KR0148651B1 - 비연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기에 대한 턴온 시간을 최소화하는 장치 및 방법 - Google Patents

비연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기에 대한 턴온 시간을 최소화하는 장치 및 방법 Download PDF

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에이. 페이틀 케네스
제이. 로크너 윌리엄
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조나단 피. 메이어
모토롤라, 인크.
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Abstract

통신 유닛에서, 수신기(104)는 변조된 신호(118)을 수신하며, 변수를 가지는 수신된 신호(120)을 생성한다. 수신기(104)는 턴온 및 턴오프가 허용되는 비연속적인 수신 동작 모드를 가진다. 수신기 회로(105)는 수신된 신호(120)를 수신하며, 변수를 가지는 출력 신호(124)를 생성한다. 제어기(110)은 수신기(104)가 턴온되는 기간 동안, 수신된 신호(120)의 변수값에 응답하여 출력 신호(124)의 변수값을 조절하며; 및 수신기(104)가 턴오프되는 시간에 수신된 신호(120)의 변수값에 응답하여 출력 신호(124)의 변수값을 홀드한다. 본 발명은 드레인 전류를 저장하기 위해 비연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기(104)에 대한 턴온 시간을 유리하게 최소화한다.

Description

비연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기에 대한 턴온 시간을 최소화하는 장치 및 방법
제1도는 본 발명에 따른 통신 유닛의 블럭도.
제2도는 본 발명에 따른 제1도의 통신 유닛의 블럭도에서 사용된 신호들을 나타낸 타이밍 구성도.
제3도는 본 발명에 따른 제1도의 통신 유닛의 블럭도에서 도시된 AC 커플러의 블럭도.
제4도는 본 발명에 따른 제1도의 통신 유닛의 블럭도에서 도시된 복조기의 블럭도.
제5도는 본 발명에 따른 제1도의 통신 유닛에 의해 사용된 플로우 차트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 통신 유닛 102 : 안테나
104 : 수신기 105 : 수신기 회로
106 : AC 커플러 108 : 복조기
110 : 제어기 112 : 기준 발진기
114 : 오디오 회로 116 : 스피커
본 발명은 일반적으로 비연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기에 관한 것으로, 특히 비연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기에 대한 턴온 시간을 최소화하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 통신 시스템은 적어도 하나의 송신기 및 적어도 하나의 수신기를 포함한다. 예를 들어, 통신 시스템은 송신기를 포함하는 적어도 하나의 기지국 및 각각 수신기를 포함하는 다수의 가입자 무선 전화기를 가진 셀룰라 무선 전화기 시스템일 수도 있다. 통상적으로, 송신기는 통신 채널을 통해 수신기에 신호를 전송한다. 송신기가 수신기와 통신하지 않으면, 수신기는 연속적인 수신 모드 또는 비연속적인 수신 모드에서 동작할 수도 있다.
연속적인 수신 동작 모드에서, 수신기용의 신호를 인식할 때까지 수신기는 송신기에 의해 전송된 모든 신호들을 연속적으로 수신하여 디코드한다. 인식된 신호는 예를 들어, 특이한 전화 번호일 수도 있다. 수신기가 수신기용의 신호를 인식한 후에, 예를 들어, 전화 호출과 같은 통신 채널을 통해 송신기에 의해 전송된 다른 신호들의 수신이 허용된다. 연속적인 수신 동작 모드는 때때로 대기 모드(stand-by mode)로 공지되어 있다.
비연속적인 수신 동작 모드에서, 수신기용의 신호를 인식할 때까지 수신기는 송신기에 의해 전송된 신호들을 선택적으로 수신하여 디코드한다. 수신기가 수신기용의 신호를 인식한 후에, 예를 들어, 전화 호출과 같은 통신 채널을 통해 송신기에 의해 전송된 다른 신호들의 수신이 허용된다. 비연속적인 수신 동작 모드는 때때로 중단 수신 모드(intermittent receive mode)라고도 불린다. 수신기는 송신기와 수신기 사이의 선정된 통신 관계를 이용함으로써, 송신기에 의해 전송된 신호들을 선택적으로 수신하여 디코드한다. 그러한 선정된 통신 관계는, 예를 들어, 송신기에 의해 사용된 중단 신호 구조(intermittent signaling scheme)일 수도 있다. 중단 신호 구조는, 예를 들어, 종래의 디지탈 셀룰라 무선 전화기 시스템에 의해 사용된 시분할 다원 접속(time division multiple access : TDMA)일 수도 있다. 중단 신호 구조는 송신기에 신호를 전송하지 않을 시간 동안 수신기가 그것의 수신 및 디코드 기능의 턴오프를 허용하며, 송신기가 수신기에 신호를 전송할 시간 동안 그것의 수신 및 디코드 기능의 턴온을 허용한다.
연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기들과 비연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기들 사이의 차이는 수신기와 전원 상의 드레인 전류량이다. 예를 들어, 수신기가 휴대용 무선 전화기와 같이 휴대용일 때, 전원의 용량이 제한되기 때문에, 드레인 전류의 최소화가 바람직하다. 수신기가 원하는 신호를 수신하고 있지 않을 때, 통신 채널을 모니터하면서 저장된 소정의 전류는 수신기가 원하는 신호를 수신하는 동안의 시간을 연장하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 휴대용 무선 전화기에서, 감소된 드레인 전류는 보다 긴 사용가능 시간(talk time)을 의미한다.
