KR20050119163A - 데이터 프레임 사이즈를 조정하기 위한 선택적인 가변레이트 인코딩 - Google Patents

데이터 프레임 사이즈를 조정하기 위한 선택적인 가변레이트 인코딩 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는, 이전에 코딩된 데이터 프레임의 사이즈 또는 데이터 프레임용으로 남겨진 공간에 의존하여 코딩 레이트를 결정한다. 가변 레이트 코더는 데이터 프레임을 생성한다. 가변 레이트 코더의 레이트는 데이터 패킷에 남겨진 공간의 양을 검사함으로써 설정되며, 이 데이터 패킷은 가변 레이트 코더에 의해 생성되는 데이터 프레임을 적어도 부분적으로 포함한다. 다른 방법으로, 이전 데이터 프레임(들)에 의해 사용된 공간의 양의 검사에 의해, 가변 레이트 코더의 레이트를 설정할 수도 있다.

Description

데이터 프레임 사이즈를 조정하기 위한 선택적인 가변 레이트 인코딩{SELECTIVE VARIABLE RATE ENCODING TO REGULATE DATA FRAME SIZE}
관련 출원
본 출원은, 2003년 3월 28일자로 출원되었고 여기에 참조로서 포함되며, 발명의 명칭이 "데이터 프레임 사이즈를 조정하기 위한 선택적인 가변 레이트 인코딩" 인 미국특허 가출원 제 60/458,983 호를 우선권 주장한다.
기술분야
본 발명은, 용량-제약된 채널에 대한 데이터 인코딩에 관한 것으로, 좀더 상세하게는, 통신 채널을 통한 송신용 디지털 음성 데이터의 가변 인코딩에 대한 실시형태에 관한 것이다.
배경
채널들은 신호를 반송하기 위해 정의된 경로들이다. 채널들은, 데이터를 반송할 수 있는 무선 주파수 채널, 광학 채널, 유선 채널, 또는 기타 다른 경로를 포함할 수도 있다. 채널들은 본질적으로 최대 용량을 가진다. 채널의 활용을 개선시키는 하나의 방법은, 예를 들어, 압축 방법을 적용함으로써, 송신 전에 데이터를 프로세싱하는 것이다. 따라서, 당업계에서는, 유한 용량 채널을 통해 송신될 데이터를 프로세싱하기 위한 장치 및 방법이 필요하다.
여기에서, 프레임과 데이터 프레임이라는 용어는 동의어로 사용된다. 여기에서 사용되는 바와 같은 레이트라는 용어는, 가변 레이트 인코더에 의해 생성되는 데이터 프레임의 사이즈를 지칭하는데 사용된다. 동일한 입력이 주어지면, 풀 레이트 (full rate) 인코딩은 1/2 레이트 인코딩의 사이즈의 약 2배로 데이터 프레임을 생성한다. 따라서, 프레임의 사이즈 및 인코더의 레이트 모두는, 가변 레이트 인코더에 의해 생성되는 데이터 프레임의 사이즈를 식별하는데 사용된다.
요약
제 1 실시형태에서는, 가변 레이트 코더에 의해 제공되는 복수의 데이터 프레임으로부터 데이터 패킷을 생성하기 위한 시스템을 설명한다. 그 방법은, 복수의 데이터 프레임이 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하는 단계, 가변 레이트 코더로부터, 데이터 패킷에 포함될 복수의 데이트 프레임 중 제 1 데이터 프레임을 수용하는 단계, 나머지 복수의 데이터 프레임이 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 사이즈를 결정하는 단계, 및 나머지 복수의 데이터 프레임이 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 사이즈에 의존하여 가변 레이트 코더에 최대 레이트를 제공하는 단계를 포함한다.
다른 실시형태에서는, 가변 레이트 코더에 의해 제공되는 복수의 데이터 프레임으로부터 데이터 패킷을 생성하기 위한 시스템을 설명한다. 그 시스템은, 복수의 데이터 프레임이 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하는 단계, 가변 레이트 코더로부터, 데이터 패킷에 포함될 복수의 데이트 프레임 중 제 1 데이터 프레임을 수용하는 단계, 데이터 패킷을 점유할 수도 있는 나머지 복수의 데이터 프레임에 대한 평균 사이즈를 결정하는 단계, 나머지 복수의 데이터 프레임이 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 평균 사이즈를 적어도 하나의 이전에 코딩된 프레임의 평균 사이즈와 비교함으로써 비교치를 형성하는 단계, 및 그 비교치에 기초하여 가변 레이트 코더에 최대 레이트를 제공하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시형태에서는, 가변 레이트 보코더를 제어하기 위한 시스템을 설명한다. 그 시스템은, 그 보코더로부터, 데이터 프레임 번들 (bundle) 에 포함될 초기 데이터 프레임을 수용하는 단계, 초기 프레임이 데이터 프레임 번들에 포함된 경우, 데이터 번들에 공간이 얼마나 남아 있는지를 결정하는 단계, 데이터 번들 내에 남아있는 공간을 이용하여 나머지 패킷에 대한 유지 레이트 (sustained rate) 를 결정하는 단계, 및 가변 보코더에 대하여, 유지 레이트보다 작거나 같은 최고의 가용 레이트로 최대 레이트를 설정하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시형태에서는, 셀룰러 전화기에서 공중경유 (over the air; OTA) 패킷을 생성하기 위한 시스템을 설명한다. 그 시스템은 셀룰러 전화기로의 입력을 수용하는 단계, 그 입력을 적절히 컨디셔닝 (condition) 하는 단계, 그 컨디셔닝된 입력을 가변 레이트 코더에 제공하는 단계, 데이터 프레임을 최대 레이트로 형성하는 단계, 및 그 데이터 프레임의 레이트 및 데이터 프레임용의 가용 공간의 양에 기초하여 최대 레이트를 제어하는 단계를 포함한다.
