレームごとに複数のチェック合計が使
用される；特に、７つのチェック合計のうち、３つば線
スペクトル対の周波数（ＬＳＰＦ）に、１つはピッチ・
データに、さらに残シの各１つは振幅データ用の３つの
各サブフレームに使用される。複数の振幅チェック合計
の使用は、フェードおよび激しいランダム誤りの時間内
に改良された性能を供給する。

新しいと思われる本発明の特徴は、前記特許請求の範囲
の中に詳しく記載されている。しかし、本発明自体は、
構成や動作方法について、追加の目的およびその利点と
共に、付図に関する以下の説明を参照することによって
最も良く理解することができると思われる。

第１図に示されるように、基本マルチパルス技法を使用
する際に、Ａ（第２図に示される）における入力信号は
、１組の線形予測フィルタ係数を作るために線形予測コ
ーディング（ＬＰＣ）分析回路１０でまず分析される。

これらの係数は、全極ＬＰＧ合成フィルタ１１内で使用
されると、入力信号の全スペクトル形状に酷似したフィ
ルタ伝達関数を作る。フィルタ１１の中でフィードされ
た時、パルス発生器１２、合成フィルタ１１、聴感補正
フィルタ１３Ａと１３Ｂｓ＞よび誤りミニマイデ１４で
形成された帰還ループは、フィルタ１１に帰還されたと
きにＡ点の入力波形に酷似した出力波形をＣ点で作るパ
ルス励起をＢ点で発生させる。

これは出力順序と入力順序との間の感知できる聴感補正
を最小にするように、パルスの位置および振幅を選択す
ることによって達成される。第２図の波形Ｂはフィルタ
１１用のパルス励起を表わし、波形Ｃはシステムの出力
信号を示す。入力Ａｈよび出力Ｃにかける信号の類似点
に注目すべきである。感知される聴感補正は聴感補正フ
ィルタ１３Ａおよび１３Ｂによって供給される。これら
のフィルタの伝達関数はＬＰＧフィルタ係数から得られ
る。

基本マルチパルス技法のよシ完全な理解は前述の７タル
らの論文から得られる。

フェード保護のために分類される音声コーグ・データは
２つのグループに分けられる：１つは、１９２個のサン
プル（２４ミリ秒）ごとに−度送られるスペクトルおよ
びピッチ遅延データ、もう１つは、フレームごとに３度
送られる励起およびピッチ・タップ・データである。励
起データの各サブセットは、それぞれ音声の１つの６４
サンプル（８ミリ秒）のサブフレームを表わす。スペク
トル情報には１０のＬＰＣフィルタ係数が含まれる。

それらの係数を直接量子化しかつフェーディング・チャ
ネルにわたって受信機に送信するのは簡単なことである
が、それらの動作は０．５％！たはそれよシ大きなビッ
ト・エラー・レー）　（ＢｇＲ）環境では極めて困難で
ある。代シに、ＬＰＣ係数の組は１０個の線スペクトル
対の周波数（ＬＳＰＦ）　　にまず変換される。ＬＳＰ
Ｆは標準ＬＰＧ係数よシ多くのビット誤りをはるかに多
く許容しかつ本発明に利用された合成再生アルゴリズム
で利用できる他の特雑誌、１９８８年２月発行第６巻、
第２号の第４３２−４４０頁にＤいて、「ＬＳＰ音声分
析・合成にかける量子化設計」の中でＮ、スガムラ（８
ｕｇａｍｕｒａ）らによって、ＬＰＣ係数／線スペクト
ル対の変換アルゴリズムの完全な論法が与えられている
。

送信のために、各ＬＳＰＦは音声データ・ベースから得
られる最適なＬｌｏｙｄ−Ｍａ：ｃ％性によって独自に
量子化される。Ｌｌｏｙｄ−Ｍａｘ特性は情報理論のＩ
ＲＥトランザクションの１９６０年３月、第７−１２頁
の「最小ひずみのための量子化」の中でＪ。

マックス（Ｍａｘ）によシ述ぺられている。３９ビット
は１００周波数の送信のために割当てられる；特別な周
波数を量子化するそれぞれの割当ては第１表に示されか
つフレーム・フォーマットは第３図に示されている。こ
れらの割当ては高品質な音声作成にとって最適とされて
いる。

