JPH11163744A

JPH11163744A - ディジタル通信用音声送受信装置

Info

Publication number: JPH11163744A
Application number: JP9343842A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kato; 俊雄加藤; Atsushi Shinpo; 敦新保
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1999-06-18
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: JP3249457B2; US6185526B1

Abstract

(57)【要約】【解決手段】送信装置は、音声符号化器１４と、誤り
訂正符号化器１６から構成される音声符号化部９で符号
化し、連続信号の状態のまま送信し、受信装置は、この
連続信号を受信して、軟判定誤り訂正復号器１と軟判定
音声復号器２から構成される音声復号化部によって、チ
ャネル復号化と、音声復号化を一体として行う。【効果】通常発生し得る程度のｂｉｔ誤りを含む信号
は、フレーム毎廃棄されることなく、そのまま音声復号
器で誤り訂正できることになり信号再生がより正確にな
った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル通信分
野に用いる、音声通信用送受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話、コードレス電話等の移
動体通信関連システムのディジタル化が急速に進んでい
る。移動体通信関連システムでは、特に、周波数の繰り
返し利用、高能率音声符号化技術、及び多値変復調技
術、等の進展によって搬送周波数帯の有効活用が進んで
いる。同時に、通信品質の向上、という観点から、その
技術の中核となる、音声符号化、復号化装置、及び、そ
の復号化技術の発展が期待されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の技術には、以下に記すような、解決すべき課題
が残されていた。従来の音声符号化、復号化装置では、
音声復号化と、チャネル復号化を切り離して、それぞれ
別々に誤り検出していた。まずチャネル復号化し、その
結果、１ビットでも誤りのあるフレームは、音声復号化
されることことなく、フレーム毎、廃棄されてしまっ
た。ところが、音声復号化の方法によっては、通常１ビ
ット程度の誤りは許容できるのが普通であり、上記搬送
周波数帯の有効活用には、逆行していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の点を解決
するため次の構成を採用する。〈構成１〉音声信号を送信するための音声符号化部に、
送信すべき音声信号の情報量を圧縮する音声符号化器
と、伝送路の中で発生する誤り情報を受信側で訂正する
ための符号化を行う誤り訂正符号化器とを設け、伝送路
を通じて受信した音声信号を処理する音声復号化部に、
受信した音声信号を多値信号のまま入力して誤り訂正復
号化し、各信号の確からしさを示す尤度情報を出力する
軟判定誤り訂正復号器と、この尤度情報を入力して、最
も確率的に高い符号系列により音声復号化をする軟判定
音声復号器とを設けたことを特徴とするディジタル通信
用音声送受信装置。

【０００５】〈構成２〉構成１に記載の装置において、
音声復号化部には、時間軸方向に見て隣り合う音声信号
の状態変化の規則性を、音源の属性ごとに、予め分析し
てデータ化した遷移確率テーブルを格納する記憶部を備
え、軟判定音声復号器は、この遷移確率テーブルを参照
しながら音声復号化をすることを特徴とするディジタル
通信用音声送受信装置。

【０００６】〈構成３〉構成１に記載の装置において、
遷移確率テーブルには、音声信号の状態変化のパターン
をパスと呼ぶとき、音源の属性ごとに、複数のパスを記
憶しておき、受信した音声信号中に最も高い確率で含ま
れるパスを選択して、これを生き残りパスとし、軟判定
音声復号器は、この生き残りパスを参照して、受信した
誤り符号の訂正をすることを特徴とするディジタル通信
用音声送受信装置。

【０００７】〈構成４〉構成１に記載の装置において、
音声復号化部には、音声信号の状態変化のパターンをパ
スと呼ぶとき、音源の属性ごとに複数のパスを示す遷移
確率テーブルを記憶した記憶部と、新たな音声信号を受
信するたびに上記遷移確率テーブルを生成して更新し、
かつ、その受信した音声信号中に最も高い確率で含まれ
るパスを生き残りパスとして選択する制御部を設け、音
声復号化部の軟判定音声復号器には、上記生き残りパス
を参照して、受信した誤り符号の訂正をする最尤復号器
と、この最尤復号器の出力を受け入れて、音声復号をす
る音声復号器を設けたことを特徴とするディジタル通信
用音声送受信装置。

【０００８】〈構成５〉構成４に記載の装置において、
音声復号化部の軟判定音声復号器には、軟判定誤り訂正
復号器の出力を監視して、音声信号の出力レベルが予め
定めたレベルよりも低くなったとき、ミュート信号を発
して、音声復号器の音声復号動作を一時停止させるパワ
ー計算回路を設けたことを特徴とするディジタル通信用
音声送受信装置。

【０００９】〈構成６〉構成４に記載の装置において、
音声復号化部の軟判定音声復号器には、軟判定誤り訂正
復号器の出力を監視して、音声信号の出力レベルが予め
定めたレベルよりも低くなったとき、ミュート信号を発
して、音声復号器の音声復号動作を一時停止させるパワ
ー計算回路と、伝送路を通じて受信した音声信号を、復
調器が復調して、その音声信号の異状状態を検出したと
きに発信する同期状態信号を、上記ミュート信号と等価
な信号として、音声復号器に供給し、音声復号器の音声
復号動作を一時停止させるミュート判定器を設けたこと
を特徴とするディジタル通信用音声送受信装置。

