JPH1094051A - 遠隔的にプログラム可能な移動端末 - Google Patents

遠隔的にプログラム可能な移動端末

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JPH1094051A
JPH1094051A JP9099355A JP9935597A JPH1094051A JP H1094051 A JPH1094051 A JP H1094051A JP 9099355 A JP9099355 A JP 9099355A JP 9935597 A JP9935597 A JP 9935597A JP H1094051 A JPH1094051 A JP H1094051A
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JP
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program
signal
base station
mobile stations
telephone
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JP9099355A
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Inventor
Alireza Ryan Heidari
リアン ヘイダリ アリレザ
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Nokia Oyj
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Nokia Mobile Phones Ltd
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04M2215/00—Metering arrangements; Time controlling arrangements; Time indicating arrangements
    • H04M2215/20—Technology dependant metering
    • H04M2215/2026—Wireless network, e.g. GSM, PCS, TACS
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なるプロトコルに対処するために動作特性
を適合させることができる電話機システムを提供する。 【解決手段】 音声信号の圧縮／伸張のための圧縮器５
４、伸長器５６等を実現するディジタルシグナルプロセ
ッサ（ＤＳＰ）６０のためのプログラムはプログラムメ
モリ６６にもプログラムメモリ６８にも格納することが
でき、いずれか一方が予備として使用される。ＤＳＰ６
０の型は予め基地局へ無線回線を介して通知される。基
地局ではＤＳＰの型、圧縮された信号の帯域幅に応じて
選択されたプログラムを移動電話局へ転送する。プログ
ラムの切り替えは予備のプログラムメモリ及びスイッチ
７を使用して通話を中断することなく行なうことができ
る。帯域幅の変更に伴うプログラムの変更は加入者から
の要求により、又は基地局からの指令により行なわれ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、移動局と基地局
の間の通信に対して音声／データの圧縮及び伸張の処理
を制御している特定のプログラムまたはプロトコルによ
る移動又はセルラー電話機における電話信号のディジタ
ル信号処理に関し、より特定的には、基地局から移動局
への複数のプログラムまたはプロトコルの選択されたも
のの転送に関する。
【０００２】
【従来の技術】移動電話機は、アナログまたはディジタ
ル動作モードで動作しうる。ディジタル動作モードは、
移動電話機から基地局への出力音声信号を圧縮し、基地
局から移動局への入力音声信号を伸張することによっ
て、電話システムが多数の移動電話機の間の多数の同時
通信を収容できるようにする。これらの機能を提供する
移動電話機の電気回路は、ディジタル信号処理プロセッ
サ（ＤＳＰ）としばしば呼ばれる。そのような圧縮及び
伸張のシステムを維持するために、圧縮及び伸張の共通
プロトコルを採用することが共通の基地局と通信してい
る全ての移動電話機に対して必要である。そのような通
信は、圧縮及び伸張に対するプロトコルを確立するＩＳ
９５及びＩＳ９６のような国際標準に従って符号分割マ
ルチプルアクセス（ＣＤＭＡ）の使用により最新式セル
ラー電話システムにおいて容易に達成される。
【０００３】プロトコル及びそれに対応するＤＳＰのプ
ログラミングの改良は、しばしば行われる。そのような
改良には、例えば、所与の送信帯域幅における音質を改
善するための信号サンプルの処理及びサンプリング技術
の改良が含まれる。また、音楽または他のデータの送信
に対して有用でありうるような、より大きな送信帯域幅
を電話機加入者が選択しうる選択性帯域幅送信が存在し
うる。さらに、圧縮及び伸張機能の実装を容易にするた
めにＤＳＰの回路の将来的実施態様において変更が生じ
うるということが注目される。また、ＤＳＰ回路の構造
は、種々の製造業者によって製造された製品によって異
