KR101701662B1 - 보청기용 트랜시버 및 이러한 트랜시버를 동작시키는 방법 - Google Patents

보청기용 트랜시버 및 이러한 트랜시버를 동작시키는 방법 Download PDF

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Abstract

보청기 시스템에 사용하기 위한 주파수-시프트-키잉(FSK) 트랜시버에 있어서, 트랜시버 인덕턴스(L1)를 포함하는 공진 회로를 가지며, 상기 공진 회로는, 공진 주파수, 및 이득과 위상이 주파수 종속적인 전달 함수를 갖고, 트랜시버는, 데이터 스트림을 수신하고, 이에 응답하여 무선 전송을 위해 FSK 변조된 신호를 공진 회로로 출력하는 FSK 변조기를 포함한다. 트랜시버는, FSK 변조기에 의해 수신된 데이터 스트림을 모니터링하는 컨트롤러, 및 주파수 종속적인 공진 회로에 의해 도입되는 위상 왜곡을 실질적으로 등화하기 위해 컨트롤러에 의해 제어되는 위상 등화기 유닛을 포함한다. 본 발명은 또한, 보청기 및 FSK 트랜시버를 동작시키는 방법을 제공한다.

Description

보청기용 트랜시버 및 이러한 트랜시버를 동작시키는 방법{A TRANSCEIVER FOR A HEARING AID AND A METHOD FOR OPERATING SUCH A TRANSCEIVER}
본 발명은 보청기(heading aid)에 관한 것이다. 본 발명은 보다 상세하게는, 보청기를 제어하거나 보청기로 오디오를 스트리밍하거나 보청기를 피팅하기 위한 외부 장치 또는 또다른 보청기와 같은 다른 장치와의 통신을 위한 트랜시버를 갖는 보청기에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 보청기 시스템에 대한 주파수 시프트 키잉(FSK; frequency-shift-keying) 트랜시버에 관한 것이다. 본 발명은 또한 FSK 트랜시버를 동작시키는 방법에 관한 것이다.
현대의 디지털 보청기는, 청각 장애인에 대해 청력 손실을 완화하는 것을 목표로 한 처방에 따라 사운드를 처리하고 증폭시키기 위한 정교하고 복잡한 신호 처리 유닛을 포함한다. 또한, 연결성(connectivity)이 현대 디지털 보청기에 대한 중요한 쟁점이다. 고급 양이(binaural) 보청기들은 상호연결되어 있고, 각자의 보청기에서 픽업된 오디오를 공유할 수 있다. 오디오를 공유할 때, 보청기의 신호 프로세서에서의 복잡한 알고리즘은, 예를 들어 오디오 소스의 방향을 식별하고 환경으로부터의 잡음을 억제할 수 있다. 그리하여, 보청기 사용자는, 모든 방향으로부터의 사운드를 듣고, 어느 방향으로부터 사운드가 오고 있는지 알아내며, 시끄러운 환경에서 말을 이해하도록 다른 사운드나 잡음을 무시할 수 있으면서 그 사운드에 집중하는 것이 더 쉬워짐을 경험할 것이다. 결국 보청기는, 자극받지 않으면 사운드를 구별할 수 있는 뇌 능력이 감소하는 청각 상실로부터 뇌를 보호한다.
보청기 사용자 경험을 더 개선하기 위하여, 양이 보청기 세트 사이에 교환될 수 있는 데이터의 양을 증가시킬 필요성이 있다. 본 발명의 목적은 보청기로부터 전송될 수 있는 데이터의 양을 증가시키는 것이다.
이 목적은, 트랜시버 인덕턴스(L1)를 포함하는 공진 회로를 갖는 주파수 시프트 키잉(FSK) 트랜시버에 의해 달성된다. 공진 회로는, 공진 주파수(FR), 및 이득과 위상이 주파수 종속적인(frequency dependent) 전달 함수(transfer function)를 갖는다. 트랜시버는, 데이터 스트림을 수신하고 이에 응답하여 무선 전송을 위해 FSK 변조된 신호를 공진 회로로 출력하는 FSK 변조기를 포함한다. 트랜시버는, FSK 변조기에 의해 수신된 데이터 스트림을 모니터링하는 컨트롤러, 및 주파수 종속적인 공진 회로에 의해 도입되는 위상 왜곡을 실질적으로 등화(equalizing)하기 위해 FSK 변조된 신호에 위상 보정을 적용하도록 컨트롤러에 의해 제어되는 위상 등화기 유닛을 포함한다.
