KR100593328B1

KR100593328B1 - 독립적으로 트랙킹된 복조 파라미터를 갖는 ｔｄｍａ 무선 전화 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100593328B1
Application number: KR1020007006342A
Authority: KR
Inventors: 폴 고타드 너트손; 쿠마 라마스와미; 동-창 시유에
Original assignee: 톰슨 라이센싱
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1998-09-01
Publication date: 2006-06-26
Also published as: CN1286853A; AU9213398A; US6658242B1; WO1999031837A1; KR20010032992A

Abstract

무선 전화 시스템은 베이스 수신기와 복수의 무선 핸드셋을 구비하는 베이스 트랜시버를 포함한다. 각각의 핸드셋은 베이스 트랜시버를 경유하여 베이스 유닛과의 공유 채널을 통해 시-분할 다중 접속(TDMA) 링크를 설정하기 위해 핸드셋 트랜시버를 포함하고, 여기서 각각의 핸드셋은 핸드셋에 시간 슬롯을 할당하는 TDMA 방식의 배타적인 시간 슬롯 동안에 통신한다. 베이스 수신기는 복수의 복조 파라미터에 의해 특징되고 각각의 핸드셋과 동기를 맞춘다. 베이스 수신기는 각 핸드셋에 대한 복조 파라미터 세트를 저장하고, 베이스 유닛이 특정 핸드셋과 동기화될 때, 상기 특정 핸드셋에 대한 복조 파라미터 세트로 스위칭된다.

Description

독립적으로 트랙킹된 복조 파라미터를 갖는 ＴＤＭＡ 무선 전화 시스템 및 방법{TDMA WIRELESS TELEPHONE SYSTEM WITH INDEPENDENTLY TRACKED DEMODULATION PARAMETERS AND RELATED METHOD}

본 발명은 멀티라인 무선 전화 시스템에 관한 것으로, 특히 시스템의 트랜시버들 사이에서 통신이 이루어질 때 동기화시키기 위해 설계된 이러한 시스템내의 수신기 서브시스템에 관한 것이다.

무선 전화 시스템을 포함하는 전화 및 전화 시스템의 사용은 널리 알려져 있다. 디지털 900 MHz 시스템과 같은 무선 전화 시스템에서, 코드리스(cordless) 또는 무선(wireless) 전화 핸드셋 유닛은 아날로그 무선 신호나 디지털 무선 신호로 베이스 유닛과 통신을 하는데, 상기 베이스 유닛은 일반적으로 표준 전화선을 통해 외부 전화 네트워크에 연결된다. 이러한 방식으로, 사용자는 베이스 유닛과 전화 네트워크를 통해 다른 사용자와 전화 통화를 하기 위해서 무선 핸드셋을 이용할 수 있다.

멀티라인 무선 전화 시스템은 많은 전화 사용자를 갖는 업무와 같은 여러 가지 상황에서 사용되고 있다. 이러한 시스템은 일반적으로 시분할 다중 접속(TDMA: time division multiple access)과 같은 디지털 통신 방식을 통해, 최대 N 개의 핸드셋과 동시에 통신하는 핸드셋을 사용한다. 멀티라인 무선 전화 시스템에서는 현행의 구내 교환 설비(PBX:Private Branch Exchange) 시스템의 특성을 구현하는 것이 바람직하다.

디지털 900 MHz 시스템과 같은 무선 전화 시스템은 일반적으로 베이스 유닛과 수 개의 핸드셋 사이에 무선 네트워크를 확립하기 위해 사용된다. 베이스 스테이션 트랜시버는 각각의 동작 중인 핸드셋과 동기화되어야 한다. 이러한 동기화는 각각의 핸드셋에 대한 상이한 복조 및 관련 파라미터를 필요로 할 수 있는데, 그 이유는 일부 핸드셋이 다른 핸드셋보다 상기 베이스 스테이션에 더 근접할 수 있고, 이에 따라 각각의 핸드셋-베이스 스테이션 쌍 사이에 큰 다이나믹 레인지 차이를 유발할 수 있기 때문이다. 일예로, 핸드셋과 베이스 스테이션은 주파수 기준을 위한 독립적인 국부 발진기, 및 신호 세기를 가지기 때문에, 캐리어 오프셋 및 핸드셋에서 스테이션으로의 링크 각각에 고유한 다른 복조 파라미터가 존재할 것이다. 또한, 시스템은 실내 사무실 환경에 배치될 수 있고, 이에 따라 각각의 핸드셋-베이스 유닛 쌍에 대해 서로 다르게 처리될 필요가 있는 각각의 핸드셋-베이스 스테이션 링크에 대해 고유한 다중경로 문제를 유발할 수 있다.

이러한 문제를 처리하기 위한 한 가지 방법은 각 핸드셋에 대해 하나의 독립된 링크를 사용하는 것이다. 그러나, 이러한 접근도 그 자체의 문제점이 존재한다. 일예로, 근접 신호와 원거리 신호 사이의 100dB 이상의 차이에 대해, 독립된 링크들을 확립하기 위해 FDMA(frequency division multiple access) 기술을 사용하는 것은 어렵다. 마찬가지로, CDMA(code division multiple access) 방법은 매우 엄격한 전력 제어 및/또는 많은 심볼당 칩(chips per symbol)을 필요로 한다.

