KR20030070130A - 무선 통신 시스템에서 적응형 등화를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 적응형 등화를 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20030070130A
KR20030070130A KR10-2003-7009703A KR20037009703A KR20030070130A KR 20030070130 A KR20030070130 A KR 20030070130A KR 20037009703 A KR20037009703 A KR 20037009703A KR 20030070130 A KR20030070130 A KR 20030070130A
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퀄컴 인코포레이티드
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Abstract

무선 통신 시스템 장치는 무선 주파수 (RF) 통신 링크 (즉, 순방향 링크) 를 통해 기지국으로부터 음성 데이터를 수신하며, RF 통신 링크 (즉, 역방향 링크) 를 통해 기지국으로 데이터를 송신한다. 무선 통신 장치가 고잡음 환경에서 동작하고 있는지 여부를 결정하는 음성 입력 장치 (120) 을 구비하고, 무선 통신 장치는 역방향 링크의 고유한 기능성을 사용한다. 신호 분석기 (124) 는 역방향 링크상에서 음성 신호를 분석하며, 주변 잡음 레벨이 소정의 임계치를 초과하는지 여부를 결정한다. 만약 그렇다면, 신호 분석기 (124) 는 음성 입력 변환기 (122) 에 제공된 음성 신호를 필터링하도록 필터 (126) 를 활성화시킨다. 음성 출력 변환기에 제공된 음성 신호의 대역을 제한하는 것은 잡음의 존재시 음성 신호의 양해도를 향상시킨다.

Description

무선 통신 시스템에서 적응형 등화를 위한 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR ADAPTIVE EQUALIZATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
기술분야
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것이며, 특히 무선 통신 시스템의 통신 링크에서의 적응형 등화 (adptive equalization) 를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
배경기술
셀룰러 전화와 같은 무선 통신 장치는 종래 전화 시스템에 대체품으로서 폭넓게 사용된다. 무선 통신 장치의 하나의 이점은 휴대가 간편하다는 것이다. 사용자는 사실상 지구상의 어느 지점으로부터 무선 통신 장치를 동작할 수 있다.
무선 통신 장치의 하나의 공통적인 사용은 자동차에서 이루어진다. 그러나, 자동차 주변의 잡음 레벨은 무선 통신 장치의 만족할만한 동작이 어렵거나 불가능하게 한다. 유사하게, 공장 또는 (야구장의) 군중사이와 같은 다른 높은 잡음 환경에서도, 만족할만한 동작이 어렵거나 불가능하게 된다.
도 1 에서는, 이동 유닛 (4) 및 하나 이상의 기지국 송수신기 시스템 (BTS; 6) 으로 이루어진 무선 통신 시스템 (2) 의 도면을 제공한다. 간략화를 위해, 도 1 에서 단지 하나의 BTS (6) 를 도시한다. BTS (6) 은 셀타워 (8) 에 접속되며, 이동 유닛 (4) 과 통신 링크 (10) 를 확립한다.
당업자들이 이해하는 바와 같이, 통신 링크 (10) 는 이동 유닛 (4) 과 BTS (6) 사이에서 발생하는 다중 형태 통신의 예증이다. 예를 들어, 이동 유닛 (4) 과 BTS (6) 사이의 통상적인 통신은 음성 통신의 형태이다. 그러나, 통신 링크 (10) 는 초기에 제어 채널상에서 발생하는 다른 형태의 통신을 사용하여 설정된다. 이동 유닛 (4) 과 BTS (6) 사이의 통신 링크 (10) 를 확립하도록 사용되는 이들 특정 단계는 자명하며, 여기에서 더 이상 설명할 필요는 없다. 또한, 통신 링크 (10) 를 확립하도록 사용되는 특정 단계는 하나의 무선 시스템 유형으로부터 다른 무선 시스템 유형으로 변화시킬 수도 있다. 예를 들어, 아날로그 셀룰러 통신은 통신 링크 (10) 을 확립하도록 사용되는 하나의 프로토콜을 가질수도 있고, CDMA 무선 시스템과 같은 디지털 통신 장치는 통신 링크를 확립하도록 사용되는 완전히 다른 프로토콜을 가질수도 있다. 그러나, 통신 링크를 확립하기 위해 어떠한 시스템에 의해 요구되는 단계는 자명하며, 여기에서 더 이상 설명할 필요는 없다.
BTS (6) 로부터 이동 유닛 (4) 로 송신되는 데이터를 순방향 통신 링크 (12) 라 칭하며, 이동 유닛으로부터 BTS 로 송신되는 데이터를 역방향 통신 링크 (14) 라 칭한다.
