KR102242346B1 - 데이터 프레임에서 복수의 길이에 대한 테스트를 통한 에러 정정 - Google Patents

데이터 프레임에서 복수의 길이에 대한 테스트를 통한 에러 정정 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각 수신된 비트 값에서 펌 결정에 의해 기준 프레임을 결정하고, 전송을 위해 사용되는 무결성 검사 코드에 따른 기준 프레임의 유효성을 검사하는 데이터 프레임을 수신하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 다음의 단계를 포함한다: 상기 기준 프레임의 각 비트를 위한, 전송 에러 확률을 나타내는 값을 계산하는 단계; 및 상기 무결성 검사 코드가 비호환성인 경우, 상기 에러 확률을 나타내는 값에 따른 에러 비트의 유한 집합에서 상기 기준 프레임을 식별하는 단계; 식별된 에러 비트의 반전의 가능한 조합 중 하나에 대응하는 후보 프레임을 선별하는 단계; 및 상기 무결성 검사 코드와 상기 선별된 후보 프레임의 호환성을 검증하는 단계를 포함한다.

Description

데이터 프레임에서 복수의 길이에 대한 테스트를 통한 에러 정정{ERROR CORRECTION WITH TEST OF A PLURALITY OF LENGTHS FOR A DATA FRAME}
본 발명은 전송된 프레임의 무결성 검사 코딩을 이용하여 프레임에 의해 전송된 디지털 데이터를 수신하는 방법에 관한 것이다. 특히, 순환 중복 검사 코딩(cyclic redundancy check coding)에 관한 것이나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명은 잡음이 있는 채널을 통해 디지털 신호가 전송되거나 방송되는 모든 경우에 적용 가능하다. 예를 들어, 본 발명은 원격 계량 검침 설비에 배치된 수신기에서 실행될 수 있다. 종래에는, 원격 계량 검침 설비는 다수의 계량 장치를 포함한다. 예를 들어, 물, 가스, 전기 계량기 또는 일반적인 유량 또는 에너지 계량기뿐만 아니라, 한편으로 계량 장치와 통신하고, 다른 한편으로 외부 원격통신 네트워크와 통신하는 게이트웨이 시스템을 포함한다.
계량 장치는 계량 데이터(예를 들어, 물 소비 데이터)를 상기 설비의 하나 이상의 게이트웨이 시스템에 전송한다. 각 게이트웨이 시스템은 계량 데이터를 원격통신 네트워크로 전송한다. 매일 수집된 데이터는, 예를 들어, 어떤 누출이나 오작동을 감지하기 위하여, 분석될 수 있고, 고객에게 사용금액의 청구를 목적으로 이용될 수 있다.
계량 장치는 유량 또는 에너지 소비 데이터 계량 모듈 및 인근 게이트웨이 시스템과 통신하는 무선주파수 모듈을 포함한다. 여기서, 무선주파수 모듈은, 예를 들어, 169MHz, 433Mhz 또는 868MHz의 상대적으로 짧은 범위의 전파를 방출할 수 있다.
게이트웨이 시스템은 집중 장치 또는 예를 들어, 건물의 정비실에 설치된 수집함을 포함할 수 있고, 계량 장치의 무선주파수 모듈과 통신하기 위한, 예를 들어, 건물의 지붕에 설치되는 적어도 하나의 무선주파수 송수신 장치를 포함할 수 있다.
따라서, 원격 계량 검침 설비는 잘 알려지고, 예를 들어, ETSI(European Telecommunications Standards Institute)에서 발행되는 표준으로 형성되는 디지털 전송 기술을 채택할 수 있다.
일반적으로, 디지털 전송 시스템은 무선주파수 채널을 통해 케이블, 광섬유 또는 전파 등의 물리적 매체를 사용하여 정보를 전달한다. 이러한 물리적 매체는 텀(term) 채널로 지칭된다. 통상적으로, 이러한 시스템은, 이를 위해 수신된 프레임의 무결성 검증을 필요로 하는 무결성 검사 코딩 전송을 포함하고, 예를 들어, 순환 중복 검사(CRC) 비트에 의해 프레임 전송 에러를 감지할 수 있었다. 무결성 검사 코딩 함수는, 데이터 전송의 송신 장치를 위한 것으로, 검사 비트를 생성하기 위한 계산을 수행하고, 전송된 데이터에 부가하여, 수신에서 복조하는 동안, 수신기에서 허락되어, 목적지에 도착하는 정보로부터, 채널에서 발생하는 교란에 의한 영향, 특히, 잡음, 감쇄 및 간섭에 의해, 동일한 계산을 수행한 후, 수신된 프레임의 무결성을 검증하고, 전송이 올바른 것인지 아닌지 여부를 결정한다.
상술한 바와 같이, 원격 계량 검침 설비는 유량 또는 에너지 소비 데이터를 수집할 수 있고, 각 계량기는 일반적인 간격보다 많이 또는 적은 간격으로 프레임에 구성된 데이터를, 통상적으로 수십 바이트의 크기로 전송할 수 있다. 상기 설비의 게이트웨이 시스템에서 수신기의 주된 특징은 주어진 수신 채널에서 다른 계량기에 의해 전송된 각 프레임을 정확히 식별할 수 있는 것이다. 이제, 계량기 및 게이트웨이 측 수신기 사이의 전파 조건의 가장 큰 변화는 프레임의 송신기로부터 수신된 에너지의 매우 넓은 분포의 결과이다. 또한, 부가 잡음의 존재로 인하여, 수신기의 성능은 광대역 부가 잡음이 존재하는 조건에서 프레임을 수신하는 능력에 의해 측정되고, 통상적으로 상술한 바와 같이, 실제 수집된 정보 비트 당 에너지 레벨이 의존하는 신호 대 잡음 비에 대한 비트 에러율은 프레임 길이에 의존할 수 있다.
통상적으로, 수신기는 전송에 적용되는 오류 정정 코드의 복호화를 수행한다. 전송 조건이 열악한 경우, 즉, 낮은 신호 대 잡음 비의 전송 조건인 경우, 복호화 방법은 수신된 프레임에 영향을 주는 모든 에러를 정정할 수 없을 것이다. 표준에 따르면, 실제로 전송된 프레임이 수신기에 의해 정확히 복호화되지 않은 경우에 해당하는 이벤트는 제1 종류 에러로 계산된다. 효율적인 수신기를 설계하기 위하여, 제1 종류의 평균 에러율을 최소화하고(추가 백색 잡음의 존재와 같은 주어진 전송 채널 방해 시나리오를 명확히 측정하고 정의하는 것이 용이하다), 오류가 발생한 프레임의 복호화만큼 수신기의 자원, 에너지 소비 및 대기 시간을 변형할 수 있다.
하지만, 제1 종류의 평균 에러율을 최소화하는 것을 목표로 하는 것은, 제2 종류의 에러율의 평균 주파수가 증가시키는 결과를 초래할 수 있고, 반면 실제로는 노이즈 및 다양한 불필요한 신호가 존재하여, 불규칙한 변동으로부터 채널 장애가 발생한다. 이러한 제2 종류의 에러는 프레임 전송과 직접적인 관계가 없으며, 이는 임의의 속도 또는 비율 형태가 아닌 연속적인 이벤트 사이의 평균 시간 형태의 정량화 관계이다. 따라서, 제2 종류의 에러는, 수신기 내부에 다양한 기구의 트리거가 반영되어, 일반적으로 두 요소의 조합의 결과로 나타난다. 또한, 제2 종류의 에러는, 한편으로는, 시작 프레임에 나타나는 다음 프레임의 복호화 시도에 대한 결정과 관련되거나, 다른 한편으로는, 주어진 상기 후보 프레임의 컨텐츠의 정상 여부에 대한 분류와 관련된다.
