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MÉTODOS Y SISTEMAS PARA PROTECCIÓN TIPO CUADRO ROBUSTO EN
SISTEMAS QUE EMPLEAN VELOCIDADES DE BIT VARIABLE
ANTECEDENTES La presente invención está generalmente relacionada con señales de velocidad de bit variable en el campo de los- sistemas de comunicación y, más particularmente, con señales de velocidad de bit variable descodificadoras que han sido transmitidas utilizando una de una pluralidad de diferentes velocidades de codificación. El crecimiento de sistemas de comunicación comerciales y, en particular, el crecimiento explosivo de sistemas radiotelefónicos celulares, han obligado a dos diseñadores de sistema a buscar maneras para incrementar la capacidad del sistema sin reducir la calidad de la comunicación más allá de los umbrales de tolerancia del consumidor. Una técnica para lograr estos objetivos implicaba cambiar sistemas, en donde se utilizaba la modulación análoga para imprimir datos sobre una onda portadora, a sistemas r donde la modulación digital se utilizaba para imprimir los datos sobre una onda portadora. Los sistemas de comunicación digital inalámbrica, estandarizan las interfaces de aire especificando la mayoría < de los parámetros de sistema, incluyendo el tipo de modulación, formato de ráfaga, protocolo de comunicación, etc. Por ejemplo, el Instituto Estándar de Telecomunicación •-"* Europea (ETSI) ha especificado un estándar de Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM) que utiliza acceso múltipi^ de división de tiempo (TDMA) para comunicar control, información de voz y datos sobre canales físicos de rad:i * frecuencia (RF) o enlaces utilizando un esquema de modulación de Modificación de Desplazamiento Mínimo con Filtro Gaussiano (GMSK) a una velocidad de símbolos de 271 ksps . En los Estados Unidos, la Asociación de la Industria de la Telecomunicación (TÍA) ha publicado un número de Normas Provisionales, tales como IS-54 e IS-136, que definen varias t
AMPS) , un sistema TDMA que utiliza un esquema de modulaci n de manipulación por desplazamiento de fase de cuadratura *' diferencial (DQPSK) para comunicar datos sobre enlaces de Rf*. Los sistemas TDMA subdividen la banda de frecuencia disponible en uno o más canales RF. Los canales RF se dividen ' adicionalmente en un número de canales físicos quß ; corresponden al recuadro de emisión en los cuadros de TDiáR.» Los canales lógicos están formados de uno o varios canales ~* físicos donde se especifica la modulación y la codificación. En estos sistemas, las estaciones móviles se comunican cén una pluralidad de estaciones base esparcidas transmitiendo- > lf recibiendo ráfagas de información digital sobre canales RF de, ? enlace ascendente y enlace descendente.
El número creciente de estaciones móviles en uso hoy en día ha generado la necesidad de más canales de voz y datos dentro de los sistemas de telecomunicación celular. Como un resultado, las estaciones base se han separado más estrechamente, con un incremento en la interferencia entre las estaciones móviles que operan en la misma frecuencia en celdas circundantes o estrechamente separadas. De hechO algunos sistemas ahora emplean acceso múltiple de división "? por código (CDMA) , utilizando una forma de modulación de espectro esparcida en donde las señales intencionalment© comparten el mismo tiempo y frecuencia. Aunque las técnicas digitales proporcionan un mayor número de canales útiles a partir de un espectro de frecuencia dado aún permanece la necesidad de mantener la interferencia a niveles aceptables, o más específicamente verificar y controlar la relación de la fuerza de señal portadora con interferencia (es decir relación de portador a interferencia (C/I) ) . Otro factor que es incrementadamente importante para proporcionar varios servicios de comunicación es la velocidad de bit de usuario deseada/requerida para los datos que serán transmitidos sobre una conexión particular. Bor ejemplo, para servicios de datos y/o de voz, la velocidad de bit de usuario corresponde al rendimiento de la calidad de voz y/o datos, con una velocidad de bit de usuario más alta produciendo una mejor calidad de voz y/o un rendimiento de datos más alto. La velocidad de bit de usuario total se determina mediante una combinación seleccionada de técnicas para codificación de lenguaje, codificación de