KR0153179B1 - 고정 길이 메시지 데이타 및 가변의 코드화된 음성을 다중화하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

미지 양의 음성 및 기지 양의 제어 메시지 데이타(150)은 코드화된 음성 데이타가 소정의 수의 프레임들이 경과하기 전에 전송되도록 다중화된다. 가변 레이트 보코더(110)이 코드화된 음성 데이타를 발생시키기 위해 최대 레이트 및 최대 레이트보다 낮은 레이트 중 하나의 레이트로 미지 양의 음성을 수신하고 코드화한다. 멀티플렉서(120)은 가변 레이트 보코더가 최대 레이트로 동작할 때 코드화된 음성 데이타를 가변 레이트 보코더(110)으로부터 수신하고 코드화된 음성 데이타를 포함하는 프레임들을 전송한다. 가변 레이트 보코더(110)이 최대 레이트보다 더 낮은 레이트로 동작할 때, 멀티플렉서(120)은 코드화된 음성 데이타와 함께 메시지 데이타의 부분들을 포함하는 프레임들을 전송한다. 그러나, 소정의 수의 프레임들이 전송되기 전에 남은 프레임들의 수가 코드화된 음성 데이타와 함께 제어 메시지 데이타(150)을 최대 레이트보다 낮은 레이트로 전송하는데 필요한 프레임들의 최소수일 때, 가변 레이트 보코더(110)은 최대 레이트보다 낮은 음성 코딩 레이트가 된다. 가변 레이트 보코더(110)의 최대 레이트보다 낮은 레이트의 음성 코딩은 프레임에서 전송하기 위해 코드화된 음성 데이타의 양을 감소시키고 코드화된 음성 데이타와 함께 남은 제어 메시지 데이타(150)을 전송하기 위해 프레임에 공간을 만든다.

Description

[발명의 명칭]

고정 길이 메시지 데이타 및 가변의 코드화된 음성을 다중화하기 위한 방법 및 장치

[발명의 배경]

[발명의 기술적 분야]

본 발명은 최대 응답 시간 내의 전송을 요구하는 고정 길이 메시지 데이타 및 코드화된 음성 데이타를 다중화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 최대 응답 시간 내에 고정 길이 메시지 데이타를 전송하기 위해 코드화된 음성 데이타를 코딩하는 레이트를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

[관련 분야의 설명]

공지의 셀룰러 전화에서 음성은 마이크로폰에 의해 검출되어 보코더(vocoder)에 의해 코드화된다. 보코더는 음성을 나타내는 코드화된 음성 데이타를 제공한다. 셀룰러 전화는 코드화된 음성 데이타 외에 제어 메시지를 전송할 필요가 있다. 공지의 셀룰러 전화 포맷은 코드화된 음성 데이타와는 분리된 별도의 패킷으로 제어 메시지를 전송한다. 이러한 코드화된 음성데이타 및 제어 메시지의 별도의 패킷들은 다중화되어 하나의 채널 상으로 전송된다.

셀룰러 전화가 제어 메시지를 기지국으로 전송할 때, 기지국은 통상 제어 메시지의 수신을 확인 응답해야 한다. 셀룰러 전화로부터의 제어 메시지 또는 기지국으로부터의 확인 응답의 왕복 전송에 있어서, 전송되는 전파는 그들의 목적지에 도달하지 못할 수 있다. 대기의 조건, 빌딩 또는 언덕에 의한 전파의 임의 반사 등은 전파의 수신을 차단할 수 있다. 전파가 차단될 때, 셀룰러 전화는 기지국으로부터의 확인 응답을 무한정 기다려서는 안된다.

따라서. 확인 응답을 포함하는 제어 메시지는 최대 응답 시간 내에 전송될 필요가 있다. 확인 응답을 기다리는 셀룰러 전화는 최대 응답 시간 후에, 확인 응답이 전송되거나 차단되었는지, 또는 원래의 제어 메시지가 대기의 차단으로 인해 수신되지 않았는지를 알게 된다.

셀룰러 전화 전송 시스템에서, 몇몇 상반되는 목적들이 추구된다. 음성은 품질의 감소 없이 실 시간 내에 전송되어야 한다. 또한, 음성은 가능한 한 최소의 데이타량을 사용하여 제어 메시지와 함께 전송되어야 한다. 또한, 전송은 제한된 무선 스펙트럼을 유지해야 하고 다른 사용자들과의 간섭을 최소화하여야 한다. 결국, 상술된 바와 같이, 확인 응답을 포함하는 제어 메시지는 최대 응답 시간 내에 신속하게 전송되어야만 한다. 본 발명은 코드화된 음성 데이타와 함께 최대 응답 시간내에 메시지 데이타를 전송하고, 특히 스펙트럼을 유지하고 다른 사용자들과의 간섭을 감소시키면서 통화 품질의 현저한 감소 없이 메시지 데이타를 전송하는 것을 가능하게 한다.

