KR20050008870A - 동적 디코딩을 이용한 개선된 피드백 시스템 - Google Patents

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KR20050008870A
KR20050008870A KR10-2005-7000203A KR20057000203A KR20050008870A KR 20050008870 A KR20050008870 A KR 20050008870A KR 20057000203 A KR20057000203 A KR 20057000203A KR 20050008870 A KR20050008870 A KR 20050008870A
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Abstract

본 발명은, 확인응답 신호를 동적으로 디코딩하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 소스는 확인응답 신호를 수신하고 (단계 410), 확인응답 신호와 관련된 에너지값의 모니터링을 시작한다 (단계 412). 확인응답 신호의 종단 이전에, 그 에너지값이 소정의 임계량을 초과하면, 소스는 그 지점까지 수신된 확인응답 신호의 일부가 성공적으로 디코딩될 수 있음을 확신한다. 따라서, 소스는 확인응답 신호의 그 일부를 디코딩하고 (단계 416), 확인응답 신호의 나머지를 무시한다.

Description

동적 디코딩을 이용한 개선된 피드백 시스템{IMPROVED FEEDBACK SYSTEM USING DYNAMIC DECODING}
배경
기술분야
본 발명은 일반적으로 패킷 데이터 통신에 관한 것으로, 좀더 자세하게는, 확인응답 (ACK) 신호를 이용한 피드백 시스템의 개선에 관한 것이다.
배경기술
무선 통신 분야는, 예를 들어, 무선 전화, 호출, 무선 가입자 회선 (WLL), 개인휴대 정보단말기 (PDA), 인터넷 전화, 및 위성 통신 시스템을 포함하여 다수의 애플리케이션을 가진다. 특히 중요한 애플리케이션은 이동 가입자를 위한 셀룰러 전화 시스템이다. 여기에서 사용되는 바와 같이, "셀룰러" 라는 용어는 셀룰러 주파수 및 개인 통신 서비스 (PCS) 주파수 모두를 포함한다. 예를 들어, 주파수 분할 다중접속 (FDMA), 시분할 다중접속 (TDMA), 및 코드분할 다중접속 (CDMA) 을 포함하여, 그 셀룰러 전화 시스템용의 다양한 공중 인터페이스가 개발되었다. 이와 관련하여, 예를 들어, AMPS (Advanced Mobile Phone Service), GSM (Global System for Mobile), 및 IS-95 (Interim Standard 95) 를 포함하여 다양한 국내 및 국제 표준이 확립되었다. IS-95 및 그 파생 표준인 IS-95A, IS-95B, ANSI J-STD-008 (여기에서는, 종종, IS-95 라고 통칭함), 및 제안된 고속 데이터레이트 (HDR) 시스템이 통신산업 협회 (TIA) 및 기타 널리 공지된 표준단체에 의해 공포되어 있다.
IS-95 표준의 이용에 따라 구성되는 셀룰러 전화 시스템은 CDMA 신호 프로세싱 기술을 이용하여 매우 효율적이고 강인한 셀룰러 전화 서비스를 제공한다. IS-95 표준의 이용에 따라 실질적으로 구성되는 예시적인 셀룰러 전화 시스템은, 본 발명의 양수인에게 양도되었고 여기에 참조로서 포함되는 미국특허 제 5,103,459 호 및 제 4,901,307 호에 개시되어 있다. CDMA 기술을 이용하는 예시적인 시스템은, TIA 에서 발행된 cdma2000 ITU-R 무선 송신 기술 (RTT) 후보 제출물 (여기에서는 cdma2000 이라고 함) 이다. cdma2000 에 대한 표준은 IS-2000 의 드래프트 버전으로 제출되어 있으며 TIA 에 의해 승인되었다. 또 다른 CDMA 표준은, 제 3 세대 파트너쉽 프로젝트 "3GPP" 의 문서번호 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213, 및 3G TS 25.214 에 구현되어 있는 W-CDMA 표준이다.
상술한 통신 표준들은, 구현될 수 있는 다양한 통신 시스템의 오직 일부의 예이다. 이들 다양한 통신 시스템들 중 일부는 가입자 유닛과 기지국 사이에서 데이터 트래픽의 송신을 가능케 한다. 데이터 트래픽을 반송하도록 설계되는 시스템에서는, 언제나, 시스템의 데이터 스루풋 (throughput) 의 최적화가 궁극적인 목표이다. 또한, 송신 정보의 신뢰성있는 수신을 보장하는 것이 바람직하다. 여기에서 설명되는 구현물은, 송신 데이터의 신뢰성있는 수신을 향상시키는 신뢰성있는 피드백 메커니즘을 위한 것이며, 이는 통신 시스템의 데이터 스루풋을 더 향상시킨다.
요약
여기에서 제공되는 방법 및 장치는 상술한 요구를 해결한다. 일 양태에서는, 수신측으로부터의 확장된 확인응답 신호를 동적으로 디코딩하는 장치가 제공되는데, 그 장치는 적어도 하나의 메모리 엘리먼트; 및 적어도 하나의 메모리 엘리먼트 내에 저장된 명령 세트를 실행하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세싱 엘리먼트를 구비하되, 그 명령 세트는, 확장된 확인응답 신호를 수신함과 동시에 그 확장된 확인응답 신호의 수신 신호 품질을 모니터링하고; 그 확장된 확인응답 신호의 일부의 수신 신호 품질과 임계값을 비교하고; 그리고, 수신 신호 품질이 임계값 보다 크거나 같으면, 그 확장된 확인응답 신호의 일부를 디코딩하고, 확장된 확인응답 신호의 나머지를 무시한다.
다른 양태에서는, 확장된 확인응답 신호를 수신함과 동시에 그 확장된 확인응답 신호의 수신 신호 품질을 모니터링하는 단계; 그 확장된 확인응답 신호의 일부의 수신 신호 품질과 임계값을 비교하는 단계; 및 수신 신호 품질이 임계값 보다 크거나 같으면, 그 확장된 확인응답 신호의 일부를 디코딩하고, 확장된 확인응답 신호의 나머지를 무시하는 단계를 위한 방법이 제공된다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 무선 통신 네트워크의 도면이다.