TDMA와 같은 시-분할 시스템은 종종 멀티라인 무선 전화 시스템에서 사용된다. 이러한 시스템에서는, 하나의 RF 채널이 사용되고, 각 핸드셋은 전체 주기 또는 에포크(epoch) 내의 전용 시간 슬라이스(time slice) 동안에 데이터를 송신 및 수신한다. 그러나, 이러한 시스템에서, 베이스 유닛이 각 시간 슬라이스의 초기에 각 핸드셋과 적절하게 동기화되는 것은 어려울 수 있는데, 그 이유는 각각의 핸드셋이 다른 핸드셋의 특성과는 잠재적으로 상이한 특성을 갖는 링크 상에서 동작하기 때문이다. 한 가지 가능한 해결방법은, 비록 각 시간 슬라이스가 마지막 링크와 상이한 특성을 갖는 링크를 구비하는 핸드셋에 대응할 지라도, 각 시간 슬라이스의 초기에 재-동기화할 수 있는 극히 빠른 수신기를 사용하는 것이다. 그러나, 이러한 해결방법은 대응하는 부수적인 비용과 복잡도를 갖는 매우 빠른 수신기를 필요로 하고, 또한 링크를 동기화하는 것이 항상 가장 효과적인 방법인 것도 아니다.
이전의 TDMA 통신 시스템은 이오니카 인터내셔널사(Ionica International Limited)에 의해 1996년 10월 31일에 공개된 PCT 출원(공개번호 WO 96/34481), 및 텔레폰악티에보라제트(Telefonaktielaget)사에 의해 1997년 4월 10일에 공개된 PCT 출원(공개번호 WO 97/13388)에 기술되어 있다. 이오니카의 참조문헌은 여러 복조 파라미터에 따라 유닛과 동기하는 전화 시스템을 기술하고, 텔레폰악티에보라제트의 참조문헌은 TDMA 유형의 셀룰러 전자통신 시스템에서의 변조 및 시간 슬롯 할당의 여러 양상들을 기술한다.

무선 전화 시스템은 베이스 수신기를 구비하는 베이스 트랜시버와 복수의 무선 핸드셋을 포함한다. 각각의 핸드셋은 베이스 트랜시버를 경유하여 베이스 유닛과의 공유된 채널을 통해 시-분할 다중 접속(TDMA) 링크를 확립하기 위한 핸드셋 트랜시버를 포함하는데, 여기서 각 핸드셋은 시간 슬라이스를 핸드셋에 할당하는 TDMA 방식의 하나의 배타적인 시간 슬라이스 동안에 통신한다. 베이스 수신기는 복수의 복조 파라미터들에 의해 특성이 나타나고 각 핸드셋과 동기화되기 위한 것이다. 베이스 수신기는 각 핸드셋에 대하여 한 세트의 복조 파라미터들을 저장하고, 베이스 유닛이 특정 핸드셋과 동기화할 때 해당 특정 핸드셋에 대한 복조 파라미터들의 세트로 스위칭한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른, TDMA 멀티라인 디지털 무선 전화 시스템의 블록도.

도 2는 도 1의 시스템의 TDMA 방식에 사용되는 필드, 데이터 패킷, 및 오디오 패킷 구조를 개략적으로 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 복수의 레지스터를 구비하는 자동 이득 제어(AGC: automatic gain control) 적분기의 블록도.

도 4는 도 1의 베이스 유닛에 사용되고 도 3의 AGC 적분기를 병합하는 AGC 블록의 블록도.

도 5는 도 1의 베이스 유닛에 사용되는 캐리어 트랙킹 루프(CTL: carrier tracking loop) 블록의 블록도.

도 6은 도 5의 CTL 블록의 주파수 및 수치 제어 발진기(NCO: numerically controlled oscillator) 적분기를 더욱 상세히 나타내는 블록도.

도 7은 도 5의 CTL 블록의 주파수 및 NCO 적분기에 대한 대안적인 실시예를 상세히 나타내는 블록도.

도 8은 본 발명의 실시예에 따라, 도 1의 베이스 유닛의 수신기 부분에 대한 예시적인 신호 처리 흐름의 흐름도.

이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 확산 스펙트럼 TDMA 멀티라인 디지털 무선 전화 시스템(100)의 블록도가 도시되어 있다. TDMA 시스템(100)은, 수신기와 송신기 유닛(112 및 111)을 각각 구비하고 전화선(들)(115)을 통해 외부 전화 네트워크(116)에 연결되는 베이스 유닛(110)을 포함한다. 시스템(100)은 또한 N 개의 무선 핸드셋(120₁, 120₂, ..., 120_N)을 포함한다. 각 핸드셋은 핸드셋(120₁)의 송신기(121) 및 수신기(122)와 같은 송수신기 유닛(트랜시버)을 구비한다. 일 실시예에서, 수신기 유닛(112)은 N 개의 개별 수신기를 포함하고, 송신기 유닛(111)은 N 개의 개별 송신기를 포함하여, 수신기와 송신기 유닛(112 및 111)은 N개의 각 무선 핸드셋에 대해 하나씩 총 N개의 트랜시버 유닛을 제공하게 된다. 임의의 주어진 시간에, M 개의 핸드셋(0≤M≤N)은 동작중이거나 활성상태다(즉 전화 통화를 연결하는 과정 중에 있다). 일 실시예에서, 시스템(100)은 디지털 TDMA 방식을 이용하는데, 여기서는 각각의 동작중인 핸드셋은 자신의 전용 "시간 슬라이스" 또는 슬롯 동안에만 데이터를 송신하거나 수신한다. 이런 방식으로 시스템(100)은 베이스 스테이션(110)과 각각의 핸드셋(120_i)(1≤i≤N) 사이에 무선 네트워크를 제공한다.