【００１０】〈構成７〉音声信号を送信するための音声
符号化部に、送信すべき音声信号の情報量を圧縮する音
声符号化器と、音声符号化器の出力する連続した音声信
号を一定時間毎にフレームに区分してフレームごとにＣ
ＲＣ（Cycric Redundancy Check）符号を加えるフレー
ム化処理部と、フレーム化処理部の出力に対して、伝送
路の中で発生する誤り情報を受信側で訂正するための符
号化を行う誤り訂正符号化器とを設け、伝送路を通じて
受信した音声信号を処理する音声復号化部に、受信した
音声信号を多値信号のまま入力して誤り訂正復号化し、
各信号の確からしさを示す尤度情報を出力する軟判定誤
り訂正復号器と、時間軸方向に見て隣り合う音声信号の
状態変化の規則性を、音源の属性ごとに、予め分析して
データ化した遷移確率テーブルを格納する記憶部と、上
記尤度情報を入力して、上記遷移確率テーブルを参照し
ながら最も確率的に高い符号系列により音声復号化をす
る軟判定音声復号器と、上記軟判定誤り訂正復号器の出
力を受け入れて、ＣＲＣ符号を用いて受信した信号の符
号誤りを検査し、符号誤りを検知したとき、上記遷移確
率テーブルの更新を停止するフレーム処理部とを設けた
ことを特徴とするディジタル通信用音声送受信装置。

【００１１】〈構成８〉構成７に記載の装置において、
最尤復号器の出力を受け入れて音声復号をする音声復号
器と、フレーム処理部が符号誤りを検知したとき出力す
る信号により、音声復号器の音声復号動作を一時停止さ
せることを特徴とするディジタル通信用音声送受信装
置。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。図１は、具体例１、２による
ディジタル通信用音声送受信装置のブロック図である。
具体例について説明する前に、発明の理解を容易にする
ために、まず、ディジタル通信用音声送受信装置の概要
について、特に符号化、復号化を主にして説明する。

【００１３】（ディジタル通信用音声送受信装置の概
要）図２は、比較例の、ディジタル通信用音声送受信装
置のブロック図である。比較例のディジタル通信用送受
信装置は、マイク１１、アンプ１２Ａ、Ａ／Ｄ変換器１
３、音声符号化器１４、フレーム化処理部１５Ａ、誤り
訂正符号化器１６、変調器１７、伝送路１８、復調器１
９、誤り訂正復号化器２０、フレーム化処理部１５Ｂ、
音声復号化器２１、Ｄ／Ａ変換器２２、アンプ１２Ｂ、
スピーカ２３を、備える。

【００１４】マイク１１は、音声を音声信号に変換する
変換器である。アンプ１２Ａは、音声信号を増幅する増
幅器である。Ａ／Ｄ変換器１３は、音声信号を８０００
回／Ｓ（秒）、サンプリングし、その１サンプルを８ｂ
ｉｔのディジタル信号に変換する部分である。従って６
４Ｋｂｐｓの信号を音声符号化器１４に転送する。音声
符号化器１４は、音声信号の時間的な相関を利用して信
号のパターンを予測し、そのパターンと、実際の信号と
の差分のみを伝送する符号化圧縮器であり、ここでは、
ＡＤＰＣＭ（Adaptive Defferential Pulse Code Mod
ulation）を用いていると仮定する。ＡＤＰＣＭは、入
力ｂｉｔ数を１／２に圧縮するので、３２Ｋｂｐｓの信
号を出力してフレーム化処理部１５Ａに転送する。

【００１５】フレーム化処理部１５Ａは、３２Ｋｂｐｓ
の信号を５ｍＳ毎に１個のフレームを構成する部分であ
る。更に、１６０ｂｉｔ（５ｍＳに相当するｂｉｔ数）
にＣＲＣ符号１６ビットを加えて１７６ｂｉｔ／フレー
ムに区分して出力し、誤り訂正符号化器１６に転送す
る。ここでＣＲＣ符号とは、受信側で受信したフレーム
にビット誤りが無いかどうかを検査するために必要な符
号である。このＣＲＣ符号による誤り検出では、１フレ
ーム中に１ビットでも誤りがあると、誤りフレームと判
断され、フレーム毎廃棄される。

【００１６】誤り訂正符号化器１６は、上記１７６ｂｉ
ｔ／フレームのフレームをフレーム単位で畳み込み符号
化する部分である。ここで畳み込み符号化とは、情報を
順々に、あたかも畳み込むように符号化する符号化方法
である。畳み込む、とは、１個の情報を単独に符号化す
るのではなく、前後の情報を一部、お互いに所有し合う
ように関連付けて、順々に符号化する方法である。この
方法によれば、情報は、伝送路の途中でビット誤りが発
生しても、その前後に畳み込まれている情報によって、
より確率の高い値に回復する。この復号化方法として、
通常ビタビ復号法が使われる。上記ＣＲＣ符号は、フレ
ーム内のビットの誤りを検出するのみで修正機能がな
く、ただフレームを廃棄するのみであった。この点で、
畳み込み符号化による誤り訂正符号化方法は、大きく異
なる。

