KR100730715B1 - 통신 시스템에서의 유연한 에러 보호 방법 - Google Patents

통신 시스템에서의 유연한 에러 보호 방법 Download PDF

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Abstract

유연한 에러 부호화 방법은 2 이상의 생성 다항식을 이용하여 상이한 차수의 에러 보호를 제공하고, 선택적으로 송신기로부터 수신기로 명시적으로 신호 전송할 필요 없이 가상 채널을 주 채널에 중첩한다. 부호화 메시지는 수신측에서 2 이상의 상이한 생성 다항식에 의해 CRC 복호화된다. 한 쌍의 복호화의 결과에 따라, 본 방법은 어떤 생성 다항식이 메시지를 복호화하는데 이용되었는지를 판별하여, 그에 따라 응답할 수 있다. 예컨대, 특정 생성 다항식이 이용된 경우, 이것을 이용하여, 보조 채널이 주 채널에 중첩되었고, 보조 채널이 추출될 수 있음을 나타낸다. 본 방법은 한 쌍의 복호화 기법으로 생성된 잠재적인 모호성을 해결하는 추가 단계를 부가함으로써 선택적으로 개선될 수 있다.
생성 다항식, CRC, 부호화 메시지

Description

통신 시스템에서의 유연한 에러 보호 방법{FLEXIBLE METHOD OF ERROR PROTECTION IN COMMUNICATIONS SYSTEMS}
본 발명은 통신 시스템에서의 에러 보호 분야에 관한 것으로서, 특히, 보호의 가변 차수(degree)를 고려하고, 선택적으로 주 채널 메시지에 보조 채널 데이터를 포함하는 순환 중복 검사(cyclic redundancy check) 에러 보호 방법에 관한 것이다.
셀룰러 전화망과 같은 통신 시스템은 일반적으로 전송 에러에 대한 어떤 보호의 차수를 제공하도록 의도된 에러 제어 메카니즘을 포함한다. 이와 같은 전송 에러는 통상적으로 외부 교란(예컨대, "잡음")으로부터 발생하여, 수신 메시지를 변화시키는 원하지 않는 결과를 갖는다.
디지털 통신 시스템을 추정하면, 일반적으로 통신되는 다수의 비트는 수집되어 패킷으로 그룹화된다. 패킷 헤더는 통상적으로, 다양한 네트워크 기능의 동작을 가능하게 하여, 그것을 지원하는데 필요한 다양한 필드(field)를 포함하는 패킷의 시작부(beginning)에 부가된다. 패킷 트레일러(trailer)는 일반적으로 패킷의 말단부(end)에 부가되고, 통상적으로, 특히, 패리티 비트를 포함한다. 헤더, 패킷 및 트레일러는 전체적으로 프레임이라 칭한다. 프레임 트레일러에 의해 반송되는 패리티 비트의 목적은, 전 전송 프로세스 동안에 프레임 내로 유입되는 어떤 비트 에러의 존재를 검출하는 수단을 제공하는 것이다.
패리티 비트를 생성하여 처리하는 특정 방법 중 하나는 순환 중복 검사(CRC)이며, CRC의 동작은, 디지털 비트의 표현을 인식하여 모듈로(modulo)-2 계수를 갖는 다항식 간에 일련의 곱셈 및 나눗셈 연산으로서 고려될 수 있다. 이런 표현법에서는, 부분 프레임(즉, 트레일러를 제외한 프레임)의 내용은 N-차 다항식으로서 고려될 수 있고, 여기서, N은 부분 프레임의 비트 수이다. 이 다항식은, CRC 생성 다항식으로 알려진 제 2 다항식에 의해 나누어진다. 나눗셈이 완료되면, 생성된 나머지는 패리트 비트로서 패킷 트레일러 내에 포함되고, 프레임은 전송된다.
프레임의 수신 시에, 수신기는 다항식 나눗셈을 계산하여, 생성된 나머지를 수신된 나머지와 비교한다. 전송 에러는 수신된 프레임에 의해 전해진 나머지와 수신기에 의해 재계산된 나머지 간에 어떤 불일치로 지시된다.
널리 상용되는 다양한 생성 다항식으로부터 얻어지는 CRC의 제한 및 고유한 능력 뿐만 아니라, 다항식 CRC 모델은 보우드레아우(Boudreau), 버그만(Bergman), 및 알빈(Irvin)의 "순환 중복 검사의 성능 및 데이터 스크램블러와의 상호 작용"(IBM R&D 저널, vol.38, no.6, 11월, 1994, pp.651-658)에서 보다 상세히 설명된다.
CRC 부호화를 사용함으로써, 메시지를 적절히 처리하기 위해, 수신국은, 어떤 생성 다항식을 이용하여 입중계(incoming) 메시지가 생성되었는지를 인식할 필요가 있다. 통상적으로, 적절한 차수의 표준 또는 범용 생성 다항식이 이용된다. 그러나, 이런 접근법은, 종종 최악의 시나리오를 고려하여 설계되며, 잡음이 최악의 상태보다 적은 대부분의 상황에서 비효율적일 수 있다. 예컨대, 잡음이 많은 상황에서는 16비트 CRC 보호를 위해 소정의 프레임이 전송될 필요가 있지만, 전송 상태가 개선되면, 8비트 CRC 보호만이 필요로 될 수 있다. 그러나, 종래의 기술에서는 모든 상황에 대해 16비트 CRC 보호가 이용된다.
