KR100396363B1 - 가변또는고정데이터속도에서디지탈통신채널의성능을측정하는방법및장치 - Google Patents

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Abstract

디지탈 통신 시스템 내에서 신호 전송 품질을 시험하기 위한 시스템 및 방법이다. 디지탈 데이터의 시험 시퀀스는 시험 데이터 발생 회로 (33) 에 의해 전송국 (16) 에서 발생된 다음, 수신국 (12) 에서 수신기 (40) 에 의해 수신되는 통신 채널을 통해 송신 변조기 (30) 에 의해 전송된다. 수신국 (12) 에서, 디지탈 데이터의 시험 시퀀스의 복제가 시험 데이터 복제 회로 (50) 에 의해 발생된다. 통신 채널을 통한 전송의 정확도는 수신된 시험 데이터 시퀀스에 디지탈 데이터의 시험 시퀀스의 복제를 비교기 (49) 에서 비교함으로써 결정된다.

Description

가변 또는 고정 데이터 속도에서 디지탈 통신 채널의 성능을 측정하는 방법 및 장치
통신 시스템은 소스 위치에서 물리적으로 떨어져 있는 사용자 목적지로 정보 신호의 전송을 가능하게 하도록 개발되고 있다. 아날로그 및 디지탈 방법 모두는 소스 및 사용자 위치를 링크하는 통신 채널을 통해 이와 같은 정보 신호를 전송하는데 사용되고 있다. 디지탈 방법은 아날로그 기술에 비하여 예를 들어, 채널 노이즈 및 간섭에의 향상된 면역성, 증가된 능력, 암호화의 사용으로 통신의 향상된 보안을 포함하는 몇 가지 장점을 제공한다.
소스 위치로부터 통신 채널을 통해 정보 신호를 전송하는데 있어, 정보 신호는 먼저 채널을 통한 효율적인 전송에 적합한 형태로 변환된다. 정보 신호의 변환 또는 변조에는 결과로 나타나는 변조된 반송파의 스펙트럼을 채널 대역폭 이내에 국한시키는 방법으로 정보 신호에 의거하여 반송파의 파라미터를 변화시키는 것을 포함한다. 사용자 위치에서, 초기의 메시지 신호는 채널을 통한 전파 다음에 수신된 변조된 반송파로부터 복제된다. 이와 같은 복제는 일반적으로 소스 송신기에 의해 이용된 변조 프로세스의 역을 이용함으로써 달성된다.
변조는 또한 다중 액세스, 즉 공통 채널을 통해 몇몇 신호를 동시에 전송하는 것을 용이하게 한다. 다중 액세스 통신 시스템은 흔히 통신 채널에의 연속적인 액세스 보다는 비교적 짧은 지속기간의 간헐적인 서비스를 필요로 하는 다수의 원격 가입자 장치를 포함한다. 한 세트의 가입자 장치로 짧은 시간에 걸쳐 통신을 가능하게 하도록 설계된 시스템을 다중 액세스 통신 시스템이라고 한다.
다중 액세스 통신 시스템의 특수한 형태는 확산 스펙트럼 시스템으로 알려져 있다. 확산 스펙트럼 시스템에서, 이용된 변조 기술로 통신 채널 내에서 넓은 주파수 대역을 통해 전송된 신호를 확산시키게 된다. 한 가지 유형의 다중 액세스 확산 스펙트럼 시스템은 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 변조 시스템이다. 시분할 다중 액세스(TDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 및 진폭 압축신장 단일 측대역과 같은 AM 변조 스킴과 같은 다른 다중 액세스 통신 시스템 기술은 당 기술분야에 공지되어 있다. 그러나, CDMA의 확산 스펙트럼 변조 기법은 다중 액세스 통신 시스템을 위한 이들 변조 기술에 비해 큰 장점이 있다. 다중 액세스 통신 시스템에서 CDMA 기술의 사용은 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 본 발명에 참조로 포함되는 미국특허 제4,901,307호, 발명의 명칭 "위성 또는 지상 중계기를 이용한 확산 스펙트럼 다중 액세스 통신 시스템"에 개시되어 있다.
상기 인용된 미국특허 제4,901,307호에서, 다중 액세스 기법은 송수신기를 각각 가진 다수의 자동차 전화 시스템 사용자가 CDMA 확산 스펙트럼 통신 신호를이용하여 위성 중계기 또는 지구 기지국을 통해 통신하는 것으로 개시되어 있다. CDMA 통신을 이용하는데 있어, 주파수 스펙트럼은 여러번 재사용될 수 있으므로, 시스템 사용자 용량이 증가한다. CDMA의 사용은 결국 다른 다중 액세스 기법을 이용하여 달성할 수 있는 것보다 훨씬 높은 스펙트럼 효율을 가져온다. CDMA 통신 시스템의 다른 예는 또한 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 본 발명에 참조로서 포함되는 미국특허 제5,103,459호, 발명의 명칭 "CDMA 셀룰러 전화 시스템에서 신호 파형을 생성하기 위한 시스템 및 방법"에 개시되어 있다.
더 상세하게는, 한 쌍의 위치 간에 CDMA 시스템에서의 통신은 고유한 사용자 확산 코드를 이용함으로서 채널 대역폭을 통해 각각 전송된 신호를 확산함으로써 달성된다. 특수한 전송 신호는 추출될 전송 신호와 연관된 사용자 확산 코드로 통신 채널에서의 합성 신호 에너지를 디스프레드 (despread) 함으로써 통신 채널로부터 추출된다. 전송된 신호는 다수의 "프레임"으로 분할되고, 이들 각각은 특정 수의 정보 비트를 포함한다. 일반적으로 다수의 소정 데이터 속도 중 임의의 데이터 속도로 각 프레임 내의 정보 비트를 송신할 수 있다.
확산 스펙트럼의 구현, 즉 CDMA, 특수한 지정학적 영역에 적합한 서비스를 제공할 수 있는 셀룰러 시스템은 일반적으로 시스템 성능에 영향을 미치는 많은 요인을 고려하고 있다. 예를 들어, 일반적으로 다른 인근 통신 시스템과의 협조 가능성은 물론 이용가능한 주파수 스펙트럼의 범위를 고려할 필요가 있다. 또한, 다양한 가입자 장치에 의해 발생된 열 노이즈와 간섭에 의해 가해진 제한이 고려될 필요가 있다. 간섭의 추정은 CDMA 시스템 내에서 특히 관심이 모아지고 있는데, 그이유는 셀룰러 커버리지 영역 내의 위치에 무관하게 동일한 대역폭을 통해 가입자 장치에 의해 전력이 전송되기 때문이다.
소정의 셀 내에서 특정 기지국 및 가입자 장치를 연결하는 통신 채널에 대한 간섭은 소정의 셀내에서 사용된 것과 같은 이웃하는 셀이 동일하거나 또는 인접하는 CDMA 무선 채널을 이용할 때 발생할 수 있다. 실제 조건 하에서 시스템 성능을 평가하기 위해, 선택된 수의 가입자 장치가 다양한 채널 간섭 수준을 평가하는 수단으로서 다수의 기지국으로부터 다양한 거리에 배치될 수 있다. 시스템 배치 동안, 기지국으로부터 다양한 거리에서 신호 전송의 품질은 가입자 장치 사용자에 의해 수신된 신호의 양적 특성화에 근거하여 결정될 수 있다. 다양한 시스템 파라미터(예를 들어, 전송 전력 레벨)는 이때 통신 품질을 향상시키기 위해 조정될 수 있다.
그러나, 특수한 형태의 정보(예를들어, 가변 또는 고정된 속도의 프레임 데이터) 를 전달하는 디지탈 통신 채널의 능력의 양적 측정은 보다 정확한 시스템 성능의 평가를 가능하게 할 것으로 예견되고 있다. 즉, 시스템 성능의 양적 측정은 실제 가입자 사용자로부터 구해진 수신된 신호 품질의 주관적인 특성화 보다는 정확한 성능 데이터의 측정을 가능하게 한다. 예를 들어, 주관적인 신호 품질 평가로는 전송 통계 (예를 들어, 다양한 데이터 속도에서 프레임 에러 속도)의 판정을 할 수 없다. 또한, 신호 품질의 질적 평가로는 소정의 임계치를 초과하는 비트 에러율을 발생시키는 채널 열화의 실시간 검출을 할 수 없다. 이와 같은 능력은 예를 들어, 소정 수준의 정확도가 유지되어야 한다면 이용할 수 없을 정도로 "손상된(corrupted)" 디지탈 데이터의 특정한 프레임의 식별을 용이하게 할 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 디지탈 통신 시스템 내에서 통신 채널의 품질을 양적으로 평가하기 위한 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 디지탈 신호를 이용하는 통신 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 디지탈 통신 채널을 통한 통신의 품질을 평가하기 위한 신규하고 향상된 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징, 목적, 및 장점은 유사한 구성요소에는 유사한 참조부호가 부여되어 있는 도면을 참조하여 이하에 서술된 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1 은 본 발명의 통신 채널 시험 기술이 이용될 수 있는 예시적인 셀룰러 가입자 디지탈 통신 시스템을 나타내는 도면.
