(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変データ率を有する通信システムの受信器において受信されたデータのデータ率を決定し、該データ率に基づいて前記データを復号化する方法において、
(a)  前記受信されたデータを第１データ率に復号化した後、これを再符号化して、第１品質表示を出力する段階と、
(b)  前記受信されたデータと前記第１品質表示とを比較して該比較結果に応じてエラー数をカウントして第１データ率についてのエラー評価量を出力する段階と、
(c)  前記受信されたデータを第２データ率に前処理復号化した後、これを再符号化して第２品質表示を出力する段階と、
(d)  前記受信されたデータと前記第２品質表示とを比較して該比較結果に応じてエラー数をカウントして第２データ率についてのエラー評価量を出力する段階と、
(e)  前記第１データ率についてのエラー評価量と第２データ率についてのエラー評価量とを比較して受信されたデータのデータ率を決定する段階と、
(f)  前記決定されたデータ率を有するデータを選択してビタビ復号化する段階とを含み、
前記復号化のための生成関数は符号化時使用される生成関数の逆関数であることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記方法は、
(g)  前記受信されたデータを第３データ率に前処理復号化した後、これを再符号化して第３品質表示を出力する段階と、
(h)  前記受信されたデータと前記第３品質表示とを比較して該比較結果に応じてエラー数をカウントして第３データ率についてのエラー評価量を出力する段階とをさらに含み、
前記(e)段階において受信されたデータのデータ率決定時、前記第３データ率についてのエラー評価量を追加してデータ率を決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、
(i)  前記受信されたデータを第４データ率に前処理復号化した後、これを再符号化して第４品質表示を出力する段階と、
(j)  前記受信されたデータと前記第４品質表示とを比較して該比較結果に応じてエラー数をカウントして第４データ率についてのエラー評価量を出力する段階とをさらに含み、
前記(e)段階において受信されたデータのデータ率決定時、前記第４データ率についてのエラー評価量を追加してデータ率を決定することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
可変データ率通信システムの受信器によって受信されたデータのデータ率を決定し、該データ率に基づいて前記データを復号化する装置において、
第１データ率を有するデータを復号化する第１プリデコーダと、
前記第１プリデコーダの出力を再符号化する第１エンコーダと、
前記第１データ率を有するデータと前記第１エンコーダの出力とを比較する第１比較器と、
前記第１比較器の比較結果をカウントする第１カウンターと、
第２データ率を有するデータを復号化する第２プリデコーダと、
前記第２プリデコーダの出力を再符号化する第２エンコーダと、
前記第２データ率を有するデータと前記第２エンコーダの出力とを比較する第２比較器と、
前記第２比較器の比較結果をカウントする第２カウンターと、
前記第１カウンター及び第２カウンターの出力を用いて前記受信されたデータのデータ率を決定して選択情報を発生する決定器と、
前記受信されたデータと前記第２プリデコーダとの間に設けられた第１前処理器と、
前記受信されたデータと前記第１前処理器の出力とのうち何れか１つを前記選択情報に応じて選択する選択器と、
前記選択器で選択された出力のみをビタビ復号化するビタビデコーダと
を含み、
復号化のための生成関数は符号化時使われた生成関数の逆関数である
ことを特徴とする装置。
【請求項５】
前記第１前処理器は和回路、結合器または選択器のうち何れか一つで構成されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
第３データ率を有するデータを復号化する第３プリデコーダと、
前記第３プリデコーダの出力を再符号化する第３エンコーダと、
前記第３データ率を有するデータと前記第３エンコーダの出力とを比較する第３比較器と、
前記第３比較器の比較結果をカウントする第３カウンターと、
前記受信されたデータと前記第３プリデコーダとの間に設けられた第２前処理器と
をさらに含み、
前記決定器の入力として前記第３カウンターの出力が追加され、
