KR20080054057A

KR20080054057A - 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080054057A
Application number: KR1020060126145A
Authority: KR
Inventors: 김재형
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-06-17
Also published as: KR101279857B1; US20080140392A1

Abstract

본 발명은 디코딩 속도를 개선하고 메모리 사용을 최적화 할 수 있는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 적응적 멀티 레이트 방식으로 인코딩된 데이터를 수신하여, 데이터에 포함된 코덱 모드의 비트값과 기 저장된 다수의 적응적 멀티 레이트 코덱 모드의 비트값을 상관연산하여 적응적 멀티레이트 코덱 모드를 디코딩함으로써, 메모리 이용율을 최소화하면서 상기 수신된 데이터로부터 보다 빠르고 정확하게 상기 코덱 모드를 추출 및 확인할 수 있는 방법 및 장치를 개시한다.

AMR, GSM, correlation, 디코딩, compparator

Description

적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법 및 장치{ADAPTIVE MULTI RATE CODEC MODE DECODING METHOD AND APPARATUS THEREOF}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 적응적 멀티 레이트 코덱 모드가 적용되는 시스템 구성도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수신 단말기의 세부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 수신 단말기가 수신하는 데이터 비트 값의 일부를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 테이블을 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법을 나타낸 순서도,

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법을 나타낸 순서도.

본 발명은 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법 및 장치에 관한 것으로, 디코딩 속도를 개선할 수 있으며, 메모리 사용을 최적화할 수 있는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법 및 장치에 관한 것이다.

무선 디지털 통신에 있어서 아날로그 음성 정보가 디지털 형태로 부호화되고, 그러한 신호의 수신 시에 적절한 음질을 보장하기 위해서는 데이터의 전송에 앞서 채널 부호화를 실시해야 한다. 일예를 들면, 전형적인 GSM(Global System for Mobile communication)은 음성 코덱이 고정 비율을 유지하는 채널 부호화를 이용하고 있다. 이를 상세히 설명하면, 상기 GSM 시스템에서는 2개의 완전 비율(FR; full-rate) 음성 코덱과 1개의 절반 비율(HR; half-rate ) 음성 코덱이 이용된다. 상기의 완전 비율 음성 코덱은 13 또는 12.2 kbit/s의 출력 비트 속도를 지니는 반면에, 상기 절반 비율 음성 코덱은 5.6 kbit/s의 출력 비트 속도를 지닌다. 부호화된 음성 매개변수를 나타내는 이러한 출력 비트는 채널 부호기에 공급된다. 채널 부호화는 정보 순서에 중복을 부가하기 위한 기능을 수행한다.

이러한 채널 부호화는 대개 고정 개수의 입력 비트를 대상으로 수행된다. 상기 채널 부호기의 출력 비트 속도는 완전 비율 통화 채널로서 22.8kbit/s로 조정되고, 절반 비율 통화 채널로서 11.4kbit/s로 조정될 수 있다.

따라서, 상기와 같이 전형적인 GSM 코덱은, 채널의 품질에 무관하게 음성 및 채널 부호화 비트 속도 간의 고정 분할 방식으로 동작한다. 상술한 채널 부호기의 비트 속도는 통화 채널 전환이 생기지 않는 한 결코 변경되지 않는 고정코덱 방식으로 구현되는데, 이로 인해 채널 코딩 및 디코딩 과정에서 속도가 느려지게 된다. 따라서, 바람직한 음질과 시스템 용량의 최적화를 위해 가변코덱 형식의 AMR (적응적 멀티 레이트; Adaptive Multi-Rate) 코덱이 개발되어 왔다. 즉, 통합 음질의 향상을 위하여 음성 및 채널 부호화 비트 속도 간의 동적 분할 방식의 AMR 코덱이 개발 규준화 되었다.

AMR 코덱은 가능한 한 가장 양호한 통합 음질을 공급하기 위해, 채널의 품질에 따라 음성 및 채널 부호화 비트 속도 간의 분할 방식을 적응시키는 가변코덱 방식을 취한다. AMR 음성 부호기는 다중 비율 음성 부호, 음성 활성 검출기 및 최적 잡음 생성 시스템을 포함하는 소스 제어 비율 기구 및 전송 오류, 손실 패킷의 효과에 대처하기 위한 오류 은폐 메카니즘으로 구성된다. 상기 다중 비율 음성 부호기는 4.75 kbit/s 내지 12.2 kbit/s인 8개의 기본 속도 및 낮은 비율의 배경 잡음 부호화 모드를 갖는 단일의 통합 음성 코덱으로 구현된다.

한편, GSM 규격에서는 음성의 인코딩 방법만을 언급하였으며, 모든 코덱의 디코딩 방법은 사업자별로 구현할 수 있도록 오픈되어 있다. 그리고, AMR 코덱 모드 관련 규격에서는 코덱 모드 값이 정해져 있다.

