ES2301463T3

ES2301463T3 - Metodo y aparato de control del consumo de energia para una unidad de abonado de un sistema de comunicacion.

Info

Publication number: ES2301463T3
Application number: ES00120212T
Authority: ES
Inventors: Walter Estulin; Jim J. Huah; John Kaewell; Kevin Kinney; Mark A. Lemmo; Michael W. Regensburg; William T.Jr. Vanderslice; David Vessal
Original assignee: InterDigital Technology Corp
Current assignee: InterDigital Technology Corp
Priority date: 1994-07-21
Filing date: 1995-07-17
Publication date: 2008-07-01
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: DE1096692T1; FI20041119A; FI116708B; DE69535424T2; DE69528398D1; WO1996003811A1; DE69528369T2; EP1320249B1; HK1031965A1; AU3130595A; JP4351147B2; EP1079592A2; ES2255474T3; EP1079530B1; ES2182751T3; DE1320249T1; FI20041115A; FI116707B; HK1058116A1; JPH09511882A

Abstract

Método para reducir el consumo de energía en una unidad de abonado inalámbrica (10) que tiene una pluralidad de amplificadores (90, 97, 99, 100, 101, 103, 107, 112, 116, 117, 130, 141, 150), el método que comprende los pasos de: identificar de cada uno de una pluralidad de estados operativos, un subconjunto de amplificadores de la pluralidad de amplificadores (90, 97, 99, 100, 101, 103, 107, 112, 116, 117, 130, 141, 150), requeridos para el procesar las señales durante cada estado; determinar el estado de operación de la unidad de abonado (10) fuera de los estados identificados; desacoplar o mantener desacoplada selectivamente una corriente de alimentación a los amplificadores y que no están en el subconjunto de amplificadores requeridos para el procesamiento de las señales en dicho estado determinado y que son requeridos para procesar las señales de comunicación en al menos otro estado, dicho desacoplamiento selectivo realizándose en tramas temporales sucesivas durante intervalos de tiempo donde dichos amplificadores desacoplados no son requeridos para el procesamiento de la señal en dicho estado determinado, de ese modo ahorrando energía mediante dicho desacoplamiento selectivo de la corriente de alimentación a los amplificadores no requeridos para el estado determinado; y donde la unidad de abonado (10) comunica usando intervalos de tiempo de recepción y de transmisión en tramas repetitivas y los estados operativos son distinguidos en parte por un intervalo de tiempo de recepción o de transmisión.

Description

Método y aparato de control del consumo de energía para una unidad de abonado de un sistema de comunicación.

Esta invención se refiere a un método de control del consumo de energía de una estación de un sistema de comunicación y aparato donde se ejerce el control para diferentes grados en los diferentes estados de funcionamiento de la estación.

Antecedentes de la invención

Desde hace mucho tiempo ha habido un gran interés por contener el consumo de energía eléctrico en los circuitos electrónicos que pueden depender de fuentes de energía limitada tales como baterías o paneles solares. El interés ha sido particularmente intenso para las estaciones de sistemas de radiotelefonía que bien son portátiles o están localizadas en un área geográfica que no está servida adecuadamente por instalaciones de distribución de energía eléctrica. Tal estación es aquí normalmente llamada unidad de estación de abonado, o simplemente unidad de abonado. Este interés se ha focalizado aún más en las preocupaciones sobre la necesidad de contener la contaminación de varios tipos.

En el campo de la radiotelefonía se han hecho diferentes tipos de esfuerzos para limitar el consumo de energía. Los transmisores accionados por voz (VOX) son bien conocidos, en ellos, la presencia o ausencia de una señal de voz real conecta o desconecta un suministro de energía, y un ejemplo es la patente de D.R. Bolgiano et al. US 4,130,731. Sin embargo, una unidad de abonado incluyendo tal transmisor es completamente suministrado con energía durante todos los estados de funcionamiento. Se han realizado esfuerzos para ahorrar energía activando periódicamente al menos los circuitos del receptor de una unidad de abonado mientras la unidad está en un modo de espera esperando la disponibilidad de un canal o esperando el inicio de una llamada, y algunos ejemplos son las patentes US 4,272,650 a nombre de D.R. Bolgiano et al., y 5,203,020 a nombre de H. Sato et al. Sin embargo, los circuitos de la unidad de abonado en estos últimos sistemas son completamente suministrados con energía durante el procesamiento de señales de una llamada real. El término "procesamiento de señales de llamada" se refiere a operaciones tales como, p. ej., amplificación, filtración, codificación/descodificación, interpolación o modulación respecto a las señales de cualquier tipo para la comunicación entre estaciones.

En la patente de Sato et al., cuando una unidad de abonado en un sistema de telecomunicación móvil está en una ubicación en la que no puede ser servida en ningún canal del sistema, esta es encendida periódicamente para controlar la disponibilidad de un canal apropiado; y por el contrario todos los componentes excepto un temporizador están apagados. Cuando se encuentra un canal disponible y mientras se espera el inicio de una llamada, la unidad de procesamiento central (CPU) y un temporizador están continuamente encendidos mientras el resto de la unidad es periódicamente encendida para comprobar el inicio de una llamada. Finalmente, durante una conexión de llamada, toda la unidad de abonado está continuamente encendida.

En otro grupo de sistemas, las unidades de abonado son encendidas o apagadas como un grupo y se proveen dispositivos especiales para encender una unidad de abonado si es necesario cuando otros están apagados. Algunos ejemplos incluyen las patentes US 4,964,121 a nombre de M.A. Moore; 4,509,199 a nombre de M. Ichihara, y 4,577,315 a nombre de S. Otsuka. De forma similar, en la patente US 4,713,809 a nombre de Y. Mizota, una estación reté para un sistema de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) es encendida sólo en aquellos intervalos de tiempo de TDMA en los que una unidad de abonado servida por ella está activa.

Las unidades de abonado para sistemas de radiotelefonía, tal como la unidad de abonado de la patente US No. 5,008,900 a nombre de D.N. Critchlow et al., han incluido medios para apagar un determinado componente de consumo de energía relativamente alto a un tiempo seleccionado determinado por la función de la unidad de abonado que esté siendo realizada en ese tiempo. Por ejemplo, en esa patente a nombre de Critchlow et al. un chip procesador, incluido en la unidad para controlar los distintos componentes de la unidad así como ejecutar determinadas funciones de procesamiento de señales, es temporalmente apagado cuando no hay ninguna llamada telefónica en progreso. El apagado ocurre en respuesta a la ejecución de una instrucción de inactivación en el programa de la unidad de operación. La operación normal es temporalmente reanudada en respuesta a una señal de interrupción, y si no hay ninguna rutina de servicio para ser realizada el procesador vuelve al estado apagado. Por el contrario los componentes de la unidad de abonado están completamente encendidos.

La patente US 5,303,420 a nombre de Jang describe un circuito para operar un mensáfono. El mensáfono incluye un amplificador, provisto de una señal de control de oscilador. Un interruptor de oscilación es apagado para que la energía resultante de la oscilación innecesaria sea sólo suministrada durante el período de tiempo deseado, ahorrando así energía.

La patente U.S. 5,140,698 a nombre de Yoshio describe un sistema de teléfono móvil, donde un circuito de control manda una señal intermitente al interruptor de corriente durante un estado de espera. El suministro de energía es accionado durante un periodo cuando una parte de señal necesaria de una señal de control es apropiado y desconectado cuando una parte de señal inútil está en su sito. Esto permite al teléfono móvil conseguir un consumo de energía reducido en un estado de espera mientras recibe la señal de control.

\newpage

Las unidades de abonado en lugares relativamente difíciles de alcanzar suelen estar equipadas con un suministro de energía de retroalimentación usando baterías asistidas por paneles solares o un cargador de corriente alterna. A pesar de los esfuerzos anteriormente descritos, algunas unidades de abonado en sistemas de comunicación inhalámbrica TDMA, que tienen la capacidad de ser accionadas por una batería de retroalimentación con una instalación de carga apropiada, han tenido que usar múltiples baterías de retroalimentación para alimentar la energía necesaria. En algunas de tales unidades se ha empleado un par de baterías de 12 voltios de 15 amperios-hora y una fuente de carga de cuatro a seis paneles solares.

Resumen de la invención

Según la presente invención, determinados componentes de un circuito de una unidad de abonado de un sistema de radiotelefonía TDMA son recurrentemente desconectados durante una conexión de llamada. Las partes desconectadas durante diferentes intervalos de tiempo de cada trama de tiempo TDMA recurrente no son necesarias para la operación de procesamiento de señales en los respectivos intervalos de tiempo de la trama. En otras palabras, hay un mosaico cambiante de partes del circuito activas de la unidad de abonado que son conectadas y desconectadas de intervalo a intervalo para limitar dinámicamente el consumo de energía de la unidad.

Según un aspecto de la invención, la necesidad de circuitos especiales para distribuir señales de control de consumo de energía es reducida utilizando pasos de señales de llamada o control, según sea apropiado, para distribuir comandos de control de consumo de energía. Se emplean diferentes técnicas para reducir la necesidad de una circuitería especializada para controlar el consumo de energía.

Estas técnicas incluyen, ilustrativamente, interrumpir de forma controlada el paso de corriente de suministro de energía a un componente de circuito, o controlar remotamente la frecuencia de una salida de fuente de reloj para determinados componentes de circuito temporizados que son implementados en una tecnología de semiconductor donde el consumo de energía es influido por niveles de temporización, o reducir la señal de entrada a un circuito que consuma menos energía respondiendo a una pequeña o ninguna señal de entrada, o reduciendo la corriente de polarización suministrada a un amplificador, o distribuyendo señales de comando hacia componentes de circuito comercialmente disponibles que son normalmente provistos de una conexión de entrada de espera.

En una forma de realización, la circuitería de la unidad de abonado incluye una unidad de interfaz de línea para acoplar los componentes del circuito de procesamiento de señales de la unidad de abonado a un aparato de la estación de teléfono. La unidad de abonado también incluye, en una única placa de circuito impreso junto con la unidad de interfaz de línea y otros componentes del circuito de la unidad de abonado, una ranura de expansión, o conector, para proporcionar funciones a la línea de interfaz para añadir servicios del mismo o diferentes tipos para compartir el uso de los circuitos de la unidad de abonado.

Una unidad de abonado según la invención funciona en un sistema de TDMA que incluye una estación de red que proporciona un canal de control de radio (RCC) para comunicar con unidades de abonado activadas que no están ocupadas en una conexión de llamada. La unidad de abonado utiliza los Intervalos de tiempo y las disposiciones de sincronía de la trama del sistema TDMA para encender periódicamente principalmente sólo aquellos componentes del circuito necesarios para muestrear el RCC para determinar si hay o no,tráfico de llamadas para la unidad. En una forma de realización, no se utiliza más de un intervalo de tiempo por trama de TDMA para ese objetivo en el canal RCC. En algunas aplicaciones, es posible además utilizar sólo un intervalo de tiempo en cada trama de segundo, o menos frecuente.

La energía adicional es ahorrada limitando el circuito de bucle de abonado entre la unidad de abonado servidora y cualquier instrumento de comunicación de abonado servido (p. ej., un teléfono) a una longitud de bucle que es sustancialmente menor que la longitud de un radioenlace a una estación base a la que la unidad de abonado acopla el circuito de bucle.

Asimismo se emplea un generador de llamadas convenientemente controlado donde una frecuencia de llamada es digitalmente programable, y la cadencia de conexión-desconexión de llamada y consumo de energía son controlados por una señal de nivel binario.

El control del nivel de consumo de energía en la unidad de abonado es activado y desactivado bajo el control de un termostato dentro de la carcasa de la unidad de abonado para ayudar a mantener una temperatura mínima predeterminada dentro de la carcasa.

Breve descripción de los dibujos

Se tendrá una mejor comprensión de la invención y su distintas características, objetos, y ventajas de la lectura de la siguiente descripción detallada y las reivindicaciones anexas con los dibujos adjuntos donde:

Figs. 1A y 1B, tomadas juntas como se muestra en la Fig. 1C, son un diagrama de bloques y líneas de una unidad de abonado según la presente invención; y éstas son designadas simplemente "Fig. 1" cuando se refieren a toda la unidad de abonado;

Fig. 2 es un diagrama de bloques y líneas de la sección de radiofrecuencia (RF) de la unidad de abonado de la
Fig. 1;

Fig. 3 es un diagrama esquemático de una forma de realización de un circuito de control, apagado, de corriente y de suministro de energía;

Fig. 4 es un diagrama esquemático de una forma de realización de un circuito de control, apagado, de polarización de corriente;

Fig. 5 es un diagrama de la estructura de intervalos de tiempo de la técnica anterior utilizada en una forma de realización ilustrativa de la unidad de abonado de la Fig. 1;

Fig. 6 es un diagrama de estado que ilustra aspectos de la técnica anterior de la operación de TDMA de la unidad de abonado de la Fig. 1 y utilizando la estructura de intervalo de tiempo de la Fig. 5 tanto para la operación de modulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK) como para la operación de modulación por desplazamiento en fase de 16 fases (16PSK);

Fig. 7 es un diagrama de bloques y líneas de un circuito de interfaz análogico a digital en un DDF ASIC de la unidad de abonado de la Fig. 1;

Fig. 8 es un diagrama de bloques y líneas de un circuito de selección del reloj de respuesta a una orden del DDF ASIC de la unidad de abonado de la Fig. 1;

Fig. 9 es un diagrama de bloques y líneas de un temporizador de modo inactivo y lógica de reactivación en el DDF ASIC de la unidad de abonado de la Fig. 1;

Fig. 10 es un diagrama de bloques y líneas de un circuito para producir dos frecuencias para ser suministradas a un circuito de llamada de la Fig. 11; y

Fig. 11 es un diagrama de un circuito de llamada en el circuito de interfaz de línea de la unidad de abonado de la Fig. 1.