비록 비연속적인 수신 모드에서 동작하는 종래 기술의 휴대용 수신기들은 연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기들보다 휴대용 전원들로부터 매우 적은 드레인 전류를 소모하지만, 휴대용 수신기들로부터의 서비스를 더 연장하기 위한 필요성 때문에 연속적인 수신 동작 모드를 더 엄밀히 검사하게 된다. 비연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기에서, 수신기가 통신 채널 상의 신호를 수신 및 디코드할 준비가 되기 전에, 수신기가 턴온하는데 필요한 시간, 즉 턴온 시간은 수신기가 수신 및 디코드 기능을 턴오프하는데 필요한 시간보다 길다. 원하는 신호가 수신되기 전에, 수신기 회로 및 내부 신호들이 초기화되며 안정화될 필요가 있으므로, 턴온 시간은 더 길다. 종래 기술에서는 전원 상의 드레인 전류를 더 감소시킴으로써 수신기가 서비스를 제공할 수 있는 시간을 연장하기 위하여, 비연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기의 턴온 시간을 최소화하는 것은 언급되지 않았다.
따라서, 전원 상의 드레인 전류를 유리하게 감소함으로써, 수신기가 서비스를 제공할 수 있는 시간을 연장하기 위해 비연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기에 대한 턴온 시간을 최소화하는 장치 및 방법이 필요하다.
상술한 필요성은 비연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기에 대한 턴온 시간을 최소화하는 장치 및 방법에 의해 실질적으로 충족된다. 통신 유닛에서, 수신기는 적어도 하나의 변수를 가진 수신된 신호를 생성하기 위해 변조된 신호를 수신한다. 수신기는 턴온 및 턴오프가 허용되는 비연속적 수신 동작모드를 가진다. 수신기 회로는 수신된 신호를 수신하여, 적어도 하나의 변수를 가진 출력 신호를 생성한다. 제어기는 수신기가 턴온되는 시간 동안 수신된 신호의 변수값에 응답하여 출력 신호의 적어도 하나의 변수값을 조절하며; 수신기가 턴오프되는 시간에, 수신된 신호의 적어도 하나의 변수값에 응답하여 출력 신호의 적어도 하나의 변수값을 홀드한다. 본 발명은 드레인 전류를 저장하기 위해 비연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기에 대한 턴온 시간을 유리하게 최소화한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 제1-4도를 참조하여 보다 완전히 기술될 수 있으며, 제1도는 본 발명에 따른 통신 유닛(100)의 블럭도를 도시한다. 일반적으로, 제1도의 통신 유닛(100)은 안테나(102), 수신기(104), 수신기 회로(105), 제어기(110), 기준 발진기(112), 오디오 회로(114) 및 스피커(116)을 포함한다. 양호하게는, 수신기 회로(105)는 AC 커플러(106) 및 복조기(108)을 포함한다. 일반적으로, 안테나(102), 수신기(104), AC 커플러(106), 복조기(108), 제어기(110), 기준 발진기(112), 오디오 회로(114) 및 스피커(116)은 각각 본 기술 분야에서 공지되어 있으므로, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 필요를 제외하고는 더 이상의 설명은 필요치 않다. 제1도의 통신 유닛(100)은 또한 송신기, 듀플렉서 및 본 기술 분야에서 공지된 주파수 합성기(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다.
통신 유닛(100)에서, 변조된 신호(118)은 안테나(102)를 통해 수신기(104)에 결합되어 있다. 수신기(104)는 변조된 신호(118) 및 라인(132)에서의 제1 제어 신호를 수신하기 위해 결합되어, 변조된 신호(118)이 통신 유닛(100)용으로 적당한지의 여부를 결정하기 위해 변조된 신호(118)을 처리한다. 만약 변조된 신호(118)이 적당하다면, 수신기(104)는 라인(120)에 적어도 하나의 변수를 가진 수신된 신호를 생성한다. 만약 변조된 신호(118)이 적당하지 않다면, 수신기(104)는 라인(120)에 수신된 신호를 생성하지 않는다. 양호하게는, 라인(120)에서의 수신된 신호는 베이스밴드 신호이다. AC 커플러는 라인(120)에서의 수신된 신호, 라인(121)에서의 기준 신호, 라인(130)에서의 제2 제어 신호, 및 라인(128)에서의 제3 제어 신호를 수신하기 위해 결합되어, 라인(122)에 AC 커플링된 신호를 생성하기 위해 동작한다. 복조기는 라인(122)에서의 AC 커플링된 신호, 라인(121)에서의 기준 신호, 라인(130)에서의 제2 제어 신호, 및 라인(128)에서의 제3 제어 신호를 수신하기 위해 결합되어, 라인(126)에 복조된 데이타 및 라인(124)에 데이타 클럭 신호를 생성하기 위해 동작한다. 기준 발진기(112)는 AC 커플러(106) 및 복조기(108)로의 입력용의 라인(121)에 기준 신호를 생성하기 위해 동작한다. 제어기(110)은 라인(126)에서의 복조된 신호 및 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호를 수신하기 위해 결합되어, 라인(128, 130 및 132)에 각각 제1, 제2 및 제3 제어 신호를 생성하기 위해 동작한다. 오디오 회로는 라인(120)에서의 수신된 신호를 수신하기 위해 결합되어, 스피커(116)으로 처리하기 위해 라인(134)에 오디오 신호를 생성하기 위해 동작한다.
양호하게는, 통신 유닛(100)은 셀룰라 무선 전화 시스템에서 동작하는 셀룰라 무선 전화기이다. 셀룰라 무선 전화기 및 셀룰라 무선 전화 시스템은 AMPS(Advanced Mobile Phone Service) 시스템, NAMPS(Narrow-band Advanced Mobile Phone Service) 시스템, JTACS(Japan Total Access Communication Service) 시스템, 및 ETAC(Extended Total Access Communication Service) 시스템에서 제공된 것 같은 아날로그 신호 또는, TDMA(Time Division Multiple Access), GSM(Group System Mobile), 및 CDMA(Code Division Multiple Access) 에서 제공된 것 같은 디지탈 신호들을 전송할 수도 있다. 대안적으로, 통신유닛(100)은 페이저, 휴대용 데이타 터미널, 개인용 디지탈 보조(personal digital assistant) 또는 개인용 노트북일 수도 있다.
