JPH08502158A - 固定長メッセージデータおよび可変符号化音声を多重化する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 未知量の音声と既知量の制御メッセージデータ（１５０）が多重化され、符号化された音声データが所定数のフレームの経過前に送信される。可変レートボコーダ（１１０）は最大レートおよび最大より低いレートの内の１つで未知量の音声を受信しかつ符号化して符号化された音声データを生成する。マルチプレクサ（１２０）は前記可変レートボコーダ（１１０）から符号化された音声データを受信しかっ前記可変レートボコーダが最大レートで動作する場合前記符号化された音声データを含むフレームを送信する。可変レートボコーダ（１１０）が最大より低いレートで動作する場合、マルチプレクサ（１２０）は符号化音声データと共にメッセージデータの一部を含むフレームを送信する。しかし、所定数のフレームが送信される前の残りのフレームの数が最大より低いレートで符号化された音声データと共に制御メッセージデータ（１５０）の残りを送信するのに必要な最小数のフレームである場合は前記可変レートボコーダ（１１０）は最大より低いレートの音声符号化レートに強制される。可変レートボコーダ（１１０）の最大より低いレートの音声符号化は１つのフレームにおいて送信される符号化音声データの量を低減しかつ該符号化音声データと共に制御メッセージデータ（１５０）の残りを送信するために前記フレームにスペースを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】 固定長メッセージデータおよび可変符号化音声を 多重化する方法および装置 発明の背景 １．発明の分野 本発明は最大応答時間内での送信を必要とする符号化音声データおよび固定長 メッセージデータを多重化する方法および装置に関し、かつ、より特定的には、 前記固定長メッセージデータを前記最大応答時間内で送信するために前記符号化 音声データを符号化する速度（ｒａｔｅ）を制御する方法および装置に関する。 ２．関連技術の説明 知られたセルラ電話においては音声はマイクロホンによって検出されかつボコ ーダ（ｖｏｃｏｄｅｒ）によって符号化される。ボコーダは音声を表わす符号化 された音声データを提供する。セルラ電話は符号化された音声データのほかに制 御メッセージを送信する必要がある。知られたセルラ電話のフォーマットは前記 符号化された音声データとは別個のパケットで制御メッセージを送信する。制御 メッセージおよび符号化音声データのこれらの別個のパケット はそれらを１つのチャネルによって送信するために多重化される。 セルラ電話が制御メッセージをベースステーション（基地局）に送信する場合 、該ベースステーションは典型的には前記制御メッセージの受信をアクノレッジ しなければならない。セルラ電話からの制御メッセージまたはベースステーショ ンからのアクノレッジメントの往復送信において、送信される無線波はそれらの 目的地に到達しないかもしれない。大気の状態、無線波の建物または丘のランダ ムな反射、その他が前記無線波の受信を妨害することがあり得る。無線波が妨害 されたとき、セルラ電話はベースステーションからのアクノレッジメントをいつ までも待つべきではない。 アクノレッジメントを含む制御メッセージはしたがって最大応答時間（ｍａｘ ｉｍｕｍ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｉｍｅ）内に送信されることが要求されている 。したがって、アクノレッジメントを待機するセルラ電話は前記最大応答時間の 後に、アクノレッジメントが送信されかつ妨害されているかあるいは元の制御メ ッセージが大気の妨害により決して受信されていないことを知る。 セルラ電話の送信システムにおいては、いくつかの両立しない目標が追及され る。音声は品質の低下なしにリアルタイムで送信されるべきである。音声はまた 可能な最も少ない量のデータを使用して制御メッセージと共に送信され なければならない。また、送信は限られた無線スペクトルを節約して使用しかつ 他のユーザとの干渉を最小にしなければならない。最後に、上に述べたように、 アクノレッジメントを含む制御メッセージは最大応答時間内に迅速に送信されな ければならない。この発明は符号化音声データと共に最大応答時間内でメッセー ジデータの送信を可能にし、かつ、特に、スペクトルを節約しかつ他のユーザへ の干渉を低減しながら、音声品質の顕著な低減なしにメッセージデータを送信す る。 