(57)【要約】通信システムは、送信器と、受信器と、アップ／ダウンリンク通信チャネルとを含み、アップリンク通信チャネルを通じて送信器から受信器へデータ通信を行うよう配置される。通信システムは更に、ダウンリンク通信チャネルを通じて受信器から送信器へデータをフィードバックするよう配置される。受信器は、アップリンク通信チャネルを通じて通信される同期されたデータ中に存在する破損したフレームの受信時に不良フレーム標識を与える不良フレームインジケータを含み、送信器は、ＢＦＩ関連データを受信し、それに応じて、所定の状態から開始する再同期手順に従ってアップリンク通信チャネルを通じてデータ通信を再開するためにダウンリンク通信チャネルに結合される再同期手段を含む。受信器端においてかなりの誤り伝搬が生ずることを防止するＧＳＭ音声システム用の速く作用するフィードバック再同期手順が与えられる。
2004515118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信器と、受信器と、アップ／ダウンリンク通信チャネルとを含み、上記アップリンク通信チャネルを通じて上記送信器から上記受信器へデータ通信を行うよう配置され、それにより上記ダウンリンク通信チャネルを通じて上記受信器から上記送信器へデータをフィードバックするよう更に配置される通信システムであって、
上記受信器は、上記アップリンク通信チャネルを通じて通信される同期されたデータ中に存在する破損したフレームを受信したときに不良フレーム標識を与える不良フレームインジケータを含み、上記送信器は、ＢＦＩ関連データを受信しそれに応じて所定の状態から始めて再同期手順に従って上記アップリンク通信チャネルを通じてデータ通信を再開させる上記ダウンリンク通信チャネルに結合された再同期手段を含むことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
上記送信器及び受信器は、エンコーダ状態機械及びデコーダ状態機械を夫々含み、それにより少なくとも上記エンコーダ状態機械はデータ送信の再開時に上記所定の状態へ戻されることを特徴とする、請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
上記再同期手段は、可能な再同期手順を実施するための手動結合される再同期エンコーダ・デコーダ対を含むことを特徴とする、請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項４】
上記再同期手段は、上記受信器からのＢＦＩ関連データの受信時に上記送信器の少なくとも部分的なリセットを行うよう配置されることを特徴とする、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の通信システム。
【請求項５】
上記不良フレームインジケータは、フレームの少なくとも部分集合の正しい受信に関する肯定応答情報及び／又は上記フレーム中の受信されたビットに関する消去情報を含むＢＦＩ関連データを与えるよう配置されることを特徴とする、請求項４記載の通信システム。
【請求項６】
送信器と、受信器と、アップ／ダウンリンク通信チャネルとを含み、上記アップリンク通信チャネルを通じて上記送信器から上記受信器へデータ通信を行うよう配置され、それにより上記ダウンリンク通信チャネルを通じて上記受信器から上記送信器へデータをフィードバックするよう更に配置される通信システムであって、上記受信器は、上記アップリンク通信チャネルを通じて通信される同期されたデータ中に存在する破損したフレームを受信したときに不良フレーム標識を与える不良フレームインジケータを含み、上記送信器は、ＢＦＩ関連データを受信しそれに応じて所定の状態から始めて再同期手順に従って上記アップリンク通信チャネルを通じてデータ通信を再開させる上記ダウンリンク通信チャネルに結合された再同期手段を含むことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の通信システムへ適用されるための送信器。
【請求項７】