상술한 조건하에서, 특정 수신기의 코덱 모드를 디코딩하는 방법은 첫번째 수신 신호 및 확률적 방법을 이용하여 디코딩하는 방법이 제안된바 있다. 이를 상세히 하면, 종래 코덱 모드 디코딩 방법은 먼저, 첫번째 수신신호를 비터비 디코딩을 이용하여 소프트한 출력값을 얻는다. 즉, 첫 번째 수신신호를 "First Likelihood Parameter"로 만들어 Soft-output channel Decoding을 실시한다. 그리고, 두번째로 마코브 모델(Markov Model)과 같은 확률적 방법을 이용해서 상기 수신된 신호의 "Second Likelihood Parameter"를 만들며, 세번째로 "First Likelihood parameter"와 "Second Likelihood Parameter"를 연산하여 최적의 "combined likelihood"를 선택하도록 한다. 이렇게 선택된 최적 "combined likelihood"를 이용하여 코덱 모드를 디코딩하게 된다.

그러나, 상기한 종래 기술에서는 마코브 모델과 같은 확률적 방법을 이용하게 되어, 계산 시간이 증가되며, 계산을 위한 메모리 용량의 사용이 많아지게 되어 불필요한 자원 낭비가 발생하게 된다. 결과적으로, 상술한 확률적 방법의 적용은 전체적인 디코딩 속도를 저감시킴으로써, 사용자 음성을 복원하는데 있어서 효율적이지 못한 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로서본 발명의 목적은 디코딩 속도를 개선할 수 있으며, 메모리 사용을 최적화할 수 있는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 적응적 멀티 레이트 방식으로 인코딩된 데이터를 수신하는 과정; 채널 디코딩을 수행하여 상기 수신된 데이터 중 적응적 멀티 레이트 코덱 모드가 기입된 영역을 검사하여 해당 비트값을 출력하는 과정; 상기 비트값과 기 저장된 다수의 적응적 멀티 레이트 코덱 모드들을 각각 상관연산하여 상관관계값을 생성하는 과정; 상기 상관관계값들을 서로 비교하여 상기 비트값과 유사성이 가장 높은 상관관계값에 해당하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드를 선택하는 과정; 상기 선택된 적응적 멀티 레이트 코덱 모드에 해당하는 제 1 코덱을 활성화는 과정; 및 상기 활성화된 제 1 코덱을 기반으로 상기 수신된 데이터를 디코딩하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 장치는, 다수의 적응적 멀티 레이트 코덱 모드를 저장하는 메모리; 상기 다수의 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 중 특정 코덱 모드로 인코딩된 데이터를 수신하기 위한 안테나; 상기 특정 코덱 모드가 기입된 비트영역을 검사하고, 해당 검사값을 상기 다수의 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 각각에 해당하는 비트값과 상관 연산하여 상기 특정 코덱 모드를 추출하는 모뎀; 및 상기 메모리에 저장된 다수의 적응적 멀티 레이트 코덱 모드를 상기 모뎀에 제공하며, 상기 모뎀의 상관 연산을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

제안하는 본 발명은 적응적 멀티 레이트(Adaptive Multi Rate : AMR)에 관한 것으로서, 특히 본 발명의 실시 예에서는 적응적 멀티 레이트의 코덱 모드 획득을 위한 방법 및 장치를 제안한다.

즉, 본 발명의 실시 예에서는 적응적 멀티 레이트의 코덱 모드를 상관연산하여 코덱 모드를 빠르게 획득함으로써, 디코딩 처리 속도를 빠르게 하고, 메모리를 최대로 절약할 수 있도록 한다.

그러면 이하에서는, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 기능을 수행하기 위한 바람직한 동작 실시 예들을 첨부한 도면들을 참조하여 살펴보기로 한다.

본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 휴대 단말기로서, 바람직하게는 AMR 코덱이 적용되는 이동통신 단말기, 이동 전화기, DMB 수신기, 유/무선 전화기, 개인 정보 단말기(PDA, Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000) 단말기, UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 단말기, DMB 단말기, 노트북(Notebook) 및 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer) 등과 같은 모든 정보통신기기 및 멀티미디어 기기와, 그에 대한 응용에도 적용될 수 있음은 자명할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 적응적 멀티 레이트 코덱이 적용되는 송신기 및 수신기를 포함하는 통신 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템은 AMR(Adaptive Multi Rate) 코덱을 이용하여 데이터를 인코딩한 후, AMR 코딩된 데이터(AMR_data)로서 전송을 실시하는 발신 단말기(100)와, 발신 단말기(100)가 전송한 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)를 수신하고, 디코딩하여 재생하는 수신 단말기(200)를 포함하여 구성된다. 여기서, 발신 단말기(100)는 휴대 단말기 및 이동통신 단말기뿐만 아니라 기지국이 될 수 도 있다.