도 2a 는 본 발명의 디지탈 통신 시험 시스템의 송신부가 구현된 자동차 장치 송신 변조기의 바람직한 구현을 나타내는 도면.
도 2b는 연관된 셀 또는 섹터 내에 배치된 자동차 장치로부터의 전송을 수신하도록 동작하는 셀-사이트 수신기의 블록도.
본 발명은 디지탈 통신 시스템 내에서 신호 전송 품질을 시험하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 본 발명은 적어도 하나의 셀-사이트를 거쳐 다수의 자동차 사용자들중에서 확산 스펙트럼 통신 채널을 통해 정보가 교환되는 디지탈 셀룰러 통신 시스템 내에 일체화될 수 있다.
본 발명은 통신 채널을 통해 디지탈 데이터의 시험 시퀀스를 전송함으로써 디지탈 통신 채널을 시험하는 것을 가정하고 있다. 통신 채널을 통해 전송된 상기 디지탈 데이터의 시험 시퀀스는 수신국에서 수신되며, 그 안에서는 또한 디지탈 데이터의 시험 시퀀스의 복제가 발생된다. 통신 채널을 통한 전송의 정확도는 이때 디지탈 데이터의 시험 시퀀스의 복제를 통신 채널을 통해 수신된 데이터의 시험 시퀀스에 비교함으로써 결정된다.
본 발명은 디지탈 데이터의 시험 시퀀스가 일단의 공지된 데이터 속도중 하나로 전송될 수 있게 하고, 수신국은 디지탈 데이터의 각 시험 시퀀스와 연관된 데이터 속도를 식별하도록 배치된다. 예를 들어 음성 데이터의 전송을 시뮬레이트하기 위해, 시스템은 디지탈 데이터의 각 시험 시퀀스가 의사난수 프로세스에 따라 발생될 수 있도록 구성될 수 있다.
바람직한 구현에서, 시험 시퀀스의 전송은 디지탈 데이터의 시험 시퀀스를집단적으로 포함하는 복수의 제 1 데이터 패킷을 발생하는 것을 포함한다. 각각의 데이터 패킷에는 제 1 의사난수 프로세스에 따라 복수의 데이터 속도 중 하나가 할당되고, 그리고 그에 할당된 데이터 속도로 전송된다. 바람직한 실시예에서, 각 데이터 패킷 내의 비트 시퀀스는 제 2 의사난수 프로세스에 근거하여 발생된다.
I. 시스템 개요
본 발명의 통신 채널 시험 기술이 이용되는 예시적인 셀룰러 가입자 디지탈 통신 시스템이 도 1 에 도시되어 있다. 도 1 의 시스템은 예를 들어 자동차 장치(예를 들어, 자동차 전화) 의 사용자들과 셀-사이트 간의 통신이 용이하도록 당업자에게는 익숙한 스펙트럼 확산 또는 다른 변조 기술을 이용할 수 있다. 도 1 에서,시스템 제어기 및 스위치(10)는 전형적으로 시스템 제어를 셀-사이트에 제공하기 위한 인터페이스 및 프로세싱 회로를 포함한다. 도 1 의 시스템이 전화 호출을 처리하도록 구성될 때, 제어기(10)는 공중 교환 전화망 (PSTN) 으로부터 적당한 셀-사이트로 적당한 자동차 장치로 전송하기 위해 전화 호출을 중계하도록 동작한다. 본 실시예에서, 제어기 (10) 는 또한 적어도 하나의 셀-사이트를 거쳐 자동차 장치로부터 PSTN으로 호출을 중계하는 역할을 한다. 제어기 (10) 는 자동차 장치가 일반적으로 상호 직접 통신하지 않기 때문에 적당한 셀-사이트를 거쳐 자동차 사용자 간의 호출을 접속할 수 있다.
제어기 (10) 는 전용 전화선, 광섬유 링크 또는 마이크로웨이브 통신 링크와 같은 다양한 수단에 의해 셀-사이트에 접속될 수 있다. 도 1 에는 자동차 장치(16 및 18) 와 함께 이와 같은 두개의 예시적인 셀-사이트 (12 및 14) 가 도시되어 있다. 셀-사이트 (12 및 14) 는 상술된 바와 같이 그리고 도면에 도시된 바와 같이 모든 셀에 서비스를 제공하는 것으로 간주된다. 그러나, 셀은 지정학적으로 각각의 섹터가 서로 다른 커버리지 영역으로 취급되는 섹터들로 구분될 수 있다. 따라서, 다수의 호출을 위해 본 발명에 서술된 바와 같이 동일한 셀의 섹터들 간에 핸드오프가 이루어지는 한편, 또한 호출을 위해 섹터들 간에 다이버시티가 달성될 수 있다.
도 1 에서, 화살표 선 (20a-20b 및 22a-22b) 은 각각 셀-사이트(12)와 자동차 장치(16 및 18)간의 가능한 통신 링크를 나타낸다. 유사하게, 화살표 선(24a-24b 및 26a-26b)는 각각 셀-사이트(14)와 자동차 장치(16 및 18)간의 가능한 통신링크를 나타낸다. 셀-사이트(12 및 14)는 동일한 전력을 사용하여 전송한다.
셀-사이트 서비스 영역 또는 셀은 자동차 장치가 정상적으로 하나의 셀-사이트에 가장 근접하도록 지정학적 형태로 설계되어 있고, 하나의 셀 섹터 내에서 셀은 섹터들로 구분되어 있어야 한다. 자동차 장치가 아이들일 때 즉, 진행중인 어떠한 호출도 없을 때, 자동차 장치는 항상 각각의 인근 셀-사이트로부터의 파일럿 신호 전송을 모니터하고, 만일 셀이 섹터화되어 있는 단일 셀-사이트로부터 이용가능하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 파일럿 신호는 각각 아웃바운드 또는 순방향 통신 링크 (20a 및 26a)시 셀-사이트 (12 및 14) 에 의해 자동차 장치 (16) 로 전송된다. 자동차 장치 (16) 는 셀-사이트 (12 및 14) 로부터 전송된 파일럿 신호의 신호 강도를 비교함으로써 어떤 셀내에 있는지를 결정한다.
각각의 자동차 장치에 의한 음성 전송은 자동차 사용자 아날로그 음성 신호를 디지탈 보코더에 제공함으로써 개시된다. 다음에 보코더 출력은 순차적으로 중첩 포워드 에러 교정 (FEC) 엔코드되고 64-ary 직교 시퀀스 엔코드되어 PN 반송 신호로 변조된다. 64-ary 직교 시퀀스는 왈시 함수 엔코더에 의해 발생된다. 엔코더는 중첩 FEC 엔코더로부터의 연속하는 6 개의 이진 기호 출력을 수집함으로써 제어된다. 6개의 이진 기호 출력은 64 가능한 왈시 시퀀스중 어떤 시퀀스가 전송될 것인지를 공동으로 결정한다. 왈시 시퀀스는 64비트 길이이다. 이와 같이, 왈시 "칩" 속도는 9600 bps(9.6kbps) 데이터 전송 속도에 대해 9600 * 3 * (1/6) * 64 = 307200 Hz 이어야 한다.
자동차-대-셀 링크 (즉, 역방향링크) 에서, 시스템에서 모든 음성 반송을 위해 공통의 짧은 PN 시퀀스가 사용되는 반면에, 사용자 PN 시퀀스 발생기를 사용하여 사용자 어드레스 엔코딩이 실시된다. 사용자 PN 시퀀스는 적어도 각 호출동안 자동차에 특정하게 할당된다. 사용자 PN 시퀀스는 길이가 32768 증가된 최대 선형 시프트 레지스터 시퀀스인 공통 PN 시퀀스와 exclusive-OR 된다. 다음에 각각의 이진 위상이 4분 반송파를 이중 위상 변조하는 결과로 나타나는 이진 신호가 합산되어 합성 신호를 형성하고, 밴드패스 필터링되어 IF 주파수 출력으로 변환된다. 예시적인 실시예에서, 필터링 프로세스의 일부는 실제로 이진 시퀀스 출력으로 동작하는 유한 임펄스 응답(FIR) 디지탈 필터에 의해 이루어진다.
