KR100344513B1 - Tdma무선시스템에서의소프트에러보정 - Google Patents

Abstract

TDMA 셀룰러 전화 시스템에서, 에러 은폐 방법은 이전 음성 데이타 프레임을 반복시키는 종래 방법과 비교하여, 오류 채널 상태에 있는 음성 품질을 개선할 소프트 품질 측정에 기초된 파라메타 보간을 제공한다. 상세하게, 본 발명의 소프트 기법은 이전 및 현재 프레임 파라메타들의 가중된 조합을 사용하는데, 이때 상기 가중은 에러 가능성을 반영한다. 본 발명은 이진 감지에 기초된 하드 액션(hard action)에 비교하여 에러에 대한 마스킹을 개선할 것인데, 이는 특히 상기 이진 감지가 실패한 때, 또는 상기 수신된 프레임이 "양호한" 것으로 선언된 때에 그러할 것이다. 또한, 상기 방법은 비트레이트(bitrate)를 증가시키지 않고 파라메타에 기초된 소프트 정보를 역시 사용할 수 있다.

Description

TDMA 무선 시스템에서의 소프트 에러 보정{Soft Error Correction in a TDMA Radio System}

시분할 다중 액세스(Time Division Multiple Access: 즉, TDMA)로 동작하는 무선 시스템에서, 데이타 메시지와 제어 메시지들은 기지국과 하나 이상의 이동국간에 소정의 타임 슬롯(time slot) 상의 버스트(burst)로 송신된다. 상기 기지국과 이동국 양자 모두는 송신기측과 수신기기측(receiver side)을 갖는다. 상기 송신기측은 음성 코더(speech coder), 채널 코더 및 변조기를 포함한다. 상기 수신기측은 상웅부(corresponding unit), 즉 복조기, 채널 디코더 및 음성 디코더들을 포함한다.

이동국으로부터 기지국으로 송신될 음성은 이동국의 송신기측에서 음성 코딩되며, 관계된 액세싱 방법(TDMA)에 따라 버스트 형태로 채널 코딩되어 송신되기 전에 음성 프레임으로 분할된다. 그와 같은 송신 시스템에서, 상기 기법들이 사용되는 경우, 음성 신호는 예를 들어 20 ms의 프레임 레이트(frame rate)로 보통 프레임 순서에 따라 디지탈 데이타로 먼저 코딩되는데, 이는 8 kHz 샘플링 속도에서 160개의 샘플들에 해당한다. 다음으로, 상기 디지탈 음성 데이타는 채널 인코딩된 후 상기 채널을 통하여 송신된다. 수신기측에서, 상기 복조된 데이타는 채널 디코딩되며 만일 상기 데이타에 잡음이 섞인 경우 보정된다. 마지막으로, 상기 수신된 음성 데이타는 음성 디코더에 전달되는데, 상기 디코더는 상기 음성 데이타로부터 음성을 발생시킨다. 만일 상기 수신된 음성 데이타에 에러가 발생되었다면, 이는 결국 왜곡된 출력 음성을 가져온다.

그와 같은 시스템의 성능을 개선하기 위하여 사용되는 방법은 보통 에러 은폐 앨거리듬(error concealment algorithm) 또는 오류 프레임 마스킹 기법(bad frame masking technique)이라 지칭된다. 일반적으로, 에러 은폐 방법은 수신된 데이타 내의 송신 에러의 효과를 감소시키기 위하여 상기 음성 디코더에 입력된 음성 데이타를 조정한다. 이러한 기법들이 효과가 있는 경우, 상기 기법들은 정확한 품질 측정(quality measurement)에 크게 좌우된다. 에러가 발생된 것이 감지된 경우만 액션(action)이 취해진다. 음성 데이타를 제외한 에러 은폐 앨거리듬에 대한 입력은 상기 데이타의 "품질"에 대한 정보이다.

이동 통신용 글로벌 시스템(Global System for Mobile communication: GSM) 또는 어메리칸 디지탈 셀룰러(American Digital Cellular: ADC) 시스템과 같은 다양한 셀룰러 무선 시스템의 채널 디코더에 이른바 오류 프레임 표시자(Bad Frame Indicator: BFI)를 포함시키는 것이 잘 알려져 있다. 이러한 방법은 수신기측 상의 음성 디코더에 이진 신호 형태의 표시를 주는데, 이는 프레임 에러가 발생하였는가의 여부를 나타낸다.

