KR100349192B1 - 이동무선전화기 - Google Patents

Abstract

이동 무선전화는 무선전화 안테나의 지향방향의 함수인 가청 정렬 신호를 가청 무선전화 통신으로 주입한다. 가청 정렬 신호는 개선된 정렬용 무선전화 안테나를 무선전화 통신의 소스로써 방향전환하기 위해 무선전화 사용자를 프롬프트 시킨다. 가청 정렬 신호는 양호하게는 무선전화 통신의 수신된 신호 강도의 함수이다. 가청 정렬 신호는 무선전화 통신 신호와 함께 무선전화 확성기에 주입되는 양호하게는 유사잡음이어서, 종속적으로 완만한 저하 동작을 수신된 무선전화 통신에 복원시킨다. 유사잡음 주입은 임계값이 도달될 때까지 가청되게 저하하지 않는 코드화 디지털 무선전화 시스템과 양호하게 사용되고, 통신은 임계치 이하에서 억제된다. 유사잡음 주입은 가변 전력 기지국으로써 또한 사용될 수 있다.

Description

이동 무선전화기

무선 통신 시스템은 무선 이동 통신용으로 그 사용이 증대되고 있다. 무선 통신 시스템은 지상 기지국 또는 궤도 위성과 통신하는 이동 무선전화기를 사용한다. 이동 무선전화 통신 시스템의 일 예는 셀룰러 전화 시스템이다. 셀룰러 전화 시스템은 주파수 재사용 패턴을 활용하는 광역 통신망이다. 아날로그 셀룰러 전화 시스템의 설계 및 동작에 대해서는 1980년 5월, IEEE 트랜잭션 온 비히쿨러 테크놀로지, 볼륨 VT 29, 넘버 2, 페이지 238∼244에서, 블레처에 의한 "차세대 이동전화 서비스"에 기술되어 있다. 아날로그 이동 셀룰러 시스템을 또한 "AMPS" 시스템이라 한다.

최근에는, 디지털 셀룰러 전화 시스템이 제안되어, 시분할 다중 접속(TDMA) 구조를 사용하여 구현되었다. 또한, 전자 산업 협회/통신 산업 협회(EIA/TIA)에 의해 EIA/TIA 문서 IS-54B에 따르는 이중모드 아날로그 및 디지털 시스템인 미국 디지털 셀룰러(ADC) 구조에 대한 표준안이 설정되었다. 현재, IS-54B 이중 모드 구조를 구현하는 전화기가 본 발명의 양수인에 의해 시판되고 있다. 유럽에서는 디지털셀룰러 전화 시스템에 대한 서로 다른 표준안이 보급되었다. 또한, GSM이라고도 하는 유럽 디지털 셀룰러 시스템은 TDMA 구조를 사용한다.

당업자들에게 공지되어 있는 바와 같이, 이동 무선전화기는 안테나와, 이동 무선전화 안테나를 경유해서 무선전화 통신을 수신하는 송수신기를 포함한다. 차량 이동 무선전화기에서, 안테나는 통상적으로 차량 본체에 설치된다. 휴대용 이동 무선전화기에서, 안테나는 통상적으로 휴대용 무선전화기의 하우징으로부터 돌출된다. 무선전화 통신 신호에 대한 적합한 안테나 방향(orientation)은 왜곡 또는 드롭아웃(dropouts)없이 수신 상태를 양호하게 하는 데에 중요하다. 공지되어 있는 바와 같이, 안테나 방향을 약간 전환함으로써, 무선전화기의 수신 상태가 현저하게 개선된다. 예를 들어, 휴대용 전화기는 송신된 것이 사용자 머리(head)의 반대쪽에서 수신될 때 신호 강도가 약화된다. 머리에 의한 방해(blockaqe)로 6 dB의 신호 손실이 일어날 수 있다.

안테나 방향이 이동 무선전화기에서 매우 중요하기 때문에, 많은 이동 무선전화기는 무선전화 통신 신호의 수신 신호 강도를 표시하며, 이것은 안테나를 방향전환하도록 사용자에게 통보(prompt)할 수 있다. 또한, 아날로그 또는 코드화되지 않은 디지털 이동 무선전화 시스템에서의 수신 신호의 품질은 안테나의 오정렬(misalignment)이 증가함에 따라 점차 저하되는 경향이 있다. 그러므로, 잡음 레벨이 점차 증가하는 경향이 있으며, 이것은 이런 잡음을 감소시키기 위해 차량 또는 휴대용 무선전화기를 이동시킴으로써 안테나를 방향 전환하도록 사용자에게 통보할 수 있다.

무선전화 안테나의 방향에 대한 함수인 가청 정렬(alignment) 신호를 가청 무선전화 통신에 주입함으로써, 수신된 무선전화 통신에 대해 정렬을 개선하기 위해 무선전화 사용자에게 무선전화 안테나를 방향 전환하도록 통보하는 것이 공지되어 있다. 예를 들어, 문서 EP-A-531918, EP-A-464 911 및 WO-A-95 21 494를 참조하시오.