또한, 미국 특허 제 5,862,160 호에 보다 더 설명된 바와 같이, 예컨대, 네트워크 관리 정보를 교환할 시에 이용하기 위해 때때로 송신기와 수신기 간에 저비트율의 가상(phantom) 보조 채널을 제공하는 것이 유용하다. 여기서, 용어 "가상 채널"은, 고정 길이 프레임, 특히 CRC에 의해 보호된 메시지의 프레임 길이의 구성이 가상 채널을 제공한 결과로서 변화하지 않는다는 것을 의미한다. 적절한 기능을 하기 위해, 보조 채널을 적절히 처리할 수 있도록, 수신기는 보조 채널이 제공되는 시기를 인식할 필요가 있다. 공지된 접근법 중 하나는 이런 보조 채널을 위해 프레임 내에 공간을 항상 확보하는 것이다. 그러나, 이런 접근법은 보조 채널이 비어 있는 경우에 전송 용량을 명백히 비효율적으로 이용한다. 다른 접근법은 지시기 플래그를 명시적으로 제공하는 것이다. 예컨대, 보조-채널-존재 플래그를 제공함으로써, 보조 채널이 비어 있지 않은 시기를 명시적으로 수신기에 알려줄 수 있다. 그러나, 이와 같은 명시적인 플래그를 사용한 접근법의 경우에서도, 다른 생산적으로 사용될 수 있는 전송 용량이 소비하게 된다.
대안적인 접근법이 알빈(Irvin) 및 캐럴라(Khayrallah)의 미국 특허 제 5,862,160 호에 개시되어 본원에 전체적으로 참조로서 포함된다. 상기 '160 특허는 의도적으로 CRC 에러를 유도함으로써 가상 보조 채널이 도출될 수 있는 방법을 기술하고 있다. 주 채널 정보에 대한 CRC가 계산된 후, 보조 채널에 의해 반송되는 정보에 대응하는 마스크는, 주 채널에 의해 반송되는 정보와 배타적-OR(XOR) 연산이 행해진다. 변경된 메시지를 수신할 시에, 마스크의 부과(imposition)로 인해, 수신된 CRC 비트가 수신된 메시지에 대응하지 않기 때문에, 복호기는 비정상(adnormality)을 검출한다. 그 다음, 복호기가 이런 부과를 푸는 마스크를 찾아, CRC의 무결성(integrity)을 복원한다. 그 후, 그 찾아진 마스크는 보조 채널의 의도된 텍스트를 나타낸다. 상기 '160 특허의 방법이 본 발명에 의해 다루어진 문제의 일부에 적용될 수 있지만, 상기 '160 특허의 방법은 보조 채널의 용량이 증가함에 따라 상당히 복잡해진다. 예컨대, 8비트 보조 채널을 제공하기 위해서는, 256개의 마스크를 기억하여 처리할 필요가 있다.
따라서, 전송 자원의 사용에 효율적인 CRC 보호의 가변 레벨을 제공하는 방법이 요구된다. 또한, 별도로, 기억 장치의 사용에 효율적이면서, 다양한 용량의 부 채널을 고려한 효율적인 CRC 보호의 방법이 필요하며, 이 방법은, 멀티비트 보조 채널에 대규모의 마스크 카탈로그를 필요로 하지 않고, 일반적으로, 동일한 방법이 단일 비트 가상 채널 및 멀티비트 보조 채널의 양방을 제공할 수 있다는 것을 의미한다.
더욱이, 기존의 시스템 및 규격의 문맥(context)내에서, 이들의 용량이 확장하고, 역방향-호환성을 유지할 수 있도록 한 이들 선택 사항을 제공할 필요가 있다.
본 발명의 방법은, 2 이상의 생성 다항식 또는 생성 코드를 이용하여, 송신기로부터 수신기로의 명시적 신호 전송할 필요 없이, 상이한 차수의 에러 보호가 적용되는 시기를 판별하여, 선택적으로 주 채널 상의 가상 채널의 존재를 검출한다. 본질적으로, 수신기는, 명시적 신호 전송 정보에 의존하기보다 입중계 비트 스트림을 분석함으로써, 송신기의 CRC 생성 코드의 선택을 추정하여, 이에 따라 긍정 응답을 갖게 된다.
단일 생성 다항식만을 이용하여 CRC 부호화 메시지를 복호화하는 종래 기술의 접근법과는 대조적으로, 본 발명의 방법은 수신측에서 2 이상의 상이한 생성 다항식을 이용하여 CRC 부호화 메시지를 복호화한다. 한 쌍의 복호화의 결과에 기초로 하여, 본 발명의 방법은 어느 생성 다항식이 메시지를 부호화하는데 이용되었는지를 판별하여, 그에 따라 응답할 수 있다. 예컨대, 특정 생성 다항식이 이용되었다면, 이것을 이용하여, 주 채널 상에 보조 채널이 중첩되어 있고, 보조 채널이 추출될 수 있다는 것을 나타낼 수 있다. 한편, 디폴트 생성 다항식과 같은 다른 생성 다항식이 이용되었다면, 이것을 이용하여, 보조 채널이 중첩되어 있지 않다는 것을 나타낼 수 있다. 일부 실시예에서, 이 방법은, 한 쌍의 복호화 기법의 사용에 기인한 잠재적인 모호성을 해결하는 추가 단계를 부가함으로써 선택적으로 개선될 수 있다. 이들 단계는, 상이한 생성 다항식을 이용하여 CRC 복호화 결과를 구별하기 전에, 공지된 오프셋 다항식을 메시지에 XOR 가산함으로써 주 메시지를 의도적으로 변경하는 단계를 포함할 수 있다. 그 다음, 이 변경은 수신단에서 원래의 메시지를 재구성하기 위해 제거될 수 있다.