다음에 변조기 출력은 아날로그 수신기와 디지탈 제어 프로세서로부터의 신호에 의해 전력 제어되어 적당한 출력 주파수로 신호를 변환하는 주파수 합성기와 합성함으로써 동작의 RF 주파수로 변환된 다음 최종 출력 레벨로 증폭된다. 본 발명의 확산 스펙트럼 통신 시스템 내에서 구현될 수 있지만, 본 발명의 원리는 도 2a 및 도 2b 에 도시된 바와 같이 디지탈 통신 시스템의 일반화된 표현을 참조하여 기술되어 있다.
II. 시험 및 정보 데이터의 전송
도 2a 는 본 발명의 디지탈 통신 시험 시스템의 송신부가 구현되어 있는 자동차 장치 송신 변조기(30)의 바람직한 실시예를 도시한다. 통상적인 동작 동안, 송신 변조기는 보코더에서 멀티플렉서(32)로의 정보 데이터, 즉 음성 정보를 처리한다. 이하에 서술되는 바와 같이, 멀티플렉서(32)는 제어 메시지 등이 시험 모드 동작의 "딤과 버스트(dim and burst)" 위상동안 시험 데이터와 함께 전송되는 것을가능하게 한다. 동작의 시험 모드에서, 시험 모드 선택 스위치 (34) 는 송신 변조기 (30) 가 시험 데이터 발생 회로 (33) 에 의해 제공된 의사난수 데이터의 시험 시퀀스에 따라 동작하도록 제어 프로세서 (도시되지 않음) 로부터 수신된 명령에 응답하여 토글(toggle)된다.
다시 도 2a 를 참조하면, 자동차 장치의 통상적인 동작에서, 시험 모드 선택 스위치 (34) 는 입력 라인 (31) 만이 멀티플렉서 (32) 에 의해 엔코더/인터리버(35) 에 접속되도록 세트되어 있다. 통상 및 시험 모드 동작 모두에서, 엔코더/인터리버 (35) 는 블럭 인터리빙 동작을 수행한다. 통상 모드 동작 동안, 인터리브하는 간격은 바람직하게 예를 들어 입력 라인(31)를 거쳐 보코더로부터 수신된 데이터의 단일 "프레임" 지속 기간과 같은 간격에 걸쳐 수행된다. 바람직한 프레임 구조는 예를 들어, 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 본 발명의 참조로서 포함되는, 현재 계류중인 미국 특허출원 제 08/117,279 호, 발명의 명칭, "전송용 데이터의 포맷팅을 위한 방법 및 장치"에 기술되어 있다. 예시적인 프레임 구조에 대한 세부 사항은 TIA/EIA/IS-95,1993년 7월, TIA/EIA 중간 표준 "이중 모드 확산 스펙트럼 셀룰러 시스템을 위한 이동국-기지국 호환성 표준" 에서 알 수 있다.
각각의 보코더 프레임에 수반되는 것은 당업자에게 익숙한 유형의 선정된 사이클 용장 체크(CRC) 코드이다. CRC 코드는 디코딩 프로세스 (이하 서술됨) 에서 통신 채널을 통해 전송하는 동안 발생하는 비트 에러를 식별하는데 이용된다. 이하 서술되는 바와 같이, 본 발명에서 고려하고 있는 통신 채널 시험 기술은 채널 정확도에 대한 보다 철저한 평가가 채널 정확도에 대해 이루어지도록하기 위해 종래의 에러 검출 기술과 함께 동시에 이용될 수 있다.
다시 도 2a 를 참조하면, 시험 모드 동작에서, 엔코더/인터리버 (35) 는 통상 모드 동작 동안 사용된 것과 동일한 인터리브 간격에 걸쳐 동작한다. 그러나, 시험모드 동안, 보코더 데이터의 프레임이 아니라 시험 데이터의 단일 "패킷" 이 엔코더/인터리버 (35) 에 의해 처리된다.
바람직한 실시예에서, 시험 데이터 발생 회로(33)에 의해 제공된 시험 데이터의 각각의 패킷은 선정된 길이의 의사난수 비트 시퀀스를 포함한다. 의사난수 시험 데이터를 엔코딩한 후, 통신 채널을 통해 수신국으로 다음에 전송하기 위해, 수신된 시험 데이터는 수신국 내에서 동기하여 발생된 그의 복제와 비교된다. 본 발명에 따르면, 통신 채널을 통한 데이터 전송의 신뢰도는 수신된 시험데이터와 국부적으로 발생된 시험 데이터 버전들 간의 비교에 근거하여 평가될 수 있다.
지금부터 엔코더/인터리버(35)의 동작에 대해 보다 상세히 설명하면, 특정 실시예에서, 엔코더/인터리버(35)는 64-ary 직교 신호화 기술을 이용하여 코드 시퀀스 출력을 발생하도록 배치된다. 64-ary 직교 신호화에서, 각각의 문자가 64 이진 비트 또는 "칩"을 포함하는 길이 64 시퀀스로 엔코드되는 동안, 데이터 엔코딩을 위해 한 세트의 64개의 가능한 문자가 데이터 엔코딩에 이용할 수 있다. 데이터 속도가 9.6kbps 이고 코드 속도(rate)가 r=1/3 이라고 가정할 때, 예시적인 20msec 인터리빙 주기내에 발생된 코드 심볼의 개수는 576이다. 코드 심볼은 인터리버 메모리 어레이에 행으로 기록되어 열에 의해 판독된다. 20msec 프레임 기준으로 보코더에 의해 발생된 서로 다른 4 개의 데이터 속도를 수용하기 위해 코드 반복이 이용될 수 있다. 그러나, 반복된 코드 심볼은 낮은 에너지 수준에서 대기 중으로 전송되지 않고, 그 보다는 반복 그룹의 단지 하나의 코드 기호만이 공칭 전력 레벨로 전송된다. 즉, 예시적인 실시예에서 코드 반복은 인터리빙 및 변조 구조에서 가변 데이터 속도 스킴에 적합하도록 편리하게 사용된다.
다시 도 2a 를 참조하면, 통상 및 시험 모드 동작 모두 동안, 엔코더 (35) 로부터의 엔코드된 데이터는 송신 변조기 (35) 로 공급된다. 변조기 회로 (37) 는 예를 들어 64-ary 직교 신호화로 구성되는 변조 포맷을 이용하여 엔코더 (35) 로부터의 디지탈 출력에 따라 동작한다. 다른 말로 표현하면, 인터리브된 코드 기호는 64 직교 파형중 하나를 선택하기 위해 6 그룹으로 그룹지워진다.
바람직한 실시예에서, 데이터 변조 시간 간격은 208.33 μs 와 같고, 왈시 심볼 간격으로 불리운다. 9.6 kbps에서, 208.33 μs 는 2개의 정보 비트 및 28800 sps 와 같은 코드 심볼 속도에서 6 코드 심볼과 같다. 왈시 심볼 간격은 64 의 동일한 길이 시간 간격으로 세분화되어, 왈시 칩으로 불리우고, 각각은 208.33/64 = 3.25 μs 동안 지속된다. 이때 왈시 칩 속도는 1/3.25 μs = 307.2 kHz 이다. 1.2288 MHz 의 특정한 PN 확산 속도의 경우, 정확히 단위 왈시 칩마다 4PN 칩이 존재한다.
도 2a 로 표시된 바와 같이, 송신 변조기 (36) 는 또한 변조기 회로 (37) 에 결합된 송신기 (38) 를 포함한다. 송신기 (38) 내에서 발생된 반송 신호는 변조기 회로 (37) 에 의한 디지탈 시퀀스 출력에 의해 변조된다. 다음에 결과로 나타나는변조된 반송파는 안테나 (39) 를 거쳐 셀-사이트국 수신기 (40; 도 2b) 로 전송된다. 바람직한 실시예에서, 각각의 프레임과 연관된 디지탈 시험 패킷은 셀-사이트에서 수신된 신호로부터 추출되고 국부적으로 발생된 시험 패킷 복제와 비교된다. 바람직한 실시예에서, 이 비교의 결과는 자동차 장치와 셀-사이트국을 링크하는 통신 채널을 통해 데이터 전송의 정확도에 관계된 에러 통계를 산출하는데 있어 셀-사이트 제어 처리기에 의해 이용된다.
본 발명의 특징은 셀-사이트로부터 자동차 장치로의 "순방향 링크" 가 "역방향" 또는 "자동차-대-셀" 링크와는 독립적으로 시험될 수 있다는 것이다. 특히, 역방향 링크의 정확도를 산출할 필요가 있을 때, 역방향 링크 시험 패킷은 자동차 장치로부터 전송되어 셀-사이트에서 평가된다. 순방향 링크를 시험할 때, 셀-사이트로부터 전송된 시험 패킷이 수신되어 자동차 장치에서 분석된다.