Definiciones de abreviaturas y acrónimos

AC: Corriente alterna

ADC: Conversor Analógico a Digital

AGC: Control Automático de Ganancia

ASIC: Circuito Integrado Específico a la Aplicación

CMOS: Semiconductor de Oxido Metálico Complementario

CODEC: Codificador/Decodificador

CODECPD: Señal de Apagado de CODEC

CPU: Unidad de Procesamiento Central

DAC: Conversor Digital a Analógico

DC: Corriente Continua

DDF: ASIC para realizar funciones DIF, DDS, y FIR

DDS: Síntesis Digital Directa

DIF: IF Digital

DIFCLK: Reloj de Frecuencia Intermedia Digital

DSP: Procesador de Señal Digital

FDAC: DAC para salida DIF

FIFO: Memoria de Primera Entrada Primera Salida (cola)

FIR: Filtro de Respuesta de Impulso Finito

FLASH RAM: RAM no volátil Eléctricamente Programable

FLASH_CS: Señal de Selección de Chip FLASH

IF: Frecuencia Intermedia

IFLPBK: Frecuencia Intermedia de Circuito en Bucle

INT: Interpolador

LSB: Bit Menos Significativo

ms: milisegundo

MSB: Bit Más Significativo

P4RAM_CS: Señal de Selección de Chip RAM de 4 Clavijas

PAEN: Activador del Amplificador de Potencia

PNP: Transistor de Unión con capas de material de conductividad tipo pnp

PROM: Memoria de Sólo Lectura Programable

PROM CS: Señal de Selección de Chip PROM

PSK: Desplazamiento en Fase (técnica de modulación)

QPSK: Desplazamiento en fase de Cuadratura (técnica de modulación)

RAM: Memoria de Acceso Aleatorio

RCC: Canal de Radiocontrol

RF: Radiofrecuencia

Rx: Receptor

SDAC: DAC para salida de DDS

SLIC: Circuito de Interfaz de Línea de Abonado

SLAC: Circuito de Audio de Bucle de Abonado

TDMA: Acceso Múltiple por División de Tiempo

T/R: Transmisor o Receptor

Tx: Transmitir

VAGC: voltaje para AGC

VOX: Transmisión Accionada por Voz.

\vskip1.000000\baselineskip

Descripción detallada

Por motivos ilustrativos, y sin que suponga una limitación, la invención es descrita aquí con referencia a una unidad de abonado de un sistema de comunicación TDMA. Las representaciones del dibujo de tal unidad son simplificadas para mostrar los aspectos de ahorro de energía, los aspectos del procesamiento de señales radiotelefónicas subyacentes siendo conocidos por estudios anteriores tales como las patentes de Paneth et al. y Critchlow et al. a las que se ha hecho referencia arriba. Las descripciones de estas dos patentes son incorporadas aquí como referencia. No obstante, la invención es aplicable a sistemas de radiotelefonía TDMA sin limitación a un diseño de sistema particular. El análisis de los aspectos del procesamiento de señales de radiotelefonía es incluido aqui sólo en la extensión necesaria para facilitar una comprensión de los aspectos de ahorro de energía de la invención.

En la Fig. 1, se muestra un terminal de abonado 8 incluyendo una unidad de abonado 10, del tipo ilustrado en Critchlow et al., para un sistema de comunicación TDMA tal como el ilustrado en Panet et al. La energía para el funcionamiento de los componentes del circuito de la unidad 10 es suministrada por una batería (no mostrada) o paneles solares (no mostrados) o un suministro de energía AC a DC (no mostrado), por un grupo de conversores DC/DC 9. Los conversores del grupo 9 producen varias tensiones de salida requeridas para los componentes del circuito de la unidad 10, y en el dibujo se indica ilustrativamente un rango de tensión incluyendo + 5 voltios y - 48 voltios. Las distintas tensiones son acopladas a los componentes del circuito de la unidad de abonado de la forma habitual por circuitos que no están mostrados en la Fig. 1.

Los componentes de la unidad de abonado 10 incluyen componentes tanto activos como pasivos. Entre los componentes de circuito activos hay un grupo en el que cada componente tiene al menos una conexión de entrada eléctrica que consume energía donde un cambio predeterminado en la entrada eléctrica causa un cambio correspondiente en el nivel de consumo de energía del componente del circuito. Conforme a la invención, estas conexiones de entrada sensibles al consumo de energía son controladas en cada intervalo de tiempo del sistema de TDMA para encender aquellos componentes del grupo necesario para procesar señales y apagar el resto de componentes del grupo.

La unidad de abonado 10 de la Fig. 1 incluye una sección de RF 11 que tiene una porción de transmisión 12, una porción de recepción 13, y un circuito de lógica de control y temporización 16. Una antena 17 proporciona acoplamiento a través de un radioenlace a una estación base del sistema de TDMA (no mostrada) y es a su vez acoplada por un duplexor 18 a las porciones de transmisión y recepción de la sección RF 11. La unidad de abonado 10 es accionada por el control de un procesador de señales digitales (DSP) 19, es decir, un procesador central programado. Un chip de circuito integrado adecuado para el DSP 19 es el TMS320C52 DSP de Texas Instruments Corp. Un circuito integrado específico a la aplicación DDF (ASIC) 20 es bidireccionalmente acoplado con la sección RF 11 por un transformador digital a analógico alimentado por DIF (FDAC) 21 (tal como el CXD1171 M DAC de Sony Corp.) y un transformador analógico a digital (ADC) 22 (tal como el AD7776 de Analog Devices Corp.). Un bus en paralelo por bit 23 y una conexión DIFCLK 26 acoplan los datos de voz de modulación digital y una señal de sincronía, respectivamente, de DDF ASIC 20 al FDAC 21. La señal del circuito DIFCLK sincroniza el FDAC 21; y, durante los intervalos de tiempo de TDMA cuando no se requiere la operación FDAC, DIFCLK es apagado para reducir el consumo de energía. Para este fin, FDAC 21 es ventajosamente configurado usando una tecnología de semiconductor donde el consumo de energía es influido por el ritmo del reloj. Un ejemplo de tal tecnología es la tecnología de semiconductor de óxido metálico complementario (CMOS). En la circuitería de CMOS, la corriente extraida depende del ritmo en el que los dispositivos de CMOS conmutan; así si la señal de sincronía es interrumpida, la conmutación para obtener una reducción del consumo de energía significante. Se obtiene un efecto similar en los componentes del circuito CMOS que no son sincronizados cuando se evita que su señales de entrada cambien evitando de ese modo que conmuten los transistores de CMOS. Lo mismo ocurre si se aplican señales desde la salida FDAC 21 a la porción de transmisión 12 de la sección de RF 11 por un circuito 27.

De forma similar, las señales analógicas IF recibidas son acopladas por la porción de recepción 13 al ADC 22 por un circuito 28, y la salida digital del ADC es aplicado al DDF ASIC 20 por un circuito bidireccional en paralelo por bit 29. Ese circuito 29 es también empleado para aplicar señales de control del consumo de energía, y otras señales de control, al ADC 22 desde el DDF ASIC 20, como se describirá más adelante. Un circuito 30 acopla otras varias señales de control al ADC 22 desde el DDF ASIC 20.

Las señales de control del consumo de energía, al igual que otras señales de sincronización y señales de control, son aplicadas a la lógica de control y temporización 16 de la sección de RF 11 desde el DDF ASIC 20 por un circuito 31. Ese circuito 31 será analizado con más detalle en relación con la Fig. 2, pero para los objetivos presentes se indica que comprende cuatro circuitos para señales usadas para implementar el control del consumo de energía en la sección de RF 11. Esas cuatro señales son Tx (para encender y apagar la porción de transmisión 12), Rx (para encender y apagar la porción de recepción 13), PAEN (para activar o desactivar un amplificador de potencia 101 en la parte de transmisión 12), y IFLPBK (para controlar una conmutación del circuito en bucle en la porción de recepción 13). Una función de conversión digital a análogica adicional (no mostrada en la Fig. 1) está asociada a una función de control automático de ganancia en la porción de recepción 13, que será explicada en relación con la Fig. 2. Se considera que esa función de conversión digital a analógica adicional está incluida en la representación esquemática de la porción de recepción 13.

El DDF ASIC 20 incluye componentes de circuito que son partes de ambas porciones de la banda base y la frecuencia intermedia de la unidad de abonado 10 así como la circuitería para realizar los diferentes procesamientos de señal y funciones de control necesarias para permitir la cooperación entre la sección de RF 11, conversores 21 y 22, el DSP 19, y los componentes del circuito de la banda base no mencionados aún. De interés específico en relación con la presente invención son los aspectos del consumo de energía que serán descritos. Para ello, DDF ASIC 20 incluye circuitos de lógica de control 32 que supervisan las comunicaciones entre los componentes de DDF ASIC 20 y otros componentes de la unidad de abonado 10. Por ejemplo, la información de un circuito fuente, p. ej., un bus de datos 42, es cargada en un registro de DDF ASIC en un tiempo y luego leída para su circuito de destino en un tiempo posterior. Los componentes del circuito de los circuitos de lógica 32 no son autodesconectados en ningún momento cuando la unidad de abonado está activada. Asimismo en el DDF ASIC 20, y para controlar el consumo de energía hay una sección de FIR 33 del ASIC para filtrar la señal de modulación digital para ser transmitida, una sección de interpolador (INT) 34 para aumentar el nivel de símbolo de esa señal digital, una sección de DIF 36 para realizar la modulación de fase y primera mezcla para llevar la señal digital de banda base hasta una primera frecuencia intermedia, y un circuito de lógica de FIFO de recepción 37 para realizar diferentes funciones como se describirá en relación con la
Fig. 7.

Varias funciones de procesamiento de señales en la unidad de abonado 10 requieren frecuencias de señal diferentes para, p. ej., frecuencias de reloj, frecuencias de oscilador local y frecuencias de referencia, para las operaciones tanto de transmisión como de recepción, como es bien conocido en la técnica. El proceso de producción de estas frecuencias implica ventajosamente funciones de síntesis digital directa (DDS), también como se conoce en la técnica. En la forma de realización de la Fig. 1, la sección de DIF 36 ventajosamente ejecuta la función de DDS para los componentes del circuito de la unidad de abonado implicados sólo en las operaciones de transmisión. Además, una sección de DDS separada 44 ejecuta la función DDS para los componentes del circuito de la unidad de abonado que están implicados principalmente sólo en las operaciones de recepción. La salida del DDS 44 es acoplada a través de un DAC alimentado por la DDS (SDAC) 45 a la porción de recepción 13 de la sección de RF 11. Puesto que al menos un componente del circuito, que será descrito, de la porción de recepción tiene constantes de tiempo tan largas que debe estar encendido en todos los tiempos de la operación, el DDS también está encendido durante todos los tiempos operativos (en comparación con la inicialización).

Los circuitos de la lógica de control 32 responden a las señales de dirección y de datos recibidas del DSP 19 y sus memorias asociadas (es decir, una RAM 39 y una FLASH RAM 40) por medio de un bus de dirección 41 y un bus de datos 42 para efectuar el control mencionado. La información recibida de esta manera por los circuitos 32 los informa del estado de ejecución del terminal de abonado 8 (p. ej., operación de iniciación, parámetros del circuito de restablecimiento, inactivo (colgado) mientras espera la iniciación de una operación de llamada, de timbre de llamada, y de transmisión/recepción (descolgado) durante una llamada). También se proveen los datos que indican el modo de,operación (p. ej., QPSK o 16PSK). Los circuitos de la lógica de control 32 incluyen registros para la comunicación con buses de datos y de dirección 42 y 41 y otros componentes del circuito de la unidad de abonado 10. De ahí vino la caracterización anterior de la comunicación entre circuitos 32 y otros componentes de la unidad de abonado 10 basada en el registro. Este tipo de comunicación es bien conocida en la técnica. No obstante, en la Fig. 1 se muestran esos buses extendiéndose directamente al bloque que representa los circuitos 32. En la mayoría de los casos se muestran otros circuitos extendiéndose simplemente hasta o desde el margen de DDF ASIC 20. Las partes ilustrativas de los circuitos 32 implicadas en el control del consumo de energía en base a intervalos de tiempo serán explicadas con mayor detalle en las Figs. 7-10.

Los circuitos de la lógica de control 32 utilizan la información recibida de los buses 41 y 42 y otros circuitos, junto con la información de la trama y de los intervalos de tiempo también generada en los circuitos 32, para desarrollar señales adicionales necesarias para el control coordinado de los distintos componentes de la unidad de abonado 10. Esas señales adicionales incluyen algunas señales de control del consumo de energía para la unidad 10. Las últimas señales incluyen las cuatro señales previamente relacionadas conducidas por el circuito 31 a la sección de RF 11. Además, un circuito 43 acopla una señal de comando de múltiples bits desde los circuitos de lógica 32 hacia la lógica de FIFO 37, y esa señal incluye un bit de control del nivel de consumo de energía para la comunicación al ADC 22 al principio y al final de un intervalo de tiempo de recepción, como se describirá en relación con la Fig. 7. El circuito de la lógica de FIFO 37 se autoenciende continuamente siempre que esté activada la unidad de abonado 10.

Los circuitos de la lógica de control 32 suministra señales de sincronía a los componentes del circuito del DDF ASIC 20. Un circuito 35 acopla las señales de sincronía continuas al DDS 44. Un circuito 46 acopla las señales de sincronía seleccionadas, es decir, programablemente interrumpibles, a la sección de DIF 36, y un circuito 47 acopla otras señales de sincronía seleccionadas a la sección de INT 34 y la sección de FIR 33, como se describirá en relación con la Fig. 8. Al activar y desactivar las señales de sincronía en los circuitos 46 y 47 a intervalos de tiempo apropiados, las secciones de FIR y INT y la sección de DIF, todas ellas ventajosamente implementadas en la tecnología de CMOS, son efectivamente encendidas y apagadas para el control del consumo de energía. Cuando la circuitería de CMOS no está sincronizada, los transistores de CMOS no conmutan y el circuito asume un nivel de consumo de energía de casi cero.