canal, modulación, y asignación de recursos, por ejemplo, para vm sistema TDMA, está última técnica puede hacer referencia al número de recuadro de emisión que se pueden asignar por conexión, para un sistema CDMA, este último parámetro puede hacer referencia al número de códigos que se pueden asignar por conexión. Las técnicas de codificación de lenguaje (o más-* generalmente "codificación de fuentes") se utilizan para comprimir la información de entrada en un formato que utiliza una cantidad aceptable de ancho de banda pero del cual se puede reproducir una señal de salida inteligible. Muchos tipos de algoritmos de codificación del lenguaje existen, por ejemplo, predecible lineal excitado residual (REL3?) , excitación de pulso regular (RPE) , etc., cuyos detalles no son particularmente relevantes en esta invención. Más significativo en este contexto es el hecho de que varios, codificadores de lenguaje tienen varias velocidades de bit ? salida (denominadas como velocidades de codificación de aquí en adelante) y que, como se podría esperar, los codificadores de lenguaje que tiene una velocidad de bit de salida más alta tienden a proporcionar mayor aceptación del consumidor de su calidad de voz reproducida que aquellos que tienen una
velocidad de bit de salida más baja. Como un ejemplo," considere que los sistemas telefónicos más tradicionales, basados en cable utilizan codificación de lenguaje PCM a 64 kbps, mientras que los sistemas GSM emplean un esquema de codificación de lenguaje RPE que opera a 13 kbps. Además de la codificación del lenguaje, los sistemas de comunicación digitales emplean varias técnicas para manejar información erróneamente recibida. Generalmente hablando, estas técnicas incluyen aquellas que ayudan al receptor a corregir la información erróneamente recibida, por ejemplo técnicas de corrección de errores sin retorno (F£C) y aquellas que permiten que la información erróneamente recibida sea retransmitida al receptor, por ejemplo, técnicas de solicitud de retransmisión automática (ARQ) . Las técnicas FEC incluyen, por ejemplo, codificación de bloque o convolucional (colectivamente denominada en la presente como "codificación de canal") de los datos antes de la modulación. La codificación de canal implica representar cierto número de bits de datos utilizando cierto número de bits de código. Dß este modo, por ejemplo, es común hacer referencia a códigos convolucionales por su velocidad de código, por ejemplo, 1/2 y 1/3, en donde las velocidades de código bajas proporcionan, mayor protección de error pero velocidades de bit de usuario más bajas para una velocidad de bit de canal dada. Convencionalmente, cada una de las técnicas que han
impactado la velocidad de bit de usuario se fijaron para cualquier servicio dado proporcionado por el sistema de radiocomunicación, o por lo menos por la duración de una conexión establecida por un sistema de radiocomunicación» * Esto es, cada sistema estableció conexiones que operaban COR un tipo de codificación de fuente, un tipo de codificación dß canal, un tipo de modulación y un tipo de asignación de recurso. Más recientemente, sin embargo, la adaptación dinámica de estas técnicas se ha convertido en un método popular para optimizar el rendimiento del sistema frente a numerosos parámetros que pueden variar rápidamente con el tiempo, por ejemplo, las características de propagación de radio de los canales de radiocomunicación, la carga del sistema, los requerimientos de velocidad de bit del usuario, etc. Se podrá imaginar que muchas combinaciones de estaS técnicas de procesamiento pueden emplearse selectivamente tanto entre diferentes conexiones soportadas por un sistema de radio comunicación y durante toda la vida de una sola conexión. Sin embargo, el receptor debe de estar consciente de los tipos de procesamiento que se están utilizando por €tl transmisor para poder adecuadamente descodificar la información al recibirla. Generalmente, existen dos categorías de técnicas para informar al receptor acerca de las técnicas de procesamiento asociadas con una señal: (1)