따라서, 신호가 수신기에 수신되도록 시작 프레임의 존재 가능성이 충분히 높은 경우에만 트리거되는 프레임 수신 조작을 제공하여 제2 종류의 에러를 최소화하는 것을 고려할 수 있다. 그러나 이 경우, 높은 상기 가능성이 요구되고, 실제로 전송된 프레임을 나타내는 신호의 처리에 있어서, 추가 잡음과 같은 방해에 의해 영향이 수신되어, 증가된 가능성 요구를 만족하지 않는 확률이 증가되는 것이 필연적이다. 따라서, 이러한 불가피한 결과는 수신기의 감도를 저하시키고, 제1 종류의 에러를 증가시키게 된다.
실제로, 제1 및 제2 에러 각각을 최소화하기 위한 반대되는 목적 사이에는 트레이드 오프(trade-off)가 발견된다.
따라서, 본 발명이 해결하는 것을 목표는, 수신기의 감도를 증가시키면서 매우 효율적인 에러 정정을 가능하게 하는, 특히, 원격 계량 검침 설비에서, 디지털 데이터를 수신하는 방법을 제안한다.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 무결성 검사 코딩을 이용하여 프레임에 의해 전송된 디지털 데이터를 수신하는 방법을 제안한다.
채널에서 프레임의 전송 단계 전에, 상기 무결성 검사 코딩을 이용하여 생성된 추가 프레임 유효 정보 항목을 프레임에 추가되고, 상기 채널을 통해 전송된 이후에, 길이 N의 일련의 비트의 수신된 각 비트 값과 관련된 펌 결정에 의해 기준 프레임을 결정하는 복조부에 의해 수신된 프레임의 추정이 수행되고, 펌 결정에 의해 제공된 상기 기준 프레임의 호환성 검사는 상기 무결성 검사 코딩을 이용하여 수행되고, 수신된 프레임을 위한 상기 방법은, 다음의 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 펌 결정에 의해 공급된 상기 기준 프레임의 각 비트를 위한, 상기 비트의 전송 에러 확률을 나타내는 수신된 비트 값의 우도 값을 계산하는 단계; 및
상기 무결성 검사 코딩과 상기 기준 프레임이 비-호환성인 경우,
각각의 비트에서 계산된 상기 우도 값의 함수로서 에러 비트의 공집합이 아닌 유한 집합을 상기 기준 프레임에서 식별하는 단계;
상기 기준 프레임에서 식별된 에러 비트의 반전 수의 가능한 조합 중 하나에 각각 대응하는 복수의 후보 프레임을 선별하는 단계;
상기 무결성 검사 코딩과 상기 선별된 복수의 후보 프레임의 호환성을 검증하는 단계;
상기 무결성 검사 코딩과 호환되는 후보 프레임을 선택하는 단계;를 포함하고,
상기 프레임 길이를 제공하는 제1 비트 세트를 수신하고, 상기 제1 비트 세트의 계산된 각 우도 값의 함수로서 결정된 적어도 두 개의 후보 프레임 길이 값을 고려하고, 연속적으로 상기 프레임 길이의 오름차순으로 수신되는 프레임의 추정을 수행하는 단계;를 포함한다.
원격 계량 검침 분야에서 본 발명의 적용에 관하여, 프레임 길이가 주어지고, 상술한 유한 집합의 전형적인 개수는 수 개의 범위, 예를 들어, 한 개 내지 세 개 또는 네 개의 범위이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 방법은, 신뢰성 및 상기 기준 프레임에서 식별된 에러 비트의 반전 횟수에 따라 오름차순으로 각 후보 프레임을 선별하는 단계 및 상기 선별된 후보 프레임의 호환성을 검증하는 단계를 더 포함하고, 후보 프레임이 상기 무결성 검사 코딩과 호환성이 검증되면 반복을 중지하여, 상기 선택된 후보 프레임은 현재 프레임의 반복인 것을 특징으로 한다.
다른 예로서, 상기 방법은, 상기 선별된 복수의 후보 프레임 중 각 후보 프레임에서, 상기 후보 프레임의 비트에 따른 값의 함수로서 부여되고, 각 비트를 위해 계산된 각각의 우도 값의 합의 결과로부터 신뢰성 점수를 판단하는 단계; 및
상기 무결성 검사 코딩과 호환되는 동안, 상기 선별된 복수의 후보 프레임 중 상기 신뢰성 점수를 최대로 하는 후보 프레임을 선택하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 적어도 두 개의 후보 프레임 길이 값은, 상기 제1 비트 세트에서 수신된 각각의 비트 값에 관한 결정에 의해 획득된 제1 후보 프레임 길이 값 및 상기 제1 비트 세트의 에러 비트의 반전에 의해 획득된 제1 후보 프레임 길이 값을 포함하는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 상기 에러 비트의 유한 집합에서 상기 기준 프레임을 식별하는 단계는, 상기 프레임의 수신이 개시되면 상기 프레임의 비트 위치 및 관련된 우도 값을 포함하는 정보 세트를 저장하는 단계 및 각각의 추가 비트가 수신되면 상기 정보 세트를 업데이트하는 단계를 포함하고, 상기 업데이트하는 단계는, 상기 수신된 추가 비트의 우도 값을 상기 저장된 우도 값의 절대 값 중 가장 큰 값과 비교하는 단계 및 나중에 수신된 추가 비트의 신뢰도가 낮은 경우, 저장된 위치 중 가장 신뢰도가 높은 위치를 상기 수신된 추가 비트의 위치로 대체하기 위하여, 상기 정보 세트를 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 수신된 각 비트에 대해 계산된 우도 값은, 조건부 확률 비의 대수에 의해 정의된 수신된 비트 값의 대수 우도 계수의 계산에 의해 산출되며, 상기 조건부 확률은, 제1 상태에서 수신된 비트가 상기 조건부 확률로 수신되는 비트 값을 갖고, 제2 상태에서 수신된 비트가 수신된 비트 값과 동일한 값을 갖는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 무결성 검사 코딩은, 순환 중복 검사 코딩(cyclic redundancy check coding)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 무결성 검사 코딩은, 해싱 알고리즘(hashing algorithm)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방법은, 복수의 계량 장치를 포함하는 원격 검침 설치 게이트웨이 시스템의 무선주파수 송수신 장치에 의해 수행되고, 상기 계량 장치는, 계량 모듈 및 상기 게이트웨이 시스템의 상기 무선주파수 송수신 장치로 데이터를 전송하는 무선주파수 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 방법을 수행하고, 프로세서에 의해 수행되는 알고리즘을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제안될 수 있다. 여기서, 컴퓨터 프로그램은 하드 디스크 또는 다른 종류의 메모리 장치에 저장되거나 다운로드될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 를 포함하는 디지털 데이터를 수신하는 장치로 제안될 수 있다.