発明の概要 本発明はこれらおよび他の問題を本発明の以下に説明するおよび他の特徴を提 供することによって解決する。音声が高い音声符号化速度またはレートを必要と する場合、可変レートボコーダは音声を高いレートで符号化してマルチプレクサ による送信のための符号化音声データを生成する。しかしながら、音声が高い音 声符号化レートを必要としない場合には、ボコーダは音声をより低いレートで符 号化して送信されるべきより少ない符号化音声を生成する。マルチプレクサは次 に符号化された音声データを送信のために制御メッセージデータの部分と組合わ せる。しかしながら、制御メッセージデータ全体は、該制御メッセージデータの 残りの部分を多重化するために前記符号化音声データに室 （ｒｏｏｍ）を作成するため音声の符号化をより低いレートにさせることによっ て最大応答時間が経過する前に迅速に送信される。したがって、マルチプレクサ は制御メッセージデータを最大応答時間内に送信しかつ前記符号化音声データを 前記最大応答時間の終りに必要とされる場合にのみ最適の音声符号化レートより 低いレートで送信する。より早期に発生された制御メッセージデータが送信され る前に新しい制御メッセージデータが発生された場合には、該新しいメッセージ データもまたそのそれぞれの最大応答時間の経過の前に確実に送信されるように するため付加的な処置が取られる。 本発明のこれらおよび他の構成および特徴は添付の図面と共に以下の詳細な説 明を参照することによりさらに明瞭になるであろう。 図面の簡単な説明 図１は、本発明に係わる無線電話通信システムを示す。 図２は、本発明によって可能な異なる音声符号化レートを示す制御メッセージ データおよび符号化音声データのタイミング図を示す。 図３は、本発明に係わる音声符号化および多重化のための無線装置のブロック 図を示す。 図４は、本発明に係わる音声符号化および多重化のため の装置のブロック図を示す。 図５および図６は、本発明による動作のフローチャートを示す。 好ましい実施例の詳細な説明 図１は、無線電話通信システムを示す。移動ステーション１０）または携帯用 手持ちユニット、はベースステーション（基地局）２０と通信する。移動ステー ション１０およびベースステーション２０は音声をデジタル送信に適した表現（ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）の符号化音声データに変換するためのボコーダ を含むことができる。符号化されるべき音声の特徴に基づき可変レートで音声を 符号化するために可変レートボコーダが使用できる。可変レートボコーダは典型 的には最大速度または、２分の１速度、４分の１速度、８分の１速度、１６分の １速度、その他のような、２の倍数によって除算した速度で動作する。例えば、 通話者が静かな室で話を中止または停止したとき、音声は高い音声符号化レート を必要としない特性を有する。したがって、可変レートボコーダは自律的に（ａ ｕｔｏｎｏｍｏｕｓｌｙ）最適の音声符号化のために必要な符号化レートを低下 させる。もし通話者が非常に静かな室で話を停止すれば、ボコーダのレートは自 律的に４分の１または８分の１の音声符号化レートに低下する。しかしながら、 通話者が、例えば、雑音の多いレストランまたは建設現場で話を停止した場合、 ボコーダは最大より低い音声符号化レートに低下せず、それは背景ノイズが検出 されかつ音声として符号化されるからである。 セルラ電話はアクノレッジメントの受信をいつまでも待つよう設計されるべき ではないから、セルラ電話は最大応答時間より長くない時間だけ待つよう設計さ れている。アクノレッジメントを含む制御メッセージデータはしたがっていくつ かのフォーマット仕様では最大応答時間が経過する前に送信されることが要求さ れている。例えば、電気通信工業会（Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）、ＰＮ−３１１８、票決版（ｂａ ｌｌｏｔ ｖｅｒｓｉｏｎ）のセルラＣＤＭＡフォーマット仕様では、移動ステ ーション１０は２００ｍｓ以内にアクノレッジメントを送信しなければならず、 かつベースステーション２０は４００ｍｓ以内にアクノレッジメントを送信しな ければならない。各々のフレームが２０ｍｓの持続時間であるものと仮定すると 、ベースステーション２０は２０フレームの経過の前にアクノレッジメントを送 信しなければならない。 