도면의 간단한 설명
본 발명은 도면과 함께 설명되며, 도면에서 참조 식별자는 도면 전반에 걸쳐 대응하는 구성요소를 식별한다. 일반적으로, 도면에서, 동일한 참조 식별자는 동일한, 기능적으로 유사한 및/또는 구조적으로 유사한 구성요소를 나타낸다. 구성요소가 먼저 나타나는 도면은 대응하는 참조 식별자에서 최좌측 숫자로 나타낸다.
도 1 은 본 발명의 예시적인 실시형태가 동작할 수도 있는 환경의 그래픽도이다.
도 2 는 음성 데이터 송신의 그래픽도이다.
도 3 은 도 2 에 도시된 음성 데이터 송신을 더 상세히 도시한 그래픽도이다.
도 4 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 블록도이다.
도 5 는 본 발명의 실시형태들을 설명하기 위한 데이터도이다.
도 6 은 데이터 프레임 제어장치가 데이터 프레임용으로 남겨진 데이터 공간에 기초하여 후속 프레임의 최대 레이트를 제어할 수도 있는 제 1 방법의 흐름도이다.
도 7 은 데이터 프레임 제어장치가 이전 프레임의 평균 레이트에 기초하여 후속 프레임의 최대 레이트를 제어할 수도 있는 제 2 방법의 흐름도이다.
예시적인 실시형태의 상세한 설명
도 1 은 본 발명의 예시적인 실시형태가 동작할 수도 있는 환경의 그래픽도이다. 도 1 에 도시되어 있는 환경은 이동 전화 시스템 (101) 이다. 이동 전화기 (103) 는 송신 신호 (105) 를 채널 (107) 에 제공한다. 예시적으로, 채널 (107) 은 CDMA (코드분할 다중접속), TDMA (시분할 다중접속), GSM (이동 통신용 글로벌 시스템) 등과 같은 이동 전화 채널이다. 기지국 수신기 (109) 는 채널 (107) 로부터 송신 신호 (105) 를 수용하며, 차례로, 송신 신호의 데이터 콘텐츠를 도 1 에 도시되어 있지 않은 POTS (Plain Old Telephone System) 와 같은 통신 네트워크에 제공할 수도 있다. 하지만, 당업자는, 여기에서의 교시가 임의의 용량-제약된 채널에 적용될 수도 있으며 이동 전화 채널 (107) 이, 제한하는 것이 아닌 예시를 위해 선택됨을 알 수 있다.
도 2 는 음성 데이터 송신의 그래픽도이다. 사용자 (201) 는 구두(口頭) 입력 (203) 을 이동 전화기 (103) 에 제공한다. 이동 전화기 (103) 는 구두 입력 (203) 을 수용하고, 그 입력을 송신 신호 (105) 에 포함되는 데이터 프레임 (예를 들어, 205A 내지 205E) 으로 변환시킨다. 데이터 프레임은 채널 (107) 에 제공된다.
도 3 은, 도 2 에 도시된 음성 데이터 송신을 더 상세히 설명하는 그래픽도이다.
도 3 에서, 가변 레이트 보코더 (305) 는 보코더 제어 블록 (307) 에 의해 제어되는 자신의 코딩 레이트를 가진다. 보코더 제어 블록 (307) 은 보코더가 동작하는 레이트를 설정한다. 일반적으로, 보코더 제어 블록 (307) 은, 구두 입력 (203) 을 전달하는데 이용되는 채널 (107) 의 용량에 매칭 (match) 되도록 보코더 (305) 코딩 레이트를 설정한다. 보코더 (305) 는 데이터 프레임 (205A 내지 205E) 을 송신 블록에 제공하며, 그 송신 블록은 데이터 프레임을 적절한 송신 신호 (105) 로 변환시킨다.
좀더 상세하게, 구두 입력 (203) 은 이동 전화기 (103) 에 제공되며, 여기서, 그 입력 (203) 은 마이크로폰 (301) 을 이용하여 전기 신호 (302) 로 변환된다. 그 후, 전기 신호 (302) 는 입력 컨디셔너 및 디지털화기 (digitalizer; 303) 에 제공되고, 디지털 표현 (304) 으로 변환 및 프로세싱된다. 그 후, 디지털 신호 (304) 는 가변 레이트 보코더 (305) 에 제공된다.
보코더는, 오디오 신호 압축에 대한 특성을 이용하기 위하여, 오디오 신호의 특성을 캡쳐하는 오디오 프로세서이다. 일반적으로, 가변 레이트 코더의 하나의 타입인 가변 레이트 보코더는, 디지털 오디오 샘플의 프레임들의 가변 레이트 코딩에 의한 오디오 신호 압축을 야기할 수도 있다. 가변 레이트 보코더는 당업계에 널리 공지되어 있는데, 예를 들어, 여기에 참조로서 포함되며 발명의 명칭이 "가변 레이트 보코더" 인 미국특허 제 5,414,796 호를 참고할 수 있다.
