KR20120138245A - 무선 링크 비트­에러율에 상관된 디코딩된 디지털 오디오에서의 시뮬레이팅된 ｓｎｒ의 열화 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 수신된 디지털 라디오 전송 품질의 가청 인디케이터를 위한 시스템, 장치 및 방법을 제공한다. 디지털 라디오 수신기에서 디지털 라디오 전송을 수신한 후에, 수신된 디지털 라디오 전송 품질이 검출된다. 그런 후에 수신된 디지털 라디오 전송으로부터의 가청 통신이 검출된다. 그런 후에 가청 인디케이터가 복합 가청 신호를 형성하도록, 가청 통신 위에 중첩된다. 최종으로, 가청 인디케이터의 진폭이 수신된 디지털 라디오 전송 품질에 반응해서, 가청 통신의 진폭에 대해 동적으로 조절된다.

Description

무선 링크 비트­에러율에 상관된 디코딩된 디지털 오디오에서의 시뮬레이팅된 ＳＮＲ의 열화{SIMULATED DEGRADATION OF SNR IN DECODED DIGITAL AUDIO CORRELATED TO WIRELESS LINK BIT-ERROR RATE}
본 발명은 라디오 통신 방법, 장치, 및 시스템에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 통신 링크 품질의 가청 인디케이터를 제공하는 디지털 라디오를 위한 방법에 관련된다.
아날로그 라디오는 아날로그 라디오 전송기 및 아날로그 라디오 수신기의 사용에 의해 오디오 신호와 같은 기저대역 신호를 위한 통신 링크를 제공한다. 아날로그 라디오 전송기는 기저대역 신호를 증폭시키고, 해당 기술분야에 공지된 아날로그 변조 기법의 사용에 의해 기저대역 신호를 변조하고, 변조된 신호를 라디오 주파수(RF)로 주파수 상향변환(upconverting)하며, RF 신호를 아날로그 라디오 수신기로 전송하는 것에 의해 작동한다. 아날로그 라디오 수신기는 수신된 RF 신호를 하향변환하고 복조하는 것에 의해 기저대역 신호를 복구한다. 공공 안전 직원과 같은 라디오 조작자는 아날로그 라디오의 작동에 매우 친숙하다. 아날로그 라디오는 단순하지만, 아날로그 라디오의 단점은 수신된 기저대역 신호를 제공하기 위한 복조 후에, 수신된 라디오 전송 품질이 낮은 RF 수신된 파워 레벨, 낮은 신호-대-잡음비(signal-to-noise ratio; SNR), 및 간섭의 존재와 같은 상황에서 불량해지는(예, 잡음이 있는) 경향이 있다는 것이다.
아날로그 라디오의 수신기 성능은 수신된 RF 신호가 약화되거나 또는 SNR이 열화됨에 따라서 라디오 조작자가 복조된 기저대역 신호 상의 증가된 잡음을 들을 수 있는 바와 같이, 상당히 열화된다. 증가된 잡음은 라디오 조작자에게 청각 큐(aural cue)를 제공하고, 조작자는 그때 더 나은 커버리지의 영역으로 이동하도록 청각 큐를 사용할 수 있다. 또한, 아날로그 라디오 조작자가 다른 라디오 조작자의 대화를 들을 수 있다면, 라디오 조작자는 아날로그 라디오 상의 이들 다른 대화의 품질을 듣는 것에 의해 추가적인 품질의 오디오 큐를 얻을 수 있다.
반대로, 디지털 라디오는 전송기로부터 수신기로 디지털화된 통신 신호를 제공하기 위해서 해당 기술분야에 공지된 디지털 변조 기법을 사용한다. 디지털화된 통신 신호는 디지털화된 기저대역 음성 신호, 또는 다른 기저대역 가청 신호(예, 음악), 또는 IP-기반 데이터 트래픽을 포함할 수 있다. 아날로그 라디오에 비해서, 디지털 라디오는 일반적인 작동 조건 하에서 상대적으로 잡음없이(noise-free) 수신된 복조된 기저대역 신호를 제공한다. 디지털 라디오는 에러 검출 및 정정 기법을 사용하는 것에 의해 수신된 신호 조건의 넓은 범위에 걸쳐 라디오 조작자에게 전달되는 수신된 신호 품질을 개선한다. 디지털 라디오는 또한 아날로그 라디오에 비해서, 예를 들어, 더 효율적인 스펙트럼의 사용과 같은, 다른 혜택을 제공한다. 사용가능한 에러 검출 및 정정 기법은 통신의 유형 및 레이턴시(latency)에 따라서 변화할 수 있고, 프로토콜 스택의 다른 레벨에서 실행될 수 있다.