[발명의 요약]

본 발명은 다음과 같은 특징 및 기타의 특징을 제공함으로써 이러한 문제점 및 기타의 문제점들을 해결한다. 음성이 높은 음성 코딩 레이트를 요구할 때, 가변 레이트 보코더(variable rate vocoder)는 멀티플렉서에 의한 전송을 위해 높은 레이트로 음성을 코드화하여 코드화된 음성 데이타를 생성한다. 그러나, 음성이 그와같이 높은 음성 코딩 레이트를 요구하지 않을 때, 보코더는 더 낮은 레이트로 음성을 코드화하여 전송될 보다 적게 코드화된 음성 데이타를 생성한다. 이어서, 멀티플렉서는 전송을 위해 제어 메시지 데이타의 일부와 코드화된 음성 데이타를 결합시킨다. 그러나, 제어 메시지 데이타의 남은 부분들을 다중화하기 위해 코드화된 음성 데이타에 공간을 만들기 위하여 음성을 강제적으로 더 낮은 레이트로 코딩함으로써 전체 제어 메시지 데이타는 최대 응답 시간이 경과하기 전에 신속하게 전송된다. 따라서, 멀티플렉서는 최대 응답 시간 내에 제어 메시지 데이타를 전송하고, 최대 응답 시간의 끝부분(end)에서, 필요한 경우에만, 최적 음성 코딩 레이트보다 더 낮은 레이트로 코드화된 음성 데이타를 전송한다. 새로운 제어 메시지 데이타가 이전에 발생된 제어 메시지 데이타가 전송되기 전에 발생되는 경우, 그 새로운 메시지 데이타도 자신의 개별적인 최대 응답 시간이 경과하기 전에 전송되도록 부가적인 조치가 취해진다.

본 발명의 이러한 구성 및 특징과 기타의 구성 및 특징들은 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 참조하여 명확히 이해할 수 있을 것이다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 따른 무선 전화 통신 시스템을 도시한 도면.

제2도는 본 발명에 따라 가능한 서로 다른 음성 코딩 레이트를 나타내는 코드화된 음성 데이타 및 제어 메시지 데이타의 타이밍도.

제3도는 본 발명에 따른 음성 코딩 및 다중화를 위한 무선 장치의 블럭도.

제4도는 본 발명에 따른 음성 코딩 및 다중화를 위한 장치의 블록도.

제5도 및 제6도는 본 발명에 따른 동작의 플로우챠트.

[양호한 실시예의 상세한 설명]

제1도는 무선 전화 통신 시스템을 도시한 것이다. 이동국(10), 또는 휴대용 포켓용 유니트는 기지국(20)과 통신한다. 이동국(10) 및 기지국(20)은 디지탈 전송에 적합한 표시로 음성을 코드화된 음성 데이타로 변환하기 위한 보코더들을 포함할 수 있다. 코드화되는 음성의 특성에 따라 가변 레이트로 음성을 코드화하기 위해 가변 레이트 보코더가 사용될 수 있다. 가변 레이트 보코더는 통상 최대 레이트(full rate) 또는 1/2 레이트, 1/4 레이트, 1/8 레이트, 1/16 레이트 등과 같이 2의 배수로 나누어진 레이트로 동작한다. 예를 들어, 화자가 조용한 공간에서 말을 잠시 쉬거나 멈출 때, 음성은 높은 음성 코딩 레이트를 요구하지 않는 특성을 갖는다. 그 후, 가변 레이트 보코더는 최적 음성 코딩에 필요한 코딩 레이트를 자율적으로 낮추게 된다. 화자가 매우 조용한 공간에서 말을 멈출 때, 보코더 레이트는 1/4 또는 1/8 음성 코딩 레이트로 자율적으로 떨어지게 된다. 그러나, 예를 들어, 화자가 시끄러운 레스토랑 또는 건설 장소에서 말을 멈춘다면, 배경 잡음이 음성으로서 검출되어 인코딩되므로 보코더는 음성 코딩의 최대 레이트 이하로 떨어지지 않는다.

셀룰러 전화가 확인 응답의 수신을 무한정 기다리도록 설계되지 않아야 하므로, 셀룰러 전화는 최대 응답 시간 이상을 기다리지 않도록 설계되어 있다. 따라서, 몇몇 포맷 규격에서 확인 응답을 포함하는 제어 메시지 데이타는 최대 응답 시간이 경과하기 전에 전송되도록 요구된다. 예를 들어, 전자 통신 공업 협회, PN-3118, 밸럿 버젼의 셀룰러 CDMA 포맷 규격에서, 이동국(10)은 200ms 이내에 확인 응답을 전송해야 하고 기지국(20)은 400ms 이내에 확인 응답을 전송해야 한다. 각 프레임의 지속 기간이 20ms라고 하면, 기지국(20)은 20개의 프레임이 경과하기 전에 확인 응답을 전송해야 한다.

