JP2000269937A - デジタルデータ復号器 - Google Patents
デジタルデータ復号器Info
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- Error Detection And Correction (AREA)
Abstract
声チャネルにおける不信頼フレーム検出を改良し、さら
に優れた音声の復号を実行する。 【解決手段】 復号器2にて復号されたフレームと、反
転器3にて時間的に逆方向に並べ替えられ、復号器4に
て復号され、さらに反転器5にて時間的に逆方向に並べ
替えられたフレームとを比較器6にて比較し、判定器7
において、両者に違いが存在する場合に、伝送されてき
たフレームを信頼できないものと判定する。
Description
送に関し、特に、デジタルデータ復号器に関する。以下
に、特定の有用性のある本発明が適用されるGSMセル
ラ通信システムについて説明する。なお、これらの技術
において、本発明がデジタルデータ伝送の他のシステム
に適用されることは明らかである。
号及びUS特許5596678号やHeikkilaによるUS
特許5557639号やJohn Wiley & Sons, Raymond S
teele編集の“Mobile Radio Communications”が先行技
術や技術背景として挙げられる。なお、明細書中におい
て以下の略語を使用する。
nications(以前は、Groupe Special Mobile) TCH/FS:Traffic channel full rate[通話チャ
ネルのフルレート] TCH/HS:Traffic channel half rate[通話チャ
ネルのハーフレート] CRC:Cyclic redundancy check PBER:Pseudo bit error rate[擬似ビットエラー
レート] GSMセルラ通信システムにおいては、ハーフレート音
声符号化器が使用される。ハーフレート音声符号化器
は、16個の8kHzのサンプルを18のパラメータを
含む112ビットの信号に符号化する。これら112ビ
ットの信号は、音質に対するそれらの本質的な重要度に
基づいて2つのグループに分割される。重要度が最も低
い17ビットは、クラスIIとして識別され、保護されな
い。
度のわずかな影響しか音質に与えない。クラスIのビッ
トとして識別された最も重要な95ビットは、さらに畳
み込み符号化によって保護されている。クラスIのビッ
トはさらにIaとIbとに分割される。最も重要な22ビッ
ト(Ia)は、3ビットの周期的なCRCによってさらに
保護される。クラスIのビットの全てとクラスIaのCR
Cチェックのビットは、符号化レート1/3、拘束長K
=7の畳み込み符号によって保護され、さらに、符号化
されて伝送されるビットの数を伝送前に1/3だけ減ら
すためにパンクチュードされる。
った再生を防止するために、フレームの削除や隠匿のメ
カニズムにおいては、クラスIaのエラーを有する全ての
フレームと決められた数以上のクラスIbのエラーを有す
るフレームとを全てのチャネルタイプの伝送においてで
きるだけ正確にかつ効率的に検出する必要がある。GS
Mフルレート音声符号化器やGSMエンハンスフルレー
ト音声符号化器については、これは、フレーム削除アル
ゴリズムとみなされるアルゴリズムを用いて、音声符号
化器に対し、そのようなフレームを無効のものとしてマ
ーキングすることで達成される。
様化された他の音声符号化器と異なる。なぜならば、受
信された音声フレームを無効としてマーキングするため
のメカニズムに加えて、受信されたフレームを信頼でき
ないフレームとマーキングするために付加されるメカニ
ズムが必要とされ、“不信頼フレーム削除アルゴリズ
ム”として知られるアルゴリズムが利用される。
クされた場合、音声符号化器においては、そのフレーム
が削除され、ユーザから無効のフレームの影響を見えな
くするために隠匿アルゴリズムが適用される。受信され
た音声フレームが不信頼フレームとしてマークされた場
合、音声符号化器において、その音声フレームにおける
自身の有効性がチェックされる。有効性のチェックにお
いて有効性がないとされた場合は、音声符号化器におい
ては、その有効性がないフレームが削除される。有効性
のチェックにおいて有効性があるとされた場合は、音声
符号化器においてそのフレームが良いとされ、使用され
る。この音声符号化器にて行われる内部のテストは、人
間の音声の知られた特性、すなわち、音声のエネルギー
がゆっくりと変化し、それゆえに突然の変化が生じるこ
とはありえないという特性を利用することに基づいてい
る。
音声フレームと現在の不信頼フレームとのエネルギー基
準の違いを計算することによって実行される。このエネ
ルギーの違いが予め決められたしきい値よりも大きな場
合は、そのフレームは無効とされ削除される。
フレームの検出との2つの異なるアルゴリズムがハーフ
レート音声符号化器にて必要とされる。無効フレームの
一般的な検出アルゴリズムは、3ビットCRCチェック