링크 층에서, 에러 검출 및 정정 기법은 에러-정정 코드(ECC)를 포함할 수 있다. ECC의 일 예로는 순방향 에러 정정(FEC) 코드가 있다. 전송기는 에러-정정 코드(ECC)로 데이터를 인코딩하고 코딩된 메시지를 보낸다. 수신기는 잡음-손상된 신호를 수신하고, 본래 전송된 메시지의 최대-우도 추정(maximum-likelihood estimation)을 한다. ECC 디코더는 예를 들어, 신호가 처리된 후에 디지털 프로세싱의 제 1 스테이지에서, 디지털 라디오 수신기의 전방 단부에 가깝게 종종 위치된다. ECC 코더는 또한 수신된 신호의 품질을 판단(gauge)하는 피드백으로서 사용될 수 있는, 비트-에러율(BER) 신호 또는 에러 카운트 신호를 발생시킬 수 있다. BER은 ECC 정정 전의 비트 에러율인, 코딩되지 않은 BER, 또는 ECC 디코딩 후의 BER이고 청취자에게 전달되는 것인, 코딩된 BER일 수 있다. 코딩되지 않은 BER이 열화에 대해 더 민감하기 때문에, 코딩되지 않은 BER이 RF 링크 열화를 모니터링하는 목적을 위해서 코딩된 BER보다 더 유용하다.
디지털 라디오의 일 예로는 고성능 IP 백본 네트워크를 사용하여 디지털 오디오 및 패킷 데이터 통신을 제공하는, Harris' OpenSky? 패밀리 제품군이 있다. OpenSky는 제어 채널과 데이터에 별개의 에러 정정 스킴을 계속적으로 전송하는 기지국을 사용한다. 기지국 트래픽의 계속적인 모니터링은 수신된 신호 강도 인디케이터(received signal strength indicator; "RSSI") 및 ECC 디코더에 의해 제공된 에러 수를 제공할 수 있다.
디지털 라디오의 에러 검출 및 정정 능력은 디지털 라디오가 디코더의 에러 검출 및 정정 한계 내에서 작동하는 한에는, 고-품질 기저대역 아날로그 오디오 전송 능력을 제공한다. 이것은 아날로그 라디오와 비교해서 디지털 라디오가 작동할 수 있는 유용한 범위를 증가시키기 때문에 일반적으로 이점으로 보인다.
그러나, 에러 검출 및 정정 코드의 에러 정정 능력을 넘어서면, 성능은 급속히 열화된다. 이것은 통신 링크가 라디오 조작자에게 충분한 경고 없이, 갑자기 실패하는 것으로 나타나기 때문에, 디지털 라디오의 조작자에 관한 인적-요소 문제를 나타낸다. 또한, 디지털 라디오는 자주 트렁크되고(trunked)-즉, 의도된 수신자에게만 통신을 전달하기 위해서 패킷 전송에 의해 작동되고-그래서 라디오 조작자는 다른 라디오 조작자의 통신을 듣는 것에 의해 전송 링크 품질의 청각 큐를 수신할 수 없다.
일부 라디오 조작자(예, 소방관)는 신호가 열화되는 중이고 통신의 두절이 임박하다는 직관적인 인식의 결여에 대해 반대한다. 일부 라디오 조작자는 그들의 친숙한 아날로그 시스템으로 회귀하는 것을 결정할 만큼 불쾌한 이런 결점을 발견한다.
본 발명의 목적은 선행기술이 지닌 문제를 피하여, 통신 링크 품질의 가청 인디케이터를 제공하는 디지털 라디오를 위한 방법에 관련된다.
본 발명의 실시예는 아날로그 라디오의 작동을 시뮬레이팅하는 복합 오디오 출력을 생성하기 위해서, 제어된 잡음의 양을 디지털 라디오의 에러 정정된 오디오 출력에 다시 부가한다. 잡음의 양은 디지털 라디오에 의해 수신된 신호의 검출된 품질에 의해 제어된다. 라디오 조작자는 잡음을 그의 통신이 실패할 위험에 처해 있다는 경고로서, 그리고 더 나은 커버리지의 영역을 찾는 데에 있어서 청각 가이드로서 해석할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예는 디지털 라디오 수신기에서 디지털 라디오 전송을 수신하고, 수신된 디지털 라디오 전송 품질을 검출하고, 수신된 디지털 라디오 전송으로부터 가청 통신을 디코딩하며, 복합 가청 신호를 형성하도록, 가청 통신 위에 가청 인디케이터를 중첩시키며, 수신된 디지털 오디오 전송 품질에 반응해서 가청 통신의 진폭에 대해 가청 인디케이터의 진폭을 동적으로 조절하는 것을 포함하는, 수신된 디지털 라디오 전송 품질의 가청 인디케이터를 제공하는 방법 또는 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예는 마이크로프로세서에 결합되는 메모리에 저장된 소프트웨어를 제공할 수 있고, 여기서 디지털 라디오 수신기에서 디지털 라디오 전송의 수신 후에, 마이크로프로세서는 수신된 디지털 라디오 전송 품질을 검출하고, 수신된 디지털 라디오 전송으로부터 가청 통신을 디코딩하고, 복합 가청 신호를 형성하도록, 가청 통신 위에 가청 인디케이터를 중첩시키며, 수신된 디지털 오디오 전송 품질에 반응해서 가청 통신의 진폭에 대해 가청 인디케이터의 진폭을 동적으로 조절하는 것에 의해 수신된 디지털 라디오 전송 품질의 가청 인디케이터를 제공하는 소프트웨어에 의해 프로그램된다. 마이크로프로세서는 디지털 신호 프로세서의 형태일 수 있다.
앞서 언급된 실시예의 선택적인 변형은 수신된 디지털 라디오 전송의 수신된 신호 강도 인디케이터를 검출하는 것에 의해 수신된 디지털 라디오 전송 품질을 검출하고; 수신된 디지털 라디오 전송의 코딩된 비트 에러율을 검출하는 것에 의해 수신된 디지털 라디오 전송 품질을 검출하는 것을 포함할 수 있고; 수신된 디지털 라디오 전송 품질을 검출하는 것은 수신된 디지털 라디오 전송의 신호 대 잡음비를 검출하는 것을 포함한다.
