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発明の名称 ディジタル無線電話装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−74733
公開日 平成7年(1995)3月17日
出願番号 特願平5−216193
出願日 平成5年(1993)8月31日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】武田 元敏
発明者 瀬口 義昭
要約 目的
受信エラー発生時に限り誤り訂正を行うことで、音質の劣化を最小限にとどめ、簡易な手段で誤り訂正切り換えを行う。

構成
送信側に誤り訂正符号付加部6、受信側に誤り訂正部7を付加し、受信品質評価部3のエラー検知出力信号S0に基づいて、受信データ品質が劣化したときに自動的に誤り訂正符号を付加して通話を行う。
特許請求の範囲
【請求項1】 受信データの品質が予め設定された値以下の場合にエラー検知出力信号を出力する受信品質評価手段と、受信データに対して前記エラー検知出力信号が出力されている場合に誤り訂正を行う誤り訂正部および前記誤り訂正部の出力を音声信号に復号化する音声復号化部とを有する受信手段と、音声信号を符号化する音声符号化部および前記エラー検知出力信号が出力されている場合に誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号付加部を有する送信手段とを備え、受信データ品質が悪化したときに自動的に誤り訂正符号を付加して通話を行うことを特徴とするディジタル無線電話装置。
【請求項2】 前記送信手段の誤り訂正符号付加部は、前記音声符号化部の出力信号の一部を誤り訂正符号に置き換えることを特徴とする請求項1記載のディジタル無線電話装置。
【請求項3】 前記受信手段の誤り訂正部は、前記エラー検知出力信号が出力されている場合に誤り訂正を行い、誤り訂正符号に置き換えられた部分を乱数発生部からの乱数信号でさらに置き換えて出力することを特徴とする請求項1記載のディジタル無線電話装置。
【請求項4】 前記受信品質評価手段は、品質評価のために受信手段用閾値と送信手段用閾値を有し、個別に送信側エラー検知出力信号および受信側エラー検知出力信号を出力し、送信手段に対する閾値を受信手段よりも高めに設定することにより、受信手段で誤り訂正を行っているときに確実に送信手段で誤り訂正を行うことを特徴とするディジタル無線電話装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル無線電話装置に関し、特に受信データ品質が悪化したときに自動的に誤り訂正を付加して通話を行うものである。
【0002】
【従来の技術】近年、無線電話装置は、その利便性,経済性での向上とともに広く利用されるようになっており、その中でも特に自動車電話,構内電話などとしてセルラー電話機およびコードレス電話機が普及してきている。
【0003】以下、図面を参照しながら従来のディジタル無線電話装置について説明を行う。
【0004】図3は従来のディジタル無線電話装置の構成を示すブロック図であり、図3において、1は無線電話サービス網に無線データを送信する送信側無線部、2は無線データを受信する受信側無線部、3は、受信側無線部2から出力される受信データの品質が予め設定された値以下の場合に、エラー検知出力信号を出力する受信品質評価部、4は指示により音声出力をミュート可能な音声復号化部、5は音声符号化部である。なお、SPはスピーカ、Micはマイクロホンである。
【0005】以上のように構成された従来のディジタル無線電話装置について、以下その動作を説明する。
【0006】ディジタル無線電話装置は、既に無線電話サービス網に接続され、通話状態にあるとする。マイクロホンMicからの音声信号は、音声符号化部5により必要に応じて圧縮されて符号化される。符号化データは送信側無線部1により無線データとして無線電話サービス網へ送信される。一方、無線電話サービス網からのデータは受信側無線部2により受信され、受信品質評価部3に入力されるとともに音声復号化部4へ入力され、音声信号としてスピーカSPから出力される。一方、受信品質評価部3で受信データ品質が低下した場合に、エラー検知出力信号が音声復号化部4へ入力され出力音声がミュートされる。このようにして、受信エラー発生時のスピーカからの雑音発生を阻止する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した従来のディジタル無線電話装置では、受信エラーが頻繁に発生するとミュートが多発し、通話に支障をきたすという問題点を有していた。
【0008】また、この問題を解決するために誤り訂正機能を組み込むと、データ全体のビットレートが増大し通信帯域幅が拡大し、周波数利用効率の低下、もしくは通信帯域幅を一定とするために音声符号化部の符号化率を高くすると、音声品質の劣化という問題点を有しており、さらにエラー発生時に誤り訂正を行うプロトコルを組み込むと制御が複雑になるという問題点を有していた。
