KR100919868B1

KR100919868B1 - 패킷 손실 보상

Info

Publication number: KR100919868B1
Application number: KR1020077009366A
Authority: KR
Inventors: 아리 라카니에미; 파시 오잘라
Original assignee: 노키아 코포레이션
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2009-09-30
Also published as: WO2006056832A3; CN101048964A; US20060088093A1; WO2006056832A2; EP1805921A2; KR20070067170A

Abstract

본 발명은 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들을 보상할 수 있게 하는 것에 관한 것인데, 이 경우 송신을 위해 제공되는 패킷들은 제1 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제1 타입의 프레임들 및 제2 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제2 타입의 프레임들을 포함한다. 패킷 생성시 처리 전력을 제한하기 위해, 매개변수들이 제1 비트 레이트 부호화 모드에 따라 송신될 데이터 프레임으로부터 추출된다. 상기 추출된 매개변수들은 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임을 형성하는 양자화된 매개변수들을 획득하도록 상기 제1 비트 레이트 부호화 모드에 따라 양자화된다. 그 외에도, 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임은 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임의 양자화된 매개변수들 및/또는 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임에 대해 추출된 매개변수들을 기반으로 하여 생성된다.

Description

패킷 손실 보상{Packet loss compensation}

본 발명은 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들을 보상할 수 있게 하는 방법으로서, 송신을 위해 제공되는 패킷들이 제1 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제1 타입의 프레임들 및 제2 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제2 타입의 프레임들을 포함하는, 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들의 보상 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 대응하는 부호기, 그러한 부호기를 포함하는 전자 장치, 및 그러한 부호기를 포함하는 패킷 기반 송신 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 대응하는 소프트웨어 코드 및 그러한 소프트웨어 코드를 저장하는 소프트웨어 프로그램 생성물에 관한 것이다.

패킷 기반 송신 시스템은 송신단의 부호기, 수신단의 복호기 및 양자 모두를 접속시켜주는 패킷 교환 송신 네트워크, 예를 들면 인터넷 프로토콜(Internet Protocol; IP) 기반 네트워크를 포함한다. 송신될 데이터는 상기 부호기에 의해 부호화되고 패킷들로 분산된다. 이때, 상기 패킷들은 패킷 교환 송신 네트워크를 통해 상기 복호기에 서로 독립적으로 송신된다. 상기 복호기는 다시 상기 패킷들로부터 데이터를 추출하고 부호화 프로세스와는 반대로 수행한다.

패킷 기반 음성 송신을 위해 채용되는 공지의 코덱은 적응 멀티레이트(Adaptive Multi-Rate; AMR) 음성 코덱이며, 이는 대수 코드 여기 선형 예측 타입의 코덱이다. 상기 AMR 음성 코덱의 동작은 동기화된 부호기 및 복호기 상태들 및 데이터 스트림의 연속 프레임들 간의 비교적 강한 의존성을 기반으로 한다. 현재의 부호기/복호기 상태에 대하여 각각의 프레임을 부호화/복호화함으로써 효율적인 압축에 이르게 됨에 따라, 각각 처리된 프레임이 부호기/복호기 상태를 업데이트시킨다. AMR 부호화 및 복호화의 세부들에 대하여는, 3GPP 문헌 TS 26.090 V5.0.0 (2002-06) : "기술 사양 그룹 서비스들 및 시스템 애스펙트들(Technical Specification Group Services and System Aspects); 필수 음성 코덱 음성 처리 기능들(Mandatory Speech Codec speech processing functions); 적응 멀티-레이트(Adaptive Multi-Rate(AMR) 음성 코덱(Adaptive Multi-Rate (AMR) speech codec); 트랜스코딩 기능들(Transcoding functions)", (릴리스 5)에 언급되어 있으며 이는 본원에 참조병합된다.

심지어 건실한 동작 환경에서라도, 패킷 교환 네트워크를 통해 송신된 패킷들 중 일부가 손실되는 것이 일반적이다.

IP 네트워크들에서의 패킷 손실들이 종래의 음성 서비스에 대하여는 큰 장애물이다. 패킷 손실이 존재하는 경우에, 복호기는 어떠한 정보도 전혀 수신하지 못함으로써, 오직 이전 및 이후의 프레임들로부터 획득된 정보만을 기초로 하여 손실된 패킷에 포함된 음성 프레임을 재생하여야 한다. 그러므로, 상기 복호기는 오류 비트 스트림이 여전히 일부 사용가능한 정보 비트를 포함하는, GSM과 같은 회로 교환 시스템을 통한 송신용으로 채용된 오류 은닉(error concealment) 접근방안과 비교해 보면 완전히 다른 오류 은닉 접근방안을 채용하여야 한다.

음성 프레임이 송신시 손실된 경우에, 상기 복호기는 결과적으로 이전 및/또는 이후의 프레임들을 기반으로 하여 신호의 누락 부분을 외삽 및/또는 내삽시키려고 하고 이와 동시에 결과적으로 복호기 상태를 또한 업데이트시키려고 하는 오류 은닉 알고리즘을 수행한다. 그럼에도, 각각의 누락 프레임은 상기 오류 은닉 알고리즘에 의해 보상된 프레임 동안 음성 품질을 저하시킬 뿐만아니라 그러한 품질 저하는 또한 상기 업데이트를 통해 바로 보상될 수 없는 부호기 및 복호기 간의 부정합으로 인해 상기 손실된 프레임 다음에 바로 이어지는 몇몇 프레임에 이르기까지 보급된다.

IP 네트워크들에서 패킷 손실들이 존재하는 경우 오류 은닉에 대한 특정한 해결방안은 비트 스트림에 리던던시(redundancy)를 추가함으로써 순방향 오류 정정(forward error correction; FEC)을 채용하는 것이다. 가장 간단한 구성에서, 데이터 스트림의 이전의 대응 프레임의 직접적인 반복이 각각의 새로운 대응 프레임과 함께 송신된다. 그와 같이 새로운 프레임은 프라이머리 프레임(primary frame)을 형성하며, 이전의 프레임은 대응하는 패킷에서 리던던트 프레임(redundant frame)을 형성한다. 이는 처리 로드(processing load)에 관해 매우 간단한 접근방안인데, 그 이유는 상기 리던던트 프레임이 용이하게 이용가능하고 어떠한 추가적인 처리도 필요하지 않기 때문이다. 그러나, 애플리케이션이 음성 품질을 최대화시키기 위해 음성 프레임들의 프라이머리 데이터 스트림에 대해 가능한 가장 높은 비트 레이트를 사용하는 것이 전형적이기 때문에, 프레임들의 직접적인 반복은 총체적으로 실행할 수 없을 정도로 높은 비트 레이트를 초래시킬 수 있다. 전반적인 품질 및 송신 능력을 최적화하기 위해, 이전의 프레임으로부터 부호화된 음성을 포함하는 리던던트 프레임이 그 대신에 상당히 낮은 비트 레이트로 포함될 수 있다.

현재, 패킷 손실이 존재하는 경우에, 상기 복호기는 이전의 패킷에서 누락된 정보를 재구성하도록 적용될 수 있는 리던던트 정보를 포함하는 다음 패킷을 대기한다. 여기서 유념해야 할 점은 복호기 측이 반드시 리던던트 송신을 인식해야 할 필요가 없다는 것이다. 어떠한 패킷 손실도 존재하지 않는 경우에, 수신기는 단지 2개의 동일한 프레임 카피를 획득하는데, 이 경우에 한 프레임이 자신의 타임 스탬프(time stamp)에 의해 중복(duplicate)으로서 인식될 수 있고, 상기 수신기는 물론 차후에 도달되고 그리고/또는 낮은 비트 레이트로 부호화되는 리던던트 프레임인 것이 전형적인 2번째의 프레임을 폐기한다.

