KR20020043592A - 가변 비트율을 사용한 시스템의 견고한 프레임 타입 보호방법 및 시스템 - Google Patents

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클라스 노린, 쿨트 헬스트룀
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Abstract

전송된 프레임의 부호화율을 식별하는 기법 및 시스템이 설명된다. 속도 정합 프레임의 미사용 비트는 프레임 타입 지시기 패턴을 반송하는데 사용된다. 최대 속도 프레임(즉, 최고속의 부호화율)은 프레임 타입 지시기를 포함하지 않아도 된다.

Description

가변 비트율을 사용한 시스템의 견고한 프레임 타입 보호 방법 및 시스템{Methods and systems for robust frame type protection in system employing variable bit rates}
상용 통신 시스템이 발전됨으로써, 특히, 셀룰러 무선 전화 시스템이 상당히 발전됨으로써, 시스템 설계자는 통신 품질을 감소시키지 않고 시스템 용량을 증가시키는 방법을 찾게 되었다. 이런 목적을 달성하는 하나의 기법은, 데이터를 반송파에 싣기(impress) 위해 아날로그 변조가 사용되었던 시스템을, 데이터를 반송파에 싣기 위해 디지털 변조가 사용되었던 시스템으로 변경하는 것을 포함한다.
무선 디지털 통신 시스템에서, 표준 무선 인터페이스는 변조 타입(type), 버스트(burst) 포맷, 통신 프로토콜 등을 포함하는 대부분의 시스템 파라미터를 지정한다. 예를 들면, 유럽 전기통신 표준 협회(European Telecommunication Standard Institute; ETSI)는 GSM(Global System for Mobile Communications) 표준을 지정해 왔는데, 이는, 271ksps의 심볼율(symbol rate)로 가우스 최소 편이 방식(GaussianMinimum Shift Keying; GMSK) 변조 체계를 사용한 무선(RF) 물리 채널 또는 링크를 통해, 제어, 음성 및 데이터 정보를 통신하기 위해 시분할 다중 접속(TDMA)을 사용한다. 미국에서, 전기통신 산업 협회(Telecommunication Industry Association; TIA)는 IS-54 및 IS-136과 같은 다수의 가 표준(Interim Standard)을 발표했었는데, 이는 다양한 버전의 디지털-확장 이동 전화 서비스(Digital Advanced Mmobile Phone Service; D-AMPS), 즉, 데이터를 RF 링크를 통해 통신하기 위해 차동 직교 위상 편이 방식(differential quadrature phase shift keying; DQPSK) 변조 체계를 사용하는 TDMA 시스템을 규정한다.
TDMA 시스템은 이용 가능한 주파수 대역을 하나 이상의 RF 채널로 세분화 시킨다. RF 채널은 다시 TDMA 프레임의 타임슬롯에 대응하는 다수의 물리 채널로 분할된다. 논리 채널은, 변조 및 부호화가 지정된 하나 이상의 물리 채널로 형성된다. 이런 시스템에서, 이동국은, 디지털 정보의 버스트를 업링크 및 다운링크 RF 채널을 통해 송신 및 수신함으로써, 다수의 분산된 기지국과 통신한다.
현재 사용중인 이동국의 수가 증가함으로써, 셀룰러 전기통신 시스템내에서 음성 및 데이터 채널이 더 많이 필요하게 되었다. 그 결과, 기지국은 더 근접하게 배치되었고, 이웃하거나 근접하게 배치된 셀에서 동일 주파수로 동작하는 이동국 사이의 인터페이스가 증가되었다. 실제로, 일부 시스템에는 현재 확산 스펙트럼 변조의 형태를 사용한 코드 분할 다중 접속(CDMA)이 사용되는데, 신호는 내부적으로 동일 시간 및 주파수를 공유한다. 디지털 기법이 소정의 스펙트럼으로부터 더 많은 수의 유용한 채널을 제공하지만, 간섭을 허용 가능한 레벨로 유지하거나, 특히, 반송 신호 세기 대 간섭의 비(즉, 반송파-대-간섭(C/I) 비)를 모니터 및 제어할 필요가 여전히 남아 있다.
다양한 통신 서비스를 제공하는데 더욱 더 중요한 다른 인자는 특정 접속을 통해 전송될 데이터에 대한 원하는/필요로 하는 사용자 비트율이다. 예를 들면, 음성 및/또는 데이터 서비스에 대해, 사용자 비트율은 음질 및/또는 데이터 처리량에 대응되는데, 고속의 사용자 비트율은 더 우수한 음질 및/또는 더 고속의 데이터 처리량을 산출한다. 전체 사용자 비트율은 음성 부호화, 채널 부호화, 변조 및 자원 할당에 대한 기법의 선택된 조합에 의해 결정되는데, 예를 들면, TDMA 시스템에 대해, 이런 후자의 기법은 접속당 할당할 수 있는 타임 슬롯의 수에 관련될 수 있고, CDMA 시스템에 대해, 이런 후자의 파라미터는 접속당 할당할 수 있는 코드의 수에 관련될 수 있다.