【0009】本発明は上記課題を解決し、受信エラー発生時に限り誤り訂正を行うことで音声の劣化を最小限にとどめ、かつ簡易な手段で誤り訂正切り換えが可能な無線電話装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するために、受信データの品質が予め設定された値以下の場合にエラー検知出力信号を出力する受信品質評価手段と、受信データに対して前記エラー検知出力信号が出力されている場合に誤り訂正を行う誤り訂正部および前記誤り訂正部の出力を音声信号に復号化する音声復号化部とを有する受信手段と、音声信号を符号化する音声符号化部および前記エラー検知出力信号が出力されている場合に誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号付加部を有する送信手段とを備えたものである。
【0011】
【作用】本発明は上記した構成により、受信データ品質が悪化したときに自動的に誤り訂正符号を付加して通話を行うことができるものである。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例におけるディジタル無線電話装置の構成を示すブロック図である。図1において、送信手段における6は誤り訂正符号付加部であり、この誤り訂正符号付加部6における8は音声符号化データを重要データ(音質に大きく影響する部分)と非重要データ(音質にあまり影響しない部分)に分離する重要データ分離部、9は重要データ分離部8で分離された重要データに対して、長さが非重要データと等しい誤り訂正符号を生成する誤り訂正符号生成部、10は前記重要データと、誤り訂正符号生成部9で生成された誤り訂正符号を合成する符号化側合成部、11は受信品質評価部3からのエラー検知出力信号の指示に従って入力信号をバイパスする符号化側切換部である。
【0013】また、受信手段における7は誤り訂正部であり、この誤り訂正部7における12は受信データから誤り訂正符号と音声データを分離する誤り訂正符号分離部、13は誤り訂正符号分離部12から分離された誤り訂正符号と音声データに基づき誤り訂正を行う誤り訂正実施部、14は一様な乱数を発生する乱数発生部、15は誤り訂正実施部13から出力される誤り訂正済みデータと、乱数発生部14から出力される乱数信号を合成する復号化側合成部、16は受信品質評価部3からのエラー検知出力信号の指示に従って入力信号をバイパスする復号化側切換部である。
【0014】なお、送信側無線部1,受信側無線部2,受信品質評価部3,音声復号化部4および音声符号化部5は、図3に示す従来と同様であり、受信品質評価部3のエラー検知出力信号は符号化側切換部11と復号化側切換部16に入力されている。
【0015】以上のように構成されたディジタル無線電話装置について、以下その動作を説明する。
【0016】ディジタル無線電話装置は、既に無線電話サービス網に接続され、通話状態にあるとする。
【0017】まず、ディジタル無線電話装置から音声を送信する場合の説明を行う。通話相手(無線基地局を含む)の音声は、無線電話サービス網から受信側無線部2により受信され、受信品質評価部3に入力される。この受信信号品質と通話相手側の受信信号品質には大きな相関があり、受信品質評価部3からエラー検知出力信号S0が出力されている場合は、相手側が受信する受信品質も悪いと推定できる。受信データ品質が良好の場合にはエラー検知出力信号S0は出力されず、誤り訂正符号付加部6では符号化側切換部11により入力信号がバイパスされ、マイクロホンMicからの音声は送信側無線部1へ出力される。一方、受信データ品質が悪い場合は、エラー検知出力信号S0が出力され、符号化側切換部11により入力信号はバイパスされず、誤り訂正符号付加部6で誤り訂正符号が付加される。
【0018】すなわち、マイクロホンMicからの音声は、音声符号化部5で符号化され、そのデータは重要データ分離部8に入力され、音質に重大な影響を及ぼす重要データD1と、非重要データD2に分離される。重要データD1は誤り訂正符号生成部9へ入力され、誤り訂正符号S1を生成する。ここで誤り訂正符号S1の長さ(ビット数)を、非重要データD2の長さと等しいように生成する。そして、非重要データD2は捨てられ、結果的に音声符号化率は以前の1/2に低くなる。重要データD1と対応する誤り訂正符号S1は符号化側合成部10により合成される。つまり、非重要データD2の代わりに誤り訂正符号S1を送信する。非重要データは音質に重大な影響を与えないので、非重要データを伝送しなくても音質に与える影響は小さい。非重要データと誤り訂正符号の長さは等しいので、結果的に誤り訂正符号を含むデータの長さと、重要データと非重要データに分離する以前の音声符号化データの長さは等しい。つまり、前記エラー検知出力信号S0の有無に拘らず、誤り訂正符号付加部6の出力のデータ・レートは変化しない。誤り訂正符号付加部6の出力のデータは、送信側無線部1に入力され、無線データとして無線電話サービス網に送出される。