통신 효율을 개선하기 위해, 보편적으로 무선 통신 시스템에서 디지털 음성 코딩방법 및/또는 디지털 에러 정정 코딩 방식을 사용한다. 이런 디지털 코딩 방식은 양호한 품질의 통신을 2 dB 이하의 매우 낮은 신호 대 잡음비로 떨어뜨려 이 임계치 미만에서 차단할 수 있다. 그러므로, 아날로그 FM 또는 코드화되지 않은 시스템의 단계적 성능저하(graceful degradation)는 없어지고, 임계치 이하의 돌연 차단(abrupt cutoff)으로 바뀔 수 있다. 이러한 디지털 코드화 무선 통신 시스템에서는, 잘못된 안테나 방향으로 인해 신호 강도가 임계치 미만으로 떨어져 통신이 갑자기 중단될 수 있다. 신호 강도의 감소는 안테나 방향전환을 통보할 수 있는 잡음 레벨의 증가를 동반하지 않는다.

본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히, 지상 기지국 또는 궤도 위성과 통신하는 이동 무선전화 통신 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명이 사용될 수 있는 이동 무선전화기의 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 정렬 신호를 발생시키는 수신 디지털 신호 프로세서(DSP)의 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 제1정렬 신호를 발생시키는 동작의 예시도.

도 4는 본 발명에 따른 제2정렬 신호를 발생시키는 동작의 예시도.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 수신 신호 처리의 블록도.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 복조기의 블록도.

본 발명의 목적은 수신된 이동 무선전화 통신에 대해 이동 무선전화 안테나를 지향시키는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 코딩 기술을 사용하여, 임계치 이하에서 신호가 차단되는 상기 임계치를 발생시키는 디지털 이동 무선전화기의 안테나를 지향시키는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

상기 및 다른 목적은 본 발명에 따라 무선전화 안테나의 방향에 대한 함수인 가청 정렬 신호를 가청 무선전화 통신에 주입하는 이동 무선전화기에 의해 제공된다. 가청 정렬 신호는 무선전화 통신원에 대해 정렬을 개선시키기 위해 무선전화 안테나를 방향 전환하도록 무선전화 사용자에게 통보한다.

특히, 수신된 무선전화 통신은 무선전화 안테나의 위치에 대한 함수인 수신 신호 강도를 갖는다. 본 발명에 따르면, 무선전화 통신의 수신 신호 강도에 대한 함수인 가청 정렬 신호가 가청 무선전화 통신에 주입된다. 가청 정렬 신호는 수신된 신호 강도의 직접(direct)적인 함수일 수도 있고, 또는 왜곡 또는 잡음 레벨과 같이 신호 강도에 간접적으로 의존하는 다른 파라미터에 대한 함수일 수 있다. 가청 정렬 신호는 무선전화 통신 신호와 함께 무선전화 스피커에 주입됨으로써 주관적인(subjective) 단계적 성능 저하 동작을 수신된 무선전화 통신에 복원시키는 의사(artificial) 잡음이 바람직하다. 주관적인 단계적 성능 저하 동작을 인위적으로 복원함으로써, 본 발명은 무선전화 통신을 수신하는 무선전화 안테나를 방향 전환하도록 사용자에게 통보한다.

본 발명에 따른 이동 무선전화기는 안테나 및 무선 송수신기를 포함하여, 무선전화 통신을 수신하는 수단을 구비한다. 신호 강도 지시 수단이 상기 수신 수단에 응답하여, 수신된 무선전화 통신의 신호 강도에 대한 함수인 신호 강도 지시(indication)를 발생시킨다. 상기 설명된 바와 같이, 신호 강도 지시는 신호 강도에 대한 직접 또는 간접 함수일 수 있다. 통상적으로 하나 이상의 스피커 및 이어 스피커(earspeaker)를 포함하고 음성 코덱(codecs) 및 다른 회로를 포함하는음향 변환 수단은, 상기 수신 수단과 신호강도 지시 수단에 응답하여, 수신된 무선전화 통신과 신호 강도 지시를 결합하는 가청 신호를 발생시킴으로써, 가청 무선전화 통신과 함께 가청 신호 강도 지시가 제공된다.

본 발명은 특히 수신 수단이 돌연 차단 수신 수단인 디지털 코드화 이동 무선전화기 또는 다른 이동무선 전화 시스템에 유용한데, 여기서는, 무선전화 통신 신호의 수신 신호강도가 임계치 이상일 때 가청 무선전화 통신 신호를 발생시키고, 수신 신호 강도가 임계치 이하일 때 가청 무선전화 통신 신호를 억제 또는 차단한다. 이러한 무선전화기에서, 신호 강도 지시 수단은 무선전화 통신 신호의 수신 강도에 대한 함수인 경고(warning) 신호를 발생시켜, 수신 신호 강도가 임계치에 가까워지고 있다는 것을 지시한다.

신호 강도 지시 수단은 무선전화 통신 신호의 수신 신호 강도가 감소함에 따라 증가하는 의사 잡음을 발생시킴으로써, 수신 신호 강도가 저하하거나 임계치에 가까워지고 있다는 것을 지시하는 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 바람직한 것은, 의사 잡음은 임계치 이상인 수신 신호 강도로부터 임계치 이하인 수신 신호 강도로 수신 신호 강도가 감소함에 따라 증가하여, 수신 신호 강도가 임계치에 접근하여 이 임계치를 지났다는 것을 지시하는 것이다. 그러나, 신호 강도가 증가함에 따라 세기가 증가하는 가청 지시가 또한 사용될 수도 있다. 그러므로, 무선전화 통신 신호가 억제된 후에도, 의사잡음 레벨은 여전히 통신을 복원하게될 안테나 방향전환에 관해 사용자에게 통보할 수 있다.

의사 잡음은 수신된 무선전화 통신과 다르며, 안테나 방향의 함수에 따라 변하는 신호일 수 있다. 예를 들어, 의사잡음은 광대역 백색잡음 또는 핑크색(pink) 잡음, 신호 강도가 감소함에 따라 진폭 또는 주파수를 변화하는 단일 사인 주파수 또는 다수의 사인 주파수일 수 있다. 선택적으로, 의사 잡음은 클릭(click) 또는 처프(chirp) 등의 주기 신호일 수 있으며, 이것의 반복 주기성(periodicity)은 무선전화 통신 신호의 수신 신호 강도가 변함에 따라 변화하여, 수신 신호 강도가 저하하거나 임계치에 접근한다는 것을 지시한다. 이와 같은 변화하는 주기성 신호는 무선 동조 지시처럼 들릴 수 있다. 의사 잡음은 또한, 수신 신호 강도가 감소함에 따라 진폭 또는 주파수를 증가하는 가청어 "이동(move)"과 같은 합성 음성 메시지일 수도 있다.

본 발명은 또한 송신기(지상 기지국 또는 위성)에서 자동 전력 제어부를 사용하는 이동 무선전화 시스템에 특히 유용하다. 상기 송신 전력 제어 시스템은 송신기로 하여금 이동 무선전화기가 낮은 신호 강도를 수신한다는 이동 무선전화기로부터의 지시에 응답하여 그 전력을 증가시키게 한다. 상기 자동 전력 제어 시스템은 더욱 예리한 임계치를 제공하는데, 그 이유는 더 이상의 전력을 제공할 수 없을때까지, 상기 자동 전력 제어 시스템이 추적할 수 있는 수신 신호 강도의 점진적 감소에 대한 신호 저하를 방지하기 때문이다.

본 발명에 따르면, 송신 전력 지시 신호가 무선전화 통신과 함께 송신기에 의해 송신된다. 가청 정렬 신호 또한 무선전화기에 의해 수신되는 송신 전력 지시 신호에 응답하므로, 수신된 무선전화 통신의 신호 강도 및 수신된 무선전화 통신의 송신 전력에 대한 함수인 신호 강도 지시를 발생시킨다. 따라서, 예를 들어, 송신전력이 증가함에 따라, 주입되는 의사잡음량도 증가함으로써, 감소된 송신 전력 레벨을 사용할 수 있도록 안테나의 방향 전환을 통보한다.

본 발명은 가청 의사잡음 신호를 가청 무선전화 통신에 주입함으로써 더 나은 수신을 위해 무선전화 안테나를 방향 전환하도록 사용자에게 통보한다. 사용자는 들을 수 있게 저하된 통신이 도달하기 전에 안테나를 방향 전환할 것을 통보받을 수 있다. 따라서, 개선된 이동 무선전화 통신이 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되어 있는 첨부 도면을 참조하여 본 발명이 더 충분히 설명된다. 그러나, 본 발명은 다수의 서로 다른 형태로 실시될 수 있으며, 본원에서 설명된 실시예로 제한된다고 해석되지 않고, 오히려, 상기 실시예를 제공함으로써 본원의 개시가 완전하여 당업자에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하게 된다. 동일 번호는 동일 소자를 나타낸다.

도 1에는, 본 발명이 사용될 수 있는 이동무선 전화기의 기능 블록도가 도시되어 있다. 이동 무선전화기(100)는 차량 이동 무선전화기일 수 있으나, 휴대용 이동 무선전화기가 바람직하다. 이동 무선전화기(100)는 보편적으로 지상 기지국(155) 또는 (도시되지 않은)궤도 위성으로부터 무선전화 통신(150)을 수신한다. 도 1은 본 양수인의 모(parent) 회사에 양도되었으며 공동발명자 Paul W. Dent 및 Bjorn Ekelund에 의한 "다중모드 신호 프로세싱"을 명칭으로 하는 미국 특허 출원 제07/967,027호에서 더 상세하게 설명되어 있는 이중-모드 셀룰러 무선전화기를 간단하게 도시한 것으로서, 그 개시는 본원에서 참고로 포함된다.

간략하게, 안테나(145), 무선 송수신기(140) 및 수신 디지털 신호 프로세서(DSP)(125)가 무선전화 통신(150)을 수신하는 수단의 역할을 한다. 수신 DSP(125)는 무선 송수신기(140)로부터 DSP 인터페이스(135)를 경유해서 수신되는 신호를 처리하여, 스피커(110) 등의 음향 변환기를 통해 송신하기 위해 음성 코덱(115)에 인가될 수 있는 디지털 오디오 신호를 발생시킨다. 송신 DSP(120)는 마이크로폰(105)으로부터 음성 코덱(115)을 경유해서 디지털화된 음성신호를 수신하여, 이 신호를 무선 송수신기(140)와 안테나(145)를 이용하여 송신하기 위해 DSP 인터페이스(135)에 제공한다. 마이크로제어기(130)는 이동 무선전화기(100) 구성요소의 일부 또는 모두를 제어한다. 이동 무선전화기(100)의 설계는 당업자에게 공지되어 있어, 본원에서 더 이상 설명되지 않는다.