1993년 6월 23일 출원되고 본 명세서에서 참고문헌으로 함께 사용된 "A Method and an Arrangement for Frame Detection Quality Estimation in the Receiver of a Radio Communication System"이라는 명칭의 미합중국 특허 출원 제 08/079,865호는 종래 기술의 BFI 표시에 대해 개선된 에러 은폐 방법을 개시한다. 상기 계류중에 있는 특허 출원의 방법은 GSM 또는 ADC 시스템에서 사용될 수 있으나, 상기 방법은 GSM 시스템을 배경으로 설명된다. 상기 계류중인 특허 출원의 방법은 예를 들어 앞서 언급된 BFI에 의하여 주어진 표시보다 더 양호하며 더 정확한 에러 표시를 얻기 위한 목적으로, 이른바 신경망(neural network)과 관련하여 수신기 신호 경로 내에서 사용가능한 소프트 정보(soft information)를 사용하므로써, 정보 프레임(음성 또는 데이타) 감지시 품질 평가를 개선시킨다. 그와 같은 신경망은 그 자체로서 알려져 있으나, 간단한 방식의 수신된 정보 프레임(음성 또는 데이타)에 대한 개선된 품질 평가를 제공하기 위하여 무선 수신기 내에 적용된다. 또한, 상기 계류중인 특허 출원의 방법은 예를 들어 음성 프레임 내의 주어진 블럭 또는 주어진 블럭의 일부분인 음성 프레임의 일부분에 대한 개선된 품질 평가를 이루기 위하여도 역시 적용될 수 있다.

전자 공업 협회 임시 표준 54(Electronic Industries, Association Interim Standard 54: EIA IS-54)에 따르는 노쓰-어메리칸(north American) 디지탈 셀룰러 시스템에서는, 에러 은폐 앨거리듬이 권장된다. 에러 음성 데이타 프레임을 감지하기 위하여 사용된 품질 측정은 CRC 플래그(CRC flag)이다. 만일 에러가 감지되지않으면, 상기 수신된 음성 데이타 프레임은 음성 디코더에 전달된다. 만일 상기 CRC 플래그가 최상 보호 클래스(most protected class) 1a 비트의 에러를 감지하면, 선행 음성 프레임 에너지와 스펙트럼(spectrum) 파라메타들이 반복되어 상기 음성 디코더에 전달된다. 상기 프레임에 대한 나머지 디코딩된 비트들은 변조되지 않고 상기 음성 디코더에 전달된다.

EIA IS-54의 제안된 에러 은폐 앨거리듬에서, 감지와 마스킹 기법 양자 모두는 하드 액션(hard action)에 기초된다. 상기 CRC가 에러를 감지한 때에는 앞서 받아들여진 프레임이 사용되거나, 또는 어떠한 CRC 에러도 감지되지 않은 때에는 현재의 음성 프레임이 사용된다. 그러나, (1) "양호"로 선언된 CRC인 경우는 영향 받지 않은 현재 프레임, 또는(2) CRC 에러가 감지된 경우는 선행 프레임을 사용하는 것이 가장 최적의 해결책이라는 것은 언제나 사실은 아니다.

상기 CRC 체크는 몇몇 비트(가장 민감한 클래스 1a 비트)에 기초된 어려운 판정이며, 다른 비트 내의 에러들을 감지하지 않는다. 또한, 상기 CRC가 상기 CRC 비트 내에만 존재하는 에러들을 감지하거나, 또는 가장 민감한 비트들 내에 에러가 있다할 지라도 에러 감지를 실패하는 것 역시 가능하다. 또한, 다른 더 강한 신호가 복조되는 것 역시 가능하다. 만일 올바르게 복조된다면, 어떠한 CRC 에러도 감지되지 않을 것이다. 만일 표시된다면, 이러한 경우 CRC 에러는 이러한 다른 더 강한 신호의 오류를 표시할 것이다.

EIA IS-54의 에러 은폐 기법이 상기 이진 판정 CRC 체크에 기초된 하드 액션이기 때문에, 상기 액션은 다른 파라메타 내의 에러 가능성을 반영하지 않는다. 파라메타 에러에 대한 더 정확한 표시와 마스킹 및 다른 파라메타들을 위한 액션의 구분(differentiation)은 가능하지 않다. 상기 양호한 선행 프레임과 가능한 현재의 에러 프레임 파라메타 사이의 소프트 혼합(soft mixture)은 쉽고 효과적으로 구현되지 않는다.

소프트 에러 은폐 기법을 사용하므로써, 음성 품질이 개선될 것이다. 만일 선행 및 현재 파라메타 집합들 사이의 소프트 혼합이 사용된다면, 상기 인식된 음성 품질은 개선된다. 이러한 유형의 오류 프레임 마스킹은 더 소프트한 에러 감지와 품질 측정을 요구한다. 또한, 만일 마스킹 양이 파라메타 전제 집합 또는 단일 파라메타에 대한 에러 가능성을 반영한다면, 상기 재생된 음성 품질도 역시 개선된다. 일반적인 문제는 소프트 품질 측정을 효과적으로 사용하는 소프트 마스킹 기법을 찾는 것이다.