información explícita, es icir, un campo de mensaje dentro de la información transmitida teniendo un valor de modo que indica el o los tipos de procesamiento y (2) información implícita, que algunas veces es denominada como una descodificación "ciega", con lo cual el receptor determina el procesamiento realizado por el transmisor analizando, la señal recibida. Esta última técnica se emplea en sistemas CDMA que operan de acuerdo con el estándar TIA/EIA IS-95. La información explícita aveces es considerada como preferible debido a que reduce la demora del procesamiento en el receptor, pero entra al costo de la necesidad para el transmisor de incluir bits operativos adicionales junto con los datos de usuario. Es de particular interés para la presente invención los indicadores tipo cuadro que refleja la codificación de fuentes (lenguaje) empleada actualmente del transmisor. Como se mencionó anteriormente, un indicador tipo cuadro puede transmitirse al receptor (ya sea el receptor de base o él receptor móvil de la estación en un sistema de radiocomunicación, o cualquier receptor en un sistema de no radiocomunicación) de modo que pueda emplear las técnicas de descodificación de lenguaje apropiadas. Típicamente, este indicador tipo cuadro puede incluir solo unos cuantos bits que se transportan junto con los campos de datos. De este modo se podrá apreciar que es particularmente importante para
el receptor ser capas de descodificar con exactitud el indicador tipo cuadro ya que, de otra manera, todo un cuadro de datos puede ser irrecuperable. Este deseo de una recepción exacta del indicador de modo ha llevado a los diseñadores a * fuertemente proteger dichos indicadores con codificación de canal pesada para mejorar la oportunidad de determinar da manera exacta la técnica de descodificación de lenguaje correcta que será empleada. Sin embargo, el uso de codificación de canal pesada implica una redundancia alta, lo cual significa que más bits serán transmitidos para el campé* ' indicador de modo. Esto es, como se explicó anteriormente, indeseable, ya que los bits operativos deberán minimizarse, no incrementarse. De este modo, sería deseable proporcionar técnicas y sistemas para incrementar la probabilidad de que los indicadores tipo cuadro esté adecuadamente descodificados, mientras que al mismo tiempo minimice el número de bits operativos que son transmitidos con los datos de carga útil. La EP-0913971 describe un método para el cálculo de canal en un sistema de comunicación celular. Los datos son transmitidos con velocidades de transmisión de datos variables como una pluralidad de símbolos de datos sobre una secuencia de recuadro de emisión. Cada recuadro de emisión tiene por lo menos símbolos de datos que contienen proporción, la proporción depende de la velocidad ele
transmisión de datos. Un cálculo de la velocidad de transmisión es determinado y se utiliza en el cálculo de canal de modo que el cálculo de canal se basa en los símbolos de datos recibidos. Además, una secuencia de información de velocidad RI que identifica la velocidad de bits se inserta dentro de la corriente de los datos de control y. de usuario ya sea antes o después de la codificación de canal. US-3747074 describe un sistema de comunicación con una capacidad de detección de velocidad de baudios. En una modalidad preferida, el sistema incluye un procesador, una pluralidad de terminales y un dispositivo de comunicación para coordinar la transmisión de las comunicaciones entre el procesador y las terminales en una variedad de velocidades de baudios. Cada velocidad de baudio de un sistema corresponde aun código de velocidad de baudio único y cada código de velocidad de baudio es un cuadro de tiempo. La señal mediante la cual cada comunicación es transmitida incluye un código de velocidad de baudio como es representado por lo menos por un cuadro de tiempo entre las transiciones de estado de señal, El dispositivo de comunicación detecta las transiciones de estado de señal representativas del código de velocidad de baudio y concurrentemente registra el tiempo de ocurrencia de cada transición detectada. A partir de un par de tiempos registrados, un cuadro de transición se calcula y correlaciona con uno de los cuadros de tiempo de código de
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velocidad de baudio para identificar un código de velocidad de baudio correlacionado. Se indica la velocidad de correspondiente con el código de velocidad de baudió correlacionado y una transmisión de una comunicación s - t 5 descodifica de acuerdo con la velocidad indicada.
COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Estas y otras desventajas y limitaciones de los métodos y sistemas convencionales para comunicar información
10 de solución de acuerdo con la presente invención, en donde sé incluyen los indicadores tipo cuadro en lugar de bits no , utilizados que fueron previamente adicionados a los cuadros para una adaptación de velocidad. De este modo, los. indicadores tipo cuadro puede ser relativamente largo, lo
15 cual proporciona una robustez contra errores de transmisión. Por otra parte, indicadores de tipo cuadro diferentes pueden tener diferentes números de bits. De acuerdo con modalidades ejemplares de la presente invención, un procesador en un receptor
20 correlacionado a los patrones indicadores de cuadro almacenados, por ejemplo, secuencias de número pseudo aleatorias o más generalmente cualquier tipo de secuencia que son por lo menos parcialmente ortogonales, con un cuadro recibido para identificar un tipo de cuadro, por ejemplo, una
25 velocidad de codificación, en donde por lo menos dos de los
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patrones indicadores de cuadro tienen diferentes números de bits. Una correlación suficientemente alta proporciona una concordancia de modo que el receptor identifica el cuadro recibido como teniendo una velocidad correspondiente al 5 indicador tipo cuadro. De acuerdo con un método ejemplar (para transmitir información tipo cuadro en un sistema de comunicación) , s® 4 realizan los siguientes pasos: proporcionar por lo menos dos* velocidades de codificación diferente para procesar 10 información en un transmisor, en donde la información tipo cuadro se asocia con por lo menos las dos velocidades de codificación diferentes; codificar, en el transmisor, información a una velocidad con base en una selección de por lo menos dos velocidades de codificación diferentes; incluir 15 un indicador tipo cuadro con la información codificada en un cuadro, el indicador tipo cuadro se selecciona de por lo menos dos indicadores tipo cuadro que dependen de la seleccionada de una de por lo menos dos velocidades de codificación diferentes; y transmitir el cuadro incluyendo el 20 indicador tipo cuadro y la información codificada, en donde por lo menos dos de los indicadores tipo cuadro tienen diferentes números de bits. De acuerdo con otro método ejemplar (para determinar un tipo de cuadro de un cuadro recibido de 25 información), se realizan los siguientes pasos: recibir el
cuadro, correlacionar el cuadro recibido con un primer patrón indicador de cuadro; identificar el cuadro recibido co 0.( teniendo un primer tipo asociado con el primer patrón indicador de cuadro si el resultado de la correlación exceáé 5 un umbral; correlacionar, si el cuadro recibido no es identificado como teniendo el primer tipo, el cuadro recibido con un segundo patrón indicador de cuadro; identificar el cuadro recibido como teniendo un segundo tipo asociado con el segundo patrón indicador de cuadro si el resultado de la
10 correlación excede el umbral y, de otra manera, identificar el cuadro recibido como teniendo un tercer tipo; en donde el primer y segundo patrón indicador de cuadro tienen diferentes números de bits. De acuerdo con otro método ejemplar (para
15 determinar un tipo de cuadro de un cuadro recibido de información), se realizan los siguientes pasos: recibir el cuadro; correlacionar el cuadro recibido con una pluralidad de patrones indicadores de cuadro; comparar un valor de correlación máximo, generado por el paso de correlacionar,
20 con un umbral; identificar el cuadro recibido como teniendo un primer tipo asociado con un patrón indicador de cuadro que generó el valor de correlación máximo si el valor dé correlación máximo excede el umbral y, de otro modo identificar el cuadro recibido como teniendo un tipo de
25 opción pasiva; en donde por lo menos dos patrones indicadores