【００１７】ここで、畳み込み符号化によって１７６ｂ
ｉｔ／フレームは、ｂｉｔ数が２倍の３５２ｂｉｔ／フ
レームに増加する。変調器１７は、特定の周波数のキャ
リアを誤り訂正符号化器１６の出力でディジタル変調し
て伝送路１８に伝送する部分である。伝送路１８は、無
線、又は有線の伝送路を意味している。復調器１９は、
伝送路１８を通ってきた信号をディジタル復調して、誤
り訂正復号化器２０に転送する部分である。復調器出力
は、１、０の２値出力ではなく、通常１シンボルを３ｂ
ｉｔ、８レベルで表した、多値信号である。従ってｂｉ
ｔ数は３倍になって出力する。ここで１シンボルとは、
１、０の２値、いずれかを表すディジタル信号１個をい
う。

【００１８】誤り訂正復号化器２０は、復調器１９から
転送されてくる３ｂｉｔ、８レベルの多値信号を０、１
の２値信号に変換する。従ってｂｉｔ数は元に戻る。こ
の２値信号をビタビ復号器に入力して、送信側で畳み込
み符号化した信号を誤り訂正復号する部分である。ビタ
ビ復号して１７６ｂｉｔ／フレームになった０、１の２
値信号をフレーム化処理部１５Ｂに転送する。

【００１９】フレーム化処理部１５Ｂは、１７６ｂｉｔ
／フレームの中のＣＲＣ符号１６ビットを使ってフレー
ム毎の誤り検出を行う。ここで、誤りが検知されたと
き、そのフレームは、フレーム毎廃棄される。もし誤り
が検知されなかったとき、フレームは、分解され、３２
Ｋｂｐｓになって音声復号化器２１に転送される。この
信号は、送信側で音声符号化器１４によってＡＤＰＣＭ
符号化されている。音声復号化器２１は、この信号を６
４Ｋｂｐｓの信号に復号化して、Ｄ／Ａ変換器２２に転
送する。

【００２０】Ｄ／Ａ変換器２２は、６４Ｋｂｐｓのディ
ジタル信号をアナログ信号に変換して、アンプ１２Ｂに
転送する。アンプ１２Ｂは、このアナログ信号を増幅し
てスピーカ２３に転送する。スピーカ２３は、このアナ
ログ信号を音声に変換する。以上で、ディジタル通信用
送受信装置の概要説明を終了するが、ここで留意すべき
点は以下の通りである。フレーム化処理部１５Ｂは、誤
りを検知したとき、そのフレームを、フレーム毎廃棄す
る。従って音質の劣化を防ぐために、一つ前のフレーム
をもう一度音声復号化器２１に入力して音声を補完す
る、等の操作が必要になってくる。

【００２１】〈具体例１の構成〉図１に戻って具体例１
によるディジタル通信用音声送受信装置について説明す
る。図より、具体例１によるディジタル通信用音声送受
信装置は、マイク１１、アンプ１２Ａ、Ａ／Ｄ変換器１
３、音声符号化器１４、誤り訂正符号化器１６、変調器
１７、伝送路１８、復調器１９、音声復号化部１０、Ｄ
／Ａ変換器２２、アンプ１２Ｂ、スピーカ２３を、備え
る。すでに説明した、従来技術との差異についてのみ説
明する。

【００２２】マイク１１、アンプ１２Ａ、Ａ／Ｄ変換器
１３、音声符号化器１４、までは従来の構成と同様であ
る。従来の構成では、音声符号化器１４の出力信号か
ら、フレーム化処理部１５Ａ（図２）が、ＣＲＣ符号１
６ｂｉｔを加えて、１７６ｂｉｔ／フレームに区分し
て、誤り訂正符号化器１６に転送した。具体例１では、
ＣＲＣ符号による誤り検出を採用しない。音声符号化器
１４の出力信号を直接誤り訂正符号化器１６に転送する
構成をとる。

【００２３】誤り訂正符号化器１６は、音声符号化器１
４が、ｂｉｔ数を１／２に圧縮した信号を、連続状態の
まま畳み込み符号化する。畳み込み符号化して６４Ｋｂ
ｐｓに増加した信号を変調器１７に転送する部分であ
る。以後、復調器１９までは、従来の構成と同様であ
る。変調器１７は、特定の周波数のキャリアを誤り訂正
符号化器１６の出力でディジタル変調して伝送路１８に
伝送する。伝送路１８は、無線、又は有線の伝送路を意
味している。復調器１９は、伝送路１８を通ってきた信
号をディジタル復調して、音声復号化部１０に転送する
部分である。復調器出力は、１、０の２値出力ではな
く、通常１シンボルを３ｂｉｔ、８レベルで表した、多
値信号を出力する。

【００２４】具体例１による音声復号化部１０は、従来
の構成と異なり、ＣＲＣ符号による誤り検出を止め、音
声復号化と、チャネル復号化を、一体化して復号する構
成をとる。その結果フレーム毎に廃棄する必要が無くな
る。その詳細について図を用いて以下に説明する。