【0019】次に、ディジタル無線電話装置から音声を受信する場合の説明を行う。無線電話サービス網からの無線データは受信側無線部2により受信され、受信品質評価部3に入力され、受信データ品質が良好の場合にはエラー検知出力信号S0は出力されず、復号化側切換部16で入力信号がバイパスされ、そのまま音声復号化部4に入力されスピーカSPから音声を出力する。ところが、受信データ品質が悪い場合は、前記エラー検知出力信号S0が出力され、誤り訂正部7で誤り訂正処理が行われる。
【0020】すなわち、符号化側切換部11によりバイパスされずに、誤り訂正符号分離部12へ入力され、誤り訂正符号S2と音声データ符号化データの内の重要データD3に分離される。この誤り訂正符号S2と音声データ符号化データの内の重要データD3は誤り訂正実施部13により誤り訂正を行い、誤り訂正済みデータD4を出力する。この誤り訂正済みデータD4は重要データD3だけを復元したことになる。残りの非重要データの復元のために、乱数発生部14により一様な乱数を発生し、非重要データを乱数データで代用して、より自然な音質とする。
【0021】これにより、プロトコルに誤り訂正の有無を切り換える特別なメッセージやフレーム構成を用いることなく、受信品質を評価することで、自動的に誤り訂正符号の付加の有無を判定でき、プロトコルそのものに影響を与えることなく容易に実現できる。さらにプロトコルで上記機能を実現する場合、フレーム単位(通常、10ミリ秒位)での“誤り訂正の付加”切り換え遅れ時間は避けられないが、受信品質を評価する方法であれば、フレーム単位に影響されずに、直ちに切り換え可能であり、誤りに対する対策が迅速にできる。
【0022】以上が自局と相手局(通話相手)とで同時にエラー検知出力信号が出力された場合の説明であるが、実際には、電波伝搬の特性の違い等によりエラー検知出力信号が出力されるタイミングが微妙に異なる場合がある。
【0023】次に、送信側(自局または相手局)と受信側(相手局または自局)で、受信品質評価に差異があった場合について説明する。これは、受信データ品質が悪いと判断する境界付近で発生する。まず、送信側で誤り訂正符号を付加して受信側で誤り訂正を行わなかった場合、受信側で誤り訂正符号がそのまま非重要データとして音声復号化部で復号化されるが、乱数データが誤り訂正符号に代わっただけで音質には大きな影響は与えない。逆に、送信側で誤り訂正符号を付加せずに受信側で誤り訂正を行った場合、受信側では非重要データを誤り訂正符号と誤認識して訂正を行い、結果的に重要データが破壊される危険性があり、重要な音質変化をもたらす。
【0024】送信側で誤り訂正符号を付加せずに、受信側で誤り訂正を行った場合の上記問題点を解決するために、受信品質評価部内に送信側と受信側でエラー検知と判定する閾値を独立に有し、常に送信側から先にエラー検知出力信号を発生するようにしたのが本発明の別の実施例である。
【0025】図1で受信品質評価部3内に送信側閾値と受信側閾値を設け、エラー検知出力信号が独立して送信部,受信部に出力されることが前記実施例と異なる。図2は送信側閾値,受信側閾値の説明図である。
【0026】基本動作は図1と同様であるので、異なる部分を説明する。図2(a)において、横軸に時間,縦軸に受信品質評価部で評価する受信品質(例えば、S/N)として、受信品質が時間とともに徐々に悪くなって、その後、時間とともに回復する場合の説明図である。また、図2(b)はエラー検知出力信号の送信側,受信側の状態図、図2(c)は誤り訂正の有無について送信側,受信側について示してある。図2(a)の通り、送信側閾値は受信側閾値よりも高く設定されている。受信品質が送信側閾値より高い場合(ア)、送信側,受信側でエラー発生はなく(b)、双方において誤り訂正は行(無)われない(c)。次に、受信品質が送信側閾値と受信側閾値の間にある場合(イ)、送信側に対してのみエラー検知出力が出力され(b)、送信側では誤り訂正符号を付加(有)する(c)。しかし、受信側では誤り訂正を行(無)わないため、送信側で付加(有)された誤り訂正符号は音声復号化部では音質に重大な影響を及ぼさないノイズとして再生される。続いて、受信品質が受信側閾値以下の場合(ウ)、送信側,受信側双方にエラー検知出力信号を出し(b)、送信側で誤り訂正符号の付加(有)、受信側で誤り訂正を行う(有)。受信品質が回復していく場合も、同様な動作を行う。送信側閾値と受信側閾値を適切に設定することにより、自局と相手局とで受信品質評価部の動作タイミングが異なっても、常に送信側が受信側より先に誤り訂正符号を付加することができる。このように、送信側で誤り訂正符号を付加せずに受信側で誤り訂正を行う事態を防止でき、受信品質の判定閾値近辺での音質向上を行うことができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のディジタル無線電話装置は、送信部に誤り訂正符号付加部、受信部に誤り訂正部を有し、受信データ品質が悪化したときに自動的に誤り訂正符号を付加して良品質の通話を行うことができるものである。




 

 


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