특히, 무결성 검사 코딩을 이용하여 프레임에 의해 전송되는 디지털 데이터를 수신하기 위한 장치에 있어서,
상기 장치는, N 길이의 비트 시리즈의 수신된 각각의 비트 값에 관한 펌 결정을 제공하기 위한 복조부(60)를 포함하며, 상기 펌 결정의 세트는 수신된 프레임의 추정에 대응하는 기준 프레임을 구성하고, 검사부(90)는 상기 무결성 검사 코딩을 사용한 상기 수신 프레임의 호환성 표시를 제공할 수 있는 프레임 유효성 정보 항목을 계산하도록 구성되며, 상기 장치에서 상기 복조부(60)는,
상기 기준 프레임의 수신된 각각의 비트에서 전송 에러 확률을 나타내는 수신된 비트 값의 우도 값을 계산하고, 각각의 비트에서 계산된 상기 우도 값의 함수로서 에러 비트의 유한 집합을 저장하고, 에러 비트의 반전 수의 가능한 조합 중 하나에 각각 대응하는 복수의 후보 프레임을 선별하고, 상기 검사부(90)는 상기 무결성 검사 코딩과 상기 선별된 복수의 후보 프레임의 호환성을 검증하고, 수신된 프레임을 추정하기 위해 상기 무결성 검사 코딩과 호환되는 후보 프레임을 선택하고, 상기 복조부는 프레임 길이를 제공하는 제1 비트 세트를 수신하고, 상기 제1 비트 세트의 각 비트의 계산된 우도 값의 함수로서 결정된 적어도 두개의 후보 프레임 길이 값을 고려하고, 연속적으로 상기 프레임 길이의 오른차순으로 수신되는 프레임의 추정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 수신 장치는 프로세서, 예를 들어, DSP(Digital Signal Processor), 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등이 될 수 있다.
또한, 원격 계량기 검출 설비를 위한 게이트웨이 시스템에 있어서,
상기 게이트웨이 시스템은, 상기 원격 계량기 검출 설비의 복수의 계량 장치와 통신하는 적어도 하나의 무선주파수 송수신 장치를 포함하고, 상기 무선주파수 송수신 장치는, 상술한 수신 장치를 포함한다.
또한, 원격 계량기 검출 설비의 계량 장치에 있어서,
계량 모듈 및 상기 원격 계량기 검출 설비의 게이트웨이 시스템의 무선주파수 송수신 장치와 통신하는 무선주파수 모듈을 포함하고, 상기 무선주파수 모듈은, 상술한 수신 장치를 포함한다.
또한, 원격 계량 검출 설비, 특히, 물 계량기는, 상술한 복수의 계량 장치 및 상술한 적어도 하나의 게이트웨이 시스템을 포함한다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 특정 실시 예에 대한 다음의 설명에 나타날 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 원격 검침 설치를 구현하는 수신기에서 구현될 수 있는 기능적 구조의 일 예를 나타낸다.
통상적으로, 원격 검침 설비는 계량 장치 또는 계량기의 설치 기반을 포함한다. 각 계량기는 물의 양, 가스량, 전기 소비 등을 측정하기 위한 측정 모듈 및 상기 설비의 게이트웨이 시스템의 무선주파수 송수신 장치와 통신하기 위한 무선주파수 모듈을 포함한다.
보다 일반적으로, 계량 장치의 계량 모듈은 유체 또는 에너지 소비 등을 측정하기 위해, 또는 파라미터 값을 측정하도록 배치될 수 있다. 계량 모듈은 온도, 압력, 품질 등을 측정하는 센서가 될 수 있다.
통상적으로, 설비에서 하나 이상의 게이트웨이 시스템은, 한편으로는, 하나 이상의 무선주파수 송수신 장치를 통하여 상기 계량 장치와 통신하거나, 다른 한편으로는, 허브 장치를 통하여 외부 원격통신 네트워크와 통신을 할 수 있다. 각 게이트웨이 시스템은 상기 계량 장치에서 상기 외부 원격통신 네트워크로 수신된 계량 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및 수신기의 이해를 좀 더 돕기 위하여, 이하의 설명은, 169 MHz 부근에서 표준 EN55011로 정의되는 ISM 주파수 밴드를 이용하고, 2400 bps(bits per second)의 심벌 레이트(symbol rate)로 2에 가까운 지수(위상 상태 수를 나타내는)의 주파수 변조에 기초한 좁은 밴드 전송 포맷을 이용하여, 계량 상태 정보를 수집하는 원격 검침 설비를 위한 예시적이고 비제한적인 방식으로 제공된다. 또한, 활동 기간 동안 계량기에 의해 방사된 캐리어 주파수는, 전송된 상기 비트 값에 따른 편차, 비트의 전송에 따른, 각각 T=1/2400 초의 주기 동안 +2.4 kHz 또는 -2.4 kH의 상기 계량기에서 할당된 채널을 갖는 것을 특징으로 하는 중심 값으로부터의 오프셋(offset)을 의미한다.
본 발명에 따른 방법의 예시적인 구현을 상세히 설명하기 전에, 파형에 관한 몇 가지 요점을 설명한다. 계량기에 의해 방출된 프레임은 수신기에 의해 선험적으로 알려진 포맷을 갖는다. 예를 들어, 프레임은 전송된 유용한 정보 데이터와 관련된 다수의 부분 및 프레임의 동기화를 위한 전용 부분을 포함한다. 따라서, 상기 수신기는, 수십 비트에 의해 형성되는 프리앰블(preamble)을 포함하고, 예를 들면, 임계값의 교차점에서 프레임의 시작을 검출할 수 있는 상관기가 될 수 있다. 또한, 상기 프리앰블 부분은 카운터의 전송기 및 수신기의 로컬 오실레이터의 총 튜닝 에러의 결과와 같은 중심 주파수뿐만 아니라, 정확한 시간 동기화와 같은 동작에 관한 몇몇 중요한 파라미터의 추정에 이용될 수 있다. 일반적으로, 프레임은 바이트 카운트 프레임의 유효 길이 N을 나타내는 8 비트의 길이 필드를 포함한다. 그 후, 프레임은 프레임의 유효 정보 및 일반적으로 마지막 2 바이트에 부호화되는 순환 중복 체크 비트(CRC)를 나타내는 N 바이트를 포함하고, 상기 길이 필드 및 상기 프레임의 유효 정보 컨텐츠에 의하여 총 N+1 바이트가 된다. 따라서, 상기 수신된 프레임의 무결성 체크는 상기 프레임의 유효 정보 컨텐츠 및 길이 필드의 연결이 적용되는 이진 다항식 나눗셈의 나머지로 계산되는 2 바이트의 합(addition)에 의존한다.
일반적으로, 두 개의 CRC 바이트의 사용은 간단히 상기 수신된 프레임의 무결성 확인하기 위한 것으로, 상기 수신기의 확인 단계가 실패하면, 상기 프레임의 유효 정보 부분 또는 상기 2 체크 바이트에서 적어도 하나의 에러의 존재가 확인될 수 있다.
비슷한 결과를 얻을 수 있는 다른 무결성 검사 방법이 원격통신 분야에서 널리 이용될 수 있다. 언급될 수 있는 예로는, 예를 들어, MD5 및 SHA-1의 명칭으로 알려진 소위 해싱(hashing) 기능을 포함하는 프레임 확인 정보의 합을 포함할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 방법은 프레임 및 상기 추가 정보의 무결성을 확률적으로 검증하기 위해 적절한 연산을 통해 이용될 수 있는 CRC 바이트와 유사한 목적을 제공하는 추가 프레임 확인 정보가 있음을 제공하는 프레임의 수신에 적용될 수 있는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 프레임은 임의로 프레임의 끝을 나타내는 일정한 포스트앰블(post-amble)을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 방법이 구현될 수 있는 기초인 헤테로다인(heterodyne) 수신기의 통상의 기능적 구조를 도시한 것으로, 도 1의 실시 예에 따른 수신기 구조를 참조하여 이하에서 설명되는 것과 유사한 변형의 대상이 될 수 있고, 또한, 본 발명의 방법을 지원하는 다른 일반적인 구조로 이해될 수 있다.
