KR100762767B1

KR100762767B1 - 가변레이트 통신시스템에서 수신데이터 레이트를 결정하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100762767B1
Application number: KR1020007000922A
Authority: KR
Inventors: 스테인제레미엠
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1998-08-07
Publication date: 2007-10-02
Also published as: ZA987149B; JP2001513598A; CN100461785C; JP4236375B2; EP1010305A1; KR20010022343A; EP1826909A3; EP1010305B1; AU8698698A; EP1826909A2; TW453081B; WO1999008425A1; CN1266577A; DE69840267D1; US6175590B1

Abstract

가변 레이트 통신시스템의 수신데이터 레이트를 결정하는 장치 (200) 에 있어서, 디코더(230)는 각각의 허용가능한 데이터 레이트로 수신신호의 인코딩된 데이터의 각각의 프레임을 디코딩한다. 디코딩된 데이터를 CRC (cyclic redundancy check) 소자(240)에 의해 처리하여 CRC 비트를 생성한다. 그 데이터를 리인코딩하고 상관기(234)에 의해 수신된 인코딩 데이터와 상관하여 정규화 상관 메트릭들의 세트를 생성한다. 디코딩된 데이터를 또한 야마모토 품질 메트릭들의 야마모토 검출기 (248) 로 입력할 수도 있다. 각각의 허용가능한 데이터 레이트에 대하여 각각의 동작을 수행한다. 각각의 레이트에 대한 정규화 상관 메트릭은 상관값과 그 레이트에 대하여 계산된 상수로부터 계산된다. 상관값은 복조된 소프트프레임 심볼과 리인코딩된 프레임의 상관으로부터 결정된다. 최고 정규화 상관 메트릭을 선택하고 이 데이터 레이트에 대한 CRC 비트를 체크한다. 만일 CRC 체크가 수행되는 경우에, 이 데이터 레이트를 수신된 데이터 레이트로서 표시한다. 그렇지 않으면, 다음 최고 정규화 상관 메트릭을 선택하고 프로세스를 지속한다. CRC 체크가 없다면, 이레이져를 표시한다.

Description

가변레이트 통신시스템에서 수신데이터 레이트를 결정하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE RATE OF RECEIVED DATA IN A VARIABLE RATE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 가변레이트 통신시스템에서 수신데이터의 레이트를 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

코드분할 다중접속 (CDMA) 변조기술의 사용은, 많은 시스템 사용자가 존재하는 통신을 용이하게 하기 위한 몇 가지 기술 중 하나이다. 비록 시분할 다중접속 (TDMA), 주파수분할 다중접속 (FDMA) 같은 다른 기술, 및 진폭신장 단일측파대(amplitude companded single sideband, ACSSB)와 같은 AM 변조방식이 공지되어 있지만, CDMA는 이런 다른 기술들에 비하여 큰 이점을 갖는다. 다중접속 통신시스템에서의 CDMA 기술의 이용은 명칭이 "위성 또는 지상리피터를 사용하는 확산스펙트럼 다중접속 통신시스템(SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS)"으로, 본 발명의 양수인에게 양도되며 여기서 참조되는 미국특허 제 4,901,307 호에 개시되어 있다. 다중접속 통신시스템에서의 CDMA 기술의 이용은 명칭이 "CDMA 셀룰러 전화시스템에서 신호파형을 생성하기 위한 시스템 및 방법(SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM)"으로, 본 발명의 양수인에게 양도되며 여기서 참조되는 미국특허 제 5,103,459 호에도 또한 개시되어 있다.

CDMA는 광대역 신호라는 고유한 특성에 의해 넓은 대역폭에 걸쳐 신호에너지를 확산시킴으로써 주파수 다이버시티(frequency diversity)의 한 형태를 제공한다. 따라서, 주파수선택 페이딩(frequency selective fading)은 CDMA신호 대역폭의 일부에만 영향을 미친다. 공간 또는 경로 다이버시티는 둘 또는 그 이상의 셀-사이트를 통하여, 이동사용자로부터의 동시링크(simultaneous links) 에 의해 다중신호경로들을 제공함으로써 획득된다. 또한, 경로 다이버시티는 서로 다른 전파지연(propagation delays)을 갖고 도달하는 신호가 개별적으로 수신되어 처리되도록 허용함으로써, 확산스펙트럼 프로세싱을 통하여 다중경로 환경을 이용하여 획득될 수도 있다. 경로 다이버시티의 일례들은, 명칭이 "CDMA 셀룰러 전화시스템의 통신에서 소프트 핸드오프를 제공하는 방법 및 시스템(METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM)"으로, 본 발명의 양수인에게 양도되며, 여기서 참조되는 미국특허 제 5,101,501 호 및 명칭이 "CDMA 셀룰러 전화시스템의 다이버시티 수신기(DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM)"으로, 본 발명의 양수인에게 양도되며, 여기서 참조되는 미국특허 제 5,109,390 호 개시되어 있다.

CDMA 시스템은 종종 데이터 레이트(data rate) 를 하나의 데이터 프레임으로부터 또 다른 프레임으로 변동시킬 수 있도록 데이터를 인코딩하는 가변 레이트 보코더(VARIABLE RATE VOCODER)를 이용한다. 가변 레이트 보코더의 예시적인 실시형태는 명칭이 "가변 레이트 보코더(variable rate vocoder)" 로, 본 발명의 양수인에게 양도되며, 여기서 참조되는 미국특허 제 5,414,796 호에 개시되어 있다. 가변 레이트 통신채널을 이용하면 송신될 유용한 스피치(speech)가 없을 때 불필요한 송신을 최소화함으로써 상호간섭을 줄일 수 있다. 스피치 활동(speech activity)의 변화에 따라 각 프레임에서 변화하는 정보비트수를 생성하기 위한 알고리즘을 보코더내에 이용한다. 예를 들어, 4개의 레이트 세트를 갖는 보코더는 스피커의 활동에 따라서 20, 40, 80, 또는 160 비트를 포함하는 20 밀리초 (millisecond) 의 데이터 프레임들을 생성할 수 있다. 통신의 송신 레이트를 변경시킴으로써, 일정한 양의 시간에서 각 데이터 프레임을 송신하는 것이 바람직하다. 보코더 데이터를 데이터 프레임들로 포맷팅(formatting)하는 것에 대한 부가적인 세부사항들은, 명칭이 "송신용 데이터를 포맷팅하는 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION)"로, 본 발명의 양수인에게 양도되며, 여기서 참조되는 미국특허 제 5,511,073 호에 개시되어 있다.

수신기가 수신 데이터 프레임의 데이터 레이트를 결정하는 하나의 기술은 명칭이 "통신 수신기에서 송신된 가변 레이트 데이터의 데이터 레이트를 결정하는 방법 및 장치(METHOD AND APPAATUS FOR DETERMINING DATA RATE OF TRANSMITTED VARIABLE RATE DATA IN A COMMUNICATIONS RECEIVER)"로, 1994년 4월 26일자로 출원되고, 본 발명의 양수인에게 양도되며, 여기에 참조되는 미국특허출원 제 08/233,570 호에 개시되어 있다. 또 다른 기술은 명칭이 "코드분할 다중접속 시스템 애플리케이션들을 위한 멀티레이트 시리얼 비터비 디코더(MULTIRATE SERIAL VITERBI DECODER FOR CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM APPLICATIONS)"로, 1993년 9월 24일자로 출원되고, 본 발명의 양수인에게 양도되며, 여기서 참조되는 계류중인 미국특허출원 제 08/126,477 호에 개시되어 있다. 또 다른 기술은 명칭이 "가변 레이트 통신시스템에서 수신데이터의 레이트를 결정하는 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE RATE OF RECEIVED DATA IN A VARIABLE RATE COMMUNICATION SYSTEM)"로, 1996년 10월 18일자로 출원되고, 본 발명의 양수인에게 양도되며, 여기서 참조되는 미국특허출원 제 08/730,863 호에 개시되어 있다. 이러한 기술들에 따르면, 각각의 수신데이터 프레임을 각각의 허용가능한 레이트에서 디코딩한다. 각각의 레이트에서 디코딩된 각 프레임에 대하여, 디코딩된 심볼의 품질을 나타내는 에러 메트릭(error metric) 을 프로세서에 제공한다. 에러 메트릭들은 CRC (cyclic redundancy check) 결과, 야마모토 품질 메트릭 (Yamamoto quality metric), 및 심볼에러 레이트를 포함할 수도 있다. 프로세서는 상기 에러 메트릭들을 분석하고 입력 심볼들이 송신되는 가장 가능성 있는 레이트를 결정한다.