Los circuitos de lógica 32 incluyen la lógica de descodificación de dirección (no mostrada) que es sensible a las señales en el bus de dirección 41 para desarrollar señales de selección de chip P4RAM_CS y FLASH_CS en conductores correspondientemente designados 49, y 50, respectivamente, permitiendo el acceso a los componentes del circuito incluyendo las memorias RAM 39, y FLASH 40, respectivamente. Los conductores 49, y 50 están normalmente incluidos en el bus de dirección 41 pero han sido separadamente mostrados por motivos de ilustración del aspecto de apagado de la invención. Puesto que estas memorias también son implementadas en tecnología de CMOS, la ausencia de una señal de selección para una de ellas le impide ser dirigida y en consecuencia apagar de forma efectiva (sin perder información almacenada) hasta que pueda volver a ser seleccionada para el direccionamiento.

Antes de que el DSP ejecute una instrucción de inactividad en su programa, para autoapagarse (es decir, pasar al estado de reposo), configura un contador de reposo (Fig. 9) en los circuitos de la lógica de control 32 a través de un registro aplicado en la memoria en el DDF ASIC 20 y usando los buses de dirección y datos DSP 41 y 42. Entonces el DSP 19 activa el contador para empezar a contar de la misma manera. Tras la espiración del intervalo de conteo, o si los circuitos 32 reciben una señal que indica que un abonado servido ha descolgado el teléfono, los circuitos de lógica 32 aplican a un circuito 52 una señal de interrupción no mascarable de reactivación (NMI) que hace que el DSP 19 se encienda y reanude el procesamiento. Este aspecto es posteriormente descrito en relación con la Fig. 9.

La unidad de abonado 10 incluye una unidad de interfaz de línea 53, que a su vez incluye componentes del circuito que son selectivamente encendidos y apagados para el control del consumo de energía por señales provistas por los circuitos de lógica 32 de DDF ASIC 20. Los componentes principales de la unidad de interfaz de línea 53 son un circuito de interfaz de línea de abonado (SLIC) 56, un codificador/decodificador (CODEC) 57 {a veces llamado circuito de audio de bucle de abonado (SLAC)}, un circuito de bucle 58, y un relé de bucle 59. El relé 59 es ilustrado en su posición normal durante una conexión de llamada, y conecta el circuito 58 al bucle de abonado activado por una señal del SLIC 56. El bucle de abonado es esquemáticamente representado por resistencias de un conductor tip y un conductor ring 62 y 63, respectivamente, y un resistencia 66 representando el aparato telefónico de abonado. La unidad de abonado es útil para servir a varios dispositivos de interfaz humano de abonado, es decir, instrumentos de comunicación, tales como un teléfono, un módem, o un fax; pero aquí se usa el teléfono por ser más conveniente para la descripción.

El SLIC 56 provee una interfaz eléctrica entre la unidad de abonado y el bucle de abonado, y es ventajosamente un circuito que incluye una capacidad integral para operar con diferentes tensiones de salida en bucle para diferentes rangos de resistencia de carga (es decir, bucle de abonado de teléfono). Hasta aquí en una aplicación para una red típica de líneas de conducción y usando el SLIC comercialmente disponible previamente identificado (AMD 79534), la tensión de salida del SLIC, a 30 milliamperios, al bucle de abonado era de aproximadamente 36 voltios para una resistencia de bucle total de 1200 ohmios, es decir, un consumo de energía de bucle de 1,08 vatios. Se necesita menos tensión y menos energía para resistencias de bucle inferiores.

Por otro lado, las aplicaciones para una unidad de abonado normalmente implican montar la unidad en o muy cerca del edificio donde se encuentre el teléfono del abonado, y el bucle de abonado entre la unidad y el teléfono es normalmente mucho más corto que el radioenlace entre la unidad de abonado y una porción de estación base de la unidad de abonado. Dicho de otro modo, el bucle de abonado conectado a la unidad de abonado ilustrada es normalmente mucho más corto que el bucle de abonado entre una central telefónica y un teléfono de abonado en un sistema de conducción de líneas. Según la presente invención, el bucle de abonado incluyendo las resistencias 62, 63 y 66 es preferiblemente limitado a una resistencia total muy inferior a la resistencia de bucle típica en un sistema con conducción de líneas. Así, para reducir la energía consumida por el bucle su resistencia es ventajosamente limitada a aproximadamente 500 ohmios. Esto representa un consumo de energía máximo en el bucle de aproximadamente 0,45 vatios, sin reducir la corriente operativa disponible para el bucle.

El SLIC 56 contiene un conversor DC-DC que suministra corriente continua al bucle para varias resistencias de bucle mientras consume la misma energía constante, independientemente de la tensión del bucle, de aproximadamente 450 millivatios (mW). Así, debido a la tensión de salida reducida del SLIC para servir al bucle más corto, y asumiendo que los transformadores 9 están funcionando aproximadamente al 85%, la unidad de abonado per se en el ejemplo precedente consume aproximadamente una energía total de 740 mW. Consecuentemente, hay un ahorro de energía total que es una fracción significante del requisito de energía de entrada media total de la unidad de abonado.

Las señales de transmisión desde el aparato de la estación telefónica de abonado fluyen a través del SLIC 56 y del CODEC 57, y (en forma digital) a través de un circuito de interfaz 64, de señales de comunicación bidireccional hacia el DSP 19. Después del remuestreo y otras funciones de procesamiento en el DSP 19, las señales transmitidas continúan a través de la sección de FIR 33, la sección de INT 34, y la sección de DIF 36 en el DDF ASIC 20 donde éstas fluyen a través de la FDAC 21 y la porción de transmisión 12 de la sección de RF 11 a la antena 17. Las señales recibidas interceptadas por la antena 17 fluyen a través de la porción de recepción 13 de la sección de RF 11, ADC 22, lógica de FIFO 37, DSP 19, y (a través del circuito 64) CODEC 57 y SLIC 56 al teléfono del abonado. El SLIC 56 está provisto de conexiones de entrada 65 derivadas de la salida 58 del circuito de bucle para permitir al SLIC 56 detectar un aparato telefónico de abonado descolgado durante la llamada (es decir, durante el estado desconectado del SLIC 56). Un conductor 69 que se extiende desde el SLIC 56 acopla una señal de descolgado detectada al DDF ASIC 20 y sus circuitos de lógica 32.

El SLIC 56 es ventajosamente un circuito CMOS AM79534 de Advanced Micro Devices, Inc.,, y es accionado entre un estado activo y un estado de baja energía por una palabra de control de múltiples bits provista por el DSP por medio del DDF ASIC 20 (circuitos de control 32) y una conexión 67. El CODEC 57 es ventajosamente un circuito AMD 7901 B de Advanced Micro Devices, Inc.; y es accionado entre un estado activo y un estado apagado por una señal en serie SERDAT de múltiples bits en un conductor 68 desde los circuitos de lógica 32 en DDF ASIC 20.

Un circuito 70 acopla ilustrativamente una señal de sincronía de baja tensión de 80 kilohercios (kHz), desde DDF ASIC 20 hasta el circuito de bucle 58 que genera una alta tensión para llamar. Un circuito 74 acopla una señal de baja tensión RINGFRQ a una baja frecuencia seleccionable (ilustrativamente 20 Hz) al circuito de bucle 58 para generar la frecuencia de la señal de llamada. Las señales de 80 kHz y RINGFRQ son detenidas (es decir, mantenidas a un valor constante de D.C.) cuando el aparato telefónico no está produciendo un sonido de aviso de llamada, p. ej., durante los "4 segundos desconectados" de una cadencia de llamada de "2 segundos conectado, 4 segundos desconectado". Así, el control del consumo de energía del circuito de bucle y su control operativo son implementados por las mismas señales. Es decir, incluso cuando el circuito está en su estado de llamada activa su alimentación de señal de sincronía de entrada está siendo periódicamente activada y desactivada en la cadencia de llamada mencionada reduciendo así el consumo de energía. Esto es ventajoso porque, cuando está activo, en un intervalo de llamada de dos segundos, el circuito de bucle consume tanta energía como el resto de la unidad de abonado 10 durante aproximadamente 3,3 segundos de funcionamiento en una llamada de voz normal (usando una modulación 16PSK con funcionamiento bidireccional alterno), u 8,3 segundos de funcionamiento inactivo. El relé 59 es activado durante la llamada para conectar las conexiones tip y ring a la salida del generador de llamadas 58. Esa activación es realizada normalmente por una salida del SLIC 56, que es controlada por una salida de DDF ASIC 20, que es a su vez controlada por una orden, también en el circuito 67, del DSP 19 a través del DDF ASIC 20.

También se provee un conector opcional del interfaz de línea 72 en la unidad de abonado 10 de modo que se puedan incorporar otros servicios en la estructura de trama de tiempo del TDMA, que se describirá más adelante, cuando lo permitan los niveles de tráfico. Ejemplos de tales servicios incluyen, ilustrativamente, la incorporación de una línea de abonado teléfonica adicional simple, o un teléfono de monedas, o un módem de datos, o un fax. Para ello se provee el conector 72 con conexiones al bus de dirección 41 y al bus de datos 42, al igual que un circuito bidireccional 73 para acoplar la interfaz de señales de comunicación con el DSP 19. También se provee la conexión al suministro de energía (no mostrada en la Fig. 1) para una tensión de alimentación de DC común, tal como 12 voltios, del grupo de conversores DC/DC 9. Los conductores tip y ring 76 y 77 proveen comunicación al equipamiento de servicio de abonado al cual se adapta una tarjeta opcional de servicio insertable (no mostrada). En la medida en que dicha tarjeta opcional requiera un rango particular de tensión de alimentación diferente a la suministrada por los conversores 9, ésta incluirá su propio grupo de conversores DC/DC. De forma similar se proveerán señales de control, incluyendo aquellas para el control del consumo de energía de los componentes del circuito en la tarjeta opcional, por medio de buses de datos y de dirección 42 y 41 para la interpretación apropiada de órdenes de la lógica en la tarjeta
opcional.

Cuando una tarjeta con circuito de interfaz de línea es enchufada en el conector 72 y acoplada a un bucle de abonado, la unidad de abonado puede funcionar en un modo bidireccional silmultáneo QPSK como se explicará con mayor detalle más adelante. El término "bidireccional simultáneo" tal y como se emplea aquí para la operación de TDMA tiene una connotación algo distinta a la connotación tradicional. En el entorno TDMA, la operación bidireccional simultánea denota una operación de la unidad de abonado donde ambas partes de transmisión y recepción están operativas en un único intervalo de tiempo. Esto permite la operación telefónica bidireccional simultánea más tradicional, en la que ambas partes en una llamada pueden hablar al mismo tiempo, como también es el caso de la operación bidireccional alterna TDMA; pero también permite a una única unidad de abonado servir, p. ej., a dos líneas de abonado, es decir, servicio de doble línea. En la operación en modo de servicio de doble línea bidireccional simultáneo, el consumo de energía de toda la unidad de abonado es superior a cuando se sirve a una única línea; pero como se comparten las porciones de la unidad de abonado que están completamente encendidas en todos los tiempos operativos, hay un coste menor de hardware por línea así como un consumo de energía por línea inferior para la unidad de abonado.

La capacidad de controlar el nivel de consumo de energía en el terminal de abonado 8 es útil para contribuir a regular la temperatura interna del terminal. Para ello se podría acoplar un termostato 71 a través del DDF ASIC 20 al bus de datos 42 de modo que se pueda registrar periódicamente su estado de circuito, abierto o cerrado en el ASIC y dicho estado pueda ser leído por el DSP 19. El termostato es ventajosamente configurado para ser accionado a un cambio de estado del circuito cuando la temperatura en el terminal de abonado 8 descienda por debajo de una temperatura predeterminada, tal como 0° centígrados. Cuando la temperatura desciende por debajo de ese nivel, el cambio del estado del circuito del termostato hace que el DSP 19 mantenga las señales de control del nivel de consumo de energía para aquellos circuitos que interrumpen los circuitos de corriente de suministro de energía real, tal como las señales de control suministradas en el circuito 31, a sus niveles de consumo de energía normal o de encendido; de ese modo ningún componente del circuito de la unidad de abonado que esté así controlado se apagará hasta que el termostato 71 sea reestablecido a su estado de circuito anterior. Consecuentemente, el calor generado por los componentes del circuito completamente suministrados con energía y controlados tenderá a reestablecer la temperatura del terminal a un nivel más alto.

Volvemos ahora al diagrama de bloques de la Fig. 2, que ilustra con mayor detalle la sección de RF 11 y el nivel de resolución del mosaico o estructura a modo de teselas del control del consumo de energía. El control para muchos componentes del circuito de la Fig. 2 es implementado por la técnica de utilizar una interrupción controlada por compuertas en el paso de la corriente en serie de los circuitos de suministro de energía para los componentes del circuito seleccionado de la sección. Se muestra un ejemplo más detallado respecto a un amplificador en la Fig. 3.

En la Fig. 3, un amplificador 78 recibe señales de entrada en los terminales 79 y produce señales de salida amplificadas en los terminales 80. Un suministro de energía de tensión positiva 81 es esquemáticamente indicado por una cruz rodeada con un círculo para representar una fuente de DC que tiene su terminal positivo conectado al circuito ilustrado en la cruz rodeada con un círculo y su terminal negativo conectado a tierra. La alimentación 81 está conectada al terminal emisor de un transistor PNP 82 que tiene su terminal colector conectado a un terminal de suministro de energía del amplificador 78, que tiene su otro terminal de alimentación conectado a tierra. El transistor 82 es polarizado bien para una conducción saturada o para una no conducción por uña señal de control del consumo de energía, es decir, una señal de nivel de DC que es o cero o positiva, respectivamente, aplicada entre un terminal 83 y tierra a través de la resistencia 84 para polarizar así el terminal base del transistor. En términos de control del consumo de energía, el transistor 82 es conectado en serie en el paso del suministro de corriente para el amplificador 78 y es accionado como un interruptor para activar (transistor 82 en conducción saturada) y desactivar (transistor 82 en no conducción) el amplificador. El uso en la Fig. 2 de esta técnica para controlar el consumo de energía está indicado, por motivos ilustrativos, por un interruptor en serie abierto en el paso de suministro de energía de un componente de circuito controlado. En la práctica sólo se usan tres interruptores para el transistor (no mostrados pero ventajosamente incluidos en la representación esquemática de la sección de RF 11). Cada interruptor es controlado por una de las señales de control del consumo de energía Tx, Rx, y LB que se explicarán más adelante; y cada interruptor controla una conexión del bus de suministro de energía común para dos o más componentes del circuito de la sección de RF 11 que sirven para controlar su suministro de energía en base a intervalos de tiempo. Puesto que los interruptores y sus respectivos buses de alimentación controlados forman parte de la representación esquemática de la sección de RF 11, éstos no son explicados individualmente con más detalle o referencia.

