JPH11506597A - ワイヤレス通信システムにおける符号化速度の決定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 受信機５００は、ビタービ・デコーダ５３０により生成されるパラメータを利用して、ユーザ情報が送信される複数の符号化速度の１つを決定する。受信機５００は、所定の方法でパラメータを合成し、その結果として検出統計値ｄ_ijを得る。検出統計値ｄ_ijを利用することにより、ユーザ情報が送信される符号化速度が正確に決定される。

Description

【発明の詳細な説明】 ワイヤレス通信システムにおける符号化速度の決定方法および装置 発明の分野 本発明は、一般にワイヤレス通信システムに関し、さらに詳しくは、このよう なワイヤレス通信システムにおける符号化速度の決定に関する。 発明の背景 現在の符号分割多重接続（ＣＤＭＡ：Ｃode Ｄivision Ｍultiple Ａccess） ワイヤレス通信システム、とりわけ米国においてセルラ用途のために企図される ワイヤレス通信システムは、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ-９５Ａ，Ｍobile Ｓtation- Ｂase Ｓtation Ｃompatibility Ｓtandard for Ｄual Ｍode Ｗideband Ｓprea d Ｓpectrum Ｃellular Ｓystem（１９９３年７月発行）により定義される。当 技術では周知のように、拡散スペクトル・システムにおいてシステム干渉の総量 を制限すると、ユーザ容量が増大する。ＩＳ-９５で実現されるシステム干渉の 総量を制限する方法の１つに、可変速度符号化（variable rate coding）がある。 ＩＳ-９５などのワイヤレス通信システムにおける可変速度符号化は、通常の 音声通信に固有の無音を利用する。 ＩＳ-９５においては、符号化は全速度（フルレート），１／２速度，１／４速 度または１／８速度のいずれかにおいて２０ミリ秒（ms）ブロックで行われる。 たとえば、拡散スペクトル・システムのユーザに送信される２０msのブロックは 非音声化音声または無音を含んでいるが、全速度で符号化された場合、システム に不必要に干渉が加えられる。このようなフレームは、システムに対する干渉の 総量を削減しながら、音声品質に影響を与えずに１／８速度フレームとして送信 することができる。１／２速度と１／４速度とは移行速度である。上記のように 、システムに与えられる干渉の総量を削減すると、ユーザの容量が増大する。 送信機側でどの符号化速度を用いるかを決定する方法は、１９９３年４月発行 のＴＩＡ/ＥＩＡ/ＩＳ-９６，Ｓpeech Ｓervice Ｏption Ｓtandard for Ｗideb and Ｓpread Ｓpectrum Ｄigital Ｃellular Ｓystem（Ｏfficial Ｂallot Ｖer sion）に定義されるが、このような可変速度で符号化された送信を受信する受信 機は、実際にどの速度で送信されたかわからない。受信機は、送信を正確に受信 ／復調するためには符号化速度に関してある程度の知識を持たねばならないので 、受信機で符号化速度を正確に判定することはＩＳ-９５/ＩＳ-９６互換受信機 の動作にとっては非常に 重要である。かくして、可変速度被符号化送信を受信することのできる受信機に おいて、符号化速度を正確に決定する方法が必要とされる。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明による符号化速度決定を実現するという利点を有するワイヤ レス通信システムのブロック図を一般的に示す。 第２図は、ＩＳ-９５により定義される拡散スペクトル・ワイヤレス通信シス テムと互換性をもつ移動局内に実現される送信機のブロック図を一般的に示す。 第３図は、ＩＳ-９５と互換性をもつ拡散スペクトル・ワイヤレス通信システ ムで利用されるウォルシュ行列を示す。 第４図は、ＣＤＭＡタイム・フレーム中の可変速度データの送信を一般的に示 す。 第５図は、本発明による符号化速度決定を行う基地トランシーバ局（ＢＴＳ： base transceiver station）内に実現される受信機を一般的に示す。 第６図は、本発明による符号化速度決定機能（速度集合１に関して）を流れ図 の形で一般的に示す。 第７図は、本発明による検出統計値ｄ_ijを用いて（速度集合１に関して）フレ ームを消去する過程を流れ図の形で一般的に示す。 第８図は、本発明による符号化速度決定機能（速度集合２に関して）を流れ図 の形で一般的に示す。 第９図は、本発明による検出統計値ｄ_ijを用いて（速度集合２に関して）フレ ームを消去する過程を流れ図の形で一般的に示す。 