본 발명의 제2 양상에 따르면, 트랜시버 인덕턴스(L1)를 포함하는 공진 회로를 갖는 주파수 시프트 키잉(FSK) 트랜시버를 구비한 보청기가 제공된다. 공진 회로는 공진 주파수(FR), 및 이득과 위상이 주파수 종속적인 전달 함수를 가지며, 트랜시버는, 데이터 스트림을 수신하고 이에 응답하여 무선 전송을 위해 FSK 변조된 신호를 공진 회로로 출력하는 FSK 변조기를 포함한다. 트랜시버는, FSK 변조기에 의해 수신된 데이터 스트림을 모니터링하는 컨트롤러, 및 주파수 종속적인 공진 회로에 의해 도입되는 위상 왜곡을 실질적으로 등화하기 위해 FSK 변조된 신호에 위상 보정을 적용하도록 컨트롤러에 의해 제어되는 위상 등화기 유닛을 더 포함한다.
본 발명의 제2 양상에 따른 보청기의 추가의 실시예에서, 컨트롤러는 데이터 스트림의 데이터 레이트를 모니터링하고, 상기 데이터 스트림의 데이터 레이트에 따라 FSK 변조기에 대한 주파수 편이(frequency deviation)를 선택한다. 보청기는 그에 의해, 제1 및 제2 데이터 레이트의 데이터 스트림들을 처리할 수 있으며, 제2 데이터 레이트는 제1 데이터 레이트의 두 배만큼 높고, FSK 변조기에 대한 주파수 편이는 제2 데이터 레이트의 경우 제1 데이터 레이트의 경우의 두 배만큼 높다. 그러면, 위상 보상은 가장 높은 주파수 편이에 대해서만 적용된다.
본 발명의 제3 양상에 따르면, 트랜시버 인덕턴스(L1)를 포함하는 공진 회로를 갖는 주파수 시프트 키잉(FSK) 트랜시버를 동작시키는 방법이 제공된다. 공진 회로는 공진 주파수(FR), 및 이득과 위상이 주파수 종속적인 전달 함수를 갖는다. 방법은, FSK 변조기에 데이터 스트림을 적용하는 단계 - 이에 응답하여 FSK 변조기는 무선 전송을 위해 FSK 변조된 신호를 공진 회로로 출력함 ; 후속 데이터 값을 검출하기 위해 FSK 변조기에 적용된 데이터 스트림을 모니터링하는 단계; 및 주파수 종속적인 공진 회로에 의해 도입되는 위상 왜곡을 실질적으로 등화하기 위해 FSK 변조된 신호에 미리 결정된 위상 시프트를 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명은 바람직한 실시예 및 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 기재될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 FSK 송신기의 제1 실시예를 채용한 보청기 시스템을 개략적으로 예시한다.
도 2는 본 발명에 따른 FSK 송신기의 제1 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따라 FSK 송신기에 의해 채용된 공진 회로에 대한 - 이득과 위상 각각 - 주파수 종속적인 전달 함수를 예시한다.
도 4는 공진 회로로부터 방출된 FSK 신호의 순간 주파수를 예시한다.
도 5는 본 발명에 따른 트랜시버에 사용되는 FSK 변조기의 제1 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 6은 - 이상적 및 보상된 위상 둘 다 - FSK 변조기로부터의 데이터 시퀀스에 대한 위상 트렐리스(trellis)를 예시한다.
도 7은 공진 회로로부터 방출된 보상된 FSK 신호의 주파수 거동을 예시한다.
도 8은 본 발명에 따른 트랜시버에 사용되는 FSK 변조기의 제2 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 9는 - 이상적 신호 및 보상된 신호 둘 다 - FSK 변조기(42)로부터의 신호의 시간 도메인 표현을 예시한다.