ＬＳＰＦに似て、ピッチ遅延はフレームの２４ミリ秒ご
とに１度更新される。ピッチ遅延は、３２と１２０との
間の整数であシ、７ビットの２進に相当する形で送信さ
れる。

励起データは各６４のサンプル・サブフレームすなわち
、８ミリ秒ごとに更新され、６つのパルス位置、６つの
パルス振幅ｐよびサブフレーム・ピッチ・タップ利得β
を含む。それらのデータは、ＬＳＰＦをＬＰＣ係数にデ
コードバックすることによって形成された全極フィルタ
に供給される励起を明らかにする。６４のサンプル励起
サブフレームの中のパルスの実際の位置を表わすＯと６
３との間の整数で識別されるパルス位置は、それらの６
ビット２進に等しい形で送信される。パルス振幅は、６
ビットを割当てられた各振幅によって、Ｌｌｏｙｄ−Ｍ
ａｘ特性データから得られたスカラ鎗子化器を使用して
不ぞろいに量子化される。ピッチ・タップ利得βも５ビ
ットを使ってＬｌｏｙｄ−Ｍａｘ　ｉｔ子化器によって
量子化される。各サブフレームの合計ビット数は７７で
ある。こうしてフレームにつき２３）ビットは励起およ
びピッチ・タップ利得β情報に使用される。ピッチ遅延
およびＬＰＣデータが含！れるならば、フレームにつき
合計２７７ビットが送信される。

出力音声品質のビット誤りの影響は、その係数内で乱さ
れる個々のビットの誤、６＞よび重要性によって乱され
るその係数に左右される。たとえばパルス振幅の最大有
効ビットにかけるビットの誤りはパルス位置の最小有効
ビットの誤りよシも出力信号内でよシ大きな破壊を作る
と思われる。これは事実である。ビットのどの群が最大
の「保護」を要求するかを決定することが問題となる。

実際には、本発明はビットを誤りから保護しないが、代
りに誤り検出機構を具備している。こうして、誤ジに最
も敏感なビットが決定されなければならず、それから誤
り発生の認識は、対応する不正にデコードされた係数の
値を合成するために加えられなければならない。

前記米国出願第０７／４４１，０２２号の中で、−ｆｆ
ノ場合のマルチパルス音声コーダ用の最も敏感なビット
を選択するシステムを説明している。

本発明は誤り検出用ビットを選択する装置の供給によっ
てそのシステムを改良する。既に、パルス振幅の最大有
効ビット、ピッチ遅延およびＬＳＰＦ値が最も敏感であ
ったことが判明していた。パルス振幅値にある最小有効
ビットがさほど′Ｘ要ではなく、かつＬＳＰＦ値にある
最小有効ビットが出力信号にある人工音を最小化にする
群として保証された「保護」を除く個々のベースでは重
要でないことも既に判明していた。すべてのピッチ遅延
ビットは重要であることが判明していた。この発明では
、これら３つの係数の組（すなわちパルス振幅、ピッチ
遅延ｐよびＬＳＰＦ　）ならびにそれらに相当するビッ
トは、それぞれ誤り検出に適用されるものである。

フェーディング誤りバ−スト間の時間およびその持続時
間は、ディジタル送信速度、無線周波（ＲＦ）搬送周波
数および車両速度、すなわちそれらの間隔を決定する際
に大切な要素になる車輌速度に左右される。低速で移動
する車両（例えば、５　ｍｐｈ　）は単一フェートで１
つ以上のフレームを不正にするフェードを作るが、高速
で移動する車両（例えば、６０　ｍｐｈ　）は単一フレ
ームの間に数個のフェードを作ることができる。このシ
ステムは車両速度範囲の両端に適応しなければならない
。

フェードはすべてのフレームを不正にすると思われるの
で、低速車両用のシステムはフレームごとに１つだけの
チェック合計を要求する；しかし、高速で駆動される車
両と共に「フレームごとに１つのチェック合計」システ
ムを使用してもかんばしくない結果しか得られないのは
、すべてのフレームがほんの小さなセグメントだけが不
良であったときに不正として７ラグをセットされるから
である。したがって、本発明は、適当に時間間隔を置い
たセグメントに配置されている異ったチェック合計によ
って独立した係数をカバーするフレームごとに多数のチ
ェック合計を使用する。追加のチェック合計に関するオ
ーバヘッドは小さいが、高速車両にかける改良された性
能はこれを望ましい兼ね合いとしている。