음성 부호화(또는 더 일반적으로 "소스 부호화") 기법은, 단지 뜻이 분명한 출력 신호가 재생될 수 있을 정도의 허용 가능한 양의 대역폭을 사용하는 포맷으로 입력 정보를 압축하는데 사용된다. 많은 상이한 타입의 음성 부호화 알고리즘이 있는데, 예를 들면, RELP(Residual Excited Linear Predictive), RPE(regular-pulse excitation) 등이 있고, 그 세부 사항은 본 발명에 크게 관련되지 않는다. 이에 관련하여 중요한 것은, 다양한 음성 부호기가 다양한 출력 비트율(본원에서 부호화율 (coding rate)로 칭함)을 갖고, 예측한 바와 같이, 고속의 출력 비트율을 갖는 음성 부호기는, 재생 음질에 대해, 저속의 출력 비트율을 갖는 음성 부호기 보다 더 많은 소비자 승인을 제공하는 경향이 있다는 사실이다. 예로서, 더 일반적으로 생각하면, 유선-기반 전화 시스템에는 64kbps의 PCM 음성 부호화가 사용되지만, GSM 시스템에는 13kbps로 동작하는 RPE 음성 부호화 체계가 사용된다.
음성 부호화이외에, 디지털 통신 시스템에는 잘못 수신된 정보를 처리하는 다양한 기법이 사용된다. 일반적으로, 이런 기법은, 잘못 수신된 정보를 정정하기 위해 수신기를 원조하는 기법, 예를 들면, 순방향 에러 정정(Forward Error Correction; FEC) 기법, 및 잘못 수신된 정보를 수신기로 재전송시킬 수 있는 기법, 예를 들면, 자동 재전송 요구(Automatic Retransmission Request; ARQ) 기법을 포함한다. FEC 기법은, 예를 들면, 변조전에 데이터의 콘벌루션(convolution) 또는 블록 부호화(본원에서, 집합적으로 "채널 부호화"로 칭함)를 포함한다. 채널 부호화는 일정 수의 코드 비트를 사용하여 일정 수의 데이터 비트를 표현하는 단계를 포함한다. 따라서, 예를 들면, 부호화율, 예컨대 1/2 및 1/3 부호화율에 의한 콘벌루션 코드를 참조하는 것이 일반적인데, 저속의 부호화율은 소정의 채널 비트율에 대해 저속의 사용자 비트율을 제공하지만 더 많은 에러 보호를 제공한다.
종래에, 사용자 비트율에 영향을 주는 각 기법은, 무선 통신 시스템에 의해 제공되는 어떤 소정의 서비스에 대해, 또는, 무선 통신 시스템에 의해 확립되는 접속이 적어도 유지되는 동안 일정했다. 즉, 각 시스템은, 하나의 타입의 소스 부호화, 하나의 타입의 채널 부호화, 하나의 타입의 변조 및 하나의 자원 할당에 의해 동작되는 접속이 확립되었다. 그러나, 최근, 이런 기법의 동적 적용은, 시간에 대해 급격히 변화될 수 있는 대량의 파라미터, 예를 들면, 무선 통신 채널의 무선 전파 특성, 시스템의 부하, 사용자 비트율 요구조건 등을 고려하여 시스템 성능을 최적화하는 보편적인 방법이 되어왔다.
이런 처리 기법의 많은 상이한 조합은, 상이한 접속 무선 통신 시스템에 의해 지원되는 접속 사이 및 단일 접속의 유효 기간(lift time) 중에서와 같이, 선택적으로 이용될 수 있음을 알 수 있다. 그러나, 수신기는, 수신시 정보를 적절하게 복호화하기 위해, 송신기에 의해 사용된 처리의 타입을 알아야만 한다. 일반적으로, 신호와 관련된 처리 기법에 관해 수신기에 통보하는 기법은 다음의 두 범주 (category)가 있다: (1) 명백한 정보, 즉, 처리 타입을 나타내는 모드 값을 갖는 전송된 정보내의 메시지 필드 및 (2) 암시적 정보, 이는 종종 "블라인드(blind)" 복호화로 칭해지는데, 그래서, 수신기가 수신된 신호를 분석함으로써 송신기에 의해 수행된 처리를 판별한다. 이런 후자의 기법은 TIA/EIA IS-95 표준에 따라 동작하는 CDMA 시스템에 이용된다. 명백한 정보는, 수신기에서의 처리 지연을 감소시키기 때문에, 종종 바람직하다고 생각되지만, 그 대신, 송신기가 사용자 데이터에 따른 추가의 오버헤드 비트를 포함할 필요가 있다.