최대 응답 시간 이전에 확인 응답을 전송하기 위해서, 전형적으로, 보코더는 제어 메시지의 즉시 전송을 위한 공간을 만들도록 강제적으로 1/2 레이트와 같은 보코딩 레이트로 되어야 한다. 강제적으로 보코더가 최대 레이트보다 낮은 레이트로 동작하도록 하는 것은 최대 레이트를 요구하는 특성을 갖고 있는 음성에 대한 코드화된 음성 데이타의 품질을 떨어뜨리게 된다. 예를 들어, 전체 셀룰러 무선 전화 통화가 시끄러운 레스토랑 또는 건설 현장에서 행해진다면, 보코더는 자율적으로 최대 음성 코딩 레이트 이하로 되지 않는다. 보코더가 최적 전송을 위해 최대 레이트로 동작하기를 원할 때, 보코더는 최대 레이트보다 너무 아래로 되지 않아야 하며, 그렇지 않으면 전송이 현저하게 열화된다. 따라서, 음질의 현저한 열화를 방지하기 위해서는 보코더를 강제적으로 더 낮은 레이트로 하는 것을 피해야 한다.

본 발명은 보코딩 레이트가 감소되는 것을 기다림으로써, 보코더가 강제적으로 더 낮은 레이트로 되는 것과 코드화된 음성 데이타의 품질이 떨어지는 것을 피하고자 하고 있다. 본 발명은 최대 응답 시간 동안 보코딩 레이트가 감소되는 것을 기다리고, 보코더의 보코딩 레이트의 자율적 저하를 이용하여 제어 메시지들을 전송한다. 최대 응답 시간의 끝부분 근처에서, 보코딩 레이트의 자율적 저하에 의해 제어 메시지들을 위한 충분한 공간이 생성되지 않은 경우, 보코더는 강제적으로 보다 낮은 레이트로 되고, 이어서 남은 제어 데이타가 최대 응답 시간이 끝나기 전에 전송된다. 따라서, 최적 음성 인코딩이 달성되면서 최대 응답 시간이 경과하기 전에 제어 메시지가 전송되게 된다.

게다가, 더 낮은 보코딩 레이트에 의해 발생된 공간으로 제어 메시지를 전송함으로써, 스펙트럼이 유지될 수 있고 스프레드 스펙트럼 포맷에서 다른 셀룰러 전화 사용자들과의 간섭이 감소될 수 있다. 이것은 사용자들이 스프레드 스펙트럼 포맷에서 동일한 밴드의 주파수들을 공유하기 때문이다.

제2도는 전송되는 프레임의 타이밍도이다. 최적 음성에 필요한 보코더 레이트는 각 프레임에 대해 곡선(310)으로 도시되어 있다. 이러한 실례로 도시된 바와 같이, 프레임(1, 2 및 3) 동안, 음성은 최적 음성 코딩을 위해 최대 음성 코딩 레이트를 요구하는 특성을 갖는다. 그러나, 예를 들어, 프레임(4)에서, 음성은1/2 레이트의 음성 코딩을 필요로 하는 특성을 가진다. 따라서, 제어 메시지 데이타 비트(320)의 일부는 코드화된 음성 데이타와 함께 프레임(4)에 삽입될 수 있다. 게다가, 프레임(5 및 6)에서 음성 특성은 1/4 레이트 음성 코딩을 요구하고 제어 메시지 데이타 비트(320)의 일부는 프레임(5 및 6)에 삽입될 수 있다. 제2도의 프레임(7 내지 20)에서, 음성 특성은 다시 최대 레이트의 음성 코딩을 요구한다. 예를 들어, 음성은 건설 현장에서 발생할 수 있고 화자는 프레임(3) 후에 말을 멈출 수 있다. 그러나, 프레임(7)에서, 시끄러운 수동 착암기와 같은 건설 장비가 보코더에 의해 음성으로서 검출되어 최대 음성 코딩 레이트를 요구하는 배경 잡음을 발생시키는 동작을 시작할 수 있다. 프레임(20)까지, 보코더 레이트는 메시지 데이타의 모든 비트를 전송하기에 충분하도록 저하되지 않았다. 따라서, 메시지 데이타의 남은 데이타(330)은 프레임(20)에서 전송되고, 보코더의 음성 코딩 레이트는 프레임(20) 동안 강제적으로 낮은 레이트로 된다.

제3도는 제어 메시지 및 코드화된 음성 데이타를 다중화하기 위한 무선 송신기 장치의 블록도이다. 보코더(110)은 코드화되는 음성의 특성에 따라 가변 레이트 데이타를 코드화 한다. 멀티플렉서(120)은 코드화된 음성 데이타를 가변 레이트 보코더(110)으로부터 수신하고 안테나(140)을 통해 공중으로 전송하기 위해 송신기(130)으로 코드화된 음성 데이타를 전송한다. 멀티플렉서(120)은 전송을 위해 코드화된 음성 데이타와 함께 제어 소스(160)으로부터의 제어 메시지(150)을 다중화한다. 송신기(130)은 코드 분할 다중 액세스 (CDMA) 송신기일 수 있다.

