СПОСОБ ГРУППОВОГО КОДИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Российский патент 1999 года по МПК G10L9/00 H04B7/216 

Настоящее изобретение относится к системам связи, в которых используется система многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), и, в частности, к способам кодирования речевого сигнала с переменной скоростью для снижения внутрисистемных помех и повышения пропускной способности системы в линиях связи с множественным доступом от одного к нескольким пунктам согласованно с цифровым кодированием речевого сигнала в таких системах связи.

В последнее время используется целый ряд разных способов, обеспечивающих мобильную связь между множеством абонентов в ограниченном доступном радиочастотном спектре. Эти способы включают многостанционный доступ с частотным разделением каналов (FDMA), многостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA) и многостанционный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA), а чаще гибриды этих способов. Все эти способы использовались в течение последнего десятилетия в конструкциях коммерческих сотовых телекоммуникационных систем, например FDMA в Северо-Американской системе AMPS, FD/TDMA в Европейском стандарте групповой специальной мобильной связи (GSM) и совсем недавно система FD/CDMA с прямой последовательностью была принята Ассоциацией телекоммуникаций США (Industrial Association of United States Telecommunications), найдя отражение в ее стандарте IS-95. В стандарте IS-95 абоненты совместно используют один из нескольких широкополосных радиоканалов в сотовом диапазоне. На принципах, аналогичных FD/CDMA, разрабатываются различные проекты так называемых систем персональной радиосвязи.

Почти во всех современных системах сотовой и персональной радиосвязи используются цифровое кодирование речевого сигнала и исправление ошибок в прямом канале в качестве физической среды для передачи речи. В этом контексте наиболее интересно использование обнаружения речевой активности для распознавания наличия или отсутствия речевого сигнала на стороне любого вызывающего абонента. При отсутствии речевого сигнала речевой кодер может дать команду модулятору или передатчику, с которым он связан, снизить его выходную мощность до нуля или передавать периодические пакеты информации, описывающей только фоновый шум в месте нахождения любого абонента. Уменьшение рабочего цикла радиопередатчика таким способом обеспечивает двойное преимущество, заключающееся в уменьшении расхода энергии (что увеличивает срок службы батарей питания в мобильном устройстве) и уменьшении взаимных помех для абонентов, совместно использующих один и тот же радиочастотный спектр. В зависимости от условий разговора мощность радиопередатчика может быть снижена от 40 до 65%. Величина уменьшения мощности в конечном счете ограничивается степенью допустимого ухудшения качества речи, которое сопровождает способы с обнаружением речевой активности.

Возможность уменьшения мощности особенно важна для систем многостанционного доступа с кодовым разделением каналов. В таких системах пропускная способность абонентской системы обратно пропорциональна величине внутренних помех в системе. В стандарте TIA IS - 95 для FD/CDMA этот подход был слегка расширен за счет использования кодера речевых сигналов с переменной скоростью вместо простого включения-выключения или прерывистой передачи. В стандарте IS - 95 закодированный речевой сигнал делится на интервалы длительностью 20 мсек, которые речевой кодер может выбирать для кодирования с эффективной скоростью передачи 8000 бит/сек, 2000 бит/сек или 800 бит/сек. По стандарту IS - 950 оба канала связи: от базовой станции к мобильной станции (прямой) и от мобильной станции к базовой станции (обратный) используют кодирование с переменной скоростью. Для прямого канала связи средняя мощность передатчика уменьшается за счет пропорционального уменьшения выходной мощности при уменьшении скорости кодирования. Повторение символов в канале позволяет объединять символы в мобильном приемнике и, таким образом, сохранять соотношение между количеством энергии на символ и спектральной плотностью шума, которые определяют эффективность канала связи. Следует отметить, что средняя мощность передачи, а значит, и внутренние помехи в системе уменьшатся в четыре раза во время передачи со скоростью 800 бит/сек. Путем усреднения совокупной речевой активности для типовой двусторонней связи было определено, что при использовании стандартного речевого кодирования и алгоритма обнаружения речевой активности, определенного в стандарте TIA IS - 96, средняя мощность передачи снизится приблизительно до 41% от ее номинального значения. Это существенно влияет на пропускную способность прямого канала в системе.