好適な実施例の詳細説明 一般的に、ワイヤレス通信システム内に実現される受信機において符号化速度 を決定する方法が開示される。受信機は、複数の符号化速度のうち１つにおいて 符号化されるユーザ情報を含む通信資源に応答する。本方法は、複数の符号化速 度における符号化の確率を表すパラメータ群を生成し、そのパラメータ群を所定 の方法で合成して検出統計値を作成する。次に、検出統計値を用いて符号化速度 が決定される。 好適な実施例においては、複数の符号化速度における符号化の確率を表すパラ メータは、巡回冗長検査（ＣＲＣ：cyclic redundancy check）情報，符号誤差 速度（ＳＥＲ： symbol error rate）情報および品質ビット（ＱＢ：quality bi t）情報によってさらに構成される。好適な実施例においては同様に、パラメー タは一次判別関数において合成され、２つの可能な符号化速度を表す検出統計値 を作成する。 上記の方法は、通信資源を受信および復調して、復調されたユーザ情報を作成 する受信機フロント・エンドによって構成される受信機内で実行される。受信機 フロント・エンドに結合されるデコーダは、被復調ユーザ情報を解読して、複数 の符号化速度における符号化の確率を表すパラメータ群を生成する。プロセッサ は、デコーダに結合され、パラメータ群を所定の方法で合成して、検出統計値を 作成し、この検出統計値に基づいて符号化速度を決定する。 第１図は、本発明により符号化速度決定を実現するという利点を有するワイヤ レス通信システム１００のブロック図を一般的に示す。好適な実施例においては 、ワイヤレス通信システムは、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）セルラ無線電話シ ステムである。しかし、当業者には理解頂けるように、本発明による符号化速度 決定は、可変速度符号化を行う任意のワイヤレス通信システムにおいて実現する ことができる。 第１図を参照して、便宜上、頭字語が用いられる。以下に、第１図に用いられ る頭字語の定義リストを示す： ＢＴＳ 基地トランシーバ局（Ｂase Ｔransceiver Ｓtation） ＣＢＳＣ 中央基地局コントローラ（Ｃentralized Ｂase Ｓtation Ｃontrolle r） ＥＣ エコー・キャンセラ（Ｅcho Ｃanceller） ＶＬＲ ビジター位置レジスタ（Ｖisitor Ｌocation Ｒegister） ＨＬＲ ホーム位置レジスタ（Ｈome Ｌocation Ｒegister） ＩＳＤＮ 統合デジタル・メディア・サービス（Ｉntegrated Ｓervices Ｄigita l Ｎetwork） ＭＳ 移動局（Ｍobile Ｓtation） ＭＳＣ 移動交換センター（Ｍobile Ｓwitching Ｃenter） ＭＭ 移動性マネージャ（Ｍobility Ｍanager） ＯＭＣＲ 無線機側操作保守センター（Ｏperations and Ｍaintenance Ｃenter - Ｒadio） ＯＭＣＳ スイッチ側操作保守センター（Ｏperations and Ｍaintenance Ｃente r - Ｓwitch） ＰＳＴＮ 公衆電話交換網（Ｐublic Ｓwitched Ｔelephone Ｎetwork） ＴＣ トランスコーダ（Ｔranscoder） 第１図に示されるように、複数のＢＴＳ１０１〜１０３がＣＢＳＣ１０４に結 合される。各ＢＴＳ１０１〜１０３は、無線周波数（ＲＦ： radio frequency） 通信をＭＳ１０５〜１０６に提供する。好適な実施例においては、ＲＦ通信資源 の運搬を支援するために、ＢＴＳ１０１〜１０３およびＭＳ１０１５〜１０６内 に実現される送信機／受信機（トランシーバ）ハードウェアは、ＴＩＡ/ＥＩＡ/ ＩＳ-９５によるＭobile Ｓtation-Ｂase Ｓtation Ｃompatibility Ｓtandard for Ｄual Ｍode Ｗideband Ｓpread Ｓpectrum Ｃellular Ｓystem（１９９３ 年７月発行；米国電気通信工 業会（ＴＩＡ））に実質的に定義される。ＣＢＳＣ１０４は、とりわけ、ＴＣ１ １０を介する呼処理と、ＭＭ１０９を介する移動性管理とを受け持つ。ＣＢＳＣ １０４のその他の仕事としては、特性制御および送信／ネットワーク・インタフ ェースがある。ＣＢＳＣ１０４の機能の詳細については、本出願の譲受人に譲渡 され、本明細書に含まれるＢach他による米国特許第５，４７５，６８６号を参 照のこと。 ＣＢＳＣ１０４のＭＭ１０９に結合されたＯＭＣＲ１１２も第１図に示される 。