と、PBERしきい値テストとの2つから構成される。
におけるCRCの再計算をし、この値と受信された値と
の比較によって、受信された音声フレームに対して行わ
れる。これらの値が互いに異なる場合は、CRCチェッ
クにて誤りとされる。PBERは、受信されて復号化さ
れたクラスIのビットを再符号化し、パンクチュード
し、それらを受信されたもともとのクラスIのビットと
ビット毎に比較し、その違いをビット数で計測すること
によって計算される。計算されたPBERが指定された
しきい値(Pbad)を超えた場合は、そのフレームがP
BERのしきい値テストにて誤りとされる。これら両方
のテストのどちらかの結果が誤りであった場合は、受信
された音声フレームは無効としてマークされる。
ムにおいては、しきい値Punrelがしきい値Pbadよりも
小さな場合を除いて、上述したような方法で計算を行う
PBERのしきい値テストが用いられる。計算されたP
BERがしきい値Pbadよりも大きなフレームは無効と
してマークされ、しきい値Punrelよりも大きくしきい
値Pbadよりも小さなPBERのフレームは不信頼フレ
ームとしてマークされ、また、しきい値Punrelよりも
小さなPBERのフレームは当然ながら良いフレームと
される。無効としてマークされたフレームは、自動的に
不信頼フレームとみなされるが、不信頼フレームは必ず
しも無効ではない。
フレームの選択方法は、計算されたPBERが実際のエ
ラーのビットの数と大いに関連するという仮定に基づく
ため、それほど効果的ではない。この仮定は、畳み込み
符号の復号化が不可能になり、不信頼フレームが不信頼
フレームとしてマークされなくなった場合に有効ではな
くなってしまうという問題点がある。
ルのような音声チャネルにおける不信頼フレーム検出を
改良し、さらに優れた音声の復号性能を実行することが
できるデジタルデータ復号器を提供することを目的とす
る。
に本発明は、伝送されてきたフレームを等化、デインタ
ーリーブ及びデパンクチュードして出力する等化器と、
前記等化器から出力されたフレームを復号化して出力す
る第1の復号器と、前記等化器から出力されたフレーム
を時間的に逆方向に並べ替えて出力する第1の反転器
と、前記第1の反転器から出力されたフレームを復号化
して出力する第2の復号器と、前記第2の復号器から出
力されたフレームを時間的に逆方向に並べ替えて出力す
る第2の反転器と、前記第1の復号器から出力されたフ
レームと前記第2の反転器から出力されたフレームとを
比較し、比較結果を出力する比較器と、前記比較器から
出力された比較結果に基づいて、伝送されてきたフレー
ムが信頼できるものであるかどうかを判定する判定器と
を有することを特徴とする。
ら出力されたフレームと前記第2の反転器から出力され
たフレームとの違いをビット数で計算し、前記判定器
は、前記第1の復号器から出力されたフレームと前記第
2の反転器から出力されたフレームとの間に違いが存在
する場合、伝送されてきたフレームを信頼できない不信
頼フレームと判定することを特徴とする。
ら出力されたフレームと前記第2の反転器から出力され
たフレームとの間に違いが存在しない場合、伝送されて
きたフレームを信頼できる信頼フレームと判定すること
を特徴とする。
を等化、デインターリーブ及びデパンクチュードして出
力する等化器と、前記等化器から出力されたビット列を
復号化し、第1の数列として出力する第1の復号器と、
前記等化器から出力されたビット列を時間的に逆方向に
並べ替えて出力する第1の反転器と、前記第1の反転器
から出力されたビット列を復号化して出力する第2の復
号器と、前記第2の復号器から出力されたビット列を時
間的に逆方向に並べ替えて、逆方向に並べ替えられたビ
ット列から逆方向並べ替えプロセス及び復号プロセスに
て生じたオフセットビットを削除し、第2の数列として
出力する第2の反転器と、前記第1の復号器から出力さ
れた第1の数列と前記第2の反転器から出力された第2
の数列とを比較し、比較結果を出力する比較器と、前記
比較器から出力された比較結果に基づいて、伝送されて
きたフレームが信頼できるものであるかどうかを判定す
る判定器とを有することを特徴とする。
ら出力された第1の数列と前記第2の反転器から出力さ
れた第2の数列との違いをビット数で計算し、前記判定
器は、前記第1の復号器から出力された第1の数列と前
記第2の反転器から出力された第2の数列との間に違い
が存在する場合、伝送されてきたフレームを信頼できな
い不信頼フレームと判定することを特徴とする。
ら出力された第1の数列と前記第2の反転器から出力さ
れた第2の数列との間に違いが存在しない場合、伝送さ
れてきたフレームを信頼できる信頼フレームと判定する
ことを特徴とする。
おいては、第1の復号器にて復号されたフレームと、第
1の反転器にて時間的に逆方向に並べ替えられ、第2の
復号器にて復号され、さらに第2の反転器にて時間的に
逆方向に並べ替えられたフレームとが比較器にて比較さ
れ、判定器において、両者に違いが存在する場合に、伝
送されてきたフレームが信頼できないものと判定され