도 2 는 종래의 신속한 확인응답 방법을 수행하기 위한 슬롯 시간선을 도시한 것이다.
도 3 은 확인응답 신호를 디코딩하기 위한 시간선이다.
도 4 는 확인응답 신호를 신속하게 디코딩하기 위한 흐름도이다.
도 5 는 신규한 신속 확인응답 방법을 수행하기 위한 흐름도이다.
도 6 은 신규한 신속 확인응답 방법을 수행하기 위한 슬롯 시간선을 도시한 것이다.
상세한 설명
도 1 에 도시된 바와 같이, 일반적으로, 무선 통신 네트워크 (10) 는 복수의 이동국 (12a 내지 12d; 가입자 유닛 또는 사용자 장비 또는 원격국이라고도 함), 복수의 기지국 (14a 내지 14c; 기지국 트랜시버 (BTS) 또는 노드B 라고도 함), 기지국 제어기 (BSC; 16) (무선 네트워크 제어기 또는 패킷 제어 기능이라고도 함), 이동국 스위칭 센터 (MSC) 또는 스위치 (18), 패킷 데이터 서빙 노드 (PDSN) 또는 상호연동 기능 (IWF; 20), 공중 스위치 전화 네트워크 (PSTN; 22) (통상적으로, 전화 회사), 및 인터넷 프로토콜 (IP) 네트워크 (통상적으로, 인터넷; 24) 를 포함한다. 간략화를 위하여, 4 개의 이동국 (12a 내지 12d), 3 개의 기지국 (14a 내지 14c), 하나의 BSC (16), 하나의 MSC (18), 및 하나의 PDSN (20) 이 도시되어 있다. 당업자는 임의의 수의 이동국 (12), 기지국 (14), BSC (16), MSC (18), 및 PDSN (20) 이 존재할 수 있음을 알 수 있다.
일 실시형태에서, 무선 통신 네트워크 (10) 는 패킷 데이터 서비스 네트워크이다. 이동국 (12a 내지 12d) 은 휴대 전화기, IP기반 웹-브라우저 애플리케이션을 구동시키는 랩탑 컴퓨터에 접속되는 셀룰러 전화기, 관련 핸즈-프리 자동차 키트를 갖는 셀룰러 전화기, IP기반 웹-브라우저 애플리케이션을 구동시키는 개인휴대 정보 단말기 (PDA), 휴대 컴퓨터와 일체형인 무선 통신 모듈, 또는 무선 가입자 회선이나 계기 판독 시스템에서 발견될 수도 있는 것과 같은 고정 위치확인 통신 모듈 등의 수개의 다양한 타입의 무선 통신 디바이스일 수도 있다. 가장 일반적인 실시형태에서, 이동국은 임의 타입의 통신 유닛일 수도 있다.
이동국 (12a 내지 12d) 는, 예를 들어, EIA/TIA/IS-707 표준에 개시되어 있는 바와 같이 하나 이상의 무선 패킷 데이터 프로토콜을 수행하도록 구성되는 것이 바람직할 수도 있다. 특정한 실시형태에서, 이동국 (12a 내지 12d) 은 IP 네트워크 (24) 를 향하는 IP 패킷들을 생성하며, 점대점 프로토콜 (PPP) 을 이용하여 IP 패킷들을 프레임으로 캡슐화 (encapsulation) 한다.
일 실시형태에서, 예를 들어, E1, T1, 비동기 전송 모드 (ATM), IP, PPP, 프레임 릴레이, HDSL, ADSL, 또는 xDSL 를 포함한 다수의 공지된 프로토콜에 따라 음성 및/또는 데이터 패킷 송신용으로 구성되는 유선을 통하여, IP 네트워크 (24) 는 PDSN (20) 에, PDSN (20) 은 MSC (18) 에, MSC (18) 은 BSC (16) 및 PSTN (22) 에, 및 BSC (16) 은 기지국 (14a 내지 14c) 에 커플링된다. 또 다른 실시형태에서, BSC (16) 는 PDSN (20) 에 직접 커플링되며, MSC (18) 는 PDSN (20) 에 커플링되지 않는다.
무선 통신 네트워크 (10) 의 통상적인 동작 중에, 기지국 (14a 내지 14c) 은 전화 콜 (calls), 웹 브라우징, 또는 기타 데이터 통신에 관련된 다양한 이동국 (12a 내지 12d) 으로부터의 역방향 신호 세트를 수신 및 복조한다. 소정의 기지국 (14a 내지 14c) 에 의해 수신되는 각각의 역방향 신호는 그 기지국 (14a 내지14c) 내에서 프로세싱된다. 각각의 기지국 (14a 내지 14c) 은 순방향 신호 세트를 이동국 (12a 내지 12d) 에게 변조 및 송신함으로써, 복수의 이동국 (12a 내지 12d) 과 통신할 수도 있다. 예를 들어, 도 1 에 도시된 바와 같이, 기지국 (14a) 은 제 1 및 제 2 이동국 (12a, 12b) 과 동시에 통신하며, 기지국 (14c) 는 제 3 및 제 4 이동국 (12c, 12d) 과 동시에 통신한다. 이에 따라 생성된 패킷들은, 특정한 이동국 (12a 내지 12d) 에 대한 콜의 일 기지국 (14a 내지 14c) 으로부터 다른 기지국 (14a 내지 14c) 으로의 소프트 핸드오프 (soft handoff) 를 조정하는 것을 포함하여, 콜 자원 할당 및 이동성 관리 기능을 제공하는 BSC (16) 로 포워딩된다. 예를 들어, 이동국 (12c) 은 2 개의 기지국 (14b, 14c) 과 동시에 통신하고 있다. 결국, 이동국 (12c) 이 기지국들 중 한 기지국 (14c) 으로부터 충분히 멀리 이동할 경우, 콜은 다른 기지국 (14b) 으로 핸드오프된다.
