KR101917724B1 - Air sound wave commucation system with noise robust and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잡음에 강인한 공중 음파 통신 시스템 및 그 방법에 대한 것이다.
본 발명에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 시스템은 전송하고자 하는 유효 정보에 매핑 지시자를 포함시켜 생성된 한 프레임 주기의 전송 정보에 주파수를 각각 매핑하고 해당 주파수의 음파 신호를 생성하여 출력하는 송신기; 상기 출력된 음파 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하고, 변환된 음파 신호의 주파수 및 위상정보로부터 상기 음파 신호를 복조하여 복조된 상기 전송 정보에 포함된 매핑 지시자를 획득하고, 상기 획득된 매핑 지시자에 대응하는 상기 유효 정보를 추출하는 수신기; 및 상기 송신기로부터 유효 정보와 변조 후의 음파 신호간의 매핑 관계를 매핑 지시자 별로 수신하여 데이터베이스에 각각 저장하는 서버를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 환경 잡음과 같은 지속적인 잡음이 존재할 때 송신단에서 동일한 전송 정보에 대하여 서로 다른 음파 신호로 매핑 및 변환하여 전송함으로써 잡음에 효과적으로 대처할 수 있다.The present invention relates to a noise-robust public acoustic communication system and a method thereof.
A public acoustic wave communication system robust against noise according to the present invention includes a transmitter for mapping a frequency to transmission information of one frame period generated by including a mapping indicator in effective information to be transmitted and generating and outputting a sound wave signal of a corresponding frequency; A demultiplexer for demodulating the sound wave signal from the frequency and phase information of the converted sound wave signal to obtain a mapping indicator included in the demodulated transmission information, A receiver for extracting the corresponding valid information; And a server receiving the mapping information between the valid information and the post-modulation sound signal from the transmitter for each mapping indicator and storing the received mapping information in the database.
As described above, according to the present invention, when there is continuous noise such as environmental noise, the transmitter can effectively cope with noise by mapping, converting and transmitting the same transmission information to different sound signals.

Description

잡음에 강인한 공중 음파 통신 시스템 및 그 방법{AIR SOUND WAVE COMMUCATION SYSTEM WITH NOISE ROBUST AND METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a sound signal communication system and a method thereof,

본 발명은 잡음에 강인한 공중 음파 통신 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 환경 잡음과 같은 지속적인 잡음이 존재할 때 송신단에서 동일한 전송 정보에 대하여 서로 다른 음파 신호로 매핑 및 변환하여 전송하는 잡음에 강인한 공중 음파 통신 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a noise-robust public acoustic communication system and a method thereof, and more particularly, to a noise-robust public acoustic communication system and method thereof, A robust public acoustic communication system and a method thereof.

최근 스마트폰의 보급으로 공중 음파 통신 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 같은 기술은 정보를 음파로 변환하여 스마트폰이나 TV, 오디오, 확성기 등 스피커가 장착된 디바이스를 이용하여 전송하고, 스마트폰과 같이 마이크가 내장된 디바이스를 이용하여 음파를 수신한 후 송신단에서 음파에 매핑한 정보를 찾아내는 기술이다. Recently, the spread of smart phones has been actively researched about the technology of aerial acoustic communication. Such a technology converts information into sound waves and transmits them using a device equipped with a speaker such as a smart phone, a TV, audio, and a loudspeaker. After receiving a sound wave using a device having a built-in microphone such as a smartphone, Is a technique for finding the information mapped to the user.

공중 음파 통신 기술에 기반한 서비스로는 쿠폰발행(사용자가 매장을 지날 때, TV나 라디오 시청 시), 출입관리, 투표, 관광지 안내 등을 예로 들수 있는데, 공중 음파 통신의 가장 큰 문제점은 가청 주파수 대역을 이용하여 데이터를 전송해야 하므로 각종 주위 환경의 잡음에 무방비적으로 노출된다는 것이다. 만약 특정 대역에서 지속적인 소음이 발생하게 되면 해당 대역으로 전송하는 데이터는 지속적으로 수신이 불가능하게 되며, 결과적으로는 공중 음파 통신의 전송 오류율이 크게 늘어나고 심지어 송수신이 불가능한 경우도 발생한다.Examples of services based on public acoustic communication technology include issuing coupons (when a user goes through a store, watching TV or radio), access control, voting, and tourist guide information. It is necessary to transmit data by using the noise of the surrounding environment. If continuous noise is generated in a specific band, data to be transmitted to the corresponding band can not be continuously received. As a result, the transmission error rate of the public acoustic wave communication increases greatly and even transmission / reception is impossible.

잡음 간섭으로 인한 유효 정보의 변형을 방지하고 정상적인 유효 정보를 획득하기 위한 기술로 송신단의 전파정보 생성부에서 원음 미디어 정보가 차지하는 주파수 구간을 회피하거나 적은 주파수 구간을 차지하도록 하는 방법이 제안되었다. 하지만 이와 같은 기술은 2가지 문제점을 가지고 있는데 먼저 모든 음파 통신 기술에서 전송 정보를 원음 미디어 신호와 믹스하여 전송하지는 않는다는 것이다. 이와 같은 경우에는 원음 미디어 자체가 존재하지 않으며, 원음 미디어 정보가 차지하는 주파수 자체도 없으므로 음파로 변형된 전송 정보만 보내지게 되며 기존의 잡음에 대해 고려하지 않은 음파 통신 기술과 다를 바 없게 된다. There has been proposed a technique for avoiding deformation of effective information due to noise interference and acquiring normal effective information by avoiding a frequency section occupied by original sound information in a propagation information generating section of a transmitting end or occupying a small frequency section. However, this technology has two problems. First, all the sound communication technologies do not mix transmission information with original sound media signals. In such a case, the original sound media itself does not exist, and since the frequency itself of the original sound media information is not present, only the transmission information modified by the sound wave is transmitted, and it is different from the sound wave communication technology not considering the existing noise.

또 다른 문제점은 잡음 자체가 원음 미디어 정보에서만 유래하는 것이 아니고 주위 환경에서 발생하는 잡음도 존재하며 많은 경우에는 주위 환경에서 발생하는 잡음이 주 잡음원일 수 있다는 것이다. 원음 미디어 자체는 송신단에서 생성하므로 원음 미디어 주파수 정보를 획득할 수 있지만, 주위 환경 정보는 송신단에서 알 수 없으므로 잡음이 존재하는 주파수 구간을 회피하거나 적게 차지하도록 할 수가 없으므로 이러한 기술로는 주위 환경의 잡음을 제거하거나 회피할 수 없다는 문제점이 있다.Another problem is that the noise itself is not derived only from the original sound media information, but also the noise generated in the surrounding environment exists and in many cases, the noise generated in the surrounding environment may be the main noise source. Since the original sound media itself is generated at the transmitting end, the original sound media frequency information can be obtained. However, since the transmitting end does not know the surrounding environment information, it can not be avoided or occupied in a frequency range in which noise exists. There is a problem in that it can not be removed or avoided.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1289027호(2013. 07. 23. 공고)에 개시되어 있다.The technology of the background of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1289027 (Announcement of Mar. 23, 2013. 07).

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 환경 잡음과 같은 지속적인 잡음이 존재할 때 송신단에서 동일한 전송 정보에 대하여 서로 다른 음파 신호로 매핑 및 변환하여 전송하는 잡음에 강인한 공중 음파 통신 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a noise-robust air acoustic communication system and a method thereof, in which a transmitting terminal maps, converts, and transmits the same transmission information to different sound signals when there is continuous noise such as environmental noise .