る。
いて図面を参照して説明する。
実施の一形態を示すブロック図である。
たフレームを等化、デインターリーブ及びデパンクチュ
ードして出力する等化器1と、等化器1から出力された
フレームを復号化して出力する第1の復号器2と、等化
器1から出力されたフレームを時間的に逆方向に並べ替
えて出力する第1の反転器3と、反転器3から出力され
たフレームを復号化して出力する第2の復号器4と、復
号器4から出力されたフレームを時間的に逆方向に並べ
替えて出力する第2の反転器5と、復号器2から出力さ
れたフレームと反転器5から出力されたフレームとを比
較し、比較結果を出力する比較器6と、比較器6から出
力された比較結果に基づいて、伝送されてきたフレーム
が信頼できるものであるかどうかを判定する判定器7
と、判定器7にて信頼できないとされたフレームが入力
されるハーフレート音声符号化器8とから構成されてい
る。
号器におけるアルゴリズムは、畳み込み符号の復号プロ
セスにおける性能劣化を検出し、それにより、畳み込み
符号によって保護されたデータが信頼できるかどうか決
定するために設計される。畳み込み符号の復号化におけ
る性能劣化状態は、復号プロセスが再び同期するまで本
質的に生じるバースト状のランダムエラーによって特徴
づけられる。
チャネルについて記述するが、一般的に、デジタル伝送
システムにおける不信頼フレームを識別するための方法
が提供される。
5ビット、CRC3ビット、6ビットのテールビット)
の等化、デインターリーブ、デパンクチュード及び畳み
込み符号の復号化の後、n以下である長さxのトレース
バックを用いて、復号化されたnビットの第1の数列を
生成し、時間的に逆方向に並べ替えられ、符号化され受
信されたnビットのコピーをn以下である長さyのトレ
ースバックを用いて、畳み込み符号の復号化をし、時間
的に逆方向に復号化されたnビットを生成し、時間的に
逆方向のnビットを再び時間的に逆方向に並べ替えて、
時間的に逆方向に並べ替えたプロセスと復号プロセスに
て生じたオフセットビットR(R=k−1,拘束長K=
7)を削除して第2の数列を生成し、第1の数列の最初
の(n−R)ビットと第2の数列の最初の(n−R)ビ
ットとを比較し、比較結果に基づいて、受信されたフレ
ームが信頼できるものか否かを判定する。
て、両者に0よりも大きな相違の数が算出された場合
は、フレームは信頼できないとしてマークされる。
は、以下のようなGSM無線受信機における通常の等化
やデインターリーブ段階の後に実行される。
びデパンクチュードされたフレームは、受信されたフレ
ームから得られた符号化されたシンボルの数列(数列
Q)として出力される。復号器2においては、等化器1
から出力された211のシンボルが、xシンボルの長さ
(xは105よりも小さく、典型的には31)のトレー
スバックを使用することにより、畳み込み符号のフォワ
ード復号が実行され、復号されたクラスIの95ビット
と6ビットのテールビットとCRC3ビットとの数列Z
が生成される。反転器3においては、等化器1から出力
された211のシンボルのコピーが時間的に逆方向に並
べ替えられて出力される。復号器4においては、反転器
3から出力されたシンボルが、yシンボルの長さ(yは
105よりも小さく、典型的には15)のトレースバッ
クを使用することにより、時間的に逆方向で畳み込み符
号の復号が実行され、復号化されたクラスIの95ビッ
トと6ビットのテールビットとCRC3ビットを生成
し、これらのビットは時間的に逆方向である。
にて再び時間的に逆方向に並べ替えられる。それによ
り、最初の時間的順序に戻り、数列Tとなる。数列Tの
最初の6ビットは削除され、比較器6において、数列T
が最初の99ビットだけ数列Zとビット毎に比較され、
数列Tと数列Zとの違いがビット数で計算される。数列
Zと数列Tとの間にて違いが検出された場合は、判定器
7において、受信されたフレームが信頼できないとして
マークされ、数列Zと数列Tとの間にて違いが検出され
ない場合は、受信されたフレームが信頼できるとしてマ
ークされる。
号化することは、最初と最後の状態が知られた場合にお
いては、生成多項式の順序を入れ替えることや生成され
たシンボルを構成するビットの順序を入れ替えることに
よっても達成される。例えば、n=3,K=7のGSM
TCH/HSチャネルによって利用される符号化を考
える。特徴的な多項式は以下のように表される。
1) 時間的に逆向きにした場合は以下のように表される。
(1011111) T1=1+D2+D5+D6 (1010011) T2=1+D1+D3+D4+D6 (1101101) 変更された符号化構成を用いた場合、復号化は時間的に
逆方向にて実行される。しかし、この時間的に逆方向で
の復号方法によって生じるK−1ビットの直線状のエラ
ーを見込んでおかなければならない。
6ビットを削除することにより時間的に逆方向の復号方
法によって時間的に逆方向に挿入された6ビットのオフ
セットを考慮しなければならない。このバックワード復
号化により数列Tが生成される。数列Zの最初の99ビ