본 발명의 방법은 적어도 수신기에 대한 처리 오버헤드를 증가하여, 일반적으로 송신기에 대한 처리 오버헤드를 증가시킨다. 그러나, 전송 용랑의 증가가 이것을 오프셋한다. 가장 간단한 실시예에서, 본 발명의 방법은, 명시적 지시기 플래그 비트 등을 전송할 필요 없이, CRC 부호화의 중복 차수(degree of redundancy)를 필요에 따라 변화시킨다. 더욱 복잡한 실시예에서, 본 발명의 방법은 또한 명시적 지시기 플래그 비트 등을 전송하지 않고, 주 채널 상에 보조 채널을 가상화시킬 수 있다. 그 대신, 수신기는, 명시적 신호 정보에 의존하기보다 입중계 비트 스트림을 분석함으로써, 송신기의 CRC 생성 코드의 선택을 추정하여, 중복 차수 및/또는 보조 채널의 존재를 추정한다.
도 1은 종래 기술의 부호화 메시지 프레임을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 메시지 프레임의 일실시예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 대한 송신측의 처리 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 대한 수신측의 처리 흐름도이다.
단순화를 위하여, 본 발명은 디지털 셀룰러 전화 통신 네트워크에 관련하여기술될 것이다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 유선 시스템 및 무선 시스템의 양방을 포함하는 다양한 통신 시스템을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
상술한 바와 같이, 일반적으로, 송신 데이터는 수집되어, 프레임(10)으로 불리는 다수의 패킷으로 그룹화된다. 이와 같은 종래 기술의 프레임(10)의 구성은 도 1에 도시된다. 본원의 설명을 위하여, 프레임(10)은 2개의 부분, 즉, 메시지부(12) 및 중복부(14)로 분할될 수 있다. 2개의 부분의 순서는 중요하지 않지만, 일반적으로 중복부(14)가 메시지부(12)의 다음에 온다. 종종 보호 텍스트로서 지칭되는 메시지부(12)는 당해 기술 분야에 공지된 임의의 방법에 의해 선택적으로 부호화되는 메시지 데이터를 포함한다. 중복부(14)는 중복 정보(예컨대, CRC 나머지)를 포함한다. 프레임(10)은 일반적으로 비트로 나타내는 전체 프레임 길이를 갖는다. 도 1의 프레임(10)은 K비트의 메시지부(12) 및 16비트의 중복부(14)를 갖는 것으로 도시된다.
대안적인 프레임 구조는 도 2에 도시된다. 도 2의 프레임(10)도 마찬가지로 메시지부(12) 및 중복부(14)를 포함하지만, 또한 가변부(16)를 포함한다. 단순화를 위하여, 메시지부(12)는, 도 1에서와 같이, 동일한 길이이고, 동일한 정보를 포함한다. 도 2의 중복부(14)는 단지 8비트 길이고, 중복 정보를 포함한다. 이 중복 정보는 일반적으로 도 1의 중복부(14)의 중복 정보와 유사하지만, 이 중복 정보는, 추후 설명되는 바와 같이, 도 1의 중복부(14)의 중복 정보와 상이하다. 도 2에 도시된 가변부(16)의 길이는 8비트이다. 이 예에서, 가변부(16)는, 다음에 설명되는 바와 같이, 중복 정보를 포함하거나 보조 채널 데이터를 포함할 수 있다. 설명의 단순화를 위하여, 도 2에 도시된 프레임(10)의 전체 프레임 길이는 도 1에 도시된 전체 프레임 길이와 동일하다는 것에 주의해야 한다.
통신 시스템에서, 데이터는 송신국으로부터 수신국으로 전송된다. 설명을 위하여, 송신국은 셀룰러 무선 기지국인 것으로 추정되고, 수신국은 이동 셀룰러 전화인 것으로 추정된다. 이들 특정 구성 요소의 선택은 단지 설명의 편의를 위한 것이고, 그 세부 사항은 당해 기술 분야에 잘 알려져 있기 때문에 본원에서 상세한 설명을 제외한다. 물론, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 임의의 CRC 부호화 소스가 단일 구성요소로 구성되든 다수 구성요소로 구성되든 기지국에 대체될 수 있고, 임의의 CRC 복호기도 마찬가지로 단일 구성요소로 구성되든 다수 구성요소로 구성되든 전화기에 대체될 수 있다. 게다가, 2개의 기지국의 역할은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 반대로 될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 기지국의 동작을 도시한다. 기지국의 부호화부는 보호될 텍스트를 내부 소스나 외부 소스 중 어느 하나로부터 수집한다(단계 110). 당해 기술 분야에 잘 알려진 OSI 참조 모델을 적용할 경우, 통상적으로 이 단계는, 본 발명이 실시되는 계층으로 텍스트를 전송하는 제 1 프로토콜 스택(stack)에 의해 달성되고, 실제로 상기 계층은 대부분 계층 1, 계층 2 또는 중간의 MAC 계층일 수 있다. 게다가, 기지국의 부호화부는 일반적으로 제 2 프로코콜 스택을 따라 전송되는 보조 정보를 또한 수집한다(단계 116). 보조 정보는, 아래에 설명되는 바와 같이, 다수의 생성 다항식 중 어떤 것이 선택되야 하는지를 지시하는 명령을 포함할 수 있다. 게다가, 보조 정보는 보조 채널(보조 채널 데이터)를 통해 반송되는 추가 텍스트를 포함할 수 있다.
