KR100216582B1 - 모뎀통신용 디지털 음성통신 부가장치 및 그에 따른 모뎀통신과 음성통신의 동시 수행방법 - Google Patents

모뎀통신용 디지털 음성통신 부가장치 및 그에 따른 모뎀통신과 음성통신의 동시 수행방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모뎀통신용 디지털 음성통신 부가장치 및 그에 따른 모뎀통신과 음성통신의 동시수행방법에 관한 것으로 종래의 교환회선용 모뎀으로 모뎀통신 및 팩스(FAX) 모뎀통신중에 전화기의 음성신호에 대하여 디지털 처리가 가능하도록 하여 모뎀을 통한 디지털 송수신 채널의 일부에 음성 데이타를 포함시켜 전송할 수 있도록 함으로써 단 하나의 회선을 가진 가입자라 하더라도 모뎀통신중에 음성통신을 동시에 수행할 수 있어 시간적, 경제적인 효율을 가진 통신환경을 설정해 주는 효과가 있다.

Description

모뎀통신용 디지털 음성통신 부가장치 및 그에 따른 모뎀통신과 음성통신의 동시수행방법
제1(a)도 및 제1(b)도는 본 발명이 적용되기 전후의 시스템 구성도.
제2도는 본 발명의 개요를 설명하는 개념도.
제3도는 본 발명에 따른 디지털 음성통신 부가장치의 일실시예 구성도.
제4도는 본 발명에 따른 모뎀통신과 음성통신의 동시수행방법에 대한 일실시예
흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 회선정합부 12 : 압축 및 디지털 부호화부
13 : PCM 코덱 14 : 음성 압축 부호화기
15 : 마이크로프로세서 16 : 메모리 버퍼
17 : 클럭발생부 18 : 릴레이
19 : RS232 인터페이스 20 : 발광다이오드
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 통신시스템에서 음성통신과 데이타 통신을 하나의 회선을 통하여 동시에 수행할 수 있도록 한 모뎀 통신용 디지털 음성통신 부가장치 및 그에 따른 모뎀통신과 음성통신의 동시수행방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 9600bps 이상의 통신 프로토콜을 갖는 모뎀통신 및 팩시밀리(FAX) 모뎀통신 환경에서 점대점(Point-to-Point) 통신을 그 적용 대상으로 한다. 다만, 팩시밀리와 같은 경우에는 팩시밀리 내주의 회로 절체와 본 발명을 위한 제어요소가 준비되어야만 적용이 가능하다.
종래의 교환회선용 모뎀통신은 일반전화망을 이용한 통신으로서, 전화번호를 다이얼하여 호출자 및 피호출자가 교환기를 통하여 연결되었다. 이러한 방식은 기존 아날로그 신호(음성)의 전송을 목적으로 하는 전화망에 변조기술을 이용하여 디지털 신호의 전송을 구현한 것으로서, 디지털 통신을 위하여 하나의 선로가 모두 점유되어야 한다. 이와같은 상태에서는 하나의 전화회선만을 가진 가입자라면 모뎀통신 또는 팩시(FAX) 모뎀통신중에는 여분의 회선이 없으므로 상대방과의 음성통신이 불가능한 문제점이 있었다.