III. 시험 및 정보 데이터의 수신
도 2b를 참조하면, 연관된 셀 또는 섹터 내에 배치된 자동차 장치로부터 전송을 수신하도록 동작하는 셀-사이트 수신기(40)의 블럭도가 도시되어 있다. 통상 및 시험 모드 동작 동안, 자동차 장치에 의해 송신되어 안테나 (41) 상에서 수신된 신호는 아날로그 수신기 (42) 에 제공된다. 수신기 (42) 내에서 안테나 (41) 로부터 수신된 신호는 증폭되어, 중간 주파수로 다운변환되고 바이패스 필터되고, 아날로그에서 디지탈 변환기에 의해 샘플된다.
수신기 (40) 의 바람직한 CDMA 구현에서, 수신된 신호의 타이밍은 예를 들어 약간 빠른 국부 기준 PN 코드로서 수신된 신호를 상관시키고 수신된 신호를 약간늦은 국부 기준 PN 코드와 상관시키는 공지된 기술을 이용하여 트랙된다. 이들 두 개의 상관 간의 차이는 어떠한 타이밍 에러도 존재하지 않으면 제로로 평균화될 것이다. 결국, 만일 타이밍 에러가 존재하면, 이때 이 차이는 에러의 크기와 부호를 가리킬 것이며 수신기의 타이밍은 이에 따라 조정된다.
수신기 (40) 로부터의 디지탈 출력은 복조기 (44) 로 공급되는 것을 알 수 있다. 수신된 신호 에너지에 응답하여 복조기(44) 내에 발생된 디지탈 코드 시퀀스는 특정 자동차 장치에 의해 전송된 직교 코드 시퀀스를 식별하도록 동작하는 디코더/디인터리버 (45) 에 공급된다. 즉, 디코더/디인터리버 (45) 는 송신 변조기(30; 도 2a) 에 의해 전송된 입력 디지탈 데이터를 복원하고, 그 결과를 디멀티플렉서 (47) 로 공급한다. 제어 메시지 및 시험 정보 모두가 시험 모드 동작의 "딤 및 버스트" 위상 동안 전송되었을때, 디멀티플렉서(47)는 시험/메시지 데이터의 각 축약된 프레임의 첫번째 비트를 식별한다. 다음에 각각의 축약된 프레임을 포함하는 합성 비트 시퀀스는 수신된 제어 메시지 데이터와 디지탈 시험 데이터의 수신된 패킷의 시퀀스로 분할된다. 도 2b 에 의해 도시된 바와 같이, 수신된 제어 메시지 데이터는 "딤 및 버스트" 시험 모드 동작 동안 디멀티플렉서(47)에 의해 셀-사이트 제어 프로세서로 출력된다.
디멀티플렉서(47)는 수신된 시험 및 메시지 데이터를 시험 및 통상 모드 동작동안 각각 시험 모드 선택 스위치(48)에 제공한다. 스위치 (32 및 48) 의 동작은 통상 모드 동작 동안 시험 모드 선택 스위치 (48) 가 디코더/디인터리버 (45) 에 의해 복원된 디지탈 신호 데이터 출력을 셀-사이트 제어 프로세서로 중계하기 위해설정되도록 동기화된다. 시험 모드 동작 동안, 스위치(48)는 디코더/디인터리버(45)의 출력을 디지탈 비교기(49)로 효율적으로 링크한다.
도 2b 에 의해 가리켜진 바와 같이, 디지탈 비교기(49)는 또한 시험 데이터 복제 회로 (50) 로부터 수신된 시험 패킷의 국부적으로 발생된 복제를 수신한다. 바람직한 실시예에서, 셀-사이트 제어 프로세서는 시험 데이터 발생 회로 (33) 와 동기를 수립하기 위해 시험 데이터 복제 회로(50)의 타이밍을 조정한다. 다음에, 소정의 프레임과 연관된 수신된 시험 패킷과 복제된 시험 패킷을 포함하는 디지탈 비트 시퀀스는 비교기 (49) 내에서 비교된다.
도 2b 에 의해 가리켜진 바와 같이, 각각의 이와 같은 비교의 결과는 프레임 에러 메모리(52)에 저장된다. 프레임 에러 메모리(52)는 바람직하게 특정 프레임과 연관된 수신되고 복제된 시험 데이터 시퀀스의 대응하는 비트 간에 존재하는 "비트 에러"의 수를 저장할 수 있을 것이다. 본 발명에 서술되는 바와 같이, 다음에, 프레임 에러 메모리(52) 내의 정보는 일련의 프레임 에러 통계를 산출하기 위해 셀-사이트 제어 프로세서에 의해 이용될 수 있다.
IV. 시험 패킷 발생
이하에 논의되는 바와 같이, 본 발명은 장점으로서 기존의 신호화 포맷을 변경하지 않고 시험이 수행되는 것을 가능하게 한다. 즉, 종래의 프레임 카테고리 표시에는 시험 모드 동작 동안 통신 링크를 통해 전송하기 위해 발생된 수반하는 시험 시퀀스가 제공된다. 또한, 가변 속도의 시험 패킷을 제공하는 본 발명의 능력으로 통신 채널의 능력의 평가가 음성 데이터등을 운반하는 것을 가능하게 한다.
서술된 바와 같이, 시험 모드 동작 동안 시험 데이터 발생 회로 (33) 에 의해 고정된 속도 또는 가변 속도의 데이터가 제공될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 데이터 발생 및 복제 회로(33 및 50)는 일련의 선정된 속도(즉, 9.6 kbps, 4.8 kbps, 2.4 kbps 또는 1.2 kbps) 로 디지탈 데이터의 시험 패킷을 발생할 수 있다. 9.6 kbps 의 데이터 속도를 따르는 것은 "전속도" (즉, 속도 1) 데이터로 간주되고, 4.8 kbps의 데이터 속도를 따르는 것은 "반-속도"(즉, 속도 1/2) 데이터로 간주되고, 2.4 kbps의 데이터 속도를 따르는 것은 "1/4 속도"(즉, 속도 1/4) 데이터로 간주되며 1.2 kbps의 데이터 속도를 따르는 것은 "1/8 속도"(즉, 속도 1/8) 데이터로 간주될 것이다. 제어 메시지가 전속도 시험 시퀀스 미만과 함께 멀티플렉서(32) 내에서 결합되어 있는 "딤 및 버스트" 동작의 예외로, 고정 속도의 시험 동안 각각의 시험 패킷을 포함하는 비트 시퀀스는 정상적으로 동일한 속도로 전송될 것이다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 현재의 마르코프(Markov) "상태"가 선행하는 두 개의 시험 패킷의 데이터 속도의 함수인 네가지 상태 중, 2차 마르코프 프로세스에 근거하여 연속하는 시험 데이터의 패킷이 전송되는 속도를 선택함으로써 음성 통신이 시뮬레이트된다. 그러나, 선택적인 실시예에서, 다른 차 및/또는 상태의 마르코프 프로세스가 이용될 수 있다. 2차 마르코프 프로세스의 경우, 16가지 상태, 1차 마르코프 체인을 사용하는 등가 표현이 이용될 수 있다. 모델 내의 각 상태는 연속하는 선행하는 스피치 프레임의 쌍과 연관된 스피치 속도(즉, 전속도, 반-속도, 1/4 속도 또는 1/8 속도)에 의해 정의된다. 예를 들어, 상태 "0" 다음에 오는것은 전속도 스피치 활동에 특징이 있는 선행하는 연속하는 프레임 쌍에 대응한다. 표 1 은 이와 같은 각각의 마르코프 상태를 정의하는 선행하는 스피치 속도의 쌍을 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00001
따라서, 근사적인 음성 통신을 위해 설계된 시험 동안, 각 시험 패킷의 데이터 속도는 표 1 에 의해 표현된 의사난수 프로세스에 따라 선택된다. 이하에 서술되는 바와 같이, 고정 속도와 가변 속도 시험 모두에 사용된 데이터 패킷 내의 비트 시퀀스는 또한 지정된 의사난수 프로세스를 이용하여 발생된다. 데이터 발생 및 복제 회로 (33 및 50) 를 이용하여 수행된 비트 시퀀스 발생 프로세스의 동기화는 각각 전송된 데이터 패킷의 정확한 복제가 셀-사이트 내에서 이루어지는 것을 가능하게 한다.