발신 단말기(100)는 데이터를 AMR(Adaptive Multi Rate) 코덱으로 인코딩하는 인코더, AMR 코딩된 데이터(AMR_data)를 전송하는 안테나를 포함하여 구성될 수 있으며, 기타 음성을 수집하기 위한 오디오 처리부, 메시지 작성을 위한 표시부와 키입력부 및 상기 각 구성을 제어하기 위한 제어부 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 발신 단말기(100) 음성을 AMR 방식으로 인코딩한 AMR 코딩된 데이터(AMR_data) 뿐만 아니라, 영상, 동영상 및 문자 등을 AMR 방식으로 인코딩한 AMR 코딩된 메시지 데이터를 전송할 수 도 있다.

수신 단말기(200)는 상기 발신 단말기(100)가 전송하는 AMR 코딩된 데이터(AMR_data) 및 AMR 코딩된 메시지 데이터 중 적어도 어느 하나를 수신하여 AMR 디코딩을 실시한다. 이하의 설명에서는 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)를 기준으로 설명하기로 한다. 그리고, 이하 본 발명에서는 GSM을 위한 AMR 코덱 모드 즉, 4개의 코덱 모드를 가지는 것을 예를 들어 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명이 상기 4개의 코덱 모드에 한정되지는 않는다. 즉, 본 발명에 적용될 수 있는 코덱 모드는 외부로부터 수신된 데이터로부터 추출한 코덱 모드와 기 저장된 다수개의 코덱 모드를 서로 상관하여 상관도가 높은 코덱 모드를 선택한 것을 적용하는 것으로 코덱 모드의 개수에 한정되지는 않는다.

도 2는 본 발명의 수신 단말기(200)의 각 구성 중 본 발명의 실시 예에 따른 구성 설명을 위한 블록들을 나타낸 도면이다. 상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 상기 수신 단말기(200)는 상기 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)를 수신하기 위한 안테나(110), 상기 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)를 디코딩하기 위한 모뎀(120), 모뎀(120)에 의해 디코딩된 데이터를 재생하는 데이터 재생부 예를 들면 스피커(SPK), 상기 모뎀(120) 및 스피커(SPK)를 제어하며 상기 모뎀(120)에 의해 디코딩된 데이터가 올바르게 디코딩 되었는지 여부를 확인하고, 디코딩된 데이터가 적절하게 디코딩되지 않은 경우, 적절하게 디코딩되도록 코덱 모드들을 선택하는 등 상기 모뎀(120)을 제어하는 제어부(160), 상기 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)를 디코딩하기 위한 다수의 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4)을 저장하는 메모리(170)를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 데이터 재생부는 메시지 및 영상을 표시하거나, 수신 단말기(200)의 제어 동작에 필요한 인터페이스 표시를 위한 표시부를 더 포함할 수 있고, 상기 수신 단말기(200) 제어에 필요한 키 입력 신호를 생성하는 키 입력부를 더 포함할 수 있다.

상기 모뎀(120)은 안테나(110)가 수신한 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)를 추출하기 위하여 채널 디코딩을 실시하는데 필요한 채널 디코더(122), 채널 디코딩된 데이터와 기 저장된 AMR 코덱 모드들의 상관관계를 연산하는 상관기(124), 상관기(124)로부터 출력된 상관관계값들을 비교하여 특정 코덱 모드를 선택하도록 지시하는 비교기(126), 비교기(126)가 선택한 코덱 모드를 기반으로 수신된 데이터를 복호화하여 스피커(SPK)에 전달하는 음성 코덱(128)을 포함하여 구성된다. 여기서, 음성 코덱(128)은 제어부(160)에 포함되어 구현될 수 도 있으며, 휴대 단말기의 데이터 재생부가 구분되는 경우, 상기 데이터 재생부에 포함될 수 도 있다.

