KR20000052928A

KR20000052928A - 가변 레이트 데이터를 디코딩하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20000052928A
Application number: KR1019990703798A
Authority: KR
Inventors: 티드만에드워드지.쥬니어; 린유-슈앙
Original assignee: 밀러 럿셀 비; 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 2000-08-25
Also published as: JP2001503233A; AU5096498A; KR100487267B1; EP0935866A1; US6108372A; US6418163B2; US20010055334A1; CA2269224A1; WO1998019431A1

Abstract

가변 레이트 통신시스템의 수신기 (50) 에서 데이터 프레임의 데이터 레이트를 결정하는 시스템 및 방법. 전송기에서의 보코더는 소정 군의 레이트의 레이트 중의 하나에서 데이터 프레임을 인코딩한다. 데이터 레이트는 데이터의 시간 프레임 동안의 음성 활동상태에 의존한다. 데이터 프레임은, 에러정정 및 검출용 비트를 포함하여, 오버헤드 비트와 함께 포맷된다. 수신기 (50) 에서, 프레임에 대한 데이터 레이트는 가설검정에 기초하여 결정된다. 데이터 레이트는 음성 활동상태에 기초하므로, 가설검정은 음성 활동상태의 통계에 기초하여 설계될 수도 있다. 수신된 데이터 프레임은 먼저 디코더 (34) 에 의해 디코딩되어 가설검정모듈 (36) 에 의해 제공된 바와 같이 가장 가능성있는 레이트에서의 정보비트로 된다. 데이터 검사소자 (42) 는 디코딩된 정보비트에 대한 에러 메트릭스를 생성한다. 정보비트가 양호한 품질임을 에러 메트릭스가 나타내면, 정보비트는 수신기에서의 보코더 (44) 에 전해져, 사용자와의 인터페이스를 위해 처리된다. 정보비트가 적절히 디코딩되지 않았음을 에러 메트릭스가 나타내면, 디코더 (34) 는, 실제 데이터 레이트가 결정될 때까지 레이트군 중의 다른 레이트에서 수신된 데이터 프레임을 디코딩한다.

Description

가변 레이트 데이터를 디코딩하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DECODING VARIABLE RATE DATA}

코드분할다중접속 (CDMA) 변조기술의 이용은, 다수의 시스템 사용자가 존재하고 있는 통신을 용이하게 사용하기 위한 여러 기술 중 하나이다. 시분할다중접속 (TDMA), 주파수분할다중접속 (FDMA), 및 ACSSB (amplitude companded single sideband) 와 같은 AM 변조방식과 같은 타기술이 알려져 있다 하더라도, CDMA 는 이들 타기술보다 훨씬 더 나은 장점을 갖고 있다. 다중접속 통신시스템에서 CDMA 기술의 이용은, 본 발명의 출원인에게 양도되었고 본 명세서에 참고로 삽입된, 발명의 명칭이 "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS" 인 미합중국 특허 제 4,901,307 호에 개시되어 있다.

CDMA 시스템은, 데이터 레이트가 데이터 프레임마다 변경될 수 있도록 데이터를 인코딩하기 위해 가변 레이트 보코더를 종종 이용한다. 가변 레이트 보코더의 전형적인 일실시예는, 본 발명의 출원인에게 양도되었고 본 명세서에 참고로 삽입된, 발명의 명칭이 "VARIABLE RATE VOCODER" 인 미합중국 특허 제 5,414,796 호에 기재되어 있다. 가변 레이트 통신채널의 이용은, 전송될 유용한 음성 (speech)이 없을 때 불필요한 전송을 제거하므로써 상호간섭을 감소시킨다. 알고리즘은, 음성 활동상태 중의 변경에 따라 각 프레임 내에서 변화하는 정보비트의 수를 생성하는 보코더 내에서 사용된다. 예를 들면, 4 개의 레이트군 (a set of four rates)을 갖는 보코더는, 통화자의 활동상태에 따라, 16, 40, 80, 또는 171 정보비트를 포함하는 20 밀리세컨드의 데이터 프레임을 생성할 수도 있다. 통신의 전송 레이트를 변경하므로써 고정양의 시간내에 각 데이터 프레임을 전송하는 것이 바람직하다.

보코더 데이터를 데이터 프레임으로 포맷하는 것에 대한 추가적인 상세내용은, 본 발명의 출원인에게 양도되었고 본 명세서에 참고로 삽입된, 발명의 명칭이 "METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION" 인 미합중국 특허 제 5,511,073 호에 기재되어 있다. 본 발명의 출원인에게 양도되었고 본 명세서에 참고로 삽입된, 발명의 명칭이 "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" 인 미합중국 특허 제 5,103,459 호에 기재된 바와 같이, 데이터 프레임을 더 처리하고, 확산 스펙트럼 변조하여, 전송할 수도 있다.

명시적인(explicit) 레이트 정보를 포함하는 가변 레이트 시스템이 개발될 수 있다. 레이트가 가변 레이트 프레임의 일부로서 포함되면, 프레임이 이미 적절히 디코딩된 후까지 그 레이트는 복구불가능한데, 그 지점에서 그 레이트는 이미 결정되었다. 가변 레이트 프레임 내에 레이트를 포함하기 보다는, 대신에 그 레이트는 프레임의 불변 레이트 부분 내에 전송될 수 있다. 그러나, 그 레이트를 나타내는 데 전형적으로 단지 몇 비트만이 필요하고, 페이딩(fading) 통신채널에 대한 에러보호를 제공하기 위해 이 비트들은 효율적으로 인코딩될 수 없으며 인터리빙(interleaving) 될 수 없다. 또한, 레이트 정보는 일부 디코딩 지연 후에 사용가능하고 에러가 생기기 쉽다.

대안으로, 명시적인 레이트 정보를 포함하지 않는 가변 레이트 시스템이 개발될 수 있다. 레이트 정보가 프레임 내에 명시적으로 포함되지 않은 수신된 데이터 프레임의 레이트를 수신기가 결정하는 한가지 기술은, 본 발명의 출원인에게 양도되었고 본 명세서에 참고로 삽입된, 1994년 4월 26일에 출원되어 계류중인 발명의 명칭이 "METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING DATA RATE OF TRANSMITTED VARIABLE RATE DATA IN A COMMUNICATIONS RECEIVER" 인 미합중국 특허출원번호 제 08/233,570 호에 기재되어 있다. 다른 기술은, 본 발명의 출원인에게 양도되었고 본 명세서에 참고로 삽입된, 1993년 9월 24일에 출원되어 계류중인 발명의 명칭이 "MULTIRATE SERIAL VITERBI DECODER FOR CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM APPLICATIONS" 인 미합중국 특허출원번호 제 08/126,477 호에 기재되어 있다. 이들 기술에 따르면, 각 수신된 데이터 프레임은 가능한 레이트의 각각에서 디코딩된다. 각 레이트에서 디코딩된 각 프레임에 대한 디코딩된 심볼들 (symbols)의 품질을 표현하는 에러 메트릭스 (error metrics)가 프로세서에 제공된다. 에러 메트릭스는 순환중복검사 (Cyclic Redundancy Check : CRC) 결과, 야마모토 품질 메트릭스 (Yamamoto Quality Metrics), 및 심볼 에러 레이트 (Symbol Error Rates) 를 포함할 수도 있다. 이들 에러 메트릭스는 통신시스템에서 잘 알려져 있다. 프로세서는 에러 메트릭스를 분석하고 인커밍 (incoming) 심볼들이 전송되었던 가장 가능성있는 레이트를 결정한다.