Reanudando la consideración de la Fig. 2, los componentes del circuito ilustrados aqui y en cualquier otro sitio llevan los mismos caracteres de referencia en todas las figuras. Estos componentes serán mencionados para definir el nivel de resolución del mosaico de control del consumo de energía, pero sus interacciones no serán significativamente descritas puesto que éstas se conocen bien en la técnica y no forman parte per se de la presente invención. La señal IF digital de salida de la sección de DIF 36 es aplicada a través del FDAC 21 y el circuito 27 a un primer segmento IF de la porción de transmisión 12. En esos segmentos la señal fluye a través de un interruptor de circuito en bucle 125, un filtro de paso bajo 87 y un atenuador 89 fijado a un primer mezclador 88 para la conversión al segundo nivel de frecuencia intermedia. En ese nivel, las señales fluyen en un segundo segmento IF a través de un amplificador 90, un filtro pasabanda 91 para seleccionar la banda lateral superior, y un atenuador 92 fijado a un segundo mezclador 96 que convierte la frecuencia de las señales a la radiofrecuencia apropiada. Las señales de radiofrecuencia en un segmento de RF de la porción de transmisión fluyen a través de un amplificador 97, un atenuador programable 93 controlado por un registro de escritura DSP ASIC a través de las conexiones 94 que forman parte del circuito 31 en la Fig. 1A, un amplificador 99, un filtro pasabanda 98, un amplificador 100, y un amplificador de potencia 101, al duplexor 18.

Las señales de radiofrecuencia recibidas del duplexor 18 fluyen en la porción de recepción 13 en un segmento de RF incluyendo un amplificador de bajo nivel de ruido 103, un filtro pasabanda 106, otro amplificador de bajo nivel de ruido 107 y un segundo filtro pasabanda 108. Un primer mezclador de conversión inferior 109 reduce la frecuencia de la señal a una frecuencia IF y la acopla a un segmento IF incluyendo un interruptor del circuito en bucle 110 para seleccionar bien la salida del mezclador 109 o una señal del circuito en bucle en el circuito 124 desde el interruptor 125, un amplificador 112, un filtro de cristal pasabanda 113 para pasar cualquiera de las señales seleccionadas por el interruptor 110 y un amplificador de control automático de ganancia 116. Un segundo mezclador de conversión inferior 117 reduce la señal IF a una frecuencia de banda base y la acopla a través de un par de amplificadores en serie 118 y 119, un filtro de paso bajo 120, y el circuito 28 al ADC 22 en la Fig. 1A.

El circuito 124 es conectado entre terminales en los interruptores del circuito en bucle 110 y 125 para proveer un paso del circuito en bucle seleccionable que es empleado para acoplar la señal IF de transmisión de nuevo a la sección IF de recepción. Ese paso de circuito en bucle permite a un programa autocalibrar el AGC con una señal de VAGC al amplificador 116 cuando la unidad de abonado está iniciando una operación. El circuito en bucle se usa principalmente para ajustar (es decir, preparar) filtros de ecualización implementados en el software del DSP 19, introduciendo patrones de modulación IF para minimizar la interferencia entre símbolos provocada principalmente por desalineamientos en el filtro de cristal 113 que debe pasar tanto la IF de transmisión como la IF de recepción.

La lógica de control y temporización 16 en la Fig. 2 incluye un oscilador 121 que, produce, ilustrativamente, una señal de frecuencia de salida de 43,52 megahercios. Esa salida es acoplada a través de un circuito de salida 123 (no mostrado en la Fig. 1A) a los circuitos de la lógica de control 32 en DDF ASIC 20 en la Fig. 1A donde se desarrollan las señales de sincronización y control. La salida del oscilador 121 es también aplicada a través de un divisor de frecuencia 122 que la divide por dos y un filtro pasabanda 126 como una frecuencia del oscilador local al primer mezclador 88 en la porción de transmisión 12. La salida del oscilador 121 es aplicada además al segundo mezclador de conversión inferior 117 por un divisor de frecuencia 128 (que la divide en cuatro) y un amplificador 130.

Aún otra salida del oscilador 121 es aplicada por un circuito que la divide por dos 127 y un circuito que la divide por cuatro 134 como una fuente de frecuencia de referencia para un circuito 131 de bucle bloqueado en fase (PLL). Las conexiones de conductores divididas mostradas en los divisores 127, 134 y otros divisores en la Fig. 2 indican que los ratios de división son ventajosamente establecidos conectando apropiadamente puentes en conexiones con clavijas externas para tales divisores.

El PLL 131 funciona como un multiplicador de frecuencia para recibir una señal de una frecuencia relativamente baja (ilustrativamente de aproximadamente 5 MHz) y generar una señal con una frecuencia más alta (ilustrativamente de aproximadamente 371 MHz) que es usada tanto como señal para el oscilador local en el mezclador de nivel de radiofrecuencia de transmisión 96 como una fuente de frecuencia de referencia para un PLL de recepción 146 que genera una señal para el oscilador local para el mezclador de nivel de radiofrecuencia de recepción 109. En el circuito 131, la señal del divisor 134 es aplicada a un circuito de división por 8 132, un circuito comparador de fase (PC) 133, un filtro de bucle (LF) 136, y un oscilador controlado por tensión (VCO) 137 para la conexión común de un acoplador direccional 138. La salida del VCO 137 también es retroalimentada por un circuito de división por 2 139 y un circuito de división por 273 142 a un segunda entrada en el circuito PC 133. PLL 131 y PLL 146 también proporcionan un indicador de estado LOCK LOSS (pérdida del enganche de fase) en un circuito 140 (no mostrado en la Fig. 1A) para el DDF ASIC 20. El acoplador direccional 138 conecta la salida de PLL 131 a un amplificador 141, cuya salida es conectada a través de un atenuador 144 fijado a la entrada del oscilador local del segundo mezclador 96 en la sección de transmisión 12. La salida de PLL 131 es también aplicada a través del acoplador direccional 138 a un mezclador de porción de recepción 143 donde es mezclado con la salida de un VCO 145 del PLL 146. La salida del mezclador 143 es conectada en PLL 146 a un comparador de fase 147 que también recibe una señal de frecuencia de referencia de SDAC 45 (Fig. 1A) por un filtro de paso bajo 148 y un circuito de división por dos 149. La salida de PC 147 es acoplada a través de un filtro de bucle 135 al VCO 145. La salida de ese VCO es posteriormente acoplada a través de un amplificador 150 a la entrada de un oscilador local del primer mezclador de conversión inferior 109.

También se incluye en la sección de RF un circuito de interfaz de energía 151 que cambia los niveles de las cuatro señales del circuito 31 de los niveles de CMOS (aproximadamente 5 voltios) a los niveles de control de energía de RF para producir las señales reales que encienden o apagan los componentes del circuito de la sección de RF 11. El circuito 151 es bien conocido y tiene principalmente una lógica combinatoria y una circuitería de desplazamiento de nivel que recibe las señales de circuito 31 Tx, Rx, PA ENABLE, y LOOP BACK. El circuito 151 produce tres señales de control del consumo de energía, de transmisión Tx, de recepción Rx, y de circuito en bucle LB, que tal y como se menciona en relación con la Fig. 3, controlan el funcinamiento de los componentes del circuito que deben ser encendidos y apagados. Una cuarta señal de control del consumo de energía, PAEN, es también producida por el circuito 151. La señal PAEN controla el funcionamiento del amplificador de potencia 101 que también es encendido y apagado; pero en este caso se usa ventajosamente una técnica de control de corriente de polarización, que será descrita en relación con la Fig. 4. Los intervalos de tiempo en los que estas cuatro señales, y otras acciones de control del consumo de energía, son activadas y desactivadas, serán explicados posteriormente en relación con las Tablas 1 y 2 abajo y las Figs. 5 y 6. Estas cuatro señales son, como se ha ilustrado, aplicadas a las conexiones de control del consumo de energía correspondientemente designadas por conductores que no son mostrados. Así, la señal Tx es aplicada para controlar el consumo de energía de los amplificadores de la porción de transmisión 90, 97, 99, 100 y 141. La señal PAEN es aplicada para controlar el consumo de energía del amplificador de potencia 101 y ventajosamente sube después de que la señal Tx suba y baja antes de que la señal Tx baje para evitar la posibilidad de transmitir frecuencias falsas mientras las salidas del mezclador de la porción de transmisión están estableciéndose. La señal Rx es aplicada para controlar el consumo de energía del mezclador de la porción de recepción 117 y los amplificadores 103, 107, 112, 116, 130 y 150. Finalmente, la señal LB es aplicada a los interruptores del circuito en bucle 110 y 125 y para controlar el consumo de energía del mezclador de la porción de recepción 117 y los amplificadores 112, 116 y 130.

Algunos componentes del circuito en la sección de RF 11 están encendidos en todos los tiempos; y, evidentemente, los componentes pasivos del circuito carecen de conexiones de suministro de energía. Los mezcladores de la porción de transmisión 88 y 96 y los mezcladores de la porción de recepción 109 y 143 son pasivos. Los PLL 131 y 146 están siempre encendidos porque tienen constantes de funcionamiento de relativamente mucho tiempo en comparación con una duración de un intervalo tiempo de un TDMA. Una vez desconectados, los PLL requieren casi un intervalo completo para reestablecer completamente una operación estable encendida. Los amplificadores de la porción de recepción 118 y 119 y los divisores 122, 127, 128 y 134 siempre están encendidos en la sección de RF 11 porque cada uno consume tal pequeña cantidad de energía que para controlar su consumo de energía se requeriría la adición de componentes extra con poca rentabilidad económica por ahorro de energía. Asimismo, algunas de sus salidas son necesarias para el funcionamiento apropiado de los PLL 131 y 146. Puesto que los PLL 131 y 146 son mantenidos encendidos, sus componentes de circuito de generación de señales de entrada, es decir, los divisores 127 y 134, también son mantenidos encendidos.

La Fig. 4 representa un diagrama simplificado esquemático que ilustra una forma para controlar el consumo de energía de un amplificador activando y desactivando su corriente de polarización. Tal control de corriente de polarización es ventajoso para, p. ej., suministrar energía a los amplificadores pues su corriente de suministro de energía relativamente alta para su funcionamiento puede implicar el uso de un transistor de energía con disipación térmica relativamente caro para cambiar la corriente de este tipo. En el diagrama, un amplificador 24 para ser controlado tiene las conexiones de suministro de energía habituales representadas por una fuente de tensión a tierra 25. Las señales de entrada para ser amplificadas son aplicadas en el terminal 54. Las señales amplificadas son presentadas en el terminal de salida 55. Se emplea una alimentación de corriente continua interrumpible 85, alimentada desde otra fuente de tensión 6 como generadora de corriente de polarización. Tales alimentaciones de corriente continua interrumpibles son bien conocidas en la técnica. La alimentación 85 es conectada a una entrada de corriente de polarización 71 del amplificador 24 para establecer una corriente de polarización que sea suficiente para asegurar la amplificación del mayor nivel de señal anticipado en el terminal de entrada 54. Una conexión de entrada 86 de la alimentación 85 es mantenida en una tensión positiva, ventajosamente ocho voltios en una aplicación, para hacer que la alimentación 85 alimente suficientemente la corriente de polarización mencionada al amplificador 24 para hacer que éste consuma energía en un primer nivel o nivel normal de consumo de energía. Cuando la conexión de entrada 86 de la alimentación 85 es mantenida a cero voltios, la salida de corriente de polarización de la alimentación 85 es reducida a esencialmente una corriente cero, que hace que el amplificador 24 consuma sustancialmente menos energía de lo que consumiría en su nivel de consumo de energía normal. La alimentación 85 también consume menos energía en su estado de entrada cero y salida cero. Una señal de control de activación de energía es aplicada a la conexión de entrada de la alimentación 85 para accionarla para que cambie la corriente de polarización aplicada al amplificador 24. Este tipo de corriente de polarización de la técnica de control de consumo de energía está esquemáticamente representado en, p. ej., la Fig. 2 por una conexión de entrada de polarización con un conductor interrumpido tal como aquella designada PAEN para suministrar energía al amplificador 101.

La Fig. 5 es un diagrama de la estructura de intervalo de tiempo conocida para un sistema de TDMA en la que cada trama de tiempo recurrente de TDMA dura ilustrativamente 45 milisegundos (ms). Esa trama es la unidad básica de tiempo durante la cual el programa del sistema que se ejecuta en el DSP 19 circula a través de las operaciones elementales para un estado dado de operación de la unidad de abonado, como se describirá con más detalle en relación con la Fig. 6. En un Sistema de TDMA típico esa trama de tiempo básica recurre a un nivel que es inferior a la frecuencia Nyquist para una señal de voz típica que está siendo procesada, y es mayor que la frecuencia media de los cambios entre las funciones de la unidad de abonado tales como colgar, descolgar y llamada. Cada trama está dividida en cuatro intervalos de tiempo designados como intervalos 0, 1, 2 y 3; y cada intervalo dura ilustrativamente 11,25 ms. Los ahorros de consumo de energía se consiguen durante los intervalos de tiempo en los que una unidad de abonado está inactiva con todos los componentes del circuito controlables para el consumo de energía desconectados o durante los intervalos de tiempo en los que está operativa con sólo una parte de sus componentes del circuito controlables para el consumo de energía conectados y el resto desconectados.