높은 잡음 환경에서, 순방향 링크 (12) 상에서 송신되는 음성 신호는 사용자가 듣기에 어려울 수 있다. 따라서, 양해도 (intelligibility) 를 개선시키는 방법으로 순방향 링크 (12) 상에서 수신된 음성 데이터를 처리하는 시스템 및 방법에 대한 필요성이 있다. 본 발명에서는 이러한 것을 제공하며, 하기의 상세한설명 및 첨부한 도면으로부터 명백해진다.
발명의 요약
본 발명은 무선 통신 시스템에서의 적응형 등화에 대한 시스템 및 방법에서 구현된다. 일 실시형태에서, 무선 통신 장치는 원격 위치로 데이터를 송신하며, 원격 위치로부터 데이터를 수신하며, 원격 위치로 송신될 데이터를 분석하여, 그로부터 이동 유닛의 위치에 존재하는 잡음 특성을 결정하는 신호 분석기를 구비한다. 신호 분석기는 잡음 특성을 나타내는 신호를 생성한다. 등화기는 생성된 신호에 응답하여 원격 위치로부터 수신된 데이터의 스펙트럼 특성을 변경하도록 생성된 신호에 의해 선택적으로 활성화된다.
일 실시형태에서, 신호 분석기는 원격 위치로 송신될 데이터를 주기적으로 분석할 수도 있고, 잡음 특성을 나타내는 주기적인 신호를 생성한다. 등화기는 적응형 등화기이며, 신호 분석기에 의해 주기적으로 생성된 신호에 응답하여 수신된 데이터의 스펙트럼 특성을 주기적으로 변경한다. 일 실시형태에서, 등화기는 고역통과필터일 수도 있다. 고역통과필터의 주파수 응답 특성은 출력 변환기의 주파수 응답 특성에 대응하도록 조정될 수도 있다. 임의의 무선 장치에서, 복수의 다른 출력 장치는 무선 통신 장치에 접속될 수도 있다. 각각의 외부 장치는 그 자신의 주파수 응답 특성을 갖는다. 등화기의 주파수 응답 특성은 선택된 출력 변환기의 주파수 응답 특성에 대응하도록 선택될 수도 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 이동 유닛과 기지국 송수신기 시스템 (BTS) 사이의 예시적인 통신링크를 도시한다.
도 2 은 본 발명을 구현하는 시스템의 기능적인 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 예시적인 실시형태에서 구현된 주파수 응답 플롯이다.
도 4 은 본 발명의 동작을 나타내는 흐름도이다.
바람직한 실시형태의 상세한 설명
본 발명은 역방향 링크 (14; 도 1 참조) 상의 음성 데이터를 분석하며, 그 분석 결과를 사용하여 순방향 링크 (12) 상의 음성 데이터를 변형한다. 그 분석에 기초하여, 순방향 링크 (12) 상의 음성 기저대역 데이터는 사용자에게 더 이해하기 쉬운 음성 신호를 제공하도록 필터링될 수도 있다. 특히, 이것은 높은 주변의 잡음 환경에서 유용하다.
본 발명은 음성 데이터를 분석하여, 어떠한 무선 통신 장치상에서 쉽게 구현될 수도 있다. 순방향 링크 (12; 도 1 참조) 및 역방향 링크 (14) 상의 음성 데이터의 사용에 대한 간단한 설명은 본 발명을 더 잘 이해하는데 도움을 줄 수도 있다. 간단하게 설명하면, 순방향 링크 (12) 는, 진폭 변조 (AM), 주파수 변조 (FM) 등과 같은 기지의 다른 복조 기술을 사용하여 무선 주파수 (RF) 캐리어로 변조된 음성 데이터를 포함한다. 본 발명은 RF 변조의 형태에 제한되지 않는다. 또한, 본 발명은 아날로그 또는 디지털 셀룰러 전화, 개인 통신 시스템 (PCS) 장치 등과 같은 각종 무선 통신에 쉽게 적용될 수도 있다. 또한, 시분할 다중 접속 (TDMA), 주파수 분할 다중 접속 (FDMA), 및 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 과 같은 기지의 통신 기술들이 본 발명에서 만족할만하게 사용될 수도 있다. 본 발명은순방향 링크 (12) 또는 역방향 링크 (14) 에 대한 통신 링크 (10) 의 특정 구현예에 제한되지 않는다.
음성 데이터의 분석에 대해서 본 시스템을 설명함에도 불구하고, 이하에서 설명되는 본질적인 분석은 데이터 처리의 다른 스테이지에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 역방향 링크 (14) 상의 음성 데이터가 변조된 후에, 분석이 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명은 기저대역 음성 데이터의 분석에만 제한되지 않는다.