ＯＭＣＲ１１２は、通信システム１００の無線機部分（ＣＢＳＣ１０４および ＢＴＳ１０１〜１０３の組み合わせ部分）の動作および保守全般を受け持つ。Ｃ ＢＳＣ１０４は、ＭＳＣ１１５に結合され、ＭＳＣ１１５は、ＰＳＴＮ１２０／ ＩＳＤＮ１２２とＣＢＳＣ１０４との間の切り替え機能を提供する。ＯＭＳＣ１ ２４は、通信システム１００の切換部分（ＭＳＣ１１５）の動作と保守全般を受 け持つ。ＨＬＲ１１６およびＶＬＲ１１７は、主として課金のために用いられる ユーザ情報を通信システム１００に提供する。ＥＣ１１１，１１９は、通信シス テム１００全体に転送される音声信号の品質を改善するために構築される。 ＣＢＳＣ１０４，ＭＳＣ１１５，ＨＬＲ１１６およびＶＬＲ１１７の機能は、 第１図では分配された状態で図示されるが、この機能を単独の要素に集中化する こともできることは、当業者には自明であろう。また、構造が異なる場合は、Ｔ Ｃ１１０をＭＳＣ１１５またはＢＴＳ１０１〜１０３に配置する こともできる。ＭＳＣ１１５をＣＢＳＣ１０４と結合するリンク１２６は、当技 術では周知のＴ１/Ｅ１リンクである。ＴＣ１１０をＣＢＳＣに配置することに より、ＴＣ１１０による入力信号（Ｔ１／Ｅ１リンク１２６から入力される）の 圧縮により、リンク費用が４：１に改善される。圧縮された信号は、特定のＢＴ Ｓ１０１〜１０３に転送されて、特定のＭＳ１０５〜１０６に送信される。特定 のＢＴＳ１０１〜１０３に転送された被圧縮信号は、送信の前にＢＴＳ１０１〜 １０３でさらに処理を受けることに注目することが重要である。配置が異なると 、ＭＳ１０５〜１０６に送信される実際の信号は、異なる形になるが、本質的に はＴＣ１１０を出る被圧縮信号と同じである。 ＭＳ１０５〜１０６が、ＢＴＳ１０１〜１０３により送信される信号を受信す ると、ＭＳ１０５〜１０６はシステム１００により実行されたすべての処理を基 本的に「取り消す」（通常「解読する」と呼ばれる）。ＭＳ１０５〜１０６がＢ ＴＳ１０１〜１０３に信号を返信すると、ＭＳ１０５〜１０６は同様に独自の処 理を実行する。処理を受けた信号がＭＳ１０５〜１０６により、ＢＴＳ１０１〜 １０３に送信されると（信号の処理とは形式を変更することであって、信号の実 質は変更されない）、ＢＴＳ１０１〜１０３はその信号に実行された処理を「取 り消し」て、システム１００内の適切な点に転送する。最終的に、信号はＴ１/ Ｅ１リンク１２６を介してエンド・ユーザに転送される。 第１図に示されるシステムで用いられるＩＳ-９５互換送信機２００のブロッ ク図を第２図に一般的に示す。本実施例においては、送信機２００はＢＴＳ１０ １〜１０３のうち任意のＢＴＳに常駐する。音声（またはデータ）信号２０３が 符号化／挟み込み部分２０６に入力され、結果として被符号化／挟込信号２０９ となる。被符号化／挟込信号２０９は、好ましくは、６４数直交変調器２１２に より独自の６４数符号に、一度に６符号ずつマッピングされる。好適な実施例に おいては、６４数直交変調器は、第３図に示されるようなウォルシュ行列である 。６つの被符号化符号は、等式Ｃ₀ + ２Ｃ₁ + ４Ｃ₂ + ８Ｃ₃ + １６Ｃ₄ + ３２ Ｃ₅ = ｉに よりマッピングされる。ただし、Ｃ₀〜Ｃ₅は被符号化符号であり、 ｉは出力されたウォルシュ符号の指標である。符号は１または０であるので、こ の等式により６４個のウォルシュ指標の１つに６つの符号が一意的にマッピング される。６４数変調器２１２の出力は、６４個のウォルシュ・チップ（すなわち 第３図に示されるウォルシュ行列の１行）によって構成されるウォルシュ符号で ある。 ６４数変調器２１２には、モジューロ２加算器２１５が接続される。これは長 い疑似乱数ノイズ（ＰＮ：pseudorandam noise）シーケンス２１８をウォルシュ ・チップと加算する。加算器２１５の出力は、同相（I）チャネル２２１と直角 位相（Ｑ）チャネル２２４とに分割される。 Ｉチャネル２２１は加算器２１５の出力をＩＰＮシーケンス２ ３０と合計する加算器２２７を備える。Ｑチャネル２２４は、加算器２１５の出 力をＱＰＮシーケンス２３６と合計する加算器２３３を備える。加算器２３３は 、遅延要素２３９に接続される。この点で、Ｉ,Ｑデータは±１にマッピングさ れ（すなわち＋１にゼロが、−１に１がマッピングされる）、帯域通過濾波２４ ２，２４３され、ミキシング２４５，２４６され、加算２４８されて無線周波数 （ＲＦ）信号２５１が作成され、この信号がアンテナ２５４を介してＭＳ１０５ または１０６に送信される。この結果、入力音声（またはデータ）信号２０３の オフセットＱＰＳＫ変調となる。 入力音声（またはデータ）信号２０３は、コーダ２０６により、全速度（９６ ００bps）４０４，半速度（４８００bps）４０６，１／４速度（２４００bps） または１／８速度（１２００bps）４１０のいずれかで符号化することができる 。