앞서 언급된 실시예의 선택적인 변형은 다음을 더 포함할 수 있다: 수신된 디지털 라디오 전송 품질을 제 1 미리결정된 임계값과 비교하는 것, 여기서 수신된 디지털 라디오 전송 품질이 제 1 미리결정된 임계값 아래에 있는 경우에만, 가청 인디케이터가 가청 통신 위에 중첩되고; 수신된 디지털 라디오 전송 품질을 제 2 미리결정된 임계값과 비교하는 것, 여기서 수신된 디지털 라디오 전송 품질이 제 2 미리결정된 임계값 위에 있는 경우에만, 가청 인디케이터가 가청 통신 위에 중첩되며; 및 수신된 디지털 라디오 전송이 원격 라디오 조작자로부터의 통신을 포함하는지 여부를 검출하는 것, 여기서 원격 라디오 조작자로부터의 통신이 검출된다면, 가청 인디케이터는 억제된다.
앞서 언급된 실시예의 선택적인 변형은 디지털 라디오 수신기로의 라디오 조작자의 입력에 반응해서 가청 인디케이터를 선택적으로 디스에이블링(disabling) 하는 것을 더 포함할 수 있다.
앞서 언급된 실시예의 선택적인 변형은 가청 인디케이터가 광대역 잡음 신호, 단순한 톤, 복잡한 톤, 및 버즈 중 하나 이상인 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 아날로그 라디오의 작동을 시뮬레이팅하는 복합 오디오 출력을 생성하기 위해서, 제어된 잡음의 양을 디지털 라디오의 에러 정정된 오디오 출력에 다시 부가한다. 잡음의 양은 디지털 라디오에 의해 수신된 신호의 검출된 품질에 의해 제어된다. 라디오 조작자는 잡음을 그의 통신이 실패할 위험에 처해 있다는 경고로서, 그리고 더 나은 커버리지의 영역을 찾는 데에 있어서 청각 가이드로서 해석할 수 있다.
본 발명의 실시예는 다음의 도면에 관한 참조와 함께 설명될 것이고, 동일한 번호는 도면에 걸쳐 동일한 아이템을 나타내며, 여기서:
도 1은 아날로그 라디오, 본 발명의 실시예가 없는 디지털 라디오, 및 본 발명의 실시예를 병합한 디지털 라디오에 관한 오디오 양해도(intelligibility) 대 링크 품질의 비교이다.
도 2는 본 발명을 이해하기에 유용한 디지털 수신기의 일부의 제 1 실시예의 단순화된 블록도이다.
도 3은 본 발명을 이해하기에 유용한 디지털 수신기의 일부의 제 2 실시예의 단순화된 블록도이다.
도 4는 본 발명을 이해하기에 유용한 디지털 수신기의 일부의 제 3 실시예의 단순화된 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라서, 무선 링크 BER과 상관된, 디코딩된 디지털 오디오에서의 SNR의 열화를 시뮬레이팅하기 위한 방법의 흐름도이다.
아날로그 라디오는 아날로그 방법에 의해 변조된 RF 신호를 수신하고, 복조된 기저대역 신호를 제공한다. 복조된 기저대역 신호는 증가적으로 열화되는 RF 링크 조건 하에서 증가하는 잡음을 포함한다. 일반적으로 잡음이 소망되지 않음에도, 그것은 열화된 RF 링크 조건에 대한 가청 큐 및 통신 링크의 손실 가능성에 관한 사전 경고를 유리하게 제공한다.
디지털 라디오는 열화된 RF 링크 조건에 대해 덜 감수성이 있는 복조된 기저대역 신호를 데이터 채널을 통해 제공하는 디지털 변조 기법을 사용한다. 디지털 라디오는 데이터 채널에 추가해서 제어 채널을 제공할 수 있다. 제어 채널은 데이터 채널과 동일한 수신자에게 라우팅될 수 있고, 및/또는 기지국 제어기와 같은 다른 수신자에게 라우팅될 수 있다. 제어 채널은 디지털 라디오 내의 설정을 제어하거나, 또는 디지털 라디오의 상태를 보고하거나, 또는 네트워크를 형성하도록 그룹핑되는 다양한 디지털 라디오 사이의 연결성 및/또는 링크 품질에 관한 정보를 제공하는 방식을 제공할 수 있다. 제어 채널은 또한 디지털 라디오 사이의 트렁킹(trunking)(즉, 연결성)을 설정하고 제어하도록 사용될 수 있다.
예시적인 네트워크는 기지국 및 하나 이상의 가입자를 포함할 수 있다. 가입자는 일반적으로 이동하고 열화된 RF 링크 조건을 경험하는 경향이 더 있다. 기지국은 일반적으로 덜 이동하고 고정된 위치에 있을 수 있으며, 따라서 열화된 RF 링크 조건을 경험하는 경향이 덜 있다. 기지국은 네트워크를 담당할 수 있다. 선택적으로, 디스패처는 네트워크를 제어하고 네트워크 자원을 할당하는 것을 돕도록 사용될 수 있다.