수신기(104)는 슈퍼 헤테로다인 수신기이다. 대안적으로, 수신기(104)는 FM 판별기 또는 위상 동기 루프(PLL)일 수도 있다.
수신기(104)는 턴온 및 턴오프가 허용되는 비연속적인 수신 동작 모드를 가진다. 수신기(104)의 비연속적인 수신 동작 모드는 수신기가 통신 유닛(100)에서 제어기(110)에 의해 턴온 및 턴온되게 한다. 대안적으로, 통신 유닛(100)이 동작하는 통신 시스템은 전송된 변조된 신호(118)을 통해 수신기를 턴온 및 턴오프할 수도 있다. 이러한 대안은 미합중국 특허 제5,140,698호에서 예로서 더 상세히 기술된다.
양호하게는, 변조된 신호(118)은 셀루라 통신용의 849 ㎒ 내지 894 ㎒ 대역 내에서 동작하는 주파수 변조된 신호이다.
수신기 회로(105)는 라인(120)에서의 수신된 신호 및 라인(128 또는 130)에서의 제어 신호를 수신하기 위해 결합되어, 라인(124)에 적어도 하나의 변수를 가진 출력 신호를 생성하기 위해 동작한다. 제어기(110)은 라인(124)에서의 출력 신호를 수신하기 위해 결합되어, 수신기(104)가 턴온되는 시간 동안 라인(120)에서의 수신된 신호의 적어도 하나의 변수값에 응답하여 라인(124)에서의 출력 신호의 적어도 하나의 변수값을 조절하기 위해; 그리고 수신기(104)가 턴오프되는 시간 동안 라인(120)에서의 수신된 신호의 적어도 하나의 변수값에 응답하여 라인(124)에서의 출력 신호의 적어도 하나의 변수값을 홀드하기 위해 라인(128 및 130)에 제어 신호를 생성하기 위해 동작한다.
제어기(110)은 예를 들어, Motorola 68HC11인 마이크로컴퓨터이다. 대안적으로, 제어기(110)은 DSP의 Motorola 56000 종으로부터 선택된 처리기와 같은 디지탈 신호 처리기(DSP)일 수도 있다.
라인(120)에서의 수신된 신호의 한 변수는 DC 바이어스이다. AC 커플러(106)은 라인(120)에서의 수신된 신호의 DC 바이어스를 추적하여 재생하며, 복조기(108)용의 라인(122)에서의 하드 리미티드(hard limited) 수신된 신호를 생성하기 위해 판정 임계값(decision threshold)을 가진다. DC 바이어스를 정확히 추적하기 위해 AC 커플러(106)은 긴 시상수가 필요하다. 통상적으로, 통신 유닛(100)은 5V 에서 동작한다. 수신기(104)가 턴온될 때, 통상 DC 바이어스는 2-3 V이다. 종래 기술 분야에서는, 수신기(104)가 턴오프될 때, DC 바이어스는 0-5 V사이일 수 있었다. 만약 수신기(104)가 턴오프되는 동안 DC 바이어스가 추적되면, 수신기(104)가 턴온될 때, AC 커플러(106)이 정정 DC 바이어스를 생성하는데는 비교적 긴 복구 시간이 필요하다. 본 발명에서, 수신기(104)의 턴온 시간을 최소화하기 위해 수신기(104)가 턴오프될 때, DC 바이어스는 2-3 V 사이에서 양호하게 발생한다. 대안적으로, 변수는 위상, 주파수 또는 진폭일 수도 있다.
제어기(110)은 라인(120)에서의 수신된 신호의 위상 및/또는 주파수 표시를 수신하기 위해 결합되어, 라인(120)에서의 수신된 신호의 위상 및/또는 주파수 표시에 응답하여 라인(124)에서의 출력 신호의 변수값을 홀드하는 시간을 기준으로 하여 동작한다. 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호는 수신기가 턴오프되는 시간의 길이를 제어하기 위해 시간 기준(time reference)으로서 사용된다. 변조기 신호(118)은 맨체스터 인코드된다. 복조기(108)은 클럭 복구루프(clock recovery loop)를 정확하게 구동하도록 맨체스터 인코드된 신호의 중간-비트 에지만을 인에이블하고, 비트 경계 에지가 복조기(108)의 위상 동기루프를 잘못된 방향으로 스티어링하는 것을 블럭킹하기 위해 윈도우 기능을 이용한다. 종래 기술에서, 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호는 수신기(104)가 턴오프될 때 잡음을 추적하며, 수신기가 턴온될 때 180°위상만큼 떨어져 있을 수 있다. 본 발명에서, 수신기가 턴오프되는 동안의 시간에 대한 기준으로서 라인(124)에서의 홀드된 데이타 클럭 신호를 사용하여, 윈도우가 중간-에지 바로 전에 정확히 재개방(reopened)되게 하며, 적당한 방향으로 구동되도록 클럭 복구 루프를 즉시 인에이블시킨다. 예에 의하면, 라인(124)에서의 클럭은 NAMPS 및 AMPS 시스템의 경우에는 10 ㎑ ± 2.5 ㎐이며, JTAC 및 ETAC 시스템의 경우에는 8 ㎑ ± 2 ㎐이다.