第４図は、ＣＤＭＡタイム・フレーム４００内の可変速度データの送信例を示 す。タイム・フレーム４００は、１６個の電力制御グループ（ＰＣＧ: power co ntrolgroup）４０２によって構成される。ＰＣＧ４０２は、６個のウォルシュ符 号４１２によって構成され、各ウォルシュ符号４１２は６４個のウォルシュ・チ ップ４１４により定義される。最後に、各ウォルシュ・チップ４１４は、４つの ＰＮチップ４１８を有する。着信データ速度（全速度，半速度...）は、ユーザ の音声活動により決定される。非音声化音声または無音を含む期間は１／８速度 で暗号化される が、連続した音声化音声は全速度で暗号化される。ＣＤＭＡタイム・フレーム１ ００の間にどの電力制御グループがアクティブであるかは、ロング・コード２１ ８および音声活動の量により決まる。 第５図は、本発明により符号化速度を決定するＢＴＳ１０１〜１０３内の受信 機５００を一般的に示す。実際の実行例においては、用いられる受信機５００は 、４経路（または４「フィンガ」レーキ（ＲＡＫＥ）受信機であり、その一般的 構造は当技術においては周知のものである。第５図に図示されるように、受信機 ５００は上記の４フィンガ・レーキ受信機のうち１つのフィンガ（レーキ１）し か示さない。第５図を参照して、アンテナ５０３は、複数の符号化速度の１つに おいて符号化されたユーザ情報を含む無線周波数（ＲＦ）通信資源上に信号２５ １を受信する。好適な実施例においては、符号化速度は全速度，１／２速度，１ ／４速度および１／８速度で、これらの実行例は当技術では周知のものである。 アンテナ５０３により受信されると、信号２５１はＲＦ下方変換器／サンプラ ５０９に入力され、ここで信号２５１は周知の方法により処理されて、信号２５ １のオーバーサンプリングされた（たとえば８回オーバーサンプリングされた） ベース帯域表現５１２が得られる。ベース帯域表現５１２は、デスプレッダ５１ ５に入力され、ここでロング・コードＰＮシーケンスおよびＩ，ＱＰＮシーケン スを用いてオ フセットＱＰＳＫの周知の送信変調が逆転される。拡散解除された信号５１８は 、次に高速アダマール変換（ＦＨＴ：Ｆast Ｈadaｍard Ｔransforｍ）に入力さ れ、ここでＰＣＧ４０２のウォルシュ符号に対応する６４個の拡散解除サンプル の各群を、６４個の可能なウォルシュ・コードワードに相関させて、当技術では 周知の６４個の相関を生成する。ＦＨＴ５２１の出力における６４個の相関の各 々は、強度平方５２２され、加算ノード５２４を介して他のレーキ・フィンガか ら出力されたＦＨＴにおける対応する平方相関と加算され、加算ノード５２４の 出力における加算された平方相関が数値発生器５２７に入力される。数値発生器 は、（Ｉ,Ｑ強度に基づいて）どのウォルシュ指標がＰＣＧ４０２のウォルシュ 符号４１２の各々に関して送信されたかを推定しようとし、指標ビットの各々の 数値の解読を生成する。数値発生器５２７の出力は、ビタービ（Ｖiterbi）・デ コーダ５３０に入力される。 当技術においては周知のように、ビタービ・デコーダ５３０は、信号２５１内 に送信されたデータ２０３を再構築する。この構築は、４つの可能な速度すべて に関して実行される。ビタービ・デコーダ５３０は、複数の符号化速度における 符号化確率を示すパラメータ群の生成も行うので、受信機５００により実行され る符号化速度決定において有用である。第５図に示されるように、パラメータに は、冗長巡回検査（ＣＲＣ）情報，符号誤差速度（ＳＥＲ）情報およ び品質ビット（ＱＢ）情報が含まれる。各パラメータにつく下付文字ｉ（すなわ ちＣＲＣ_i，ＳＥＲ_iおよびＱＢ_i）は、可能な符号化速度の各々に関して出力さ れているパラメータを表す。このため、ビタービ・デコーダ５３０は、被送信フ レーム毎に１２個の異なるパラメータ（ＣＲＣ_{ful rate}，ＳＥＲ_{full rate}，Ｑ Ｂ_{full rate}，ＣＲＣ_1/2rate，ＳＥＲ_1/2rate，ＱＢ_1/2rateなど）を出力する。 ビタービ・デコーダに関するＳＥＲの一般的説明については、本出願の譲受人に 譲渡されたＧou1d他による米国特許第５，３２１，７０５号を参照のこと。ビタ ービ・デコーダに関するＱＢの一般的説明については、Ｎ．ヤマモトおよびＫ． イトウによる「Ｖiterbi Ｄecoding Ａlgorithm for Ｃonvolutional Ｃodes wi th Ｒepeat Ｒequest」（１９８０年９月発行；ＩＥＥＥ Ｔrans on Ｉnformati on Ｔheory，Ｖol.ＩＴ-２６，Ｎｏ.５）を参照のこと。 