멀티플렉서(120)이 코드화된 음성 데이타에 충분한 제어 메시지 데이타(150)을 삽입할 수 없을 때, 멀티플렉서(120)은 가변 레이트 보코더(110)을 강제적으로 보다 낮은 음성 코딩 레이트로 되게 한다. 더 낮은 음성 코딩 레이트에서, 프레임은 더 낮은 레이트의 코드화된 음성 데이타 및 제어 메시지의 비트 모두를 전송하기 위한 공간을 갖고 있다.

제4도는 본 발명에 따른 멀티플렉서(120)의 상세한 블럭도이다. 스위치(210)은 코드화된 음성 데이타를 가변 레이트 보코더(110)으로부터 전송하거나 제어 메시지(150)을 멀티플렉서(120)의 출력 라인(220)으로 전송한다. 프레임 카운터(230)은 출력 라인(220) 상에서 스위치(210)에 의해 전송된 제어 메시지의 비트를 카운트한다. 데이타 카운터(240)은 스위치(210)에 의해 전송된 프레임을 카운트한다. 스위치(210) 및 가변 레이트 보코더(110)의 최대 레이트는 소정의 수의 프레임이 경과하기 전에 전체 제어 메시지(150)이 전송되도록 하기 위해 프레임 카운터(230) 및 데이타 카운터(240)의 카운트에 기초하여 제어 회로(250)에 의해 제어된다. 멀티플렉서(120)은 반복되는 시간 단위로서 각 프레임을 발생시킨다고 가정되기 때문에, 제어는 또한 소정의 수의 프레임 또는 최대 응답 시간이 경과하기 전에 전송된다. 만일 프레임이 반복되는 시간 단위를 나타내지 않는다면 프레임 카운터(230),은 예를 들어, 시간 카운터(time counter)에 의해 대체될 수 있다.

프레임 카운터(230) 및 데이타 카운터(240)이 스위치(210)이 소정의 수의 프레임이 경과하기 전에 제어 메시지(150)의 남은 비트를 전송할 수 없다는 것을 표시할 때, 제어 회로(250)은 가변 레이트 보코더(110)을 최대 음성 코딩 레이트보다 낮은 최대 레이트가 되게 한다. 보코더가 음성을 코드화하는데 사용될 때, 가변 레이트 보코더(110)은 통상 최대 레이트 또는 1/2 레이트, 1/4 레이트, 1/8 레이트, 1/16 레이트 등과 같이 2의 배수로 나눠진 레이트로 동작한다. 본 발명에서, 가변 레이트 보코더(110)은 음성 특성이 낮은 레이트를 요구할 때 자율적으로 최대 레이트보다 더 낮은 레이트로 저하된다. 보코더에 대한 1/2 레이트가 통상 최대 레디트보다 낮은 다음 레이트이기 때문에, 최대 레이트로부터 1/2 레이트가 되게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 1/4 레이트. 1/8 레이트 등과 같이 1/2 보다 낮은 레이트들로 되게 하더라도, 감소된 성능으로, 보코딩은 여전히 일어난다.

본 발명에 따르면, 무선 전화 통신 시스템의 이동국 및 기지국 모두 음성 코딩 레이트 제어를 구현할 필요는 없다. 그러나, 멀티플렉서는 모두 음성 코딩 레이트 제어를 구현할 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예가 실례로 코드 분할 다중 액세스 (CDMA) 형식, 스프레드 스펙트럼 포맷을 개시하더라도, 본 발명은 시분할 다중 액세스 (TDMA)를 포함하는 다른 형식의 디지탈 무선 통신 포맷에도 적용될 수 있다.

제5도 및 제6도는 본 발명에 따라 실행되는 방법을 설명하는 플로우챠트이다. 간단히 말하여, 제5도 및 제6도를 참조하면, 본 발명은 단계(670)에서 프레임의 가용 공간을 이용한다. 단계(690)은, 차후 프레임들이 최대 응답 시간이 끝나기 전에 남은 제어 메시지 데이타를 1/2 레이트로 전송하는데 사용 가능한 충분한 공간보다 더 많은 공간을 갖고 있는지를 결정하기 위해 검사한다. 차후 프레임들이 남은 제어 메시지 데이타를 전송하기 위해 사용 가능한 충분한 공간을 갖고 있지 않다면, 최대 응답 시간이 끝나기 전에 제어 데이타를 전송하기 위해 단계(710)에서 보코더를 적어도 1/2 레이트가 되게 한다.