따라서, 도 1의 실시 예에 따르면, 먼저 전송된 신호는 수신기의 안테나(10)에 의해 픽업되고, 저잡음 증폭기(LNA)(20), 로컬 오실레이터(31) 및 믹서(30)를 포함하는 수신 체인의 아날로그 블럭에 전송된다. 이러한 요소의 동작은 본 발명에서 변형하지 않으므로, 더 상세히 기술하지 않는다.
믹서(30)는 LNA 증폭기(20)로부터 출력된 신호가 제1 입력으로 수신되면, 로컬 오실레이터(31)와 연결되어 신호의 캐리어 주파수에 따른 주파수를 제2 입력으로 수신한다. 이것은 베이스밴드 신호를 야기시킨다. 여기서 주어진 예는 베이스밴드로 하강에 기초하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 그것은(예를 들어, 마지막이 로우이지만 0이 아닌 중간 주파수의 선택과 같은) 다른 전류 선택이 이루어질 수 있는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 이러한 실시 예에 따르면, 믹서(30)의 출력에서 연속적인 베이스밴드 형태의 2진 메세지가 2배 반송파 주파수를 중심으로 고주파수 성분에 추가될 수 있다. 사실상, 이 복조 동작은 반송파 주파수의 2배에서, 베이스밴드 신호의 스펙트럼 패턴을 보여준다. 또한, 믹서(30)의 출력에서 저역 필터 단계(40)는 신호의 복조에서 스펙트럼의 중복에 고조파 왜곡을 제거할 수 있다. 그러면, 필터링된 신호는 수신된 프레임을 구성하는 일련의 비트를 공급하는 아날로그/디지털 컨버터(50)에 의해 디지털화될 수 있다.
일반적으로, 수신기에 의해 수신된 데이터는 노이즈가 포함된 데이터이다. 그래서, 복조는 일부 수신된 데이터가 다른 데이터보다 확실한 사실을 고려하여 수신부에서 도입될 수 있다. 따라서, 일련의 비트 각각을 위하여, "가정 테스트"인 복조부(60)는 각 심볼 주기 T(위의 실시 예의 상황정보에서 비트의 송신에 대응하는 1/2400 초와 동일한)를 위한 2진 결정의 출력으로 공급한다. 이러한 디코딩 단계(60)는 출력 비트 값에 대한 결정을 가능하게 할 수 있다. 여기서, 수신 비트당 x=0 또는 x=1이다.
메모리 블럭(70)에 수신된 프레임의 길이 필드 값을 입력할 수 있도록, 출력에서 비트의 흐름이 저장되고, 프레임의 프리앰블의 검색을 위한 블럭(80)에 의해 공급되는 프레임의 시작 신호는 다음의 프레임에 대한 CRC를 계산하도록 설계된 검사부(90)를 초기화하는데 이용된다. CRC 계산의 결과는 순차적으로 수신된 프레임의 컨텐츠를 인증하거나 인증하지 않기 위해 수신된 비트에 추가된다.
따라서, 위에서 언급한 바와 같이, 두 개의 CRC 바이트는 일반적으로 간단하게 수신된 프레임의 가정된 무결성의 확인을 위하여 이용된다. 동일한 프레임 시작 검색 및 복조 성능 수준의 결정은 쉽게 이해될 수 있으며, 즉, 두 개의 CRC 바이트의 사용은 수신기에서 신호가 수신되지 않을 때 프레임의 수신을 요청하는 평균 횟수를 제한할 수 있다. 프레임의 프리앰블의 검색을 위한 최소 신뢰 임계값에서 특정 동작에 의해 제2 종류의 에러의 감소를 목표로 하는 것은 바람직하지 않다. 이러한 종류의 변형은 제1 종류의 에러의 바람직하지 않은 증가 및 수신기 감도의 감소를 가져온다.
따라서, 본 발명에 따른 도 1에 도시된 수신기의 일반적인 구조는 다른 방향으로 두 종류의 에러 사이에 트레이드 오프의 이동을 얻기 위해 수정될 수 있다. 수신기의 감도가 우선되고, 처리 가능한 더 많은 프레임이 수신될 수 있고, 프레이은 에러가 존재하는 프레임을 포함할 수 있다. 즉, 이하에서 상세히 설명되는 본 발명의 원리에 따라 CRC 바이트에 의한 제약을 만족하지 않을 수 있으며, 일반적으로, 에러는 이러한 상황에서 예상되는 제2 종류의 에러의 평균 빈도의 증가를 제한하는 방식으로 처리될 수 있을 것이다. 즉, 본 발명은 가능한 한 제2 종류의 에러의 관점에서 적절한 열화를 수용하여, 제1 종류의 에러에 대한 보정 레벨을 개선할 수 있다.
첫째로, 복조 단계(60)는 심볼 주기에 따른 기간 동안 수신된 비트 값에 관한 결정으로부터 전개되는 2진 결정 및 가장 가능성 있는 가정(즉, 현재의 비트는 x=0 또는 x=1)과 관련된 조건부 확률의 정확한 정량 값의 출력을 제공하기 위해 수정될 수 있다. 즉, 심플 비트 값이 0 또는 1로 한정되는 펌(firm) 결정과 다른 소위 소프트(soft) 결정이 유지되는 것이 최선이다.
따라서, 이 방법은 일련의 비트 각각에 대해, 소프트 결정 값을 계산하여, 전술한 펌 결정 값의 가능성을 나타내는 소프트 결정 값으로 구성된다.
2진 가정 테스트을 위한 소프트 결정의 통상적인 표현은 아래와 같이 정의된 대수 우도 계수(logarithmic likelihood coefficient )로 구성된다.
Figure 112016067044530-pct00001
본 발명에 따른 수직 바는 확률이 측정되는 모든 조건의 관찰 가능한 가정에 따라 분리될 수 있다. 따라서, 대수 우도 계수 d는, 수신된 신호 값 r에서 x=1인 조건에서 비트 값의 조건 확률 및 수신된 신호의 r 값에서 x=0인 조건에서 비트 값의 조건 확률의 비의 대수로써, 정의된 수신된 비트 값의 우도 정량 값을 제공한다.
이러한 정량적 우도 값의 표현식을 설명하기 위해, 전송된 신호의 전송 시스템은 기간 T의 각각의 시간 간격에서
Figure 112016067044530-pct00002
의 상수 및 실수일 수 있다. 유효 정보 비트(+ 부호는 통상적으로 "0" 비트에 할당됨)에 따른 부호에서, T의 역수는 비트 전송 속도에서 정보 비트 전송율을 나타내고 Eb는 비트 전송에 할당되는 에너지를 나타내는 상수일이다. 전송된 신호에서 잡음이 포함되는 경우, 첨가된 잡음은 양자 스펙트럼 밀도 N0 및 흰색으로 가정될 수 있다. 2 위상 상태와 전송 시스템의 모델은(일반적으로 프랑스어 및 영어로 각각 MDP2 또는 BPSK라고 함), 다음과 같다.
-연속적인 비트에 관한 각각의 가정 테스트는 서로 독립적인 문제이고;
-연속적인 문제 각각에 대한 충분한 통계치가 기간 T에 대응하는 기간에 걸쳐 수신된 잡음 신호의 평균 값 r의 추정로 감소되고;
-해당 비트에 대한 대수 우도 비는 하나의 관찰 가능한 r에 직접 비례한다.
r은 전송된 비트에 따른 상기 평균 부호인 평균
Figure 112016067044530-pct00003
의 랜덤 가우시안 변수에서 관찰되고, 제로 평균 및 분산 NOT/2의 추가 기간이 할당된다.