ＩＳ-９５により定義される拡散スペクトル・ワイヤレス通信システムは、（ ＩＳ-９６により定義される）異なる音声サービス・オプションに対応すること ができることを留意されたい。たとえば、１つの音声サービス・オプションはデ フォルトの８kbps音声サービス・オプションであり、通常は速度集合１と呼ばれ る。別の音声サービス・オプションは１４．４kbps音声サービス・オプションで あり、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）のために定義されたもので、通常は速 度集合２と呼ばれる。本発明により以下に説明され る符号化速度決定機能は、速度集合に依存する。たとえば、速度集合１（デフォ ルト音声）のための符号化速度決定機能は、音声コーダ２０６における許容可能 な速度移行に関わる演繹的情報を利用して、１／４速度フレームと１／８速度フ レームとを区別する。一方、速度集合２（１４．１kpbs音声）に関する符号化速 度決定機能は、音声コーダ２０６に課せられた異なる制約を利用し、さらに速度 集合２に提示される強化されたＣＲＣ符号化を活用する（速度集合１については 全速度および１／２速度のみがＣＲＣを受けるが、速度集合２については全部の 速度がＣＲＣを受ける）。本発明により開示される方法は、希望に応じて他の音 声サービス・オプションにも容易に拡張することができる（たとえば、強化可変 速度符号化またはＥＶＲＣ音声サービス・オプション）。 上記のように、速度集合１符号化速度決定機能は、各速度を想定して動作する ビタービ・デコーダ５３０から得られる被推定チャネル符号誤差速度（ＳＥＲ） ，解読品質ビット（ＱＢ）およびＣＲＣ検査に基づく。速度集合１符号化速度決 定機能は、第５図に示される検出統計値発生器ブロック５３３において実行され る。好適な実施例においては、検出統計値発生器ブロック５３３は、56166デジ タル信号プロセッサ（ＤＳＰ: digital signal processor）を用いて実現される 。 第６図は、本発明による（速度集合１に関する）符号化 速度決定機能を流れ図の形で一般的に示す。第６図を参照して、符号化速度決定 過程は、段階６０３において、ビタービ・デコーダ５３０からパラメータＣＲＣ_i ，ＳＥＲ_i，ＱＢ_iを受け取ることにより始まる。次に、この過程により段階６ ０６で、パラメータが所定の方法で合成されて、検出統計値ｄ_ijが作成される。 ただし、ｉは１つの可能な速度を表し、ｊは別の速度を表す。段階６０９，６１ ２において、２つの可能な最高速度（すなわち全速度および１／２速度）のＣＲ Ｃ状態が検査される。両方のＣＲＣが合致する（すなわち段階６０９，６１２の テストが両方とも［Ｙ］（イエス）である）場合は、パラメータが所定の方法で 合成されて、検出統計値ｄ₁₂が作成される。段階６１５で、符号化速度が検出統 計値ｄ₁₂に基づいて判定される。詳しく述べると、段階６１５における検出統計 値ｄ₁₂が０より大きければ、被送信データの符号化速度は全速度であったと判定 される。しかし、段階６１５における検出統計値ｄ₁₂が０より小さい場合は、被 送信データの符号化速度は１／２速度であったと判定される。テスト６０９，６ １２から、仝速度ＣＲＣのみが合致すると、符号化速度は全速度符号化であった と断定される。テスト６０９，６１８から、１／２速度のみが合致すると、符号 化速度は１／２速度であったと断定される。 段階６０９，６１８においていずれのＣＲＣも合致しない（すなわち段階６０ ９，６１８のテストがいずれも［Ｎ］（ノー）である）場合は、パラメータが所 定の方法で合成され て検出統計値ｄ₄₈が作成される。段階６２１において、符号化速度が検出統計値 ｄ₄₈に基づいて決定される。詳しく述べると、段階６２１における検出統計値ｄ₄₈ が０より大きい場合は、被送信データの符号化速度は１／４速度であったと判 定される。しかし段階６２１における検出統計値ｄ₄₈が０よりも小さい場合は、 被送信データの符号化速度は１／８速度であったと判定される。所定の方法で合 成されたパラメータＣＲＣ_i,ＣＲＣ_j,ＳＥＲ_i,ＳＥＲ_j,ＱＢ_i,ＱＢ_jを表す検出 統計値ｄ_ijを用いることにより、受信機５００は、本発明により送信されるデー タ信号の符号化速度を正確に判定することができる。 検出統計値ｄ_ijの派生は、次のように進む。まず、ＳＥＲ_i,ＳＥＲ_j,ＱＢ_i,Ｑ Ｂ_jの広がりを持つ四次元空間Ψ_ijが設定される。ただしＳＥＲ_i,ＳＥＲ_jは、速 度ｉおよび速度ｊに関して（全速度まで）正規化された符号誤差速度である。こ れは、解読された情報ビットを再暗号化することから得られる符号と一致しない 、受信された畳み込み符号化符号の計数として定義される。