なる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記情況は、現在存在
しうるか、または将来生じうる、異なるプロトコルに対
処するために移動電話機の動作特性を適合させる必要性
があるという問題を生じさせる。しかしながら、現存す
る移動電話機、及び現存するセルラー電話システムで
は、そのような適応性がなく、かつセルラー電話機は、
特定のプロトコルに従って動作するに違いない。
【０００５】本発明の目的は、上記従来の技術における
問題点に鑑み、異なるプロトコルに対処するために動作
特性を適合させることができる電話システムを提供する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、電
話機をプログラムするためのシステムであって、基地局
と、基地局を介して通信する複数の移動局とを備え、移
動局のそれぞれは、出力音声信号を圧縮するための圧縮
手段、入力音声信号を伸張するための伸張手段、及び圧
縮手段及び拡張手段の一部を形成しているコンピュータ
を有しているディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）
を含んでいる電話機を備え、電話機は、第１のプログラ
ムを記憶するためのメモリを更に備え、第１のプログラ
ムは、音声信号の圧縮及び伸張を達成するために所定の
プロトコルに従ってコンピュータを指図する役割を果た
し、かつシステムは、基地局から移動局のそれぞれに第
１のプログラムをダウンロードするための手段、及びプ
ロトコルを変更すべく第１のプログラムの代わりに第２
のプログラムを置換するための手段を更に備えているシ
ステムによって達成される。
【０００７】本発明のシステムでは、移動局の複数のも
のは、移動局であってもよい。
【０００８】本発明のシステムでは、移動局の一つにお
けるＤＳＰは、移動局の別のものにおけるＤＳＰとは異
なり、かつ移動局のそれぞれにおいて、電話機は、第１
のプログラムのダウンローディングの前に該電話機のＤ
ＳＰの型の識別を基地局へ送信することができ、基地局
は、第１のプログラム及び第２のプログラムの複数のバ
ージョンを記憶し、かつダウンローディングは、第１及
び第２のプログラムのそれぞれのバージョンを移動局の
それぞれにおけるＤＳＰの型に適合させることによって
達成されるようしてもよい。
【０００９】本発明のシステムでは、基地局を含む複数
の基地局を更に備え、移動局のそれぞれにおける電話機
は、少なくとも２つの基地局からより強力な信号を有し
ている１つを選択するために少なくとも２つの基地局の
信号に応答する受信信号強度表示装置（ＲＳＳＩ）と、
より強力な信号の基地局を介して通信することができる
ように電話機へ第１のプログラム及び第２のプログラム
を含む複数のプロトコルプログラムの１つをダウンロー
ドすべくより強力な信号の基地局を指定するためにＲＳ
ＳＩに応答する指令手段とを備えていてもよい。
【００１０】本発明のシステムでは、ダウンローディン
グ手段は、新しいプログラムを受信すべく移動局の対応
するものに信号を送るための手段を含むように構成して
もよい。
【００１１】本発明のシステムでは、ダウンローディン
グ手段は、別のプログラムにスイッチすべく移動局の対
応するものに信号を送るための手段を含むように構成し
てもよい。
【００１２】本発明のシステムでは、第２のプログラム
は、第１のプログラムによって指定された圧縮された信
号の帯域幅とは異なる圧縮された信号の帯域幅を指定す
るように構成してもよい。
【００１３】本発明のシステムでは、置換する手段は、
第２のプログラムを記憶するために移動局のそれぞれの
電話機に配置された更なるメモリを備え、移動局のそれ
ぞれにおけるコンピュータは、メモリ及び更なるメモリ
のいずれかから選択的にデータを引き出すことができる
ように構成してもよい。
【００１４】本発明のシステムでは、置換する手段は、
基地局にて１組のプログラムから第２のプログラムを選
択する手段、及び第２のプログラムを受信すべく移動局
の対応するものに信号を送るためにダウンローディング
手段に指令する手段を備えていてもよい。
【００１５】本発明のシステムでは、基地局は、音声信
号の圧縮及び伸張を達成するためのプログラムの１つの
選択を単独で管理するように構成してもよい。
【００１６】本発明のシステムでは、プログラムの選択
されたものは、音声送信の高い忠実度に対して増加した
帯域幅で移動局の一つのコーデックの動作を提供するよ
うに構成してもよい。
【００１７】本発明のシステムでは、プログラムの選択
されたものは、基地局を介する電話通信の高い容量に対
して減少した帯域幅で移動局の一つのコーデックの動作
を提供するように構成してもよい。
【００１８】本発明のシステムでは、第１のプログラム
は、基地局による第２のプログラムのダウンローディン
グまで、またはメモリへの電源の停止による該メモリの
停止まで、当該メモリに保持されるように構成してもよ
い。
【００１９】本発明により、セルラ電話システムとその
中に含まれ様々な所望のプロトコル及びプログラミング
で動作することのできる移動電話機とを提供することに
よって、上記問題が克服されかつ他の利点が得られる。
それにより、移動電話機は、多数のプロトコル及びプロ
グラムで動作すべく適応可能である。これは、製造業者
が特定の形式のＤＳＰ回路に限定されないので移動電話