발명의 개요

본 발명은 가변 레이트 통신시스템에서 수신데이터의 데이터 레이트를 결정하는 신규하고 개선된 방법 및 장치를 제공하는 것을 목표로 한다.

일 양태에 있어서, 본 발명은 복조된 소프트프레임 심볼을 수신하고 디코딩된 프레임 및 소프트심볼 에러 레이트를 제공하는 디코더; 상기 디코더에 접속되어 상기 소프트심볼 에러 레이트를 수신하고, 상기 소프트심볼 에러레이트에 따라서 상기 수신신호의 상기 데이터 레이트를 표시하는 레이트 선택기를 구비하는, 가변 레이트 통신시스템의 수신신호의 데이터 레이트를 결정하는 수신시스템을 제공한다.

또 다른 양태에 있어서, 본 발명은 복조된 소프트프레임 심볼을 수신하고 디코딩된 프레임들 제공하는 디코더; 상기 디코더에 접속되어 상기 디코딩된 프레임을 수신하고, CRC 비트들을 제공하는 CRC 체크소자; 상기 디코더에 접속되어 상기 디코딩된 프레임들을 수신하고, 리인코딩된 프레임을 제공하는 리인코더(re-encoder); 상기 복조된 소프트프레임 심볼들을 수신하고 지연된 프레임들을 제공하는 지연소자; 상기 지연소자 및 상기 리인코더에 각각 접속되어 상기 지연된 프레임들과 상기 리인코딩된 프레임을 수신하고, 상관값들을 제공하는 상관기(correlator); 각각 상기 상관기와 상기 CRC 체크소자에 접속되어 상기 상관기 값과 상기 CRC 비트를 수신하고, 상기 상관기 값과 상기 CRC 비트에 따라 상기 수신신호의 상기 데이터 레이트를 표시하는 레이트 선택기를 구비하는, 가변 레이트 통신시스템의 수신신호 데이터 레이트를 결정하기 위한 수신시스템을 제공한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 복조된 소프트프레임 심볼을 디코딩하여 디코딩된 프레임 및 소프트 심볼에러 레이트를 제공하는 단계; 상기 소프트 심볼에러레이트에 따라서 정규화 상관 메트릭(normalized correlation metrics) 을 계산하는 단계; 및 상기 정규화 상관 메트릭에 기초하여 상기 수신신호의 상기 데이터 레이트를 표시하는 단계를 포함하는, 가변 레이트 통신시스템의 수신신호의 데이터 레이트를 결정하는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한 복조된 소프트 프레임심볼을 디코딩하여 디코딩된 프레임을 제공하는 단계; 상기 디코딩된 프레임을 CRC 체킹하여 CRC 비트를 제공하는 단계; 상기 디코딩된 프레임을 리인코딩하여 리인코딩된 프레임을 제공하는 단계; 상기 복조된 소프트 프레임심볼을 지연시켜 지연된 프레임을 제공하는 단계; 상기 지연된 프레임 및 상기 리인코딩된 프레임을 상관시켜 상관값을 제공하는 단계; 상기 상관 값과 상수들의 세트에 따라 정규화 상관 메트릭을 계산하는 단계; 및 상기 정규화 상관 메트릭 및 상기 CRC 비트에 기초하여 상기 수신신호의 상기 데이터 레이트를 표시하는 단계를 포함하는, 가변 레이트 통신시스템의 수신신호의 데이터 레이트를 결정하는 방법을 제공한다.

본 발명은 송신시스템 및 수신시스템을 구비한 통신시스템에서 구현될 수도 있는데, 여기서 수신시스템은 송신시스템에 의해 신호의 개별 프레임들을 복수의 데이터 레이트 중 어느 것으로 송신하였는지를 결정한다. 예를 들어, 만일 송신시스템이 4 개의 데이터 레이트를 이용한다면, 수신시스템은 4개의 레이트에 기초하여 수신신호의 각각의 프레임을 디코딩하여 4개의 정규화 상관 메트릭, 4개의 CRC 비트, 및 영 또는 그 이상의 야마모토 품질 메트릭을 생성한다. 본 발명에서는, 최고 정규화 상관 메트릭(highest normalized correlation metric)이 먼저 선택되고, 이 데이터 레이트에 대한 CRC 비트가 체크된다. CRC 체크를 하는 경우에, 이 데이터 레이트를 수신된 데이터 레이트로서 표시한다. 그렇지 않으면, 다음 최고 정규화 상관 메트릭이 선택되고 프로세스가 지속된다. CRC 체크가 없다면, 이레이져(erasure)가 표시된다.

통상적인 상황에서, 최고 정규화 상관 메트릭에 대응하는 데이터 레이트만이 고려된다. 이 프레임은 CRC 체크 및/또는 야마모토 품질 메트릭에 의존하여 허용되거나 삭제된다. 일부 애플리케이션에서, CRC 인코딩이 모든 데이터 레이트에 대하여 수행되지 않을 수도 있다. 이러한 경우에, 야마모토 품질 메트릭을 CRC 체크 대신에 이용하거나, 다른 메트릭들을 이용하거나, 또는 데이터 레이트결정 프로세스가 오직 정규화 상관 메트릭에만 의존하도록 할 수 있다.

본 발명은 수신된 데이터 레이트의 신뢰성 있는 결정을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그 데이터 레이트에 대하여 계산된 상관 상수 및 상관 값으로부터 각각의 허용가능한 데이터 레이트에 대하여 정규화 상관 메트릭을 계산된다. 상관값은 복조된 소프트 프레임심볼들과 리인코딩된 프레임의 상관으로부터 결정된다. 소프트심볼들을 이용하면 복조된 소프트 프레임심볼들의 부호비트만을 이용하는 종래의 심볼 에러 레이트 (SER) 같은 종래 기술의 다른 메트릭들에 비하여 정규화 상관 메트릭의 품질을 향상시킬 수 있다. 상관 상수들을 이론적인 값을 사용하여 계산되고, 시뮬레이트되거나, 실험적으로 측정되어 강고한 성능(robust performance) 을 제공한다. 또한, 전체 노이즈에 대한 비트 당 입력 에너지 비율 E_b/N_t 의 넓은 범위에 걸쳐서 정규화 상관 메트릭을 양호하게 이용할 수 있다.

본 발명은 또한 프레임에러를 유발하는 잘못된 데이터 레이트 표시를 최소로 하는 것을 목적으로 한다. CDMA 통신시스템과 같은 일부 통신시스템에서는, 프레임에러가 이레이져보다 더 심각한 것이 된다. 따라서, 본 발명을 구현하는 시스템은 정규화 상관 메트릭을 상관 임계치와 비교함으로써, 약간 더 높은 이레이져 레이트를 희생하여, 프레임 에러 레이트를 최소화하도록 최적화될 수 있다. 임계치 임계치보다 작은 정규화 상관 메트릭을 폐기한다. 또한, 두 개의 최고 정규화 상관 메트릭간의 차이를 결정하고, 차이의 임계치와 비교할 수 있다. 만일 그 차이가 임계치 보다 작다면 두 개의 정규화 상관 메트릭을 폐기할 수 있다.

