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JP2000244384A - 移動通信端末装置及び移動通信端末装置における音声符号化レート決定方法 - Google Patents

移動通信端末装置及び移動通信端末装置における音声符号化レート決定方法

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Publication number
JP2000244384A
JP2000244384A JP11039441A JP3944199A JP2000244384A JP 2000244384 A JP2000244384 A JP 2000244384A JP 11039441 A JP11039441 A JP 11039441A JP 3944199 A JP3944199 A JP 3944199A JP 2000244384 A JP2000244384 A JP 2000244384A
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JP
Japan
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coding rate
rate
coding
mobile communication
communication terminal
Prior art date
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Pending
Application number
JP11039441A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Onari
篤 小斎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP11039441A priority Critical patent/JP2000244384A/ja
Publication of JP2000244384A publication Critical patent/JP2000244384A/ja
Priority to US10/671,391 priority patent/US20040064309A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
    • G10L19/16—Vocoder architecture
    • G10L19/18—Vocoders using multiple modes
    • G10L19/24—Variable rate codecs, e.g. for generating different qualities using a scalable representation such as hierarchical encoding or layered encoding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の移動通信端末装置は、符号化レートを
低減させる手段を備えていなかったので、端末の省電力
化をはかる上で問題となっていた。 【解決手段】 それぞれ異なる符号化レートで音声信号
を符号化する複数の符号化手段６３８〜６４１と、端末
利用者が選択した符号化レートの入力を受け付ける符号
化レート入力手段１５０と、この符号化レート入力手段
１５０を介して入力された符号化レートに基づいて、前
記音声信号の符号化処理に適用する符号化レートを決定
して、この符号化レートに対応して符号化手段６３８〜
６４１を選択的に切り換える符号化レート決定手段１３
４とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、適正な音声符号化
レートを選択することにより、パワーアンプを効率よく
制御して省電力化をはかる移動通信端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図９は、音声符号化レート制御手段を有
する従来の移動通信端末装置の構成を説明するブロック
図である。ＩＳ−９５規格に準拠する通信システムにお
ける移動通信端末装置６０１において、マイクロホン６
０２から入力された使用者の音声アナログデータは、電
圧増幅器６０３で増幅された後、さらに、ＡＤ変換器６
０４にてＡＤ変換されて音声デジタルデータが生成され
る。この音声デジタルデータは、音声符号器６３０（以
下、音声コーデックとする）に入力されてＣＥＬＰ（Co
de Excited Linear Predictive）方式で符号化される。
音声符号化技術は、音声信号に含まれる冗長性を除去す
ることや人間の聴覚特性を利用することにより音声信号
を表現するデジタルビットのビット数を削減する技術で
あり、周波数の有効利用、情報量の圧縮という観点から
重要な技術である。
【０００３】音声コーデックにおいてＣＥＬＰ方式で符
号化された音声デジタルデータは、送信音声データパケ
ット６１１の形態で出力される。ＣＥＬＰ方式による符
号化は、ＤＣカット処理部６３１、自己相関関数算出部
６３２、線形予測係数算出部６３４、線スペクトル対周
波数算出部６３５、及び符号化レートに応じて符号化処
理を行う、レート１（フルレート）符号器６３８、レー
ト１／２（ハーフレート）符号器６３９、レート１／４
符号器６４０、またはレート１／８符号器６４１のいず
れか１つの符号器により実行される。符号化レートが低
くなるほど伝送量は小さくなり音声品質も低下するが、
周波数を有効に利用することが可能になる。
【０００４】ＩＳ−９５規格においては、移動通信端末
装置６０１は、音声データのほか、ＦＡＸデータ等の送
信データパケット６１０、基地局システムに対するレス