도 1에 관련하여 본 발명의 제1 실시예가 기재될 것이며, 도 1에는 2개의 보청기(11, 31) 및 외부 장치(21)가 도시되어 있다. 제1 실시예에 따르면, 2개의 보청기(11, 31)는 장애인 사용자에 대한 보다 자연스러운 청각을 제공하는 한 쌍의 양이 보청기를 정의한다. 외부 장치(21)는, 한 쌍의 양이 보청기(11, 31)와 통신하는 리모콘; 한 쌍의 양이 보청기(11, 31)에 대하여 TV, 원격 외부 마이크로폰, 이동 전화, 또는 또다른 오디오 소스로부터의 오디오를 스트리밍하는 청각 보조 장치; 또는 전용 애플리케이션 소프트웨어에 의해 스마트폰의 하드웨어를 제어하는 리모콘 및/또는 청각 보조 장치로서 작용하는 스마트폰 중의 하나를 포함할 수 있다.
양이 보청기(11, 31)는 각각, 보청기 사용자의 주변으로부터 음향 신호(주변 사운드)를 픽업하고 음향 신호를 전기 신호로 변환하기 위한 마이크로폰(13, 33)을 포함한다. 마이크(13, 33)로부터의 전기 신호는 신호 처리 유닛(14, 34)에 인가되며, 신호 처리 유닛(14, 34)에서 청각 장애인에 대해 청력 손실을 완화하는 것을 목표로 한 처방에 따라 사운드를 나타내는 전기 신호가 처리 및 증폭된다. 처리 및 증폭된 전기 신호는, 그 후에, 처리 및 증폭된 전기 신호를 보청기 사용자가 인지할 수 있는 기계적/오디오 신호로 변환하기 위해, 전기-기계 컨버터 유닛/스피커(15, 35)로 공급된다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 양이 보청기(11, 31)의 각각은, 양이 보청기(11, 31) 사이에 데이터의 교환을 가능하게 하기 위해 각자의 주파수 시프트 키잉(FSK) 트랜시버(12, 32)를 포함한다. 신호 처리 유닛(14, 34)은 또한, 트랜시버(12, 32)에 의해 수신되거나 전송되는 신호를 처리한다. 이와 마찬가지로, 외부 장치(21) - 여기에서는 스마트폰으로서 구현됨 - 는 양이 보청기(11, 31) 사이에 데이터의 교환을 가능하게 하기 위한 각자의 FSK 트랜시버(22)를 포함한다. 외부 장치(21)는 사운드 소스 - 여기에서는 적절한 오디오 파일 포맷으로 저장된 음악을 포함한 메모리(26) - 로부터 데이터를 검색하는 중앙 프로세싱 유닛(Central Processing Unit)(24)을 갖는다.
도 2는 도 1에 도시된 양이 보청기(11)의 트랜시버(12)를 도시한다. 신호 처리 유닛(14)은 전송을 위한 데이터를 트랜시버(12)로 스트리밍하며, 트랜시버(12)는 전송 버퍼(41)에서 이들 데이터를 수신한다. 이들 데이터는 그 다음, 비트 레이트 Rb를 갖는 디지털 비트 스트림으로서 전송 버퍼(41)로부터 클록 아웃(clock out)된다. 비트 레이트는 Rb = 1/Tb(이진 주파수 시프트 키잉에 대한 Tb는 일 비트의 지속기간 또는 비트 주기임)이며, 비트 스트림을 FSK 변조시키고 그 다음 FSK 변조된 비트 스트림을 반송파 주파수 fc의 반송파로 변조함으로써 데이터는 무선으로 전송될 수 있다.
전송 버퍼(41)로부터의 디지털 비트 스트림은 FSK 변조기(42)에 공급되며, 그리하여 2개의 이산 주파수(톤(tone)) f1 및 f2를 포함하는, 전송을 위한 이진 주파수 시프트 키잉(BFSK 또는 2FSK) 신호를 발생시킨다. 이들 2개의 이산 주파수는 관계식: f1 = fc - △f 및 f2 = fc + △f를 가지며, 여기에서 △f는 fc로부터의 주파수 편이이고, 2△f = f2 - f1이며 주파수 간격(frequency spacing)이라 불린다. 주파수 간격(Hz)은 통상적으로 심볼 주기의 2배이고, 따라서 주파수 간격은 이진 주파수 시프트 키잉 시스템의 비트 레이트(초당 비트)에 대응할 것이다.