각 가능한 데이터 레이트에서 각각의 수신된 데이터 프레임을 디코딩하면 결국 원하는 디코딩된 데이터가 생성될 것이다. 그러나, 모든 가능한 레이트를 통한 탐색은 수신기 내의 프로세싱 리소스 (resource)를 가장 효율적으로 사용하는 것이 아니다. 또한, 높은 전송 레이트를 이용함에 따라, 전송 레이트를 결정하는 소비전력도 증가한다. 그 이유는, 처리해야할 프레임당 비트가 많기 때문이다. 또한, 기술이 발전함에 따라, 가변 레이트 시스템은 정보를 교환하는 데 더 큰 데이터 레이트군을 사용할 수도 있다. 더 큰 레이트군을 사용하면 모든 가능한 레이트에서 전부 디코딩하는 것이 실행불가능하게 될 것이다. 또한, 일부 시스템 애플리케이션에 대해서는 디코딩 지연이 허용되지 않을 것이다. 결과적으로, 가변 레이트 통신환경에서는 더 효율적인 레이트 결정 시스템이 필요하다. 이들 문제점 및 결점들을 기술적으로 명확히 인식하여 하기와 같이 본 발명에 의해 해결한다.

본 발명은 디지털 통신에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은, 가변 레이트 (variable rate) 통신시스템의 수신기에서, 전송을 위해 데이터를 인코딩한 레이트를 결정하는 신규하고 개선된 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 특징, 목적, 및 장점은, 도면과 관련하여, 하기의 상세설명으로부터 명확해지는데, 이 도면들에서 동일 참고문자들은 서로 대응하는 것으로 한다.

도 1 은 전형적인 CDMA 셀룰라폰 시스템의 개략도.

도 2 는 본 발명의 레이트 결정 특징과 특별히 관련된 가변 레이트 수신 시스템의 블록도.

도 3 및 4 는, 레이트 결정에 관련된 프로세싱 단계의 두가지 실시예를 도시한 흐름도로, 여기서 가설검정은 이전 데이터 프레임의 레이트를 현재 데이터 프레임에 대한 가장 가능성있는 레이트로 한 흐름도.

도 5 및 6 은 레이트 결정에 관련된 프로세싱 단계의 두가지 실시예를 도시한 흐름도로, 여기서 가설검정은 데이터 레이트의 프라이오리 (priori) 확률분포에 기초를 둔 흐름도.

도 7 및 8 은 레이트 결정에 관련된 프로세싱 단계의 두가지 실시예를 도시한 흐름도로, 여기서 가설검정은 데이터 레이트의 조건부 (conditional) 확률분포에 기초를 둔 흐름도.

본 발명은 가변 레이트 통신시스템에서 통신의 전송 레이트를 결정하는 신규하고 개선된 시스템 및 방법이다. 가변 레이트 시스템에서, 데이터 프레임이 인코딩되는 데이터 레이트는 시간 프레임 동안의 음성 활동상태에 의거할 수도 있다. 음성의 특성이 알려져 있으므로, 음성의 특성에 따른 데이터 레이트에 대한 확률함수가 정의될 수도 있다. 또한, 확률함수는 수신된 데이터 프레임의 측정된 통계에 따라 결정될 수도 있다. 또한, 수신된 데이터 프레임의 가장 가능성있는 데이터 레이트를 결정하기 위해 확률함수에 기초하여 가설검정 (hypothesis test)을 설계할 수 있다. 이들 확률함수는 선택된 서비스 옵션에 따라 결정될 수도 있다. 예를 들면, 데이터 서비스에 대한 확률함수는 음성서비스에 대한 확률함수와는 다르다.

본 발명의 수신기에서, 프로세서에 의해, 디코더는 수신된 데이터 프레임을 가설검정에 의해 결정된대로 가장 가능성있는 레이트에서의 정보비트로 디코딩한다. 예를 들면, 가장 가능성있는 레이트는 이전 데이터 프레임의 레이트일 수도 있다. 디코더는 또한 디코딩된 정보비트를 위한 에러 메트릭스를 생성한다. 디코딩된 비트와 에러 메트릭스는, 정정하기 위해 디코딩된 비트를 검사하는 데이터 검사소자에 제공된다. 디코딩된 정보비트가 양호한 품질임을 에러 메트릭스가 나타내면, 데이터를 더 처리하여 사용자에게 음성을 제공하는 보코더에 정보비트를 제공한다. 그렇지 않으면, 실패신호 (failure signal)가 프로세서에 전해진다. 그때, 프로세서에 의해, 디코더는 올바른 데이터 레이트가 발견될 때까지 다른 데이터 레이트에서 상기 수신된 데이터 프레임을 디코딩한다.

본 발명이 실시된 전형적인 셀룰라 이동전화시스템이 도 1 에 도시되어 있다. 예로서, CDMA 셀룰라 통신시스템과 관련하여 이 시스템을 설명한다. 그러나, 본 발명은, 개인휴대통신시스템 (PCS), 무선로컬루프, 사설구내교환 (PBX), 또는 다른 알려진 시스템과 같은 다른 유형의 통신시스템에 적용가능함은 물론이다. 그리고 다른 확산 스펙트럼 시스템 뿐만 아니라 TDMA 및 FDMA 와 같은 잘 알려진 다른 전송변조방식을 사용하는 시스템도 본 발명을 이용할 수 있다.

본 발명의 레이트 결정 시스템을 실행할 수 있는 전형적인 셀룰라 시스템이 도 1 에 도시되어 있다. 도 1 에서, 시스템 제어기 및 스위치 (10) 는, 일반적으로 시스템 제어정보를 셀 사이트 (cell-site) 에 제공하기 위해 적절한 인터페이스와 프로세싱 하드웨어를 포함한다. 제어기 (10) 는 적절한 이동유니트로의 전송을 위해 공중전화교환망 (PSTN) 으로부터 적절한 셀 사이트로의 통화 호의 라우팅을 제어한다. 제어기 (10) 는 또한 하나 이상의 셀 사이트를 통해 이동유니트로부터 PSTN 으로의 호의 라우팅을 제어한다. 이러한 이동유니트들은 일반적으로 서로 직접 통신하지 않으므로, 제어기 (10) 는 적절한 셀 사이트국을 통해 이동전화 사용자 사이의 호를 관리할 수도 있다.

제어기 (10) 는 전용전화회선, 광화이버 링크와 같은 다양한 수단 또는 무선 주파수 통신에 의해 셀 사이트에 결합될 수도 있다. 도 1 에는, 셀룰라 전화를 포함하는 2 개의 전형적인 이동유니트 (16, 18) 와 함께, 2 개의 전형적인 셀 사이트 (12, 14) 가 도시되어 있다. 화살표 (20a-20b, 22a-22b) 는 각각 셀 사이트 (12) 와 이동유니트 (16, 18) 사이의 가능한 통신링크를 정의한다. 마찬가지로, 화살표 (24a-24b, 26a-26b) 는 각각 셀 사이트 (14) 와 이동유니트 (18, 16) 사이의 가능한 통신링크를 정의한다.