발명의 요약

본 발명은 TDMA 무선 시스템의 에러 음성 데이타 프레임에 대한 인식된 음성 품질을 개선하기 위하여 파라메타 보간(interpolation)을 사용하는 방법에 관한 것이다. 상기 보간량은 에러의 가능성을 반영하는 품질 측정에 의하여 제어된다. 상기 보간은 선행 프레임과 현재 수신된 프레임으로부터의 파라메타들 사이에서 수행된다. 상기 소프트 품질 측정에 의해 평가된 에러 가능성이 더 큰 경우, 더 많은 고려[consideration, 가중(weight)]가 선행 프레임의 파라메타들에게 주어진다.

본 발명은 일반적으로 무선 시스템에서의 음성 데이타에 대한 보정에 관한 것으로, 특히 TDMA 셀룰러 전화 시스템(cellular telephone system)의 에러 음성 프레임 데이타를 개선하기 위한 방법에 관한 것이다.

제1도는 음성 프레임의 구성을 도시하는 다이어그램.

제2도는 무선 수신기의 블럭 다이어그램.

제3도는 본 발명의 동작을 설명하는데 유용한 챠트(chart).

제4도는 상태 머신(state machine)의 블럭 다이어그램.

제5도는 본 발명의 동작을 설명하는데 유용한 챠트.

제1도의 상단에는 GSM-권장(GSM-recommendation) 규정에 따라 본래 260 비트를 갖는 음성 프레임의 구성이 도시되는데, 이때 본 발명이 예를 들어 어메리칸 디지탈 셀룰러(ADC) 시스템과 같은 다른 시스템에 적용가능하기 때문에, 상기 음성 프레임은 도시된 실시예에서는 단지 예로서 사용된다.

상기 음성 프레임은 각각이 3개의 다른 클래스 중 하나를 정의하는 3개의 블럭으로 분할된다. 50 비트인 하나의 블럭은 클래스 1a에 할당되며, 132 비트인 하나의 블럭은 클래스 1b에 할당되고, 78비트인 나머지 블럭은 클래스 2에 할당된다. 상기 260 비트들은 상기 음성 코더로부터 전달되며, 음성 코딩 후 디지타이징(digitizing)된 음성을 형성한다. 이러한 종류의 또 다른 음성 프레임은 20 ms 후에 사용가능한데, 이는 결국 총 13 k비트/s의 비트 레이트의 결과가 된다.

클래스 1a : 송신 에러에 가장 민감하며 송신되어 디코딩된 음성의 명료함(intelligibility)에 관하여 가장 어려운 결과를 야기할 수 있는 비트(50 비트) 블럭. 상기 비트에서 에러가 발견된 때에는, 바로 선행한 것들의 많은 부분인 올바른 음성 프레임들이 GSM 권장안 06.11에 규정된 바와 같이 [다운토닝(downtoning)] 반복된다. 이러한 에러 감지는 제어 비트로서 상기 50 비트 데이타에 부가된 3개의 패리티 비트(parity bit)의 도움에 의해 이루어진다.

클래스 1b : 패리티 비트에 의하여 보호되지 않는 비트(132 비트)의 블럭. 4개의 비트들이 이른바 테일(tail) 비트로서 부가된다. 이러한 132 데이타 비트들은 송신 비트 에러 발생에 대한 명료성에 관하여 클래스 1a의 비트들처럼 민감하지 않다.

컨벌루션 코드(convolution code)는 상기 클래스 1a, 1b 블럭 내에 포함된비트 및 상기 3개의 패리티 비트와 4개의 비트 상에서 사용된다.

클래스 2 : 이러한 78 비트들은 가장 덜 민감한 비트들이며, 결코 클래스 1a와 1b의 경우에서 처럼 추가 비트들에 의하여 보호되지 않는다.

따라서, 음성 프레임 내의 3개의 블럭은 3개의 패리티 비트와 4개의 테일 비트는 별도로 하고 50 + 132 + 78 = 26O 비트를 갖는다. 상기 267(260 + 7) 비트들 중에서, 53 + 136 = 189 비트들은 1/2의 레이트로 컨벌루션 코딩된다; 즉, 또 다른 189 비트들이 부가된다.

따라서, 상기 채널 코더로부터의 음성 프레임은 총 378 + 78 = 456 개의 코딩된 비트들을 포함하는데, 이들은 공지된 방식으로 다수의 물리적 TDMA 프레임 내에 포함하기 위하여 보간될 수 있다.

제2도는 상기 개시된 방법이 관련된 시분할 다중 액세스(즉, TDMA)를 위한 무선 수신기의 일부분을 도시하는 블럭 다이어그램이며, 또한 상기 도면은 본 발명에 따른 배치를 역시 도시한다.