채널 디코더(122)는 안테나(110)를 통하여 형성된 통신채널 상에 송수신되는 데이터를 디코딩하며, 이때, 소프트 출력 채널 디코딩을 실시하여 상기 데이터의 소프트 출력을 생성한다. 소프트 출력은 채널 디코더(122)가 디코딩한 출력을 일정 소숫점 단위까지 계산하는 것으로, 상기 통신채널을 통하여 일정 비트를 가지는 데이터가 송신될 경우, 상기 데이터의 원래 비트의 값 즉, "0"과 "1"을 판별할 경우, 소숫점까지 판단하여 출력하는 것을 의미한다. 예를 들면, 발신 단말기(100)로부터 수신한 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)의 일부 데이터 값이 도 3a에 도시된 바와 같이 "1100101"의 값이 수신되어야 하는 경우, 무선환경 및 수신 단말기(200)의 특성에 따라 도 3b에 도시된 바와 같이 그 형태가 찌그러지는 등 오류가 발생하여 수신하게 된다. 이때, 소프트 출력 채널 디코딩의 경우에는 찌그러짐 정도를 소숫점까지 각각 측정하여 비트 단위로, 1.1, 1.01, 0.1, 0.02, 1.08, 0.2, 0.9 등 의 값으로 출력하게 된다. 본 발명의 채널 디코더(122)는 수신된 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)의 비트 값을 상술한 바와 같이 소프트 출력으로 디코딩하게 된다. 이를 위하여 상기 채널 디코더(122)는 비터비 코더/디코더(Viterbi coder/decoder), 터버 코더/디코더(turbo coder/decoder) 등으로 형성될 수 있다.

상관기(124)는 입력되는 신호 즉, 채널 디코더(122)로부터 출력되는 소프트 출력값과 메모리(170)에 저장된 다수의 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4)을 각각 상관 연산하여 상관관계값을 생성한다. 이러한 상관기(124)는 메모리(170)에 저장된 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4) 각각과 입력되는 소프트 출력값을 서로 상관시키게 됨으로, 특정 코덱 모드와 소프트 출력의 상관연산된 값이 나머지 다른 코덱 모드와 소프트 출력이 상관 연산된 값보다 높은 유사성 예를 들면, 높은 에너지값을 가질 확률이 높게 된다.

이를 상세히 설명하면, 발신 단말기(100) 측에서는 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)를 전송하는 과정에서 헤더에 상기 코덱 모드 중 어느 하나에 해당하는 값을 입력하여 전송하기 때문에, 채널 디코더(122)가 출력한 소프트 출력값은 상기 메모리(170)에 저장된 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4) 중 어느 하나의 값이 소프트 채널 디코딩된 값이다. 따라서, 수신 단말기(200)는 상기 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)의 헤더를 확인하고, 그 중 발신 단말기(100)가 기입한 코덱 모드 영역을 디코딩함으로써, 상기 발신 단말기(100)에서 기입한 코덱 모드를 소프트 출력으로 추출한다. 이후, 수신 단말기(200)의 상관기(124)는 추출된 소프트 출력 값이 올바른 값인지 확인하기 위하여, 상기 소프트 출력 값과 메모리(170)에 저장된 다수의 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4) 각각을 상관 연산하여 상관관계값들을 생성하게 된다. 상관기(124)는 적분 상관기, 미분 상관기, 시간 적분 상관기, 콘볼루션 상관기, 곱셈 상관기 등 두 변량의 상관관계값을 출력할 수 있는 상관기라면 어떠한 상관기도 적용될 수 있을 것이다.

비교기(126)는 상기 상관기(124)로부터 출력된 상관관계값들을 서로 비교하여 높은 유사성을 가지는 예를 들면, 에너지가 가장 높은 상관관계값을 추출한다. 이를 상세히 설명하면, 상기 상관기(124)가 예를 들어 콘볼루션 상관기일 경우에는 메모리(170)에 저장된 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4)과 상기 소프트 출력을 각각 콘볼루션시키게 되며, 이때, 소프트 출력과 특정 코덱 모드가 콘볼루션되어 출력값이 생성될 경우, 비교기(126)는 상기 소프트 출력값과 상기 상관연산된 출력값을 서로 비교하여 그 상관관계의 유사성을 추정할 수 있다. 여기서, 상기 비교기(126)는 상관기(124)가 상기 소프트 출력과 상기 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4)을 상관 연산시켜 출력한 상관관계값들을 비교하기 위하여, 임시 메모리 또는 버퍼 메모리를 더 포함할 수 있다. 즉, 비교기(126)는 상기 상관기(124)가 소프트 출력 값과 상기 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4)을 서로 상관시켜 출력한 상관관계값들을 상기 임시 메모리 또는 버퍼 메모리에 저장한 후, 입력값과 상기 상관관계값들의 유사성 비교를 통하여 어떠한 코덱 모드가 다른 코덱 모드들에 비하여 가장 큰 유사성을 가지는지 확인할 수 있다. 이후, 가장 큰 유사성을 가지는 코덱 모드가 추출되면, 비교기(126)는 가장 큰 유사성을 가지는 코덱 모드를 음성 코덱(128) 또는 제어부(160) 중 적어도 하나에 알람한다. 한편 비교기(126)는 음성 코덱(128)이 비교기(126)가 선택한 코덱 모드가 잘못되었음을 제어부(160)를 통하여 알람하는 경우, 유사성이 차등으로 큰 코덱 모드를 선택하여 음성 코덱(128) 또는 제어부(160)에 알람할 수 있다.

음성 코덱(128)은 비교기(126)가 선택한 코덱 모드에 따라 해당 코덱을 활성화 시키고, 활성화된 코덱을 기반으로 입력되는 데이터 즉, 음성 데이터, 메시지 데이터 등을 디코딩하여, 음성일 경우에는 스피커에 전송하며, 메시지인 경우에는 표시부에 전송한다. 본 발명은 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)에 포함된 데이터를 음성에 대하여 주로 설명하고 있으나, 본 발명에서 상기 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)는 메시지 및 영상 등을 AMR 방식으로 인코딩한 AMR 코딩된 메시지 데이터로 대체될 수 있으며, 이때 상기 음성 코덱(128)은 메시지 등의 문자나 영상을 디코딩한 영상코덱으로 대체될 수 있다. 한편, 음성 코덱(128)은 상기 비교기(126)가 선택한 코덱 모드에 따라 상기 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)를 디코딩하게 되며, 이때, 디코딩이 올바르게 수행되는지 확인할 수 있다. 즉, 상기 음성 코덱(128)은 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)에 포함된 내용 중 일부를 디코딩하고 상기 선택된 코덱 모드에 따른 디코딩이 적절하게 수행되지 않아 오류 또는 에러가 발생할 경우, 상기 비교기(126)가 잘못된 코덱 모드를 선택한 것으로 판단하며, 이를 제어부(160)에 알람한다. 이후, 음성 코덱(128)은 비교기(126)가 다른 코덱 모드 를 선택하여 전달하면, 다른 코덱 모드에 따라 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)를 디코딩 한다. 상기 음성 코덱(128)은 상기 비교기(126)가 선택한 코덱 모드를 제어부(160)를 통하여 전달받을 수 도 있다.

스피커(SPK)는 상기 음성 코덱(128)이 디코딩한 데이터에 해당하는 전압에 따라 데이터를 음성으로 재생한다.

제어부(160)는 채널 디코더(122)가 디코딩한 소프트 출력과 메모리(170)에 저장된 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4)을 상관시키는 상관기(124)를 제어하며, 이때, 메모리(170)에 저장된 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4)을 순차적으로 상관기(124)에 공급하여, 상기 소프트 출력과 상관시키도록 제어한다. 그리고, 제어부(160)는 상기 상관기(124)가 순차적으로 출력하는 상관관계값들을 비교기(126)에 전달하도록 제어하며, 상기 비교기(126)가 상기 상관관계값들 중 입력된 소프트 출력값과 가장 유사한 값 또는 상관 처리 이후 가장 높은 에너지 값을 가지는 코덱 모드를 음성 코덱(128)에 전달하도록 제어한다. 이후, 제어부(160)는 음성 코덱(128)이 비교기(126)가 선택한 코덱 모드에 따라 음성 디코딩을 실시하는 과정에서 오류가 발생한 경우, 비교기(126)에 피드백하여, 다른 코덱 모드를 선택하도록 제어한다. 이에 따라, 비교기(126)는 유사성이 차등으로 높은 코덱 모드를 선택하여 음성 코덱(128) 또는 제어부(160)에 전달할 수 있다.

메모리(170)는 AMR 코덱이 가지는 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4) 값을 저장하고, 제어부(160)의 제어에 따라 상기 상 관기(124)에 상기 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4)을 순차적으로 공급한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 메모리(170)에 저장된 코덱 모드들을 테이블 형태로 설명하기 위하여 나타낸 도면이다. 상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 메모리(170)는 다수개 예를 들면, 4개의 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4)을 가질 수 있다. 이를 도면을 기준으로 보다 상세히 설명하면, GSM에 적용되는 AMR 코덱의 코덱 모드는 총 4개가 지원되며, 각 코덱 모드에 해당하는 인밴드(in-band) 인덱스 값과 각각의 인덱스 값에 해당하는 비트 값을 가진다. 여기서, 비트 값은 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)의 헤더에 입력되는 정보로서, 네트웍 설정이나, 단말기 설정에 따라, "Encoded in-band data for SID and RATSCCH Frames ic(15),.., ic(0)" 또는 "Encoded in-band data for speech frames ic(7),.., ic(0)" 중 어느 하나가 적용될 수 있다. 다시 말하여 GSM(Global System For Mobile communication)에서 적용되는 AMR 코덱 모드 식별자는 코덱 모드1, 코덱 모드2, 코덱 모드3, 코덱 모드 4를 각각 가지게 되며, 코덱 모드1의 인밴드 데이터는 "00", 코덱 모드2의 인밴드 데이터는 "01", 코덱 모드3의 인밴드 데이터는 "10", 코덱 모드4의 인밴드 데이터는 "11"의 값을 가진다. 그리고, 코덱 모드1의 프레임 값은 "0101001100001111" 또는 "000000000"의 값을 가지며, 코덱 모드2의 프레임 값은 "00111110101111000" 또는 "10111010"의 값을 가진다. 코덱 모드 3의 프레임 값은 "1000100001100011" 또는 "010111101"의 값을 가지며, 코덱 모드4의 프레임 값은 "1110010111010100" 또는 "11100111"의 값을 가진다. 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 발신 단말기(100) 및 수신 단말기(200)에서 적용되는 AMR 코덱은 GSM 기준으로 4개의 코덱 모드가 적용되는 사례를 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템은 GSM 뿐만 아니라, IMT-2000(International Mobile Telecommunication), UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 등의 기타 다른 통신네트워크에도 적용될 수 있으며, 상술한 코덱 모드의 개수 또한 4개 이상 예를 들면 8개의 코덱 모드를 가지는 경우에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 AMR 코덱 모드 디코딩 장치에 포함될 수 있는 각 구성을 개략적으로 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 AMR(Adaptive Multi Rate) 코덱 모드 디코딩 방법에 대하여 살펴보기로 한다. 설명에 앞서, 본 발명의 실시 예에 따른 AMR 코덱 모드 디코딩 방법에서, GSM(Global System For Mobile communication)에 적용되는 AMR 코덱 모드가 4개로 구성되는 예를 설명하기로 하며, 발신 단말기(100)에서는 AMR 코덱으로 인코딩한 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)를 수신 단말기(200)에 전송하는 것으로 가정하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 AMR 코덱 모드 디코딩 방법을 나타낸 순서도이다.

상기 도 5를 참조하면, 본 발명의 AMR 코덱 모드 디코딩 방법은 먼저, 수신 단말기(200)가 음성을 AMR 방식으로 인코딩한 AMR 코딩된 데이터(AMR_data) 수신 여부를 확인하고(S101), AMR 코딩된 데이터(AMR_data)를 채널 디코더(122)에 입력하여 채널 디코딩을 실시한다(S102).

S102 단계에서, 수신 단말기(200)의 채널 디코더(122)는 수신된 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)의 헤더 영역을 디코딩하여 AMR 코덱 모드 영역의 비트 값을 검사하며, 이때, 소프트 출력 채널 디코딩을 실시한다. 이에 따라, 채널 디코더(122)는 검사된 각 비트 값이 일정 소숫점 단위까지 검사되는 소프트 출력을 생성한다.

다음으로, 채널 디코딩된 소프트 출력과 메모리(170)에 저장된 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4)을 순차적으로 상관연산한다(S103).

상기 S103 단계에서, 상관기(124)는 메모리(170)에 저장된 다수의 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4)과 상기 채널 디코더(122)로부터 출력된 소프트 출력을 각각 상관연산을 실시하여 상관관계값을 출력한다. 이를 위하여 상기 상관기(124)는 적분 상관기, 미분 상관기, 시간 적분 상관기, 콘볼루션 상관기, 곱셈 상관기 등 두 변량의 상관관계값을 출력할 수 있는 상관기라면 어떠한 상관기도 적용될 수 있을 것이다.

다음으로, 상기 상관연산에 따라 출력된 상관관계값들을 비교한다(S104).

상기 S104 단계에서, 비교기(126)는 상기 상관기(124)로부터 출력되는 다수개의 상관관계값들을 비교하여 상기 소프트 출력과 유사성이 가장 높은 특정 코덱모드를 선택한다. 즉, 비교기(124)에서 상관관계값을 검사함으로써, 상기 소프트 출력과 가장 유사성이 높은 특정 코덱 모드를 다수의 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4)로부터 추출할 수 있으며, 이때, 상관관계값은 유사도 또는 에너지 값 등으로 표현될 수 있다. 여기서, 상기 S104 단계 이전에 상기 상관기(124)로부터 순차적으로 연산되는 각각의 상관관계값들을 임시 메모리 또는 버퍼 메모리에 일시적으로 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.

다음으로, 상기 상관관계값들 중 상기 소프트 출력과 가장 유사성이 높은 코덱 모드를 선택한다(S105).

상기 유사성이 가장 높은 코덱 모드를 기반으로 음성 디코딩을 실시한다(S106).

상기 S106 단계에서, 비교기(126)는 다수개의 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4) 중 상기 소프트 출력과 가장 유사성이 높은 코덱 모드를 선택하여 음성 코덱(128)에 전달한다. 이에 따라, 음성 코덱(128)은 유사성이 가장 높은 코덱 모드에 해당하는 코덱을 활성화하여 수신된 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)의 본문을 디코딩한다.

다음으로, 상기 S106 단계에서, 음성 디코딩 에러가 발생하는 경우(S107), 차등으로 높은 유사성을 가지는 코덱 모드를 선택하고(S108), S106 단계로 분기한다.

상기 S107 단계에서, 음성 코덱(128)은 유사성이 가장 높은 코덱 모드에 해당하는 코덱을 기반으로 상기 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)를 디코딩하는데 있어서, 해당 코덱과 AMR 코딩된 데이터(AMR_data)의 디코딩이 적절하게 수행되지 않는 경우, 즉 에러가 발생할 경우, 제어부(160)에 이를 알람한다. 제어부(160)는 비교기(126)가 선택한 코덱 모드가 잘못된 코덱 모드임을 비교기(126)에 알람하고, 비교기(126)는 차등으로 높은 유사성을 가지는 코덱 모드를 선택하여 음성 코덱(128) 에 전달한다.

상기 S108 단계에서, 음성 디코딩 에러가 발생하지 않는 경우, 음성 디코딩된 데이터를 스피커(SPK)에 전달하여 음성을 재생한다(S109).

이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 AMR 코덱 모드 디코딩 방법은 음성을 AMR 방식으로 인코딩한 데이터에 있어서, 특정 코덱 모드를 상관연산하여 보다 빠르고 간결하게 선택할 수 있으므로, 음성 디코딩 속도를 개선하고, 메모리 사용량을 줄일 수 있다.

본 발명은 음성 디코딩의 예를 들어 설명하고 있으나, 문자 또는 영상 및 동영상을 포함하는 메시지 디코딩에도 동일하게 적용될 수 있다. 이를 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 AMR 코덱 모드 디코딩 방법을 나타낸 순서도이다.

상기 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 AMR 코덱 모드 디코딩 방법은 먼저, AMR 코딩된 메시지 데이터 수신 여부를 확인한다(S201).

상기 S201 단계에서, 상기 AMR 코딩된 메시지 데이터는 문자, 영상 및 동영상을 포함하는 메시지를 AMR 방식으로 인코딩한 메시지이다.

다음으로 상기 S201 단계에서, AMR 코딩된 메시지 데이터를 채널 디코더(122)에 입력하여 채널 디코딩을 실시한다(S202).

상기 S202 단계에서, 채널 디코더(122)는 AMR 코딩된 메시지 데이터의 헤더 영역을 검사하며, 특히, AMR 코덱 모드가 기입되는 비트 영역을 검사하고, 해당 비 트 값을 일정 소숫점 단위까지 출력하는 소프트 출력방식으로 디코딩을 실시한다.

다음으로, 채널 디코딩된 소프트 출력과 메모리(170)에 저장된 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4)을 순차적으로 상관연산한다(S203).

상기 S203 단계에서, 상기 각 코덱 모드들은 문자, 영상 및 동영상을 디코딩하기 위하여 영상 코덱 모드들로 구성될 수 있다.

다음으로, 상기 상관연산에 따라 출력된 상관관계값들을 비교한다(S204).

상기 S204 단계에서, 비교기(126)는 상기 소프트 출력값과 메모리(170)에 저장된 코덱 모드들(Codec_mode_1, Codec_mode_2, Codec_mode_3, Codec_mode_4)을 나타내는 비트값들을 서로 상관연산하여 생성된 상관관계값들을 비교한다(S204). 이를 위하여 상기 상관관계값들을 임시로 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 상관관계값들 중 상기 소프트 출력과 가장 유사성이 높은 코덱 모드를 선택하고(S205), 이를 영상 코덱에 전달하면, 영상 코덱은 상기 유사성이 가장 높은 코덱 모드를 기반으로 영상 디코딩을 실시한다(S206).

상기 S207 단계에서, 영상 디코딩 에러가 발생하는 경우(S207), 차등으로 높은 유사성을 가지는 코덱 모드를 선택하고(S208), S206 단계로 분기한다.

상기 S208 단계에서, 영상 디코딩 에러가 발생하지 않는 경우, 영상 디코딩된 데이터를 표시부에 전달하여 영상 또는 문자를 포함하는 메시지를 재생한다(S209).

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 AMR 코덱 모드 디코딩 방법은 음성 뿐 만 아니라, 문자나 영상 및 동영상을 포함하는 메시지 전송에 있어서도 코덱 모드의 디코딩 방법을 적용할 수 있어, 데이터의 디코딩 속도 개선 및 메모리 이용을 최소화할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 본 발명의 실시 예에 따른 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법 및 장치에 따르면, 디코딩 속도를 개선할 수 있으며, 메모리 사용을 최적화할 수 있다.