지금부터 표 2 를 참조하면, 다양한 데이터 속도로 전송된 예시적인 데이터 패킷의 세트를 포함하는 시퀀스 내에 포함된 다수의 비트가 열거되어 있다. 예를 들어, 표 2로 표현된 실시예에서, 속도 1 패킷은 전속도 (즉, 9.6 kbps) 로 전송되는 171 비트의 비트 시퀀스를 포함한다. 속도 1/2 패킷은 전속도의 1/2 (즉, 48 kbps) 로 전송되고, 속도 1/4 패킷은 전속도의 1/4 (즉, 2.4 kbps) 로 전송되고, 속도 1/8 패킷은 전속도의 1/8 (즉, 1.2 kbps) 로 전송된다. 엔코더/디인터리버(35) 는 전속도 미만의 데이터 속도에 대한 코드 심볼을 반복하도록 프로그램되어 있다. 각각의 심볼은 시험 데이터의 전, 반, 1/4 또는 1/8 속도 패킷에 대해 각각 1,2,4 또는 8 배를 출력할 것이다. 따라서, 시험 데이터의 각 패킷 (즉, 패킷 크기) 내에 포함된 비트수는 데이터 속도와 패킷 크기의 곱이 일정하게 유지되도록 하기 위해 표 2 에 의해 가리켜진 방법에 따라 변한다. 이와 같이, 적당한 코드 기호 반복이 데이터 속도가 전속도 미만인 프레임에 대해 발생하여, 프레임당 코드 기호의 동등한 수가 수립된다.
[표 2]
Figure pct00002
상술된 바와 같이, "딤 및 버스트" 시험 데이터 전송 동안, 멀티플렉서 (32)는 제어 메시지를 전속도(즉, 속도 1/2, 속도 1/4 또는 속도 1/8) 데이터 패킷 미만을 포함하는 시험 비트와 결합한다. 예시적인 실시예에서, "딤 및 버스트" 모드 동작 동안, 각 프레임의 축약된 제어 메시지 및 시험 데이터는 전속도로 전송된다. 예를 들어, 속도 1/8 시험 패킷(즉, 시험 데이터의 16 비트)이 발생될 때, 비교적 긴 제어 메시지 데이터의 패킷(즉, 제어 메시지 데이터의 152 비트) 이 전송을 위해 프레임에서 결합된다. 이와 같이 전송된 시험 비트의 수는 제어 메시지 정보의 "버스트"가 시험 프로세스 동안 통신될 수 있도록 "딤"된다.
어떤 환경하에서는, 전 프레임에 걸치는 길이를 갖는 제어 메시지를 전송할 필요가 있을 것이다. 이 경우, 단지 제어 메시지 정보 (즉, 시험 데이터의 0 비트) 만을 포함하는 "블랭크 및 버스트" 프레임이 자동차 장치에 의해 전송된다. 예시적인 실시예에서, 플래그 (오버헤드 비트의 형태) 는 "딤 및 버스트" 단계 동안 전송된 시험 패킷 및 제어 메시지 데이터의 크기를 지정하기 위해 설정된다. 이와 유사하게, "블랭크 및 버스트" 전송은 또한 보조 전송 필드(즉, 오버헤드 비트) 내의 플래그를 설정함으로써 식별된다. 프레임 구조에서 플래그의 세부사항은 기술 표준 TIA/ELA/IS-95 및 상기 인용된 계류중인 특허출원 일련번호 제 08/117,279 호에서 알 수 있다.
V. 시험 패킷 복제
셀-사이트 수신기 (40) 내에서, 각 수신된 데이터 패킷의 비트 속도는 디코더 (45) 에 의해 결정된다. 예시적인 실시예에서, 디코더(45)는 시험 데이터의 각 수신된 패킷에 대해 가장 가능성이 있는 디코딩 시퀀스가 결정되는 비터비 디코딩 알고리즘 (Viterbi decoding algodthm) 을 구현하도록 동작한다. 디코더 (45) 에는각 수신된 프레임과 연관된 코드 기호 반복의 정도에 대한 이전의 정보가 제공되지 않기 때문에, 가능성 있는 각각의 데이터 속도로 디코딩을 시도할 필요가 있다. 예시적인 비터비 디코더는 본 발명의 참조로 일체화되어 있으며, 본 발명의 양수인에게 양도된 발명의 명칭 "CDMA 시스템 응용을 위한 다중 속도 직렬 비터비" 인, 현재 계류중인 미국특허출원 제08/126,477호에 개시되어 있다.
수신된 특정 프레임과 연관된 데이터 속도의 식별 다음에, 시험 데이터 복제 회로 (50) 는 적당한 종류인 시험 데이터의 국부적으로 발생된 패킷을 디지탈 비교기 (49) 에 제공한다. 특히, 비트 에러를 갖는 속도 1, 속도 1/2, 속도 1/4, 속도 1/8, 블랭크 또는 불충분한 프레임 품질 중 어느 하나를 표시하는 프레임 카테고리가 회로 (50) 에 의해, 비교기(49)에 공급된다. 또한, 표 3 은 딤과 버스트 또는 블랭크 및 버스트 전송이 존재하지 않을 때 비교기(49)에 공급된 소정의 프레임 카테고리의 시험 패킷 내의 비트 수를 열거한다. 표 3 에 열거된 국부적으로 발생된 패킷의 첫번째 다섯가지 종류는 표 2 에 열거된 전송된 패킷의 다섯가지 종류에 대응한다. 예를 들어, 속도 1 패킷은 시험 데이터의 전속도 프레임이 어떠한 검출된 CRC 에러도 없이 수신되었다는 것이 결정될 때 복제 회로 (50) 에 의해 비교기 (49) 에 공급된다. 다시, 각각의 수신된 프레임의 디코딩 동안, 그와 함께 수신된 CRC 코드 정보는 전송하는 동안 발생하는 비트 에러를 식별하기 위해 종래의 기술을 이용하여 처리된다.
이와 유사하게, 1/2 속도, 1/4 속도, 1/8 속도 프레임이 CRC 에러없이 각각 수신되었다는 것이 결정될 때, 속도 1/2, 속도 1/4 및 속도 1/8 패킷은 복제 회로(50) 에 의해 비교기 (49) 에 공급된다. 블랭크 패킷은 수신된 프레임의 "블랭크 및 버스트" 플래그가 설정되었다는 것이 결정될 때 비교기(49)에 공급된다. 만일 검출된 CRC 에러가 수신된 프레임의 품질이 정확한 속도 결정에 불충분한 것으로 간주된다면, 시험 데이터 복제 회로(50)에 의해 소거 프레임이 제공된다. 소거 프레임은 비트 없이 제공된다.
[표 3]
Figure pct00003
시험 데이터 복제 회로 (50) 에 의해 발생된 시험 패킷은 이하에 서술되는 데이터 패킷 발생 알고리즘에 따른다. 상술된 바와 같이, "딤 및 버스트" 모드 동작동안, 시험 패킷의 크기와 수반하는 제어 메시지 데이터를 나타내는 플래그가 세트된다. 이는 수신된 시험 시퀀스로부터 제어 메시지를 디멀티플렉스한 후에 적당한 크기의 시험 패킷이 디지탈 비교기(49)에 공급되는 것을 가능하게 한다.
VI. 데이터 패킷 발생
바람직한 실시예에서, 시험 데이터 발생 및 복제 회로(33 및 50)는 선정된 길이의 동일한 의사난수 시퀀스를 발생함으로써 시험 데이터의 각 패킷 내에 비트 시퀀스를 생성하도록 동작한다. 특히, 회로(33 및 50)는 다음과 같은 선형 합동 생성기에 따라 각 데이터 패킷에 대해 31-비트 의사난수를 생성하도록 배치된다.
Figure pct00004
여기서, Xn-1과 Xn 는 생성기의 연속하는 정수 출력을 가리킨다. 바람직한 실시예에서, 파라미터 "a" 와 "m" 은
a = 75= 16807, 및
m = 231-1 = 2147483647 이 되도록 선택된다.
자동차 장치 송신기 (30) 와 셀-사이트 수신기 (40) 간의 역 링크 채널의 시험동안, 회로(33와 50)내의 동일한 랜덤수 발생기는 선정된 배타적-OR 연산의 결과의 최하위 9 비트가 특정한 자동차 장치를 유일하게 식별하는 32-비트 전자 직렬 번호 (ESN) 의 최하위 9비트와 같게 될 때마다 다시 초기화된다. 특히, 랜덤 수 발생의 재초기화는 선정된 마스크 시퀀스 (즉, '0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101') 를 갖는 프레임 번호의 비트-와이즈 배타적-OR의 최하위 9비트가 ESN의 최하위 9 비트와 같게 될 때마다 발생한다. 포워드 트래픽을 위해 랜덤 수 발생기를 재초기화 하기 위해 서로 다른 시드가 사용된다. 재의 초기의 "시드(seed)" 값은 역 링크 "시드" 마스크 (즉, '0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101') 를 갖는 재초기화에서 32-비트 프레임 번호의 비트-와이즈 배타적-OR의 결과와 같게 되도록 선정된다.