부호화 메시지 프레임(10)을 구성하기 위해, 기지국과 관련된 CRC 부호기는 제각기 제 1 및 제 2 생성 다항식 G 및 H를 구비하며, 이 다항식은 상이한 차수를 가질 수 있다. 보호 텍스트를 포함하는 프레임(10)이 전송되는 경우, 부호기에 의해 이용되는 생성 다항식은 일반적으로 기지국의 주 제어기에 의해 선택되지만(단계 120), 선택적으로 기지국의 임의의 다른 부분에 의해서도 선택된다. G 또는 H의 선택은, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 방식으로 비트-에러율의 평가와 같은 채널 성능에 관한 관측, ARQ 시스템에서의 단기 평균 재시도 횟수, 복조된 소프트 정보의 신뢰성 레벨 등에 의존할 수 있다. 선택적으로, 생성 다항식의 선택은, 전송 데이터의 타입 및/또는 보조 채널 상의 전송 텍스트의 유무 또는 논리 값에 의존할 수 있다.
생성 다항식, 이 예에서는 H가 선택되면(단계 120), 프레임의 메시지부(12)가 구성되고(단계 130), CRC 부호기가 당해 기술 분야에서 잘 알려진 방식으로 텍스트에 대한 적절한 중복 비트를 계산하여, 통상적으로 이 중복 비트를 주 텍스트에 첨부함으로써 중복 비트를 첨부한다(단계 140). 게다가, 기지국은, 바람직하게는, 선택되지 않은 생성 다항식, 이 예에서는 G를 이용하여 구성된 프레임(10)을 복호화한다(단계 210). 마찬가지로, 기지국은 복호화하기보다는 다른(선택되지 않은) 생성 다항식을 이용하여 텍스트에 대한 적절한 중복 비트를 계산할 수 있다. 어느 경우에나, 이 추가 계산의 목적은, 부호화되는 텍스트가 인자로서 G 및 H의 양방을 가질 시에 발생하는 모호성을 검출하여, G 및 H의 양방에 따라 정확히 복호화하는 것이다. 프레임(10)이 영(zero)이 아닌 나머지로 복호화하면(단계 220), 즉, 모호성이 검출되지 않는다는 것을 의미하면, 부호화 텍스트는 통상적으로 전송된다(단계 150). 한편, 프레임(10)이 영인 나머지로 복호화하면(단계 220), 즉, 모호성을 나타내면, 이 모호성을 전송 전에 해결하기 위한 추가 처리가 필요하다.
전송 전에 모호성을 제거하도록 프레임(10)을 변경함으로써 모호성을 해결할 수 있다. 본 발명에서는, 배타적 OR(XOR) 연산을 통해 제 3 또는 제 4 다항식을 프레임(10)에 가산함으로써 모호성을 제거할 수 있다(단계 230). 예컨대, G가 선택된 생성 다항식이면, G 및 H보다 고차의 제 3 다항식 M이 프레임(10)에 가산(XOR)된다(단계 230). 한편, H가 선택된 생성 다항식이면, G 및 H보다 고차이고, 바람직하게는 M보다 고차의 제 4 다항식 N이 프레임(10)에 가산된다(단계 230). 따라서, 생성 다항식 G가 부호화하는데 이용되면, 프레임(10)은 다항식 M과의 XOR에 의해 변경되고; 생성 다항식 H가 부호화하는데 이용되면, 프레임(10)은 다항식 N과의 XOR에 의해 변경된다. 이 추가 처리(단계 230) 다음에, 부호화 메시지 프레임(10)은 통상적인 방식으로, 예컨대, 프로토콜 스택을 통해 부호화 메시지를 전송용의 물리 계층으로 전달함으로써 전송된다(단계 150).
수신단에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 전화가 프레임(10)을 수신한다(단계 310). 그 다음, 부호화 프레임(10)은 G 및 H의 양방을 이용하여 CRC 복호화된다(단계 320). 즉, 당해 기술 분야에 잘 알려진 방식(즉, 종래의 CRC 연산 방법에 따라 나머지가 계산되는 방식)으로, 부호화 메시지가 G에 의해 CRC 복호화되어, 생성된 제 1 나머지(RG)를 획득한다(단계 320). 또한, 부호화 메시지는 H에 의해 CRC 복호화되어, 생성된 제 2 나머지(RH)를 획득한다(단계 320). RG 및 RH의 양방이 영이면(단계 330), 부호화 메시지는 G 및 H의 양방에 따라 적절히 복호화된다. 바람직한 실시예에서는, 송신된 메시지가 이 조건을 결코 만족시키지 못하기 때문에(도 3의 단계 220-230 참조), 전송 에러가 반드시 발생하여, 프레임(10)이 거부된다(단계 900). 그 다음, 거부된 프레임(10)은 재전송 요구와 같은 공지된 절차에 따라 처리된다.