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 시스템은, 전송하고자 하는 유효 정보에 매핑 지시자를 포함시켜 생성된 한 프레임 주기의 전송 정보에 주파수를 각각 매핑하고 해당 주파수의 음파 신호를 생성하여 출력하는 송신기; 상기 출력된 음파 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하고, 변환된 음파 신호의 주파수 및 위상정보로부터 상기 음파 신호를 복조하여 복조된 상기 전송 정보에 포함된 매핑 지시자를 획득하고, 상기 획득된 매핑 지시자에 대응하는 상기 유효 정보를 추출하는 수신기; 및 상기 송신기로부터 유효 정보와 변조 후의 음파 신호간의 매핑 관계를 매핑 지시자 별로 수신하여 데이터베이스에 각각 저장하는 서버를 포함하고, 상기 수신기는, 연속되는 프레임 주기의 전송 정보로부터 생성되는 음파 신호를 차례대로 수신하고, 각각의 전송 정보에 포함된 유효 정보를 상기 데이터베이스로부터 추출하여, 잡음으로 판단되는 주파수에 해당하는 유효 정보의 데이터를 복구할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a noise-resistant air acoustic communication system including mapping information to transmission information of a frame period generated by including a mapping indicator in effective information to be transmitted, A transmitter for generating and outputting a sound wave signal; A demultiplexer for demodulating the sound wave signal from the frequency and phase information of the converted sound wave signal to obtain a mapping indicator included in the demodulated transmission information, A receiver for extracting the corresponding valid information; And a server for receiving a mapping relationship between the valid information and the post-modulation sound signal from the transmitter for each mapping indicator, and storing the mapping information in the database, wherein the receiver sequentially receives the sound signal generated from the transmission information of the continuous frame period Extract valid information included in each transmission information from the database, and recover data of valid information corresponding to a frequency judged as noise.

또한 상기 송신기는, 전송하고자 하는 상기 유효 정보와 변조 후의 음파 신호간 매핑 관계를 결정하여 표시하는 상기 매핑 지시자를 생성하되, 서로 다른 매핑 관계를 가지는 다수의 매핑 지시자를 생성하는 매핑 지시자 생성부, 상기 매핑 지시자, 상기 유효 정보, 상기 유효 정보의 시작과 종료를 알리는 시작 태그 및 종료 태그를 포함하는 한 프레임 주기의 전송 정보를 생성하는 전송 정보 생성부, 상기 다수의 매핑 지시자와 상기 데이터베이스를 이용하여 각각의 매핑 지시자 별로 상기 전송 정보를 서로 다른 주파수로 매핑하는 음파 매핑부, 어느 하나의 변조 방식을 이용하여 상기 음파 매핑부로부터 매핑된 상기 전송 정보의 사인곡선(sinusoid) 신호를 생성하여 실제 음파 신호를 생성하는 음파 신호 생성부, 및 상기 생성된 음파 신호를 출력하는 음파 송신부를 포함한다.The transmitter further includes a mapping indicator generator for generating the mapping indicator for determining and displaying the mapping relationship between the effective information to be transmitted and the sound signal after modulation and generating a plurality of mapping indicators having different mapping relations, A transmission information generating unit for generating transmission information of one frame period including a mapping indicator, the valid information, a start tag informing start and end of the valid information, and an end tag, A mapping unit for mapping the transmission information to different frequencies according to mapping directives of the mapping unit; and a demodulator for generating a sinusoidal signal of the transmission information mapped from the sound wave mapping unit using one of the modulation schemes, A sound wave signal generating unit for generating the sound wave signal, It includes a wave transmitter.

또한 상기 음파 매핑부는, 상기 데이터베이스를 이용하여 상기 각각의 매핑 지시자 별로 상기 전송 정보와 매핑되는 주파수의 순서를 랜덤 또는 순차적으로 순환하거나 쉬프팅하여 매핑 정보를 생성할 수 있다. The sound wave mapping unit may generate the mapping information by randomly or sequentially cyclically shifting or shifting the order of frequencies mapped to the transmission information for each mapping indicator using the database.

또한 상기 음파 신호 생성부는, FSK(Frequency-shift keying) 변조 방식을 이용하는 경우, 상기 전송 정보의 주파수에 대응하는 사인곡선 신호를 생성하고, PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식을 이용하는 경우, 상기 전송 정보의 위상정보를 가지는 사인곡선 신호를 생성할 수 있다. When the frequency shift keying (FSK) modulation scheme is used, the sound wave signal generating unit generates a sinusoidal signal corresponding to the frequency of the transmission information. When the phase shift keying (PSK) modulation scheme is used, A sinusoidal signal having phase information of the sinusoidal signal can be generated.

또한 상기 송신기는, 현재 음파 통신 중임을 알리기 위한 효과음 또는 방송음을 상기 실제 음파 신호에 혼합하는 혼합 음파 신호 생성부를 더 포함할 수 있다.The transmitter may further include a mixed sound signal generator for mixing an effect sound or a broadcast sound for informing that the sound wave communication is currently being performed to the actual sound wave signal.

또한 상기 수신기는, 상기 음파 송신부로부터 출력된 음파 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하는 음파 수신부, 상기 변환된 음파 신호의 주파수 및 위상정보를 획득하여 상기 전송 정보를 분석하는 음파 스펙트럼 분석부, 상기 음파 신호에 포함된 매핑 지시자를 획득하는 매핑 지시자 획득부, 상기 데이터베이스를 이용하여 상기 획득된 매핑 지시자에 대응하는 상기 전송 정보에 포함된 유효 정보를 추출하는 유효 정보 추출부, 및 상기 추출된 유효 정보와 상기 데이터베이스를 이용하여 상기 유효 정보를 키 값으로 하는 실제 데이터를 복구하여 다수의 응용 정보를 획득하는 응용 정보 획득부를 포함한다.The receiver includes a sound wave receiving unit for receiving the sound wave signal output from the sound wave transmitting unit and converting the received sound wave signal into a digital signal, an acoustic spectrum analyzing unit for analyzing the transmission information by obtaining frequency and phase information of the converted sound wave signal, A validation information extracting unit for extracting validation information included in the transmission information corresponding to the obtained mapping indicator using the database, And an application information acquiring unit for acquiring a plurality of pieces of application information by restoring actual data using the valid information as a key value using the database.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 송신기, 수신기 및 서버를 포함하는 공중 음파 통신 시스템을 이용한 통신 방법은, 상기 송신기가 전송하고자 하는 유효 정보에 매핑 지시자를 포함시켜 생성된 한 프레임 주기의 전송 정보에 주파수를 각각 매핑하고 해당 주파수의 음파 신호를 생성하여 출력하는 단계; 상기 수신기가 상기 출력된 음파 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하고, 변환된 음파 신호의 주파수 및 위상정보로부터 상기 음파 신호를 복조하여 복조된 상기 전송 정보에 포함된 매핑 지시자를 획득하고, 상기 획득된 매핑 지시자에 대응하는 상기 유효 정보를 추출하는 단계; 및 상기 서버가 상기 송신기로부터 유효 정보와 변조 후의 음파 신호간의 매핑 관계를 매핑 지시자 별로 수신하여 데이터베이스에 각각 저장하는 단계를 포함하고, 상기 수신기는, 상기 데이터베이스를 이용하여 상기 유효 정보를 추출하되, 연속되는 프레임 주기의 전송 정보로부터 생성되는 음파 신호를 차례대로 수신하여, 각각의 전송 정보에 포함된 유효 정보를 추출하여, 잡음으로 판단되는 주파수에 해당하는 유효 정보의 데이터를 복구할 수 있다.In addition, a communication method using a public acoustic communication system including a transmitter, a receiver, and a server according to an embodiment of the present invention may include transmitting information of a frame period generated by including a mapping indicator in the valid information to be transmitted by the transmitter, Generating and outputting a sound wave signal of the corresponding frequency; The receiver converts the received sound wave signal into a digital signal and demodulates the sound wave signal from the frequency and phase information of the converted sound wave signal to obtain a mapping indicator included in the demodulated transmission information, Extracting the valid information corresponding to the mapping indicator; And receiving, from the transmitter, the mapping information between the effective information and the post-modulation sound signal from the transmitter for each mapping indicator, and storing the mapping information in the database, wherein the receiver extracts the valid information using the database, It is possible to recover the effective information corresponding to the frequency determined by the noise by extracting the effective information included in the respective transmission information.