가변 레이트 보코더 (305) 는 본 예시적인 실시형태에 부합하도록 선택된다. 당업자는, 입력을 수용하고 그 입력의 가변 비트 길이 인코딩 또는 오직 사이징 (sizing) 을 야기할 수 있는 임의의 메커니즘, 또는 임의의 가변 레이트 코덱이 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 다른 실시형태에서 이용될 수 있음을 알 수 있다.
본 실시형태에서, 가변 레이트 보코더는 보코더 제어 (307) 와 같은 가변 레이트 코더 제어에 의해, 적어도 부분적으로, 제어되는 자신의 레이트를 가진다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 가변 레이트 보코더 (305) 는 가변 사이즈, 즉, 상이한 개수의 비트의 데이터 프레임 (예를 들어, 205A 내지 205E) 을 생성한다. 데이터 프레임 (205A 내지 205E) 은 데이터 프레임 번들 (331) 로 결합된다. 데이터 프레임 번들 (331) 은 헤더 (333) 와 결합하여 공중경유 (over the air; OTA) 패킷 (335) 을 형성한다. OTA 패킷 (335) 은 그 OTA 패킷을 포함하는 송신 유닛 (310) 에 제공되어, 송신 신호 (102) 가 생성된다.
헤더 (333) 는 도 3 에 도시되어 있는 바와 같은 다양한 정보를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 헤더 (333) 는 IP (인터넷 프로토콜) 정보 (311), UDP (유니버셜 데이터그램 프로토콜) 정보 (313), RTP (실시간 프로토콜) 정보 (315), PPP (점대점 프로토콜) 정보 (317), 및 무슨 타입의 데이터가 데이터 프레임 번들 (331) 에 포함되는지를 나타내는 타입 정보 (319) 를 포함할 수도 있다. 당업자는, 헤더 정보가, 주어진 실시예에 제한되지 않으며 방금 설명한 모든 예시적인 필드를 포함하지 않을 수도 있음을 알 수 있다. 또한, 헤더는, 예를 들어, 시그널링 데이터가 부가되는 것과 같이, 사이즈에서 변할 수도 있다.
일반적으로, 도면부호 335 와 같은 OTA 패킷은 고정 사이즈이거나, 적어도 고정 최대 사이즈이다. 본 실시형태에서, 데이터 프레임 (205A 내지 205E) 은 20 밀리 초의 스피치 (speech) 의 코딩을 각각 나타낸다. OTA 패킷 (335) 에 포함된 5 개의 데이터 프레임이 존재하기 때문에, 전체 OTA 패킷 (335) 은 100 밀리 초의 스피치를 나타낸다. 만약 패킷 (335) 이 길어서 송신하는데 100 밀리 초보다 더 많은 시간이 걸리면, 100 밀리 초의 스피치를 송신하는데 100 밀리 초보다 더 많은 시간이 걸림에 따라, 스피치를 실시간으로 송신할 수 있는 이동 전화기 (103) 의 능력은 손상된다. 따라서, 이 경우, 데이터 프레임 번들 (331) 의 사이즈는 타이밍 고려사항에 의해 제한되며, 헤더 (333) 가 확대하거나 축소함에 따라, 예를 들어, 시그널링 데이터 또는 상이한 양의 오버헤드를 포함하도록 조정될 수도 있다.
일반적으로, 보코더는 스피치 특성을 이용한다. 본 실시형태에서, 가변 레이트 보코더는 스피치 입력 (304) 을 수용하고, 그 스피치 입력 (304) 의 콘텐츠에 의존하여, 가변 사이즈 데이터 프레임 (예를 들어, 205A 내지 205E) 을 생성할 수도 있다. 일반적으로, 프레임 사이즈 조정은 평균 스피치에 기초한다. 스피치의 품질 및 스피치의 통계 분석과 같은 고려사항이 고려될 수도 있다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태를 도시한 블록도이다. 또한, 도 4 는, 블록 407 에서, 가변 레이트 보코더가 제어될 수도 있는 일반적인 방법을 나타낸 것이다. 가변 레이트 보코더 레이트는 애플리케이션 또는 통계 제어 블록 (407) 에 의해 다음과 같이 설정될 수도 있다. 애플리케이션 또는 통계 제어 블록 (407) 을 이용하여, 애플리케이션은 최대 레이트를 설정하여 데이터 프레임 (205A 내지 205E) 이 데이터 번들 (331) 에 피팅 (fit) 되게 할 수도 있다. 다른 방법으로, 스피치의 통계 분석을 이용하여, 애플리케이션 또는 통계 제어 블록 (407) 에 의해 최대값이 설정될 수도 있다. 또한, 보코더 (303) 가 스피치 입력에 의존하여 일부 프레임에 대해 더 낮은 프레임 레이트를 생성할 수도 있음을 알고 있으면, 보코더 (303) 는, 통계적으로, 대부분의 데이터 프레임이 데이터 프레임 번들 (331) 내에 피팅되게 하는 최대 프레임 레이트를 이용할 수도 있다. 그 경우, 만약 데이터 프레임 길이의 합이 너무 커서 데이터 프레임 번들에 피팅되지 않으면, 피팅되지 않는 데이터 프레임은 간단히 드롭 (drop) 될 수도 있으며, 작은 스피치 열화가 발생할 수도 있다.