도 1 에 도시된 셀룰라 시스템은 셀 사이트 (12, 14) 와 이동유니트 (16, 18) 사이의 통신을 위해 가변 레이트 데이터 채널을 이용할 수도 있다. 예로서, 보코더 (도시되지 않음)는 샘플링된 음성정보를 IS-95-A 표준에 따라 4개의 서로 다른 레이트에서의 심볼로 인코딩할 수도 있다. 듀얼모드 광대역 확산 스펙트럼 셀룰라 시스템에 대한 IS-95-A 이동국-기지국간 호환표준 (IS-95-A Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System) 이 CDMA 통신을 위해 미국전기통신위원회 (TIA) 에 의해 제공되었다. IS-95-A 에 따르면, 음성은 20 밀리세컨드 (ms) 의 데이터 프레임 동안의 음성 활동상태에 기초하여 대략 8,550 비트/초 (bps), 4,000 bps, 2,000 bps, 및 800 bps 로 인코딩된다. 그후 보코더 데이터의 각 프레임은, 전송을 위해 9,600 bps, 4,800 bps, 2,400 bps, 및 1,200 bps 데이터 프레임으로서 오버헤드 비트와 함께 포맷된다. 9,600 bps 프레임은 풀(full) 레이트 프레임이라 하고, 4,800 bps 데이터 프레임은 하프(half) 레이트 프레임이라 하고, 2,400 bps 데이터 프레임은 쿼터(quarter) 레이트 프레임이라 하고, 1,200 bps 데이터 프레임은 1/8 레이트 프레임이라 한다. 이 예는 IS-95-A 표준의 4 개의 데이터 레이트군을 설명한 것이지만, 본 발명은, 서로 다른 전송 레이트 및/또는 서로 다른 수의 가변 레이트를 사용하는 시스템에서 동일하게 적용가능함을 인식하여야 한다.

음성 활동상태에 기초하여 각 데이터 프레임을 인코딩하므로써, 재건된(reconstructed) 음성의 품질에 영향을 주지 않고 데이터 압축을 할 수 있다. 음성은 본래 침묵(silence), 즉, 일시중지 기간을 포함하므로, 이들 기간을 나타내는 데 사용된 데이터양을 감소시킬 수 있다. 가변 레이트 보코딩은, 이들 침묵기간에 대한 데이터 레이트를 감소시키므로써 이 현상을 가장 효과적으로 활용한다. 상기와 같이 4 개의 레이트군을 갖는 시스템에서, 활동중인 (active) 음성 기간은 일반적으로 풀 레이트로 인코딩되고, 침묵기간은 일반적으로 1/8 레이트로 인코딩될 것이다. 대부분의 프레임 (약 80-90%) 은 풀 또는 1/8 레이트로 인코딩된다. 활동중인 음성과 침묵기간 사이의 전이는 전형적으로 하프 또는 쿼터 레이트로 인코딩될 것이다. 음성 활동상태에 기초하여 데이터를 압축하는 전형적인 인코딩 기술은 상기 미합중국 특허 제 5,511,073 호에 기재되어 있다.

데이터 프레임은 또한 오버헤드 비트와 함께 포맷되는데, 이것은 순환중복검사 (CRC) 비트와 같은 에러정정 및 검출용 추가 비트를 포함할 것이다. CRC 비트는 데이터 프레임이 올바로 수신되었는지의 여부를 결정하는 디코더에 의해 사용될 수 있다. CRC 코드는, IS-95-A 에 설명된 바와 같이 데이터 블록을 소정의 바이너리 폴리노미얼 (binary polynomial)로 나누므로써 생성된다.

바람직한 일실시예에서, 바람직하게는 비트레벨기준에서, 심볼 데이터의 각 프레임은 인터리버 (interleaver)에 의해 인터리빙되어, 에러검출을 위한 시간 다이버시티 (time diversity) 를 증가시킨다. 포맷된 데이터 프레임은 프로세싱을 더 겪게 되는데, 이는, 전송전에, 변조, 무선주파수 (RF) 로의 주파수 업컨버전 (upconversion), 및 데이터 프레임의 신호의 증폭을 포함한다.

가변 레이트 데이터 프레임의 신호가 수신기에 의해 수신될 때, 수신기는 신호를 적절히 디코딩하기 위해 전송의 레이트를 결정해야 한다. 그러나, 수신된 프레임의 레이트는 이동국에 의해 선험적으로 알려져 있지 않다. 따라서, 레이트를 확인하는 다른 방법들이 필요하다.

본 발명은 가설검정의 이용을 통해 레이트 결정을 수행한다. 가설검정은 음성 프레임의 데이터 레이트의 확률분포에 기초하여 설계된다. 각 수신된 프레임의 데이터 레이트가 선험적으로 알려져 있지 않더라도, 주어진 레이트에서 프레임을 수신할 확률은 결정될 수 있다. 상기한 바와 같이, 가변 레이트 보코더는, 시간 프레임 동안의 음성 활동상태에 기초한 소정의 레이트군 중의 하나에서 음성의 각 프레임을 인코딩한다. 음성 활동상태의 특성이 모델될 수 있으므로, 음성 활동상태에 의존하는 데이터 레이트의 확률함수는 이 모델로부터 도출될 수 있다. 그때 가설검정은 데이터의 각 수신된 프레임에 대한 가장 가능성있는 데이터 레이트를 결정하기 위해 데이터 레이트의 확률함수에 기초하여 설계될 수 있다.

가변 레이트 수신시스템에서의 레이트 결정을 위한 가설검정의 이용은 도 2 를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다. 예를 들면, CDMA 환경에서, 도 2 의 수신 시스템 (50) 은 수신 신호의 데이터 레이트를 결정하기 위해 이동유니트 또는 셀 사이트에서 실행될 수도 있다. 본 발명은 특별한 장점을 제공하는데, 그 이유는 모든 레이트에서 전부 디코딩하지 않기 때문이다. 가설을 선택하고 정정을 위해 가설을 검사하므로써, 각 수신된 프레임을 위한 프로세싱의 평균양은 감소된다. 이것은 이동유니트에서 특히 중요한데, 그 이유는, 디코딩 프로세스에서의 프로세싱의 감소, 이에 따른 소비전력의 감소로, 이 수신기에서의 배터리 수명을 연장시킬 수 있기 때문이다.

도 2 에 도시된 가변 레이트 수신시스템 (50) 은, 목적하는 데이터 신호를 포함하여, 전송된 신호를 모으는 수신기 (30) 를 포함한다. 수신기 (30) 는 수신된 신호를 RF 주파수대역으로부터 중간 주파수 (IF) 대역으로 증폭하고 주파수 다운컨버트 (frequency downconvert) 한다.

IF 신호는 복조기 (32) 에 전해진다. 복조기 (32) 의 설계 및 실행은, 본 발명의 출원인에게 양도되었고 본 명세서에 참고로 삽입되고 1996년 2월 6일에 발행된, 발명의 명칭이 "DEMODULATION ELEMENT ASSIGNMENT IN A SYSTEM CAPABLE OF RECEIVING MULTIPLE SIGNALS" 인 미합중국 특허 제 5,490,165 호에 상세히 설명되어 있다. 복조기 (32) 는 IF 신호를 복조하여 데이터의 한 프레임의 심볼들로 구성된 데이터 신호를 생성한다. 복조기 (32) 는 수신기로 어드레스된 IF 신호를 디스프레딩 (despreading)하고 상관 (correlating)시켜 데이터 신호를 생성한다. 그후 복조된 데이터 신호는 버퍼 (33) 에 공급된다. 버퍼 (33) 는, 적절히 디코딩될 때까지 복조된 데이터 신호 또는 수신된 심볼을 저장한다. 데이터 프레임이 전송을 위해 인터리빙되었다면, 버퍼 (33) 는 디인터리버 (deinterleaver) 일 수도 있다. 버퍼 (33) 는 복조된 심볼 데이터를 디코더 (34) 에 제공한다.

