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JP5199281B2 - 第１のビット・レートに関連する第１のパケットを、第２のビット・レートに関連する第２のパケットにディミング（ｄｉｍｍｉｎｇ）するシステム及び方法 - Google Patents

第１のビット・レートに関連する第１のパケットを、第２のビット・レートに関連する第２のパケットにディミング（ｄｉｍｍｉｎｇ）するシステム及び方法 Download PDF

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Description

本システム及び方法は、一般に、スピーチ処理技術に関する。特に、本システム及び方法は、第１のビット・レートに関連する第１のパケットを、第２のビット・レートに関連する第２のパケットにディミング（dimming）することに関する。
デジタル技術による音声の送信は、特に、長距離アプリケーション及びデジタル無線電話アプリケーションにおいて広まった。そして、再構築されたスピーチの知覚品質を維持しながら、チャネルを介して送信されうる情報の最低量を決定することに興味が持たれてきた。スピーチを圧縮するデバイスは、多くのテレコミュニケーション分野での使用が見られる。テレコミュニケーションの例は、無線コミュニケーションである。無線コミュニケーションの分野は、例えば、コードレス電話、ページャ、無線ローカル・ループ、例えばセルラー電話システム及びポータブル通信システム（ＰＣＳ）電話システムのような無線テレフォニ、モバイル・インターネット・プロトコル（ＩＰ）テレフォニ、及び衛星通信システムを含む多くのアプリケーションを有する。特に重要なアプリケーションは、モバイル加入者のための無線テレフォニである。
図１は、無線通信システムの１つの構成を示す。 図２は、信号送信環境の１つの構成を示すブロック図である。 図３は、マルチモード復号器と通信するマルチモード符号器の１つの構成を示すブロック図である。 図４は、インター・ワーキング機能（ＩＷＦ）の１つの構成を示すブロック図である。 図５は、様々なレートのスピーチ・コード化方法の１つの構成を示すフロー図である。 図６は、パケット・ディミング方法の１つの構成を示すフロー図である。 図６Ａは、パケットを復号する１つの構成を示すフロー図である。 図７Ａは、サブフレームに分割された、有声スピーチのフレームを示す図である。 図７Ｂは、サブフレームに分割された、無声スピーチのフレームを示す図である。 図７Ｃは、サブフレームに分割された、過渡的スピーチのフレームを示す図である。 図８は、プロトタイプ・ピッチ期間（prototype pitch period）（ＰＰＰ）コード化技術の原理を示すグラフである。 図９は、様々なタイプのパケットに割り当てられたビットの数を示すチャートである。 図１０は、フルレートＰＰＰパケットから特殊ハーフレートＰＰＰパケットへの変換の１つの構成を示すブロック図である。 図１１は、通信デバイスの１つの構成における、ある構成要素のブロック図である。
発明を実施する形態
第１のビット・レートに関連する第１のパケットから、第２のビット・レートに関連する第２のパケットへディミングする方法が説明される。第１のパケットが受信される。第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために、第１のパケットが分析される。少なくとも１つのパラメータに関連するビットが、第１のパケットから破棄される。１つ又は複数のパラメータに関連する残りのビットと、特殊識別子とが、第２のビット・レートに関連する第２のパケット内にパックされる。第２のパケットが送信される。
第１のビット・レートに関連する第１のパケットから、第２のビット・レートに関連する第２のパケットへディミングする装置もまた説明される。この装置は、プロセッサと、プロセッサと電子通信するメモリとを含む。命令群がメモリ内に格納される。命令群は、第１のパケットを受信し、第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために第１のパケットを分析し、少なくとも１つのパラメータに関連するビットを第１のパケットから破棄し、１つ又は複数のパラメータに関連する残りのビットと、特殊識別子とを、第２のビット・レートに関連する第２のパケット内にパックし、第２のパケットを送信するように実行可能である。
第１のビット・レートに関連する第１のパケットから、第２のビット・レートに関連する第２のパケットへディミングするように構成されたシステムもまた説明される。システムは、処理する手段と、第１のパケットを受信する手段とを含む。第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために第１のパケットを分析する手段と、少なくとも１つのパラメータに関連するビットを第１のパケットから破棄する手段とが説明される。１つ又は複数のパラメータに関連する残りのビットと、特殊識別子とを、第２のビット・レートに関連する第２のパケット内にパックする手段と、第２のパケットを送信する手段とが説明される。
コンピュータ読取可能媒体もまた説明される。この媒体は、第１のパケットを受信し、第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために第１のパケットを分析し、少なくとも１つのパラメータに関連するビットを第１のパケットから破棄し、１つ又は複数のパラメータに関連する残りのビットと、特殊識別子とを、第２のビット・レートに関連する第２のパケット内にパックし、第２のパケットを送信するように実行可能な命令のセットを格納するように構成される。
パケットを復号する方法もまた説明される。パケットが受信される。パケット内に含まれた特殊識別子が読み取られる。パケットが、第１のビット・レートに関連する第１のパケットから、第２のビット・レートに関連する第２のパケットにディミングされたことが発見される。パケットのために復号モードが選択される。
パケットをフルレートからハーフレートにディミングする方法もまた説明される。フルレート・パケットが受信される。パラメータに関連するビットをフルレート・パケットから破棄することによって、フルレート・パケットがディミングされる。ハーフレート・パケットが、シグナリング情報とともにパックされる。ハーフレート・パケットが復号器へ送信される。
ここで、本システム及び方法の様々な構成が、同一の参照番号が同一の要素又は機能的に同様の要素を示す図面に関して説明される。本明細書で一般に説明され、図面に示される本システム及び方法の特徴は、広く様々な異なる構成に構成及び設計されうる。従って、以下の発明を実施する形態は、本システム及び方法の範囲を限定することは意図されておらず、特許請求されたように、本システム及び方法の構成の単なる典型例であることが意図されている。
本明細書に開示された構成の多くの特徴は、コンピュータ・ソフトウェア、電子工学的ハードウェア、又はそれらの組み合わせとして実現されうる。ハードウェアとソフトウェアとの相互置換性を明確に説明するために、様々な構成要素が、それらの機能の観点から一般的に説明されるであろう。このような機能が、ハードウェアとして実現されるか、ソフトウェアとして実現されるかは、システム全体に課された設計制約及び特定のアプリケーションによる。当業者は、各特定のアプリケーションのために上述した機能を様々な方法で実現することができるが、このような実現の決定は、本システム及び方法の範囲から逸脱させるものとして解釈されてはならない。
上述した機能がコンピュータ・ソフトウェアとして実現される場合、このようなソフトウェアは、メモリ・デバイス内に位置づけられた、及び／又はシステム・バスやネットワークを介して電子信号として送信された、任意のタイプのコンピュータ命令又はコンピュータ実行可能コードを含むことができる。本明細書で説明された構成要素に関連する機能を実現するソフトウェアは、単一の命令又は多くの命令を備えることができ、いくつかのメモリ・デバイスにわたって、異なるプログラム間のいくつかの異なるコード・セグメントに分散されうる。
本明細書で用いられるように、「構成」（“a configuration”）、「構成」（“configuration”）、「構成」（“configurations”）「構成」（“the configuration”）、「構成」（“the configurations”）、「１つ又は複数の構成」（“one or more configurations”）、「何らかの構成」（“some configurations”）、「ある構成」（“certain configurations”）、「１つの構成」（“one configuration”）、「別の構成」（“another configuration”）等は、「開示されたシステム及び方法の１つ又は複数の（必ずしも全てではない）構成」を意味し、そうでない場合は明確に指定される。
「決定／判定すること」（“determining”）という用語（及びその文法的変化形）は、非常に広範な意味で用いられる。「決定／判定すること」という用語は、広く様々なアクションを包括するので、計算すること、処理すること、導出すること、調査すること、ルックアップすること（例えばテーブル、データベース、又は別のデータ構成においてルックアップすること）、確認すること等を含むことができる。また、「決定／判定すること」は、受信すること（例えば情報を受信すること）、アクセスすること（例えばメモリ内のデータにアクセスすること）などを含むこともできる。また、「決定／判定すること」は、分解すること、選択すること（“selecting”）、選択すること（“choosing”）、確立すること等を含むこともできる。