アクノレッジメントを最大応答時間の前に送信するためには、典型的には、ボ コーダは制御メッセージの即座の送信のために室を作るため２分の１のレートの ような音声符号化レートを要求される。ボコーダが最大レートより低い レートで動作させるよう強制することは最大レートを必要とする特性を有する音 声に対する符号化された音声データの品質を劣化させることになる。もしセルラ 無線電話の通話全体が、例えば、ノイズの多いレストランまたは建設現場で行な われれば、ボコーダは自律的に最大音声符号化レートより低く低下しない。ボコ ーダが最適の送信のために最大レートで動作することを希望する場合、該ボコー ダは最大レートよりもあまりにも低くされるべきではなく、さもなければ顕著に 劣化した送信が行なわれる結果となる。したがって、ボコーダをより低いレート に強制することは音声品質の顕著な劣化を防止するために避けられるべきである 。 本発明はボコーダがより低いレートへと強制されかつ音声符号化レートを低減 するために待機することにより符号化音声データの品質が劣化することを避ける ことを探求する。本発明は前記最大応答時間の間に音声符号化レートを低減する ため待機しかつ制御メッセージを送信するためにボコーダの音声符号化レートの 自律的な低下を活用する。最大応答時間の終り近くで、制御メッセージのための 充分なスペースが音声符号化レートにおける自律的な低下によって生成されない 場合には、ボコーダはより低いレートに調整され、かつ制御データの残りは次に 前記最大応答時間の終りの前に送信される。したがって、最適の音声符号化を達 成する一方で、制御メッセージが最大応答時間の経過 の前に送信される。 さらに、より低い音声符号化レートによって生成されるスペースにおいて制御 メッセージを送信することにより、スペクトルが節約できかつ他のセルラ電話の ユーザに対する妨害がスペクトル拡散形式（ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｆｏｒｍａｔ）で低減できる。これはユーザがスペクトル拡散形式で同じ帯域の 周波数を共有するからである。 図２は、送信されるフレームのタイミング図を示す。最適の音声のために必要 なボコーダのレートは各々のフレームに対しカーブ３１０で示されている。この 例に示されるように、フレーム１，２および３の間に、音声は最適の音声符号化 のために最大の音声符号化レートを必要とする特性を有している。しかしながら 、フレーム４においては、例えば、音声は２分の１のレートの音声符号化を必要 とするのみの特性を有している。したがって制御メッセージのデータビット３２ ０の一部を符号化された音声データと共にフレーム４に挿入することができる。 さらに、フレーム５および６においては、音声の特性は４分の１のレートの音声 符号化のみを必要とし、かつ制御メッセージデータビット３２０の一部がフレー ム５および６に挿入できる。図２のフレーム７〜２０においては、音声の特性は 再び最大レートの音声符号化を必要としている。例えば、音声は建設現場におい て発生しておりかつ通話者はフレーム３の後 に話しをやめている。しかしながら、フレーム７においては、大きな音を出す手 持ち削岩機のような建設機器が動作を開始して背景ノイズを生成し、該ノイズは ボコーダによって最大音声符号化レートを必要とする音声として検出される。フ レーム２０まで、ボコーダのレートはメッセージデータの全てのビットを送信す るのに充分なほど低下していない。したがって、メッセージデータの残りのデー タ３３０はフレーム２０で送信され、かつボコーダの音声符号化レートはフレー ム２０の間により低いレートへと強制される。 図３は、制御メッセージおよび符号化音声データを多重化するための無線送信 装置のブロック図を示す。ボコーダ１１０は符号化されるべき音声の特性に基づ き可変レートでデータを符号化する。マルチプレクサ１２０はその符号化された 音声データを可変レートボコーダ１１０から受信しかつその符号化された音声デ ータをアンテナ１４０によって無線で送信するために送信機１３０に送る。マル チプレクサ１２０は送信のために前記符号化された音声データと共に制御発生源 （ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｏｕｒｃｅ）１６０からの制御メッセージ１５０を多重化 する。送信機１３０は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）送信機とすることができる 。 