RG 및 RH의 양방이 아니지만, 어느 하나가 영이 아니면(단계 332), 즉, 부호화 메시지가 G 및 H의 양방이 아니라, 어느 하나에 따라 적절히 복호화되는 것을 의미하면, 프레임(10)은 적정한 것으로 간주되어, 후술하는 바와 같이, 메시지부(12) 및 선택적으로 가변부(16)는 추가 처리로 진행된다(단계 800).
RG 및 RH의 양방이 영이 아니면(단계 332), 부호화 메시지는 송신단에서 행해진 M 또는 N 변경을 잠재적으로 원상태로 돌리도록 추가 처리된다. 그렇게 행하기 위해, 다항식 M은 프레임(10)에 가산되고, M-확장(M-augmented) 프레임(10)은 생성 다항식 G를 이용하여 복호화된다(단계 334). 또한, 다항식 N이 프레임(10)에 가산되고, N-확장 프레임 (10)이 생성 다항식 H를 이용하여 복호화된다(단계 336). 프레임(10)이 어떤 경우에도 적절하게 복호화되지 않거나(단계 340,344), 또는 양방의 경우에 적절하게 복호화되면(단계 340,342), 전송 에러가 발생되어, 프레임(10)이 거부된다(단계 900). 이외의 경우, 확장 프레임(10)(N 또는 M에 의해 복원)은 적정한 것으로 간주하여, 후술하는 바와 같이, 메시지부(12) 및 선택적으로 가변부(16)가 추가 처리를 위해 진행된다(단계 810).
간단한 실시예에서, 복호화 프레임(10)의 처리(단계 800 또는 810)는 상당히 간단하다. 고정 길이를 갖는 부호화 메시지의 메시지부(12)는 당해 기술 분야에서 잘 알려진 방식으로 통상 간단히 처리된다. 이 시나리오는, 중복 에러 부호화의 가변 차수를 이용한 간단한 단일 채널 전송에 대응한다. 예컨대, G는, 통신 시스템에서의 디폴트로서 사용되는 16비트 생성 다항식이라고 가정한다. 또한, H가 8비트 생성 다항식이라고 가정한다. G를 생성 다항식으로서 이용하면, H를 생성 다항식으로서 이용하는 경우에 비해 중복 차수가 효율적으로 2배로 된다. 이 간단한 실시예에서의 프레임 길이는 고정될 수 있거나 변화할 수 있음에 주목해야 한다. 프레임 길이가 가변적이면, 프레임(10)은 메시지부(12) 및 중복부(14)를 포함하지만, 고차의 생성 다항식(G)이 이용될 시에는 중복부(16)만을 포함한다. 따라서, 가변부(16)는, 존재하면, 중복 정보를 포함하며, 이 중복 정보는, 중복부(14) 내의 중복 정보와 결합될 시에, 중복 에러 부호화 데이터(예컨대, CRC 나머지)를 포함한다.
보다 복잡한 실시예에서는, 복호화 프레임(10)의 처리(단계 800 또는 810)는, 전화에 의해 판별되는 바와 같이, 생성 다항식으로서 G가 사용되었는지 H가 사용되었는지에 따라 분기한다. 주어진 예에서, 주 채널 상에서 보조 채널이 "가상화"되는 경우에 H가 이용되고, 보조 채널이 존재하지 않는 경우에는 G가 이용된다. 16비트의 G 및 8비트의 H가 위로부터 계속되면, H의 이용은 비교적 저 대역폭의 보조 채널로서 이용하기 위해 8비트를 허용하지만, G의 이용은 이와 같은 보조 채널을 고려하지 않는다. 전화가 G가 이용되었음을 판별하면, 전화는 부호화 메시지의 메시지부(12)를 종래의 방식으로 처리한다. 반대로, 전화가 H가 이용되었음을 판별하면, 전화는 부호화 메시지의 메시지부(12)를 종래의 방식으로 처리하지만, 또한, 보조 채널로서 부호화 메시지의 가변부(16)를 처리한다. 이 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 가변부(16)는 G가 이용될 시에 중복 정보를 제공하지만, H가 이용될 시에는 보조 채널 데이터를 포함한다. 또한, 프레임 길이는 이 실시예를 이용하여 일정하게 되는 것이 바람직하지만, 이것이 필요하지는 않다.
상기 예에서는, 긴 16비트의 생성 다항식 G를 이용하면, 프레임(10)의 메시지부(10)가 CRC 부호화되지만, 가변부(16)는 중복 정보 자체의 일부를 형성하기 때문에 G를 이용하여 부호화되지 않는다. 한편, 짧은 8비트의 생성 다항식 H를 이용하면, 가변부(16)는 H를 이용하여 부호화될 수 있거나 부호화되지 않을 수 있다. 예컨대, 보호된 주 텍스트 및 보조 채널 데이터가 결합될 수 있어, 이 결합이 중복부(14)를 생성하도록 H를 이용하여 CRC 부호화될 수 있다. 또는, 보호된 텍스트는 중복부(14)를 생성하도록 H를 이용하여 CRC 부호화될 수 있어, 보조 채널을 포함하는 가변부(16)가 부가될 수 있다.