본 발명은 예를 들어 텍사스 인스트루먼트사의 C53 디지털 신호 프로세서와 같은 수신 DSP(125)상에서 실행하는 기억된 프로그램으로서 부분적으로 구현되는것이 바람직하다. 그러나, 본 발명은 또한 마이크로제어기(130) 또는 다른 프로세서상에서 실행하는 기억된 프로그램으로서 일부 실시될 수도 있다. 선택적으로, 주문 논리 설계, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 결합이 사용될 수도 있다. 아날로그 무선전화 시스템에서는, 아날로그 구성요소가 사용될 수 있다.

도 2를 참조하여, 본 발명에 따라 구성되는 도 1의 수신 DSP(125)의 블록도가 설명된다. 도 2를 보면, 수신 DSP(125)는 DSP 인터페이스(135)로부터 수신되는 무선전화 통신으로부터 디지털 수신된 무선 통신 (음성) 신호(250)을 발생시키는 통신 신호 발생 수단(210)을 포함한다. 통신 신호(250)는 음성 코덱(115)에 인가되어 아날로그 신호로 변환되고, 그 아날로그 신호는 스피커(110)에 공급되어 가청 무선전화 통신을 발생시킨다. 통신 신호 처리 수단(210)은 디지털 음성 디코딩 및 에러 정정 기능을 포함하여, 당업자에게 공지된 기술을 이용하는 돌연 차단 수신기를 생성시킬 수 있다. 이와 같은 코드화 디지털 시스템에서, 무선전화 통신의 수신 신호 강도가 제1임계치 이상일 때 가청 무선전화 통신 신호가 발생하고, 그 수신 신호 강도가 제2임계치 이하일 때 가청 무선전화 통신 신호가 억제된다.

도 2에서, 수신 DSP(125)는 또한 정렬 신호 발생 수단(220)을 포함한다. 정렬 신호 발생 수단(220)은 DSP 인터페이스(135)로부터의 수신된 신호 대 잡음비에 대한 표시를 수신할 수 있다. 당업자라면 알고 있는 바와 같이, 무선 송수신기(140)는 수신 신호 강도 지시 신호를 발생시킬 수 있다. 선택적으로, 수신 DSP(125) 또는 마이크로제어기(130)는 수신 무선 통신으로부터 수신 신호 강도 지시 신호를 발생시킬 수도 있다. 수신 신호 강도 신호의 발생에 대해서는 당업자에게 공지되어 있어, 더 이상 설명될 필요가 없다. 정렬 신호 발생 수단(220)은 무선전화 통신 신호의 수신 신호 강도에 대한 함수인 정렬 또는 경고 신호(240)를 발생시킨다.

합산기(230)에서 디지털 수신된 무선 통신 신호(250)와 정렬 신호(240)를 결합함으로써, 정렬 신호(240)가 가청 무선 통신 신호에 주입된다. 합산기(230)는 음성 코덱(115)에 제공되어 아날로그 신호로 변환되어 스피커(110)를 통해 방송되는 결합 신호(26)를 발생시킨다. 무선 통신 신호(250)와 정렬 신호(240)는 결합될 필요없이, 가청 정렬 신호가 가청 무선전화 통신에 주입되는 한 하나 이상의 스피커 또는 이어 스피커(110)에 제각기 제공될 수도 있다. 도 2의 실시예에서, 정렬 신호 발생 수단(220)과 합산기(230)는 무선전화 안테나의 방향에 대한 함수인 가청 정렬 신호를 가청 무선전화 통신에 주입하는 주입 수단을 형성한다. 스피커(110) 및 음성 코덱(115) 등의 음향 변환 수단은 수신 디지털 프로세서(125)에 응답하여, 수신된 무선전화 통신 신호(250)와 정렬 신호(240)를 결합하는 가청 신호를 발생시킴으로써, 가청 신호 강도 지시가 가청 무선전화 통신에 주입된다.

도 3에서, 정렬 신호의 제1실시예를 발생시키는 동작(도 2의 블록(220))에 대해 설명한다. 구체적으로, 블록(310)에서는 감소하는 수신 신호 강도에 대한 함수로서 증가하는 신호가 발생된다. 블록(320)에서는, 의사잡음 신호가 발생되어, 상기 블록(310) 발생되는 신호만큼 스케일(scale) 되거나 증폭된다. 따라서, 감소하는 수신 신호 강도에 대한 함수로서 진폭이 증가하는 의사 잡음이 발생됨으로써, 신호 강도의 점차적인 저하에 대한 의사 표시가 제공된다. 블록(330)에서는, 그 증폭된 의사 잡음이 가청 무선전화 통신에 주입된다.