La manera en la que la unidad de abonado 20 pasa entre sus diferentes estados de operación en relación con la estructura por intervalos de tiempo será explicada en relación con la Fig. 6 y luego esas operaciones de estado serán consideradas en términos de control del consumo de energía en relación con las Tablas 1 y 2 abajo. Primero, no obstante, hay dos tipos de operación de unidad de abonado a considerar. Un primer tipo es por desplazamiento de fase de cuadratura (QPSK) y un segundo tipo es 16PSK. En la operación QPSK, una unidad de abonado, operativa en un modo bidireccional alterno en un canal de frecuencia dúplex, sirve a una línea de abonado. Como se indica en la Fig. 5, la unidad de abonado recibe en los intervalos de tiempo 0 y 1 como un intervalo de tiempo QPSK y transmite en los intervalos de tiempo 2 y 3, respectivamente, como un intervalo de tiempo QPSK. Esta operación de intervalo doble es útil para las unidades de abonado situadas en lugares de débil recepción porque produce un ratio mayor de señal a ruido que una operación de un intervalo 16PSK.

Otra unidad de abonado podría usar el mismo canal para una línea, también en modo bidireccional alterno QPSK, recibiendo en los intervalos de tiempo 2 y 3 y transmitiendo en los intervalos de tiempo 0 y 1. Alternativamente, una única unidad de abonado podría servir dos líneas para operar en un modo bidireccional simultáneo QPSK, cuando ambas líneas estén ocupadas con llamadas al mismo tiempo, donde el intervalo doble 0 y 1 sería usado al mismo tiempo para transmitir para la primera línea y recibir para la segunda línea. A la inversa, se usaría el intervalo doble 2 y 3 al mismo tiempo para recibir para la primera línea y transmitir para la segunda línea. Los beneficios del apagado basado en intervalos de tiempo no son disponibles cuando una unidad de abonado funciona en modo bidireccional simultáneo con línea doble.

En la operación bidireccional alterna 16PSK, hay más oportunidades de flexibilidad de operación y ahorro de consumo de energía que en la operación QPSK. Algunos ejemplos de configuraciones posibles son descritas asumiendo un canal de frecuencia doble. Como se indica en la Fig. 5, una unidad de abonado, en servicio de línea única, recibe en el intervalo de tiempo 0, transmite en el intervalo de tiempo 2, y está inactiva en los intervalos de tiempo 1 y 3. Una segunda unidad de abonado podría usar el mismo canal para recibir en el intervalo de tiempo 1, enviar en el intervalo de tiempo 3, y estar inactiva en los intervalos de tiempo 0 y 2. Una unidad de abonado es capaz de servir dos líneas teniendo una línea de abonado que reciba en el intervalo de tiempo 0 y transmita en el intervalo de tiempo 2 y la otra línea de abonado reciba en el intervalo de tiempo 1 y transmita en el intervalo de tiempo 3. Al mismo tiempo, otra unidad de abonado puede usar el mismo canal de frecuencia bidireccional en el modo bidireccional alterno para dos llamadas 16PSK recibiendo en los intervalos de tiempo 2 y 3, respectivamente, y transmitiendo en los intervalos de tiempo 0 y 1, respectivamente. De forma alternativa, en la operación con línea doble bidireccional simultánea 16PSK, una primera línea podría transmitir voz en el intervalo de tiempo 0 y recibir en el intervalo de tiempo 2, mientras una segunda línea transmite voz en el intervalo de tiempo 2 y recibe en el intervalo de tiempo 0.

Hay también un tercer tipo de operación cuando la unidad de abonado está en modo de espera esperando el posible inicio de una llamada y está sintonizada a la frecuencia de un canal de radiocontrol bidireccional (RCC) del sistema de TDMA. El RCC es normalmente modulado en el modo por desplazamiento de fase binaria (BPSK), y una unidad de abonado también funciona en BPSK cuando está controlando el RCC. La modulación BPSK es más robusta que la modulación QPSK de intervalo de tiempo doble; así aquella alcanza de forma fiable incluso las regiones remotas que proveen al abonado servicio, de llamada con modulación QPSK. Cuando una unidad de abonado QPSK es sintonizada al RCC, y está situada para servir una única línea, recibe el RCC en el intervalo de tiempo 0 y está inactiva en los otros tres intervalos de tiempo; aunque si la unidad es contactada por su estación base (no mostrada), o si un abonado servido descuelga el teléfono, transmite sus mensajes de cogida necesarios en el intervalo de tiempo de 2 para obtener una asignación de canal de comunicación. Cuando un abonado está ocupado en una llamada y la parte remota cuelga, la unidad de abonado sigue sintonizada al canal de voz; así la estación base suele dar la orden de colgar apropiadamente ajustando uno de diferentes bits operativos en la señal digital en el canal de voz.

Cuando una unidad de abonado, que opere en QPSK o 16PSK, sirve una única línea, es capaz de realizar el mayor ahorro de consumo de energía basado en los intervalos de tiempo. Si se añaden líneas adicionales a una unidad de abonado operativa en 16PSK o en QPSK, el consumo de energía basado en intervalos de tiempo desciende porque hay menos oportunidades de intervalo de tiempo para la unidad de abonado para estar en un estado inactivo o parcialmente desconectados. Asimismo, cuando se añaden otras líneas a una unidad de abonado, o se añaden otras unidades de abonado a un canal, puede ser ventajoso cambiar el modo de operación del RCC para asegurar que siempre que una línea de abonado que esté ocupada en una llamada cuelgue, haya un intervalo disponible donde la unidad de abonado que está sirviendo sea capaz de controlar el RCC. Para este fin, el RCC puede ser programado para repetir la radiotransmisión de todos los mensajes de control para las unidades de abonado en todos los intervalo de tiempo de TDMA de su canal de frecuencia bidireccional. Así, cualquier unidad de abonado que este operando en modo de línea doble bidireccional simultáneo puede, cuando una línea cuelga, utilizar el intervalo de tiempo receptor vacante para escuchar en el RCC y utilizar el intervalo correspondiente de transmisión para enviar cualquier respuesta apropiada. Como otra alternativa se podría utilizar una señalización en banda ("blank and burst") para sustituir la información de control del RCC para un intervalo de voz activa en una trama de TDMA, interrumpiendo momentáneamente la conversación de voz.

La Fig. 6 es un diagrama de estado conocido que representa las transiciones de la unidad de abonado entre su varias funciones, y dentro de esas funciones, en relación con la estructura de intervalo de tiempo de la Fig. 5. La Fig. 6 contiene tres bucles principales: función de colgar (estados 153, 156 y 157); función de llamada (estados 160, 158, y 159); y función de descolgar (estados 161, 163 y 162). Cuando la unidad de abonado 10 entra en servicio, se conecta la energía operativa y la unidad se autoinicializa en una función de restablecimiento 152. Tras completar esa función de restablecimiento, la unidad pasa a un estado de circuito en bucle 153 donde la señal LB en la Fig. 2 acciona los interruptores 110 y 125 y suministra energía a los amplificadores 112, 116 y 130 para activar la conexión del circuito en bucle 124 como se ha indicado en relación con la Fig. 2. Durante las funciones de restablecimiento y de circuito en bucle, los intervalos de tiempo no importan porque no se utiliza ningún radioenlace. Una vez completada la función de circuito en bucle, la unidad cambia al estado colgado receptor 156 (RF Rx Colgado) donde funciona en el modo receptor durante el intervalo 0 para esperar la iniciación de bien un mensaje escrito de una estación base, p. ej., una llamada al abonado servido, o una condición descolgada del teléfono de abonado detectada en SLIC 56 en Fig. 1B, p. ej., una llamada del abonado servido. En el intervalo de tiempo 1 la unidad 10 cambia a un estado inactivo Colgado de RF 157 donde funciona en una condición de consumo de energía bajo, a veces llamado "reposo" durante los intervalos de tiempo 1, 2 y 3. Al final del intervalo 3, la unidad vuelve al estado 156 para recibir cualquier mensaje escrito o estado descolgado que pueda ser detectado, y continúa realizando el ciclo a través de los estados 156 y 157 hasta que tal evento ocurra. Se pueden conseguir ahorros de energía adicionales manteniendo la unidad de abonado en el modo inactivo o en reposo durante siete de los ocho intervalos de tiempo de dos tramas sucesivas en vez de sólo tres de cada cuatro intervalos de tiempo de cada trama en este bucle de colgado.

Al recibo o detección de un mensaje escrito de una condición descolgada, la unidad 10 ejecuta cualquier transmisión de sincronización necesaria a la estación de base durante el intervalo de tiempo 2 (no mostrado en la Fig. 6 ni en las tablas); y, asumiendo un mensaje escrito entrante, luego se desplaza a un estado de llamada inactivo RF 158 y comienza a llamar al dispositivo telefónico del abonado servido. De momento, la operación QPSK será asumida; de modo que en el intervalo de tiempo 0 el estado se desplaza a un estado "RF recibe llamada" (RF Rx llamada) 159 donde la operación continúa hasta el final del intervalo de tiempo 1 para mantener informada a la unidad del abonado de que la parte que llama sigue en espera. En el intervalo de tiempo 2, la operación se desplaza a un estado de RF transmite de llamada (RF Tx llamada) 160 donde continúa hasta el final del intervalo de tiempo 3 de modo que la incidencia de una condición descolgada en el aparato telefónico del abonado puede ser transmitida a la estación de base. En este momento, la operación se desplaza nuevamente al estado RF Rx llamada 159 durante los intervalos de tiempo 0 y 1 de la siguiente trama. La operación continúa en ciclos de esta manera hasta que se detecta una condición descolgada, y luego desde cualquiera de los estados 160 o 159 la operación se desplaza al estado correspondiente de los estados descolgados, el estado "RF transmite descolgar" (RF Tx descolgar) 162 o el estado "RF recibe descolgar" (RF Rx descolgar) 161, respectivamente. Si el teléfono del abonado servido no tuviera que ser descolgado en ningún caso en respuesta a la llamada, la operación en última instancia se interrumpe y vuelve al estado "RF inactiva colgar" 157 del estado RF Tx llamada 160.

Considerando que el dispositivo telefónico del abonado vuelve a estar descolgado, entonces, de una manera similar a la llamada QPSK (estados 160 y 159), la operación realiza un ciclo entre los estados 162 en los intervalos de tiempo 2 y 3 (unidad de transmisión del abonado) y 161 en los intervalos de tiempo 0 y 1 (unidad de recepción del abonado) durante la continuidad de la conexión de la llamada. Cuando el teléfono del abonado servido se cuelga al final de la comunicación para la cual la conexión de llamada fue establecida, la operación vuelve nuevamente al estado "RF inactiva colgar" 157 para esperar la iniciación de otra llamada.

La operación en el modo 16PSK es diferente de aquella en el modo QPSK en cuanto a que se encuentran los estados RF inactiva 158 y 163 en la llamada respectiva y en los bucles de función descolgada. La función colgada del diagrama de estado no varía. En la operación 16PSK del bucle de función de llamada, la operación se inicia en el estado RF inactivo llamada 158. La operación ilustrada se aplica a una unidad de abonado que ha sido asignada para usar el intervalo de tiempo 0 para recibir y el intervalo de tiempo 2 para transmitir. Si el bucle es puesto en el estado 158 al final del intervalo de tiempo 3, entonces se desplaza al estado 159 durante el intervalo de tiempo 0 y vuelve al estado 158 durante el intervalo de tiempo 1. Luego se desplaza al estado 160 durante el intervalo de tiempo 2 y vuelve al estado 158 durante el intervalo de tiempo 3. La operación continúa en aquellos dos bucles de función de llamada secuencial bien hasta que la operación de llamada se interrumpe, y se produce un desplazamiento desde el estado 160 hasta el estado 157, o bien hasta que se detecta una condición descolgada, y se produce un desplazamiento desde cualquiera de los estados 158, 160, o 159 hasta un estado correspondiente de los estados de función descolgada 163, 162, o 161, respectivamente. La operación continúa en los dos bucles de función descolgada secuencial de modo similar a aquel indicado para los bucles de función de llamada durante la duración de la conexión de la llamada. Cuando el teléfono del abonado servido se cuelga, la operación vuelve de nuevo al estado "RF inactivo colgar" 157 para esperar otra llamada.

La descripción precedente de la Fig. 6 asume que la llamada iniciada, después de que la unidad del abonado 10 haya entrado en servicio y esté inactiva en el bucle de función colgada, se trataba de un mensaje escrito recibido. Si la llamada ha sido iniciada por el teléfono del abonado servido, el cual ha sido descolgado, la operación tendría que ser desplazada desde el estado "RF Rx colgar" 156 al estado "RF inactiva descolgar" 163 y continuará desde ese punto de un modo similar al que ya ha sido descrito.

En una forma de realización de la unidad del abonado 10 que funciona con un control de consumo de energía por intervalo de tiempo, es decir, limitando el consumo de energía de la unidad del abonado 10 como se ha descrito anteriormente, los conversores DC/DC 9 de la Fig. 1A fueron suministrados desde una única batería de reserva de 12 voltios, 15 amperios- hora mantenida cargada por una alimentación de energía AC a DC. De forma alternativa, los conversores 9 fueron suministrados por una batería de reserva mantenida cargada por hasta dos paneles solares de 12 voltios, 48 vatios de valor máximo nominal.