시스템(100)은 에러를 감소시키기 위해 바람직하게 블록 에러 코딩 방법을 사용한다. 일 실시예에서, 하나의 시간 슬라이스 동안에, 하나의 블록 코드와 함께 권고 ITU-TG.721 또는 G.727과 같이 디지털적으로 압축된 오디오 패킷들{ADPCM(적응 차분 펄스 부호 변조:adaptive differential pulse code modulation) 샘플과 같은}이 송신된다. 이것은, 일예로, 오디오 패킷 당 16개의 ADPCM 샘플이 송신되도록 한다. 블록 코드와 ADPCM은 그것들의 낮은 대기시간(low latency) 때문에 선호되고, 상기 낮은 대기시간은 무선 전화의 반응이 표준 유선 전화의 반응과 유사하도록 한다. 콘볼루션(convolutional) 코드나 터보 코드와 같은 채널 코드나, 또는 LPC(linear predictive coding), 변환 코딩, 또는 포맷 코딩과 같은 더 강한 소스 코딩은 더 큰 지연을 발생시키고, 이러한 지연은 상기 시스템을 등가의 유선 전화기에 비하여 덜 유사하게 한다.

전술된 문제들을 처리하기 위해서, 본 발명은 베이스 유닛 수신기에 복조기 아키텍처를 사용하는데, 상기 복조기 아키텍처는 도 3 내지 도 8을 참조하여 이후에 더욱 상세하게 기술되는 것처럼 TDMA 무선 네트워크에 의해 지원되는 복수의 활성 링크 각각에 대한 복조 파라미터들을 독립적으로 트랙킹하고 갱신한다. 주어진 하나의 링크에 대해 적절하거나 더 빠른 획득(acquisition) 및 동기화(synchronization)를 가능하게 하기 위해서 조정되는 여러 수신기 파라미터는 본 명세서에서 복조 파라미터로서 지칭된다.

이제 도 2를 참조하면, 도 1의 TDMA 시스템(100)의 TDMA 방식에 사용되는 필드, 데이터 패킷, 및 오디오 패킷 구조에 대한 개략적인 구성(200)이 도시되어 있다. 일 실시예에서, 디지털 데이터의 2 ms 필드(210)는 총 9개의 패킷, 즉 하나의 데이터 패킷(220)과 오디오 패킷(230)과 같은 8 개의 오디오 패킷을 포함한다. 각각의 데이터 패킷은, 다른 핸드셋들이 시스템의 데이터 채널을 통해 데이터를 수신하거나 송신하지 않는 시간 동안에 이산적인 하나의 시간 슬라이스(discrete time slice)동안 베이스 유닛으로부터 소정의 핸드셋으로 송신되거나 또는 그 역으로 송신되는 데이터 세트이다. 각각의 오디오 패킷은 하나의 총 "에포크(epoch)" 스킴에서 주어진 하나의 시간-슬라이스 동안, 그리고 이 시간 동안에는 다른 핸드셋이 시스템의 데이터 채널을 통해 데이터를 수신하거나 송신하지 않는 동안에, 베이스 유닛으로부터 소정의 핸드셋으로 송신되거나 또는 그 역으로 송신되는 오디오 데이터 세트이다.

도시된 것처럼, 각 유형의 패킷은 여러 서브-필드 즉 섹션을 포함한다. 일예로, 데이터 패킷(220)은 32-비트 동기 필드(224), 데이터 필드(225), FEC(순방향 에러 보정:Forward Error Correction) 필드(222), 및 보호 시간(guard time)(223)을 포함한다. 데이터 패킷(220)에 있는 데이터는 베이스 유닛과 특정 핸드셋 사이에서 통신하기 위해 사용되고, 호출자 ID 유형 정보, 거리(range) 및 출력(power) 정보 등과 같은 여러 유형의 정보를 포함한다.

오디오 패킷(230)은 오디오 패킷 헤더(231), FEC 데이터 섹션(232) 및 보호 시간(233)을 포함한다. 오디오 패킷 헤더(231)는 일예로 오디오 패킷(핸드셋과 같은)와, 에포크에서의 현 위치, 및 이와 유사한 것들을 식별하는 정보를 포함한다.

한 동작 모드에서, 각각의 핸드셋은, 오디오 데이터를 수신하도록 핸드셋에 할당된 에포크의 각 시간 슬라이스 동안 16개의 4-비트 ADPCM(adaptive differential pulse code modulation) 샘플을 수신하고, 오디오 데이터를 전송하기 위해서 핸드셋에 대해 할당된 에포크의 각 시간 슬라이스 동안에 16개의 ADPCM 샘플을 베이스 유닛에게 송신한다. 다른 동작 모드에서, 샘플의 수는 각 샘플의 품질을 2-비트 샘플로 낮춤으로써 시간 슬라이스 당 32개로 두 배가 될 수 있다.