【００２５】図３は、具体例１による音声復号化部の構
成ブロック図である。図より、具体例１による、音声復
号化部１０は、軟判定誤り訂正復号器１と、軟判定音声
復号器２と、制御部６と、記憶部７とを、備える。更
に、軟判定音声復号器２は、最尤復号器３と、音声復号
器４と、パワー計算回路５を、備える。

【００２６】軟判定誤り訂正復号器１は、復調器１９
（図１）から転送されてくる３ｂｉｔ、８レベルの多値
信号を多値信号のままビタビ復号器に入力して、誤り訂
正復号化する部分である。更に、ｂｉｔ毎の確からしさ
を含んだ尤度情報を３ｂｉｔ、８レベルの多値信号とし
て最尤復号器３とパワー計算回路５に転送する部分でも
ある。ここでビタビ復号することにより１９２ｋｂｐｓ
の入力信号は、９６ｋｂｐｓに変換される。

【００２７】最尤復号器３は、軟判定誤り訂正復号器１
から転送されてくる尤度情報に基づいて、かりに伝送路
１８（１図）中でｂｉｔ誤りが発生していたとしても、
最も確率的に高い符号系列を再生して音声復号器４に転
送する部分である。この最尤復号器３の大きな特徴は、
音源の属性をも含めた再生機能を有することである。従
って再現性がより一層正確になる。この最尤復号器３の
機能については後に図を用いて詳細に説明する。音声復
号器４は、最尤復号器３から転送されてくる最も確率的
に高い符号系列を、ＡＤＰＣＭを用いて復号化する部分
である。復号化した音声信号をＤ／Ａ変換器２２に転送
する。以後、従来の構成と同様に、音声信号は、アナロ
グ信号に変換され、スピーカ２３（図１）に転送され
る。

【００２８】パワー計算回路５は、最尤復号器３から転
送されてくる最も確率的に高い符号系列を入力して、そ
の信号を一定時間ごとに区切って、平均パワーを算出す
る部分である。制御部６は、パワー計算回路５を監視し
て、算出された平均パワーが、予め定めてある規定値よ
りも小さいとき、パワー計算回路５を制御して音声復号
器４にミュート信号を送出させる部分である。同様に、
パラメータ更新信号の送出を停止する部分でもある。こ
のパラメータ更新信号については、後に説明する最尤復
号器３の機能の項で説明する。ここで上記のミュート信
号とは、耳障りなノイズを避けるために、音声復号器４
の動作を一時停止させる信号をいう。記憶部７は、後に
最尤復号器３の機能の項で説明するパラメータを格納し
ておく部分である。

【００２９】次に最尤復号器３の機能について説明す
る。連続して発生する音声信号には、時間軸方向に見て
隣り合う音声信号の関係、即ち隣り合う音声信号の状態
変化に何らかの規則性がある。その規則性は、その音源
の属性によって異なる。例えば話者が男性か女性か子供
かによって異なる。この音源の属性ごとの規則性を予め
分析してデータ化した遷移確率テーブルを、記憶部７が
格納している。この遷移確率テーブルを用ると、現時点
を時刻Ｔとしたとき、時刻Ｔに入力した音声信号から、
時刻Ｔ＋１に入力する音声信号を、音源の属性に基づい
て予測することができる。最尤復号器３はこうして信号
の内容を予測する機能を持つ。

【００３０】図４は、最尤復号器の機能説明図である。
図において、（ａ）は尤度つき入力を表し、（ｂ）は、
機能を表している。最尤復号器３（図３）は、最初に、
軟判定誤り訂正復号器１から転送されてくる３ｂｉｔ、
８レベルの尤度情報を（ａ）に基づいて−１から＋１の
値の多値シンボルに変換する。最尤復号器３（図３）
は、この多値シンボルによって動作する。（ｂ）の左側
の縦列は時刻Ｔでの最尤復号器３（図３）の出力の状態
を連続する多値シンボル２個を用いて表している。

【００３１】状態０は、（＋１，＋１）の状態を表して
いる。同様に状態１は、（＋１，−１）、状態２は、
（−１，＋１）、状態３は、（−１，−１）状態を表し
ている。同様に右側の縦列は、時刻Ｔ＋１での状態を表
している。時刻Ｔの各状態から時刻Ｔ＋１になったとき
に遷移する状態を実線及び点線で表している。その線上
に記した符号は、その状態変化の遷移確率を示す。

【００３２】例えばＰ0,1は、現時点、時刻Ｔで状態０
であった場合、時刻Ｔ＋１で状態１に遷移する確率を表
している。この遷移確率は、予め、上記各属性ごとに採
取したサンプル音声から電子計算機によって全ての状態
変化について求めておく。その値は、遷移確率テーブル
として、記憶部７（図３）に格納される。音声復号化部
１０（図１）が動作を開始した後は、一定時間ごとに、
制御部６（図３）が、実際の受信音声から採取したサン
プル音声に基づいて遷移確率テーブルを作成して、必要
に応じて更新する。