따라서, 상기한 바와같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 통신시스템에서 종래의 교환회선용 모뎀으로 모뎀통신 및 팩시밀리(FAX) 모뎀통신중에 음성통화가 가능하도록 하기 위해, 음성부호와 장치를 설계하고 이를 통신용 프로그램이 동작하는 터미널과 모뎀 장치 사이에 연결 제어하므로써, 전화기의 음성신호에 대해 디지털 처리가 가능하도록 하여 모뎀을 통한 디지털 송수신 채널의 일부에 음성 데이타를 포함시켜 전송하는 모뎀 통신용 디지털 음성통신 부가장치 및 그에 따른 모뎀통신과 음성통신의 동시수행방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부의 전화기로부터 입력된 아날로그 음성신호를 정합하고, 디지털에서 아날로그로 변환된 음성신호를 상기 전화기로 정합하기 회선정합수단, 상기 회선정합수단으로부터 입력된 상기 아날로그 음성신호를 펄스코드변조(PCM) 디지털화하여 압축시키고, 그 역으로 압축된 펄스코드변조(PCM) 디지털 데이타를 아날로그로 음성신호로 변환하여 상기 회선정합수단으로 전달하는 압축 및 디지털 부호화수단, 외부의 터미널로부터 입력되는 데이타와 상기 압축 및 디지털 부호화수단으로부터 입력되는 압축된 디지털 음성 데이터를 중합하여 외부의 모뎀으로 전송하고, 상기 모뎀으로부터 수신된 데이터를 통신프로그램의 데이터와 압축된 디지털 음성데이타로 분리하여 상기 터미널과 상기 압축 및 디지털 부호화 수단으로 전송하며, 장치의 전반적인 동작을 제어하는 제어수단; 상기 제어수단으로부터 전달된 압축 디지털 음성 데이터를 저장하고 상기 제어수단의 요구에 따라 저장된 압축 디지털 음성 데이터를 실시간으로 제공하는 저장수단; 음성 데이터의 실시간 처리를 위해, 동기화된 클럭을 상기 제어수단과 상기 압축 및 디지털 부호화 수단으로 제공하기 위한 클럭발생수단, 및 전화기에 연결되어 아날로그로 음성통신을 수행하다가, 상기 터미널의 통신프로그램의 모뎀통신 수행시 상기 제어수단의 제어에 의해 개방되어 상기 아나로그 음성신호가 상기 회선정합수단을 통해 상기 압축 및 디지털 부호화수단으로 전달되도록 하는 스위치 수단을 포함한다.
또한, 본 발명은 모뎀통신용 디지털 음성통신 부가장치에 적용되는 모뎀통신과 음성통신의 동시수행방법에 있어서, 터미널에서 통신프로그램이 기동되면 통신프로그램의 속도가 조정되고, 릴레이가 절체되며 모뎀통신과 음성통신의 동시 수행상태를 위한 토기과정후에 전화걸기를 하여 호를 설정하는 제1단계, 상기 통신프로그램에서 송신하고자 하는 데이터와 전화사용자의 압축된 디지털 음성데이타를 중합하여 모뎀으로 송신하는 제2단계, 및 상기 모담으로부터 입력된 데이터로부터 통신프로그램의 데이타와 압축된 디지털 음성데이타로 분리하여 수신하는데 제3단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
제1(a)도 및 제1(b)도는 본 발명이 적용되기 전후의 시스템 구성도이다.
제1(a)도는 교환회선용 모뎀을 가지고 모뎀통신을 수행하는 시스템의 구성도를 나타낸 것으로, PC와 모뎀, 그리고 전화기로 구성된 통신환경에서 하나의 회선을 가진 가입자가 모뎀통신과 음성통신을 동시에 구현할 수 없다는 문제점을 보여준다.
제1(b)도는 상기 제1(a)도의 통신환경에 있어서, 본 발명에 따른 디지털 음성통신 부가장치가 PC와 모뎀 사이에 적용된 일실시예를 보여준다.
터미널은 일반적으로 개인용 컴퓨터를 말하며, 통신프로그램이 동작된다.
모뎀은 9600bps의 전송속도로 디지털 음성통신 부가장치로부터 송신된 데이터를 일반 교환회선으로 전송한다.
한편, 디지털 음성통신 부가장치는 전화기의 음성신호에 대하여 디지털 처리를 수행하여 디지털 송수신 채널의 일부에 음성데이타를 포함시켜 모뎀으로 전송한다.
제2도는 본 발명의 개요를 설명하는 개념도이다.
일반적으로, 통신용 프로그램은 자신이 데이터를 처리하는 속도를 스스로 설정하고 있지만, 본 발명에서는 이를 디지털 음성통신 부가장치에서 설정하도록 한다. 즉, 모뎀전송이 9600bps의 통신속도를 갖는다면 디지털 음성통신 부가장치는 통신용 프로그램에 4800bps의 통신속도를 요구한다.
