KR100232066B1

KR100232066B1 - 디지털 패킷 데이타 신호를 호핑하기 위한 방법과 장치

Info

Publication number: KR100232066B1
Application number: KR1019960706789A
Authority: KR
Inventors: 프레드릭 지. 애킨슨
Original assignee: 비센트 비.인그라시아; 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 1999-12-01
Also published as: FI964797A; EP0763289A4; CN1083181C; MX9605956A; EP0763289B1; CA2189248A1; CA2189248C; JPH10501946A; WO1996031019A1; DE69630348T2; DE69630348D1; FI964797A0; AR001477A1; CN1148917A; US5515374A; EP0763289A1; ES2208730T3

Abstract

디지털 패킷 데이타 신호와 음성 신호가 통신 시스템의 하나의 음성 채널 상에서 함께 전송되고 있는 시점을 결정하기 위한 방법(300)과 장치(200)이 제공된다. 전송된 신호(110)의 샘플은 미리 전송된 디지털 패킷 데이타 신호(108)의 샘플(108)과 비교된다(310). 비교에 응답해서, 디지털 패킷 데이타 트랜시버는 음성 신호가 존재할 때 제1음성 채널에서 디지털 패킷 데이타 신호를 전송하기 위한 또 다른 음성 채널로 호핑한다(314-320).

Description

디지털 패킷 데이타 신호를 호핑하기 위한 방법과 장치

[발명의 분야]

본 발명은 전반적으로 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 통신 시스템의 음성 채널 상의 디지털 패킷 데이타 신호를 호핑하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다.

[발명의 배경]

통신 시스템은 잘 알려져 있으며, 이에는 자동차 라디오, 셀룰라 무선 전화기, 개인 휴대 통신(PCS), 및 다른 통신 시스템 유형을 포함한 많은 것들이 있다. 통신 시스템 내에서 전송은 흔히 통신 채널이라 불리는 통신 자원(resource)을 통해 송신 실체와 수신 실체 사이에서 수행된다. 전송은 전형적으로 음성 신호로 구성되어 왔었다. 그러나 보다 최근에 들어, 다른 형태의 데이타 신호를 운반하는 것이 제기되었다. 동작의 편의를 위해, 기존 음성 통신 능력에 데이타 전송 능력을 오버레이시킴으로써 음성 통신 시스템의 통신 자원과 다른 하부 구조를 그대로 사용하면서도 그 동작은 음성 통신 시스템에는 아무런 영향을 미치지 않게 하는 것(transparent)이 바람직하다.

셀룰라 무선 전화 통신 시스템과 관련된 이와 같은 한 서비스는 셀룰러 디지털 패킷 데이타(CDPD)로 알려져 있다. CDPD 시스템에서의 디지털 패킷 데이타 신호의 처리는 셀룰러 무선 전화 통신 시스템의 음성 신호 처리와는 분리되어 있다. 그러나 CDPD 시스템은 셀룰라 하부 구조와 통합되어 있어 디지털 패킷 데이타 신호의 전송을 위해 셀룰라 시스템의 음성 채널을 사용할 수 있다.

CDPD 장비는 셀룰러 구조 상에 오버레이(overlay)되고 그 동작은 근본적으로 셀룰러 시스템에는 아무런 영향도 미치지 않으므로, 이들 둘 사이에는 어떠한 조정도 없다. 따라서 CDPD는 전송에 필요한 사용되지 않는 음성 채널을 확인할 수 있는 능력이 있어, 셀룰러 시스템 내에서 음성 통신을 혼란시키지 않아야 한다. 그러나 비록 전송을 시작할 때에는 음성 채널이 점유되어 있지 않았다하더라도, 장래에 셀룰러 하부 구조가 음성 사용자에게 동일한 통신 채널을 할당할 가능성이 있다. 이 경우에, CDPD 장비는 이 음성 사용자의 존재를 즉시 감지하여, 전송을 중지하고, 남은 전송을 재개할 새로운 점유되지 않은 음성 채널을 탐색해야 한다. 즉, 현재의 음성 채널에서 새로운 음성 채널로 호핑(hopping)해야 한다.