【００３３】次に遷移尤度を計算する。遷移尤度とは、
時刻Ｔで、状態（Ｓ１，Ｓ２）のときに、連続する２シ
ンボル（ｓ１，ｓ２）が入力した場合、時刻Ｔ＋１で遷
移するであろう状態（Ｓ３，Ｓ４）を、音源の属性をも
含めて予測する確率である。遷移尤度は、以下のように
して求められる。まず時刻Ｔの状態で入力した連続する
２シンボル（ｓ１，ｓ２）と、時刻Ｔ＋１になって遷移
するであろう状態（Ｓ３，Ｓ４）（（ｂ）の右側の縦
列）との、内積（ｓ１×Ｓ３＋ｓ２×Ｓ４）を求める。
この内積と、両状態間の遷移確率Ｐの積を計算すること
によって求まる。

【００３４】例えば今仮に、時刻Ｔでの状態が状態１で
あったとする。この状態で、シンボル値（+0.1,+1.0）
の２シンボルが入力したとする。状態１から時刻Ｔ＋１
での０から３までの各状態への遷移確率はそれぞれＰ1,
0、Ｐ1,1、Ｐ1,2、Ｐ1,3と表せる。さらに多値シンボル
と状態の内積（ｓ１×Ｓ３＋ｓ２×Ｓ４）との積を求め
ると、時刻Ｔから時刻Ｔ＋１になったとき、状態０から
状態３までの各状態に遷移する遷移尤度は次のようにな
る。状態０へは、（+0.1×+1.0＋+1.0×+1.0）×Ｐ1,0＝ +
1.1Ｐ1,0 状態１へは、（+0.1×+1.0＋+1.0×-1.0）×Ｐ1,1＝ -
0.9Ｐ1,1 状態２へは、（+0.1×-1.0＋+1.0×+1.0）×Ｐ1,2＝ +
0.9Ｐ1,2 状態３へは、（+0.1×-1.0＋+1.0×-1.0）×Ｐ1,3＝ -
1.1Ｐ1,3

【００３５】制御部６（図３）は、全状態について計算
する。最も大きな値を示しているパスのみを残して、そ
の他のパスを廃棄する。この生き残ったパスを、生き残
りパスと定義する。この生き残りパスを、想定できるあ
らゆる状態で計算して、生き残りパステーブルとして記
憶部（図３）に格納しておく。ここで生き残りパスの意
味するところは以下の通りである。例えば、（ｂ）にお
いて、時刻Ｔで状態０に連なる４本の実線のうちＰ0,3
の実線が生き残りパスであったとする。このとき、他の
３本の実線Ｐ0,0、Ｐ0,1、Ｐ0,2は廃棄される。従っ
て、時刻Ｔ＋１では状態３に遷移する、ということを意
味する。更に、最尤復号器３が連続して出力する多値シ
ンボルは時刻Ｔのとき＋１、＋１（状態０）であったも
のが、時刻Ｔ＋１で−１、−１（状態３）になるという
ことを意味している。

【００３６】従って、入力信号に少し位のｂｉｔ誤りが
内在していても、その生き残りパスの出力には、最も高
い確率を持った連続多値シンボルを出力することにな
る。音声復号化部が動作を開始した後は、一定時間ごと
に、制御部６（図３）が、上記遷移確率テーブルの計算
に合わせて生き残りパスを更新する。以上で最尤復号器
３の説明を終了したので、再度図１に戻って具体例１の
動作について説明する。

【００３７】〈具体例１の動作〉図１において、マイク
１１の前で男性が話し始めたと仮定する。その男性の音
声は、マイク１１で音声信号に変換されアンプ１２Ａを
通ってＡ／Ｄ変換器１３に転送される。Ａ／Ｄ変換器１
３によって、音声信号は、８０００回／Ｓ（秒）、サン
プリングされ、８ｂｉｔ／サンプルのディジタル信号に
変換される。従って６４Ｋｂｐｓの信号が、音声符号化
器１４に転送される。音声符号化器１４は、ＡＤＰＣＭ
を用いて３２Ｋｂｐｓに圧縮する。以上、従来のディジ
タル通信用音声送受信装置（図３）と同様であり、既に
詳細を説明した。

【００３８】具体例１では、ＡＤＰＣＭを用いて３２Ｋ
ｂｐｓに圧縮した信号を、フレーム化する事なく、連続
状態のまま誤り訂正符号化器１６に転送して畳み込み符
号化する。畳み込み符号化され、６４Ｋｂｐｓに増加し
た信号は、変調器１７に転送される。変調器１７は、特
定の周波数のキャリアを、その６４Ｋｂｐｓの信号でデ
ィジタル変調して伝送路１８に伝送する。伝送路１８
は、無線、又は有線の伝送路を意味している。復調器１
９は、伝送路１８を通ってきた信号をディジタル復調し
て、音声復号化部１０に転送する部分である。復調器出
力は、１、０の２値出力ではなく、通常１シンボルを３
ｂｉｔ、８レベルで表した、多値信号を出力する。

【００３９】この１９２ｂｐｓに変換された信号は、音
声復号化部１０に転送される。この信号は、軟判定誤り
訂正復号器１でビタビ復号され、９６Ｋｂｐｓの信号に
なって軟判定音声復号器２に転送される。以下に図３を
用いて軟判定音声復号器２の動作を詳細に説明する。