라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여 라인(124)에서의 출력신호의 변수값을 조절하는 레이트(rate)는 대역폭으로서 나타난다. 수신기회로(105)의 제1 대역폭은 수신기(104)가 턴온되는 시간에 상응한다. 수신기회로(105)의 제2 대역폭은 수신기(104)가 턴오프되는 시간에 상응한다. 제어기(110)은 수신기(104)가 턴온되는 기간에 응답하여 제1 대역폭을 제어하여, 제1 및 제2 대역폭의 시간 평균이 적당해진다. 예를 들면, NAMPS 및 AMPS 시스템의 경우에 50% 조절/홀드 듀티 사이클 및 10 ㎑ ± 2.5 ㎐의 적당한 대역폭을 위해, 라인(124)에서의 출력 신호가 홀드될 때 제2 대역폭은 10 ㎑ ± 0 ㎐이며, 라인(124)에서의 출력 신호가 10 ㎑ ± 2.5 ㎐의 평균 대역폭을 생성하기 위해 조절될 때, 제1 대역폭은 10 ㎑ ± 5 ㎐이다. 수신기(104)가 턴온 및 턴오프되는 기간에 응답하여 대역폭을 제어하지 않고, 평균 대역폭은 10 ㎑ ± 1.25 ㎐(10 ㎑ ± 0 ㎐로 평균된 10 ㎑ ± 2.5 ㎐)이다. 10 ㎑ ± 1.25 ㎐의 이러한 평균 대역폭은 10 ㎑ ± 2.5 ㎐의 대역폭보다 협대역이며, 10 ㎑ ± 1.25 ㎐의 범위 외부에 있지만 10 ㎑ ± 2.5 ㎐의 범위 내부에 있는 신호를 잃어버리는 결과를 낳는다.
제어기(110)은 수신기(104)가 턴오프되는 기간을 결정하며; 수신기(104)가 턴오프되는 기간에 응답하여 동시에, AC 커플러(106) 및 복조기(108)을 조절한다. 수신기(104)가 턴오프될 때, 라인(120)에서의 수신된 신호가 드리프트된다. 수신기(104)가 더 오래 턴오프될수록, 라인(120)에서의 수신된 신호는 더 멀리 드리프트된다. 라인(104)에서의 수신된 신호가 더 멀리 드리프트 될수록, 라인(120)에서의 수신된 신호가 처리되기 전에 수신기(104)를 안정화하기 위해 더 긴 턴온 시간이 필요하다. 종래 기술에서, 턴온 시간은 최악의 예의 상태(worst case situation)를 예상하여 설정되어 있다. 본 발명에서, 수신기(104)의 턴온 시간은 수신기(104)가 턴오프되는 시간량에 기초하여 조절된다. 따라서, 턴온 시간은 안정한 동작이 시작되기 전에 최소화된다.
제어기(110)은 수신기(104)가 라인(120)에서의 수신된 신호의 적어도 하나의 위상 및 주파수 표시를 홀딩함으로써; 및 수신기(104)가 수신된 신호(120)의 적어도 하나의 위상 및 주파수 표시에 응답하여 턴오프된 기간을 측정함으로써 턴오프된 시간량을 결정한다. 따라서, 기준 발진기(112)는 타이밍 기준으로 사용될 필요는 없다. 양호한 실시예에서, 표시는 이 신호가 홀드될 때, 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호에 존재한다.
수신기 회로(105)는 AC 커플러(106) 및 복조기(108)을 더 포함하며, 라인(126)에서의 출력 신호는 복조된 데이타를 더 포함한다. AC 커플러(106)은 제3도에서 더 상세히 기술된다. 복조기(108)은 제4도에서 더 상세히 기술된다.
양호한 실시예에서, 수신기(104)는 변조된 신호(118)를 수신하기 위해 결합되어, 라인(120)에 수신된 신호를 생성하기 위해 동작한다. AC 커플러(106)은 라인(120)에서의 수신된 신호를 수신하기 위해 결합되어, 라인(122)에 변수를 가진 AC 커플링된 신호를 생성하기 위해 동작한다. 라인(122)에서의 AC 커플링된 신호의 변수값은 수신기(104)가 턴온되는 시간 동안 라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여 조절되며; 라인(122)에서의 AC 커플링된 신호의 변수값은 수신기(104)가 턴오프되는 시간에 라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여 홀드된다. 데이타 복조기(108)은 라인(122)에서의 AC 커플링된 신호를 수신하기 위해 결합되어, 라인(124)에 변수를 가진 데이타 클럭 신호를 생성하기 위해 동작한다. 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호의 변수값은 수신기가 턴온되는 시간 동안 라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여 조절되며; 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호의 변수값은 수신기(104)가 턴오프되는 시간에 라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여 홀드된다. 제어기(110)은 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호를 수신하기 위해 결합되어, AC 커플링된 신호의 변수값을 조절 및 홀드하고, 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호의 변수값을 조절 및 홀드하기 위해 수신기(104)를 턴온 및 턴오프한다.
제2도는 본 발명에 따른 제1도의 통신 유닛의 블럭도에 사용된 신호들을 나타낸 타이밍 구성도(200)를 도시한다. 일반적으로, 제2도에서 나타난 신호들은 라인(118)에서의 변조된 신호, 라인(128)에서의 대역폭 제어 신호, 라인(130)에서의 조절/홀드 신호, 및 라인(132)에서의 온/오프 신호를 포함한다.
양호한 실시예에 있어서, 라인(118)에서의 변조된 신호는 연속적 광대역 데이타 스트림 내의 순방향 제어 채널[FOCC(Forward Control Channel)]을 통해 지상국에서 이동국[통신 유닛(100)]으로 전송된다. FOCC를 통해 지상국과 통신 유닛사이의 통신에 대한 설명은 미합중국 20006 워싱톤 디.시 뉴욕주 팬실바니아 에비뉴 2001의 텔레커뮤니케이션즈 인더스트리 어소우시에이션에 의해 1993년에 공개된 TIA/EIA 인테림 스텐다드, 모빌 스테이션(Interim Standard, Mobile Station) - Land Station Compatibility Standard for Dual-Mode Narrow Band Analog Cellular Technologe, IS-88, §3.7.1, 1993년 1월, 에 기술되어 있다.