따라서, 2진 결정당 에러 비율은 전송된 비트와 반대 부호의 평균 신호 r의 관찰에 따른 충분히 큰 증명된 추가 잡음 확률과 같다. 전송된 "0"에 의해 주어진 확률 p는 다음의 표현으로 나타낸다.
Figure 112016067044530-pct00004
상기 식의 함수 Q는 0 평균 및 표준 편차 x의 변수인 확률로 주어지는 "가우시안 테일"이고, 비트 에러율 p에 대한 식은 "1"이 전송되는 경우 대칭적으로 유효하다.
따라서, 본 발명에 따른 수신기는 일련의 비트에서 수신된 각각의 비트 값의 대수 우도 계수를 저장하도록 설계된다. 수신된 프레임의 길이 필드 N의 입력이 프레임 길이의 유효 값을 제공하는 경우, 프레임은 상술한 예에 따른 16CRC를 포함하고, 바이트에서 N에 대한 관련된 비트의 총 수는 M=8.N+16이다.
따라서, 수신기는 M 비트와 연관된 M 대수 우도 계수의 계산을 수행하고, 이하 r={r1, ..., rM}으로 표시된다. 상술한 M 결정 문제의 통계적 독립이 주어지고, 일련의 M 비트의 실제 전송 확률은 주어진 벡터 b={b1, ..., bM}과 같고, 특히, r은 베이즈 룰에 따르면 양에 관한 증가 함수이다.
s= b1r1+ b2r2+… +bMrM (1)
가정된 전송 포맷에 부합하는 규칙에 따라, 가정 bi에 관한 식은 0에서 비트는 "+1"로 나타나고, 1에서 비트는 "-1"로 나타난다.
따라서, 대부분의 확률 프레임은 위의 식 (1)에 나타난 합 s를 최대로 하는 벡터 b의 선택에 대응된다. 물론, 최대 값 s는 ri에 대응하는 부호에 따른 bi를 선택하여, 각각의 biri가 양수인 경우의 조합이다. 이러한 조합은 bi 비트에 대응하는 값으로써 총 불확실성에 대응하는, 하나 이상의 ri 값이 0인 경우를 제외하고 유일하다.
수신된 프레임 추정를 위한 이러한 선택에 따르면, 종래의 수신기는 합 s를 최대로 하는 벡터 b에 의해 형성된 펌 결정의 세트로 진행하고, 예상 가능한 조합 중
Figure 112016067044530-pct00005
의 유일한 가정을 구성한다. 그것이 종래의 수신기가 수신된 M 비트와 관련된 대수 우도 계수의 모든 ri 값의 보존하는 이유이다.
당업자에게 명백하지 않거나 예상 가능하지 않은, 펌 결정에 대응되는 일련의 비트에 의해 공급되는 기준 프레임의 가정보다 다른 수신된 프레임의 유효한 가정은 모든 대수 우도 계수를 보존하는 이점이 있다. 합 s를 최대로 하는 펌 결정에 대응되는 기준 프레임의 확률 프레임에서 선택이 논리적이고 자연스럽기 위하여, 수신기의 자원이 모두 이용될 필요는 없다. 즉, 본 발명은 손해를 극복할 수 있다.
모든 경우에, 펌 결정에 대응하는 일련의 비트에 의해 형성되는 기준 프레임은 채택된 무결성 검사 코딩과 호환되고, 이 경우, 두 개의 순환 중복 바이트의 계산 규칙과 함께, 즉, 추정 기준 프레임에 관한 가정이 CRC 테스트를 만족하는 경우, 수신기는 외부에 생성된 프레임을 제공한다. 이러한 한 가지 조건에서 본 발명에 따른 수신기의 동작은 종래의 수신기와 동일하다.
다만, 펌 결정 세트로부터 형성된 프레임에 관한 기본 가정은 무결성 검사 코딩과 호환될 때 적용되지 않고, 2 개의 CRC 바이트에 의한 제약을 만족하지 않는다. 이러한 경우, 상기 펌 결정에 의해 공급되는 비트 중 적어도 하나에 오류가 발생한 것이다. 본 발명에 따르면, 수신된 M 비트와 관련된 대수 우도 계수의 ri 값의 보존은 수신된 프레임의 추정치를 보정하기 위한 다른 가정을 고려하는 것을 가능하게 하고, 이후에 상세히 설명할 추가적인 비용 계산을 가능하게 한다.
첫 번째 방식에서, 수신된 프레임에 대한 L=2M인 가능한 조합 리스트를 수집하고 상기 식 (1)에 따른 합에 대응되는 감소 값에 따라 정렬한다. 우도를 최대로 하는 이용 가능한 벡터 r과 수신된 프레임의 추정은 무결성 검사 코딩의 사용과 호환되는 관련된 정렬 리스트를 첫 번째 항목으로 선택하고, 위의 실시 예에 따른 순환 중복 바이트 연산 규칙에 의한 제약을 만족한다. 이제, 가능한 조합 L의 리스트에서 크기의 순서는 효율적인 구조를 가질 수 없다.
또한, 다른 장애물이 두 개의 중복 바이트의 계산 규칙과의 호환성에 관한, 검색되기 전에 추정되는 매우 많은 후보 프레임에 잠재적으로 연결될 수 있다. 이러한 현상은 문제에 본질적이고, 첫 번째 후보 프레임은 여분 바이트에 연관된 제약조건을 효율적으로 만족하고 매우 높은 순위에 위치되는 것을 피할 수 없다. 또한, 제1 종류의 에러율에 대한 최대 우도의 값에 도달하기 위하여, 벡터 r에서 가장 확률이 있는 프레임이 공급되도록 주의해야 한다. 전술한 바와 같이, 이러한 선택은 필연적으로 제2 종류의 에러가 수용할 수 없는 증가로 이어질 수 있다.
따라서, 당업자는 두 개의 문제의 해결 방법을 모색하였으나, 한편으로는, 연산 리소스 관점에서 큰 비용이 발생하거나, 다른 한편으로는, 제1 및 제2 종류의 각각의 에러를 감소시키는 두 가지 상반되는 목표 사이의 트레이드 오프 불균형이 발생하였다.
그래서, 이러한 불균형을 극복하기 위하여, 본 발명은 비용을 줄이고 에러의 두 가지 종류의 처리 사이의 트레이드 오프를 보다 균형있게 할 수 있는 방법을 제안한다. 여기서, 조항은 위에서 언급한 정렬된 리스트에 있는 좋은 위치에 나타나는 가정에 포커스를 맞출 수 있다. 즉, 목록이 수집된 리스트에 정렬된 가정에서 좋은 위치에 나타나고 좋은 기회를 갖는 후보 프레임의 크기의 부분 집합이 나열되고, 두 개의 순환 중복 바이트 계산 규칙이 후보 프레임의 호환성을 검사한다.
또한, 상기 식 (1)에 비추어 모든 펌 결정
Figure 112016067044530-pct00006
에 의해 형성되는 기준 프레임과 다른 후보 프레임은 대수 우도 계수 ri에 대응되는 위치 i가 낮은 값을 갖으며, 합계 s, 특히,
Figure 112016067044530-pct00007
를 최대로 하는 기준 점수보다 작은 신뢰성 점수를 얻는다.