가설검정모듈 (36) 은 수신된 데이터 프레임의 데이터 레이트를 결정하기 위하여 가설검정을 실행한다. 가설검정모듈 (36) 은 프로세서 (40) 를 포함하는데, 이 프로세서는 메모리 (38) 를 포함한다. 이전 프레임으로부터의 디코딩된 레이트 및 확률과 같은 가설검정에서 필요한 정보가 메모리 (38) 에 저장된다. 수신된 각 데이터 프레임에 대해, 프로세서 (40) 는 메모리 (38) 에 저장된 정보에 기초하여 가장 가능성있는 레이트를 결정한다. 그후 프로세서 (40) 는 가장 가능성있는 데이터 레이트를 디코더 (34) 에 제공하는데, 디코더 (34) 는 이 가장 가능성있는 레이트에서 데이터 신호를 디코딩하여 디코딩된 비트를 생성한다.

전형적인 실시예에서, 디코더 (34) 는, 가변하는 레이트의 데이터를 디코딩할 수 있는 트렐리스 (trellis) 디코더, 예컨대, 비터비 (Viterbi) 디코더이다. 레이트군의 모든 레이트에서 수신된 신호를 전부 디코딩하는 멀티레이트 (multirate) 비터비 디코더의 설계 및 실행은, 상기의 미합중국 특허출원 08/233,570 및 08/126,477 에 설명되어 있다. 멀티레이트 비터비 디코더는 선택된 레이트에서 디코딩하도록 일부변경될 수도 있음은 당업자에게 이해될 것이다. 이것은, 비터비 디코더가 레이트 표시기 입력을 수신하게 하므로써 달성될 수도 있는데, 이에 응하여 디코더는 레이트 표시기에 따라 데이터 신호를 디코딩한다. 따라서, 일부변경된 비터비 디코더는 가설검정모듈 (36) 의 프로세서 (40) 에 의해 공급된 레이트 표시기에 기초하여 수신된 데이터 프레임을 디코딩할 수도 있다.

디코더 (34) 는 정보 데이터 비트 및 정보 비트의 특징을 나타내는 에러 메트릭스를 생성한다. 에러 메트릭스는 상기의 CRC 비트를 포함하는데, 이는 오버헤드 비트로서 데이터 프레임 내에 추가되었다. 디코더 (34) 는 또한 야마모토 품질 메트릭스 및 심볼 에러 레이트 (SER) 와 같은 다른 에러 메트릭스를 생성한다. 야마모토 메트릭스는, 비터비 디코딩의 각 단계에서의 리머징 (remerging) 경로의 메트릭스에서의 차이를 임계값과 비교하여 메트릭스의 차이가 품질 임계값보다 더 작으면 경로를 신뢰할 수 없는 것으로 표기하므로써 결정된다. 비터비 디코더에 의해 선택된 최종경로가 어느 단계에서 신뢰할 수 없는 것으로 표기되었으면, 디코더 출력은 신뢰할 수 없는 것으로 표기된다. 그렇지 않으면, 신뢰할 수 있는 것으로 표기된다. 심볼 에러 레이트는, 디코딩된 비트들을 취해, 이 비트들을 재인코딩 (re-encode) 하여 재인코딩된 심볼들을 제공하고, 이 재인코딩된 심볼들을 버퍼 (33) 에 저장된 수신된 심볼들에 대하여 비교하므로써 결정된다. SER 은 재인코딩된 심볼들과 수신된 심볼들 사이의 불일치의 척도이다. 디코딩된 정보 비트와 에러 메트릭스는 데이터 검사소자 (42) 에 제공되는데, 이것은 정보비트가 올바로 디코딩되었는지의 여부를 결정한다.

바람직한 일실시예에서, 데이터 검사소자 (42) 는 먼저 CRC 비트를 검사한다. CRC 검사가 실패하면, 데이터 검사소자 (42) 는 실패를 나타내는 신호를 프로세서 (40) 에 제공한다. CRC 검사가 통과하면, 데이터 검사소자 (42) 는 재인코딩된 SER 이 임의의 임계값 미만인지를 결정한다. SER 이 임계값을 초과하면, 실패를 나타내는 신호가 프로세서 (40) 에 제공된다. 그렇지 않으면, 가설검정모듈 (36) 에 의해 제공된 데이터 레이트는 올바른 것으로 결정되고, 성공신호 (success signal)가 프로세서 (40) 에 제공되는데, 그 결과 데이터 프레임 상에서 더 이상의 디코딩을 수행하지 않는다. 적절히 디코딩된 데이터 신호는 가변 레이트 보코더 (44) 에 제공된다.

데이터 심볼이 정보비트로 적절히 디코딩되지 않았다는 것을 나타내는 실패신호를 프로세서 (40) 가 수신할 때, 프로세서 (40) 는, 데이터 레이트군으로부터, 데이터 심볼을 디코딩할 하나 이상의 다른 데이터 레이트를 결정할 것이다. 프로세서 (40) 는 레이트 정보를 디코더 (34) 에 제공하는데, 이 디코더는 제공된 레이트에서 데이터 심볼을 디코딩한다. 데이터 신호가 디코딩되는 각 데이터 레이트에 대해, 데이터 검사소자 (42) 는 디코딩된 정보비트의 품질을 결정할 것이다. 올바른 데이터 레이트가 발견되었다는 것이 데이터 검사소자 (42)에 의해 결정되면, 디코딩된 정보비트의 신호는 가변 레이트 보코더 (44) 에 제공된다. 그때 보코더 (44) 는 사용자와의 인터페이스를 위해 정보비트를 처리할 것이다.

가설검정모듈 (36) 은 수신된 데이터 프레임의 데이터 레이트를 결정하기 위하여 다수의 가설검정 중의 어느 하나를 실행할 수도 있다. 예를 들면, 가설검정은 음성 활동상태의 알려진 통계에 의거할 수도 있다. 20 ms 프레임을 사용하는 4 개의 레이트군에 대하여, 풀 레이트 프레임 다음에는 보통 다른 풀 레이트 프레임이 뒤따를 것이고, 1/8 레이트 프레임 다음에는 보통 다른 1/8 레이트 프레임이 뒤따를 것이다. 또한, 대부분의 프레임은 하프 또는 쿼터 레이트라기보다는 풀 또는 1/8 레이트일 것이라고 알려져 있는데, 그 이유는 음성 및 침묵의 기간은 20 ms 버스트 (burst) 에서는 발생하지 않기 때문이다. 이들 특성에 기초하여, 가설검정은 이전 데이터 프레임의 레이트를 현재 수신된 데이터 프레임에 대한 가장 가능성있는 레이트로 지정할 수도 있다.

전형적인 실행에서, 이전 데이터 프레임의 레이트는 가설검정모듈 (36) 의 메모리 (38) 에 저장된다. 데이터 프레임이 수신될 때, 가설검정모듈 (36) 의 프로세서 (40) 는 메모리 (38) 로부터 이전 프레임의 레이트를 얻어 이것을 디코더 (34) 에 제공한다. 디코더 (34) 는 이전 프레임의 레이트에서 수신된 데이터 프레임을 디코딩하여 정보비트를 생성한다. 그때, 디코더 (34) 는 또한 정보비트와 함께 데이터 검사소자 (42) 에 제공되는 에러 메트릭스를 생성한다. 디코딩된 비트가 양호한 품질임을 데이터 검사소자 (42) 가 에러 메트릭스로부터 결정하면, 정보비트는 보코더 (44) 에 제공된다. 그렇지 않으면, 실패표시가 데이터 검사소자 (42) 로부터 프로세서 (40) 로 전송된다. 그때 프로세서 (40) 는, 데이터 레이트를 결정하기 전에 디코더 (34) 가 모든 다른 레이트에서 데이터 프레임을 전부 디코딩하게 할 수도 있다. 상기 실시예에서 설명한 바와 같이, 레이트결정에 연관된 단계들 중의 일부를 도시한 흐름도가 도 3 에 도시되어 있다.