만약 송신이 종래의 전화 콜이면, BSC (16) 는 PSTN (22) 과의 인터페이스를 위한 추가적인 라우팅 서비스를 제공하는 MSC (18) 로 수신 데이터를 라우팅한다. 만약 송신이 IP 네트워크 (24) 를 향하는 데이터 콜과 같이 패킷 기반 송신이면, MSC (18) 는, IP 네트워크 (24) 로 패킷들을 송신하는 PDSN (20) 으로 데이터 패킷들을 라우팅한다. 다른 방법으로는, IP 네트워크 (24) 로 패킷들을 송신하는 PDSN (20) 으로 BSC (16) 가 패킷들을 직접 라우팅한다.
일부 통신 시스템에서, 데이터 트래픽을 반송하는 패킷들은, 송신 채널의 슬롯을 점유하는 서브패킷으로 분할된다. 오직 설명의 편의를 위하여, 여기에서는 cdma2000 이라는 용어를 사용한다. 이러한 사용은, 여기에서의 실시형태들의 구현을 cdma2000 시스템으로 한정하려는 것은 아니다. 그 실시형태들은, 여기에서 설명되는 실시형태들의 범위에 영향을 주지 않으면서, 예를 들어, WCDMA 와 같은 다른 시스템에서 구현될 수 있다.
기지국으로부터 그 기지국의 범위 내에서 동작하는 원격국으로의 순방향 링크는 복수의 채널로 구성될 수 있다. 순방향 링크의 채널들 중 일부는 파일럿 채널, 동기화 채널, 페이징 채널, 퀵 페이징 채널, 브로드캐스트 채널, 전력 제어 채널, 할당 채널, 제어 채널, 전용 제어 채널, MAC (medium access control) 채널, 기본 채널, 보조 채널, 보조 코드 채널, 패킷 데이터 채널, 및 확인응답 (ACK) 채널을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
또한, 원격국으로부터 기지국으로의 역방향 링크도 복수의 채널로 구성될 수 있다. 역방향 링크의 채널들 중 일부는 파일럿 채널, 기본 채널, 전용 제어 채널, 보조 채널, 패킷 데이터 채널, 액세스 채널, 채널 품질 피드백 채널 및 확인응답 (ACK) 채널을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
각각의 채널은 상이한 타입의 정보를 목표 수신측으로 반송한다. 통상적으로, 음성 트래픽은 기본 채널을 통하여 반송되며, 데이터 트래픽은 보조 채널 또는 패킷 데이터 채널을 통하여 반송된다. 일반적으로, 보조 채널은 초 순서로의 시간 지속기간 동안 인에이블되며 변조 및 코딩 포맷을 좀처럼 변경하지 않지만, 패킷 데이터 채널은 20ms 간격으로 동적으로 변한다. 여기에서의 실시형태들을 설명하기 위하여, 보조 채널 및 패킷 데이터 채널은 데이터 트래픽 채널이라고 총칭한다.
통상적으로, 음성 트래픽 및 데이터 트래픽은 순방향 링크 또는 역방향 링크를 통하여 송신되기 전에 인코딩, 변조, 및 확산된다. 인코딩, 변조, 및 확산은 다양한 포맷으로 구현될 수 있다. CDMA 시스템에서, 송신 포맷은, 음성 트래픽 및 데이터 트래픽이 송신되는 채널 타입 및 채널 조건에 궁극적으로 의존하는데, 이는 페이딩 및 간섭의 관점에서 설명될 수 있다.
다양한 송신 파라미터들의 조합에 대응하는 소정의 송신 포맷은 송신 포맷들의 선택을 단순화하는데 이용될 수 있다. 일 실시형태에서, 송신 포맷은, 시스템에 의해 사용되는 변조 방식, 직교코드 또는 준-직교코드의 수, 비트 단위의 데이터 페이로드 사이즈, 메시지 프레임의 지속기간, 및/또는 인코딩 방식에 관한 세부사항과 같은 송신 파라미터들의 모두 또는 일부의 조합에 대응한다. 통신 시스템 내에서 사용되는 변조 방식의 어떤 예로는, 직교 위상천이 변조방식 (QPSK), 8-진 위상천이 변조방식 (8-PSK), 및 16-진 직교 진폭변조 (16-QAM) 가 있다. 선택적으로 구현될 수 있는 다양한 인코딩 방식들 중 일부로는, 다양한 레이트로 구현되는 컨벌루셔널 인코딩 방식, 또는 인터리빙 단계와는 구별되는 다중의 인터리빙 단계를 포함하는 터보 인코딩이 있다.
월시 코드 시퀀스와 같은 직교 및 준-직교 코드는 순방향 링크를 통하여 각각의 원격국으로 송신되는 정보를 채널화하는데 사용된다. 즉, 월시 코드 시퀀스는 시스템으로 하여금 상이한 직교 또는 준-직교 코드를 각각 할당받은 다중의 사용자를 동일한 시간 지속기간 동안에 동일한 주파수 상에서 오버레이하게 하도록 순방향 링크를 통하여 사용된다. 월시 코드 시퀀스와 같은 직교 코드는, 전용제어 채널, 보조 채널, 기본 채널, 및 확인응답 채널과 같이, 역방향 링크를 통한 별도의 서로 다른 정보 스트림을 채널화하는데 사용된다.
후술되는 실시형태의 경우, "소스" 라는 용어는 확인응답이 발견되는 데이터를 송신하는 측 (parties) 을 나타내는데 사용되고, "수신측 (destination)" 이라는 용어는 확인응답을 송신하는 측을 나타내는데 사용된다. 소스는 순방향 링크를 통하여 송신하는 기지국일 수도 있고, 또는 역방향 링크를 통하여 송신하는 이동국일 수도 있다. 수신측은 순방향 링크를 통하여 수신하는 이동국일 수도 있고, 또는 역방향 링크를 통하여 수신하는 기지국일 수도 있다. 즉, 그 실시형태들은 순방향 링크 또는 역방향 링크를 통하여 구현되기 위해 확장될 수 있다.