フェーディング誤りを検出するために、３つのチェック
合計を用いて、送信されたフレームの異った部品を補足
する。チェック合計は４ピツ）＞よび６ビットの長さで
あシかつサイクル冗長コード（ＣＲＣ）に基づいている
。これらの各チェック合計はどのような単一誤、６ｈよ
びどのような奇数の誤りかを検出できる。４ビット長さ
のコードは、７ビット長さのメツセージ筐でのすべての
２重の誤り、４ビット未満の長さのすべての単一パース
）誤Ｌ　　ｓビット長さのバーストの８７．５％、およ
び５ビットを大きく越える長さのバーストの９３．７％
を検出する。同様に、６ビット長さのコードは、３）ビ
ット長さのメツセージ捷でのすべての２重の誤り、６ビ
ット未満の長さのすべてのバースト誤り、７ビット長さ
のバーストの９６．９％、ｂよび７ビットを大きく越え
る長さのバーストの９８．４％を検出する。したがって
、６ビット長さの検査合計による誤った検出の機会は大
幅に減る。これらのチェック合計演算のための多項式は
下記衣に示される。

敏感な係数の効果的な合成再生のためには、誤りが生じ
たことをチェック合計が示すときに時々効果的な代替ア
ルゴリズを考案する必要がある。

代替アルゴリズムは各係数の個々の特性に左右される。

ＬＳＰＦによって与えられたＬＰＧ合成フィルタの伝達
関数は、十分固定して釦シ；すなわち、それはフレーム
からフレームへとゆつ〈シ変化する。

こうして効果的な代替方策は、不正としてフラグ金セッ
トされる組を交換するために最も新しく受信されたＬＳ
ＰＦ誤りのない組を使うべきである。

しかしＬＳ　ＰＦ情報の性質は、例えば１つか２つ程度
のわずかなビット誤りの導入が通常許容されかつ出力音
声にある非常に好１しくない人工音の原因にはならない
ようなものである。線スペクトル対の情報の保護は、そ
れらの本質的な強さを利用するように設計されるが、フ
ェードの間に発生する誤りのバーストをさらに確実に検
出して計算する。

誤りのバーストを計算するために、ＬＳＰＦは６つのチ
ェック合計で保護されている、すなわち、第３図で示さ
れるようにビットの組は大体等しいＲ，８＄−よびＴの
３部分に分けられかつ４ビットのチェック合計は互いに
適用し合う。４ビットの単一チェック合計は可能なビッ
ト誤りのパターンの正しい確率を検出できない。しかし
、６つの４ビットチェック合計は全体的に極めて良好に
実行される；とシわけ、誤りのバーストがＬＳＰＦ情報
に適合するときは、３つのうち２つのチェック合計はほ
とんど常に誤りを検出する。したがってＬＳＰＦの組は
、５つのチェック合計のうち少なくとも２つがトリップ
されているときはいつも交換される。

１つ以外のすべてのチェック合計がトリップされないと
きは、一貫性チェックがＬＳＰＦ　Ｋ適用される。この
チェックは、安定した合成フィルタを作るために１組内
の周波数が正確に増加しなければならない事実を利用し
ている互いに「接近しすぎる」周波数もチェックされる
のは、これが出方音声内に人工音を生じるからである。

この一貫性チェックは実際に童子化およびビット誤すの
両方から生じる不順を調整しかつ送信機および受信機の
両方に適用される。「接近しすぎる」の意味は周波数と
共に変化し、かつ経験に基づいて決められている。

一貫性チェックは、共に重複したり接近しすぎる隣接の
ＬＳＰＦを配置するようにＬＳＰＦの組を通じて歩を進
めることで達成される。共に接近しすぎる線スペクトル
対の周波数は最短距離に離される。

重複した線スペクトル対の周波数は前のフレームからの
それらの値に戻される。補正手段は新しい重複筒たは接
近の問題を生じることがあるので、その工程は組にある
１つの線スペクトル対の周波数によって活発になシかつ
検査を継続する。完全なＬ８ＰＦＯ組が置き替えられる
前にどちらかのタイプのそのような２つの固定された内
の最大のものが許容される。

ピッチ遅延はゆつ〈シフレームからフレームへと変化す
るという点でＬ８ＰＦ情報に似ている。１つの誤りがピ
ッチ遅延で検出される場合、それは最も以前に受信され
た誤りのない値によって置き替えられる。