복조된 기저대역 데이터 채널 신호는 디지털화된 오디오(예, 음성) 및/또는 논(non)-오디오 패킷 데이터를 포함할 수 있다. 논-오디오 패킷 데이터는 스크린 또는 단자 상의 시각 디스플레이를 위해 의도될 수 있는, 예를 들어, 웹 페이지, 파일 전송, 데이터링크 등을 포함할 수 있다. 수신된 신호가 수신된 신호를 신뢰할 수 있게 복조하기에 충분한 품질인 한에는, 디지털 라디오는 예를 들어, 패킷 자체의 콘텐츠(예, 헤더 부분)를 모니터링하는 것에 의해, 또는 제어 채널을 통해 얻어진 정보에 의해 개별적인 데이터의 패킷이 오디오 데이터 또는 논-오디오 데이터를 포함하는지 여부를 결정할 수 있어야만 한다.
복조된 기저대역 오디오 신호는 설계 한계 내에서 RF 링크 조건에 관한 거의 또는 전혀 인지할 수 없는 잡음을 포함하지만, RF 링크 조건이 설계 한계를 초과하는 방향으로 열화된다면, 라디오 조작자에게 약간의 경고를 제공한다. 본 발명의 실시예는 열화된 RF 링크 조건을 시뮬레이팅하는 복합 오디오 출력을 생성하기 위해서, 제어된 잡음의 양을 디지털 라디오의 복조된 기저대역 데이터 채널의 에러 정정된 오디오 출력에 다시 선택적으로 부가한다.
복조된 기저대역 데이터 채널의 논-오디오 패킷 데이터 컴포넌트를 위해, 패킷 데이터는 인간 사용자에 의해 가청적으로 모니터링되지 않을 것이다. 논-오디오 데이터를 실어 나르는 중일 때 잡음을 데이터 채널에 부가하는 것은 사용자에게 열화된 링크 조건을 경고하기에 비효과적일 수 있고, 논-오디오 패킷 데이터를 더 열화시킬 수 있다. 그러므로, 본 발명의 실시예는 특정 패킷이 논-오디오 데이터를 포함한다고 결정되면, 패킷-바이-패킷(packet-by-packet) 토대 상에, 디지털 라이오의 복조된 기저대역 데이터 채널의 에러 정정된 출력에 제어된 잡음의 양을 다시 부가하는 것을 차단할 수 있다.
선택적으로, 논-오디오 패킷 데이터를 위해, 오디오 데이터를 위해 사용된 바와 같이 제어된 잡음의 양을 부가하기보다는, 열화된 링크 조건의 대체적인 인디케이션(예, 어넌시에이터(annunciator))을 논-오디오 패킷 데이터 가입자 및/또는 기지국에 제공하는 것이 소망될 수 있다. 어넌시에이터는 사용자에게 열화된 링크 조건을 경고하기 위한 단자 상의 팝-업 윈도우, 또는 RF 링크 품질에 관한 차트/바/바-그래프, 또는 단자 디스플레이의 적어도 일부의 속성에서의 일부 변경(예, 텍스트 또는 스크린 컬러를 변경하는 것, 또는 텍스트를 더 굵고, 크게 하는 것, 깜빡거리는 것, 상태 바를 디스플레이하는 것 등), 또는 수신된 논-오디오 패킷 데이터와 분리되고 그것에 부가되지 않는 오디오 인디케이션(예, 처프(chirp), 알람 사운드, 레코딩된 음성 경고, 톤, 버즈 등)과 같은 하나 이상의 형태를 취할 수 있다.
제어된 잡음의 양을 선택적으로 차단하는 것이 소망될 수 있는 추가적인 환경이 있을 수 있다. 예를 들어, 디지털 라디오가 데이터 채널을 수신하지 않고 기지국에서 제어 채널을 모니터링하는 중이라면, 잡음은 차단될 수 있다. 다른 한 편으로, 오디오 통신이 하나 이상의 수신자에 대해 트렁크된다면, 제 2 디지털 라디오(가입자 유닛)에서의 전송 링크 품질에 기반해서 제 1 디지털 라디오(예, 기지국)에서 제어된 잡음의 양을 허용하는 것(즉, 차단하지 않는 것)이 소망될 수 있다. 이것은 기지국 사용자에게 가입자 유닛에 대한 불량한 전송 링크 품질을 알려줄 수 있다.
복조된 기저대역 오디오 신호에 부가하기 위한 잡음의 양을 제어하는데 사용하기 위해 열화된 통신의 인디케이션으로서 사용될 수 있는 적어도 두 개의 측정 메트릭이 있다: 첫 번째로, RSSI 값이 라디오의 오디오 출력에 구체화된 잡음의 레벨을 주입하기 위한 제어로서 사용될 수 있다. 신호 강도가 감소함에 따라서, 잡음이 증가하도록, 잡음 레벨은 신호 강도에 역으로 비례하게 할 수 있다. 그때 라디오 조작자는 그의 라디오를 볼 필요 없이 더 나은 신호 강도의 위치로 이동할 수 있다.