前記選択器は、前記受信されたデータと前記第１前処理器の出力と前記第２前処理器の出力とのうち何れか１つを前記選択情報に応じて選択する
ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記第１及び第２前処理器は和回路、結合器または選択器のうち何れか一つで構成されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
第４データ率を有するデータを復号化する第４プリデコーダと、
前記第４プリデコーダの出力を再符号化する第４エンコーダと、
前記第４データ率を有するデータと前記第４エンコーダの出力とを比較する第４比較器と、
前記第４比較器の比較結果をカウントする第４カウンターと、
前記受信されたデータと前記第４プリデコーダとの間に設けられた第３前処理器と
をさらに含み、
前記決定器の入力として前記第４カウンターの出力が追加され、
前記選択器は、前記受信されたデータと前記第１前処理器の出力と前記第２前処理器の出力と前記第３前処理器の出力とのうち何れか１つを前記選択情報に応じて選択する
ことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記第１乃至第３前処理器は和回路、結合器または選択器のうち何れか一つで構成されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル通信分野に係り、特に可変率通信システム(variable-rate communication system)において可変率に伝送されたデータのデータ率を決定する方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可変率音声符号化器(variable-rate vocoder)のような可変率通信システムではデータ率の表示無しに伝送される可変率データを受信してデータを処理するために伝送されたデータのデータ率を決定すべきである。従来のデータ率決定装置は、図１に示されており、これは米国特許第５、５６６、２０６号の"Method and apparatus for determining data rate of transmitted variable rate data in a communications receiver"に開示されているので、ここでは簡略に説明する。
【０００３】
図１において、第１ビタビデコーダ１０１は受信されたデータをフルレート(full rate)と仮定してビタビ復号化を行い、第１エンコーダ１０２は第１ビタビデコーダ１０１の出力を再び符号化し、第１比較器(COMP）１０３は受信されたデータ１２３と第１ビタビデコーダ１０１の出力１２４を第１エンコーダ１０２で再び符号化したデータ１２８を比較し、第１カウンター１０４は第１比較器１０３の出力に応じてエラー数１２９を出力する。
【０００４】
第１和回路(summer）１０５、第２ビタビデコーダ１０６、第２エンコーダ１０７、第２比較器１０８及び第２カウンター１０９は受信されたデータをハーフ(half)レートと仮定して前述したような動作を行う。第２和回路１１０、第３ビタビデコーダ１１１、第３エンコーダ１１２、第３比較器１１３及び第３カウンター１１４は受信されたデータを１/４レートと仮定して前述したような動作を行う。第３和回路１１５、第４ビタビデコーダ１１６、第４エンコーダ１１７、第４比較器１１８及び第４カウンター１１９は受信されたデータを１/８レートと仮定して前述したような動作を行う。マイクロプロセッサー１２２は第１乃至第４カウンター１０４、１０９、１１４、１１９から出力されるエラー評価量(error metrics）１２９、１３２、１３６、１４０、第１及び第２CRC(Cyclic Redundancy Code)回路１２０、１２１から出力されるCRC結果１２５、１２７及び第３及び第４ビタビデコーダ１１１、１１６から出力される山本品質評価量(Yamamoto Quality Metrics）１４１、１４２を使用して受信されたデータのデータ率を決定する。
【０００５】
図１に示されたような従来のデータ率決定装置は複雑な構造を有し、復号するのに長時間がかかるビタビデコーダを使用してそれぞれの受信可能なデータ率に全てビタビ復号化を行った後、それぞれの復号化されたデータの品質を示しうるシンボルエラーレートなどを用いて受信されたデータのデータ率を決定するポスト(post)データ率決定方法を採用しているために、ビタビデコーダの複雑度及び処理速度に応じて電力消耗が増加するだけでなくデータ率の決定に長時間がかかる問題点があった。