본 발명은 도 2 의 기능 블록도에 도시된 시스템 (100) 에서 구현된다. 시스템 (100) 은 시스템의 동작을 제어하는 중앙 처리 장치 (CPU; 102) 를 구비한다. 당업자들은, CPU (102) 가 통신 시스템을 동작시킬 수 있는 어떠한 처리 장치를 포함한다는 것을 이해한다. 이것은 마이크로프로세서, 내장 제어기, 주문형 반도체 (ASIC), 디지털 신호 처리 (DSP), 상태 머신 (state machine), 및 전용 이산 하드웨어 (dedicated discrete hardware) 를 포함한다. 본 발명은 CPU (12) 를 구현하도록 선택되는 특정 하드웨어 구성요소에 제한되지 않는다.
또한, 본 시스템은 ROM 및 RAM 양자를 포함할 수도 있는 메모리 (104) 를 구비한다. 메모리 (104) 는 CPU (102) 에 지시 또는 데이터를 제공한다. 또한, 메모리 (104) 부분은 플래시 RAM 와 같은 비휘발성 RAM (NVRAM) 을 포함할 수도 있다.
통상적으로, 이동 유닛 (4; 도 1 참조) 과 같은 무선 통신 장치에서 구현되는 시스템 (100) 은, 시스템과 BTS (6) 와 같은 원격 위치 사이의 음성 통신과 같은 데이터의 송신 및 수신을 허여하는 송신기 (108) 및 수신기 (110) 를 포함하는하우징 (106) 을 구비한다. 송신기 (108) 및 수신기 (110) 는 송수신기 (112) 로 결합될 수도 있다. 안테나 (114) 는 하우징 (106) 에 부착되며, 송수신기 (112) 에 전기적으로 접속된다. 송신기 (108), 수신기 (110), 및 안테나 (114) 의 동작은 종래에 알려져 있으며, 본 발명에 특별하게 관련된 부분을 제외하고는 설명할 필요가 없다.
또한, 시스템 (100) 은 마이크로폰과 같은 음성 입력 장치 (120), 및 스피커와 같은 음성 출력 장치 (122) 를 구비한다. 음성 입력 장치 (120) 및 음성 출력 장치 (122) 는 일반적으로 하우징 (106) 에 장착된다. 또한, 부가적인 구성요소는 무선 통신 장치의 유형에 따라 종래의 방법으로 사용될 수도 있다. 예를 들어, 아날로그 셀룰러 전화는 음성 데이터의 디지털화를 요구하지 않는다. 반대로, 디지털 무선 통신 장치는 아날로그 음성 데이터를 디지털 형태로 변환시키기 위해 부가적인 구성요소를 요구한다. 도 2 에서 특별하게 도시하지 않았지만, 음성 입력 장치 (120) 는, 시스템 (100) 이 디지털 통신 장치에서 구현되는 경우 아날로그 음성 신호를 디지털 형태로 변화시키는 아날로그/디지털 변환기 (ADC) 에 접속된다. ADC 은 음성 인코딩 시스템의 부분일 수도 있으며, 일반적으로 종래의 방법으로 음성 데이터를 인코딩하는 보코더 (VOCODER) 라 칭한다. 유사하게, 음성 출력 장치 (122) 는 디지털 음성 데이터를 아날로그 형태로 변환시키는 디지털/아날로그 변환기 (DAC) 에 접속된다. 간략화를 위해, ADC 및 DAC 은 도 2 의 기능적인 블록도에서 도시하지 않는다. 그러나, ADC 및 DAC (미도시) 의 동작은 종래에 알려져 있으므로, 여기에서 설명할 필요는 없다. 상술한 바와같이, 본 발명은 그들의 구성요소를 포함할 것을 요구하지 않는다. 수신기 (수신기 (110) 과 혼동되지 않음) 라 칭하는 음성 장치 (122) 는 이하에서 더 상세하게 설명될 외부 장치 (150, 152, 154; 도 2 참조) 로 대체될 수도 있다.
또한, 시스템 (100) 은 역방향 링크 (14; 도 1 참조) 상의 송신기 (108) 에 송신되는 음성 데이터를 분석하는 신호 분석기 (124) 를 구비한다. 후술하는 바와 같이, 신호 분석기 (124) 는 역방향 링크 (14) 상의 음성 데이터가 소정의 임계치를 초과하는 신호 레벨을 갖는지 여부를 결정하여, 음성 입력 장치 (120) 에 의해 검출되는 고 레벨의 주변 잡음의 존재를 나타낸다.