또한, 설명의 편의를 위하여, 여기에서, "데이터 정보" 라는 용어는 소스와 정보 사이에서 송신되는 정보를 나타내는데 사용된다. "데이터 패킷" 이라는 용어는 송신 포맷에 따라 인코딩 및 변조된 데이터 정보를 설명하는데 사용된다.
통상적으로, 데이터 트래픽 채널에 대한 송신 포맷 및 전력은, 수신측에서의 높은 수신 성공 가능성을 보장하도록 소스에 의해 조정된다. 성공적인 디코딩은, 데이터 패킷의 사이클릭 리던던시 체크 (CRC) 비트가 성공 (pass) 인지 또는 실패인지 여부를 결정하는 방법, 재-인코딩된 에러 레이트를 계산하는 방법, 또는 비터비 디코더를 위한 야마모토 메트릭을 계산하는 방법과 같이 당업계에 널리 공지되어 있는 하나 이상의 방법들의 조합에 의해 입증될 수도 있다.
수신측의 수신기에서의 채널 품질 및 간섭 레벨의 예측할 수 없는 변동으로 인해, 소스는 수신측이 송신물을 성공적으로 수신했는지 여부를 직접 결정할 수 없다. 통상적인 패킷 데이터 시스템에서, 데이터 송신의 성공 또는 실패를 나타내는 확인응답 신호는 수신측으로부터 소스로 되송신된다. 일부 패킷 데이터 시스템에서, 확인응답 신호는, 수신측에 의해 데이터 패킷이 수신된 직후에 확인응답 채널을 통하여 송신된다. 또한, 일부 패킷 데이터 시스템에서, 확인응답 신호는 추가적인 정보와 시분할 멀티플렉싱된 후, 소정 채널을 통하여 송신된다.
만약 소스가 부정 확인응답 (NAK) 신호를 수신하면, 소스는 데이터 패킷을 재송신하도록 결정할 수도 있다. 데이터의 최후의 성공적인 수신을 보장하기 위하여, 소스는 상이한 코딩 포맷 또는 송신 포맷을 갖는 데이터 패킷을 재송신하도록 결정할 수도 있다. 다른 방법으로, 수개의 성공하지 않는 송신 시도 이후에, 소스는 다양한 이유로 데이터 패킷 송신을 중단할 것을 결정할 수도 있는데, 그 중 하나의 이유는 데이터 패킷 내의 데이터 정보가 일정한 주기 이후에 구식이 되고 쓸모없게 되는 것이다.
만약 데이터 패킷이 소스에 의해 재송신된 후 수신측에 의해 수신되면, 수신측은 성공적인 디코딩 가능성을 더 증대시키기 위하여 이전의 데이터 패킷의 저장된 사본과 새롭게 수신된 데이터 패킷의 일부를 결합할 수도 있다. 비록 이전에 송신된 데이터 패킷이 성공적으로 디코딩되지 않았을 수도 있지만, 수신측은 이 이전의 성공적으로 디코딩되지 않은 데이터 패킷을 저장하고, 이 성공적으로 디코딩되지 않은 데이터 패킷에 대한 정보를 이용하여 새롭게 수신된 데이터 패킷을 디코딩할 수도 있다.
송신 데이터 패킷에 대하여 확인응답 신호가 수신될 것을 대기하는 동안, 소스는 또 다른 수신측으로 신규한 데이터 정보의 패킷을 송신할 수도 있는데, 이것 또한 이 신규한 데이터 패킷의 확인응답이 수신될 때까지 저장되어야 한다. 이러한 프로세스는, 제 1 수신측으로부터의 제 1 패킷에 대한 확인응답이 수신되기 전에 수개의 더 많은 수신측에 대한 수개의 더 많은 패킷에 의해 계속됨으로써, 확인응답을 대기하는 모든 패킷을 저장하기 위하여 소스에게 바람직하지 않게 큰 메모리를 갖도록 요구할 수도 있다. 다른 방법으로, 소스는 제한된 양의 메모리를 가질 수도 있으며, 이 메모리가 충만될 경우에 신규한 패킷의 송신을 중단시킬 수도 있다. 만약 소스가 신규한 패킷의 송신을 중단시키면, 부동(不動) 시간이 발생하게 되어, 소스의 전체 스루풋을 감소시킨다.
이와 유사하게, 수신측은, 재송신을 대기하는 패킷을 저장해야 한다. 전술한 바와 같이, 수신측은 이전에 수신된 데이터 패킷의 일부를 이용하여 후속적으로 수신된 데이터 패킷을 디코딩할 수도 있다. 따라서, 수신측은 소스로부터의 재송신을 대기하는 모든 패킷을 저장하도록 더 큰 메모리를 가지거나, 패킷들을 연속적으로 수신할 수 없어서 그 스루풋을 희생시킬 수도 있다. 이들 선택 모두는 바람직하지 않다.
상술한 문제점에 대한 일 솔루션은 소스에 의해 수신되는데 가능한 짧은 시간이 걸리는 확인응답 신호를 이용하는 것이다. 만약 확인응답 신호가 소스에 의해 더 신속하게 수신되면, 패킷 송신과 확인응답 수신 사이의 피드백 시간이 감소된다. 피드백 시간의 감소는, 송신을 대기하는 패킷의 양을 비례적으로 감소시키고, 이는 메모리 요건 및 데이터 부동시간을 감소시킨다. 따라서, 송신 시, 추후에 사용하기 위하여 패킷을 저장하는데 요구되는 메모리 양을 감소시키기 위하여, 본 고속 데이터 레이트 송신 시스템이 고속 확인응답을 송신하도록 구성되어, 소스는 그 다음 데이터 패킷을 신속하게 송신할 수 있다.