그러므로, 오디오 패킷(230)은 하나의 메인 64-비트 "오디오 데이터" 부분을 또한 포함할 수 있는데, 이 메인 부분은 16개의 4-비트 ADPCM 샘플(고품질)이나 32개의 2-비트 ADPCM 샘플(저품질) 중 어느 하나를 포함한다. 예컨대, 2 ms 필드에 대해서, 고품질(오디오 패킷 또는 시간 슬라이스 당 16개의 4-비트 ADPCM 샘플)은 32 Kbps ADPCM(디폴트 오디오 데이터)을 제공하고, 저품질(오디오 패킷 당 두개의 핸드셋 사이에 공유된 32개의 2-비트 샘플)은 16 Kbps를 제공한다.

본 발명은 각 링크에 대해 독립적인 자동 이득 제어(AGC), 캐리어 트랙킹 루프(CTL), 및 등화기 루프를 사용하여 이러한 세 개의 루프(본 명세서에서, '루프'는 '블록'이라고도 함)에 연관된 복조 파라미터들과 상태들(states)을 독립적으로 트랙킹한다. 이러한 세 개의 루프에 연관되며 동기화를 개선하거나 가능하게 하는 상태와 파라미터는 본 명세서에서 전체적으로 복조 파라미터로서 지칭된다. 각각의 핸드셋은 독립적으로 이동하고 잠재적으로 고유한 위치에 존재하기 때문에, 상기 각 핸드셋과 동기화하기 위해 베이스 유닛(110)에는 해당 핸드셋에 할당된 시간 슬라이스의 초기에 서로 다른 파라미터가 필요하다. 만약 이러한 파라미터와 상태(아래에서 더욱 상세히 설명됨)가 각 핸드셋과의 통신 중에 저장되고 변경되어질 것이었다면, 일단 동기화가 우선적으로 확립될 것이고 동기화를 허용하는 실행 가능한 제 1 파라미터 및 상태 세트가 발견될 것이며, 그후 이들 파라미터는 다음 번의 핸드셋 링크가 확립되도록 하기 위한 개시점으로서 사용될 수 있을 것이다. 그러나, 한 핸드셋 링크에 대해 확립된 파라미터의 가장 최근의 세트는 통상적으로 다른 핸드셋과 동기화하도록 시도하기에는 효과적인 개시점이 아닐 것이다.

따라서, 본 발명에 있어서, 베이스 유닛(110)의 복조/수신기 부분 내의 AGC, CTL 및 등화 블록은 변경되어, 각 블록으로 하여금 각 핸드셋에 대한 파라미터 세트를 저장 및 트랙킹할 수 있게 하고, 또한 주어진 하나의 핸드셋에 대해 해당 핸드셋과의 재-동기화할 필요가 있는 다음 시간 슬라이스에서 가장 최근에 변경된 파라미터 세트를 사용할 수 있게 한다. 예컨대, 핸드셋 #1과의 동기화를 허용하도록 일단 적절한 AGC, CTL 및 등화 파라미터들이 발견되었다면, 이들 파라미터들은 핸드셋 #1의 시간 슬라이스가 완료되는 때에 각 블록 내에 저장된다. 핸드셋 #2의 시간 슬라이스가 후속할 때, 베이스 유닛(110)은 다시 동기화되고 핸드셋 #2에 대해 다른 위치에 이러한 파라미터들을 저장한다. 다른 핸드셋 #1 시간 슬라이스가 발생하였을 때, 베이스 유닛(110)의 수신기는 핸드셋 #1과의 마지막 통신 중에 복조 파라미터의 상태를 정의하는 마지막-저장된 파라미터들을 재-로드하고, 필요시 이러한 파라미터들을 갱신한다. 그러나, 이전 시간에 사용된 핸드셋 #1에 대한 복조 파라미터는 동기화를 위해 필요한 파라미터들에 가까울 것이기 때문에 비교적 빠른 동기화가 달성될 수 있는데, 그 이유는 핸드셋 #1은 시간 슬라이스 사이의 짧은 시간(일예로, 2 ms) 동안 단지 약간만 움직일 것이기 때문이다. 이런 식으로, 본 발명은 각 시간 슬라이스에 대해 획득 및 동기화 시간을 최소화한다. 또한 본 발명은 여러 독립된 소스들로부터의 TDMA 신호들을 하나의 수신기 데이터경로가 지원하도록 사용되게 한다.

베이스 유닛(110) 수신기의 세 개의 수신기 즉 복조기 블록들(AGC, CTL 및 등화)은, 아래에 기술된 것처럼, 각 핸드셋에 대하여 상태와 파라미터 저장장소를 제공하기 위해 변형된다. 바람직한 실시예에서, 본 발명은 세 루프 또는 블록의 상태가 디지털 영역에 존재하는 디지털 시스템으로 구현된다. 대안적인 실시예에서 일부 아날로그 영역이 사용되지만, 그러나 루프 상태를 아날로그 영역에 저장하는 것은 더 어려울 수 있다{일예로, TDMA 슬라이스들 간의 시간 동안에 캐리어를 트랙킹하기 위해 전압 제어 발진기(VCO)를 기다리게 하는 것은 어려울 수 있다}. 그러므로, 바람직한 실시예에서, 본 발명은 디지털적으로 구현된다.