マルチプレクサ１２０が前記符号化された音声データに充分な制御メッセージ データを挿入できない場合は、マル チプレクサ１２０は可変レートボコーダ１１０をより低い音声符号化レートへと 強制する。より低い音声符号化レートにおいては、フレームはそのより低いレー トの符号化音声データおよび制御メッセージのビットの双方の送信のための室（ ルーム：ｒｏｏｍ）を有する。 図４は、本発明に係わるマルチプレクサ１２０の詳細を示すブロック図である 。スイッチ２１０は可変レートボコーダ１１０からの符号化音声データまたは前 記制御メッセージ１５０をマルチプレクサ１２０の出力ライン２２０に送る。フ レームカウンタ２３０はスイッチ２１０によって出力ライン２２０に送信される フレームをカウントする。データカウンタ２４０はスイッチ２１０によって送ら れる制御メッセージのビットをカウントする。スイッチ２１０および可変レート ボコーダ１１０のの最大レートはフレームカウンタ２３０およびデータカウンタ ２４０のカウントに基づき制御回路２５０によって制御され所定の数のフレーム の経過の前に制御メッセージ１５０全体の送信が確実に行なわれるようにする。 マルチプレクサ１２０は反復されるある単位の時間として各々のフレームを生成 するものと想定されるから、前記制御もまた所定の数のフレームまたは最大応答 時間が経過する前に送信される。もしフレームが反復される時間の単位を表わさ なければ、フレームカウンタ２３０は、例えば、時間カウンタによって置き換え ることができる。 フレームカウンタ２３０およびデータカウンタ２４０がスイッチ２１０が前記 所定の数のフレームが経過する前に制御メッセージ１５０の残りのビットを送信 することができないことを示している場合、制御回路２５０は可変レートボコー ダ１１０を最大の（ｆｕｌｌ）音声符号化レートより小さな最も大きなレートに させる。ボコーダが音声または通話（ｖｏｉｃｅ ｏｒ ｓｐｅｅｃｈ）を符号 化するために使用される場合は、前記可変レートボコーダ１１０は典型的には、 ２分の１のレート、４分の１のレート、８分の１のレート、１６分の１のレート 、その他のような、２の倍数によって除算したレートまたは最大レートで動作す る。本発明においては、可変レートボコーダ１１０は音声の特性がより低いレー トを必要とする場合は自律的に最大より低いレートへと低下する。ボコーダに対 する２分の１のレートは典型的には最大より次に低いレートであるから、最大レ ートから２分の１のレートに移行させるのが好ましい。しかしながら、４分の１ 、８分の１、その他のような、２分の１より低いレートに強制されれば、低い性 能でも、ボコーデイング（ｖｏｃｏｄｉｎｇ）は依然として行なわれる。 本発明によれば、移動ユニットおよび無線電話通信システムの基地の双方が音 声符号化レート制御を組み入れる必要はない。しかしながら、両方のマルチプレ クサが音声符号化レート制御を組み入れることはできる。本発明の好ま しい実施例は一例として符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）形式の、スペクトル拡散 フォーマットを開示しているが、本発明は時分割多元接続（ＴＤＭＡ）を含む他 の形式のデジタル無線フォーマットにも適用可能である。 図５および図６は、本発明にしたがって行なわれる方法の説明を与えるフロー チャートを示す。要約すると、図５および図６を参照すると、本発明は、ステッ プ６７０において、フレームで利用可能なスペースを利用する。ステップ６９０ は将来のフレームが、ハーフレートで、最大応答時間の終了前に制御メッセージ データの残りを送信するために利用可能なスペースを十二分に有するか否かを判 定するためチェックを行なう。もし前記将来のフレームが制御メッセージデータ の残りを送信するのに利用できる充分なスペースを持たなければ、ボコーダはス テップ７１０において少なくともハーフレートにされ最大応答時間の終了前に制 御データの送信が確実に行なわれるようにする。 ステップ６９０において行なわれる判断の例として、セルラ無線電話フォーマ ットが各々２０ｍｓの単位長さを有するフレームにおいて４００ｍｓ以内に制御 メッセージが完全に送出されなければならないことを要求しているものと仮定す る。また、１４０バイトの制御メッセージがベースステーションから移動ステー ションへと送信するために受信され、かつこのメッセージはアクノレッジメント を必要とするものと仮定すると、１つのメッセージは４００ｍ ｓで完全に送信されなければならない。