시스템 (100) 은 순방향 링크 (12; 도 1 참조) 상에 수신된 음성 데이터의 대역을 제한하기 위해 신호 분석기 (124) 와 결합하여 동작하는 필터 (126) 를 더 구비한다. 후술하는 바와 같이, 신호 분석기 (124) 는 주변의 잡음 레벨이 소정의 임계치 이상이 되는 때를 결정하며, 주변의 잡음 레벨이 충분하게 높게될 때 필터 (126) 를 활성화시킨다. 필터 (126) 는 음성 출력 장치 (122) 가 고 레벨의 주변 잡음의 존재시 대역제한되도록 순방향 링크 (12) 상에 수신된 음성 데이터를 필터링한다.
예시적인 실시형태에서, 시스템 (100) 은 입-출력 접속기 (128) 를 통해 외부 음성 장치에 접속될 수도 있다. I/O 접속기 (128) 는 입출력 장치에 포트를 제공하며, 키보드 (미도시) 와 같은 제어 신호 및 다른 동작 구성요소에 접근을 제공한다.
시스템 (100) 의 각종 구성요소는, 전력 버스, 제어 신호 버스, 및 데이터버스에 부가하여 상태 신호 버스를 포함할 수도 있는 버스 시스템 (130) 에 의해 함께 접속된다. 그러나, 간략화를 위해, 도 2 에서, 각종 버스는 버스 시스템 (130) 과 같이 도시된다.
당업자는, 도 2 에 도시된 시스템 (100) 이 특정 구성요소의 리스트보다 기능적인 블록도임을 이해한다. 예를 들어, 신호 분석기 (124) 및 필터 (126) 가 시스템 (100) 내에서 2 개의 분리된 블록으로서 도시되었지만, 실제로 그들은 디지털 신호 처리기 (DSP) 와 같은 하나의 물리적 구성요소로서 구현될 수 있다. 또한, 그들은 CPU (102) 에 의해 동작되는 코드와 같이 메모리 (104) 내에 프로그램 코드로서 상주할 수도 있다. 동일한 고려사항이 도 2 의 시스템 (100) 에 리스트된 다른 구성요소에 적용될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 음성 출력 장치 (122) 는 외부 스피커 (150), 카 키트 스피커 (152), 휴대용 헤드셋 (154) 등과 같은 외부 장치로 대체될 수도 있다. 시스템 (100) 은 I/0 접속기 (128) 에 접속되는 장치의 유형을 자동적으로 식별하도록 종래의 기술을 사용할 수 있다. 예를 들어, 시스템 (100) 은 I/O 접속기 (128) 가 카 키트 스피커 (152) 에 접속될 때 자동적으로 검출하며, 카 키트 스피커에 접속을 제공하도록 볼륨 레벨과 같은 파라미터를 더 조정할 수도 있다. 선택적으로, 시스템 (100) 은 휴대용 헤드셋 (154) 이 I/O 접속기 (128) 에 접속되는지를 결정하는 경우, 볼륨 레벨과 같은 다른 파라미터 세트는 휴대용 헤드셋을 갖는 시스템의 적절한 동작에 이용될 수도 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 필터 (126) 의 특성은 특정 음성 장치로 가장 효과적으로 동작하도록 조정될 수도있다. 즉, 필터 특성의 일 세트는 음성 출력 장치 (122) 가 사용될 때 적용될 수도 있고, 다른 필터 특성은 카 키트 스피커 (152) 또는 휴대용 헤드셋 (154) 과 같은 외부 장치가 I/O 접속기 (128) 에 접속될 때 적용될 수도 있다.
음성 출력 장치 (122) 에 의해 생성되는 음성 신호의 양해도는 주변 잡음의 존재에 의해 역효과가 발생되고 있음을 결정한다. 예를 들어, 자동차에서의 이동 유닛의 동작은 자동차가 이동하지 않는 경우 약간 영향을 받을 수도 있다. 그러나, 자동차가 운행중이거나 창문이 내려져 있는 경우, 주변 잡음의 고레벨이 카 키트 스피커 (152) 에 문제를 야기시킬 수도 있다. 주변 잡음의 고레벨의 존재시, 수신기 (110) 에 의해 수신되는 음성 출력 장치 (122) 에 송신될 음성 데이터의 대역폭을 제한하는 것이 바람직하다.