따라서, 일 실시 예에 따르면, 먼저, 두 정수 파라미터
Figure 112016067044530-pct00008
에서 펌 결정
Figure 112016067044530-pct00009
에 의해 형성되는 기준 프레임에서 상기 후보 프레임을 효과적으로 리스트로 구성하고, 낮은 대수 우도 계수 값 ri의 절대 값 m을 식별한다. 다른 방법으로, 에러가 많은 비트의 수정에 관심을 집중하여 제2 종류의 에러의 증가를 막을 수 있다.
후보 프레임 리스트가 오름차순으로 정렬되고, 식별된 절대 값에서 가장 낮은 ri 값 m은
Figure 112016067044530-pct00010
와 같고, 인덱스 값 k로 시작하는 ik의 m 위치에서 다수의 역수 c의 모든 가능한 조합의 나열 중 마지막이 가장 작고, 다수의 위치가 반전되는 c=0,1,2,...k에서, 새로운 후보 프레임을 생성하기 위한 다른 비트의 펌 결정을 유지하고 m에서 j의 c 값에 대한 펌 결정
Figure 112016067044530-pct00011
은 변경한다.
바람직하게는, 상기 목록의 각 반복에서, 검증되는 순환 중복 검사(CRC) 코드의 계산 규칙과 반복되는 후보 프레임의 호환성이 검증되고, 후보 프레임 테스트가 증명되면 반복은 즉시 중지되며, 즉, CRC가 규칙과 호환됨을 나타내는 것이다.
따라서, 본 실시 예에 따른 프로세스는 미리 정의된 오름차순으로 정렬된 신뢰도에 따라 나열된 후보 프레임을 점진적으로 제거한 연속적인 근사치를 포함하고, 대부분 에러가 발생한 비트의 반전 수를 오름차순으로 정렬하고 최적으로 제한된 범위의 가정을 보존한다.
다음은 본 발명의 실시 예를 나타내는 일 예이다. 목록 파라미터가 m=3, k=2일 때 수신된 프레임에 대한 후보 프레임 세트를 나타낸다. 표기를 명확히 하기 위해, 후보 프레임은 펌 결정에 의해 제공되는 기준 프레임의 관련 비트의 보완에 의해 차이가 있게 한다(비트 위치). i1에서 i3의 3개의 정수는 수신된 프레임의 적어도 3개의 신뢰도를 나타낸다.
후보 프레임 반전 수 코멘트
{} 0 기준 프레임 시작
{i1} 1 신뢰할 수 있는 비트의 반전
{i2} 1 다음 비트로 전송
{i3} 1 ...
{i1, i2} 2 2 개의 의심되는 비트의 반전
{i1, i3} 2
{i2, i3} 2 마지막 후보 프레임
본 실시 예에 따르면, 후보 프레임이 검사되는 순서는 CRC 바이트의 연산 규칙이 증명되는 첫번째 후보 프레임에서 반복이 중지되고, 또한, 반전 c의 수의 중간 값에 대해 그러한 후보 프레임이 증명될 수 있고, 그것은 호환 가능한 CRC를 나타낸다. 가장 신뢰할 수 있는 비트에 해당하고 낮은 인덱스 k와 후보 프레임 리스트로 시작하는, 상술한 제안에 따른 후보 프레임 리스트를 수행하는 것이 바람직하고, 많은 반전을 포함하는 프레임 전에 반전이 적은 조합의 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 오름차순으로 반전 c의 숫자가 반복될 수 있다.
다만, 결과 값 순서대로 내림차순으로 나열되는 것은 아니다. 따라서, 위의 예에 따르면, 예를 들어, 제3 대수 우도 계수의 절대 값이 두 개의 전 계수의 합을 초과하는 경우, 즉,
Figure 112016067044530-pct00012
인 경우, 제4 후보프레임 {i3}는 제5 후보 프레임 {i1, i2}보다 작은 값이 나타나는 반면, 위에서 유지된 구성에 따라 먼저 나열될 수 있다. 호환 가능한 CRC를 나타내는 증명에 관한 두 개의 후보 프레임에 대한 가정이 시작되고, 수신기에 의해 수신된 프레임의 추정 결과로써 후보 프레임{i3}를 전달하는 것은 제2 종류의 에러가 발생한다(즉, 에러 프레임). 제1 원인은 수신기의 "실패 시작"보다는 수신기의 일부에 대한 결함이고, 프레임은 여기서 설명된 절차의 트리거를 효율적으로 이끌어낸다고 가정한다.
따라서, 상기 실시 예에서 설명된 나열 순서가 변형되어, 검증된 제1 후보 프레임에서 중지보다는, 후보 프레임의 나열 절차를 진행하고, 각각 나열된 후보 프레임을 저장하고, 신뢰성 점수에 대응하여, 다음 선택된 후보 프레임은 검증된 후보 프레임에서 가장 높은 신뢰성 점수가 나타날 수 있다.
여기서, 프레임의 길이 필드는 알려져 있다고 가정한다. 물론, 길이 필드를 구성하는 비트로 인하여 프레임의 다른 비트에서 부가 잡음 같은 악영향이 있을 수 있고, 그 자체가 하나 이상의 오류의 영향을 받을 수 있다.
길이 필드에 보유된 값에 결정적으로 영향을 미친다는 사실을 감안할 때, 중복 정보의 적합성(위의 예에 따른 계량기 상태 정보 수집 설비에서 사용되는 프레임의 포맷의 경우에 두 개의 CRC 바이트의 경우)이 계산되어야 한다. 이는 손실을 제한하기 위해 프레임의 길이 필드에 수신된 프레임의 유용한 정보로써 최종 결정상의 이점을 확장할 수 있다.
이를 위해, 규정은 프레임의 나머지 부분으로부터 분리되어 길이 필드를 처리하고, 다루어지는 문제가 두 개로 제한될 수 있다. 길이 필드의 비트에서 매우 작은 크기가 주어지고(일반적인 전송 포맷에서 8 비트), 수신된 필드의 길이에 대한 두 개의 후보 필드보다 많이 고려할 필요가 없고, 길이 필드에 대해 두 개보다 많은 후보 값이 고려되어도 초과되지 않는다.
따라서, 처음 8비트의 수신 후에, 길이 필드에 대한 두 개의 후보 값이 고려된다. 8 펌 결정에 대한 값 및 고려된 8비트의 신뢰성 비트의 반전을 포함하는 다른 값이 고려될 수 있다. N1 및 N2는 N1< N2인 것으로 가정한다. 다음 8.N1+16 비트의 수신이 수행되고, 대수 우도 계수 값 ri의 가장 작은 절대 값 m이 식별되어, 상술한 원리에 따라 후보 프레임의 선택 프로세스의 제1 처리가 진행된다. 나열된 후보 프레임의 하나가 증명되면, 유효 프레임의 간단한 변형이 수신된 것으로 고려된다. 즉, 무결성 검사 코딩과 호환됨이 증명되고, 후보 프레임 중 하나가 요구된 조건을 만족하는 경우 프로세스는 효과적으로 중지된다. 그렇지 않으면, 즉, 증명되지 않은 후보 프레임이 식별되면, 길이 필드에 대한 제2 가정은, N1을 유지하는 대신에 N2를 길이 필드에 대한 후보 값의 가능성에 대해 판단하고, N2-N1의 누락 비트를 수집하도록 수신을 확장하고, 후보 프레임의 선택 프로세스는 두 프레임 길이보다 큰 값에 기초하여 추천될 수 있다.