Однако в современных реализациях стандарта речевого кодера IS-96 каждый прямой канал передачи речевого сигнала кодируется изолированно. Это значит, что речевые кодеры производят отдельные определения минимальной скорости кодирования, необходимой для сохранения допустимого уровня качества речи, без учета других каналов речевых сигналов, совместно использующих этот же радиочастотный спектр. Это требует, чтобы алгоритм определения скорости в каждом речевом кодере всегда минимизировал его скорость кодирования, даже если скорости кодирования других речевых кодеров, использующих тот же спектр, этого не требуют. Например, если все речевые кодеры, совместно использующие один и тот же канал на базовой станции, будут одновременно стремиться вести передачи на низкой скорости, уменьшение общей выходной мощности на базовой станции означает, что каждый речевой кодер может воспользоваться передышкой до следующей более высокой скорости без риска для пропускной способности системы. Поскольку минимизация средней передаваемой скорости для речевого кодера с переменной скоростью означает компромисс по отношению к качеству речи, изолированное кодирование речевого сигнала оставляет без внимания качество звука. Также, когда система многостанционного доступа с кодовым разделением каналов достигает пропускной способности и на скорость передачи каждого речевого кодера накладываются ограничения для временного повышения пропускной способности, эти ограничения должны применяться вслепую, в одинаковой мере ко всем каналам передачи речевого сигнала независимо от влияния на качество звучания. Это нерационально, поскольку известно, что качество речевого сигнала зависит от множества разных факторов, и поэтому существуют возможности уменьшения скорости конкретных кодеров с минимальным общим влиянием на качество звука, оказываемым в секторе/ячейке.

Следовательно, существует наобходимость в способе и устройстве для общего кодирования речевого сигнала в прямом канале связи системы многостанционного доступа с частотным/кодовым разделением каналов за счет принятия решения о выборе скорости для отдельных речевых кодеров согласованно с другими кодерами, ведущими передачу в одном и том же секторе / ячейке и радиочастотным канале.

Фиг. 1 - обобщенная блок-схема известного передатчика базовой станции в системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов.

Фиг. 2 - обобщенная блок-схема известного устройства для определения скорости, описанного в стандарте речевого кодирования TIA IS - 96.

Фиг. 3 - обобщенная блок-схема речевого кодера с линейным предсказанием, задаваемым кодовым словарем, используемого в предпочтительном варианте и детально описанного в стандарте речевого кодирования TIA IS - 96.

Фиг. 4 - обобщенная блок-схема использования управляющего процессора или контроллера скорости для группового речевого кодирования согласно изобретению.

Фиг. 5 - таблица скорости/качества, используемая контроллером скорости как часть ряда алгоритмов для оптимизации общего качества речи в секторе/ячейке, имеющим ограничение по мощности, передаваемой от сектора/ячейки, согласно изобретению.

Фиг. 6 - обобщенная блок-схема устройства для реализации способа группового кодирования речевых сигналов в системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов.

Фиг. 7 - обобщенная блок-схема контроллера скорости, который может успешно осуществлять групповое кодирование согласно данному изобретению.

Уменьшение внутренних помех системы и повышение пропускной способности в коммуникационной системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) достигается посредством принятия решений о скорости для отдельных речевых кодеров согласованно с другими речевыми кодерами. В системе используются взвешенные по восприятию метрики ошибок (401) в качестве входного сигнала контроллера/скорости (404), который определяет и передает выбранные скорости (402) назад на кодеры (105). Система обеспечивает оптимальное качество речевого сигнала и пропускную способность системы за счет того, что позволяет конкретным кодерам уменьшить их скорость, повышая пропускную способность до необходимого уровня, и в то же время позволяет другим кодерам сохранять их скорость. Таким образом предотвращается напрасное ухудшение качества звука в те периоды, когда пропускная способность системы должна быть временно увеличена.