그러므로, 프라이머리 데이터와 함께 리던던트 프레임들을 송신하면, 작은 추가 지연의 대가로 과도한 패킷 손실이 존재할 경우에 음성 품질을 높이는 메커니즘이 제공된다. 이는 물론 현저한 품질 개선을 나타내는데, 그 이유는 오류 은닉을 사용하는 대신에 실제의 데이터를 기반으로 하여 복호화될 수 있기 때문이다.

AMR 리얼 타임 프로토콜(Real Time Protocol; RTP) 페이로드 포맷 및 AMR RTP 복호기는 어떠한 수정 없이 동일한 비트 레이트에서 또는 낮은 비트 레이트에서의 이전의 프레임의 반복을 사용하여 순방향 오류 정정(FEC)을 지원한다. 종래의 방식으로, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 독립된 부호기 경우들을 사용하여 서로 다른 AMR 모드들로 상기 프라이머리 데이터 스트림 및 상기 리던던트 데이터 스트림이 상기 순방향 오류 정정(FEC)에 대해 처리된다.

도 1은 리던던트 데이터 스트림을 제공하는 종래의 AMR 기반 음성 부호기를 개략적으로 보여주는 블록 선도이다.

상기 음성 부호기는 프라이머리 데이터 스트림을 위한 제1의 AMR 부호화 구성요소(12)를 포함하며, 이는 패킷 어셈블러(15)에 직접 접속되어 있다. 송신기는 리던던트 데이터 스트림을 위한 제2의 AMR 부호화 구성요소(13)를 또 포함하며, 이는 버퍼(14)를 통해 상기 패킷 어셈블러(15)에 접속되어 있다.

상기 제1의 AMR 부호화 구성요소(12)는 음성 프레임들을 수신하고 예를 들면 7.4 kbit/s 비트 레이트를 초래시키는 높은 비트 레이트 AMR 모드를 사용하여 부호화를 수행한다. 대응 프라이머리 프레임에 대한 부호화된 데이터는 상기 패킷 어셈블러(15)에 제공된다. 동시에, 상기 제2의 AMR 부호화 구성요소(13)는 동일한 음성 프레임들을 수신하고 예를 들면 4.75 kbit/s 비트 레이트를 초래시키는 낮은 비트 레이트 AMR 모드를 사용하여 부호화를 수행한다. 대응 리던던트 프레임에 대한 부호화된 데이터는 먼저 상기 버퍼(14)에 제공된다. 상기 버퍼(14)는 한 프레임의 지속기간 동안 상기 리던던트 프레임을 버퍼링한 다음에 이를 단지 상기 패킷 어셈블러(15)에만 전송한다.

상기 패킷 어셈블러(15)는, RTP 헤더를, 상기 버퍼(14)로부터 획득된 기존의 리던던트 프레임 및 상기 제1의 AMR 부호화 구성요소(12)로부터 획득된 새로운 프라이머리 프레임과 결합시킴으로써 송신을 위해 대응 RTP 패킷을 어셈블링한다.

도 1의 부호기를 통해, 예를 들면 프라이머리 부호화에 대하여 7.4 kbit/s AMR 모드를 사용함으로써, 그리고 4.75 kbit/s AMR 모드를 사용하여 상기 리던던트 정보를 추가함으로써 대락 12.2 kbit/s의 총체적인 비트 레이트에 도달될 수 있다. 비록 오류가 존재하지 않는 경우라 하더라도, 전반적인 품질이 단번에 패킷 손실들을 완전히 복구할 수 있는 능력 때문에 상당히 양호해지는 패킷 오류 조건들에서는, 프라이머리 데이터 스트림의 품질은 이때 12.2 kbit/s AMR 모드를 사용하여 생성된 프라이머리 데이터 스트림의 품질보다 낮다. 그럼에도, 상기 리던던트 데이터 스트림에 필요한 대역폭은 상기 프라이머리 데이터 스트림에 비해 감소된다.

도 1을 참조하여 제시된 접근방안이 결과적으로는 프라이머리 프레임들의 단순한 반복보다는 송신 대역폭을 상당히 잘 이용할 수 있게 하지만, 그 역시 단점들을 지닌다.

2개의 서로 다른 레이트에서 각각의 입력 음성 프레임을 부호화하기 위해 동시에 2개의 부호화 구성요소를 동작시키는 것은 또한 처리 능력도 대략 2배가 필요하다. 그 결과로 초래되는 처리 로드는 심지어 몇몇 플랫폼에 대하여, 특히 로우-엔드(low-end) 이동 단말기와 같은 기능 제한된 장치들에서 너무 높아질 수 있다.

상기 리던던트 데이터 스트림의 한 프레임이 프리이머리 데이터 스트림의 손실된 프레임을 대체하는데 사용될 경우에 또 다른 문제는 부호기 및 복호기 상태들 간의 부정합(mismatch)인데, 이는 음성 품질을 저하시킬 수 있다. 상기 AMR 코덱의 상태 기계 종류의 동작 원리에 기인하여, 도 1을 참조하여 제시된 접근방안은 상기 프라이머리 스트림의 한 프레임을 부호화하는데 사용된 AMR 부호화 구성요소(12)의 부호기 상태 및 상기 리던던트 스트림의 대응하는 프레임을 부호화하는데 사용된 AMR 부호화 구성요소(13) 간의 부정합을 초래시킨다. 이러한 부정합은 패킷 손실 보상이 필요한 경우에 복호기에서 명확해진다. 이는 이전의 프레임에 대해 계산 또는 수신된 값들을 기반으로 하여 예측된 그러한 매개변수 값들에 특히 영향을 준다.

도 1은 종래의 부호기를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 송신 시스템을 개략적으로 보여주는 블록 선도이다.

도 3은 도 2의 송신 시스템에서의 동작을 보여주는 도면이다.

도 4는 도 2의 송신 시스템에서의 부가적인 동작을 보여주는 도면이다.

도 5는 도 2의 송신 시스템에서의 부가적인 동작을 보여주는 도면이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 송신 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 7은 도 6의 송신 시스템에서의 동작을 보여주는 도면이다.

도 8은 도 6의 송신 시스템에서의 부가적인 동작을 보여주는 도면이다.

본 발명의 목적은 패킷 기반 데이터 송신을 위해 처리 전력이 거의 없이 리던던트 데이터를 생성할 수 있게 하는 것이다.

데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들을 보상할 수 있게 하는 방법이 제안되는데, 이 경우에 송신용으로 제공되는 패킷들은 제1 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제1 타입의 프레임들 및 제2 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제2 타입의 프레임들을 포함한다. 상기 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들의 보상 방법은, 상기 제1 비트 레이트 부호화 모드에 따라 송신될 데이터 프레임으로부터 매개변수들을 추출하는 단계를 포함한다. 상기 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들의 보상 방법은, 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임을 형성하는 양자화된 매개변수들을 획득하도록 상기 제1 비트 레이트 부호화 모드에 따라 상기 추출된 매개변수들을 양자화시키는 단계를 더 포함한다. 상기 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들의 보상 방법은, 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임의 양자화된 매개변수들 및 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임에 대해 추출된 매개변수들 중 적어도 하나를 기반으로 하여 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임을 생성하는 단계를 더 포함한다.