【００４０】このビタビ復号された信号は、最尤復調器
３に入力後まず最初に−１から＋１の間の多値シンボル
に変換されて、３２Ｋｂｐｓの多値シンボルになる。こ
の多値シンボルの連続する２シンボル毎に最尤復調器３
の生き残りパスに入力する。生き残りパスの出力を通っ
た最尤復調器３の出力からは、最も高い確率を持った符
号系列が出力される。

【００４１】ここで生き残りパスの更新について説明す
る。生き残りパスは、制御部６が出力するパラメータ更
新信号によって更新される。音声復号化部１０（図１）
が動作を開始する初期の短時間で、制御部６は、最尤復
調器３の入力を監視して属性の大区分（例えば男性、女
性、子供）を判断する。その判断に基づいて、予め、記
憶部７に格納してある男性用の生き残りパステーブルを
読み込む。読み込んだ男性用の生き残りパステーブルを
最尤復号器３に書き込む。その後も、制御部６は監視を
続け、実際に流れている信号に基づいて、一定時間ごと
に実情に即した、遷移確率を計算する。

【００４２】この遷移確率から、実情に即した生き残り
パステーブルを構成して記憶部７に格納する。この実情
に即した生き残りパステーブルで最尤復号器３の生き残
りパスを定期的に更新する。但し、パワー計算回路５
は、最尤復号器３から転送されてくる符号系列から算出
した平均パワーが、予め定めてある規定値よりも小さい
とき、音声復号器４にミュート信号を送出する。耳障り
なノイズを避けるためである。この動作は制御部６によ
って制御される。同時に、制御部６は、パラメータ更新
信号の出力を停止して、生き残りパスの更新を停止す
る。パワーの小さい信号から求めた生き残りパスは信頼
度が低いからである。

【００４３】最尤復調器３から出力される、最も高い確
率を持った３２Ｋｂｐｓの連続符号は、音声復号器４に
転送される。この連続符号は、送信側で音声符号化器１
４（図１）によってＡＤＰＣＭ符号化によって１／２に
圧縮されているので、音声復号器４が復号化して６４Ｋ
ｂｐｓの信号に戻す。Ｄ／Ａ変換器２２は、この６４Ｋ
ｂｐｓのディジタル信号をアナログ信号に変換して。ア
ンプ１２Ｂに転送する。アンプ１２Ｂ（図１）は、この
アナログ信号を増幅してスピーカ２３に転送する。スピ
ーカ２３（図１）は、このアナログ信号を音声に変換す
る。以上で具体例１の動作の説明を終了する。

【００４４】以上の説明は、各部でのｂｉｔ数を固定し
て説明されているが、あくまで一例であって、この値に
固定されるものではない。また、最尤復調器３の状態も
２ｂｉｔを単位とした４状態で説明しているが、あくま
で一例であって、この値に固定されるものではない。ｂ
ｉｔ数、状態数を増加しても良い。更に、制御部６は、
最尤復調器３の入力を監視しているが、この監視位置も
あくまで一例であって、この位置に固定されるものでは
ない。例えば最尤復調器３の出力であっても良いし、軟
判定誤り訂正復号器１の入力であっても良い。

【００４５】〈具体例１の効果〉従来、０、１の２値出
力であった誤り訂正復号化器に換えて軟判定誤り訂正復
号器を備え、その多値出力から、最も確からしい連続符
号を得る最尤復号器を備えることにより、以下の効果を
得た。１、通常発生し得る程度のｂｉｔ誤りを含む信号は、フ
レーム毎廃棄されることなく、そのまま音声復号器で誤
り訂正できることになり信号再生がより正確になった。２、フレーム毎廃棄されることがなくなったので、１つ
前のフレームで補完する等の面倒な操作をする必要がな
くなった。更に、パワー計算回路を備えることにより、
以下の効果を得た。３、通常発生し得る程度を越えたｂｉｔ誤りが発生した
とき信号再生を一時ストップして耳障りなノイズを避け
ることができるようになった。

【００４６】〈具体例２〉図５は、具体例２による音声
復号化部のブロック図である。具体例１との差異につい
てのみ説明する。ミュート判定器８は、パワー計算回路
の出力Ｓ１と同期状態信号Ｓ２の論理和をとって、ミュ
ート信号を得るための論理和回路である。同期状態信号
Ｓ２は、復調器１９（図１）から転送されてくる信号で
ある。この信号は、復調器１９が正常に動作していない
ときに転送されてくる。例えば、このディジタル通信用
音声送受信装置が、スペクトラム拡散方式を採用してい
たとする。その場合、受信側が送信信号を同期捕捉でき
ていない場合、受信信号は、ほとんど雑音に近い。この
とき、ミュート信号を音声復号器４に送って信号再生を
一時ストップする。

【００４７】〈具体例２の効果〉パワー計算回路の出力
と同期状態信号の論理和をとり、ミュート信号を得るた
めの、論理和回路を備えた。この論理和回路は、復調器
が正常に動作していないとき、ミュート信号を音声復号
器に送るため、耳障りなノイズは、除去される、という
効果を得た。