機の製造をかなり容易にする。さらに、本発明の適応的
特徴は、個々の基地局の電話加入者に異なるプロトコル
を試めさせそれにより最も望ましいプロトコルを決定す
るための加入者による調査を実行しうる。
【００２０】本発明は、現存するＤＳＰ回路が、音声／
データ信号の記録を記憶するためのメモリとともに動作
するプログラム可能なコンピュータ、及び音声パターン
の認識を行うことができる比較及び相関回路を含むとい
う事実に基づく。例えば、圧縮処理では、音声パターン
は、圧縮を得るために落とし、かつ伸張を得るために再
挿入しうる、反復構成部分を含む。ディジタル・フィル
タリングは、乗算器及び加算器とともに遅延素子を使用
することにより時間領域において達成されうる。特に、
電気回路を使用すれば圧縮／伸張の多数の手順を達成す
るため必要なハードウェアが存在するが、各手順はコン
ピュータの適切なプログラミングで実装されることが注
目される。
【００２１】本発明は、種々の製造業者によって製造さ
れたＤＳＰに存在する種々のコンピュータ及び補助回路
における違いに対処すべく個々のプログラムの変形を含
んでいる、候補プロトコルの種々のプログラムを基地局
で記憶することによって実現される。まだプログラムさ
れておらず、かつ電話加入者によってサービスに供され
る電話機は、プログラムを要求するディジタル語を基地
局へ制御チャネルを介して送信する。ディジタル語は、
また、基地局が特定のＤＳＰ用に作られたプログラムを
選択することができるように電話機におけるＤＳＰの型
の識別を含む。要求に応じて、基地局は、共通基地局を
介して通信する多数の移動電話機で採り入れられたプロ
トコルに従って音声／データ信号の圧縮及び伸張を実行
すべくＤＳＰを指図するプログラムを移動電話機に送信
する。プログラムは、個々の移動電話機で記憶される。
プログラミングが変更されるという場合には、基地局
は、新しいプログラムを受信すべくそのサービス・エリ
アの電話機に指令し、そして対応する移動電話機で先に
記憶されたプログラムを置換する新しいプログラムを送
信する。
【００２２】例えば、移動電話機によるそのようなダウ
ンロードされたプログラムの使用において、昼間の間中
に生じうる電話サービスに対するピーク要求に対処でき
るように、重いトラフィックの期間中には帯域幅にきび
しい制限がありうる。しかしながら、深夜には、より低
いトラフィックが存在し、加入者はより広い帯域幅が割
り当てられて通信のスピード及び／又は忠実度が改善さ
れる。圧縮のモードは、利用可能な帯域幅に基づき、従
って、狭い昼間帯域幅及び広い夜間帯域幅に対処すべく
基地局の指令（命令）により変更されるであろう。プロ
トコルにおけるこの変更は、高及び低トラフィック時間
のそれぞれの始まりにおける移動電話機への新しいプロ
グラムの送信によって達成されうる。その代わりとし
て、望ましいならば、移動電話機は、基地局の指令（命
令）により切り替えられる、双方のプログラムを記憶す
ることができる。そのような切替の場合の別の例は、都
市基地局の高いトラフィック・サービス・エリアから近
郊基地局の低いトラフィック・サービス・エリアへの移
動電話機の移動である。
【００２３】本発明の上記態様及び他の特徴は、添付し
た図面に関して以下の詳細な説明で説明される。異なる
図に表されているラベル付けされた構成要素は、異なる
図において同じ構成要素を参照するが、全ての図に対す
る説明において参照されないかもしれない。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１は、セル１４で表された各サ
ービス・エリアを受け持つ複数の基地局１２を有してい
るセルラー電話システム１０を示す。移動電話局１６
は、セル１４のそれぞれの内に位置し、かつセル１４の
一つ内で、対応基地局１２を介して通信する。異なるセ
ル１４に配置された移動局１６間の通信は、対応セル１
４の基地局１２間の信号送信を含む。そのような通信
は、地上に配置された通信リンクによってまたは地球を
回っている衛星を介して達成されうる。一般に、移動局
１６は、セルラー電話機を載せた自動車である。しかし
ながら、本発明は、セルラー型の電話機が、電話回線を
有することが実用的ではない遠隔位置のような、固定さ
れた位置の局に設置される情況にも適用可能である。
【００２５】それぞれの移動局１６の電話機は、出力信
号の送信中に音声圧縮で、かつ入力信号の受信中に音声
伸張でディジタル的に通信する能力を有するものと理解
される。本発明は、音声信号に言及して記述されるが、
データ及び音楽信号のような、信号の他の形式がシステ
ム１０を介して通信されうるものと理解される。最新の
セルラー電話機は、音声信号の圧縮及び音声信号の伸張
の機能を実行するための電気的回路を含むＤＳＰ（後述
する）を含み、これらの機能の両方は、特定の圧縮／伸
張プロトコルに従って圧縮及び伸張回路を動かすＤＳＰ
内のコンピュータの支援で達成される。プロトコルは、
音声信号のサンプリングの特定モードを指定しうるし、
かつまた、圧縮された信号の出力帯域幅を指定しうる。
例えば、全帯域幅の制約内で多数の電話機の会話を処理
する仕事にシステム１０を適合させる場合のように電話
トラフィックが高い情況下では狭い帯域幅が有用であ
る。対照的に、電話トラフィックが比較的低いような情
況では、システム１０に対する全帯域幅の制約を維持し