각각의 재초기화 동안, 랜덤수 발생기는 첫번째로서 사용된 값(즉, X3) 또는유일한 것으로 속도 1/8 패킷의 경우, 첫번째 프레임 내에 포함된 축약된 하나 이상의 랜덤수 중 하나를 발생하기 전에 3번 반복된다. 이와 같은 다수의 반복으로 동일한 프로세스를 이용하여 인접하는 이동국에서 발생된 시험 시퀀스가 적당히 상관되지 않게 된다. 가변 속도 시험 동안, 발생된 첫번째 랜덤수(즉, X3)는 또한 이하에 서술되는 바와 같이 첫번째 프레임의 데이터 속도를 선택하는데 사용된다. 이들 초기의 세번 순환은 다음과 같이 수행된다.
Figure pct00005
Xn 의 각 값은 Xn 의 24 최상위 비트를 취함으로써 대응하는 24-비트 의사난수 yn 로 변환될 수 있다. 즉, yn 은 Xn/128 의 정수부이다. n번째 이와 같은 24-비트 수 yn은 다음과 같이 이진 형태로 표현될 수 있다.
Figure pct00006
여기서, yn23은 yn 의 최상위 비트를 가리킨다.
다시, 가변 속도 시험에 대해, 속도 1 프레임의 경우, 랜덤수 발생기는 시험 패킷 시퀀스내에 포함된 나머지 비트를 제공하도록 항 x3의 다음 곱이 다음에 오도록 6번 반복된다. 속도 1 패킷은 3개의 선정된 비트 이외에, 바람직하게 모두 171 비트 시험 패킷을 채우는 "0" 이외에, 24 비트값 y3내지 y10로 구성된다. 속도 1/2 패킷의 경우, 랜덤수 발생기는 시험 패킷 시퀀스내에 포함된 나머지 비트를 제공하도록 항 x3의 다음 곱이 다음에 오도록 3번 반복된다. 속도 1/2 패킷은 80 비트 시험 패킷을 채우는 값 y5의 8 개의 최상위 비트와 24 비트 값 y3내지 y5로 구성된다. 속도 1/4 패킷의 경우, 랜덤수 발생기는 시험 패킷 시퀀스내에 포함된 나머지 비트를 제공하도록 항 M 의 다음 곱이 다음에 오도록 한번 반복된다. 속도 1/4 패킷은 40 비트 시험 패킷을 채우는 값 y5의 16 최상위 비트와 24 비트 값 y3내지 y5로 구성된다. 속도 1/8 데이터 프레임의 경우, 초기값 x3에 대응하는 랜덤수 y3의 16 최상위 비트는 모든 시험 패킷 시퀀스를 포함한다. 속도 1 패킷이 선택되고 제어 메시지 데이터, 즉 시험 모드 동작의 "딤 및 버스트" 단계에서 전송될 신호화 또는 보조 트래픽 데이터가 존재할 때, 속도 1 시험 패킷은 상술된 바와 같이 발생되지만, 속도 1/2 패킷은 멀티플렉서 (32) 에 제공된다는 것에 유의한다. 또한 시험 모드 동작의 "블랭크 및 버스트" 단계에서 보내질 제어 메시지 데이터가 존재하는 경우, 속도 1 시험 패킷은 발생되지만 블랭크 패킷 (즉, 시험 데이터의 0 비트) 이 제공된다.
고정 속도 시험에서, 선택된 고정 속도로 시험 동안 모든 프레임에 대해 동일한 속도의 시험 패킷이 발생된다. 예를 들어, 9.6kbps, 4.8kbps, 2.4kbps 또는1.2kbps 에서, 랜덤수 발생기는 상술된 바와 같이 요구되는 시험 비트 수를 제공하도록 속도 1 에 대해 7번, 속도 2 에 대해 4번, 속도 1/4 에 대해 2번 그리고 속도 1/8 에 대해 한번 각각 반복된다.
대체 실시예에서, 셀-사이트 국와 이동국 간의 포워드 통신 링크는 동시에 시험되거나 또는 그 대신에 이동국과 셀-사이트 간의 역 통신 링크와 함께 시험될 수 있다. 포워드 링크를 시험할 때, 송신기(30)(도 2A)와 실질적으로 동일한 송신기는 셀-사이트 내에 포함되어 있고, 수신기(40)(도 2B)와 실질적으로 동일한 수신기는 자동차 장치 내에 놓여 있다. 바람직한 실시예에서, 포워드 링크 시험 동안 이용된 랜덤수 발생 프로세스는 이동국 ESN 의 최하위 9 비트와 같게 되는 포워드 링크 마스크 (즉, '0010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010') 를 갖는 프레임 번호의 비트-와이즈 배타적-OR의 결과의 최하위 9 비트시 다시 초기화된다. 따라서, 포워드 및 역 링크 랜덤수 발생 프로세스의 재초기화가 서로 다른 때에 발생되지만, 각 프로세스는 매 512 프레임마다 한번 재초기화 될 것이다.
VII. 프레임 속도 선택
다시 표 1을 참조하면, 예시적인 실시예에서, 스피치를 에뮬레이트하도륵 설계된 일련의 시험 패킷이 16-상태 1차 마르코프 체인에 따라 선택된 속도로 발생된다. 마르코프 체인의 상태는 표 1에 가리켜진 바와 같이, 두개의 선행하는 시험 패킷과 연관된 데이터 속도에 의해 정의된다. 표 1 로부터 알 수 있는 바와 같이, 각각의 상태는 특정 프레임의 종료시 많아야 4 상태중 하나로 전이할 수 있다. 예를 들어, N번째 (즉, 현재) 프레임의 속도와 (N-1)번째 프레임의 속도가 1일 때, "상태 0" 이 존재하기 때문에, 상태 0 이 전이하는 임의의 상태의 (N-1) 번째 프레임의 속도도 또한 1이다. 여기서, 상태 0 은 상태 0, 1, 2 및 3 으로 전이할 수 있고, 상태 1 은 상태 4, 5, 6 및 7 로 전이할 수 있다. 일반적으로, 상태 "M" 은 기껏 상태 (4*M) 모듈로 16, (4*M+1) 모듈로 16, (4*M+2) 모듈로 16, 및 (4*M+3) 모듈로 16 으로 전이할 수 있다.
지금부터 표 4 를 참조하면, (N+1)st스피치 프레임이 n번째 스피치 프레임에 존재하는 마르코프 상태의 함수로서 특정 속도일 가능성이 있다는 것을 가리키는 일단의 누산 확률이 컴파일되어 있다. 표 4 내의 각 누산 확률은 0 내지 32,768의 범위내에 포함되도록 스케일되어 있다. 즉, 32,768 의 엔트리는 1의 확률에 대응하고, 0 의 엔트리는 제로의 누산 확률에 대응, 등등과 같이 된다. 예를 들어, n번째 프레임의 마르코프 상태가 0이라고 가정하면, 표 4 는 (N+1)st프레임의 데이터 속도가 1/8 속도 또는 1/4 속도중 어느 하나일 제로 확률이 존재한다는 것을 가리킨다. 이와 유사하게, (N+1)st 프레임은 1/2 속도일 2916/32,768 의 확률이 존재하고, (N+1)st프레임이 전속도일 (32,768-2916) 확률이 존재한다는 것을 가리킨다. 표 4 내의 엔트리는 실험적으로 유도된 스피치 파라미터의 예시적인 세트를 나타내며, 이는 이와 같은 엔트리의 값이 다른 가변 속도 프로세스를 모델화하도록 수정될 수 있다는 것을 알 수 있다.
[표 4]
Figure pct00007
상술된 바와 같이, 소정 프레임의 시험 패킷 시퀀스의 전부 또는 일부를 포함하는 24-비트 의사난수 yn 는 또한 각각의 연속하는 프레임의 데이터 속도의 랜덤 선택을 용이하게 하는데 사용될 수 있다. 특히, 의사난수 zr는 N번째 프레임과 연관된 24-비트 랜덤수 yn의 15 최하위 비트로부터 형성되고, 0 에서 32768 의 범위의 값을 갖는다. (N+1)st프레임의 데이터 속도는 Zr의 값을 n번째 프레임의 마르코프 상태에 대응하는 표 4의 행에 있는 엔트리에 비교함으로써 결정된다. 일반적으로, zr의 값이 열 "i-1" 에 있는 엔트리보다 크거나 같고 "i번째" 열에 있는 엔크리 보다 작다면 속도 Ri 가 선택된다.