【０００６】
他のデータ率決定装置としては米国特許第５、６２７、８４５号の"Variable rate communication method and a variable rate communication system"では受信されたデータの反復特性を用いて受信されたデータのデータ率を推定し、米国特許第５、６８９、５１１号の"Data receiver for receiving code signals having a variable data rate"では受信されたデータのフレームの自己相関関数(autocorrelation function)を計算して反復回数を決定した後、受信されたデータのデータ率を推定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記問題点を解決するための本発明の目的は受信可能なそれぞれのデータ率に前処理復号化を行った後、それぞれのデータ率に前処理復号化されたデータの品質情報(シンボルエラーレート)を用いて受信されたデータのデータ率を決定するプリデータ率決定方法を提供するにある。
【０００８】
本発明の他の目的は可変率通信システムにおいて受信時データ率に対した情報がない場合、簡単な構造で復号速度の速いプリデコーダを使用して受信されたデータのデータ率を決定するデータ率決定装置を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明に係るデータ率決定方法は、多数の可変データ率を有する通信システムにおいて受信されたデータのデータ率を決定する方法において、受信されたデータに対して受信可能なデータ率に前処理復号化し、それぞれのデータ率に前処理復号化されたデータの品質情報を検出する段階と、それぞれのデータ率に前処理復号化されたデータの品質情報に基づいて受信されたデータのデータ率を推定する段階とを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るデータ率決定装置は、可変データ率通信システムによって受信されたデータのデータ率を決定するための装置において、受信されたデータに対して受信可能なデータ率に前処理復号化し、それぞれのデータ率に前処理復号化されたデータの品質情報を提供する検出器と、それぞれのデータ率に前処理復号化されたデータの品質情報に基づいて受信されたデータのデータ率を推定する推定器とを含むことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明に係る可変率に伝送されたデータのデータ率決定方法及び装置の望ましい実施形態を説明する。
図２は本発明に係るデータ率決定装置の一実施形態に係るブロック図であって、IS(Interim Standard)-９５ システムのように送受信されるデータの４種のデータ率(フルレート、ハーフレート、１/４レート、１/８レート)のうち何れか１つのデータ率を決定することを例として説明する。
【００１２】
本発明は、最初のデータ率(例えば、フルレート)として、受信されたデータ２２３の前処理復号化及び復号データの品質を示す情報を得るための第１プリデコーダ２０１、第１エンコーダ２０２、第１比較器２０３及び第１カウンター２０４と、二番目のデータ率(例えばハーフレート)として、受信されたデータ２２３の前処理復号化及び復号データの品質を示す情報を得るための第１前処理器２０５、第２プリデコーダ２０６、第２エンコーダ２０７、第２比較器２０８及び第２カウンター２０９と、三番目のデータ率(例えば、１/４レート)として、受信されたデータ２２３の前処理復号化及び復号データの品質を示す情報を得るための第２前処理器２１０、第３プリデコーダ２１１、第３エンコーダ２１２、第３比較器２１３及び第３カウンター２１４と、四番目のデータ率(例えば１/８レート)として、受信されたデータ２２３の前処理復号化及び復号データの品質を示す情報を得るための第３前処理器２１５、第４プリデコーダ２１６、第４エンコーダ２１７、第４比較器２１８及び第４カウンター２１９と、それぞれの品質情報２２６、２３０、２３４、２３８を用いて受信されたデータのデータ率を判断するための決定器２２０と、決定器２２０によって決定されたデータ率を示す情報２３９を用いてそれぞれの受信可能なデータ率に処理されたデータ２２３、２２７、２３１、２３５のうち何れか１つを選択する選択器２２１と、選択された一つのデータ率に該当するデータ２４０をビタビ復号化するためのビタビデコーダ２２２とから構成される。ここで、第１プリデコーダ２０１乃至第４カウンター２１９を、受信されたデータに対して受信可能なデータ率に前処理復号化してそれぞれのデータ率に前処理復号化されたデータの品質情報を提供する第１手段と称し、決定器２２０をそれぞれのデータ率に前処理復号化されたデータの品質情報に基づいて受信されたデータのデータ率を推定する第２手段と称しうる。