Предпочтительный вариант изобретения описан со ссылкой на систему цифровой сотовой связи с многостанционным доступом с кодовым разделением каналов, основанную на стандартах TIA IS-95 и IS-96. Специалистам в данной области будет понятно, что данное изобретение может быть использовано в любой линии связи между одним и несколькими пунктами системы CDMA (обычно в прямом канале связи цифровой сотовой системы), в которой необходимо применять уменьшение внутренних помех посредством кодирования речевого сигнала с переменной скоростью. Предложенный способ может быть также успешно использован в любой коммуникационной системе и фактически не предусматривает ограничений коммуникационными системами. Например, изобретение может быть использовано там, где речевое кодирование применяется при заполнении в запоминающем устройстве с ограниченным пространством памяти. По существу, изобретение применимо в любом случае, где используется кодирование (будь то речевого сигнала, видеосигнала, сигнала данных и т.п.) и существуют ограничения, касающиеся кодирования (будь то уровень мощности, качество кодирования, пропускная способность системы, пространство памяти и т.п.)
Данные способ и устройство обеспечивают групповое кодирование сигналов посредством приема информации, определяющей скорость по меньшей мере от двух кодеров, и определения скорости по меньшей мере одного кодера на основании определяющей скорость информации по меньшей мере для двух кодеров. В предпочтительном варианте определяющая скорость информации является качественной информацией, относящейся к качеству восстановления как функции скорости кодирования (на основе соотношения сегментов по 20 мсек). Информация о качестве включает в себя, не ограничиваясь перечисленным, взвешенные по восприятию метрики ошибок, сформированные речевыми кодерами с анализом методом синтеза; отношение сигнал-шум (S/N), сегментированное S/N, кепстральное расстояние, измерение расстояния линейного кодирования с предсказанием (LPC) и измерение спектрального расстояния (BARK), которые хорошо известны в данной области.

Определение скорости по меньшей мере одного кодера основано на пороговом критерии ( обычно установленном заранее). В предпочтительном варианте пороговый критерий может включать, не ограничиваясь перечисленным, общую выходную мощность сектора/ячейки, к которой приписаны данные кодеры; общую выходную мощность сектора/ячейки; текущий уровень мощности передачи обслуживающей базовой станцией; текущую скорость передачи данных по меньшей мере двух кодеров; память, имеющуюся в запоминающем устройстве; возможности по обработке данных, обеспечиваемые средством обработки, и ширину полосы частот, представленную для использования в заранее установленном спектре. Кроме того, в предпочтительном варианте кодеры представляют собой кодеры с анализом методом синтеза с переменной скоростью. Эти кодеры могут кодировать сигналы, такие как речевые сигналы, видеосигналы и сигналы данных, не ограничиваясь перечисленными видами.

На фиг. 1 изображена высокоуровневая архитектура прямого канала базовой системы многостанционного доступа с кодом разделением каналов 102, выполненной в соответствии с предпочтительным вариантом стандарта цифровой сотовой радиосвязи TIA IS-95. Базовая станция 102 (фиг.1) осуществляет помимо прочего кодирование речевых сигналов с переменной скоростью, исправление ошибок в прямом канале связи, управление мощностью в прямом канале связи, расширение спектра для обеспечения множественного доступа, модуляцию и передачу. На фиг. 1 несколько стандартных линий связи TI (IOI) с кодированием по закону компандирования с μ-характеристикой, уплотнением и импульсно-кодовой модуляцией, со скоростью передачи 64 кбит/сек подведены от телефонной сети общего пользования 100 к аппаратуре разуплотнения 103. Сигнал каждого канала связи 104 для передачи речевых сигналов со скоростью 64 кбит/сек 104 затем проходит через цифровой речевой кодер 105. При традиционной реализации функцию речевого кодирования выполняют несколько универсальных цифровых процессоров обработки сигналов, таких как процессор марки Motorola DS P56156, ПЗУ-кодированные цифровые процессоры обработки сигналов или заказные интегральные схемы (AS IC). Обычно несколько таких процессоров группируются на одной печатной плате (хотя это и не является необходимым для данного изобретения), которая затем сможет обрабатывать сигналы полной магистральной линии связи TI с уплотнением каналов тональной частоты. После речевого кодирования осуществляется исправление ошибок (106) в форме сверточных и циклических кодов, за которым следуют двухпозиционная фазовая модуляция в базовой полосе (107), защита Уолша (Walsh cover) и расширение спектра с использованием короткой псевдошумовой последовательности (108), фильтрация нижних частот (109), регулировка уровня мощности передачи (110) и усиление мощности (111) и, наконец, передача на мобильную станцию (113) (для упрощения изображения не показан сдвиг частоты в диапазон радиочастот).