【００４８】〈具体例３〉図６は、具体例３によるディ
ジタル通信用音声送受信装置のブロック図である。具体
例３によるディジタル通信用音声送受信装置は、マイク
１１、アンプ１２Ａ、Ａ／Ｄ変換器１３、音声符号化器
１４、フレーム化処理部１５Ａ、誤り訂正符号化器１
６、変調器１７、伝送路１８、復調器１９、音声復号化
部３１、Ｄ／Ａ変換器２２、アンプ１２Ｂ、スピーカ２
３を、備える。従来技術、及び、具体例１、２との差異
についてのみ説明する。マイク１１から、復調器１９ま
では、従来技術と同様である。

【００４９】復調器１９の出力は、１、０の２値出力で
はなく、通常１シンボルを３ｂｉｔ、８レベルで表し
た、多値信号である。従ってｂｉｔ数は３倍の１０５６
ｂｉｔ／フレームになって出力する。このフレーム中に
は、ＣＲＣ符号が内在している。この信号が音声復号化
部３１に転送される。

【００５０】図７は、具体例３による音声復号化部のブ
ロック図である。音声復号化部３１は、軟判定誤り訂正
復号器１と、軟判定音声復号器３２と、フレーム処理部
３４と、制御部６と、記憶部７とを、備える。更に軟判
定音声復号器３２は、最尤復号器３３と、音声復号器４
と、パワー計算回路５と、ミュート判定器３７とを備え
る。

【００５１】軟判定誤り訂正復号器１は、復調器１９か
ら転送されてくる１０５６ｂｉｔ／フレームの信号を多
値信号のままビタビ復号器に入力して、誤り訂正復号化
する。更に、ｂｉｔ毎の確からしさを含んだ５２８ｂｉ
ｔ／フレーム（ビタビ復号によって１／２になる）の、
尤度情報を多値信号のまま最尤復号器３３とフレーム処
理部３４に転送する。

【００５２】最尤復号器３３は、内部に備えるＣＲＣ除
去部３６が、この５２８ｂｉｔ／フレームの信号を１７
６ｂｉｔ／フレームの多値シンボルに変換する（ｂｉｔ
数は１／３になる）。この信号からＣＲＣ用１６ｂｉｔ
を廃棄し、フレームを分解する。以降は具体例１、２の
最尤復号器３（図３）と同様である。フレームを分解さ
れた信号は、３２Ｋｂｐｓの多値シンボルになる。この
多値シンボルの連続する２シンボル毎に最尤復調器３３
の生き残りパスに入力する。生き残りパスの出力を通っ
て最尤復調器３３の出力からは、最も高い確率を持った
符号系列が出力される。以下具体例１と同様に音声復号
器で復号化して６４Ｋｂｐｓの信号に戻して、Ｄ／Ａ変
換器２２以降へ転送する。

【００５３】フレーム処理部３４は、軟判定誤り訂正復
号器１から転送されてくる５２８ｂｉｔ／フレームの信
号を、内部に備える変換部３５が１７６ｂｉｔ／フレー
ムの２値信号に変換する。このフレームの中のＣＲＣ符
号１６ビットを使ってフレーム毎の誤り検出を行う。こ
こで、誤りが検知されたとき、ＣＲＣ誤り検出信号Ｓ３
をミュート判定器３７に転送する。同時に制御部６は、
パラメーテ更新信号の出力を停止して、生き残りパスの
更新を停止する。

【００５４】ミュート判定器３７は、パワー計算回路の
出力Ｓ１と、同期状態信号Ｓ２と、ＣＲＣ誤り検出信号
Ｓ３を入力する。Ｓ１、Ｓ２は、具体例２同様である。
このＳ１、Ｓ２、Ｓ３によってミュート信号を以下のよ
うに出力する。（１）パワー計算回路の出力Ｓ１と、ＣＲＣ誤り検出信
号Ｓ３の論理積ゲートがＯＮしたときミュート信号を出
力する。（２）同期状態信号Ｓ２を入力したときミュート信号を
出力する。音声復号器４と、パワー計算回路５、制御部
６と、記憶部７は、具体例１、２と同様である。更に図
８に戻って、Ｄ／Ａ変換器２２、アンプ１２Ｂ、スピー
カ２３も、具体例１、２と同様である。

【００５５】〈具体例３の効果〉送信側は、従来技術と
同様に３２Ｋｂｐｓの信号を５ｍＳ毎に１個のフレーム
を構成して、ＣＲＣ符号を加えて送信する。この信号を
受信した受信側は、具体例１、２の構成を全部備えると
共に、ＣＲＣ符号による誤り検出を実行する。そのＣＲ
Ｃ誤り検出信号Ｓ３と、パワー計算回路の出力Ｓ１との
論理積ゲート、及びその出力と、同期状態信号Ｓ２との
論理和出力をミュート信号にしたことによって、音声復
号器がミュートされる時間を最低限に抑えることができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】具体例１、２によるディジタル通信用音声送受
信装置のブロック図である。