이제 도 4를 참조하면, 도 1의 베이스 유닛(110)의 수신기(112)에 사용되는 AGC 블록(400)이 도시되어 있다. AGC 블록(400)은 복수의 표준적인 컴포넌트를 포함하는데, 다만 AGC 누산기(300)가 복수의 레지스터, 즉 시스템(100)의 각 핸드셋(또는 가능한 링크)에 대하여 하나씩 대응하는 레지스터를 포함하는 것이 다르다. 펄스 형성 필터, 캐리어 디로테이터, 아날로그-디지털 변환기(ADC), IF 증폭기 등과 같이, 신호 처리 블록(420)은 조정가능 이득 증폭기(421)와 진폭 검출기(422)의 입력단 사이에서 이루어지는 임의의 수신기 처리수단이다. AGC 적분기(300)는 각 링크에 대하여 AGC 루프 상태를 독립적으로 저장하기 위해서 복수의 AGC 파라미터를 저장한다.

도 3을 참조하면, 복수의 N 레지스터(310_i)를 구비하는, AGC 블록(400)의 AGC 적분기 또는 누산기(300)가 더욱 상세히 도시되어 있다. AGC는, 각 시간 슬라이스나 링크에 대하여 하나의 AGC 값을 저장하고, 또한 각 AGC 값을 지정된 시간 슬라이스 동안에만 적응 또는 갱신되게 허용함으로써 구현된다. 본 발명의 TDMA 무선 전화 시스템(100)에 있어서, 증폭기가 TDMA 시간 슬라이스들 사이의 무효시간(dead time)내에 100dB 회전(slew)하도록 하기에 충분한 보호시간(guard time){도 2의 보호시간(223) 참조}이 존재한다. 하나의 AGC 상태 파라미터가 하나의 시간 슬라이스마다 사용되고, AGC 적분기(300)로부터 제공된다.

각 시간 슬라이스 동안에, 현재의 시간 슬라이스에 관한 정보를 인에이블 선택 유닛(330)과 멀티플렉서(320)에 인가함으로써, 레지스터(310_i)들 중 하나가 인에이블되고, 상기 인에이블된 레지스터의 출력이 선택된다. 이에 따라 적절한 출력 값 Q 가 합산 노드(411)에 인가된다. 적절한 레지스터(310_i)만이 인에이블되기 때문에, 해당 레지스터만이 입력값 D 로 갱신되고; 다른 레지스터들은 각자의 이전 값을 유지한다. 이것은 수신기의 각 채널로 하여금 각자의 시간 슬라이스가 발생할 때 그만두었던 곳에서 시작하도록 허용하는데, 그 이유는 디스에이블된 레지스터는 루프로 하여금 마치 완전한 잠금상태(진폭 에러가 0이다)에 있는 것처럼 동작하도록 하기 때문이다. 알게될 것과 같이, 이것은, 동일 송신기 수신기 쌍(핸드셋-베이스 유닛 쌍)으로부터의 다음 데이터 버스트에 있어서, 디폴트 초기 조건 또는 이전 송신기 수신기 쌍이 그만두었던 곳보다는 더 나은 시작점일 것이다.

이제 도 5를 참조하면, 도 1의 베이스 유닛(110)의 수신기(112)에 사용되는 CTL 블록(500)이 도시되어 있다. CTL 블록(500)은 복수의 표준 구성부품들을 포함하는데, 다만, 도 6 및 도 7을 참조하여 상세히 설명될 것과 같이, 주파수 누산기(510) 및 수치 제어 발진기(NCO)(530)가 복수의 CTL-관련 상태, 즉 시스템(100)의 각 핸드셋(또는 가능한 링크)에 대해 하나씩 대응하는 상태를 저장할 수 있다는 점이 다르다.

캐리어 트랙킹을 구현하기 위해서, NCO(530)가 사용되고, 주파수 적분기(510)(본 명세서에서, 주파수 적분기(510)는 주파수 누산기(510)라고도 함)의 값에 의해 구동되는 각 시간 슬라이스 동안에 계속 동작한다. 대안적으로, NCO 적분기(530)에 인가된 값은 주파수 적분기(510)의 값과 다음 시간 슬라이스까지의 클럭 주기의 수를 곱함으로서 계산될 수 있다. 두 경우 모두, 본 발명은 적절한 시간 슬라이스 동안에만 CTL 상태를 갱신한다.

CTL(500)은 제 2차(second order) CTL을 제공하는데, 상기 제 2차 CTL은 시간 슬라이스 당 두 개의 상태 파라미터 즉, 주파수 적분기(510)와 NCO 적분기(530)에 의해 각각 저장된, 주파수 및 NCO 파라미터를 사용한다. NCO 파라미터는 그것의 초기 값으로부터 계산될 수 있고, 주파수 적분기의 값은 다음과 같다:

여기서, NCO_i는 NCO 적분기의 ｉ번째 값이고, d는 해당 시간 슬라이스가 활성될 때까지의 지연 횟수이며, F는 주파수 적분기 값이다. 이 값은 적분기가 시간 슬라이스 동안에만 갱신되기 때문에 일정하다. 이것은 하나의 공통 NCO 및 CTL 루프 필터로 하여금 모든 TDMA 슬라이스들을 지원하도록 한다. 단지 두 개의 데이터 즉 주파수 적분기 및 NCO 적분기 파라미터 또는 값만이 CTL 상태 보존을 위해 요구된다.