일 실시형태에서, 신호 분석기 (124) 는 전체적인 신호 강도를 분석하며, 역방향 링크 (14) 상의 음성 기저대역 데이터의 신호 강도가 소정의 임계치를 초과할 때 지시기 (indicator) 에 제공한다. 선택적으로, 신호 분석기 (124) 는 음성 입력 장치 (120) 에 의해 검출되는 높은 주변 잡음 레벨의 원인이 되는 주파수 구성요소를 결정하기 위해 스펙트럼 분석을 부가적으로 수행할 수도 있다. 본 발명의 예시적인 실시형태에서, 신호 분석기 (124) 는 주변 잡음의 레벨을 결정하며, 주변 잡음이 소정의 임계치를 초과하는 경우 필터 (126) 를 활성화시킨다. 주변 잡음의 레벨을 측정하는 분리된 음성 입력 시스템을 갖는 것이 가능하지만, 시스템 (100) 은 역방향 링크 (14; 도 1 참조) 상에 음성 데이터를 송신하도록 요구되는 이동 유닛 (4) 에 이미 존재하는 음성 신호 처리 능력의 이점을 갖고 있다.상술한 바와 같이, 역방향 링크 (14) 상의 데이터 처리에 사용되는 시스템 (100) 의 구성요소는 음성 입력 장치 (120) (및 관련된 ADC) 및 송신기 (108) 를 포함한다. 그러나, 신호 분석기 (124) 는 데이터가 송신기 (108) 에 의해 처리되기 전에 음성 기저대역 데이터를 분석하는데 필요하다.
통상적으로 순방향 링크 (12; 도 1 참조) 상의 데이터의 신호 처리에 관련된 시스템 구성요소는 수신기 (110) 및 음성 출력 장치 (122) 이다. 본 발명의 적절한 이해를 하기 위해 수신기 (110) 의 동작에 대한 상세한 설명을 요구하지 않는다. 시스템 (100) 의 디지털 구현예에서, 수신기 (110) 는 디지털 음성 기저대역 신호를 형성하기 위해 RF 신호를 검출 및 디코딩한다. 오차 검출/보정 등에 대한 데이터 처리의 종래의 다른 형태는 종래의 방법으로 수행될 수도 있다. 순방향 링크 (12) 상에서 수신된 데이터는 DAC (미도시) 을 통해 음성 출력 장치 (122) 에 송신되는 디지털 음성 데이터를 형성하도록 처리되는 것은 바람직하지 않다.
반대로, 통상적으로 역방향 링크 (14) 상의 신호 처리에 포함되는 구성요소는 음성 입력 장치 (120) 및 송신기 (108) 이다. 스피치 신호와 같은 음성 신호는 음성 입력 장치 (120) 에 의해 검출되며, ADC (미도시) 에 의해 디지털 형태로 변환된다. 디지털 음성 데이터가, 이동 유닛 (4) 으로부터 역방향 링크 (14) 를 통해 BTS (6) 으로 송신되는 RF 신호를 생성하도록 송신기에 의해 변조되는 것은 바람직하지 않다. 또한, 역방향 링크상에서 RF 신호를 생성하는데 요구되는 처리는 알려져 있으며, 본 발명의 적절한 이해에 요구되지 않는다. 후술하는 바와 같이, 시스템 (100) 은 주변 잡음 레벨을 결정하도록 역방향 링크상에 송신될 디지털 음성 데이터를 분석한다. 주변 잡음 레벨에 기초하여, 시스템 (100) 은 순방향 링크 (12) 상에 수신된 음성 기저대역 데이터를 필터링하여, 음성 출력 장치 (122) 에 송신되는 신호를 대역제한한다.
무선 통신 장치에서, 이동 유닛 (4) 은 환경에서의 잡음 검출 및 기저대역 음성의 전력 레벨을 제어할 수 있다. 예를 들어, CPU (102) 은 신호대 잡음비 (S:N) 를 분석하고, 그 S:N 비에 기초하여 음성 출력 장치 (122) 에 송신되는 신호의 전력 레벨을 조정한다. 이 예에서, S:N 비가 감소하는 경우, 음성 신호의 전력 레벨은 증가한다. 반대로, 주변 잡음 레벨이 감소하는 경우, CPU (102) 은 S:N 비의 증가를 검출하며, 그에 따라서 음성 출력 장치 (122) 에 대한 전력 레벨을 감소시킬 수도 있다. 다른 무선 통신 장치에서, CPU (102) 은 음성 자동 이득 제어 (AGC; automatic gain control) 회로의 형태로 유사한 기능을 수행할 수도 있다. CPU (102) 또는 신호 분석기 (124) 는 환경에서의 잡음을 검출할 수도 있고, AGC 루프의 일부로서 음성 출력 장치 (122) 에 대한 신호의 전력 레벨을 제어할 수도 있다. AGC 이득 제어는 종래에 알려져 있으며, 여기에서 더 설명할 필요는 없다.
통상적인 동작 (저잡음 환경) 에서, 음성 신호의 대역폭은 시스템 설계 기준에 의해 설정된 대역폭 제한 뿐만 아니라 출력 장치의 주파수 응답 (즉, 음성 출력 장치 (122) 또는 외부 음성 장치 (150, 152, 및 154) 중 하나) 에 의해 결정된다. 그러나, 주변 잡음의 고레벨의 존재시에 신호 분석기 (124) 에 의해 활성화되는 경우, 필터 (126) 는 시스템의 응답을 변경한다.