Блок-схема стандартной обработки TIA (IS-96), производимой цифровым процессором обработки сигналов или иным устройством, используемым для реализации речевого кодера 105, изображена на фиг.2. Как показано, речевой кодер 105 может быть разделен на два основных элемента, осуществляющих определение скорости и кодирование. Вначале рассмотрим функцию определения скорости. В стандарте IS-95 каждый речевой кодер 105 делит свой поток ИКМ сигналов на смежные кадры длительностью 20 мсек, состоящие из 160 выборок речевого сигнала источника. Уровень мощности для каждого кадра (оцениваемый по автокорреляционной функции кадра при нулевой задержке P(0), полученной в устройстве оценки автокорреляции 200) передается в блок компараторов 203, который устанавливает, какой из трех монотонно возрастающих пороговых уровней мощности кадра выше всех. Эти уровни формируются посредством интерполяции второго порядка нелинейного среднего значения уровня мощности речевого сигнала, сформированного блоком 201. Следует отметить, что все эти операции обработки полностью описаны в стандарте TIA IS-95. Если энергия текущего кадра меньше наименьшего из трех порогов, кадр объявляется кадром с 1/8 скорости; если энергия кадра находится меду минимальным и средним порогом, кадр объявляется кадром с 1/4 скорости; если же она находится между средним и максимальным порогом, объявляется кадр с 1/2 скорости; и наконец, если энергия цикла превышает максимальный порог, кадр объявляется кадром с полной скоростью. Эта последняя операция осуществляется компараторами 203 и декодером 204, выдающим выбранную скорость 205.

Затем выбранная скорость 205 вводится в функцию 206 речевого кодирования с линейным предсказанием, задаваемым кодовым словарем, (CELP), которая формирует параметрическое описание речевого кадра, используя заданное число разрядов для данной скорости. В предпочтительном варианте число разрядов, используемых для выражения закодированных параметров кадра c 1/8 скорости, равно 16 (без учета дополнительных разрядов, используемых для исправления/обнаружения ошибок), для кадра с 1/4 скорости - 40 разрядов; для кадра с 1/2 скорости - 72 разряда и для кадра с полной скоростью - 160 разрядов. Хотя в описанном и проиллюстрированном предпочтительном варианте описано речевое кодирование типа CELP, другие методы кодирования, такие как, например, кодирование формы сигнала, линейное кодирование с предсказанием, кодирование в поддиапазоне, линейное кодирование с кодово-заданным предсказанием (CELP), линейное кодирование со стохастически заданным линейным предсказанием (VSELP), линейное кодирование с заданным векторной суммой предсказанием (IMBE), кодирование с усовершенствованным многоканальным возбуждением (IMBE) и кодирование с адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляцией (ADPCM), могут также успешно применяться для данного изобретения.