つつ、圧縮された音声信号に対してより広い帯域幅を割
り当てることができる。
【００２６】電話トラフィックの量、すなわち電話トラ
フィックが高いか低いかは、セル１４における時間帯に
依存し、かつセル１４内が郊外領域であるか都市領域で
あるかのような、領域の特質（性質）にも依存する。本
発明は、電話トラフィックの量により与えられた圧縮さ
れた信号帯域幅の制約に対処するようにセル１４のいず
れかのものの電話機内でプロトコルを変更する能力を提
供する。例として、二つのセル１４Ａ及び１４Ｂは、相
対的に低いトラフィックを有する郊外領域を表し、第３
のセル１４Ｃは、相対的に高いトラフィックを有してい
る都市領域にある。或る移動局１６Ａは、郊外セル１４
Ａと都市セル１４Ｃ間を移動している。二つのセル１４
Ａ及び１４Ｃの基地局１２は、同じプロトコルで動作し
うるか、またはセル１４Ａのより広い許容信号帯域幅及
びセル１４Ｃのより狭い許容信号帯域幅を利用するため
に異なるプロトコルで動作しうる。より広い帯域幅は、
送信された音声信号に対してより高い忠実度を供給する
ために有利であり、セル１４Ｃのより狭い帯域幅は、よ
り多くの数の同時電話通信を許容するために有利であ
る。従って、セル１４Ａ及び１４Ｃの基地局１２間の局
１６Ａのハンド−オフでは、システム１０は、本発明に
従って、そのような変更が必要な場合においてプロトコ
ルを変更するための能力を有さなければならない。対照
的に、セル１４Ａからセル１４Ｂへの移動局１６Ｂの移
動は、これらのセル１４Ａ及び１４Ｂの両方が郊外の低
−トラフィック領域であるので動作中のプロトコルの変
更を必要としないようなハンド−オフを含む。
【００２７】図２は、図１の移動局１６のそれぞれに採
り入れられたセルラー電話機１８の構造の詳細を示す。
図２では、セルラー電話機１８は、コーデック２０、ベ
ースバンド信号セクション２２及びＲＦ（無線周波数）
セクション２４を備えている。マイクロホン２６は、コ
ーデック２０のアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器
２８を介してベースバンド信号セクション２２に接続
し、スピーカ３０は、コーデック２０のディジタル−ア
ナログ（Ｄ／Ａ）変換器３２でベースバンド信号セクシ
ョン２２に接続する。Ａ／Ｄ変換器２８及びＤ／Ａ変換
器３２は、共通クロック３４によって駆動される。アン
テナ３６は、無線リンク３８を介して基地局１２の一つ
と通信するためにＲＦセクション２４に接続する。
【００２８】ＲＦセクション２４は、送信機４０、デュ
プレクサ４２、受信機４４、変調器４６、復調器４８、
及び搬送波発振器５０を備えている。ＲＦセクション２
４の動作においては、ベースバンド信号セクション２２
からの出力圧縮音声信号は、基地局１２への送信のため
にアンテナ３６に送信機４０及びデュプレクサ４２によ
り結合される。基地局１２からアンテナ３６で受信され
た圧縮された信号は、ベースバンド信号セクション２２
にデュプレクサ４２及び受信機４４を介して供給され
る。ベースバンド信号セクション２２の出力された圧縮
された音声信号は、送信機４０を介して送信される前に
発振器５０によって供給されたキャリヤに、変調器４６
を介して、変調される。受信機４４によって受信された
信号は、ベースバンド信号セクション２２に復調された
音声信号を供給すべく、発振器５０によって供給された
キャリヤ基準信号の支援で、復調器４８を介して復調さ
れる。ベースバンド信号セクション２２は、出力音声信
号の圧縮及び入力音声信号の伸張の機能を供給している
ボコーダ５２を有する。ボコーダ５２は、圧縮器５４、
伸張器５６、及びコンピュータ５８を含む。コンピュー
タ５８は、伸張器５６及び圧縮器５４の一部を形成する
が、電話機１８の記述を容易にするために個別の構成素
子として示される。ボコーダ５２に対する電気回路は、
単一ユニット、すなわちＤＳＰ６０で提供され、それは
Ａ／Ｄ変換器２８からの一連の信号サンプルを記憶する
ための入力メモリ６２及び音声信号の特性を取得すべく
一連の記憶された信号サンプルを分析するためのアナラ
イザ６４をまた備えている。これらの特性は、圧縮器５
４による音声信号の圧縮を実現する際にコンピュータ５
８によって使用される。
【００２９】ベースバンド信号セクション２２は、第１
のプログラム・メモリ６６、オプショナルな第２のプロ
グラム・メモリ６８、二つのメモリ６６及び６８間でス
イッチするためのスイッチ７０、エンコーダ７２、加算
器７４及びスイッチ７０を動かすデコーダ７６を更に備
えている。メモリ６６に記憶されたコンピュータ・プロ
グラムに記述された所定のプロトコルに従って、種々の
態様の音声信号波形を分析する処理においてコンピュー
タ５８によりアナライザ６４が使用される。プロトコル
は、また、圧縮器５４に供給されるべき信号波形のサン
プル及びそれによって圧縮が行われるアルゴリズムを選
択することにおいて圧縮器５４とコンピュータ５８の協
働を支配する。
【００３０】種々の圧縮のモードがよく知られており、
本発明の理解に対して詳細にここで説明する必要はな
い。圧縮に対する相補的方法において、伸張器５６は、
ディジタル化された音声信号を復元するために遠隔移動
局から出力されるディジタル化された音声信号を伸張す
る。変換器２８は、遠隔移動局での音声波形の複製を可