ポンスやリクエスト、ステータス情報を通知するための
呼制御信号パケット６０８などを１つの上りトラヒック
チャネル上で送信することが可能である。さらに、送信
音声データパケット６１１のみ、呼制御信号パケット６
０８のみ、送信データパケット６１０のみ、もしくは音
声データパケット６１１と呼制御信号パケット６０８の
組み合わせ、送信音声データパケット６１１と送信デー
タパケット６１０の組み合わせ、呼制御信号パケット６
０８と送信データパケット６１０の組み合わせのデータ
をひとつの上りトラヒックチャネル上で送信することも
可能である。
【０００５】送信データパケット６１０はデータ処理部
６０９で、呼制御信号パケット６０８は呼制御処理部６
０６で生成される。送信時には、送信音声データパケッ
ト６１１、呼制御信号パケット６０８、及び送信データ
パケット６１０は上りトラヒックチャネル符号化処理部
６１２へ入力される。上りトラヒックチャネル符号化処
理部６１２は、各種パケットを時分割多重化方式により
マルチプレクスして上りトラヒックチャネル送信処理部
６１３へ出力する。
【０００６】また、上りトラヒックチャネル符号化処理
部６１２は、上りトラヒックチャネルの送信レート、す
なわち符号化処理に適用された符号化レートを把握し
て、この符号化レートに応じてパワーアンプＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御信号６１６をパワーアンプ６１４に出力する。パ
ワーアンプ６１４は上りトラヒックチャネル符号化処理
部６１２より出力されたパワーアンプＯＮ／ＯＦＦ制御
信号６１６に基づいて、送信信号の出力を増幅してアン
テナ６１５に出力する。パワーアンプ６１４は送信信号
の出力を増幅するので、移動通信端末装置の中でも特に
消費電力の大きい回路である。
【０００７】符号化レート１（フルレート）で符号化さ
れた音声信号を送信する場合には、上りトラヒックチャ
ネル符号化処理部６１２は、パワーアンプＯＮ信号を出
力してパワーアンプ６１４をＯＮ状態に固定する。ま
た、符号化レート１／２（レート１／４、レート１／
８）で符号化された音声信号を送信する場合には、上り
トラヒックチャネル符号化処理部６１２は、パワーアン
プＯＮ／ＯＦＦ信号６１６を出力して、パワーアンプ６
１４のＯＮ／ＯＦＦを間欠的に制御する。つまり、フル
レートで符号化されたときに比べて、レート１／２（ハ
ーフレート）で符号化されたときにはパワーアンプ６１
４がＯＮになる時間はおよそ半分になる。従って、フル
レートで符号化された送信信号よりもハーフレートで符
号化された送信信号を送信する方がパワーアンプ６１４
の消費電力は小さくなる。
【０００８】次に、ＩＳ−９５システムにおいて用いら
れる音声コーデック６３０について説明する。ＴＩＡ/
ＥＩＡ/ＩＳ−９６規格では、音声コーデックに入力さ
れるデータフォーマットは、ソース１０４ｋｂｐｓ以上
(サンプリングレートは８ｋＨｚ、ＡＤ変換器の最小分
解能は１３ｋビット以上)のユニフォームＰＣＭデータ
６０５である。入力されたユニフォームＰＣＭデータ６
０５は、音声コーデック６３０において、２０ｍｓフレ
ーム毎に送信音声データパケット６１１に符号化されて
出力される。
【０００９】送信音声データパケット６１１は、８００
０ｋｂｐｓ(レート１)、４０００ｋｂｐｓ(レート１／
２)、２０００ｋｂｐｓ(レート１／４)、または、８０
０ｋｂｐｓ(レート１／８)のいずれかのフォーマットに
符号化される。この音声コーデック６３０による符号化
レートの選択は、フレーム単位での入力音声データのエ
ネルギー(スペクトル密度)値、及び基地局システムから
アンテナ６１５を介して入力される符号化レート制御信
号の２つの要因に依存している。
【００１０】符号化レート制御信号は、通信トラフィッ
ク等から基地局側が適切と判断した符号化レートを各移
動通信端末装置（移動局）に伝達する信号である。各移
動通信端末装置がその符号化レートで送信データを符号
化することにより、各移動通信端末装置の送信する送信
データ量が小さくなり、その分システム容量が増加して
より多くの通信需要に応えることができるようになる。
従って、符号化レート制御信号は、各移動通信端末装置
が音声信号のスペクトル密度より決定した符号化レート
を切り下げる方向で作用する。
【００１１】次に入力音声データのエネルギー値によっ
て、符号化レートが決定されるしくみを説明する。８ｋ
Ｈｚでサンプリング(すなわち、１６０サンプル/フレー
ム)されたユニフォームＰＣＭデータ６０５は、まず、
ＤＣカット処理部６３１によって、ＤＣ電圧成分が削除
される。この信号は、次に、自己相関関数算出部６３２
において、ハミング窓関数で切り出され、その信号は、
線形予測係数算出部６３３に送信され、以降、線スペク
トル対周波数算出部６３５、さらに、符号化レートに応
じた符号器を経由し、送信音声データパケット６１１が
形成されるに至る。自己相関関数算出部は、同時に１サ
ンプル周期期間の自己相関関数であるＲ（０）を符号化
レート決定処理部６３４へ送信する。符号化レート決定
処理部６３４は音響背景雑音の量から導かれる３つのス
レッショルド値と比較することによって、レート１、レ
ート１／２、レート１／４、またはレート１／８のいず
れの符号化レートを用いて音声符号化するかを決定す
る。
【００１２】次に、基地局システムからの指示によっ
て、符号化レートが決定されるしくみを説明する。基地
局システムは、移動局が通話中、下りトラヒックチャネ
ル上で送信する制御信号(３ビット長のRATE_REDUCフィ
ールド値)によって、移動通信端末装置においてなされ
る符号化処理に適用される符号化レートを制限すること
が可能である。このような符号化レートの束縛の形態に
は、以下の５パターンがある。
【００１３】（１）RATE_REDUC='000' 移動通信端末装置は、内蔵する音声コーデックにおい
て、マイクロホンからの入力音声の符号化レートとし