「基づく」という語句は、そうでない場合が明確に指定されない限り、「〜のみに基づく」ことを意味しない。つまり、「基づく」という語句は、「〜のみに基づく」ことと「少なくとも〜に基づく」こととの両方を説明する。
セルラー・ネットワークは、各々が据置式の送信機によってサービス提供される複数のセルから成る無線ネットワークを含むことができる。これら複数の送信機は、セル・サイト又は基地局と称されうる。セルは、通信チャネルを介して基地局へスピーチ信号を送信することによって、ネットワーク内の他のセルと通信することができる。セルは、スピーチ信号を複数のフレーム（例えば、２０ミリ秒（ｍｓ）のスピーチ信号）に分割することができる。各フレームは、パケットに符号化されうる。パケットは、その後通信チャネルを介して受信基地局又は受信セルへ送信されるある量のビットを含むことができる。受信基地局又は受信セルは、パケットをアンパックし、様々なフレームを復号して、信号を再構築することができる。
基地局のインター・ワーキング機能（ＩＷＦ）は、通信チャネルを介するパケットの送信前に、フルレート（１７１ビット）のパケットをハーフレート（８０ビット）のパケットに「ディミング」（“dimming”）することができる。ディミングは、フルレートのプロトタイプ・ピッチ期間（prototype pitch period）（ＰＰＰ）パケット及びフルレートの符号励振線形予測（code excited linear prediction）（ＣＥＬＰ）パケットを含む様々なタイプのパケットのために実現されうる。
フルレート・パケットのハーフレート・パケットへのディミング後、シグナリング情報が、ハーフレート・パケットに追加されうる。ディミング後占有されていないビットは、例えばハンドオフ、送信電力を増加するためのメッセージ等のような追加のシグナリング情報を伝送するために用いられうる。結果として生ずる、ディミングされたスピーチ信号及びシグナリング情報を含むパケットは、フルレート・パケットとして復号器へ送信されうる。
更に、大量のビットを用いて送信されるパケットは、セルラー・ネットワークの容量を減少させることがある。再構築されたスピーチ信号の品質は、基地局でパケットレベルのディミングを実行することによって改善されうる。フルレートＰＰＰパケット及びフルレートＣＥＬＰパケットを、特殊ハーフレートＰＰＰパケット及び特殊ハーフレートＣＥＬＰパケットに変換（又はディミング）し、これらの特殊ハーフレート・パケットを復号器へ送信することによって、フルレートＰＰＰパケットやフルレートＣＥＬＰパケットの消去に比べて、復号器で再構築されたスピーチ信号の品質は改善されうる。フルレート・パケットのディミングはまた、ネットワーク・トラヒックを低減することもできる。
図１は、複数のモバイル加入者ユニット１０２又はモバイル局１０２、複数の基地局１０４、基地局コントローラ（ＢＳＣ）１０６、及びモバイル交換局（ＭＳＣ）１０８を含む符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線電話システム１００を示す。ＭＳＣ１０８は、従来の公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１１０とインタフェースするように構成されうる。ＭＳＣ１０８はまた、ＢＳＣ１０６とインタフェースするように構成されうる。システム１００には、複数のＢＳＣ１０６がありうる。各基地局１０４は、少なくとも１つのセクタ（図示せず）を含むことができ、各セクタは、全方向性アンテナ、又は基地局１０４から放射状に離れた特定の方向に向けられたアンテナを有することができる。あるいは各セクタは、ダイバーシチ受信のための２つのアンテナを含むことができる。各基地局１０４は、複数の周波数割当をサポートするように設計されうる。セクタと周波数割当との交差点は、ＣＤＭＡチャネルと称されうる。モバイル加入者ユニット１０２は、セルラー電話又はポータブル通信システム（ＰＣＳ）電話を含むことができる。
セルラー電話システム１００の動作中、基地局１０４は、モバイル局１０２のセットからの逆方向リンク信号のセットを受信することができる。モバイル局１０２は、電話コール又はその他の通信を送ることができる。与えられた基地局１０４によって受信された各逆方向リンク信号は、基地局１０４内で処理されうる。結果として生じたデータは、ＢＳＣ１０６へ転送されうる。ＢＳＣ１０６は、基地局１０４間のソフトハンドオフの調整を含む移動管理機能及びコール・リソース割当機能を提供することができる。ＢＳＣ１０６はまた、受信したデータを、ＰＳＴＮ１１０とインタフェースする追加のルーティング・サービスを提供するＭＳＣ１０８へルートすることもできる。同様に、ＰＳＴＮ１１０は、ＭＳＣ１０８とインタフェースすることができ、ＭＳＣ１０８は、順方向リンク信号のセットをモバイル局１０２のセットへ送信するために基地局１０４を制御することができるＢＳＣ１０６とインタフェースすることができる。
図２は、符号器２０２、復号器２０４、送信モデム２０６、及びインター・ワーキング機能（ＩＷＦ）２０８を含む信号送信環境２００を示す。符号器２０２は、モバイル局１０２内又は基地局１０４内に実装されうる。ＩＷＦ２０８は、基地局１０４内に実装されうる。復号器２０４は、基地局１０４内又はモバイル局１０２内に実装されうる。符号器２０２は、スピーチ信号ｓ（ｎ）２１０を符号化し、符号化されたスピーチ信号ｓｅｎｃ（ｎ）２１２を形成することができる。符号化されたスピーチ信号２１２は、送信媒体２０６を介した復号器２０４への送信のために、符号化された特殊パケットｓｐｅｎｃ（ｎ）２１４に変換されうる。復号器２０４は、ｓｐｅｎｃ（ｎ）２１４をアンパックし、ｓｅｎｃ（ｎ）２１２を復号し、それによって、合成スピーチ信号
Figure 0005199281
を生成することができる。
本明細書で用いられるような「コード化」（“coding”）という用語は、一般に、符号化（“encoding”）と復号との両方を包含する方法を称することができる。一般に、コード化システム、方法、及び装置は、受入れ可能なスピーチ再生
Figure 0005199281
を維持しながら、送信媒体２０６を介して送信されるビットの数を最小化（すなわち、ｓｐｅｎｃ（ｎ）２１４の帯域幅を最小化）しようとする。装置は、モバイル電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップ・コンピュータ、デジタル・カメラ、音楽プレーヤ、ゲーム・デバイス、基地局、又はプロセッサを備えたその他任意のデバイスであることができる。符号化されたスピーチ信号２１２の合成は、符号器２０２によって用いられる特定のスピーチ・コード化モードに従って変化することができる。様々なコード化モードが、以下で説明される。
以下で説明される符号器２０２、復号器２０４、及びＩＷＦ２０８の構成要素は、電子工学的ハードウェアとして、ソフトウェアとして、又はそれらの組み合わせで実現されうる。これらの構成要素は、それらの機能の観点から以下で説明される。このような機能がハードウェアとして実現されるかソフトウェアとして実現されるかは、システム全体に課された設計制約及び特定のアプリケーションによる。送信媒体２０６は、地上ベースの通信ライン、基地局と衛星との間のリンク、セルラー電話と基地局との間の無線通信、又はセルラー電話と衛星との間の無線通信を含むが、それらに限定されない多くの異なる送信媒体を表すことができる。
通信への各パーティは、データを送受信することができる。各パーティは、符号器２０２及び復号器２０４を用いることができる。しかし信号送信環境２００は、送信媒体２０６の一方のエンドに符号器２０２を含み、他方に復号器２０４を含むように以下で説明される。
この説明目的のために、ｓ（ｎ）２１０は、異なる音声音及び無音期間を含む典型的な会話中に得られたデジタル・スピーチ信号を含むことができる。スピーチ信号ｓ（ｎ）２１０はフレームに分割され、各フレームは更に、サブフレームに分割されうる。これら選択された任意のフレーム／サブフレーム境界が用いられ、いくつかのブロック処理が実行されうる。フレームで実行されるように説明される動作は、本明細書においてフレームとサブフレームとが相互置換的に用いられるという意味で、サブフレームでも実行されうる。しかし、ｓ（ｎ）２１０は、ブロック処理ではなく連続処理が実現される場合、フレーム／サブフレームに分割することができない。このように、以下で説明されるブロック処理は、連続処理に及ぶことができる。
信号ｓ（ｎ）２１０は、８キロヘルツ（ｋＨｚ）でデジタルにサンプルされうる。各フレームは、２０ミリ秒（ｍｓ）のデータ、すなわち８ｋＨｚレートでサンプルされた１６０サンプルを含むことができる。各サブフレームは、５３サンプル又は５４サンプルのデータを含むことができる。これらのパラメータは、スピーチ・コード化に適切であるが、それはただの例であり、その他適切な代替パラメータを用いることができる。
図３は、通信チャネル３０６を介して、マルチモード復号器３０４と通信するマルチモード符号器３０２の１つの構成を示すブロック図である。通信チャネル３０６は、ラジオ周波数（ＲＦ）インタフェースを含むことができる。符号器３０２は、関連する復号器（図示せず）を含むことができる。符号器３０２及び関連する復号器は、第１のスピーチ・コーダを形成することができる。復号器３０４は、関連する符号器（図示せず）を含むことができる。復号器３０４及び関連する符号器は、第２のスピーチ・コーダを形成することができる。