그러나, 신속한 확인응답의 송신도 문제가 있을 수 있다. 소스에 의해 부정 확인응답으로서 오인된 긍정 확인응답은 패킷으로 하여금 불필요한 재송신을 야기하게 함으로써, 시스템의 유용한 스루풋을 감소시킨다. 긍정 확인응답으로 오인된 부정 확인응답은 패킷으로 하여금 손실되게 하거나 재송신되지 못하게 한다. 따라서, 확인응답이 소스에 의해 정확하게 수신되는 것이 바람직하다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 무선 링크 프로토콜 (RLP) 및 송신 제어 프로토콜 (TCP) 와 같은 다양한 상위 레이어 프로토콜을 설계하여 송수신간의 신뢰성있는 데이터 전달을 보장하였다. 그러나, 상위 레이어 프로토콜이 존재하기 때문에, 어떠한 손실된 데이터 세그먼트를 재송신하는데 큰 프로세싱 오버헤드가 필요하며, 이는 최종 수신측으로 데이터 세그먼트를 전달하는데 큰 지연을 야기한다. 만약 그러한 상위 레이어 프로토콜이 시스템 내에 존재하지 않으면, 이러한 데이터 세그먼트의 손실은 수신측에 직접적으로 영향을 준다.
도 2 는 상위 레이어 프로토콜을 사용하지 않는 신속한 확인응답 방법을 나타낸 2 개의 시간선을 포함한다. 소스는 슬롯 s1에서의 제 1 패킷 (200) 을 수신측으로 송신하고, 수신측은 슬롯 d1에서 제 1 패킷 (200) 을 수신한다. 수신측에서는, 수신측의 수신기가 제 1 패킷 (200) 을 디코딩하는데 적어도 2 개의 슬롯 주기 d2및 d3가 요구된다. 수신측은 슬롯 주기 d4에서 제 1 확인응답 (210) 을 소스로 송신한다. 그 후, 수신측은 슬롯 주기 d5에서 두번째의 확인응답 (220) 을 소스로 송신하여 제 1 확인응답 (210) 을 확인한다. 슬롯 주기 s7에서, 소스는 제 1 패킷 (200) 에 의해 반송된 정보가 성공적으로 디코딩되지 않았음을 결정하고, 제 2 패킷 (230) 에 그 정보를 재송신한다. 다른 방법으로, 소스는 제 1 패킷 (200) 에 의해 반송된 정보가 성공적으로 디코딩되었음을 결정하고, 제 2 패킷 (230) 에 신규한 정보를 송신한다. 2 경우 모두에서, 소스가 수신측으로 송신하지 않은 적어도 5 개의 슬롯 주기 (s2, s3, s4, s5, 및 s6) 가 존재한다. 슬롯 주기 si과 di은 동일한 지속기간으로 설정한다.
확인응답 신호들을 반복하는 상기 방법 이외에, 확인응답 신호가 소스에 의해 정확하게 수신될 가능성을 증가시키는 또 다른 방법은 확인응답 신호의 송신전력을 증가시키는 것이다. 통상적으로, 송신전력은, 지역 규정 단체, 국가 규정 단체 또는 국제 규정 단체에 의해 설정되는 제한에 따르도록 제조되는 고전력 증폭기와 같은 송신기 설계 제한으로 인해 제한된다. 또한, 큰 송신전력은 동일한 커버리지 영역 또는 상이한 커버리지 영역 내의 사용자에게 큰 간섭을 야기함으로써, 시스템 용량을 저하시키고 통신의 우발적인 손실을 발생시킬 수도 있다. 따라서, 송신전력을 증가시키는 것은 바람직한 솔루션이 아니다.
확인응답 신호가 소스에 의해 정확하게 수신될 가능성을 증가시키는 또 다른 방법은 확인응답 신호의 송신 지속기간을 증가시키는 것이다. 그러나, 상술한바와 같이, 당업자는, 소스로 하여금 그 다음 패킷을 신속하게 송신하게 하고 재송신에 요구되는 저장 공간을 최소화하는 신속 확인응답의 목적에 상반되는 것으로서 이 방법을 폐기한다.
여기에서 설명되는 실시형태들은 확인응답 신호의 정확한 수신을 개선시키고, 재송신에 요구되는 저장 공간을 최소화하고, 통신 시스템의 데이터 스루풋을 개선시키도록 한다. 그 실시형태들은, 확장된 길이의 확인응답 신호들의 동적 디코딩을 이용하여 이러한 목적을 달성한다.
일 실시형태에서, 확인응답 신호는, 코딩되지 않은 이진 위상천이 변조 (BPSK) 신호 (직교 월시 코드 시퀀스에 의해 채널화됨) 와 같은 간단한 변조를 사용하여 송신되는 신호이다. 이 확인응답 신호를 성공적으로 디코딩하는 확률은 수신 비트당 에너지대 잡음 (Eb/N) 비와 관련될 수 있다. Eb/N 비는 채널 경로 손실, 고속 페이딩, 셰도잉 (shadowing), 및 수신 시 간섭 레벨과 같이, 시스템에 의해 직접 제어될 수 없는 파라미터들의 함수이다. 높은 Eb/N 비는 확인응답 신호가 정확하게 디코딩될 가능성이 있음을 나타내지만, 낮은 Eb/N 비는 확인응답 신호가 정확하게 디코딩될 가능성이 작음을 나타낸다. 따라서, 확인응답 신호에 대하여 가능한 최고의 Eb/N 비를 유지하는 것이 바람직하다. Eb/N 비는 확인응답 신호의 송신전력을 증가하거나 확인응답 신호의 송신 지속기간을 증가함으로써 변경될 수 있다.
확인응답 신호의 지속기간을 증가시키는 것이 확인응답 신호를 수신하는 레이턴시에 영향을 주지만, 본 실시형태들은 소스를 구성하기 위한 것이므로, 소스는Eb/N 비를 이용하여 확장 확인응답 신호를 동적으로 디코딩할 수 있다. 일단 소스가 Eb/N 비로부터 충분한 정보를 가져서 확장 길이 확인응답 신호를 신뢰성있게 디코딩하면, 소스는 Eb/N 비에 대응하는 확장 길이 확인응답 신호의 그 부분을 디코딩하고, 확장 길이 확인응답 신호의 나머지 부분의 디코딩을 중지한다.