도 4 는, 보코더 제어 (307) 를 사용함으로써, 보코더 애플리케이션 또는 통계 제어 (407) 에 대한 보충안 또는 대체안을 갖는 본 발명의 일 실시형태를 도시한 것이다. 보코더 제어 (307) 는, 예를 들어, 도시되어 있는 바와 같은 보코더 (303) 의 출력을 모니터링함으로써, 보코더 (303) 에 의해 생성되는 데이터 프레임의 사이즈를 검사한다. 그 후, 데이터 프레임 사이저 (data frame sizer; 403) 는, 데이터 프레임 제어장치 (405) 에 의해 제공되는 명령에 따라, 가변 레이트 보코더 (303) 를 제어할 수도 있다. 데이터 프레임 사이저 (403) 는, 예를 들어, 각각의 연속적인 프레임에 대한 최대 사이즈를 설정함으로써 각 프레임의 사이즈를 개별적으로 제어하도록 명령될 수도 있다. 당업자는, 보코더 제어 (307) 의 사용이 애플리케이션 또는 통계 제어 블록 (407) 을 대체하거나 보충할 수도 있음을 알 수 있다. 보코더 제어 (307) 의 동작은 도 5 의 도면에 관하여 설명된다.
도 5 는 본 발명의 실시형태들을 설명하기 위한 데이터도이다. 도 5 에는, 가변 레이트 보코더 (303) 에 의해 생성될 수도 있는 데이터 프레임의 상대적인 사이즈가 도시되어 있다. 가변 레이트 보코더 (303) 는 1/8 레이트 프레임 (501), 1/4 레이트 프레임 (503), 1/2 레이트 프레임 (505), 또는 풀 레이트 프레임 (507) 을 생성할 수도 있다. 가변 레이트 보코더 (303) 에 의해 생성되는 프레임 사이즈는 예시를 위해 사용된다. 당업자는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라, 도시되어 있는 4 개의 프레임 사이즈보다 더 많거나 더 적은 개수의 프레임 사이즈를 코더가 생성할 수도 있으며, 도시되어 있는 것과는 상이한 프레임 사이즈를 생성할 수도 있음을 알 수 있다. 본 실시예에서, 1/8 레이트 프레임 (501) 은 16 개의 비트를 포함하며, 1/4 레이트 프레임 (503) 은 40 개의 비트를 포함하며, 1/2 레이트 프레임 (505) 은 80 개의 비트를 포함하며, 풀 레이트 프레임 (507) 은 171 개의 비트를 포함한다. 또한, 소정의 예시적인 실시형태에서, OTA 패킷 (335) 은 100 밀리 초의 길이이며, 5 개의 데이터 프레임 (205A 내지 205E) 각각은 인코딩 스피치의 20 밀리 초를 나타낸다.
본 실시형태에서는, OTA 패킷에 대한 최대 사이즈 (517) 를 결정한다. 최대 사이즈 (517) 는, 예를 들어, 이동 전화기 (103) 에서 구동하는 특정 애플리케이션에 의해 결정될 수도 있다. 통상적으로, 최대 사이즈 (517) 는 데이터 프레임 번들용으로 이용가능한 최대 사이즈 (519) 를 결정한다. 헤더 (333) 의 사이즈는 하나의 OTA 패킷으로부터 또 다른 OTA 패킷에서 변할 수도 있다. 따라서, 데이터 프레임 번들용으로 이용가능한 최대 사이즈 또한 하나의 OTA 패킷으로부터 또 다른 OTA 패킷에서 변할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 제 1 프레임 (509) 의 사이즈는 가변 레이트 보코더 (303) 자체, 또는 애플리케이션 또는 통계 제어 블록 (407), 또는 이들의 조합에 의해 결정된다. 가변 레이트 보코더 (303) 는, 예를 들어, 스피치 콘텐츠로부터, 프레임 1 (즉, 205A) 이 1/4 레이트 프레임임을 결정할 수도 있으며, 다른 방법으로, 애플리케이션 또는 통계 제어 블록 (407) 은, 프레임 1 (509) 이 1/2 레이트 프레임의 최대값임을 결정할 수도 있다. 이에 따라, 일단 제 1 프레임의 사이즈가 결정되었으면, 데이터 프레임 번들에 남아있는 공간은 업데이트되고 나머지 프레임에 대한 최대 레이트를 결정하는데 이용될 수도 있다. 따라서, 데이터 프레임 사이저 (403), 가변 레이트 보코더 (303), 또는 애플리케이션 또는 통계 제어 모델, 또는 이들의 임의의 조합이 제 2 프레임의 사이즈를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 데이터 프레임 사이저 (403) 는, 1/2 레이트 프레임의 최대값이 제 2 프레임 (205B) 에 대한 사이즈로서 허용가능하다고 결정할 수도 있다. 만약 애플리케이션 또는 통계 제어 (407) 가 임의의 프레임으로 하여금 풀 레이트 프레임이 될 수 있게 하면, 제 2 프레임 (205B) 은 데이터 프레임 사이저 (403) 에 의해 1/2 레이트 프레임의 사이즈로 제한된다. 가변 레이트 보코더 (303) 는 풀 레이트 프레임을 사용하길 원할 수도 있지만, 최대 사이즈는 데이터 프레임 사이저 (403) 에 의해 1/2 레이트 프레임으로 제한된다. 이와 대조적으로, 가변 레이트 보코더 (303) 는, 데이터 프레임 사이저 (403) 에 따라 수용될 수 있는 최대 사이즈보다 더 작은 1/4 레이트 프레임을 사용하길 원할 수도 있으며, 따라서, 프레임 (205B) 은 1/4 레이트 프레임이 된다. 실제 프레임 사이즈가 데이터 프레임 사이저 (403), 가변 레이트 보코더 (303), 또는 애플리케이션 또는 통계 제어 블록 (407), 또는 이들의 임의의 조합에 의해 결정될 수도 있기 때문에, 프레임 사이즈의 실제 사이즈는 급히 결정되며, 후속 프레임 사이즈는, 적어도 부분적으로, 과거 및 현재의 데이터 프레임 사이즈에 의해 결정된다. 데이터 프레임 제어장치 (405) 와 함께 데이터 프레임 사이저 (403) 는, 이미 결정되어 있는 현재와 과거의 데이터 프레임의 결합된 실제 사이즈를 이용하여, 후속 프레임의 최대 사이즈를 설정한다. 데이터 프레임 제어장치 (405) 는, 임의의 소정 OTA 패킷에 대하여 인코딩되는 나머지 공간의 양 및 나머지 프레임의 수 (517) 에 의존하여, 후속 데이터 프레임에 대한 최대 사이즈를 설정하기 위해 데이터 프레임 사이저 (403) 에 포함된 룰을 이용한다. 당업자는, 보코더 제어 (307) 의 데이터 프레임 사이저 (403) 와 데이터 프레임 제어장치로의 분할이 임의적이며 오직 예시를 위하여 사용됨을 알 수 있다.