能にするためにマイク２６で受信される音声波形の１秒
あたり十分な数のディジタル化されたサンプルを供給す
るために動作可能であり、かつ伸張器５６は、変換器３
２が高品質のアナログ音声信号を再生することができる
ように受信した音声波形の十分な数のディジタル・サン
プルを、同様な形で、供給する。クロック３４は、変換
器２８及び３２の動作に同期して、コンピュータ５８、
並びにＤＳＰ６０の他の構成部分を動かすためにコンピ
ュータ５８にクロック信号を供給する。
【００３１】電話機１８の基本のよく知られた動作モー
ドを制御するためにコンピュータ５８に接続するコント
ローラ７８もまたベースバンド信号セクション２２内に
含まれる。そのような動作モードは、コントローラ７８
に接続されたキーパッド８０を介してダイヤルされた数
のエントリに対応する発呼、コントローラ７８に接続さ
れたディスプレイ８２上のプロンプト及び他のメッセー
ジの表示、及び遠隔移動局からの着呼への応答を含む。
本発明の実施に際して、採用されるべきさらなる機能が
ある。これらの機能の一つは、ＤＳＰ６０に採用された
回路のタイプを基地局１２へ通知することであり、それ
により、基地局１２が、ＤＳＰ６０の動作に適応したプ
ログラムのバージョンをダウンロードすることができ
る。プログラムは、プログラムをメモリ６６の記憶部分
に配置することによってダウンロードされる。
【００３２】メモリ６６に記憶されたプログラムがない
場合には、または電話機１８のユーザが異なるプロトコ
ルを供給しているプログラムを採り入れることの望みを
キーパッド８０を介して表明する場合には、または電話
機１８の受信信号強度表示装置（ＲＳＳＩ）８４がセル
１４（図１）の近隣のセルにおける信号強度が現在のセ
ル１４における信号強度よりも強力であることをコント
ローラ７８に知らせる場合には、コンピュータ５８は、
プロトコルの変更について基地局１２へ要求を出力する
ようにコントローラ７８から指令される。要求は、要求
を指定するビットの第１の組及びＤＳＰ６０における回
路の型を指定するビットの第２の組を有するワードを符
号化するエンコーダ７２の使用によって実現される。エ
ンコーダ７２によって出力されたワードは、加算器７４
を介してＤＳＰ６０の出力信号に加えられる。加算器７
４は、コンピュータ５８によって供給された適切なタイ
ム・スロットで、プロトコルの変更に対する要求が基地
局１２へ電話機１８の制御チャネルを介して送信される
ように、エンコーダ７２の出力信号を圧縮器５４の出力
信号にインターリーブする。
【００３３】特定の時間帯に応じた帯域幅割り当てにお
ける変更のような、プロトコルにおける変更は、また、
基地局１２によって起動することができる。プロトコル
の変更に対する要求が移動局１６で起動されるか、また
は基地局１７で起動されるかのいずれかの場合におい
て、基地局１２は、プロトコルにおける変更が行われる
ことを意味することがデコーダ７６によって認識される
指令ワードを送信する。デコーダ７６は、復調器４８の
出力における受信信号チャネルの種々のディジタル的に
フォーマットされたワードに配置された、種々のフラ
グ、またはポインタに対して応答し、そのようなフラグ
は、よく知られている。フラグの検査により、デコーダ
７６は、制御信号または音声メッセージが受信チャネル
に存在するということをコンピュータ５８に示す。
【００３４】プロトコルの変更が行なわれるということ
のデコーダ７６による通知があると、コンピュータ５８
は、コントローラ７８を介して、プロトコルの変更によ
る瞬間的遅延が起こるということを電話機加入者に警告
するメッセージをディスプレイ８２に供給する。現在利
用可能なディジタル送信速度で、かつＤＳＰの動作のた
めの一般的プログラム内に含まれるビットの量で、新し
いプロトコルを含む新しいプログラムの送信は、おおよ
そ１５秒よりも少ない時間で達成することができる。従
って、コンピュータ５８は、プログラム・メモリ６６を
空にし、かつメモリ６６の中にプログラムをダウンロー
ドするためにプログラム・メモリ６６に復調器４８の出
力を結合すべくスイッチ７０を起動する。オプショナル
な第２のプログラム・メモリ６８が採り入れられる場合
には、新しいプロトコル・プログラムは、プログラム・
メモリ６６の代わりに第２のプログラム・メモリ６８の
中にスイッチ７０を介してダウンロードされる。そのよ
うな場合には、コンピュータ５８は、第１のプログラム
・メモリ６６をクリアしないが、メモリ６６及び６８
に、それぞれ、プログラムの両方を同時に記憶させる。
また、新しいプログラムのダウンロード中に電話機１８
による電話送信を中断する必要がない。
【００３５】第２のプログラム・メモリ６８における新
しいプログラムのダウンローディングの終了により、コ
ンピュータ５８は、メモリ６６からの読出しからメモリ
６８からの読出しへプログラム読出しを単にスイッチす
る。後者の状態において、第３のプロトコルが実装され
る場合には、コンピュータ５８は、第２のプログラム・
メモリ６８に記憶された第２のプロトコルに基づきＤＳ
Ｐ６０の動作を続けると同時に、第１のプログラム・メ
モリ６６の内容を掃き出す。第１のプログラム・メモリ
６６の内容の掃き出しの後、第３のプロトコル・プログ
ラムが第１のプログラム・メモリ６６の中にダウンロー
ドされる。このようにして、多数回のプロトコルの置換