일 실시형태에서, 확인응답 신호의 지속기간은 긴 지속기간 (예를 들어, 4 개의 슬롯) 으로 고정된다. 소스의 수신기는 대응하는 Eb/N 비와 함께 확인응답 신호를 프로세싱한다. Eb/N 비가, 예를 들어, 충분한 수신 가능성을 보장하는 값을 획득하면, 소스는 확인응답 신호의 나머지 부분의 디코딩을 중지한다.
그 실시형태의 일 양태에서는, 확인응답 신호의 송신 시작으로부터 누산된 파일럿 채널의 신호대 잡음비를 임계값 T 와 비교함으로써, Eb/N 비를 결정한다. 누산 신호대 잡음비가 T 보다 크거나 같으면, 그때까지 수신된 확인응답 신호는 충분히 신뢰가능하다고 가정한다. 수신 신호 품질이 충분할 때마다, 소스는, 전체 확인응답 신호가 수신되기 전에 확인응답 신호를 디코딩한다. 따라서, 전체 확장 확인응답 신호의 디코딩과 관련된 피드백 지연은 감소한다.
도 3 은 상술한 바와 같은 확장길이 확인응답 신호의 디코딩을 나타낸 것이다. 메모리 엘리먼트 및 프로세싱 엘리먼트와 같이 소스내의 하드웨어는 다음의 방법을 수행하도록 구성될 수 있다. 시간 t0에서, 확장 길이 확인응답 신호 (300) 의 시작이 소스 (미도시) 에 의해 수신된다. 소스는 시간 t0로부터 Eb/N 비를 누산하기 시작한다. 시간 t2에서, 소스는 누산 Eb/N 비가 임계값 T 와 같다고 결정한다. 그 후, 소스는 시간 t2이후로부터의 확장 확인응답 신호의 나머지 부분의 디코딩을 억제한다. 소스는 t0와 t2사이에서 수신된 확장 길이 확인응답 신호의 그 부분에 포함된 정보를 이용하여, 데이터 패킷이 수신측 (미도시) 에서 성공적으로 수신되었는지 여부를 결정한다.
도 4 는 상술한 방법 단계를 더 나타내는 흐름도이다. 단계 400 에서, 소스는 데이터 패킷을 송신한다. 단계 410 에서, 소스는 확인응답 신호를 수신하기 시작한다. 단계 412 에서, 소스는 확인응답 신호를 수신하면서 Eb/N 비를 모니터링한다. 단계 414 에서, 소스는 Eb/N 비의 누산값을 임계값 T 와 비교한다. 만약 Eb/N 비의 누산값이 임계값 T 보다 크거나 같으면, 프로그램은 단계 416 으로 진행하는데, 단계 416 에서, 소스는 T 의 누산된 Eb/N 비까지 수신된 확인응답 신호의 일부를 디코딩하고 확인응답 신호의 나머지 부분을 무시한다.
만약 Eb/N 비의 누산값이 임계값 T 보다 작으면, 프로그램은 단계 418 로 진행하는데, 단계 418 에서는, 확장 길이 확인응답 신호가 완전히 수신되었는지를 결정한다. 만약 확장 길이 확인응답 신호가 완전히 수신되었으면, 단계 420 에서, 소스는 전체 확장 길이 확인응답 신호를 디코딩한다. 만약 확장 길이 확인응답 신호가 완전히 수신되지 않았으면, 프로그램은 단계 412 로 진행한다.
따라서, 상술한 실시형태에서, 소스는, 그 소스가 확신할 경우에 확인응답 신호의 종단 이전에 발생할 수 있는 그 다음 데이터 패킷을 송신할 수 있다.
추가적인 피드백 개선물
상술한 실시형태는 독립적으로 구현될 수 있거나 다른 피드백 개선물과 함께 구현될 수 있다. 다른 피드백 개선물에서, 데이터 패킷의 스케쥴링 및 송신 포맷을 제어하는 소스에서의 프로세싱 엘리먼트와 확인응답 신호의 스케쥴링 및 송신 포맷을 제어하는 수신측에서의 프로세싱 엘리먼트는 데이터 패킷 송신물들 간의 피드백 지연을 최소화하도록 재구성될 수 있다.
도 2 를 다시 참조하면, 종래의 피드백 시스템은 제 1 데이터 패킷 송신과 제 2 데이터 패킷 송신 사이에서 적어도 5 개의 슬롯 주기의 지연과 함께 동작하는데, 그 지연은 확인응답 신호의 대기에 기인한다. 일 실시형태에서, 만약 적절한 피드백 채널 조건이 소스와 수신측 사이에 존재한다고 소스가 결정하였으면, 프로세싱 엘리먼트들은 이 피드백 지연을 전부 제거하도록 구성된다. 피드백 지연의 제거는, 통상 수신측에서 제어되는 확인응답 신호 반복 파라미터를 "겹쳐쓰는 (overwriting)" 소스에 의해 달성될 수 있다. 본 발명에서, 수신측에서의 프로세싱 엘리먼트들은 확인응답 신호의 스케쥴링을 제어하는데, 이는 또한 확인응답 신호의 재송신의 제어를 수반한다. 재송신물은, 적절한 송신 포맷으로 공식화되는 제 1 확인응답 신호의 반복물이다. 전술한 바와 같이, 그 반복물은 소스에서의 확인응답 신호의 정확한 디코딩을 보장하는 것이다. 여기에서 설명되는 실시형태들은 확인응답 신호의 반복 파라미터의 동적 제어를 갖는 소스를 인에이블시키는 것에 관한 것이다.
도 5 는 신속 데이터 패킷 송신 방식의 흐름도이다. 메모리 엘리먼트 및 프로세싱 엘리먼트와 같이 소스 및 수신측 내의 하드웨어는 다음의 방법 단계를 수행하도록 구성될 수 있다. 단계 500 에서, 소스는 슬롯 s1에 걸쳐 제 1 데이터 패킷을 송신한다. 단계 510 에서, 소스는 채널 조건이 적절한지, 즉, 송신물들을 성공적으로 수신 및 디코딩할 가능성이 높은지 여부를 결정한다. 소스로 하여금 채널 조건이 적절한지 여부를 결정하게 하기 위해서는 수개의 방법이 이용될 수 있지만, 이용될 방법의 선택은 즉각적인 실시형태의 이해에 적절하지 않으며, 따라서, 그러한 방법은 여기에서 상세히 설명하지 않는다. 만약 채널이 충분히 신뢰성있거나 충분한 품질이어서 소스로 하여금 반복물(들)을 사용하지 않고도 확인응답 신호를 디코딩하게 하면, 적절한 채널 조건이 존재한다고 할 수 있다.