예를 들어, 이동 전화 장치의 수신기의 안테나(10)은 소정의 무선 채널을 통해 무선 신호를 수신한다. 이러한 채널을 통하여 송신된 상기 신호(데이타/음성 메시지)는 예를 들어 페이딩(fading)에 기인하여 크게 왜곡될 수 있는데, 이에 따라 TDMA 버스트는 크게 왜곡된 음성 프레임을 발생한다.

복조는 공지된 방식으로 주어진 무선 주파수(GSM 시스템에서는 865 - 935MHz)로 무선 수신기(11) 내에서 발생하는데, 이에 따라 기저대역(baseband) 변조된 신호를 얻게 된다. 상기 무선 수신기(11)로 인입되는 무션 신호의 레벨은 측정될 수 있으며, 제2도에서 s_m으로 참조된다.

기저대역 변조된 신호는 IF 범위 안으로 복조기(12) 내에서 복조되는데, 상기 복조기는 상기 인입 신호가 송신 동안 격게되는 다중경로 전파(multipath propagation)을 공지된 방식으로 보상하거나 보정하기 위한 이퀄라이저(equalizer)를 역시 포함한다. 예를 들어 피터비(Viterbi) 이퀄라이저가 이러한 점에서 사용될 수 있다.

상기 참조된 계류중인 특허 출원에서 더 자세하게 설명된 바와 같이, 이른바 소프트 정보는 상기 복조기(12)의 이퀄라이저로부터 얻어지는데, 이러한 소프트 정보는 사용가능하며 제2도에서 S_j로 참조된다. 이러한 소프트 정보는 특히 기저대역 신호에 대한 제1 예비 이퀄라이제이션(preliminary equalization)에 따라서 얻어진 정보로 구성될 수 있다.

디인터리버(deinterleaver, 13)은 복조기/이퀄라이저(12)의 출력에 접속되며, 상기 수신기를 위해 의도된 시분할 버스트를 공지된 방식으로 복구한다.

채널 디코더(14)의 주기능은 송신기측의 채널 코더에 의하여 수행된 동작에 반대로 수행하는 것인데. 즉 알려진 리던던트 비트(redundant bit)와 알려진 채널 코딩(즉, 컨벌루션 코드)로부터 송신된 정보를 복구하는 것이다. 또한, 예를 들어 상기 수신되어 디코딩된 정보 비트를 인코딩하고 그 결과를 상기 디인터리버(13)으로부터 수신된 비트와 비교하므로써, 상기 채널 디코더(14)는 상기 비트 에러 레이트(Bit Error Rate: BER)을 역시 평가할 수 있다. 상기 차이는 비트 에러 레이트에대한 측정이 된다. 또한, 상기 채널 디코더(14)는 이른바 오류 프레임 표시자 BFI인 전체 음성 프레임이 얼마나 오류 또는 잘못되었는가에 관한 측정을 역시 제공한다. CRC[주기적 리던던시 체크(Cyclic Redundancy Check: CRC)]라 불리는 이러한 양은 GSM-권장안 05.05에 규정된다. 따라서, 상기 수신되어 복조되고 이퀄라이징된 무선 신호 내의 상기 비트 에러 레이트(BER)에 대한 측정인 신호 s_b와 플래스 1a 블럭 내에 에러가 발생되었는가를 표시하는 S_crc가 상기 채널 디코더(14)로부터 복구될 수 있다. 또한, 다른 소프트값들은 후에 언급되는 바와 같이 역시 사용될 수 있다.

상기 디코딩된 프레임들은 소프트 에러 보정 수단(16)을 통하여 상기 채널 디코더(14)로부터 상기 음성 디코더(17)에 음섬 프레임 순서에 따라 차례로 전달된다. 상기 소프트 에러 보정 수단(16)은 양호하게도 소프트웨어로 구현되는 상태 머신(state machine)이며, 본 발명의 기능 수행을 담당하는 부분이다. 이동국의 음향 제생부(sound regeneration unit, 18)에 음성 신호를 전달하기 위하여, 수신된 음성 프레임의 완전한 합성은 음성 디코더(17)에서 이루어진다.

또한, 이른바 신경망 또는 몇몇의 다른 소프트값 계산기(15)가 이동국의 수신기측 상에 배치될 수 있는데, 이러한 망(net)은 예를 들어 앞서 언급된 프레임 표시자 BFI로 얻을 수 있는 것보다 상기 수신된 음성 프레임의 품질에 대한 더 양호하고 더 정확한 평가를 얻으려는 목적으로 상기 음성 디코더(17)과 상기 소프트 에러 보정 수단(16)과 함께 동작한다.

본 발명의 목적은 상기 CRC 플래그가 에러를 표시하지 않을 때 사용될 CRC플래그와는 다른 품질 측정 수단을 사용하고, 음성 프레임 데이타에 대한 보간에 의하여 소프트 프레임 마스킹을 행하므로써 상기 음성 품질을 개선하려는 것이다.