대안으로, 프로세서 (40) 는, 디코더 (34) 가 다음으로 가장 가능성있는 레이트로부터 최소한으로 가능한 레이트까지의 랭킹 (ranking) 에 따라 데이터 프레임을 순차적으로 디코딩하게 할 수도 있다. 이 랭킹은, 예컨대 하기의 확률분포에 따라, 다수의 방법으로 결정될 수도 있다. 각 디코딩에 대하여, 에러 메트릭스는 디코더 (34) 에 의해 생성되고 정정을 위해 데이터 검사소자 (42) 에 의해 검사된다. 올바로 디코딩될 때, 디코딩된 프레임은 보코더 (44) 로 전달된다. 이 실시예의 프로세싱 단계들의 일부를 도시한 흐름도가 도 4 에 도시되어 있다.

가설검정모듈 (36) 의 다른 실행은 데이터 레이트의 프라이오리 확률분포에 기초한다. 4 개의 레이트군에 대해, 데이터 레이트의 프라이오리 확률분포 (P) 는 다음과 같이 정의될 수 있다:

여기서, R_t는 시간 t 에서 풀, 하프, 쿼터, 또는 1/8 을 나타낸다. 레이트군의 서로 다른 데이터 레이트의 각각에서 프레임을 수신할 가능성은 프로세서 (40) 의 메모리 (38) 에 유지된다. 일반적으로, 데이터 레이트의 확률분포는 음성 활동상태의 이론적 통계 또는 경험적 통계에 기초하여 결정된다. 그때 서로 다른 레이트에서 프레임을 수신할 가능성은, 모든 수신된 데이터 프레임의 레이트를 결정하기 위해 메모리 (38) 에 영구히 저장된다. 더 정교한 실시예에서, 메모리 (38) 에 저장된 레이트의 가능성은, 수신된 데이터 프레임의 실제 통계에 기초하여 갱신될 수 있다.

수신된 데이터의 각 새로운 프레임에 대해, 프로세서 (40) 는 메모리 (38) 로부터 가장 가능성있는 레이트를 얻어 이 가장 가능성있는 레이트를 디코더 (34) 에 제공한다. 디코더 (34) 는 이 가장 가능성있는 데이터 레이트에서 데이터 신호를 디코딩하여 이 디코딩된 데이터를 데이터 검사소자 (42) 에 제공한다. CRC 를 포함하는 에러 메트릭스는, 또한 디코더 (34) 에 의해 생성되어 데이터 검사소자 (42) 에 제공된다. 데이터 검사소자 (42) 에 의해 검사하기 위해 다른 에러 메트릭스를 생성할 수도 있다. 디코딩된 비트가 양호한 품질임을 에러 메트릭스가 나타낸다면, 정보비트는 보코더 (44) 에 제공된다. 그렇지 않으면, 실패표시 (failure indication)가 데이터 검사소자 (42) 로부터 프로세서 (40) 로 전송된다. 그때 프로세서 (40) 는 메모리 (38) 로부터 제 2 의 가장 가능성있는 데이터 레이트를 얻어 이것을 디코더 (34) 에 제공하고, 올바른 데이터 레이트가 발견될 때까지 디코딩과 에러검사의 프로세스를 계속한다. 이 실시예의 프로세싱 단계들의 흐름도가 도 5 에 도시되어 있다. 대안으로, 프로세서 (40) 에 의해 실패신호의 수신시, 프로세서 (40) 는, 디코더 (34) 가 레이트군의 다른 데이터 레이트 각각에서 데이터 프레임을 전부 디코딩하게 할 수 있고, 전송의 실제 레이트를 결정하기 위해 각 디코딩에 대해 에러 메트릭스를 검사한다. 이 실시예의 프로세싱 단계의 흐름도가 도 6 에 도시되어 있다.

데이터 레이트의 간단한 확률분포에 기초한 가설검정을 설계하는 대신에, 레이트 결정의 정확성을 향상시키기 위해 조건부 확률이 사용될 수도 있다. 예를 들면, 주어진 레이트에서 데이터 프레임을 수신할 확률은 이전 데이터 프레임의 실제 레이트에 좌우되는 것으로 정의될 수도 있다. 이전 레이트에 기초한 조건부 확률은 잘 적용되는데, 그 이유는 데이터 신호의 전이 특성이 잘 알려져 있기 때문이다. 예를 들면, 2 프레임 전의 레이트가 1/8 레이트이고 이전 프레임에 대한 레이트가 하프 레이트였다면, 현재 프레임에 대한 가장 가능성있는 레이트는 풀 레이트인데, 그 이유는 하프 레이트로의 전이가 활동중인 음성의 개시를 나타내기 때문이다. 역으로, 2 프레임 전의 레이트가 풀 레이트이고 이전 프레임에 대한 레이트가 쿼터 레이트였다면, 현재 프레임에 대한 가장 가능성있는 레이트는 1/8 일 것인데, 그 이유는 레이트 전이가 침묵의 개시를 나타내기 때문이다.

데이터의 이전 n 개의 프레임의 레이트에 좌우되는 데이터 레이트의 확률분포는 다음과 같이 정의될 수 있다:

여기서, R_t는 시간 t 에서의 레이트를 나타내고, R_t-1,R_t-2,...,R_t-n는, n ≥1 에 대해, 데이터의 이전 n 개의 프레임의 레이트를 나타낸다. 이전 n 개의 실제 레이트에 좌우되는 레이트군의 서로 다른 데이터 레이트의 각각에서 프레임을 수신할 가능성은 프로세서 (40) 의 메모리 (38) 에 저장된다. 또한, 데이터의 이전 n 개의 프레임의 실제 데이터 레이트는 프로세서 (40) 에 의해 유지되고, 레이트가 결정된대로 메모리 (38) 에 저장될 수도 있다.

수신된 각 데이터 프레임에 대해, 프로세서 (40) 는 이전 n 개의 실제 데이터 레이트에 좌우되는 가장 가능성있는 데이터 레이트를 결정하여 이것을 디코더 (34) 에 제공할 것이다. 디코더 (34) 는 이 가장 가능성있는 데이터 레이트에서 프레임을 디코딩하여 이 디코딩된 비트를 데이터 검사소자 (42) 에 제공할 것이다. 또한, 에러 메트릭스는 디코더 (34) 에 의해 생성되어 데이터 검사소자 (42) 에 제공된다. 디코딩된 비트가 양호한 품질임을 에러 메트릭스가 나타내면, 정보비트는 보코더 (44) 에 제공된다. 또한, 선택된 레이트의 히스토리 (history)를 유지할 수 있도록 레이트 결정을 프로세서 (40) 에 통지한다. 즉, 다음 프레임을 위해 Prob[R_t｜R_t-1,R_t-2,...,R_t-n] 를 결정하는 데 사용될 수 있도록 프로세서 (40) 에 R_t가 공급된다. 에러 메트릭스가 실패한 디코딩을 나타내면, 실패표시신호가 데이터 검사소자 (42) 로부터 프로세서 (40) 로 전송되고, 프로세서 (40) 는, 데이터 프레임을 디코딩하기 위해 이전 n 개의 실제 레이트에 좌우되는 제 2 의 가장 가능성있는 데이터 레이트를 결정한다. 간단한 확률의 경우에서와 같이, 디코딩 및 에러검사의 프로세스는 올바른 데이터 레이트가 발견될 때까지 계속된다. 이 실시예의 프로세싱 단계의 일부가 도 7 의 흐름도에 도시되어 있다. 또한 간단한 확률의 경우에서와 같이, 가장 가능성있는 레이트에서의 실패한 디코딩 후에, 디코더 (34) 는 모든 다른 데이터 레이트에서 데이터 프레임을 전부 디코딩할 수도 있고 데이터 레이트를 결정하기 위해 모든 디코딩에 대해 에러 메트릭스가 검사되게 할 수도 있다. 이 실시예의 프로세싱 단계의 일부가 도 8 의 흐름도에 도시되어 있다.