이제 도 6을 참조하면, CTL 블록(500)의 주파수 적분기(510)(본 명세서에서, '주파수 적분기(510)'는 '주파수 누산기(510)'라고도 함) 및 NCO 적분기(530)(본 명세서에서, 'NCO 적분기(530)'는 'NCO 섹션(530)'이라고도 함)에 대한 실시예(600)가 더 상세히 도시되어 있다. 일 실시예에서, CTL 블록(500)의 주파수 누산기(510)와 NCO 섹션(530)이, 예시된 바와 같이 구현된다. 주파수 누산기(510)는 도 3의 AGC 누산기(300)와 유사하게 인에블 선택 유닛(511)과 멀티플렉서(512)로 구현된다. 도 6에 예시된 실시예(600)에서, NCO 적분기(530)는 갱신되거나 또는 시간 슬라이스들 사이의 지연의 함수로서 계산되거나 한다.

NCO(530)의 갱신은 주파수 적분기(510) 값으로부터의 입력을 필요로 한다. 개별적인 누산기가 각 시간 슬라이스(즉 각각의 송신기-수신기 쌍) 동안에 사용된다. 일 실시예에서, 레지스터(513)에 저장된 주파수 적분기 값은 해당 경로가 활성되지 않았을 때(다른 송신기-수신기 쌍이 사용중 일 때) NCO(530)에서 누적되고, 주어진 시간 슬라이스에 대하여 주파수 적분기와 NCO는 해당 시간 슬라이스 동안에 폐쇄 루프로 제어된다. 상술된 AGC 경우처럼, 이것은 각 링크에 대한 루프의 상태를 보존하여 TDMA 패킷들 사이의 획득 시간을 최소화한다.

이제 도 7을 참조하면, CTL 블록(500)의 주파수 및 NCO 적분기(510,530)에 대한 대안적인 실시예의 실시예(700)가 더 상세히 도시되어 있다. 실시예(700)에서, NCO 적분기는 연속적으로가 아니라 순간적으로 계산된다. 이 경우에, 도 6의 실시예(600)에서 사용된 주파수 누산기(510)에서와 같이 매 샘플마다가 아닌 시간 슬라이스 당 한번씩 곱셈이 계산된다. 곱셈기(711,712)는 NCO 레지스터(531)로 하여금 이러한 링크에 대한 다음 패킷까지의 지연 값과 현 주파수 값의 곱의 결과와 현 NCO 값을 더한 값으로 프로그램되도록 허용한다(즉, 수학식 1을 실행). 이것은 이러한 링크에 대한 다음 활성 시간(다음 시간 슬라이스)까지 현 주파수 값을 누적하는 것과 동일하다. 디지털 인에이블된 타이밍 시스템을 구비한 시스템에서, 수학식의 d는 인에이블된 타이밍 시스템에 의해 계산된 샘플에 기초한다. 상기 인에이블된 타이밍 시스템은 신호 특성으로부터 타이밍을 유도하는 디지털 타이밍 복구 시스템일 수 있고, 또는 채널을 통해 보내진 타이밍 데이터에 의해 동기화된 매스터 NCO에 종속하는 인에이블된 타이밍 시스템일 수 있다.

등화 블록의 상태는 일반적으로 계수 세트로서 알려진 복수의 파라미터에 의해 표시된다. 일 실시예에서, 최소평균제곱(LMS: least mean squares) 등화기와 같은 이러한 등화 블록이 사용된다. 각각의 핸드셋은 각자의 시-분할된 링크 또는 시간 슬라이스를 경유하여 공유된 RF 채널을 통해 통신을 하고, 또한 각 핸드셋에 대한 RF 경로가 서로 다르기 때문에, 본 발명의 등화 블록은 각 핸드셋 또는 링크에 대해 고유 등화 계수 세트를 저장한다. 한 실시예에서, 이러한 값들은 복수의 계수 누산기에 저장되고, 각 시간 슬라이스 동안에 교환된다. 대안적인 실시예에서, 각 계수가 가산기 파이프라인 중 합산 시프트로서 교환되는 교차 필터 구조가 사용된다. 당업자는, 본 발명에 따라, 상술된 것처럼 등화 블록의 파라미터가 변할 수 있도록 상기 등화 블록을 구현하는 방법을 알 것이다.

이제 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라, 베이스 유닛(110)의 수신기 부분에 대한 예시적인 신호 처리 흐름(800)(동기 수단이라고도 한다)의 흐름도가 도시되어 있다. 인접 기저대역 신호는 고정 클럭을 사용하여 샘플링되어 ADC(801)에 인가된다. 이 신호는 데이터 패스트 병렬 상관기(data past parallel correlator)(804)로부터 에러를 유도하는 보간/타이밍 복구 메커니즘(802)에 인가된다. 디로테이터(803)가 타이밍 추정기의 뒤에 온다. 디로테이터(derotator)(803)는 인지되는 것처럼 위상 보정된 신호를 병렬 상관기(804)에 보낸다. 병렬 상관기(804) 출력단에서의 심볼 스트림은 FEC 시스템(미도시)에 인가된다. 상관 피크의 검출은 인입 SNR(신호 대 잡음비), 신호 레벨, 캐리어 및 타이밍 오프셋에 의존할 것이다. 캐리어 또는 CTL 루프 즉 블록(500), 타이밍 루프 즉 블록(820)(등화 블록이라고도 한다), 및 AGC 루프 즉 블록(400)은 예시된 것처럼 신호 흐름내에 구현된다. 타이밍 루프(820)는 수신기에서 샘플링 동기를 확립하기 위해 사용되고, 그래서 샘플링이 적절한 시간에 발생하도록 한다. 대안적인 실시예에서, 타이밍 루프(820)는 타이밍 루프 파라미터에 의해 특징이 결정되는데, 상기 타이밍 루프 파라미터는 각 핸드셋에 대해 저장되고 조정된 복조 파라미터 세트에 포함된다.