de cuadro tienen un diferente número de bits.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Estos y otros objetos, características y ventajas de la presente invención serán más evidentes al leer la siguiente descripción detallada, tomada junto con los dibujos anexos, en donde: la FIGURA 1 es un diagrama de bloque general de un sistema de radiocomunicación dentro del cual indicadores tipo cuadro de acuerdo con la presente invención pueden implementarse; la FIGURA 2 es una diagrama de bloque de un esquema de transmisión de velocidad de bits de carga útil variable que tiene una velocidad de transmisión total fi a; la FIGURA 3 es una tabla que ilustra diferente? velocidades de codificación y tipos de bits para los cuales se puede implementar la presente invención; la FIGURA 4 es un mapeo ejemplar de tipo de bits con cuadros para las velocidades de codificación de la FIGURA 3; la FIGURA 5 representa una técnica convencional para explícitamente identificar un tipo de cuadro; la FIGURA 6 representa la identificación de un tipo de cuadro de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención; y
la FIGURA 7 ilustra indicadores tipo cuadro, proporcionados de acuerdo con otra modalidad ejemplar de la- presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA En la siguiente descripción, para propósitos de explicación y no limitación, se establecen detalles específicos, tales como circuitos particulares, componentes de circuito, técnicas, etc., para poder proporcionar un entendimiento completo de la presente intención. Sin embargo, será evidente para aquellos expertos en la técnica que la presente invención puede practicarse en otras modalidades que se alejan de estos detalles específicos. En otros casos, las descripciones detalladas de los circuitos, dispositivos y métodos bien conocidos se omiten para no obscurecer la descripción de la presente invención. Las siguientes modalidades ejemplares se proporcionan en el contexto de los sistemas de radiocomunicación. Sin embargo, aquellos expertos en la técnica apreciarán que está invención se puede aplicar a cualquier tipo de sistema de comunicación que incluye a comunicaciones alámbricas e inalámbricas. Por otra par §/ para sistemas y métodos en donde la presente invención se puede aplicar a señales transmitidas sobre una interfaz al aire, la presente invención se puede aplicar de igual manera,
por ejemplo, a sistemas que emplean cualquier metodología de acceso incluyendo acceso múltiple de división de frecuencia (FDMA), TDMA, acceso múltiple de división de código (CDMA) e híbridos de los mismos. Por otra parte, la operación del sistema de radiocomunicación ejemplar de acuerdo con los sistemas de comunicación GSM se describen en los documentos del Instituto Estándar de Telecomunicaciones Europeo (ETSI) ETS 300 573, ETS 300 574 y ET? 300 578. Por lo tanto, la operación del sistema GSM solo se describirá en la presente hasta donde sea necesario para entender la presente invención. Aunque la presente invención se describe en términos de modalidades ejemplares en un sistema GSM, aquellos expertos en la técnica apreciarán que la presente invención puede utilizarse en una amplia variedad de otros sistemas de comunicación digitales que emplean esquemas de codificación de velocidad de bit variable. Haciendo referencia a la FIGURA 1, un sistema 10 de comunicación en el cual las modalidades ejemplares de la presente invención pueden implementarse se representan para poder proporcionar cierto contexto para esta invención. En esta, el sistema 10 está designado como una red jerárquica con múltiples niveles para manejar llamadas. Al utilizar un conjunto de frecuencias de enlace ascendente y enlace descendente, las estaciones 12 móviles que operan dentro del
sistema 10 participan en llamadas utilizando recuadro de emisión asignadas a las mismas en estas frecuencias. En un nivel jerárquico superior, un grupo de Centros de Conmutación Móviles (MSC) 14 son responsables de enrutar las llamadas de un opginador hasta su destino. En particular, estas entidades son responsables del establecimiento, control y terminación de las llamadas. Uno de los MSC 14 conocido como la puerta MSC, maneja la comunicación con una Red Telefónica Conmutada Pública (PSTN) 18 u otras redes públicas y privadas. Aún nivel jerárquico más bajo, cada uno de los MSC 14 se conectan a un grupo de controladores de estación base. (BSC) 16. Bajo el estándar GSM, el BSC 16 se comunica con un, MSC 14 bajo una interfaz estándar conocida como la interfaz A, la cual está basada en la Parte de Aplicación Móvil del Sistema de Señalamiento CCITT No. 7. A un nivel jerárquico más majo, cada uno de los BSC 16 controla un grupo de estaciones tranceptoras base (BTS) 20. Cada BTS 20 incluye un número de TRX (no mostrados) que utilizan los canales de RF de enlace ascendente y enlace descendente para dar servicio a un área geográfica común particular, tal como una o más celdas de comunicación 21. Loa BTS 20 principalmente proporcionan los enlaces RF para la transmisión y recepción de ráfagas de datos hacia y de las estaciones 12 móviles dentro de sus celdas designadas. En una