て、レート１を選択した場合、そのまま、上りトラヒッ
クチャネル上で送信してもよい。
【００１４】（２） RATE_REDUC='001' 移動通信端末装置は、内蔵する音声コーデックにおい
て、マイクからの入力音声の符号化レートとして、3フ
レーム連続でレート１を選択し、さらに、４つ目のフレ
ームでレート１を選択した場合、４つ目のフレームの符
号化レートはレート１／２に落として送信しなければな
らない。
【００１５】（３） RATE_REDUC='010' 移動通信端末装置は、内蔵する音声コーデックにおい
て、マイクからの入力音声の符号化レートとして、レー
ト１を選択し、さらに、次のフレームでレート１を選択
した場合、２つ目のフレームの符号化レートをレート１
／２に落として送信しなければならない。
【００１６】（４） RATE_REDUC='011' 移動通信端末装置は、内蔵する音声コーデックにおい
て、マイクからの入力音声の符号化レートとして、レー
ト１を選択し、さらに、次の連続３フレームでレート１
を選択した場合、２つ目以降のフレームの符号化レート
をレート１／２に落として送信しなければならない。
【００１７】（５） RATE_REDUC='100' 移動通信端末装置は、内蔵する音声コーデックにおい
て、マイクからの入力音声の符号化レートとして、レー
ト１を選択した場合、符号化レートをレート１／２に落
として送信しなければならない。
【００１８】上記の（１）から（５）のパターンは、人
の発する音声のエネルギーは発音の開始時点が最も大き
いという解析結果に基づいて定められている。RATE_RED
UCフィールド値は、呼制御処理部６０６によって認識さ
れ、この値に応じた上限符号化レート情報を、音声符号
化レート外部制御信号６０７によって、符号化レート決
定処理部６３４に送信する。
【００１９】符号化レート決定処理部６３４は、自己相
関関数算出部６３２から受信したＲ（０）情報をもとに
決定した符号化レート、及び音声符号化レート外部制御
信号６０７で指示される符号化レートのうち、低い方の
符号化レートを選択する。符号化レート切替制御信号６
３７は、符号化レート切換部６３６内のスイッチを切換
えることにより、符号化レート決定処理部６３４で選択
された符号化レートに応じた符号器へ送信音声データを
入力する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
音声符号化レートを可変にする理由は２つある。ひとつ
めの理由として上げられるのが移動通信システムの容量
を増大させ、より多くの通信需要に応じる点がある。す
なわち、移動通信端末装置が送信する送信信号の符号化
レートを切り下げることにより、送信信号の含む情報量
を圧縮することが可能になり、複数の移動局が送信する
上りトラヒックチャネルの自己干渉を低減してシステム
容量を増大させることが可能になる。
【００２１】ふたつ目の理由としてあげられるのが、移
動通信端末装置の省電力化である。パワーアンプ６１４
が移動通信端末装置を構成する回路のうち特に消費電力
の大きな回路であり、また、移動通信端末装置の電波送
信レート（符号化レートに対応している）に応じて、パ
ワーアンプ６１４の動作時間が異なることは既に説明し
た。すなわち、移動通信端末装置が送信する送信信号の
符号化レートを切り下げることにより、パワーアンプ６
１４の動作時間を短縮することが可能になるので、移動
通信端末装置の電池動作時間を延長することができる。
【００２２】しかし、従来の移動通信端末装置による音
声符号化レートの決定方法においては、マイクロホン６
０２から入力された音が使用者の音声か音響背景雑音か
に関わらず、入力音声のエネルギーから符号化レートを
算出していたので、高い符号化レートを用いて音声信号
を符号化して送信する傾向があった。高い符号化レート
を用いて符号化された送信信号を送信すると、パワーア
ンプ６１４の動作時間も長くなり消費電力は大きくな
る。消費電力を節約するには符号化レートを低減させれ
ばよいが、従来の移動通信端末装置は、符号化レートを
端末利用者の意思ないし電池の状態に応じて低減させる
手段を設けていなかったため、符号化レートの低減は、
事実上基地局システムからの制御信号に依存するしかな
かった。
【００２３】端末側に符号化レートを制御する手段を設
けていないことから生じる問題は、移動通信端末装置の
電池の残量が消耗状態にある場合に表面化する。例え
ば、電池残量が消耗状態にあるものの当面は充電できな
いような状況下にあるとき、端末利用者は少しでも端末
の動作時間を延長しようとするが、従来の移動通信端末
装置は、符号化レートの低減について基地局からの制御
に依存しており、端末側で符号化レートを低減させるこ
とはできなかったので、このような要請に応えることが
できなかった。
【００２４】この発明は以上説明したような問題点を解
決するためになされたもので、入力音声エネルギー、及
び基地局からの制御によって実行していた音声符号化レ
ートの決定を、端末利用者の意思によって任意の音声符
号化レートを選択することを可能にする移動通信端末装
置を提供することを第一の目的とする。
【００２５】また、この発明は、基地局の制御によって
実行していた音声符号化レートの低減を、移動通信端末
の電池の状態に応じて音声符号化レートを低減させるこ
とにより、パワーアンプを効率よく動作させて省電力化
をはかり、動作時間を延長することを可能にする移動通
信端末装置を提供することを第二の目的とする。
【００２６】また、この発明は、基地局の制御に依存し
ていた音声符号化レートを低減させるタイミングを、端
末利用者の意思によって切り換えることが可能な移動通
信端末装置を提供することを第三の目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる移動通
信端末装置は、入力された音声信号を符号化処理すると
ともに、符号化処理された音声信号を増幅して送信する