이들 방식을 따라 계속하면, 본 발명은 가변 길이 메시지부(12)를 갖는 고정 길이 프레임에 이용될 수 있다. 예컨대, 부호화하기 위해 G를 이용할 시에는, 메시지 길이는 K비트일 수 있지만, 부호화하기 위해 H를 이용할 시에는, 메시지 길이는 K+8비트일 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 기지국 및 전화의 양방의 모호성 해결 절차는 가변 길이를 고려할 필요가 있다. 예컨대, K비트는 G에 의해 복호화되고, K+8비트는 H에 의해 복호화되며, 모호성이 있는지를 판별하기 위해 2개의 결과가 비교된다. 따라서, 짧은 생성 다항식을 이용함으로써 절약된 여분의 비트는 고정 길이 프레임(10)내의 주 채널 메시지에 전용된 비트 수를 증가시키는데 사용될 수 있다.
상기 예는 짧은 생성 다항식 H의 차수가 디폴트 생성 다항식 G의 차수의 절반이라고 가정되었다. 그러나, 이 차수 관계는 필요치 않다. 실제로, H의 차수는 G보다 1비트 또는 2비트만큼 작을 수 있고, G-1비트까지 작을 수 있다. 따라서, 가상 보조 채널의 "사이즈"는 변화될 수 있다.
또한, 일부 실시예에서는, 2개의 생성 다항식 G 및 H는 동일한 차수의 상이한 다항식일 수 있다. 이와 같은 방법은, 단지 중복 에러 부호화의 가변 차수를 간단히 제공하는데 이용될 수 있다. 선택적으로, 이용되는 어느 생성 다항식의 간단한 선택을 이용하여 정보를 전송할 수 있다. 예컨대, 주 채널 데이터가 음성 정보를 반송하는 경우, 생성 다항식 G가 이용되지만, 주 채널 데이터가 비-음성 데이터를 반송하는 경우, 생성 다항식 H가 이용된다. 전화는 이때 어떤 생성 다항식이 기지국에 의해 사용되었는지를 판별하여 그 결과에 따라 데이터를 상이하게 처리할 수 있다. 따라서, 2개의 상이한 생성 다항식의 차수가 동일할지라도, 이들 생성 다항식을 이용하는 능력을 이용하여 정보를 전송할 수 있다.
게다가, 본 발명은 2개의 생성 다항식 G 및 H에 관하여 상술되었지만, 이 접근법은 간단한 방법으로 2 이상의 생성 다항식으로 확장될 수 있고, 본 발명은 이와 같은 상황을 포함하도록 의도된다.
명백하게도, 본 방법은 수신기, 일반적으로는 송신기에 대한 처리 오버헤드를 증가시킨다. 하나의 생성 다항식만을 이용하는 CRC 복호화보다는, 수신기는 적어도 제 1 및 제 2 생성 다항식(이 예에서는 G 및 H)의 양방을 이용하여 CRC 복호화해야 한다. 더욱이, 일부 실시예에서, 모호성을 해결하기 위해 의도된 송신단에서 행해지는 변경을 원상태로 돌리는 부가적 CRC 복호화 단계가 필요하다. 따라서, 본 발명의 방법은 종래의 기술보다 강력한 연산 능력을 필요로 한다. 그러나, 본 발명의 방법은, 보다 큰 융통성 및 전송 용량을 고려한다. 더욱이, 일부 선택적인 실시예는, 확립된 프로토콜을 위반하지 않고, 제 1 채널 상에 중첩되는 가상 보조 채널의 전송을 고려한다. 즉, 본 발명을 이용하는 장치는, 본 발명을 사용되지 않은 기존의 시스템으로부터의 메시지를 수신하여 처리할 수 있고, 이 장치는 일부 불필요한 계산을 간단하게 행한다. 따라서, 이와 같은 장치는 기존의 시스템과 역방향 호환성을 갖게 될 것이다. 이것은 플래그 타입의 정보를 전송하기 위한 관련 프로토콜의 슬롯이 모두 사용되거나 이용할 수 없는 시스템에서 매우 유리하다.
물론, 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수 특성을 벗어나지 않고도 본원에서 개시한 방법과 다른 특정 방법으로도 수행될 수 있다. 따라서, 본 실시예는 예시되어 제한되지 않은 모든 점에서 고려될 수 있고, 첨부된 청구범위의 취지 및 동일 범위내에서 일어나는 모든 변경이 포함될 것이다.