modalidad ejemplar, un número de BTS 20 se incorpora en una estación base de radio (RBS) 22. La RBS 22 puede, por ejemplo, estar configurada con una familia de productos RBS- 2000 cuyos productos son ofrecidos por Telefonaktiebolaget LM Ericsson, el cesionario de la presente invención. Para más detalles con respecto a la estación 12 móvil ejemplar y las implementaciones RBS 22, el lector deberá hacer referencia a la Solicitud de Patente Norteamericana No. de Serie 08/921,319, titulada "A Link Adaptation Method For Links' usmg Modulation Schemes That Have Different Symbol Rates", a- Magnus Frodigh et al . , y presentada el 29 de agosto de 1997. De acuerdo con modalidades ejemplares de la presente invención, la información transmitida entre un BIS 20 y una estación 12 móvil puede procesarse utilizando diferente fuente de modos de codificación (por ejemplo lenguaje) . Esta información entonces, típicamente, se envía a través de varios enlaces dentro de la parte fija del sistema de radiocomunicación. Si la otra parte de la conexión es otra estación 12 móvil, entonces la información se transmite una vez más sobre una interfaz al aire. Para entender mejor los modos ejemplares para los cuales los indicadores tipo cuadro puede transmitirse y descodificarse, considere la porción del sistema ejemplar representada en la Figura 2, en donde los cuadros de velocidad de bit variable se mapean en un canal de velocidad
fija. Aquí, los cuadros de longitudes variables Nr generados por un codificador 30 de velocidad de bit variable (colocado, por ejemplo, en una estación 12 móvil) , se mapean en un canal con una velocidad fija, con una longitud M de cuadro resultante. La velocidad de codificación r es determinada por una unidad 32 de control y enviada al codificador 30 que produce cuadros de lenguaje que consisten de bits codificados Nr por cuadro. Estos bits codificados entonces son procesados y transmitidos adicionalmente sobre una interfaz al aire & una estación base (no mostrada en esta Figura) . Una vez recibidos en la parte fija de la red, los datos suplementarios, por ejemplo, la sincronización y otra información operativa puede adicionarse a los bloques 34, que- pueden colocarse, por ejemplo, en la unidad de transcodificación (RTAU, no mostrada) de un BSC o MSC. Enseguida, la adaptación de velocidad se realiza en el bloque 36 (por ejemplo, también colocado en el TRAU) par?í* selectivamente adicionar más bits a la producción de bloque 34 para dar como resultado cuadros de velocidad fija de na longitud M que se transmiten sobre una línea digital 38, o cualquier tipo de canal digital, que puede enlazar TRAU en diferentes nodos fijos del sistema de radiocomunicación. Las FIGURAS 3 y 4 proporcionan un ejemplo de un sistema que designa cuatro velocidades de codificación diferentes que pueden emplearse para la transmisión de
información. Estos formatos de cuadro y velocidades de codificación han sido propuestos junto con el llamado desarrollo de sistema de operación tande -free (TFO) (IS*- 733) . Los sistemas TFO pretenden reducir o eliminar laß transcodificaciones múltiples asociadas con el envío d$ bloques de datos a través de diferentes mterfaces. Por ejemplo, en lugar de descodificar cuadros de lenguaje recibidos sobre una interfaz al aire de una estación móvil traducir aquellos cuadros de lenguaje descodificados en muestras de lenguaje moduladas codificadas por pulso (PCM) % 4* , Js para transmitirlas sobre el enlace de comunicación dentro del sistema de comunicación y enseguida grabar las muestras de „ lenguaje una vez más para transmitirlas sobre otra interfaz- aire a un recipiente pretendido, los sistemas TFO pretenden transmitir los bloques de datos con un solo paso ßtß codificación/descodificación en los nodos implicados en ß|"->, envío de información entre un opgmador y un recipiente. l La tabla de la Figura 3 ilustra una relación ejemplar entre datos de carga útil en Nr, datos * suplementarios Dr y bits no utilizados Ur que proporcionan un tamaño de cuadro fi o de, en este ejemplo, 320 bitß?A,. (incluyendo bits CRC) . Las velocidades de codificación r especificadas en la presente están relacionadas con una velocidad de bit de salida máxima. Estos bits pueden mapears® en cada cuadro en cualquier manera deseada, un