ットは比較器6にて数列Tの最初の99ビットと比較さ
れ、違いがビット数で計算される。両者の間に違いがな
い場合は受信されたフレームが信頼できるとされてマー
クされ、それ以外の場合は判定器7にてフレームが信頼
できないとされてマークされ、ハーフレート音声符号化
器8に送られる。
ばれ、このアルゴリズムの最も優れた性能が所望のチャ
ネルの伝播条件上で達成される。
し、さらに優れた音声の復号を実行することができる。
を示すブロック図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 伝送されてきたフレームを等化、デイン
ターリーブ及びデパンクチュードして出力する等化器
と、 前記等化器から出力されたフレームを復号化して出力す
る第1の復号器と、 前記等化器から出力されたフレームを時間的に逆方向に
並べ替えて出力する第1の反転器と、 前記第1の反転器から出力されたフレームを復号化して
出力する第2の復号器と、 前記第2の復号器から出力されたフレームを時間的に逆
方向に並べ替えて出力する第2の反転器と、 前記第1の復号器から出力されたフレームと前記第2の
反転器から出力されたフレームとを比較し、比較結果を
出力する比較器と、 前記比較器から出力された比較結果に基づいて、伝送さ
れてきたフレームが信頼できるものであるかどうかを判
定する判定器とを有することを特徴とするデジタルデー
タ復号器。 - 【請求項2】 請求項1に記載のデジタルデータ復号器
において、 前記比較器は、前記第1の復号器から出力されたフレー
ムと前記第2の反転器から出力されたフレームとの違い
をビット数で計算し、 前記判定器は、前記第1の復号器から出力されたフレー
ムと前記第2の反転器から出力されたフレームとの間に
違いが存在する場合、伝送されてきたフレームを信頼で
きない不信頼フレームと判定することを特徴とするデジ
タルデータ復号器。 - 【請求項3】 請求項2に記載のデジタルデータ復号器
において、 前記判定器は、前記第1の復号器から出力されたフレー
ムと前記第2の反転器から出力されたフレームとの間に
違いが存在しない場合、伝送されてきたフレームを信頼
できる信頼フレームと判定することを特徴とするデジタ
ルデータ復号器。 - 【請求項4】 伝送されてきたnビットのビット列を等
化、デインターリーブ及びデパンクチュードして出力す
る等化器と、 前記等化器から出力されたビット列を復号化し、第1の
数列として出力する第1の復号器と、 前記等化器から出力されたビット列を時間的に逆方向に
並べ替えて出力する第1の反転器と、 前記第1の反転器から出力されたビット列を復号化して
出力する第2の復号器と、 前記第2の復号器から出力されたビット列を時間的に逆
方向に並べ替えて、逆方向に並べ替えられたビット列か
ら逆方向並べ替えプロセス及び復号プロセスにて生じた
オフセットビットを削除し、第2の数列として出力する
第2の反転器と、 前記第1の復号器から出力された第1の数列と前記第2
の反転器から出力された第2の数列とを比較し、比較結
果を出力する比較器と、 前記比較器から出力された比較結果に基づいて、伝送さ
れてきたフレームが信頼できるものであるかどうかを判
定する判定器とを有することを特徴とするデジタルデー
タ復号器。 - 【請求項5】 請求項4に記載のデジタルデータ復号器
において、 前記比較器は、前記第1の復号器から出力された第1の
数列と前記第2の反転器から出力された第2の数列との
違いをビット数で計算し、 前記判定器は、前記第1の復号器から出力された第1の
数列と前記第2の反転器から出力された第2の数列との
間に違いが存在する場合、伝送されてきたフレームを信
頼できない不信頼フレームと判定することを特徴とする
デジタルデータ復号器。 - 【請求項6】 請求項5に記載のデジタルデータ復号器
において、 前記判定器は、前記第1の復号器から出力された第1の
数列と前記第2の反転器から出力された第2の数列との
間に違いが存在しない場合、伝送されてきたフレームを
信頼できる信頼フレームと判定することを特徴とするデ
ジタルデータ復号器。
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GB9905741/6 | 1999-03-13 |
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ID=10849535
Family Applications (1)
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JP (1) | JP3285090B2 (ja) |
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GB (1) | GB2348087B (ja) |
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2000
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