데이터 레이트의 조건부 확률분포는 이전 데이터 프레임의 실제 레이트가 아닌 다른 통계에 의존할 수도 있다. 예를 들면, 확률분포는 하나 또는 그 이상의 프레임 품질측정에 좌우될 수도 있다. 그때 확률분포는 다음과 같이 정의된다:

여기서, R_t는 시간 t 에서의 레이트이고, X₁,X₂,...,X_k는 하나 또는 그 이상의 프레임 품질측정이다. k 프레임 품질측정은 현재 데이터 프레임 상에서 수행된 측정, 또는 이전 데이터 프레임 상에서 수행된 측정, 또는 이 둘의 조합일 수 있다. 프레임 품질측정의 일례가 상기의 SER 에러 메트릭스이다. 따라서, 이전 디코딩이 수행되었다면, 주어진 레이트에서 프레임을 수신할 확률은 이전 디코딩으로부터 얻어진 SER 에 좌우된다.

조건부 확률분포는 또한 이전 데이터 프레임의 실제 레이트의 조합 및 프레임 품질측정에 의존할 수도 있음은 물론이다. 이 경우, 데이터 레이트의 확률분포는 다음과 같이 정의된다:

여기서, R_t는 시간 t 에서의 레이트이고, R_t-1,R_t-2,...,R_t-n은 이전 데이터 프레임의 레이트이고, X₁,X₂,...,X_k는 프레임 품질측정이다.

확률분포가 프레임 품질측정에 기초한 경우, 프레임 품질측정은 가설검정모듈 (36) 의 프로세서 (40) 내에 유지되어야 한다. 상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 가설된 프레임 레이트는 서로 다른 다수의 통계에 좌우될 수도 있고, 이전 프레임의 레이트 및 프레임 품질측정은 이들 통계의 예이다. 수신된 각 데이터 프레임에 대하여, 프로세서 (40) 는 프레임을 디코딩할 레이트를 결정하기 위해 통계를 이용한다.

수신된 데이터 프레임을 디코딩할 레이트의 결정에 대하여 더 세밀히 하려면, 가설검정과 연관하여 다양한 레이트에서 프레임을 디코딩하는 프로세싱 비용을 고려한다. 이 실시예에서, 레이트의 최적 테스트 시퀀스는 데이터 레이트의 확률분포 및 데이터 레이트의 각각에서의 디코딩 비용 모두에 기초하여 확립된다. 최적 테스트 시퀀스는 프로세서 (40) 에 의해 유지되는데, 이 프로세서는, 올바른 레이트가 발견될 때까지 디코더 (34) 가 최적 시퀀스에 따라 수신된 데이터 프레임을 순차적으로 디코딩하게 한다. 최적 테스트 시퀀스는 레이트 탐색의 총 예상비용을 최소화하도록 확립된다. 레이트 탐색이 테스트 T_i에서 정지할 확률을 P_i로, 테스트 T_i를 수행하는 비용을 C_i로 표기할 때, 테스트 시퀀스 T₁,T₂,...,T_M(여기서, M 은 시스템에서 가능한 레이트의 수이며, 1≤i≤M) 를 사용한 레이트 탐색의 총 예상비용은 다음과 같이 모델될 수 있다:

최적 테스트 시퀀스는 총 예상비용 C_total을 최소화하므로써 발견된다.

수학식 7 에서, 테스트 T₁를 수행하는 비용 C_i은 일반적으로 테스트 T_i에 의해 지정된 레이트에서 프레임을 디코딩하는 데 필요한 프로세싱 파워 (processing power)일 것이다. 그 비용은 테스트 T_i에 의해 지정된 프레임 레이트에 비례하도록 할당될 수 있는데, 그 이유는 디코더 (34) 의 계산상의 복잡성이 일반적으로 프레임당 비트의 수에 대략 비례하기 때문이다. 확률 Pi 은 수학식 3 에 의해 정의된 바와 같이 데이터 레이트의 무조건부 프라이오리 확률분포에 의해 할당될 수도 있고, 또는, 상기 수학식 4, 5, 또는 6 에 의해 정의된 조건부 확률분포의 어느 하나에 의해 할당될 수도 있다.

데이터 프레임이 9,600 bps, 4,800 bps, 2,400 bps, 및 1,200 bps 에서 전송되는 가변 레이트 통신시스템에서, 다음 예는 수신된 프레임의 레이트 결정에 대한 최적 테스트 시퀀스의 공식을 설명한다. 9,600 bps, 4,800 bps, 2,400 bps, 및 1,200 bps 프레임을 디코딩하는 비용을 각각 9.6, 4.8, 2.4, 및 1.2 라고 가정한다. 또한, 4 개의 레이트 각각에서 프레임을 수신할 확률을 다음 값을 갖는 무조건부 프라이오리 확률이라 가정한다:

수학식 8-11 에 주어진 확률은 정상상태의 경험적 데이터로부터 유도된다.

9,600, 4,800, 2,400, 및 1,200 bps 에서 프레임을 전송하는 시스템에서 레이트결정에 대한 모든 가능한 테스트 시퀀스의 목록이 하기의 표 I 에 나타나 있다. 표 I 에서, 열 1 에는 모든 가능한 테스트 시퀀스 T₁,T₂,T₃,T₄가 나열되어 있는데, 여기서, T_i=1 은 9,600 bps 에서 디코딩하는 테스트를 말하고, T_i=1/2 는 4,800 bps 에서 디코딩하는 테스트를 말하고, T_i=1/4 는 2,400 bps 에서 디코딩하는 테스트를 말하고, T_i=1/8 은 1,200 bps 에서 디코딩하는 테스트를 말한다. 열 2 및 3 에는 테스트 T₁을 수행하는 확률 P₁및 비용 C₁이 나열되어 있고, 열 4 및 5 에는 테스트 T₂를 수행하는 확률 P₂및 비용 C₂이 나열되어 있고, 열 6 및 7 에는 테스트 T₃을 수행하는 확률 P₃및 비용 C₃이 나열되어 있고, 열 8 및 9 에는 테스트 T₄를 수행하는 확률 P₄및 비용 C₄이 나열되어 있다. 테스트 시퀀스 T₁,T₂,T₃,T₄를 수행하는 총 비용 C_total은 열 10 에 나열되어 있다.