예로서, 표 4 는 n번째 프레임의 마르코프 상태가 6이고 Zr이 21856 미만일 때, 이때 (N+1)st프레임의 데이터 속도가 속도 1/4 이 되도록 선택된다는 것을 가리킨다. 즉,(N+1)st프레임 동안 시험 발생 및 복제 회로 내에서 속도 1/8 시험 패킷이 발생된다. 다시, Zr 이 21856 보다 크거나 같지만 25887 보다 작을 때 N번째 프레임의 마르코프 상태가 6인 경우를 고려하면,(N+1)st 프레임의 데이터 속도는 속도 1/4 가 되도록 선택되고, 속도 1/4 시험 패킷이 발생된다. 이와 유사하게, 만일 Zr이 25887 보다 크거나 같지만 27099 보다 작다면, (N+1)st프레임의 데이터 속도는 속도 1/2이 되도록 선택되고 속도 1/2시험 패킷이 발생된다. 마지막으로 만일 Zr 이 27099 보다 크거나 같을 때, (N+1)st프레임의 데이터 속도는 속도가 되도록 선택되고 속도 1 시험 패킷이 발생된다.
VIII. 프레임 에러 통계의 누산
지금부터 표 5 를 참조하면, 자동차 장치 제어 프로세서 메모리(도시되지 않음) 내에 누산된 일단의 전송된 프레임 카운터가 열거되어 있다. 표 5 내에 사용된 주석 RTn 은 시험 초기화 다음에 자동차 장치에 의해 전송된 n 번째 프레임과 연관된 데이터 속도를 가리킨다. 시험 초기화 이후 전송된 각 프레임의 경우, 자동차 장치 제어 프로세서는 표 5에 포함된 카운터 중 적당한 한 개를 증가시킨다.
이와 유사하게, 기지국 제어 프로세서 메모리 (도시되지 않음) 내에 누산된 예시적인 일단의 수신된 프레임 통계가 표 6 내에 포함되어 있다. 표 6 내에 사용된 주석 RRn 은 시험 초기화 이후 기지국에 의해 수신된 n번째 프레임과 연관된 데이터 속도를 가리킨다. 또한, 용어 "CRC 에러" 는 디코드 프로세스 동안 검출된 CRC 에러를 가리킨다. 이와 유사하게, 용어 "시험 시퀀스 에러" 는 수신되어 대응하는 복제 시험 패킷 시퀀스의 비트별 비교 동안 디지탈 비교기(49)에 의해 하나 이상의 비트 에러가 검출된다는 것을 가리킨다. 시험 초기화 이후 수신된 각 프레임의 경우, 기지국 제어 프로세서는 표 6내에 포함된 카운터중 적당한 하나를 증가시킨다. 표 6 내의 카운터는 일부 속도 결정 연산까지의 결과에 근거하여 증가된다. 이들 연산을 예를 들어, 비터비 디코딩 프로세스, CRC 에러 체킹, 및 다양한 에너지 측정 기술을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제 1 속도 결정 방법은 디코더 (45) 에 의해 수행되는 상기 비터비 디코딩 프로세스를 이용하여 구현된다. 비터비 디코딩 동안 검출되지 않았지만 디지탈 비교기 (49) 내에, 수행된 시험 데이터 비교 동안 검출된 비트 에러는 또한 표 5 내에 기록된다. 특정 구현에서 표 5 의 내용은 기지국 제어 프로세서 메모리 내에서 복제될 수 있고, 표 6 의 내용은 이동국 제어 프로세서 메모리 내에서 복제될 수 있다.
[표 5]
Figure pct00008
[표 6]
Figure pct00009
Figure pct00010
IX. 프레임 에러 속도의 산출
표 5 및 6 내에 컴파일된 프레임 전송 및 에러 통계는 다양한 프레임 속도로 전송과 함께 연관된 일련의 프레임 에러 속도의 산출에 이용될 수 있다. 이동국과 셀-사이트국 간의 역 링크 상으로 전속도, 1/2 속도, 1/4 속도 및 1/8 속도에 대한 예시적인 프레임 에러 속도 (FER) 가 다음 식에 따라 결정될 수 있다.
Figure pct00011
여기서, 이동국 내에서 증가된 카운터는 첨자 "m" 로 지칭되고, 셀-사이트 내에서 증가된 카운터는 첨자 "c" 로 지칭된다. 여기서 서술된 예시적인 세트의 프레임 에러 속도 식은 특정 시험 간격으로 전송된 딤-및-버스트 프레임 및 블랭크-및-버스트 프레임의 수에 무관하다는 것에 유의하여야 한다.
이와 유사하게, 표 5 와 6 내에 컴파일된 프레임 전송 및 에러 통계는 다양한 프레임 속도로 포워드 링크를 통해 전송하기 위해 연관된 일단의 프레임 에러 속도의 산출에서 이용된다. 셀-사이트에서 자동차 장치로의 포워드 링크 상에서 1/2 속도, 1/4 속도, 및 1/8 속도 전송에 대한 예시적인 세트의 프레임 에러 속도(FER)는 다음 식에 따라 결정될 수 있다:
Figure pct00012
여기서, 이동국 내에서 증가된 카운터는 첨자 "m" 로 지칭되고, 셀-사이트 내에서 증가된 카운터는 첨자 "c" 로 지칭된다. 예시적인 세트의 포워드 링크 프레임 에러 속도 식도 역시 전송된 딤-및-버스트 프레임 및 블랭크-및-버스트 프레임의 수에 무관하다는 것에 유의하여야 한다.
셀-사이트국 카운터의 값 MSO2_T1c, MSO2_T2c, MSO2_T3c, 및 MSO2_T4c는 대응하는 이동국 카운터의 값을 합산함으로서 평가될 수 있는 것으로 알려졌다. 이와 유사하게, 이동국 카운터의 값 MSO2_T1m, MSO2_T2m, MSO2_T3m, 및 MSO2_T4m 는 대응하는 기지국 카운터의 값을 합산함으로서 평가될 수 있다.
바람직한 실시예에 대한 상기 설명은 기술분야의 숙련자가 본 발명을 이용할수 있도록 제공되었다. 이들 실시예에 대한 다양한 변형이 이들에게 명확할 것이고, 본 발명에 정의된 포괄적인 원리는 다른 실시예에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 실시예에 한정된 것이 아니며, 상기 원리 및 신규한 특징과 일치하는 광범위한 영역을 포괄한다.