符号器３０２は、初期パラメータ計算モジュール３１８、レート決定モジュール３２０、モード分類モジュール３２２、複数の符号化モード３２４、３２６、３２８、及びパケット・フォーマット・モジュール３３０を含むことができる。符号化モード３２４、３２６、３２８の数はＮとして示され、Ｎは任意の数の符号化モード３２４、３２６、３２８を示すことができる。簡略化のために、３つの符号化モード３２４、３２６、３２８が、その他の符号化モードの存在を示す点線とともに示される。
復号器３０４は、パケット逆アセンブラ・モジュール３３２、複数の復号モード３３４、３３６、３３８、及びポスト・フィルタ３４０を含むことができる。復号モード３３４、３３６、３３８の数はＮとして示され、Ｎは任意の数の復号モード３３４、３３６、３３８を示すことができる。簡略化のために、３つの復号モード３３４、３３６、３３８が、その他の復号モードの存在を示す点線とともに示される。
スピーチ信号ｓ（ｎ）３１０が、初期パラメータ計算モジュール３１８へ提供されうる。スピーチ信号３１０は、フレームと称されるサンプルのブロックに分割されうる。値ｎは、フレーム番号を示すことができる。あるいは値ｎは、フレーム内のサンプル番号を示すことができる。代替構成において、線形予測（ＬＰ）残留誤差信号が、スピーチ信号３１０の代わりに用いられうる。ＬＰ残留誤差信号は、例えば符号励振線形予測（code excited linear prediction）（ＣＥＬＰ）コーダのようなスピーチ・コーダによって用いられうる。
初期パラメータ計算モジュール３１８は、現在のフレームに基づいて様々なパラメータを導出することができる。１つの局面において、これらのパラメータは、下記のうちの少なくとも１つを含む。線形予測符号化（ＬＰＣ）フィルタ係数、線スペクトル対（ＬＳＰ）係数、正規化自己相関関数（ＮＡＣＦ）、オープン・ループ・ラグ、ゼロ交雑率、帯域エネルギ、及びフォルマント残留信号。
初期パラメータ計算モジュール３１８は、モード分類モジュール３２２に接続されうる。モード分類モジュール３２２は、符号化モード３２４、３２６、３２８の間で動的に切り替わることができる。初期パラメータ計算モジュール３１８は、モード分類モジュール３２２へパラメータを提供することができる。モード分類モジュール３２２は、レート決定モジュール３２０に接続されうる。レート決定モジュール３２０は、レート・コマンド信号を受け入れることができる。レート・コマンド信号は、符号器３０２に、スピーチ信号３１０を特定のレートで符号化するように指示することができる。１つの局面において、特定のレートは、スピーチ信号３１０が１７１ビットを用いてコード化されることを示しうるフルレートを含む。別の例において、特定のレートは、スピーチ信号３１０が８０ビットを用いてコード化されることを示しうるハーフレートを含む。更なる例において、特定のレートは、スピーチ信号３１０が１７ビットを用いてコード化されることを示しうる８分の１レートを含む。
上述したように、モード分類モジュール３２２は、現在のフレームに最も適切な符号化モード３２４、３２６、３２８を選択するために、フレームごとに、符号化モード３２４、３２６、３２８の間で動的に切り替わることができる。モード分類モジュール３２２は、パラメータと、予め定められた閾値及び／又は最大値とを比較することによって、現在のフレームのための特定の符号化モード３２４、３２６、３２８を選択することができる。加えて、モード分類モジュール３２２は、レート決定モジュール３２０から受け取ったレート・コマンド信号に基づいて、特定の符号化モード３２４、３２６、３２８を選択することができる。例えば、符号化モードＡ ３２４は、１７１ビットを用いてスピーチ信号３１０を符号化することができ、符号化モードＢ ３２６は、８０ビットを用いてスピーチ信号３１０を符号化することができる。
フレームのエネルギ・コンテンツに基づいて、モード分類モジュール３２２は、非スピーチ、又は非アクティブ・スピーチ（例えば無音、暗騒音、又は言語間の絶え間）、又はスピーチとしてフレームを分類することができる。フレームの周期性に基づいて、モード分類モジュール３２２は、スピーチ・フレームを、例えば有声、無声、又は一時のようなスピーチの特定のタイプとして分類することができる。
有声スピーチは、比較的程度の高い周期性を示すスピーチを含むことができる。有声スピーチ７０２のセグメントが、図７Ａのグラフに示される。図示されたように、ピッチ期間は、フレームのコンテンツを分析及び再構築するために用いられうるスピーチ・フレームの構成要素であることができる。無声スピーチは、子音を含むことができる。無声スピーチ７０４のセグメントが、図７Ｂのグラフに示される。過渡的スピーチ・フレームは、有声スピーチと無声スピーチとの間の遷移を含むことができる。過渡的スピーチ７０６のセグメントが、図７Ｃのグラフに示される。有声スピーチでも無声スピーチでもないと分類されたフレームは、過渡的スピーチとして分類されうる。図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示すグラフは、以下で更に詳しく説明される。
スピーチ・フレームの分類によって、異なるタイプのスピーチを符号化するために異なる符号化モード３２４、３２６、３２８を用いることが可能となり、その結果、例えば通信チャネル３０６のような共有チャネル内の帯域幅をより効率的に用いることができる。例えば、有声スピーチは周期的であるために高く予測できるので、低ビット・レートの高い予測符号化モード３２４、３２６、３２８が、有声スピーチを符号化するために用いられうる。
モード分類モジュール３２２は、フレームの分類に基づいて、現在のフレームのための符号化モード３２４、３２６、３２８を選択することができる。様々な符号化モード３２４、３２６、３２８が、並行して接続されうる。符号化モード３２４、３２６、３２８のうちの１つ又は複数が、与えられた任意の時間に動作することができる。１つの構成において、現在のフレームの分類に従って、１つの符号化モード３２４、３２６、３２８が選択される。
異なる符号化モード３２４、３２６、３２８は、異なるコード化ビット・レート、異なるコード化スキーム、又はコード化ビット・レートとコード化スキームとの異なる組み合わせに従って動作することができる。上述したように、用いられる様々なコード化レートは、フルレート、ハーフレート、クオータレート、及び／又は８分の１レートであることができる。用いられる様々なコード化スキームは、ＣＥＬＰコード化、プロトタイプ・ピッチ期間（ＰＰＰ）コード化（又は波形補間（ＷＩ）コーディング）、及び／又は雑音励振線形予測（noise excited linear prediction）（ＮＥＬＰ）コード化であることができる。従って、例えば特定の符号化モード３２４、３２６、３２８がフルレートＣＥＬＰであり、別の符号化モード３２４、３２６、３２８がハーフレートＣＥＬＰであり、また別の符号化モード３２４、３２６、３２８がクオータレートＰＰＰであり、また別の符号化モード３２４、３２６、３２８がＮＥＬＰであることができる。
ＣＥＬＰ符号化モード３２４、３２６、３２８の場合、線形予測音声トラクト・モデルは、ＬＰ残留信号の量子化バージョンを用いて励振されうる。ＣＥＬＰ符号化モードでは、現在のフレーム全体が量子化されうる。ＣＥＬＰ符号化モード３２４、３２６、３２８は、比較的正確なスピーチの再生を提供するが、比較的高いコード化ビット・レートという犠牲を払う。ＣＥＬＰ符号化モード３２４、３２６、３２８は、過渡的スピーチとして分類されたフレームを符号化するために用いられうる。
ＮＥＬＰ符号化モード３２４、３２６、３２８の場合、フィルタされた準ランダム雑音信号が、ＬＰ残留信号をモデル化するために用いられうる。ＮＥＬＰ符号化モード３２４、３２６、３２８は、低ビット・レートを達成する比較的簡単な技術であろう。ＮＥＬＰ符号化モード３２４、３２６、３２８は、無声スピーチとして分類されたフレームを符号化するために用いられうる。
ＰＰＰ符号化モード３２４、３２６、３２８の場合、各フレーム内のピッチ期間のサブセットが符号化されうる。スピーチ信号の残りの期間は、これらのプロトタイプ期間間の補間によって再構築されうる。ＰＰＰコード化の時間領域実施において、前のプロトタイプ期間を現在のプロトタイプ期間に近づけるためにいかに修正するかを説明する第１のパラメータのセットが計算されうる。合計されると、現在のプロトタイプ期間と修正された前のプロトタイプ期間との間の差異を近似する、１つ又は複数のコードベクトルが選択されうる。第２のパラメータのセットは、これらの選択されたコードベクトルを説明する。ＰＰＰコード化の周波数領域実施において、プロトタイプのフェーズ・スペクトル及び大きさを説明するパラメータのセットが計算されうる。ＰＰＰコード化の実施の場合、復号器３０４は、大きさ及びフェーズを説明するパラメータのセットに基づいて現在のプロトタイプを再構築することによって、出力スピーチ信号３１６を合成することができる。このスピーチ信号は、現在の再構築されたプロトタイプ期間と、前の再構築されたプロトタイプ期間との間の領域にわたって補間されうる。プロトタイプは、スピーチ信号３１０又はＬＰ残留信号を復号器３０４で再構築するために、フレーム内に同様に位置づけられた前のフレームからのプロトタイプを用いて線形補間されるであろう現在のフレームの一部を含むことができる（すなわち、過去のプロトタイプ期間は、現在のプロトタイプ期間の予測子として用いられる）。
スピーチ・フレーム全体ではなくプロトタイプ期間をコード化することによって、コード化ビット・レートが低減されうる。有声スピーチとして分類されたフレームは、ＰＰＰ符号化モード３２４、３２６、３２８を用いて有利にコード化されうる。図７Ａに示すように、有声スピーチは、ＰＰＰ符号化モード３２４、３２６、３２８によって用いられる、緩慢な時間変化の周期的構成要素を含むことができる。有声スピーチの周期性を用いることによって、ＰＰＰ符号化モード３２４、３２６、３２８は、ＣＥＬＰ符号化モード３２４、３２６、３２８よりも低いビット・レートを達成することができる。