Для большей ясности следует подробнее описать процедуру линейного кодирования речевых сигналов с предсказанием, задаваемым кодовым словарем (CELP). На фиг.3 изображена высокоуровневая блок-схема для обработки сигналов в речевом кодере CELP. Как видно из фиг.3, сначала получают оценку (309) автокорреляционной функции последовательных кадров длительностью 20 мсек речевого сигнала (104), передаваемого со скоростью 64 кбит/сек, (это обычно производится вместе с блоком (200) процедуры определения скорости (200). Затем, используя решение так называемых нормальных уравнений, например рекуррентной формулы Шура (Schur), (301), получают коэффициенты (310) для фильтра с краткосрочным линейным предсказанием (STP). Часто фильтр STP (303) является Х-образным фильтром, а коэффициенты STP - коэффициентами отражения Х-образного фильтра. После квантования (302) по методу линейного спектрального спаривания или иному методу устойчивого квантования коэффициенты STP используются для фильтрации речевого сигнала. Полученный сигнал затем передается на фильтр с долгосрочным предсказанием (LTP) 313 и (в случае использования кодера с линейным предсказанием CELP) на процедуру поиска по кодовому словарю. Фильтр LTP является рекурсивным фильтром первого порядка с переменными задержкой обратной связи и усилением - они изображены на фиг.3 как задержка LTP L (304) и усиление LTP G (305). Затем кодирование производится посредством одновременной регулировки задержки и усиления LTP и индекса кодового словаря I (312), чтобы свести к минимуму квадратичную ошибку в выходном сигнале фильтра LTP. Затем L, G и I квантуются (часто с применением простых способов со смещенными линейными квантователями) и передаются вместе с коэффициентами STP в блок исправления ошибок. Такая процедура анализа методом синтеза может быть усовершенствована путем взвешивания метрики ошибок, которые следует минимизировать, по реакции человеческой аудитории на частоту. Это производится фильтром со взвешиванием по восприятию 307, который модифицирует метрику ошибок 308, усиливая те компоненты частоты, к которым наиболее чувствительно человеческое ухо. Специалисту будет понятно, что метрика взвешенных по восприятию ошибок доступна в практически всем сложным речевым кодерам с анализом посредством синтеза. Как уже упоминалось ранее, настоящее изобретение не ограничено применением исключительно речевых кодеров CELP.

На основании описанного известного уровня теперь можно описать групповое речевое кодирование в соответствии с данным изобретением. Из фиг.1 и 2 ясно, что в известных системах скорость кодирования каждым речевым кодером в прямом канале связи определяется изолированно. Это значит, что скорость кодирования каждого речевого сигнала, передаваемого в канале связи со скоростью 64 кбит/сек, определяется исключительно путем обработки этого речевого сигнала. Поскольку величина внутренних помех (а значит, и пропускной способности) в прямом канале связи системы многостанционного доступа с кодовым разделением каналов зависит от средней скорости кодирования каждым кодером, ясно также, что для работы с максимальной возможной пропускной способностью необходимо разработать такой алгоритм определения скорости каждого речевого кодера, который бы всегда искал минимально возможную скорость, поскольку каждый кодер действует изолированно и не имеет сведений об общей мощности (а значит, и внутренних помехах системы), излучаемой антенной 112 базовой станции. Поскольку для достижения низких средних скоростей кодирования необходимо пожертвовать качеством речевого сигнала, это означает, что страдает общее качество речи, если система не работает на своей полной пропускной способности или не передает свою максимально допустимую мощность. Или, иными словами, при изолированном речевом кодировании полная мгновенная выходная мощность базовой станции имеют значительные отклонения.

Ввиду того, что во многих алгоритмах регулирования мощности в системах многостанционного доступа с кодовым разделением каналов жесткий лимит установлен для полной мощности, излучаемой из ячейки или сектора, скорость, используемая для кодирования в отдельных каналах связи, должна сохраняться неоправдано низкой. Кроме того, известно, что воспринимаемое качество цифрового кодированного речевого сигнала зависит не только от используемого речевого кодера, но также от таких факторов, как пол, произношение, громкость говорящего, и окружающих факторов, таких как тип/уровень акустического фонового шума. Следовательно, при кодировании каждого сигнала изолированно не учитываются ситуации, когда можно снизить скорость передачи только одного сигнала с меньшей потерей в общем воспринимаемом качестве звука, чем при эквивалентном уменьшении скорости на другой линии связи, а значит, и для другого говорящего. В известном уровне техники, выраженном в стандарте TIA IS-96, при определении скорости не используется взвешенная по восприятию ошибка кодирования.

Способ, иллюстрируемый с помощью фиг.4, может быть использован для преодоления этих недостатков. Как показано на фиг.4, каждый речевой кодер 105 оценивает для каждого кадра длительностью 20 мсек метрику взвешенных по восприятию ошибок четырех возможных скоростей (в альтернативных вариантах возможно использование и более четырех скоростей). Эта информация затем передается назад, на управляющий скоростью контроллер 404. Контроллер скорости 404 формирует таблицу скорости/качества, аналогичную изображенной на фиг. 5, в которой отражается взвешенная по восприятию ошибка, вызванная кодированием с каждой из возможных скоростей для каждого из N речевых кодеров, подчиняющихся данному контроллеру скорости.