パルス振幅はＬＳＰＦ情報またはピッチ遅延に固有な固
定性を何も示さない。したがって、前の値との簡単な置
換えは働かない。実際には、ピッチ予測を伴うコーグに
かいて、パルス振幅を予測するためにどのような前の情
報をも使用することは困難である。パルス振幅がフェー
ドによシネ正確にされた場合、パルス位置も筐た送ｇさ
れたフレーム内でのその接近性によっておそらく不正確
にされるという事実が問題を複雑にする。結局、パルス
振幅情報にある誤りは出力音声内で最も大きくかつ最も
知覚し得る人工音の原因となることは知られている。し
たがって、活動の最良の方法は、パルス振幅内の誤りが
検出された場合、不正確な値によって発生されたと思わ
れるどのような励起をも抑制することである。言い換え
ると、保護アルゴリズムは、パルス振幅内に誤りが検出
されるときパルス振幅をゼロにする。残念ながら、この
作用は出力音声内に「なめらかな穴」を置くことになる
。このような「なめらかな穴」とは、出力音声が１０〜
２０個のす／プル内で滑らかにゼロまで減衰する領域で
ある。

この励起不足の問題の解決法は、ピッチ・バッファ内で
前の励起を使用することによって見いだすことができる
。ピッチ遅延は準固定であるので励起の全パターンも擬
似固定であり、かつピッチ・バッファはモジュロピッチ
時間カウンタを使用してその容量を使いきることで数回
再使用することができる。これによって生じる出力音声
は単にピッチ・バッファ内の「きれいな」（すなわち、
誤りのない）励起に基づく。この作用は筐た、静止時間
に入る前に人工音が伝搬する場所からどんな人工音も長
時間ピッチ・バッファに入らないようにする。さらに、
ピッチ予測タップは、数個のフレームにわたシ継続音声
を供給する安定値の０．８５にセットされるが、結局出
力音声がゼロ！で減衰するにはフェードを０．５秒以上
に持続させるべきである。これが価値ある特徴であるの
は、例えば「Ｈｏｗ　ａｒｅ　ＹＯＯＯ（５０００＋ｔ
＋　Ｊといった軽いトラヒック量で止まっている間継続
する母音を聞こうとするからである。

本発明の７Ｖ−ムに関する多数のチェック合計を続けな
がら、別々の６ビットのチェック合計が各励起フレーム
用に使用される。これは全２４ミリ秒のフレーム長さで
はなく、比較的短い（例えば、８ミリ秒）の間の励起を
中断するにすぎないことを保証する。

フレーム内の多数のチェック合計の追加の利点を考慮す
べきである。超高速ランダム・エラー・レートに遭遇す
る場合、チェック合計誤りはすべてのフレームの間に検
出されることが考えられる。

唯一のチェック合計がパルス励起をゼロにする會で使わ
れた場合、音声デコーダからの出力音声はほとんどなく
なる。多数のチェック合計を行うことはすべて３つのチ
ェック合計が与えられたフレーム中に不十分となる確率
を減少する。こうして、多少の励起はチェック合計を出
力ＬＰＧフィルタ段筐で通過させる。ボコーダの「回避
的な作用」はフェードの間性能を改良するだけでなく、
重大なランダム誤すの時間中にも役立つ。これは、新し
いアルゴリズムを併合するシステムとディル・デーガン
らによる上述のシステムとの間の主な相違である。

チェック合計が誤りを検出したときに講ずべき処置は下
記の通シである。本発明の完全システムで使用されるの
は７つのチェック合計である：すなわチ、ＬＳＰＦデー
タ用の６つの４ビット合計、ｔツチ用の１つの４ビット
合計、Ｄよび各３つの励起サブフレーム用の１つの６ビ
ット合計である。

各励起サブフレームでは、パルス振幅の６つの最大有効
ビットだけが合計によってチェックされる。

こうして、３Ｘ６＝１８ビットは各サブフレーム内でチ
ェックされる。

チェック合計１．２ｈよび３　：　ＬＰＳＦデータ１）
　　ＬＳＰＦチェック合計のすべてｐよびどれでも１つ
だけが誤りを検出する場合、検出されたＬＳＰＦビット
は直接ＬＳＰＦデコーディング・アルゴリズムに進む。