選択された符号化モード３２４、３２６、３２８は、パケット・フォーマット・モジュール３３０に接続されうる。選択された符号化モード３２４、３２６、３２８は、現在のフレームを符号化すなわち量子化し、量子化されたフレーム・パラメータ３１２をパケット・フォーマット・モジュール３３０へ提供することができる。パケット・フォーマット・モジュール３３０は、量子化されたフレーム・パラメータ３１２を、フォーマットされたパケット３１３へアセンブルすることができる。パケット・フォーマット・モジュール３３０は、ＩＷＦ３０８に接続されうる。パケット・フォーマット・モジュール３３０は、フォーマットされたパケット３１３をＩＷＦ３０８へ提供することができる。ＩＷＦ３０８は、フォーマットされたパケット３１３を、特殊パケット３１４へ変換することができる。１つの実施形態において、フォーマットされたパケット３１３は、ＣＥＬＰ符号化モード、ＰＰＰ符号化モード、又はＮＥＬＰ符号化モード３２４、３２６、３２８によって符号化されたフルレート・パケットを含む。ＩＷＦ３０８は、フォーマットされたフルレート・パケット３１３を、特殊ハーフレート・パケット３１４に変換することができる。すなわち、フォーマットされたフルレート・パケット（１７１ビット）３１３が、８０ビットを含むハーフレート・パケットに変換されうる。ハーフレート・パケットは、フルレート・パケットのビット数の厳密に半分のビット数を有する必要はない。ＩＷＦ３０８は、特殊ハーフレート・パケット３１４を送信機（図示せず）へ提供することができ、特殊パケット３１４は、アナログ・フォーマットに変換され、変調され、通信チャネル３０６を介して受信機（図示せず）へ送信されうる。受信機は、特殊パケット３１４を受信、復調、及びデジタル化し、復号器３０４へ提供する。
復号器３０４において、パケット逆アセンブラ・モジュール３３２が、特殊パケット３１４を受信機から受け取る。パケット逆アセンブラ・モジュール３３２は、特殊パケット３１４をアンパックし、特殊パケット３１４が、フルレートからハーフレートに変換されたことを発見することができる。モジュール３３２は、特殊パケットに含まれた特殊識別子を読み取ることによって、特殊パケットが変換されたことを発見することができる。パケット逆アセンブラ・モジュール３３２はまた、パケットごとに復号モード３３４、３３６、３３８の間を動的に切り換えるように接続されうる。復号モード３３４、３３６、３３８の数は、符号化モード３２４、３２６、３２８の数と同一であることができる。各番号の符号化モード３２４、３２６、３２８は、同一のコード化ビット・レート及びコード化スキームを用いるように構成された、同様の番号の復号モード３３４、３３６、３３８にそれぞれ関連付けられうる。
パケット逆アセンブラ・モジュール３３２がパケット３１４を検出した場合、パケット３１４は逆アセンブルされ、適切な復号モード３３４、３３６、３３８へ提供される。パケット逆アセンブラ・モジュール３３２がパケットを検出しなかった場合、パケット損失が宣言され、消去復号器（図示せず）がフレーム消去処理を実行することができる。復号モード３３４、３３６、３３８の並行アレイは、ポスト・フィルタ３４０に接続されうる。適切な復号モード３３４、３３６、３３８は、パケット３１４を復号すなわち逆量子化し、ポスト・フィルタ３４０へ情報を提供することができる。ポスト・フィルタ３４０は、スピーチ・フレームを再構築すなわち合成し、合成スピーチ・フレーム
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を出力することができる。
１つの構成において、量子化パラメータ自体は送信されない。代わりに、復号器３０４内の様々なルックアップテーブル（ＬＵＴ）内のアドレスを指定するコードブック・インデクスが送信される。復号器３０４は、コードブック・インデクスを受信し、適切なパラメータ値を求めて様々なコードブックＬＵＴを探索することができる。従って、例えばピッチ・ラグ、適応コードブック利得、及びＬＳＰのようなパラメータのコードブック・インデクスが送信され、３つの関連するコードブックＬＵＴが、復号器３０４によって探索されうる。
ＣＥＬＰ符号化モードの場合、ピッチ・ラグ、大きさ、フェーズ、及びＬＳＰのパラメータが送信されうる。ＬＰ残留信号が復号器３０４で合成されるので、ＬＳＰコードブック・インデクスが送信される。加えて、現在のフレームのピッチ・ラグ値と前のフレームのピッチ・ラグ値との間の差分が送信されうる。
スピーチ信号３１０が復号器３０４で合成されるＰＰＰ符号化モードの場合、ピッチ・ラグ、大きさ、及びフェーズのパラメータが送信される。ＰＰＰスピーチ・コード化技術によって用いられる低ビット・レートは、絶対的ピッチ・ラグ情報値と相対的ピッチ・ラグ差分値との両方の送信を可能にすることはできないだろう。
１つの例によると、例えば有声スピーチ・フレームのような周期性の高いフレームは、現在のフレームのピッチ・ラグ値と前のフレームのピッチ・ラグ値との間の差分を送信のために量子化し、現在のフレームのピッチ・ラグ値を送信のために量子化しない低ビット・レートＰＰＰ符号化モードを用いて送信される。有声フレームは、本質的に周期性が高いので、絶対的ピッチ・ラグ値と対照的な異なる値を送信することによって、低いコード化ビット・レートを達成することが可能になりうる。１つの局面において、この量子化は、前のフレームのパラメータ値の重み付けられた合計が計算されるように合計される。ここで、重みの合計は１であり、重み付けられた合計が、現在のフレームのパラメータ値から引かれる。その後、差分が量子化されうる。
図４は、ＩＷＦ４０８の１つの例を示すブロック図である。ＩＷＦ４０８は、フォーマットされたフルレート・パケット４１３を特殊ハーフレート・パケット４１４に変換することができる。ＩＷＦ４０８は、フォーマットされたパケット４１３を受け取ることができ、ビット・レート・アナライザ４５０は、フォーマットされたパケット４１３に含まれるビットの数を判定することができる。１つの局面において、フォーマットされたフルレート・パケット４１３は、１７１ビットを含む。破棄モジュール４５２は、フォーマットされたパケット４１３とともに含まれる量子化パラメータに関連するある量のビットを削除することができる。１つの構成において、ビット判定器４５６は、フォーマットされたパケット４１３から何れのビットを破棄するかを判定する。例えばビット判定器４５６は、帯域アライメント・パラメータに関連するビットを破棄すると判定することができる。このように、破棄モジュール４５２は、このパラメータに関連するビットの量を削除することができる。
ＩＷＦ４０８は、パッキング・モジュール４５４も含むことができる。パッキング・モジュール４５４は、破棄モジュール４５２によって破棄されなかった残りのビットを特殊パケット４１４内にパックすることができる。１つの局面において、破棄モジュール４５２は、フォーマットされたパケット４１３とともに含まれるビットのほぼ半分を削除する。このように、パッキング・モジュール４５４は、残りのビットを、フォーマットされたパケット４１３とともに含まれたビットの半数を含む特殊パケット４１４内にパックすることができる。識別子生成器４５８は、特殊識別子をパッキング・モジュール４５４へ提供することができる。パッキング・モジュール４５４は、特殊パケット４１４内の特殊識別子に関連するビットを含むことができる。特殊識別子は、到来するパケットが特殊ハーフレート・パケット４１４であることを復号器３０４に示すことができる。特殊識別子は、値１０１から値１２７の間で変動する７ビット値を含むことができる。符号器は通常、０から１００まで変動する７ビット値をパケットに割り当てるという意味では、特殊識別子はイリーガル値であろう。１０１から１２７の間で変動する７ビット値を有するパケットは、符号化処理後、フルレートから特殊ハーフレートに変換されたことを、復号器３０４に示すことができる。
図５は、可変レート・スピーチ・コード化方法５００の１つの例を示すフロー図である。１つの局面において、方法５００は、フルレート・パケットを受信し、そのパケットを特殊ハーフレート・パケットに変換することが可能となりうる単一のモバイル局１０２によって実現される。他の局面において、方法５００は、複数のモバイル局１０２によって実現されうる。すなわち、１つのモバイル局１０２が、フルレート・パケットを符号化する符号器を含むことができ、別のモバイル局１０２、基地局１０４等が、フルレート・パケットを特殊ハーフレート・パケットに変換することができるＩＷＦを含む。現在のフレームの初期パラメータが計算されうる（５０２）。１つの構成において、初期パラメータ計算モジュール３１８がパラメータを計算する（５０２）。パラメータは、下記のうちの１つ又は複数を含むことができる。線形予測コード化（ＬＰＣ）フィルタ係数、線スペクトル対（ＬＳＰ）係数、正規化自己相関関数（ＮＡＣＦ）、オープン・ループ・ラグ、帯域エネルギ、ゼロ交雑率、及びフォーマット残留信号。
現在のフレームは、アクティブ又は非アクティブとして分類されうる（５０４）。１つの構成において、分類モジュール３２２が、現在のフレームを、「アクティブ」スピーチ又は「非アクティブ」スピーチの何れかを含むと分類する。上述したように、ｓ（ｎ）３１０は、スピーチの期間と無音の期間とを含むことができる。アクティブ・スピーチは、話された言葉を含み、非アクティブ・スピーチは、例えば暗騒音、無音、休止のような何かを含むことができる。