프레임 타입 지시기는 본 발명에 대해 특히 중요한 것인데, 이는 송신기의 현재 이용된 소스(음성) 부호화를 반영한다. 상술한 바와 같이, 프레임 타입 지시기는, 수신기가 적절한 음성 복호화 기법을 이용할 수 있도록, 수신기(무선 통신 시스템의 기지국 또는 이동국의 수신기이든, 비무선(nonradio) 통신 시스템의 어떤 수신기이든)로 전송될 수 있다. 일반적으로, 이런 프레임 타입 지시기는 데이터 필드와 함께 반송되는 단지 몇 비트만 포함할 수 있다. 따라서, 수신기가 프레임 타입 지시기를 정확하게 복호화할 수 있는 것은, 그렇지 않으면, 전체 프레임의 데이터가 복구될 수 없기 때문에, 특히 중요함을 이해할 수 있다. 모드 지시기의 정확한 수신에 대한 이런 요구는, 이용될 알맞은 음성 복호화 기법을 정확하게 판별할 가능성을 향상시키기 위해, 설계자가 대량의 채널 부호화에 의한 이런 지시기를 견고하게 보호하도록 하는 원인이 되었다.
그러나, 대량의 채널 부호화의 사용은 높은 중복(redundancy)을 의미하는데, 이는 모드 지시기 필드에 대해 더 많은 비트가 전송됨을 의미한다. 이는, 앞서 설명한 바와 같이, 오버헤드 비트가 증가되지 않고 최소화되어야 하기 때문에, 바람직하지 않다. 따라서, 프레임 타입 지시기가 적절하게 복호화될 가능성을 증가시키는 동시에, 페이로드 데이터와 함께 전송되는 오버헤드 비트의 수를 최소화하는 기법 및 시스템을 제공하는 것이 바람직하다,
본 발명은, 일반적으로, 통신 시스템 분야의 가변 비트율 신호에 관한 것으로써, 특히, 다수의 상이한 부호화율 중 하나를 사용하여 전송되어진 가변 비트율 신호의 복호화에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 프레임 타입 지시기가 실시될 수 있는 무선 통신 시스템의 일반적인 블록도.
도 2는 일정한 전체 전송율을 갖는 가변 페이로드 비트율 전송 체계의 블록도.
도 3은 본 발명이 실시될 수 있는 상이한 부호화율 및 비트 타입에 대한 설명도.
도 4는 비트 타입을 도 3의 부호화율에 대한 프레임으로 매핑하는 예를 나타내는 도면.
도 5는 프레임 타입을 명백하게 식별하는 종래의 기법을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 타입 식별을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제공되는 프레임 타입 지시기를 나타내는 도면.
정보를 통신하는 종래의 방법 및 시스템의 이런 및 다른 단점 및 제한은 본 발명에 따라 극복되는데, 프레임 지시기는 속도 정합(rate adaptation)을 위해 프레임에 미리 부가되었던 미사용 비트 대신에 포함된다. 따라서, 프레임 타입 지시기는 비교적 길 수 있는데, 이는 전송 에러에 대한 견고성(robustness)을 제공한다. 또한, 상이한 프레임 타입 지시기는 상이한 비트 길이를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 수신기는, 저장된 상이한 길이의 프레임 지시기 패턴, 예를 들면, 의사 난수(pseudorandom number) 시퀀스, 또는, 더 일반적으로는 적어도 부분적으로 직교하는(orthogonal) 어떤 타입의 시퀀스를, 수신된 프레임과 코릴레이션하여(correlation), 프레임 타입, 예를 들면, 부호화율을 식별한다. 충분히 높은 코릴레이션은, 수신된 프레임이 프레임 타입 지시기에 대응하는 속도를 갖는다고 수신기가 식별하도록, 정합을 제공한다.
한 예시적인 방법에 따르면, 다음 단계가 수행된다: 송신기에서의 정보 처리를 위한 둘 이상의 상이한 부호화율을 제공하는 단계로서, 프레임 타입 정보가 상기 둘 이상의 상이한 부호화율과 관련되는 부호화율 제공 단계; 상기 송신기에서, 상기 둘 이상의 상이한 부호화율 중 선택된 하나에 따른 레이트로 정보를 부호화하는 단계; 상기 부호화 정보와 함께 프레임 타입 지시기를 프레임에 포함하는 단계로서, 상기 프레임 타입 지시기가 상기 둘 이상의 상이한 부호화율 중 상기 선택된 하나에 따른 둘 이상의 프레임 타입 지시기로부터 선택되고, 상기 둘 이상의 프레임 타입 지시기가 상이한 비트 길이를 갖는 프레임 타입 지시기 포함 단계; 및 상기 프레임 타입 지시기 및 상기 부호화 정보를 포함하는 상기 프레임을 전송하는 단계.