え及び変更を電話通信の中断なしで達成することができ
る。これは、セル１４の間を連続的に移動している局１
６Ａ−Ｃ（図１）のような移動局のハンド・オフの場合
において特に有用である。
【００３６】図３は、アナライザ６４による音声波形を
分析しかつ圧縮器５４で特定のサンプルを抽出すること
によって音声波形を圧縮する処理におけるＤＳＰ６０
（図２）の可能な動作を様式化された形で示す。これ
は、単に、音声圧縮を示す目的に対する例であり、かつ
無線電話において必ずしも用いられないということが了
解される。図３の第１のグラフは、各部分において、準
正弦波構成部分８６が時間の増加と共に振幅において変
化する音声波形の繰り返し部分を示し、振幅の変化は、
例として、周期的な形でその初期の振幅に戻りかつ振幅
の減少を再開するような、減少する振幅である。減少す
る振幅のエンベロープは、８８で示される。Ａ／Ｄ変換
器２８（図２）によって供給されるサンプリング・ポイ
ント９０は、音声波形の準正弦波構成部分８６で小さな
点により示される。例として、変換器２８及び３２（図
２）により一般的に用いられるサンプリング周波数は
８，０００Ｈｚ（ヘルツ）であり、各サンプルは８ビッ
トで表される。これは、毎秒６４，０００ビットの合計
速度を与える。一般的な送信帯域幅は、毎秒８，０００
ビットだけを許容し、従って、圧縮器５４は、毎秒８，
０００ビットの平均速度で音声信号のビットを出力す
る。ＣＤＭＡ送信で、波形から生じたビットは、バース
ト信号によって送信され、次のバースト信号送信まで休
止する。
【００３７】例として、準正弦波構成部分８６の基本周
波数は、４００Ｈｚであり、構成部分８６の期間の持続
時間は、２．５ｍｓ（ミリ秒）である。音響波形の形式
に関しては、代表的には２０−４０ｍｓの範囲にわたる
準周期的期間が存在する。それゆえに、図３の第１のグ
ラフの様式化された波形に関して、エンベロープ８８の
周期的特徴部分は、おおよそ１０周期にわたって続くと
いうことが想定される。先に示した毎秒８，０００サン
プルのサンプリング速度において、準正弦波構成部分８
６の１周期あたりには２０個のサンプリング・ポイント
９０が存在しうる。サンプリング・ポイント９０で表さ
れるような図３の第１のグラフの波形は、アナライザ６
４による分析のために入力メモリ６２（図２）に記憶さ
れる。
【００３８】音声圧縮に対する可能なプロトコルに従っ
て、構成部分８６の選択された周期が抽出される。第１
のグラフでは、エンベロープ８８の各繰り返しについて
構成部分８６が４回繰り返される。図２の第２のグラフ
では、エンベロープ８８の各繰り返し内で構成部分８６
の第１及び第４の周期のサンプルが選択される。そのよ
うな選択は、エンベロープ８８の再生を可能にする。エ
ンベロープ８８の反復的特質、及び準正弦波構成部分の
周波数が実質的に一定であることを考慮して、圧縮プロ
トコルにおいては、エンベロープ８８の次の３つの繰り
返しをスキップし、エンベロープ８８のさらに次の繰り
返しにおける構成部分８６からサンプリングを再開しう
る。ここで再び、図３の第２のグラフに示すように、構
成部分８６の第１及び第４の周期のサンプルが取られ
る。合計４つの周期の構成部分８６から２つの周期だけ
にサンプル点が取られるので、サンプリング速度は平均
値において半分になる。エンベロープ８８の次の３つの
繰り返しがスキップされるので、エンベロープ８８の繰
り返し内で４つの波形ごとに一つだけが検査される。こ
れにより、平均サンプリング速度がさらに１／４にな
り、総合的には平均サンプリング速度が１／８になる。
それにより、ＤＳＰ６０は、サンプリング速度を１／８
にするという前記要求事項を達成した。
【００３９】局１６Ａ（図１）のような移動局がセル１
４Ｃからセル１４Ａに移動する場合には、前述したよう
に局１６Ａの電話機トラフィックは低減する。それゆえ
に、前述したように、セル１４Ａの基地局は、利用可能
な帯域幅の倍増を許容するプロトコルを採り入れうる。
そのような場合には、２倍のサンプルの抽出を許容する
ことによって、図３の第３のグラフに示すようなプロト
コルが実装されるであろう。第３のグラフは、上限のサ
ンプリング速度におけるサンプリングのモードを示す。
エンベロープ８８の繰り返しの個々における波形の第１
及び第４の周期だけのサンプルを取る代わりに、第３の
グラフは、エンベロープ８８の繰り返しの個々における
波形の全ての周期のサンプルを取ることを示す。
【００４０】図３の第４のグラフは、サンプルの数を倍
増するためのプロトコルの他の例を示す。第４のグラフ
では、エンベロープ８８の各繰り返し内の波形のサンプ
ルを取るスキームは、第２のグラフに示したものと同じ
である。しかしながら、第４のグラフでは、更なるサン
プルの抽出の前にエンベロープ８８は１つの繰り返しが
スキップされるのみである。それにより、第２のグラフ
のサンプリング・モードと比較して二倍のサンプルが第
４のグラフのサンプリング・モードにおいて採取され
る。第３及び第４のグラフは、圧縮器５４（図２）によ
って出力された信号の平均サンプリング速度または帯域
幅が同じであっても、音声波形の圧縮のために異なるサ
ンプリング・プロトコルを採り入れることができること
を示す。図３の４つのグラフにおいて示されたものに対
する、逆動作は、遠隔移動局１６から入力音声信号を再
発生するために伸張器５６（図２）によって達成され