Простое решение задачи оптимизации общего качества звука в ячейке или секторе начинается с допущения, что все N каналов тональной частоты имеют равную мощность передачи. Все кодеры 105 установлены на минимально возможную скорость, и общая мощность передачи P вычисляется контроллером скорости 404. В этом случае P просто равна сумме значений скорости всех N кодеров, где значение скорости для 1/8 скорости равно 1/8, для 1/4 скорости равно 1/4 и т. д. Затем контроллер скорости 404 находит максимальную запись в таблице скорости/качества, соответствующую текущей возможной скорости для любого из N кодеров. Эта операция эквивалентна идентификации кодера с наихудшим качеством звука (т.е. с максимальной взвешенной по восприятию ошибкой) для текущей группы выбранных скоростей. Скорость этого кодера увеличивается до следующей максимальной скорости и P пересчитывается. Данный процесс продолжается до тех пор, пока P не превысит некий общий порог мощности T, после чего процедура заканчивается. Более совершенным подходом является применение данной процедуры для тех записей скорости/качества в таблице, которые были взвешены усилением при передаче, для каждого кодера. Эта информация может быть получена из блока уровня мощности 110. Специалисту в данной области будет понятно, что общим результатом данной процедуры будет уменьшение мощности за счет снижения скорости тех кодеров, которые понесут наименьшие потери в качестве при работе с более низкой скоростью.

Возможен и более сложный подход. Допустим, что цель (т.е. заранее установленный критерий) схемы уменьшения скорости в периоды наиболее высокой нагрузки состоит в том, чтобы сохранить общую передаваемую мощность ниже некоторого порога T, где T устанавливается на основании текущих условий нагрузки. Определим общую меру Q качества речи для сектора/ячейки, обслуживаемой базовой станцией, как сумму воспринимаемых ошибок для текущей группы выбранных скоростей для N каналов тональной частоты. Каждый кодер инициализируется для кодирования с максимальной скоростью. Затем оценивается Q и вычисляется соответствующая передаваемая мощность либо на основании допущения равной мощности, либо описанного выше метода взвешивания мощности передачи.

Данный способ может быть упрощен, если не использовать контроллер скорости (404), но чтобы каждый DSP кодировал несколько каналов связи для передачи речевых сигналов в режиме временного разделения имеющихся вычислительных ресурсов. В этом случае процедура выбора скорости будет применяться для тех каналов тональной частоты, для которых DSP производил кодирование. На фиг. 6 показан общий вид устройства, которое может быть использовано для реализации такого сценария. На фиг.6 один DSP 603, например процессор модели Motorola DSP 56156, устанавливает связь через последовательную шину мультиплексирования с временным разделением каналов или обычную параллельную адресную/информационную шину. Информация, определяющая скорость, и выбор скорости передаются между управляющим DSP 603 и DSP 602, используемым для речевого кодирования, через шину 604. Альтернативно, управляющий DSP 603 может быть исключен и один из кодеров DSP 602 установлен на выполнение общих функций контроллера скорости и речевого кодирования для одного или более каналов тональной частоты.

На фиг. 7 изображена обобщенная блок-схема контроллера скорости 404, в котором может быть успешно реализовано групповое кодирование согласно данному изобретению. Контроллер скорости 404 содержит средство приема 700 информации, определяющей скорость, 401 от нескольких кодеров 105. В предпочтительном варианте информация, определяющая скорость, является качественной информацией, которая представляет собой метрику взвешенных по восприятию ошибок. Выходной сигнал средства приема 700 передается в средство определения 703, которые определяет требования к кодированию на основании заранее установленного критерия. Заранее установленный критерий представляет собой упомянутый выше пороговый критерий. Выходной сигнал средства определения 703 передается в средство регулировки 706, которое регулирует скорость кодирования любого из нескольких кодеров на основании определяющей скорость информации и заранее установленного критерия. При условиях, когда заранее установленный критерий характеризуется полной мощностью передачи или предоставленным в распоряжение объемом памяти, средство регулировки 706 будет в общем случае увеличивать скорость кодирования для кодера, имеющего наихудшее качество (на основании определения/вычисления либо полной мощности передачи, либо располагаемого объема памяти и порога), как было описано выше. Однако некоторый заранее определенный критерий, такой как пропускная способность системы, может потребовать, чтобы средство регулировки 706 обеспечивало уменьшение скорости кодирования для конкретного кодера.

Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на его конкретный вариант, специалистам в данной области будет понятно, что можно осуществить изменения в форме и деталях, не выходя за рамки сущности изобретения и его объема, определенных в формуле изобретения.

Способ и устройство группового кодирования сигналов относятся к системам связи, в которых используется система многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (СDМА). Технический результат - снижение внутрисистемных помех и повышение пропускной способности. Сущность способа заключается в том, что уменьшение внутрисистемных помех и повышение пропускной способности достигаюся за счет принятия решений о выборе скорости для отдельных речевых кодеров согласованно с другими речевыми кодерами. В системе используются метрики взвешенных по восприятию ошибок, используемых в качестве входного сигнала для контроллера скорости, который определяет и передает выбранные скорости назад кодерам. Система обеспечивает оптимальные качество звука и пропускную способность за счет того, что она позволяет конкретным кодерам при необходимости уменьшать их скорость, что повышает пропускную способность, и в то же время разрешает другим кодерам сохранять свои скорости. Это предотвращает неоправданное ухудшение качества звука в те периоды, когда требуется временно увеличить пропускную способность системы. 2 с. и 23 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ группового кодирования сигналов, включающий операцию приема информации от множества кодеров, отличающийся тем, что упомянутая информация содержит информацию, определяющую скорость, при этом определяют скорость по меньшей мере одного кодера на основании информации, определяющей скорость, для множества кодеров. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что множество кодеров включают в себя кодеры с анализом методом синтеза. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что информация, определяющая скорость, включает в себя качественную информацию, сформированную множеством кодеров. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что качественная информация включает в себя метрики взвешенных по восприятию ошибок, сформированные кодерами с анализом методом синтеза, отношение сигнал-шум, сегментированное отношение сигнал-шум, кепстральное расстояние, измерение расстояния в процедуре линейного кодирования с предсказанием и измерение Барк-спектрального расстояния. 5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что множество кодеров включают в себя множество кодеров с переменной скоростью. 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в качестве обрабатываемых сигналов используют речевые сигналы, видеосигналы или сигналы данных. 7. Способ по любому предыдущих пунктов, отличающийся тем, что операция определения скорости по меньшей мере одного кодера включает операцию определения скорости по меньшей мере одного кодера на основании порогового критерия. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что пороговый критерий включает в себя полную выходную мощность сектора/ячейки, к которой относятся данные кодеры, полную выходную мощность соседнего сектора/ячейки, текущий уровень мощности передатчика обслуживающей базовой станции, текущую скорость передачи данных по меньшей мере двух кодеров, память, обеспечиваемую запоминающим устройством, возможности обработки, обеспечиваемые средством обработки, или ширину полосы частот, доступной для использования в заданном спектральном диапазоне. 9. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что включает дополнительные операции определения требований к кодированию на основании заранее установленных критериев и регулировки скорости кодирования для любого из множества кодеров на основании информации, определяющей скорость, и заранее установленного критерия. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что заранее установленные критерии включают в себя полную выходную мощность сектора/ячейки, к которой относятся данные кодеры, полную выходную мощность соседнего сектора/ячейки, текущий уровень мощности передатчика обслуживающей базовой станции, текущую скорость передачи данных по меньшей мере двух кодеров, память, обеспечиваемую запоминающим устройством, возможности обработки, обеспечиваемые средством обработки, или ширину полосы частот, доступной для использования в заданном спектральном диапазоне. 11. Способ по п.9, отличающийся тем, что заранее установленные критерии включают в себя область памяти, доступную для использования в запоминающем устройстве, а операция регулировки скорости кодирования включает увеличение скорости кодирования для кодера с самым низким качеством на основании информации, определяющей скорость, и определенной области памяти запоминающего устройства. 