본질적으로, 상기 창안된 방법은 다음의 공식에 의하여 기술될 수 있다:

Pi(0) = IFUNC [ Pi(j), q(j), p(0), q(0) ]

Pi(0)은 j = 0인 현재 프레임의 보간된 파라메타이다. IFUNC는 보간 함수이며, Pi(j)는 j가 프레임 번호, 즉, j = -1, -2 …인 이전 프레임의 파라메타이고, q(j)는 이전 프레임에 대한 품질 측정이며, p(0)은 j = 0인 현재 프레임에 대해 수신된 파라메타이고, 또 q(0)은 j = 0인 헌재 프레임에 대한 품질 측정이다. 함수 Pi(0)은 임의 유형의 보간 함수일 수 있으며, 본 발명은 특정 보간 함수에 제한되지 않는다.

상기 보간 함수가 다른 파라메타들에 대해서는 다를 수 있다는 사실이 은연 중에 상기 공식에 함축되어 있다. 따라서, 본 발명이 여러 파라메타들 및 다른 보간 함수들을 사용할 수 있다. 본 출원에서 사용된 바와 같이, 상기 표현 파라메타값은 양자화(quantitization)되어 상기 송신기로부터 상기 수신기에 송신되는 상기 음성 디코더 프로세스의 계수를 의미한다. 보간양, 사용된 선행 파라메타 및 품질 측정 유형은 상기 파라메타에 좌우되며, 상기 방법은 각각의 파라메타에 대하여 개별적으로 최적화될 수 있다. 또한, 파라메타 또는 재구성된 신호에 대한 다른 유형의 에러 복구 기법(strategy)이 본 보간 방법과 관련되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 뒤에 설명될 상태 머신은 본 방법과 조합될 수 있다.

상기 보간은 결국 예를 들어 상기 음성 디코더가 기지국에 위치되는 때에 상기 음성 디코더에 의하여 직접적으로 사용될 수 있는 상기 파라메타 Pi(0)에 대한 재구성값의 결과를 가져올 수 있다. 또한, 상기 보간은 결과적으로 상기 파라메타에 대한 코드워드의 결과를 가져올 수 있는데, 이는 상기 음성 디코더에서 상기 파라메타값으로 디코딩되어 재구성될 것을 요구한다. 만일, 예를 들어, 상기 음성 디코더가 이동 서비스 교환 센터(Mobile service Switching Center: MSC)에 위치되며 상기 에러 은폐 앨거리듬이 기지국에서 사용되는 경우, 상기 에러 은폐 앨거리듬과 상기 음성 디코더들이 통신 채널에 의하여 분리되어 있다면, 상기 값들이 사용될 수 있다.

동일한 방법으로, 상기 보간 함수 Pi(j), q(j), p(0) 및 q(0)에 의하여 사용된 값들은 재구성값 또는 코드워드 중의 어느 하나일 수 있다. 만일 상기 값들이 코드워드라면 상기 보간 함수는 상기 디코딩과 재구성을 수행한다. 상기 디코딩은 보통 테이블을 참조(table lookup)로 수행된다.

상기 보간 함수는 선형적 또는 비선형적일 수 있다. 선형적인 경우, 상기 보간된 값은 선행 및 현재 프레임 파라메타들의 선형 조합이다. 선형 조합에서의 가중치(weight)는 상기 품질 측정에 의하여 제어된다. 아래에는 상기 선형 조합이 도시된다.

이때, wj는 상기 프레임 j에 대한 가중치이며, N은 사용된 선행 프레임의 수이다.

상기 가중치 wj는 상기 품질 측정 q(0)의 함수 w이다.

보통, 상기 가중치들의 합은

이다.

비선형 보간의 한 예는 상기 가중치들이 션행 파라메타 Pi(j)와 선행 품질 측정 q(j)의 함수로서 좌우되게 하는 것이다.

상기 품질 측정으로부터 상기 가중치들을 계산하기 위하여 사용된 함수는 계단 함수(step function)이다. 계단 함수는 양자화 프로세스와 유사한 참조 테이블로서 쉽게 구현된다. 2개의 가중치 wO과 w-1을 갖는 한 예가 주어질 수 있다. wO은 현재 프레임 파라메타에 대한 가중치이며 w-1은 선행 프레임 파라메타에 대한 가중치이다. w-1 = 1 - wO인데, 이때 상기 함수 wO[q(0)]은 제3도에 도시된다.

상기 테이블 참조 프로세스는 상기 입력 품질 측정 판정값 q1 - q4와 그에 관련된 가중치 wO(0) - wO(4)[wO(0) = 0.0, wO(4) = 1.0]을 저장하므로써 구현된다. 한편, 상기 계산 함수는 다음과 같이 구현된다.