ejemplo de lo cual se ilustra en la Figura 4 para cada velocidad de codificación. Aquellos expertos en la técnica reconocerán que la ubicación de los campos particulares, por ejemplo, datos de carga útil, datos suplementarios y bits no utilizados, pueden ajustarse como se desee y que, de hecho, estos campos pueden descomponerse dentro de cada cuadro. Como, se podrá apreciar al revisar las FIGURAS 3 y 4, a medida que disminuye la velocidad de codificación, el número de bits de relleno no utilizados incrementa para mantener una velocidad de transmisión fija. Como se mencionó anteriormente, un indicador tipo cuadro puede transmitirse en cada cuadro para informar al descodificador del receptor cambiar a un modo apropiado (es decir, velocidad 1, 1/2, 1/4 y 1/8 en el ejemplo anterior) para adecuadamente descodificar cada cuadro. De acuerdo con una proposición, los bits suplementarios Dr pueden reducirse mediante un número fijo de bits F para permitir la transmisión del indicador tipo cuadro en el número fijo de bits F. Este concepto se ilustra en la FIGURA 5. Sin embargo, la desventaja de está proporción es que reduce el número de bits suplementario disponible para propósitos operativos, por ejemplo, sincronización, lo cual a su vez puede dar como resultado una degradación severa en el rendimiento de sincronización (y por lo tanto el sistema) . De acuerdo con modalidades ejemplares de la
presente invención, se crea un indicador tipo cuadro en lugar de utilizar los bits no utilizados Ur. Más específicamente, como se puede ver en la Figura 6, se inserta un patrón tipo cuadro diferente dentro de cada cuadro en este sistema ejemplar para las velocidades de cuadro de 1/2, 1/4 y 1/8. Ya que los cuadros de velocidad 1 no incluyen bits no utilizados, aquellos cuadros no necesitan tener un indicador tipo cuadro explícito. Cada patrón indicador tipo cuadro puede, por lo tanto, tener un número diferente de bits. Por ejemplo, en este ejemplo numérico puramente ilustrativo, un indicador tipo cuadro de velocidad de 1/2 puede tener hasta 142 bits, un indicador tipo cuadro de velocidad 1/4 puede tener hasta 221 bits y un indicador tipo cuadro de velocidad de 1/8 puede tener hasta 255 bits. Los patrones indicadores tipo cuadro pueden, por ejemplo, crearse por medio de un generador de secuencia de número pseudo aleatorio (PN) en una manera que será evidente para aquellos expertos en la técnica. Un receptor puede entonces realizar un proceso de" , concordancia de patrón para determinar la velocidad de un cuadro recibido. En este ejemplo, con cuatro velocidades de codificación diferentes, el receptor puede intentar identificar un cuadro recibido recuperando cada uno de los tres indicadores tipo cuadro conocidos de la memoria y buscando el cuadro recibido para determinar si existe una
concordancia. Por ejemplo, el receptor puede recuperar un primer patrón indicador de cuadro de, por ejemplo, 142 bits que está asociado con cuadros de velocidad de 1/2 y determinar un nivel de correlación entre el cuadro recibido y el primer indicador de cuadro. Si el nivel de correlación es lo suficientemente alto, entonces el receptor identificará que el cuadro es un cuadro de velocidad de 1/2. De otro modo, el proceso continuará recuperando un segundo patrón indicador de cuadro de, por ejemplo, 221 bits y realizar una segunda correlación. Si no se encuentra ninguna concordancia, entonces el receptor procederá a recuperar el tercer patrón indicador de cuadro de, por ejemplo, 255 bits y realizar una tercera correlación. Si no se identifica ninguna concordancia, entonces el receptor identificará el cuadro como un cuadro de velocidad 1, es decir, un cuadro sin un indicador tipo cuadro explícito. Alternativamente, el cuadro recibido puede estar correlacionado con todos los patrones indicadores de cuadro. Enseguida, el valor de correlación máximo puede compararse con un valor de umbral. Si el valor de correlación máximo está por de bajo del umbral, entonces el receptor identifica el cuadro con una velocidad de codificación de opción pasiva (por ejemplo, máximo). De otra manera, si el valor de correlación máximo excede el umbral, entonces el cuadro es identificado como teniendo una velocidad de codificación asociada con el patrón indicador de
%. 23