FSK 변조기(42)로부터의 FSK 신호는 TX 전력 증폭기(43)에서 증폭되고, 공진 회로(44)의 코일(L1)로부터 RF 신호로부터 방출된다. 공진 회로(44)는, 공진 회로(44)의 공진 주파수를 튜닝하기 위해 사용되는 2개의 커패시터(C1 및 C2)를 더 포함한다. 공진 회로(44)는 도 3a 및 도 3b에서 보이는 주파수 종속적인 전달 함수를 갖는 대역 통과 필터로서 작용한다.
RF 신호의 전송에 추가적으로, 공진 회로(44)는 또한, 공진 주파수에서 RF 신호를 픽업한다. 픽업된 RF 신호는 RX 전력 증폭기(45)에서 증폭되고, FSK 복조기(46)에서 복조되며, FSK 복조기(46)에서는 오리지널 FSK 변조에 관여된 주파수를 검출함으로써 오리지널 신호가 복구된다. 이는 2개의 주파수 중 하나로 튜닝되는 대역 통과 증폭기(도시되지 않음)를 사용하고 이어서 위상 복조기(도시되지 않음)를 사용함으로써 행해질 수 있다. FSK 복조기(46)로부터의 출력은 수신 버퍼(47)를 통해 신호 처리 유닛(14)으로 유도되는 디지털 비트 스트림이다.
제1 실시예에 대한 예로서, FSK 트랜시버(12)의 반송파 주파수 fc는, 150 kHz에서 2개의 시그널링 톤 사이의 주파수 간격을 가지며 대략 12.00 MHz인 것으로 선택된다. 적용된 기술은 단거리 자기 결합(short-range magnetic coupling)으로서 간주될 수 있으며, 방출된 RF 신호의 범위는 신호의 파장에 비교하여 짧다.
도 3a 및 도 3b에 예시된 공진 회로(44)에 대한 주파수 종속적인 전달 함수를 참조하면, 공진 회로(44)의 품질 인자(quality factor) 또는 Q 인자에 의해 결정된 최대 이득은 12.00 MHz에 존재하고, 이득은 주파수를 75 kHz 위아래로 변경하면 거의 1 dB 만큼 감소하고 주파수를 150 kHz 위아래로 변경하면 거의 3 dB 만큼 감소한다는 것을 알 수 있다. 또한 중심 주파수에 비교하여, 75 kHz 정도의 주파수 변경은 25도 레벨의 위상 왜곡을 야기할 것이며 150 kHz 정도의 주파수 변경은 45도 레벨의 위상 왜곡을 야기할 것임을 알 수 있다.
공진 회로(44)는 제1 실시예에서, 150 kHz의 주파수 편이 △f를 가지며 12.00 MHz의 공진 주파수 fc에서 동작하도록 설계된다. 비트 레이트 Rb를, 예를 들어 초당 300 kbit로 증가시키기를 원하는 경우, 이는 300 kHz의 주파수 편이 △f를 요구한다. 11.85 MHz로부터 12.15 MHz로 순간 주파수 시프트로 FSK 신호를 보낼 때, 공진 회로 위상 시프트는 대략 +45도와 대략 -45도 사이에서 변한다. 정확한 위상 시프트는 주로 전류 Q의 함수이다.
도 4는, 초당 300 kbit의 비트 레이트를, 그 비트 레이트의 절반에 대하여 설계된 공진 회로를 통해 전송할 때, 코일(L1)로부터 방출된 FSK 신호의 주파수를 시간의 함수로서 예시한다. FSK 신호가 t = 0.0 ㎲에서 f1(11.85 MHz)로부터 f2(12.15 MHz)로 그리고 일 데이터 비트의 지속기간(T) 후에 t = 3.3 ㎲에서 f2(12.15 MHz)로부터 f1(11.85 MHz)로 변했을 때, 대역폭 한계로 인해 두 가지 원치 않는 영향을 관찰하게 될 것이다.
첫 번째 원치 않는 영향은, 전송된 신호의 진폭의 변동이 있을 것이라는 점인데, 이는 송신기에 대한 최대 허용가능한 진폭을 넘지 않도록 진폭이 낮게 조정되어야 함을 의미한다.
두 번째 원치 않는 영향은, 송신기가 주파수를 순간적으로 변경하는 것에 대항한 고유 관성(inherent inertia)을 갖는다는 점이다. 주파수를 순간적으로 전환하는 대신, 공진 회로의 고유 시스템 관성은, 주파수를 목표 주파수를 향해 천천히 스윕(sweep)시키며, 도 4에서 볼 수 있듯이, 주파수는 초당 300 kbit의 비트 레이트에서 주파수 시프트 사이의 시간에 대응하여 3.3 ㎲ 주기의 끝을 향해 목표 주파수에 막 도달할 수 있다.
공진 회로(44)는, 전송된 신호가 회로의 공진 주파수에 비교하여 +/-25도 범위의 위상 오차를 갖는 좁은 주파수 범위에 포함되는 한, 잘 작동한다. 이 주파수 범위 너머의 주파수에서 동작하려고 시도할 때, 잠깐 주파수를 변경하는 것에 대항한 고유 관성이, 톤 사이에 실질적으로 토글하는 대신, 주파수를 2개 톤 사이에 스윕시킬 것이다. 이는 전송된 신호를 검출하는 것을 어렵게 하며, 신호 대 잡음 비에 영향을 미치고 전체 시스템의 동작 범위를 감소시킬 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 트랜시버에 사용되는 FSK 변조기(42)의 제1 실시예를 개략적으로 예시한다. 데이터 스트림이 컨트롤러(50)에 의해 전송 버퍼(41)(도 2)로부터 수신된다. 2개의 발진기(51 및 52)는 각자의 링 발진기(ring oscillator)(53 및 54)로 2개의 변조 주파수, f1 = 11.85 MHz 및 f2 = 12.15 MHz를 전달한다. 링 발진기(53, 54)는 일보다 큰 이득을 갖는 단일 반전 증폭기의 효과를 제공하도록 홀수의 인버터로 구성될 수 있다. 단일 지연 요소를 갖기보다, 각각의 인버터는 인버터의 링 주변에 신호의 지연에 기여한다. 발진기 주기는 인버터 스테이지의 개별 게이트 지연의 합의 2배이다. 링 발진기에서의 모든 인버터의 출력은, 입력이 변한 다음의 한정된 시간 후에 변한다.
탭에 개별 인버터 출력을 제공함으로써, 컨트롤러(50)는 적절한 시간 지연 및 그에 의한 적절한 위상 시프트를 도입하기 위한 적절한 인버터 출력 탭을 선택할 수 있다. 이로써, 2개의 발진기(51 및 52)로부터의 출력은 공진 회로(44)의 위상 왜곡을 보상하기 위해 적절한 위상 시프트에 의해 보상될 수 있다. 컨트롤러(50)는, 2개의 발진기(51 및 52)로부터의 적절한 보상된 톤 신호가 공진 회로(44)로 위상 보상된 BFSK 신호로서 전달됨을 보장하기 위해, 스위치(55)를 더 제어한다.
위상을 시프트함으로써, FSK 변조기(42)는 상기 언급한 2개의 원치 않는 영향에 마주치지 않고 공진 회로(44)를 통해 보내진 비트레이트를 두 배가 되게 할 수 있을 것이다.
표준 FSK 신호에 대하여, 변조된 파형이 2개의 이산 주파수(톤), f1 및 f2에서 2개의 정현파 사이에 순간적으로 전환할 때에 위상은 연속적으로 변하고, BFSK 시스템의 경우, 위상이 일 심볼(Tb 초) 동안 +/-π, 로직 심볼 "1"에 대해 -π 및 로직 심볼 "0"에 대해 +π만큼 변한다는 것이 알려져 있다.
따라서 BFSK 변조에 대하여 위상 트렐리스(phase trellis)를 그릴 수 있으며, 도 6에서 위상 트렐리스는 시간의 함수로서 데이터 시퀀스 "1-0-0-1-0-0"에 대하여 도시되어 있다. 얇은 실선은 공진 회로(44)의 왜곡 영향 없이 이상적인 시스템에 대한 위상 트렐리스를 나타낸다. 굵은 실선은 공진 회로(44)의 왜곡 영향을 보상하는 보상 시스템에 대한 보상된 위상 트렐리스를 나타낸다. 대략 +/-45도 위상 왜곡을 보상하기 위하여, 도입된 위상 시프트는 실질적으로 총 위상 왜곡을 감소시켜야 하고, 이를 0도에 가깝게 또는 공진 회로가 비트 레이트를 매칭한 것처럼 적어도 +/- 25도 내에 가져가야 한다. 제1 실시예에서, 위상 시프트는 "1"에서 "0"으로 전환할 때 대략 -90도이고, "0"에서 "1"로 전환할 때 +90도이다. 다르게 말하자면, 보상된 FSK 신호는 보상된 신호를 "0"의 경우 이상적 신호에 45도 앞서 그리고 "1"의 경우에는 45도 뒤로 가져간 위상을 가질 것이다.
위상 시프트가 발진기(51 및 52)로부터의 톤 신호에 어떻게 적용되는지에 주목하며, 그리하여 위상 시프트는 공진 회로(44)의 주파수 종속적인 위상 시프트에 대응하고, 공진 회로(44)의 이상적이지 않은 특성을 보상할 것이다. 주파수를 전환할 때 적용된 위상 시프트가 변함에 따라, 이는 위상 불연속성을 초래할 것이다.
도 7은 보상 후의 전송된 신호를 도시하고, 주파수가 실질적으로 순간적으로 변함을 알 수 있으며, 이는 수신기가 전송된 "1"과 "0" 사이를 구분하는 것을 더 쉽게 한다. 이에 더하여, 정현파 신호의 신호 진폭은 또한 일정하게 남을 것이며, 이는 송신기를 손상시키지 않고서 전송 전력을 증가시키는 것이 가능할 것임을 의미한다.
도 9에 관련하여, FSK 변조기(42)로부터의 FSK 변조된 신호가, 변조된 "1"로부터 변조된 "0"으로의 전이에 대하여 도시되어 있다. 이상적 신호가 점선으로 도시되어 있고, 보상된 신호가 굵게 도시되어 있다. 주파수가 f1로부터 f2로 변하는 t=3.3 ㎲ 주변에서 줌인되어 있다.
점선 그래프는 위상 왜곡 없는 이상적인 FSK 신호를 예시한다. 굵은 선 그래프는 위상 보상된 신호를 도시한다. t=3.3 ㎲ 전에, 주파수 f1은 11.85 MHz이고, 위상은 공진 회로 위상 시프트를 보상하도록 45도 지연된다. t=3.3 ㎲ 후에, 주파수는 f2=12.15 MHz로 변하였고, 컨트롤러(50)는 위상이 이상적 신호에 비해 45도 앞서 시프트하도록 강행하였으며, 이는 t=3.3 ㎲에서 90도의 순간 위상 시프트에 대응한다.
테스트 및 시뮬레이션에서는, 수신기에서의 신호 대 잡음 비(SNR; signal to noise ratio)가, 공진 주파수 fR = 12.00 MHz 및 편이 주파수 △f = 150 kHz에 대하여, 초당 300 kbit의 비트레이트, Q=40인 시스템에 대하여 약 3 dB 개선되었음을 보여주었다. 이는 대략 10% 범위의 개선에 대응한다.
도 8을 참조하면, FSK 변조기(48)의 제2 실시예가 본 발명에 따른 트랜시버에 사용된다. 변조될 데이터 스트림은 컨트롤러(50)에 의해 전송 버퍼(41)(도 2)로부터 수신된다. 4개의 발진기(51, 52, 57 및 58)는 2 세트의 변조 주파수 f1-f4를 전달한다. 제1 세트의 변조 주파수, f1 = 11.85 MHz 및 f2 = 12.15 MHz는 각자의 링 발진기(53 및 54)에 전달되며, 도 5에 도시된 제1 실시예에 관련하여 설명한 바와 같이 스위치(55)에 공급된 톤 신호를 위상 시프트한다. 제2 세트의 변조 주파수, f3 = 11.925 MHz 및 f4 = 12.075 MHz는 스위치(55)에 직접 전달된다.
제2 실시예에 따르면, 컨트롤러(50)는 - 각각 변이 주파수 △f = 75 kHz 및 △f = 150 kHz로 - 2개의 비트레이트로 데이터를 처리할 수 있을 것이다. 최대 비트레이트가 초당 150 kbit보다 작은 한, 컨트롤러는 좁은 편이 주파수를 갖는 발진기(57 및 58)를 채용하여 데이터 신호를 변조할 것이고, 변조된 신호는 위상 보상되지 않아도 된다. 더 높은 비트레이트 수요의 경우, 컨트롤러는 데이터 헤더로부터 그 수요를 검출하고, 넓은 편이 주파수를 갖는 발진기(51 및 52)를 채용함으로써 데이터 신호를 변조한다. 2개의 발진기(51 및 52)로부터의 출력은 공진 회로(44)의 위상 왜곡을 보상하기 위하여 위상 시프트된다.
상기에서 본 발명은 이진 FSK 시스템에 관련하여 기재되었지만, M-ary FSK 시스템에도 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 보청기 시스템에 사용하기 위한 주파수-시프트-키잉(FSK; frequency-shift-keying) 트랜시버(12, 22, 32)에 있어서, 상기 FSK 트랜시버(12, 22, 32)는 트랜시버 인덕턴스(L1)를 포함하는 공진 회로(44)를 가지며, 상기 공진 회로(44)는, 공진 주파수(FR), 및 이득과 위상이 주파수 종속적인(frequency dependent) 전달 함수를 갖고,
    상기 FSK 트랜시버(12, 22, 32)는,
    데이터 스트림을 수신하고, 이에 응답하여 무선 전송을 위해 FSK 변조된 신호를 상기 공진 회로(44)로 출력하는 FSK 변조기(42)를 포함하고,
    상기 FSK 트랜시버(12, 22, 32)는 또한,
    상기 FSK 변조기(42)에 의해 수신된 데이터 스트림을 모니터링하는 컨트롤러(50); 및
    상기 주파수 종속적인 공진 회로(44)에 의해 도입되는 위상 왜곡(phase distortion)을 등화(equalizing)하기 위해 주파수를 변경할 때 상기 FSK 변조된 신호에 위상 보정을 적용하도록 상기 컨트롤러(50)에 의해 제어되는 위상 등화기 유닛
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것인, 보청기 시스템용 FSK 트랜시버(12, 22, 32).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 위상 등화기 유닛은 복수의 출력 탭들을 갖는 링 발진기(ring oscillator) (53, 54)를 포함하고, 상기 컨트롤러(50)는 등화를 제공하는 출력 탭을 선택하도록 구성되는 것인, 보청기 시스템용 FSK 트랜시버(12, 22, 32).
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 위상 등화기 유닛은, 상기 데이터 스트림이 값을 변경할 때, 위상 보정 업데이트를 적용하는 것인, 보청기 시스템용 FSK 트랜시버(12, 22, 32).
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러(50)는, 상기 데이터 스트림의 데이터 레이트를 모니터링하고, 상기 데이터 스트림의 데이터 레이트에 따라 FSK 변조기(42)에 대한 주파수 편이(deviation)를 선택하도록 구성되는 것인, 보청기 시스템용 FSK 트랜시버(12, 22, 32).
  5. 청구항 4에 있어서, 제1 및 제2 데이터 레이트의 데이터 스트림들을 처리하도록 구성되며, 상기 제2 데이터 레이트는 상기 제1 데이터 레이트의 두 배만큼 높으며, 상기 FSK 변조기(42)에 대한 주파수 편이는 상기 제2 데이터 레이트의 경우, 상기 제1 데이터 레이트의 경우의 두 배만큼 높은 것인, 보청기 시스템용 FSK 트랜시버(12, 22, 32).
  6. 트랜시버 인덕턴스(L1)를 포함하는 공진 회로(44)를 갖는 주파수-시프트-키잉(FSK) 트랜시버(12, 22, 32)를 구비한 보청기에 있어서, 상기 공진 회로(44)는, 공진 주파수(FR), 및 이득과 위상이 주파수 종속적인 전달 함수를 갖고, 상기 FSK 트랜시버(12, 22, 32)는,
    데이터 스트림을 수신하고, 이에 응답하여 무선 전송을 위해 FSK 변조된 신호를 상기 공진 회로(44)로 출력하는 FSK 변조기(42)를 포함하고,
    상기 FSK 트랜시버 (12, 22, 32)는 또한,
    상기 FSK 변조기(42)에 의해 수신된 데이터 스트림을 모니터링하는 컨트롤러(50); 및
    상기 주파수 종속적인 공진 회로(44)에 의해 도입되는 위상 왜곡을 등화하기 위해 주파수를 변경할 때 상기 FSK 변조된 신호에 위상 보정을 적용하도록 상기 컨트롤러(50)에 의해 제어되는 위상 등화기 유닛
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것인, 보청기.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 위상 등화기 유닛은 복수의 출력 탭들을 갖는 링 발진기(53, 54)를 포함하고, 상기 컨트롤러(50)는 등화를 제공하는 출력 탭을 선택하도록 구성되는 것인, 보청기.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 위상 등화기 유닛은, 상기 데이터 스트림이 값을 변경할 때, 위상 보정 업데이트를 적용하는 것인, 보청기.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 컨트롤러(50)는, 상기 데이터 스트림의 데이터 레이트를 모니터링하고, 상기 데이터 스트림의 데이터 레이트에 따라 FSK 변조기(42)에 대한 주파수 편이를 선택하도록 구성되는 것인, 보청기.
  10. 청구항 9에 있어서, 제1 및 제2 데이터 레이트의 데이터 스트림들을 처리하도록 구성되며, 상기 제2 데이터 레이트는 상기 제1 데이터 레이트의 두 배만큼 높으며, 상기 FSK 변조기(42)에 대한 주파수 편이는 상기 제2 데이터 레이트의 경우, 상기 제1 데이터 레이트의 경우의 두 배만큼 높은 것인, 보청기.
  11. 트랜시버 인덕턴스(L1)를 포함하는 공진 회로를 갖는 주파수-시프트-키잉(FSK) 트랜시버를 동작시키는 방법에 있어서, 상기 공진 회로는, 공진 주파수(FR), 및 이득과 위상이 주파수 종속적인 전달 함수를 갖고, 상기 방법은,
    FSK 변조기에 데이터 스트림을 적용하는 단계로서, 상기 FSK 변조기는 이에 응답하여 무선 전송을 위해 FSK 변조된 신호를 상기 공진 회로로 출력하는 것인, 데이트 스트림 적용 단계를 포함하고,
    후속 데이터 값을 검출하기 위해 상기 FSK 변조기에 적용된 데이터 스트림을 모니터링하는 단계; 및
    상기 주파수 종속적인 공진 회로에 의해 도입되는 위상 왜곡을 등화하기 위해 주파수를 변경할 때 상기 FSK 변조된 신호에 미리 결정된 위상 시프트를 적용하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것인, FSK 트랜시버를 동작시키는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 FSK 변조기는 복수의 출력 탭들을 갖는 링 발진기를 포함하는 신호 소스를 포함하고, 상기 방법은 위상 보상을 제공하기 위한 링 발진기의 출력 탭을 선택하는 단계를 포함하는, FSK 트랜시버를 동작시키는 방법.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 방법은, 상기 데이터 스트림이 값을 변경할 때, 위상 보정 업데이트를 적용하는 단계를 포함하는, FSK 트랜시버를 동작시키는 방법.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 방법은,
    상기 데이터 스트림의 데이터 레이트를 모니터링하는 단계; 및
    상기 데이터 스트림의 데이터 레이트에 따라 FSK 변조기에 대한 주파수 편이를 선택하는 단계를 포함하는, FSK 트랜시버를 동작시키는 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 방법은, 제1 및 제2 데이터 레이트의 데이터 스트림들을 처리하는 단계를 포함하며, 상기 제2 데이터 레이트는 상기 제1 데이터 레이트의 두 배만큼 높으며, 상기 FSK 변조기에 대한 주파수 편이는 상기 제2 데이터 레이트의 경우, 상기 제1 데이터 레이트의 경우의 두 배만큼 높고, 상기 위상 왜곡을 등화하기 위해 상기 FSK 변조된 신호에 미리 결정된 위상 시프트를 적용하는 단계는, 상기 제2 데이터 레이트에 대해서만 도입되는 것인, FSK 트랜시버를 동작시키는 방법.
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