상기 선형적인 경우, 상기 가중치 계산은 연속적인 매핑(mapping)에 의해 품질 측정을 트랜스포메이션(transformation)하여 가중치를 얻는 것이다.

주어진 예에서, q(0)에 대한 하이값(high value)은 올바르게 수신된 파라메타를 표시하며, 따라서, 상기 가중치 wO은 1.0이다. 로우값 q(0)은 낮은 신뢰도(reliability)를 표시하며, 상기 가중치는 0으로 설정된다. 상기 값들 사이에서, 상기 가중치들 상기 증가된 신뢰도를 반영하도록 상기 품질 측정에 따라서 단계별로 증가된다.

상기 CRC 플래그와 유사한 이진 판정은 이러한 가중치 계산을 오버라이딩(overriding, 논리적 OR)하거나 또는 상기 가중치 함수와 조합(더 유사한 논리적 AND)될 수 있다. 처음의 경우, 상기 가중치 계산은 단지 상기 이진 플래그가 올바르게 수신된 파라메타를 표시하는 때에만 사용된다. 두번째 경우, 상기 가중치 함수는 상기 품질 측정이 소정 임계값을 넘어선 때에 사용될 수 있다. 상기 임계 값 아래에서는, 상기 이진 플래그가 상기 가중치 계산을 오버라이딩한다. 이는 또한, 제3도의 계단 함수의 우측으로의 쉬프팅으로서 역시 구현될 수 있다. 그와 같은 경우, qjok가 제3도에서의 값과 동일한 때에는 상기 판정값 qj = qjok + s(flag)이며, flag = 1인 때에는 s(flag) = 쉬프트값 > 0이며, flag = 0인 때에는 s(flag) = 0이다. 이는 상기 CRC 플래그가 에러를 감지한 때, 즉 CRC flag = 1인 때에는, 동일한 가중치의 결과가 되도록 상기 파라메타에 대한 상기 품질 측정이 더 클 것을 요구한다는 것을 의미한다.

상기 품질 측정은 단일 파라메타 또는 다른 파라메타들의 조합 중의 어느 하나일 수 있다. 상기 측정의 정확도와 상기 측정과 에러의 가능성 사이의 높은 대응성[correspondence, 상관(correlation)]들이 중요한 특징이다. 상기 품질 측정은 전체 프레임, 상기 프레임의 서브블럭(subblock), 개별 파라메타 집합 또는 단일 파라메타에 대하여 유효할 수 있다.

다른 품질 측정(소프트 정보)을 조합하기 위하여, 신경망이 계류중인 특허 출원 제08/079,865호에 개시되고 제2도에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다. 그와 같은 경우, 다른 소프트값들은 단일 품질 측정을 형성하도록 트레이닝(training)된 신경망의 입력에 인가된다. 계류중인 특허 출원 제08/079,865호에 언급된 피터비 디코더 매트릭스, 평가된 BER, 신호 강도, 평가된 위상 에러, 무선 신호 레벨 및 CRC 플래그 값들을 제외한, 상기 신경망에 대한 입력으로서, 또는 품질 측정으로서 사용될 수 있는 상기 소프트 정보는 DVCC 플래그[DVCC = 디지탈 확인 색코드(Digital Varification Color Code)], 동기화 에러 및 평가된 페이딩 레이트이다. 상기 값들 중의 몇몇은 상기 프레임의 하나의 비트에 대한 것처럼 전체 프레임 및 다른 프레임들에 대하여 일일이(detailed) 유효하다. 하나의 비트에 대하여 유효한 상기 소프트값들은 한 파라메타 또는 파라메타들의 집합에 대해 단일 소프트값을 형성하기 위하여 조합될 수 있다. 이러한 조합은 아래에 도시된 가중된 선형적 조합으로서 개산될 수 있다.

이때, q(0)은 단일 파라메타 소프트값이며, B는 상기 파라메타의 비트수이고, w(i)는 각각의 단일 비트 소프트에 대한 가중치이며, 또 qb(i)는 상기 단일 비트 소프트값이다. 상기 조합의 가중치들은 상기 파라메타 내의 각각의 비트 품질의 특징의 중요성과 그들이 어떻게 최종 파라메타값에 기여하는가를 반영하도록 사용된다.