데이타 스트림은 10 kbit/sec ± 0.1 bit/sec 레이트로 발생된다. 각 FOCC는 함께 시간-멀티플렉스된(time-multiplexed) 스트림 A, 스트림 B, 및 비지-아이들(busy-idle) 스트림이라 불리는 개별 정보 스트림으로 구성된다. 0과 동일한 그들의 식별 번호(§2.3.1 참조)의 최하위 비트를 가진 통신 유닛(100)으로의 메세지는 스트림 A를 통해 전송되며, 1과 동일한 그들의 식별번호의 최하위 비트를 가진 메세지는 스트림 B를 통해 전송된다. 통신 유닛(100)은 2개의 삽입된 메시지들(A 또는 B) 중 하나만을 읽는다. 제2도의 타이밍 구성도는 삽입된 A 워드 메시지를 판독하는 통신 유닛(100)의 예를 보여준다.
비지-아이들 스트림은 역방향 제어 채널(reverse control channel)의 전류 상태를 나타내기 위해 사용되는 비지-아이들 비트들(각 화살표로 삽입된)을 포함한다. 역방향 제어 채널은 비지-아이들 비트가 0이면 비지(busy)하며, 비지-아이들 비트가 1이면 아이들(idle)하다. 비지-아이들 비트는 각 도팅시퀀스의 시단(beginning of each dotting sequence)에, 각 워드 동기 시퀀스의 시단에, 워드 A의 제1 반복의 시단에, 및 그 후의 모든 10개의 메시지 비트들 다음에 위치된다.
10-비트 도팅 시퀀스(1010101010) 및 11-비트 워드 동기 시퀀스(11100010010)는 통신 유닛(100)이 입력 데이타와 동기화되도록 전송된다. 각 워드는 패리티를 포함하는 40개의 비트를 포함하며, 5번 반복된다; 그리하여, 워드 블럭(word block)이라 불린다. 멀티-워드 메시지의 경우에, 제2 워드 블럭 및 다음 워드 블럭들은 10-비트 도팅 및 11-비트 워드 동기 시퀀스를 포함하는 제1 워드 블럭과 동일하게 형성된다. 워드는 28개의 내용 비트(content bits)들을 5의 거리(40,28: 5)를 가지는 (40,28) BCH 코드로 인코딩함으로써 형성된다. 가장 왼쪽의 비트(left-most bit 즉, 시간적으로 가장 빠른)는 최상위 비트로서 지정될 것이다. 40-비트 필드 중 28개의 최상위 비트는 내용 비트가 될 것이다. (40,28: 5) BCH 코드에 대한 다항식은 다음과 같다.
Gb(X)=X12+X10+X8+X5+X4+X3+X0,
초기(63,51: 5) BCH 코드의 단축된 버젼(shortened version)인 코드는 최상위 정보 비트로서 선행 비트(leading bit) 및 최종 패리티-체크 비트로서 최하위 비트를 가진 규칙적인 선형 블럭 코드이다.
각 FOCC 메시지는 하나 또는 그 이상의 워드로 구성될 수 있다. FOCC를 통해 전송될 메시지의 형태는 통신 유닛 제어 메시지, 오버헤드 메시지(overhead message), 및 제어-충전 메시지(control-filler message)이다. 제어 충전 메시지는 메시지들 사이 및 멀티-워드 메시지의 워드 블럭 사이에 삽입될 수도 있다.
라인(128)에서의 대역폭 제어 신호는 t4, t8, 및 t12에서 시작하여 워드 A가 수신될 때 복조기(108)의 대역폭을 예를 들어, 5 ㎐인 제1 값으로 설정하며, t5, t9 및 t13에서 시작하여 워드 B가 수신될 때 예를 들어, 0 ㎐로 설정한다. 제1 대역폭은 도팅 및 동기 워드가 수신될 때 5 ㎐로 설정된다. 제2 대역폭은 워드 A 및 B의 제4 및 제5 반복 신호가 수신될 때 0 ㎐로 설정된다.
라인(130)에서의 조절/홀드 제어 신호는 워드 A가 t4, t8, 및 t12에서 시작하여 수신될 때, 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호를 조절하며, 워드 B가 t5, t9, 및 t13에서 시작하여 수신될 때, 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호를 홀드한다. 라인(130)에서의 조절/홀드 제어 신호는 도팅 및 동기 워드가 수신될 때 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호를 조절하며, 워드 A 및 B의 제4 및 제5 반복 신호가 수신될 때 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호를 홀드한다. 양호한 실시예에 있어서, 수신기 회로(105)의 조절 시간은 오랜 시간 또는 짧은 시간 동안 홀딩되더라도 실질적으로 동일하다. 그러나, 다른 실시예에 있어서, 수신기 회로(105)의 조절 시간은 수신기 회로(105)가 홀딩되는 시간에 응답하여 변화될 수도 있다.
라인(132)에서의 온/오프 제어 신호는 워드 A가 t3, t7, 및 t11에서 시작하여 수신될 때, 수신기(104)를 턴온시키며, 워드 B가 t5, t9, 및 t13에서 시작하여 수신될 때, 수신기(104)를 턴오프시킨다. 라인(132)에서의 온/오프 제어 신호는 도팅 및 동기 워드가 수신될 때, 수신기(104)를 턴온시키며, 워드 A 및 B의 제4 및 제5 반복 신호가 수신될 때, 수신기(104)를 턴오프 시킨다.
수신기(104)가 턴온되는 시간은 수신기(104)가 얼마나 오래 턴오프되어 있는지에 따른다. 수신기(104)가 비교적 짧은 시간 동안 오프되어 있을 때, 그 시간은 드리프트하는데 많은 시간을 가지지 않으므로, 예상되는 워드를 수신하기에 앞서 수신기(104)를 초기화시키고 안정화시키기 위해 비교적 짧은 턴온 시간만이 필요하다. 수신기(104)가 비교적 긴 시간동안 오프되어 있을 때, 그 시간은 드리프트하기 위해 더 많은 시간을 가지므로, 예상되는 워드를 수신하기에 앞서 수신기(104)를 초기화시키고 안정화시키기 위해 비교적 긴 턴온 시간이 필요하다.
제어기(110)은 수신기(104)가 턴오프되어 있는 시간을 결정하며; 수신기가 턴오프되어 있는 시간에 응답하여 적당한 데이타가 도달하기 이전 시간에 수신기(104)를 턴온시킨다. 제어기(110)는 시간 t3, t7, t11 및 t14에 라인(132)에서의 온/오프 제어 신호를 통해 수신기(104)를 턴온시킨다. 시간 t3, t7, t11 및 t14에 수신기(104)를 턴온하는 동기(motivation)는 예를 들어, 미합중국 특허 제5,175,874호에 개재되어 있다. 예에 의하면, 워드 A(t8-t7: t12-t11)의 제2 및 제3 반복 신호에 대한 턴온 시간은 다음 도팅 시퀀스(t15-t14)에 대한 턴온 시간의 1/2이다. 그러므로, 이 예에서는, 수신기(104)가 유리하게 턴오프될 수도 있는 임시 시간(extra time)량은 t7-t6과 t11-t10를 더한 시간으로 나타난다.
반면에, 종래 기술 분야의 온/오프 제어 신호(201)은 각각의 예상되는 워드(t8-t6, t12-t10 및 t15-t14) 이전에 턴온 시간이 일정한 최악의 예의 값으로 설정될 필요가 있다. 최악의 예의 값은 수신기가 턴오프될 수 있는 가장 긴 시간에 기초한 예상되는 워드에 의해 요구된 가장 긴 턴온 시간을 나타낸다. 이러한 예에서, 턴온의 최악의 예의 값은 t15-t14로 나타난다. 예상되는 워드를 수신하기 이전에 동일한 일정한 턴온 시간이 모든 예상되는 데이타에 제공되기 때문에, 만약 수신기가 비교적 짧은 시간 동안 턴오프되면 필요한 시간보다 더 일찍 턴온될 수도 있다.
제3도는 본 발명에 따른 제1도의 통신 유닛(100)의 블럭도에 나타난 AC 커플러(106)의 블럭도를 도시한다. 일반적으로, AC 커플러(106)은 비교기(302), 아날로그 적분기(304) 및 디지탈 적분기(306)을 포함한다. 일반적으로, 디지탈 적분기(306)은 업/다운 카운터(314), 타이밍 로직(316), 디코드 로직(318), 및 논리 AND 게이트(320)을 포함한다. 일반적으로, 비교기(302), 아날로그 적분기(304), 업/다운 카운터(314), 타이밍 로직(316), 디코드 로직(318), 및 논리 AND 게이트(320)은 각각 본 기술 분야에 공지되어 있으므로, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 필요를 제외하고는 더 이상의 설명은 필요치 않다. 일반적으로, 라인(130)에서의 조절/홀드 신호 및 라인(128)에서의 대역폭 제어 신호를 제외한 AC 커플러(106)은 미합중국 특허 제4,996,529호에 더욱 상세히 개재되어 있다.
AC 커플러(106)에서, 비교기(302)는 라인(120)에서의 수신된 신호 및 라인(308)에서의 아날로그 적분된 신호를 수신하기 위해 결합되어, 라인(122)에 변수를 가진 AC 커플링된 신호를 생성하기 위해 동작한다. 디지탈 적분기(306)은 라인(122)에서의 AC 커플링된 신호, 라인(121)에서의 기준 신호, 라인(130)에서의 조절/홀드 제어 신호, 및 라인(128)에서의 대역폭 제어 신호를 수신하기 위해 결합되어, 라인(312)에 디지탈적으로 적분된 신호를 생성하기 위해 동작한다. 아날로그 적분기(304)는 라인(312)에서의 디지탈적으로 적분된 신호를수신하기 위해 결합되어, 라인(308)에 아날로그 적분된 신호를 생성하기 위해 동작한다.
디지탈 적분기(306) 내에서, 논리 AND 게이트(320)은 라인(121)에서의 기준 신호 및 라인(130)에서의 조절/홀드 제어 신호를 수신하기 위해 결합되어, 라인(322)에 게이트된 클럭 신호를 생성하기 위해 동작한다. 업/다운 카운터(314)는 라인(122)에서의 AC 커플링된 신호 및 라인(324)에서의 게이트된 클럭 신호를 수신하기 위해 결합되어, 라인(324)에 2진 카운트 신호를 생성하기 위해 동작한다. 디코드 로직은 라인(324)에서의 2진 카운트 신호 및 라인(128)에서의 대역폭 제어 신호를 수신하기 위해 결합되어, 라인(326)에 디코드된 출력 신호를 생성하기 위해 동작한다. 타이밍 로직(316)은 라인(326)에서의 디코드된 출력 신호를 수신하기 위해 결합되어, 라인(312)에 디지탈적으로 적분된 신호를 생성하기 위해 동작한다.
제1도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 제어기(110)은 라인(122)에서의 AC 커플링된 신호를 수신하기 위해 결합되어, 수신기(104)가 턴온되는 시간 동안 라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여, 라인(122)에서의 AC 커플링된 신호의 변수값을 조절하기 위한; 및 수신기(104)가 턴오프되는 시간에 라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여 라인(122)에서의 AC 커플링된 신호의 변수값을 홀드하기 위해 라인(130)에서의 조절/홀드 신호를 생성하기 위해 동작한다.
라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여 라인(122)에서의 AC 커플링된 신호의 변수값을 조절하는 레이트는 대역폭으로서 나타난다. AC 커플러(106)의 제1 대역폭은 수신기(104)가 턴온되는 시간에 상응한다. AC 커플러(106)의 제2 대역폭은 수신기(104)가 턴오프되는 시간에 상응한다. 라인(128)에서의 대역폭 제어 신호는 디지탈 적분기(306)에 결합되어, 수신기(104)가 턴온되는 시간에 응답하여 제1 대역폭을 제어하는 제어기(110)에 의해 생성되며, 제1 및 제2 대역폭의 시간 평균이 적당해진다. 양호한 실시예에 있어서, 이것은 라인(128)에서의 대역폭 제어 신호에 응답하여 업/다운 카운터(314)의 다른 디코드 상태들을 선택하는 디코드 로직(318)에 의해 이루어진다.
제4도는 본 발명의 실시예에 따른 제1도의 통신 유닛(100)의 블럭도에 나타난 복조기(108)의 블럭도를 도시한다. 일반적으로, 제4도의 복조기(108)은 클럭 복구 회로(402) 및 데이타 복구 회로(404)를 포함한다. 일반적으로, 클럭 복구 회로(402)는 2 위상 클럭 발생기(406), 카운터(408), 오버플로 디코더(overflow decoder:410), 언더플로 디코더(412), 업/다운 카운터(414), 레지스터(416), 단안정 바이브레이터(monostable vibrator:418), 플립 플롭(419-421), 및 여러 논리 게이트(422-428)을 포함한다. 일반적으로, 데이타 복구 회로(404)는 시프트 카운터(430), 가중 회로(weighting circuitry:432), 판정 회로(decision circuit:434), 및 여러 논리 게이트(435-438)을 포함한다. 일반적으로, 데이타 복구 회로(404)의 시프트 카운터(430), 가중 회로(432), 판정 회로(434), 및 여러 논리 게이트(435-438) 뿐만 아니라, 클럭 복구 회로(402)의 2 위상 클럭 발생기(406), 카운터(408), 오버플로 디코더(410), 언더플로 디코더(412), 업/다운 카운터(414), 레지스터(416), 단안정 바이브레이터(418), 플립 플롭(419-421), 및 여러 논리 게이트(422-428)은 각각 본 기술 분야에 공지되어 있으므로, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 필요를 제외하고는 더 이상의 설명은 필요치 않다. 일반적으로, 게이트(427)을 제외한 복조기(108)은 미합중국 특허 제4,302,845호에 더욱 상세히 개재되어 있다.
2 위상 클럭 발생기(406)은 라인(121)에서의 기준 신호를 수신하기 위해 결합되며; 오버플로 디코더(410) 및 언더플로 디코더(412)는 라인(128)에서의 대역폭 제어 신호를 수신하기 위해 결합되며; 논리 AND 게이트(427)은 라인(130)에서의 조절/홀드 제어 신호를 수신하기 위해 결합되며; 및 레지스터(416)은 AC 커플링된 신호를 수신하기 위해 결합된다.
복조기(108)은 라인(121)에서의 기준 신호, 라인(122)에서의 AC 커플링된 신호, 및 라인(130)에서의 조절/홀드 제어 신호를 수신하기 위해 결합되어, 변수를 가진 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호를 생성하기 위해 동작한다. 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 제어기(110)은 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호를 수신하기 위해 결합되어, 수신기가 턴온되는 시간 동안 라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호의 변수값을 조절하며; 수신기(104)가 턴오프되는 시간에 라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호의 변수값을 홀드 하는 라인(130)에서의 조절/홀드 신호를 생성하기 위해 동작한다. 양호한 실시예에 있어서, 이것은 클럭 복구 회로(402)의 위상을 홀드하기 위해 업/다운 카운터(414)를 정지시킴으로써 이루어진다.
라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여 라인(124)에서의 데이타 클럭 신호의 변수값을 조절하는 레이트는 대역폭으로서 나타난다. 복조기(108)의 제1 대역폭은 수신기(104)가 턴온되는 시간에 상응한다. 복조기(108)의 제2 대역폭은 수신기(104)가 턴오프되는 시간에 상응한다. 라인(128)에서의 대역폭 제어 신호는 복조기(108)에 결합되어, 수신기(104)가 턴온되는 시간에 응답하여 제1 대역폭을 제어하는 제어기(110)에 의해 생성되며, 제1 및 제2 대역폭의 시간 평균이 적당해 진다. 복조기(108)에 결합된 라인(128)에서의 대역폭 제어 신호는 미합중국 특허 제4,302,845호에 도시된 바와 같이 동일한 접속이지만, 본 발명의 대역폭은 미합중국 특허 제4,302,845호에서의 대역폭보다 다른 이유로 제어된다.
제5도는 본 발명에 따른 제1도의 통신 유닛(100)의 동작 방식을 묘사하는 플로우 차트를 도시한다. 단계(502)에서, 수신기(104)는 변수를 가진 라인(120)에서의 수신된 신호를 생성하기 위해 변조된 신호(118)을 수신한다. 단계(503)에서, 또한, 통신 유닛(100)은 변수를 가진 라인(124)에서의 출력 신호를 생성하기 위해 라인(120)에서의 수신된 신호를 처리하는 수신기 회로(105)를 포함한다. 단계(504)에서, 제어기(110)은 수신기(104)가 턴온되는 시간동안 라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여 라인(124)에서의 출력 신호의 변수값을 조절하며; 단계(505)에서, 수신기(104)가 턴오프되는 시간에 라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여 라인(124)에서의 출력 신호의 변수값을 홀드한다. 단계(506)에서, 또한, 제어기(110)은 수신기(104)가 턴온되는 시간에 응답하여 수신기 회로(105)의 제1 대역폭을 제어하여, 수신기(104)가 턴오프되는 시간에 응답하여 수신기 회로(105)의 제1 및 제2 대역폭의 시간 평균이 적당해지도록 한다. 이 순서는 단계(507)에서 종료한다.
따라서, 본 발명은 비연속적인 수신기에 대한 시작 시간을 최소화하는 장치 및 방법을 제공한다. 한가지 이점은 수신기(104)가 턴온되는 시간 동안 라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여 수신기 회로(105)의 출력 신호의 변수값을 조절하며; 수신기(104)가 턴오프되는 시간에 라인(120)에서의 수신된 신호의 변수값에 응답하여 수신기 회로(105)의 출력 신호의 변수값을 홀드하기 위해 동작하는 제어기(110)에 의해 제공된다. 다른 이점은 수신기(104)가 턴오프된 시간을 결정하며; 수신기(104)가 턴오프된 시간에 응답하여 적당한 데이타의 도달 이전의 시간에 수신기(104)를 턴온하는 제어기(110)에 의해 제공된다. 본 발명에 의해, 비연속적인 모드에서 동작하는 종래 기술의 수신기의 긴 턴온 시간에 기인한 과다한 드레인 전류의 문제점은 실질적으로 해결된다.

Claims (10)

  1. 변조된 신호(108)을 수신하도록 결합되어, 적어도 하나의 변수를 가지는 수신된 신호를 생성하기 위해 동작하는 수신기(104)를 포함하되, 상기 수신기(104)는 턴온 및 턴오프가 허용되는 비연속적인 수신 동작 모드를 가지는 통신유닛(100)에서, 비연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기(104)에 대한 턴온 시간을 최소화하는 장치(105, 110)에 있어서, 상기 수신된 신호(120) 및 제어 신호(130)를 수신하기 위해 결합되어, 적어도 하나의 변수를 가지는 출력 신호(124)를 생성하기 위해 동작하는 수신기 회로(105); 및 상기 출력 신호(124)에 결합되어, 상기 제어 신호(130)을 수신하기 위해 동작하는 제어기(110)를 포함하며, 상기 제어신호(130)은 상기 수신기(104)가 턴온되는 시간 동안 상기 수신된 신호(120)의 적어도 하나의 변수값에 응답하여 상기 출력 신호의 적어도 하나의 변수값을 조절하며; 상기 수신기(104)가 턴오프되는 시간에 상기 수신된 신호(120)의 적어도 하나의 변수값에 응답하여 상기 출력 신호의 적어도 하나의 변수값을 홀드하는 것을 특징으로 하는 장치(105, 110).
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 변수가 DC 바이어스인 것을 특징으로 하는 장치(105, 110).
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 변수가 하나의 위상 및 주파수인 것을 특징으로 하는 장치(105, 110).
  4. 제3항에 있어서, 제어기(110)은 수신된 신호(120)의 상기 하나의 위상 및 주파수의 표시를 수신하기 위해 결합되어, 상기 수신된 신호(120)의 상기 적어도 하나의 위상 및 주파수의 표시에 응답하여 상기 출력 신호(124)의 상기 적어도 하나의 변수값을 홀드하는 기간을 참조하여 동작하는 것을 특징으로 하는 장치(105, 110).
  5. 제1항에 있어서, 수신된 신호(120)의 상기 적어도 하나의 변수값에 응답하여 상기 출력 신호(124)의 상기 적어도 하나의 변수값을 조절하는 레이트(rate)가 대역폭으로서 나타나며, 상기 수신기 회로(105)의 제1 대역폭은 수신기(104)가 턴오프되는 기간에 상응하고, 상기 수신기 회로(105)의 제2 대역폭은 수신기(104)가 턴오프되는 기간에 상응하며; 및 상기 제어기(110)은 수신기(104)가 턴온되는 기간에 응답하여 상기 제1대역폭을 제어하므로, 상기 제1 및 제2 대역폭의 시간 평균이 적당하게 되는 것을 특징으로 하는 장치(105, 110).
  6. 제1항에 있어서, 제어기(110)은 수신기(104)가 턴오프되는 기간을 결정하며, 수신기(104)가 턴오프되는 결정된 기간에 응답한 시간에 수신기 회로(105)를 조절하는 것을 특징으로 하는 장치(105, 110).
  7. 제1항에 있어서, 수신기 회로(105)는 AC 커플링된 신호(122)를 생성하는 AC 커플러(106)을 더 포함하며, 상기 출력 신호(124)는 AC 커플링된 신호(122)에 의해 특정되는 것을 특징으로 하는 장치(105, 110).
  8. 제1항에 있어서, 상기 수신기 회로(105)는 데이타 클럭 신호(124)를 생성하는 복조기(108)을 더 포함하며, 상기 출력 신호(124)는 상기 데이타 클럭 신호(124)에 의해 더 특정되는 것을 특징으로 하는 장치(105, 110).
  9. 변조된 신호(118)를 수신하기 위해 결합되어, 적어도 하나의 변수를 가지는 수신된 신호(120)을 생성하기 위해 동작하며 턴온 및 턴오프가 허용되는 비연속적인 수신 동작 모드를 가지는 수신기(104)를 포함하되, 수신된 신호(120)을 수신하기 위해 결합되어 적어도 하나의 변수값을 가지는 출력 신호(124)를 생성하기 위해 동작하는 통신 유닛(100)에서, 비연속적인 수신 모드에서 동작하는 수신기(104)에 대한 턴온 시간을 최소화하는 방법에 있어서, 상기 수신기가 턴온되는 기간 동안, 상기 수신된 신호(124)의 상기 적어도 하나의 변수값을 조절하는 단계(504); 및 상기 수신기가 턴오프되는 시간에 상기 수신된 신호(120)의 상기 적어도 하나의 변수값에 응답하여 상기 출력 신호(124)의 상기 적어도 하나의 변수값을 홀드하는 단계(504)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 수신된 신호(120)의 상기 적어도 하나의 변수값에 응답하여 상기 출력 신호(124)의 변수값을 조절하는 레이트는 대역폭으로서 나타나며, 상기 수신기 회로(105)의 제1 대역폭은 수신기(104)가 턴온되는 시간에 상응하고, 상기 수신기 회로(105)의 제2 대역폭은 수신기(104)가 턴오프되는 시간에 상응하는 방법에 있어서, 수신기(104)가 턴온되는 시간에 응답하여 제1 대역폭을 제어하는 단계(506)를 포함하며, 그로 인해 상기 수신기(104)가 턴오프되는 기간에 응답하여 상기 제1 및 제2 대역폭의 시간 평균이 적당하게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
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