一次判別関数を用い て、所定の方法でパラメータを合成して、検出統計値を作成する： ただし また、ｗは重みベクトルであり、ｗ₀は、決定境界である。ｗの選択は、判別関 数の性能に直接的に影響を与える。ｗは、ｘ内の各変数にどのくらいの判別情報 が含まれるか、また各変数がとる物理的強度に従って決めるべきであることは明 らかである。速度決定誤差を最小限に抑える最適な重みベクトルが以下の式で表 されることがわかる： パラメータΣ_ijおよびη_i ，η_j は、経験的に推定することができる。結果として 得られる検出統計値は以下のようになる（すべてのＳＥＲが全速度に関して正規 化される） ｄ₁₂＝−０．０６２９７ＳＥＲ₁＋０．０３８８４ＳＥＲ₂ ＋ＱＢ₁−ＱＢ₂＋１．０ ｄ₁₂＝−０．６２９７ＳＥＲ₁＋０．３８８４ＳＥＲ₂ ｄ₁₄＝−０．４７２３ＳＥＲ₁＋０．２２０３ＳＥＲ₄ ｄ₁₈＝−０．３３６２ＳＥＲ₁＋０．１１７７ＳＥＲ₈ ｄ₂₄＝−０．３０１２ＳＥＲ₂＋０．１９８８ＳＥＲ₄ ｄ₂₈＝−０．２３９６ＳＥＲ₂＋０．１０９７ＳＥＲ₈ ｄ₄₈＝−０．０１５３５ＳＥＲ₄＋０．００９８６５ＳＥＲ₈ ＋ＱＢ₄−ＱＢ₈＋０．７＋δ ｄ₄₈＝−０．１５３５ＳＥＲ₄＋０．０９８６５ＳＥＲ₈ ただしδは前フレームの速度に依存する： すなわち、決定境界は全フレーム速度が１／２速度である場合、１／４速度に向 かって偏向される。 速度集合１の符号化速度決定機能は、ＩＳ-９６-Ａ音声コーダに定義される速 度上の制約を利用することに留意することが重要である。課せられた速度上の制 約とは、データ速度が１フレームにつき１速度しか減少することが許されないこ とである。この情報は検出統計値ｄ_ijの決定境界に組み込まれる。すなわち、決 定境界は前フレームのデータ速度により可変する。決定の原則は次のとおりであ る： ｄ_ij（ｘ）＞０の場合は速度ｉを選択する； ｄ_ij（ｘ）＜０の場合は速度ｊを選択する； ただしｉ,ｊ＝１，２，４，８でｉ≠ｊである。 第６図に示される速度集合１符号化速度決定流れ図において、次の定数が適応 される： α₁＝−４５，β₁＝−４０，γ₁＝−３５ α₂＝−３５，β₂＝−２０，γ₂＝−２０ α₄＝０．５，β₄＝３．０，γ₄＝−３４，δ₄＝−１５ α₈＝３．０，β₈＝０．５，γ₈＝−３０，δ₈＝−３０ 好適な実施例においては、パラメータを合成するために用 いられる判別関数は一次関数であるので、スケーリングが性能に影響を与えるこ とはない。従って、検出統計値を再スケーリングして、種々のハードウェア実行 例に適合させることができる。α，β計数も、同一の対応する計数によりスケー リングすべきである。 符号化速度が決定されると、受信機５００は、受信したフレームを保持すべき （すなわち良フレームである）か、消去すべき（すなわち不良フレームである） かを判定することができる。第７図は、本発明により検出統計値ｄ'_ijを用いて フレームを消去する過程を、流れ図の形で一般的に示す。全速度であると断定さ れたフレームに関しては、消去検出のためにＣＲＣおよびｄ'_1j（ｊ＝２,４,８ ）が用いられる。１／２速度フレームに関しては、ＣＲＣとｄ'₁₂，d'_2j（ｊ＝ ４,８）ならびに品質ビットＱＢが段階７０３において用いられて、フレームが 良であるか否かを検査する。２つの最低速度に関してはＣＲＣが存在しないので 、消去検出は、段階７０６，７０９，７１０，７１２において品質ビットＱＢと 対応するｄ'_ijとを検査することにより実行される。 速度集合２の符号化速度決定機能は、速度集合１とは多少異なっている。これ は、速度集合１においては１／４速度および１／８速度フレームにはＣＲＣが装 備されないのに対して、速度集合２においてはすべての速度にＣＲＣが装備され るためである。さらに速度集合１においては、全速度フレームは、さらに音声コ ーダ２０６内のＢＣＨコードワー ドにより保護されるが、速度集合２ではこれがない。最後に、速度集合１，２は 音声コーダ２０６に異なる速度上の制約を課する。上記のように、速度集合１に 課せられる符号化速度の制約は、データ速度が１フレームにつき１速度ずつしか 減少することを許されないものであるが、速度集合２においては、データ速度は １フレームについて２フレームしか減少することを許されない。 第８図は、本発明による速度集合２符号化速度決定機能を流れ図の形で一般的 に示す。速度集合１機能と同様に、速度集合２符号化速度決定は、段階８０３に おいてビタービ・デコーダ５３０からパラメータＣＲＣ_i，ＳＥＲ_i，ＱＢ_i（ｉ ＝１,２,４,８）を受け取ることにより始まる。次に、この過程により段階８０ ６で、パラメータが所定の方法で合成されて、検出統計値ｄ_ijを作成する。ただ し、ｉは１つの可能な速度を表し、ｊは別の速度を表す。