본 발명의 이런 및 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이다.
다음 기술에서, 설명 및 제한되지 않음을 위해, 특정 회로, 회로 소자, 기법 등과 같은 특정 사항이 본 발명의 완전한 이해를 제공하도록 설명된다. 그러나, 본 발명이 이런 특정 사항으로부터 벗어난 다른 실시예로 이용될 수 있음이 당업자에게는 명백할 것이다. 다른 예에서, 잘-공지된 방법, 장치 및 회로의 상세한 설명은 본 발명의 설명을 불명료하게 하지 않기 위해 생략된다.
다음 실시예는 무선 통신 시스템의 상황에서 제공된다. 그러나, 당업자는, 본 발명이 유선 및 무선을 포함하는 통신 시스템의 어떤 타입에 적용될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명이 무선 인터페이스를 통해 전송되는 신호에 적용되는 시스템 및 방법에 대해, 본 발명은, 예를 들면, 주파수 분할 다중 접속(FDMA), TDMA, CDMA 및 그의 혼성을 포함하는 어떤 액세스 방법론을 사용하는 시스템에 동일하게 적용 가능하다.
또한, GSM 통신 시스템에 따른 무선 통신 시스템 동작의 예는 ETSI 문서 ETS300 573, ETS 300 574 및 ETS 300 578에 설명되는데, 이는 본원에 참조로서 결부된다. 따라서, GSM 시스템의 동작은, 본원에서는 단지 본 발명을 이해하기 위해 필요한 정도로 설명된다. 본 발명이 GSM 시스템에서의 실시예에 관해 설명되지만, 당업자는, 본 발명이 가변 비트율 부호화 체계를 사용하는 매우 다양한 다른 디지털 통신 시스템에 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예가 실시되는 통신 시스템(10)은 본 발명에 대한 일부 배경을 제공하기 위해 도시된다. 여기서, 시스템(10)은, 호(call)를 관리하기 위한 다중 레벨을 갖는 계층(hierarchical) 망으로서 설계된다. 업링크 및 다운링크 주파수의 셋을 사용함으로써, 시스템(10)내에서 동작하는 이동국(12)은 이런 주파수에서 상기 이동국에 할당된 타임 슬롯을 이용하여 호출된다. 상층의 계층 레벨에서, 이동전화 교환국(Mobile Switching Center; MSC)(14)의 그룹은 발신자로부터 수신지로의 호의 루팅에 응답 가능하다. 특히, 이런 엔티티는 호의 세트업, 제어 및 종료에 대해 응답 가능하다. 게이트웨이 MSC로 알려진 MSC(14) 중 하나는 공중 회선 교환 전화망(PSTN) (18) 또는 다른 공중망 및 사설망과의 통신을 처리한다.
하층의 계층 레벨에서, 각 MSC(14)는 기지국 제어기(Base Station Controller; BSC)(16)의 그룹에 접속된다. GSM 표준하에서, BSC(16)는 A-인터페이스로 공지된 표준 인터페이스에 의해 MSC(14)와 통신하는데, 이는 CCITT 신호전송 방식(Signaling System) No.7의 이동전화 응용부에 기초한다.
또한, 하층의 계층 레벨에서, 각 BSC(16)는 기지 송수신국(Base StationController; BTS)(16)의 그룹을 제어한다. 각 BTS(20)는 다수의 TRX(미도시)를 포함하는데, 이는 하나 이상의 통신 셀(21)과 같은 특정한 공통 지리적 영역을 서비스하기 위해 업링크 및 다운링크 RF 채널을 사용한다. BTS(20)는, 주로, 데이터 버스트를 지정된 셀내의 이동국(12)으로 송신하고, 상기 이동국으로부터 수신하기 위한 RF 링크를 제공한다. 실시예에서, 다수의 BTS(20)는 무선 기지국(Radio Base Station; RBS)(22)에 결합된다. RBS(22)는, 예를 들면, RBS-2000 제품의 패밀리에 따라 구성될 수 있는데, 이 제품은 본 발명의 양수인인 Telefonaktiebolaget LM Ericsson에 의해 제공된다. 예시적인 이동국(12) 및 RBS(22) 실시에 관한 더 세부 사항에 대해, 관심이 있는 독자는, 1997년 8월 29일 출원된 Magnus Frodigh 등의 "상이한 심벌율(symbol rate)을 갖는 변조 체계를 이용한 링크를 위한 링크 적용 방법"이라는 명칭의, 미국 특허 출원 번호 제 08/921,319 호를 참조하고, 이의 개시는 본원에 참조로서 명백하게 결부된다.