두 번째로, 수신기에서 실행된 에러 정정 알고리즘은 얼마나 많은 에러를 알고리즘이 발견했고, 얼마나 많은 에러를 알고리즘이 정정했는지를 보고할 수 있다. 성능이 열화됨에 따라서, 두 종류의 에러의 수가 모두 증가할 것이다. 그러므로 두 종류 중 어느 하나, 또는 두 종류 모두의 에러의 수는 복합 오디오 출력에 추가되는 잡음의 진폭을 제어하도록 사용될 수 있다. 본 측정 메트릭은 낮은 신호 파워, 및 신호 파워의 손실을 필수적으로 야기하지 않고 에러를 야기하는 조건 모두에 대해 적합하다. 후자의 일 예시는 강한 인접한 채널 간섭의 존재에 의해 유도될 수 있는 에러이다.
조합된 접근 역시 사용될 수 있고, 여기서 RSSI와 검출된 및/또는 정정된 에러의 카운트 모두가 주입되는 잡음의 양을 결정하도록 사용될 수 있다. 본 접근은 약한 RF 신호 강도 영역에서는 물론, 강한 간섭의 존재 하에서도, 통신 실패를 나타내는 이점을 가진다. 소망된다면, 단순한 톤, 복잡한 톤, 버즈 또는 그와 유사한 것과 같은 별개의 인디케이터 역시 간섭을 나타내도록 사용될 수 있고, 여기서 별개의 인디케이터의 볼륨은 에러 카운트 또는 BER에 의존한다. 톤, 버즈, 또는 그와 유사한 것은 그러한 오디오 인디케이터가 인접한 채널 간섭의 존재를 나타내기 때문에 레거시 아날로그 라디오의 조작자에게 친숙할 수 있다는 이점을 가진다.
도 1은 링크 품질이 변화됨에 따라서, 추가적인 잡음을 갖는 그리고 갖지 않는 디지털 라디오에 대한 아날로그 라디오 성능의 질적 비교이다. 가로좌표는 링크 품질이고, 세로좌표는 주관적인 양해도 인지 평가(즉, 수신된 신호 메리트)이다. 곡선(101)은 아날로그 라디오의 성능을 나타낸다. 매우 양호한 링크 품질에서, 아날로그 라디오는 디지털 변조에 고유한 양자화 잡음과 같은 특정 열화를 갖지 않는다. 링크 품질이 열화함에 따라서, 인지 평가도 점차로 열화한다. 곡선(102)은 디지털 라디오의 성능을 나타낸다. 곡선(102) 인지 평가는 링크 품질의 넓은 범위 동안 높은 레벨에서 유지되나, 링크 품질의 임계값을 넘어서면 급속히 열화한다. 곡선(101, 102) 사이의 차이(104)는 디지털 라디오의 사용에 의해 허용되는 개선을 나타낸다. 곡선(103)은 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따라서 추가적인 잡음을 갖는 디지털 라디오의 성능을 나타낸다. 곡선(103) 인지 평가는 더 나은 링크 품질에 대해 곡선(102) 인지 평가와 유사한 레벨에서 유지된다. 더 불량한 링크 품질에 대해 더 많은 잡음이 추가됨에 따라서, 곡선(103) 인지 평가는 아날로그 라디오에 관한 곡선(101)의 인지 평가에 접근한다.
이제 도 2에 관해 언급하면서, 본 발명을 이해하기에 유용한 디지털 수신기의 출력 섹션(210)의 단순화된 기능 블록도가 제공된다. 단순함을 위해서, 주변 문맥이 참조가 디지털 수신기의 출력 섹션(210)에 관한 것임이 명백할 때, 디지털 수신기의 출력 섹션(210)은 출력 섹션(210)으로서 여기서 단순히 언급될 수 있다. 해당 분야에서의 디지털 라디오 설계자에게 공지된 증폭기, 필터, 및 다른 컴포넌트를 포함하는, 디지털 수신기의 입력 섹션은 미도시된다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 출력 섹션(210)은 디지털 수신기의 전방 단부(미도시)에 의해 발생된, 에러-정정된, 복조된 그리고 하향변환된 기저대역 신호(211)를 수용하도록 구성된다.
출력 섹션(210)은 RSSI 값(215)을 수용하도록 더 구성된다. RSSI 값(215)은 RF 라디오 수신기 설계 분야의 통상의 기술자에게 공지된 회로 및 방법에 의해, 디지털 수신기의 전방 단부(미도시)에서 발생된다. RSSI 값(215)은 디지털 수신기에 의해 수신된 RF 에너지의 파워의 인디케이터이다. 더 높은 RSSI 값(215)은 더 높은 수신된 RF 파워에 대응한다. RF 에너지는 소망되는 디지털 라디오 신호, 및 미리결정된 대역폭 내의 잡음 에너지 모두를 포함하고, 잡음 에너지는 소망되는 디지털 라디오 신호를 손상시킨다. 잡음 에너지는 예를 들어, 수신기의 잡음 플로어로부터 발생하는 광대역 잡음을 포함할 수 있다. 잡음 에너지는 디지털 수신기에 의해 수신되는 원치않는 간섭 신호(예, 인접한 채널 전송)와 같은, 하나 이상의 논-광대역 잡음원으로부터의 에너지를 더 포함할 수 있다. RSSI를 검출하기 위해 미리결정된 대역폭은 예를 들어, 수신기의 채널 대역폭, 또는 복조기 회로의 검출 대역폭에 의해 결정될 수 있다.