이와 같이 본 발명에 따르면, 환경 잡음과 같은 지속적인 잡음이 존재할 때 송신단에서 동일한 전송 정보에 대하여 서로 다른 음파 신호로 매핑 및 변환하여 전송함으로써 잡음에 효과적으로 대처할 수 있다.As described above, according to the present invention, when there is continuous noise such as environmental noise, the transmitter can effectively cope with noise by mapping, converting and transmitting the same transmission information to different sound signals.

또한 본 발명에 따르면 재난알림정보와 같이 대중에게 신속히 전파해야 하는 정보를 일반 방송신호(라디오 방송, TV 방송)에 간단히 믹싱하여 방송할 수 있어 잡음 없이 많은 대중에게 재난알림메시지가 전파될 수 있는 효과를 얻을 수 있으며, 광고 분야 등에서도 폭 넓게 응용될 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, it is possible to easily mix and broadcast information to be broadcast quickly to the public, such as disaster alert information, to general broadcast signals (radio broadcasts and TV broadcasts), thereby enabling a disaster alert message to be propagated to a large number of people without noise And can be widely applied in the field of advertising and the like.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 시스템에서 한 프레임 주기의 전송 정보를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 방법에서 매핑 정보를 설명하기 위한 예시이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 방법에서 전송 주파수의 스펙트럼을 표시한 그래프이다.1 is a block diagram illustrating a noise-resistant public acoustic communication system according to an embodiment of the present invention.
2 shows transmission information of one frame period in a noise-robust air acoustic communication system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an operation flow of a noise-resistant air acoustic communication method according to an embodiment of the present invention.
4 is an illustration for explaining mapping information in a noise-robust air acoustic wave communication method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing a spectrum of a transmission frequency in a noise-robust air acoustic communication method according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Further, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

먼저, 도 1 및 도 2를 통해 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 시스템에 대하여 설명한다.1 and 2, a noise-robust public acoustic communication system according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 시스템을 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a noise-resistant public acoustic communication system according to an embodiment of the present invention.

도 1에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 시스템은, 송신기(100), 수신기(200) 및 서버(300)를 포함한다.1, the noise-robust public acoustic communication system according to the embodiment of the present invention includes a transmitter 100, a receiver 200, and a server 300. As shown in FIG.

먼저 송신기(100)는 전송하고자 하는 유효 정보에 매핑 지시자를 포함시켜 생성된 한 프레임 주기의 전송 정보에 주파수를 각각 매핑하고 해당 주파수의 음파 신호를 생성하여 출력한다.First, the transmitter 100 maps a frequency to transmission information of one frame period generated by including a mapping indicator in the valid information to be transmitted, and generates and outputs a sound wave signal of the corresponding frequency.

상세하게는 송신기(100)는 매핑 지시자 생성부(110), 전송 정보 생성부(120), 음파 매핑부(130), 음파 신호 생성부(140), 혼합 음파 신호 생성부(150) 및 음파 송신부(160)를 포함한다.In more detail, the transmitter 100 includes a mapping indicator generator 110, a transmission information generator 120, a sound wave mapping unit 130, a sound wave signal generator 140, a mixed sound wave signal generator 150, (160).

매핑 지시자 생성부(110)는 전송하고자 하는 유효 정보와 변조 후의 음파 신호간 매핑 관계를 결정하여 표시하는 매핑 지시자를 생성하되, 서로 다른 매핑 관계를 가지는 다수의 매핑 지시자를 생성한다.The mapping indicator generator 110 generates a mapping indicator for determining and displaying a mapping relationship between effective information to be transmitted and a sound signal after modulation, and generates a plurality of mapping indicators having different mapping relationships.

전송 정보 생성부(120)는 매핑 지시자, 유효 정보, 유효 정보의 시작과 종료를 알리는 시작 태그 및 종료 태그를 포함하는 한 프레임 주기의 전송 정보를 생성한다.The transmission information generating unit 120 generates transmission information of one frame period including a mapping indicator, valid information, a start tag notifying start and end of valid information, and an end tag.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 시스템에서 한 프레임 주기의 전송 정보를 나타낸 것이다.2 shows transmission information of one frame period in a noise-robust air acoustic communication system according to an embodiment of the present invention.

도 2에서와 같이 한 프레임 주기의 전송 정보는 매핑 지시자, 시작 태그, 유효 정보에 포함된 각각의 데이터(유효 정보1 내지 유효 정보N) 및 종료 태그 순으로 구성된다.As shown in FIG. 2, the transmission information of one frame period is composed of a mapping indicator, a start tag, data (valid information 1 to valid information N) included in the valid information, and an end tag.

음파 매핑부(130)는 다수의 매핑 지시자와 데이터베이스(310)에 저장된 데이터를 이용하여 각각의 매핑 지시자 별로 전송 정보를 서로 다른 주파수로 매핑한다.The sound wave mapping unit 130 maps the transmission information for each mapping indicator to different frequencies using a plurality of mapping indicators and data stored in the database 310.

이때, 음파 매핑부(130)는, 데이터베이스(310)를 이용하여 각각의 매핑 지시자 별로 전송 정보와 매핑되는 주파수의 순서를 랜덤 또는 순차적으로 순환하거나 쉬프팅하여 매핑 정보를 생성한다.At this time, the sound wave mapping unit 130 generates mapping information by randomly or sequentially cyclically shifting or shifting the order of the frequencies mapped with the transmission information for each mapping indicator by using the database 310.

즉, 음파 매핑부(130)는 전송 정보 생성부(120)에서 생성한 한 프레임 주기의 전송 정보를 실제 음파로 매핑한다. 매핑 기능을 수행하기 위하여 매핑 지시자 생성부(110)에서 생성한 매핑 지시자와 데이터베이스(310)에 저장된 데이터를 이용하여 매핑 정보를 생성한다. That is, the sound wave mapping unit 130 maps transmission information of one frame period generated by the transmission information generation unit 120 to real sound waves. And generates mapping information using the mapping indicator generated by the mapping indicator generator 110 and the data stored in the database 310 to perform the mapping function.

음파 신호 생성부(140)는 어느 하나의 변조 방식을 이용하여 상기 음파 매핑부로부터 매핑된 전송 정보의 사인곡선(sinusoid) 신호를 생성하여 실제 음파 신호를 생성한다.The sound wave signal generating unit 140 generates a sinusoidal signal of the transmission information mapped from the sound wave mapping unit using one of the modulation methods to generate an actual sound wave signal.