궁극적으로, 본 발명은 에러가 나타나는 정보 항목 m 세트를 저장하여, 최소의 초과 비용을 발생시키고, 신뢰도 및 프레임의 시작에서 수신된 결정은, 관련된 비트 ij의 순위 및 연관된 대수 우도 계수 rij의 값을 나타낸다. 추가 비트를 수신한 후 정보 세트의 업데이트는 보존된 m 값의 가장 큰 절대 값과 수신된 마지막 비트의 대수 우도 계수를 비교하는 기본 동작을 포함하고, 순차적으로 처리되어 수신된 가장 낮은 값 m의 세트를 유지하기 위하여 관련된 세트를 재구성한다. 이러한 업데이트를 수행하기 위한 실시 예는 안정적인 값 m의 이미지를 유지할 수 있고, 관련된 대수 우도 계수의 값의 증가(또는 감소)에 의해 정렬될 수 있다. 또한, 새로운 요소의 수신의 업데이트는 마지막 요소(오름차순 정렬) 또는 첫번째 요소(내림차순 정렬)의 비교를 포함하고, 필요한 경우, 업데이트된 세트의 정렬된 상태를 보존하기 위하여 새로운 요소의 수용 및 추가가 가능하다.
이하 다른 펌 결정 반전 시도에 대응하는 다른 후보 프레임의 CRC 추정을 진행하기 위한, CRC를 계산하기 위한 바람직한 실시 예에 대해 설명한다. 이를 위하여, 계량기 상태 정보 수집 설비의 상기 인용된 예에서 유지된 포맷에 따른 16비트 CRC의 계산의 특성상 세부사항이 중요하다.
N은 CRC의 계산에 포함된 비트의 총 수를 나타내고, 즉, n=8+8.N, 여기서, N은 처음 8비트에 의해 주어진 길이 필드 값으로 추정되고, 나머지 계산과 같은, 무결성 검사 코딩 알고리즘의 중심은, 아래와 같이 유클리드 나눗셈을 수행하도록 구성된다.
Figure 112016067044530-pct00013
(2)
고려된 모든 다항식은 일반적인 모듈이 산술 연산과 제공되는 두 가지 요소 {0, 1}와 바디에서 계수를 가진다. 변수 x의 다항식 g는 기본 사이클릭 코드 방식의 생성기이고, 다항식 dj는 처음 입력되는 2진 데이터 j를 나타내고, CRC는 상기 식 (2)의 네번째 줄에 의해 정의되는 두 개의 요소와 2진 바디에서 표준 유클리드 나눗셈의 나머지 cj에 의해 표현되고, 이는 몫 q 값은 특정되지 않고, 모든 비트의 처리 후에 최종 결과의 16 비트로 표현되는 나머지 cn으로 이해될 수 있다. 상수 다항식 i(x)는 최종 결과를 할당하는 추가 상수를 제공하고, n개의 0 및 n개의 1로 형성되는 2개의 특정 정보 세트 {bj}는 제공되지 않고, 0 또는 1에 의해 형성되는 나머지 c를 제공한다. 식 (2)는 모두 중간 결과에 관한 것이나, j=n 일때 최종 값을 나타낸다.
다음의 나머지 cj의 계산은 반복적으로 수행될 수 있다. 16 비트의 레지스터 c(x의 제곱의 계수는 좌측 첫번째에서 위에 표시된다)는 상수 i(x)에 대응되는 1111111111111111 값으로 초기화된다. 레지스터 c는 j 비트를 수신한 후 중간 결과 cj의 값을 나타내며, 상기 초기 값은 j=0에 대응된다.
다음으로, 1 내지 n 범위의 인덱스 j의 연속 값에서, bj 비트가 다음에서 계속하여 인용될 수 있다: cj는 x의 곱이고, 하나의 슬롯에 의해 왼쪽으로 이동하고, 다항식 bjx0은 레지스터 cj의 오른쪽 비트와 들어오는 비트 bj의 교체에 의해 추가될 수 있다. 이러한 중간 결과가 0이 아닌
Figure 112016067044530-pct00014
을 포함하면, 다항식 g에는 cj가 추가되고(바디에 두가지 요소),
Figure 112016067044530-pct00015
은 취소되고 deg(cj)<16의 특성은 유지한다. 이러한 추가는 왼쪽의 1비트에 의해 이동되는 레지스터 cj와 (1)0001000000100101로 나타나는 상수의 사이에서 배타적 OR(exclusive-OR) 타입의 비트 바이 비트(bit-by-bit) 동작을 수행한다.
Figure 112016067044530-pct00016
에서 계수는 괄호 사이에 표시되며, 레지스터 cj가 필요로 하는 16비트에 연관되지 않는다.
인덱스 j에 의하여, cj의 방법에 따라 업데이트된 값이 실제로 식 (4)에 의해 정의되는지 확인할 수 있다. n 동작 이후, 결과 cn은 CRC가 될 수 있다.
보존된 m 정보 항목 각각은 추가될 수 있고, 여기서 m은 현재 위치까지 발생한 신뢰할 수 있는 2진 위치로 특정되며, 최종 값 cn의 변화를 제공하는 16비트 레지스터(16 이진 위치와 관련된 비트 바이 비트 배타적 OR 형식)는 펌 결정에 대응되는 반전이 가정된다.
이후에, 현재 대수 우도 계수 rj의 절대 값이 최종 결정을 위해 보존되는 신뢰할 수 있는 위치의 하위 집합에 포함되도록 충분히 낮은 경우, 대응되는 16 비트 레지스터는 상수 값 0000000000000001로 초기화되어야 한다. 또한, 나머지 입력 데이터가 동화될 때 최종 CRC의 변경에 대응하는 16 비트 레지스터 m은 업데이트된다.