본 발명의 실시예에 따르면, BTS(20)와 이동국(12) 사이에서 전송되는 정보는 상이한 소스(예를 들면, 음성) 부호화 모드를 사용하여 처리될 수 있다. 이런 정보는, 그 다음, 일반적으로, 무선 통신 시스템의 고정부 내에서 다양한 링크를 통해 전송된다. 접속에 대한 상대측이 다른 이동국(12)이면, 정보는 다시 무선 인터페이스를 통해 전송된다.
프레임 타입 지시기가 전송되어 복호화될 수 있는 예시적인 모드를 더 완전히 이해하기 위해, 가변 비트율 프레임이 일정 속도(fixed rate) 채널로 매핑되는 도 2에 도시된 예시적인 시스템부를 생각하라. 여기서, 가변 비트율 부호기(30)(예를 들면, 이동국(12)에 배치됨)에 의해 생성되는 가변 길이 Nr의 프레임은 최종 프레임 길이 M에 의해 일정 속도를 갖는 채널로 매핑된다. 부호화율 r은 제어 유니트 (32)에 의해 결정되어 부호기(30)로 전송되는데, 이는 프레임당 Nr 부호화 비트로 구성되는 음성 프레임을 출력한다. 이런 부호화 비트는, 그 다음, 더 처리되어 무선 인터페이스를 통해 기지국(도 2에 미도시)으로 전송된다. 망의 고정부에서 일단 수신되면, 부가 데이터, 예를 들면, 동기화 및 다른 오버헤드 정보는 블록(34)에서 추가될 수 있는데, 이는, 예를 들면, BSC 또는 MSC의 트랜스코딩(transcoding) 유니트(TRAU, 미도시)에 배치될 수 있다. 그 다음, 속도 정합은, 더 많은 비트를 블록(34)의 출력에 선택적으로 추가하여, 디지털 회선(38), 또는, 무선 통신 시스템의 상이한 고정 노드의 TRAU를 링크할 수 있는 어떤 타입의 디지털 채널을 통해 전송되는 길이 M의 일정 속도 프레임을 산출하기 위해, 블록(36)(예를 들면, 또한, TRAU에 배치됨)에서 수행된다.
도 3 및 도 4는, 정보 전송에 이용될 수 있는 4개의 상이한 부호화율을 지정하는 시스템의 예를 제공한다. 이런 부호화율 및 프레임 포맷은, 소위 탄뎀-프리 동작(tandem-free operation; TFO) 시스템 개발(IS-773)과 관련하여 제안되어 왔다. TFO 시스템은 상이한 무선 인터페이스를 통한 데이터 블록의 전송과 관련된 다중 트랜스코딩을 감소시키거나 제거하도록 의도된다. 예를 들면, 이동국으로부터 무선 인터페이스를 통해 수신된 음성 프레임을 복호화 하는 대신, 통신 시스템내의 통신 링크를 통해 전송하기 위해 이런 복호화 음성 프레임을 펄스 부호화 변조 (PCM) 음성 샘플로 변환하고, 그 다음, 다른 무선 인터페이스를 통해 의도된 수신자에게 다시 한번 전송하기 위해, 음성 샘플을 기록함으로써, TFO 시스템은, 발신자와 수신자 사이에 정보를 전송하는 단계를 포함하는 노드의 단지 하나의 부호화/복호화 단계에 의해 데이터 블록을 전송하도록 의도된다.
도 3의 표는 페이로드 데이터 Nr, 부가 데이터 Dr 및 미사용 비트 Ur 사이의 관계를 예시하는데, 이는, 이런 예에서, 320 비트(CRC 비트 포함)의 일정 프레임 크기를 제공한다. 여기서 지정된 부호화율 r은 최대 출력 비트율과 관련된다. 이런 비트는 어떤 원하는 방식으로 각 프레임으로 매핑될 수 있는데, 이의 예는 각 부호화율에 대해 도 4에 도시된다. 당업자는, 특정 필드, 예를 들면, 페이로드 데이터, 부가 데이터 및 미사용 비트의 위치가 원하는 바와 같이 조정될 수 있고, 실제로, 이런 필드는 각 프래임내에 분산될 수 있음을 인식할 것이다. 도 3 및 도 4를 재검토함으로써 이해될 수 있는 바와 같이, 부호화율이 감소됨에 따라, 미사용의 필러(filler) 비트의 수가 일정 전송율을 유지하기 위해 증가된다.