Claims (33)

  1. 가변 차수 에러 부호화 방법에 있어서,
    제각기 상이한 대응하는 생성 코드를 갖는 다수의 에러 보호 레벨 중에서 어떤 에러 보호 레벨을 선택하는 단계;
    제 1 국에서 부호화 메시지를 생성하기 위해 선택된 에러 보호 레벨에 대응하는 생성 코드를 이용하여 데이터 메시지를 CRC 부호화하는 단계;
    상기 부호화 메시지를 상기 제 1 국으로부터 제 2 국으로 전송하는 단계;
    상기 제 2 국에서, 제 1 생성 코드를 이용하여 제 1 결과를 생성하기 위해 상기 부호화 메시지를 CRC 복호화하고, 제 2 생성 코드를 이용하여 제 2 결과를 생성하기 위해 상기 부호화 메시지를 CRC 복호화하는 단계; 및
    상기 제 2 국에서, 상기 제 1 및 제 2 결과에 따라 선택된 에러 보호 레벨을 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 차수 에러 부호화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 국에서 판별된 에러 보호 레벨에 따라 상기 데이터 메시지를 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 차수 에러 부호화 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 국에서 부호화 메시지를 생성하기 위해 데이터 메시지를 부호화하는 상기 단계는 상기 전송 단계 전에 상기 부호화 메시지의 모호성을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 차수 에러 부호화 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 부호화 메시지의 모호성을 검사하는 상기 단계는 선택되지 않은 에러 보호 레벨에 대응하는 생성 코드를 이용하여 상기 부호화 메시지를 CRC 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 차수 에러 부호화 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 부호화 메시지의 모호성을 검사하는 상기 단계는 선택되지 않은 에러 보호 레벨에 대응하는 생성 코드를 이용하여 상기 데이터 메시지를 CRC 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 차수 에러 부호화 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    모호성이 발견된 경우, 상기 전송 단계 전에 상기 부호화 메시지를 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 차수 에러 부호화 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 생성 코드 또는 제 2 생성 코드가 제각기 상기 부호화 메시지를 생성하는데 이용된 경우, 상기 변경 단계는 제 1 다항식 또는 제 2 다항식 중 하나를 상기 부호화 메시지에 XOR 가산하는 단계를 포함하는 특징으로 하는 가변 차수 에러 부호화 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    선택된 에러 보호 레벨을 판별하는 상기 단계는, 상기 제 1 결과 및 상기 제 2 결과의 양방이 영이 아닌 경우, 확장 부호화 메시지를 생성하기 위해 상기 부호화 메시지를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 차수 에러 부호화 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 변경 단계는,
    제 1 후보의 확장 메시지를 생성하기 위해 제 1 다항식을 상기 부호화 메시지에 XOR 가산한 다음, 상기 제 1 생성 코드를 이용하여 제 3 결과를 생성하기 위해 상기 제 1 후보의 확장 메시지를 CRC 복호화하는 단계;
    제 2 후보의 확장 메시지를 생성하기 위해 제 2 다항식을 상기 부호화 메시지에 XOR 가산한 다음, 상기 제 1 생성 코드를 이용하여 제 4 결과를 생성하기 위해 상기 제 2 후보의 확장 메시지를 CRC 복호화하는 단계; 및
    상기 제 3 및 제 4 결과에 따라 상기 확장 부호화 메시지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 차수 에러 부호화 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 부호화 메시지는 제 2 채널 데이터 또는 중복 정보를 선택적으로 갖는 가변부를 포함하고, 상기 제 2 국에 의해 판별된 선택된 에러 보호 레벨에 따라 상기 가변부를 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 차수 에러 부호화 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 생성 코드의 차수는 상기 제 1 생성 코드의 차수보다 낮은 것을 특징으로 하는 가변 차수 에러 부호화 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 부호화 메시지를 전송하는 상기 단계는 고정 프레임 길이를 갖고, 상기 부호화 메시지를 포함하는 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 차수 에러 부호화 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 부호화 메시지를 전송하는 상기 단계는 상기 부호화 메시지를 포함하고, 어느 생성 코드가 선택되는 가에 따라 변화하는 프레임 길이를 갖는 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 차수 에러 부호화 방법.
  14. 순환 중복 검사(CRC) 에러 부호화를 이용하여 생성된 통신 메시지를 복호화하는 방법에 있어서,
    수신국에서 프레임 길이를 갖는 프레임을 수신하는 단계로서, 상기 프레임은 메시지부 및 중복부를 갖는데, 상기 메시지부는 메시지 특성을 갖고, 상기 중복부는 주 중복 데이터를 가지며, 상기 부호화 메시지는, 상기 메시지 특성이 제 1 값을 갖는 경우에 제 1 생성 코드를 이용하여 CRC 부호화되고, 상기 메시지 특성이 제 2 값을 갖는 경우에는 상기 제 1 생성 코드와 상이한 제 2 생성 코드를 이용하여 CRC 부호화되는 단계;
    상기 수신국에서, 상기 제 1 생성 코드를 이용하여 제 1 결과를 생성하기 위해 상기 프레임을 CRC 복호화하며, 상기 제 2 생성 코드를 이용하여 제 2 결과를 생성하기 위해 상기 프레임을 CRC 복호화하는 단계; 및
    상기 제 2 국에서, 상기 제 1 및 제 2 결과에 따라 어떤 생성 코드가 상기 프레임을 준비하는데 사용되었는지를 판별하여, 상기 판별에 따라 상기 메시지부를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 메시지 복호화 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 메시지 특성은 상기 메시지부의 길이인 것을 특징으로 하는 통신 메시지 복호화 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 메시지 특성은 상기 메시지부가 음성 정보를 포함하는지를 나타내는 것을 특징으로 하는 통신 메시지 복호화 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 생성 코드와 상기 제 1 생성 코드가 동일 차수인 것을 특징으로 하는 통신 메시지 복호화 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 프레임 길이는 고정된 것을 특징으로 하는 통신 메시지 복호화 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 프레임 길이는 상기 메시지부의 길이에 따라 변화하는 것을 특징으로 하는 통신 메시지 복호화 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 프레임 길이는 상기 메시지부를 부호화하는데 이용된 상기 생성 코드의 길이에 따라 변화하는 것을 특징으로 하는 통신 메시지 복호화 방법.