前記１４０バイトの制御メッセージはし たがって制御メッセージビットカウンタに格納される１１２０ビットから構成さ れることになるが、それは１４０バイト×８ビット／バイト＝１１２０ビットで あるからである。さらに、制御メッセージがそれによって送信されなければなら ないために必要とされるフレームの数は２０フレームに等しくなるが、それは４ ００ｍｓを２０ｍｓ／フレームで除算すると２０フレームになるからである。し たがって、フレームカウンタは始めに２０フレームにセットされる。この例にお いては、ステップ６９０は次に２分の１のレートまたはそれより低いレートで制 御メッセージを送信するのに必要なフレームの数を決定する。各々のフレームが 、２分の１のレート（ｏｎｅ−ｈａｌｆ ｒａｔｅ）において、データ送信のた めに利用できる合計１７２のビットを有するものと仮定すると、各々のフレーム において制御メッセージの送信のために８６ビットが利用可能である。したがっ て、前記１１２０ビットのメッセージは送信のための２分の１のレートまたはそ れより低いレートの音声の１４のフレームを必要とし、それは１１２０／８６＝ １４であるからである。前記最大応答時間の間にメッセージを送信するのに２０ のフレームが利用できるから、ステップ６９０はボコーダを少なくとも最初の６ フレームに対しては最大レートに保つことができる。第７のフレームにおいて、 もしボコーダが自律的に最 大レートより低いレートに低下しなければ、ステップ６９０は制御メッセージデ ータを送信するためにボコーダを最大より低いレートに強制的に下げる必要があ る。しかしながら、前記最初の６つのフレームのうちのいずれかの間にボコーダ が自律的に２分の１のレートに低下すれば、１１２０の制御メッセージビットの うちの８６が送信され、かつステップ６９０はボコーダを第７のフレームの間に 最大より低いレートに強制的に下げる必要がなくなる。ステップ６９０はしたが って最大応答時間またはフレーム数の終了前に残りの制御メッセージデータを送 信するのに充分なフレームが確実に利用できるようにする。 より詳細には、単一の制御メッセージの送信について、図５および図６の方法 は次のように動作する。初期スタート段階６００の後に、ステップ６１０におい て新しい制御メッセージが制御発生源から受信されたか否かにつき判断が行なわ れる。もし何らの制御メッセージも送信のために受信されていなければ、ステッ プ６１０はステップ６２０に進み、そこで前記符号化された音声データがスイッ チにより何らの制御メッセージビットの挿入も行なわずフレームを送信するため に送られる。ステップ６２０は次にステップ６１０の始めに戻る。 もしステップ６１０が送信する新しい制御メッセージがあるものと判定すれば 、フレームカウンタ２３０がステップ６４０においてセットされる。ステップ６ ４０は制御メ ッセージがそれによって送信されなければならない必要な数のフレームによって 表わされる最大応答時間によってフレームカウンタ２３０をセットする。したが って、各々のフレームが同じ単位長さであるものと仮定すると、マルチプレクサ によって送信されるフレームのカウントが制御メッセージデータが送信されなけ ればならない前の期間を決定することになる。次に、前記制御メッセージのビッ ト数が決定されかつこのビット数がステップ６３０によってデータカウンタ２４ ０にセットされる。 ステップ６３０の後に、ステップ６５０はフレームカウンタを１だけ減分する ことによりマルチプレクサによるフレームの送信を準備する。次に、ステップ６ ６０において、ボコーダから受信された符号化音声データのビット数が決定され る。符号化音声データのこのビット数は空きフレームのビット数から減算されて フレームにおいて利用可能なビット数を決定する。次に、ステップ６６０の後に 、ステップ６７０は、ステップ６００がフレームにおいてビットが利用可能であ ることを判定したものと仮定すると、該フレームの利用可能なビットに制御メッ セージビットを挿入する。その後、ステップ６８０は送信されるべきフレームに おいてステップ６７０によって挿入される制御メッセージビットの数だけデータ カウンタ２４０を減分する。次に、ステップ６８０の終りにおいて、１つのフレ ームがマルチプレクサから送信される。 ステップ６８０の後に、ステップ６９０は送信されるべき次のフレームに対す る必要なボコーダのレートを決定する。