JPH0750631A

JPH0750631A - 擬似背景雑音発生機能を備えたディジタル無線通信装置

Info

Publication number: JPH0750631A
Application number: JP19471893A
Authority: JP
Inventors: Shigetake Mori; 榮強杜
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-08-05
Filing date: 1993-08-05
Publication date: 1995-02-21

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成および少量の演算により擬似背景
雑音を生成できるようにし、これにより装置の回路構成
の簡単小形化を実現する。【構成】音声復号回路２１内に設けられているコード
ブック２１１には単位バリアンスランダムガウス信号か
らなる複数のコードベクトルＶ₁ (n) ，Ｖ₂ (n)，…Ｖ
_M-1 (n) ，Ｖ_M (n) が既に記憶されており、しかもこれ
らのコードベクトルＶ₁ (n) ，Ｖ₂ (n) ，…Ｖ_M-1 (n)
，Ｖ_M (n) は無音区間には実質的に使用されない点に
着目し、無音区間において上記コードブック２１１から
コードベクトルを選択的に読み出す。そして、このコー
ドベクトルＺ(n) に対し、エネルギレベル補完回路２２
２により補完補正されたエネルギレベル情報Ｅkfを乗算
し、さらにスペクトルフィルタ２２４を通すことにより
擬似背景雑音信号ｂｎ_kf(n) を生成するようにしたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばディジタルセル
ラ無線システムのような移動通信システムに係わり、特
にＶＯＸ機能を備えた移動局から到来する通話信号の無
音区間に擬似背景雑音を発生して挿入する手段を備えた
ディジタル無線通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、無線通信技術の発達と通信ニーズ
の増大に伴い、種々の無線通信システムが開発運用され
ている。その一つとして、ディジタルセルラ無線システ
ムがある。

【０００３】図１０はその概略構成を示すものである。
このシステムは、例えば有線電話網ＮＷに接続された制
御局ＣＳと、この制御局ＣＳに対しそれぞれ有線回線Ｃ
Ｌ１，ＣＬ２，…を介して接続された複数の基地局ＢＳ
１，ＢＳ２，…と、複数の移動局ＰＳ１，ＰＳ２，…と
から構成される。上記各基地局ＢＳ１，ＢＳ２，…は、
それぞれサービスエリア内の異なる小エリアにセルと呼
ばれる無線ゾーンＥ１，Ｅ２，…を形成する。移動局Ｐ
Ｓ１，ＰＳ２，…は、例えば自動車電話装置、携帯電話
機またはコードレス電話機からなる。そして、これらの
移動局ＰＳ１，ＰＳ２，…が、有線電話網ＮＷに収容さ
れた電話装置を所有する遠端話者との間で通話を行なう
場合、移動局ＰＳ１，ＰＳ２，…は自局が位置している
セルに設けられた基地局に対しディジタル無線通話チャ
ネルを介して接続され、さらにこの基地局から制御局Ｃ
Ｓを介して有線電話網ＮＷの上記電話装置に接続され
る。

【０００４】ところで、最近この種のシステムにＶＯＸ
機能を持たせることが提唱されている。ＶＯＸ機能と
は、移動局ＰＳ１，ＰＳ２，…において通信中に送話音
声信号の無音区間を検出し、この無音区間に送信系の動
作を停止させるものである。一般に、全通話時間に占め
る送話時間の割合は３０％程度といわれており、上記Ｖ
ＯＸ機能を使用することにより、移動局の消費電力を大
幅に節約することができる。この結果、移動局のバッテ
リ寿命は延長され、これにより連続使用時間の延長およ
びバッテリの小形化による無線機の小形軽量化などが可
能となる。

【０００５】しかし、ＶＯＸ機能を使用して通話を行な
うと、移動局における無音区間の背景雑音が遠端話者に
伝わらない。このため、有音区間から無音区間へまた無
音区間から有音区間へ変化する際に遠端話者が受話に違
和感を感じ、これが受話品質の劣化の原因になる。

【０００６】そこで最近では、基地局ＢＳ１，ＢＳ２，
…において擬似的な背景雑音を発生させ、この擬似背景
雑音を移動局ＰＳ１，ＰＳ４，…から到来した通話信号
の無音区間に挿入して有線電話網ＮＷの遠端話者へ送出
することが提唱されている。このようにすれば、送話信
号の無音区間において遠端話者には擬似背景雑音が送ら
れることになるため、遠端話者にとって受話品質の劣化
は低減される。

【０００７】ところが、従来より考えられている擬似背
景雑音の発生手段は、例えば擬似ランダム２進シーケン
スを生成する乱数発生器を使用し、この乱数発生器によ
り生成された擬似ランダム２進シーケンスを基に白色雑
音を発生させるものである。しかし、このような構成で
は擬似ランダム２進シーケンスを生成する乱数発生器に
高次のシフトレジスタが必要となり、回路構成の複雑大
形化を招く。また、実際の背景雑音は一般にガウス型で
あると仮定されている。このため、実際に近い背景雑音
を生成するには、いくつかの均一なランダム信号を合成
するか、またはランダム信号をガウス型変換する必要が
ある。しかるに、これらの信号合成処理や信号変換処理
を行なうには、演算回路による相当量の演算が必要であ
り、演算回路の負担が大きくなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この様に従来考えられ
ている擬似背景雑音発生手段を備えたディジタル無線通
信装置では、擬似背景雑音を発生するための回路構成が
複雑でかつ大きくなり、またガウス型雑音を生成するた
めに多くの演算を必要とするという問題点を有してい
る。