現在のフレームが、アクティブと分類されたか非アクティブと分類されたかの判定がなされる（５０６）。現在のフレームがアクティブと分類された場合、アクティブ・スピーチは更に、有声フレーム、無声フレーム、又は一時フレームとして分類される（５０８）。人間のスピーチは、多くの異なる方法で分類されうる。スピーチの２つの分類は、有声音及び無声音を含むことができる。有声音又は無声音でないスピーチは、過渡的スピーチと分類されうる。
ステップ５０６及び５０８でなされたフレーム分類に基づいて、符号器／復号器モードが選択されうる（５１０）。図３に示すように、様々な符号器／復号器モードが並列に接続されうる。異なる符号器／復号器が、異なるコード化スキームに従って動作する。あるモードは、あるプロパティを示すスピーチ信号ｓ（ｎ）３１０の部分のコード化において、より効率的であることができる。
上述したように、ＣＥＬＰモードは、過渡的スピーチとして分類されたフレームをコード化するために選択されうる。ＰＰＰモードは、有声スピーチとして分類されたフレームをコード化するために選択されうる。ＮＥＬＰモードは、無声スピーチとして分類されたフレームをコード化するために選択されうる。同一のコード化技術がしばしば、異なるビット・レートで動作され、性能レベルが変化する。図３の異なる符号器／復号器モードは、異なるコード化技術、又は異なるビット・レートで動作する同一のコード化技術、あるいはそれらの組み合わせを表すことができる。
選択された符号器モードは、現在のフレームを符号化し（５１２）、符号化したフレームを、第１のレートに従うパケットにフォーマットする（５１４）。ディミング及びバースト・シグナリング情報が望まれるかの判定がなされる（５１６）。加えて、追加のネットワーク容量が望まれるかの判定がなされる（５１６）。シグナリング又は追加のネットワーク容量が望まれない場合、パケットは復号器へ送信されうる（５２０）。シグナリング又は追加のネットワーク容量が望まれる場合、パケットは、基地局において第１のレートから第２のレートへディミングされ（５１８）、その後、復号器への送信（５２０）前に、シグナリング情報とともにパックされうる。第１のレートは、第２のレートより多い量のビットを含むことができる。１つの局面において、パケットのディミング（５１８）は、より少ない数のビットが復号器へ送信されるように、又はシグナリング情報を復号器へ送るために用いられうるビットの空きをつくるために、ある量のビットをパケットから破棄することを含む。
図６は、パケット・ディミング方法６００の１つの例を示すフロー図である。方法６００は、ＩＷＦ２０８によって実施されうる。第１のパケットが受信されうる（６０２）。第１のパケットは、符号器３０２から受信した、フォーマットされたパケット３１３でありうる。第１のパケットは、第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために分析されうる（６０４）。第１のビット・レートは、第１のパケットに含まれるビットの数を示すことができる。１つの局面において、ビット・レート・アナライザ４５０は、ビット・レートを決定するために第１のパケットを分析する。少なくとも１つのパラメータに関連するビットが、第１のパケットから破棄されうる（６０６）。１つの構成において、破棄モジュール４５２は、帯域アライメント・パラメータに関連するビットを破棄する。ＰＰＰコード化の周波数領域実施において、フェーズ量子化が、線形フェーズ・シフトのシリーズの量子化に変形されるマルチバンド・アプローチが、フェーズ・スペクトルをコード化するために用いられうる。プロトタイプ・ピッチ期間（ＰＰＰ）を周波数領域に変換するために、離散フーリエ・シリーズ（ＤＦＳ）変換が用いられうる。グローバル・アライメント・シフトが、振幅量子化されフェーズ逆量子化されたＤＦＳと、振幅量子化されたフェーズ・ゼロＤＦＳとの間で計算されうる。振幅量子化された真フェーズＤＦＳに対応しうるターゲットＰＰＰと最大限にアラインするために、振幅量子化されたフェーズ・ゼロＤＦＳによって表された、ＰＰＰへの予測された線形フェーズ・シフトの適用に対応しうる振幅量子化されたフェーズ・ゼロＤＦＳは、このグローバル・アライメントのネガティブによってシフトされうる。１つの局面において、線形フェーズ・シフトは、グローバル・アライメントが複数の帯域において計算されることに加えて、ハーモニクス帯域中心アライメント全ての真のフェーズを獲得するために不十分であろう。これは、破棄されうる帯域アライメント・パラメータに対応することができる。
１つ又は複数のパラメータに関連する第１のパケット内に残っているビットは、特殊識別子とともに第２のパケット内にパックされうる（６０８）。１つの局面において、第２のパケットは、第２のビット・レートに関連付けられる。第２のビット・レートは、第１のビット・レートより少ないビットを含む。特殊識別子は、第２のパケットが第２のビット・レートを含むものとして識別することができる。第２のパケットは、復号器へ送信されうる（６１０）。１つの例において、第２のパケットは、第１の基地局から第２の基地局へ送信されうる（６１０）。別の例において、第２のパケットは、第１の基地局から別のモバイル局１０２へ送信されうる（６１０）。
図６Ａは、パケットを復号する方法６０１の１つの構成を示すフロー図である。パケットが受信され（６０３）、パケットとともに含まれた特殊識別子が読み取られる（６０５）。１つの局面において、特殊識別子は、イリーガル・ラグ識別子である。パケットが、第１のビット・レートに関連する第１のパケットから、第２のビット・レートに関連する第２のパケットに変換されたことが発見されうる（６０７）。パケットのための復号モードが選択され（６０９）、パケットは復号されうる。
図７Ａは、有声スピーチ７０２を含む信号ｓ（ｎ）３１０の一部の例を示す。有声音は、声帯の緊張によって、声門を通る空気を緩和された振動で振動させ、それによって、声道を励起する空気の準周期的振動を生成することによって生成される。図７Ａに示すように、有声スピーチにおいて測定される１つの特性は、ピッチ期間である。
図７Ｂは、無声スピーチ７０４を含む信号ｓ（ｎ）３１０の一部の例を示す。無声音は、声道内の幾つかのポイント（通常、口端辺り）を収縮させ、空気を、乱流を生成するために十分な速度で通すことによって生成されうる。結果として生ずる無声スピーチ信号は、有色雑音に類似する。
図７Ｃは、過渡的スピーチ（すなわち、有声でも無声でもないスピーチ）７０６を含む信号ｓ（ｎ）３１０の一部の例を示す。図７Ｃに示す過渡的スピーチ７０６の例は、無声スピーチと有声スピーチとの間で遷移するｓ（ｎ）３１０を表すことができる。多くの異なるスピーチの分類が、本明細書で説明する技術に従って用いられ、類似した結果を達成することができる。
図８のグラフは、ＰＰＰコード化技術の原理を示す。単一のフレーム８００は、オリジナル信号ｓ（ｎ）８６０を含むことができる。ピッチ期間８６２（すなわちプロトタイプ波形）が、オリジナル信号８６０から抽出され、符号化されうる。符号化されたピッチ期間８６２は、再構築信号８６４を生成するために用いられうる。再構築信号８６４は、オリジナル信号８６０の再構築でありうる。オリジナル信号８６０の符号化されなかった部分８６６は、ピッチ期間８６２間を補間することによって再構築されうる。
図９は、様々なタイプのパケットに割り当てられたビットの数を示すチャート９００である。チャート９００は、複数のパラメータ９０２を含む。複数のパラメータ９０２のうちの各パラメータは、ある数のビットを用いることができる。チャート９００に示す様々なパケットタイプは、上述した様々な符号化モードのうちの１つを用いて符号化されている。パケットタイプは、フルレートＣＥＬＰ（ＦＣＥＬＰ）９０４、ハーフレートＣＥＬＰ（ＨＣＥＬＰ）９０６、特殊ハーフレートＣＥＬＰ（ＳＰＬＨＣＥＬＰ）９０８、フルレートＰＰＰ（ＦＰＰＰ）９１０、特殊ハーフレートＰＰＰ（ＳＰＬＨＰＰＰ）９１２、クオータレートＰＰＰ（ＱＰＰＰ）９１４、特殊ハーフレートＮＥＬＰ（ＳＰＬＨＮＥＬＰ）９１６、クオータレートＮＥＬＰ（ＱＮＥＬＰ）９１８、及び無音符号器９２０を含むことができる。
ＦＣＥＬＰ９０４及びＦＰＰＰ９１０は、合計１７１ビットを有するパケットであることができる。ＦＣＥＬＰ９０４パケットは、ＳＰＬＨＣＥＬＰ９０８パケットに変換されうる。１つの局面において、ＦＣＥＬＰ９０４パケットは、例えば固定コードブック・インデクス（ＦＣＢインデクス）及び固定コードブック利得（ＦＣＢ利得）のようなパラメータにビットを割り当てる。図示するように、ＦＣＥＬＰ９０４パケットがＳＰＬＨＣＥＬＰ９０８パケットに変換される場合、例えばＦＣＢインデクス、ＦＣＢ利得、及びデルタ・ラグのようなパラメータに０が割り当てられる。すなわち、ＳＰＬＨＣＥＬＰ９０８パケットは、これらのビットなしで復号器へ送信される。ＳＰＬＨＣＥＬＰ９０８パケットは、例えば線スペクトル対（ＬＳＰ）、適応コードブック（ＡＣＢ）利得、特殊識別子（ＩＤ）、特殊パケットＩＤ、ピッチ・ラグ及びモードビット情報のようなパラメータに割り当てられたビットを含む。復号器へ送信されるビットの総数は、１７１から８０へ低減されうる。
同様に、ＦＰＰＰ９１０パケットは、ＳＰＬＨＰＰＰ９１２パケットに変換されうる。図示するように、ＦＰＰＰ９１０パケットは、帯域アライメント・パラメータにビットを割り当てる。ＦＰＰＰ９１０パケットがＳＰＬＨＰＰＰ９１２パケットに変換される場合、帯域アライメントに割り当てられたビットは破棄されうる。つまり、ＳＰＬＨＰＰＰ９１２パケットは、これらのビットなしで復号器へ送信される。復号器へ送信されるビットの総数は、１７１から８０へ低減されうる。１つの構成において、振幅パラメータ及びグローバル・アライメント・パラメータに割り当てられたビットが、ＳＰＬＨＰＰＰ９１２パケット内に含まれる。振幅パラメータは、信号ｓ（ｎ）３１０のスペクトルの振幅を示すことができ、グローバル・アライメント・パラメータは、上述したように、最大アライメントを確実にすることができる線形フェーズ・シフトを表すことができる。１つの局面において、信号ｓ（ｎ）３１０全体は、５０Ｈｚから４ｋＨｚの周波数内で変動する。
加えて、ＳＰＬＨＣＥＬＰ９０８パケット、ＳＰＬＨＰＰＰ９１２パケット、及びＳＰＬＨＮＥＬＰ９１６パケットは、イリーガル・ラグ・パラメータに割り当てられたビットを含むことができる。イリーガル・ラグ・パラメータは、ＳＰＬＨＣＥＬＰ９０８パケット及びＳＰＬＨＰＰＰ９１２パケットを、フルレートから符号化後ハーフレートに変換されたパケットや、ＮＥＬＰフレームを含むハーフレート・フレームに変換されたパケットとして復号器に認識させる特殊識別子を表すことができる。
本明細書において、様々な構成が、異なるパラメータ及びパケットのための異なる数のビットを用いて示される。本明細書における各パラメータに関連する特定の数のビットは例示であり、限定することは意図されない。パラメータは、本明細書において用いられる例より多い又は少ないビットを含むことができる。
図１０は、フルレート・プロトタイプ・ピッチ期間（ＰＰＰ）パケット１００２の特殊ハーフレートＰＰＰ（ＳＰＬＨＰＰＰ）パケット１０２０への変換を示すブロック図である。この変換は、ＩＷＦ１００８によって実施されうる。ＦＰＰＰパケット１００２は、ある数のビットに関連付けられたいくつかのパラメータを含むことができる。ＦＰＰＰパケット１００２に含まれるパラメータは、単一ビットを割り当てられうるモードビット１００４、２８ビットを割り当てられうる線スペクトル対（ＬＳＰ）１００６、７ビットを割り当てられうるピッチ・ラグ１０１０、２８ビットを割り当てられうる振幅１０１２、７ビットを割り当てられうるグローバル・アライメント１０１４、９９ビットを割り当てられうる帯域アライメント１０１６、及び１ビットを割り当てられうる予備パラメータ１０１８を含むことができる。１つの局面において、ＦＰＰＰパケット１００２は、合計１７１ビットを含む。
ＩＷＦ１００８は、上述したように、ＦＰＰＰパケット１００２をＳＰＬＨＰＰＰパケット１０２０に変換することができる。変換されると、ＳＰＬＨＰＰＰパケット１０２０は、合計８０ビットを含むことができる。ＩＷＦ１００８は、帯域アライメント１０１６に割り当てられたビットを破棄することができる。加えてＩＷＦ１００８は、２ビットを割り当てられうる特殊ハーフレートＩＤ１０２２をＳＰＬＨＰＰＰパケット１０２０内に含むことができる。更にＩＷＦ１００８は、特殊パケット識別子としてサービス提供しうるイリーガル・ラグ識別子１０２４をＳＰＬＨＰＰＰパケット１０２０とともに含むことができる。イリーガル・ラグ識別子１０２４は７ビットを割り当てられ、パケットがＦＰＰＰ１００２からＳＰＬＨＰＰＰ１０２０に変換されたパケットであると復号器に認識させることができる。更なる構成において、イリーガル・ラグ識別子１０２４に割り当てられた７ビットは、１０１から１２７の範囲内の値を表すことができる。更にＩＷＦ１００８は、７ビットを割り当てられうる追加のラグを含むことができる。これは、ＦＰＰＰパケットから到来するピッチ・ラグであることができる。
図１０に示す例は、ＦＰＰＰパケット１００２のＳＰＬＨＰＰＰパケット１０２０への変換を含むが、フルレート符号励振線形予測（ＦＣＥＬＰ）パケットが特殊ハーフレートＣＥＬＰ（ＳＰＬＨＣＥＬＰ）パケットにも変換されうることが理解されるべきである。ＦＣＥＬＰパケットからＳＰＬＨＣＥＬＰへの変換は、ＦＰＰＰパケットからＳＰＬＨＰＰＰパケットへの変換に関して上述した方法と同様の方法でなされうる。ＦＣＥＬＰパケットは１７１ビットを含み、ＳＰＬＨＣＥＬＰパケットは８０ビットを含むことができる。
図１１は、通信デバイス１１０２の例におけるある構成要素のブロック図である。図１１に示す例において、通信デバイス１１０２は、基地局及び／又はモバイル局であることができる。本システム及び方法は、通信デバイスにおいて実現されうる。
図示するように、デバイス１１０２は、デバイス１１０２の動作を制御するプロセッサ１１６０を含むことができる。読取専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）の両方を含みうるメモリ１１６２は、プロセッサ１１６０に命令及びデータを提供することができる。メモリ１１６２の一部は、不揮発性ランダム・アクセス・メモリ（ＮＶＲＡＭ）を含むこともできる。
デバイス１１０２は、デバイス１１０２と、例えばセル・サイト・コントローラ又はモバイル局１０２のような遠隔ロケーションとの間のデータ２２０の送受信を可能にする送信機１１６４及び受信機１１６６を含むこともできる。送信機１１６４及び受信機１１６６は、トランシーバ１１６８に結合されうる。アンテナ１１７０は、トランシーバ１１６８に電気的に接続される。
デバイス１１０２は、トランシーバ１１６８によって受信した信号のレベルを検出及び量子化するために用いられる信号検出器１１７２を含むこともできる。信号検出器１１７２は、合計エネルギ、疑似雑音（ＰＮ）チップ毎のパイロットエネルギ、電力スペクトル密度のような信号、及びその他の信号を検出する。デバイス１１０２は、何れのパケットが、フルレート・パケットから特殊ハーフレート・パケットへ変換されるべきかを判定するために用いられるパケット判定器１１７６を含むこともできる。
デバイス１１０２の様々な構成要素が、データ・バスに加えて電力バス、制御信号バス、及び状態信号バスを含むことができるバス・システム１１７８によって共に接続される。しかし、明確化のために、様々なバスが、図１１ではバス・システム１１７８として示される。
情報及び信号は、様々な異なる技術及び技法を用いて表されうる。例えば、上記説明を通して参照されうるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場あるいは磁気粒子、光場あるいは光粒子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されうる。
本明細書に開示された構成に関連して説明された様々な例示的論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズム・ステップは、電子工学的ハードウェア、コンピュータ・ソフトウェア、又はこれらの組み合わせとして実現されうる。ハードウェアとソフトウェアとの相互置換性を明確に説明するために、実例となる様々な構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップが、それらの機能の観点から一般的に説明された。このような機能が、ハードウェアとして実現されるかソフトウェアとして実現されるかは、システム全体に課された設計制約及び特定のアプリケーションによる。当業者は、各特定のアプリケーションのために上述した機能を様々な方法で実現することができるが、このような実現の決定は、本システム及び方法の範囲から逸脱させるものとして解釈されてはならない。
本明細書に開示された構成に関連して説明された様々な例示的論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ信号（ＦＰＧＡ）あるいはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリート・ゲートあるいはトランジスタ・ロジック、ディスクリート・ハードウェア部品、又は上述した機能を実行するために設計された上記何れかの組み合わせを用いて実現又は実行されうる。汎用プロセッサとしてマイクロプロセッサを用いることが可能であるが、代わりに、従来技術によるプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又は状態機器を用いることも可能である。プロセッサは、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに接続された１つ又は複数のマイクロプロセッサ、又はこのような任意の構成である計算デバイスの組み合わせとして実現することも可能である。
本明細書に開示された構成に関連して説明された方法やアルゴリズムのステップは、ハードウェアによって直接的に、プロセッサによって実行されるソフトウェア・モジュールによって、又は、これらの組み合わせによって具現化されうる。ソフトウェア・モジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭメモリ、消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハード・ディスク、リムーバブル・ディスク、コンパクト・ディスク読取専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、あるいは当該技術分野で知られているその他任意の形式の記憶媒体に収納されうる。記憶媒体は、プロセッサがそこから情報を読み取り、またそこに情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合されうる。または、記憶媒体はプロセッサに統合されうる。このプロセッサ及び記憶媒体は、ＡＳＩＣ内に存在することもできる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内に存在することができる。あるいはこのプロセッサ及び記憶媒体は、ユーザ端末内のディスクリート部品として存在することができる。
本明細書に開示された方法は、説明された方法を達成するための１つ又は複数のステップ又はアクションを備える。方法のステップ及び／又はアクションは、本システム及び方法の範囲から逸脱することなく互いに置換されうる。換言すると、ステップ又はアクションの特定の順序が構成の適切な動作のために指定されなければ、特定のステップ及び／又はアクションの順序及び／又は使用は、本システム及び方法の範囲を逸脱することなく変更されうる。本明細書に開示された方法は、ハードウェアによって、ソフトウェアによって、又はその両方によって実現されうる。ハードウェアとメモリとの例は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、光ディスク、レジスタ、ハード・ディスク、リムーバブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、又はその他任意のタイプのハードウェア及びメモリを含むことができる。
本システム及び方法の特定の構成及びアプリケーションが示され説明されたが、このシステム及び方法は、本明細書に開示された詳細な構成及び構成要素に限定されないことが理解されるべきである。当業者には明らかであるだろう様々な修正、変更、及び変形例が、特許請求されたシステム及び方法の精神及び範囲を逸脱することなく、本明細書に開示された方法及びシステムの構成、動作、及び詳細においてなされうる。
なお、以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［発明１］
第１のビット・レートに関連する第１のパケットを、第２のビット・レートに関連する第２のパケットへディミング（dimming）する方法であって、
第１のパケットを受信することと、
前記第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために、前記第１のパケットを分析することと、
少なくとも１つのパラメータに関連するビットを前記第１のパケットから破棄することと、
１つ又は複数のパラメータに関連する残りのビットと、特殊識別子とを、第２のビット・レートに関連する第２のパケット内にパックすることと、
前記第２のパケットを送信することと
を備えた方法。
［発明２］
前記第１のパケットは、フルレート・プロトタイプ・ピッチ期間（prototype pitch period）（ＰＰＰ）パケットである発明１に記載の方法。
［発明３］
フルレート・プロトタイプ・ピッチ期間（prototype pitch period）（ＰＰＰ）パケットを特殊ハーフレートＰＰＰパケットに変換することを更に備えた発明１に記載の方法。
［発明４］
前記特殊ハーフレートＰＰＰパケットは８０ビットを含む発明３に記載の方法。
［発明５］
前記第１のパケットは、フルレート符号励振線形予測（code excited linear prediction）（ＣＥＬＰ）パケットである発明１に記載の方法。
［発明６］
フルレート符合励振線形予測（code excited linear prediction）（ＣＥＬＰ）パケットを特殊ハーフレートＣＥＬＰパケットに変換することを更に備えた発明１に記載の方法。
［発明７］
前記特殊ハーフレートＣＥＬＰパケットは８０ビットを含む発明６に記載の方法。
［発明８］
帯域アライメント・パラメータに関連するビットを破棄することを更に備えた発明１に記載の方法。
［発明９］
前記特殊識別子は、１０１と１２７との間の７ビット値である発明１に記載の方法。
［発明１０］
前記第２のパケットを、第１の基地局から第２の基地局へ送信することを更に備えた発明１に記載の方法。
［発明１１］
前記第２のパケットを、第１の基地局からモバイル局へ送信することを更に備えた発明１に記載の方法。
［発明１２］
第１のビット・レートに関連する第１のパケットを、第２のビット・レートに関連する第２のパケットにディミング（dimming）する装置であって、
プロセッサと、
前記プロセッサと電気的に通信するメモリと、
前記メモリに格納された命令群とを備え、
前記命令群は、
第１のパケットを受信し、
前記第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために前記第１のパケットを分析し、
少なくとも１つのパラメータに関連するビットを前記第１のパケットから破棄し、
１つ又は複数のパラメータに関連する残りのビットと、特殊識別子とを、第２のビット・レートに関連する第２のパケット内にパックし、
前記第２のパケットを送信する
ように実行可能である装置。
［発明１３］
前記第１のパケットは、フルレート・プロトタイプ・ピッチ期間（prototype pitch period）（ＰＰＰ）パケットである発明１２に記載の装置。
［発明１４］
前記命令群は更に、フルレート・プロトタイプ・ピッチ期間（prototype pitch period）（ＰＰＰ）パケットを特殊ハーフレートＰＰＰパケットに変換するように実行可能である発明１２に記載の装置。
［発明１５］
前記特殊ハーフレート・パケットは８０ビットを含む発明１４に記載の装置。
［発明１６］
前記第１のパケットは、フルレート符号励振線形予測（code excited linear predication）（ＣＥＬＰ）パケットである発明１２に記載の装置。
［発明１７］
前記命令群は更に、フルレート符号励振線形予測（code excited linear predication）（ＣＥＬＰ）パケットを特殊ハーフレートＣＥＬＰパケットに変換するように実行可能であり、前記特殊ハーフレートＣＥＬＰパケットは８０ビットを含む発明１２に記載の装置。
［発明１８］
前記命令群は更に、帯域アライメント・パラメータに関するビットを破棄するように実行可能である発明１２に記載の装置。
［発明１９］
第１のビット・レートに関連する第１のパケットを、第２のビット・レートに関連する第２のパケットにディミング（dimming）するように構成されたシステムであって、
処理する手段と、
第１のパケットを受信する手段と、
前記第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために前記第１のパケットを分析する手段と、
少なくとも１つのパラメータに関連するビットを前記第１のパケットから破棄する手段と、
１つ又は複数のパラメータに関連する残りのビットと、特殊識別子とを、第２のビット・レートに関連する第２のパケット内にパックする手段と、
前記第２のパケットを送信する手段と
を備えたシステム。
［発明２０］
第１のパケットを受信し、
前記第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために前記第１のパケットを分析し、
少なくとも１つのパラメータに関連するビットを前記第１のパケットから破棄し、
１つ又は複数のパラメータに関連する残りのビットと、特殊識別子とを、第１のビット・レートに関連する第２のパケット内にパックし、
前記第２のパケットを送信する
ように実行可能な命令群のセットを格納するように構成されたコンピュータ読取可能媒体。
［発明２１］
パケットを復号する方法であって、
パケットを受信することと、
前記パケット内に含まれた識別子を読み取ることと、
前記パケットが、第１のビット・レートに関連する第１のパケットから、第２のビット・レートに関連する第２のパケットにディミング（dimming）されたことを発見することと、
前記パケットのための復号モードを選択することと
を備えた方法。
［発明２２］
パケットをフルレートからハーフレートにディミング（dimming）する方法であって、
フルレート・パケットを受信することと、
パラメータに関連するビットを前記フルレート・パケットから破棄することによって、前記フルレート・パケットをハーフレート・パケットにディミングすることと、
シグナリング情報に関連するビットとともに前記ハーフレート・パケットをパックすることと、
前記ハーフレート・パケットを復号器へ送信することと
を備えた方法。

Claims (22)

  1. 第１のビット・レートに関連する第１のパケットを、第２のビット・レートに関連する第２のパケットへディミング（dimming）する方法であって、
    第１のパケットを受信することと、
    前記第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために、前記第１のパケットを分析することと、
    少なくとも１つのパラメータに関連するビットを前記第１のパケットから破棄することと、ここで、前記ビットが破棄される少なくとも１つのパラメータは、前記第１のパケットのために使用された符号化モードに基づいて選択される、
    基地局において、１つ又は複数のパラメータに関連する残りのビットと、特殊識別子とを、第２のビット・レートに関連する第２のパケット内にパックすることと、ここで、前記特殊識別子は、前記パラメータのうちの１つについての、有効な値の範囲外のイリーガル・パラメータ値である、
    前記第２のパケットを送信することと
    を備えた方法。
  2. 前記第１のパケットは、フルレート・プロトタイプ・ピッチ期間（prototype pitch period）（ＰＰＰ）パケットである請求項１に記載の方法。
  3. フルレート・プロトタイプ・ピッチ期間（prototype pitch period）（ＰＰＰ）パケットを特殊ハーフレートＰＰＰパケットに変換することを更に備えた請求項１に記載の方法。
  4. 追加のネットワーク容量が望まれるとの判定に応じ、前記ビットが破棄され、前記残りのビットが前記第２のパケット内にパックされる、請求項１に記載の方法。
  5. 前記第１のパケットは、フルレート符号励振線形予測（code excited linear prediction）（ＣＥＬＰ）パケットである請求項１に記載の方法。
  6. フルレート符号励振線形予測（code excited linear prediction）（ＣＥＬＰ）パケットを特殊ハーフレートＣＥＬＰパケットに変換することを更に備えた請求項１に記載の方法。
  7. 前記第２のパケットを、前記基地局から第２の基地局へ送信することを更に備えた請求項１に記載の方法。
  8. 前記第２のパケットを、前記基地局からモバイル局へ送信することを更に備えた請求項１に記載の方法。
  9. 第１のビット・レートに関連する第１のパケットを、第２のビット・レートに関連する第２のパケットにディミング（dimming）する装置であって、
    プロセッサと、
    前記プロセッサと電気的に通信するメモリと、
    前記メモリに格納された命令群とを備え、
    前記命令群は、
    第１のパケットを受信し、
    前記第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために前記第１のパケットを分析し、
    少なくとも１つのパラメータに関連するビットを前記第１のパケットから破棄し、ここで、前記ビットが破棄される少なくとも１つのパラメータは、前記第１のパケットのために使用された符号化モードに基づいて選択される、
    基地局において、１つ又は複数のパラメータに関連する残りのビットと、特殊識別子とを、第２のビット・レートに関連する第２のパケット内にパックし、ここで、前記特殊識別子は、前記パラメータのうちの１つについての、有効な値の範囲外のイリーガル・パラメータ値である、
    前記第２のパケットを送信する
    ように実行可能である装置。
  10. 前記第１のパケットは、フルレート・プロトタイプ・ピッチ期間（prototype pitch period）（ＰＰＰ）パケットである請求項９に記載の装置。
  11. 前記命令群は更に、フルレート・プロトタイプ・ピッチ期間（prototype pitch period）（ＰＰＰ）パケットを特殊ハーフレートＰＰＰパケットに変換するように実行可能である請求項９に記載の装置。
  12. 追加のネットワーク容量が望まれるとの判定に応じ、前記ビットが破棄され、前記残りのビットが前記第２のパケット内にパックされる、請求項９に記載の装置。
  13. 前記第１のパケットは、フルレート符号励振線形予測（code excited linear predication）（ＣＥＬＰ）パケットである請求項９に記載の装置。
  14. 前記命令群は更に、フルレート符号励振線形予測（code excited linear predication）（ＣＥＬＰ）パケットを特殊ハーフレートＣＥＬＰパケットに変換するように実行可能である請求項９に記載の装置。
  15. 第１のビット・レートに関連する第１のパケットを、第２のビット・レートに関連する第２のパケットにディミング（dimming）するように構成されたシステムであって、
    処理する手段と、
    第１のパケットを受信する手段と、
    前記第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために前記第１のパケットを分析する手段と、
    少なくとも１つのパラメータに関連するビットを前記第１のパケットから破棄する手段と、ここで、前記ビットが破棄される少なくとも１つのパラメータは、前記第１のパケットのために使用された符号化モードに基づいて選択される、
    基地局において、１つ又は複数のパラメータに関連する残りのビットと、特殊識別子とを、第２のビット・レートに関連する第２のパケット内にパックする手段と、ここで、前記特殊識別子は、前記パラメータのうちの１つについての、有効な値の範囲外のイリーガル・パラメータ値である、
    前記第２のパケットを送信する手段と
    を備えたシステム。
  16. 第１のパケットを受信し、
    前記第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために前記第１のパケットを分析し、
    少なくとも１つのパラメータに関連するビットを前記第１のパケットから破棄し、ここで、前記ビットが破棄される少なくとも１つのパラメータは、前記第１のパケットのために使用された符号化モードに基づいて選択される、
    基地局において、１つ又は複数のパラメータに関連する残りのビットと、特殊識別子とを、第２のビット・レートに関連する第２のパケット内にパックし、ここで、前記特殊識別子は、前記パラメータのうちの１つについての、有効な値の範囲外のイリーガル・パラメータ値である、
    前記第２のパケットを送信する
    ように実行可能な命令群のセットを格納するように構成されたコンピュータ読取可能媒体。
  17. パケットを復号する方法であって、
    パケットを受信することと、
    前記パケット内に含まれた特殊識別子を読み取ることと、ここで、前記特殊識別子は、前記パケット内のパラメータについての有効な値の範囲外のイリーガル・パラメータ値である、
    前記パケットが、第１のビット・レートに関連する第１のパケットから、第２のビット・レートに関連する第２のパケットにディミング（dimming）されたことを発見することと、ここで、前記ディミングは、基地局において、前記第１のパケットのために使用された符号化モードに基づいて選択されたパラメータに関連するビットを破棄することによって行われる、
    前記パケットのための復号モードを選択することと
    を備えた方法。
  18. パケットをフルレートからハーフレートにディミング（dimming）する方法であって、
    フルレート・パケットを受信することと、
    パラメータに関連するビットを前記フルレート・パケットから破棄することによって、前記フルレート・パケットをハーフレート・パケットにディミングすることと、ここで、前記ディミングは、基地局において行われ、ここで、前記ビットが破棄される少なくとも１つのパラメータは、前記フルレート・パケットのために使用された符号化モードに基づいて選択される、
    シグナリング情報に関連するビットと、特殊識別子とともに前記ハーフレート・パケットをパックすることと、ここで、前記特殊識別子は、前記パケット内のパラメータについての有効な値の範囲外のイリーガル・パラメータ値である、
    前記ハーフレート・パケットを復号器へ送信することと
    を備えた方法。
  19. 第１のビット・レートに関連する第１のパケットを、第２のビット・レートに関連する第２のパケットへディミング（dimming）する方法であって、
    第１のパケットを受信することと、
    前記第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために、前記第１のパケットを分析することと、
    少なくとも１つのパラメータに関連するビットを前記第１のパケットから破棄することと、ここで、前記少なくとも１つのパラメータは、固定コードブック・インデクス、固定コードブック利得、デルタ・ラグ、帯域アライメント、線スペクトル対、適応コードブック利得、ピッチ・ラグ、モードビット情報、振幅、およびグローバル・アライメントのうちの１つを含み、ここで、前記ビットが破棄される少なくとも１つのパラメータは、前記第１のパケットのために使用された符号化モードに基づいて選択される、
    １つ又は複数のパラメータに関連する残りのビットと、特殊識別子とを、第２のビット・レートに関連する第２のパケット内にパックすることと、ここで、前記特殊識別子は、前記パラメータのうちの１つについての、有効な値の範囲外のイリーガル・パラメータ値である、
    前記第２のパケットを送信することと
    を備えた方法。
  20. 追加のネットワーク容量が望まれるとの判定に応じ、前記ビットが破棄され、前記残りのビットが前記第２のパケット内にパックされる、請求項１９に記載の方法。
  21. 第１のビット・レートに関連する第１のパケットを、第２のビット・レートに関連する第２のパケットへディミング（dimming）する装置であって、
    プロセッサと、
    前記プロセッサと電気的に通信するメモリと、
    前記メモリに格納された命令群とを備え、
    前記命令群は、
    第１のパケットを受信し、
    前記第１のパケットに関連する第１のビット・レートを決定するために、前記第１のパケットを分析し、
    少なくとも１つのパラメータに関連するビットを前記第１のパケットから破棄し、ここで、前記ビットが破棄される少なくとも１つのパラメータは、前記第１のパケットのために使用された符号化モードに基づいて選択される、
    １つ又は複数のパラメータに関連する残りのビットと、特殊識別子とを、第２のビット・レートに関連する第２のパケット内にパックし、ここで、前記特殊識別子は、前記パラメータのうちの１つについての、有効な値の範囲外のイリーガル・パラメータ値であり、ここで、前記少なくとも１つのパラメータは、固定コードブック・インデクス、固定コードブック利得、デルタ・ラグ、帯域アライメント、線スペクトル対、適応コードブック利得、ピッチ・ラグ、モードビット情報、振幅、およびグローバル・アライメントのうちの１つを含む、
    前記第２のパケットを送信する
    ように実行可能である装置。
  22. 追加のネットワーク容量が望まれるとの判定に応じ、前記ビットが破棄され、前記残りのビットが前記第２のパケット内にパックされる、請求項２１に記載の装置。
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