ステップ６９０は前記最大応答時間の終 了前に制御メッセージビットの残りの量を送信するのに充分なフレームが利用可 能であるか否かを判定する。ステップ６９０は前記制御メッセージビットカウン タによって示される残りの制御メッセージビットの数ならびに符号化された音声 データを２分の１のレートで送信するのに十二分のフレームが利用可能であるこ とを前記フレームカウンタが示しているか否かを判定する。もし十二分なフレー ムが利用可能であれば、ステップ６９０はステップ７００に進みかつボコーダが 最大レートで動作することができるようにする。しかしながら、ボコーダが最大 より低いレートに降下することを選択すれば、ステップ６９０の制御はボコーダ をより高いレートに強制すべきではない。 ステップ６９０が２分の１のレートで残りの数の制御メッセージビットを送信 するのに充分なフレームが利用できないと判定すれば、ステップ６９０はステッ プ７１０に進み、そこでボコーダは次のフレームで制御メッセージビットの挿入 のためにスペースを保証するため２分の１のレートに調整される。しかしながら 、ボコーダが４分の１のレートのようなさらに低いレートに降下することを選択 すれば、ステップ６９０の制御はボコーダをより高いレートに強制すべきではな い。 ステップ７１０の後、ステップ７２０は前記制御メッセージビットカウンタが ゼロに低下したか否かをチェックすることによりいずれかの制御メッセージビッ トが残っているか否かを判定する。もし制御メッセージビットが残っていれば、 フローはステップ６５０に進み符号化音声データと共に制御メッセージの送信を 継続する。しかしながら、もしステップ７２０が制御メッセージが完全に送信さ れかつ何らの制御メッセージビットも残っていないと判定すれば、フローはステ ップ６１０の始めに進み、そこで送信のために新しい制御メッセージビットを得 ることができる。 新しい制御メッセージが前に発生された制御メッセージが送信される前に発生 された場合、ステップ８１０，８２０，８３０，８４０，８５０および８６０が 本発明のより発展した実施例において使用される。これらのステップは新しいメ ッセージもまたそのそれぞれの所定の数のフレームの経過の前に送信されするこ とを保証する。例えば、第２の制御メッセージが第１の制御メッセージの１フレ ーム後に受信されたものと仮定する。第２の制御メッセージの所定の数のフレー ムはしたがって第１の制御メッセージの所定の数のフレームの１フレーム後に終 了する。ステップ８１０，８２０，８３０，８４０，８５０および８６０がなけ れば、第２の制御メッセージは第１の制御メッセージの送信後に第２の制御メッ セージ全体を送信するのに１フレームのみが割当てられることになる。 ステップ８１０はメッセージの送信の間に新しいメッセージが送信のために受 信されたかをチェックする。もし新しいメッセージが送信のために受信されれば 、ステップ８２０は新しいフレームカウンタを前記新しい制御メッセージが送信 されなければならない必要な数のフレームによってセットする。その後、ステッ プ８５０は新しい制御メッセージが前のメッセージ（単数または複数）が送信さ れた後にハーフレートで最大応答時間内に送信できるか否かを判定する。新しい 制御メッセージが第１の制御メッセージの１フレーム後に受信された場合には、 ステップ８５０は、例えば、第２の新しい制御メッセージが１つのフレームのみ でハーフレートで送信できるか否かを判定することになる。もし前記第２の新し い制御メッセージが最大応答時間内に送信できなければ、ステップ８５０はステ ップ８６０に進む。ステップ８６０は前に受信されたメッセージの古いフレーム カウンタを送信されるべき全てのメッセージを送信するのに必要なフレームの数 だけ減分する。 ステップ７２０は、何らの新しい制御メッセージも送信のために受信されない 場合にステップ８２０の後に、充分な時間が新しい制御メッセージを送信するの に利用できる場合にステップ８５０の後に、そしてステップ８６０の後に実行さ れる。複数メッセージの無いより単純な実施例の説明において上に述べたように 、ステップ７２０は現在送信されている制御メッセージに対応する制御メッセー ジビ ットカウンタが現在のメッセージが完全に送信されたことを示しているか否かを 判定する。もし現在送信されている制御メッセージが完全に送信されていれば、 ステップ８３０はいずれか他の制御メッセージが送信のために待機しているか否 かをチェックする。