단계(690)에서 실행되는 결정의 일례로, 셀룰러 무선 전화 포맷이 제어 메시지가 각각 20ms의 단위 길이를 갖고 있는 프레임에서 400ms 내에 완전하게 전송될 것을 요구한다고 가정하자. 140 바이트의 제어 메시지가 기지국으로부터 이동국으로 전송되기 위해 수신되고, 이러한 메시지가 확인 응답을 요구한다고 가정하면, 메시지는 400ms 이내에 완전하게 전송되어야 한다. 따라서, 140 바이트의 제어 메시지는 제어 메시지 비트 카운터에 저장되야 할 1120 비트로 구성되는데, 그 이유는 140 바이트 × 8 비트/바이트 = 1120 비트이기 때문이다. 게다가, 제어 메시지가 전송되기 위해 필요한 프레임의 수는 20 프레임인데, 그 이유는 400ms를 20ms/프레임으로 나누면 20 프레임이 되기 때문이다. 따라서, 프레임 카운터는 초기에 20 프레임으로 설정될 것이다. 이러한 일례에서, 그 후 단계(690)은 1/2 레이트 또는 더 낮은 레이트로 제어 메시지를 전송하는데 필요한 프레임의 수를 결정할 것이다. 각 프레임이 데이타 전송을 위해 총 172개의 가용 비트를 갖고 있다면, 1/2 레이트로는, 각 프레임에서 86개의 비트가 제어 메시지 전송을 위해 사용 가능하다. 따라서, 1120 비트의 메시지는 전송을 위해 1/2 레이트 또는 더 낮은 레이트의 음성의 14개의 프레임을 요구하는데, 그 이유는 1120/86 = 14 이기 때문이다. 최대 응답 시간동안 20개의 프레임이 메시지를 전송하는데 사용 가능하기 때문에, 단계(690)은 첫 번째부터 적어도 6번째 프레임까지는 보코더를 최대 레이트로 유지할 수 있다. 7번째 프레임에서, 보코더가 자율적으로 최대 레이트보다 낮은 레이트로 되지 않았었다면, 단계(690)은 제어 메시지 데이타를 전송하기 위해 강제적으로 보코더가 최대 레이트보다 더 낮은 레이트가 되게 할 필요가 있다. 그러나, 첫 번째에서 6번째 프레임들 중 어느 하나의 프레임 기간 동안 보코더가 자율적으로 1/2 레이트로 되었었다면, 1120의 제어 메시지 비트 중 86개의 비트가 전송되었을 것이므로, 단계(690)은 7번째 프레임에 대해 보코더를 강제적으로 최대 레이트보다 더 낮은 레이트가 되게 할 필요는 없다. 따라서, 단계(690)은 최대 응답 시간 또는 프레임 수의 끝부분 이전에 남은 제어 메시지 데이타를 전송하는데 충분한 프레임이 사용 가능하다는 것을 보장한다.

단일 제어 메시지의 전송을 위한 제5도 및 제6도의 방법은 더 상세하게 다음과 같이 동작한다. 초기 시작 단계(600)후, 단계(610)에서 새로운 제어 메시지가 제어 소스로부터 수신되었는지를 결정한다. 제어 메시지가 전송을 위해 수신되지 않았다면, 단계(610)은 단계(620)으로 진행되고 여기서 어떠한 제어 메시지 비트도 삽입하지 않고 프레임을 전송하도록 스위치에 의해 코드화된 음성 데이타가 전송된다. 그 후 단계(620)은 단계(610)의 처음으로 다시 진행된다.

단계(610)이 전송될 새로운 제어 메시지가 있다고 결정하면, 프레임 카운터(230)이 단계(640)에서 설정된다. 단계(640)은 제어 메시지가 전송되기 위해 필요한 프레임의 수에 의해 표시되는 최대 응답 시간으로 프레임 카운터(230)을 설정한다. 따라서, 각 프레임이 동일한 단위 길이라고 가정하면, 멀티플렉서에 의해 전송된 프레임 카운트는 제어 메시지 데이타가 전송되어야 하기 전의 시간의 기간을 결정할 것이다. 그 후, 제어 메시지의 비트 수가 결정되고 이러한 비트 수는 데이타 카운터(240)에서 단계(630)에 의해 설정된다.

단계(630) 후에, 단계(650)은 프레임 카운터를 1씩 감소시킴으로써 멀티플렉서에 의한 프레임의 전송에 대비한다. 그 후, 단계(660)에서, 보코더로부터 수신된 코드화된 음성 데이타의 비트 수가 결정된다. 코드화된 음성 데이타의 이러한 비트수는 프레임 내에서 사용 가능한 비트의 수를 결정하기 위해 빈 프레임(empty frame)의 비트 수로부터 감산된다. 그 다음, 단계(660) 후에, 단계(670)은 다(600)이 비트가 프레임에서 사용 가능하다고 결정하면, 프레임의 사용 가능한 비트에 제어 메시지 비트를 삽입한다. 그 다음, 단계(680)은 전송될 프레임에서 단계(670)에 의해 삽입된 제어 메시지 비트의 수만큼 데이타 카운터(240)을 감소시킨다. 그 후, 단계(680)의 끝부분에서, 프레임은 멀티플렉서로부터 전송된다.