Se prefiere la operación de una unidad de abonado 10 en el modo semi- dúplex 1.6PSK,para la conservación de energía porque los ahorros de energía realizados con el uso del estado "RF inactiva descolgar" 163 durante dos intervalos de tiempo de cada trama de función descolgada, así como los ahorros realizados por las estructuras en mosaico variables de apagado durante los intervalos de tiempo de transmisión y recepción. Las ahorros de energía no son tan grandes en el modo semidúplex QPSK de operación porque hay menos tiempo de inactividad; pero este modo es más robusto en el sentido de la relación señal a ruido; siendo útil para las unidades de abonado que pueden estar localizadas donde la recepción es relativamente débil en comparación con los lugares donde se emplea la operación 16PSK. La operación dúplex completo es posible para cada operación QPSK o 16PSK y para cada comunicación de datos o de voz. DSP 19 tiene una capacidad de procesamiento amplia para manejar la operación doble-línea porque, p. ej., el chip DSP previamente mencionado tiene la capacidad de ejecutar unos veinte millones de instrucciones por segundo (MIPS), siendo un treinta por ciento más rápido de lo que se requiere para la operación doble-línea con respecto a la comunicación de voz. La operación dúplex completo ofrece los ahorros de energía mínimos en una base de unidad de abonado porque las señales Tx y Rx deben ser altas, y otras partes correspondientes de la unidad de abonado 8 deben ser encendidas, en todo momento durante una conexión de llamada, es decir, durante el descolgado y los bucles de función de llamada del diagrama de estado de la Fig. 6. No obstante, siguen habiendo ahorros de energía significantes en una base por línea. Por ejemplo, una unidad de abonado de doble-línea realizará ahorros de potencia en cualquier momento cuando cualquiera de sus líneas servidas no esté ocupada activamente en el tráfico de llamada. También, cada unidad de abonado de doble-línea puede servir dos veces el número de líneas que podría haber servido como una unidad de abonado mono-línea; y se produce también un ahorro de hardware en el que se requieren menos unidades de abonado para un número de líneas dado.

En la operación de servicio de doble-línea, el bucle descolgado de la Fig. 6 sería esencialmente duplicado para una segunda línea servida por la unidad de abonado 10. La diferencia sería que las posiciones de intervalo de tiempo del estado "RF Tx descolgar" 162 y el estado "RF Rx descolgar" 161 en el bucle sería intercambiado. De forma similar, si ambas líneas estuvieran recibiendo una llamada desde sus circuitos de llamada respectivos 58 al mismo tiempo, sus bucles de llamada correspondientes (que reflejan la operación del resto de la unidad de abonado en ese momento), para una línea, serían como se muestra en la Fig. 6 y, para la otra línea, serían similares excepto por el hecho de que se intercambiarían las posiciones del intervalo de tiempo en el bucle del estado "RF Tx llamada" 160 y del estado "RF Rx llamada" 159.

Tabla 1 - Tabla de inicio/estado del circuito de llamada, y Tabla 2 - Tabla de estado colgado/descolgado del circuito, mostradas más abajo ilustran más específicamente en relación con el diagrama de estado de la Fig. 6 cómo la estructura en mosaico de control de consumo de energía de la unidad de abonado 10 cambia con la invención simultáneamente con los desplazamientos en el estado de operación de la unidad en servicio mono-línea. La primera columna a la izquierda en las tablas enumera los componentes del circuito de la unidad de abonado que están sometidos al control del consumo de energía por intervalo de tiempo. La sección RF y el amplificador de potencia, que es parte de la sección RF, se muestran por separado. Las diez columnas restantes en las dos tablas corresponden a los diez estados de la unidad de abonado de la Fig. 6 y se enumeran en estas diez columnas los niveles de consumo de energía de los componentes del circuito en la primera columna. Por lo tanto, la configuración en mosaico de control de energía para cualquiera de los estados de la unidad de abonado en la Fig. 6 está representada en los indicadores de nivel de consumo de energía en la columna del mismo nombre y número de estado en una de las Tablas 1 o 2. Un componente de circuito se enciende (encender) en intervalos de tiempo cuando se necesita para procesar una llamada o señal de control, y se apaga (apagar) en otros intervalos de tiempo. Aunque algunos componentes de circuito permanecen encendidos en todo momento durante la operación en servicio de la unidad de abonado, el resultado del encendido o apagado de los demás componentes en una base de intervalo de tiempo de TDMA es un consumo de energía sustancialmente inferior al que se ha experimentado en las unidades de abonado donde la unidad entera se enciende o apaga en una base de llamada, o en una base de estado de llamada, o incluso cuando las partes de transmisión y de recepción de un módem de la unidad de abonado se encienden en momentos diferentes.

Considerando la primera tabla 1. La sección RF experimenta cuatro niveles de control de energía diferentes. Se vuelve a llamar 5 en la Fig. 2 donde el amplificador de potencia 101 es encendido aproximadamente en los mismos momentos (con una pequeña fracción de un intervalo de tiempo posterior al encendido y una pequeña fracción de un intervalo de tiempo anterior al apagado) que la señal Tx experimenta un nivel para encender los componentes del circuito. La sección RF está inactiva (Apagada) durante el restablecimiento cuando ninguna de las señales LB, Tx, o Rx está activa para encender los componentes. Este mismo encendido inactivo prevalece durante el estado "RF inactiva llamada" 158. Durante el estado de bucle cerrado 153, se accionan los componentes del circuito controlados por energía de la sección RF 11 que se encuentran únicamente en la trayectoria de bucle cerrado desde el interruptor 110 hasta el amplificador 119. En el estado "RF Rx llamada" 159 sólo la señal de control Rx está presente; de manera que se encienden los componentes del circuito controlados por energía de la sección RF que se encuentran únicamente en la parte receptora 13. De forma similar, durante el estado "RF Tx llamada" 160, sólo la señal de control Tx está presente; de manera que los componentes del circuito controlado por energía de la sección RF 11 que se encuentran únicamente en la parte transmisora 12 son encendidos. Asimismo en la Tabla 2, ningún componente del circuito controlado por energía de la sección RF 11 es encendido cuando la unidad de abonado está inactiva en los estados "RF inactiva colgar y descolgar" 157 y 163, respectivamente. Los componentes del circuito controlado por energía de la sección RF 11 que se encuentran únicamente en la parte receptora 13 son encendidos durante los estados "RF Rx colgar y descolgar" 156 y 161, y sólo aquellos en la parte transmisora 12 son encendidos durante el estado "RF Tx descolgar" 162.

Obsérvese en las Tablas 1 y 2 la correlación entre la terminología de las Tablas y el nivel de consumo de energía operativo de los componentes del circuito enumerados de la unidad de abonado. Para la sección RF 11, las señales de control de estado Rx, Tx, y en bucle cerrado proporcionadas por el circuito de interfaz de energía 151 se utilizan para indicar niveles de consumo de energía relativos en cada estado de ejecución de la unidad de abonado, salvo para los estados 152, 158, y 163 donde "inactivo" indica que todos los componentes del circuito controlados por energía son apagados. Para otros componentes del circuito de la unidad de abonado, "Encendido" indica que el componente del circuito está en su nivel de consumo de energía primario para su función de tratamiento de señal; y "Apagado" indica que el circuito está en un nivel de consumo de energía inferior para otras funciones de la unidad de abonado indicadas

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 1 Tabla de inicio/estado de circuito de llamada

1

TABLA 2 Tabla de estado colgado/descolgado de circuito

\vskip1.000000\baselineskip

2

\vskip1.000000\baselineskip

esto aunque el circuito en realidad puede estar consumiendo alguna alimentación de energía. Aunque el dispositivo de llamada está indicado como en estado Encendido (es decir, llamada) en los tres estados del bucle de función de llamada de la Fig. 6, debe entenderse que en la operación del dispositivo de llamada están superpuestas las órdenes de la estación de base que establecen una cadencia de llamada determinada, como por ejemplo dos segundos Encendido y 4 segundos Apagado, para avisar a un abonado. Consecuentemente, durante la parte Encendida de la cadencia el dispositivo de llamada está encendido en todos los intervalos de tiempo de cada trama de TDMA del bucle de función de llamada; y durante la parte Apagada de la cadencia el dispositivo de llamada está apagado (nivel de consumo de energía inferior) durante todos los intervalos de tiempo de cada trama de TDMA del bucle de función de llamada.

La sección FIR 33, sección INT 34, sección DIF 36, y FDAC 21 se encienden y apagan juntas. DDS 44 y SDAC 45 también se encienden y apagan juntas, y están encendidas durante todos los momentos operativos y apagadas durante la inicialización del estado RESTABLECIMIENTO 152 y del estado BUCLE CERRADO 153.

DSP 19 está encendido, es decir, completamente activado, en todos los estados excepto en el estado RF inactiva colgar 157 cuando se pone él mismo en estado inactivo. En este estado inactivo consume la energía suficiente para retener la información del estado de operación de este modo puede reanudar el proceso cuando una interrupción de reactivación es recibida, y que es el periodo de potencia mínima en el que se apaga completamente.

DSP 19 podría también estar inactivo durante períodos más cortos de tiempo que aquellos que se muestran en las tablas anteriores. Por ejemplo, durante una llamada 16PSK, en la que una unidad de abonado transmite voz a la estación de base durante un intervalo de tiempo 2 y recibe la voz desde una estación de base en un intervalo de tiempo 0, DSP 19 sintetiza (a veces se llama descodificación RELP) la voz recibida durante el intervalo 0 y parte del intervalo 1. Después de que la síntesis de voz se termine, DSP 19 podría inactivarse hasta el final del intervalo 1, reactivándose sólo para transferir muestras PCM al CODEC 57 cada 125 microsegundos, usando una interrupción (no mostrada). De forma similar, DSP 19 podría inactivarse durante alguna fracción del intervalo de tiempo 3, después de que haya terminado el análisis de voz (a veces se llama codificación RELP). Esta técnica de ahorro de energía podría ser usada en los estados 158 y 163 de la Fig. 6.

CODEC 57 está en una condición de baja energía (es decir, deshabilitado o "apagado") durante todos los estados excepto aquellos en los bucles de función descolgada de la Fig. 6. SLIC 56 está en una condición de baja energía (es decir, deshabilitado o "apagado") durante todos los estados excepto aquellos en los bucles de función descolgada, y en los momentos de transmisión y recepción del bucle de llamada. No obstante, incluso durante su estado deshabilitado en el bucle colgado, SLIC 56 sigue controlando el estado colgado/descolgado. SLIC y CODEC son apagados por las órdenes respectivas de apagado.

El dispositivo de llamada, es decir, circuito de llamada 58, está apagado en todo momento excepto durante los momentos de encendido de su cadencia de llamada en los bucles de función de llamada de la Fig. 6 y cuando el apagado se ejecuta completamente.

Entre los componentes de circuito de memoria, RAM 39 se enciende y se apaga en los mismos momentos que DSP; pero consume la mayor parte de la energía cuando se está accediendo a ella. La memoria FLASH 40 se enciende y apaga en los mismos momentos que RAM 39 excepto en el estado "RF inactiva llamada" cuando la memoria FLASH está apagada, y excepto en los momentos (no indicados en las tablas) cuando se ejecutan las funciones tipo ROM. La memoria FLASH 40 se enciende para el uso durante el estado Restablecimiento cuando es el repositorio para los datos necesarios para iniciar la operación de la unidad de abonado cuando entra en servicio o en el caso de que algún defecto requiera que se reinicie la unidad a partir de los parámetros conocidos. La memoria FLASH 40 es aproximadamente cuatro veces más grande que la RAM 39; y es aproximadamente una tercera parte más rápida, y consume un poco menos de energía que, la RAM 39. La memoria FLASH es utilizada ventajosamente por DSP 19 como RAM para ejecutar segmentos de programa para la mayor parte de tareas de control sin tiempo crítico según un modo conocido en la técnica. Un ejemplo es el bucle de control del abonado que utiliza FLASH RAM para ejecutar un estado de control rutinario para sincronizar el procesamiento de las tareas, de ese modo permitiendo que la unidad del abonado se mueva de estado a estado como se muestra en la Fig. 6. Durante esta ejecución (no mostrada en las Tablas), la memoria RAM 39 rápida se apaga eficazmente, al ser raramente accedida para escribir datos; mientras que se usa en su lugar la FLASH RAM que es más lenta y que consume menos energía. El circuito de DSP particular previamente identificado para el uso como DSP 19 tiene un generador de estado en espera programable que permite el uso de un programa de memoria más lento o más rápido en distintos lugares de la memoria, como se describe en la patente de Critchlow.

La Fig. 7 muestra un circuito lógico FIFO 37 de la Fig. 1A con un poco más de detalle para ilustrar la inyección de una orden de consumo de energía en la dirección inversa en un circuito bidireccional 29 al ADC 22. Como se ha observado anteriormente, este ADC es ventajosamente un chip de circuito comercialmente disponible que incluye una función interna controlable de encendido y está adaptado para recibir algunas de sus órdenes de control por su puerto de salida digital. Además, los circuitos de la Fig. 7 desempeñan algunas otras funciones para aligerar las cargas del procesamiento en DSP 19 y de ese modo reduce su tiempo de procesamiento de modo que puede apagarse antes en intervalos de tiempos inactivos para ahorrar energía.

ADC 22 produce una salida binaria de desajuste de m-bits; pero el DSP 19 requiere un formato de 2 palabras de complemento de n-bits para el procesamiento. En la Fig. 7 la transición entre los dos formatos de palabra está ejecutada, m siendo ilustrativamente diez y n siendo ilustrativamente dieciséis. La salida binaria con un desajuste de 10 bits desde ADC 22 en el circuito 29 tiene su bit de signo invertido o no en una compuerta 166 exclusiva OR (EX OR) en respuesta al estado binario del bit más significante (MSB) desde un registro de desajuste DC 167 que contiene un valor de corrección del desajuste de 11 bits cargado bajo el control del programa desde el DSP 19. Los diez bits restantes del registro 167 son combinados adicionalmente con los bits de datos por un sumador 168 para formar 2 palabras de complemento. Cuatro grupos de palabras sumadas, es decir, 2 datos de complemento con el desajuste corregido, desde el sumador 168 son conducidos a través de un dispositivo demultiplexor 169 a uno u otro de los dos registros de desajuste multipalabra 170 y 171 accionado como un búfer alternante para el flujo de datos al DSP 19, cargando el registro 170 mientras que se vacía el registro 171, y viceversa. Un dispositivo multiplexor 172 selecciona un grupo registrado de palabras para la aplicación a una red de compuertas 173 de desplazamiento y de extensión de signo. Una señal estroboscópica leída en un conductor 176 inicia la lectura de una nueva muestra de ADC para ser procesada por DSP 19, y esta señal es acoplada a través de un circuito de control de la dirección 177 para controlar el interruptor 169 y, a través de un inversor 178, el interruptor 172.