  21. 순환 중복 검사(CRC) 에러 부호화를 이용하여 고정 프레임을 갖는 제 1 채널에 선택적으로 삽입되는 제 2 채널을 검출하는 방법에 있어서,
    제 2 국에서 제 1 국으로부터 부호화 메시지를 수신하는 단계로서, 상기 부호화 메시지는 적어도 제 1 채널 데이터 및 선택적으로 제 2 채널 데이터를 가지며, 적어도 제 1 및 제 2 에러 보호 레벨로부터 선택된 에러 보호 레벨을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 에러 보호 레벨은 상이한 대응하는 생성 코드를 갖는 단계;
    상기 제 2 국에서, 허용된 에러 보호 레벨에 대응하는 2 이상의 생성 코드를 이용하여 상기 부호화 메시지를 CRC 복호화함으로써 선택된 에러 보호 레벨을 판별하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 에러 보호 레벨 중 어떤 레벨이 이용되었는가를 상기 제 2 국이 판별한 결과에 따라 상기 제 2 채널의 존재를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 검출 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    선택된 에러 보호 레벨을 판별하는 상기 단계는,
    제 1 생성 코드를 이용하여 제 1 결과를 생성하기 위해 상기 부호화 메시지를 복호화하는 단계; 및
    제 2 생성 코드를 이용하여 제 2 결과를 생성하기 위해 상기 부호화 메시지를 CRC 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 검출 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    선택된 에러 보호 레벨을 판별하는 상기 단계는, 상기 제 1 결과 및 상기 제 2 결과의 양방이 영이 아닌 경우에, 확장 부호화 메시지를 생성하기 위해 상기 부호화 메시지를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 검출 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 변경 단계는,
    제 1 후보의 확장 메시지를 생성하기 위해 제 1 다항식을 상기 부호화 메시지에 XOR 가산한 다음, 상기 제 1 생성 코드를 이용하여 제 3 결과를 생성하기 위해 상기 제 1 후보의 확장 메시지를 CRC 복호화하는 단계;
    제 2 후보의 확장 메시지를 생성하기 위해 제 2 다항식을 상기 부호화 메시지에 XOR 가산한 다음, 상기 제 1 생성 코드를 이용하여 제 4 결과를 생성하기 위해 상기 제 2 후보의 확장 메시지를 CRC 복호화하는 단계; 및
    상기 제 3 및 제 4 결과에 따라 상기 확장 부호화 메시지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 검출 방법.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 부호화 메시지는 제 2 채널 데이터 또는 중복 정보 중 어느 하나를 갖는 가변부를 포함하고, 상기 제 2 국에 의해 판별된 선택된 에러 보호 레벨에 따라 상기 가변부를 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 검출 방법.
  26. 제 21 항에 있어서,
    제각기 상이한 대응하는 생성 코드를 갖는 다수의 에러 보호 레벨 중에서 어떤 에러 보호 레벨을 선택하는 단계;
    제 1 국에서 부호화 메시지를 생성하기 위해 선택된 에러 보호 레벨에 대응하는 생성 코드를 이용하여 데이터 메시지를 CRC 부호화하는 단계; 및
    상기 부호화 메시지를 상기 제 1 국으로부터 제 2 국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 검출 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    제 1 국에서 부호화 메시지를 생성하기 위해 데이터 메시지를 부호화하는 상기 단계는 상기 전송 단계 전에 상기 부호화 메시지의 모호성을 검사하는 단계를 포함하고, 모호성이 발견된 경우, 상기 전송 단계 전에 상기 부호화 메시지를 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 검출 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 변경 단계는, 상기 제 1 생성 코드 또는 제 2 생성 코드가 제각기 상기 부호화 메시지를 생성하는데 사용된 경우, 제 1 다항식 또는 제 2 다항식 중 하나를 상기 부호화 메시지에 XOR 가산하는 단계를 포함하는 특징으로 하는 채널 검출 방법.
  29. 순환 중복 검사(CRC) 에러 부호화를 이용하여 제 1 채널 상에 선택적으로 중첩되는 제 2 채널을 검출하는 방법에 있어서,
    제 1 국에서, 적어도 제 1 및 제 2의 상이한 생성 코드로부터 선택된 생성 코드를 이용하여 CRC 부호화함으로써, 적어도 제 1 채널 데이터 및 선택적으로 제 2 채널 데이터를 갖는 부호화 메시지를 준비하는 단계로서, 상기 제 1 생성 코드는 상기 부호화 메시지가 상기 제 2 채널 데이터를 포함하지 않는 경우에 선택된 생성 코드이고, 상기 제 2 생성 코드는 상기 부호화 메시지가 상기 제 2 채널 데이터를 포함하는 경우에 선택된 생성 코드인 단계;
    제 2 국에서 상기 부호화 메시지를 수신하는 단계;
    상기 제 2 국에서, 상기 제 1 생성 코드를 이용하여 상기 부호화 메시지를 CRC 복호화하고, 상기 제 2 생성 코드를 이용하여 상기 부호화 메시지를 CRC 복호화하는 단계; 및
    상기 부호화 메시지를 준비하기 위해 상기 제 2 생성 코드가 이용되었는지를 상기 CRC 복호화 단계가 나타낼 경우, 상기 체 2 채널 데이터를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 검출 방법.
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