상술한 바와 같이, 시스템 (100) 은 카 키트 스피커 (152; 도 2 참조) 또는 휴대용 헤드셋 (154) 와 같은 외부 장치가 I/O 접속기 (128) 에 접속될 때 자동적으로 검출한다. 통상적으로, 각각의 장치는 그 자신의 특성 응답 주파수를 갖는다. 필터 (126) 는 컷오프 주파수가 선택된 출력 변환기의 공진 주파수보다 약간 높도록 조정될 수 있는 고역통과필터로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 음성 출력 신호 (122) 는 통상적으로 약 300㎐ 내지 400㎐ 에서 공진 주파수를 갖는다. 도 3 의 주파수 곡선 (200) 에서 도시한 바와 같이, 시스템 (100) 이 음성 출력 장치 (122) 을 사용하여 구현될 때, 필터 (126) 의 컷오프 주파수는 500㎐ 에서 쉽게 설정될 수도 있다. 또 다른 예에서, 카 키트 스피커 (152) 는 약 800㎐ 의 공진 주파수를 갖는다. 주파수 곡선 (202) 에 도시한 바와 같이, 카 키트 스피커 (152) 가 I/O 접속기 (128) 에 접속되는 경우, 이동 유닛 (4) 은 카 키트 스피커의 존재를 자동적으로 검출하여, 필터 (126) 의 컷오프 주파수가 1000㎐ 가 되도록 조정할 수 있다. 필터 (126) 의 다른 컷오프 주파수는 외부 장치 (150) 및 휴대용 헤드셋 (154) 각각의 공진 주파수에 기초하여 선택될 수도 있다. 이러한 방법으로, 필터 (126) 는 주변 잡음의 고레벨의 존재시에 활성화되며, 출력 변환기 (음성 출력 장치 (122)) 에 전달되는 전력을 감소시켜, 초과 신호 전력이 음성 신호의 양해도를 감소시키는 주파수 범위에서 출력 변환기에 전달되는 전력을 감소시킨다. 출력 변환기의 공진 주파수 이하에서의 초과 신호 전력은 양해도를 손상시킬 수 있는 중대한 음성 왜곡을 초래한다.
예시적인 실시형태에서, CPU (102) 및 신호 분석기 (124) 는 단일 DSP 의 일부분이다. 또한, 필터 (126) 는 DSP 에 의해 쉽게 구현된다. 일 실시형태에서, 필터 (126) 는 컷오프 주파수가 출력 변환기 (즉, 음성 출력 장치 (122)) 의 공진 주파수보다 약간 높은 3 차 고역통과필터로 구현된다. 3 차 고역통과필터는 DSP 에 의해 쉽게 구현될 수도 있고, 다른 컷오프 주파수에 개별화될 수 있다. 당업자들은 다른 필터 유형이 필터 (126) 를 구현하는데 사용될 수도 있다는 것을 이해한다. 예를 들어, 신호 분석기 (124) 는 스펙트럼 분석을 수행할 수도 있으며, 필터 (126) 는 신호 분석기에 의해 검출되는 원하지 않는 잡음 신호를 제거하도록 대역통과필터 또는 노치필터 (notch filter) 로 구현될 수도 있다. 선택적으로, 도 3 에 도시한 고역통과필터는 하위 또는 상위 차수 필터로 구현될 수도 있다. 본 발명은 필터 (126) 의 특정 실시형태에 제한되지 않는다.
출력 변환기 (즉, 음성 출력 장치 (122)) 에 전달되는 전력의 감소는 출력 변환기에 전달되는 전체적인 전력을 감소시킴으로써 이동 유닛 (4; 도 1 참조) 에서의 소비전력을 감소시킬 수도 있다. 또한, 필터 (126) 는 자동 이득 제어 시스템이 고잡음 환경에서 사용되는 경우 발생할 수도 있는 출력 변환기 (즉, 음성 출력 장치 (122)) 에 대한 물리적 손상을 감소시키도록 한다. 즉, AGC 시스템은 통상적으로 고잡음 환경에서 출력 변환기 (즉, 음성 출력 장치 (122)) 에 전달되는 전력을 증가시킨다. 그러한 고전력 레벨은 출력 변환기의 수명을 손상시키거나 감소시킨다. 출력 변환기에 전달되는 전력을 대역제한함으로써, 시스템 (100) 은 출력 변환기의 마모 및 파열을 감소시키며, 기능적인 수명을 연장시킬 수도 있다.