상기 에러 은폐 기법이 유용하게 사용되기 위한 상기 파라메타들은 연속적인 프레임들 또는 상기 프레임의 블럭들 사이에 몇몇의 상관을 갖을 것을 요구한다. 상기 방법은 어떠한 유형의 음성 코딩 기법에 대하여도 사용될 수 있다. EIA 임시 표준 54에서와 같은 CELP[코드 익사이티드 선형 예측, (Code Ericited Linear Predictive) 코덱(codec)은 예로서 사용될 수 있다. 그와 같은 코더에서, 이러한 에러 음폐 기법은 프레임 에너지 파라메타, LPC(선형 예측 코딩, Linear Prediction Coding) 파라메타, LTP(긴 간격 예측, Long Term Prediction) 파라메타 및 이노베이션 코드북 이득(innovation codebook gain)에 대해 사용될 수 있다. 상기 프레임 에너지와 상기 LPC 파라메타들은 보통 매 프레임마다 갱신되며, 따라서, 상기 보간 기법은 연속적인 프레임에 대하여 사용된다. 상기 프레임에 대한 단일 품질 측정 또는 각각의 파라메타들에 대한 품질 측정들이 그러한 경우 요구된다. 상기 LPC 파라메타 보간은 반사 계수(reflection coefficient), 로그 영역비(log area ratio), 라인 스펙트럴 프리퀀시(line spectral frequency) 또는 트랜스버설 필터 계수(transversal filter coefficient)와 같은 어떠한 도메인(domain)에서도 수행될 수 있다. 상기 LTP 예측 파라메타와 코드북 이득들은 보통 상기 프레임의 매 서브블럭(즉, 4개의 서브블럭)마다 갱신된다. 그러한 경우, 상기 보간은 연속적인 서브블럭에 대해 수행되며, 그에 따라 상기 블럭에 대한 단일 품질 측정 또는 각각의 파라메타에 대한 품질 측정들이 가중치 계산에서 요구된다.

오류 프레임 마스킹 기법을 구현하기 위한 한 방법은 8비트를 갖는 상태 머신과 조합시키는 것인데, 이는 제4도에 도시된다. 상기 상태는 매 프레임마다 갱신된다. 본 발명에 대한 특정 구현이 이제 제4도와 제5도를 참조하여 설명될 것인데, 상기 도면에는 본 발명이 상태 머신으로 구현되어 있다.

정규 상태는 상태 0이다. 상기 수신된 정보가 오류라고 간주될 때, 즉, (1) 상기 CRC 체크섬(checksum)이 정확하지 않을 때, 또는 (2) 상기 소프트 품질값이 임계값 Q1보다 낮을 때(제5도를 참조하시오), 또는 (3) 상기 프레임이 FACCH 데이타로 구성된 때에는 상기 상태 머신이 다음 상태로 진행한다. 본 출원에서 사용된 바와 같이, 상기 표현 품질값은 상기 블럭, 파라메타 또는 비트의 수신된 품질을 반영하는 측정을 의미한다. 만일 상기 소프트 품질값이 Q1보다 크나 Q3보다는 작다면, 상기 인입 프레임 데이타는 마지막으로 받아들여진 프레임으로 보간된다(제5도를 참조하시오). 그러나, 상기 보간된 프레임은 양호한 것으로 간주되며, 상기 음성 디코더는 상태 0으로 유지된다.

만일 양호한 프레임이 오류 프레임 후에 수신된다면, 상기 상태 머신은 상태 0으로 복귀하며, 그렇지 않은 경우는 다음 상태를 진행한다.

만일 6개의 연속적인 프레임이 오류라고 간주된다면, 상기 상태 머신은 상태 6으로 된다. 상태 0으로 복귀하기 위하여는 하나의 프레임이 반드시 양호한 것으로 간주되어야 한다.

다른 액션들은 상기 상태 머신이 어떤 상태에 있는가에 좌우되어 행해진다.

상태 0인 경우, 어떠한 액션도 행해지지 않는다.

상태 1인 경우, 상기 수신된 프레임 파라메타(RC 및 PLC1 - LPC10)들은 이전의 양호한 프레임의 파라메타들로 대체된다.

상태 1에서의 액션과 동일한 액션이 상태 2에서 행해진다.

상태 3인 경우, 프레임 파라메타의 대체가 다시 행해진다. 또한, R0의 값은 2만큼 감소되는데, 이는 프레임 에너지의 4 dB 감쇠(attenuation)의 결과를 가져온다.

상태 4인 경우, 상기 대체가 다시 행해지며, R0은 2만큼 다시 감소된다.

상태 4에서의 액션과 동일한 액션이 상태 5에서 행해진다. 상태 6인 경우, R0은 어떠한 음성 신호도 청취되지 않음을 의미하는 값 0으로 설정된다.

상태 7인 경우, R0은 여전히 0으로 설정된다.

위에 언급된 바와 같이, 제4도의 상태 머신은 단지 본 발명의 특정 구현에 대한 표현에 지나지 않으며, 본 발명은 제4도와 제5도에 도시된 상기 구성에 제한되지 않는다.

이제까지 본 발명이 양호한 실시예에 대해서 설명되었지만, 사용된 용어들은 제한적이기보다는 설명적인 용어들이며, 본 발명에 대한 변경들이 광범위한 특징내의 본 발명의 진정한 범위와 사상으로부터 벗어나지 않고 부가된 청구 범위의 범위 안에서 행해질 수 있다는 사실을 이해하여야만 한다.