단계(680) 후에, 단계(690)은 전송될 다음 프레임을 위해 필요한 보코더 레이트를 결정한다. 단계(690)은 최대 응답 시간이 끝나기 전에 남은 제어 메시지 비트를 전송하는데 충분한 프레임이 사용 가능한지를 결정한다. 단계(690)은 프레임 카운터가 1/2 레이트로 코드화된 음성 데이타와 함께 제어 메시지 비트 카운터에 의해 표시되는 남은 제어 메시지 비트의 수를 전송하는데 충분한 프레임 이상의 프레임이 사용 가능하다는 것을 표시하는지를 결정한다. 충분한 프레임 이상의 프레임이 사용 가능하다면, 단계(690)은 단계(700)으로 진행하여 보코더가 최대 레이트로 동작하게 한다. 그러나, 보코더가 최대 레이트보다 낮은 레이트로 되야 한다면, 단계(690)의 제어는 보코더가 더 높은 레이트가 되도록 해서는 안된다.

단계(690)이 남은 제어 메시지의 비트 수를 1/2 레이트로 전송하는데 충분한 프레임이 사용 가능하지 않다고 결정한다면, 단계(690)은 단계(710)으로 진행되고 여기서 보코더는 다음 프레임에 제어 메시지 비트를 삽입하기 위한 공간을 보증하기 위해 강제적으로 1/2 레이트로 된다. 그러나, 보코더가 1/4 레이트와 같이 훨씬 더 낮은 레이트로 되야 한다면, 단계(690)의 제어는 보코더를 더 높은 레이트가 되도록 해서는 안된다.

단계(710) 후에, 단계(720)은 제어 메시지 비트 카운터가 0으로 떨어졌는지를 검사함으로써 제어 메시지 비트가 남아 있는지를 결정한다. 제어 메시지 비트가 남아 있다면, 흐름은 계속해서 단계(650)으로 진행되어 코드화된 음성 데이타와 함께 제어 메시지를 전송한다. 그러나, 단계(720)이 제어 메시지가 완전하게 전송되었고 남아 있는 제어 메시지가 없다고 결정한다면, 흐름은 단계(610)의 시작으로 진행되고 여기서 새로운 제어 메시지가 전송되기 위해 획득될 수 있다.

새로운 제어 메시지가 이전에 발생된 제어 메시지가 전송되기 전에 발생된다면, 단계들(810, 820, 830, 840, 850 및 860)이 본 발명의 더 진보된 실시예에서 사용된다. 이러한 단계들은 새로운 메시지가 또한 그 자신의 개별적인 소정의 수의 프레임이 경과하기 전에 전송되도록 보장한다. 예를 들어, 제2 제어 메시지가 제1 제어 메시지보다 하나의 프레임 뒤에 수신된다고 가정하자. 그러면, 제2 제어 메시지의 소정의 수의 프레임은 제1 제어 메시지의 소정의 수의 프레임보다 한 프레임 후에 끝날 것이다. 단계들(810, 820, 830, 840, 850 및 860)이 없다면, 제2 제어 메시지는 제1 제어 메시지를 전송한 후에 제2 제어 메시지 전체를 전송하기 위해 단지 한 프레임만을 할당받을 수 있을 것이다.

단계(810)은 메시지의 전송 기간 동안 새로운 메시지가 전송되기 위해 수신되는지를 검사한다. 새로운 메시지가 전송을 위해 수신되면, 단계(820)은 새로운 제어 메시지가 전송되어 지기 위해 필요한 프레임의 수로 새로운 프레임 카운터를 설정한다. 그 후 단계(850)은 이전 메시지 또는 메시지들이 송출된 후에 1/2 레이트로 최대 응답 시간 내에 새로운 제어 메시지가 전송될 수 있는지를 결정한다. 새로운 제어 메시지가 제1 제어 메시지보다 한 프레임 후에 수신되는 경우, 단계(850)은, 예를 들어, 새로운 제2 제어 메시지가 오직 하나의 프레임에서 1/2 레이트로 전송될 수 있는지를 결정해야 한다. 만일 새로운 제2 제어 메시지가 최대 응답 시간 내에 전송될 수 없다면, 단계(850)은 단계(860)으로 진행한다. 단계(860)은 이전에 수신된 메시지의 기존의 프레임 카운터를 전송될 모든 메시지를 전송하는데 필요한 프레임의 수 만큼 감소시킨다.