段階８０９において、 ＣＲＣがすべて不良であるか否かが検査される。すべてのＣＲＣが不良の場合は 、そのフレームは（速度に関わらず）不良フレームの可能性が高いので、消去さ れる。ＣＲＣのうち１つが良である場合は、過程は段階８１２に進み、ここで全 速度のＣＲＣが検査される。段階８１２，８１５において、全速度および１／２ 速度のＣＲＣが良である場合は、検出統計値ｄ₁₂を用いて符号化速度が決定され る。特に、段階８１８において、検出統計値ｄ₁₂が０より大きければ、全速度フ レームが送信されたものと断定される。しかし、検出 統計値ｄ₁₂が０より小さければ、１／２速度フレームが送信されたものと断定さ れる。 段階８１５を参照して、１／２速度のＣＲＣが不良の場合は、過程は段階８２ １に進み、１／４に関するＣＲＣが検査される。ＣＲＣが良の場合、検出統計値 ｄ₁₄を用いて符号化速度が決定される。詳しくは、段階８２４において、検出統 計値ｄ₁₄が０より大きければ、全速度フレームが送信されたものと断定される。 しかし、検出統計値ｄ₁₄が０より小さければ、１／４速度フレームが送信された ものと断定される。 段階８２１を参照して、１／４速度のＣＲＣが不良の場合は、過程は段階８２ ７に進み、１／８のＣＲＣが検査される。ＣＲＣが不良の場合は、全速度フレー ムが送信されたものと断定される。そのＣＲＣが良の場合は、検出統計値ｄ₁₈を 用いて符号化速度を決定する。詳しくは、段階８３０において、検出統計値ｄ₁₈ が０より大きければ、全速度フレームが送信されたものと断定される。しかし、 検出統計値ｄ₁₈が０より小さければ、１／８速度フレームが送信されたものと断 定される。 段階８１２のテストが否定的な場合は、全く異なる集合の検出統計値が構築さ れる。この場合は、過程は段階８３３に進み、１／２速度のＣＲＣが検査される 。ＣＲＣが良の場合、１／４速度のＣＲＣが段階８３６で検査され、これが良の 場合は、検出統計値ｄ₂₄を用いて符号化速度が決定される。詳しくは、段階８３ ９において、検出統計値ｄ₂₄が０より大 きければ、１／２速度フレームが送信されたものと断定される。しかし、検出統 計値ｄ₂₄が０より小さければ、１／４速度フレームが送信されたものと断定され る。 段階８３６を参照して、１／４速度のＣＲＣが不良の場合は、過程は段階８４ ２に進み、１／８のＣＲＣが検査される。そのＣＲＣが不良の場合は、１／２速 度フレームが送信されたものと断定される。しかし、そのＣＲＣが良の場合は、 検出統計値ｄ₂₈を用いて符号化速度を決定する。詳しくは、段階８４５において 、検出統計値ｄ₂₈が０より大きければ、１／２速度フレームが送信されたものと 断定される。しかし、検出統計値ｄ₂₈が０より小さければ、１／８速度フレーム が送信されたものと断定される。 段階８３３を参照して、１／２速度のＣＲＣが不良の場合は、過程は段階８４ ８に進み、検出統計値ｄ₄₈を用いて符号化速度を決定する。詳しくは、段階８４ ８において、検出統計値ｄ₄₈が０より大きければ、１／４速度フレームが送信さ れたものと断定される。しかし、検出統計値ｄ₄₈が０より小さければ、１／８速 度フレームが送信されたものと断定される。本発明により検出統計値ｄ_ijを用い ることにより、受信機は本発明により送信されるデータ信号の符号化速度を正確 に判定することができる。 速度集合１の場合のように、符号化速度が決定されると、受信機５００は受信 したフレームを保持すべき（すなわち良フレームである）か、あるいは消去すべ き（すなわち不 良フレームである）かを決定することができる。第９図は、本発明により検出統 計値ｄ_ijを用いてフレームを消去する過程を流れ図の形に一般的に示す。第８図 および第９図を参照して、段階９０３，９０６は全速度および１／２速度を検査 し、関連するｄ_ijまたは品質ビットのいずれかが合致しない場合は、消去を宣告 する。２つの最も低い速度に関して、段階９０９〜９１４に示されるようにＣＲ Ｃ，ＱＢおよび関連のｄ_ijを検査することによって、消去検出が実行される。 上記の如く、速度集合２に関して、符号化速度は１フレームにつき２速度しか 減少することを許されない。言い換えると、速度集合２のコーダについては、前 フレームが全速度符号化に関して選択された場合は、現フレームは１／２速度ま たは１／４速度でしか符号化されず、１／８速度では符号化されない。この制約 を、以下に示す速度集合２の検出統計値ｄ_ijに考慮する。 ｄ₁₂＝−０．０６３８２ＳＥＲ₁＋０．０３８４９ＳＥＲ₂ ＋ＱＢ₁−ＱＢ₂＋２．３ ｄ₁₂＝−０．６３８２ＳＥＲ₁＋０．３８４９ＳＥＲ₂ ｄ₁₄＝−０．０４４６８ＳＥＲ₁＋０．０２２３７ＳＥＲ₄ ＋ＱＢ₁−ＱＢ₄＋２．１ ｄ₁₄＝−０．４４６８ＳＥＲ₁＋０．