출력 섹션(210)은 에러의 수의 에러 카운트(216)를 허용하도록 더 구성된다. 에러 카운트(216)는 에러 검출 및 정정 회로(예, ECC 디코더)에 의해, 디지털 수신기의 전방 단부(미도시)에서 발생된다. 에러 카운트(216)는 에러 검출 및 정정 회로에 의해 검출되고 및/또는 정정되었던 입력 RF 디지털 라디오 신호로부터의 디지털 에러의 수를 나타낼 수 있다. 대체적으로, 에러 카운트(216)는 에러의 카운트보다는 비트 에러율을 나타낼 수 있고, 그래서 방법은 RF 디지털 라디오 신호의 다른 데이터 속도에, 또는 데이터 속도에서의 변경에 적용가능하다.
에러 카운트(216)는 또한 입력 RF 디지털 라디오 신호의 전체보다는 입력 RF 디지털 라디오 신호의 일부에 기반해서 에러 카운트를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제어 채널 및 데이터 채널이 함께 전송되지만 별개의 ECC 스킴을 가질 때, 그때 별개의 에러 카운트가 입력 RF 디지털 라디오 신호의 각각의 부분에 대해 이용가능할 수 있다. 이러한 상황에서, 데이터 채널은 라디오 조작자에게 나타나는 복조된 기저대역 신호를 형성하도록 처리되기 때문에, 그때 에러 카운트가 추가된 잡음을 제어하도록 사용 중이라면, 데이터 채널의 에러 카운트에 기반해서 추가적인 잡음을 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 제어 채널 에러 카운트가 데이터 채널 에러 카운트와 상관되는 한에는, 제어 채널의 에러 카운트 역시 사용될 수 있다.
출력 섹션(210)은 백색 잡음원과 같은 광대역 잡음원; 또는 단순한 톤, 복잡한 톤(즉, 다중스펙트럼 톤), 버징(buzzing) 잡음, 또는 그와 유사한 것과 같은 다른 종류의 잡음일 수 있는 잡음원(212)을 포함한다. 잡음원(212)의 출력은 가변 이득 증폭기(213)에 제공되고, 그것은 증폭된 잡음을 생성한다. 가변 이득 증폭기(213)의 이득은 조합 회로(217)에 의해 생성된 제어 신호(219)에 의해 제어된다.
출력 섹션(210)에 포함된, 조합 회로(217)는 입력으로서 RSSI 값(215) 및 에러 카운트(216)를 수용하도록 구성되고 가변 이득 증폭기(213)의 이득을 제어하도록 사용되는 제어 신호(219)를 생성하도록 구성된다.
일 실시예에서, 조합 회로(217)는 잡음 레벨이 적어도 RSSI 값의 미리결정된 범위 내에서 RSSI 값(215)에 역으로 비례하는 바와 같이 잡음원(212)을 제어하도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 조합 회로(217)는 잡음 레벨이 에러 카운트(216)에 의존하는 바와 같이 잡음원(212)을 제어하도록 구성되고, 그래서 더 큰 에러 카운트(216)는 적어도 에러 카운트 값의 미리결정된 범위 내의 가변 이득 증폭기(213)에서 더 큰 이득을 생성한다.
또 다른 실시예에서, 조합 회로(217)는 RSSI 값(215) 및 에러 카운트(216) 모두가 RSSI 값(215) 및 에러 카운트(216)의 조합에 의해 나타나는 잡음 레벨에 따라서 잡음 레벨을 제어하기 위해 사용되는 바와 같이 구성된다. 또한, 잡음의 유형은 RSSI 값(215) 및 에러 카운트(216)의 상대적 크기에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, RSSI 값(215)이 상대적으로 높다면, 그때 잡음원(212)은 에러 카운트(216)의 크기에 상관없이 광대역 잡음을 생성한다. 그러나, RSSI 값(215)이 상대적으로 높지만, 에러 카운트(216) 역시 상대적으로 높다면, 그때 잡음원(212)은 단순한 톤, 복잡한 톤(즉, 다중스펙트럼 톤), 버징 잡음, 또는 그와 유사한 것과 같은 또 다른 종류의 잡음을 생성할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 가변 이득 증폭기(213)의 이득은 듀티 사이클이 잡음의 버스트를 형성하도록 잡음 신호 상에 전해지는 바와 같이 제어될 수 있고, 듀티 사이클 및/또는 버스트의 반복율은 수신된 라디오 전송 품질에 의해 제어된다.
배터리 수명 및 라디오 조작자 피로 염려로 인해, 계속적으로 잡음을 출력하는 디지털 라디오를 갖는 것은 소망되지 않는다. 그러므로, 본 발명의 실시예는 디지털 라디오 수신기와 통신하는 전송 디지털 라디오로부터 전송(예, 또 다른 라디오 조작자의 통신)을 인커밍하는 것의 검출 시에 및/또는 RSSI에서 작동 시에 및/또는 하나 이상의 임계값을 넘어서는 에러율 곡선 위에서 오디오 잡음 출력을 게이트할 수 있다(즉, 인에이블링하거나 디스에이블링할 수 있다(enable or disable)). 예를 들어, 라디오가 낮은 에러 정정율을 갖는 강한 신호 강도 영역에 있을 때, 임박한 링크 손실이 있을 것 같지 않기 때문에, 어떠한 잡음도 출력될 필요가 없다. 잡음은 디지털 라디오 통신이 실패하려할 때, 라디오 조작자에게 나타나는 더 잦은 또는 더 큰 진폭 잡음과 함께, 증가적으로 한계(marginal) 커버리지 영역에서 종종 출력될 수 있다.
끝으로, 출력 섹션(210)은 인터페이스(226)를 통해 조합 회로(217)와 통신하는 임계 회로(218)를 더 포함한다. 임계 회로(218)는 RSSI 값(215) 및 에러 카운트(216)에 기반해서 잡음의 추가를 인에이블링 하거나 디스에이블링 하도록 구성된다. RSSI 값(215)은 상대적으로 높고 에러 카운트(216)는 상대적으로 낮다면, 그때 매우 양호한 수신된 RF 신호가 나타나고, 에러 정정된 오디오(211)로의 잡음의 추가가 억제된다. 임계 회로(218)에 의해 적합한 것으로 결정될 때, 잡음 억제는 게이트(214)의 사용에 의한 것이다. 게이트(214)는 게이트된 잡음을 생성하고, 그것은 인터페이스(222) 상에 제공된다. 임박한 통신 손실의 위험이 거의 없고, 따라서 라디오 조작자에게 링크 조건을 알릴 필요가 거의 없기 때문에, 잡음의 추가는 이러한 상황에서 억제된다. 이러한 상황에서 잡음을 억제하는 것은 라디오에 의한 파워 사용을 보호할 수 있고, 잡음이 라디오 조작자의 통신의 검출 때문에 이미 억제되지 않았다면, 불필요한 잡음의 제거로 인해 통신의 양해도를 개선할 것이다.
반대로, RSSI 값(215)이 상대적으로 낮다면, 그때 매우 불량한 링크 조건이 나타난다. RSSI 값이 정정하는 ECC의 능력을 넘어선다면, 그때 신호는 에러 정정된 오디오(211) 입력 라인 상에서 이미 손실될 수 있고, 더 이상 라디오 조작자에게 임박한 신호 손실을 경고하기 위해 잡음을 추가할 필요가 없을 수 있다. 이러한 상황에서 잡음을 억제하는 것은 라디오에 의한 파워 사용을 보호할 수 있다.
잡음은 라디오 조작자 제어, 예를 들어, 스퀄치(squelch) 버튼에 의해 더 게이트될 수 있고, 그래서 라디오 조작자는 잡음의 추가를 선택적으로 디스에이블링하거나 인에이블링 할 수 있다.
도 3은 대체적인 실시예를 나타내고, 여기서 게이트(214)는 잡음이 가변 이득 증폭기(213)에 적용되기 전에 잡음원(212)을 게이트한다. 이러한 구성의 단점은 가변 이득 증폭기(213)의 잡음 지수에 의해 수치화되는 바와 같이, 가변 이득 증폭기(213) 내에 발생된 잡음이 스피커에 보내지는 오디오 스트림에 부가되기 전에 억제되지 않는다는 것이다.
도 4는 대체적인 실시예를 나타내고, 여기서 잡음원(212)은 임계 회로(218)로부터 인에이블 신호(30)를 수용하도록 구성된다. 이러한 구성의 이점은 잡음원(212)의 온/오프 상태가 포지티브하게 제어될 수 있고, 그로써 잡음원(212)이 필요치 않을 때 턴 오프된다면 출력 섹션(210)에 의한 파워 소비를 감소시킬 수 있다는 것이다.
다시 도 2로 돌아가서, 조합기(223)는 인터페이스(224)를 통해 스피커(미도시)에 나타나는 복합 가청 신호를 생성하기 위해서, 인터페이스(222)를 통해 에러-정정된, 복조된 그리고 하향변환된 기저대역 신호(211) 및 게이트(214)로부터 게이트된 잡음을 수용하도록 구성된다. 유사하게, 도 3-4에 관해 언급하면서, 조합기(223)는 인터페이스(224)를 통해 스피커(미도시)에 나타나는 복합 가청 신호를 생성하기 위해서, 인터페이스(225)를 통해 가변 이득 증폭기(213)로부터 증폭된 잡음 신호를 수용하도록 구성된다.
이제 도 5에 관해 언급할 때, 본 발명의 일 실시예에 따라서 방법의 흐름도가 제공된다. 방법은 디지털 라디오 수신기에서 디지털 라디오 전송을 수신하는 단계(501)로 시작한다. 이 단계는 라디오 설계 분야의 통상의 기술자에게 공지된 단계들을 포함한다.
그 방법은 수신된 디지털 라디오 전송 품질을 검출하는 단계(502)로 이어진다. 품질을 검출하는 단계는 RSSI를 검출하는 방식에 의해, 및/또는 ECC 회로에 의해 제공된 하나 이상의 에러 카운트를 검출하는 것에 의해 달성될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 단계(502)는 아래에 설명된 단계(503)와 교환될 수 있다.
그 방법은 수신된 디지털 라디오 전송으로부터 가청 통신을 디코딩하는 단계(503)로 이어진다. 이 단계는 수신된 디지털 RF 신호로부터 가청 기저대역 신호를 생성하는 것을 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 단계(503)는 위에 설명된 단계(502)와 교환될 수 있다.
그 방법은 복합 가청 신호를 형성하도록 가청 통신 위에 가청 인디케이터를 중첩시키는 단계(504)로 이어진다. 가청 인디케이터의 유형은 기저대역 잡음, 단일 톤, 복잡한 톤, 및/또는 버즈 또는 그와 유사한 것을 포함할 수 있다.
그 방법은 수신된 디지털 오디오 전송 품질에 반응해서 가청 통신의 진폭에 대해 가청 인디케이터의 진폭을 동적으로 조절하는 단계(505)로 이어진다. 본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 가청 인디케이터의 진폭은 품질의 변화에서 적어도 일부 범위 내에 수신된 디지털 오디오 전송 품질에 역으로 비례하게 조절될 수 있다-즉, 품질이 증가함에 따라서, 가청 인디케이터의 진폭이 가청 통신의 진폭에 대해 감소한다. 하나 이상의 실시예에서, 수신된 디지털 오디오 전송 품질이 제 1 미리결정된 레벨을 초과한다면, 가청 인디케이터는 턴 오프되거나 실질적으로 불가청(inaudible) 레벨로 조절될 수 있다. 이 상황에서, 수신된 디지털 오디오 전송 품질은 임박한 링크 손실의 위험이 거의 없고, 따라서 라디오 조작자에게 링크 품질을 알릴 필요가 거의 없는 바와 같다. 또 다른 실시예에서, 수신된 디지털 오디오 전송 품질이 제 2 미리정해진 레벨을 초과하지 않는다면, 가청 인디케이터는 턴 오프되거나 실질적으로 불가청 레벨로 조절될 수 있다. 이 상황에서, 수신된 디지털 오디오 전송 품질이 너무 불량해서, ECC 코드의 능력이 초과되었기 때문에, 단계(503)의 가청 기저대역 신호는 생성될 수 없거나(즉, 신호가 손실되거나) 이미 손상되거나 왜곡된다. 또 다른 실시예에서, 전송 디지털 라디오가 라디오 조작자의 대화를 액티브하게 전송하는 중인 것이 검출된다면, 가청 인디케이터는 턴 오프되거나 실질적으로 불가청 레벨로 조절될 수 있다.

Claims (10)

  1. 수신된 디지털 라디오 전송 품질의 가청 인디케이터를 제공하는 방법으로서,
    디지털 라디오 수신기에서 디지털 라디오 전송을 수신하는 단계;
    상기 수신된 디지털 라디오 전송 품질을 검출하는 단계;
    상기 수신된 디지털 라디오 전송으로부터 가청 통신을 디코딩하는 단계;
    복합 가청 신호를 형성하도록, 상기 가청 통신 위에 가청 인디케이터를 중첩시키는 단계; 및
    상기 수신된 디지털 라디오 전송 품질에 반응해서 상기 가청 통신의 진폭에 대해 상기 가청 인디케이터의 진폭을 동적으로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 품질을 검출하는 단계는 상기 수신된 디지털 라디오 전송의 수신된 신호 강도 인디케이터를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 품질을 검출하는 단계는 상기 수신된 디지털 라디오 전송의 코딩된 비트 에러율을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 품질을 검출하는 단계는 상기 수신된 디지털 라디오 전송의 신호 대 잡음비를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털 라디오 수신기로의 사용자 입력에 반응해서 상기 가청 인디케이터를 선택적으로 디스에이블링 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 수신된 디지털 라디오 전송 품질의 가청 인디케이터를 제공하는 장치로서,
    상기 수신된 디지털 라디오 전송 품질의 검출기;
    상기 수신된 디지털 라디오 전송으로부터 가청 통신을 디코딩하도록 구성되는 디코더;
    상기 수신된 디지털 라디오 전송이 미리결정된 신호 품질을 가지는 것을 나타내기 위해 가청 인디케이터 신호를 형성하도록 구성되는 신호원; 및
    복합 가청 신호를 형성하기 위해, 상기 가청 통신 위에 상기 가청 인디케이터를 중첩시키는 조합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    제 1 미리결정된 임계값과 상기 수신된 디지털 라디오 전송 품질을 비교하는 제 1 비교기를 더 포함하고, 상기 가청 인디케이터는 상기 수신된 디지털 라디오 전송 품질이 상기 제 1 미리결정된 임계값 아래에 있는 경우에만 상기 가청 통신 위에 중첩되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    제 2 미리결정된 임계값과 상기 수신된 디지털 라디오 전송 품질을 비교하는 제 2 비교기를 더 포함하고, 상기 가청 인디케이터는 상기 수신된 디지털 라디오 전송 품질이 상기 제 2 미리결정된 임계값 위에 있는 경우에만 상기 가청 통신 위에 중첩되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 수신된 디지털 라디오 전송의 협대역 간섭을 검출하는 방법으로서,
    디지털 라디오 수신기에서 디지털 라디오 전송을 수신하는 단계;
    상기 수신된 디지털 라디오 전송의 수신된 신호 강도 인디케이터를 검출하는 단계;
    상기 수신된 디지털 라디오 전송의 코딩된 비트 에러율을 검출하는 단계; 및
    상기 수신된 신호 강도 인디케이터가 제 1 미리결정된 임계값을 초과한다면, 그리고 상기 코딩된 비트 에러율이 제 2 미리결정된 임계값을 초과한다면, 상기 협대역 간섭을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털 라디오 수신기의 사용자에게 경고 신호를 나타내는 단계를 더 포함하고, 상기 경고 신호는 상기 가청 통신과 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
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