도 6 은, 나머지 평균 공간에 기초하여 데이터 프레임 사이저 (403) 에 의해 설정되는 후속 프레임의 최대 레이트를 데이터 프레임 제어장치가 제어하는 제 1 방법의 흐름도이다.
블록 603 에서, 신규한 데이터 프레임 번들의 제 1 프레임이 수용된다. 제 1 패킷에 대한 최대 사이즈는, 만약 존재한다면, 애플리케이션 또는 통계 제어 블록 (407) 에 의해 임의적으로 설정될 수도 있거나, 스피치 입력에 의존하여 가변 레이트 보코더 자신에 의해 설정될 수도 있다.
일단 제 1 프레임이 수용되었으면 (블록 601), 블록 603 에 나타낸 바와 같이, 나머지 데이터 프레임에 대한 데이터 프레임 번들 (331) 내에 남겨진 공간이 계산된다.
블록 605 에서는, 나머지 데이터 프레임에 대하여 유지될 수 있는 레이트가 계산된다. 이러한 "유지 레이트 (sustained rate)" 는, 모든 나머지 프레임에 대하여 계속될 수 있고 그 나머지 프레임이 데이터 프레임 번들용으로 남겨진 공간에 피팅되게 하는 레이트이다.
블록 607 에서, 최대 데이트 레이트는, 블록 605 에서 계산된 유지 레이트보다 작거나 같은 최고의 가용 레이트로 설정된다.
블록 607 에서 설정된 최대 데이터 레이트에 의해 제약되는 그 다음 프레임은 블록 609 에서 수용된다.
마지막 프레임이 현재의 OTA 패킷에 대하여 생성되었을 경우, 프로세스가 블록 603 으로 계속하지 않으면, 프로세스는 블록 613 에서 종료한다.
도 7 은, 이전 프레임의 평균 레이트에 기초하여 후속 프레임의 최대 사이즈를 데이터 프레임 제어장치가 제어할 수도 있는 제 2 방법의 흐름도이다.
블록 703 에서, 신규한 데이터 프레임 번들의 제 1 프레임이 수용된다. 제 1 패킷에 대한 최대 사이즈는, 만약 존재한다면, 애플리케이션 또는 통계 제어 블록 (407) 에 의해 임의적으로 설정될 수도 있거나, 스피치 입력에 의존하여 가변 레이트 보코더 자신에 의해 설정될 수도 있다.
일단 제 1 프레임이 수용되었으면, 블록 705 에서, 나머지 데이터 프레임에 대한 데이터 프레임 번들 (331) 내에 남겨진 공간이 계산될 수 있다.
블록 705 에서는, 나머지 데이터 프레임에 대하여 유지될 수 있는 레이트가 계산된다. 이러한 "유지 레이트" 는, 모든 나머지 패킷에 대하여 계속될 수 있고 그 패킷이 후속 프레임용으로 남겨진 공간에 피팅되게 하는 레이트이다.
블록 706 에서, 유지 레이트는, 이제까지 생성된 프레임에 대한 평균 레이트와 비교된다. 이제까지 생성된 프레임은, 마지막 100 개의 프레임에 걸치는 것과 같이 어떤 종류의 더 큰 평균치 또는 현재의 OTA 패킷에 대한 프레임일 수도 있다. 만약 같으면, 다음에 블록 713 이 실행되고, 그렇지 않으면, 블록 707 이 뒤따른다.
블록 707 에서, 유지 레이트는, 현재의 OTA 패킷 (335) 에 수용되는 프레임의 평균 레이트와 비교된다. 만약 유지 레이트가 평균 레이트보다 더 크면, 블록 709 에서, 최대 레이트를 증가시킨다. 만약 유지 레이트가 평균 레이트보다 더 작으면, 블록 711 에서, 최대 레이트를 감소시킨다.
최대 레이트에 의해 제약되는 그 다음 프레임은 블록 713 에서 수용된다.