T₁, T₂, T₃, T₄	P₁C₁	P₂C₂	P₃C₃	P₄C₄	C_total
1,1/2,1/4,1/81,1/2,1/8,1/41,1/4,1/2,1/81,1/4,1/8,1/21,1/8,1/2,1/41,1/8,1/4,1/21/2,1,1/4,1/81/2,1,1/8,1/41/2,1/4,1,1/81/2,1/4,1/8,11/2,1/8,1,1/41/2,1/8,1/4,11/4,1,1/2,1/81/4,1,1/8,1/21/4,1/2,1,1/81/4,1/2,1/8,11/4,1/8,1/2,11/4,1/8,1,1/21/8,1,1/4,1/21/8,1,1/2,1/41/8,1/2,1,1/41/8,1/2,1/4,11/8,1/4,1/2,11/8,1/4,1,1/2	0.291 9.60.291 9.60.291 9.60.291 9.60.291 9.60.291 9.60.039 4.80.039 4.80.039 4.80.039 4.80.039 4.80.039 4.80.072 2.40.072 2.40.072 2.40.072 2.40.072 2.40.072 2.40.598 1.20.598 1.20.598 1.20.598 1.20.598 1.20.598 1.2	0.039 4.80.039 4.80.072 2.40.072 2.40.598 1.20.598 1.20.291 9.60.291 9.60.072 2.40.072 2.40.598 1.20.598 1.20.291 9.60.291 9.60.039 4.80.039 4.80.598 1.20.598 1.20.291 9.60.291 9.60.039 4.80.039 4.80.072 2.40.072 2.4	0.072 2.40.598 1.20.039 4.80.598 1.20.039 4.80.072 2.40.072 2.40.598 1.20.291 9.60.598 1.20.291 9.60.072 2.40.039 4.80.598 1.20.291 9.60.598 1.20.039 4.80.291 9.60.072 2.40.039 4.80.291 9.60.072 2.40.039 4.80.291 9.6	0.598 1.20.072 2.40.598 1.20.039 4.80.072 2.40.039 4.80.598 1.20.072 2.40.598 1.20.291 9.60.072 2.40.291 9.60.598 1.20.039 4.80.598 1.20.291 9.60.291 9.60.039 4.80.039 4.80.072 2.40.072 2.40.291 9.60.291 9.60.039 4.8	15.3313.9815.0812.2511.1610.9016.3515.0016.3610.979.619.6215.0812.2616.1110.717.896.875.515.766.796.796.545.52

표 I

표 I 에 도시된 바와 같이, 최적 테스트 시퀀스는 19 번째 행에 기재된 시퀀스 1/8,1,1/4,1/2 이다. 이 테스트 시퀀스는 최저의 총 예상 프로세싱 비용을 제공한다. 따라서, 레이트 결정 시스템은 먼저 1,200 bps 에서 수신된 데이터 프레임을 디코딩할 것이다. 1,200 bps 에서의 디코딩이 성공적이지 않으면, 프레임은 올바른 레이트가 발견될 때까지 9,600 bps, 2,400 bps, 및 4,800 bps 에서 순차적으로 디코딩할 것이다. 바람직한 실시예에서, 최적 테스트 시퀀스는 가설검정모듈 (36) 의 프로세서 (40) 에 의해 유지된다. 수신된 각 데이터 프레임에 대해, 올바른 데이터 레이트가 발견될 때까지, 각 디코딩이 데이터 검사소자 (42) 에 의해 검사되는 것과 함께, 프로세서 (40) 는, 디코더 (34) 가 최적 테스트 시퀀스에 따라 순차적으로 프레임을 디코딩하게 한다. 프로세싱 리소스는 이 레이트 결정 시스템에서 효율적으로 사용되는데, 그 이유는 디코딩이 최적 탐색 시퀀스에 따라 순차적으로 수행되기 때문이다.

상기의 실시예에 기초하여, 본 발명은, 데이터가 가변 레이트 방식에 따라 인코딩되었고 이 데이터가 레이트를 결정하기 위해 디코딩되어야 하는 모든 시스템에 적용가능함은 당업자에 의해 이해될 것이다. 훨씬 더 일반적으로, 본 발명은, 인코딩된 데이터 E 가 데이터 D 및 일부 키(key) k 의 함수인 모든 시스템에 적용가능하고, 수신기에 의해 코렉트 D (correct D)의 확인을 가능하게 하는 D 또는 E 에 일부 정보가 존재한다. 시퀀스 k 는 시변일 수도 있다. 인코딩된 데이터는 다음과 같이 표현된다:

여기서, k 는 K 소군 (small set) 의 키들로부터 선택되고 일부 확률함수는 키 군 (the set of keys) 상에 존재한다. 인코딩의 인버스, 또는 디코딩은 다음과 같이 표현될 수 있다:

여기서, k 는 D 가 올바르도록 선택된다.

일례로서, D 는, D=D1,D2 가 되도록 고정길이 시퀀스 D1 및 고정길이 시퀀스 D2 로 구성된 데이터라고 가정한다. 시퀀스 D2 는 D1 의 순환중복코드 (CRC) 이므로, D2=fcrc(D1) 이다. 또한 인코딩 함수, f(D,k),는 고정길이 시퀀스 k 와 함께 고정길이 D 의 exclusive-OR 이다. 그때, 디코딩, f^-1(E,k),은 코렉트 k (correct k) 를 갖는 E 의 exclusive-OR 일 것이다. 코렉트 k 는 D2=fcrc(D1) 인지의 여부를 검사하므로써 확인된다. 코렉트 k 는 K 내의 모든 가능한 k 를 디코딩하므로써 발견될 수 있고 그후 CRC 검사가 통과하는지를 결정한다. 대안으로, 이것은 한번에 하나의 k 를 사용하여 순차적으로 디코딩하므로써 수행될 수 있는데, 일단 "코렉트" k 가 발견되면 더 이상의 디코딩은 없다. 본 발명에 따르면, 순차적인 디코딩의 순서는 가설검정에 의해 결정되어야 한다.상기 테스트를 포함하는 다수의 가설검정이 사용될 수도 있다. 순차적인 디코딩의 순서는, 추가로, 상기와 같이, 프로세싱 비용에 의존할 수도 있다. 레이트 결정에 대한 테스트 시퀀스를 형성할 때 가설검정 및/또는 비용함수의 이용으로, 더 적은 수의 k 를 시도해야 함에 따라 평균 프로세싱 양이 감소한다.

바람직한 실시예들에 대한 상기 설명은, 당업자가 본 발명을 만들거나 이용가능하도록 제공된다. 이 실시예들에 대한 여러가지 일부변경은 당업자들에게 명확할 것이고, 여기 정의된 일반원리들은 고도의 기능을 사용하지 않고 다른 실시예에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 여기 나타낸 실시예들에 한정되진 않지만 여기 개시된 원리 및 신규한 특징과 일치하는 가장 폭넓은 범위에 일치하여야 한다.