상술한 바와 같이, 프레임 타입 지시기는, 각 프레임을 적절하게 복호화하기 위해 적절한 모드(위의 예에서, 예를 들면, 레이트(rate) 1, 1/2, 1/4 및 1/8)로 스위치하도록 수신기의 복호기에 알리기 위해, 각 프레임에서 전송될 수 있다. 한 제안에 따르면, 부가 비트 Dr는, 일정 수의 비트 F로 프레임 타입 지시기의 전송을 허용하기 위해, 일정 수의 비트 F에 의해 감소될 수 있다. 이런 개념이 도 5에 도시된다. 그러나, 이런 제안에 대한 단점은, 이것이 오버헤드 목적, 예를 들면, 동기화를 위한 이용 가능한 부가 비트의 수를 감소시킨다는 것인데, 또한, 이는 동기화(및 그에 따른 시스템) 성능에 심한 성능 저하(degradation)를 초래할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 프레임 타입 지시기는, 미사용 비트 Ur을 사용함으로써 대신 생성된다. 특히, 도 6에 도시된 바와 같이, 상이한 프레임 타입 패턴은 레이트 1/2, 1/4 및 1/8 레이트 프레임에 대한 이런 예시적인 시스템에서 각 프레임에 삽입된다. 레이트 1 프레임이 어떤 미사용 비트도 포함하지 않기 때문에, 이런 프레임은 명백한 프레임 타입 지시기를 갖지 않아도 된다. 따라서, 각 프레임 타입 지시기 패턴은 상이한 수의 비트를 갖는다. 예를 들면, 단지 설명적인 수의 예에서, 레이트 1/2 프레임 타입 지시기는 142 비트까지 가질 수 있고, 레이트 1/4 프레임 타입 지시기는 221 비트까지 가질 수 있으며, 레이트 1/8 프레임 타입 지시기는 255 비트까지 가질 수 있다. 프레임 타입 지시기 패턴은, 예를 들면, 의사 난수(PN) 시퀀스 발생기에 의해 당업자에게 명백한 방식으로 생성될 수 있다.
수신기는, 그 다음, 수신된 프레임의 속도를 판별하기 위해 패턴 정합 처리를 수행할 수 있다. 이런 예에서, 4개의 상이한 부호화율을 사용해서, 수신기는, 메모리로부터 3개의 알려진 프레임 타입 지시기 각각을 검색하여, 정합이 존재한다고 판별되는 수신된 프레임을 검색함으로써, 수신된 프레임의 식별을 시도할 수 있다. 예를 들면, 수신기는 1/2 레이트 프레임과 관련된, 예를 들면, 142 비트의 제 1 프레임 지시기 패턴을 검색할 수 있고, 수신된 프레임과 제 1 프레임 지시기 사이의 코릴레이션 레벨을 결정할 수 있다. 코릴레이션의 레벨이 충분히 높으면, 수신기는 그 프레임을 레이트 1/2 프레임으로 식별한다. 그렇지 않으면, 상기 처리는 계속하여, 예를 들면, 221 비트의 제 2 프레임 지시기 패턴을 검색하여, 제 2 코릴레이션을 수행한다. 정합이 발견되지 않으면, 수신기는 계속하여, 예를 들면, 255비트의 제 3 프레임 지시기 패턴을 검색하여, 제 3 코릴레이션을 수행한다. 정합이 식별되지 않으면, 수신기는 상기 프레임을 레이트 1 프레임, 즉 명백한 프레임 타입 지시기가 없는 프레임으로 식별한다.
택일적으로, 수신된 프레임은 프레임 지시기 패턴 모두와 코릴레이션될 수 있다. 그 다음, 최대 코릴레이션 값이 임계값과 비교될 수 있다. 최대 코릴레이션 값이 임계값 이하이면, 수신기는 프레임을 디폴트(예를 들면, 최대값) 부호화율로 식별한다. 그렇지 않고, 최대 코릴레이션 값이 임계값을 초과하면, 프레임은 최대 코릴레이션 값을 생성한 프레임 지시기 패턴과 관련된 부호화율을 갖는 것으로 식별된다.
물론, 미사용 비트 모두가 프레임 타입 지시기에 사용되는 경우에도, 모든 비트가 코릴레이션에 포함될 필요는 없다. 예를 들면, 저장된 프레임 타입 지시기의 서브셋이 식별 작업에 이용될 처리 자원과 관련하여 원하는 정확도에 따라 코릴레이션을 수행하는데 사용될 수 있다.