음성 사용자를 간섭하지 않으며, 음성 전송의 품질을 저하시키지 않기 위해, CDPD 장비의 호핑 능력은 음성 사용자의 존재에 즉시 응답해야 한다. 즉, 음성 채널 상에서 강도가 높아지는(keying up) 음성 신호의 존재를 대략 40밀리초 또는 그 보다 짧은 시간에 확인해서 현재의 음성 채널에서 다른 음성 채널로 호핑해야 한다. 그러나, 음성 신호는 동일한 채널을 점유하고 있느 CDPD 디지털 패킷 데이타 신호 보다 전력이 훨씬 낮을 것이므로 검출하기에 대단히 어렵다. 스캔 수신기(scan receiver)나 가입자 수신기(subscriber receiver)와 같은 기존의 장치는 음성 신호가 이미 존재하고 있는 디지털 패킷 데이타 신호보다 전력이 훨씬 낮을 경우, 동일 채널상의 간섭 신호로서 나타나는 음성 신호를 검출할 능력이 없어 불리한 점이 있다. 그리고, 이들이 음성 신호를 검출할 수 있다 하더라도, 동작 속도가 비교적 느려서 충분한 호핑 능력을 제공하지 못할 것이다.

따라서, 음성 채널 상의 음성 신호의 존재를 즉시 확인하여 디지털 패킷 데이타 신호를 전송하기 위한 다른 통신 채널을 선택할 수 있는, 통신 시스템의 음성 채널 상에서 디지털 패킷 데이타 신호를 호핑하기 위한 방법과 장치가 필요하다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 셀룰러 디지털 패킷 데이타 서비스를 가지며 디지털 패킷 데이타 신호 호핑 장치를 포함하는 셀룰라 무선 전화 통신 시스템의 기지국(base station)의 예를 나타내는 도면이다.

제2도는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 음성 신호 검출 회로의 상세한 블럭도이다.

제3도는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 디지털 패킷 데이타 신호를 호핑하기 위한 단계를 설명하는 플로챠트이다.

[발명의 상세한 설명]

[바람직한 실시예의 설명]

본 발명은 디지털 패킷 데이타 신호와 음성 신호가 통신 시스템의 한 음성 채널 상에서 함께 전송되고 있는 시점을 결정하기 위한 방법과 장치를 제공한다. 송신되는 신호의 샘플은 앞서 송신된 디지털 패킷 데이타 신호의 샘플과 비교된다. 비교에 응답하여, 디지털 패킷 데이타 트랜시버는 음성 신호가 존재할 때 현재의 음성 채널에서 디지털 패킷 데이타 신호를 전송하기 위한 다른 음성 채널로 호핑한다.

본 발명은 양호한 실시예에서, 셀룰라 무선 전화 통신 시스템에 대한 오버레이로서 기술된다. 양호한 실시예의 설명은 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위해 제공되는 것이지 본 발명의 영역을 제한하는 것으로 이해해서는 안된다.

제1도에 도시된 바와 같이, 셀룰라 무선 전화 통신 시스템의 기지국(100)은 본 발명의 양호한 실시예에 따라 CDPD 서비스 및 호핑 장치(101)과 일체가 된다. 잘 알려진 바와 같이, 기지국(100)은 이 통신 시스템 내에서 동작하는 가입자 통신 단말에 셀룰라 무선 전화 통신 서비스를 제공하기 위해, 도시되지는 않았지만 적어도 하나의 이동 교환국(MSC)과 기지국 제어국(BSC)에 적절히 결합된다. 기지국(100)은 가입자 단말에 음성 통신 서비스를 제공하기 위한 다수의 음성 채널 트랜시버(112-116)을 포함한다. 또한, 기지국(100)은 셀룰러 디지털 패킷 데이타(CDPD) 트랜시버(118)을 포함한다. 출력 전송 신호는 음성 채널 트랜시버(112-116)으로부터의 음성 신호(102) 또는 CDPD 트랜시버(118)로부터의 디지털 패킷 데이타 신호에 결합되어 선형 전력 증폭기(LPA, 120)을 통해 증폭되고, 안테나(122)를 통해 전송된다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 음성 채널 트랜시버는 음성 채널 상에서의 통신을 제공하는데, 본 실시예에서 음성 채널은 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 통신 시스템에서의 한 쌍의 통신 주파수이거나 시분할 다중 접속(TDMA) 통신 시스템에서 하나의 타임 슬롯일 수 있다.