마지막 프레임이 현재의 OTA 패킷에 대하여 생성되었을 경우, 프로세스가 블록 703 으로 계속하지 않으면, 프로세스는 블록 717 에서 종료한다.
당업자는, 도 6 과 도 7 에 도시되어 있는 방법들이 결합될 수도 있으며 각각의 방법에 의해 결정되는 레이트로부터 최소 레이트가 선택될 수도 있음을 알 수 있다.
일반적으로, 제공된 실시형태들은 가변 보코더 및 셀룰러 전화 채널의 관점에서 설명되어 있다. 당업자는, 여기에서의 교시가 단지 예시적이며 매우 다양한 가변 레이트 코딩 애플리케이션에 적용될 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 본 교시는 임의의 원하는 제약을 이용하는 임의의 가변 레이트 코더 및 임의의 채널에 적용될 수 있으며, 그 원리들은 본 발명과 여전히 부합한다. 또한, 회로소자 기능으로서 설명된 기능들은, 필요한 소프트웨어, 상태기계 등을 구동시키는 프로세서에 의해 균등하게 구현될 수 있다.

Claims (34)

  1. 가변 레이트 코더에 의해 제공되는 복수의 데이터 프레임으로부터 데이터 패킷을 생성하는 방법으로서,
    상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하는 단계;
    상기 가변 레이트 코더로부터, 상기 데이터 패킷에 포함될 상기 복수의 데이트 프레임 중 제 1 데이터 프레임을 수용하는 단계;
    나머지 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 사이즈를 결정하는 단계; 및
    상기 나머지 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 사이즈에 의존하여 상기 가변 레이트 코더에 최대 레이트를 제공하는 단계를 포함하는, 데이터 패킷의 생성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하는 상기 단계는,
    상기 데이터 패킷의 최대 사이즈를 결정하는 단계;
    상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하는 단계; 및
    상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 상기 데이터 패킷의 최대 사이즈로부터 감산하는 단계를 더 포함하는, 데이터 패킷의 생성 방법.
  3. 가변 레이트 코더에 의해 제공되는 복수의 데이터 프레임으로부터 데이터 패킷을 생성하는 방법으로서,
    상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하는 단계;
    상기 가변 레이트 코더로부터, 상기 데이터 패킷에 포함될 상기 복수의 데이트 프레임 중 제 1 데이터 프레임을 수용하는 단계;
    나머지 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 평균 사이즈를 결정하는 단계;
    상기 나머지 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 평균 사이즈를 적어도 하나의 이전에 코딩된 프레임의 평균 사이즈와 비교함으로써 비교치를 형성하는 단계; 및
    상기 비교치에 기초하여 상기 가변 레이트 코더에 최대 레이트를 제공하는 단계를 포함하는, 데이터 패킷의 생성 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하는 상기 단계는,
    상기 데이터 패킷의 최대 사이즈를 결정하는 단계;
    상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하는 단계; 및
    상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 상기 데이터 패킷의 최대 사이즈로부터 감산하는 단계를 더 포함하는, 데이터 패킷의 생성 방법.
  5. A) 가변 레이트 보코더로부터, 데이터 프레임 번들 (bundle) 에 포함될 초기 데이터 프레임을 수용하는 단계;
    B) 초기 프레임이 상기 데이터 프레임 번들에 포함될 경우, 데이터 번들에 공간이 얼마나 남아 있는지를 결정하는 단계;
    C) 상기 데이터 번들 내에 남아있는 공간을 이용하여 나머지 패킷에 대한 유지 레이트 (sustained rate) 를 결정하는 단계; 및
    D) 가변 보코더에 대하여, 상기 유지 레이트와 동일한 최대 레이트를 설정하는 단계를 포함하는, 가변 레이트 보코더의 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    초기 데이터 프레임을 수용하는 상기 단계는, 상기 초기 데이터 프레임에 대한 가변 프레임 보코더의 최대 레이트를 설정하는 단계를 더 포함하는, 가변 레이트 보코더의 제어 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    데이터 번들에 공간이 얼마나 남아 있는지를 결정하는 상기 단계는,
    상기 데이터 프레임 번들이 일부분이 되는 공중경유 (OTA) 패킷에 대한 최대 사이즈를 결정하는 단계;
    상기 OTA 패킷의 일부를 구성할 헤더의 사이즈를 결정하는 단계; 및
    OTA 패킷에 대한 상기 최대 사이즈로부터, 상기 초기 프레임의 사이즈 및 상기 헤더의 사이즈를 감산하는 단계를 더 포함하는, 가변 레이트 보코더의 제어 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 데이터 프레임 번들에 포함될 모든 프레임이 상기 데이터 프레임 번들에 포함될 때까지 단계 B) 내지 단계 D) 를 반복하는 단계를 더 포함하는, 가변 레이트 보코더의 제어 방법.
  9. A) 가변 레이트 보코더로부터, 데이터 프레임 번들에 포함될 초기 데이터 프레임을 수용하는 단계;
    B) 초기 프레임이 상기 데이터 프레임 번들에 포함될 경우, 데이터 번들에 공간이 얼마나 남아 있는지를 결정하는 단계;
    C) 상기 데이터 번들 내에 남아있는 공간을 이용하여 나머지 패킷에 대한 유지 레이트를 결정하는 단계; 및
    D) 가변 보코더에 대하여, 상기 유지 레이트와 동일한 최대 레이트를 설정하는 단계를 포함하는, 가변 레이트 보코더의 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    추가적인 데이터 프레임을 수용하는 단계; 및
    상기 데이터 프레임 번들에 포함될 모든 프레임이 상기 데이터 프레임 번들에 포함될 때까지 단계 B), 단계 C) 및 단계 D) 를 반복하는 단계를 더 포함하는, 가변 레이트 보코더의 제어 방법.