당업자들이라면, 의사잡음 신호가 백색잡음, 핑크색잡음 또는 어떤 다른 종류의 광대역 잡음일 수 있으며, 또는 수신 신호 강도가 감소함에 따라 진폭이 증가 또는 감소하는 사인곡선 잡음 또는 다수의 사인 곡선과 같은 단일 또는 다수의 주파수 잡음일 수 있다는 것을 알고 있을 것이다. 바람직하게는, 신호 강도에 따라 증가하는 가청 지시는 음악의 주 화음(chord)과 같은 "유쾌한(pleasing)" 특성을 갖도록 선택되는 반면에, 악화하는(worsening) 신호에 따라 증가하는 가청 지시는 백색잡음 또는 불협화음(discord) 등과 같은 "유쾌하지 않은" 특성으로 설정된다. 그 이하에서는 통신이 중단되는 돌연 임계치를 제공하는 디지털 시스템에서, 의사 잡음 신호는 임계치 이상에서 들릴 수 있고, 수신 신호 강도가 임계치를 통과하여 임계치 이하로 떨어짐에 따라 더 강해짐으로써, 통신을 복원하기 위해 무선전화 안테나를 방향 전환하도록 사용자에게 통보하는 것이 바람직하다.

도 4를 참조하여, 도 2의 정렬 신호 발생 수단(220)의 제2실시예(220')가 설명된다. 블록(410)에서는, 블록(310)과 관련하여 이미 설명된 바와 같이 감소하는 수신 신호 강도에 대한 함수로서 증가하는 제1신호가 발생된다. 블록(420)에서는 증가하는 송신 전력에 대한 함수로서 증가하는 제2신호가 발생된다.

당업자들이라면, 자동 송신 전력 제어를 사용하는 이동 무선전화 시스템에서 기지국(155)(도 1) 또는 위성은, 이동 무선전화기(100)가 바람직한 신호 강도보다 낮게 수신하고 있다는 지시에 응답하여 그 송신 전력을 증가시키고, 이동 무선전화기(100)가 바람직한 신호 강도보다 더 크게 수신하고 있다는 지시에 응답하여 그송신 전력을 감소시킨다는 것을 알고 있을 것이다. 본 발명에 따르면, 기지국 또는 위성 송신 전력에 대한 표시는 이동 전화기에 의해 수신되는 무선전화 통신(150)의 다운링크 송신에 제공된다. 따라서, 블록(220)에서는, 망으로부터 증가하는 송신 전력에 대한 함수로서 증가하는 제2신호가 발생된다. 이와 같이 함으로써, 가청 지시는 업링크 또는 다운링크를 개선시키기 위해 그의 안테나를 방향 전환하도록 사용자에게 통보하는 망으로부터 피드백에 의해 제어된다.

도 4의 설명을 계속하면, 블록(430)에서는 제1신호와 제2신호가 결합되어, 제1 및 2신호에 대한 함수로서 변화하는 제3신호를 발생시킨다. 예컨대, 제3신호는 감소하는 수신 신호 강도의 함수로서 증가하지만, 증가하는 송신 전력의 함수로서 도 증가하게 된다. 따라서, 송신 전력이 증가하면, 송신기가 낮은 송신 전력을 발생시킬 수 있게 하기 위해, 정렬 신호가 증가하여 안테나를 방향 전환하도록 사용자에게 통보하게 된다. 블록(440)에서, 의사잡음 신호는 사인파 또는 클릭 등의 주기 신호이고, 이것의 주파수는 제3신호의 값을 토대로 변화된다. 그러므로, 이러한 가변 주파수 의사잡음 신호는, 예컨대 주파수가 높을수록 신호 강도가 낮으며 송신 전력은 높다는 것을 나타내는 동조 지시를 제공한다. 블록(450)에서는 의사잡음이 무선전화 통신에 주입된다.

따라서, 본 발명은 무선전화 통신을 수신하기 위한 무선전화 안테나의 정렬 또는 오정렬을 표시하는 무선전화 안테나의 방향(및 기지국 또는 위성의 송신 전력)에 대한 함수인 가청 정렬 신호를 발생시킨다. 그 다음, 사용자는 정렬 신호가 감소하도록 안테나를 방향 전환할 것을 통보받는다. 본 발명은, 아날로그 시스템에서 실제 시스템 잡음이 들어가기 전에 단계적 성능 저하 지시기를 제공하는데 사용될 수 있고, 코딩을 사용하는 디지털 시스템에서는 차단 임계치에 근접해있다거나 지났다는 것을 표시하는데 사용될 수 있는 단계적 성능 저하 표시를 제공한다. 사용자는 안테나를 방향 전환하여 고품질의 신호를 복원할 것을 통보받는다.

도 5에서는, 본 발명의 제2실시예가 예시된다. 도 5는 무선전화기 또는 송신기(지상 기지국 또는 위성)내의 수신 신호 처리의 블록도의 상이한 분할(partitioning)을 예시한다. 도 5는 하드웨어적인 분할인 도 1에 상응하는 기능중심의 분할이다.

신호 외에 잡음과 간섭이 안테나(145)에 수신되어, 디지털 신호 처리에 적합한 신호 표시를 얻도록 무선 송수신기(140)에 의해 하향 변환(downconvert)되어 디지털화된다. 수신 DSP(125)는 변환된 수신 신호를 처리하여 복조 및 에러-정정 디코딩 기능(500)을 수행하여, 코드화된 음성을 표시하는 디지털 심볼을 얻는다. 코드화된 음성은 또한 DSP(125)에서 디코딩되어 코덱(115)에 의해 아날로그 음성으로 변환되는데, 이러한 기능은 도 5에 블록(510)으로 표시되어 있다. 블록(500)은 또한 명령 메시지를 디코딩하여, 이들을 제어프로세서(130)로 전달한다. 블록(500)은 또한, 음성 디코딩으로 전달된 디코딩된 비트에 에러가 없을 확률을 표시하는 신호 품질 표시를 발생시킨다.

음성 디코더(510)는 "음성 매개변수 보간법"으로 공지된 프로세스에 의해, 신뢰할 수 없는 것으로 표시된 비트를 무시하고 디폴트(default) 음성 사운드를 출력하거나 에러가 있는 비트의 영향을 잠복시키는(conceal) 능력을 포함할 수 있다.이러한 에러 잠복은 비신뢰 신호의 주기 동안 "안정(comfort) 잡음"을 출력하는 것을 포함할 수 있다. 상기 안정 잡음은 "단절된(chopped)" 음성의 바람직하지 않은 인상을 주는 모든 음향 출력을 갑자기 차단하는 것을 방지한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복조 및 디코딩 기능(500)은 이제 설명될 디코딩 과정에서 제거된 무선 잡음을 표시하는 신호를 추가로 출력할 수 있다.

복조 및 에러 정정 디코딩 방식은 1996년 9월 17일자로 허여 되고, 공동 발명자 Dent에 의한 "채널 독립 등화장치"를 명칭으로한 미국 특허 제 5,557,645호에 따라 최대 우도(likelihood) 시퀀스 추정기에 의해 수행될 수 있는데, 이는 본원에서 참고로 기술된다. 도 6에서, 비터비(Viterbi) 순차 최대 우도 시퀀스 추정기는 누적 확률을 각각 나타내는 경로 미터와 함께 수신된 심벌 시퀀스에 대한 다수의 가설(hypotheses)을 기억하는 상태 메모리(65)를 포함한다. 처리는, 트레이닝(training) 시퀀스 또는 싱크워드(syncword)라 하는 공지된 비트 시퀀스를 처리하여 알게된 전파 채널의 모델을 포함하는 송신기 모델(60)을 사용하여 이루어진다. 후자의 정보는 상태 메모리(65)내의 기준 벡터 어레이(Reference Vector Arrays)에서 구현된다.

송신기 모델(60)은 각 상태에 대해 이전의 가설이 사실이라고 가정하고 새로운 비트 가설에 상응하는 예상 신호값을 계산한다. 예상 신호값을 비교기(61)에서 수신 신호값과 비교하여, 그 차를 얻는다. 이 차는 가설과 실제 수신 신호 샘플간의 에러에 대한 측정치이고, 그 에러는 가설이 정확한 경우에 무선 잡음에만 기인한다. 부정합(mismatch) 지시를 상기 검사된 가설에 상응하는 이전의 경로 미터에추가하여, 새로운 누적 부정합 또는 경로 미터를 얻는다.

가산기(62)는 2진수 '0'인 현재의 가설 메모리내의 맨좌측(leftmost) 비트를 갖는 상태로부터 새로운 경로 미터를 형성하는 반면에, 가산기(64)는 맨좌측 비트 위치가 2진수 '1'로 되는 것만 달리하는 대응하는 현재 가설에 대한 새로운 경로 미터를 형성한다. 비교기(63)는 2개의 새로운 경로 미터를 비교하고, 더 낮은 것을 선택하여, 현재 가설에서 메모리의 이미 처리된 부분으로 맨 좌측 비트(이것은 어떤 상태가 더 낮은 경로 미터를 제공하였는지에 따라 0 또는 1임)를 좌측으로 시프트하여 관련 상태 메모리의 모든 상응하는 내용(contents)을 상태 메모리의 새로운 내용이 되도록 한다. 이전의 모든 가설은 새로운 비트에 대한 가설로서 "0" 및 "1" 양자로 검사되며, 이들 모든 가설을 처리한 후 남겨진 상태의 수는 전과 동일하지만, 모든 경로 미터는 2개의 비교된 미터중 낮은 것으로 갱신되고, 디코딩은 1 심벌만큼 전진하게 된다.

도 6의 동작은 상기 포함된 특허 출원에서 더 상세하게 설명된다. 본 발명의 일 실시예에 따라 이것이 어떻게 변형되어 동조 잡음 지시를 제공할 수 있는지에 대해 설명한다.

이전에 언급한 바와 같이, 비교기(61)는 가설화된 신호값과 실제 수신된 신호값간의 차를 계산하는데, 이 차는 가설화된 신호값이 사실인 경우에 무선잡음에만 기인하게된다. 이런 계산 차를 버리는 대신에, 본 발명의 일 실시예는 상태 메모리의 이미 처리된 부분의 각 데이터 심벌 쪽에 그 차를 기록한다. 에러 정정 코딩이 송신될 원래의 데이터 비트마다 다수의 송신 샘플을 생성하면, 송신기모델(60)도 마찬가지로 비교용 다수의 신호 샘플을 생성하고, 비교기(61)는 이들 복수의 샘플을 검사하여 다수의 차를 얻게된다. 이런 차는 자승의 합(sum of squares)으로서 결합되어, 버려지기 전에 부정합 지시를 얻도록 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 그 차는 각 처리된 비트 결정에 대해 상태 메모리(65)에 저장된다. 한 상태로부터의 저장된 차는 2개의 비교된 가설 중 하나가 비터비 프로세스에 의해 존속하는 것으로 선택될 때 다른 상태의 저장된 차를 중복 기록하는 것이 허용된다. 비터비 MLSE 프로세서에 의해 이루어진 최종 비트 결정은 합 자승 차를 최소화하는 것이다. 따라서, 나머지 에러는 무선 잡음에만 기인하고,부정확한 비트 결정에 기인하지는 않는다. 그러므로, 저장된 차는 수신된 무선잡음과 같으며, 음성 디코더(510)로 출력될 수 있다. 음성 코더(510)가 무선잡음 샘플을 가청 신호에 추가함으로써, 사용자는 신호 대 잡음비와 비례하여 변화하며 디코딩 프로세스의 돌연 임계치에 의해 "단절되지" 않는 무선 잡음 특성의 정확한 표현을 듣게된다.

음성 신호의 디지털화 방식을 사용하는 디지털 무선전화기는 에러 정정 코딩뿐만 아니라 에러 검출 코드를 포함한다. 예를 들어, 순환 중복 검사(CRC) 코드가 종종 디지털 음성 송신에서 개념상 가장 중요한 비트에 부가된다. CRC 검사가 오동작할 때, 에러 비트는 또한 "디버핑(deburping)"으로도 공지된 각종의 에러 잠복 전략(concealment strategies)에 의해 원치 않는 음향물(acoustic artifacts)을 유발시키지 않게 된다. 상기 디버핑은 CRC가 5%의 시간만큼 오동작할 때 유용한 음성 품질을 유지할 수 있다. 5% 이상 시간 동안의 CRC 오동작의 검출은, 사용자로 하여금 정정 동작을 취하도록 가청 신호 품질 표시를 전화 출력에 자동으로 추가하기 위한 트리거로서 사용될 수 있다.

전술된 실시예는 실제 무선 잡음에 가까운 잡음 표현이 원칙적으로 복조 및 디코딩 프로세스로부터 얻어질 수 있고, 인위적으로 가청 신호에 다시 도입되어 복조기의 임계 특성에 무관하게 신호 품질의 향상 또는 저하에 대한 정확한 지시를 제공할 수 있다는 것을 나타낸다.

실제 신호 대 잡음비에 대해 강조되도록 향상 또는 저하하는 신호 품질의 가청 지시를 제공하는 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들어, 신호 대 잡음비의 1 dB 감소는 인위적으로 추가된 가청 지시에 3 dB 또는 6 dB 상승으로 사용자에게 표시되는 것이 바람직할 수도 있다. 이는 저장된 무선잡음 파형 외에 또는 그 파형에 대한 대안으로 디코딩 프로세스로부터의 저장된 경로 미터를 사용함으로써 달성될 수 있다. 경로 미터는 무선잡음의 평균 자승에 비례하고, 무선잡음의 자승에 따라 또는 실제로 무선잡음 레벨의 임의의 전력에 따라 가청 지시를 스케일하는데 사용될 수 있다.

이와 같이 스케일된 가청 지시는, 복조 및 디코딩 프로세스의 복잡성을 감소시키는 것이 바람직하다면 미리 저장된 가청 파형일 수도 있다. 상기 설명된 바와 같이, 이러한 파형은 신호 품질 저하를 나타낼 때 "불쾌한(displeasing)" 사운드로 되도록 선택될 수 있다. 반대로, 주 음악 화음과 같은 "유쾌한" 파형은 반대로 스케일될 때, 즉 경로 미터의 전력과 분리하여 사용됨으로써, 그 세기가 신호 품질의 향상에 따라 증가한다. 또한, 잡음 레벨에 따라 증가하는 불쾌한 사운드와 신호 레벨에 따라 증가하는 유쾌한 사운드를 결합하는 것이 사용될 수도 있으나, 사용자가 "가청 동조 지시"를 인에이블(enable)하도록 선택할 때 적어도 "유쾌한" 사운드가 들리게됨으로써, 사용자는 양호한 신호 대 잡음비로 음성 대화동안 상기 사운드가 혼란을 야기하는 것을 방지할 수 있다.

선택적으로 또는 부가적으로, 망은 안테나를 재정렬하기 위한 가청 지시를 원격으로 턴온 또는 턴오프하기 위해 상기 설명된 바와 같은 명령 메시지를 제어기 (130)로 전송할 수 있다. 이러한 명령은, 이동 전화기에 의해 측정되어 신호 강도보고문(report)으로서 망에 송신된 신호 강도를 토대로 하거나, 이동 전화기의 송신을 수신하는 망 수신기에 의해 측정된 신호 강도를 토대로 하고, 또는 이 두 가지를 결합한 것을 토대로 하여 망에 의해 발생될 수 있다.

또한, 사용자의 전화기가 호출 채널상에서 신호 버스트를 주기적으로 수신할때, 현재 대화중이 아닌 사용자에게 신호 품질을 들릴 수 있게 표시하는 것이 바람직할 수도 있다. 배터리 전력을 절약하기 위해, 이동 전화기는 대기 모드에서는 계속해서 수신하지 않고, 망에 의해 각 이동 유닛에 미리 할당되는 소위 슬립(sleep)-모드 슬롯에서만 웨이크업한다(wake up). 이것은 예를 들어 1초 간격으로만 발생할 수 있다. 망은 이동 수신기가 웨이크업하는 때를 알아, 그 수신기에 대한 호출 경보는 그 시간에만 송신된다. 수신된 신호를 1초 간격으로만 샘플링하는 것은 너무 느려 사용자가 안테나 위치를 이동시킴으로써 최적화할 수 있는 대기 상태에서 신호 품질 지시를 사용자에게 거의 제공할 수 없다. 필요하다면, 사용자는, 전화기가 대기 모드에 있을 때 안테나를 정렬하기 위해 신호 강도를 측정하도록 일시적으로 수신기를 계속해서 또는 적어도 충분히 자주 작동하게 할 수 있는 버튼을 누름으로써 가청 지시를 인에이블하도록 요구받을 수 있다.

대화중이 아니면, 신호 품질을 개선함에 따라 세기가 증가하는 음악적 험 (hum) 등의 "유쾌한" 변형(variety)에 대한 가청 지시를 제공할 때에 어떤 결점도 없다. 장치 사용자 매뉴얼의 명령어는 사용자가 따르기 쉬운 명령어인 "최대 험 정렬(align for maximum hum)"로 간략해질 수 있다. 전화기가 지상(landbased) 셀룰러 시스템에 로크(lock)될 때의 "공간 험"과 같이, 전화기가 로크되어 있는 망 스테이션의 아이덴티티(identity)에 따라 상이한 "험"이 제공될 수 있다.

도면 및 명세서에서, 본 발명의 통상적인 양호한 실시예가 개시되어 있으며, 특정한 용어가 사용되지만, 이들은 설명만을 위한 것이고 제한할 목적으로 사용되지 않고, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위에서 설명된다.

Claims (11)

1. 이동 무선전화 안테나(145);

   상기 이동 무선전화 안테나를 통해 무선전화 통신을 수신하는 수단(140),

   상기 수신 수단에 응답하여, 상기 수신된 무선전화 통신을 가청 무선전화 통신으로 변환하는 변환 수단(115)으로서, 상기 수신된 무선 통신으로부터 잡음을 제거하는 수단 및 상기 수신된 무선 통신에서 제거되는 잡음에 대한 추정값을 생성하는 추정 수단을 포함하는 변환 수단(115), 및

   상기 수신 수단에 응답하여, 가청 정렬 신호를 가청 무선전화 통신에 주입하는 주입 수단(125)으로서, 수신된 무선전화 통신에 대한 정렬을 개선하기 위해 상기 무선전화 안테나를 방향전환하도록 무선전화 사용자에게 통보하는 주입 수단(125)을 포함하는 이동 무선전화기에 있어서,

   상기 주입 수단은, 상기 추정 수단에 응답하여 추정값에 대한 함수로서 변화하는 음성 지시 신호를 발생시키는 수단, 및 상기 음성 지시 신호를 가청 무선전화 통신에 주입하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선전화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주입 수단은 무선전화 안테나의 방향에 따라 변화하는 의사 잡음을 가청 무선전화 통신에 주입하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선전화기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 주입 수단은, 수신된 무선전화 통신으로부터 제거되는 잡음의 추정값이 증가함에 따라 진폭이 증가하는 의사 잡음을 가청 무선전화 통신에 주입하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선전화기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 주입 수단은, 수신된 무선전화 통신으로부터 제거되는 잡음의 추정값이 증가함에 따라 주기성이 변화하는 주기적인 의사 잡음을 가청 무선전화 통신에 주입하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선전화기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 주입 수단은 상기 수신 수단에 의해 수신되는 송신 전력 표시 신호에 응답하여, 수신된 무선전화 통신의 송신 전력에 대한 함수인 정렬 신호를 주입하는 것을 특징으로 하는 이동 무선전화기.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 추정 수단은 경로 미터 수단을 구비하는 에러 정정 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 전화기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 추정 수단은 비터비 순차 최대 우도 시퀀스 추정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선전화기.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 추정 수단은:

   상기 수신 수단에 응답하여 예상 무선전화 통신을 계산하는 수단,

   상기 계산 수단에 응답하여, 예상 무선전화 통신을 수신된 무선전화 통신에 비교하여 상기 예상 무선전화 통신과 상기 수신 무선전화 통신사이의 차이를 얻는 비교 수단, 및

   상기 비교 수단에 응답하여, 상기 얻어진 차이를 토대로 에러 신호를 생성시하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선전화기.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 수신 무선전화 통신은 순환 중복 검사를 포함하고, 상기 주입 수단은 상기 순환 중복 검사의 오작동에 대한 함수인 가청 정렬 신호를 수신 무선전화 통신에 주입하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선전화기.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 주입 수단은, 수신 무선전화 통신으로부터 제거되는 잡음의 감소하는추정값에 대한 함수인 유쾌한 가청 신호를 주입하고, 수신 무선전화 통신으로부터 제거되는 잡음의 증가하는 추정값에 대한 함수인 불쾌한 가청 신호를 주입하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선전화기.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 변환 수단은:

    상기 제거 수단에 응답하여, 상기 제거 수단이 수신 무선전화 통신으로부터 잡음을 제거할 수 없음을 검출하는 에러 검출 수단, 및

    상기 에러 검출 수단에 응답하여, 상기 수신 무선전화 통신내의 제거되지 않은 잡음의 영향을 잠복시키는 에러 잠복 수단을 포함하는데,

    상기 주입 수단은 상기 에러 검출 수단에도 응답하는 것을 특징으로 하는 이동 무선전화기.