AGC 시스템으로 사용되는 경우, 필터 (126) 의 대역제한 효과는 AGC 필터가 가용 주파수에서 출력 변환기 (즉, 음성 출력 장치 (122)) 에 더 많은 전력을 전달하도록 허여할 수도 있다는 것이다. 즉, 출력 변환기의 공진 주파수 이하의 주파수가 감소하여, 이에 따라서 양해도를 증대시킨다. 출력 변환기에 대한 전체적인 출력은 가용 주파수 (즉, 필터 (126) 의 컷오프 주파수 이상) 에서 더 많은 에너지가 전달되도록 후속적으로 증가되어, 고잡음 환경에서 양해도를 더 증대시킨다.
시스템 (100) 의 동작은 도 4 의 흐름도에서 도시되며, 개시 단계 210 에서 시스템 (100) 은 전력공급중이다. 단계 212 에서, 신호 분석기 (124) 는 주변 잡음 레벨을 모니터한다. 상술한 바와 같이, 신호 분석기 (124) 는 음성 입력 장치 (120), ADC (미도시), 및 보코더 (미도시) 와 같은 음성 입력 처리 요소의 이점을 갖는다. 결정 214 에서, 시스템 (100) 은 주변 잡음 레벨이 소정의 임계치를 초과하는지 여부를 결정한다. 주변 잡음 레벨이 소정의 임계치를 초과하지 않으면, 결정 214 의 결과는 아니오이며, 단계 216 에서 시스템 (100) 은 필터 (126) 를 비활성화시킨다.
주변 잡음 레벨이 소정의 임계치 이상이면, 단계 214 의 결과는 예이며, 단계 218 에서, 시스템 (100) 은 필터 (126) 를 활성화시킨다. 단계 216 및 단계 218 각각에서의 필터의 비활성화 또는 활성화에 후속하여, 시스템 (100) 은 출력 변환기 (즉, 음성 출력 장치 (122)) 에 제공되는 신호 레벨이 만족할만한지를 결정하도록 결정 222 로 이동한다. 이동 유닛 (4) 에 AGC 시스템이 갖추어져 있는 경우, 이것은 구현될 수도 있는 선택적인 단계이다. 이동 유닛에 AGC 시스템이 갖추어져 있는 것으로 가정하면, AGC 시스템은 단계 222 에서 신호대 잡음비가 만족할만한지를 결정한다. 신호대 잡음비가 만족할만하지 않으면, 결정 222 의 결과는 아니오이며, 단계 224 에서, 시스템 (100) 은 출력 변환기 (즉, 음성 출력 장치 (122)) 에 제공된 신호의 이득을 조정한다. 신호대 잡음비가 만족할만한 경우, 결정 222 의 결과는 예이다. 그 경우, 단계 224 에서의 이득의 조정에 후속하여, 시스템은 단계 212 로 궤환하여 주변 잡음 레벨을 계속적으로 모니터한다. 따라서, 시스템 (100) 은 역방향 링크 (14; 도 1 참조) 로부터 회로 구성요소를 사용하여 주변 잡음 레벨을 분석하며, 역방향 링크에서의 음성 신호의 그 분석에 기초하여, 고잡음 환경에서 음성 신호가 사용자에 더 잘 이해될 수 있도록 순방향 링크상의 음성 신호를 필터링할 수도 있다.
본 발명의 각종 실시형태 및 이점은 전술한 상세한 설명에서 설명하였으며, 상기 개시는 단지 예시적이며, 본 발명의 폭넓은 원리내에서 변경이 가능하다. 그러므로 본 발명은 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (15)

  1. 순방향 통신 링크상에 음성 데이터를 송신하는 기지국 송신기, 및 역방향 통신 링크상에 음성 데이터를 수신하는 기지국 수신기를 갖는 무선 통신 시스템의 적응형 등화 시스템으로서,
    송신기 및 수신기를 갖고, 상기 역방향 통신 링크 및 순방향 통신 링크상에서 상기 기지국과 통신하는 이동 유닛;
    상기 역방향 링크상에 송신될 음성 데이터를 분석하여, 상기 이동 유닛의 위치에 존재하는 잡음 특성을 결정함으로써, 상기 잡음 특성을 나타내는 신호를 생성하는 신호 분석기; 및
    상기 신호 분석기에 의해 생성된 신호를 수신하고, 그에 응답하여 상기 음성 데이터의 스펙트럼 특성을 변경함으로써, 상기 기지국 송신기로부터 수신된 상기 음성 데이터의 스펙트럼 특성을 변경하는 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응형 등화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    주파수 응답 특성을 갖고, 상기 기지국 송신기로부터 수신된 상기 데이터를 나타내는 가청 신호를 생성하는 출력 변환기를 더 구비하고,
    상기 출력 변환기의 주파수 응답 특성에 기초하여, 필터 응답 특성이 선택되는 것을 특징으로 하는 적응형 등화 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    주파수 응답 특성을 각각 갖는 복수의 출력 변환기를 더 구비하고,
    그중의 하나의 출력 변환기가 상기 기지국 송신기로부터 수신된 상기 데이터를 나타내는 가청 신호를 생성하도록 선택되며,
    상기 선택된 출력 변환기의 주파수 응답 특성에 기초하여, 상기 필터 응답 특성이 조정 및 선택되는 것을 특징으로 하는 적응형 등화 시스템.