送信器と、受信器と、アップ／ダウンリンク通信チャネルとを含み、上記アップリンク通信チャネルを通じて上記送信器から上記受信器へデータ通信を行うよう配置され、それにより上記ダウンリンク通信チャネルを通じて上記受信器から上記送信器へデータをフィードバックするよう更に配置される通信システムであって、上記受信器は、上記アップリンク通信チャネルを通じて通信される同期されたデータ中に存在する破損したフレームを受信したときに不良フレーム標識を与える不良フレームインジケータを含み、上記送信器は、ＢＦＩ関連データを受信しそれに応じて所定の状態から始めて再同期手順に従って上記アップリンク通信チャネルを通じてデータ通信を再開させる上記ダウンリンク通信チャネルに結合された再同期手段を含むことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の通信システムへ適用されるための受信器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、送信器と、受信器と、アップ／ダウンリンク通信チャネルとを含み、上記アップリンク通信チャネルを通じて上記送信器から上記受信器へデータ通信を行うよう配置され、それにより上記ダウンリンク通信チャネルを通じて上記受信器から上記送信器へデータをフィードバックするよう更に配置される通信システムに関する。
【０００２】
本発明はまた、通信システムへ適用されるための送信器及び受信器に関する。
【０００３】
かかる通信システムは、ＷＯ９９／０５８０７号から公知である。公知の通信システムは、送信器、受信器、及びアップ／ダウンリンク通信チャネルを含む。前置符号化器値信号及び送信データ信号は組み合わされ、送信器によってアップリンク通信チャネルを通じて受信器へ送信される。通信中、受信器において決定フィードバック等化器係数が発生され、ダウンリンク通信チャネルを通じて送信器へフィードバックされる。これらの等化器係数は、アップリンク通信チャネルにおいて生ずる変化について補償する新しい前置符号化器値を決定するために使用される。新しい更新された前置符号化器値の決定は、決定フィードバック等化器によって受信される信号の質を改善させ、「ディスラプティブ・リトレイン（ｄｉｓｒｕｐｔｉｖｅ ｒｅｔｒａｉｎ）」と称される変化を減少させる。かかるディスラプティブ・リトレインの間、破壊されたデータ通信を回線上に戻すために送信器と受信器の間の何らかの形式の初期化手順が必要である。時間効果的な回復手順はそこからは知られていない。
【０００４】
従って、本発明は、データ通信の破壊から効果的且つ迅速に回復することが可能な通信システムを提供することを目的とする。
【０００５】
本発明による通信システムは、受信器が、アップリンク通信チャネルを通じて通信される同期されたデータ中に存在する破損したフレームを受信したときに不良フレーム標識を与える不良フレームインジケータを含み、送信器が、ＢＦＩ関連データを受信しそれに応じて所定の状態から始めて再同期手順に従ってアップリンク通信チャネルを通じてデータ通信を再開させるダウンリンク通信チャネルに結合された再同期手段を含むことを特徴とする。
【０００６】
アップリンク通信チャネルを通じた同期データ通信が何らかの理由で破損した場合、破損したフレーム又は不良フレームは受信器によって受信される。このような不良フレームの受信は不良フレームインジケータによって知らされ、不良フレームインジケータはＢＦＩフラグといった不良フレーム標識（ＢＦＩ）を発生する。受信器によって送信器へ送信されるＢＦＩ関連データに応じて、送信器は１以上の不良フレームが受信器によって受信されたことについてダウンリンク通信チャネルを通じて知らされる。貴重な時間を節約するため、送信器は受信器による不良フレームの受信について至急に知らされることが望ましい。これにより、以前に不良フレームが受信されたために完全に取り扱われることができない更なるフレームを受信器が受信してしまうことを防止する。送信器は、送信器と受信器の間の乱された同期を出来る限りすぐに修正するために迅速に適切な対策を講じることができる。例えばデコーダ回路等といった受信器端における更なる回路による不良フレームビット内容の更なる処理は一般的にはビット誤りの伝搬を生じさせこれは幾つかのフレーム期間に亘りうるため、短い時間で同期を回復させることが重要である。これは、更に、ビット決定誤りを累積させ、復号化された音声オーディオ、及び／又はビデオ信号の質に不愉快で邪魔なアーティファクトを生じさせることがあり、これは殆ど容易には修正することが出来ない。
【０００７】
有利には、本発明による通信システムは、誤り伝搬をかなり制限し、正しい同期を迅速に回復するための様々な方法及びレベルの適用を可能とする。制限される誤り伝搬は、所定のできれば動的な状態によるものであるが、再同期手順が開始する送信器及び受信器により知られたものである。これは、誤り伝搬の悪影響が減少されるよう、検出された不良フレームに対する誤り応答時間を制限する。実際は、不良フレームのおそらく部分的な再構成は、あまり問題ではなく、その後の誤り伝搬効果が問題を軽減させる。
【０００８】
適用可能なアップ／ダウンリンク通信チャネルの例は、ＧＳＭネットワークといった電話網、ＬＡＮ又はケーブル網、インターネット等に見いだされる。もちろん、チャネルは、例えばアップリンクチャネルがケーブル網から来ると同時にダウンリンクチャネルが電話網から来るよう異なる網から組み合わされうる。
【０００９】
本発明による通信システムの実施例は、送信器及び受信器が、エンコーダ状態機械及びデコーダ状態機械を夫々含み、それにより少なくともエンコーダ状態機械はデータ送信の再開時に所定の状態へ戻されることを特徴とする。
【００１０】
このような、エンコーダ及びデコーダ状態機械の状態の再同期は、送信器エンコーダへの不良フレーム通知における遅延が誤り伝搬遅延よりも少ないときに、復号化される信号の質を改善させるために特に有効である。その場合、誤り伝搬遅延は、エンコーダ及びデコーダ状態機械の続く再同期によって有利に減少されうる。
【００１１】
本発明による通信システムの更なる実施例は、再同期手段が、可能な再同期手順を実施するための手動結合される再同期エンコーダ・デコーダ対を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明による通信システムの利点は、これらの再同期手段が、受信器端において不良フレームが発生すると、正しく受信されなかったフレームに関して受信器端におけるデコーダが行うはずであった段階を再同期エンコーダ・デコーダ対が正確に行うことを可能とすることである。更なる利点は、送信器へフィードバックされる不良フレームデータが送信器のデコーダが送信器と受信器との再同期を行うことを可能とするため、この再同期手順はデコーダ側に変更を加えることを意味しないことである。例えばＧＳＭ音声符号化システムといった音声符号化システムでこの再同期手順によって実質的な利点が達成されうる。
【００１３】
種々の再送信のレベルを達成することが可能な簡単に実施されうる本発明による通信システムの実施例は、再同期手段が、受信器からのＢＦＩ関連データの受信時に送信器の少なくとも部分的なリセットを行うよう配置されることを特徴とする。
【００１４】
有利には、完全なリセットは、フレーム全体が完全に破損し、当該のフレームの完全な再送信を必要とする場合にのみ行われる。受信されたフレームの一部のみが破損している場合、当該の部分のみ、又は、不良フレームの本質的なパラメータのみが受信器へ（再）送信される。部分的なリセットの場合、ダウンリンクチャネルを通じて送り戻されるＢＦＩ関連データは、かかる部分的なリセットの実行を開始させる標識を与える。これらの場合、例えば喪失されたフレーム又はその一部が再送信されるか、追加的な情報が送信され、受信器端のデコーダが喪失したフレーム又はその一部を再構成することを可能とするよう、不良フレーム取り扱いアルゴリズムからの不良フレームによって置き換えられうる。
【００１５】
通信システムの更なる実施例は、不良フレームインジケータが、フレームの少なくとも部分集合の正しい受信に関する肯定応答情報及び／又はフレーム中の受信されたビットに関する消去情報を含むＢＦＩ関連データを与えるよう配置されることを特徴とする。
【００１６】
この実施例は、おそらくは受信器端において誤りを有するようになったビット又はビットの組についてのより詳細なフィードバックを与える。従って、ビット又はビットの組、又は、誤りを有するようになった本質的な部分の再送信又は訂正、又は、誤り伝搬が最小に維持されるよう速く効率的に行われうる。
【００１７】
ここでは、本発明による通信システム、及び、それの中で適用されるべき送信器、及び受信器について、同様の構成要素が同じ参照番号によって示される添付の図面を参照して更なる利点と共に説明する。
【００１８】
図１は、送信器１から受信器３へのデータ通信を可能とするアップリンク通信チャネル４を通じて相互接続される送信器２及び受信器３を含む通信システム１を示す図である。データ通信は、同期されたデータがチャネル４を通じて通信されるようフレーム編成される。このようなフレームは、通常は音声システム１において２０ミリ秒の長さである。受信器３は、送信器２から受信器３へのデータ通信中に破損したフレームを受信することがある。フレームはビットを含む。破損したフレームのうち一部分のビットのみが信頼性のないビット又は不良ビットである場合がある。受信器３は、不良フレーム又は少なくとも部分的に破損したフレームを受信したことを示すＢＦＩフラグといった不良フレーム標識（ＢＦＩ）を与えるための不良フレームインジケータ５を含む。通信システムは、例えばＢＦＩフラグといった一般的にＢＦＩフラグ関連データを含むフィードバックデータを通信するためのダウンリンク通信チャネル６を含む。フィードバックデータがフレーム当たり１つのＢＦＩフラグのみを含む場合、チャネル６は有利に非常に小さい伝送帯域を有しうる。通信チャネル４及び６は、物理的に別個であるか、又は１つの伝送媒体によって具現化されうる。チャネル４、６は、例えばケーブル網又はＧＳＭ網といったネットワークの一部を形成しうる。例えば、ダウンリンクチャネル６は、インターネットリンクによって形成されうる。
【００１９】
送信器２は、特にＢＦＩ関連データを受信するためのチャネル６に結合された再同期手段７を含む。破損した／不良フレームが検出され、チャネル６を通じてＢＦＩ関連データが受信されると、再同期手段７は再同期手順を開始することによりアップリンクチャネル４を通じて不良データ通信を再開する。以下詳述する再同期手順は、送信器２及び受信器３の両方が知っている所定の状態から開始する。この所定の状態は、例えば、不良フレームの検出後の送信器２及び受信器３の両方の完全なリセットから、又は部分的なリセットから生じうる。部分的なリセットの場合、送信器２及び受信器３は夫々の基本的な状態に戻されない。部分的なリセットは、受信器３の不良フレームインジケータ５がダウンリンクチャネル６を通じて、フレームのどの部分又は部分集合を正しく受信したか、及び／又はどの部分を正しく受信しなかったかを示す場合に可能である。
【００２０】
当該の部分又はフレーム全体は、受信器３へ再送信され、更に迅速に処理されうる。
【００２１】
また、受信されたビットの統計的な評価のために尤度情報を利用可能とするために、フレーム中で受信されたビットに関するいわゆる消去情報を送り返すことが可能である。この評価は、受信されたフレームの更なる処理時の誤りの伝搬が最小であるよう、受信器３が破損したフレーム又はサブフレームをできる限り構築又は修正することを可能とするよう、例えば、再同期手順における再送信中に受信器３へ必須情報を送信させる。計算上の複雑さとパフォーマンスの間の良いトレードオフを達成するために、フィードバックによる再同期手順の種々のレベル高度化について考えることができる。
【００２２】
一般的に、送信器２は、エンコーダ状態機械ＥＮＣの形のエンコーダを含む。同様に、受信器３は、デコーダ状態機械ＤＥＣの形のデコーダを含む。定常状態ではこれらの状態機械は処理及び伝送チャネル遅延以外は同時に動作する。特にこれらの状態機械ＥＮＣ及びＤＥＣは、不良フレームの検出の後は上述の所定の状態を夫々反映する状態へ戻される。エンコーダ機械ＥＮＣ及びデコーダ機械ＤＣはいずれも、状態がエンコーダ及びデコーダの両方の機械に対して知られていなくてはならないという意味で所定である共通状態から（再）開始すべきである。これは、ＦＢＩフラグ付けされるフレームの前の状態、即ち、両方の機械に知られている状態であるがこの場合は動的な状態でありうる。完全なリセットの場合は、両方の機械は一番最初から開始し、この状態は一般的には動的ではなく、固定である。利用可能な消去情報を用いて、又は用いずに、部分的なリセットを行った後、フレームの破損した部分のみが再送信されるか、訂正され、一番最初から始める必要なしに、同時の動作はより速く回復される。
【００２３】
例えば、図２は、通信システム１におけるフィードバック情報を用いた再同期手順を示す図であり、図３は通信システム１への適用のための対応する再同期手段７を示す。ここで、送信器２の中のエンコーダＥＮＣは、そのフレーム（この場合は正しくなく受信されたＮ−１）に対して受信器３の中のデコーダＤＥＣが辿るべき段階を正確に行うよう所定の動的な状態に入る。これは、フレームＮを送信器２中の同期された履歴に従って再エンコードすることによって行われる。このような再同期手順は、受信器３の中のデコーダＤＥＣの変化を必要とせず、ＧＳＭ音声符号化システムにおいて容易に実施されうる。
【００２４】
図３の再同期手段７は、エンコーダＥＮＣの既知の機能を実行するエンコーダ８を含む。エンコーダＥＮＣは、状態Ｓ（Ｎ−１，０）（ただし、Ｎ−１はフレームＮ−１を示し、”０”は誤りのない条件を示し、”１”は誤りのある条件を示す）ための状態入力９、新しい状態Ｓ（Ｎ，０）のための状態出力１０、フレームＮのサンプルを含むデータ入力ストリームＩＮのためのフレーム収集入力１１、及びパラメータＰ（Ｎ，０）のためのパラメータ出力１２を有する。Ｄは、シフトレジスタといった１クロック遅延回路を表わす。２つの双方向制御可能スイッチ１３及び１４は、ここでは受信器３から受信されフレームＮ−１において誤りが生じたことを示すＢＦＩフラグである肯定応答情報信号ＡＮ−１によって切り換えられうる。誤りのない条件では、スイッチは図示するような位置をとり、収集された入力ストリームＩＮ及び状態Ｓ（Ｎ−１，０）はエンコードの後に定常状態で新しい状態Ｓ（Ｎ，０）及びパラメータＰ（Ｎ，０）を与え、このパラメータはアップリンク通信チャネル４を通じて受信器３へ送信される。
【００２５】
再同期手段７は、更に、いずれも送信器端における不良フレーム手順を取り扱うための更なるエンコーダ１５及びデコーダ１６を含む。デコーダ１６は回路Ｄを通じて状態Ｓ（Ｎ−１，０）から導出される先行状態Ｓ（Ｎ−２）のための状態入力１７、先行状態Ｐ（Ｎ−１）のための先行パラメータ入力１８、データストリームＩ（Ｎ−１，１）のためのフレーム出力１９、状態Ｓ（Ｎ−１，１）のための状態出力２０を有する。出力２０は、エンコーダ１５の状態入力２１に結合され、エンコーダ１５の状態出力２２はスイッチ１３の端子を切り換えるために遅延回路Ｄを通じて状態Ｓ（Ｎ，１）に結合する。データ入力ストリームＩはエンコーダ入力２３に印加され、そのパラメータ出力２４はスイッチ１４の切換端子に供給される。誤りは、肯定応答信号ＡＮ−１によって示されるようにフレームＮ−１において生じたとすると、スイッチ１３及び１４は切り替わり、フレームＮ−１は状態Ｓ（Ｎ−１，１）を示すようデコーダ１６によってデコードされ、これらの状態はパラメータＰ（Ｎ，１）を示すためにエンコーダ１５におけるエンコードのために使用され、これらのパラメータは破損フレームＮ−１の訂正された変形として受信器２へ送信される。
【００２６】
概説するに、ＧＳＭ方式によって実行されるこの不良フレーム処理アルゴリズムは、以下の段階を行う。
１．フレームＮのサンプル：ＩＮを収集する。
２．フレームＮを状態Ｓ（Ｎ−１，０）でエンコードし、パラメータをＰ（Ｎ，０）に格納する。
３．フレームＮをエンコードした後の状態Ｓ（Ｎ，０）を格納する。
４．フレームＮ−２の状態Ｓ（Ｎ−２）を取り出す。
５．フレームＮ−１をデコーダ１６でデコードし、状態をＳ（Ｎ−１，１）に格納する。
６．状態Ｓ（Ｎ−１，１）を用いてフレームＮを再エンコードし、パラメータをＰ（Ｎ，１）に格納する。
７．肯定応答ＡＮ−１を読む。
８．ＡＮ−１に応じてＰ（Ｎ，０）又はＰ（Ｎ，１）を送信し、即ちＡＮ−１＝０（フレームＮ−１を誤りなしで受信）であればＰ（Ｎ，０）を送信し、そうでなければＰ（Ｎ，１）を送信する。
９．ＡＮ−１に応じて状態Ｓ（Ｎ−１，０）を割り当てる。ＡＮ−１＝０であればＳ（Ｎ−１，０）＝Ｓ（Ｎ，０）、そうでなければＳ（Ｎ−１，０）＝Ｓ（Ｎ，１） 。
１０．フレームカウンタをインクリメントする：Ｎ＝Ｎ＋１。
１１．段階１へ進む。
【００２７】
尚、アップリンク及びダウンリンクという用語は、送信器と受信器の間の２方向通信路のみを指すものとする。２つの方向は、物理的に２つの完全に異なる遠隔の路であってもよいが、同一の通信チャネル、ガラス繊維、ケーブル等に結合されうる。
【００２８】
上記の説明は本質的な望ましい実施例及び最善の態様を示すためのものであり、当業者によれば請求の範囲に含まれる種々の変更、特徴、及び特徴の組み合わせが行われうるため、これらの実施例は考慮されている装置の例を制限するものと考えられてはならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による通信システムを示す概略図である。
【図２】
本発明による通信システムの実施例においてフィードバック情報を用いる再同期手順を示す図である。
【図３】
図１の通信システムに適用する場合の再同期手段の実施例を示す図である。
【図２】
2004515118.tif 000003
【図３】
2004515118.tif 000004
【国際公開パンフレット】
2004515118.tif 000005
2004515118.tif 000006
2004515118.tif 000007
2004515118.tif 000008
2004515118.tif 000009
2004515118.tif 000010
2004515118.tif 000011
2004515118.tif 000012
2004515118.tif 000013
2004515118.tif 000014
2004515118.tif 000015
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004515118.tif 000016
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004515118.tif 000017
【国際調査報告】
2004515118.tif 000018
2004515118.tif 000019
2004515118.tif 000020
2004515118.tif 000021
2004515118.tif 000022
2004515118.tif 000023