上記に示された通ｊ５、ＬＳＰＦデコーディング・アル
ゴリズムは周波数の安定を保証するように再命令する。

２）２つ以上のＬＳＰＦチェック合計が誤りである場合
は、受信された最も新しい使用可能な組からのＬＰＣ係
数の完全な組を使用する。１つまたは多少の誤りを伴う
新しい組が受信される捷で、この係数の組を使用し続け
る。

不正確な１つのピッチ遅延の代シに最も新しく受信され
た誤りのない値を使用する。

１）サブフレーム１のための６つのパルス振幅ヲゼロに
する。

２）サブフレーム１のためにピッチ・タップ利得を０．
８５にセットする。

１）サブフレーム２のための６つのパルス振幅をゼロに
する。

２）サブフレーム２のためにピッチ・タッグ利得を０．
８５にセットする。

チェック合計７：パルス振幅、サブフレーム３））サブ
フレーム３のための６つのパルス振幅をゼロにする。

２）サブフレーム乙のためにピッチ・タップ利得を０．
８５にセットする。

アルゴリズムは第４図に示されるシステム内で実行され
る。前記米国出願第０７／３５３，８５５号および第０
７／３５３，８５６号で一般的に説明された形のマルチ
パルス音声コーダ２０は、コード化された出力をフレー
ム・バッファ２１に供給する。フレーム・バッファは、
コード化されたフレームのビットを前述の数個のカテゴ
リーに供給する。チェック合計は「保護された」ビット
用にＣＲＣチェック合計発生器２２によって計算される
。

これらの合計は、通信チャネルを通して送信機２８から
受信機２９筐で送信されるフレームを形成するためにマ
ルチプレクサ２３で音声コーグ・ビットと併合される。

受１１局にかいて、受信機２９からのビットはデマルチ
プレクサ２４によってセグメントに筐ず分離される。チ
ェック合計および「保護された」ビットはＣＲＣ誤り検
出器２５に供給される。音声デコーダ２６は、デマルチ
プレクサ２４からの音声ビットおよびＣＲＣ検出器２５
からのエラー・フラグ・ビットを同時に受信する。結果
を評価する最良の方法は聴取テストであるが、変化実行
の有効な証明は出力音声の時間領域波形を調べることで
得られる。第５図はシミュレートされたディジタル・セ
ルラ環境（８５０ＭＨｚの搬送波５マイル／時で移動す
る車両での４８キロバイト／秒の３スロフト時分割多重
アクセス（ＴＤＭＡ）送信）での語「タウン（ｔｏ町）
」に関するシステム結果を示す。トレースＡは入力波形
を示し、トレースＢは検出捷たは再生を伴わない音声デ
コーダの出力波形を示し、かつトレースＣは検出／再生
を伴うシステムの出力波形を示す。保護された出力波形
は、大きな振幅の人工音が保護されない出力波形に与え
られないことが分かる。

本発明による保護機構の性能は、同じ環境内で動作する
未保護りよび保護のコーグに関するＳ／Ｎ比によっても
測定することができる。第２表は、第５図のグラフを作
るのに使用されるのと同じ環境で′の結果を示す。これ
らの測定量は男女の混合音声について１７．５秒間にわ
たって実施されたものである。

第２表を分析すると、ＳＮＨの絶対値は出力音声の質を
示さないことが認められる。重要なことは、保護された
８ＮＲと保護されないＳＮＲとの差であシ、筐た第２表
は保護されないシステムについての５ｄＢの改良を示す
。

本発明のある好適な特徴のみが本明細書で表わされかつ
説明されたが、多くの変形および変更は当業者にとって
明らかである。したがって、言うまでもなく、前記特許
請求の範囲は本発明の主旨の範囲内に入る。

【図面の簡単な説明】

第１図は標準ボイス・コーグの音声合成フィルタを励起
する基本マルチパルス技法の実施例のブロック図、第２
図はそれぞれ第１図で示されたシステム内の入力信号、
励起信号および出力信号のグラフを示す図、第６図はフ
レームごとにマルチパルス受信機に送信されたビットを
含む、本発明によるフレームのフォーマット図、第４図
は本発明の実施例のブロック図、第５図は本発明によシ
保護されない出力信号および保護される出力に及ぼすフ
ェーディングの誤りの影響のグラフを示す図。 符号の説明： １０−　ＬＰＧ分析回路、１１−　ＬＰＣ合成フィルタ
、１２−パルス発生器、１３Ａ・１３Ｂ−聴感補正フィ
ルタ、１４−選択パルス誤りミニマイザ、２０−マルチ
パルス音声コーグ、２１−フレーム・バッファ、２２−
ＣＲＣ検査合計、２３−マルチプレクサ、２４−デマル
チプレクサ、２５−ＣＲＣ誤り検出、２６−マルチパル
ス音声デコーダ、２８−送信機、２９−受信機。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）フエージングからのマルチパルス音声コーダおよ
   びランダム・パターン・ビット誤りを防止する方法であ
   つて； 線スペクトル対の周波数データ、ピッチ遅延データ、ピ
   ッチ利得データおよびパルス振幅ならびに位置データと
   して音声を符号化する段階と；線スペクトル対の周波数
   データ、ピッチ遅延データおよびパルス振幅データの各
   部分集合の別々なチェック合計を発生させる段階と； 前記別々なチェック合計を前記線スペクトル対の周波数
   データ、ピッチ遅延データ、ピッチ利得データ、パルス
   振幅および位置データとフレーム内で結合する段階と； 前記フレームを受信機に送信する段階とによつて構成さ
   れることを特徴とするビット誤りを防止する方法。
2. （２）前記フレームは７つのチェック合計を含み、前記
   チェック合計の内の３つは線スペクトル対の周波数デー
   タに割当てられ、前記チェック合計の内の１つはピッチ
   遅延データに割当てられ、かつ前記チェック合計の内の
   １つは、それぞれパルス振幅および位置データの３つの
   各サブフレームにそれぞれ割当てられ、前記各サブフレ
   ームはピッチ利得データをも含んでいる、ことを特徴と
   する請求項１記載の方法。
3. （３）前記受信機で達成される方法であつて；線スペク
   トル対の周波数のチェック合計のすべておよびどれでも
   １つだけが検出された誤りを意味しない場合に、検出さ
   れた線スペクトル対の周波数データを通す段階と； もし線スペクトル対の周波数のチェック合計の２つ以上
   が誤つていると受信された最も新しい使用可能なデーダ
   ・セットからの前記データを使用し続ける段階と； １つまたは多少の誤りと共に新しいデータ・セットが受
   信されるまで、最も新しい使用可能なデータ・セットか
   ら前記データを使用し続ける段階とをさらに含むことを
   特徴とする請求項２記載の方法。
4. （４）周波数セット内にある線スペクトル対の周波数が
   増加しつつかつ相互にあまり接近したり重複しないこと
   を保証するように線スペクトル対の周波数のチェック合
   計のすべておよびどれでも１つだけが検出された誤りを
   意味するとき、線スペクトル対の周波数に、一貫性チェ
   ックを適用する段階をさらに含む、ことを特徴とする請
   求項３記載の方法。
5. （５）前記一貫性チェックは： 重複したり共に接近しすぎる隣接する線スペクトル対の
   周波数を識別するために、そのセット内にある線スペク
   トル対の周波数を通してステップする段階と； 周波数が共に接近しすぎる線スペクトル対の周波数を最
   短距離だけ分離される段階と； 周波数が重複する線スペクトル対の周波数を前のフレー
   ムからのそれらの周波数値に代える段階とを含む、こと
   を特徴とする請求項４記載の方法。
6. （６）前記前のフレームは前記最も新しい使用可能デー
   タ・セットから構成されていることを特徴とする請求項
   ５記載の方法。
7. （７）もしピッチ遅延データのチェック合計が前記いま
   受信されたピッチ遅延データの誤りを示すならば、いま
   受信されたピッチ遅延データの代わりに最も新しく受信
   された誤りのない値を使用する、前記受信機で達成させ
   る段階をさらに含む、ことを特徴とする請求項２記載の
   方法。
8. （８）前記受信機で達成させる段階であつて；それに割
   当てられたチェック合計がその変造を示す前記サブフレ
   ームの前記１つについて０．８５にセットする段階とを
   さらに前記サブフレームのどれでも１つのパルス振幅デ