물론, 프레임 지시기 필드는 에러로 수신될 수 있다. 또한, 레이트= 1/2, 1/4, 1/8과 관련된 특정 프레임 타입 지시기가 전송되거나, 실제로 부호화율 1로 전송되는 프레임에서 우연히 검출될 확률이 있다. 에러에 자유로운 경우, 프레임 타입 지시기를 잘못 검출할 확률은 프레임 지시기의 길이에 따라 결정되는데, 이는, 상술한 바와 같이, 미사용 비트가 프레임 타입 지시를 반송하는데 사용되기 때문에, 상이한 부호화율에 대해 변경될 수 있다. 패턴이 2비트 에러까지 수신되는 경우, 정합으로서 허용된다고 가정하면, 다음 공식은, 비트(0,1)가 동일하게 분포되고 통계적으로 독립적인 경우, 패턴이 잘못 검출될 확률 PE을 산출한다:
이 공식은, 142 비트 정도 이상의 프레임 타입 지시기에 대해, 수신된 프레임의 부호화율을 잘못 식별할 확률은 무시해도 좋음을 나타낸다. 그러나, 원하면, 페이로드 및 부가 데이터는, 프레임 타입 지시기 패턴 중 하나가 무작위로 (randomly) 발생되는지를 판별하기 위해, 전송 전에 선별(screen)될 수 있다. 송신기는 프레임 타입 지시기 패턴이 페이로드 및/또는 부가 비트에 포함됨을 인식하면, 수신기에서 부호화율을 잘못 식별하는 것을 방지하기 위해, 이런 비트중 하나 이상을 의도적으로 변경할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 가변 속도 소스 복호기는, 일단 특정 수 Lr 의 비트가 입력으로 이용 가능하면, 복호화 처리를 시작할 수 있다. 이런 비트의 수는 부호화율 r에 따라 결정되는데, 예를 들면, L1= 90 비트(r=1에 대해), L12= 50 비트(r=1/2에 대해), L14= 45 비트(r=1/4에 대해), 및 L18= 20 비트이다. 프레임 지시기 패턴의 비트 수가 Fr = 90 - Lr로 설정되면, 가변 비트율 소스 복호기는 부호화율을 판별할 수 있고, 따라서, 특정 프레임에 대해 사용된 부호화율에 상관없이 90 비트 이후에 복호화가 시작된다.
이런 개념은 도 7에 도시되는데, 프레임의 처음 90 비트는 본 명세서의 예에서 사용된 상이한 부호화율 각각에 의해 부호화된 프레임에 대해 도시된다. 따라서, 부호화율 r=1에 대해, 처음 90 비트는 단지 페이로드 데이터만을 포함하고 프레임 타입 지시기는 포함하지 않는다. 부호화율 r=1/2에 대해, 처음 90 비트는 50 비트의 페이로드 정보 다음에 40비트의 프레임 타입 지시기를 포함한다. 부호화율 = 1/4에 대해, 프레임의 처음 90 비트는 45 비트의 페이로드 정보 다음에 45비트의 프레임 타입 지시기를 포함한다. 마지막으로, 프레임 레이트 = 1/8에 대해, 처음 70 비트는 20 비트의 페이로드 정보 다음에 프레임 타입 지시기를 포함한다. 물론, 당업자는, 본 예에서 제공된 상기 수는 단지 설명적인 것이고, 상이한 수의 비트가 부호화율 등을 변화시킴에 따른 프레임 타입 지시기에 제공될 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명이 단지 몇가지의 실시예를 참조하여 상세히 설명되었지만, 당업자는, 다양한 변형예가 본 발명을 벗어나지 않고도 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 상술한 프레임 포맷이 페이로드, 부가 데이터 및 프레임 지시기 필드를 통합된 필드로서 도시하지만, 이런 필드의 일부 또는 모두는 프레임내에서 분할될 수 있다. 예를 들면, 프레임 타입 지시기 필드의 일부는 각 프레임 내에서 페이로드 데이터의 일부와 함께 인터리브(interleave)될 수 있다. 따라서, 본 발명은 다음의 청구범위에 의해서만 한정되는데, 이는 그의 모든 등가물(equivalent)을 포함하도록 의도된다.