Claims (20)

1. 현재 음성 프레임의 보간된 파라메타(interpolated parameter)를 결정하므로써, 컨벌루셔널 코딩(convolutional coding)을 사용하는 타입의 TDMA 무선 시스템에서 현재 음성 프레임의 품질을 개선하는 방법에 있어서,

   컨벌루셔널 코딩을 포함하는 상기 현재 음성 프레임에 대한 품질값과 선택된 파라메타값을 결정하는 단계;

   컨벌루셔널 코딩을 포함하는 적어도 하나의 제1 이전 음성 프레임에 대한 품질값과 선택된 파라메타값을 결정하는 단계, 및

   상기 현재 음성 프레임과 상기 제1 이전 음성 프레임의 적어도 상기 품질값과 상기 선택된 파라메타값을 사용하는 보간 함수를 사용하여 상기 현재 음성 프레임의 상기 보간된 파라메타를 계산하는 단계

   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 다른 이전 음성 프레임에 대한 품질값과 선택된 파라메타값을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 보간 함수는 선형 함수인 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 선형 보간 함수는 상기 현재 프레임의 품질값의 함수인 적어도 하나의 가중치를 포함하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 가중치는 참조 테이블(lookup table)로 구현된 계단 함수(step function)로부터 계산되는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 보간 함수는 비선형 함수인 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 비선형 함수는 상기 이전 음성 프레임의 상기 파라메타값과 품질값의 함수인 적어도 하나의 가중치를 포함하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 보간된 파라메타는 음성 디코더가 상기 현재 음성 프레임을 직접 사용할 수 있도록 재구성값들과 관련되어 사용되는 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 보간 함수는 코드워드(codewords)와 관련되어 사용되는 방법.
10. 제1항에 있어서, 다수의 파라메타값들 및 다른 보간 함수들이 사용되는 방법.
11. 컨벌루셔널 코딩을 사용하는 타입의 TDMA 신호를 수신하기 위한 무선 시스템에 있어서,

    채널 내로 컨벌루셔널 코딩되는 신호를 수신하기 위한 수단,

    상기 수신 수단에 의하여 수신된 상기 신호를 복조하기 위한 수단,

    상기 복조된 신호의 상기 채널을 음성 프레임으로 디코딩하기 위한 수단,

    상기 음성 프레임에 포함된 정보의 에러를 보정하기 위한 수단- 상기 정보 보정 수단은, 컨벌루셔널 코딩을 포함하는 현재 음성 프레임에 대한 품질값과 선택된 파라메타값을 결정하기 위한 수단, 컨벌루셔널 코딩을 포함하는 적어도 하나의 제1 이전 음성 프레임에 대한 품질값과 선택된 파라메타값을 결정하기 위한 수단, 및 상기 현재 음성 프레임과 상기 제1 이전 음성 프레임의 적어도 상기 품질값과 상기 선택된 파라메타값을 사용하는 보간 함수를 사용하여 상기 현재 음성 프레임의 보간된 파라메타를 계산하기 위한 수단을 포함함 -,

    상기 에러 보정 수단에 의하여 계산된 상기 보간된 값에 따라 상기 음성 프레임을 디코딩하기 위한 수단, 및

    상기 디코딩된 음싱 프레임에 따라 신호를 재생하기 위한 수단

    을 포함하는 무선 시스템.
12. 제11항에 있어서, 적어도 하나의 다른 이전 음성 프레임에 대한 품질값과 선택된 파라메타값을 결정하기 위한 수단을 더 포함하는 무선 시스템.
13. 제11항에 있어서, 상기 보간 함수는 선형 함수인 무선 시스템.
14. 제13항에 있어서, 상기 선형 보간 함수는 상기 현재 프레임의 품질값의 함수인 적어도 하나의 가중치를 포함하는 무선 시스템.
15. 제14항에 있어서, 상기 가중치는 참조 테이블로 구현된 계단 함수로부터 계산되는 무선 시스템.
16. 제11항에 있어서, 상기 보간 함수는 비선형 함수인 무선 시스템.
17. 제16항에 있어서, 상기 비선형 함수는 상기 이전 음성 프레임의 파라메타값과 품질값의 함수인 적어도 하나의 가중치를 포함하는 무선 시스템.
18. 제11항에 있어서, 상기 보간된 파라메타는 상기 디코딩 수단이 상기 현재 음성 프레임을 직접 사용하도록 재구성값과 관련되어 사용되는 무선 시스템.
19. 제11항에 있어서, 상기 보간 함수는 코드워드와 관련되어 사용되는 무선 시스템.
20. 제11항에 있어서, 다수의 파라메타값들 및 다른 보간 함수들이 사용되는 무선 시스템.