【００１３】
次いで、図２に示されたデータ率決定装置の動作を説明する。
受信されたデータ２２３は第１プリデコーダ２０１、第１乃至第３前処理器２０５、２１０、２１５に提供される。この受信されたデータ２２３は復調されたシンボルデータである。
【００１４】
第１乃至第３前処理器２０５、２１０、２１５はデータの送信時データ率に応じて反復して伝送する場合には和回路または結合器で構成され、データ率に応じてシンボル毎に選択された部分に対してのみ伝送する場合は選択器で構成されうる。
【００１５】
即ち、第１前処理器２０５は受信されたデータ２２３を２シンボル単位毎に合せたり、シンボルの１/２を抽出して１/２レートに処理されたデータ２２７を出力する。第２前処理器２１０は受信されたデータ２２３を４シンボル単位毎に合せたり、シンボルの１/４を抽出して１/４レートに処理されたデータ２３１を出力する。第３前処理器２１５は受信されたデータ２２３を８シンボル単位に合せたり、シンボルの１/８を抽出して１/８レートに処理されたデータ２３５を出力する。
【００１６】
本発明の最も特徴的な構成要素である第１乃至第４プリデコーダ２０１、２０６、２１１、２１６は送信器のコンボルーションエンコーダが有している生成関数(generating function）の逆関数を生成関数として用いるコンボルーションエンコーダの一種である。
【００１７】
送信しようとする情報の信号列(sequence)をI(x)、生成関数をG(x)とし、コンボルーションエンコーダにより符号化されたコード列(code sequence)をC(x)とすれば、式１が成立つ。
【００１８】
C(x)=I(x)・G(x)                                            （式１）
【００１９】
送信器ではC(x)を送信し、受信器ではC(x)に雑音が含まれたデータを受信する。
受信されたデータをR(x)、雑音等により発生したエラーをE(x)とすれば、受信されたデータR(x）は下記の通りである。
【００２０】
R(x)=C(x)+E(x)                                              （式２）
【００２１】
このプリデコーダ２０１、２０６、２１１、２１６をG(x）の逆関数G-1(x)を生成関数とするコンボルーションエンコーダとなるように構成して受信されたデータR(x)を復号化すれば次の式３が成立つ。
【００２２】
R(x)・G-1(x) =［C(x)+E(x)]・G-1(x)
＝C(x)・G-1(x)+E(x)・G-1(x)
＝I(x)+E(x)・G-1(x)                              （式３）
ここで、C(x)・G-1(x)=I(x)である。
【００２３】
前記式３において受信されたデータにエラーが全然ない場合、即ちE(x)=０の場合には式４が成立つ。
【００２４】
R(x)・G-1(x)=I(x)+E(x)・G-1(x)
＝I(x)                                          （式４）
【００２５】
従って、プリデコーダによって復号が完了されることがわかる。
即ち、第１プリデコーダ２０１は受信されたデータ２２３を復号化し、第１エンコーダ２０２は第１プリデコーダ２０１から出力される復号化されたデータを再符号化する。第１比較器２０３は受信されたデータ２２３と第１プリデコーダ２０１の出力２２４を第１エンコーダ２０２で再符号化したデータ２２５とを比較し、第１カウンター２０４は第１比較器２０３の比較結果に応じてエラー数をカウントして第１データ率に対したシンボルエラーレート(エラー評価量または品質情報）２２６を決定器２２０に出力する。ここで、第１乃至第４エンコーダ２０２、２０７、２１２、２１７から出力される再符号化したデータ２２５、２２９、２３３、２３７を第１乃至第４品質表示と称しうる。
【００２６】
第２プリデコーダ２０６は１/２レートに処理されたデータ２２７を復号化し、第２エンコーダ２０７は第２プリデコーダ２０６から出力される復号化されたデータを再符号化する。第２比較器２０８は１/２レートに処理されたデータ２２７と第２プリデコーダ２０６の出力２２８を第２エンコーダ２０７で再符号化したデータ２２９とを比較し、第２カウンター２０９は第２比較器２０８の比較結果に応じてエラー数をカウントして第２データ率に対したシンボルエラーレート２３０を決定器２２０に出力する。
【００２７】
第３プリデコーダ２１１は１/４レートに処理されたデータ２３１を復号化し、第３エンコーダ２１２は第３プリデコーダ２１１から出力される復号化されたデータを再符号化する。第３比較器２１３は１/４レートに処理されたデータ２３１と第３プリデコーダ２１１の出力２３２を第３エンコーダ２１２で再符号化したデータ２３３とを比較し、第３カウンター２１４は第３比較器２１３の比較結果に応じてエラー数をカウントして第３データ率に対したシンボルエラーレート２３４を決定器２２０に出力する。
【００２８】
第４プリデコーダ２１６は１/８レートに処理されたデータ２３５を復号化し、第４エンコーダ２１７は第４プリデコーダ２１６から出力される復号化されたデータを再符号化する。第４比較器２１８は１/８レートに処理されたデータ２３５と第４プリデコーダ２１６の出力２３６を第４エンコーダ２１７で再符号化したデータ２３７を比較し、第４カウンター２１９は第４比較器２１８の比較結果に応じてエラー数をカウントして第４データ率に対したシンボルエラーレート２３８を決定器２２０に出力する。
【００２９】
決定器２２０は第１乃至第４データ率に対したシンボルエラーレート２２６、２３０、２３４、２３８のうち最小シンボルエラーレートを有するデータ率を受信されたデータのデータ率として決定し、決定されたデータ率に対した選択情報２３９を選択器２２１及びビタビデコーダ２２２に提供する。選択器２２１はフルレート、１/２レート、１/４レート、１/８レートの受信可能なデータ率に処理されたデータ２２３、２２７、２３１、２３５のうち決定器２２０から出力される選択情報２３９に応じて何れか１つを選択する。ビタビデコーダ２２２は選択器２２１から選択された一つのデータ率に該当するデータ２４０に対してのみ選択情報２３９を用いてビタビ復号化し、復号化されたデータ２４１を出力する。
【００３０】
従って、本発明は受信されたデータのデータ率をそれぞれの受信可能なデータ率に仮定して前処理復号化を行う時、実際に伝送されたデータ率と異に仮定すれば受信されたデータはかなり多くのエラーを含むことと同様になるので、プリデコーダの出力を使用してシンボルエラーレートを求めるとそれぞれのデータ率に仮定して復号化したデータの品質情報が得られ、これを用いて受信されたデータのデータ率を決定しうる。
【００３１】
また、受信されたデータにエラーが含まれた場合にもプリデコーダにより復号化されたデータのシンボルエラーレートはそれぞれの受信可能なデータ率別に差が生じるため、これを用いて受信されたデータのデータ率を決定しうる。
【００３２】
本発明の実施形態では品質情報としてプリデコーダにより復号化されたデータのシンボルエラーレートを用いたが、図１に示されたようにCRC結果をさらに用いてもよく、本発明はプリデコーダにより復号化されたデータを用いて品質情報を得て受信されたデータの可変率を決定する装置には全て利用されうる。
【００３３】
本発明はIS-９５ CDMA(Code Division Multiple Access)システム及びIMT(International Mobile Telecommunications)-２０００システムのように可変データ率通信システムの受信器により受信されたデータのデータ率を決定するのに使用しうる。
【００３４】
【発明の効果】
前述したように、本発明はビタビデコーダに比べて簡単な構造で復号速度の速いプリデコーダを用いて受信されたデータのデータ率を推定した後、推定されたデータ率を有するデータに対してのみビタビ復号化を行うことによって電力消耗が省かれ、受信されたデータの復号速度及びデータ率決定速度が速くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来のデータ率決定装置のブロック図である。
【図２】  本発明のデータ率決定装置の一実施形態に係るブロック図である。
【符号の説明】
２０５，２１０，２１５  第１乃至第３前処理器
２０１，２０６，２１１，２１６  第１乃至第４プリデコーダ
【図１】
0003703657.tif 000002
【図２】
0003703657.tif 000003