El circuito 177 también proporciona una salida en un circuito 179 a los registros FIFO para permitir la lectura de palabras desde uno de los registros 170 o 171 y, en consecuencia, pasando las palabras restantes en este registro a través del mismo. La salida del búfer FIFO es desplazada y con signo extendido en la red de compuertas 173 para convertir los datos de 10 bits en el formato de 16 bits usado para el procesamiento en el DSP 19. El bit más significante de,los diez bits de datos es aplicado a través de cuatro entradas de un subconjunto 186 de red 173 para ser replicado como los cuatro bits más significantes de la palabra de 16 bits leída por el DSP. Los diez bits de la muestra del ADC son también acoplados a través de dichas compuertas respectivas separadas, representado esquemáticamente sólo como una compuerta 187, para convertirse en los diez bits siguientes menos significantes de la palabra de 16 bits conforme es leída por el DSP. Los dos bits menos significantes de la palabra de 16 bits del DSP son forzados a cero por las entradas conectadas a tierra en las dos compuertas de un subconjunto de entrada 188. Una señal estroboscópica leída por el DSP en el circuito 180 del circuito de control 177 también permite que las compuertas 186-188 para acoplar los datos sobre el bus 42 del DSP en la Fig. 1. Una señal de salida preparada está acoplada en un conductor 181 desde el circuito 177 a la señal DSP 19 cuando hay un grupo nuevo de palabras de datos en su sitio para ser leídas. La señal del conductor 176 es también usada, junto con señales en los conductores 182 y 183, por medio del circuito 30 para controlar la operación de ADC 22.

ADC 22 es encendido para la operación del circuito cerrado y durante un intervalo de tiempo de recepción. De este modo, recibe una orden de encendido al final de la operación de restablecimiento y al final del intervalo de tiempo antes de un intervalo de tiempo de recepción, y recibe una orden de apagado al final de la operación del circuito cerrado y al principio del intervalo de tiempo después de un intervalo de tiempo de recepción. Una palabra de comando multibit para ADC 22, acoplada desde el DSP 19 por medio de los circuitos lógicos de control 32 y la conexión 43, es cargada en un registro 189 en respuesta a una señal escrita del DSP en un conductor de entrada separado 190 durante una operación de intervalo de tiempo de inactividad de la unidad de abonado 10. Esta palabra de comando dirige diferentes aspectos de la operación ADC 22, pero los bits que dirigen el control de consumo de energía son de interés principal en este caso. La salida MSB del registro es acoplada a través de un inversor 191 a la compuerta AND 192. Al final de un intervalo de tiempo de inactividad anterior a un intervalo de tiempo de recepción, una señal del procesador en el conductor 183 activa la compuerta 192; y su salida acciona una compuerta 193 para acoplar la palabra de comando desde el registro, 189 sobre el circuito bidireccional 29, que está inactivo en este momento. Los bits de control de energía en este comando provocan que ADC 22 se encienda. Una operación similar al principio de un intervalo de tiempo de inactividad después de un intervalo de tiempo de recepción provoca que ADC 22 se apague. Asimismo, las operaciones similares al principio y al final de la operación de circuito cerrado controlan el encendido y el apagado en estos momentos, respectivamente. Una señal de restablecimiento del encendido es aplicada a un conductor 196 para vaciar el registro 189 para prepararlo para una operación normal.

La Fig. 8 ilustra la lógica de selección de la señal de sincronía que es una parte de los circuitos lógicos de control 32 en Fig. 1A. La lógica de selección de sincronía se utiliza para activar y desactivar las señales de sincronía para varios componentes del circuito de la unidad de abonado 10 para controlar el consumo de energía. Durante el tiempo de inactividad, p. ej., durante los estados RF inactiva colgar y llamada 163 y 158 y el estado "RF inactiva colgar" 157 en la Fig. 6, cuando muchos componentes del circuito de la unidad de abonado 10 son apagados, los circuitos de temporización en la lógica de control 32 mantienen un registro de la trama, intervalo, y temporización de bits. Dos de estos controles de señal de sincronía pertinentes para la presente invención están mostrados en la Fig. 8.

Una señal de restablecimiento en un conductor 195 restablece un registro 197 al encenderse. Un bit de dirección CLK_CTR_N de un descodificador de dirección (no mostrado) en los circuitos 32 actualiza el registro 197 con una palabra de datos desde un circuito 194 desde el bus 42. La palabra controla los estados de la señal de sincronía de salida mediante el control del uso de una versión dividida de frecuencia de una señal de sincronía recibida en el conductor 123 desde la lógica de temporización y de control 16 en la Fig. 2. El registro 197 ilustrativamente tiene una capacidad de 7 bits, los bits Q2-Q5 siendo de interés particular en la presente descripción.

Una señal de sincronía (p. ej., 43,52 MHz) es suministrada en el conductor 123 desde la lógica de temporización y de control 16 en la Fig. 2. Este conductor se extiende hasta una entrada de cada uno de los dos multiplexores 198 y 199. Cada multiplexor es controlado por los estados de señal binaria en un par de conductores de control de la salida de registro 197. Las combinaciones de la señal de control que seleccionan cada entrada del multiplexor están marcadas en el multiplexor contiguo a tal entrada. Los multiplexores 198 y 199 tiene cada uno también dos entradas adicionales conectadas a la toma de tierra del circuito eléctrico. El conductor 123 está también conectado a través de un circuito dividido en dos 200 a otra entrada de cada uno de los multiplexores 198 y 199.

Un par de conductores 201 conecta los bits Q2 y Q3 de registro 197 al multiplexor 198 que suministra las señales de sincronía a ambas secciones, la sección FIR 33 y LA sección INT 34 de DDF ASIC 20. Si estos dos bits son bien 00 o 01, una toma de tierra (sin sincronía) es suministrada; y la sección FIR 33 y la sección INT 34 son apagadas tal y como se describe anteriormente. Si estos dos bits son 10 la sincronía de la sección FIR es suministrada en la frecuencia de sincronía en el conductor 123 para encender la sección FIR 33 y sección INT 34, y si los dos bits son 11 la sincronía de FIR se suministra en la frecuencia de sincronía inferior, es decir, dividida por dos, del divisor 200. En éste caso FIR y INT son encendidas pero a sólo a la mitad de frecuencia de sincronía de modo que éstas funcionan con un consumo de energía significativamente inferior mientras que están en funcionamiento. La disponibilidad de sincronía de bajo nivel para la selección por el programa tiene una flexibilidad ventajosa puesto que la operación en algunos países no requiere el nivel mayor de sincronización para estos componentes del circuito.

De forma similar, los bits Q4 y Q5 del registro 197 son conectados al multiplexor de control 199 para provocar que la sincronía para la sección DIF 36 de DDF ASIC 20 se apague, o se encienda totalmente, o que se encienda a medio nivel para controlar la operación de la sección DIF controlando así a la vez su nivel de consumo de energía.

Fig. 9 ilustra una forma del temporizador del modo inactivo y la parte de reactivación de los circuitos lógicos de control 32 en la Fig. 1A. Este circuito coopera con el DSP 19 mediante la temporización de un intervalo predeterminado durante el cual el DSP puede "reposar" en su modo apagado de operación. Se observó previamente que DSP 19 es un procesador programable de señales digitales comercialmente disponible que incluye un modo de apagado incorporado que entra en ejecución de una instrucción de inactividad, p. ej., al principio del estado "RF inactiva colgar" 157 en la Fig. 6 cuándo la unidad de abonado esté en el estado de inactividad durante al menos tres intervalos de tiempo sucesivos. Entonces el programa DSP manda un mensaje de aviso a los circuitos lógicos de control 32 mediante un bus de datos 42 que está entrando en el estado en reposo, y el mensaje incluye una palabra de datos de longitud de reposo y una señal estroboscópica escrita. En el modo en reposo, o inactivo, el DSP 19 es capaz de mantener, p. ej., en RAM 39, su información puntual que acciona el programa necesaria para reiniciar y para responder a una interrupción de reactivación.

El mensaje de aviso es aplicado en un circuito paralelo de bits 240 a un registro de longitud de reposo 202 con la señal estroboscópica mencionada arriba en el conductor 241 para permitir que el registro cargue la palabra de mensaje. Esta señal de permisión también inicia la operación de una serie de circuitos biestables (es decir, basculantes) de tipo D 203, 206, 207, y 208, que cooperan con las compuertas AND 209, 210, y 211, para permitir que un contador de longitud de reposo 212, cargue el valor de registro 202 y haga un recuento progresivo a partir de este valor. El contador 212 es conducido a un alto nivel de sincronía (ilustrativamente 3,2 MHz) para dar el control de alta resolución de DSP de la duración de su intervalo de reposo. Un circuito 204 proporciona esta señal de sincronía al contador 212 y a otros componentes del circuito que tienen una entrada clk3_2. Las compuertas biestables mencionadas y otras asociadas sincronizan el inicio de este recuento para empezar en el primer impulso de sincronía de 3,2 MHz después de recibir 16 kHz, o seleccionar, un impulso de sincronía en un conductor 242 después de la carga de la palabra de longitud de reposo y del inicio de una señal de intervalo de tiempo en el conductor 247. Cuando un estado de recuento completo es conseguido, la salida del recuento del terminal contador desencadena un circuito basculante de tipo D213; y su salida invertida es acoplada a través de una compuerta OR 216 a una entrada de una compuerta AND 217. La salida invertida del circuito basculante 213 también es acoplada de nuevo para accionar la compuerta AND 211, que ha sido habilitada por una señal de restablecimiento de encendido en un conductor 222 desde un registro de ASIC controlado por DSP, para restablecer los biestables 203, 206, 207, y 208.

Antes de entrar en su modo en reposo, el DSP 19 también proporciona una señal de permiso de carga en un conductor 243 y una palabra de 3 bits en los circuitos 244 y 245 para un registro de control de interrupción de 3 bits 218. Esta palabra, y dos compuertas OR 216 y 219 y la compuerta AND 217, cooperan para seleccionar uno o más de, o ninguno de, una interrupción del temporizador de la reactivación y una interrupción del estado colgado. La información representada por los tres bits en el registro 218 incluye un permiso para una interrupción de la reactivación (ENA WAKEUP_NMI_N), un permiso para una interrupción detectada de descolgado (ENA_OFF_HOOK_NMI_N), y un bit que determina si invertir o no una señal de estado colgado en un conductor 224 desde el conductor 69 de salida de SLIC por medio del ASIC de DSP 20, p. ej., cuando el DSP está en reposo. Esta capacidad de inversión permite el uso de salidas de SLIC invertidas o no invertidas por su flexibilidad para poder usar diferentes circuitos SLIC, y ello también ofrece la flexibilidad de poder generar una interrupción del estado colgado en respuesta a la condición sea descolgada o sea colgada del teléfono del abonado. La señal de interrupción de la reactivación permitida es acoplada a través de la compuerta OR 216 a la entrada previamente mencionada de la compuerta AND 217. La señal de interrupción de descolgado permitida es acoplada a través de una compuerta OR 219, a otra entrada de la compuerta AND 217. La señal de estado colgado del conductor 224 es aplicada a una entrada de una compuerta EX OR 230 junto con el bit de control de inversión del registro 218. Esta señal de estado de colgado es también aplicada directamente como una salida del circuito de la Fig. 9, y va de allí directamente a un registro de estado de ASIC DDF 20 que es legible por el DSP 19. La salida de la compuerta 230 es acoplada a través de un circuito antirebote 221 tanto directamente a una conexión de salida 225 del circuito de la Fig. 9 así como mediante una compuerta OR 219 a la compuerta 217. Circuito antirebote 221 recibe en el conductor 236 una señal de sincronía que tiene un periodo (ilustrativamente 1,5 ms) comparable al intervalo de rebote transitorio de la señal de la compuerta 220. La salida de la compuerta 217 es la señal de interrupción de la reactivación, y se aplica de nuevo a DSP 19 mediante el circuito 52 en la Fig. 1. Una salida real del basculante 207 está provista como un indicador del estado en reposo en un conductor 246 que está disponible para la lectura por el DSP 19 para saber si el contador 212 puede haber sido habilitado o no para cargar la l5alabrá de longitud de reposo. La señal de restablecimiento encendida mencionada anteriormente en el conductor 222 habilita la compuerta 211 y restablece el registro 218, contador 212, y basculante 213.

La Fig. 10 es una parte de circuitos lógicos de control 32 y es un circuito tanto para producir señales de alta y baja frecuencia para controlar un circuito de llamada programable en la Fig. 11 como para activar o desactivar estas señales de alta y baja frecuencia, según sea ordenado por una estación de base, en los bucles de función de llamada en la Fig. 6. Es decir, la estación de base dirige cuando la llamada tuviera que ser iniciada; y dirige adicionalmente la cadencia de llamada activada y llamada desactivada, ilustrativamente la cadencia 2-segundos-activa-4-segundos-inactiva mencionada anteriormente. El DSP 19 luego dirige los circuitos lógicos de control 32 al realizar su señal RINGENA alta para cada parte 2-segundos-activa de dicha cadencia para controlar los componentes del circuito de la Fig. 10 como se describirá ahora.

Ilustrativamente, un registro de doce bits 231 recibe una señal de carga en un conductor 227 y un valor de carga en un circuito de 12 bits 228, ambos del DSP 19. Cuando un contador de 12 bits 234 es habilitado, por retroacción de su salida a una entrada de carga y por una entrada permitida de un circuito dividido por 32 249, muestra la salida del valor desde el registro 231. El valor en el registro 231 determina en parte la frecuencia de llamada definitiva deseada. Este valor es ilustrativamente determinado como sigue:

Valor de carga = 4096 - n, donde n = 2500/(2*frecuencia de llamada).

Por ejemplo, para producir una frecuencia de llamada de 20 Hz:

n = 2500/(2*20) = 62,5

Valor de carga = 4096 - 62,5 = 4033,5.