전송되기 위해 수신된 새로운 제어 메시지들이 없는 경우 단계(820) 이후, 새로운 제어 메시지를 전송하기 위해 충분한 시간이 사용 가능한 경우 단계(850) 이후 그리고 단계(860) 이후에 단계(720)은 실행된다. 상기의 복수개의 메시지가 없는 보다 단순한 실시예의 논의에서 상술된 바와 같이, 단계(720)은 현재 전송되고 있는 제어 메시지에 대응하는 제어 메시지 비트 카운터가 현재 메시지가 완전하게 전송 되었다는 것을 표시하는지를 결정한다. 현재 전송되고 있는 제어 메시지가 완전하게 전송되었다면, 단계(830)은 어떤 다른 제어 메시지가 전송되기 위해 대기하고 있는지를 검사한다. 전송되기 위해 대기하고 있는 제어 메시지가 없다면, 단계(830)은 단계(620)으로 진행되고 여기서 전송되야 할 새로운 제어 메시지의 수신을 기다리기 위해 루프가 발생한다. 전송되기 위해 대기하고 있는 제어 메시지가 있다면, 단계(840)은 그 대기하고 있는 제어 메시지가 전송되야 할 현재 제어 메시지가 되도록 설정한다. 이어서, 단계(630)은 전송되야 할 제어 메시지의 비트의 수로 제어 메시지 비트 카운터를 설정하고, 그 후 메시지는 상기의 복수개의 메시지가 없는 단순한 실시예의 논의에서 상술된 바와 같이 전송된다.

본 발명의 멀티플렉서의 스위치 및 카운터는 응용 특수 집적 회로 (ASIC) 또는 이산 부품에 의해 구성될 수 있다. 게다가, 멀티플렉서는 디지탈 신호 프로세서의 일부일 수 있고 고속 실행 마이크로프로세서에서 구현될 수도 있다. 디지탈 신호 프로세서가 사용된다면, 디지탈 신호 프로세서는 제5도 및 제6도의 플로우챠트에 따라 구현될 수 있다.

본 발명은 스프레드 스펙트럼 형식 포맷의 트랜시버와 함께 구현될 때 다른 사용자들과의 간섭을 감소시킬 수 있는 부가적인 장점을 가진다. 스프레드 스펙트럼 트랜시버들은 단일 주파수 채널 상으로 음성 채널을 전송하는 다른 시스템들과는 달리 다수의 임의 변경 주파수들 상에서 단일 음성 채널을 전송한다. 스프레드 스펙트럼 포맷에서, 다른 사용자들로부터의 몇몇 주파수들은 서로 중첩하거나 간섭하게 된다. 그러나, 모든 주파수들이 그러한 혼선에 의해 완전히 손상되지는 않을 것이고 전송은 의사 임의 복조 후에 신뢰감 있게 수신될 수 있다. 보통의 시스템에서, 하나의 주파수 채널은 전체 전송 기간 동안 한 사용자에게 할당된다. 이러한 보통의 시스템들에서, 보코더는 최대 음성 코딩 레이트로 연속적으로 동작하는데, 그 이유는 소정의 통신 또는 대화를 위해 사용자에게 완전히 할당된 채널 상에서 보다 적은 데이타를 전송할 이유가 없기 때문이다. 그러나, 스프레드 스펙트럼 포맷에서는, 모든 사용자들이 동일한 밴드의 주파수들을 공유한다. 따라서, 음질의 감소가 발생하지 않을 경우, 보코더에 의한 보코딩 레이트를 감소시키기 위해 인센티브(incentive)가 존재한다. 스프레드 스펙트럼 포맷들은 보코더가 최대 레이트 보다 더 낮은 레이트로 동작되고 또한 다른 사용자들과의 혼선을 감소시킬 때 제어 메시지 데이타를 삽입하는 기회를 제공한다.

게다가, 본 발명에서, 하나의 무선 전화가 전송 손실 등으로 인해 손실된 제어 메시지 수신을 위해 무한정 대기하는 것을 방지하기 위해, 송신기가 최대 응답시간 내에 제어 메시지를 전송하도록 프로그램되고, 수신기가 이러한 최대 응답 시간 내에 그러한 제어 메시지 데이타의 수신을 기다리도록 프로그램된다. 따라서 제어 메시지는 최적 음성 인코딩이 성취되는 동안 최대 응답 시간이 경과하기 전에 전송된다.

지금까지, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 관하여 상세하게 기술하였지만, 이 설명은 단지 예에 불과하고, 제한적 의미로 해석되지 않는다. 또한, 본 분야에 숙련된 기술자들은 본 발명의 실시예를 여러 가지 형태로 수정 및 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 양호한 실시예가 무선 전화를 도시한 것이더라도, 본 발명은 위성 통신 시스템들, 또는 와이어라인 또는 광 섬유 링크와 같은 육지 기준 시스템들에서도 구현될 수 있다.

Claims (10)