예시된 신호 흐름은 베이스 스테이션(110)이 주 장치이고 타이밍, 캐리어, 및 전력 레벨을 제어한다는 가정에 기초한다. 이러한 가정에 기초하여, 핸드셋(120)은 베이스 유닛의 기준 클럭과 캐리어 주파수에 동기가 맞추어지고, 추가적으로 상기 핸드셋들의 상태에 대한 정보를 베이스 유닛에 되돌려 제공한다. 이것은 시스템에서 모든 활성 및 아이들-모드(idle-mode) 링크의 트랙킹을 계속하는데 있어 베이스 유닛(110)을 지원한다. 이러한 방식은 초기 시작이나 아이들 모드 중 하나 이후에 로버스트 링크를 유지하고 또한 시스템이 동기화하는데 걸리는 시간을 최소로 하고자 하는 것이다. 따라서 베이스 유닛에서의 처리방법 및 핸드셋에서의 처리방법은 두 기능 동작을 구별하기 위해 따로따로 고려될 수 있다. 핸드셋의 기능은 베이스 유닛에서의 처리방법의 일부(subset)라는 것이 명확하다.

인지되는 것처럼, 대안적인 실시예에서, 본 발명은 TDMA, CDMA, 및 FDMA와 같은, 다중 채널을 빈번하게 접속하는 것을 필요로 하는, 다른 유형의 다중-접속 시스템에서 구현될 수 있다. 이러한 대안적인 실시예에서, 본 발명은 획득 요구조건을 최소화시키기 위해서, 관련 복조 파라미터의 상태를 보존하는 기능을 각각의 개별 링크에 대해 제공한다. CDMA 및 FDMA 시스템에서, 채널에 대한 심볼 타이밍은 독립적일 수 있고, 심볼이나 칩 타이밍 루프가 본 명세서에서 기술된 CTL과 유사한 방식으로 동작하도록 한다.

당업자들은, 본 발명의 원리에 따라 상술된 무선 시스템이, 베이스 유닛(110)이 셀룰러 전화 네트워크에서 하나의 셀을 관리하는 베이스 스테이션을 나타내는, 셀룰러 시스템일 수 있다는 것을 인지할 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 멀티라인 무선 전화 시스템 등에 이용할 수 있는 것으로서, 특히 시스템의 트랜시버들 사이에서 통신이 이루어질 때 동기화시키기 위해 설계된 이러한 시스템내의 수신기 서브시스템 등에 이용할 수 있다.
본 발명의 특성을 설명하기 위해서 묘사되고 상술된 부분들의 설명, 재료, 및 장치에 대한 많은 변형이 다음의 청구항에서 제시된 것과 같은 본 발명의 원리와 범주에서 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다는 것이 당업자들에게 이해될 것이다.

Claims

무선 전화 시스템(100)으로서,

(a) 베이스 수신기(112)를 구비하는 베이스 트랜시버, 및

(b) 상기 베이스 트랜시버를 경유하여 베이스 유닛과 공유된 채널을 통해 무선 링크를 설정하기 위해 각각의 무선 핸드셋이 복수의 핸드셋 트랜시버(121,122)를 각각 포함하는, 복수의 무선 핸드셋(120)을 포함하되, 상기 베이스 수신기는 자동 이득 제어(AGC) 루프(400), 캐리어 트랙킹 루프(CTL)(500), 및 등화 루프(820)를 구비하는 동기 수단(800)을 포함하며, 여기서,

상기 동기 수단은 상기 각각의 핸드셋에 대한 복조 파라미터 세트에 따라, 각 핸드셋과 동기를 맞추기 위한 것이며, 각각의 복조 파라미터 세트는 상기 AGC 루프의 상태를 결정하기 위한 AGC 상태 파라미터와, 상기 CTL 루프의 상기 상태를 결정하기 위한 CTL 주파수 파라미터 및 CTL NCO 파라미터, 및 상기 등화 루프의 상태를 결정하기 위한 등화 계수 세트를 포함하고,

상기 동기 수단은 상기 핸드셋에 대한 가장 최근의 시간 슬롯 동안에 사용된 상기 복조 파라미터에 따라 각 핸드셋에 대한 복조 파라미터 세트를 저장하고, 상기 베이스 유닛이 특정 핸드셋과 동기를 맞추려 할 때, 상기 특정 핸드셋에 대해 저장된 복조 파라미터 세트로 스위칭되되,

각 핸드셋에 대해 저장된 복조 파라미터 세트는 해당 핸드셋에 대한 각 시간 슬롯 동안에 갱신되는, 무선 전화 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 무선 링크는 시-분할 다중 접속(TDMA) 링크이고, 여기서 각각의 핸드셋은 시간 슬롯을 핸드셋에 할당하는 TDMA 방식의 하나의 배타적인 시간 슬롯(exclusive time slot) 동안에 통신을 하는, 무선 전화 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 베이스 유닛은 하나 이상의 외부 전화선에 연결될 수 있는, 무선 전화 시스템.
제 1 항에 있어서, 복수의 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM) 데이터 샘플이 각 시간 슬롯 동안에 송신되는, 무선 전화 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 AGC 루프는 각각의 핸드셋에 대한 AGC 상태 파라미터를 저장하기 위한 복수의 레지스터(310)를 구비하는 AGC 적분기(300)를 포함하고,

상기 CTL 루프는 각각의 핸드셋에 대한 CTL 주파수 파라미터를 저장하기 위한 복수의 레지스터를 구비하는 CTL 주파수 적분기(510), 및 각각의 핸드셋에 대한 CTL NCO 파라미터를 저장하기 위한 CTL NCO 적분기(530)를 포함하는, 무선 전화 시스템.
제 6 항에 있어서, 핸드셋의 시간 슬롯 동안에, 상기 핸드셋에 대해 대응하는 복조 파라미터를 선택하기 위해서, 상기 AGC 상태 파라미터, 상기 CTL 주파수 파라미터, 및 상기 CTL NCO 파라미터를 위한 복수의 레지스터(310)에 연결된 인에이블 선택 유닛(330,511)과 멀티플렉서(320,512)를 더 포함하는, 무선 전화 시스템.
베이스 유닛(100)과 복수의 무선 핸드셋(120)을 구비하되, 상기 베이스 유닛은 베이스 수신기(112)를 구비한 베이스 트랜시버를 포함하는 무선 전화 시스템에서, 각각의 핸드셋에 대해, 베이스 유닛 트랜시버와의 공유된 RF 채널을 통해 무선 링크를 설정하는 방법에 있어서:

(a) 상기 베이스 수신기(112)의 자동 이득 제어(AGC) 루프(400), 캐리어 트랙킹 루프(CTL)(500), 및 등화 루프(820)를 통해, 각각의 핸드셋에 대한 시간 슬롯의 초기에, 상기 핸드셋에 대한 복조 파라미터 세트에 따라 핸드셋과 동기를 맞추는 단계로서, 각각의 복조 파라미터의 각 세트는 상기 AGC 루프의 상기 상태를 결정하기 위한 AGC 상태 파라미터, 상기 CTL 루프의 상태를 결정하기 위한 CTL 주파수 파라미터와 CTL NCO 파라미터, 및 상기 등화 루프의 상태를 결정하기 위한 등화 계수 세트를 포함하는, 핸드셋과의 동기화 단계와;

(b) 상기 핸드셋에 대한 가장 최근의 시간 슬롯 동안에 사용된 상기 복조 파라미터에 따라 각 핸드셋에 대한 복조 파라미터를 저장하는 단계; 및

(c) 상기 베이스 유닛이 상기 특정 핸드셋과 동기를 맞추려 할 때, 상기 동기화 동안에 각 핸드셋에 대해 저장된 상기 복조 파라미터 세트로 스위칭하는 단계

를 포함하되, 상기 베이스 유닛은 하나 이상의 외부 전화선에 연결될 수 있는, 무선 링크를 설정하는 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 무선 링크는 TDMA 링크이고, 여기서 각각의 핸드셋은 시간 슬롯을 핸드셋에 할당하는 TDMA 방식의 배타적인 시간 슬롯 동안에 통신을 하는, 무선 링크를 설정하는 방법.
복수의 무선 핸드셋(120)과 통신하는 베이스 유닛(110)에 있어서:

(a) 상기 핸드셋과의 공유 채널을 통해 무선 링크를 설정하기 위해서, 베이스 수신기(112)와 베이스 송신기(111)를 포함하는 베이스 트랜시버와;

(b) 자동 이득 제어(AGC) 루프(400), 캐리어 트랙킹 루프(CTL)(500), 등화 루프(820)를 포함하는 동기 수단(800)으로서, 상기 동기 수단은 상기 각각의 핸드셋에 대한 복조 파라미터 세트에 따라 각 핸드셋과 동기를 맞추기 위한 수단으로, 각각의 복조 파라미터 세트는 상기 AGC 루프의 상태를 결정하기 위한 AGC 상태 파라미터, 상기 CTL 루프의 상태를 결정하기 위한 CTL 주파수 파라미터와 CTL NCO 파라미터, 및 상기 등화 루프의 상태를 결정하기 위한 등화 계수 세트를 포함하는, 동기 수단; 및

(c) 상기 핸드셋에 대한 가장 최근의 시간 슬롯 동안에 사용된 상기 복조 파라미터에 따라 각 핸드셋에 대한 복조 파라미터 세트를 저장하고, 상기 베이스 유닛이 특정 핸드셋과 동기를 맞추려 할 때, 상기 특정 핸드셋에 대한 복조 파라미터 세트로 상기 동기 수단을 스위칭하기 위한 수단을

포함하되, 복수의 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM) 데이터 샘플이 각 시간 슬롯 동안에 송신되는, 베이스 유닛.
제 10 항에 있어서, 상기 무선 링크는 TDMA 링크이고, 여기서 각각의 핸드셋은 시간 슬롯을 핸드셋에 할당하는 TDMA 방식의 배타적인 시간 슬롯 동안에 통신을 하는, 베이스 유닛.
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