이때, 음파 신호 생성부(140)는, FSK(Frequency-shift keying) 변조 방식을 이용하는 경우, 전송 정보의 주파수에 대응하는 사인곡선 신호를 생성하고, PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식을 이용하는 경우, 전송 정보의 위상정보를 가지는 사인곡선 신호를 생성한다.In this case, the sound wave signal generating unit 140 generates a sinusoidal signal corresponding to the frequency of the transmission information when using the FSK (Frequency-Shift Keying) modulation method, and when using the PSK (Phase Shift Keying) And generates a sinusoidal signal having phase information of transmission information.

혼합 음파 신호 생성부(150)는 현재 음파 통신 중임을 알리기 위한 효과음 또는 방송음을 실제 음파 신호에 혼합한다.Mixed sound signal generator 150 mixes an effect sound or a broadcast sound for informing that the sound wave communication is currently being performed to an actual sound wave signal.

이때, 음파 신호 생성부(140)에서 생성된 실제 음파 신호는 그대로 출력할 수도 있지만, 필요에 따라 효과음 또는 방송음과 혼합되어 전송될 수도 있다. At this time, the actual sound wave signal generated by the sound wave signal generating unit 140 may be output as it is, but it may be mixed with an effect sound or a broadcast sound if necessary.

예를 들면 음파 통신을 이용한 전자지불 시스템이나, 단말간 데이터 교환 시스템 같은 경우에는 “쉭~”과 같은 효과음을 추가하여 사용자에게 현재 음파 통신이 이루어짐을 알려줄 수 있다. 또한 TV, 라디오 등과 같은 방송음에 광고나 쿠폰 등을 은닉하여 전송하는 경우에는 방송음과 혼합하여 전송할 수도 있다. For example, in the case of an electronic payment system using a sound wave communication or a data exchange system between terminals, an effect sound such as " 쉭 ~ " may be added to inform the user that the current sound wave communication is performed. In addition, when an advertisement, a coupon, or the like is hidden and transmitted to a broadcast sound such as a TV or a radio, it may be mixed with a broadcast sound and transmitted.

음파 송신부(160)는 음파 신호 생성부(140) 또는 혼합 음파 신호 생성부(150)에서 생성된 음파 신호를 스피커(161)를 통하여 출력한다.The sound wave transmitting unit 160 outputs the sound wave signals generated by the sound wave signal generating unit 140 or the mixed sound wave signal generating unit 150 through the speaker 161.

그리고 수신기(200)는 송신기(100)로부터 출력된 음파 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하고, 변환된 음파 신호의 주파수 및 위상정보로부터 음파 신호를 복조하여 복조된 전송 정보에 포함된 매핑 지시자를 획득하고, 획득된 매핑 지시자에 대응하는 유효 정보를 추출한다.The receiver 200 receives the sound wave signal output from the transmitter 100, converts the sound wave signal into a digital signal, demodulates the sound wave signal from the frequency and phase information of the converted sound wave signal, and obtains a mapping indicator included in the demodulated transmission information And extracts valid information corresponding to the obtained mapping indicator.

상세하게는 수신기(200)는 음파 수신부(210), 음파 스펙트럼 분석부(220), 매핑 지시자 획득부(230), 유효 정보 추출부(240) 및 응용 정보 획득부(250)를 포함한다.The receiver 200 includes a sound wave receiving unit 210, a sound spectrum analyzing unit 220, a mapping indicator acquiring unit 230, a valid information extracting unit 240, and an application information acquiring unit 250.

음파 수신부(210)는 송신기(100)의 음파 송신부(160)로부터 출력된 음파 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환한다.The sound wave receiving unit 210 receives the sound wave signal output from the sound wave transmitting unit 160 of the transmitter 100 and converts the received sound wave signal into a digital signal.

음파 스펙트럼 분석부(220)는 음파 수신부(210)에서 변환된 음파 신호의 주파수 및 위상정보를 획득하여 전송 정보 생성부(120)에서 생성된 전송 정보를 분석한다.The sound spectrum analyzer 220 obtains the frequency and phase information of the sound wave signal converted by the sound wave receiver 210 and analyzes transmission information generated by the transmission information generator 120.

매핑 지시자 획득부(230)는 음파 스펙트럼 분석부(220)에서 분석된 전송 정보를 이용하여 음파 신호에 포함된 매핑 지시자를 획득한다.The mapping indicator acquiring unit 230 acquires a mapping indicator included in the sound signal using the transmission information analyzed by the sound spectrum analyzer 220.

유효 정보 추출부(240)는 데이터베이스(310)를 이용하여 매핑 지시자 획득부(230)에서 획득된 매핑 지시자에 대응하는 전송 정보에 포함된 유효 정보를 추출한다. 즉, 한 프레임 주기의 전송 정보를 이용하여 유효 정보를 추출한다The valid information extracting unit 240 extracts the valid information included in the transmission information corresponding to the mapping indicator acquired by the mapping indicator acquiring unit 230 using the database 310. [ That is, valid information is extracted using transmission information of one frame period

응용 정보 획득부(250)는 유효 정보 추출부(240)에서 추출된 유효 정보와 데이터베이스(310)를 이용하여 유효 정보를 키 값으로 하는 실 데이터를 복구하여 다수의 응용 정보를 획득한다.The application information acquisition unit 250 acquires a plurality of pieces of application information by recovering real data using the valid information extracted from the valid information extracting unit 240 and the valid information as a key value using the database 310. [

마지막으로 서버(300)는 송신기(100)로부터 유효 정보와 변조 후의 음파 신호간의 매핑 관계를 매핑 지시자 별로 수신하여 데이터베이스(310)에 각각 저장한다.Finally, the server 300 receives mapping information between the effective information and the post-modulation sound signal from the transmitter 100 for each mapping indicator, and stores the mapping information in the database 310.

따라서, 수신기(200)는, 연속되는 프레임 주기의 전송 정보로부터 생성되는 음파 신호를 차례대로 수신하고, 각각의 전송 정보에 포함된 유효 정보를 데이터베이스(310)로부터 추출하여, 잡음으로 판단되는 주파수에 해당하는 유효 정보의 데이터를 복구할 수 있다.Accordingly, the receiver 200 sequentially receives the sound wave signals generated from the transmission information of the successive frame periods, extracts the effective information included in the respective transmission information from the database 310, The data of the corresponding valid information can be recovered.

일반적으로 음파 통신의 전송 속도는 매우 낮은 편이므로 다수의 응용 환경에서는 필요한 데이터를 그대로 전송하기 어렵다. 따라서 송신기(100)에서는 실제 전송할 데이터에 매핑되는 키 값을 유효 정보로 전송하는데, 자세히는 서버(300)는 실제 데이터와 키 값 간의 매핑 관계를 송신기(100)로부터 수신하여 데이터베이스(310)에 저장하고, 이를 수신기(200)에 제공함으로써 실제 데이터를 얻을 수 있도록 한다.In general, since the transmission speed of the sound wave communication is very low, it is difficult to transmit necessary data as it is in many application environments. Therefore, the server 300 receives the mapping relationship between the actual data and the key value from the transmitter 100 and stores the mapping relationship in the database 310 And provides it to the receiver 200 so that actual data can be obtained.

이하에서는 도 3 내지 도 5를 통해 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a noise-robust air acoustic communication method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 through FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도로서, 이를 참조하여 본 발명의 구체적인 동작을 설명한다.FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation flow of a noise-resistant air acoustic communication method according to an embodiment of the present invention, and a specific operation of the present invention will be described with reference to FIG.

