[发明专利]分组编码信号的方法和装置

说明书

本发明涉及利用码分多址(CDMA)技术的通信系统，具体涉及可变编码率语音编码方法，用以在此类通信系统中配置着数字语音编码的点对多点多址链路内减小系统的自干扰和增大系统的容量。

近些年来，已采用了各式各样的技术以在一个有限地可应用的射频频谱内提供出多用户移动通信。这些技术中采用的方法包括有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)，或者更一般地是这些方法的混合。过去十年内，在设计商用蜂窝电信系统中已使用的所有这些方法有：此类AMPS系统中应用的FDMA，European Group Special Mobile(GSM)标准中应用的FD/TDMA，更新的是美国电信工业协会(US TIA)在其IS—95标准中具体采用了的直接顺序FD/CDMA方法。在IS—95标准中，一些用户共享蜂窝通信频段内若干宽带无线电信道中的一个信道。根据类似的FD/CDMA原理，还在为所谓的个人通信系统(PCS)设计几种通信协议。

几乎所有新近的蜂窝系统和PCS系统都应用了数字语音编码和正向信道误码校正作为话音通信的物理层。在这方面更有意思的是应用话音有效性检测(VAD)来辨明在某一个呼叫方方面存在或不存在语音。不存在语音时，语音编码器可指令与其耦链的调制器或发射机将它们的输出功率减小至零，或者暂时地发射出用以表明在某一个用户地点只有背景噪声的信息包。用这种方式来减小无线电发射机的负载周期可给出双重益处，一是减少了功率损耗(在移动装置情况下可增加电池寿命)，二是减少了共享同一射频频谱的用户之间的干扰。根据谈话的情况，可做到发射功率的减少在40％至65％之间。功率减少量最终受限于对话音质量降低所考虑的可接受程度，这种话音质量降低是伴随着重大的VAD技术的。

功率减少的可能性对于CDMA系统来说特别重要。在此类系统中，用户容量是反比于系统自干扰量的。在TIA IS—95 FD/GD-MA标准中，借助于应用可变编码率语音编码器来代替简单通断或不连接传输方法，使CDMA方法得到稍许扩展。在IS—95标准中，已编码语音分离成20ms的时间段，语音编码器可以以8000bps、4000bps、2000bps或800bps的有效比特率来选择这类时间段进行编码。在基站到移动站(正向传输)和移动站到基站(反向传输)两方向上，IS—95链路都可开发可变编码率编码。在正向链路情况下，借助于编码的编码率减小时按比例缩小输出功率，从而可降低平均发射功率。信道符号的重复容许移动接收机中进行符号组合，因之可维持每个符号能量对噪声功率谱密度之比，它决定了链路的性能。需要指出，在800bps传输期间，平均发射功率—因而系统自干扰—可减小到四分之一。对于一般的双向通话将聚合的话音容量作出平均中，已经估算出，当应用TIA标准IS—96中规定的标准语音编码和话音有效性检测算法时，平均发射功率将降下到其标称值的约41％。这对于系统正向链路容量有重大的作用。

然而，在IS—95空间接口标准及其关联的IS—96语音编码器标准的当前实施中，每个正向话音链路是独立地编码的。也就是，各个语音编码器不论共享同一射频频谱的其它话音信道如何，它们对维持可接受话音质量所需的最小编码率都作出各自的决定。这就是需要做到这样，即使共享同一射频频谱的其它语音编码器并不需要使其编码率最小，每个语音编码器中的编码率决定算法也总会使其编码率最小。例如，如果在一个基站上共享同一信道的全部语音编码器要在一个低编码率上同时试图发射，则该基站上总输出功率的减少意味着其每个语音编码器可放宽采用下一个较高的编码率，对系统容量不造成冒险。由于对一个可变编码率语音编码器使其平均发射的编码率最小时需要在话音质量上折衷妥协，所以弧立的语音编码不必要地放弃了话音质量。另外，CDMA在处理容量时，将约束放到每个语音编码器的发射编码率上以便于暂时地提升容量，而这类约束必然是盲目地加上的，它不论对话音质量的影响如何是使所有话音链路受到同样的约束。这显然是浪费的，因为人们知道，话音质量依赖于许多不同的因素，所以存在着这样的可能性，在区段/网孔内感验到对话音质量总体影响最小的情况下使特定编码器的编码率减小。

因此，对于一个FD/CDMA系统中正向链路上的全体语音编码需要有一种方法和装置，以便于与馈送信号给同一区段/网孔和射频信道的所有其它语音编码器协调一致地对各别的语音编码器作出编码率选择的决策。

图1以方框图形式概略地示出先有技术的CDMA基站发射机。

图2以方框图形式概略地示出语音编码标准TIA IS—96中规范的、先有技术的编码率决策装置。