移動通信端末装置において、それぞれ異なる符号化レー
トで音声信号を符号化する複数の符号化手段と、端末利
用者が選択した符号化レートの入力を受け付ける符号化
レート入力手段と、この符号化レート入力手段を介して
入力された符号化レートに基づいて、前記音声信号の符
号化処理に適用する符号化レートを決定するとともに、
決定された符号化レートに対応して前記複数の符号化手
段を選択的に切り換える符号化レート決定手段とを設け
たものである。
【００２８】また、この発明にかかる移動通信端末装置
は、端末利用者が選択した所望の符号化レートを記憶す
る符号化レート記憶部と、この符号化レート記憶部に記
憶された符号化レートを符号化レート決定手段に出力す
るタイミングを制御する符号化タイミング制御手段とを
有する符号化レート入力手段を設けたものである。
【００２９】また、この発明にかかる移動通信端末装置
は、電池の残電力を監視するとともに電池の残電力に応
じて符号化レートを選択する電池監視手段と接続された
符号化レート決定手段を設けたものである。
【００３０】また、この発明にかかる移動通信端末装置
は、電池の残電力とこの残電力に対応した符号化レート
を記憶した記憶手段と接続され、この記憶手段を参照し
て符号化レートを選択する電池監視手段を設けたもので
ある。
【００３１】また、この発明にかかる移動通信端末装置
は、端末利用者により選択されて、符号化レート入力手
段を介して入力された第一の符号化レートと、端末利用
者の発する音声信号を検出する音声信号検出手段を介し
て入力された音声信号より演算された第二の符号化レー
トと、移動通信網より報知された符号化レート制御信号
を検出する符号化レート制御信号検出手段を介して入力
された第三の符号化レートと、電池監視手段が選択した
第四の符号化レートに基づいて、符号化処理に適用され
る符号化レートを決定する符号化レート決定手段を設け
たものである。
【００３２】また、この発明にかかる音声符号化レート
決定方法は、入力された音声信号を符号化処理する符号
化手段を含み、符号化処理された音声信号を増幅して送
信する移動通信端末装置の音声符号化レート決定方法に
おいて、端末利用者が選択した符号化レートに基づい
て、前記音声信号の符号化処理に適用する符号化レート
を決定するとともに、決定された符号化レートに対応し
て、前記複数の符号化手段を選択的に切り換えるもので
ある。
【００３３】また、この発明にかかる移動通信端末装置
における音声符号化レート決定方法は、移動通信端末装
置の利用者により選択される第一の符号化レートの入力
を受け付ける処理、電池の残電力に応じて第四の符号化
レートを演算する処理を実行するとともに、前記第一の
符号化レート及び第四の符号化レートを記憶する第一の
処理と、前記第一の符号化レートと第四の符号化レート
を比較して低い方の符号化レートを選択する第二の処理
と、音声信号に応じて演算された第二の符号化レートと
移動通信網より報知された第三の符号化レートを比較し
て低い方の符号化レートを選択する第三の処理と、前記
第三の処理にて選択された符号化レートを前記第二の処
理にて選択された符号化レートと比較して低い方の符号
化レートを選択する第四の処理を実行して音声信号の符
号化処理に適用する符号化レートを決定するものであ
る。
【００３４】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明に
かかる音声符号化レート制御手段を有する移動通信端末
装置のブロック図である。１０１は本発明にかかる移動
通信端末装置である。１５０は端末利用者が選択した符
号化レートの入力を受け付ける符号化レート入力手段と
しての役割を果たすものであり、符号化レート上限値を
選択して入力するとともに、選択された符号化レート上
限値を保持する機能を有する上限符号化レート選択手段
である。１６０は前記上限符号化レート選択手段１５０
で選択されて音声コーデック１３０に送信される符号化
レート上限値情報である。１７０は上限符号化レート情
報１６０を音声コーデック１３０に送信するパスをＯＮ
／ＯＦＦ制御する符号化タイミング制御手段である。
【００３５】１３４は符号化レート決定処理部であり、
６３８は符号化レート切替部である。端末利用者によっ
て選択されて上限符号化レート選択手段１５０を介して
入力された第一の符号化レート、マイクロホン６０２か
ら入力された音声信号のスペクトル密度に基づいて符号
化レートを演算する自己相関関数算出部６３２が出力し
た第二の符号化レート、移動通信システムの基地局６４
２からアンテナ６１５を介して呼制御処理部６０６に入
力された音声符号化レート外部制御信号６０７で決定さ
れる第三の符号化レートのうち適切な符号化レートを決
定するとともに、決定された符号化レートに対応してレ
ート１符号器６３８、レート１／２符号器６３９、レー
ト１／４符号器６４０、レート１／８符号器６４１を選
択的に切り換える符号化レート決定手段としての機能を
担うものである。
【００３６】符号化レート決定処理部１３４は符号化レ
ートを決定すると、符号化レート切換制御信号６３７を
符号化レート切換部６３６に出力して符号化レート切換
部６３６を制御する。符号化レート切換部６３６は符号
化レート切換制御信号に応じて、レート１符号器６３
８、レート１／２符号器６３９、レート１／４符号器６
４０、レート１／８符号器６４１を選択して切り換え、
符号化レート決定処理部１３４にて決定された符号化レ
ートで音声信号を符号化する符号化手段である符号器６
３８〜６４１のいずれかに送信音声信号を入力するパス
を制御するものである。
【００３７】本発明の特徴は、端末利用者が所望の符号
化レートを選択することができ、かつ、選択した符号化
レートで符号化処理を実行させるタイミングを決定でき
る点にあり、符号化レートを低減させることによりパワ
ーアンプ６１４の動作時間を短縮して省電力化をはかる
ことを目的とするものである。従って、符号化レートを
入力する符号化レート入力手段を設けるとともに、入力
された符号化レートを持って符号化させるタイミングを
制御するタイミング制御手段を設けることが必要とな
る。本発明は符号化レート入力手段として上限符号化レ
ート選択手段１５０を、タイミング制御手段として符号
化タイミング制御手段１７０を設けたものである。
【００３８】符号化レート入力手段としての機能を担う
上限符号化レート選択手段１５０は、端末利用者が所望
の符号化レートを選択して入力するものであり、タイミ
ング制御手段としての機能を担う符号化タイミング制御
手段１７０は、所望の符号化レートで符号化処理を実行
させるタイミングを設定するものである。図２を参照し
て上限符号化レート選択手段１５０及び符号化タイミン
グ制御手段１７０の構成と動作について説明する。図２
は、図１に示す上限符号化レート選択手段１５０と符号
化タイミング制御手段１７０を示すブロック図である。
【００３９】上限符号化レート選択手段１５０は、上限
符号化レート入力部１５１と上限符号化レート記憶部１
５３より構成されている。上限符号化レート入力部１５
１は、端末利用者が選択した符号化レートの入力を行う
符号化レート入力手段であって、いわゆるインターフェ
ースとしての役割を担うものである。また、上限符号化
レート記憶部１５３は、端末利用者によって入力された
符号化レートを上限符号化レートとして記憶するもので
ある。
【００４０】符号化タイミング制御手段１７０は、符号
化タイミング入力部１７１と有効上限符号化レート記憶
部１７４より構成されている。符号化タイミング入力部
１７１は、端末利用者が選択した符号化レートを用いて
音声信号を符号化するタイミングを制御するタイミング
制御手段であって、端末利用者からの入力を検出すると
タイミング制御信号を演算処理部１５２に出力するもの
である。演算処理部１５２はタイミング制御信号の入力
を検出すると設定ＯＮ信号１７２、タイミング制御信号
の入力がないときには設定ＯＦＦ信号１７３を出力す
る。有効上限符号化レート記憶部１７４は上限符号化レ
ートを記憶する処理を行うものである。
【００４１】図３は、符号化タイミング制御手段１７０
により実行されるタイミング制御処理を説明するフロー
チャートである。以下、図３を参照して符号化タイミン
グ制御手段のタイミング制御処理について説明する。端
末利用者によってタイミング制御信号が入力されると
（ｓｔｅｐ１０２）、タイミング制御信号を検出した演
算処理部１５２が設定ＯＮ信号１７２を出力する（ｓｔ
ｅｐ１０３）。次に、端末利用者によって、上限符号化
レートが選択されているか確認して（ｓｔｅｐ１０
４）、登録されていれば、上限符号化レート記憶部１５
３に格納されている符号化レートがパス１５４を介して
有効上限符号化レート記憶部１７４に転送されて書き込
まれる（ｓｔｅｐ１０５、ｓｔｅｐ１０６）。有効上限
符号化レート記憶部１７４に書き込まれた符号化レート
は、符号化レート決定処理部１３４に書き込まれた後
（ｓｔｅｐ１０７）、符号化レートが決定される（ｓｔ
ｅｐ１０８）。なお、上限符号化レート記憶部１５３、
有効上限符号化レート記憶部１７４はメモリ空間のある
アドレスとして割り当てられてもいいし、また、レジス
タとして割り当てられてもかまわない。
【００４２】符号化レート決定処理部１３４は、有効上
限符号化レート記憶部１７４と接続されており、上限符
号化レート記憶部１７４を参照して送信符号化レートを
決定することになる（ｓｔｅｐ１０８）。一方、演算処
理部１５２が設定ＯＦＦ信号１７３を出力すると（ｓｔ
ｅｐ１０９）、有効上限符号化レート記憶部１７４には
符号化レート１が書き込まれる（ｓｔｅｐ１１０）。つ
まり、設定ＯＦＦ信号１７３が出力されたときには、符
号化レート決定手段１３４は従来の符号化レート選択方
法を用いて符号化レートを決定することになる。
【００４３】なお、上限符号化レート入力部１５１及び
符号化タイミング入力部１７１はキーボード、タッチ入
力、音声入力、シリアルケーブルを経由したデータ入力
等現在入力装置として利用されている装置のいずれに具
備されてもかまわない。例えば、タイミング制御手段と
しての符号化タイミング入力部１７１をプッシュスイッ
チで実現することが考えられる。ずなわち、プッシュス
イッチを押下したエッジにおいてはタイミング制御信号
を演算処理部１５２へ送信し、プッシュスイッチを解放
したエッジにおいてタイミング制御信号の送信を停止す
ることによって、符号化タイミング入力部１７１の操作
性が簡潔化される。
【００４４】具体的な使用形態としては、例えば、端末
利用者が電話網を介した相手の話を聞いているときに
は、プッシュスイッチを押し続ければ、選択した符号化
レートを用いて符号化処理がなされるため、パワーアン
プ６１４の動作時間を短縮して消費電力を節約できる。
また、自分が話をするときにはプッシュスイッチを解放
すると、従来の符号化レート選択方式に切り換えられ
て、高い符号化レートが適用されて符号化処理がなされ
るので送信音声品質に留意した通信が可能になる。
【００４５】以上、符号化レートの選択と、符号化処理
のタイミングの制御を端末利用者に意思によって行う場
合について図１、図２、図３を参照して説明した。次
に、符号化レートの選択と、符号化処理のタイミングの
制御を電池の電池残量レベルに応じて実行する構成につ
いて図４を参照して説明する。
【００４６】図４は、電池の残電力を監視するとともに
電池の残量に基づいて上限符号化レートを選択する電池
監視手段の構成を示すブロック図である。この電池監視
手段は図１に示す上限符号化レート選択手段１５０に相
当する部分に実装される。図４において、３０１は移動
通信端末装置の駆動電源である電池、３０２は電池のア
ナログ電圧値を示す信号、３０３はアナログ電圧値３０
２をディジタル電圧値に変換するためのＡＤ変換器、３
０４はディジタル電圧値を示す信号である。３０５はデ
ィジタル電圧値３０４に対応した電池残量レベル情報を
格納するルックアップテーブルａ、３０６は前記ディジ
タル電圧値３０４に対応する電池残量レベル情報ａを伝
達する信号である。
【００４７】３０７は電池残量レベル情報ａに対応した
上限符号化レート情報を格納するルックアップテーブル
ｂ、３０８はルックアップテーブルｂに入力される電池
残量情報ｂを示す信号、３０９は電池残量情報３０８に
対応した上限符号化レート情報を示す信号、３１０は前
記上限符号化レート情報３０９を記憶する有効上限符号
化レート記憶部である。３１１はＡＤ変換器３０３にＡ
Ｄ変換の実行を指示するＡＤ変換実行命令、３５２はデ
ィジタル信号の演算処理機能を有する演算処理部であ
る。
【００４８】図５は、電池の残量に基づいて上限符号化
レートを選択する処理を説明するフローチャートであ
る。以下、図５に基づいて電池残量に基づく符号化レー
ト選択処理について説明する。電池電圧値が検出され
（ｓｔｅｐ２０２）、演算処理部３５２によりＡＤ変換
器３０３に対して、検出された電圧値のＡＤ変換実行命
令３１１が発信されると、ＡＤ変換器３０３は、アナロ
グ電圧値３０２をディジタル電圧値３０４に変換する
（ｓｔｅｐ２０３）。演算処理部３５２によるＡＤ変換
実行命令３１１の発信は周期的に実行される。次に、演
算処理部３５２はルックアップテーブルａ３０５を参照
して、ディジタル電圧値３０４に対応する電池残量レベ
ル情報ａ３０６を得る（ｓｔｅｐ２０４）。ルックアッ
プテーブルａ３０５は、電池が満充電状態から完全放電
状態になるまで通話動作させたときの電池電圧と通話動
作時間を記憶したものである。また、電池残量レベルと
は、通話開始から電池の完全放電により通話断となるま
での通話時間を等分割して決定される。
【００４９】演算処理部３５２は、検出した電池残量レ
ベルと電池残量レベル情報ａに差異がある場合（ｓｔｅ
ｐ２０６）、電池残量レベル情報ａを電池残量レベル情
報ｂにコピーし（ｓｔｅｐ２０７）、電池残量レベル情
報ｂをルックアップテーブルｂ３０７に送信する。ルッ
クアップテーブルｂ３０７は、電池残量レベル情報ｂ３
０８に対応する上限符号化レート情報ａ３０９を有効上
限符号化レート記憶部３１０へ書き込む（ｓｔｅｐ２０
８、ｓｔｅｐ２０９）。符号化レート決定処理部１３４
は、符号化レートを決定するときに、有効上限符号化レ
ート記憶部３１０に格納されている情報を上限符号化レ
ート情報１６０として読み出す。
【００５０】電池残量レベル情報に対応する上限符号化
レート値を格納するルックアップテーブルｂ３０７を図
６に基づいて説明する。図６においては、電池残量レベ
ルを６段階とし、残量レベル６が最も電池残量の多い状
態、残量レベル１が最も残量レベルの少ない状態を表
す。残量レベル６ではレート１が選択されることを示
す。これは、この期間中、従来の音声符号化レート決定
方法により符号化レートを決定することを意味する。残
量レベル５、残量レベル４及び残量レベル３ではレート
１／２が選択されることを示す。
【００５１】また、残量レベル２ではレート１／４が選
択され、残量レベル１ではレート１／８が選択される。
ただし、レート１／８で符号化された音声は明瞭性がな
く通話機能を果たさないので、事実上、端末利用者は端
末装置を相手の音声を聞くための受信機として利用する
ことになる。このように、電池残量レベルに応じて符号
化レートを決定することにより、消費電力が低減されて
各残量レベル期間は著しく延長される。従って、電池残
量が少ない状況にあっても通話時間を延長することが可
能になった。より具体的には、電池残量が消耗状態にあ
るが通話受信動作を継続させたい状況が発生した場合、
または、移動通信端末装置の使用者が発する音声と音響
背景雑音が同程度の強度でマイクに入力される環境にあ
る場合、送信音声品質を落として符号化することによ
り、通話時間時間を延長させる効果がある。
【００５２】以上、符号化レートの選択と、符号化処理
のタイミングの制御を端末利用者に意思によって行う場
合の構成と、電池の電池残量レベルに応じて実行する構
成について説明した。次に符号化レート決定処理部１３
４における符号化レートを決定する処理について図７、
図８を用いて説明する。便宜上、端末利用者によって選
択されて上限符号化レート選択手段１５０を介して入力
された符号化レートを第一の符号化レート、マイクロホ
ン６０２より入力された音声信号のスペクトル密度に基
づいて演算された符号化レートを第二の符号化レート、
基地局６４２から入力された符号化レートを第三の音声
符号化レート、電池電圧より決定された符号化レートを
第四の符号化レートと呼ぶ。
【００５３】符号化レート決定処理部１３４は、第一の
符号化レート、第二の符号化レート、第三の符号化レー
ト、第四の符号化レートのなかから符号化レートを決定
する処理を行うものであるが、これら４つの符号化レー
トのうち、どの符号化レートを最も優先させるのかが問
題となる。
【００５４】符号化レート決定処理部１３４に入力され
た４つの符号化レートのうち、基地局６４２から入力さ
れた第三の符号化レートは通信ネットワークのシステム
容量に関わるものであるので、他の符号化レートよりも
第三の符号化レートが最も優先される。つまり、第一か
ら第四の符号化レートのうち、基地局から伝達される第
三の符号化レート値が最も低いレートであれば、選択の
余地なく第三の符号化レートを用いて送信信号は符号化
される。しかし、第一、第二、第四の符号化レートが第
三の符号化レートよりも低いレートであるとき、基本的
にはいずれの符号化レートを用いてもかまわないので、
どの符号化レートを優先して送信符号化レートとして決
定するか符号化レート間の優先度を明確にしておく必要
がある。
【００５５】図７は、符号化レート決定処理部１３４が
符号化レート切替部６３６に出力する符号化レート（ｒ
Zと称す）を決定する処理を説明するフローチャートで
ある。ｓｔｅｐ１はマイクロホン６０２より入力された
入力音声信号のスペクトル密度を評価する処理であり、
ｓｔｅｐ２はｓｔｅｐ１の結果に基づいて音声符号化レ
ート（ｒAと称す）を算出する処理である。ｓｔｅｐ２
は図１に示す自己相関関数算出部６３２において実行さ
れる。
【００５６】ｓｔｅｐ３はｓｔｅｐ２で演算された音声
符号化レートｒAを、基地局より伝達された音声符号化
レート（ｒBと称す）と比較する処理である。ｓｔｅｐ
３にてｒA≧ｒB（ＹＥＳ）と判定されれば、ｓｔｅｐ４
にて音声符号化レートｒBと移動通信端末側で設定され
る音声符号化レート（ｒUと称す）とを比較する処理を
行う。なお、ｒUは移動通信端末側で設定される音声符
号化レートであるが、入力音声信号のスペクトル密度よ
り演算される符号化レートｒAは含まない。
【００５７】ｒUには、端末利用者により選択されて上
限符号化レート選択手段１５０を介して入力された符号
化レート（ｒCと称する）と、電池残量に基づいて上限
制限された符号化レート（ｒDと称する）が含まれてい
る。ｒCとｒDの選択は図６を参照しながら後で説明す
る。ｓｔｅｐ４にてｒB≧ｒU（ＹＥＳ）と判定されれ
ば、ｓｔｅｐ６に進みｒUをｒZと決定する。ｓｔｅｐ４
にてｒUがｒBより大きい（ＮＯ）と判定されれば、ｓｔ
ｅｐ７に進みｒBをｒZと決定する。
【００５８】一方ｓｔｅｐ３にて、ｒBがｒAより大きい
（ＮＯ）と判定されれば、ｓｔｅｐ５に進みｒAとｒUを
比較する処理を行う。ｓｔｅｐ５にてｒA≧ｒU（ＹＥ
Ｓ）を満たせば、ｓｔｅｐ６に進みｒUをｒZと決定す
る。ｓｔｅｐ５にてｒUがｒAより大きい（ＮＯ）と判定
されれば、ｓｔｅｐ８に進みｒAをｒZと決定する。
【００５９】図８は、図７を参照して説明した符号化レ
ートｒZ決定処理の結果をふまえて実行される符号化レ
ートｒU決定処理を説明するフローチャートである。ｓ
ｔｅｐ９は、端末利用者によって上限符号化レートが設
定されているかを判定する処理である。図１及び図２に
示す上限符号化レート選択手段１５０を介して、端末利
用者が上限符号化レートを入力していれば、ＹＥＳと判
定されてｓｔｅｐ１０に進み、端末利用者が選択した符
号化レートｒCをｒUと決定する。一方、端末利用者が上
限符号化レートを設定していなければ、ＮＯと判定され
てｓｔｅｐ１１に進み、電池残量に基づいて上限制限さ
れた符号化レートｒDをｒUと決定する。
【００６０】以上説明したように、従来、入力音声デー
タのスペクトル密度及び基地局からの制御に依存してい
た符号化レートの選択と選択された符号化レートを用い
て符号化処理を行うタイミングの制御を、端末利用者の
意思もしくは電池残量レベルに応じて端末側で制御でき
るようにしたので、高い符号化レートが選択されること
を抑制してパワーアンプの動作時間を短縮することによ
り、移動通信端末装置の省電力化を達成することが可能
になった。
【００６１】
【発明の効果】この発明に係る移動通信端末装置によれ
ば、従来、入力音声エネルギー及び基地局からの制御に
よって実行していた音声符号化レートの決定を、端末利
用者の意思によって任意の音声符号化レートを選択する
ことが可能になった。移動通信端末装置にて自律的に符
号化レートの上限値を設定することが可能となり、これ
によって、移動通信端末装置は送信音声品質と通話動作
時間のトレードオフを判断して符号化レートを切り換え
ることが可能となった。
【００６２】また、この発明にかかる移動通信端末装置
によれば、従来、基地局の制御によって実行していた音
声符号化レートの低減を、移動通信端末の電池の状態に
応じて音声符号化レートを低減させることにより、パワ
ーアンプを効率よく動作させて省電力化をはかり、動作
時間を延長することが可能になった。
【００６３】また、この発明にかかる移動通信端末装置
によれば、従来、基地局の制御に依存していた音声符号
化レートを低減させるタイミングを、端末利用者の意思
によって切り換える手段を設けたので、端末利用者が所
望の符号化レートを任意のタイミングで適用することが
可能になり、簡単な操作で符号化レートとタイミングを
制御することが可能になり、移動通信端末の利用可能時
間を延長することが可能になった。従って、端末利用者
は、移動通信端末装置を使用する環境、または、電話網
を介して相手に伝達したい音声内容の重要度に応じてこ
まめに符号化レートの上限制限をＯＮ／ＯＦＦすること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る音声符号化制御
手段を有する移動通信端末装置のブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係る上限符号化レー
ト選択手段および符号化タイミング制御手段のブロック
図である。
【図３】 本発明の実施の形態１に係るタイミング制御
処理を説明するフローチャートである。
【図４】 本発明の実施の形態１に係る電池監視手段の
構成を示すブロック図である。
【図５】 本発明の実施の形態１に係る電池残量に基づ
く符号化レート選択処理を説明するフローチャートであ
る。
【図６】 本発明の実施の形態１に係る電池残量レベル
に対する上限符号化レートの設定図である。
【図７】 本発明の実施の形態１に係る符号化レート決
定処理を説明するフローチャートである。
【図８】 本発明の実施の形態１に係る符号化レート決
定処理を説明するフローチャートである。
【図９】 従来の音声符号化制御手段を有する移動通信
端末装置のブロック図である。
【符号の説明】
１０１、６０１ 移動通信端末装置 １３４、６３４ 符号化レート決定処理部 １５０ 上限符号化レート選択手段 １５１ 上限符号化レート入力部 １５２、３５２ 演算処理部 １５３ 上限符号化レート記憶部 １５４ 上限符号化レート情報の転送パス １６０ 上限符号化レート情報 １７０ 符号化タイミング制御手段 １７１ 符号化タイミング入力部 １７２ 上限符号化レート設定ON命令 １７３ レート１情報パス １７４、３１０ 有効上限符号化レート記憶部 ３０１ 電池 ３０２ アナログ電池電圧値 ３０３、６０４ ＡＤ変換器 ３０４ ディジタル電池電圧値 ３０５ ルックアップテーブルａ ３０６ 電池残量レベル情報ａ ３０７ ルックアップテーブルｂ ３０８ 電池残量レベルｂ ３０９ 上限符号化情報ａ ３１１ ＡＤ変換実行命令 ６０２ マイクロホン ６０３ 電圧増幅器 ６０５ ユニフォームＰＣＭデータ ６０６ 呼制御処理部 ６０７ 音声符号化レート外部制御信号 ６０８ 呼制御信号パケット ６０９ データ処理部 ６１０ 送信データパケット ６１１ 送信音声データパケット ６１２ 上りトラヒックチャネル符号化処理部 ６１３ 上りトラヒックチャネル送信処理部 ６１４ パワーアンプ ６１５ アンテナ ６１６ パワーアンブＯＮ／ＯＦＦ制御信号 ６３１ ＤＣカット処理部 ６３２ 自己相関関数算出部 ６３３ 線形予測係数算出部 ６３５ 線スペクトル対周波数算出部 ６３６ 符号化レート切換部 ６３７ 符号化レート切換制御信号 ６３８ レート１符号器 ６３９ レート1/2符号器 ６４０ レート1/4符号器 ６４１ レート1/8符号器 ６４２ 基地局
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J064 AA02 BB10 BB11 BC01 BC02 BC19 BC24 BC25 BC27 BD02 5K041 AA08 BB08 CC01 EE00 EE54 FF32 HH21 JJ18 JJ24 JJ36 JJ40 5K067 AA43 BB02 DD54 EE02 HH21 KK05 9A001 CC05 EE04 HH15

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力された音声信号を符号化処理すると
    ともに、符号化処理された音声信号を増幅して送信する
    移動通信端末装置において、それぞれ異なる符号化レー
    トで音声信号を符号化する複数の符号化手段と、端末利
    用者が選択した符号化レートの入力を受け付ける符号化
    レート入力手段と、この符号化レート入力手段を介して
    入力された符号化レートに基づいて、前記音声信号の符
    号化処理に適用する符号化レートを決定するとともに、
    決定された符号化レートに対応して前記複数の符号化手
    段を選択的に切り換える符号化レート決定手段とを設け
    たことを特徴とする移動通信端末装置。
  2. 【請求項２】 符号化レート入力手段は、端末利用者が
    選択した所望の符号化レートを記憶する符号化レート記
    憶部と、この符号化レート記憶部に記憶された符号化レ
    ートを符号化レート決定手段に出力するタイミングを制
    御する符号化タイミング制御手段とを設けたことを特徴
    とする請求項１に記載の移動通信端末装置。
  3. 【請求項３】 符号化レート決定手段は、電池の残電力
    を監視するとともに電池の残電力に応じて符号化レート
    を選択する電池監視手段と接続されたことを特徴とする
    請求項１に記載の移動通信端末装置。
  4. 【請求項４】 電池監視手段は、電池の残電力とこの残
    電力に対応した符号化レートを記憶した記憶手段と接続
    され、この記憶手段を参照して符号化レートを選択する
    ことを特徴とする請求項３に記載の移動通信端末装置。
  5. 【請求項５】 符号化レート決定手段は、端末利用者に
    より選択されて、符号化レート入力手段を介して入力さ
    れた第一の符号化レートと、端末利用者の発する音声信
    号を検出する音声信号検出手段を介して入力された音声
    信号より演算された第二の符号化レートと、移動通信網
    より報知された符号化レート制御信号を検出する符号化
    レート制御信号検出手段を介して入力された第三の符号
    化レートと、電池監視手段が選択した第四の符号化レー
    トに基づいて、符号化処理に適用される符号化レートを
    決定することを特徴とする請求項３に記載の移動通信端
    末装置。
  6. 【請求項６】 入力された音声信号を符号化処理する符
    号化手段を含み、符号化処理された音声信号を増幅して
    送信する移動通信端末装置の音声符号化レート決定方法
    において、端末利用者が選択した符号化レートに基づい
    て、前記音声信号の符号化処理に適用する符号化レート
    を決定するとともに、決定された符号化レートに対応し
    て、前記複数の符号化手段を選択的に切り換えることを
    特徴とする移動通信端末装置における音声符号化レート
    決定方法。
  7. 【請求項７】 移動通信端末装置の利用者により選択さ
    れる第一の符号化レートの入力を受け付ける処理、電池
    の残電力に応じて第四の符号化レートを演算する処理を
    実行するとともに、前記第一の符号化レート及び第四の
    符号化レートを記憶する第一の処理と、前記第一の符号
    化レートと第四の符号化レートを比較して低い方の符号
    化レートを選択する第二の処理と、音声信号に応じて演
    算された第二の符号化レートと移動通信網より報知され
    た第三の符号化レートを比較して低い方の符号化レート
    を選択する第三の処理と、前記第三の処理にて選択され
    た符号化レートを前記第二の処理にて選択された符号化
    レートと比較して低い方の符号化レートを選択する第四
    の処理を実行して音声信号の符号化処理に適用する符号
    化レートを決定することを特徴とする請求項６に記載の
    移動通信端末装置における音声符号化レート決定方法。
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