【０００９】本発明はこのような点に着目してなされた
もので、その目的とするところは、簡単な構成および少
量の演算により擬似背景雑音を生成できるようにし、こ
れにより回路構成の簡単小形化を実現できる擬似背景雑
音発生機能を備えたディジタル無線通信装置を提供する
ことにある。

【００１０】また本発明の他の目的は、レベル変化が円
滑でより実際に近い擬似背景雑音を生成できるように
し、これにより遠端話者の受話品質をさらに高めること
ができる擬似背景雑音発生機能を備えたディジタル無線
通信装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、送話音声信号の無音区間を検出し、この無
音区間の一部期間を使用してこの無音区間に存在する信
号の構成を表わす情報を送信するとともに、上記無音区
間の他の期間では送信に係わる動作を停止する機能を備
えた移動局との間で、無線チャネルを介して通信を行な
うディジタル無線通信装置において、コードベクトルが
記憶されたコードブックからコードベクトルを読み出し
てこのコードブックを基に第１の信号を生成し、この生
成された第１の信号を、上記移動局から送られた上記情
報に基づいて調整して擬似背景雑音信号を生成し、この
擬似背景雑音を移動局において検出された無音区間に対
応する期間に移動局からの受信信号に代わって出力する
ようにしたものである。

【００１２】また本発明は、上記第１の信号を生成する
際に、擬似ランダムシーケンスを発生し、この発生され
た擬似ランダムシーケンスに従ってコードブック中から
複数のコードベクトルのうちの一つを選択的に読み出
し、この読み出されたコードベクトルを第１の信号とし
て出力することを特徴としている。

【００１３】さらに本発明は、上記第１の信号を生成す
るために、第１および第２の擬似ランダムシーケンスを
発生する手段を有し、コードブックから複数のコードベ
クトルを読出して、これらのコードベクトルを先ず上記
第１の擬似ランダムシーケンスに従って変換し、次にこ
の変更された複数のベクトル信号を上記第２の擬似ラン
ダムシーケンスと演算して、この演算により得られた複
数のベクトル信号を相互に合成して第１の信号を生成す
ることも特徴としている。

【００１４】さらに本発明は、第２の信号を生成する際
に、第１の信号生成手段により生成された第１の信号の
エネルギレベルを移動局から送られた情報を基に調整す
る第１の信号処理と、上記第１の信号のスペクトルを移
動局から送られた情報を基に調整する第２の信号処理と
の少なくとも一方の処理を行なうことを特徴としてい
る。

【００１５】一方、上記他の目的を達成するために他の
本発明は、送話音声信号の無音区間を検出し、この無音
区間の少なくとも信号エネルギレベルを表わす情報を無
音区間中に一定の時間間隔で送信するとともに、上記無
音区間の他の期間では送信に係わる動作を停止する機能
を備えた移動局との間で、無線チャネルを介して通信を
行なうディジタル無線通信装置において、先ずコードブ
ックからコードベクトルを読み出してこのコードベクト
ルを基に第１の信号を生成する。そして、上記移動局か
ら一定の時間間隔でそれぞれ受信された情報を基に、そ
の各受信タイミング間における信号エネルギレベルの変
化を求め、この求められた変化に基づいて上記第１の信
号のエネルギレベルを補完調整して、この補完調整され
た信号を擬似背景雑音信号として出力するようにしたも
のである。

【００１６】また他の本発明は、擬似背景雑音信号を生
成する際に、移動局から情報が受信されるごとに、いま
受信された情報および過去に受信された情報を基に、次
の情報が受信されるまでの期間の背景雑音の信号エネル
ギレベルの変化を推定し、この推定結果に基づいて第１
の信号のエネルギレベルを補完調整して擬似背景雑音を
生成することを特徴としている。

【００１７】

【作用】この結果本発明によれば、コードブックに記憶
されているコードベクトルを基に、このコードベクトル
に移動局から受信した無音区間の信号状態を加味するこ
とにより擬似背景雑音が生成される。したがって、高次
のシフトレジスタを使用し、さらにガウス型変換のため
の演算を必要とした従来の擬似背景雑音発生手段を使用
する場合に比べて、回路構成が簡単化されかつ演算量は
減少する。

【００１８】特に、ディジタル無線通信装置には一般に
ＣＥＬＰ方式の音声コーデックが備えられており、この
音声コーデックにはホワイトガウス型の駆動信号ベクト
ルを記憶したコードブックが含まれている。したがっ
て、ディジタル無線通信装置において本発明を実施する
場合には、上記音声コーデック内に既に設けられている
コードブックの駆動信号ベクトルを利用して擬似背景雑
音を生成することができる。すなわち、既存の回路をそ
のまま利用して擬似背景雑音を生成することができる。
このため、回路構成の増加は極めて小さく抑えることが
できる。

【００１９】また本発明によれば、コードブックに記憶
されている複数のコードベクトルが擬似ランダムシーケ
ンスに応じて選択的に読み出されて擬似背景雑音の生成
に供される。このため、常に特定の１種類のコードベク
トルを基に擬似背景雑音を生成する場合に比べて、ラン
ダム性の高いより実際に近い擬似背景雑音を生成するこ
とができる。