   ータをゼロにする段階と； ピッチ利得を前記サブフレームの前記１つについて０．
   ８５にセットする段階とをさらに含む、ことを特徴とす
   る請求項２記載の方法。
9. （９）前記受信機で達成させる方法であつて；もし線ス
   ペクトル対の周波数のチェック合計のすベておよびどれ
   でも１つだけが検出した誤りを意味しないならば、検出
   された線スペクトル対の周波数データを通過させる段階
   と； もし線スペクトル対の周波数のチェック合計の２つ以上
   が誤りであるならば受信された最も新しい使用可能なデ
   ータ・セットからのデータを使用する段階、および１つ
   または多少の誤りを持つ新しいデータ・セットが受信さ
   れるまで前記最も新しい使用可能なデータ・セットから
   の前記データを使用し続ける段階と： もしピッチ遅延データのチェック合計が前記いま受信さ
   れたピッチ遅延データの誤りを意味するならば、いま受
   信されたピッチ遅延データの代わりに最も新しく受信さ
   れた誤りのない値を使用する段階と； それに割当てられたチェック合計がその不正を意味する
   前記サブフレームのどれでも１つのパルス振幅データを
   ゼロにする段階と； 前記サブフレームの前記１つのピッチ利得を０．８５に
   セットする段階とを含む、ことを特徴とする請求項２記
   載の方法。
10. （１０）線スペクトル対の周波数のチェック合計の１つ
    （だが１つを越えない）が誤りを検出するとき、線スペ
    クトル対の周波数のセット内にある周波数が増加しかつ
    相互にあまり接近したり重複しないことを保証するため
    に一貫性チェックを線スペクトル対の周波数データに適
    用する段階をさらに含み、前記一貫性チェックは； 重複したり共に接近しすぎる隣接する線スペクトル対の
    周波数を識別するために、そのセット内の線スペクトル
    対の周波数を通してステップする段階と； 周波数があまり接近しすぎる線スペクトル対の周波数を
    最短距離だけ分離する段階と； 周波数が重複する線スペクトル対の周波数を前のフレー
    ムからのそれらの周波数値に代える段階とをさらに含む
    、ことを特徴とする請求項９記載の方法。
11. （１１）線スペクトル対の周波数データに割当てられた
    チェック合計は４ビットの長さを持ち、ピッチ遅延デー
    タに割当てられたチェック合計も４ビットの長さを持ち
    、かつ各パルス振幅データ・サブフレームに割当てられ
    たチェック合計はそれぞれ６ビットの長さを持つ、こと
    を特徴とする請求項２記載の方法。
12. （１２）音声用マルチパルス・コード化システムであつ
    て； 線スペクトル対の周波数データ、ピッチ遅延データ、ピ
    ッチ利得データ、およびパルス振幅ならびに位置データ
    として音声を符号化するマルチパルス音声エンコーダと
    ； 線スペクトル対の周波数データ、ピッチ遅延データおよ
    びパルス振幅データの各サブセットについて別々のチェ
    ック合計を発生させるチェック合計発生器と； フレーム内の前記線スペクトル対の周波数データ、ピッ
    チ遅延データ、ピッチ利得データ、およびパルス振幅な
    らびに位置データを前記別々のチェック合計と組み合わ
    せるマルチプレクサと；前記フレームをデコード・シス
    テムに通信する装置とを含む、ことを特徴とするマルチ
    パルス・コード化システム。
13. （１３）マルチパルス音声通信システムであつて；線ス
    ペクトル対の周波数データ、ピッチ遅延データ、ピッチ
    利得データ、およびパルス振幅ならびに位置データとし
    て音声をコード化するマルチパルス音声エンコーダと； 線スペクトル対の周波数データ、ピッチ遅延データおよ
    びパルス振幅データの各サブセットについて別々のチェ
    ック合計を発生させるチェック合計発生器と； フレームにある前記スペクトル対の周波数データ、ピッ
    チ遅延データ、ピッチ利得データ、およびフレーム内の
    パルス振幅ならびに位置データを前記別々のチェック合
    計と組み合わせるマルチプレクサと； 受信機と； 前記フレームを前記受信機に送信する送信機と、保護さ
    れた音声コーダ・ビットおよび前記チェック合計を前記
    フレームから取出すデマルチプレクサと； 誤りが検出されるとき、前記取出されたビットを受信し
    かつ誤りフラグを発生させるＣＲＣ誤り検出器と； 受信されたフレーム内の前記線スペクトル対の周波数デ
    ータ、ピッチ遅延データおよびパルス振幅ならびに位置
    データを修正する前記誤りフラグに応動するマルチパル
    ス音声デコーダとを含む、ことを特徴とするマルチパル
    ス音声通信システム。