Claims

가변 레이트 통신시스템에서, 수신된 데이터 프레임의 데이터 레이트를 수신기에서 결정하는 부시스템은,

소정의 가설검정에 따라 상기 수신된 데이터 프레임의 가장 가능성있는 레이트를 나타내는 신호를 발생시키는 프로세서; 및

상기 가장 가능성있는 레이트 신호를 수신하고, 상기 수신된 데이터 프레임을 디코딩하여, 상기 가장 가능성있는 레이트에서 디코딩된 비트 프레임을 형성하는 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 부시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 가장 가능성있는 레이트는 이전 데이터 프레임의 레이트인 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 가설검정은 데이터 레이트의 프라이오리 확률분포에 기초한 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 가설검정은 하나 이상의 이전 데이터 프레임의 레이트에 좌우되는 데이터 레이트의 조건부 확률분포에 기초한 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 가설검정은 하나 이상의 프레임 품질측정에 좌우되는 데이터 레이트의 조건부 확률분포에 기초한 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 디코딩된 비트를 수신하고, 상기 디코딩된 비트의 특징을 나타내는 에러 메트릭스를 생성하고, 그리고 상기 디코딩된 비트에 대한 상기 에러 메트릭스에 기초하여 품질표시를 생성하는 데이터 검사소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 디코딩된 비트를 수신하고, 상기 품질의 포지티브 (positive) 표시의 생성시 사용자에게 음성을 제공하기 위해 상기 디코딩된 비트를 처리하는 보코더를 더 포함하고; 그리고

상기 품질의 네거티브 (negative) 표시의 생성시, 상기 프로세서는, 상기 가장 가능성있는 레이트가 아닌 하나 이상의 레이트에 따라 상기 수신된 데이터 프레임의 추가적인 디코딩을 상기 디코더가 수행하게 하는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 추가적인 디코딩은 데이터 레이트의 소정 테스트 시퀀스에 따라 순차적으로 수행되고;

상기 데이터 검사소자는 상기 추가적인 디코딩 각각에 대한 에러 메트릭스를 생성하고 상기 추가적인 디코딩 각각에 대한 상기 에러 메트릭스에 기초하여 품질표시를 생성하고; 그리고

상기 추가적인 디코딩은 상기 품질의 포지티브 표시의 생성시 종료하는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 추가적인 디코딩은, 상기 가장 가능성있는 레이트를 제외한 레이트군의 모든 레이트에서 상기 수신된 데이터 프레임을 전부 디코딩하는 것으로 이루어지고; 그리고

상기 데이터 검사소자는, 상기 추가적인 디코딩 각각에 대한 에러 메트릭스를 생성하고 상기 에러 메트릭스에 따라 상기 수신된 데이터 프레임의 레이트를 결정하는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 에러 메트릭스는 순환중복검사 결과를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 에러 메트릭스는 심볼 에러 레이트 메트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 에러 메트릭스는 야마모토 품질 메트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 프로세서는 상기 가장 가능성있는 레이트를 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 디코더는 비터비 디코더인 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
가변 레이트 통신시스템에서, 수신된 데이터 프레임의 데이터 레이트를 수신기에서 결정하는 부시스템은,

수신된 데이터 프레임의 레이트를 결정하기 위해 데이터 레이트의 테스트 시퀀스를 생성하는 프로세서로서, 상기 테스트 시퀀스는 소정의 가설검정에 따라 생성되는 프로세서;

상기 테스트 시퀀스에 따라 상기 수신된 데이터 프레임을 순차적으로 디코딩하고, 상기 수신된 데이터 프레임이 디코딩된 각 레이트에 대해 디코딩된 비트 프레임을 생성하는 디코더; 및

상기 디코딩된 비트의 특징을 나타내는 에러 메트릭스를 생성하고, 상기 수신된 데이터 프레임이 디코딩된 각 레이트에 대한 상기 에러 메트릭스에 기초하여 품질표시를 생성하는 데이터 검사소자를 포함하고;

상기 품질의 포지티브 표시의 생성시 더 이상 디코딩은 수행되지 않는 것을 특징으로 하는 부시스템.
제 15 항에 있어서,

상기 가설검정은 데이터 레이트의 프라이오리 확률분포에 기초한 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 15 항에 있어서,

상기 가설검정은 하나 이상의 이전 데이터 프레임의 레이트에 좌우되는 데이터 레이트의 조건부 확률분포에 기초한 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 15 항에 있어서,

상기 가설검정은 하나 이상의 프레임 품질측정에 좌우되는 데이터 레이트의 조건부 확률분포에 기초한 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 16 항에 있어서,

상기 테스트 시퀀스는, 상기 데이터 레이트의 각각에서 상기 수신된 데이터 프레임을 디코딩하는 비용에 따라 더 생성되는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 17 항에 있어서,

상기 테스트 시퀀스는, 상기 데이터 레이트 각각에서 상기 수신된 데이터 프레임을 디코딩하는 비용에 따라 더 생성되는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 18 항에 있어서,

상기 테스트 시퀀스는, 상기 데이터 레이트 각각에서 상기 수신된 데이터 프레임을 디코딩하는 비용에 따라 더 생성되는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 15 항에 있어서,

상기 디코딩된 비트를 수신하고, 상기 품질의 포지티브 표시의 생성시 사용자에게 음성을 제공하기 위해 상기 디코딩된 비트를 처리하는 보코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 15 항에 있어서,

상기 에러 메트릭스는 순환중복검사 결과를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 15 항에 있어서,

상기 에러 메트릭스는 심볼 에러 레이트 메트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 15 항에 있어서,

상기 에러 메트릭스는 야마모토 품질 메트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 15 항에 있어서,

상기 프로세서는 데이터 레이트의 상기 테스트 시퀀스를 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
제 15 항에 있어서,

상기 디코더는 비터비 디코더인 것을 특징으로 하는 레이트 결정 부시스템.
가변 레이트 통신시스템에서 수신된 데이터 프레임의 레이트를 결정하는 방법으로서,

광대역 신호를 수신하는 단계;

가능한 전송 레이트군 중 하나에서 전송된 데이터 신호를 생성하기 위해 상기 광대역 신호를 복조하는 단계;

상기 데이터 신호의 레이트를 결정하기 위해 데이터 레이트의 테스트 시퀀스를 생성하는 단계로, 상기 테스트 시퀀스는 소정의 가설검정에 따라 생성되는 단계;

상기 데이터 신호가 디코딩되는 각 레이트에 대해 디코딩된 비트 프레임을 생성하기 위해 상기 테스트 시퀀스에 따라 순차적으로 상기 데이터 신호를 디코딩하는 단계;

상기 데이터 신호가 디코딩되는 각 레이트에 대해 상기 디코딩된 비트 프레임의 특징을 나타내는 에러 메트릭스를 생성하는 단계;

상기 데이터 신호가 디코딩되는 각 레이트에 대한 상기 에러 메트릭스에 기초하여 품질표시를 생성하는 단계; 및

상기 품질의 포지티브 표시의 생성시, 사용자에게 음성을 제공하기 위해 상기 디코딩된 비트를 처리하는 보코더에 상기 디코딩된 비트 프레임을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 방법.
제 28 항에 있어서,

상기 가설검정은 데이터 레이트의 프라이오리 확률분포에 기초한 것을 특징으로 하는 레이트 결정 방법.
제 28 항에 있어서,

상기 가설검정은, 하나 이상의 이전 데이터 프레임의 레이트에 좌우되는 데이터 레이트의 조건부 확률분포에 기초한 것을 특징으로 하는 레이트 결정 방법.
제 28 항에 있어서,

상기 가설검정은, 하나 이상의 프레임 품질측정에 좌우되는 데이터 레이트의 조건부 확률분포에 기초한 것을 특징으로 하는 레이트 결정 방법.
제 29 항에 있어서,

상기 테스트 시퀀스는, 상기 데이터 레이트 각각에서 상기 수신된 데이터 프레임을 디코딩하는 비용에 따라 더 생성되는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 방법.
제 30 항에 있어서,

상기 테스트 시퀀스는, 상기 데이터 레이트 각각에서 상기 수신된 데이터 프레임을 디코딩하는 비용에 따라 더 생성되는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 테스트 시퀀스는, 상기 데이터 레이트 각각에서 상기 수신된 데이터 프레임을 디코딩하는 비용에 따라 더 생성되는 것을 특징으로 하는 레이트 결정 방법.