본 발명의 실시예에 따르면, 먼저, 송신기(100)의 매핑 지시자 생성부(110)는 전송하고자 하는 유효 정보와 변조 후의 음파 신호간 매핑 관계를 결정하여 표시하는 매핑 지시자를 생성하되, 서로 다른 매핑 관계를 가지는 다수의 매핑 지시자를 생성한다(S310).According to an embodiment of the present invention, a mapping indicator generator 110 of the transmitter 100 generates a mapping indicator for determining and displaying a mapping relationship between effective information to be transmitted and a sound wave signal after modulation, And generates a plurality of mapping directives having a relationship (S310).

즉, 매핑 지시자에 의하여 특정한 유효 정보도 다른 음파 신호로 변환될 수 있다. 따라서 매핑 지시자는 서로 다른 매핑 관계를 표시할 수 있도록 구분되는 모든 숫자, 영문, 특수문자 혹은 기타 표시의 조합(예를 들면 MI1, MI2, MI3)으로 표시되며 인덱스와 같은 기능을 하게 된다. That is, specific valid information can also be converted to another sound wave signal by the mapping indicator. Therefore, the mapping indicator is represented by a combination of all digits, alphabetic characters, special characters, or other representations (for example, MI 1 , MI 2 , MI 3 ) to represent different mapping relationships and functions like an index .

그 다음 송신기(100)의 전송 정보 생성부(120)는 S310 단계에서 생성된 매핑 지시자, 전송하고자 하는 유효 정보, 유효 정보의 시작과 종료를 알리는 시작 태그 및 종료 태그를 포함하는 한 프레임 주기의 전송 정보를 생성한다(S320).Next, the transmission information generating unit 120 of the transmitter 100 transmits the mapping indicator, the valid information to be transmitted, the start and end tags indicating the start and end of the valid information, and the transmission of one frame period including the end tag Information is generated (S320).

이때, 한 프레임 주기의 전송 정보는 매핑 지시자, 시작 태그, 유효 정보에 포함된 각각의 데이터(유효 정보1 내지 유효 정보N) 및 종료 태그 순으로 구성된다.At this time, the transmission information of one frame period is composed of the mapping indicator, the start tag, each data (valid information 1 to valid information N) included in the valid information, and an end tag.

그 다음 송신기(100)의 음파 매핑부(130)는 다수의 매핑 지시자와 데이터베이스(310)에 저장된 데이터를 이용하여 각각의 매핑 지시자 별로 전송 정보를 서로 다른 주파수로 매핑한다(S330).Then, the sound wave mapping unit 130 of the transmitter 100 maps the transmission information for each mapping indicator to different frequencies using a plurality of mapping indicators and data stored in the database 310 at step S330.

자세히는 데이터베이스(310)를 이용하여 각각의 매핑 지시자 별로 전송 정보와 매핑되는 주파수의 순서를 랜덤 또는 순차적으로 순환하거나 쉬프팅하여 매핑 정보를 생성하는 것이 바람직하나, 이 외에도 여러 매핑 관계를 포함하기 위한 모든 방법을 이용하여 매핑 정보를 생성할 수도 있다.More specifically, it is preferable to generate mapping information by randomly or sequentially cyclically shifting or shifting the order of frequencies mapped to the transmission information for each mapping indicator using the database 310. In addition, Method may be used to generate the mapping information.

S330 단계에서는 S320 단계에서 생성된 한 프레임 주기의 전송 정보를 실제 음파로 매핑한다. 따라서, 음파 매핑부(130)은 매핑 기능을 수행하기 위하여 S310 단계에서 생성한 매핑 지시자와 데이터베이스(310)를 이용하여 매핑 정보를 생성한다. In step S330, transmission information of one frame period generated in step S320 is mapped to real sound waves. Accordingly, the sound wave mapping unit 130 generates mapping information using the mapping indicator generated in step S310 and the database 310 to perform the mapping function.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 방법에서 매핑 정보를 설명하기 위한 예시이다.4 is an illustration for explaining mapping information in a noise-robust air acoustic wave communication method according to an embodiment of the present invention.

FSK 변조 방식을 사용하는 음파 통신 시스템에서 매핑 지시자와 매핑 정보간의 상관 관계는 도 4와 같다. 즉 매핑 지시자가 MI1일 때와 MI2일 때의 매핑 지시자, 시작 태그, 유효 정보 및 종료 태그는 도 4에서와 같이 서로 다른 주파수로 매핑된다.The correlation between the mapping indicator and the mapping information in the acoustic communication system using the FSK modulation scheme is shown in FIG. That is, the mapping indicator, the start tag, the valid information, and the end tag when the mapping indicator is MI 1 and MI 2 are mapped to different frequencies as shown in FIG.

송신기(100)는 유효 정보와 변조 후의 음파 신호간의 매핑 관계를 서버(300)로 전송하고(S331), 서버(300)는 전송된 매핑 관계를 매핑 지시자 별로 수신하여 데이터베이스(310)에 각각 저장한다(S332).The transmitter 100 transmits the mapping relationship between the valid information and the post-modulation sound signal to the server 300 (S331), and the server 300 receives the mapping relation transmitted by each mapping indicator and stores the received mapping relation in the database 310 (S332).

그 다음 송신기(100)의 음파 신호 생성부(140)는 어느 하나의 변조 방식을 이용하여 S330 단계로부터 매핑된 전송 정보의 사인곡선(sinusoid)신호를 생성하여 실제 음파 신호를 생성한다(S340).Next, the sound wave signal generator 140 of the transmitter 100 generates a sinusoidal signal of the transmission information mapped from step S330 using any one of the modulation schemes, and generates an actual sound wave signal at step S340.

이때 FSK 변조 방식을 이용하는 경우, 전송 정보의 주파수에 대응하는 사인곡선 신호를 생성하고, PSK 변조 방식을 이용하는 경우, 전송 정보의 위상정보를 가지는 사인곡선 신호를 생성할 수 있다.At this time, when the FSK modulation method is used, a sinusoidal signal corresponding to the frequency of the transmission information is generated, and when using the PSK modulation method, a sinusoidal signal having phase information of the transmission information can be generated.

이때, 송신기(100)의 혼합 음파 신호 생성부(150)는 현재 음파 통신 중임을 알리기 위한 효과음 또는 방송음을 S340 단계에서 생성된 실제 음파 신호에 혼합할 수도 있다.At this time, the mixed sound wave signal generator 150 of the transmitter 100 may mix an effect sound or a broadcast sound for informing that the sound wave communication is currently being performed to the real sound wave signal generated in step S340.

그 다음 송신기(100)의 음파 송신부(160)는 S340 단계에서 생성된 음파 신호를 출력한다(S350).Then, the sound wave transmitting unit 160 of the transmitter 100 outputs the sound wave signal generated in step S340 (S350).

이때 음파 송신부(160)는 스피커(161)를 이용하여 수신기(200)로 전송한다(S351).At this time, the sound wave transmitting unit 160 transmits the sound wave to the receiver 200 using the speaker 161 (S351).

그 다음 수신기(200)의 음파 수신부(210)가 S350 단계에서 출력된 음파 신호를 마이크(2100)를 이용하여 수신하고, 수신한 음파 신호를 디지털 신호로 변환한다(S360).Next, the sound wave receiving unit 210 of the receiver 200 receives the sound wave signal output in operation S350 using the microphone 2100, and converts the received sound wave signal into a digital signal (S360).

그 다음 수신기(200)의 음파 스펙트럼 분석부(220)가 S360 단계에서 변환된 음파 신호의 주파수 및 위상정보를 획득하여 전송 정보를 분석한다(S370).Then, the sound spectrum analyzer 220 of the receiver 200 acquires the frequency and phase information of the converted sound signal in step S360 and analyzes transmission information (S370).