もし何らのメッセージも送信のために待機していなければ、 ステップ８３０はステップ６２０に進み、そこで送信されるべき新しい制御メッ セージの受信の待機のためループが行なわれる。もし制御メッセージが送信のた めに待機していれば、ステップ８４０はその待機している制御メッセージが送信 されるべき現在の制御メッセージとなるよう規定する。ステップ６３０は次に制 御メッセージビットカウンタを送信されるべき制御メッセージのビット数により セットし、かつその後メッセージは複数のメッセージを有しないより単純な実施 例の説明において上に述べたように送信される。 本発明のマルチプレクサのカウンタおよびスイッチは応用特定集積回路により またはディスクリート部品により構成することができる。さらに、かつ好ましく は、前記マルチプレクサはデジタル信号プロセッサの一部とし、あるいは高速動 作のマイクロプロセッサにおいても実施できる。もしデジタル信号プロセッサが 使用されれば、該デジタル信号プロセッサは図５および図６のフローチャートに したがって動作するよう構成できる。 本発明はスペクトル拡散形（ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔ ｒｕｍ ｔｙｐｅ）フォーマットの送受信機と共に実施されたとき他のユーザに 対する妨害を低減するという付加的な利点を有する。スペクトル拡散送受信機は 単一の音声チャネルを、該音声チャネルを単一の周波数のチャネルによって送信 する他のシステムとは異なり、複数のランダムに変化する周波数によって送信す る。スペクトル拡散フォーマットにおいては、他のユーザからのいくつかの周波 数は互いにオーバラップしまたは干渉するが、しかしながら、全ての周波数がそ のような干渉によって完全に損傷されることはなくかつ送信は擬似ランダム復調 の後に信頼性良く受信できる。通常のシステムにおいては、１つの周波数チャネ ルは全送信の間１つのユーザに割当てられる。これらの通常のシステムにおいて は、ボコーダは最大音声符号化レートで連続的に動作するが、それは与えられた 通信または通話に対しユーザに完全に割当てられたチャネルによってより少ない データを送信する理由がないからである。しかしながら、スペクトル拡散フォー マットにおいては、全てのユーザは同じ帯域の周波数を共有する。したがって、 音声品質の劣化が生じない場合にはボコーダによる音声符号化のレートを低減す るための動機（ｉｎｃｅｎｔｉｖｅ）が存在する。スペクトル拡散フォーマット はボコーダが最大より低いレートで動作している場合に制御メッセージデータを 挿入する機会を提供し、かつまた他のユーザに対する妨害を低減する。 さらに、本発明においては、１つの無線機が送信の喪失、その他によって失わ れることがある制御メッセージの受信を無限の期間の間待機するのを防止するた め、送信機は制御メッセージを最大応答時間内に送信するようプログラムされ、 かつ受信機はそのような制御メッセージデータをこの最大応答時間内に受信する ことを期待するようプログラムされている。したがって、制御メッセージは最適 の音声符号化を達成する一方で、前記最大応答時間の経過の前に送信される。 本発明が以上の説明および図面において説明されかつ図示されたが、当業者に はこの説明は例にすぎず、かつの本発明の真の精神および範囲から離れることな く数多くの変更および修正を行ない得ることが理解される。例えば、上記好まし い実施例は無線電話につき説明しているが、本発明は衛星通信システムまたは有 線または光ファイバリンクのような地上をベースとしたシステムにも実施できる 。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 レートの音声符号化は１つのフレームにおいて送信され る符号化音声データの量を低減しかつ該符号化音声デー タと共に制御メッセージデータ（１５０）の残りを送信 するために前記フレームにスペースを生成する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．