２２３７ＳＥＲ₄ ｄ₁₈＝−０．０３２８５ＳＥＲ₁＋０．０１１８１ＳＥＲ₈ ＋ＱＢ₁−ＱＢ₈＋１．７ ｄ₁₈＝−０．３２８５ＳＥＲ₁＋０．１１８１ＳＥＲ₈ ｄ₂₄＝−０．０３３６７ＳＥＲ₂＋０．０１８４８ＳＥＲ₄ ＋ＱＢ₂−ＱＢ₄＋１．５ ｄ₂₄＝−０．３３６７ＳＥＲ₂＋０．１８４８ＳＥＲ₄ ｄ₂₈＝−０．０２５１２ＳＥＲ₂＋０．０１０８１ＳＥＲ₈ ＋ＱＢ₂−ＱＢ₈＋１．３ ｄ₂₈＝−０．２５１２ＳＥＲ₂＋０．１０８１ＳＥＲ₈ ｄ₄₈＝−０．０１７０６ＳＥＲ₄＋０．００９１３８ＳＥＲ₈ ＋ＱＢ₄−ＱＢ₈＋０．８＋δ ｄ₄₈＝−０．１７０６ＳＥＲ₄＋０．０９１３８ＳＥＲ₈ ただし、前フレーム速度が全速度の場合δ＝２であり、その他の場合はδ＝０で ある。また、第８図に関して説明される上記の速度集合２の符号化速度決定機能 について以下の制約が適応される： α₁＝−４０，β₁＝−３０，γ₁＝−２５ α₂＝−１０，β₂＝−２５，γ₂＝−２０ α₄＝−８，β₄＝３，γ₄＝−１４，δ₄＝０．５ α₈＝−１２，β₈＝−８，γ₈＝−２，δ₈＝−０．５ 最後に、速度集合１に関して上述されたスケーリングの原則は、速度集合２につ いても同様に有効である。 本発明は特定の実施例に関して特に図示および説明され たが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく形態および詳細において種 々の変更を加えることができることを当業者には理解頂けよう。たとえば、本発 明による符号化速度は、ＢＴＳの受信機内に構築されるものとして開示されてい るが、ＭＳ内の受信機にも同様に構築することができる。さらに、好適な実施例 においては、すべてのパラメータＣＲＣ_i，ＳＥＲ_i，ＱＢ_iが所定の方法で合成 され、検出統計値ｄ_ijが作成されるが、本発明の精神および範囲から逸脱するこ となく、種々の組み合わせのパラメータを利用して便宜を図ることができる。以 下の請求項における、対応構造，材料，作用およびすべての手段または段階の等 価物さらに機能要素は、特に請求される他の被請求要素と組み合わせて機能を実 行する任意の構造，材料または作用を包含するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スチュワート、ケニス・エイ アメリカ合衆国イリノイ州シカゴ、３イ ー、ウエスト・フェアウェル・アベニュー 2326

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ワイヤレス通信システムで用いられる受信機において符号化速度を決定す る方法であって、前記受信機は複数の符号化速度の１つにおいて符号化されるユ ーザ情報を含む通信資源に応答し、当該方法は： 前記複数の符号化速度における符号化の確率を示すパラメータを生成する段階 ； 前記パラメータを所定の方法で合成して、検出統計値を作成する段階；および 前記検出統計値に基づいて前記符号化速度を決定する段階； によって構成されることを特徴とする方法。 ２．前記複数の符号化速度における符号化の前記確率を表す前記パラメータが 、巡回冗長検査（ＣＲＣ）情報，符号誤差速度（ＳＥＲ）情報および品質ビット （ＱＢ）情報によって構成される請求項１記載の方法。 ３．前記パラメータを所定の方法で合成して、検出統計値を作成する前記段階 が、前記パラメータを一次判別関数により合成して検出統計値を作成する段階に よってさらに構成される請求項１記載の方法。 ４．前記検出統計値が２つの可能な符号化速度を表す請求項１記載の方法。 ５．前記一次判別関数が： によって定義され、ｉとｊは前記２つの可能な符号化速度である請求項４記載 の方法。 ６．ワイヤレス通信システム内で送信されるユーザ情報の符号化速度を決定す る受信機であって、前記受信機は複数の符号化速度の１つで符号化される前記ユ ーザ情報を含む通信資源に応答し、当該受信機は： 前記通信資源を受信および復調して、被復調ユーザ情報を作成する受信機フロ ント・エンド； 前記受信機フロント・エンドに結合され、前記復調されたユーザ情報をデコー ドし、前記複数の符号化速度における符号化の確率を表すパラメータを生成する デコーダ；および 前記デコーダに結合され、前記パラメータを所定の方法で合成して検出統計値 を作成し、前記検出統計値に基づいて前記符号化速度を決定するプロセッサ； によって構成されることを特徴とする受信機。 ７．前記複数の符号化速度における符号化の前記確率を表す前記パラメータが 、巡回冗長検査（ＣＲＣ）情報，符号誤差速度（ＳＥＲ）情報および品質ビット （ＱＢ）情報によって構成される請求項６記載の受信機。 ８．前記プロセッサが前記パラメータを一次判別関数により合成し、検出統計 値を作成する請求項６記載の受信機。