그 다음 수신기(200)의 매핑 지시자 획득부(230)가 음파 신호에 포함된 매핑 지시자를 획득한다(S380).The mapping indicator acquisition unit 230 of the receiver 200 then acquires a mapping indicator included in the sound signal (S380).

그 다음 수신기(200)의 유효 정보 추출부(240)가 데이터베이스(310)를 이용하여 S380단계에서 획득된 매핑 지시자에 대응하는 전송 정보에 포함된 유효 정보를 추출한다(S390).Then, the valid information extracting unit 240 of the receiver 200 extracts the valid information included in the transmission information corresponding to the mapping indicator obtained in step S380 using the database 310 (S390).

마지막으로 수신기(200)의 응용 정보 획득부(250)가 S390단계에서 추출된 유효 정보와 데이터베이스(310)를 이용하여 유효 정보를 키 값으로 하는 실제 데이터를 복구하여 다수의 응용 정보를 획득한다(S400).Finally, the application information obtaining unit 250 of the receiver 200 restores the actual data using the valid information extracted in the step S390 and the valid information as the key value using the database 310 to obtain a plurality of pieces of application information S400).

아래의 표 1은 FSK 변조 방식을 이용하여 숫자 0에서 9까지의 10개의 유효 정보를 전송하는 경우, 전송 정보와 주파수간의 일반적인 매핑 관계를 나타낸 것이다.Table 1 below shows the general mapping relationship between transmission information and frequency when 10 effective information numbers 0 to 9 are transmitted using the FSK modulation method.

시작태그
SStart tag
S 00 1One 22 33 44 55 66 77 88 99 종료태그
EEnd tag
E fs f s f0 f 0 f1 f 1 f2 f 2 f3 f 3 f4 f 4 f5 f 5 f6 f 6 f7 f 7 f8 f 8 f9 f 9 fe f e

즉, 한 프레임 주기의 전송 정보는 프레임의 시작과 끝을 알리는 태그를 포함하여 모두 12개의 데이터를 전송한다. 이 때 선택된 주파수와 주파수간의 이격은 수신기(200)에서 FFT(fast Fourier transform)를 통하여 분별할 수 있는 최소 주파수 이상으로 설정된다. 이상적인 상황에서는 송신기(100)에서 S0123456789E로 구성된 유효 정보를 전송하면 수신기(200)에서는 유효 정보의 시작을 알리는 시작태그 S와 종료를 알리는 종료태그 E사이에 위치한 유효 정보 0123456789를 정확히 수신하여야 한다.That is, the transmission information of one frame period includes 12 tags including a tag indicating the start and end of a frame. At this time, the separation between the selected frequency and the frequency is set to be equal to or greater than the minimum frequency that can be discriminated by the receiver 200 through the FFT (fast Fourier transform). In an ideal situation, if the transmitter 100 transmits valid information composed of S0123456789E, the receiver 200 must correctly receive the valid information 0123456789 located between the start tag S informing the start of valid information and the end tag E informing the end.

그러나, 특정 주파수 대역에 큰 소음이 존재하는 환경에서는 잡음으로 인하여 유효 정보 0123456789를 정확하게 수신하지 못하는 경우가 발생한다.However, in an environment where there is a large noise in a specific frequency band, the valid information 0123456789 may not be received correctly due to noise.

일반적으로 공중 음파 통신은 근거리 통신용으로 주위에 정보를 지속적으로 브로드 캐스팅하는데 많이 사용되고 있기 때문에 주위 환경에서 지속적으로 발생되는 잡음이라면 유효 정보 수신은 불가능하게 된다.Generally, since the public acoustic wave communication is widely used for continuously broadcasting the information for the short-range communication, it is impossible to receive effective information if the noise is continuously generated in the surrounding environment.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 방법에서 전송 주파수의 스펙트럼을 표시한 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing a spectrum of a transmission frequency in a noise-robust air acoustic communication method according to an embodiment of the present invention.

도 5와 같이 특정 주파수 대역에 큰 소음이 존재하는 환경에서는 주파수 f1 ~ f4에 해당하는 정보의 정확한 수신이 불가능할 수도 있으며 이런 경우 유효 정보를 정확하게 복구하기 위해 시작 태그 앞에 추가하여 송신기(100)의 매핑 지시자 생성부(110)에서 생성된 매핑 지시자 를 이용하여 총 13개의 데이터를 전송한다.In an environment where there is a large noise exist in a particular frequency band as shown in Figure 5 the frequency f 1 ~ f 4 is be impossible correct reception of the information that are available for the transmitter 100 in addition before the start tag in order to accurately recover the valid information that case A total of 13 data are transmitted using the mapping indicator generated by the mapping indicator generator 110 of FIG.

아래의 표 2는 매핑지시자(MI1, MI2, MI3) 각각의 경우에 대한 한 프레임 주기의 전송 정보별 매핑되는 주파수를 나타낸 것이다. 음파 매핑부(130)는 표 2와 같이 주파수를 일정 간격으로 쉬프팅하여 매핑 정보를 생성할 수 있다.Table 2 below shows the mapped frequencies of the transmission information of one frame period for each of the mapping indicators (MI 1 , MI 2 , MI 3 ). The sound wave mapping unit 130 can generate mapping information by shifting frequencies at regular intervals as shown in Table 2.

매핑지시자
Mapping indicator
시작태그Start tag 유효정보Effective information 종료태그End tag 00 1One 22 33 44 55 66 77 88 99 MI1 MI 1 ff1 f f1 fs f s f0 f 0 f1 f 1 f2 f 2 f3 f 3 f4 f 4 f5 f 5 f6 f 6 f7 f 7 f8 f 8 f9 f 9 fe f e MI2 MI 2 ff2 f f2 f3 f 3 f4 f 4 f5 f 5 f6 f 6 f7 f 7 f8 f 8 f9 f 9 fe f e fs f s f0 f 0 f1 f 1 f2 f 2 MI3 MI 3 ff3 f f3 f7 f 7 f8 f 8 f9 f 9 fe f e fs f s f0 f 0 f1 f 1 f2 f 2 f3 f 3 f4 f 4 f5 f 5 f6 f 6

표 2의 매핑 지시자 MI1의 유효 정보 1, 2, 3, 4에 대응하는 주파수 f1 ~ f4가 지속적인 잡음에 매몰되어 도 5에서와 같이 잡음 스펙트럼 신호가 발생하는 경우, 해당 부분을 복구하기 위하여 연속되는 매핑 지시자인 MI2 및 MI3의 전송 정보를 수신하고, 수신한 데이터를 조합하여 유효 정보 1, 2, 3, 4를 복구한다.If the frequency f 1 to f 4 corresponding to the effective information 1, 2, 3 and 4 of the mapping indicator MI 1 of Table 2 is buried in the continuous noise and the noise spectrum signal is generated as shown in FIG. 5, And receives the transmission information of successive mapping indicators MI 2 and MI 3 , and combines the received data to recover the effective information 1, 2, 3, 4.

즉, MI2에서는 유효 정보 1, 2, 3, 4가 주파수 f5 ~ f8 로 전송되고, MI3에서는 유효 정보 1, 2, 3, 4가 주파수 f9~ f0으로 전송되므로 3가지의 데이터를 조합하면 유효 정보 1, 2, 3, 4를 복구할 수 있다.That is, in MI 2 , effective information 1, 2, 3 and 4 are transmitted at frequencies f 5 to f 8 , and at MI 3 , effective information 1, 2, 3 and 4 are transmitted at frequencies f 9 to f 0 . By combining the data, the effective information 1, 2, 3, 4 can be recovered.