1. 미지 양의 음성 및 소정의 시간이 경과하기 전에 전송해야 할 기지양의 메시지 데이타를 다중화하기 위한 방법에 있어서, (a) 최적으로 코드화된 음성 데이타를 생성하도록 최대 레이트와 최대 레이트보다 낮은 레이트들 중 하나의 레이트로 상기 미지 양의 음성을 가변 레이트 음성 코딩하는 단계; (b) 상기 단계 (a)의 상기 가변 레이트 음성 코딩이 최대 레이트로 동작할 때, 상기 최적으로 코드화된 음성 데이타를 전송하는 단계; (c) 상기 단계 (a)의 상기 가변 레이트 음성 코딩이 최대 레이트보다 낮은 레이트로 동작할 때, 상기 최적으로 코드화된 음성 데이타와 함께 상기 메시지 데이타의 일부분들을 전송하는 단계; (d) 상기 단계 (c)에서 상기 메시지 데이타의 일부분들을 전송한 후의 상기 기지 양의 메시지 데이타의 남은 양을 결정하는 단계; (e) 상기 메시지 데이타를 전송하는데 필요한 상기 소정의 시간이 경과하기 전의 남은 시간의 양을 결정하는 단계; 및 (f) 상기 단계 (d)에서의 상기 남은 시간의 양이 상기 단계 (e)에서의 상기 메시지 데이타의 남은 양을 최대 레이트보다 낮은 레이트로 전송하는 것을 완료하는데 필요한 최소 시간의 양일 때, 상기 단계 (a)의 상기 가변 레이트 음성 코딩을 최대 레이트보다 낮은 레이트가 되게 하는 단계를 포함하는 다중화 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 메시지 데이타의 남은 양을 결정하는 상기 단계 (d)는 상기 단계 (c)에서 전송된 상기 메시지 데이타의 일부분들을 카운트하는 단계 (d1)을 더 포함하는 다중화 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 단계들 (b) 및 (c)는 동일한 단위 길이의 프레임들을 전송하고; 상기 메시지 데이타를 전송하는데 필요한 상기 소정의 시간이 경과하기 전의 남은 시간의 양을 결정하는 상기 단계 (e)는 상기 메시지 데이타의 수신 이후에 전송된 프레임들을 카운트하는 단계 (e1)을 더 포함하는 다중화 방법.
4. 미지 양의 음성 및 소정의 시간이 경과하기 전에 전송해야 할 기지양의 메시지 데이타를 다중화하기 위한 장치에 있어서, 코드화된 음성 데이타를 생성하도록 상기 미지 양의 음성을 수신하여 최대 레이트와 최대 레이트보다 낮은 레이트들 중 하나의 레이트로 코드화하는 가변 레이트 보코더; 및 상기 가변 레이트 보코더에 연동 접속되어, 상기 가변 레이트 보코더가 최대 레이트로 동작할 때 상기 코드화된 음성 데이타를 전송하고, 상기 가변 레이트 보코더가 최대 레이트보다 낮은 레이트로 동작할 때 상기 코드화된 음성 데이타와 함께 상기 메시지 데이타의 일부분들을 전송하는 멀티플렉서를 포함하며; 상기 멀티플렉서는 상기 기지 양의 메시지 데이타의 남은 양을 결정하도록 구성된 잔여 메시지 데이타 회로(remaining message data circuit); 상기 메시지 데이타 전송에 필요한 상기 소정의 시간이 경과하기 전의 남은 시간의 양을 결정하도록 구성된 잔여 시간 회로; 및 상기 가변 레이트 보코더, 상기 잔여 시간 회로 및 상기 잔여 메시지 데이타 회로에 연동 접속되어, 상기 잔여 시간 회로에 의해 표시된 상기 남은 시간의 양이 상기 잔여 메시지 데이타 회로에 의해 표시된 상기 메시지 데이타의 남은 양을 최대 레이트보다 낮은 레이트로 전송하는 것을 완료하는데 필요한 시간의 최소량일 때, 상기 가변 레이트 보코더가 최대 레이트보다 낮은 레이트로 되게 하는 제어회로를 포함하는 다중화 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 잔여 메시지 데이타 회로는 상기 전송된 메시지 데이타의 일부분들을 카운트하도록 연동 접속된 데이타 카운터를 포함하는 다중화 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 잔여 시간 회로는 상기 메시지 데이타의 수신 이후에 경과된 시간을 카운트하도록 연동 접속된 타임 카운터를 포함하는 다중화 장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 멀티플렉서는 동일한 단위 길이의 프레임들을 전송하고; 상기 잔여 시간 회로는 상기 메시지 데이타의 수신 이후에 상기 멀티플렉서에 의해 전송된 프레임들을 카운트하도록 연동 접속된 프레임 카운터를 포함하는 다중화 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 멀티플렉서는 또 다른 메시지 데이타의 또 다른 수신 이후에 전송된 각 프레임을 카운트하도록 구성된 또 다른 프레임 카운터를 더 포함하고; 상기 제어 회로는 상기 프레임 카운터 및 상기 또 다른 프레임 카운터에 연동 접속되어 상기 또 다른 메시지 데이타가 그것에 대응하는 다수의 프레임들이 경과하기 전에 전송될 수 있는지를 결정하고 상기 메시지들을 전송하는데 필요한 프레임의 수 만큼 상기 프레임 카운터를 감소시키는 다중화 장치.
9. 제4항에 있어서, 상기 다중화 장치는 상기 멀티플렉서에 연동 접속되어 상기 멀티플렉서로부터 전송된 상기 코드화된 음성 데이타 및 메시지 데이타를 전송하는 무선 송신기를 더 포함하는 다중화 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 무선 송신기는 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 송신기를 포함하는 다중화 장치.