  11. 셀룰러 전화기에서 공중경유 (OTA) 패킷을 생성하는 방법으로서,
    상기 셀룰러 전화기로의 입력을 수용하는 단계;
    상기 입력을 적절히 컨디셔닝 (condition) 하는 단계;
    그 컨디셔닝된 입력을 가변 레이트 코더에 제공하는 단계;
    데이터 프레임을 최대 레이트로 형성하는 단계; 및
    상기 데이터 프레임의 레이트 및 데이터 프레임용의 가용 공간의 양에 기초하여 상기 최대 레이트를 제어하는 단계를 포함하는, OTA 패킷의 생성 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 셀룰러 전화기로의 입력을 수용하는 상기 단계는, 음성 입력을 수용하는 단계를 포함하는, OTA 패킷의 생성 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 입력을 적절히 컨디셔닝하는 상기 단계는, 상기 입력을 디지털화하는 단계를 포함하는, OTA 패킷의 생성 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 최대 레이트를 제어하는 상기 단계는, 이미 형성된 데이터 프레임의 레이트에 기초하여 상기 최대 레이트를 제어하는 단계를 포함하는, OTA 패킷의 생성 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 최대 레이트를 제어하는 상기 단계는, 유지 레이트에 기초하여 상기 최대 레이트를 제어하는 단계를 포함하는, OTA 패킷의 생성 방법.
  16. 가변 레이트 코더에 의해 제공되는 복수의 데이터 프레임으로부터 데이터 패킷을 생성하는 장치로서,
    상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하는 데이터 프레임 제어장치;
    상기 가변 레이트 코더로부터, 상기 데이터 패킷에 포함될 상기 복수의 데이트 프레임 중 제 1 데이터 프레임을 수용하는 데이터 프레임 사이저 (sizer);
    나머지 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 사이즈를 결정하는 가변 레이트 코더 제어장치; 및
    상기 나머지 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 사이즈에 의존하여 최대 레이트를 제공하는 상기 가변 레이트 코더로의 입력부 (input) 를 구비하는, 데이터 패킷의 생성 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 데이터 프레임 제어장치는, 상기 데이터 패킷의 최대 사이즈를 결정하며 상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하며 상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 상기 데이터 패킷의 최대 사이즈로부터 감산하는 회로소자 (circuitry) 를 더 구비하는, 데이터 패킷의 생성 장치.
  18. 가변 레이트 코더에 의해 제공되는 복수의 데이터 프레임으로부터 데이터 패킷을 생성하는 장치로서,
    상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하는 데이터 프레임 제어장치;
    상기 가변 레이트 코더로부터, 상기 데이터 패킷에 포함될 상기 복수의 데이트 프레임 중 제 1 데이터 프레임을 수용하는 데이터 프레임 사이저; 및
    나머지 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 평균 사이즈를 결정하며, 상기 나머지 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 평균 사이즈를 적어도 하나의 이전에 코딩된 프레임의 평균 사이즈와 비교함으로써 비교치를 형성하며, 상기 비교치에 기초하여 상기 가변 레이트 코더에 최대 레이트를 제공하는 회로소자를 구비하는, 데이터 패킷의 생성 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하는 회로소자는, 상기 데이터 패킷의 최대 사이즈를 결정하며 상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하며 상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 상기 데이터 패킷의 최대 사이즈로부터 감산하는 회로소자를 더 구비하는, 데이터 패킷의 생성 장치.
  20. A) 가변 레이트 보코더로부터, 데이터 프레임 번들에 포함될 초기 데이터 프레임을 수용하는 데이터 프레임 사이저;
    B) 초기 프레임이 상기 데이터 프레임 번들에 포함될 경우, 데이터 번들에 공간이 얼마나 남아 있는지를 결정하는 데이터 프레임 제어장치; 및
    C) 나머지 패킷에 대한 유지 레이트를 결정하며, 가변 보코더에 대하여, 상기 유지 레이트와 동일한 최대 레이트를 설정하는 회로소자를 구비하는, 가변 레이트 보코더의 제어 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 데이터 프레임 제어장치는, 상기 초기 데이터 프레임에 대한 상기 가변 프레임 보코더의 최대 레이트를 설정하는 회로소자를 더 구비하는, 가변 레이트 보코더의 제어 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    데이터 번들에 공간이 얼마나 남아 있는지를 결정하는 회로소자는,
    상기 데이터 프레임 번들이 일부분이 되는 공중경유 (OTA) 패킷에 대한 최대 사이즈를 결정하는 회로소자;
    상기 OTA패킷의 일부를 구성할 헤더의 사이즈를 결정하는 회로소자; 및
    OTA 패킷에 대한 상기 최대 사이즈로부터, 상기 초기 프레임의 사이즈 및 상기 헤더의 사이즈를 감산하는 회로소자를 더 구비하는, 가변 레이트 보코더의 제어 장치.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 데이터 프레임 번들에 포함될 모든 프레임이 상기 데이터 프레임 번들에 포함될 때까지 모든 프레임을 제어하는 회로소자를 더 구비하는, 가변 레이트 보코더의 제어 장치.