상술한 실시예에서, CDPD 트랜시버(118)은 셀룰러 네트워크를 통해 디지털 패킷 데이타를 수신하고, 이용가능한 다수의 음성 채널등중 한 음성 채널상에 셀룰러 통신 시스템 내에서 디지털 패킷 데이타를 전송하도록 동작할 수 있다. CDPD 트랜시버(118)가 기지국(100) 내로 양호하게 통합되어 있는 것이 도시되어 있다. 그러나, 그 동작은 독립적으로 수행되므로 반드시 기지국(100)내로 통합될 필요는 없다. 또한, 비록 하나의 CDPD 트랜시버만 도시하였지만, 다수의 CDPD 트랜시버가 제공되어도 본 발명의 진정한 영역을 벗어나지 않는다.

제1도에 도시된 바와 같이, CDPD 트랜시버(118)과 연계하여, 호핑 장치(101)은 CDPD 트랜시버(118)에 의해 현재 사용되고 있는 음성 채널 상에 음성 신호가 존재하는 지를 검출하며 제어 신호를 생성하여 이 음성 채널 상에 음성 신호(102)가 존재하는 지의 여부를 CDPD 트랜시버(118)에 알려주기 위한 검출기(124)를 포함한다. 검출기(124)는 명확하게 하기 위해 분리된 요소로서 도시되어 있으나, 본 발명의 진정한 영역을 벗어나지 않고 CDPD 트랜시버(118) 내에 통합될 수 있다. 음성 채널 상에 음성 신호가 있다면, CDPD 트랜시버(118)은 디지털 패킷 데이타 전송을 재개하기 위해 새로운 음성 채널로의 천이, 즉 호핑하도록 동작할 수 있다.

검출기(124)는 CDPD 트랜시버(118)의 미리 전송된 출력 신호(104)의 샘플인 제1샘플 신호(108)을 수신한다. 또한, 검출기(124)는 CDPD 트랜시버(118)과 음성 채널 트랜시버(112-116)으로부터 안테나(122) 근처에 물리적으로 위치해 있는 센스 안테나(126)를 경유해 전송된 신호의 샘플인 제2샘플 신호(110)을 수신한다. 검출기(124)는 이들 신호를 비교하고 제어 신호(106)을 CDPD 트랜시버(118)에 제공한다.

제2도에 도시된 바와 같이, 검출기(124)내에 통합된 검출기 회로(200)은 본 발명에 따라 제어 신호(106)을 발생하기 위해 제공된다. 검출기 회로(200)은 제1샘플(108)과 제2샘플(110)을 각각 처리하기 위한 제1신호 경로(212)와 제2신호 경로(214)를 포함한다. 각 신호 경로(212와 214)는 직접 디지털 신씨사이저(220)로부터 입력 신호를 수신하여 신호(108과 110)을 중간 주파수 신호(208과 210)으로 각각 하향 변환하기 위한 각각의 혼합기(216과 218)를 포함한다. 이러한 방식으로, 유익하게 본 발명은 본 분야에 공지되어 있는 신호 처리 하드웨어의 사용을 허용하는 중간 주파수(IF) 신호 처리를 채택한다. 다음으로, 하향 변환된 신호(208과 210)은 샘플 내에 나타나는 노이즈나 인접 채널 신호를 제거하기 위해 각 필터(222와 224)를 사용하여 필터링된다. 다음으로, 필터링된 신호(208)는 신호(208과 210)를 시간적으로 등화(time equalize)시키기 위하여 지연 요소(226)에 의해 지연 조절된다. 지연요소(226)은 조절 가능하지만 조절은 시스템의 초기 셋업 시에만 요구되어야 한다.