る。第２及び第３のグラフ、または第２及び第４のグラ
フは、圧縮／伸張プロトコルを変更すれば平均サンプリ
ング速度及び必要帯域幅の変更を達成できることを示
す。
【００４１】図４は、音声信号圧縮に対する処理の更な
る例を示している一組の４つのグラフを示しており、こ
の処理は、移動電話機で使用するのに適している。第１
のグラフは、考慮する時間間隔にわたり本質的に周期的
である様式化された音声波形を示す。波形の各周期は、
大きなパルスＰとそれに続く小さなパルスのシーケンス
Ｓを有する。第２のグラフは、音声信号の２：１圧縮を
得るための上記波形の処理を示す。各周期がパルスＰと
それに続くシーケンスＳとそれに続く音声信号の一周期
（第１のグラフ）に等しい持続時間を有する空白間隔Ｂ
とを含む実質的に周期的な波形が第２のグラフに存在す
る。空白間隔Ｂは、送信されず、これは、送信されるデ
ータの量における低減をもたらして音声圧縮を達成す
る。第３のグラフは、音声信号（第１のグラフ）の４つ
の連続周期をパルスＰとそれに続くシーケンスＳとそれ
に続く２つの空白間隔Ｂで置換することによって達成さ
れる４：１の割合いの更なる圧縮を示す。２つの空白間
隔Ｂは、送信されない。第４のグラフは、音声信号（第
１のグラフ）の８つの連続周期をパルスＰとそれに続く
シーケンスＳとそれに続く４つの空白間隔Ｂで置換する
ことによって達成される８：１の割合いの更なる圧縮を
示す。４つの空白間隔Ｂは、送信されない。このように
して所望の圧縮比は、図４の手順によってもたらされう
る。この音声圧縮の処理は、ＤＳＰ６０によって採り入
れられうる。
【００４２】本発明の上述した実施例は、説明のためだ
けであり、その変更は、当業者においてなしうるという
ことが理解される。従って、この発明は、ここに開示さ
れた実施例に限定されるものであると考えられるべきで
はなく、特許請求の範囲によって画定されるように限定
されるだけである。
【００４３】
【発明の効果】本発明のシステムは、電話機をプログラ
ムするためのシステムであって、基地局と、基地局を介
して通信する複数の移動局とを備え、移動局のそれぞれ
は、出力音声信号を圧縮するための圧縮手段、入力音声
信号を伸張するための伸張手段、及び圧縮手段及び伸張
手段の一部を形成しているコンピュータを有しているデ
ィジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでいる電
話機を備え、電話機は、第１のプログラムを記憶するた
めのメモリを更に備え、第１のプログラムは、音声信号
の圧縮及び伸張を達成するために所定のプロトコルに従
ってコンピュータを指図する役割を果たし、かつシステ
ムは、基地局から移動局のそれぞれに第１のプログラム
をダウンロードするための手段、及びプロトコルを変更
すべく第１のプログラムの代わりに第２のプログラムを
置換するための手段を更に備えているので、異なるプロ
トコルに対処するために動作特性を適合させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】それぞれのサービス・エリアが複数の移動局を
有している、対応基地局の制御下で複数のサービス・エ
リアを有するセルラー電話機を示す図である。
【図２】回路が本発明に従ってプログラム可能である、
移動局での電話機回路のブロック図である。
【図３】利用可能な帯域幅の関数として音声圧縮の可能
なモードを様式化された形で示している一組の４つの図
である。
【図４】無線電話機システムに使用するのに適する音声
圧縮の別のモードを様式化された形で示している更なる
一組の４つの図である。
【符号の説明】
１２…基地局 １８…セルラー電話機 ２０…コーデック ２２…ベースバンド信号セクション ２４…ＲＦセクション ２６…マイクロホン ２８…アナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器 ３０…スピーカ ３２…ディジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器 ３４…共通クロック ３６…アンテナ ３８…無線リンク ４０…送信機 ４２…デュプレクサ ４４…受信機 ４６…変調器 ４８…復調器 ５０…搬送波発振器 ５２…ボコーダ ５４…圧縮器 ５６…伸張器 ５８…コンピュータ ６０…ディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ） ６２…入力メモリ ６４…アナライザ ６６…第１のプログラム・メモリ ６８…第２のプログラム・メモリ ７０…スイッチ ７２…エンコーダ ７４…加算器 ７６…デコーダ ７８…コントローラ ８０…キーパッド ８２…ディスプレイ ８４…ＲＳＳＩ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電話機をプログラムするためのシステム
    であって、 基地局と、前記基地局を介して通信する複数の移動局と
    を備え、 前記移動局のそれぞれは、出力音声信号を圧縮するため
    の圧縮手段、入力音声信号を伸張するための伸張手段、
    及び前記圧縮手段及び前記伸張手段の一部を形成してい
    るコンピュータを有しているディジタル信号処理プロセ
    ッサ（ＤＳＰ）を含んでいる電話機を備え、 前記電話機は、第１のプログラムを記憶するためのメモ