【図２】比較例のディジタル通信用音声送受信装置のブ
ロック図である。

【図３】具体例１による音声復号化部の構成ブロック図
である。

【図４】最尤復号器の機能説明図である。

【図５】具体例２による音声復号化部のブロック図であ
る。

【図６】具体例３によるディジタル通信用音声送受信装
置のブロック図である。

【図７】具体例３による音声復号化部のブロック図であ
る。

【符号の説明】

１軟判定誤り訂正復号器２軟判定音声復号器６制御部７記憶部９音声符号化部１０音声復号化部１１マイク１２Ａ，１２Ｂアンプ１３Ａ／Ｄ変換器１４音声符号化器１６誤り訂正符号化器１７変調器１８伝送路１９復調器２２Ｄ／Ａ変換器２３スピーカ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音声信号を送信するための音声符号化部
に、送信すべき音声信号の情報量を圧縮する音声符号化器
と、伝送路の中で発生する誤り情報を受信側で訂正する
ための符号化を行う誤り訂正符号化器とを設け、伝送路を通じて受信した音声信号を処理する音声復号化
部に、受信した音声信号を多値信号のまま入力して誤り訂正復
号化し、各信号の確からしさを示す尤度情報を出力する
軟判定誤り訂正復号器と、この尤度情報を入力して、最
も確率的に高い符号系列により音声復号化をする軟判定
音声復号器とを設けたことを特徴とするディジタル通信
用音声送受信装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、音声復号化部には、時間軸方向に見て隣り合う音声信号の状態変化の規則性
を、音源の属性ごとに、予め分析してデータ化した遷移
確率テーブルを格納する記憶部を備え、軟判定音声復号器は、この遷移確率テーブルを参照しな
がら音声復号化をすることを特徴とするディジタル通信
用音声送受信装置。
【請求項３】請求項１に記載の装置において、遷移確率テーブルには、音声信号の状態変化のパターン
をパスと呼ぶとき、音源の属性ごとに、複数のパスを記
憶しておき、受信した音声信号中に最も高い確率で含ま
れるパスを選択して、これを生き残りパスとし、軟判定音声復号器は、この生き残りパスを参照して、受信した誤り符号の訂正
をすることを特徴とするディジタル通信用音声送受信装
置。
【請求項４】請求項１に記載の装置において、音声復号化部には、音声信号の状態変化のパターンをパスと呼ぶとき、音源
の属性ごとに複数のパスを示す遷移確率テーブルを記憶
した記憶部と、新たな音声信号を受信するたびに前記遷移確率テーブル
を生成して更新し、かつ、その受信した音声信号中に最
も高い確率で含まれるパスを生き残りパスとして選択す
る制御部を設け、音声復号化部の軟判定音声復号器には、前記生き残りパスを参照して、受信した誤り符号の訂正
をする最尤復号器と、この最尤復号器の出力を受け入れて、音声復号をする音
声復号器を設けたことを特徴とするディジタル通信用音
声送受信装置。
【請求項５】請求項４に記載の装置において、音声復号化部の軟判定音声復号器には、軟判定誤り訂正復号器の出力を監視して、音声信号の出
力レベルが予め定めたレベルよりも低くなったとき、ミ
ュート信号を発して、音声復号器の音声復号動作を一時
停止させるパワー計算回路を設けたことを特徴とするデ
ィジタル通信用音声送受信装置。
【請求項６】請求項４に記載の装置において、音声復号化部の軟判定音声復号器には、軟判定誤り訂正復号器の出力を監視して、音声信号の出
力レベルが予め定めたレベルよりも低くなったとき、ミ
ュート信号を発して、音声復号器の音声復号動作を一時
停止させるパワー計算回路と、伝送路を通じて受信した音声信号を、復調器が復調し
て、その音声信号の異状状態を検出したときに発信する
同期状態信号を、前記ミュート信号と等価な信号とし
て、音声復号器に供給し、音声復号器の音声復号動作を
一時停止させるミュート判定器を設けたことを特徴とす
るディジタル通信用音声送受信装置。
【請求項７】音声信号を送信するための音声符号化部
に、送信すべき音声信号の情報量を圧縮する音声符号化器
と、音声符号化器の出力する連続した音声信号を一定時
間毎にフレームに区分してフレームごとにＣＲＣ（Cycr
ic Redundancy Check）符号を加えるフレーム化処理部
と、フレーム化処理部の出力に対して、伝送路の中で発
生する誤り情報を受信側で訂正するための符号化を行う
誤り訂正符号化器とを設け、伝送路を通じて受信した音声信号を処理する音声復号化
部に、受信した音声信号を多値信号のまま入力して誤り訂正復
号化し、各信号の確からしさを示す尤度情報を出力する
軟判定誤り訂正復号器と、時間軸方向に見て隣り合う音
声信号の状態変化の規則性を、音源の属性ごとに、予め
分析してデータ化した遷移確率テーブルを格納する記憶
部と、前記尤度情報を入力して、前記遷移確率テーブル
を参照しながら最も確率的に高い符号系列により音声復
号化をする軟判定音声復号器と、前記軟判定誤り訂正復
号器の出力を受け入れて、ＣＲＣ符号を用いて受信した
信号の符号誤りを検査し、符号誤りを検知したとき、前
記遷移確率テーブルの更新を停止するフレーム処理部と
を設けたことを特徴とするディジタル通信用音声送受信
装置。
【請求項８】請求項７に記載の装置において、最尤復号器の出力を受け入れて音声復号をする音声復号
器と、フレーム処理部が符号誤りを検知したとき出力する信号
により、音声復号器の音声復号動作を一時停止させるこ
とを特徴とするディジタル通信用音声送受信装置。