El contador 234, cuando es habilitado, cuenta progresivamente el valor de la carga. Las señales de sincronía, determinadas en cierto modo que se describirá posteriormente, accionan tanto el contador 234 como un basculante tipo D 237 que muestra la salida del recuento del terminal contador en su entrada de datos. Un circuito dividido por dos 238 divide la salida del circuito basculante 237 hasta la frecuencia de llamada deseada. La salida del divisor 238 es aplicada a una entrada de una compuerta AND 239.

Una señal de sincronía, en una alta frecuencia de control seleccionable del programa DSP para el circuito de llamada en la Fig. 11, está provista desde las señales de sincronía, derivadas en circuitos lógicos de control 32 en la Fig. 1A, en un conductor 240. Esta señal de sincronía ventajosamente tiene una frecuencia de magnitud aproximadamente tres veces superior a la frecuencia de la señal de llamada en la salida del divisor 238. En un ejemplo ilustrativo, la frecuencia de sincronía en el conductor 240 fue cinco voltios a 80 kilohercios (kHz) mientras que la salida de frecuencia de la señal de llamada del divisor 238 fue cinco voltios a aproximadamente 20 hercios.

La señal de sincronía del conductor 240 es aplicada al contador de sincronía 234, y es también aplicada en las entradas de un circuito dividido por 32 249 y una compuerta AND 248. El contador 234 es habilitado para contar 1/32° del tiempo, es decir, a 2500 Hz, por la salida del circuito dividido por 32 249. La sincronía de 80 kHz también cronometra el basculante 237 para sincronizar la salida del recuento del terminal del contador 234. Una señal RINGENA, de un registro ASIC controlado por DSP, habilita las compuertas AND 248 y 239. para que cada compuerta produzca su salida de 80 kHz y 20 Hz respectiva en ráfagas que ocurren en la frecuencia de cadencia de llamada.

Así, la salida de la señal de llamada de baja frecuencia desde la compuerta 239 tiene una frecuencia determinada por el programa DSP como función de ambos requisitos locales donde se debe instalar la unidad de abonado y por la frecuencia de sincronía aplicada al conductor 240.

Fig. 11 ilustra el circuito de llamada 58. El propósito de este circuito es el hecho de recibir dos señales de frecuencia programable, una señal de control de llamada y una señal de frecuencia de llamada, a nivel de la señal lógica (p. ej., 5 voltios) y desarrollar a partir de las mismas una señal de llamada AC con una tensión relativamente alta (p. ej., 100 voltios). Una señal de control de llamada de alta frecuencia y baja tensión (p. ej., 80 kHz a 5 voltios) (desde la compuerta 248 en la Fig. 10) es acoplada a la entrada de un amplificador operacional 251 donde la energía de la señal es aumentada. El amplificador 251 consume sustancialmente más energía cuando es conducido por el conductor 70 la señal de entrada de 80 kHz que emite cuando esta señal es deshabilitada por la señal RINGENA en la Fig. 10. La salida del amplificador es acoplada por AC a través de un condensador 252, como una señal bipolar, de baja tensión, a un terminal de devanado primario de un transformador elevador de alta frecuencia 253 que tiene el otro terminal del mismo conectado a tierra. El uso de una señal y transformador de alta frecuencia produce un rastro convenientemente pequeño para el circuito de llamada. El transformador 253 ventajosamente eleva la amplitud de la señal por un factor de aproximadamente veinte, y la tensión de devanado secundario es superpuesta en una tensión negativa desde una alimentación 256, tal como el nivel de 48 voltios de la salida de los conversores 9. Un terminal del devanado secundario es conectado a este punto de -48-voltios; y el otro es conectado para separar, los diodos 257 y 258 del rectificador con polos opuestos. Los diodos son acoplados separadamente por uno de los dos interruptores de diodos fotoconductores, un interruptor normalmente abierto 259 y un interruptor normalmente cerrado 260, respectivamente, al conductor de la llamada (resistor 63 en Fig. 1A) y luego al teléfono del abonado. Los diodos de emisión de luz de los interruptores 259 y 260 son separadamente conectados en serie con un resistor 261 y una trayectoria del colector-emisor del transistor PNP 262 entre una alimentación de tensión positiva 263 y la tierra. La señal de llamada desde la compuerta 239 en la Fig. 10 es aplicada a través de un resistor 266 a través de la unión del emisor de base del transistor 262. Cuando la señal de llamada es baja, el transistor 262 es no conductor, el interruptor 260 está en su estado normal cerrado, y diodo 258 es conductor. Cuando la señal de llamada es alta, el transistor 262 es conductor, el interruptor 259 es iluminado y se cierra, el interruptor 260 es iluminado y se abre, y el diodo 257 es conductor.

Un capacitor 268 es conectado entre la alimentación de tensión negativa 256 y el conductor de la Llamada para servir como un filtro de filtraje de bajo paso de modo que el componente de frecuencia de 80 kHz sea derivado de nuevo al transformador 253. Un resistor 267 es conectado para servir como un resistor de descarga para el capacitor. Puesto que el conductor de las puntas del bucle del abonado en Fig. 1A está conectado a tierra, aparece en el bucle de abonado una señal de llamada esencialmente rectangular en la frecuencia en la que transistor 262 es accionado por la señal de llamada de la Fig. 10, y en la amplitud establecida por el amplificador 251 y el transformador 253. En una forma de realización, una señal de 5 voltios 80 kHz aplicada al amplificador 251 y una señal de 5 voltios 20 Hz aplicada al transistor 262 produjo una señal de llamada AC de 100 voltios, 20 Hz, en el bucle que incluía el conductor de la llamada en la Fig. 11.

La frecuencia de salida de la señal de llamada es programable puesto que puede ser desplazada desplazando el valor de carga proporcionado por el DSP 19 en la Fig. 1B al registro 231 en la Fig. 10. La cadencia de llamada sigue cualquier formato es programada en la Fig. 10 como señal RINGENA. Frecuencia de señal de control de llamada necesita sólo ser lo bastante alta para una operación eficaz del transformador de alta frecuencia 253. Puesto que la señal de control de llamada es activada y desactivada por la señal RINGENA, como se describe con respecto a la Fig. 10, el amplificador 251 es apagado durante cada parte inactiva de la cadencia de llamada en virtud del ausencia de una señal de entrada en este intervalo.

Se ha descrito un sistema y método para conservar la energía operativa en una unidad de abonado para suministrar comunicación por medio de un radioenlace entre un teléfono de abonado y una estación de base que ventajosamente se acopla a la red telefónica pública conmutada. La conservación se consigue de varias maneras, una mediante la definición, para cada intervalo de tiempo de una trama TDMA en cada estado de operación de una unidad de abonado, seleccionando los componentes del circuito de la unidad de abonado que no son necesarios para el procesamiento de la señal en ese intervalo de tiempo y desactivando estos componentes de circuito durante cada incidencia de este intervalo de tiempo y estado de ejecución. La desactivación se realiza de varias maneras, incluso activando y desactivando la alimentación de energía del circuito en el momento, o para los componentes de circuito CMOS controlando su alimentación de sincronía o su alimentación de señal de entrada, o eliminando una señal seleccionada del componente del circuito, o reduciendo la señal de entrada a un componente de circuito que consume energía sustancial cuando su señal de entrada es alta. Además, las funciones operativas seleccionadas que son realizadas por los componentes del circuito que consumen relativamente mucha energía son desplazados a los componentes del circuito que consumen relativamente poca energía para permitir que los componentes del circuito que consumen mucha energía tengan una oportunidad elevada para apagarse.

Aunque la invención ha sido representada en cuanto a una forma de realización particular ilustrativa, otras formas de realización y modificaciones que serán evidentes para los expertos en la técnica serán posibles.

\vskip1.000000\baselineskip

Referencias citadas en la descripción

Esta lista de referencias citada por el solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información del lector. No forma parte del documento de patente europea. La misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u omisiones.

Documentos de patente citados en la descripción

\bullet US 4130731 A [0003]: \bullet US 4577315 A. S. Otauka [0005]

\bullet US 4272650 A. D R. Baigiano [0003]: \bullet US 4713809 A [0005]

\bullet US 5203020 A, H. Sato [0003]: \bullet US 5008900 A [0008]

\bullet US 4964121 A, M. A. Moore [0005]: \bullet US 5303420 A. Jang [0007]

\bullet US 4509199 A, M. Ichihara [0005]: \bullet US 5140698 A. Yoshio [0008]

Claims

1. Método para reducir el consumo de energía en una unidad de abonado inalámbrica (10) que tiene una pluralidad de amplificadores (90, 97, 99, 100, 101, 103, 107, 112, 116, 117, 130, 141, 150), el método que comprende los pasos de:

identificar de cada uno de una pluralidad de estados operativos, un subconjunto de amplificadores de la pluralidad de amplificadores (90, 97, 99, 100, 101, 103, 107, 112, 116, 117, 130, 141, 150), requeridos para el procesar las señales durante cada estado;

determinar el estado de operación de la unidad de abonado (10) fuera de los estados identificados;

desacoplar o mantener descoplada selectivamente una corriente de alimentación a los amplificadores y que no están en el subconjunto de amplificadores requeridos para el procesamiento de las señales en dicho estado determinado y que son requeridos para procesar las señales de comunicación en al menos otro estado, dicho desacoplamiento selectivo realizándose en tramas temporales sucesivas durante intervalos de tiempo donde dichos amplificadores desacoplados no son requeridos para el procesamiento de la señal en dicho estado determinado, de ese modo ahorrando energía mediante dicho desacoplamiento selectivo de la corriente de alimentación a los amplificadores no requeridos para el estado determinado; y

donde la unidad de abonado (10) comunica usando intervalos de tiempo de recepción y de transmisión en tramas repetitivas y los estados operativos son distinguidos en parte por un intervalo de tiempo de recepción o de transmisión.

2. Método según la reivindicación 1 además caracterizado por el hecho de que el apagado se realiza durante intervalos de tiempo repetidos durante las tramas temporales sucesivas donde se producen los intervalos de tiempo.

3. Unidad de abonado inalámbrica (10) que comprende:

una pluralidad de amplificadores (90, 97, 99, 100, 101, 103, 107, 112, 116, 117, 130, 141, 150);

medios para identificar en cada uno de la pluralidad de estados operativos, un subconjunto de amplificadores de la pluralidad de amplificadores (90, 97, 99, 100, 101, 103, 107, 112, 116, 117, 130, 141, 150), requeridos para el procesamiento de las señales durante cada estado;

medios para determinar un estado de operación de la unidad de abonado fuera de los estados operativos; y

medios para desacoplar o mantener desacoplada selectivamente una corriente de alimentación a los amplificadores que no están en el subconjunto de amplificadores requeridos para el procesamiento de las señales en dicho estado determinado y que son requeridos para procesar señales de comunicación en al menos otro estado, dicho desacoplamiento selectivo siendo realizado en tramas temporales sucesivas durante intervalos de tiempo donde dichos amplificadores desacoplados no son requeridos para el procesamiento de las señales en dicho estado determinado, de ese modo ahorrando energía mediante dicho desacoplamiento selectivo de la corriente de alimentación a los amplificadores no requeridos para el estado determinado; y

donde la unidad de abonado comunica usando intervalos de tiempo de recepción y de transmisión en tramas repetitivas y los estados operativos en parte son distinguidos por un intervalo de tiempo de recepción o de transmisión.

4. Unidad de abonado según la reivindicación 3 ulteriormente caracterizada por el hecho de que el apagado se realiza durante intervalos de tiempo repetidos durante las tramas temporales sucesivas donde se producen los intervalos de tiempo.

5. Unidad de abonado (10) según la reivindicación 3 donde los medios de desacoplamiento selectivos comprende para cada amplificador (90, 97, 99, 100, 101, 103, 107, 112, 116, 117, 130, 141, 150), un transistor acoplado entre una fuente de corriente de alimentación y este amplificador, este transistor conduciendo la corriente desde la fuente de corriente de alimentación hasta este amplificador.

6. Unidad de abonado (10) según la reivindicación 5 donde cada transistor (90, 97, 99, 100, 101, 103, 107, 112, 116, 117, 130, 141, 150), que tiene una entrada de base donde el transistor conduce selectivamente en respuesta a la recepción de una señal de DC específica en la entrada de base.

7. Unidad de abonado inalámbrica (10) según la reivindicación 3, que tiene una pluralidad de estados operativos, la unidad de abonado comprendiendo:

un amplificador sólo requerido para el procesamiento de las señales de señales de comunicación durante los estados identificados de la pluralidad de estados;

\newpage

un procesador de señal digital para producir una señal de control, la señal de control indicando si la unidad de abonado está operativa para dicho procesamiento de señal en el estado identificado; y

un transistor para conducir selectivamente una corriente de alimentación al amplificador en respuesta a la señal de control producida, dicha conducción selectiva se realiza para desacoplar la corriente de alimentación al amplificador requerido para el procesamiento de las señales durante el estado identificado en tramas temporales sucesivas durante intervalos de tiempo que no son requeridos para las operaciones de procesamiento de señal, de ese modo ahorrando energía mediante dicho desacoplamiento selectivo de la corriente de alimentación a los amplificadores no requeridos para el estado determinado: y

donde la unidad de abonado comunica usando intervalos de tiempo de recepción y de transmisión en tramas repetitivas y estados operativos comprendiendo los estados identificados en parte son distinguidos por un intervalo de tiempo de recepción o de transmisión.

8. Unidad de abonado según la reivindicación 7 además caracterizada por el hecho de que la conducción selectiva se realiza durante intervalos de tiempo repetidos durante las tramas temporales sucesivas.

9. Unidad de abonado (10) según la reivindicación 7 donde cuando la señal de control indica que la unidad de abonado está operativa en uno de los estados identificados, el transistor conduce la corriente de alimentación; y cuando la señal de control indica que

unidad de abonado no está operativa en uno de los estados identificados, el transistor no conduce la corriente de alimentación.

10. Unidad de abonado (10) según la reivindicación 9 donde el transistor es acoplado entre una fuente de alimentación que produce la corriente de alimentación y el amplificador.

11. Unidad de abonado (10) según la reivindicación 10 donde el transistor tiene una entrada de base configurada para recibir la señal de control producida y un resistor acoplado a la entrada.