더욱이, 패킷 기반 송신을 위해 데이터 프레임들을 부호화하는 부호기가 제안되는데, 상기 부호화는 송신시 패킷 손실들을 보상할 수 있게 한다. 송신을 위해 제공되는 패킷들은 제1 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제1 타입의 프레임들 및 제2 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제2 타입의 프레임들을 포함한다. 상기 부호기는 부호화부(encoding portion)를 포함하며, 상기 부호화부는 상기 제1 비트 레이트 부호화 모드에 따라 송신될 데이터 프레임으로부터 매개변수들을 추출하도록 채택된다. 상기 부호화부는 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임을 형성하는 양자화된 매개변수들을 획득하도록 상기 제1 비트 레이트 부호화 모드에 따라 추출된 매개변수들을 양자화시키도록 또한 채택된다. 상기 부호화부는 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임의 양자화된 매개변수들 및 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임에 대해 추출된 매개변수들 중 적어도 하나를 기반으로 하여 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임을 생성하도록 또한 채택된다.

더욱이, 상기 제안된 부호기를 포함하는 전자 장치가 제안된다.

더욱이, 패킷 기반 송신 시스템이 제안된다. 상기 패킷 기반 송신 시스템은, 상기 제안된 부호기, 상기 부호기에 의해 부호화된 데이터를 복호화시키도록 채택된 복호기, 및 상기 부호기 및 상기 복호기 간의 부호화된 데이터의 패킷 기반 송신을 가능하게 하도록 채택된 패킷 기반 송신 네트워크를 포함한다.

더욱이, 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들을 보상할 수 있게 하는 소프트웨어 코드가 제안되는데, 이 경우에 송신을 위해 제공되는 패킷들이 제1 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제1 타입의 프레임들 및 제2 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제2 타입의 프레임들을 포함한다. 상기 소프트웨어 코드는 전자 장치의 처리 구성요소에서 실행될 경우에 상기 제안된 방법의 단계들을 실현한다.

마지막으로, 상기 제안된 소프트웨어 코드가 저장된 소프트웨어 프로그램 생성물이 제안된다.

상기 제1 타입의 프레임은 예를 들면, 높은 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화되는, 현재의 대응 데이터 프레임에 대응하는 프라이머리 프레임일 수 있으며, 상기 제2 타입의 프레임은 예를 들면 낮은 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화되는, 이전의 대응 데이터 프레임에 대응하는 리던던트 프레임일 수 있다. 이러한 경우에, 상기 부호기는 생성된 제2 타입의 프레임들을 버퍼링하도록 채택된 버퍼, 및 대응 패킷에서, 패킷 헤더, 현재의 데이터 프레임에 대하여 상기 부호화부에 의해 제공되는 제1 타입의 프레임 및 이전의 데이터 프레임에 대하여 상기 버퍼에 의해 제공되는 제2 타입의 프레임을 어셈블링하도록 채택된 패킷 어셈블러를 더 포함할 수 있다. 여기서 이해하여야 할 점은 '이전의 데이터 프레임'이라는 표현이 반드시 현재의 데이터 프레임에 바로 앞선 데이터 프레임을 언급해야 할 필요가 없으며 이전의 데이터 프레임이 현재의 데이터 프레임에 대하여 더 멀리 떨어져 있을 수 있다는 것이다. 또한, 여기서 이해하여야 할 점은 대응 프라이머리 프레임에 대하여 제공된 리던던트 프레임이 여러 패킷에 2번 이상 송신될 수 있다는 것이다. 따라서, 각각의 패킷은 복수 개의 프라이머리 프레임들에 대한 리던던트 프레임들을 포함할 수 있다. 이는 심지어 여러 개의 연속 패킷이 손실된 경우라도 보상할 수 있게 한다.

본 발명은 서로 다른 비트 레이트들의 데이터 스트림들을 생성하는데 부호기에 의해 사용된 부호화 모드들이 대개는 서로 매우 유사하다는 점을 고려하여 창안된 것이다. 상기 부호기가 추출하는 매개변수들이 모든 부호화 모드에 걸쳐, 즉 상기 매개변수들이 여러 다양한 다른 입력 신호에 걸쳐 양호한 데이터 품질을 보장하기 위해 단지 큰 정교성(granularity)만을 사용하여 계산 및 양자화되는 높은 비트 레이트 모드에서 실제로 다소 동일할 수 있다. 그러므로, 송신용으로 제1 타입의 프레임들을 생성하기 위해, 그리고 송신용으로 제2 타입의 프레임들을 생성하기 위해 추출된 매개변수들이 직접 또는 간접적으로 추가해서 사용되는 것이 제안된 것이다. 상기 추출된 매개변수들은 제1 타입의 프레임들을 획득하기 위해 양자화될 수 있으며 적어도 부분적으로는 상기 제2 타입의 프레임들을 획득하는데 추가로 사용될 수 있다. 변형적으로는, 상기 추출된 매개변수들이 먼저 상기 제1 타입의 프레임들을 획득하도록 양자화될 수 있으며 이후에는 상기 제1 타입의 프레임들의 양자화된 매개변수들이 상기 제2 타입의 프레임들의 획득에 대한 기초로 사용될 수 있다.

본 발명의 이점은 본 발명이 서로 다른 비트 레이트들로 부호화된 2개의 데이터 스트림을 생성하는 계산적으로 매우 효율적인 방법을 제공한다는 것이다. 상기 부호화된 데이터 스트림들이 예를 들면 프라이머리 데이터 스트림에 대하여는 높은 레이트 부호화 모드를 사용하고, 리던던트 데이터 스트림에 대하여는 낮은 레이트 부호화 모드를 사용하는 대역폭에 대하여 효율적인 리던던트 송신에 채용될 수 있다.

상기 매개변수들이 양자 모두의 비트 레이트들에 대하여 단지 한번만 추출되어야 하기 때문에, 부호화의 복잡성이 감소된다. 동시에, 부호기 및 복호기에서의 상태 부정합이 또한 자동으로 회피되는데, 그 이유는 제2 타입의 프레임이 항상 제1 타입의 프레임에 대해 추출된 매개변수들, 결과적으로는 상기 제1 타입의 프레임을 획득하는데 사용된 것과 같은 부호기 상태를 기반으로 하기 때문이다.

특히, 상기 제2 타입의 프레임들이 리던던트 프레임들로서 사용될 경우에, 상기 제2 타입의 프레임들이 반드시 원래의 제2 레이트 부호화 모드에 대한 부호화 프로세스와 완전히 정합해야 할 필요가 없다. 상기 리던던트 데이터가 단지 상기 송신된 데이터 스트림에 리던던시를 추가하는 데에만 사용되기 때문에, 상기 리던던트 데이터는 패킷 손실이 존재하는 경우에 단지 오류 은닉용으로만 사용된다. 패킷 손실들이 임의의 건실한 동작 환경에서 모든 송신 프레임들 중 10% 미만일 경우에, '정상적인' 부호화와 비교해 볼 때 데이터 품질에 있어서의 사소한 타협들이 허용될 수 있고 여전히 결과적으로 초래된 품질이 종래의 오류 은닉 알고리즘에 의해 제공된 품질보다 훨씬 우수하다. 예를 들면, 또한 AMR 코덱 표준들은 오류 은닉 동안 비트 단위의 정확한 동작을 필요로 하지 않는다.

또한 본 발명의 이점은 부호기 측에서 그러한 처리가 완전히 수행될 수 있다는 것이다. 따라서, 상기 처리에 관한 어떠한 정보도 복호기에 송신할 필요가 없고 종래의 복호기들을 수정할 필요가 없다.

제1 접근방안에서, 제2 타입의 프레임은 상기 제1 타입의 프레임을 생성하기 위해 추출된 매개변수들을 기반으로 하여 생성된다. 상기 매개변수들이 어쨌든 제1 비트 레이트에서 양자화를 위해 추출되기 때문에, 상기 매개변수들이 또한 제2 비트 레이트에서 추가적인 양자화를 위해 용이하게 이용될 수 있다. 따라서, 상기 추출된 매개변수들은 상기 제2 타입의 프레임에 대하여 부호화된 매개변수들을 획득하기 위해 제2 비트 레이트 부호화 모드에 따라 간단히 양자화될 수 있다. 여기서 이해하여야 할 점은 상기 제1 타입의 프레임에 대한 양자화에서 사용되는 추출된 매개변수들이 모두 상기 제2 타입의 프레임에 대한 양자화에서 사용될 필요가 없다는 것이다. 오히려, 상기 추출된 매개변수들 중 적합한 매개변수들이 제2 비트 레이트 부호화 모드에 따라 제2 타입의 프레임을 생성하기 위해 선택될 수 있다.

위에서 이미 언급된 바와 같이, 결과적으로 초래된 제2 타입의 프레임이 반드시 상기 제2 비트 레이트 부호화 모드에 대한 독립된 부호화 구성요소를 사용하여 부호화되는 프레임과 완전히 정합해야 할 필요가 없다. 이와 같이 상기 제2 타입의 프레임들의 '완화된' 부호화는 또한 계산 부담을 상당히 합리화시킨다.

상기 제1 접근방안의 경우에, 단일 또는 듀얼 모드 부호화 구성요소를 지니는 단일 또는 듀얼 모드 부호화부가 채용될 수 있다. 예를 들면, 이는 상기 제1 비트 레이트 부호화 모드에 대한 수정된 종래의 부호기 알고리즘을 기반으로 할 수 있다. 상기 제1 비트 레이트를 사용하여 단지 한 프레임만을 부호화하는 대신에, '부산물'로서, 상기 듀얼 모드 부호화 구성요소가 또한 상기 제2 비트 레이트에서 한 프레임을 출력시킨다.

제2 접근방안에서는, 제2 타입의 프레임이 제1 타입의 프레임의 사전에 양자화된 매개변수들을 기반으로 하여 생성된다. 이러한 목적으로, 이러한 경우에, 프라이머리 프레임의 양자화된 매개변수들이 제2 타입의 프레임의 양자화된 매개변수들을 획득하도록 트랜스코딩될 수 있다. 높은 비트 레이트 부호화 모드로부터 낮은 비트 레이트 부호화 모드로의 트랜스코딩은 사실상 높은 정교성으로부터 낮은 정교성으로 매개변수들의 변환이다.

위에서 이미 언급된 바와 같이, 결과적으로 초래된 제2 타입의 프레임은 반드시 제2 비트 레이트 부호화 모드에 대한 독립된 부호화 구성요소를 사용하여 부호화되는 프레임과 완전히 정합해야 할 필요가 없다. 상기 제1 비트 레이트 부호화에 대하여 이용가능한 '부차적인 정보(side information)'가 또한 상기 트랜스코딩에 대해 이용가능하지 않은 경우에 완전한 정합이 실제로는 제2 접근방안에서도 조차 가능하지 않다.

상기 제2 접근방안의 경우에, 종래의 제1 비트 레이트 모드 부호화 구성요소가 채용될 수 있다. 그 외에도, 특정한 처리 구성요소가 상기 부호화 구성요소에 의해 출력된 제1 비트 레이트를 지니는 양자화된 매개변수들을 상기 제2 타입의 프레임용으로 사용될 제2 비트 레이트를 지니는 양자화된 매개변수들로 트랜스코딩하기 위해 구현될 수 있다. 따라서, 상기 부호화부는 단일 모드 부호화 구성요소 및 트랜스코더를 포함한다.

마찬가지로, 상기 제2 접근방안은 대역폭에 대해 효율적인 리던던트 송신을 구현하는 계산적으로 매우 효율적인 방법을 제공한다. 동시에, 이러한 접근방안은 또한 구현하기에 비교적 용이하거나 기존의 데이터 부호화 시스템에 추가되는데, 그 이유는 이러한 접근방안이 기존의 부호기 또는 복호기 알고리즘에 대한 변경들을 필요로 하지 않기 때문이다. 사실상, 종래의 부호기 및 복호기 블록들은 심지어 추가적인 처리를 알아야 할 필요가 없는데, 그 이유는 추가적인 처리 구성요소가 부호기 및 패킷화(packetization) 간에 독립적인 블록으로서 구현될 수 있기 때문이다.

여기서 이해하여야 할 점은 변형적으로, 또한 상기 제2 접근방안에서 제1 비트 레이트 부호화 모드에 대한 종래의 부호화 구성요소가 상기 제1 타입의 프레임들 및 추가로 트랜스코딩에 의해 획득된 제2 타입의 프레임들을 출력시키도록 수정될 수 있다는 것이다.

상기 제2 타입의 프레임에 적합한 양자화된 매개변수들을 획득하기 위한 제1 타입의 프레임의 양자화된 매개변수들의 트랜스코딩은 다른 방식들로 실현될 수 있는데, 이는 예를 들면 대응하는 매개변수들에 대하여 가장 적합한 것으로서 선택될 수 있다. 트랜스코딩은 몇몇 매개변수들에 대해 예를 들면 양자화된 매개변수의 재-양자화를 포함할 수 있다. 다른 매개변수들에 대하여는, 상기 트랜스코딩은 예를 들면 상기 제2 타입의 프레임에 적합한 양자화된 매개변수들에 대한 상기 제1 타입의 프레임의 양자화된 매개변수들의 매핑을 포함할 수 있다. 그러한 매핑은 예를 들면 상기 제1 타입의 프레임들의 양자화된 매개변수 값들 및 상기 제2 타입의 프레임들의 대응하는 양자화된 매개변수 값들 간의 관계를 제공하는 테이블을 통해 실현될 수 있다.

여기서 이해하여야 할 점은 양자 모두의 접근방안이 또한 결합 방식으로 사용될 수 있다는 것이다. 즉, 상기 제2 타입의 프레임에 대한 양자화된 매개변수들 중 일부가 추출된 매개변수들을 양자화시킴으로써 획득될 수 있지만, 상기 제2 타입의 프레임에 대한 다른 양자화된 매개변수들이 상기 제1 타입의 프레임의 이미 양자화된 매개변수들을 트랜스코딩함으로써 달성될 수 있다.

양자 모두의 접근방안들은 다른 부호화 모드들을 지원하는 임의의 패킷 기반 데이터 송신에 대해 채용될 수 있는데, 그러한 송신에서는 다른 비트 레이트들이 데이터 프레임들로부터 추출된 동일한 매개변수들을 기반으로 하여 달성될 수 있다.

양자 모두의 접근방안들이 특히 음성 송신에 대하여 채용될 수 있지만, 그에 한정되지 않는다.