단계 520 에서, 소스는 슬롯 s2에 걸쳐 제 2 데이터 패킷을 송신하는데, 이 슬롯 s2는 슬롯 s1다음에 오고 확인응답 신호의 수신 보다 선행한다. 채널 조건이 적절하기 때문에, 제 2 데이터 패킷은 제 1 데이터 패킷의 데이터 페이로드와는 상이한 데이터 페이로드를 반송할 수도 있다.
단계 530 에서, 수신측은 슬롯 d1에 걸쳐 제 1 데이터 패킷을 수신하고 슬롯 d2에 걸쳐 제 2 데이터 패킷을 수신한다. 단계 540 에서, 수신측은 슬롯 d2및 d3에 걸쳐 제 1 데이터 패킷을 디코딩하고, 슬롯 d3및 d4에 걸쳐 제 2 데이터 패킷을 디코딩한다.
단계 550 에서, 수신측은 제 1 데이터 패킷과 관련된 확인응답 신호 (ACK1) 를 슬롯 d4동안에 송신한다. 단계 560 에서, 제 1 데이터 패킷과 관련된 두번째의 ACK1 을 슬롯 d5에 걸쳐 송신하기 보다는, 수신측은, 소스에 의해 송신되는 제 2 데이터 패킷과 관련된 확인응답 신호 ACK2 에 의해 이 슬롯을 선점한다. 따라서, 수신측은 신규한 확인응답을 송신하기 위하여 이전 확인응답의 반복물을 겹쳐쓰도록 구성된다. 종래의 시스템에서는, 만약 데이터 패킷 송신물이 확인응답 신호의 겹쳐쓰기를 발생시키면, 즉, 신규한 데이터 패킷에 대한 확인응답 신호가 이전의 데이터 패킷에 대한 확인응답 신호들 중 하나를 겹쳐쓰면, 소스는 송신물의 스케쥴링을 회피한다.
따라서, 이 실시형태는, 재송신물에 대하여 겹쳐쓰게 함으로써 수신측의 재송신 결정을 조작하는 소스에 관한 것이다. 이러한 실시형태를 이용함으로써, 전체 피드백 지연은 거의 절반으로 감소된다. 이러한 절감은, 상기 실시형태를 나타내는 슬롯 시간선을 도시한 도 6 에 도시되어 있다.
만약 확인응답 신호의 반복물이 상술한 실시형태에서 설명된 바와 같이 겹쳐써질 수 있으면, 소스는 적절한 채널 조건의 정보를 이용하여, 수신측이 송신하는 확인응답 반복물의 수를 동적으로 결정할 수 있다. 소스는, 데이터 패킷이 수신측으로 송신되는 페이스를 제어함으로써 확인응답 반복물의 수를 직접 변경할 수도 있다.
예를 들어, 만약 소스가 반복물이 불필요하다고 결정하면, 소스는 도 6 에 도시된 바와 같이 데이터 패킷을 송신한다. 그러나, 만약 소스가 확인응답 신호를 정확하게 디코딩하기 위하여 하나의 반복물이 필요하다고 결정하면, 소스는슬롯 s1에 걸쳐 제 1 패킷을 송신하고, 슬롯 s2에 걸쳐 일시중지한 후, 슬롯 s3에 걸쳐 제 2 패킷을 송신한다. 수신측은 슬롯 d1에 걸쳐 제 1 데이터 패킷을 수신하고, 슬롯 d2및 d3에 걸쳐 제 1 데이터 패킷을 디코딩하고, 슬롯 d4에 걸쳐 제 2 데이터 패킷의 제 1 확인응답을 송신하고, 슬롯 d5에 걸쳐 제 1 확인응답의 반복물을 송신한다. 동시에, 수신측은 슬롯 d3에 걸쳐 제 2 데이터 패킷을 수신하고, 슬롯 d4및 d5에 걸쳐 제 2 데이터 패킷을 디코딩하고, 슬롯 d6에 걸쳐 제 2 데이터 패킷의 제 1 확인응답을 송신한다.
상기 예에서, 겹쳐쓰기는 소스의 송신 타이밍에 기인하여 발생한다. 그러나, 다른 예에서, 만약 수신측이 슬롯 d5및 d6에 걸쳐 제 1 데이터 패킷 확인응답 신호의 2 개의 반복물을 갖도록 결정하였지만, 제 1 데이터 패킷 확인응답 신호의 오직 하나의 반복물이 필요하다고 소스가 결정하였으면, 소스는, 제 2 데이터 패킷 송신이 슬롯 s3에 걸쳐 발생하도록 시간을 결정함으로써 슬롯 d6에 결쳐 한번 겹쳐쓰게 할 수 있다.
이 실시형태의 일 양태에서, 소스는, 피드백 링크의 이전의 측정치에 기초하는 송신 페이스를 설정할 수도 있다. 예를 들어, 소스는 피드백 링크 품질이 시간 주기에 걸쳐 안정적으로 보이는지 여부를 결정할 수 있으며, 소스는 확인응답 신호가 반복없이 (또는 반복에 의해) 일관되게 디코딩되는지 여부를 결정할 수 있으며, 또는 소스는 피드백 링크의 품질을 결정하는 기타 다른 방법을 이용할 수 있다. 채널 조건에 의존하여, 소스는 시스템 파라미터에 의해 설정된 반복 또는 고정 횟수 동안 대기하는 대신 수신측에 의해 송신되는 반복 횟수를 동적으로 변경할 수 있다.