【００２０】さらに本発明によれば、コードブックから
複数のコードベクトルが読み出されてこれらのコードベ
クトルが先ず第１の擬似ランダムシーケンスにより変換
され、さらにこの変換後の各コードベクトルと第２の擬
似ランダムシーケンスとが演算されたのち相互に合成さ
れる。このため、より一層ランダム性が高く実際に近い
擬似背景雑音を生成することが可能となる。

【００２１】さらに本発明によれば、擬似背景雑音を生
成する際に、コードベクトルを基に生成した第１の信号
のエネルギレベルとスペクトラムの少なくとも一方が補
正される。このため、移動局の背景雑音により近く遠端
話者にとって違和感の少ない擬似背景雑音を生成するこ
とが可能となる。

【００２２】一方、他の本発明によれば、移動局から一
定の時間間隔で受信された情報を基に、その各受信タイ
ミング間における背景雑音の信号エネルギレベルの変化
が求められ、この変化に基づいてレベル調整された擬似
背景雑音が生成される。すなわち、移動局から一定の時
間間隔で通知される無音区間の情報に基づいて、各受信
タイミング間の擬似背景雑音のレベルが補完補正され
る。このため、擬似背景雑音のレベルは、情報が受信さ
れるごとにステップ状に変化せずに円滑に変化すること
になり、これにより実際に近い違和感の少ない擬似背景
雑音を発生させることができる。

【００２３】さらに他の本発明によれば、移動局から情
報が受信されるごとに、この情報を基に次の情報が受信
されるまでの期間の背景雑音の信号レベルの変化が推定
され、この推定結果に基づいて擬似背景雑音が生成され
る。すなわち、次の情報が受信されるまでの期間の擬似
背景雑音のレベルが、いわゆる外挿法を用いて制御され
る。このため、遅延を生じることなく擬似背景雑音を生
成することができる。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。はじめに、セルラ基地局ＢＳ１，ＢＳ２，…に
おける擬似背景雑音生成回路の説明に先立ち、移動局Ｐ
Ｓ１，ＰＳ２，…におけるＶＯＸ動作を説明する。

【００２５】移動局では、通話中に例えば図５（ａ）に
示すごとく送話音声信号の有音／無音区間の監視が行な
われている。そして、有音区間から無音区間への変化が
検出されると、この無音区間を送信する最初のタイムス
ロットにおいて無音区間の開始タイミングを示す無音区
間開始パターンが送信される。また、無音区間から有音
区間への変化が検出されると、無音区間を送信する最後
のタイムスロットにおいて無音区間の終了タイミングを
示す無音区間終了パターンが送信される。

【００２６】さらに、上記無音区間開始パターンを送信
してから無音区間終了パターンを送信するまでの無音区
間中において、移動局ＰＳ１，ＰＳ２，…はセルラ基地
局ＢＳ１，ＢＳ２，…に対し一定の時間間隔で変更情報
を送信する。変更情報には、無音区間における背景雑音
のエネルギレベルを表わす情報と、スペクトルを表わす
情報とが含められる。上記変更情報の送信間隔は例えば
１００msecに設定される。図５（ｂ）は変更情報の送信
タイミングを示すもので、図中の斜線に示すスロット
１，２，…，ｋ−２，ｋ−１，ｋ，ｋ＋１，…が変更情
報の送信スロットである。

【００２７】また、本実施例のセルラ無線システムで採
用されているＴＤＭＡ方式では、図５（ｃ）に示すごと
く１伝送フレーム長が２０msecに設定されている。そし
て、この１伝送フレームに各々が無線通話チャネルとし
て使用される３個のタイムスロットが時分割多重されて
いる。したがって、上記変更情報の送信は図５（ｃ）に
示すごとく５つの伝送フレームに１回行なわれることに
なる。変更情報の送信が行なわれない他の４つの伝送フ
レームにおいて、移動局ＰＳ１，ＰＳ２，…はバッテリ
セービングのために送信系の動作を停止する。

【００２８】次に、本実施例に係わる擬似背景雑音生成
回路を備えたセルラ基地局の構成について説明する。図
１は、本発明の一実施例に係わる擬似背景雑音発生機能
を備えたセルラ基地局の受信系の構成を示す回路ブロッ
ク図である。

【００２９】移動局ＰＳ１，ＰＳ２，…からディジタル
通話チャネルを介して送られた無線周波信号は、アンテ
ナ１１で受信されたのちアンテナ共用器（ＤＵＰ）１２
を介して受信回路（ＲＸ）１３に入力される。この受信
回路１３では、上記無線周波信号が周波数シンセサイザ
（ＳＹＮ）１４から出力された受信局部発振信号とミキ
シングされて中間周波信号に周波数変換される。なお、
上記周波数シンセサイザ１４から発生される受信局部発
振信号の周波数は、制御回路２０から出力されるチャネ
ル指定データＳＹＣによって指定される。

【００３０】上記受信中間周波信号は、低域通過フィル
タ（ＬＰＦ）１５により余分な高周波成分が除去された
のち、Ａ／Ｄ変換器１６においてディジタル信号に変換
され、しかるのちディジタル復調回路（ＤＥＭ）１７に
入力される。ディジタル復調回路１７では、上記受信中
間周波信号がディジタル復調されてディジタルベースバ
ンド信号に変換される。このディジタル復調回路１７か
ら出力されたディジタルベースバンド信号には、ディジ
タル通話信号とディジタル制御信号とがある。このうち
ディジタル制御信号は、制御回路２０に取り込まれて識
別される。

【００３１】一方、ディジタル通話信号は、時分割多元
接続（ＴＤＭＡ）回路１８に入力される。このＴＤＭＡ
回路１８では、各伝送フレームごとに３個のタイムスロ
ットが各々分離され、これらのタイムスロットごとにデ
ィジタル通話信号が抽出される。この抽出されたディジ
タル通話信号は、それぞれ誤り訂正復号回路（ＣＨ−Ｄ
ＥＣ）１９に入力される。この誤り訂正復号回路１９で
は、上記ディジタル通話信号の誤り訂正復号化処理が行
なわれ、この誤り訂正復号化されたディジタル通話信号
は音声復号回路（ＳＰ−ＤＥＣ）２１に入力される。音
声復号回路２１では、上記ディジタル通話信号の音声復
号化処理が行なわれる。この音声符号復号回路２１から
出力されたディジタル通話信号は、後述する切替回路２
４を介してＤ／Ａ変換器２５に入力され、このＤ／Ａ変
換器２５でアナログ通話信号に変換されたのち、ハイブ
リッド回路２６を介して有線回線ＣＬへ送出される。

【００３２】なお、実際の回路では、上記誤り訂正復号
回路１９および音声復号回路２１はそれぞれ送信系の誤
り訂正符号回路および音声符号回路と一体的に構成さ
れ、それぞれチャネルコーデックおよびスピーチコーデ
ックと呼ばれている。

【００３３】ところで、本実施例のセルラ基地局ＢＳ
１，ＢＳ２，…は、擬似背景雑音生成回路２２と、ＶＯ
Ｘ制御回路２３と、切替回路２４とを備えている。ＶＯ
Ｘ制御回路２３は、移動局ＰＳ１，ＰＳ２，…から無音
区間の開始タイミングを示す無音区間開始パターンが到
来した場合に、上記切替回路２４を音声復号回路２１側
から擬似背景雑音生成回路２２側に切り替え、またこの
状態で移動局から無音区間の終了タイミングを示す無音
区間終了パターンが到来した場合に上記切替回路２４を
擬似背景雑音生成回路２２側から音声復号回路２１側に
復帰させる。またＶＯＸ制御回路２３は、上記切替回路
２４を擬似背景雑音生成回路２２側に切り替えている期
間に、擬似背景雑音生成回路２２に対し擬似背景雑音の
発生指示を与える。

【００３４】さて、擬似背景雑音生成回路２２は、音声
復号回路２１に設けられているコードブックから読み出
された複数のコードベクトルのうちの一つを選択し、こ
の選択したコードベクトルのエネルギレベルおよびスペ
クトルを、移動局ＰＳ１，ＰＳ２，…から一定の時間間
隔（１００msec）で送られる更新情報を基に可変制御す
ることにより擬似背景雑音信号を生成して出力するもの
である。

【００３５】図２は、上記擬似背景雑音生成回路２２の
構成を示す回路ブロック図である。この擬似背景雑音生
成回路２２は、コードベクトル選択回路２２１と、エネ
ルギレベル補完回路２２２と、信号合成回路２２３と、
スペクトルフィルタ２２４とから構成される。

【００３６】このうち先ずコードベクトル選択回路２２
１は、例えば図３に示すごとく乱数発生回路２２５と切
替選択回路２２６とを有している。乱数発生回路２２５
は、例えば図４に示すごとくシフトレジスタ回路２２５
ａとバッファ回路２２５ｂとから構成される。そして、
これらの回路により擬似ランダムシーケンスＲ_N-2 ，Ｒ
_N-1 ，Ｒ_N ，…が発生される。切替選択回路２２６はマ
ルチプレクサからなり、上記乱数発生回路２２５から出
力された擬似ランダムシーケンスＲ_N-2 ，Ｒ_N- ₁ ，Ｒ
_N ，…に応じて、音声復号回路２１のコードブック２１
１に記憶されている複数のコードベクトルＶ₁ (n) ，Ｖ
₂ (n) ，…，Ｖ_M-1 (n) ，Ｖ_M (n) 中から一つを選択し
て出力する。ここで、上記音声復号回路２１はＣＥＬＰ
方式を採用したもので、コードブック２１１には単位バ
リアンスに対して非依存性のランダムガウスホワイトシ
ーケンスからなる複数の駆動コードベクトルＶ₁ (n) ，
Ｖ₂(n) ，…，Ｖ_M-1 (n) ，Ｖ_M (n) が予め記憶されて
いる。したがって、上記コードブック２１１に記憶され
たコードベクトルは、ガウス変換などを行なわずとも、
そのまま背景雑音の基になる雑音ベクトルＺ(n) として
使用することができる。

【００３７】エネルギレベル補完回路２２２は、移動局
ＰＳ１，ＰＳ２，…から図５に示したように一定の時間
間隔（１００msec）で変更情報スロットが到来するごと
に、それぞれいま受信された変更情報スロットｋに含ま
れるエネルギレベル情報ＥOkと、過去に受信された２つ
の変更情報スロットｋ−２，ｋ−１に含まれるエネルギ
レベル情報ＥO _k-2 ，ＥO _k-1 とを基に、次の変更情報
スロットｋ＋１が受信されるまでの期間におけるエネル
ギレベルの変化、つまり傾きを推定する。そして、この
推定された傾きに従って変化するエネルギレベル情報Ｅ
kfを時系列的に発生して信号合成回路２２３に供給す
る。すなわち、一次外挿法により各更新情報スロット間
のエネルギレベルの補完が行なわれる。外挿法の利点
は、擬似背景雑音のエネルギレベルの変化に遅延が生じ
ないようにできることである。なお、ｆ＝１〜Ｆであ
り、Ｆは２つの更新情報スロットｋ，ｋ＋１間の伝送フ
レーム数（５フレーム）を示している。

【００３８】信号合成回路２２３は例えば掛算器からな
る。そして、この掛算器において、前記コードベクトル
選択回路２２１から選択出力された単位バリアンスラン
ダムガウス信号からなるコードベクトルＺ(n) に、上記
エネルギレベル補完回路２２２から出力されたエネルギ
レベル情報Ｅ_kfが掛け算され、これによりエネルギレベ
ルが補正されたコードベクトルＺ′(n) が得られる。

【００３９】スペクトルフィルタ２２４には、上記更新
情報スロットが受信されるごとに、いま受信された更新
情報スロットｋと、一つ前に受信された更新情報スロッ
トｋ−１により伝送された更新情報に含まれるスペクト
ル情報αj _k ，αj _k-1 がフィルタ係数として与えられ
る。スペクトルフィルタ２２４は、

【数１】なる伝達特性Ｈ(Z) を有している。そして、このスペク
トルフィルタ２２４は、上記信号合成回路２２３から出
力された補完コードベクトルＺ′(n) に対し、上記伝達
特性Ｈ(Z) に応じてフィルタリング処理演算を行ない、
この演算により得られた信号を擬似背景雑音信号ｂｎ_kf
(n) として出力する。

【００４０】次に、以上のように構成されたセルラ基地
局による擬似背景雑音発生動作を説明する。例えば移動
局ＰＳ１との通信中において、ＶＯＸ制御回路２３は移
動局ＰＳ１からの無音区間開始パターンおよび無音区間
終了パターンの到来を監視している。そして、無音区間
開始パターンが到来すると、その時点でＶＯＸ制御回路
２３から切替回路２４に対し切替制御信号が与えられ
る。この切替制御信号により、切替回路２４は音声復号
回路２１側から擬似背景雑音生成回路２２側に切り替わ
る。また、同時にＶＯＸ制御回路２３から擬似背景雑音
生成回路２２に対し擬似背景雑音信号の生成指示が与え
られる。

【００４１】この擬似背景雑音信号の生成指示を受ける
と擬似背景雑音生成回路２２は、次のように擬似背景雑
音信号の生成を開始する。すなわち、先ずコードベクト
ル選択回路２２１では、乱数発生回路２２５から乱数が
発生され、この乱数に従って切替選択回路２２６が切替
わる。このため、コードブック２１１に記憶された複数
のコードベクトルＶ₁ (n) ，Ｖ₂ (n) ，…Ｖ_M-1 (n) ，
Ｖ_M (n) が、上記切替選択回路２２６を介して選択的に
読み出される。なお、このときコードブック２１１は、
移動局ＰＳ１からはディジタル通話信号が到来しないた
め復号処理には使用されていない。このため、コードブ
ック２１１を擬似背景雑音の生成のために使用しても支
障を生じない。

【００４２】一方、エネルギレベル補完回路２２２で
は、移動局ＰＳ１から変更情報スロットが受信されるご
とに、この受信された変更情報スロットｋにより伝送さ
れたエネルギレベル情報Ｅ0 _k と、過去に受信された２
つの変更情報スロットｋ−１，ｋ−２にて伝送されたエ
ネルギレベル情報Ｅ0 _k-1 ，Ｅ0 _k-2 とを基に、次の変
更情報スロットｋ＋１が受信されるまでの期間における
エネルギレベルの傾きが推定される。そして、この傾き
に応じて補正されたエネルギレベル情報Ｅ_kfは、上記コ
ードベクトル選択回路２２１から出力されたコードベク
トルＺ(n) のエネルギレベルを調整するために信号合成
回路２２３に供給される。

【００４３】なお、過去に受信された変更情報スロット
が無いか、あっても１つしかない場合には、いま受信さ
れた変更情報スロットｋのエネルギレベル情報Ｅ0 _k の
みか、またはこの変更情報スロットｋおよび過去の１つ
の変更情報スロットｋ−１のエネルギレベル情報Ｅ0
_k ，Ｅ0 _k-1 を基に、次の変更情報スロットｋ＋１が受
信されるまでの期間におけるエネルギレベルの傾きが推
定される。

【００４４】信号合成回路２２３では、コードベクトル
選択回路２２１から出力されたコードベクトルＺ(n) に
対し、上記エネルギレベル補完回路２２２から出力され
た補完エネルギレベル情報Ｅ_kfが乗算され、これにより
エネルギレベルが補正されたコードベクトルＺ′(n) が
出力される。この補正されたコードベクトルＺ′(n)は
続いてスペクトルフィルタ２２４に入力される。そし
て、このスペクトルフィルタ２２４において、上記変更
情報スロットｋおよび過去の１つの変更情報スロットｋ
−１によりそれぞれ伝送されたスペクトル情報αj _k ，
αj _k-1 をフィルタ係数としてフィルタリング処理さ
れ、このフィルタリング処理されたコードベクトルが擬
似背景雑音信号ｂｎ_kf(n) として出力される。

【００４５】そして、この擬似背景雑音信号ｂｎ_kf(n)
は、切替回路２４を通過することにより、音声復号回路
２１から出力される信号に代わってＤ／Ａ変換器２５へ
出力され、このＤ／Ａ変換器２５においてアナログ信号
に変換されたのち、遠端話者である有線電話網ＮＷの電
話機へ送出される。

【００４６】図６（ｂ）は、本実施例の擬似背景雑音生
成回路２２により生成されて上記遠端話者へ送出される
擬似背景雑音信号の波形を示すものである。同図から明
らかなように、各変更情報スロット間の信号レベルの変
化特性はそれぞれ補完調整され、図６（ａ）に示した移
動局における実際の背景雑音と近いものとなっている。
ちなみに、補完補正を行なわない場合の信号レベルの変
化特性は、図７（ｂ）に示すようにステップ的に変化す
るものとなり、補完補正した場合に比べてその品質は劣
化する。

【００４７】このように本実施例は、音声復号回路２１
内に設けられているコードブック２１１には単位バリア
ンスランダムガウス信号からなる複数のコードベクトル
Ｖ₁(n) ，Ｖ₂ (n) ，…Ｖ_M-1 (n) ，Ｖ_M (n) が既に記
憶されており、しかもこれらのコードベクトルＶ₁ (n)
，Ｖ₂ (n) ，…Ｖ_M-1 (n) ，Ｖ_M (n) は無音区間には
実質的に使用されない点に着目し、無音区間において上
記コードブック２１１からコードベクトルを選択的に読
み出し、このコードベクトルＺ(n) を擬似背景雑音信号
を生成する際に基になる雑音ベクトルとして使用してい
る。

【００４８】このため、実際に近い擬似背景雑音を生成
するために、従来のようにいくつかの均一なランダム信
号を合成したり、またはランダム信号をガウス型変換す
る必要がなくなり、これにより回路構成を大幅に簡単小
形化し、かつ演算量を低減することができる。

【００４９】また、本実施例では、エネルギレベル補完
回路２２２において、移動局から一定の時間間隔で変更
情報スロットｋが受信されるごとに、この受信された変
更情報スロットのエネルギレベル情報Ｅ0 _k と、過去に
受信された２つの変更情報スロットのエネルギレベル情
報Ｅ0 _k-1 ，Ｅ0 _k-2 とを基に、次の変更情報スロット
ｋ＋１が受信されるまでの期間のエネルギレベルの傾き
が推定され、この傾きに応じて変化する補完エネルギレ
ベル情報Ｅkfが生成される。そして、上記コードベクト
ルＺ(n) に対し、この補完エネルギレベル情報Ｅkfが信
号合成回路２２３で乗算されることによりレベル補正さ
れたコードベクトルＺ′(n) が生成される。

【００５０】したがって、各変更スロット間のレベルが
補完された擬似背景雑音信号を生成することができ、こ
れによりレベル値が適当な値を持つだけでなく、レベル
変化特性が移動局における実際の背景雑音に近い擬似背
景雑音を生成することができ、これにより遠端話者に対
し違和感の少ない擬似背景雑音を聞かせることができ
る。

【００５１】しかも本実施例では、上記したように過去
の変更情報スロットにより伝送されたエネルギレベル情
報を基に次の変更情報スロットが受信されるまでの期間
のエネルギレベルの変化を推定して、擬似背景雑音のレ
ベルを補完補正するようにしている。すなわち、外挿法
により擬似背景雑音のレベルを補完補正している。この
ため、レベル変化に大きな遅延が発生することがなく、
移動局における実際の背景雑音により近い擬似背景雑音
信号を生成することができる。

【００５２】さらに、本実施例では、上記レベル補正さ
れたコードベクトルＺ′(n) が、上記変更情報スロット
ｋおよび過去の１つの変更情報スロットｋ−１によりそ
れぞれ伝送されたスペクトル情報αj _k ，αj _k-1 をフ
ィルタ係数として、スペクトルフィルタ２２４において
フィルタリング処理され、このフィルタリング処理され
たコードベクトルが擬似背景雑音信号ｂｎ_kf(n) として
出力される。このため、レベル特性ばかりでなくスペク
トル特性についても移動局における実際の背景雑音に近
い自然性の優れた擬似背景雑音を生成することができ
る。

【００５３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、上記実施例では図３に示したよう
に乱数発生回路２２５から乱数を発生させ、この乱数に
従ってコードブック２１１からコードベクトルを一つ選
択してこれを擬似背景雑音信号の基になる雑音ベクトル
としたが、この雑音ベクトルをオーバラップおよびベク
トル和を用いて生成するようにしてもよい。図８はその
構成を示す回路ブロック図である。

【００５４】すなわち、この回路は、オーバラップコー
ドベクトル発生回路４１と、コードベクトル一時記憶回
路４２と、ベクトル和コードベクトル発生回路４３と、
加算回路４４とから構成される。オーバラップコードベ
クトル発生回路４１は、乱数発生回路４１１と、サイク
ル回路４１２とから構成される。

【００５５】乱数発生回路４１１からは、コードブック
２１１に記憶されたコードベクトル数Ｍに対応するビッ
ト数の乱数γ₁ 〜γ_M が発生され、この乱数γ₁ 〜γ_M
はサイクル回路４１２に供給される。サイクル回路４１
２では、コードブック２１１から読み出された各コード
ベクトルＶ₁ (n) ，Ｖ₂ (n) ，…Ｖ_M-1 (n) ，Ｖ_M (n)
が、それぞれ上記乱数γ₁ 〜γ_M にしたがって変換され
る。例えば、図９に示すようにコードブックＶ_m(n) は
４つのブロックに分割され、これらのブロックがサイク
ル回路４１２において乱数γ_m にしたがってサイクリッ
クにシフトされて、オーバラップされた新たなコードベ
クトルＶ_m′(n) となる。同図ではγ_m＝２の場合を示し
ている。

【００５６】このオーバラップコードベクトル発生回路
４１から出力された新たなコードベクトルＶ_m′(n)
は、コードベクトル一時記憶回路４２に一時記憶された
のち、ベクトル和コードベクトル発生回路４３に入力さ
れる。このベクトル和コードベクトル発生回路４３は、
乱数発生回路４３１と、合成回路４３２とから構成され
る。

【００５７】乱数発生回路４３１からは、コードベクト
ル一時記憶回路２１１に記憶されたコードベクトル数Ｍ
に対応するビット数の乱数β₁ 〜β_M が発生される。こ
の乱数β₁ 〜β_M は例えば｛−１，１｝であり、合成回
路４３２に供給される。合成回路４３２では、上記コー
ドベクトル一時記憶回路４２から読み出された各コード
ベクトルＶ₁ ′(n) ，Ｖ₂ ′(n) ，…Ｖ_M-1 ′(n) ，Ｖ
_M ′(n) に対し、それぞれ上記乱数β₁ 〜β_M が乗算さ
れる。したがって合成回路４３２からは、ＶＳＥＬＰ
（Vector sum excited linear prediction）法の場合と
同様に標識が変更されたＭ個のベクトルが出力される。
これらのベクトルは、加算回路４４において相互に加算
されて雑音ベクトルとして出力される。

【００５８】このような構成であれば、よりランダム性
が高い雑音ベクトルを生成することができ、これにより
実際の背景雑音にさらに近い擬似背景雑音を生成するこ
とが可能となる。

【００５９】また、エネルギレベルの補完補正方法とし
ては、外挿法以外に内挿法を使用してもよく、その他エ
ネルギレベル補完回路やスペクトルフィルタ、乱数発生
回路の構成、セルラ基地局の構成、適用するディジタル
無線通信装置の種類などについても、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々変形して実施できる。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明は、コードベ
クトルが記憶されたコードブックからコードベクトルを
読み出してこのコードブックを基に第１の信号を生成
し、この生成された第１の信号を、移動局から送られた
上記情報に基づいて調整して擬似背景雑音信号を生成
し、この擬似背景雑音を移動局において検出された無音
区間に対応する期間に移動局からの受信信号に代わって
出力するようにしたものである。

【００６１】したがって本発明によれば、簡単な構成お
よび少量の演算により擬似背景雑音を生成することがで
き、これにより回路構成の簡単小形化を実現できる擬似
背景雑音発生機能を備えたディジタル無線通信装置を提
供することができる。

【００６２】また他の本発明は、コードブックからコー
ドベクトルを読み出してこのコードベクトルを基に第１
の信号を生成し、移動局から一定の時間間隔でそれぞれ
受信された情報を基に、その各受信タイミング間におけ
る信号エネルギレベルの変化を求め、この求められた変
化に基づいて上記第１の信号のエネルギレベルを補完調
整して、この補完調整された信号を擬似背景雑音信号と
して出力するようにしたものである。

【００６３】したがって、他の本発明によれば、レベル
変化が円滑でより実際に近い擬似背景雑音を生成するこ
とができ、これにより遠端話者の受話品質をさらに高め
ることができる擬似背景雑音発生機能を備えたディジタ
ル無線通信装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる擬似背景雑音発生機
能を備えたセルラ基地局の受信系の構成を示す回路ブロ
ック図。

【図２】図１に示した擬似背景雑音生成回路の構成を示
す回路ブロック図。

【図３】図２に示したコードベクトル選択回路の構成を
示す回路ブロック図。

【図４】図３に示した乱数発生回路の回路構成の一例を
示す図。

【図５】移動局からセルラ基地局への変更情報の送信動
作を説明するための信号フォーマット図。

【図６】本実施例の装置により生成される擬似背景雑音
の信号波形図。

【図７】従来の装置により生成される擬似背景雑音の信
号波形図。

【図８】本発明の他の実施例に係わる擬似背景雑音生成
回路の構成の一部を示す回路ブロック図。

【図９】図８に示した回路の動作例を示すための図。

【図１０】セルラ無線システムの概略構成図。

【符号の説明】

ＣＳ…制御局ＢＳ１，ＢＳ２，…セルラ基地局ＰＳ１，ＰＳ２，…移動局１１…アンテナ１２…アンテナ共用器（ＤＵＰ）１３…受信回路（ＲＸ）１４…周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）１５…低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１６…Ａ／Ｄ変換器１７…ディジタル復調回路（ＤＥＭ）１８…時分割多元接続回路（ＴＤＭＡ）１９…誤り訂正復号回路（ＣＨ−ＤＥＣ）２０…制御回路２１…音声復号回路（ＳＰ−ＤＥＣ）２２…擬似背景雑音生成回路２３…ＶＯＸ制御回路２４…切替回路２５…Ｄ／Ａ変換器２６…ハイブリッド回路４１…オーバラップコードベクトル発生回路４２…コードベクトル一時記憶回路４３…ベクトル和コードベクトル発生回路４４…加算回路２１１…コードブック２２１…コードベクトル選択回路２２２…エネルギレベル補完回路２２３…信号合成回路２２４…スペクトルフィルタ２２５…乱数発生回路２２５ａ…シフトレジスタ２２５ｂ…バッファ回路２２６…切替選択回路４１１，４３１…乱数発生回路４１２…サイクル回路４３２…合成回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送話音声信号の無音区間を検出し、この
無音区間の一部期間を使用してこの無音区間に存在する
信号の構成を表わす情報を送信するとともに、前記無音
区間の他の期間では送信に係わる動作を停止する機能を
備えた移動局との間で、無線チャネルを介して通信を行
なうディジタル無線通信装置において、コードベクトルが記憶されたコードブックと、このコードブックからコードベクトルを読み出し、この
読み出されたコードブックを基に第１の信号を生成する
ための第１の信号生成手段と、この第１の信号生成手段により生成された第１の信号
を、前記移動局から受信した前記情報に基づいて調整し
て擬似背景雑音信号を生成するための第２の信号生成手
段と、この第２の信号生成手段により生成された擬似背景雑音
信号を、前記移動局において検出された無音区間に対応
する期間に、前記移動局からの受信信号に代わって出力
するための信号選択手段とを具備したことを特徴とする
擬似背景雑音発生機能を備えたディジタル無線通信装
置。
【請求項２】第１の信号生成手段は、擬似ランダムシ
ーケンスを発生する手段を有し、この手段により発生さ
れた擬似ランダムシーケンスに従ってコードブック中か
ら複数のコードベクトルのうちの一つを選択的に読み出
し、この選択的に読み出されたコードベクトルを第１の
信号として出力することを特徴とする請求項１に記載の
擬似背景雑音発生機能を備えたディジタル無線通信装
置。
【請求項３】第１の信号生成手段は、第１の擬似ラン
ダムシーケンスを発生する第１のランダムシーケンス発
生手段と、第２の擬似ランダムシーケンスを発生する第
２のランダムシーケンス発生手段と、コードブックから
複数のコードベクトルを読み出してこれらのコードベク
トルを上記第１の擬似ランダムシーケンスに従って変更
する手段と、この変更された複数のベクトル信号を前記
第２の擬似ランダムシーケンスと演算して複数のベクト
ル信号を得る手段と、この手段により得られた複数のベ
クトル信号を相互に合成して第１の信号を生成する手段
とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の擬似背景
雑音発生機能を備えたディジタル無線通信装置。
【請求項４】第２の信号生成手段は、第１の信号生成
手段により生成された第１の信号のエネルギレベルを移
動局から送られた情報を基に調整する第１の信号処理
と、前記第１の信号のスペクトルを移動局から送られた
情報を基に調整する第２の信号処理との少なくとも一方
の処理を行なうことを特徴とする請求項１に記載の擬似
背景雑音発生機能を備えたディジタル無線通信装置。
【請求項５】送話音声信号の無音区間を検出し、この
無音区間の少なくとも信号エネルギレベルを表わす情報
を無音区間中に一定の時間間隔で送信するとともに、前
記無音区間の他の期間では送信に係わる動作を停止する
機能を備えた移動局との間で、無線チャネルを介して通
信を行なうディジタル無線通信装置において、コードベクトルが記憶されたコードブックと、このコードブックからコードベクトルを読み出し、この
読み出されたコードベクトルを基に第１の信号を生成す
るための第１の信号生成手段と、前記移動局から一定の時間間隔でそれぞれ受信した情報
を基に、その各受信タイミング間における信号エネルギ
レベルの変化を求め、この変化に基づいて前記第１の信
号のエネルギレベルを補完調整して、この補完調整され
た信号を擬似背景雑音信号として出力するための第２の
信号生成手段と、この第２の信号生成手段から出力された擬似背景雑音信
号を、前記移動局において検出された無音区間に対応す
る期間に、前記移動局からの受信信号に代わって出力す
るための信号選択手段とを具備したことを特徴とする擬
似背景雑音発生機能を備えたディジタル無線通信装置。
【請求項６】第２の信号生成手段は、移動局から一定
の時間間隔で情報が受信されるごとに、いま受信された
情報および過去に受信された情報を基に次の情報が受信
されるまでの期間における背景雑音の信号エネルギレベ
ルの変化を推定し、この推定結果を基に第１の信号のエ
ネルギレベルを補完調整して、この補間補正された信号
を擬似背景雑音信号として出力することを特徴とする請
求項５に記載の擬似背景雑音発生機能を備えたディジタ
ル無線通信装置。