12. Способ по п.9, отличающийся тем, что операция определения требований к кодированию включает в себя вычисление полной мощности передачи для передатчика и сравнение полученной полной мощности передачи для передатчика с порогом, а операция регулировки скорости кодирования включает в себя увеличение скорости кодирования для кодера с самым низким качеством на основании информации, определяющей скорость, если полная мощность передачи для передатчика ниже порога. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что включает повторение операций приема, вычисления, сравнения и увеличения скорости до тех пор, пока вычисленная полная мощность передачи для передатчика не станет равной или не превысит порога. 14. Устройство для группового кодирования сигналов, содержащее средство для приема информации от множества кодеров, отличающееся тем, что упомянутая информация содержит информацию, определяющую скорость, при этом устройство содержит средство, связанное со средством для приема и предназначенное для определения скорости по меньшей мере одного кодера на основании информации, определяющей скорость, для множества кодеров. 15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что множество кодеров включают в себя кодеры с анализом методом синтеза. 16. Устройство по п.14 или 15, отличающееся тем, что информация, определяющая скорость, включает в себя качественную информацию, сформированную множеством кодеров. 17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что качественная информация включает в себя метрики взвешенных по восприятию ошибок, сформированные кодерами с анализом методом синтеза, отношение сигнал-шум, сегментированное отношение сигнал-шум, кепстральное расстояние, измерение расстояния в процедуре линейного кодирования с предсказанием и измерение Барк-спектрального расстояния. 18. Устройство по любому из пп.14 - 17, отличающееся тем, что множество кодеров включают в себя множество кодеров с переменной скоростью. 19. Устройство по любому из пп.14 - 18, отличающееся тем, что в качестве обрабатываемых сигналов использованы речевые сигналы, видеосигналы или сигналы данных. 20. Устройство по любому из пп.14 - 19, отличающееся тем, что упомянутое средство для определения скорости по меньшей мере одного кодера содержит средство для определения скорости по меньшей мере одного кодера на основании порогового критерия. 21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что пороговый критерий включает в себя полную выходную мощность сектора/ячейки, к которой относятся кодеры, полную выходную мощность соседнего сектора/ячейки, текущий уровень мощности передатчика обслуживающей базовой станции, текущую скорость передачи данных по меньшей мере двух кодеров, память, обеспечиваемую запоминающим устройством, возможности обработки, обеспечиваемые средством обработки, или ширину полосы частот, доступной для использования в заданном спектральном диапазоне. 22. Устройство по любому из пп.14 - 19, отличающееся тем, что содержит средство, связанное со средством для приема и предназначенное для определения требований кодирования на основании заранее установленных критериев, и средство, связанное со средством определения и предназначенное для регулировки скорости кодирования любого кодера из множества кодеров на основании информации, определяющей скорость, и заранее установленного критерия. 23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что средство для определения требований кодирования на основании заранее установленных критериев включает средство для определения требований кодирования на основании полной выходной мощности сектора/ячейки, к которой относятся данные кодеры, полной выходной мощности соседнего сектора/ячейки, текущего уровня мощности передатчика обслуживающей базовой станции, текущей скорости передачи данных по меньшей мере двух кодеров, памяти, обеспечиваемой запоминающим устройством, возможностей обработки, обеспечиваемых средством обработки, или ширины полосы частот, доступной для использования в заданном спектральном диапазоне. 24. Устройство по п.22, отличающееся тем, что заранее установленные критерии включают в себя область памяти, доступной для использования в запоминающем устройстве, причем упомянутое средство для регулировки выполнено с возможностью увеличения скорости кодирования кодера с самым низким качеством на основании информации, определяющей скорость, и определенной доступной области памяти в запоминающем устройстве. 25. Устройство по п.22, отличающееся тем, что упомянутое средство для определения содержит вычислительную схему для определения полной мощности передачи для передатчика и схему сравнения для определения вычисленной полной мощности передачи для передатчика относительно порога, при этом упомянутое средство для регулировки, связанное со схемой сравнения, выполнено с возможностью увеличения скорости кодирования для кодера с самым низким качеством на основании информации, определяющей скорость, если полная мощность передачи для передатчика ниже порога.