당업자는 다양한 서로 다른 기술 및 기법을 이용하여 정보 및 신호를 표현할 수도 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 상기의 설명 전반에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령, 커맨드 (commands), 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩은 전압, 전류, 전자기파, 자계 또는 자성 입자, 광계 또는 광자, 또는 이들의 조합으로 나타낼 수도 있다.
또한, 당업자는 여기에서 개시된 실시형태와 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들을 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현할 수도 있음을 알 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 대체 가능성을 분명히 설명하기 위하여, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들을 주로 그들의 기능의 관점에서 상술하였다. 그러한 기능이 하드웨어로 구현될지 소프트웨어로 구현될지는 전체 시스템에 부과된 특정한 애플리케이션 및 설계 제약조건들에 의존한다. 당업자는 설명된 기능을 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식으로 구현할 수 있지만, 그러한 구현의 결정이 본 발명의 범주를 벗어나도록 하는 것으로 해석하지는 않아야 한다.
여기에서 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적회로 (ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGA), 또는 기타 프로그래머블 로직 디바이스, 별도의 게이트 또는 트랜지스터 로직, 별도의 하드웨어 컴포넌트들, 또는 여기서 설명된 기능을 수행하도록 설계되는 이들의 조합으로 구현 또는 실행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 다른 방법으로, 그 프로세서는 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 또는 상태 기계일 수도 있다. 또한, 프로세서는 계산 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들 또는 기타의 구성물로 구현될 수도 있다.
여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 프로세서에 의해 수행되는 하드웨어 및 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 조합으로 직접 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 알려진 기타 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 그 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있는 프로세서에 커플링된다. 다른 방법으로는, 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수도 있다. ASIC 은 사용자 단말기에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내의 별도의 컴포넌트들로서 상주할 수도 있다.
또한, 개시된 실시형태들에 대한 상기의 설명은 당업자로 하여금 본 발명을제조 또는 이용할 수 있도록 제공된다. 당업자는 이들 실시형태에 대한 다양한 변형들을 명백히 알 수 있으며, 여기서 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범주에서 벗어나지 않는 범위내에서 다른 실시형태들에 적용할 수도 있다. 따라서, 본 발명은 여기서 설명된 실시형태들에 한하는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 가장 넓은 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (9)

  1. 수신측으로부터의 확장된 확인응답 신호를 동적으로 디코딩하는 장치로서,
    적어도 하나의 메모리 엘리먼트; 및
    상기 적어도 하나의 메모리 엘리먼트 내에 저장된 명령 세트를 실행하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세싱 엘리먼트를 구비하되, 상기 명령 세트는,
    상기 확장된 확인응답 신호를 수신함과 동시에 상기 확장된 확인응답 신호의 수신 신호 품질을 모니터링하며;
    상기 확장된 확인응답 신호의 일부의 상기 수신 신호 품질을 임계값과 비교하며; 그리고,
    상기 수신 신호 품질이 상기 임계값 보다 크거나 같으면, 상기 확장된 확인응답 신호의 상기 일부를 디코딩하고, 상기 확장된 확인응답 신호의 나머지를 무시하는, 동적 디코딩 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 신호 품질은 비트당 누산 에너지대 잡음비인, 동적 디코딩 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비트당 누산 에너지대 잡음비는 파일럿 채널의 누산 신호대 잡음비에 기초하는, 동적 디코딩 장치.
  4. 수신측으로부터의 확장된 확인응답 신호를 동적으로 디코딩하는 방법으로서,
    상기 확장된 확인응답 신호를 수신함과 동시에 상기 확장된 확인응답 신호의 수신 신호 품질을 모니터링하는 단계;
    상기 확장된 확인응답 신호의 일부의 상기 수신 신호 품질을 임계값과 비교하는 단계; 및
    상기 수신 신호 품질이 상기 임계값 보다 크거나 같으면, 상기 확장된 확인응답 신호의 상기 일부를 디코딩하고, 상기 확장된 확인응답 신호의 나머지를 무시하는 단계를 포함하는, 동적 디코딩 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수신 신호 품질은 비트당 누산 에너지대 잡음비인, 동적 디코딩 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비트당 누산 에너지대 잡음비는 파일럿 채널의 누산 신호대 잡음비에 기초하는, 동적 디코딩 방법.
  7. 수신측으로부터의 확장된 확인응답 신호를 동적으로 디코딩하는 장치로서,
    상기 확장된 확인응답 신호를 수신하는 수단;
    상기 확장된 확인응답 신호의 수신 신호 품질을 모니터링하고, 상기 확장된확인응답 신호의 일부의 상기 수신 신호 품질을 임계값과 비교하는 수단; 및
    상기 수신 신호 품질이 상기 임계값 보다 크거나 같으면, 상기 확장된 확인응답 신호의 상기 일부를 디코딩하고, 또한, 상기 확장된 확인응답 신호의 나머지를 무시하는 수단을 구비하는, 동적 디코딩 장치.
  8. 확인응답 신호를 디코딩하는 방법으로서,
    확인응답 신호를 수신하는 단계;
    상기 확인응답 신호의 에너지값을 모니터링하는 단계;
    상기 확인응답 신호의 종단이 수신되기 전에 상기 에너지값이 소정의 임계값을 초과하면, 상기 에너지값이 상기 소정의 임계값을 초과하는 상기 확인응답 신호의 일부를 디코딩하고, 상기 확인응답 신호의 나머지 부분을 디코딩하지 않는 단계; 및
    상기 확인응답 신호의 종단이 수신되기 전에 상기 에너지값이 소정의 임계값을 초과하지 않으면, 전체 확인응답 신호를 디코딩하는 단계를 포함하는, 디코딩 방법.
  9. 확인응답 신호를 디코딩하는 장치로서,
    확인응답 신호를 수신하는 수단;
    상기 확인응답 신호의 에너지값을 모니터링하는 수단; 및
    상기 확인응답 신호의 일부의 에너지값이 소정의 임계값을 초과하면, 상기확인응답 신호의 일부를 디코딩하고, 또한, 상기 확인응답 신호의 나머지를 무시하는 수단을 구비하는, 디코딩 장치.
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