Claims (15)

  1. 통신 시스템의 프레임 타입 정보를 전송하는 방법으로서,
    상기 송신기에서 상기 정보를 처리하도록, 둘 이상의 상이한 부호화율을 제공하는 단계로서, 상기 프레임 타입 정보가 상기 둘 이상의 상이한 부호화율과 관련되는 부호화율 제공 단계;
    상기 송신기에서, 상기 둘 이상의 상이한 부호화율 중 선택된 하나에 따른 레이트로 정보를 부호화하는 단계;
    상기 부호화 정보와 함께 프레임 타입 지시기를 프레임에 포함하는 단계로서, 상기 프레임 타입 지시기가 상기 둘 이상의 상이한 부호화율 중 상기 선택된 하나에 따라 둘 이상의 프레임 타입 지시기로부터 선택되고, 상기 둘 이상의 프레임 타입 지시기가 상이한 비트 길이를 갖는 프레임 타입 지시기 포함 단계; 및
    상기 프레임 타입 지시기 및 상기 부호화 정보를 포함하는 상기 프레임을 전송하는 단계를 포함하는, 프레임 타입 정보 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    저속 부호화율과 관련된 상기 프레임 타입 지시기의 비트 길이가 고속 부호화율과 관련된 상기 프레임 타입 지시기의 비트 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 프레임 타입 정보 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부호화가 음성 부호화인 것을 특징으로 하는 프레임 타입 정보 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 둘 이상의 부호화율 중 하나가 레이트 1 및 레이트 1/2인 것을 특징으로 하는 프레임 타입 정보 전송 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    레이트 1과 관련된 상기 프레임 타입 지시기는 비트 길이가 0이고, 레이트 1/2과 관련된 상기 프레임 타입 지시기는 비트 길이가 40인 것을 특징으로 하는 프레임 타입 정보 전송 방법.
  6. 수신된 정보 프레임의 프레임 타입을 판별하는 방법으로서,
    상기 프레임을 수신하는 단계;
    상기 수신된 프레임을 제 1 프레임 지시기 패턴과 코릴레이션 하는 단계;
    상기 코릴레이션의 결과가 임계값을 초과하는 경우에는, 상기 수신된 프레임이 상기 제 1 프레임 지시기 패턴과 관련된 제 1 타입을 갖는다고 식별하는 단계;
    상기 수신된 프레임이 상기 제 1 타입을 갖는다고 식별되지 않은 경우에는, 상기 수신된 프레임을 제 2 프레임 지시기 패턴과 코릴레이션하는 단계;
    상기 코릴레이션의 결과가 임계값을 초과하는 경우에는, 상기 수신된 프레임이 상기 제 2 프레임 지시기 패턴과 관련된 제 2 타입을 갖는다고 식별하는 단계로서, 상기 제 1 및 제 2 프레임 지시기 패턴이 상이한 비트 길이를 갖는 프레임 식별 단계; 및
    그렇지 않은 경우에는, 상기 수신된 프레임이 제 3 타입을 갖는다고 식별하는 단계를 포함하는, 프레임 타입 판별 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 타입이 상이한 음성 부호화율인 것을 특징으로 하는 프레임 타입 판별 방법.
  8. 수신기로서,
    정보 프레임을 수신하는 수신 처리 회로;
    다수의 프레임 지시기 패턴을 저장하는 기억 장치로서, 상기 패턴이 다수의 상이한 부호화율의 각각에 대한 상이한 프레임 지시기 패턴을 포함하고, 상기 상이한 프레임 지시기 패턴 중 둘 이상은 상이한 비트 길이를 갖는 기억 장치; 및
    상기 정보 프레임과 관련된 부호화율의 식별이 정합될 때까지, 상기 정보 프레임을 상기 다수의 저장된 프레임 지시기 패턴의 각각과 코릴레이션하는 처리 장치를 포함하는, 수신기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다수의 저장된 프레임 지시기 패턴의 각각이 상이한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 수신기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    저속 부호화율과 관련된 상기 둘 이상의 프레임 타입 지시기 중 하나의 비트 길이가 고속 부호화율과 관련된 상기 둘 이상의 프레임 타입 지시기 중 다른 하나의 비트 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 수신기.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 부호화가 음성 부호화인 것을 특징으로 하는 수신기.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 둘 이상의 부호화율 중 하나가 레이트 1 및 레이트 1/2인 것을 특징으로 하는 수신기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    레이트 1과 관련된 상기 프레임 타입 지시기는 비트 길이가 0이고, 레이트 1/2과 관련된 상기 프레임 타입 지시기는 비트 길이가 40인 것을 특징으로 하는 수신기.
  14. 수신된 정보 프레임의 프레임 타입을 판별하는 방법으로서,
    상기 프레임을 수신하는 단계;
    상기 수신된 프레임을 다수의 프레임 지시기 패턴과 코릴레이션하는 단계;
    상기 코릴레이션 단계에서 생성되는 최대 코릴레이션 값을 임계값과 비교하는 단계;
    상기 최대 코릴레이션 값이 상기 임계값을 초과하는 경우에는, 상기 수신된 프레임이 상기 최대 코릴레이션 값을 생성시킨 프레임 지시기 패턴과 관련된 제 1 타입을 갖는다고 식별하는 단계; 및
    그렇지 않은 경우에는, 상기 수신된 프레임이 디폴트 타입을 갖는다고 식별하는 단계를 포함하는, 프레임 타입 판별 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 및 디폴트 타입이 상이한 음성 부호화율인 것을 특징으로 하는 프레임 타입 판별 방법.
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