Claims (28)

  1. 디지탈 정보가 통신 채널을 통해 가변 속도로 전송되는 통신 시스템에서, 상기 통신 채널의 성능을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 통신 채널을 통해 복수의 선택가능한 속도 중 하나 이상의 속도로 디지탈 데이터의 프레임의 시험 시퀀스를 전송하는 단계;
    상기 통신 채널을 통해 전송된 디지탈 데이터의 상기 시험 시퀀스를 수신하는 단계;
    디지탈 데이터의 상기 시험 시퀀스의 복제를 발생시키는 단계; 및
    상기 통신 채널을 통한 데이터 전송의 성능을 결정하기 위해, 상기 통신 채널을 통해 수신된 데이터의 상기 시험 시퀀스를 디지탈 데이터의 시험 시퀀스의 상기 복제와 비교하는 단계를 포함하고,
    상기 프레임 각각의 상기 속도는 인간 음성 모델에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 디지탈 데이터의 상기 시험 시퀀스는 의사난수 프로세스에 따라 발생되는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전송하는 단계는,
    디지탈 데이터의 상기 시험 시퀀스를 포함하는 제 1 복수의 데이터 패킷을발생시키는 단계;
    상기 인간 음성 모델에 따라 상기 데이터 패킷의 각각에 상기 속도를 할당하는 단계; 및
    상기 할당된 복수의 데이터 속도 중의 하나의 속도로 상기 제 1 복수의 데이터 패킷의 각각을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 디지탈 데이터의 상기 시험 시퀀스의 복제를 발생시키는 상기 단계는 상기 제 1 시퀀스 데이터 패킷과 실질적으로 동일한 제 2 복수의 데이터 패킷을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 복수의 데이터 패킷을 발생시키는 단계는 제 2 의사난수 프로세스에 따라 상기 제 1 복수의 데이터 패킷 각각 내에 비트 시퀀스를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  6. 디지탈 데이터의 프레임이 원거리 단말과 기지국 간의 통신 채널을 통해 선택된 속도로 전송되는 디지탈 통신 시스템에서, 상기 통신 채널의 성능을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 통신 채널을 통해 상기 원거리 단말에서 상기 기지국으로 디지탈 시험데이터의 제 1 패킷을 포함하는 디지탈 데이터의 제 1 프레임을 전송하는 단계;
    상기 기지국에서 상기 디지탈 데이터의 제 1 프레임을 수신하는 단계;
    상기 기지국에서 상기 디지탈 시험 데이터의 제 1 패킷의 복제를 발생시키는 단계; 및
    상기 통신 채널을 통한 데이터 전송의 성능을 결정하기 위해, 상기 기지국에서 수신된 디지탈 데이터의 상기 제 1 프레임 내에 존재하는 디지탈 시험 데이터의 제 1 패킷을 상기 디지탈 시험 데이터의 상기 제 1 패킷의 상기 복제와 비교하는 단계를 포함하고,
    상기 프레임의 각각의 상기 선택된 속도는 인간 음성 모델에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 디지탈 정보의 상기 수신된 프레임의 각각과 연관된 데이터 속도를 결정하는 상기 프레임 디지탈 데이터의 각각을 상기 기지국에서 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 디지탈 정보의 제 1 프레임과 연관된 데이터 속도에 따라 디지탈 시험 데이터의 상기 제 1 패킷의 상기 복제를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 의사난수 프로세스에 따라 상기 디지탈 시험 데이터의 상기 제 1 패킷내에 비트 시퀀스를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 통신 채널을 통해 상기 디지탈 데이터의 제 1 프레임을 전송하는 상기 단계는 확산 스펙트럼 변조 신호를 이용하여 디지탈 데이터의 상기 제 1 프레임을 변조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 채널의 성능 측정 방법.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 통신 채널을 통해 디지탈 데이터의 상기 제 1 프레임을 전송하는 상기 단계는 소정의 PN 이진 시퀀스에 대응하는 의사잡음(PN) 신호를 이용하여 디지탈 데이터의 상기 제 1 프레임을 변조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  12. 제 6 항에 있어서, 복수의 프레임 각각이 의사난수 프로세스에 따라 발생된 디지탈 시험 데이터의 패킷을 포함하는 상기 디지탈 데이터의 복수의 프레임을 상기 통신 채널을 통해 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  13. 제 6 항에 있어서, 상기 비교 단계는,
    누적 비트 에러 계수를 축적하기 위해 상기 디지탈 시험 데이터의 제 1 패킷내의 대응하는 비트 시퀀스를 상기 디지탈 시험 데이터의 제 1 패킷의 상기 복제를 포함하는 비트 시퀀스와 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    수신된 프레임 계수를 결정하기 위해 상기 기지국에서 수신된 상기 디지탈 정보의 상기 프레임을 계수하는 단계, 및
    상기 누적 비트 에러 계수 및 상기 수신된 프레임 계수에 기초하여 프레임 에러 통계를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  15. 기지국으로부터 원거리 단말로 통신 채널을 통해 선택된 속도로 디지탈 정보의 프레임이 전송되는 디지탈 통신 시스템에서, 상기 통신 채널의 성능을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 원거리 단말로 상기 디지탈 정보의 프레임 각각 내의 디지탈 시험 데이터의 패킷을 전송하는 단계;
    상기 원거리 단말에서, 상기 기지국으로부터 전송된 상기 디지탈 정보의 상기 프레임을 수신하는 단계;
    상기 원거리 단말에서, 상기 기지국으로부터 수신된 디지탈 정보의 상기 프레임 내의 상기 디지탈 시험 데이터의 패킷 각각의 복제를 발생시키는 단계; 및
    상기 통신 채널을 통한 데이터 전송의 성능을 측정하기 위해, 상기 디지탈 시험 데이터의 상기 수신된 패킷을 상기 디지탈 시험 데이터의 상기 패킷의 상기 복제와 비교하는 단계를 포함하고,
    상기 디지탈 시험 데이타의 상기 선택된 속도는 인간 음성 모델에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 비교 단계는,
    누적 비트 에러 계수를 축적하기 위하여 상기 디지탈 시험 데이터의 상기 수신된 패킷을 포함하는 비트 시퀀스 중의 대응하는 시퀀스를 디지탈 시험 데이터의 상기 패킷의 상기 복제를 포함하는 비트 시퀀스와 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    수신된 프레임 계수를 결정하기 위해 상기 원거리 단말에서 수신된 상기 디지탈 정보의 상기 프레임을 계수하는 단계; 및
    상기 누적 비트 에러 계수 및 상기 수신된 프레임 계수에 기초하여 프레임 에러 통계를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 방법.
  18. 디지탈 정보가 통신 채널을 통해 선택된 속도로 전송되는 통신 시스템에서,상기 통신 채널의 성능을 측정하는 시스템에 있어서,
    상기 통신 채널을 통해 하나 이상의 선택가능한 속도로 디지탈 데이터의 시험 시퀀스를 전송하고, 상기 시험 시퀀스의 속도는 인간 음성 모델에 따라 선택되는 송신기;
    상기 통신 채널을 통해 전송된 디지탈 데이터의 상기 시험 시퀀스를 수신하고, 디지탈 데이터의 상기 시험 시퀀스의 복제를 발생시키는 수단을 포함하는 수신기; 및
    상기 통신 채널을 통한 데이터 전송의 성능을 결정하기 위하여, 상기 통신 채널을 통해 수신된 데이터의 상기 시험 시퀀스를 디지탈 데이터의 상기 시험 시퀀스의 상기 복제와 비교하는 디지탈 비교 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 채널의 성능 측정 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 송신기는 상기 하나 이상의 선택가능한 속도 중 제 1 속도로 디지탈 데이터의 상기 시험 시퀀스를 전송하는 수단을 포함하고, 상기 수신기는 상기 제 1 데이터 속도를 식별하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 시스템.
  20. 제 18 항에 있어서, 의사난수 시퀀스의 세트로부터 디지탈 데이터의 상기 시험 시퀀스를 선택하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 시스템.
  21. 제 18 항에 있어서, 상기 송신기는,
    디지탈 데이터의 상기 시험 시퀀스를 포함하는 제 1 복수의 데이터 패킷을 발생시키는 수단;
    제 1 의사난수 프로세스에 따라 복수의 데이터 속도중의 하나의 속도를 상기 데이터 패킷 각각에 할당하는 수단; 및
    상기 할당된 상기 복수의 데이터 속도중의 하나의 속도로 상기 제 1 복수의 데이터 패킷의 각각을 전송하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 디지탈 데이터의 상기 시험 시퀀스의 상기 복제를 발생하는 수단은, 상기 데이터 패킷의 제 1 시퀀스와 실질적으로 동일한 제 2 복수의 데이터 패킷을 발생시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 제 1 복수의 데이터 패킷을 발생시키는 수단은, 제 2 의사난수 프로세스에 따라 상기 제 1 복수의 데이터 패킷의 각각 내에 비트 시퀀스를 발생하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 시스템.
  24. 디지탈 데이터의 프레임이 원거리 단말과 기지국 간의 통신 채널을 통해 선택된 속도로 전송되는 디지탈 통신 시스템에서, 상기 통신 채널의 성능을 측정하는 시스템에 있어서,
    상기 원거리 단말에 배치되어 디지탈 정보의 상기 프레임 각각 내의 디지탈 시험 데이터의 패킷을 전송하고, 상기 디지탈 시험 데이터의 패킷의 속도는 인간 음성 모델에 따라 선택되는 송신기;
    상기 원거리 단말에 배치되고, 상기 기지국으로부터 전송된 상기 디지탈 정보의 상기 프레임을 수신하는 수신기;
    상기 기지국에서 수신된 디지탈 정보의 상기 프레임 내에 디지탈 시험 데이타의 상기 패킷의 각각의 복제를 발생시키는 수단; 및
    상기 통신 채널을 통한 데이터 전송의 성능을 결정하기 위하여, 디지탈 시험 데이터의 상기 패킷의 상기 복제를 디지탈 시험 데이터의 상기 수신된 패킷과 비교하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 수신기는 디지탈 정보의 상기 프레임의 각각과 연관된 데이터 속도를 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 채널의 성능 측정 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서, 디지탈 정보의 상기 프레임중 한 프레임과 연관된 데이터 속도에 기초하여 디지탈 시험 데이터의 상기 패킷의 상기 복제의 각각을 발생시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 시스템.
  27. 제 26 항에 있어서, 의사난수 프로세스에 따라 디지탈 시험 데이터의 상기 패킷의 각각 내에 비트 시퀀스를 발생시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 시스템.
  28. 제 24 항에 있어서, 상기 비교 수단은,
    누적 비트 에러 카운트를 축적하기 위해 상기 디지탈 시험 데이터의 상기 수신된 패킷을 포함하는 비트 시퀀스 중 대응하는 시퀀스를 디지탈 시험 데이터의 상기 패킷의 상기 복제를 포함하는 비트 시퀀스와 비교하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신채널의 성능 측정 시스템.
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