  24. A) 가변 레이트 보코더로부터, 데이터 프레임 번들에 포함될 초기 데이터 프레임을 수용하는 데이터 프레임 사이저;
    B) 초기 프레임이 상기 데이터 프레임 번들에 포함될 경우, 데이터 번들에 공간이 얼마나 남아 있는지를 결정하는 데이터 프레임 제어장치;
    C) 상기 데이터 번들 내에 남아있는 공간을 이용하여 나머지 패킷에 대한 유지 레이트를 결정하는 회로소자; 및
    D) 가변 보코더에 대하여, 상기 유지 레이트와 동일한 최대 레이트를 설정하는 회로소자를 구비하는, 가변 레이트 보코더의 제어 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    추가적인 데이터 프레임을 수용하고, 상기 데이터 프레임 번들에 포함될 모든 프레임이 상기 데이터 프레임 번들에 포함될 때까지 프레임들을 프로세싱하는 회로소자를 더 구비하는, 가변 레이트 보코더의 제어 장치.
  26. 셀룰러 전화기에서 공중경유 (OTA) 패킷을 생성하는 장치로서,
    상기 셀룰러 전화기로의 입력 신호를 수용하는 입력부;
    상기 입력 신호를 적절히 컨디셔닝하고 컨디셔너 (conditioner) 출력 신호를 제공하는 입력 컨디셔너;
    상기 컨디셔너 출력 신호를 수용하는 가변 레이트 코더로의 입력부;
    가변 레이트 보코더; 및
    데이터 프레임의 레이트 및 데이터 프레임용의 가용 공간의 양에 기초하여 최대 레이트를 제어하는 보코더 제어장치를 구비하는, OTA 패킷의 생성 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 셀룰러 전화기로의 상기 입력부는 마이크로폰을 포함하는, OTA 패킷의 생성 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 입력 컨디셔너는, 상기 입력 신호를 디지털화하는 디지털화기를 포함하는, OTA 패킷의 생성 장치.
  29. 제 26 항에 있어서,
    최대 레이트를 제어하는 회로소자는, 이미 형성된 데이터 프레임의 레이트에 기초하여 상기 최대 레이트를 제어하는 회로소자를 포함하는, OTA 패킷의 생성 장치.
  30. 제 26 항에 있어서,
    최대 레이트를 제어하는 회로소자는, 유지 레이트에 기초하여 상기 최대 레이트를 제어하는 회로소자를 포함하는, OTA 패킷의 생성 장치.
  31. 가변 레이트 코더에 의해 제공되는 복수의 데이터 프레임으로부터 데이터 패킷을 생성하는 장치로서,
    상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하는 수단;
    상기 가변 레이트 코더로부터, 상기 데이터 패킷에 포함될 상기 복수의 데이트 프레임 중 제 1 데이터 프레임을 수용하는 수단;
    나머지 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 사이즈를 위한 수단; 및
    상기 나머지 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 사이즈에 의존하여 상기 가변 레이트 코더에 최대 레이트를 제공하는 수단을 구비하는, 데이터 패킷의 생성 장치.
  32. 가변 레이트 코더에 의해 제공되는 복수의 데이터 프레임으로부터 데이터 패킷을 생성하는 장치로서,
    상기 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 최대 사이즈를 결정하는 수단;
    상기 가변 레이트 코더로부터, 상기 데이터 패킷에 포함될 상기 복수의 데이트 프레임 중 제 1 데이터 프레임을 수용하는 수단;
    나머지 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 평균 사이즈를 결정하는 수단;
    상기 나머지 복수의 데이터 프레임이 상기 데이터 패킷 내에서 점유할 수도 있는 평균 사이즈를 적어도 하나의 이전에 코딩된 프레임의 평균 사이즈와 비교함으로써 비교치를 형성하는 수단; 및
    상기 비교치에 기초하여 상기 가변 레이트 코더에 최대 레이트를 제공하는 수단을 구비하는, 데이터 패킷의 생성 장치.
  33. A) 가변 레이트 보코더로부터, 데이터 프레임 번들에 포함될 초기 데이터 프레임을 수용하는 수단;
    B) 초기 프레임이 상기 데이터 프레임 번들에 포함될 경우, 데이터 번들에 공간이 얼마나 남아 있는지를 결정하는 수단;
    C) 상기 데이터 번들 내에 남아있는 공간을 이용하여 나머지 패킷에 대한 유지 레이트를 결정하는 수단; 및
    D) 가변 보코더에 대하여, 상기 유지 레이트와 동일한 최대 레이트를 설정하는 수단을 구비하는, 가변 레이트 보코더의 제어 장치.
  34. A) 가변 레이트 보코더로부터, 데이터 프레임 번들에 포함될 초기 데이터 프레임을 수용하는 수단;
    B) 초기 프레임이 상기 데이터 프레임 번들에 포함될 경우, 데이터 번들에 공간이 얼마나 남아 있는지를 결정하는 수단;
    C) 상기 데이터 번들 내에 남아있는 공간을 이용하여 나머지 패킷에 대한 유지 레이트를 결정하는 수단; 및
    D) 가변 보코더에 대하여, 상기 유지 레이트와 동일한 최대 레이트를 설정하는 수단을 구비하는, 가변 레이트 보코더의 제어 장치.
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