未知量の音声および既知量のメッセージデータを多重化する方法であって 、該メッセージデータは所定の時間の経過の前に送信することを必要とし、前記 方法は、 （ａ）前記未知量の音声を最大レートおよび最大より低いレートのうちの １つで可変レートで音声符号化して最適に符号化された音声データを生成する段 階、 （ｂ）前記段階（ａ）の可変レート音声符号化が最大レートで動作すると き、前記最適に符号化された音声データを送信する段階、 （ｃ）前記段階（ａ）の可変レート音声符号化が最大より低いレートで動 作する場合、前記最適に符号化された音声データと共にメッセージデータの一部 を送信する段階、 （ｄ）前記段階（ｃ）におけるメッセージデータの一部の送信の後に既知 量のメッセージデータの残りの量を決定する段階、 （ｅ）前記メッセージデータを送信するのに必要とされる所定の時間の経 過の前の残りの時間量を決定する段階、そして （ｆ）前記段階（ｄ）における前記残りの時間量が最大より低いレートで 前記段階（ｅ）におけるメッセージデータの残りの量の送信を終了するのに必要 な最小の時間 量である場合に、前記段階（ａ）の可変レートの音声符号化を最大より低いレー トにさせる段階、 を具備する未知量の音声および既知量のメッセージデータを多重化する方法。 ２．前記メッセージデータの残りの量を決定する前記段階（ｄ）はさらに前記 段階（ｃ）において送信されるメッセージデータの部分をカウントする段階（ｄ １）を具備する、請求項１に記載の方法。 ３．前記段階（ｂ）および（ｃ）は同じ単位長のフレームを送信し、かつ 前記メッセージデータを送信するのに必要とされる前記所定の時間の経過の前 の残りの時間量を決定する段階（ｅ）はさらに前記メッセージデータの受信から 送信されたフレームをカウントする段階（ｅ１）を具備する、 請求項１に記載の方法。 ４．未知量の音声および既知量のメッセージデータを多重化する装置であって 、前記メッセージデータは所定の時間の経過の前に送信することを必要とし、前 記装置は、 未知量の音声を最大レートおよび最大より低いレートのうちの１つで受信しか つ符号化して符号化音声データを生成する可変レートボコーダ、そして 前記可変レートボコーダが最大レートで動作する場合に前記符号化された音声 データを送信し、前記可変レートボコーダが最大より低いレートで動作する場合 に前記符号化 された音声データと共に前記メッセージデータの一部を送信するよう前記可変レ ートボコーダに動作可能に結合されたマルチプレクサであって、該マルチプレク サは、 既知量のメッセージデータの残りの量を決定するよう構成された残りメッ セージデータ回路、 前記メッセージデータを送信するのに必要とされる所定の時間の経過の前 の残りの時間量を決定するよう構成された残り時間回路、そして 前記可変レートボコーダ、前記残り時間回路および前記残りメッセージデ ータ回路に動作可能に結合されて、前記残り時間回路によって示される残りの時 間量が前記残りメッセージデータ回路によって示されるメッセージデータの残り の量を最大より低いレートで送信し終わるのに必要とされる最小量の時間である 場合に前記可変レートボコーダを最大より低いレートに強制的に設定する制御回 路、を具備する前記マルチプレクサ、 を具備する未知量の音声および既知量のメッセージデータを多重化する装置。 ５．前記残りメッセージデータ回路は前記メッセージデータの送信される部分 をカウントするよう動作可能に接続されたデータカウンタを具備する、請求項４ に記載の装置。 ６．前記残り時間回路は前記メッセージデータの受信から経過した時間をカウ ントするよう動作可能に結合された時間カウンタを具備する、請求項４に記載の 装置。 ７．前記マルチプレクサは同じ単位長さのフレームを送信し、かつ 前記残り時間回路は前記メッセージデータの受信から前記マルチプレクサによ って送信されるフレームをカウントするよう動作可能に結合されたフレームカウ ンタを具備する、 請求項４に記載の装置。 ８．前記マルチプレクサはさらに他のメッセージデータの他の受信から送信さ れる各々のフレームをカウントするよう構成された他のフレームカウンタを具備 し、かつ 前記制御回路は前記フレームカウンタおよび前記他のフレームカウンタに動作 可能に結合されて前記他のメッセージデータが対応するフレームの数の経過内で 送信できるか否かを判定し、かつ前記メッセージを送信するのに必要なフレーム の数だけ前記フレームカウンタを減分する、 請求項７に記載の装置。 ９．さらに、前記マルチプレクサに動作可能に結合され前記マルチプレクサか ら送られたメッセージデータおよび符号化音声データを送信する無線送信機を具 備する、請求項４に記載の装置。 １０．前記無線送信機は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）送信機からなる、請求 項９に記載の装置。