마지막 프레임에 가정 목록의 활성 단계는 기준 프레임의 CRC를 수정하기 위하여, 기준 펌 결정을 조정하기 위한 가장 신뢰할 수 있는 부분 집합을 통해 16 비트를 입력하거나 간단한 배타적인 작업을 통해, 매우 간단한 작업으로 감소될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무결성 검사 코딩을 이용하여 프레임에 의해 전송되는 디지털 데이터 수신 방법으로서,
    채널을 통해 프레임을 전송하는 단계 전에, 상기 무결성 검사 코딩을 이용하여 생성된 추가 프레임 유효성 정보 항목을 프레임에 추가하고, 상기 채널을 통해 전송하는 단계 후에, 전송 받은 프레임 중 길이 N 의 비트 시리즈의 수신된 각 비트의 값에 관한 펌 결정에 의해 기준 프레임을 결정할 수 있도록 하는 디코딩 수단에 의해서 수신된 프레임의 추정이 수행되며, 상기 펌 결정에 의해 공급된 상기 기준 프레임의 호환성 확인이 상기 무결성 검사 코딩을 이용하여 수행되는, 상기 디지털 데이터 수신 방법에 있어서,
    상기 방법은 수신된 각 프레임에 대하여,
    - 상기 펌 결정에 의해 공급된 상기 기준 프레임의 각 비트를 위한, 비트의 전송 에러 확률을 나타내는 상기 비트 시리즈의 수신된 비트 값의 우도 값(likelihood value)을 계산하는 단계; 및
    상기 무결성 검사 코딩과 상기 기준 프레임이 비-호환성인 경우,
    - 각각의 비트에서 계산된 상기 우도 값에 따라서 상기 기준 프레임의 비트 시리즈 중에서 가장 에러 가능성이 높은(most likely errored) 비트를 골라낸 공집합이 아닌 유한 집합(non-empty finite set)을 식별하는 단계;
    - 상기 기준 프레임에서 식별된 상기 가장 에러 가능성이 높은 비트 중에 에러 비트가 하나 이상 존재하는 경우의 수인 반전 수의 가능한 조합 중 하나에 각각 대응하는 복수의 후보 프레임을 선별하는 단계;
    - 상기 무결성 검사 코딩과 상기 선별된 복수의 후보 프레임의 호환성을 검증하는 단계;
    - 상기 무결성 검사 코딩과 호환되는 후보 프레임을 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 방법은, 상기 채널을 통해 프레임을 전송 받을 때 프레임 길이를 제공하는 제1 비트 세트를 수신하고, 상기 제1 비트 세트의 각 비트의 계산된 우도 값에 따라서 결정된 적어도 두 개의 후보 프레임 길이 값을 비교하고, 그리고 연속적으로, 프레임 길이의 오름차순으로 수신되는 프레임의 추정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 프레임의 각 비트마다 계산된 상기 우도 값으로부터 도출되는 신뢰성에 따른 오름차순과 상기 기준 프레임에서 식별된 가장 에러 가능성이 높은 비트의 반전 수에 따른 오름차순으로 각 후보 프레임을 선별 배열하는 단계; 및
    각 후보 프레임마다 상기 선별 배열하는 처리를 반복하는 중에 현재 반복 중인 후보 프레임이 상기 무결성 검사 코딩과 호환성이 검증되면 나머지 다른 후보 프레임으로 진행하지 않고 상기 반복을 중지하기 위해, 상기 선별된 후보 프레임의 호환성을 반복적으로 검증하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 선별된 복수의 후보 프레임 중 각 후보 프레임마다, 상기 후보 프레임에 속하는 대응하는 비트의 값에 부여되는, 상기 기준 프레임의 각 비트를 위해 계산된 상기 우도 값의 합의 결과로부터 신뢰성 점수를 결정하는 단계; 및
    상기 무결성 검사 코딩과 호환되는 한, 상기 선별된 복수의 후보 프레임 중 상기 신뢰성 점수를 최대로 하는 후보 프레임을 진정한 프레임의 비트에 가장 가까운 비트의 집합으로 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 후보 프레임 길이 값은, 상기 제1 비트 세트에서 수신된 각각의 비트 값에 관한 펌 결정에 의해 획득된 제1 후보 프레임 길이 값 및 상기 제1 비트 세트의 에러가 있는 비트의 반전에 의해 획득된 제1 후보 프레임 길이 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식별하는 단계는,
    상기 프레임의 수신이 개시되면 상기 프레임의 비트 위치 및 관련된 우도 값을 포함하는 정보 세트를 저장하는 단계; 및
    상기 프레임의 수신 중에 프레임의 비트가 하나씩 추가될 때마다 상기 정보 세트를 업데이트하는 단계;를 포함하고,
    상기 업데이트하는 단계는,
    나중에 수신된 비트와 연관된 우도 값을 미리 저장된 우도 값의 절대 값 중 가장 큰 값과 비교하는 단계; 및
    상기 나중에 수신된 비트의 우도 값의 절대 값이 미리 저장된 우도 값의 절대 값보다 낮은 경우, 저장된 위치 중 가장 신뢰도가 높은 위치를 상기 나중에 수신된 비트의 위치로 대체하기 위하여, 상기 정보 세트를 수정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    수신된 각 비트에 대해 계산된 우도 값은, 조건부 확률 비의 대수에 의해 정의된 수신된 비트 값의 대수 우도 계수의 계산에 의해 산출되며,
    상기 조건부 확률 비의 대수는, 수신된 신호의 값이 주어졌을 때 0비트 값일 조건부 확률 대 동일한 수신된 신호의 값이 주어졌을 때 1비트 값일 조건부 확률의 비율의 대수인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무결성 검사 코딩은, 순환 중복 검사 코딩(cyclic redundancy check coding)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무결성 검사 코딩은, 해싱 알고리즘에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, 복수의 계량 장치를 포함하는 원격 검침 설비 게이트웨이 시스템의 무선주파수 송수신 장치에 의해 수행되고,
    상기 계량 장치는, 계량 모듈 및 상기 게이트웨이 시스템의 상기 무선주파수 송수신 장치로 데이터를 전송하는 무선주파수 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 무결성 검사 코딩을 이용하여 프레임에 의해 전송되는 디지털 데이터를 수신하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는, 전송 받은 프레임의 N 길이의 비트 시리즈의 수신된 각각의 비트 값에 관한 펌 결정을 제공하기 위한 복조부(60)를 포함하며, 상기 펌 결정으로 구한 비트의 집합은 수신된 프레임의 추정에 대응하는 기준 프레임을 구성하고, 검사부(90)는 상기 무결성 검사 코딩을 사용한 상기 수신 프레임의 호환성 표시를 제공할 수 있는 프레임 유효성 정보 항목을 계산하도록 구성되며,
    상기 장치에서 상기 복조부(60)는,
    - 상기 기준 프레임의 수신된 각각의 비트에서 전송 에러 확률을 나타내는 수신된 비트 값의 우도 값을 계산하는 수단,
    - 각각의 비트에서 계산된 상기 우도 값에 따라서 상기 기준 프레임의 비트 중 가장 에러 가능성이 높은 비트를 골라낸 공집합이 아닌 유한 집합을 저장하는 수단,
    - 상기 가장 에러 가능성이 높은 비트 중에 에러 비트가 하나 이상 존재하는 경우의 수인 반전 수의 가능한 조합 중 하나에 각각 대응하는 복수의 후보 프레임을 선별하는 수단을 포함하고,
    상기 검사부(90)는 상기 무결성 검사 코딩과 상기 선별된 복수의 후보 프레임과의 호환성을 검증하도록 설계되고,
    상기 선별하는 수단은 수신된 프레임을 추정하기 위해 상기 무결성 검사 코딩과 호환되는 후보 프레임을 선택하도록 설치되고,
    상기 복조부는 프레임 길이를 제공하는 제1 비트 세트를 수신하고, 상기 제1 비트 세트의 각 비트의 계산된 우도 값에 따라서 결정된 적어도 두개의 후보 프레임 길이 값을 비교하고, 그리고 연속적으로, 프레임 길이의 오름차순으로 수신되는 프레임의 추정을 수행하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  11. 원격 계량기 검출 설비를 위한 게이트웨이 시스템에 있어서,
    상기 게이트웨이 시스템은, 상기 원격 계량기 검출 설비의 복수의 계량 장치와 통신하는 적어도 하나의 무선주파수 송수신 장치를 포함하고, 상기 무선주파수 송수신 장치는, 제10항에 따른 수신 장치를 포함하는 게이트웨이 시스템.
  12. 원격 계량기 검출 설비의 계량 장치에 있어서,
    계량 모듈 및 상기 원격 계량기 검출 설비의 게이트웨이 시스템의 무선주파수 송수신 장치와 통신하는 무선주파수 모듈을 포함하고,
    상기 무선주파수 모듈은, 제10항에 따른 수신 장치를 포함하는 계량 장치.
  13. 원격 계량 검출 설비에 있어서,
    복수의 계량 장치 및 적어도 하나의 게이트웨이 시스템을 포함하고,
    각각의 계량 장치는 계량 모듈 및 상기 게이트웨이 시스템의 무선주파수 송수신 장치와 통신하는 무선주파수 모듈을 포함하고,
    상기 게이트웨이 시스템은 상기 복수의 계량 장치와 통신하는 적어도 하나의 무선주파수 송수신 장치를 포함하고,
    상기 무선주파수 송수신 장치 및 상기 무선주파수 모듈은 각각 제10항에 따른 수신 장치를 포함하는 원격 계량 검출 설비.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 원격 계량 검출 설비는 물 계량기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 원격 계량 검출 설비.
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