또한, 이는 예를 들면 부호화 모드들로서 다른 AMR 부호화 모드들을 사용할 수 있지만, 그에 한정되지 않는데, 그 이유는 단지 부호화 매개변수들의 정교성만이 다른 그러한 모드들에 AMR 모드들이 속해 있기 때문이다. 위에서 인용된 문헌 TS 26.090에서는, AMR 부호화 모드들이 12.2, 10.2, 7.95, 7.4, 6.7, 5.9, 5.15 및 4.75 kbit/s에 대해 정의되어 있다.

AMR 부호화의 경우에, 결정된 매개변수들은 라인 스펙트럼 주파수 매개변수들, 피치 지연 값들, 피치 이득들, 펄스 위치들 및 펄스 이득들을 포함할 수 있다. AMR 부호화의 경우에, 상기 결정된 매개변수들은 선형 예측 부호화로부터, 적응 코드북 부호화로부터 그리고 대수 코드북 부호화로부터 초래될 수 있다.

본 발명의 다른 목적들 및 특징들은 첨부도면들과 연관지어 고려된 이하의 상세한 설명으로부터 자명해질 것이다. 그러나, 여기서 이해하여야 할 점은 상기 첨부도면들이 단지 예시를 목적으로 하여 설계된 것이고 첨부된 청구범위가 참조되어야 하는 본 발명의 한계들을 정의한 것으로서 설계된 것이 아니다는 점이다. 또한, 여기서 이해하여야 할 점은 상기 첨부도면들이 비례해서 도시된 것이 아니며 단지 본원 명세서에 기재된 구조들 및 절차들을 개념적으로 예시하려고 의도된 것뿐이라는 것이다.

도 1은 위에서 이미 설명되었다. 도 1 - 도 8에서의 대응하는 구성요소들에 대하여는, 동일한 참조부호가 사용된다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 효율적인 리던던시 부호화를 사용하는 패킷 기반 송신 시스템을 개략적으로 보여주는 블록 선도이다.

상기 송신 시스템은 예를 들면 이동 단말기(20), IP 네트워크와 같은 패킷 기반 송신 네트워크(26), 및 부가적인 전자 장치(27)를 포함한다.

상기 이동 단말기(20)는 본 발명에 따라 수정된 AMR 기반 음성 부호기(21)를 포함하는 종래의 이동 단말기이다.

상기 음성 부호기(21)는 단일의 AMR 부호화 구성요소(22)를 포함한다. 상기 AMR 부호화 구성요소(22)의 제1 출력은 패킷 어셈블러(15)에 직접 접속된다. 상기 AMR 부호화 구성요소(22)의 제2 출력은 버퍼(14)를 통해 상기 패킷 어셈블러(15)에 접속된다.

다른 전자 장치(27)는 종래의 AMR 기반 음성 복호기(28)를 포함한다.

상기 AMR 부호화 구성요소(22)에서, 본 발명의 한 실시예에 따른 부호기 소프트웨어 코드가 구현된다.

상기 AMR 부호화 구성요소(22)는 당업계에 공지되어 있는 바와 같이 음성 프레임을 수신하며 그러한 음성 프레임으로부터 선택된 프라이머리 비트 레이트로 부호화된 프라이머리 프레임을 생성한다. 그 외에도, 부산물로서, 상기 AMR 부호화 구성요소(22)는 상기 프라이머리 비트 레이트로의 부호화를 위해 결정되는 동일한 매개변수들을 기반으로 하여 선택된 리던던시 비트 레이트로 부호화된 리던던트 프레임을 생성한다.

상기 프라이머리 프레임은 상기 패킷 어셈블러(15)에 제공되며, 상기 리던던트 프레임은 상기 버퍼(14)에 제공된다. 상기 버퍼(14)는 한 음성 프레임의 지속기간 동안 상기 리던던트 프레임을 버퍼링한 다음에 이를 상기 패킷 어셈블러(15)에 전송한다.

상기 패킷 어셈블러(15)는, RTP 헤더를, 상기 버퍼(14)로부터 획득된 기존의 리던던트 프레임 및 상기 AMR 부호화 구성요소(22)로부터 직접 획득된 새로운 프라이머리 프레임과 결합시킴으로써 종래의 방식대로 대응하는 RTP 패킷을 어셈블링한다.

어셈블링된 RTP 패킷은 상기 이동 단말기(20)에 의해서 상기 패킷 기반 송신 네트워크(26)를 통해 다른 전자 장치(27)로 송신된다. 상기 다른 전자 장치(27)에서, 필요한 경우에, 즉 이전의 패킷이 손실된 경우에 상기 리던던트 프레임이 사용되는 종래의 방식대로, 상기 수신된 RTP 패킷들은 상기 AMR 기반 음성 복호기(28)에 의해 처리된다.

도 3 - 도 5를 참조하여 상기 수정된 AMR 부호화 구성요소(22)에서의 대표적인 동작들이 지금부터 설명될 것이다.

상기 AMR 부호화 구성요소(22)는 프라이머리 프레임을 초래시키는 7.4 kbit/s AMR 모드 프라이머리 부호화 및 리던던트 프레임을 초래시키는 4.75 kbit/s AMR 모드 리던던시 부호화를 사용하는 것이다. 위에서 인용된 기술 사양 TS 26.090에서 언급된 바와 같이, 양자화된 라인 스펙트럼 주파수(line spectral frequency; LSF) 매개변수들, 적응 코드북 매개변수들, 대수 코드북 매개변수들, 부호화된 적응 코드북 이득들 및 부호화된 대수 코드북 이득들은 각각의 부호화된 프레임에 대해 제공되어야 한다. LSF 값들은 프레임 단위를 기반으로 하여 생성되지만, 다른 매개변수들은 서브프레임 단위를 기반으로 하여 생성되는데, 각각의 프레임은 4개의 서브프레임을 포함한다. 상기 LSF 매개변수들의 획득에 대한 기초로서의 선형 예측(Linear Prediction; LP) 필터링 및 코드북 동작들 간의 상호작용들 및 부호화의 세부들에 대하여는, 상기 기술 사양이 언급될 것이다.

LPC 모델

양자 모두의 AMR 모드는 예측 분할 코드북(predictive split codebook)을 사용하여 LSF들로서 양자화되는 사전의 10차 선형 예측 부호화(Linear Prediction Coding; LPC) 모델을 사용한다. 7.4 kbit/s 모드에서는, 양자화가 26 비트를 사용하지만, 4.75 kbit/s 모드에서는 LSF 벡터가 23 비트를 사용하여 양자화된다.

도 3에 제시되어 있는 바와 같이, LP 합성 필터는 LPC 분석을 통해 각각의 음성 프레임에 대하여 계산되고, 이로 인해 LPC 계수들의 벡터가 생성(단계(301))되며, 이는 이후 더 견고한 LSF 벡터로 변환(단계(302))된다. 이후 각각의 LSF 벡터에 속해 있는 LSF 매개변수들은 종래의 방식대로 제1 코드북 테이블에서 룩업(lookup)을 사용하여 상기 프라이머리 프레임에 대하여 26 비트로 양자화됨으로써 7.4 kbit/s 모드에 대하여 코드북 인덱스를 찾아낸다(단계(303)). 그 외에도, 동일한 LSF 매개변수들이 종래의 방식대로 제2 코드북 테이블에서 룩업을 사용하여 상기 리던던트 프레임에 대하여 23 비트로 양자화됨으로써 4.75 kbit/s 모드에 대하여 코드북 인덱스를 찾아낸다(단계(304)).