    リを更に備え、前記第１のプログラムは、音声信号の前
    記圧縮及び前記伸張を達成するために所定のプロトコル
    に従って前記コンピュータを指図する役割を果たし、か
    つ前記システムは、前記基地局から前記移動局のそれぞ
    れに前記第１のプログラムをダウンロードするための手
    段、及び前記プロトコルを変更すべく前記第１のプログ
    ラムの代わりに第２のプログラムを置換するための手段
    を更に備えていることを特徴とするシステム。
  2. 【請求項２】 前記移動局の複数のものは、移動局であ
    ることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 前記移動局の一つにおけるＤＳＰは、前
    記移動局の別のものにおけるＤＳＰとは異なり、かつ前
    記移動局のそれぞれにおいて、前記電話機は、前記第１
    のプログラムのダウンローディングの前に該電話機のＤ
    ＳＰの型の識別を前記基地局へ送信することができ、前
    記基地局は、前記第１のプログラム及び前記第２のプロ
    グラムの複数のバージョンを記憶し、かつ前記ダウンロ
    ーディングは、前記第１及び前記第２のプログラムのそ
    れぞれのバージョンを前記移動局のそれぞれにおけるＤ
    ＳＰの型に適合させることによって達成されることを特
    徴とする請求項１に記載のシステム。
  4. 【請求項４】 前記基地局を含む複数の基地局を更に備
    え、 前記移動局のそれぞれにおける前記電話機は、 少なくとも２つの基地局からより強力な信号を有してい
    る１つを選択するために前記少なくとも２つの基地局の
    信号に応答する受信信号強度表示装置（ＲＳＳＩ）と、 前記より強力な信号の基地局を介して通信することがで
    きるように前記電話機へ前記第１のプログラム及び前記
    第２のプログラムを含む複数のプロトコルプログラムの
    １つをダウンロードすべく前記より強力な信号の基地局
    を指定するために前記ＲＳＳＩに応答する指令手段とを
    備えていることを特徴とする請求項３に記載のシステ
    ム。
  5. 【請求項５】 前記ダウンローディング手段は、新しい
    プログラムを受信すべく前記移動局の対応するものに信
    号を送るための手段を含むことを特徴とする請求項３に
    記載のシステム。
  6. 【請求項６】 前記ダウンローディング手段は、別のプ
    ログラムにスイッチすべく前記移動局の対応するものに
    信号を送るための手段を含むことを特徴とする請求項３
    に記載のシステム。
  7. 【請求項７】 前記第２のプログラムは、前記第１のプ
    ログラムによって指定された圧縮された信号の帯域幅と
    は異なる圧縮された信号の帯域幅を指定することを特徴
    とする請求項１に記載のシステム。
  8. 【請求項８】 前記置換する手段は、前記第２のプログ
    ラムを記憶するために前記移動局のそれぞれの電話機に
    配置された更なるメモリを備え、前記移動局のそれぞれ
    における前記コンピュータは、前記メモリ及び前記更な
    るメモリのいずれかから選択的にデータを引き出すこと
    ができることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  9. 【請求項９】 前記置換する手段は、前記基地局にて１
    組のプログラムから前記第２のプログラムを選択する手
    段、及び前記第２のプログラムを受信すべく前記移動局
    の対応するものに信号を送るために前記ダウンローディ
    ング手段に指令する手段を備えていることを特徴とする
    請求項１に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 前記基地局は、音声信号の圧縮及び伸
    張を達成するための前記プログラムの１つの選択を単独
    で管理することを特徴とする請求項１に記載のシステ
    ム。
  11. 【請求項１１】 前記プログラムの選択されたものは、
    音声送信の高い忠実度に対して増加した帯域幅で前記移
    動局の一つのコーデックの動作を提供することを特徴と
    する請求項１０に記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 前記プログラムの選択されたものは、
    前記基地局を介する電話通信の高い容量に対して減少し
    た帯域幅で前記移動局の一つのコーデックの動作を提供
    することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 前記第１のプログラムは、前記基地局
    による前記第２のプログラムのダウンローディングま
    で、または前記メモリへの電源の停止による該メモリの
    停止まで、当該メモリに保持されることを特徴する請求
    項１に記載のシステム。
JP9099355A 1996-04-16 1997-04-16 遠隔的にプログラム可能な移動端末 Pending JPH1094051A (ja)

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