본 발명은 야마모토 품질 메트릭을 이용함으로써 데이터 레이트 결정 프로세스를 향상시킬 수도 있다. 각각의 디코딩된 데이터 레이트에 대한 야마모토 품질 메트릭을 디코딩 프로세스 동안에 결정할 수 있다. 최고 정규화 상관 메트릭을 선택하고 CRC 체크한 이후에, 이 데이터 레이트에 대한 야마모토 품질 메트릭을 야마모토 임계치와 비교할 수 있다. 만일 야마모토 품질 메트릭이 임계치 보다 작다면, 이 데이터 레이트를 폐기할 수 있다.

이하, 본 발명의 목적, 이점, 및 원리를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하며, 도면 중 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 1 는 본 발명의 송신시스템의 예시적인 블럭도이다

도 2 는 본 발명의 수신시스템의 예시적인 블럭도이다

도 3 는 본 발명의 데이터레이트 결정 프로세스의 예시적인 흐름도이다.

도 1 및 도 2 를 참조하여, 송신시스템(100) 은 수신시스템 (200) 으로 데이터를 송신한다. 예시적인 실시형태에서, 본 발명은 확산스펙트럼 변조신호들을 이용하여 통신하는 무선통신시스템에서 수행된다. 확산스펙트럼 통신시스템을 이용하는 통신은 전술한 미국특허 제 4,901,307 호 및 제 5,103,459 호에 상세히 개시되어 있다.

본 발명의 송신시스템 (100) 의 예시적인 블럭도를 도 1 에 나타낸다. 가변레이트 데이터소스 (110) 는 가변 레이트의 데이터 프레임을 CRC 및 테일 비트 생성기 (112) 에 제공한다. 예시적인 실시형태에서, 데이터소스 (110) 는 전술한 미국특허 제 5,414,796 호에 상세히 개시된 바와 같이 4 개의 가변 레이트로 스피치 (speech) 정보를 인코딩하는 가변레이트 보코더이다. 4 개의 데이터 레이트는 각각 풀 레이트, 하프 레이트, 1/4 레이트, 및 1/8 레이트를 포함한다. 예를 들어, 셀룰러전화 환경에서 이용될 때, 신호는 스피치(speech)(예를 들면 사용자가 말할 때)를 송신하기 위해 신호를 풀 레이트로 송신하고, 사일런스(silence)(예를 들면, 사용자가 말하지 않을 때)를 송신하기 위해 신호를 1/8 레이트로 송신한다. 1/8 레이트는 송신되는 비트수를 줄일 수 있으므로, 전력을 감소시킬 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 송신시스템 (100) 에 의해 수신시스템 (200) 으로 송신되는 신호들의 90% 는 풀레이트 또는 1/8 레이트이다. 하프 레이트 및 1/4 레이트는 풀 레이트와 1/8 레이트 사이의 과도기적 레이트를 나타낸다.

생성기 (112) 는 당해분야에 공지된 바와 같이 CRC 패리티비트 (parity bit) 세트를 생성하여 수신시스템 (200) 에서의 에러검출을 위해 제공한다. 또한, 생성기(112)는 CRC 인코드된 프레임에 테일비트들의 시퀀스를 부가한다. 예시적인 실시형태에서, 생성기(112)는 원격통신산업협회의 "듀얼모드 광대역 확산스펙트럼 셀룰러시스템을 위한 TIA/EIA/IS-95 이동국-기지국 호환성 표준 (TIA/EIA/IS-95 Mobile Stations-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System)(이하, IS-95 표준)"에 따라서 CRC 비트 및 테일 비트의 세트를 생성한다. 생성기 (112) 는 인코딩된 데이터프레임을 인코더(114)로 제공하고 그 인코더는 데이터를 수신시스템(200)에서 에러정정 및 검출을 위한 코드심볼로 인코딩한다. 예시적인 실시형태에서, 인코더(114)는 순방향링크에 대한 IS-95 표준에서 정의된 바와 같이 1/2 레이트 컨벌루셔널 인코더이다.

인코더 (114) 로부터의 코드심볼들을 심볼반복기 (116) 로 제공하고, 그 심볼반복기는 각각의 심볼을 R_tx회 반복하는데, 여기서 R_tx=1 은 풀레이트, R_tx=2 는 하프 레이트, R_tx=4 는 1/4 레이트, R_tx=8 은 1/8 레이트의 경우이다. 심볼반복기(116)로의 입력시, 심볼 레이트에 관계없이 심볼반복에 의해 심볼반복기(116)의 출력에서 데이터프레임의 크기를 일정하게 한다(예를 들어, 프레임 당 동일한 심볼수). 심볼반복기(116)는 또한 심볼들을 펑처링(puncturing)하여 풀레이트 R_tx=1에 대하여 3/4 레이트와 같은, 다른 코드 레이트를 획득할 수 있는 심볼 펑처링 메카니즘 (symbol puncturing mechanism) 을 포함한다.

심볼반복기(116)로부터의 심볼들을 인터리버(interleaver)(118)로 제공하고 인터리버는 소정의 인터리빙 포맷(interleaving format)에 따라서 심볼들을 리오더링한다. 예시적인 실시형태에서, 인터리버(118)는 그것의 설계 및 실행이 당해분야에 공지되어 있는 블록 인터리버이다. 그 후, 리오더링된 프레임을 송신을 위해 프레임을 변조하는 변조기 (120) 로 제공한다. 예시적인 실시형태에서, 변조기(120)는 CDMA 변조기이며, 이것의 실행은 전술한 미국특허 제 4,901,307 호 및 제 5,103,459 호에 상세히 개시되어 있다. 변조된 데이터프레임을 송신기(TMTR)(122)로 제공하고, 송신기는 안테나(124)를 통해 송신하기 위해 신호를 업컨버트(upconvert), 필터링, 및 증폭한다.

수신 시스템 (200) 내에서, 송신된 신호는 안테나(210)에 의해 수신되고 수신기(RCVR)(212)에 제공되며 수신기는 그 수신신호를 필터링, 증폭 및 다운컨버트(downconvert)한다. 그 후, 신호를 복조기(DEMOD)(214)에 제공하여 그 신호를 복조한다. 예시적인 실시형태에서, 복조기(214)는 CDMA 복조기이며, 그것의 실행은 전술한 미국특허 제 4,901,307 호 및 제 5,103,459 호에 상세히 개시되어 있다. 복조기(214)는 또한 신호를 송신된 심볼의 측정값 (estimate) 을 나타내는 소프트 디시젼 비트(soft decision bits)로 양자화한다. 예시적인 실시형태에서, 4개의 소프트 디시젼 비트는 각각의 수신된 심볼을 나타내는데 사용된다.

수신된 심볼들을 디인터리버(de-interleaver) 및 버퍼(216) 에 제공한다. 버퍼(216)는 당해분야에 공지된 바와 같이 소정의 리오더링(re-ordering) 포맷에 따라서 프레임내의 심볼을 리오더링한다. 예시적인 실시형태에서, 버퍼(216)는 인터리버(118)에 의해서 수행된 것과는 역순으로 심볼들을 리오더링한다. 리오더링된 심볼들을 R_rx심볼을 결합하는 심볼 재결합기(218)로 제공하며, 여기서 R_rx는 수신시스템(200)에 의해 디코딩되는 레이트 가정(rate hypothesis)을 의미한다. 예시적인 실시형태에서, R_tx=1 은 풀레이트, R_tx=2 는 하프 레이트, R_tx=4 는 1/4 레이트, R_tx=8 은 1/8 레이트의 경우이다. 심볼재결합기(218)는 송신된 심볼의 보다 나은 측정값을 제공하기 위해 다수의 심볼횟수에 걸쳐 송신되는 코드심볼들의 에너지를 결합한다. 예시적인 실시형태에서, 심볼재결합기(218)로부터의 복조된 소프트프레임 심볼들은 풀 레이트에 대하여 4비트 심볼, 하프 레이트에 대하여 5비트 심볼, 1/4 레이트에 대하여 6비트 심볼, 1/8 레이트에 대하여 7비트 심볼을 포함한다. 심볼반복기(116)가 심볼 펑처링 메카니즘을 포함하는 예시적인 실시형태에서, 심볼 재결합기(218)는 펑처링된 심볼들을 영(0)으로 대체하기 위한 심볼 삽입메카니즘을 포함한다.

예시적인 실시형태에서, 심볼재결합기(218)로부터의 복조된 소프트프레임 심볼들을 변화하는 비트수의 심볼들을 일정한 비트수의 심볼들로 변환하는 심볼 메트릭 테이블(220)에 제공한다. 예시적인 실시형태에서, 비록 서로 다른 비트수를 이용할 수 있고, 이것이 본발명의 범위내에 있을지라도, 심볼 메트릭 테이블(220)로부터의 출력은 4비트 심볼을 포함한다. 디코더(230)로의 소프트 디시젼 심볼들에 대한 일정한 비트수는 디코더(230)의 설계를 간단하게 한다. 다른 실시형태에서, 심볼메트릭 테이블 (220) 을 제거할 수 있고, 각각의 데이터 레이트에 대하여 서로 다른 소프트디시젼 비트수를 가지는 심볼들을 디코딩하도록 디코더 (230) 를 설계할 수 있다(예를 들어, 심볼재결합기(218)에 의해 제공되는 모든 비트를 이용하는 디코딩).

예시적인 실시형태에서, 디코더(230)는 전술한 계류중인 미국특허출원 제 08/126,477 호에 상세히 개시된 바와 같이 멀티레이트 비터비 디코더(multi-rate Viterbi decoder)이다. 디코더(230)는 소정의 레이트 가정 세트를 이용하여 심볼들의 프레임에 대한 에러정정을 제공한다. 예시적인 실시형태에서, 디코더(230)는 4 개의 허용가능한 레이트 각각에 대한 심볼들을 디코딩하여 개별적으로 4 개로 디코딩된 데이터의 프레임들을 제공하는데, 그 각각을 CRC 체크소자(240)에 제공한다. CRC 체크소자(240)는 종래기술하에서 각각의 프레임에 대한 CRC 패리티비트들이 디코딩된 데이터에 대하여 정확한지를 판정한다. CRC 체크소자(240)는 현재 수신된 프레임이 풀레이트, 하프 레이트, 1/4 레이트, 1/8 레이트로 송신되었는지를 결정하는 것을 돕기 위해 4개의 디코딩된 프레임들에서 CRC 패리티비트의 CRC 체크를 수행한다. CRC 체크소자(240)는 풀레이트, 하프 레이트, 1/4 레이트, 1/8 레이트에 대하여 각각 4 개의 CRC 비트 C₀, C₁, C₂ 및 C₃ 를 제공한다. 예시적인 실시형태에서, 소정의 CRC비트에 대한 이진값 "1"은 CRC 비트들이 매치되거나 체크되었다는 것을 나타내는 반면에, 이진값 "0"은 CRC비트들이 체크되지 않았음을 나타낸다.

디코더(230)로부터의 디코딩된 프레임을 또한 리인코더(236) 에 제공하여 데이터를 리인코딩한다. 예시적인 실시형태에서, 리인코더(236)는 송신시스템(100)내의 인코더(114)와 동일한 기능을 수행한다. 리인코더(236)로부터의 리인코딩된 프레임

는 이진비트들의 시퀀스 ("1" 및 "0" 또는 "1" 및 "-1" 를 나타낼수 있음) 를 포함하는데, 여기서 아래첨자 i 는 디코딩되는 데이터 레이트를 나타낸다. 예시적인 실시형태에서, 심볼재결합기(218)로부터의 복조된 소프트프레임 심볼들을 또한 지연소자(232)로 제공하고 지연소자는 심볼메트릭 테이블(220), 디코더(230), 및 리인코더(236)에 의해 경험된 지연량과 동일한 지연량을 제공한다. 지연소자(232)로부터의 지연된 프레임들과 리인코더(236)로부터의 리인코딩된 프레임들을 상관기(234) 에 제공한다. 각각의 레이트에 대하여, 상관기(234)는 수학적으로

과 같이 설명될 수 있는 두개의 프레임의 상관동작을 수행하는데, 여기서

는 리인코더(236)로부터의 리인코딩된 프레임, yi 는 지연소자(232)로부터의 지연된 프레임, N 은 복조된 프레임내의 심볼수, R_i 는 디코딩되는 데이터 레이트, 및

는 리인코딩된 프레임과 지연된 프레임간의 상관이다. 프레임내의 각각의 심볼에 대하여, 상관기(234)는 리인코딩된 심볼을 복조되고 지연된 소프트프레임 심볼과 승산하고 그 결과를 축적한다. 특히, 지연된 소프트프레임 심볼의 크기는 리인코딩된 심볼의 부호에 대응하는 부호를 갖는 소프트프레임 심볼값의 상관합에 가산되고, 만일 부호가 리인코딩된 심볼의 부호와 다르면 상관합으로부터 감산된다. 만일 리인코딩된 프레임이 복조된 소프트프레임과 동일하고, 수신된 데이터프레임에서 에러가 존재하지 않음을 나타낸다면,

는 높은 값(high value)이 된다. 그러나, 만일 리인코딩된 프레임이 복조된 소프트프레임과 상관되지 않으면(예를 들어 아마도 부정확한 레이트 가정에 기인함)

는 낮은 값(low value)으로 된다. 상관기(234)는 각각의 수신된 데이터프레임에 대하여 4 개의 상관값 즉, 각각 풀레이트, 하프 레이트, 1/4 레이트, 및 1/8 레이트에 대하여

,

, 및

를 생성한다. CRC 체크소자(240)로부터의 CRC비트들 및 상관기 (234) 로부터의 상관값들을 레이트 선택기 (250) 에 제공한다. 레이트 선택기(250)는 4개의 레이트 중 어느 것으로현재 수신된 프레임을 송신하였는지를 결정한다.

CRC 체크소자(240)는 4개의 디코딩된 프레임을 저장을 위하여 프레임버퍼(246)에 제공하는데, 여기서 4개의 프레임 각각은 서로 다른 레이트 가정하에서 디코딩된다. 레이트 선택기(250)에 의해 결정된 레이트에 기초하여, 제어신호를 프레임버퍼 (246) 로 제공하고 그것에 응답하여 프레임 버퍼는 소정의 레이트로 디코딩된 프레임을 출력하고, 만일 이레이져가 표시된다면 프레임을 출력하지 않는다. 다른 실시형태에서는, 프레임버퍼(246)는 이레이져가 표시되면 프레임 이레이져를 표시하는 신호를 출력한다. 디코더(230), 지연소자(232), 상관기(234), 리인코더(236), 및 레이트 선택기(250) 를 개별 소자들로 나타내었지만, 이러한 소자들은 함께 결합되어 단일의 멀티레이트 디코더를 형성할 수 있다.

도 1 및 도 2 의 통신 시스템하에, 송신시스템(100)에 의해 수신시스템(200)으로 송신된 신호는 복수의 레이트 사이에서 빠르게 변화할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 송신시스템(100)은 송신된 신호내에 신호가 현재 송신되고 있는 레이트에 대한 실질적인 표시를 포함하지 않는다. 그러한 표시는 정보를 전달하는데 이용될 수 있는 부가적인 오버헤드 비트들을 필요로 한다. 송신시스템(100)은 예시적인 CDMA통신시스템에서, 4개의 허용가능한 레이트 중 하나일 수 있는 현재의 레이트로 프레임을 송신한다. 레이트 선택기(250)는 현재 수신된 프레임을 4개의 레이트 중 어느 것으로 송신하였는지 (예를 들어, 현재 프레임을 풀 레이트, 하프 레이트, 1/4 레이트 또는 1/8 레이트로 송신하였는지) 또는 이레이져가 표시되어야 하는지 (예를 들어, 레이트 선택기(250)가 4개의 레이트 중 어느 것으로 현재 프레임을 송신하였는지 결정할 수 없을 경우)를 결정하는 역할을 갖는다. 그 후, 프레임버퍼(246)는 그 후 4개의 디코딩된 프레임들로부터 정확한 데이터프레임을 출력한다. 디코딩된 데이터 프레임을 적절히 디코딩된 신호로 처리한 후, 예를 들어, 보코더, 증폭기 또는 스피커에 제공할 수 있다(도 2 에 도시하지 않음).

예시적인 실시형태에서, 레이트 선택기(250)는 도 3 의 흐름도에 의해 나타낸 방식으로 동작하여, 출력되거나 또는 사용자에게 제공되는 적절히 디코딩된 프레임을 선택하거나, 현재의 프레임을 이레이져 상태로 표시한다. 레이트 선택기(250)는 각각의 디코딩된 데이터 레이트에 대하여 정규화 상관 메트릭을 계산한다. 정규화 상관 메트릭은 많은 실시형태 중 하나를 이용하여 계산될 수 있는데, 그 중 4 개를 아래에 설명한다. 정규화 상관 메트릭은

로 표시되는데, 여기서 아래첨자 m 은 계산에 이용되는 실시형태를 나타낸다. 정규화 상관 메트릭을 계산하기 위한 다른 실시형태들을 고려할 수 있고, 이는 본 발명의 범위내에 있다. 다양한 실시형태들을 이용하여 계산된 정규화 상관 메트릭은, 이하 설명된 것들과 같이, 명세서 전반에 걸쳐서 일반적으로

로 표시된다.

제 1 실시형태에서, 정규화 상관 메트릭

은 다음 식에 따라 계산되는데,

여기서 const(R_i)는 디코딩되는 데이터 레이트와 수신신호의 가정된 에너지에 의존하는 상수이고,

는 수학식 1 로부터 계산되는 계산값이다. const(R_i)의 계산은 아래에 상세히 주어진다.

제 2 실시형태에서, 심볼 압축(symbol compression)이 없는 경우에(예를 들어 심볼메트릭 테이블(220)이 없는), 정규화 상관 메트릭

을 다음 식에 따라서 계산할 수 있는데,

여기서,

는 수신된 심볼 (수신된 데이터 프레임의 에너지에 관계됨) 의 합을 내타내며, 이는 소정의 데이터 레이트의 모든 수신된 프레임에 대하여 거의 일정하고,

는 소프트심볼 에러 레이트(SER)를 나타내며, const(R_i)는 수학식 2 에 사용된 바와 같이 디코딩되는 데이터 레이트와 수신신호의 가정된 에너지에 의존하는 상수이다. 소프트 SER 은 프레임내의 소프트심볼 에러들의 합이고, 가장 가능성 있는 경로의 전체 정규화 메트릭으로서 계산될 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 소프트 SER 은 비터비 디코딩 프로세스로부터 계산될 수 있다. 비터비 디코딩 프로세스 동안에, 트렐리스(trellis)의 각 단계에서, 상태 메트릭들은 최적의 상태메트릭에 따라서 정규화된다. 소프트 SER 은 트렐리스 전반에 걸쳐서 상태메트릭에 대하여 수행된 정규화와 트렐리스의 최종 메트릭을 합산함으로써 계산될 수 있다.

제 3 실시형태에서, 디코딩 프로세스 이전에, 심볼 압축이 있으면 (예를 들어, 심볼 메트릭 테이블(220)이 존재하면), 소프트 SER은 압축을 설명하는 스케일링 팩터 (scaling factor) 에 의해 스케일링될 수 있다. 정규화 상관 메트릭

는 다음의 수학식,

를 이용하여 계산될 수 있는데, 여기서

_i 는 심볼 메트릭 테이블(220)에 의한 콤프레션을 설명하는 레이트 R_i 에 대한 스케일링 상수이다. 수학식 4 의 상수 const₃(R_i) 는 심볼 메트릭 테이블(220)에 의한 압축을 설명하기 위해 수학식 2 및 3 의 const(R_i) 로부터 변경될 수도 있다.

제 4 실시형태에서, 정규화 상관 메트릭 L₄(

,y) 은,

와 같이 근사화될 수 있다.

이것은

가 상술한 바와 같이, 소정의 데이터 레이트의 모든 수신데이터 프레임들에 대하여 거의 일정하고, 상수 const(R_i) 에 의해 부분적으로 오프셋(offset) 되므로, 양호한 측정값이다. 또한, 스케일링 상수

_i는 심볼 메트릭 테이블(220)에 의한 심볼 압축을 보상하는데 이용될 수 있다.

본 발명의 데이터 레이트 결정 프로세스에 대한 예시적인 실시형태의 흐름도를 도 3 에 나타낸다. 레이트 결정 프로세스는 상태(302)에서 시작한다. 제 1 단계에서는, 블록(304)에서, 레이트 선택기(250)는 정규화 상관 메트릭, 즉 고려되는 모든 레이트 가정에 대한

,

등을 계산하고 저장한다. 예시적인 CDMA 통신시스템에서, 4개의 정규화 상관 메트릭은 4개의 데이터 레이트에 대하여 계산된다. 정규화 상관 메트릭들은 수학식 2, 3, 4, 또는 5 에 따라서 계산될 수 있다. 블록(306)에서, 레이트 선택기(250)는 CRC 체크소자(240)로부터의 4개의 레이트 가정에 대한 4개의 CRC비트 C₀, C₁, C₂, 및 C₃ 를 수신하고 저장한다. 예시적인 실시형태에서, 레이트 선택기(250)는 그 후에 4개의 CRC비트와 4개의 정규화 상관 메트릭을 이용하여 수신신호의 데이터 레이트를 결정한다.

블록(308)에서, 레이트 선택기(250)는 저장된 최고 정규화 상관 메트릭을 선택하고, 블록(310)에서, 이 정규화 상관 메트릭에 대응하는 레이트 R_i를 결정한다. 블록(312)에서, 레이트 선택기(250)는 이 레이트가정에 대한 CRC체크 여부를 결정한다. 만일 CRC 체크를 통과하면 (예를 들어, CRC 비트="1"), 레이트 선택기(250)는 블록(314)에서, R_i 가 수신된 데이터 레이트임을 표시하는 출력을 한다. 만일 CRC 체크에 실패하면, 레이트 선택기(250)는 블록(316)에서, 정규화 상관 메트릭과 이 레이트 가정에 대한 CRC비트들을 제거한다 (예를 들어, 이 레이트가정을 무효로 한다). 블록(318)에서, 레이트 선택기(318)는 그 후에 모든 4개의 레이트가정이 처리되었는지 여부를 결정한다(예를 들어, 기억장소가 비어 있는가?). 만일 모든 4개의 레이트 가정이 처리되었다면, 레이트 선택기(250)는 블록(320)에서, 이레이져 표시를 출력한다. 그렇지 않으면, 레이트 선택기(250)는 블록(308)로 되돌아가서 다음 최고 정규화 상관 메트릭을 처리한다. 유효한 CRC체크가 검출되거나 모든 4개의 레이트 가정이 실패할 때까지 프로세스를 반복한다.

본 발명의 데이터 레이트 결정 프로세스는 3개의 허용가능한 표시, 즉 정확한 레이트 표시, 이레이져 표시, 또는 부정확한 레이트 표시 중 하나를 출력한다. 정확한 레이트 표시는 일반적으로 디코더 (230) 로 하여금 유효한 디코딩된 데이터를 제공하게 한다. 이레이져 표시는 정확한 데이터 레이트가 결정될 수 없음을 표시하고 이레이져 프레임을 처리하기 위한 메카니즘을 활성화시킨다. 이레이져를 처리하기 위한 한 방법은 데이터가 프레임간에 많이 변화하지 않을 것을 예상하고 최종적으로 알려진 양호한 디코딩된 프레임을 반복하는 것이다. 이레이져를 처리하기 위한 또 다른 방법은 이레이져 프레임의 양측에 대하여 알려진 양호한 디코딩된 프레임으로부터 이레이져 프레임을 외삽하여, 이레이져 프레임을 평탄하게 하는 것이다. 이레이져들을 처리를 위해 설계된 이러한 메카니즘은 통신의 품질을 약간 떨어뜨릴 수 있지만 심각한 품질저하를 야기시키지는 않는다. 그러나, 레이트 선택기(250)에 의한 부정확한 레이트 표시는 일반적으로 디코더(230)로부터 잘못 디코딩된 데이터, 또는 프레임에러를 야기시킨다. 프레임에러는 통신시스템의 성능을 심각하게 저하시킬 수 있다.

예시적인 CDMA 통신시스템에서, 프레임 에러 레이트(FER)에 대한 설계목표는 "TIA/EIA/IS-98, 듀얼모드 광대역 확산스펙트럼 셀룰러 이동국에 대하여 권장되는 최소성능 표준(TIA/EIA/IS-98, Recommended Minimum Performance Standards for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Mobile Station)" 에 의해 제안된 바와 같이, 이레이져 레이트보다 크기를 몇 차수 낮게 하는 것이다. 따라서, 부정확하게 검출(예를 들어, 프레임을 하나의 레이트로 수신하였음을 나타낼 때, 실제로 프레임을 또 다른 레이트로 송신하였을 경우에)하는 것보다는 이레이져를 표시하는 것(예를 들어, 데이터 프레임을 적절히 디코딩할 수 없음을 표시하는 것)이 더욱 더 바람직하다. 상술한 데이터 레이트 결정 프로세스의 예시적인 실시형태는 부가적인 이레이져 표시를 희생하여 부정확한 레이트검출의 확률을 최소화하도록 변경될 수 있다. 예를 들어, 정규화 상관 메트릭들을 상관 임계치와 비교할 수 있다. 만일 정규화 상관 메트릭이 임계치 보다 작다면, 그 메트릭을 폐기할 수 있다. 두 번째 예로서, 최고 정규화 상관 메트릭과 두 번째 최고 정규화 상관 메트릭 사이의 차이를 차이의 임계치와 비교한다. 만일 그 차이가 임계치 보다 작다면, 두개의 정규화 상관 메트릭을 폐기하고 이레이져를 표시한다. 두가지 예에서, 낮은 임계치는 부정확한 레이트 표시의 더 높은 확률을 희생하여 이레이져 레이트를 더 낮게 한다. 선택적으로, 높은 임계치는 부정확한 레이트 표시의 확률을 낮게 하는 유리함을 가지며, 이레이져 레이트를 더 높게 한다. 다양한 임계치의 이용은 본 발명의 범위내에 있다.

데이터 레이트 결정 프로세스의 또 다른 실시형태에서, 레이트 선택기(250)는 또한 수신데이터 레이트의 결정을 돕기 위해 품질표시기를 이용할 수 있다. 이 실시형태에서, 품질 표시기는 전술한 미국특허출원 제 08/730,863 호에서 설명된 방식으로 비터비 디코딩 프로세스 동안에 계산되는 야마모토 품질 메트릭들의 세트 Y_i 를 포함할 수 있다. 야마모토 품질 메트릭들은 트렐리스를 통하여 선택되는 경로와 트렐리스를 통한 다음 최근접 경로 사이의 차이에 기초한 신뢰 메트릭(confidence metrics)이다. 따라서, 야마모토 품질 메트릭은 디코딩된 심볼들이 참으로 정확한 심볼들인지를 신뢰하는 정도에 대한 양호한 표시이다. 레이트를 결정하는데 야마모토 품질 메트릭을 사용하는 것은 전술한 미국특허출원 제 08/730,863 호에 개시되어 있다.

CRC체크가 4개의 디코딩된 프레임들의 각각에서 비트들에 의존하는 한편, 야마모토 품질 메트릭들은 수신시스템(200)의 디코딩 프로세스에 의존한다. 예시적인 실시형태에서, 야마모토 검출기(248)는, CRC 체크소자(240) 및 상관기(234) 와 같이, 4개의 허용가능한 레이트에 대하여 4개의 야마모토 품질 메트릭 Y_i즉, 풀레이트, 하프 레이트, 1/4 레이트, 및 1/8 레이트 각각에 대하여 Y₀, Y₁, Y₂, 및 Y₃ 를 제공한다. 비록 야마모토 검출기 (248) 를 개별 소자로서 나타내었지만, 야마모토 검출기 (248) 를 디코더 (230) 내에 포함시킬 수 있다.

데이터 레이트 결정 프로세스의 또 다른의 실시형태를 도 3 에 설명한 바와 같이 진행한다. 그러나, 블록 (314) 에 도시바와 같이, 수신된 데이터 레이트가 R_i 임을 표시하기 이전에, 레이트 선택기(250)는 점선으로 나타낸 바와 같이, 블록(322)에서 그 레이트 가정에 대한 야마모토 품질메트릭 Y_i 를 소정의 야마모토 임계치와 비교한다. 만일 야마모토 품질메트릭 Y_i 가 임계치 보다 작다면, 레이트 선택기(250)는 블록(324)에서 R_i 가 수신된 데이터 레이트임을 표시하는 출력을 한다. 그렇지 않으면, 레이트 선택기(250)는 이레이져(도시하지 않음)를 출력하거나, 이러한 레이트 가정을 폐기하고, 점선으로 나타낸 바와 같이 블록(316)으로 진행한다.

본 발명에서, 다른 표시기들 또는 메트릭들을 정규화 상관 메트릭들, CRC비트들 및 야마모토 품질 메트릭들과 결합하여 데이터 레이트 결정 프로세스의 정확도를 증대시킬 수 있다. 예를 들어, 각각의 레이트가정에 대한 심볼 에러 레이트(SER)는 전술한 미국특허출원 제 08/730,863 호에 설명된 방식으로 계산되고, 데이터 레이트 결정 프로세스에 포함될 수 있다. 상술한 것과 관련하여 다른 메트릭들을 사용하는 것은 본 발명의 범위내에 있다.

본 발명은 풀레이트, 하프 레이트, 1/4 레이트, 및 1/8 레이트인 4개의 데이터레이트를 포함하는 CDMA통신시스템에 관련하여 상세히 개시되어 있다. 본 발명을 복수의 레이트를 포함하는 시스템에 적용할 수 있다. 또한, 각각의 데이터 레이트는 영(zero)번째 레이트(예를 들어, 데이터송신이 없음)를 포함한, 임의의 값을 가질 수 있다. 임의의 수의 데이터 레이트 및 임의의 레이트값을 이용하는 것은 본 발명의 범위내에 있다.

상술한 데이터 레이트 결정 프로세스의 예시적인 그리고 선택적인 실시형태에서는 CRC 인코딩이 모든 송신된 데이터프레임들에 대하여 수행된다고 가정한다. 일부 통신시스템의 경우, 이러한 가정은 유효하지 않게 된다. 선택된 데이터 레이트들에 대해서만 CRC인코딩이 수행되는 시스템의 경우, 데이터 레이트 결정 프로세스는 1) 이용가능한 경우의 CRC체크, 2) 단지 정규화 상관 메트릭만, 3) 정규화 상관 메트릭 및 야마모토 품질 메트릭, 또는 4) 정규화 상관 메트릭 및 일부 다른 메트릭을 이용하도록 변경될 수 있다.

데이터 레이트 결정 프로세스는 예시적인 CDMA 통신시스템에 관련하여, 특히, 순방향링크 송신에 관련하여 설명하였다. 역방향링크에서, 다른 컨벌루셔널 인코더가 이용하고(예를 들어, 1/3 레이트) 심볼반복(symbol repetition) 대신에 심볼게이팅 (symbol gating) 을 이용한다. 그러나, 역방향링크 송신으로부터의 복조된 소프트프레임 심볼들은 순방향링크 송신으로부터의 복조된 소프트프레임 심볼들의 경우와 유사하다. 따라서, 데이터 레이트 결정 프로세스는 역방향링크 송신에 적용될 수 있고, 이는 본 발명의 범위내에 있다.

Ⅰ. 상관 상수의 유도(Derivation of the Correlation Constant)

본 발명에서, 정규화 상관 메트릭

은 AWGN (additive white Gaussian noise) 채널 및 주지의 수신전력을 가정하여 유도된다. 이러한 가정으로, 순방향링크에 대한 상수 const(R_i)는,

및

과 같이 계산될 수 있는데, 여기서 R 은 디코더(230)에 의해 디코딩되는 풀레이트 프레임 (R_rx=1) 과 관련된 코드 레이트(예를 들어, 1/2 레이트 또는 3/4 레이트)이고, E_b/N_t 는 수신신호의 노이즈에 대한 비트 당 에너지 비율이며, 풀레이트, 하프 레이트, 1/4 레이트, 및 1/8 레이트에 대하여 각각 i=0, 1, 2 및 3 이고, N 은 심볼반복 및 펑처링 (puncturing) 이후의 인코딩된 시퀀스길이(예를 들어, 데이터 프레임의 길이)이고, A_s 는 송신된 심볼의 진폭 (풀레이트 i=0 으로 가정함) 이다.

수학식 7 은 레이트 선택기(250)에 의한 레이트결정 이전에, 수신된 E_b/N_t 를 선험적으로 알 수 있다고 가정한다. 따라서, E_b/N_t 를 알지 못하면 A_s 를 정확히 확인할 수 없다. 특히, A_s 는 페이딩상태 (fading condition) 동안에, 큰 양(예를 들어, 10dB)으로 변할 수 있다. 그러나, 본 발명에서, 4개의 상수 const(R_i)간의 차이는 E_b/N_t 의 넓은 범위에 걸쳐서 거의 변하지 않는다. 따라서, 본 발명은 수신신호의 E_b/N_t 및, A_s 를 선험적으로 알수 없는 경우에도 잘 수행된다. 요구되는 것 모두는 수신된 E_b/N_t 의 초기 측정값이다.

수학식 6 은 모든 4개의 데이터 레이트가 동일한 확률(예를 들어, 4개의 데이터 레이트 각각에 대하여 0.25 의 확률) 로 송신된다고 가정하여 유도된다. 예시적인 CDMA통신시스템에서, 모든 데이터 레이트가 동일한 확률로 송신되는 것은 아니다. 실제로, 풀레이트 및 1/8 레이트에서의 송신확률은 0.90 에 근접할 수 있다. 또한, 수학식 6 은 소정의 레이트 i 에 대한 데이터 시퀀스의 확률이

과 동일한 것으로 가정하여 유도된다. 수학식 6 은 오버헤드 비트(예를 들어, CRC 및 코드 테일 비트)를 포함하는 데이터 프레임들을 고려하도록 추가적으로 변경되므로, 4개의 데이터 레이트 각각에 대한 데이터 시퀀스에 대하여 실질적인 확률을 이용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 일부 시스템들이 모든 데이터 레이트에 대하여 CRC 인코딩을 제공하지는 않는다. 이러한 시스템들의 경우, 상수는 CRC체크의 부족을 고려하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 특정의 데이터 레이트를 수신데이터 레이트로서 표시하기 이전에, 더 높은 신뢰수준을 요구하기 위해 상수를 증가시킬 수 있다. 수학식 6 및 7 에 대한 서로 다른 조정이 고려될 수 있고, 이는 본발명의 범위내에 있다.

본 발명에서, 수학식 6 및 7 은 수학식 2 및 3 에서 정규화 상관 메트릭

를 계산하는데 이용되는 상수 const(R_i)를 결정하는 가이드라인으로서 이용된다. 상수 const(R_i) 는 또한 시뮬레이션, 실험적 측정, 또는 다른 방법들로부터 유도될 수 있다. 다양한 방법들로부터 유도된 서로 다른 상수 const(R_i)를 사용하는 것은 본 발명의 범위내에 있다.

이상과 같이, 당업자가 본 발명을 제조하거나 이용할 수 있도록 예시적인 실시형태들을 설명하였다. 당업자는 이러한 실시형태들의 다양한 변형들을 쉽게 알 수 있고, 여기에 규정된 일반 원리들은 본 발명의 창의력을 발휘하지 않고도 다른 실시예들에 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명을 여기에 나타낸 실시형태들로 한정하려는 것이 아니라, 여기에 개시되는 원리들 및 신규한 특징들과 부합하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims

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가변레이트 통신시스템에서 수신 신호의 데이터 레이트를 결정하는 수신 시스템에 있어서,

복조된 소프트프레임 심볼들을 수신하고, 디코딩된 프레임 및 정규화 상관 메트릭을 제공하는 디코더; 및

상기 디코더에 접속되어 상기 정규화 상관 메트릭을 수신하고, 상기 정규화 상관 메트릭에 따라서 상기 수신신호의 상기 데이터 레이트를 표시하는 레이트 선택기를 구비하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 38 항에 있어서,

상기 디코더는 비터비 디코더인 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 38 항에 있어서,

상기 디코더에 접속되어 상기 디코딩된 프레임들을 수신하며, CRC 비트들을 제공하는 CRC 체크 소자를 더 구비하며,

상기 레이트 선택기는 또한 상기 CRC 체크 소자에 접속되어 상기 CRC 비트들을 수신하고, 상기 정규화 상관 메트릭 및 상기 CRC 비트들에 따라서 상기 수신신호의 상기 데이터 레이트를 표시하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 40 항에 있어서,

상기 디코더는 비터비 디코더인 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 38 항에 있어서,

상기 정규화 상관 메트릭은 소프트심볼 에러 레이트에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
가변레이트 통신시스템에서 수신신호의 데이터 레이트를 결정하는 수신 시스템에 있어서,

복조된 소프트 프레임 심볼들을 수신하고 디코딩된 프레임들을 제공하는 디코더;

상기 디코더에 접속되어 상기 디코딩된 프레임을 수신하고, CRC 비트들을 제공하는 CRC 체크 소자;

상기 디코더에 접속되어 상기 디코딩된 프레임들을 수신하고, 리인코딩된 프레임들을 제공하는 리인코더;

상기 복조된 소프트 프레임 심볼들을 수신하고 지연된 프레임들을 제공하는 지연 소자;

상기 지연 소자 및 상기 리인코더에 각각 접속되어 상기 지연된 프레임들과 상기 리인코딩된 프레임들을 수신하고, 상관 값들을 제공하는 상관기; 및

상기 상관기와 상기 CRC 체크 소자에 각각 접속되어 상기 상관기 값들과 상기 CRC 비트들을 수신하고, 상기 상관기 값들과 상기 CRC 비트들에 따라 상기 수신신호의 상기 데이터 레이트를 표시하는 레이트 선택기를 구비하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 43 항에 있어서,

상기 디코더는 비터비 디코더인 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 44 항에 있어서,

상기 비터비 디코더는 1/2 레이트 컨벌루셔널 디코더인 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 44 항에 있어서,

상기 비터비 디코더는 3/4 레이트 컨벌루셔널 디코더인 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 43 항에 있어서,

상기 디코더는 펑처링에 의해 획득되는 코드 레이트를 가지는 비터비 디코더인 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 43 항에 있어서,

상기 디코더는 심볼반복에 의해 획득되는 코드 레이트를 가지는 비터비 디코더인 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 43 항에 있어서,

상기 디코더는 심볼 게이팅에 의해 획득되는 코드 레이트를 가지는 비터비 디코더인 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 43 항에 있어서,

상기 디코더는 펑처링 및 심볼 반복에 의해 획득되는 코드 레이트를 가지는 비터비 디코더인 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 43 항에 있어서,

상기 디코더는 IS-95 표준에 따른 코드 레이트를 가지는 비터비 디코더인 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 43 항에 있어서,

상기 CRC 체크 소자는 IS-95 표준에 따르는 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 44 항에 있어서,

상기 디코더에 접속되어 상기 디코딩된 프레임들을 수신하고, 또한 상기 레이트 선택기에 접속되어 야마모토 품질 메트릭들을 제공하는 야마모토 검출기를 더 구비하며,

상기 레이트 선택기는 상기 상관기 값, 상기 CRC 비트들, 및 상기 야마모토 품질 메트릭들에 따라서 상기 수신신호의 상기 데이터 레이트를 표시하는 것을 특징으로 하는 수신시스템.
가변레이트 통신시스템에서 수신신호의 데이터 레이트를 결정하는 방법에 있어서,

복조된 소프트 프레임 심볼들을 디코딩하여 디코딩된 프레임들 및 소프트 심볼 에러레이트를 제공하는 단계;

정규화 상관 메트릭들을 계산하는 단계; 및

상기 정규화 상관 메트릭에 기초하여 상기 수신신호의 상기 데이터 레이트를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 54 항에 있어서,

상기 정규화 상관 메트릭들에 기초하여 이레이져 (erasure) 를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 55 항에 있어서,

상기 디코딩 단계는 비터비 디코더로 수행되는 컨벌루셔널 디코딩 단계인 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 55 항에 있어서,

상기 디코딩된 프레임들을 CRC 체크하여 CRC 비트들을 제공하는 단계를 더 포함하며,

상기 표시단계들은 추가적으로 상기 CRC 비트들에 기초하는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 57 항에 있어서,

상기 디코딩 단계는 비터비 디코더로 수행되는 컨벌루셔널 디코딩 단계인 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 54 항에 있어서,

상기 정규화 상관 메트릭들은 상기 소프트심볼 에러레이트에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
가변레이트 통신시스템에서 수신신호의 데이터레이트를 결정하는 방법에 있어서,

복조된 소프트프레임 심볼들을 디코딩하여 디코딩된 프레임을 제공하는 단계;

상기 디코딩된 프레임들을 CRC 체크하여 CRC 비트들을 제공하는 단계;

상기 디코딩된 프레임을 리인코딩하여 리인코딩된 프레임들을 제공하는 단계;

상기 복조된 소프트프레임 심볼들을 지연시켜 지연된 프레임들을 제공하는 단계;

상기 지연된 프레임들과 상기 리인코딩된 프레임들을 상관하여 상관 값을 제공하는 단계;

상기 상관 값들과 상수들의 세트에 따라 정규화 상관 메트릭들을 계산하는 단계; 및

상기 정규화 상관 메트릭들 및 상기 CRC 비트들에 기초하여 상기 수신신호의 상기 데이터 레이트를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 60 항에 있어서,

상기 정규화 상관 메트릭 및 상기 CRC 비트들에 기초하여 이레이져를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 61 항에 있어서,

상기 디코딩 단계는 비터비 디코더로 수행되는 컨벌루셔널 디코딩 단계인 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 62 항에 있어서,

상기 컨벌루셔널 디코딩 단계는 1/2 레이트 비터비 디코더로 수행되는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 61 항에 있어서,

상기 디코딩 단계는 펑처링에 의해 획득되는 코드 레이트를 가지는 비터비 디코더로 수행되는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 61 항에 있어서,

상기 디코딩 단계는 심볼반복에 의해 획득되는 코드 레이트를 가지는 비터비 디코더로 수행되는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 61 항에 있어서,

상기 디코딩 단계는 심볼 게이팅에 의해 획득되는 코드 레이트를 가지는 비터비 디코더로 수행되는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 61 항에 있어서,

상기 디코딩 단계는 펑처링 및 심볼반복에 의해 획득되는 코드 레이트를 가지는 비터비 디코더로 수행되는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 61 항에 있어서,

상기 디코딩 단계는 IS-95 표준에 따르는 코드 레이트를 가지는 비터비 디코더로 수행되는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 61 항에 있어서,

상기 CRC 체킹단계는 IS-95 표준에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 61 항에 있어서,

최고 정규화 상관 메트릭을 선택하는 단계를 더 포함하고,

상기 데이터 레이트를 표시하는 단계는 상기 최고 정규화 상관 메트릭 및 상기 최고 정규화 상관 메트릭에 대응하는 상기 CRC 비트에 기초하는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 70 항에 있어서,

상기 최고 정규화 상관 메트릭을 상관 임계치와 비교하는 단계를 더 포함하며,

상기 데이터 레이트를 표시하는 상기 단계는 추가적으로 상기 비교단계의 결과에 기초하는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 61 항에 있어서,

최고 정규화 상관 메트릭과 다음 최고 정규화 상관 메트릭과의 차이를 계산하여 그 차이를 제공하는 단계; 및

상기 차이를 차이의 임계치와 비교하는 단계를 더 포함하며,

상기 데이터 레이트를 표시하는 상기 단계는 추가적으로 상기 비교단계의 결과에 기초하는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 61 항에 있어서,

상기 디코딩 단계에 기초하여 야마모토 품질 메트릭들을 계산하는 단계를 더 포함하며,

상기 표시 단계들은 추가적으로 상기 야마모토 품질 메트릭들에 기초하는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 73 항에 있어서,

상기 야마모토 품질 메트릭들을 야마모토 임계치와 비교하는 단계를 더 포함하며,

상기 표시 단계들은 추가적으로 상기 비교단계의 결과에 기초하는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 61 항에 있어서,

상기 상수들의 세트는 이론적인 계산으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 61 항에 있어서,

상기 상수들의 세트는 시뮬레이션으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 61 항에 있어서,

상기 상수들의 세트는 실험적인 측정들로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.
제 61 항에 있어서,

CRC 인코딩을 제공하지 않는 데이터 레이트들에 대하여 상기 상수들의 세트를 조정하는 것을 특징으로 하는 수신신호 데이터 레이트의 결정방법.