이어서, 신호(208과 210)은 이득 조절 회로(228)로 전달되어 각각 증폭기(230과 232)에서 버퍼링된다. 증폭기(230과 232)의 출력은 전압 검출기(234와 236)에 의해 각각 검출되고 이 출력은 차동 증폭기(238)로 전달된다. 차동 증폭기의 출력은 필터(240)을 통해 필터링되고 신호(208과 210)의 신호 레벨을 동등하게 하기 위해 제1신호 경로 증폭기(230)에 이득 제어 신호로서 인가된다.

다음으로 신호(208과 210)은 위상 조절 회로(244)로 전달되고, 여기서 샘플되며, 샘플된 신호는 결합기(246)에서 결합된다. 결합된 신호는 위상 조절 신호를 생성하기 위해 위상 검출기/저역 통과 필터(248)에 인가되고, 위상 조절 신호는 위상 조절 요소(250)에 인가되어 신호(208)의 IF 캐리어 위상이 신호(210)의 IF 캐리어 위상과 실질적으로 같게 되도록 조절한다. 이득 조절 회로(228)과 위상 조절 회로(244) 모두는 타이머(252)를 통해 제어된다.

다음으로, 시간, 이득 및 위상 조절된 신호(208′)는 조절가능한 증폭기(254)를 통해 증폭되고 다음으로, 신호(208′와 210′)는 차분 회로(256)로 인가되는데, 여기서 차분 회로(256)는 설명상 방향성 커플러(directional coupler)로 도시하였다. 차분 회로(256)은 신호(208과 210) 사이의 차이를 제공한다. 이 효과는 전송되는 신호 샘플(110)으로부터 디지털 패킷 데이타 신호 샘플(108)의 약 30dB의 제거하는 것이다. 나머지 신호는 증폭기(258) 내에 버퍼링되고 출력은 임계 검출기(260)에서 검출된다.

CDPD 트랜시버(118)가 디지털 패킷 데이타를 전송하고 있는 트래픽 채널에 음성 신호가 없을 경우에는, 임계 검출기(260)의 출력 전압은 로우(low) 값이다. 기지국(100)이 음성 통신을 위해 음성 채널을 할당할 때와 같이, 디지털 패킷 데이타를 전송하는데 사용되고 있는 음성 채널 상에 음성 신호가 존재할 경우에는, 임계 검출기(260)의 출력 전압은 하이(high) 값이다. 따라서, 임계 검출기(260)의 출력 전압 신호는 전송되는 CDPD 신호와 미리 전송된 CDPD 신호의 비교를 제공한다. 만일, 그 차이가 하이 값이면, 이는 해당 음성 채널 상에 음성 신호가 존재함을 나타낸다. 따라서, 임계 검출기(260)의 출력 전압은 CDPD 트랜시버(118)에 제어 신호(106)로서 인가될 수 있다.

제3도를 참조하면, 호핑 장치(101)의 동작과 디지털 패킷 데이타 신호를 호핑하는 방법(300)이 기술된다. 이 방법은 단계(302)에서 시작해서 단계(304)로 진행하는데 여기서 디지털 패킷 데이타는 기지국에서 이용가능한 초기 음성 채널 상에서 전송된다. 단계(306)에서, 상기 전송되는 디지털 패킷 데이타의 샘플, 즉, 전송되는 음성 채널의 샘플이 취해지고, 단계(308)에서 미리 전송된 디지털 패킷 데이타의 샘플, 즉, CDPD 트랜시버(118)의 출력이 취해진다.

단계(310)에서 전송된 샘플과 미리 전송된 샘플의 비교가 수행된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 샘플은 앞서 기술된 바와 같이 전압 신호를 생성하기 위해 차분(difference)된다. 판정 단계(312)에서, 만일 비교 결과가 해당 음성 채널 상에 음성 신호가 존재하지 않는 것으로 나타나면, 즉, 검출기(260)의 출력 전압이 임계값 아래에 있다면, CDPD 트랜시버(118)은 해당 음성 채널 상에서 디지털 패킷 데이타 전송을 계속한다. 그러나, 만일 비교 결과가 음성 채널 상에 음성 신호가 존재하는 것으로 나타나면, CDPD 트랜시버(118)은 음성 신호를 위해 이 음성 채널을 비워야 한다. CDPD 트랜시버(118)은 제어 신호, 즉, 허용 범위를 초과하는 검출기(260)의 출력 전압에 의해 이러한 상태를 통지받는다.

단계(314)에서, CDPD 트랜시버(118)은 초기의 음성 채널 상에서의 디지탈 패킷 데이타의 전송을 종료한다. 이로 인해, 해당 음성 채널은 음성 신호를 위해 자유롭게 사용할 수 있게 된다. 다음으로 단계(316)에서, CDPD 트랜시버(118)은 대용으로 쓸 수 있는 음성 채널을 확인한다. 이것은 음성 신호가 초기의 채널 상에서 검출되었던 것과 동일한 방식으로 수행된다. 즉, 새로 발견한 대용 음성 채널 상의 전송된 신호의 샘플이 CDPD 트랜시버(118)의 출력 샘플과 비교된다. 대용의 음성 채널을 검색하는 경우에, CDPD 트랜시버(118)은 아무런 동작을 않는다. 따라서, 신호 경로(214) 내에 존재하는 신호가 있다면, 비교는 근본적으로 대용 음성 채널 상에 존재하는 신호 레벨이다. 만일 대용 음성 채널 상에 음성 신호가 있다면, 출력전압, 즉, 제어 신호(106)은 하이일 것이다. 판정 단계(318)에서, CDPD 트랜시버(118)은 대용 음성 채널 상에 음성 신호가 존재함을 나타내는 제어 신호(106)을 관측한다. 만일 신호가 로우이면, 단계(320)에서 그 음성 채널을 디지털 패킷 데이타의 전송의 재개를 위해 사용할 수 있다. 만일 제어 신호(106)가 하이이면, 이 대용 채널도 역시 음성 신호를 가지고 있기 때문에, CDPD 트랜시버(118)은 이용가능한 음성 채널을 확인하기 위해 탐색을 계속한다. 일단 전송이 대용 음성 채널 상에서 개시되면, 방법은 단계(322)로 되돌아가서 대용 음성 초기 음성 채널이 되고, 방법은 단계(302)로부터 반복된다.

전술한 바로부터 본 발명은 CDPD 서비스를 위해 음성 채널 상의 음성 신호의 존재를 즉시 확인하는 방법과 장치를 제공한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 게다가, CDPD 트랜시버(118)에 전송을 종료하고 디지털 패킷 데이타의 전송을 재개할 대용 음성 채널을 확인하는 이와 같은 상태의 통지도 제공한다. 본 발명의 이들과 다른 특징들 및 이점들이 전술한 바로부터 쉽게 이해될 수 있을 것이며 본 발명의 진정한 영역은 첨부된 청구 범위로부터 확인될 수 있다.

Claims

통신 시스템에서 디지털 패킷 데이타 신호를 다수의 음성 채널 상에서 호핑(hopping)하기 위한 장치에 있어서, 상기 통신 시스템 내의 상기 다수의 음성 채널중 제1음성 채널상으로 상기 디지털 패킷 데이타 신호를 송신하며, 제어 신호에 응답하여 상기 다수의 음성 채널중 제2음성 채널상으로 상기 디지털 패킷 데이타 신호를 송신하도록 동작할 수 있는 디지털 패킷 데이타 트랜시버와; 상기 다수의 음성 채널중의 제1음성 채널상에서 송신되는 상기 디지털 패킷 데이타 신호의 샘플을 포함하는 제1신호 샘플을 전송하기 위한 제1샘플 경로와; 미리 송신된 디지털 패킷 데이타 신호 샘플을 포함하는 제2신호 샘플을 전송하기 위한 제2샘플 경로와; 상기 제1신호 경로 및 제2신호 경로에 연결되어, 상기 제1신호 샘플과 상기 제2신호 샘플사이의 특성 차를 나타내는 상기 제어 신호를 생성하며, 상기 디지탈 패킷 데이타 트랜시버가 상기 디지털 패킷 데이타를 상기 다수의 음성 채널중의 제2음성 채널상으로 송신하도록 상기 제어 신호를 상기 디지털 패킷 데이타 트랜시버로 전송하는 비교기를 포함하는 호핑 장치.
제1항에 있어서, 상기 다수의 음성 채널은 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 통신 시스템에서의 한 쌍의 통신 주파수 및 시분할 다중 접속(TDMA) 통신 시스템에서의 타임슬롯(timeslot)으로 구성되는 그룹중의 하나를 포함하는 호핑 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2신호 경로는 상기 제2신호 샘플의 이득, 위상 및 지연을 실질적으로 상기 제1신호 샘플의 이득, 위상 및 지연과 일치하는 이득, 위상 및 시간이 되도록 조절하기 위한 이득, 위상 및 지연 보상 회로를 더 포함하는 호핑 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2신호 경로 각각은 상기 제1신호 샘플과 상기 제2신호 샘플을 각각 하향 변환하기 위한 제1혼합기 및 제2혼합기를 각각 포함하는 호핑 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2신호 경로 각각은 상기 제1신호 샘플과 상기 제2신호 샘플을 각각 필터링하기 위한 제1필터 및 제2필터를 각각 포함하는 호핑 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1신호 경로에 결합된 센스(sense) 안테나를 더 포함하는 호핑 장치.
통신 시스템 내의 다수의 음성 채널들 사이에서 디지털 패킷 데이타 신호를 호핑하는 방법에 있어서, (a) 상기 통신 시스템 내의 상기 다수의 음성 채널들중 초기 음성 채널상에서 상기 디지털 패킷 데이타 신호를 송신하는 단계와; (b) 상기 초기 음성 채널상에서 송신되는 상기 디지털 패킷 데이타 신호의 제1샘플을 취하는 단계와 ; (c) 상기 초기 음성 채널 상에서의 송신이전의 상기 디지털 패킷 데이타 신호의 제2샘플을 취하는 단계와; (d) 상기 제1샘플과 상기 제2샘플 사이의 비교 신호를 생성하는 단계와; (e) 상기 비교 신호가 범위밖에 있을 때 상기 초기 음성 채널상에서의 상기 디지털 패킷 데이타 신호의 송신을 종료하고, 상기 다수의 음성 채널등중 대용(alternate) 음성 채널을 선택하여 상기 대용 음성 채널상에서 상기 디지털 패킷 데이타 신호를 송신하는 단계를 포함하는 호핑 방법.
제7항에 있어서, 상기 대용 음성 채널 상에서 상기 디지털 패킷 데이타 신호를 송신하는 단계 이전에, 상기 대용 음성 채널상에서 송신되고 있는 신호의 샘플을 취하는 단계와; 상기 대용 음성 채널상에 음성 신호가 존재하는지를 판정하는 단계와; 상기 대용 음성 채널 상에 음성 신호가 존재한다면, 상기 다수의 음성 채널들중 또 다른 대용 음성 채널을 선택하는 단계를 더 포함하는 호핑 방법.
제7항에 있어서, 상기 비교 신호를 생성하는 단계를 상기 제1샘플과 상기 제2샘플간의 차이를 계산하는 단계를 포함하는 호핑 방법.
제7항에 있어서, 상기 제2샘플을 취하는 단계는 상기 제2샘플이 시간, 이득 및 위상에 있어서 상기 제1샘플의 시간, 이득 및 위상과 실질적으로 일치하도록 상기 제2샘플을 처리하는 단계를 더 포함하는 호핑 방법.