cuadro que generó el valor de correlación máximo. Por supuesto, aún si todos los bits no utilizados se utilizan para el indicador tipo cuadro, no todos los bits necesitan involucrarse en la correlación. Por ejemplo, u 5 subconjunto de indicadores tipo cuadro almacenados puede utilizarse para realizarse la correlación dependiendo del grado de exactitud deseado con relación a los recursos de procesamiento que serán empleados en la tarea de identificación. 10 El campo indicador de cuadro puede, por su puesto, recibirse con errores. Por otra parte, existe la posibilidad que un cierto indicador tipo cuadro asociado con las velocidades igual a 1/2, 1/4, 1/8 será transmitido o detectado inadvertidamente en un cuadro que fue actualmente
15 transmitido a una velocidad 1 de codificación. La probabilidad de una detección errónea del indicador tipo cuadro en un caso libre de errores depende de la longitud del indicador de cuadro la cual, como se discutió anteriormente, puede variar para diferentes velocidades de codificación ya
20 que los bits no utilizados se utilizan para transmitir la indicación tipo cuadro. Con la suposición de que será aceptado un patrón como concordancia si se recibe con hasta errores de 2 bits, la siguiente fórmula proporciona la probabilidad P£ de un patrón erróneamente detectado, en caso
25 de que los bits (0, 1) estén igualmente distribuidos y son estadísticamente independientes:
P { r? l ) = e 1+Fr+ l'D /2 re
Esta fórmula indica que, para los indicadores tipo cuadro en el orden de 142 bits o mayor, la probabilidad de incorrectamente identificar una velocidad de codificación de cuadro recibida es insignificante. Sin embargo, si se desea, la carga útil y los datos suplementarios pueden seleccionarse antes de la transmisión para determinar si uno de los patrones indicadores tipo cuadro ha ocurrido aleatoriamente. Al reconocer que un patrón indicador tipo cuadro se incluye en la carga útil y/o los bits suplementarios, el transmisor puede intencionalmente cambiar 1, 2 o más de aquellos bita para evitar una identificación de velocidad de codificación errónea en el receptor. De acuerdo con otra modalidad ejemplar de la presente invención, los descodificadores de fuente de velocidad variable pueden comenzar el proceso de descodificación una vez que un cierto número Lr de bits están disponibles para ser introducidos. Este número de bits depende de la velocidad de codificación r, por ejemplo, L?=90 bits (para r=l) , L?—50 bits (para r=l/2), L?4=45 bits (para r=l/4) y bits. Entonces, si el número de bits en el patrón indicador de cuadro se fija en Ft=90-Lr, el descodificador de fuente de velocidad variable puede
determinar la velocidad de codificación, y por lo tanto comenzar la descodificación, después de 90 bits a pesar de la velocidad de codificación empleada para un cuadro particular. Este concepto se ilustra por medio del ejemplo en la Figura 7, en donde los primeros 90 bits de un cuadro se ilustran para los cuadros codificados con cada una de las velocidades de codificación diferentes utilizadas en los ejemplos de esta especificación. De este modo, para una velocidad de codificación r=l, los primeros 90 bits contienen solo datos de carga útil y no un indicador tipo cuadro. Para la velocidad de codificación r=l/2, los primeros 90 bits incluyen un indicador tipo cuadro de 40 bits seguido por 50 bits de información de carga útil. Para la velocidad de codificación igual a 1/4, los primeros 90 bits del cuadro incluyen un indicador tipo cuadro de 45 bits seguido por 45 bits de información de carga útil. Finalmente, para ün cuadro con una velocidad igual a 1/8, los primeros 70 bits comprenden el indicador tipo cuadro seguido por 20 bits de información de carga útil. Por supuesto aquellos expertos en la técnica podrán apreciar que los números proporcionados e este ejemplo son simplemente ilustrativos, y que diferentes números de bits pueden proporcionarse para los indicadores tipo cuadro dependiendo de las velocidades de codificación variables, etc. Aunque la invención ha sido descrita en detalle con
referencia solamente a unas cuantas modalidades ejemplares, aquellos expertos en la técnica apreciarán que se podrán hacer varias modificaciones sin alejarse de la invención. Aunque los formatos de cuadro descritos anteriormente representan la carga útil, datos suplementarios y campos indicadores de cuadro como campos unitarios, cualquiera o todos estos campos pueden dividirse dentro del cuadro. Por ejemplo, las porciones del campo indicador tipo cuadro pueden intercalarse con porciones de los datos de carga útil dentro de cada cuadro.