Claims

적응적 멀티 레이트 방식으로 인코딩된 데이터를 수신하는 과정;

채널 디코딩을 수행하여 상기 수신된 데이터 중 적응적 멀티 레이트 코덱 모드가 기입된 영역을 검사하고 해당 비트값을 출력하는 과정;

상기 비트값과 기 저장된 다수의 적응적 멀티 레이트 코덱 모드들을 각각 상관연산하여 상관관계값을 생성하는 과정;

상기 상관관계값들을 서로 비교하여 상기 비트값과 유사성이 가장 높은 상관관계값에 해당하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드를 선택하는 과정;

상기 선택된 적응적 멀티 레이트 코덱 모드에 해당하는 제 1 코덱을 활성화는 과정; 및

상기 활성화된 제 1 코덱을 기반으로 상기 수신된 데이터를 디코딩하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 코덱을 기반으로 디코딩하는 과정에서 에러가 발생할 경우,

상기 비트값과 상기 상관관계값들의 비교 결과 중 차등으로 높은 상관관계값에 해당하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드를 선택하는 과정;

상기 선택된 적응적 멀티 레이트 코덱 모드에 해당하는 제 2 코덱을 활성화 하는 과정; 및

상기 제 2 코덱을 기반으로 상기 수신된 데이터를 디코딩하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 상관연산 과정 이후 상기 상관관계값들을 임시 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 상관연산 과정은

적분 상관 연산, 미분 상관 연산, 콘볼루션 상관 연산, 시간 적분 상관 연산 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 비트값은

일정 소숫점 단위까지 검사된 비트 값인 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 적응적 멀티 레이트 코딩된 데이터는

음성, 문자, 영상 및 동영상 중 적어도 하나를 포함하는 데이터인 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 적응적 멀티 레이트 코덱 모드들은

다수의 적응적 멀티 레이트 코덱 모드들을 구분하는 식별자, 수신된 인밴드 데이터 아이디, 채널 프레임들을 위한 인코드된 인밴드 데이터, 음성 프레임들을 위한 인코드된 인밴드 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 상관연산 과정은

상기 비트값과 상기 채널 프레임들을 위한 인코드된 인밴드 데이터와 비교하는 과정, 또는

상기 비트값과 상기 음성 프레임들을 위한 인코드된 인밴드 데이터와 비교하는 과정 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 방법.
다수의 적응적 멀티 레이트 코덱 모드를 저장하는 메모리;

상기 다수의 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 중 특정 코덱 모드로 인코딩된 데이터를 수신하기 위한 안테나;

상기 데이터 중 상기 특정 코덱 모드가 기입된 비트영역을 검사하고, 해당 검사값을 상기 다수의 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 각각에 해당하는 비트값과 상관 연산하여 상기 특정 코덱 모드를 추출하는 모뎀; 및

상기 메모리에 저장된 다수의 적응적 멀티 레이트 코덱 모드를 상기 모뎀에 제공하며, 상기 모뎀의 상관 연산을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 모뎀은

상기 데이터가 전송되는 채널을 디코딩하는 채널 디코더;

상기 채널 디코딩된 데이터와 상기 메모리에 저장된 적응적 멀티 레이트 코 덱 모드들의 상관관계를 연산하는 상관기;

상기 상관기로부터 출력된 상관관계값들을 비교하여 제 1 코덱 모드를 선택하는 비교기; 및

상기 비교기가 선택한 특정 코덱 모드를 기반으로 수신된 데이터를 디코딩하는 음성 코덱;을 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 제 1 코덱 모드는

상기 상관관계값 중 상기 검사값과 유사성이 가장 높은 비트 값을 가지는 코덱 모드인 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 음성 코덱은 상기 제 1 코덱 모드에 해당하는 코덱을 이용하여 상기 수신된 인코딩된 데이터를 디코딩하고, 디코딩 과정에서 에러가 발생하는 경우, 이를 상기 비교기에 알람하는 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 비교기는

상기 음성 코덱에서 에러가 발생하는 경우, 상기 상관관계값 중 상기 검사값과 유사성이 차등으로 높은 비트값을 가지는 제 2 코덱 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 인코딩된 데이터는

음성, 문자, 영상 및 동영상 메시지를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 문자, 영상 및 동영상 메시지를 표시하기 위한 표시부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 검사값은

일정 소숫점 단위까지 검사된 비트값인 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 적응적 멀티 레이트 코덱 모드들은

다수의 적응적 멀티 레이트 코덱 모드들을 구분하는 식별자, 수신된 인밴드 데이터 아이디, 채널 프레임들을 위한 인코드된 인밴드 데이터, 음성 프레임들을 위한 인코드된 인밴드 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 장치.
제 17 항에 있어서,

상기 상관기는

상기 비트값과 상기 채널 프레임들을 위한 인코드된 인밴드 데이터와 비교하거나, 또는

상기 비트값과 상기 음성 프레임들을 위한 인코드된 인밴드 데이터와 비교하는 것을 특징으로 하는 적응적 멀티 레이트 코덱 모드 디코딩 장치.