동일한 방식으로 유효 정보의 양이 많거나 오류 데이터가 많은 경우에도 3가지 이상의 매핑 지시자를 사용하여 데이터를 조합함으로써 유효 정보를 복구할 수 있다.Even when the amount of effective information is large or the amount of error data is large in the same manner, it is possible to recover effective information by combining data using three or more mapping directors.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 잡음에 강인한 공중 음파 통신 시스템 및 그 방법은 환경 잡음과 같은 지속적인 잡음이 존재할 때 송신단에서 동일한 전송 정보에 대하여 서로 다른 음파 신호로 매핑 및 변환하여 전송함으로써 잡음에 효과적으로 대처할 수 있다.As described above, the noise-robust air acoustic wave communication system and method according to the present invention, as described above, when the continuous noise such as environmental noise exists, the transmitter transmits the same transmission information to different sound wave signals, It is possible to effectively cope with noise.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 재난알림정보와 같이 대중에게 신속히 전파해야 하는 정보를 일반 방송신호(라디오 방송, TV 방송)에 간단히 믹싱하여 방송할 수 있어 잡음 없이 많은 대중에게 재난알림메시지가 전파될 수 있는 효과를 얻을 수 있으며, 광고 분야 등에서도 폭 넓게 응용될 수 있는 이점이 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to easily mix and broadcast information to be broadcast quickly to the public, such as disaster alert information, to general broadcast signals (radio broadcasts and TV broadcasts) And can be widely applied in the field of advertising.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. will be. Therefore, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the following claims.

100 : 송신기 110 : 매핑 지시자 생성부
120 : 전송 정보 생성부 130 : 음파 매핑부
140 : 음파 신호 생성부 150 : 혼합 음파 신호 생성부
160 : 음파 송신부 161 : 스피커
200 : 수신기 210 : 음파 수신부
211 : 마이크 220 : 음파 스펙트럼 분석부
230 : 매핑 지시자 획득부 240 : 유효 정보 추출부
250 : 응용 정보 획득부 300 : 서버
310 : 데이터베이스100: transmitter 110: mapping indicator generator
120: transmission information generating unit 130: sound wave mapping unit
140: sound wave signal generating unit 150: mixed sound wave signal generating unit
160: sound wave transmitting unit 161: speaker
200: receiver 210: sound wave receiver
211: microphone 220: sound wave spectrum analyzing unit
230: mapping indicator acquisition unit 240: validity information extraction unit
250: Application information acquisition unit 300: Server
310: Database

Claims (12)