  4. 원격 위치로 데이터를 송신하고 원격 위치로부터 데이터를 수신하는 무선 통신 장치의 적응형 등화 시스템으로서,
    상기 원격 위치에 송신될 데이터를 분석하여, 그로부터 이동 유닛의 위치에 존재하는 잡음 특성을 결정하고, 상기 잡음 특성을 나타내는 신호를 생성하는 신호 분석기; 및
    그에 응답하여, 상기 원격 위치로부터 수신된 데이터의 스펙트럼 특성을 변경하도록 생성된 신호에 의해 선택적으로 활성화되는 등화기를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응형 등화 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 신호 분석기는 상기 원격 위치에 송신될 데이터를 주기적으로 분석하여, 상기 잡음 특성을 나타내는 신호를 생성하며,
    상기 등화기는 적응형 등화기이며, 상기 신호 분석기에 의해 주기적으로 생성되는 신호에 응답하여 수신 데이터의 스펙트럼 특성을 주기적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 적응형 등화 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 원격 위치는 상기 신호 분석기에 의해 주기적으로 생성된 신호에 기초하여 순방향 통신 링크상의 송신 전력 레벨을 변경하는 것을 특징으로 하는 적응형 등화 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 등화기는 고역통과필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응형 등화 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    주파수 응답 특성을 갖고, 상기 원격 위치로부터 수신된 상기 데이터를 나타내는 가청 신호를 생성하는 출력 변환기를 더 구비하고,
    상기 출력 변환기의 주파수 응답 특성에 기초하여, 고역통과필터 응답 특성이 선택되는 것을 특징으로 하는 적응형 등화 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    주파수 응답 특성을 각각 갖는 복수의 출력 변환기를 더 구비하고,
    그중의 하나의 출력 변환기가 상기 원격 위치로부터 수신된 상기 데이터를 나타내는 가청 신호를 생성하도록 선택되며,
    상기 선택된 출력 변환기의 주파수 응답 특성에 기초하여, 상기 고역통과필터 응답 특성이 조정 및 선택되는 것을 특징으로 하는 적응형 등화 시스템.
  10. 원격 위치로 데이터를 송신하고 원격 위치로부터 데이터를 수신하는 무선 통신 장치의 적응형 등화 방법으로서,
    원격 위치로부터 송신될 데이터를 분석하여, 그로부터 이동 유닛의 위치에 존재하는 잡음 특성을 결정하는 단계;
    상기 잡음 특성을 나타내는 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 잡음 특성을 나타내는 신호의 생성에 응답하여, 상기 이동 유닛으로부터 수신된 데이터의 스펙트럼 특성을 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응형 등화 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 원격 위치로 송신될 데이터가 주기적으로 분석되어, 상기 잡음 특성을 나타내는 신호가 주기적으로 생성되며,
    상기 잡음 특성을 나타내는 주기적으로 생성된 신호에 응답하여, 상기 수신 데이터의 스펙트럼 특성이 주기적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 적응형 등화방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 잡음 특성을 나타내는 주기적으로 생성된 신호에 기초하여 순방향 통신 링크상의 송신 전력 레벨을 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적응형 등화 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 원격 위치로부터 수신된 상기 데이터의 스펙트럼 특성을 변경하는 단계는 상기 원격 위치로부터 수신된 상기 데이터의 고역통과 필터링 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응형 등화 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 무선 통신 장치는 상기 원격 위치로부터 수신된 상기 데이터를 나타내는 가청 신호를 생성하는 주파수 응답 특성을 갖는 출력 변환기를 구비하고,
    상기 출력 변환기의 주파수 응답 특성에 기초하여, 고역통과필터 응답 특성을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적응형 등화 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    주파수 응답 특성을 각각 갖는 복수의 출력 변환기를 더 구비하고,
    그중의 하나는 상기 기지국 송신기로부터 수신된 상기 데이터를 나타내는 가청 신호를 생성하도록 선택되며,
    상기 선택된 출력 변환기의 주파수 응답 특성에 기초하여 상기 원격 위치로부터 수신된 데이터의 스펙트럼 특성을 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적응형 등화 방법.
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Decision date: 20100714

Appeal identifier: 2009201006083

Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal