KR20010012637A - 통신 시스템에서 메시지 충돌을 검출하고 방지하는 방법및 장치 - Google Patents

통신 시스템에서 메시지 충돌을 검출하고 방지하는 방법및 장치 Download PDF

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Abstract

통신 채널(18, 20)에서의 부가적 지연이 메시지와 응답 사이에 충돌을 야기할 수 있는 반이중 통신 시스템에 있어서, 메시지 충돌을 방지하고 검출하는데 충돌 검출기(40a, 40b)가 사용된다. 충돌 검출기는 현재 메시지를 수신하는 동안에 통신 장치로부터 응답이 전송될 수 있는지를 결정(204)한다. 어떤 응답도 예상되지 않으면, 충돌 검출기는 트레인 모드로 설정(214)된다. 응답이 가능하면, 충돌 검출기는 모니터 모드로 설정(206)된다. 모니터 모드에서, 충돌 검출기는 통신 채널을 모니터하고 메시지 전송 중에 메시지 충돌이 발생하였는지를 결정(210)한다. 메시지 충돌의 검출은 통신 채널에 방해가 없어졌다고 결정된(202) 후, 메시지의 재전송 또는 어쩌면 새로운 메시지의 전송을 야기한다.

Description

통신 시스템에서 메시지 충돌을 검출하고 방지하는 방법 및 장치 {A METHOD OF AND APPARATUS FOR DETECTING AND PREVENTING MESSAGE COLLISIONS IN A COMMUNICATION SYSTEM}
반이중 통신 시스템에서는 복수의 통신 장치들이 하나의 통신 채널에 연결된다. 두 팩스기가 하나의 전화선을 통해 메시지를 보내는 팩스 통신 시스템도 그런 시스템의 하나이다. 팩스기들과 같은 반이중 장치들은 임의의 특정한 순간에 메시지를 단지 전송하거나 또는 수신할 수만 있다. 이들 장치들은 데이터를 동시에 전송 및 수신할 수 없다. 두 장치가 서로 동시에 신호를 전송하고 어느 장치도 수신하지 않으면, 서로 상대방의 메시지를 수신하지 못할 것이다. 이를 메시지 충돌이라 한다.
대부분의 반이중 통신 시스템은 통신 품질 개선을 위해 메시지 충돌을 최소화하도록 설계된다. 이 시스템들은 메시지 충돌을 피하기 위해 여러 가지 방안을 사용한다. 이 방안 중의 일부는 일정 품질 이상의 통신 채널을 필요로 한다. 통신 채널이 열화되면, 메시지 충돌 가능성도 증가될 수 있다. 다른 방법은 메시지 충돌을 방지하기 위해 특별한 타이밍과 동기화를 이용한다. 이러한 시스템들의 경우, 통신 채널에서의 지연 증가가 시스템에 고장을 야기할 수도 있다.
팩스 통신 시스템은 메시지 충돌을 위해 서로 통신하는 두 팩스기들 사이의 타이밍과 동기화에 의존하는 반이중 통신 시스템의 일 예이다. 팩스기들은 기지의(known) 채널 품질과 지연 특성을 가진 표준 공중교환전화망(PSTN)을 통해 서로 통신한다. 디지털 통신 시스템이나 위성 링크와 같은 비표준 PSTN 채널이 두 팩스기 사이에 삽입되면, 전송 지연의 증가는 메시지 충돌로 인한 팩스 상호작용의 고장을 야기할 수 있다.
디지털 통신 시스템이나 위성 링크는 반이중 통신 시스템과 연결되어 커버리지 영역을 확장시키고 통신 장치에서의 이동성을 증가시키며, 서로 다른 통신 장치들 사이의 상호연결성을 증가시킨다. 팩스 통신 시스템과 함께 사용될 수 있는 예시적 디지털 통신 시스템으로는 셀룰러 또는 PCS 대역에서 동작하는 무선 CDMA 시스템 또는 GLOBALSTAR 위성 통신 시스템이 있다. 이들 디지털 통신 시스템은 대량의 디지털 신호 처리와 전송 지연에 기인하는 고유의 처리 지연을 가진다. 이들 디지털 통신 시스템은 또한 여러 통신 장치들로부터의 신호들을 공통 전송 신호로 연결 또는 멀티플렉스하기 위해 중앙 기지국 방식을 이용한다. 그 결과 전체 지연이 허용 불가할 정도로 길어지거나 예측 불가능하게 될 수 있다.
본 명세서 전체를 통해, 문장 구조는 본 발명의 설명을 명확하게 하도록 유지될 것이다. 두 장치 사이의 통신을 설명함에 있어서, '메시지'라는 용어는 소스 장치로부터 목적 장치로의 통신을 가리킨다. 이 '메시지'는 소스 장치에 의해 재전송될 수도 있고 아닐 수도 있다. '응답'이라는 용어는 이전에 전송된 '메시지'의 결과로서 목적 장치로부터 소스 장치로의 통신을 가리키는데 사용된다.
메시지 충돌을 방지하기 위해 타이밍과 동기화 방안을 이용하는 반이중 통신 시스템에 있어서, 동일 채널 상에서 목적 장치와 통신하고자 하는 소스 장치는 메시지를 보내고 목적 장치로부터 응답을 기다림으로써 통신을 개시한다. 소정 길이의 시간이 지난 후, 아무런 응답도 수신되지 않으면, 소스 장치는 메시지를 재전송한다. 이러한 과정은 소정의 회수만큼 또는 응답이 수신될 때까지 반복된다.
표준 그룹 3 팩스 통신 시스템에서, 팩스기들 사이의 타이밍과 동기화는 "ITU-T 권고안 T.30 : 일반교환전화망에서의 문선 팩시밀리 전송을 위한 절차"(이하 T.30 팩스 프로토콜이라 함)에 기재된 사항을 따른다. T.30 팩스 프로토콜은 순방향 메시지 데이터의 전송을 위해 여러 변조 기술을 이용한다. 특히, "CCITT 권고안 V.21 : 일반교환전화망(GSTN)에서의 사용을 위한 300bps 이중 모뎀 표준"에 기재된 변조 기술을 이용하여 팩스기들 사이의 파라메터 교섭(negotiation)과 신호변경(handshaking)이 수행된다. 신호변경은 팩스기들 사이에 적절한 통신 모드를 수립한다.
T.30 팩스 시스템에서, 호출(call) 팩스기는 피호출(called) 팩스기를 다이얼하고 호출톤(CNG)을4 보냄에 의해 호출을 개시한다. 피호출 팩스기는 들어오는 호출을 검출하고 피호출국 식별톤(called station identification tone)을 호출 팩스기로 보낸다. 다음, 피호출 팩스기는 그 디지털 식별 신호(DIS)를 호출 팩스기로 보내어 호출 팩스기에 자신의 용량을 알려준다. 호출 팩스기는 DIS 신호를 검출하면 피호출 팩스기에 디지털 명령 신호(DCS)를 보내어 자신이 사용하고자 하는 용량을 알려준다.
상기 설명된 개시 신호 외에 다른 메시지도 호출 동안 팩스기들 사이에서 이루어진다. 예를 들어, 트레이닝(training) 신호, 정보 메시지, 종료 메시지도 전형적인 팩스 호출의 일부이다.
호출 팩스기와 피호출 팩스기는 호출 동안 서로 메시지를 보낸다. 메시지는 팩스 호출의 여러 단계에서 호출 팩스기로부터 또는 피호출 팩스기로부터 보내어진다. 호출 및 피호출 팩스기가 모두 메시지를 개시할 수 있으므로, 이하의 설명에서는 호출 또는 피호출 팩스기로 언급하지 않고, 목적 팩스기로 메시지를 개시하는 소스 팩스기와 소스 팩스기로 응답을 보내는 목적 팩스기의 관점에서 통신을 설명하기로 한다. 이들 메시지에 대해 아무런 응답도 수신되지 않으면, 소스 팩스기의 메시지의 일부는 반드시 반복되어야 한다.
T.30 팩스 프로토콜은 팩스기들 사이에 호출을 개시할 때 이루어져야 하는 절차를 명시하고 있다. 예를 들어, CNG, CED, DIS, DCS 메시지의 시퀀스와 포맷이 구체적으로 정의되어 있다. T.30 팩스 프로토콜은 또한 어떤 응답도 없을 때 반복되어야하는 메시지들도 정의하고 있다. 따라서, 메시지 포맷을 체크하고 신호 시퀀스(signaling sequence)에 대한 선험적 지식(apriori knowledge)을 가지면, 어떤 메시지가 반복될 것인가를 결정할 수 있다. T.30 팩스 프로토콜에 따르면, 메시지와 메시지가 수신된 팩스 호출에서의 상태를 분석함에 의해 반복되는 메시지가 결정될 수 있다.
불량한 채널 조건도 수용하기 위해, T.30 팩스 프로토콜은 팩스기들 사이의 일정한 대답 없는 메시지들이 반복될 것을 요한다. 소스 팩스기가 그런 메시지를 목적 팩스기에 보내면, 소스 팩스기는 소정의 시간 기간 내에 목적 팩스기로부터 응답을 기대하게 된다. 소정의 시간이 지난 후에도 아무런 응답이 수신되지 않으면, T.30 팩스 프로토콜은 소스 팩스기가 그 메시지를 재전송할 것을 요한다. 재전송은 목적 팩스기로부터의 응답이 수신되거나 과도한 회수의 시도가 이루어질 때까지 계속된다.
아무 응답도 검출되지 않으면, DIS와 팩스기들 사이의 소정의 메시지들이 소정 반복 간격으로 반복된다. T.30 팩스 프로토콜은 재전송이 허용되는 최소 반복 간격을 정의하고 있다. 예를 들어, T.30 팩스 프로토콜은 자동 모드에서 동작하는 팩스기에 대한 반복 간격을 3.0초±0.45초로 규정하고 있다. 이는 T.30 팩스 프로토콜에 따르는 팩스기는 이전 메시지와 2.55초 내에 메시지를 재전송하지 않아야 한다는 것을 의미한다. 따라서, 그런 팩스기가 최소 반복 간격인 2.55초 내에 응답을 수신하면 충돌이 발생하지 않게 된다.
이 T.30 팩스 타이밍 방안에서는, 통신 채널에서의 오랜 전송 지연이 메시지 충돌을 일으킬 수 있다. 일 예를 들면, 소스 팩스기가 목적 팩스기로 메시지를 전송하는데, 전송 지연으로 인해, 목적 팩스기로부터의 응답이 소스 팩스기에 이르기까지 걸리는 시간이 반복 주기보다 더 크다. 소스 팩스기는 시간 내에 응답을 받지 못하였으므로 메시지를 재전송한다. 목적 팩스기로부터의 응답이 소스 팩스기가 메시지를 재전송하는 시간과 동시에 도착하면, 메시지 충돌이 발생하고 그 응답은 소스 팩스기에 의해 수신되지 않는다.
표준 PSTN 통신 시스템을 이용하는 예시적 팩스 통신 시스템에서, 통신 채널은 통상 RJ-11 인터페이스이다. RJ-11 인터페이스는 당업계에 공지되어 있으며, 서로 다른 신호를 운반하기 위한 한 쌍의 와이어로 이루어져 있다. 서로 다른 신호의 이용은 단일(single-ended) 신호에 비해 우수한 잡음 면역성으로 인해 성능을 개선시킨다. RJ-11 인터페이스는 동일한 와이어 쌍 상의 팩스기들 사이의 모든 통신을 운반한다.
역시 당업계에 공지된 혼성 회로(hybrid circuit)인 2대4(2-to-4) 와이어 컨버터는 RJ-11 인터페이스 상의 메시지들과 응답들을 분리(decouple)하는데 사용된다. 2대4 와이어 컨버터는 1차 측의 서로 다른 한 쌍의 와이어와 2차 측의 서로 다른 두 쌍의 와이어로 구성된다. 1차 측의 서로 다른 와이어 쌍은 RJ-11 인터페이스에 연결되고, RJ-11 인터페이스 차례로 목적 팩스에 연결된다. 2차 측의 두 서로 다른 와이어 쌍은 순방향 채널과 역방향 채널에 연결된다. 순방향 채널은 소스 장치로부터 2대4 와이어 컨버터를 통해 목적 팩스기로 메시지를 운반한다. 마찬가지로, 목적 팩스기로부터의 응답들도 2대4 와이어 컨버터를 통해 역방향 채널에 연결된다. 이상적으로는, 순방향 채널에는 메시지들만이 나타나야 하고, 역방향 채널에는 응답들만이 나타나야 한다. 2대4 와이어 컨버터 구현의 불완전성으로 인해, 약간의 왜곡된 메시지들이 역방향 채널 상에 나타날 수 있으며, 그 역으로도 마찬가지이다. 충돌 방지/검출 회로는 2대4 와이어 컨버터에서의 이러한 공지된 불완전성 하에서 동작할 수 있어야 한다.
예측 불가능한 오랜 지연의 해결 불가능성은 비표준 PSTN 통신 채널 상의 그룹 3 팩스기들 사이의 통신을 신뢰할 수 없도록 만든다. 채널 지연의 양과 방해 신호 소스에 관계없이 메시지 충돌을 검출하기 위한 방법이 필요하다.
본 발명은 데이터 통신에 관한 것이다. 더 상세히 말하면, 본 발명은 반이중(half-duplex) 통신 시스템에서 메시지 충돌을 검출 및 방지하는 새롭고 개선된 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적, 구성, 효과는 첨부 도면을 참조한 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 종래 기술의 표준 반이중 PSTN 통신 시스템의 블록도.
도 2는 디지털 통신 시스템을 포함하는 반이중 PSTN 통신 시스템의 블록도.
도 3은 에코 소거기를 기반으로 하는 충돌 방지/검출 회로의 블록도.
도 4는 예시적 에코 소거기 회로의 블록도.
도 5는 에코 소거기를 기반으로 하는 본 발명의 충돌 검출 방법의 순서도.
도 6은 파라메터를 이용한 충돌 방지/검출 회로의 블록도.
도 7은 예시적인 파라메터를 이용한 신호 검출기 회로의 블록도.
도 8은 본 발명의 파라메터를 이용한 충돌 검출 방법의 순서도.
본 발명의 목적은 반이중 통신 시스템에서의 메시지 충돌을 검출하는 것이다.
본 발명은 반이중 통신 시스템에서 메시지 충돌을 방지 및 검출하는 장치를 제공하는데, 상기 장치는 통신 장치로 메시지를 보내는 제어기 수단; 상기 제어기 수단과 상기 통신 장치에 연결되어 있으며, 상기 제어기 수단으로부터 상기 메시지를 수신하고 상기 통신 장치로부터 신호를 수신하고 상기 메시지와 상기 신호에 근거하여 에러 신호를 상기 제어기 수단으로 제공하는 에코 소거기(echo canceller) 수단; 그리고 상기 에코 소거기 수단으로부터 상기 에러 신호를 수신하고 상기 에코 소거기 수단으로부터의 상기 에러 신호에 의존하는 상태 신호를 상기 제어기 수단으로 보내는 신호 검출기 수단을 포함한다.
본 발명은 반이중 통신 시스템에서 메시지 충돌을 검출하는 장치를 제공하는데, 상기 장치는 통신 장치로 메시지를 보내는 제어기; 그리고 상기 제어기와 상기 통신 장치에 연결되어 있으며, 상기 통신 장치로부터의 신호를 수신하고 상기 신호에 근거한 상태 신호를 상기 제어기로 제공하는 신호 파라메터 평가기(estimator)를 포함한다.
본 발명은 반이중 통신 시스템에서 메시지 충돌을 검출하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 통신 장치로 메시지를 보내는 단계; 상기 통신 장치로부터 신호를 수신하는 단계; 상기 메시지와 상기 신호에 근거하여 에러 신호를 생성하는 단계; 그리고 상기 에러 신호에 근거하여 메시지 충돌 여부를 나타내는 상태 신호를 보내는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 반이중 통신 시스템에서 메시지 충돌을 검출하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 통신 장치로 메시지를 보내는 단계; 상기 통신 장치로부터 신호를 수신하는 단계; 상기 신호의 에너지 레벨을 측정하고 에너지 측정치를 제공하는 단계; 그리고 상기 에너지 측정치에 근거하여 메시지 충돌 여부를 나타내는 상태 신호를 보내는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 반이중 통신 시스템에서 메시지 충돌을 방지 및 검출하는 회로를 제공하는데, 상기 회로는 통신 장치로 메시지를 보내는 제어기; 상기 제어기와 상기 통신 장치에 연결되어 있으며, 상기 제어기로부터 상기 메시지를 수신하고 상기 통신 장치로부터 신호를 수신하고 상기 메시지와 상기 신호에 근거하여 에러 신호를 상기 제어기로 제공하는 에코 소거기; 그리고 상기 에코 소거기로부터의 상기 에러 신호를 수신하고 상기 에코 소거기로부터의 상기 에러 신호에 의존하는 상태 신호를 상기 제어기로 보내는 신호 검출기를 포함한다.
본 발명은 또한 신호 충돌을 방지하기 위해 송수신 장치와 함께 사용되는 충돌 검출기를 제공하는데, 상기 충돌 검출기는 상기 송수신 장치와 신호 전송을 위한 전송 채널 사이에 연결가능하며, 상기 송수신 장치가 신호 수신 중에 수신확인 신호(acknowledging signal)를 전송할 수 있는지를 결정하고 충돌에 대비하여 상기 전송 채널을 모니터하며 충돌이 검출되는 경우 신호의 재전송을 야기하도록 배치된다.
본 발명을 실행할 때, 2대4 와이어 컨버터가 충돌 검출기와 통신 장치 사이에 삽입될 수 있다. 순방향 채널 상의 메시지는 2대4 와이어 컨버터를 통해 통신 장치로 루트될(routed) 수 있다. 통신 장치로부터의 응답은 2대4 와이어 컨버터를 통해 역방향 채널로 루트될 수 있다. 2대4 와이어 컨버터의 불완전성으로 인해, 순방향 채널 상의 메시지의 일부가 역방향 채널 상에도 나타나게 된다.
검출기는 트레이닝 기간과 메시지 전송기간에도 동작할 수 있다. 트레이닝 기간 동안, 메시지는 순방향 채널 상으로 통신 장치로 전송된다. 2대4 와이어 컨버터의 불완전성으로 인해, 메시지의 일부가 역방향 채널에도 에코로서 나타나게 된다. 메시지는 또한 적응성 필터(adaptive filter)를 통과하여 에코의 평가치를 생성한다. 트레이닝 기간 동안, 에코 소거기는 에코와 에코 평가치 사이의 에러 신호를 모니터하고 에러 신호를 최소화하도록 그 필터의 주파수 응답을 조정한다. 메시지 전송기간 동안, 적응성 필터는 고정되며 에코 소거기는 에러 신호를 측정한다. 메시지의 전송 동안 역방향 채널 상에 응답이 나타나면, 충돌 검출기는 메시지 충돌이 발생하였음을 선언하고 충돌을 나타내는 상태 신호를 출력한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 반이중 통신 시스템에서의 메시지 충돌이 단일 파라메터 평가기를 사용하여 검출된다. 트레이닝 기간 동안, 신호 파라메터 평가기는 역방향 채널 상의 에코의 스펙트럼 에너지를 측정한다. 다음, 신호 파라메터 평가기는 측정된 에코 에너지에 근거하여 임계 값 세트를 생성한다. 메시지 전송기간 동안, 신호 파라메터 평가기는 역방향 채널 상의 신호의 측정된 스펙트럼 에너지를 비교하고 측정된 값들을 임계 값 세트와 비교한다. 측정된 값들이 임계 범위밖에 있으면, 메시지 충돌이 선언되고 신호 파라메터 평가기는 그 상태를 나타내는 상태 신호를 출력한다.
본 발명의 상기한 그리고 다른 목적, 구성, 효과는 아래의 상세한 설명, 특허청구범위, 도면으로부터 더욱 명확해질 것이다.
공지의 반이중 통신 시스템의 예가 도 1에 도시되어 있다. 그런 시스템의 하나가 표준 팩스 통신 시스템이다. 이 팩스 통신 시스템에서, 팩스기A(2)는 공중교환전화망(PSTN)(6)을 통해 통신 채널(4, 8)로 팩스기B(10)와 통신한다. 팩스기A(2)는 통신 채널(4)을 통해 PSTN(6)과 연결된다. PSTN(6)은 통신 채널(8)을 통해 팩스기B(10)와 연결된다. PSTN(6)은 팩스기들 사이의 통신을 위해 통신 채널(4)을 통신 채널(8)로 연결시키는 스위치로서 작용한다. 통신 채널(4, 8)은 통상 표준 RJ-11 인터페이스이다. RJ-11 인터페이스와 PSTN(6)의 특성과 지연은 T.30 팩스 프로토콜에 잘 정의되고 설명되어 있다.
무선 통신 시스템을 이용한 통신 시스템이 도 2에 도시되어 있다. 이 통신 시스템에서, 무선 통신 시스템은 팩스기A(12)와 팩스기B(30) 사이에서 통신 채널들(14, 24)과 직렬로 연결되어 있다. 디지털 통신 시스템은 지상 무선 CDMA 시스템일 수도 있고 또는 GLOBALSTAR 시스템과 같은 위성 통신 시스템일 수도 있다. 팩스기A(12)는 통신 채널(14)을 통해 단일 가입자 시스템 전화(SSS phone)(16)와 통신한다. 바람직한 실시예에서는 통신 채널(14)이 RJ-11 인터페이스이다. SSS 전화(16)는 데이터를 복조하고 디지털 적으로 처리하여 결과 출력을 무선(over-the-air) 통신 채널(18)로 전송한다. 무선 통신 채널(18)은 위성 링크일 수도 있고 지상 무선 링크일 수도 있다. 기지국(22)은 무선 신호를 수신하여 그 신호를 처리 및 재변조하여 통신 채널(24)을 통해 데이터를 PSTN(26)으로 보낸다. 통신 채널(24)은 통상 표준 T1/E1 라인이나 다른 유사한 전송 매체이다. PSTN(26)은 통신 채널(28)을 통해 데이터를 팩스기B(30)로 루트한다.
SSS 전화(16)와 기지국(22)에서의 디지털 신호 처리는 팩스기A(12)와 팩스기B(30) 사이의 통신을 지연시킨다. 무선 통신 채널들(18, 20)을 통한 신호 전송도 전체 지연에 부가된다. 전체 지연은 소스 팩스기로부터의 메시지가 목적 팩스기에 늦게 수신되도록 한다. 마찬가지로, 목적 팩스기로부터의 응답은 소스 팩스기에 늦게 도착한다.
예시적 실시예에서, 팩스기A(12)와 팩스기B(30) 사이의 메시지 충돌을 검출하는데 반이중 통신 시스템 내에 있는 충돌 방지/검출 회로(40a, 40b)가 이용된다. 충돌 방지/검출 회로(40a)는 SSS 전화(16) 내에 있으며, 충돌 방지/검출 회로(40b)는 기지국(22) 내에 있다. 바람직한 실시예에서는, 하나의 충돌 방지/검출 회로(40)가 통신하는 두 팩스기 각각에 할당된다.
팩스기들 사이의 호출에 있어서, 하나의 팩스기가 어떤 메시지에 대해서는 소스 팩스기로 작용하고 다른 메시지에 대해서는 목적 팩스기로 작용한다. 본 발명의 설명에 있어서는 소스 팩스기에 상관없이 충돌 방지/검출 회로(40)와 목적 팩스기 사이의 통신을 설명하기만 하면 된다. 충돌 방지/검출 회로와 목적 팩스기로 설명을 제한함에 의해 본 발명의 범위를 제한하지 않고도 본 발명을 더 자세히 설명할 수 있게 된다.
Ⅰ. 제 1 실시예
제 1 실시예에서, 메시지 충돌 검출을 위해 에코 소거기를 기반으로 하는 충돌 검출기가 이용된다. 예시적인 에코 소거기 기반 충돌 검출기가 도 3에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 충돌 검출기(100)는 팩스기들 사이에 통신 채널과 직렬로 연결되어 있다. 충돌 검출기(100)는 SSS 전화(16) 및/또는 기지국(22) 내에 있으며(도 2 참조), 도 2에서는 충돌 방지/검출 회로(40)로 도시되어 있다. 바람직한 실시예에서는, 두 통신 팩스기들(12, 30)의 각각에 하나의 충돌 검출기(100)가 할당된다. 설명의 명확화를 위해, 이하의 설명은 도 2의 충돌 방지/검출 회로(40a)와 팩스기A(12) 사이의 팩스 통신에 초점을 맞춘다. 이들은 도 3에서는 충돌 검출기(100)와 팩스기(122)로 도시되어 있다. 충돌 방지/검출 회로(40b)와 팩스기B(30) 사이에도 동일한 상호작용이 일어난다.
도 3에서, 에코 소거기 기반 충돌 검출기(100)는 SSS 전화(16) 내에 위치한다. 충돌 검출기(100)는 SSS 전화(16)로부터 메시지를 수신하고 SSS 전화로 응답을 보낸다. 충돌 검출기(100)는 순방향 채널(132)과 역방향 채널(130)을 통해 연결기(120)에 연결된다. 연결기(120)는 2대4 와이어 컨버터일 수도 있고 또는 여기 설명된 기능을 수행할 수 있는 임의의 다른 혼성 연결기일 수도 있으며, 통상적으로는 SSS 전화(16)의 인터페이스에 연결된 어댑터(adapter)이다. 팩스기(122)는 RJ-11 인터페이스와 같은 통신 채널(134)을 통해 연결기(120)와 연결된다. 연결기(120)는 메시지를 순방향 채널(132) 상으로 팩스기(122)에 연결하고, 팩스기(122)로부터의 응답을 역방향 채널(130)로 연결한다.
충돌 검출기(100) 내에서, 제어기(104)가 팩스 펌프(112)에 연결된다. 제어기(104)는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(DSP), 또는 여기 설명되는 기능을 수행하도록 프로그램된 ASIC 으로 구현될 수 있다. 팩스 펌프(112)는 제어기(104)로부터의 디지털 데이터를 변조하고 변조된 신호를 메시지로서 순방향 채널(132)로 전송한다. 에코 소거기(110)는 제어기(104), 역방향 채널(130), 그리고 순방향 채널(132)과 연결되어 있다. 에코 소거기(110)는 제어기(104)로부터 에코 소거기(110)를 트레인 코드 또는 모니터 모드로 명령하는 제어 신호를 수신한다. 신호 검출기(106)는 에코 소거기(110)와 제어기(104) 사이에 삽입되어 있다. 신호 검출기(106)는 에코 소거기(110)로부터 에러 신호를 모니터하여 에코 소거기(110)로부터의 에러 신호에 근거하여 메시지 충돌의 여부를 나타내는 상태 신호를 제어기(104)로 출력한다.
제어기(104)가 팩스기(122)로 메시지를 전송할 필요가 있으면, 제어기(104)는 먼저 팩스기(122)에 연결된 통신 채널(134)에 방해가 없는가를 결정한다. 이 결정은 신호 검출기(106)로부터의 상태 신호에 근거하여 이루어진다. 통신 채널(134)에 방해가 있으면, 제어기(104)는 처리를 하기 전에 채널에 방해가 제거되기를 기다린다.
팩스기(122)로부터 보내지는 메시지의 종류와 T.30 팩스 프로토콜에 대한 선험적 지식에 근거하여, 제어기(104)는 메시지 수신의 결과로서 팩스기(122)로부터 응답이 올 것인가를 알고 있다. 팩스기(122)로부터 아무런 응답도 예상되지 않으면, 메시지 충돌 가능성을 거의 없으며 제어기(104)는 제어 신호를 에코 소거기(110)로 보내어 에코 소거기(110)가 트레인 모드로 들어가도록 명령한다. 다음, 제어기(104)는 메시지 데이터를 팩스 펌프(112)로 보낸다. 팩스 펌프(112)는 제어기(104)로부터 메시지 데이터를 수신하여 데이터를 변조하고 변조된 신호를 메시지로서 순방향 채널(132)로 전송한다. 메시지의 대부분은 연결기(120)를 통해 팩스기(122)에 연결된다. 연결기(120) 구현의 불완전성으로 인해, 메시지의 에코 y(t)가 역방향 채널(130) 상에 나타난다. 선형 시스템의 경우, 에코는 메시지의 작고, 시간 지연되고, 진폭 왜곡된 변형이다. 에코는 연결기(120) 내에서의 내부 연결의 결과 역방향 채널(130) 상에 나타난다. 이미 메시지 전송 전에 통신 채널(134)에 방해가 없음이 결정되었으므로, 에코는 역방향 채널(130) 상에만 존재하게 된다.
메시지 m(t)도 에코 소거기(110) 내에 있는 적응성 필터를 통해 통과된다. 에코 소거기의 설계와 구현예는 당업계에 공지되어 있다. 에코 소거기(110)의 예시적 실시예가 본 발명의 양수인에게 양수되고 본 명세서의 참조 문헌으로 된 USP 5,307,405 "NETWORK ECHO CANCELLER"에 개시되어 있다. 적응성 필터는 필터 출력이 역방향 채널(130)의 에코의 근사 평가치가 되도록 그 주파수 응답 특성 예를 들어, 주파수에 대한 진폭과 지연 응답을 조정한다. 적응성 필터는 적응성 절차(adaptive procedure)에 따라 필터의 주파수 응답을 조정함에 의해 에코와 에코 평가치 사이의 에러 r(t)을 최소화한다. 이 적응성 절차는 최소-평균-제곱(LMS) 알고리듬 또는 여기 설명된 임무에 적합한 임의의 다른 신호 평가 기술일 수 있다. 메시지 전송이 완료되면, 제어기(104)는 트레이닝 기간을 종료하고 적응성 필터의 주파수 응답이 고정된다. 다음 트레이닝 기간까지 적응성 필터의 주파수 응답에 어떠한 조정도 행해지지 않는다.
제어기(104)로부터 팩스기(122)로의 메시지 전송 동안, 제어기(104)는 에코 소거기(110)로 제어 신호를 보내어 에코 소거기(110)를 모니터 모드로 설정한다. 이 모드에서, 에코 소거기(110)는 메시지를 적응성 필터로 필터링함에 의해 역방향 채널 상의 에코를 평가한다. 에코 소거기(110)가 방금 트레인되었으므로, 적응성 필터(116) 출력에서의 평가치는 역방향 채널(130) 상의 에코의 매우 정확한 근사치이다. 그 결과, 에코 평가치와 에코 사이의 에러 신호 r(t)은 작은 신호가 된다. 신호 검출기(106)는 에러 신호와 소정의 임계치를 비교하여 에러 신호가 소정의 임계치 아래에 있으며 어떠한 메시지 충돌도 일어나지 않았다는 것을 나타내는 상태 신호를 제어기(104)로 출력한다.
과도한 전송 지연 또는 부정확한 동기화롤 인해, 팩스기(122)가 메시지의 전송 동안에 응답을 전송할 수 있다. 이 경우, 역방향 채널(130) 상의 신호는 메시지의 에코와 팩스기(122)로부터의 응답으로 구성되며, 이는 연결기(120)에 의해 역방향 채널에 연결되어 있다. 에코 소거기(110)는 단지 메시지의 에코를 평가할 수 있을 뿐이다. 따라서, 에코 평가치와 역방향 채널(130) 상의 신호 사이의 에러 신호 r(t)은 주로 팩스기(122)로부터의 응답으로 이루어지게 된다. 신호 검출기(106)는 에러 신호와 소정의 임계치를 비교한다. 팩스기(122)로부터의 응답의 존재로 인해 에러 신호가 소정의 임계치를 초과하면, 신호 검출기(106)는 통신 채널(134) 상에 큰 신호가 존재하며 메시지 충돌가능성이 크다는 것을 나타내는 상태 신호를 제어기(104)로 출력한다. 제어기(104)는 메시지 충돌 가능성이 크다는 것을 나타내는 상태 신호를 수신하면 메시지의 전송을 종료하고 상태 신호를 계속적으로 모니터하여, 통신 채널(134)에 방해가 없음이 결정된 이후에 메시지를 재전송한다.
메시지 충돌을 검출하기 위해 에코 소거기 기반 충돌 검출기를 이용함에 의해, 오랜 채널 지연 및/또는 열화되는 채널의 경우에 팩스기들 사이의 통신이 크게 개선된다.
도 4는 예시적인 에코 소거기의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 메시지 m(t)은 팩스 펌프(112)에 의해 연결기(120)를 통해 순방향 채널(132) 상으로 팩스기(122)로 전송된다. 연결기(120)는 메시지의 대부분을 순방향 채널(132)로부터 통신 채널(134)로 보낸다. 메시지는 또한 연결기(120) 내의 내부 연결로 인해 역방향 채널(130)로도 연결된다. 그 결과, 역방향 채널(130)에 에코가 도입된다.
에코 소거기(110)는 메시지에 근거하여 역방향 채널(130) 상의 에코를 평가한다. 에코의 평가치를 생성하기 위해 메시지에 필터(116)가 인가된다. 아날로그 필터, 비선형 필터, 또는 유한 임펄스 응답(FIR) 또는 무한 임펄스 응답(IIR) 필터와 같은 디지털 필터와 같이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현된 서로 다른 필터들도 필터링 작용을 수행할 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 포함된다. 예시적 실시예에서, 필터(116)는 FIR 필터이다. 합산기(108)는 역방향 채널(130)과 FIR 필터(116)에 연결된 입력을 가지는 차동 증폭기이다. 합산기(108)는 미분 증폭기나 다른 신호 결합 회로와 구현될 수도 있다. 합산기(108)는 역방향 채널(130) 상의 신호 y(t)와 FIR 필터(116)로부터의 에코의 평가치 y'(t) 사이의 차이에 해당하는 에러 신호를 출력한다.
FIR 필터(116)의 계수는 계수 갱신 회로(114)에 의해 제공된다. 계수 갱신 회로(114)는 합산기(108)로부터 에러 신호 r(t)을 수신하고 에러 신호 r(t)을 최소화시키는 FIR 필터(116)에 대한 필터 계수 세트를 계산한다. 계수 계산은 임의의 개수의 적응성 루틴들 중의 하나에 의해 수행될 수 있다. 바람직한 실시예에서는, 계수 계산이 당업계에 공지된 최소-평균-제곱(LMS) 알고리듬에 의해 수행된다. 계수 갱신 회로(114)는 또한 제어기(104)로부터 계수 갱신 회로(114)를 트레인 모드 또는 모니터 모드로 설정할 것을 명령하는 제어 신호를 수신한다. 트레이닝은 단지 메시지의 전송 중에, 제어기(104)가 응답과 같은 어떤 방해 신호도 통신 채널(134)(도 3 참조) 상에 존재하지 않는다고 결정하였을 경우에만 인에이블된다. 계수 갱신 회로(114)는 단지 트레이닝 기간 동안 필터 계수들을 갱신한다. 모니터 모드 동안, 계수 갱신 회로(114)는 디스에이블되며, FIR 필터(116)에 의해 이전에 계산된 필터 계수가 유지된다.
에코 평가의 정확도는 FIR 필터 구현에 의존한다. FIR 필터 구현에 더 많은 필터 탭들과 더 큰 수학적 정확도가 가해지면, 복잡성이 증가하는 대신 더 정확한 에코 평가가 이루어질 수 있다. 최소한, 에코는 결과적 에러 신호 r(t)이 항상 소정의 임계치 아래로 떨어지도록 충분히 소거되어야 한다.
소정의 임계치는 시스템을 고려하여 결정된다. 임계치는 팩스기(122)로부터의 모든 응답들을 검출할 수 있을 정도도 낮게 설정되어야 한다. 그러나, 임계치를 너무 낮게 설정하면 메시지 충돌을 잘못 지시할 수 있다. 바람직한 실시예에서는, 응답보다 낮더라도 팩스기(122)에 의한 부정확한 메시지 수신을 야기할 수는 있지만 메시지 충돌을 잘못 지시하지는 않는 레벨로 임계치가 설정된다.
바람직한 실시예에서는, 신호 검출기(106)가 에러 신호 r(t)에서 팩스 메시지의 존재를 검출하기 위해, 본 발명의 양수인에게 양도되고 본 명세서의 참조 문헌으로 되는 1997년 5월 16일자 출원된 미국특허출원 제 08/857,343 호 "METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING FACSIMILE TRANSMISSION"(이하 08/857,343 특허출원)에 개시된 기술을 이용한다. 이진 주파수 변이 키잉(BPSK) 변조된 신호를 이용하여 V.21 메시지가 전송되는데, 여기서 1650㎐는 이진수 "1"을 1850㎐는 이진수 "0"을 나타낸다. 08/857,343 특허출원에 개시된 바와 같이, 에러 신호 r(t)은 두 개의 노치 필터(notch filters)에 의해 필터링되는데, 하나는 1650㎐에 중심 주파수를 가지며 다른 하나는 1850㎐에 중심 주파수를 가진다. 노치 필터들로부터의 출력들은 소정의 간격으로 별개로 제곱되고 누적되어 에너지 값들이 얻어진다. 신호 검출기(106)는 예를 들어 에너지 값들과 공지의 에너지 시그너쳐(signature)를 비교함에 의해 현재 그리고 이전 에너지 값들을 분석한다. 에너지 값들이 예를 들어 08/857,343 특허출원에 표시된 것과 같은 소정의 범주를 따르면, 제어기(104)로 보내지는 상태 신호 상에 메시지 충돌이 표시된다.
다른 실시예에서는, 신호 검출기(106)가 에러 신호 r(t)을 소정의 임계치와 비교한다. 이 실시예에서는, 신호 검출기(106)가 비교기 또는 다른 신호 비교 회로와 함께 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 신호 검출기(106)는 에러 신호와 하나의 소정이 임계치를 비교한다. 에러 신호가 소정의 임계치를 초과하면, 제어기(104)로 보내지는 상태 신호 상에 메시지 충돌이 표시된다. 다른 실시예에서, 메시지 충돌을 나타내는데 여러 가지 확실성 정도를 가진 다수의 임계치들이 이용된다. 다수의 임계치의 각각을 초과하는 에러 신호는 서로 다른 충돌 가능성으로 볼 수 있다. 신호 검출기(106)의 상기한 그리고 다른 변형 예들도 본 발명의 범위에 속한다.
제 1 실시예의 에코 소거기 기반 충돌 검출기의 동작을 설명하는 순서도가 도 5에 도시되어 있다. 먼저, 단계(200)에서 충돌 검출기는 팩스기로 보낼 메시지를 가지고 있다. 단계(202)에서 충돌 검출기는 먼저 채널에 방해가 없는지를 결정하기 위해 팩스기에 연결된 통신 채널을 체크한다. 채널에 방해가 있으면, 충돌 검출기는 계속하여 채널을 모니터하고, 채널에 방해가 없어졌음이 결정된 후에만 절차를 진행한다.
단계(204)에서, 충돌 검출기는 팩스 펌프(112)가 메시지를 전송하는 동안 팩스기(122)로부터 응답을 수신할 수 있는지를 결정하기 위해 메시지를 분석한다. 충돌 검출기는 전송되는 메시지의 종류와 T.30 팩스 프로토콜에 대한 선험적 지식에 근거하여 상기 결정을 할 수 있다. 팩스기로부터 아무런 응답도 예상되지 않으면, 메시지 충돌 가능성이 최소이다. 다음, 단계(214)에서 메시지가 팩스 펌프에 의해 팩스기로 전송되는 동안 에코 소거기는 트레인 모드로 설정된다.
트레인 모드에서, 에코 소거기는 역방향 채널 상의 에코와 에코 평가치 사이의 차이를 최소화하려고 한다. 에코 평가치는 메시지를 적응성 필터로 필터링함에 의해 유도된다. 에코 소거기는 필터 특성을 조정함에 의해 평가치의 에러를 최소화하려고 한다. 트레인 모드는 메시지 전송이 완료될 때까지 계속된다. 단계(220)에서 전송이 완료되면, 충돌 검출기는 처리를 종료한다.
단계(204)에서, 충돌 검출기는 팩스 펌프(112)가 메시지를 전송하는 동안 팩스기(122)로부터 응답을 수신할 수 있는지를 결정한다. 단계(206)에서 에코 소거기는 모니터 모드로 설정된다. 다음, 단계(208)에서 충돌 검출기는 팩스 펌프가 메시지를 팩스기로 전송하도록 지시한다. 전송이 계속되는 동안, 충돌 검출기는 메시지 전송 동안 메시지 충돌을 계속적으로 체크하는 루프에 들어간다. 루프에서의 첫 단계는 단계(210)에서 통신 채널로부터의 방해 신호를 검출하기 위해 역방향 채널 상의 신호를 모니터링하는 단계이다. 방해 신호는 팩스기로부터의 응답일 수도 있다. 아무런 방해 신호도 검출되지 않으면, 단계(218)에서 충돌 검출기는 메시지의 전송이 완료되었는지를 결정한다. 전송이 완료되지 않았으면, 단계(216)에서 충돌 검출기는 계속하여 메시지를 전송하고 단계(210)로 복귀한다. 메시지가 완전히 전송되었음이 결정되면 절차는 단계(220)에서 종료된다.
충돌 검출기가 단계(210)에서 메시지 전송 동안 통신 채널 상의 방해 신호의 존재를 검출하면, 충돌 검출기는 단계(212)에서 전송을 종료할 것을 팩스 펌프에 명령한다. 다음, 단계(202)에서 충돌 검출기는 방해 신호가 없어졌다고 결정될 때까지 계속하여 통신 채널을 모니터한다. 채널에 방해가 없어지면, 충돌 검출기는 단계(204)에서 시작하여 메시지를 재전송한다.
다른 실시예에서, 도 3의 신호 검출기(106)도 신호 복조기를 포함한다. 신호가 에러 신호 r(t)로 검출되면, 복조기는 신호를 디코드하고 팩스기(122)로부터의 응답의 내용을 결정한다. 이 응답은 제어기(104)로 보내어진다. 다음, 이 응답과 T.30 팩스 프로토콜에서의 현재 상태에 근거하여, 제어기(104)가 팩스기(122)로 최종 메시지를 재전송할 것인지, 기다릴 것인지, 아니면 새로운 메시지를 보낼 것인지를 결정한다.
Ⅱ. 제 2 실시예
제 2 실시예에서는, 메시지 충돌을 검출하는데 파라메터형(parametric) 충돌 검출기가 이용된다. 예시적 파라메터형 충돌 검출기가 도 6에 도시되어 있다. 이 실시예에서는, 파라메터형 충돌 검출기(102)가 팩스기들 사이의 통신 채널과 직렬로 연결되어 있다. 충돌 검출기(102)는 SSS 전화(16) 및/또는 기지국(22)(도 2 참조) 내에 위치하며, 도 2에서는 충돌 방지/검출 회로(40)로 도시되어 있다. 바람직한 실시예에서는, 하나의 충돌 검출기(102)가 두 통신 팩스기들(12, 30)의 각각에 할당된다. 설명의 명확화를 위해, 이하에서는 도 2의 충돌 방지/검출 회로(40a)와 팩스기A(12) 사이의 통신에만 설명을 한정하며, 이들은 도 6에서 충돌 검출기(102)와 팩스기(122)로 도시되어 있다. 충돌 방지/검출 회로(40b)와 팩스기B(30) 사이에서도 동일한 상호작용이 일어난다.
도 6에서, 파라메터형 충돌 검출기(102)는 SSS 전화(16) 내에 위치한다. 충돌 검출기(102)는 SSS 전화(16)로부터의 메시지를 수신하며 SSS 전화(16)로 응답을 보낸다. 충돌 검출기(102)는 순방향 채널(132)과 역방향 채널(130)을 통해 연결기(120)와 결합된다. 연결기(120)는 2대4 와이어 컨버터이거나 여기 설명되는 기능을 수행할 수 있는 임의의 혼성 연결기일 수 있으며, 통상적으로 SSS 전화(16)의 인터페이스에 어댑터 연결된다. 팩스기(122)는 RJ-11 인터페이스와 같은 통신 채널(134)을 통해 연결기(120)와 연결된다. 연결기(120)는 메시지를 순방향 채널(132) 상으로 팩스기(122)로 연결하며 팩스기(122)로부터의 응답들을 역방향 채널(130) 상으로 연결한다.
충돌 검출기(102) 내에서, 제어기(144)가 팩스 펌프(146)로 연결된다. 제어기(144)는 제 1 실시예에서 설명된 여러 방식 중의 하나로 구현될 수 있다. 팩스 펌프(146)는 제어기(144)로부터의 디지털 데이터를 변조하고 변조된 신호를 메시지로서 순방향 채널(132) 상으로 전송한다. 신호 파라메터 평가기(148)는 제어기(144), 팩스 펌프(146), 역방향 채널(130)에 연결되어 있다. 신호 파라메터 평가기(148)는 팩스 펌프(146)로부터 디지털 데이터와 역방향 채널(130) 상의 신호를 수신하고 이들 두 입력에 근거하여 메시지 충돌이 발생하였는지를 결정한다. 신호 파라메터 평가기(148)는 또한 제어기(144)로부터 신호 파라메터 평가기(148)를 트레인 모드 또는 모니터 모드로 설정할 것을 명령하는 제어 신호를 수신한다. 마지막으로, 신호 파라메터 평가기(148)는 메시지 충돌의 여부를 나타내기 위해 상태 신호를 제어기(144)에 제공한다.
제 2 실시예에서 제어기(144)로부터 팩스기(122)로 메시지를 보내는 것은 제 1 실시예에서와 동일한 방식으로 이루어진다. 제어기(144)가 팩스기(122)로 메시지를 전송할 필요가 있으면, 제어기(144)는 먼저 팩스기(122)에 연결된 통신 채널(134)에 방해가 없는가를 결정한다. 이 결정을 위해, 제어기(144)는 신호 파라메터 평가기(148)로부터의 상태 신호를 이용한다. 제어기(144)는 통신 채널에 방해가 없으며 메시지 충돌의 가능성이 없다고 결정한 후에만 절차를 진행한다.
팩스기(122)로 보내지는 메시지의 종류와 T.30 팩스 프로토콜에 대한 선험적 지식에 근거하여, 제어기(144)는 팩스 펌프(146)가 메시지를 전송하는 동안 팩스기(122)로부터의 응답을 수신할 수 있는지를 알 수 있다. 팩스기(122)로부터 아무런 응답도 예상되지 않으며 메시지 충돌 가능성이 희박하면, 제어기(144)는 신호 파라메터 평가기(148)를 트레인 모드로 설정할 것을 명령하는 제어 신호를 신호 파라메터 평가기(148)로 보낸다. 다음, 제어기(144)는 팩스 펌프(146)로 디지털 데이터를 보낸다. 팩스 펌프(146)는 디지털 데이터를 수신하여 데이터를 변조하고 변조된 데이터를 메시지로서 순방향 채널(132) 상으로 전송한다. 연결기(120)는 순방향 채널(132)로부터의 메시지의 대부분을 팩스기(122)에 연결된 통신 채널로 연결한다. 연결기(120) 구현의 불완전성으로 인해, 메시지의 작고 왜곡된 변형이 역방향 채널(130) 상에 나타난다. 메시지의 전송 전에 통신 채널에 방해가 없다고 결정되었기 때문에, 메시지로부터의 상기 에코는 역방향 채널(130)에 존재하는 유일한 신호이다.
트레인 모드에서, 신호 파라메터 평가기(148)는 팩스 펌프(146)가 메시지를 전송함에 따라 역방향 채널(130) 상의 에코를 모니터한다. 메시지를 포함하는 디지털 데이터도 팩스 펌프(146)에 의해 신호 파라메터 평가기(148)로 보내진다. 따라서, 트레이닝 기간 동안, 신호 파라메터 평가기(148)는 디지털 데이터와 그 디지털 데이터에 대응하는 에코를 가진다. 신호 파라메터 평가기(148)는 여러 가지의 소정의 에코 파라메터들에 대한 값들을 계산한다. 예를 들면, 신호 파라메터 평가기(148)는 서로 다른 주파수 대역 내의 에코의 에너지를 계산할 수 있다. 그러면, 각 주파수 대역에서의 에너지 측정치는 그 계산된 값들에서 생성된 디지털 비트와 같아진다. 따라서, 신호 파라메터 평가기(148)가 트레인된 후, 신호 파라메터 평가기(148)는 단지 팩스 펌프(146)로부터의 디지털 데이터에만 근거하여 파라메터들에 대한 계산된 값들이 무엇인지를 예측할 수 있다. 신호 파라메터 평가기(148)는 예측된 갑들을 이용하여 각 파라메터에 대해 하나의 임계 값 세트씩 이들 파라메터들에 대한 임계 값 세트를 생성하며, 각 임계 값 세트는 하나의 임계 값 범위를 형성한다.
팩스 펌프(146)가 메시지를 전송하는 동안 제어기(144)가 팩스기(122)로부터 가능한 응답을 예상한다면, 제어기(144)는 신호 파라메터 평가기(148)를 모니터 모드로 설정할 것을 명령하는 제어 신호를 신호 파라메터 평가기(148)로 보낸다. 역방향 채널(130)을 모니터링함에 의해, 신호 파라메터 평가기(148)는 팩스기(122)로부터의 응답과 같은 방해 신호의 존재를 검출할 수 있다. 모니터 모드에서, 신호 파라메터 평가기(148)는 역방향 채널(130) 상의 신호 y(t)를 수신하고, y(t)에 대해 여러 파라메터들을 계산하고, 계산된 값들을 임계 값들과 비교한다. 통신 채널에 방해 신호가 없으면, 역방향 채널(130) 상의 신호 y(t)는 메시지의 에코만을 포함할 것이다. 에코에 대한 여러 파라메터들에 대해 계산된 값들은 임계 값 범위 내에 있게되고 신호 파라메터 평가기(148)는 메시지 충돌이 없음을 나타내는 상태 신호를 제어기(144)로 전송할 것이다.
메시지의 전송 동안 팩스기(122)가 제어기(144)로 응답을 전송한다면, 역방향 채널(130) 상의 신호 y(t)는 에코와 방해 신호를 포함할 것이다. 전체 신호에 대해 계산된 값들은 에코만 있는 경우와는 다를 것이다. 계산된 값들이 임계 범위를 벗어나면, 신호 파라메터 평가기(148)는 높은 충돌 가능성을 나타내는 상태 신호를 제어기(144)로 출력한다. 높은 충돌 가능성을 나타내는 상태 신호를 받은 제어기(144)는 메시지의 전송을 종료하고, 상태 신호를 계속 모니터하여, 통신 채널에 방해가 없어졌음이 결정된 후에 메시지를 재전송한다. 따라서, 신호 파라메터 평가기(148)는 메시지 충돌의 소스에 관계없이 통신 채널 상에서의 메시지 충돌을 검출할 수 있다.
팩스기(122)로 전송되는 메시지의 충돌을 검출하기 위해 파라메터형 충돌 검출기를 이용하고 이후에 채널에 방해가 없어지면 메시지를 재전송함에 의해, 제어기(144)와 팩스기(122) 사이에 신뢰성 있는 통신이 가능해 진다.
두 주파수 대역에서의 에너지에 근거하는 예시적인 신호 파라메터 평가기가 도 7에 도시되어 있다. V.21 메시지와 응답의 경우, 메시지에 대응되는 데이터 비트를 변조하는데 이진 주파수 변이 키잉(BFSK)이 사용된다. 변조 기능은 팩스 펌프(146)에 의해 수행된다. 디지털 0은 3.3 msec 버스트의 1850㎐ 톤에 의해 표현되며, 디지털 1은 3.3 msec 버스트의 1650㎐ 톤에 의해 표현된다. 이들 두 주파수에서 변조된 신호의 에너지를 측정함에 의해, 어느 데이터 비트가 통신 채널 상으로 전송되는가에 대해 예상이 가능해진다.
에코의 에너지 시그너쳐가 에코와 응답의 합의 에너지 시그너쳐와 다르다는 사실로 인해, 두 주파수 대역에서의 에너지 측정치들은 또한 통신 채널 상에서의 메시지 충돌의 존재를 결정하는데도 이용될 수 있다. 예를 들어, 통신 채널(134)에 방해가 없다면, 역방향 채널(130) 상의 신호는 주로 순방향 채널(132) 상이 메시지의 에코로 이루어진다. 신호 파라메터 평가기(148)는 전송되는 각 데이터 비트에 대해 두 주파수 대역(f0=1850㎐ 그리고 f1=1650㎐)에서 에너지를 측정한다. 각 데이터 비트에 대한 두 에너지 측정치는 그 비트에 대한 에너지 시그너쳐를 형성한다. 순방향 채널(132) 상에서의 디지털 0의 전송에 기인하는 에코의 에너지 측정은 f0=1850㎐에서의 고 에너지 측정과 f1=1650㎐에서의 저 에너지 측정을 포함한다. 순방향 채널(132) 상에서의 디지털 1의 전송에 기인하는 에코의 에너지 측정은 f1=1650㎐에서의 고 에너지 측정과 f0=1850㎐에서의 저 에너지 측정을 포함한다. 따라서, 디지털 0 전송에 기인하는 에코의 에너지 시그너쳐는 디지털 1 전송에 기인하는 에너지 시그너쳐와는 다르다. 트레이닝 기간 동안 측정된 에너지 시그너쳐들은 두 임계 값 세트를 생성하는데 사용되는데, 한 세트는 디지털 0 전송에 대한 것이고 다른 한 세트는 디지털 1 전송에 대한 것이다. 예를 들어, 디지털 0 전송에 기인하는 에코의 에너지 시그너쳐는 f0=1850㎐에 대해 상한과 하한 임계 값을 가지며 f1=1650㎐에 대해서도 상한과 하한 임계 값을 가진다. 디지털 1 전송에 대한 에너지 시그너쳐도 역시 4개 임계 값의 세트가 된다. 임계 값들은 에코만의 에너지 측정이 상한과 하한 임계 값 내에 떨어지도록 선택된다. 각 데이터 비트에 대한 4개의 임계 값들은 그 비트에 대해 임계 범위를 형성한다. 다음 메시지 전송 동안의 통신 채널 상의 신호의 에너지 시그너쳐들은 두 임계 범위와 비교된다.
역방향 채널(130) 상의 신호가 에코와 팩스기(122)로부터의 응답을 포함한다면, 에코와 응답의 합이 에너지 시그너쳐는 에코만이 에너지 시그너쳐와는 다를 것이다. 응답이 대부분의 관심 상황에서처럼 V.21 메시지라고 가정하면, 에코와 응답은 보강적 또는 상쇄적으로 가산될 수 있다. 다라서, 에코와 응답의 합의 f0=1850㎐와 f1=1650㎐에서의 에너지 측정치들은 예상되는 에코만의 에너지 시그너쳐와는 차이가 날 것이다. 에코와 응답의 합의 에너지 시그너쳐와 전송되는 데이터에 대한 임계 범위를 비교함에 의해, 측정된 에너지 시그너쳐가 임계 범위를 벗어나면 메시지 충돌이 결정될 수 있다.
여러 정도의 확실성으로 메시지 충돌을 검출하기 위해, 부가적 상한과 하한 임계 값들로 구성되는 복수의 임계 범위들도 사용될 수 있다. 물론, 에코와 응답의 더 정확한 검출을 위해, 두 개 이상의 주파수 대역에서의 에너지 측정도 사용될 수 있다. 주파수 대역이 많을수록 더 복잡한 에너지 시그너쳐가 생성되고 다른 스펙트럼 구성요소의 분해도 가능해진다. 복수의 범위와 복수의 주파수 대역 사용이나 다른 유사한 변형 예도 본 발명의 범위에 속한다.
바람직한 실시예에서, 두 주파수 대역에서의 에너지 측정치들은 하나의 결합된 에너지 값으로 차분적으로(differentially) 결합된다. 이 구현예는 간단하다는 장점이 있으나 정확도가 약간 떨어지다. f0=1850㎐에서의 에너지 측정치로부터 f1=1650㎐에서의 에너지 측정치를 뺀다. 따라서, 메시지의 에코만이 측정되는 트레이닝 기간 동안, 디지털 0 전송으로 인한 에코의 에너지 측정은 f0=1850㎐에서 고 에너지 측정치(Ef0)를 생성하고 f1=1650㎐에서 저 에너지 측정치(Ef1)를 생성한다. 에너지 측정치들의 차분적 결합(Ef0-Ef1)은 디지털 1에 대해 마이너스로 결합된 에너지 값을 생성한다.
트레이닝 기간 동안 측정된 결합(combined) 에너지 값들은 두 임계 값 세트를 생성하는데 사용된다. 예를 들어, 디지털 0 전송으로 인한 에코의 결합 에너지 값은 양의 값에 중심을 가지는 상한과 하한 임계 값을 생성한다. 디지털 1 전송에 대한 결합 에너지 값도 역시 음의 값에 중심을 가지는 두 임계 값 세트를 생성한다. 임계 값들은 에코만의 결합 에너지 값이 상한과 하한 임계치 내에 떨어지도록 선택된다. 디지털 0 전송에 대한 두 임계 값들은 하나의 임계 범위를 형성하며, 디지털 1 전송에 대한 두 임계 값들은 다른 임계 범위를 형성한다. 계속되는 메시지 전송 동안 통신 채널 상의 신호의 결합 에너지 값들은 두 임계 범위들과 비교된다.
역방향 채널(130) 상의 신호가 에코와 팩스기(122)로부터의 응답을 포함한다면, 에코와 응답에 대한 결합 에너지 값은 에코만의 결합 에너지 값과 다르다. 에코와 응답의 합에 대한 결합 에너지 값을 전송되는 데이터 비트에 대한 임계 범위와 비교함에 의해, 결합 에너지 값이 임계 범위를 벗어나면 메시지 충돌이 지시된다. 따라서, 동일 주차수 상에서의 메시지와 응답의 전송 가능성이 높다는 선험적 지식 하에서, 두 부반송파(subcarrier) 주파수에서 에너지를 측정하는 신호 파라메터 측정기는 메시지 충돌 검출에 사용될 수 있다.
두 주파수 대역에서의 에너지의 차이에 근거하는, 바람직한 실시예의 파라메터형 충돌 검출기가 도 7에 도시되어 있다. 도 7에서, 충돌 검출기(148)가 통신 채널(134)(도시되지 않음)을 모니터하도록 하기 위해 대역 필터들(158, 160)이 역방향 채널(130)에 연결되어 있다. 여러 종류(예를 들어, 버터워스(Butterworth), 가우시안(Gaussian), 체비체브(Chebychev)), 등급, 방식(예를 들어, 아날로그 또는 디지털 필터), 대역폭을 가지는 대역 필터들이 모두 본 발명의 범위에 포함된다. 대역 필터들(158, 160)은 두 개의 서로 다른 주파수 f0, f1에서 각각 역방향 채널(130) 상의 신호를 필터링하여, 필터링된 신호를 에너지 평가기(154, 156)로 출력한다. 바람직한 실시예에서는, f0과 f1은 각각 디지털 0 (f0=1850㎐)과 디지털 1 (f1=1650㎐)을 주파수 변이 키잉(FSK) 변조하는데 사용되는 두 부반송파 주파수에 대응된다.
에너지 평가기들(154, 156)은 각각 대역 필터들(158, 160)로부터의 필터링된 신호들의 에너지를 계산한다. 에너지 계산은 아날로그 회로로 수행되거나 디지털 적으로 계산될 수 있다. 에너지 평가기들(154, 156)로부터의 출력은 신호들을 차분적으로 결합하는 합산기(152)로 루트된다. 합산기(152)는 차동 증폭기, 산수 논리 유닛, 또는 다른 신호 결합 수단과 구현될 수 있다. 합산기(152)로부터의 결합 에너지 값은 결정 회로(150)로 루트된다. 결정 회로(150)는 또한 팩스 펌프(146)로부터 전송된 메시지에 대응되는 데이터 비트를 수신하고 제어기(144)로부터 제어 신호를 수신한다. 결정 회로(150)는 메시지 충돌의 여부를 나타내는 상태 신호를 제어기(144)로 출력한다.
결정 회로(150)는 제어기(144)에 의해 제어 신호를 통해 트레인 모드 또는 모니터 모드로 설정된다. 제어기(44)가 전송되는 메시지 종류와 T.30 팩스 프로토콜의 선험적 지식에 근거하여 메시지 충돌 가능성이 희박하다고 결정하면, 제어기(144)는 신호 파라메터 평가기(148)를 트레인 모드로 명령한다. 트레인 모드에서, 결정 회로(150)는 합산기(152)로부터의 결합 에너지 값들을 모니터하고 결합 에너지 값과 에코로 인한 데이터 비트들이 동일하게 표시한다(equate). 결정 회로(150)를 트레인 모드로 두기 전에 통신 채널에 방해가 없다는 결정이 있었으므로, 합산기(152)로부터의 결합 에너지 값들은 주로 에코만으로 구성될 것이다. 따라서, 트레인된 후에, 결정 회로(150)는 디지털 0과 디지털 1 전송에 대해서 에코에 대한 결합 에너지 값이 어떤 값이어야 하는지를 예상할 수 있게 된다. 그러면, 결정 회로(150)는 두 임계 값 세트를 생성하는데, 한 임계 값 세트는 디지털 0 전송에 대한 것이고 다른 임계 값 세트는 디지털 1 전송에 대한 것이다. 임계 값들은 전송되는 각 비트에 대해 예상되는 결합 에너지 값이다. 임계 값들은 이후에 메시지 충돌의 여부를 결정하는데 이용된다. 합산기(152)로부터의 결합 에너지 값들은 양 또는 음의 값을 가질 수 있다.
메시지 충돌이 가능할 경우의 메시지 전송 동안, 제어기(144)는 신호 파라메터 평가기(148)를 모니터 모드로 명령한다. 이 모드에서, 신호 파라메터 평가기(148)는 역방향 채널(130) 상의 신호의 에너지를 측정한다. 역방향 채널(130) 상의 신호는 전송되는 메시지의 에코와 통신 채널(134) 상의 방해 신호로 구성된다. 방해 신호는 팩스기(122)로부터의 응답일 수 있다. 결정 회로(150)는 팩스 펌프(146)로부터 데이터 비트를 수신하고, 전송되는 각 데이터 비트에 대응하는 임계 값들을 소환(recall)하여, 합산기(152)로부터의 결합 에너지 값을 임계 값들과 비교한다. 결합 에너지 값이 임계 범위 내에 있으면, 결정 회로(150)는 메시지 충돌이 일어나지 않았음을 선언한다. 결합 에너지 값이 임계 범위 외부에 있으면, 결정 회로(150)는 충돌 가능성이 높다고 선언한다. 앞서 언급한 바와 같이, 여러 정도의 확실성으로 메시지 충돌을 나타내기 위해 다수의 임계 값 세트가 사용될 수 있다. 결정 회로(150)는 상태를 나타내는 적절한 상태 신호를 제어기(144)로 보낸다. 높은 메시지 충돌 가능성을 나타내는 상태 신호를 결정 회로(150)로부터 수신하면, 제어기(144)는 메시지의 전송을 종료하고 통신 채널에 방해가 없어졌다고 결정된 후에 재전송할 것을 팩스 펌프(146)에 명령한다.
제 2 실시예의 파라메터 충돌 검출기의 동작을 상세하게 설명한 순서도가 도 8로 도시되어 있다. 처음으로, 단계(228)에서 충돌 검출기는 팩스기로 메시지를 보낸다. 충돌 검출기는 단계(230)에서 채널에 방해가 없는지를 결정하기 위해 팩스기에 연결된 통신 채널을 먼저 체크한다. 채널에 방해가 있으면, 충돌 검출기는 채널을 계속 모니터하고, 그 채널에 방해가 없어졌다고 결정된 후에만 절차를 진행한다.
단계(232)에서, 충돌 검출기는 메시지를 팩스기로 전송하기 시작한다. 단계(234)에서, 메시지의 전송이 있으면 충돌 검출기는 팩스 펌프(146)가 메시지를 전송하는 동안 팩스기로부터 응답을 수신할 수 있는지를 결정하기 위해 메시지를 분석한다. 충돌 검출기는 매시지 종류에 대한 지식과 T.30 팩스 프로토콜에 대한 선험적 지식에 근거하여 상기 결정을 할 수 있다. 팩스기로부터 아무런 응답도 예상되지 않으면, 충돌 가능성이 최소이다. 그러면, 단계(242)에서 메시지가 팩스기로 전송되는 동안 신호 파라메터 평가기가 트레인 모드로 설정된다.
트레인 모드에서, 신호 파라메터 평가기는 역방향 채널 상의 에코를 모니터하고 에코의 여러 파라메터들에 대한 값들을 계산한다. 다음, 신호 파라메터 평가기는 계산된 값들과 에코에 대응하는 데이터 비트들을 동일시하고 이들 파라메터들에 대한 임계 값 세트들을 생성한다. 신호 파라메터 평가기 내에서 새로운 임계 값들이 이전의 임계 값들을 갱신한다. 트레인 모드는 메시지 전송이 완료될 때까지 계속된다. 절차는 단계(250)에서 메시지 전송이 완료되면 종료한다.
팩스기로부터 응답을 수신할 가능성이 있다고 충돌 검출기가 결정하면, 신호 파라메터 평가기는 모니터 모드로 설정된다. 다음, 충돌 검출기는 메시지의 전송 동안 메시지 충돌을 계속적으로 체크하는 루프에 들어간다. 루프의 제 1 단계에서, 단계(236)에서 통신 채널 상에 방해 신호가 존재하는지를 결정하기 위해 신호 파라메터 평가기는 역방향 채널 상의 신호의 여러 파라메터들에 대한 값들을 계산한다. 방해 신호는 팩스기로부터의 응답일 수도 있다. 계산된 값들이 이들 파라메터들에 대한 임계 값들 내에 있으면, 어떤 메시지 충돌도 발생하지 않은 것이다. 다음, 충돌 검출기는 단계(246)에서 메시지의 전송이 완료되었는지를 결정한다. 전송이 완료되지 않았으면, 충돌 검출기는 단계(244)에서 메시지를 계속하여 전송하고 단계(236)로 복귀한다. 단계(250)에서 모든 메시지가 전송되었다고 결정되면 절차가 종료한다.
충돌 검출기는 단계(238)에서 메시지의 전송 동안 통신 채널 상의 방해 신호의 존재를 검출하고, 단계(240)에서 팩스 펌프에 전송을 종료할 것을 명령한다. 다음, 충돌 검출기는 통신 채널에 방해가 없어졌다고 결정될 때까지 통신 채널을 계속하여 모니터한다. 채널에 방해가 없어지면, 충돌 검출기는 단계(230)에서 시작하여 메시지를 재전송한다.
도 3과 도 6의 충돌 방지/검출 회로와 도 5와 도 8의 순서도는 여러 가지 방법으로 구현될 수 있다. 본 발명의 사상은 상태 기계(state machine), 얼마간의 메모리, 클록을 이용하여 하드웨어로 구현될 수 있다. 본 발명은 마이크로컴퓨터나 디지털 신호 프로세서에서 동작하는 마이크로코드에 의해 펌웨어로 구현될 수도 있다. 다른 구현예들이나 이들 구현예들의 결합도 본 발명의 범위에 포함된다.
비록 예시적 실시예들이 PSTN 상에서 반이중 방식으로 동작하는 팩스 통신 시스템에 대한 것이었지만, 본 발명 개념은 반이중 통신 시스템을 이용하는 복수의 장치들 사이의 어떠한 통신에도 적용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 컴퓨터들, 팩스기들, 스캐너들, 플로터들, 프린터들, 복사기들, 테스트 장비들, 진단 장비들 사이의 통신에도 적용될 수 있다.
바람직한 실시예에 대한 이상의 설명은 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 하기 위해 제공되었다. 상기 실시예들에 대한 여러 가지 변형은 당업자에게는 자명할 것이며, 여기 개시된 개념적 원리는 본 발명의 사상을 벗어나지 않고도 다른 실시예들에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 개시된 신규한 특징과 원리에 따른 최광의 범위로 해석된다.

Claims (36)

  1. 반이중 통신 시스템에서의 메시지 충돌을 방지하고 검출하는 장치에 있어서,
    통신 장치로 메시지를 보내는 제어기 수단;
    상기 제어기 수단과 상기 통신 장치에 연결되어 있으며, 상기 제어기 수단으로부터 상기 메시지를 수신하고 상기 통신 장치로부터 신호를 수신하고 상기 메시지와 상기 신호에 근거하여 에러 신호를 상기 제어기 수단으로 제공하는 에코 소거기 수단; 그리고
    상기 에코 소거기 수단으로부터 상기 에러 신호를 수신하고 상기 에러 신호에 의존하는 상태 신호를 상기 제어기 수단으로 보내는 신호 검출기 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에코 소거기 수단은 상기 제어기 수단으로부터 상기 에코 소거기 수단을 트레인 모드 또는 모니터 모드로 설정하도록 명령하는 제어 신호를 더 수신하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 신호 검출기 수단은 상기 에러 신호와 비교되는 적어도 하나의 임계 레벨을 포함하며, 상기 상태 신호는 상기 에러 신호가 상기 적어도 하나의 임계 레벨 중 어느 것을 초과하는지를 지시하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 신호 검출기 수단은 상기 에러 신호의 에너지 값들을 계산하는 에너지 계산기 수단을 포함하며, 상기 상태 신호는 상기 에너지 값들에 의존하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 에코 소거기 수단은 신호 평가기 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 신호 평가기 수단은 적응성 필터 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적응성 필터 수단은 FIR 필터 수단과 계수 갱신 회로 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 계수 갱신 회로 수단은 최소-평균-제곱 알고리듬이며, 상기 계수 갱신 회로 수단은 상기 트레인 모드 동안에는 인에이블되고 상기 모니터 모드 동안에는 디스에이블되는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 장치.
  9. 반이중 통신 시스템에서의 메시지 충돌을 검출하는 장치에 있어서,
    통신 장치로 메시지를 보내는 제어기; 그리고
    상기 제어기와 상기 통신 장치에 연결되어 있으며, 상기 통신 장치로부터 신호를 수신하고 상기 신호에 근거하여 상태 신호를 상기 제어기로 제공하는 신호 파라메터 평가기를 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 신호 파라메터 평가기는 상기 제어기로부터 상기 신호 파라메터 평가기를 트레인 모드 또는 모니터 모드로 명령하는 제어 신호를 더 수신하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호 파라메터 평가기는 상기 통신 장치로부터 상기 신호를 수신하는 적어도 하나의 에너지 평가기를 포함하는데 상기 에너지 평가기의 각각은 상기 신호의 에너지 레벨을 측정하여 에너지 측정치를 제공하며, 또 상기 에너지 평가기의 각각으로부터 상기 에너지 측정치들을 수신하기 위해 상기 에너지 평가기의 각각에 연결된 결정 회로 수단을 포함하는데 상기 결정 회로 수단은 상기 에너지 측정치에 근거하여 상기 상태 신호를 상기 제어기로 제공하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 신호 파라메터 평가기는 적어도 하나의 대역 필터를 더 포함하는데, 각 에너지 평가기에 대해 하나의 대역 필터를 포함하며, 각 대역 필터는 상기 에너지 평가기 중의 하나와 직렬로 연결되며, 상기 각 대역 필터는 상기 통신 장치로부터 상기 신호를 수신하며 상기 신호를 별개의 주파수에서 필터링하여 필터링된 신호를 얻으며, 상기 필터링된 신호는 상기 에너지 평가기 중의 하나로 제공되는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 신호 파라메터 평가기는 제 1 대역 필터, 제 2 대역 필터, 제 1 에너지 평가기, 제 2 에너지 평가기를 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 대역 필터는 약 1850㎐ 의 중심 주파수를 가지며, 상기 제 2 대역 필터는 약 1650㎐ 의 중심 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 신호 파라메터 평가기는 상기 제 1 에너지 평가기와 상기 제 2 에너지 평가기에 연결된 합산기를 더 포함하는데, 상기 합산기는 상기 제 1 에너지 평가기와 상기 제 2 에너지 평가기로부터의 상기 에너지 측정치들을 차분적으로 결합하며, 상기 합산기는 또한 상기 결정 회로에 연결되어 결합된 에너지 값을 상기 결정 회로에 제공하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 결정 회로는 상기 결합된 에너지 값과 비교되는 적어도 하나의 임계 값 세트를 포함하며, 상기 상태 신호는 상기 결합된 에너지 값이 상기 임계 값 세트 중 어느 것을 초과하는지를 지시하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 장치.
  17. 반이중 통신 시스템에서의 메시지 충돌을 검출하는 방법에 있어서,
    통신 장치로 메시지를 보내는 단계;
    상기 통신 장치로부터 신호를 수신하는 단계;
    상기 메시지와 상기 신호에 근거하여 에러 신호를 생성하는 단계; 그리고
    상기 에러 신호에 근거하여 메시지 충돌의 존부를 지시하는 상태 신호를 보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    트레인 모드 또는 모니터 모드를 명하는 제어 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 에러 신호와 적어도 하나의 임계 레벨을 비교하는 단계를 더 포함하며, 상기 상태 신호는 상기 에러 신호가 상기 임계 레벨 중 어느 것을 초과하는지를 지시하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 에러 신호의 에너지 값들을 계산하는 단계를 더 포함하며, 상기 상태 신호는 상기 에너지 값들에 의존하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 메시지를 적응성 필터로 필터링하여 평가된 신호를 생성하는 단계를 더 포함하며, 상기 에러 신호는 상기 평가된 신호와 상기 통신 장치로부터의 상기 신호에 의존하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 트레인 모드 동안에는 상기 적응성 필터의 주파수 응답을 조정하고, 상기 모니터 모드 동안에는 상기 주파수 응답을 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 방법.
  23. 반이중 통신 시스템에서의 메시지 충돌을 검출하는 방법에 있어서,
    통신 장치로 메시지를 보내는 단계;
    상기 통신 장치로부터 신호를 수신하는 단계;
    상기 신호의 에너지 레벨을 측정하여 에너지 측정치를 제공하는 단계; 그리고
    상기 에너지 측정치에 근거하여 메시지 충돌의 존부를 지시하는 상태를 신호를 보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 통신 장치로부터의 상기 신호를 적어도 하나의 대역 필터로 필터링하여 필터링된 신호를 제공하는 단계를 더 포함하는데, 각 대역 필터는 별개의 중심 주파수를 가지며, 상기 측정 단계는 상기 각 대역 필터로부터의 상기 필터 신호의 상기 에너지 레벨을 측정하여 상기 에너지 측정치를 제공하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 필터링 단계는 1850㎐ 와 1650㎐를 중심 주파수로 하는 두 개의 대역 필터들로 상기 신호를 필터링하여 두 개의 필터링된 신호를 제공하며, 상기 측정 단계는 상기 대역 필터들로부터의 상기 필터 신호들의 상기 에너지 레벨들을 측정하여 상기 에너지 측정치들을 제공하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 대역 필터들로부터의 상기 에너지 측정치들을 차분적으로 결합하여 결합된 에너지 값을 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 상태 신호는 상기 결합된 에너지 값에 의존하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 결합된 에너지 값을 적어도 하나의 임계 레벨과 비교하는 단계를 더 포함하며, 상기 상태 신호는 상기 결합된 에너지 값이 상기 임계 레벨들 중 어느 것을 초과하는지를 지시하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 검출 방법.
  28. 반이중 통신 시스템에서의 메시지 충돌을 방지하고 검출하는 회로에 있어서,
    통신 장치로 메시지를 보내는 제어기;
    상기 제어기와 상기 통신 장치에 연결되어 있으며, 상기 제어기로부터 상기 메시지를 수신하고 상기 통신 장치로부터 신호를 수신하고 상기 메시지와 상기 신호에 근거하여 에러 신호를 상기 제어기로 제공하는 에코 소거기; 그리고
    상기 에코 소거기로부터 상기 에러 신호를 수신하고 상기 에러 신호에 의존하는 상태 신호를 상기 제어기로 보내는 신호 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 회로.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 에코 소거기는 상기 제어기로부터 상기 에코 소거기를 트레인 모드 또는 모니터 모드로 설정하도록 명령하는 제어 신호를 더 수신하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 회로.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 신호 검출기는 상기 에러 신호와 비교되는 적어도 하나의 임계 레벨을 포함하며, 상기 상태 신호는 상기 에러 신호가 상기 임계 레벨 중 어느 것을 초과하는지를 지시하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 회로.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 신호 검출기는 상기 에러 신호의 에너지 값들을 계산하는 에너지 계산기들을 포함하며, 상기 상태 신호는 상기 에너지 값들에 의존하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 회로.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 에코 소거기는 신호 평가기를 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 회로.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 신호 평가기는 적응성 필터인 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 회로.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 적응성 필터는 FIR 필터와 계수 갱신 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 회로.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 계수 갱신 회로는 최소-평균-제곱 알고리듬이며, 상기 계수 갱신 회로는 상기 트레인 모드 동안에는 인에이블되고 상기 모니터 모드 동안에는 디스에이블되는 것을 특징으로 하는 메시지 충돌 방지 및 검출 회로.
  36. 신호 충돌을 방지하기 위해 송수신 장치와 함께 사용되는 충돌 검출기로서, 상기 송수신 장치와 신호의 전송을 위한 전송 채널 사이에 연결될 수 있으며, 신호의 수신 중에 상기 송수신 장치가 수신확인 신호를 전송할 수 있는지를 결정하고, 전송 채널에서의 충돌이 모니터하고, 충돌이 검출될 경우 신호의 재전송을 야기하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 충돌 검출기.
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