전송하고자 하는 유효 정보에 매핑 지시자를 포함시켜 생성된 한 프레임 주기의 전송 정보에 주파수를 각각 매핑하고 해당 주파수의 음파 신호를 생성하여 출력하는 송신기;
상기 출력된 음파 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하고, 변환된 음파 신호의 주파수 및 위상정보로부터 상기 음파 신호를 복조하여 복조된 상기 전송 정보에 포함된 매핑 지시자를 획득하고, 상기 획득된 매핑 지시자에 대응하는 상기 유효 정보를 추출하는 수신기; 및
상기 송신기로부터 유효 정보와 변조 후의 음파 신호간의 매핑 관계를 매핑 지시자 별로 수신하여 데이터베이스에 각각 저장하는 서버를 포함하고,
상기 수신기는,
연속되는 프레임 주기의 전송 정보로부터 생성되는 음파 신호를 차례대로 수신하고, 각각의 전송 정보에 포함된 유효 정보를 상기 데이터베이스로부터 추출하여, 잡음으로 판단되는 주파수에 해당하는 유효 정보의 데이터를 복구하고,
상기 송신기는,
전송하고자 하는 상기 유효 정보와 변조 후의 음파 신호간 매핑 관계를 결정하여 표시하는 상기 매핑 지시자를 생성하되, 서로 다른 매핑 관계를 가지는 다수의 매핑 지시자를 생성하는 매핑 지시자 생성부,
상기 매핑 지시자, 상기 유효 정보, 상기 유효 정보의 시작과 종료를 알리는 시작 태그 및 종료 태그를 포함하는 한 프레임 주기의 전송 정보를 생성하는 전송 정보 생성부,
상기 다수의 매핑 지시자와 상기 데이터베이스를 이용하여 각각의 매핑 지시자 별로 상기 전송 정보를 서로 다른 주파수로 매핑하고, 상기 전송 정보와 매핑되는 주파수의 순서를 랜덤 또는 순차적으로 순환하거나 쉬프팅하여 매핑 정보를 생성하는 음파 매핑부,
어느 하나의 변조 방식을 이용하여 상기 음파 매핑부로부터 매핑된 상기 전송 정보의 사인곡선(sinusoid) 신호를 생성하여 실제 음파 신호를 생성하는 음파 신호 생성부,
현재 음파 통신 중임을 알리기 위한 효과음 또는 방송음을 상기 실제 음파 신호에 혼합하는 혼합 음파 신호 생성부, 및
상기 생성된 음파 신호를 출력하는 음파 송신부를 포함하는 공중 음파 통신 시스템.A transmitter for mapping frequencies to transmission information of one frame period generated by including a mapping indicator in the valid information to be transmitted and generating and outputting a sound wave signal of the frequency;
A demultiplexer for demodulating the sound wave signal from the frequency and phase information of the converted sound wave signal to obtain a mapping indicator included in the demodulated transmission information, A receiver for extracting the corresponding valid information; And
And a server receiving the mapping information between the valid information and the post-modulation sound signal from the transmitter for each mapping indicator and storing the received mapping information in a database,
The receiver includes:
And extracting valid information included in each transmission information from the database to recover data of valid information corresponding to a frequency judged to be noise,
The transmitter includes:
A mapping indicator generator for generating the mapping indicator for determining and displaying the mapping relationship between the effective information to be transmitted and the sound signal after modulation and generating a plurality of mapping indicators having different mapping relations,
A transmission information generator for generating transmission information of one frame period including the mapping indicator, the valid information, the start tag informing the start and end of the valid information, and the end tag,
Mapping the transmission information to different frequencies for each mapping indicator using the plurality of mapping indicators and the database and generating mapping information by randomly or sequentially cyclically shifting or shifting the order of frequencies mapped to the transmission information A sound wave mapping unit,
A sound wave signal generator for generating a real sound wave signal by generating a sinusoidal signal of the transmission information mapped from the sound wave mapping unit using any one of modulation schemes,
A mixed sound wave signal generator for mixing an effect sound or a broadcast sound for informing that the sound wave communication is currently being performed to the actual sound wave signal;
And a sound wave transmitter for outputting the generated sound wave signal. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 음파 신호 생성부는,
FSK(Frequency-shift keying) 변조 방식을 이용하는 경우, 상기 전송 정보의 주파수에 대응하는 사인곡선 신호를 생성하고,
PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식을 이용하는 경우, 상기 전송 정보의 위상정보를 가지는 사인곡선 신호를 생성하는 공중 음파 통신 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the sound wave signal generating unit comprises:
When a frequency-shift keying (FSK) modulation scheme is used, a sinusoidal signal corresponding to the frequency of the transmission information is generated,
And generates a sinusoidal signal having phase information of the transmission information when a PSK (Phase Shift Keying) modulation scheme is used. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 수신기는,
상기 음파 송신부로부터 출력된 음파 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하는 음파 수신부,
상기 변환된 음파 신호의 주파수 및 위상정보를 획득하여 상기 전송 정보를 분석하는 음파 스펙트럼 분석부,
상기 음파 신호에 포함된 매핑 지시자를 획득하는 매핑 지시자 획득부,
상기 데이터베이스를 이용하여 상기 획득된 매핑 지시자에 대응하는 상기 전송 정보에 포함된 유효 정보를 추출하는 유효 정보 추출부, 및
상기 추출된 유효 정보와 상기 데이터베이스를 이용하여 상기 유효 정보를 키 값으로 하는 실제 데이터를 복구하여 다수의 응용 정보를 획득하는 응용 정보 획득부를 포함하는 공중 음파 통신 시스템.The method according to claim 1,
The receiver includes:
A sound wave receiving unit for receiving the sound wave signal output from the sound wave transmitting unit and converting the received sound wave signal into a digital signal,
A sound spectrum analyzer for obtaining the frequency and phase information of the converted sound signal and analyzing the transmission information,
A mapping indicator acquiring unit for acquiring a mapping indicator included in the sound wave signal,
A valid information extracting unit for extracting valid information included in the transmission information corresponding to the obtained mapping indicator using the database,
And an application information acquiring unit for acquiring a plurality of pieces of application information by retrieving the extracted valid information and actual data using the valid information as a key value using the database. 송신기, 수신기 및 서버를 포함하는 공중 음파 통신 시스템을 이용한 통신 방법에 있어서,
상기 송신기가 전송하고자 하는 유효 정보에 매핑 지시자를 포함시켜 생성된 한 프레임 주기의 전송 정보에 주파수를 각각 매핑하고 해당 주파수의 음파 신호를 생성하여 출력하는 단계;
상기 수신기가 상기 출력된 음파 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하고, 변환된 음파 신호의 주파수 및 위상정보로부터 상기 음파 신호를 복조하여 복조된 상기 전송 정보에 포함된 매핑 지시자를 획득하고, 상기 획득된 매핑 지시자에 대응하는 상기 유효 정보를 추출하는 단계; 및
상기 서버가 상기 송신기로부터 유효 정보와 변조 후의 음파 신호간의 매핑 관계를 매핑 지시자 별로 수신하여 데이터베이스에 각각 저장하는 단계를 포함하고,
상기 수신기는,
상기 데이터베이스를 이용하여 상기 유효 정보를 추출하되, 연속되는 프레임 주기의 전송 정보로부터 생성되는 음파 신호를 차례대로 수신하여, 각각의 전송 정보에 포함된 유효 정보를 추출하여, 잡음으로 판단되는 주파수에 해당하는 유효 정보의 데이터를 복구하고,
상기 송신기는,
전송하고자 하는 상기 유효 정보와 변조 후의 음파 신호간 매핑 관계를 결정하여 표시하는 상기 매핑 지시자를 생성하되, 서로 다른 매핑 관계를 가지는 다수의 매핑 지시자를 생성하는 단계,
상기 매핑 지시자, 상기 유효 정보, 상기 유효 정보의 시작과 종료를 알리는 시작 태그 및 종료 태그를 포함하는 한 프레임 주기의 전송 정보를 생성하는 단계,
상기 다수의 매핑 지시자와 상기 데이터베이스를 이용하여 각각의 매핑 지시자 별로 상기 전송 정보를 서로 다른 주파수로 매핑하고, 상기 전송 정보와 매핑되는 주파수의 순서를 랜덤 또는 순차적으로 순환하거나 쉬프팅하여 매핑 정보를 생성하는 단계,
어느 하나의 변조 방식을 이용하여 상기 서로 다른 주파수로 매핑된 상기 전송 정보의 사인곡선(sinusoid)신호를 생성하여 실제 음파 신호를 생성하는 단계,
현재 음파 통신 중임을 알리기 위한 효과음 또는 방송음을 상기 실제 음파 신호에 혼합하는 단계, 및
상기 생성된 음파 신호를 출력하는 단계를 포함하여 상기 음파 신호를 출력하는 공중 음파 통신 방법.A communication method using a public acoustic communication system including a transmitter, a receiver, and a server,
Mapping the frequencies to transmission information of one frame period generated by including a mapping indicator in the valid information to be transmitted by the transmitter, generating and outputting a sound wave signal of the frequency;
The receiver converts the received sound wave signal into a digital signal and demodulates the sound wave signal from the frequency and phase information of the converted sound wave signal to obtain a mapping indicator included in the demodulated transmission information, Extracting the valid information corresponding to the mapping indicator; And
Receiving, by the server, the mapping information between the effective information and the post-modulation sound signal from the transmitter for each mapping indicator, and storing the received mapping information in the database,
The receiver includes:
Extracting the effective information using the database, successively receiving the sound wave signals generated from the transmission information of the successive frame periods, extracting the effective information included in the respective transmission information, The data of the valid information is restored,
The transmitter includes:
Generating a mapping indicator for determining and displaying a mapping relationship between the effective information to be transmitted and a sound wave signal after modulation and generating a plurality of mapping indicators having different mapping relationships;
Generating transmission information of one frame period including the mapping indicator, the valid information, the start tag informing the start and end of the valid information, and the end tag,
Mapping the transmission information to different frequencies for each mapping indicator using the plurality of mapping indicators and the database and generating mapping information by randomly or sequentially cyclically shifting or shifting the order of frequencies mapped to the transmission information step,
Generating an actual sound wave signal by generating a sinusoidal signal of the transmission information mapped to the different frequencies by using one of the modulation schemes,
Mixing an effect sound or a broadcast sound to inform the actual sound wave communication to the actual sound wave signal, and
And outputting the generated sound wave signal to output the sound wave signal. 삭제delete 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 실제 음파 신호를 생성하는 단계는,
FSK(Frequency-shift keying) 변조 방식을 이용하는 경우, 상기 전송 정보의 주파수에 대응하는 사인곡선 신호를 생성하고,
PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식을 이용하는 경우, 상기 전송 정보의 위상정보를 가지는 사인곡선 신호를 생성하는 공중 음파 통신 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the step of generating the actual sound wave signal comprises:
When a frequency-shift keying (FSK) modulation scheme is used, a sinusoidal signal corresponding to the frequency of the transmission information is generated,
And generating a sinusoidal signal having phase information of the transmission information when a PSK (Phase Shift Keying) modulation scheme is used. 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 수신기는, 상기 출력된 음파 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하는 단계,
상기 변환된 음파 신호의 주파수 및 위상정보를 획득하여 상기 전송 정보를 분석하는 단계,
상기 음파 신호에 포함된 매핑 지시자를 획득하는 단계,
상기 데이터베이스를 이용하여 상기 획득된 매핑 지시자에 대응하는 상기 전송 정보에 포함된 유효 정보를 추출하는 단계, 및
상기 추출된 유효 정보와 상기 데이터베이스를 이용하여 상기 유효 정보를 키 값으로 하는 실제 데이터를 복구하여 다수의 응용 정보를 획득하는 단계를 포함하는 공중 음파 통신 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the receiver comprises: receiving the output sound wave signal and converting the received sound wave signal into a digital signal;
Analyzing the transmission information by obtaining frequency and phase information of the converted sound signal,
Obtaining a mapping indicator included in the sound wave signal,
Extracting valid information included in the transmission information corresponding to the obtained mapping indicator using the database, and
And recovering actual data using the extracted effective information and the effective information as a key value using the database to obtain a plurality of pieces of application information.
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