도 1에 예시된 바와 같은 완전 부호화와 비교해 보면, 계산의 절약이 달성되는데, 그 이유는 LSF 매개변수들을 2번 계산할 필요가 없기 때문이다. 단지 추가적인 테이블 룩업이 4.75 kbit/s 모드에 대하여 코드북 인덱스를 찾아내기 위해 필요하다.

적응 코드북

양자 모두의 AMR 모드에서, 상기 적응 코드북은 피치 지연들이 범위[19 ⅓ 84 ⅔]에 있는 ⅓ 해상도, 및 범위 [85, 143]에 있는 정수(integer) 해상도를 사용한다.

7.4 kbit/s 모드에서는, 피치 지연이 1차 및 3차 서브프레임에서 전체 범위 [19, 143]를 사용하여 송신된다. 2차 및 4차 서브프레임은 범위 [T₁ - 5 ⅔, T₁ + 4 ⅔]에 있는 ⅓ 해상도를 사용하는데, 이 경우 T₁은 이전의 서브프레임에 대하여 계산된 피치 지연이다. 4.75 kbit/s 모드에서는, 단지 1차 서브프레임들만이 피치 지연의 전체 범위를 사용하지만, 나머지 서브프레임들은 범위 [T₁ - 5, T₁ + 4]에 있는 정수 피치 지연 값 + 범위 [T₁ - 1 ⅔, T₁ + ⅔]에 있는 ⅓ 해상도를 사용한다.

도 4에 제시되어 있는 바와 같이, 상기 피치 지연 값들은 7.4 kbit/s 모드에 대해 종래의 적응 코드북 부호화를 통해 계산(단계(401))된다. 그리고나서, 그 결과로 초래된 값들은 4.75 kbit/s 모드 양자화에 대해 가장 양호한 정합 값을 찾아내기(단계(402)) 위한 "입력" 값들로서 추가로 사용된다. 이는 예를 들면 새로운 매핑 테이블을 사용하여 7.4 kbit/s 모드 코드 북 값들을 대응하는 4.75 kbit/s 모드 코드북 값들에 매핑함으로써 달성된다.

계산적인 관점에서 볼 때, 피치 지연 탐색은 가장 과중한 부호화 동작이다. 상기 제시된 실시예에서는, 상기 리던던트 프레임에 대해 피치 탐색을 전혀 수행할 필요가 없다.

대수 코드북

7.4 kbit/s 모드에 대한 대수 코드북 부호화 및 4.75 kbit/s 모드에 대한 대수 코드북 부호화 간의 차이점은 양자 모두의 AMR 모드들 간의 주된 차이점을 만들어낸다. 더욱이, 이러한 코드북에 대한 펄스 탐색은 또한 전체 부호기 복잡성에 대한 주된 기여자이다. 7.4 kbit/s 모드에서는, 4개의 비-제로 펄스가 서브프레임 단위로 결정되고, 서브프레임에 대하여 17 비트로 부호화되지만, 4.75 kbit/s 모드에서는, 단지 2개의 펄스만이 서브프레임 단위로 결정되며, 서브프레임에 대하여 9 비트로 부호화된다.

도 5에 제시된 바와 같이, 서브프레임당 4개의 비-제로 펄스는 종래의 방식대로 7.4 kbit/s 모드에 대해 탐색(단계(501))되며 7.4 kbit/s 모드에 대해 대수 코드북을 사용하여 서브프레임당 17 비트로 부호화(단계(502))된다. 그 외에도, 서브프레임당 2개의 가장 중요한 펄스는 AMR 부호화 구성요소(22)에서 이용가능한 추가적인 정보를 사용하여 찾아낸 4개의 비-제로 펄스 중에서 선택된다. 그리고나서, 상기 선택된 펄스들은 4.75 kbit/s 모드에 대해 대수 코드북을 사용하여 서브프레임당 9 비트로 양자화(단계(503))된다.

이 때문에, 이러한 접근 방안은 4.75 kbit/s 모드에 대해 광범위한 탐색 루프들을 회피하고 계산의 복잡성을 상당히 감소시킨다.

적응 코드북 및 대수 코드북 이득들

7.4 kbit/s 모드에서, 각각의 서브프레임에 대한 적응 및 대수 코드북 이득들은 서브프레임당 7 비트로 벡터 양자화된다. 이와는 대조적으로, 4.75 kbit/s 모드에서는, 1차 및 2차 서브프레임에 대한 대응 코드북 이득들은 8 비트를 사용하여 함께 벡터 양자화되며, 또한 3차 및 4차 서브프레임에 대한 대응 코드북 이득들은 8 비트를 사용하여 함께 벡터 양자화된다.

적응 코드북에 대해 도 4에 제시되어 있고 대수 코드북에 대해 도 5에 제시되어 있는 바와 같이, 상기 이득 값들이 한편으로는 종래의 방식대로 7.4 kbit/s 모드에 대해 결정(단계(401,501))되고 부호화(단계(404,504))된다. 그 외에도, 이미 결정된 이득 값들이 4.75 kbit/s 모드 이득 양자화 스킴에 따라 부호화(단계(405,505))된다. 이 때문에, 상기 적응 및 대수 코드북 이득들이 4.75 kbit/s 모드에 대해 따로 결정되어야 할 필요가 없다.

그리고나서, 7.4 kbit/s 모드에 따라 결정된 모든 매개변수들이 프라이머리 프레임을 형성하기 위해 사용되지만, 4.75 kbit/s 모드에 따라 결정된 모든 매개변수들이 리던던트 프레임을 형성하기 위해 사용된다. 그리고나서, 프라이머리 프레임들 및 리던던트 프레임들이 위에서 언급된 바와 같이 RTP 패킷들로 어셈블링된다.

요약하면, LSF 벡터들의 생성, 피치 지연 탐색, 펄스 위치들을 찾아내기 위한 탐색 루프들 및 이득 값들의 결정이 상기 프라이머리 프레임 및 상기 리던던트 프레임에 대해 따로 수행되어야 할 필요가 없다. 이리하여, 도 1을 참조하여 제시된 접근 방안과 비교해 볼 때 계산 로드가 상당히 감소된다. 그 외에도, 복호기(28)에서의 상태 부정합이 방지되는데, 그 이유는 동일한 상태 기계가 양자 모두의 AMR 모드에 대한 매개변수들을 생성하기 위해 사용되기 때문이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 효율적인 리던던시 부호화를 사용하는 패킷 기반 송신 시스템을 개략적으로 보여주는 블록 선도이다.

상기 송신 시스템은 다시 예를 들면 이동 단말기(60), IP 네트워크와 같은 패킷 기반 송신 네트워크(26), 및 부가적인 전자 장치(27)를 포함한다.

상기 이동 단말기(60)는 본 발명에 따라 수정된 AMR 기반 음성 부호기(61)를 포함하는 종래의 이동 단말기이다.

상기 음성 부호기(61)는 종래의 AMR 부호화 구성요소(12)를 포함한다. 상기 AMR 부호화 구성요소(12)의 출력이 한편으로는 패킷 어셈블러(15)에 직접 접속된다. 상기 AMR 부호화 구성요소(12)의 출력이 또 한편으로는 매개변수 레벨 AMR 트랜스코더(63) 및 버퍼(14)를 통해 상기 패킷 어셈블러(15)에 접속된다.

다른 전자 장치(27)는 다시 종래의 AMR 기반 음성 복호기(28)를 포함한다.

상기 AMR 부호화 구성요소(12)는 예를 들면 도 1의 AMR 기반 음성 부호기의 AMR 부호화 구성요소(12)처럼 당업계에 공지된 바와 같이 음성 프레임을 수신하고 그러한 음성 프레임으로부터 선택된 프라이머리 비트 레이트에서 부호화된 프라이머리 프레임을 생성한다.

상기 프라이머리 프레임은 상기 패킷 어셈블러(15) 및 상기 AMR 트랜스코더(63)에 제공된다. 상기 AMR 트랜스코더(63)는 리던던트 프레임에 대한 부호화된 매개변수들을 획득하기 위해 상기 프라이머리 프레임을 통해 부호화된 매개변수들을 트랜스코딩한다. 그리고나서, 상기 리던던트 프레임은 상기 버퍼(14)에 제공된다. 상기 버퍼(14)는 한 프레임의 지속기간 동안 상기 리던던트 프레임을 버퍼링한 다음에 이를 상기 패킷 어셈블러(15)에 전송한다.

상기 패킷 어셈블러(15)는, RTP 헤더를, 상기 버퍼(14)로부터 획득된 기존의 리던던트 프레임 및 상기 AMR 부호화 구성요소(12)로부터 직접 획득된 새로운 프라이머리 프레임을 결합시킴으로써 종래의 방식대로 대응하는 RTP 패킷을 어셈블링한다.

그리고나서, 상기 어셈블링된 RTP 패킷은 상기 이동 단말기(60)에 의해서 상기 패킷 기반 송신 네트워크(26)를 통해 상기 다른 전자 장치(27)로 송신된다. 상기 다른 전자 장치(27)에서, 상기 수신된 패킷들은 종래의 방식대로 AMR 기반 음성 복호기(28)에 의해 처리된다.

도 7 및 도 8을 참조하여 상기 수정된 AMR 기반 음성 부호기(61)에서의 대표적인 동작들이 지금부터 더 상세하게 설명될 것이다. 도 7은 상기 AMR 부호화 구성요소(12)에서의 동작을 보여주는 도면이고, 도 8은 상기 AMR 트랜스코더(63)에서의 동작을 보여주는 도면이다.

예를 들면, 7.4 kbit/s AMR 모드 부호화는 프라이머리 프레임을 생성하기 위해 다시 사용된 것이며 4.75 kbit/s AMR 모드 부호화는 리던던트 프레임을 생성하기 위해 다시 사용된 것이다. 위에서 인용된 기술 사양 TS 26.090에서 언급된 바와 같이, 양자화된 LSF 매개변수들, 적응 코드북 매개변수들, 대수 코드북 매개변수들, 부호화된 적응 코드북 이득들 및 부호화된 대수 코드북 이득들은 각각 부호화된 프레임용으로 제공되어야 한다. 이러한 매개변수들에 관한 요건들이 위에서 상기 제1 실시예에 대해 설명된 바와 같다.

그러나, 상기 제1 실시예와는 대조적으로, 이러한 실시예에서, 전체 프라이머리 프레임이 먼저 7.4 kbit/s 모드에 따라 생성되고 종래의 AMR 부호화 구성요소(12)에 의해 출력된다. 도 7에 예시되어 있는 바와 같이, LP 분석(단계(701))을 초래시키는 LPC 계수 벡터는 LSF 벡터로 변환(단계(702))되고 대응하는 LSF 매개변수들이 26 비트를 사용하여 양자화(단계(703))된다. 상기 적응 코드북 부호화(단계(704))는 부호화된 피치 지연 값들 및 서브프레임당 7비트로 부호화된 이득 값들을 초래시킨다. 대수 코드북 부호화(단계(705))는 17 비트로 부호화되는 서브프레임당 4개의 펄스를 초래시키고, 2개의 서브프레임에 대해 8 비트로 부호화되는 이득 값들을 초래시킨다. 이러한 모든 매개변수들은 상기 AMR 부호화 구성요소(12)에 의해 출력된 프라이머리 프레임에 포함된다.

도 8에 예시된 바와 같이, 상기 프라이머리 프레임의 7.4 kbit/s 모드 LSF 매개변수들이 4.75 모드에서 사용되는 코드북 구성에 대응하는 양자화된 LSF 매개변수들을 획득하기 위해 매개변수 레벨 AMR 트랜스코더(63)에서 재-양자화(단계(801))된다. 상기 재-양자화는 예를 들면 대응하는 4.75 kbit/s 모드 코드북 인덱스들에 7.4 kbit/s 모드 코드북 인덱스들을 매핑하는 테이블을 통해 달성될 수 있다.

상기 프라이머리 프레임의 부호화된 피치 지연 값들은 상기 매개변수 레벨 AMR 트랜스코더(63)에서 4.75 kbit/s 모드 피치 지연 양자화에 따라 가장 양호한 정합 값을 찾아내기(단계(802)) 위해 사용된다.

상기 프라이머리 프레임의 부호화된 펄스들은 상기 매개변수 레벨 AMR 트랜스코더(63)에서 4.75 kbit/s 모드에 대한 대수 코드북 사용에 따라 2개의 적합한 펄스를 선택하고 선택된 2개의 펄스를 양자화(단계(803))시키기 위해 사용된다.

마지막으로, 적응 코드북에 대한 부호화된 이득 값들은 4.75 모드 이득 양자화 스킴을 통해 정합 값에 매핑(단계(804))된다. 마찬가지로, 상기 대수 코드북에 대한 부호화된 이득 값들이 4.75 모드 이득 양자화 스킴을 통해 정합 값에 매핑(단계(805))된다.

그리고나서, 4.75 kbit/s 모드에 따라 결정된 매개변수들은 위에서 언급된 바와 같이 상기 버퍼(14)에 전송되는 리던던트 프레임을 형성하는데 사용된다.

여기서 알 수 있는 점은 이러한 실시예에서도, LSF 벡터들의 생성, 피치 지연 탐색, 펄스 위치들을 찾아내기 위한 탐색 루프들 및 이득 값들의 결정이 상기 프라이머리 프레임 및 상기 리던던트 프레임에 대해 따로 수행되어야 할 필요가 없다. 따라서, 상당한 계산 로드가 이러한 실시예에서 또한 절약된다. 그 외에도, 상기 복호기에서의 상태 부정합이 또한 방지된다. 더욱이, 종래의 단일 AMR 부호화 구성요소가 채용될 수 있으며, 단지 새로운 AMR 트랜스코더만이 부가되어야 한다. 이와는 대조적으로, 상기 제1 실시예에서, 계산 로드가 훨씬 더 적어질 수 있는데, 그 이유는 트랜스코딩이 그다지 필요하지 않기 때문이다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 적용되는 본 발명의 기본적인 신규한 특징들이 도시 및 기재되고 또한 언급되었지만, 여기서 이해할 점은 위에서 언급된 장치들 및 방법들의 형태 및 세부에 있어서의 여러 가지의 생략, 치환 및 변경이 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고서도 당업자에 의해 구현될 수 있다는 것이다. 예를 들면, 여기서 명백히 의도된 점은 동일한 결과들을 달성하기 위해 실질적으로 동일한 방식으로 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 그러한 요소들 및/또는 방법적 단계들의 모든 조합이 본 발명의 범위에 속한다는 것이다. 더욱이, 여기서 알아야 할 점은 본 발명의 임의로 개시된 형태 또는 실시예와 연관지어 도시 및/또는 기재된 구조들 및/또는 요소들 및/또는 방법적 단계들이 일반적인 설계 선택 사항으로서 기타 개시 또는 기재 또는 제시된 형태 또는 실시예에 병합될 수 있다는 것이다. 그러므로, 여기서 의도한 것은 본원에 첨부된 청구항들의 범위로 나타낸 것으로만 한정되고자 한 것이다.

Claims

데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들을 보상할 수 있게 하는 방법으로서, 송신용으로 제공되는 패킷들은 제1 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제1 타입의 프레임들 및 제2 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제2 타입의 프레임들을 포함하는, 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들의 보상 방법에 있어서,

상기 패킷 손실들의 보상 방법은,

상기 제1 비트 레이트 부호화 모드에 따라 송신되는 데이터 프레임으로부터 매개변수들을 추출하는 단계;

상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임을 형성하는 양자화된 매개변수들을 획득하도록 상기 제1 비트 레이트 부호화 모드에 따라 상기 추출된 매개변수들을 양자화시키는 단계; 및

상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임의 양자화된 매개변수들 및 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임에 대해 추출된 매개변수들 중 적어도 하나를 기반으로 하여 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들의 보상 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임에 대해 추출된 매개변수들을 기반으로 하여 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임을 생성하는 단계는 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임에 대하여 양자화된 매개변수들 중 적어도 일부분을 획득하도록 상기 제2 비트 레이트 부호화 모드에 따라 상기 추출된 매개변수들 중 적어도 일부분을 양자화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들의 보상 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임의 양자화된 매개변수들을 기반으로 하여 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임을 생성하는 단계는 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임의 양자화된 매개변수들 중 적어도 일부분을 획득하도록 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임의 양자화된 매개변수들 중 적어도 일부분을 트랜스코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들의 보상 방법.
제3항에 있어서, 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임의 양자화된 매개변수들 중 적어도 일부분을 트랜스코딩하는 단계는 상기 제2 비트 레이트 부호화 모드에 따라 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임에 대한 양자화된 매개변수들을 획득하도록 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임의 양자화된 매개변수들을 재-양자화시키는 단계 및 상기 제2 비트 레이트 부호화 모드에 따라 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임에 대한 양자화된 매개변수들에 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임의 양자화된 매개변수들을 매핑하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들의 보상 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임은 현재의 대응 데이터 프레임에 대응하는 프라이머리 프레임이고, 상기 프라이머리 프레임은 높은 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화되며, 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임은 낮은 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화되는 이전의 대응 데이터 프레임에 대응하는 리던던트 프레임인 것을 특징으로 하는, 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들의 보상 방법.
제1항에 있어서, 상기 데이터는 음성 데이터인 것을 특징으로 하는, 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들의 보상 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 비트 레이트 부호화 모드 및 제2 비트 레이트 부호화 모드는 상이한 적응 멀티레이트 부호화 모드들인 것을 특징으로 하는, 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들의 보상 방법.
제1항에 있어서, 상기 추출된 매개변수들은 라인 스펙트럼 주파수 매개변수들, 피치 지연 값들, 피치 이득들, 펄스 위치들 및 펄스 이득들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들의 보상 방법.
제1항에 있어서, 상기 추출된 매개변수들은 선형 예측 부호화, 적응 코드북 부호화 및 대수 코드북 부호화 중 적어도 하나로부터 초래되는 것을 특징으로 하는, 데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들의 보상 방법.
패킷 기반 송신을 위해 데이터 프레임들을 부호화하는 부호기로서, 상기 부호화는 송신시 패킷 손실들을 보상할 수 있게 하고, 송신을 위해 제공되는 패킷들은 제1 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제1 타입의 프레임들 및 제2 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제2 타입의 프레임들을 포함하며, 상기 부호기는 부호화부(encoding portion)를 포함하는 부호기에 있어서,

상기 부호화부는 상기 제1 비트 레이트 부호화 모드에 따라 송신되는 데이터 프레임으로부터 매개변수들을 추출하도록 구성되고,

상기 부호화부는 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임을 형성하는 양자화된 매개변수들을 획득하도록 상기 제1 비트 레이트 부호화 모드에 따라 추출된 매개변수들을 양자화시키도록 구성되며,

상기 부호화부는 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임의 양자화된 매개변수들 및 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임에 대해 추출된 매개변수들 중 적어도 하나를 기반으로 하여 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 부호기.
제10항에 있어서, 상기 부호화부는 듀얼 모드 부호화 구성요소를 포함하며, 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임에 대해 추출된 매개변수들을 기반으로 하여 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임을 생성하기 위해, 상기 듀얼 모드 부호화 구성요소는 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임에 대한 양자화된 매개변수들 중 적어도 일부분을 획득하도록 상기 제2 비트 레이트 부호화 모드에 따라 상기 추출된 매개변수들 중 적어도 일부분을 양자화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 부호기.
제10항에 있어서, 상기 부호화부는 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임에 대해 매개변수들을 추출하고 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임에 대한 추출된 매개변수들을 양자화시키는 단일 모드 부호화 구성요소를 포함하며, 상기 부호화부는 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임의 양자화된 추출 매개변수들을 기반으로 하여 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임을 생성하는 트랜스코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호기.
제10항에 있어서, 상기 부호기는 생성된 제2 타입의 프레임들을 버퍼링하도록 채택된 버퍼를 더 포함하며, 대응 패킷에서, 패킷 헤더, 현재의 데이터 프레임에 대해 상기 부호화부에 의해 제공되는 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임 및 이전의 데이터 프레임에 대해 상기 버퍼에 의해 제공되는 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임을 어셈블링하도록 채택된 패킷 어셈블러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부호기.
청구항 제10항에 따른 부호기를 포함하는 전자 장치.
패킷 기반 송신 시스템에 있어서,

상기 패킷 기반 송신 시스템은,

청구항 제10항에 따른 부호기;

상기 부호기에 의해 부호화된 데이터를 복호화시키도록 채택된 복호기; 및

상기 부호기 및 상기 복호기 사이에 부호화된 데이터를 송신할 수 있게 하도록 채택된 패킷 기반 송신 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 기반 송신 시스템.
데이터 프레임들의 패킷 기반 송신시 패킷 손실들을 보상할 수 있게 하는 컴퓨터 판독가능 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체로서, 송신을 위해 제공되는 패킷들이 제1 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제1 타입의 프레임들 및 제2 비트 레이트 부호화 모드를 사용하여 부호화된 대응 데이터 프레임에 대응하는 제2 타입의 프레임들을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체에 있어서, 상기 컴퓨터 판독가능 코드는 전자 장치의 처리 구성요소에서 실행될 경우에 특정 절차를 수행할 수 있게 하며, 상기 절차는,

상기 제1 비트 레이트 부호화 모드에 따라 송신될 데이터 프레임으로부터 매개변수들을 추출하는 단계;

상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임을 형성하는 양자화된 매개변수들을 획득하도록 상기 제1 비트 레이트에 따라 상기 추출된 매개변수들을 양자화시키는 단계; 및

상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임의 양자화된 매개변수들 및 상기 제1 타입의 프레임들 중 한 프레임에 대해 추출된 매개변수들 중 적어도 하나를 기반으로 하여 상기 제2 타입의 프레임들 중 한 프레임을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 매체.
청구항 제16항에 따른 컴퓨터 판독가능 코드가 저장된 판독 전용 메모리.
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