그리고, 내부적으로는 아날로그 음성신호를 2400bps로 압축 및 디지털 부호화하여 통신프로그램의 데이타와 중합하여 모뎀으로 송출하고, 수신시는 이의 역과정을 수행한다.
제3도는 본 발명에 따른 디지털 음성통신 부가장치의 일실시예 구성도로서, 도면에서 11은 회선정합부, 12는 압축 및 디지털 부호화부, 13은 PCM 코덱, 14는 음성압축 부호화기, 15는 마이크로프로세서, 16은 메모리 버퍼, 17은 클럭발생부, 18은 릴레이, 19는 RS232 인터페이스, 그리고 20은 발광다이오드를 각각 나타낸다.
제3도에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 디지털 음성통신 부가장치는, 외부의 전화기로부터 입력된 아날로그 음성신호를 정합하고, 디지털에서 아날로그로 변환된 음성신호를 상기 전화기로 정합하기 위한 회선정합부(11)와, 회선정합부(11)로부터 입력된 아날로그 음성신호를 펄스코드변조(PCM) 디지털화하여 압축시키고, 그 역으로 압축된 펄스코드변조(PCM) 디지털 데이터를 아날로그 음성신호로 변환하여 회선정합부(11)로 전달하는 압축 및 디지털 부호화부(12)와, 외부의 터미널로부터 입력되는 데이타와 압축 및 디지털 부호화부(12)로부터 입력되는 압축된 디지털 음성 데이터를 중합하여 외부의 모뎀으로 전송하고, 모뎀으로부터 수신된 데이타를 통신프로그램의 데이타와 압축된 디지털 음성데이타로 분리하여 터미널과 압축 및 디지털 부호화부(12)로 전송하며, 디지털 음성통신 부가장치의 전반적인 동작을 제어하는 마이크로프로세서(15)와 마이크로프로세서(15)로부터 전달된 압축 디지털 음성데이타를 저장하고, 마이크로프로세서(15)의 요구에 따라 저장된 압축 디지털 음성데이타를 실시간으로 제공하는 메모리 버퍼(16)와, 음성 데이터의 실시간 처리를 위해 동기화된 클럭을 마이크로프로세서(15)와 압축 및 디지털 부호화부(12)로 제공하기 위한 클럭발생부(17)와 전화기에 연결되어 아날로그 음성통신을 수행하다가, 터미널의 통신프로그램의 모뎀통신 수행시 마이크로프로세서(15)의 제어에 의해 개방되어 아날로그 음성신호가 회선정합부(11)를 통해 압축 및 디지털 부호화부(12)로 전달되도록 하는 릴레이(18)를 포함한다. 또한, 마이크로프로세서(15)의 제어하에, 동작상태를 외부로 표시하기 위한 발광다이오드(20)를 더 포함한다.
압축 및 디지털 부호화부(12)는 회선정합부(11)로부터 입력된 아날로그 음성신호를 펄스코드변조(PCM) 디지털 데이터로 변환하고, 펄스코드변조(PCM) 디지털 음성신호를 입력받아 아날로그 음성신호 로 변환하여 회선정합부(11)로 전송하는 펄스코드변조(PCM) 코덱(13)과, 펄스코드변조(PCM) 코덱(13)으로부터 입력된 펄스코드변조(PCM) 디지털 데이터를 전화 회선상에서 모뎀 프로토콜을 통하여 전송할 수 있도록 음성의 음원 특징을 이용해 압축하여 마이크로프로세서(15)로 전송하고, 마이크로프로세서(15)로부터 압축된 디지털 음성데이타를 입력받아 압축을 해제하여 펄스코드변조(PCM) 코덱(13)으로 전송하는 음성압축 부호화기(14)를 구비한다.
회선정합부(11)는 일반적으로 공중전화망용 전화기의 내부에 적용되는 2-4선 변환회로와 진폭레벨조정회로 및 급전회로로 구성되며, 압축 및 디지털 부호화부(12)와 외부의 전화기사이에 연결된다. 즉 전화기로부터의 음성신호를 송신 및 수신의 2선의 신호로 변환하고 이들에 대해 디지털 음성 처리를 할 수 있는 기본적인 전처리 과정을 수행하는데 이러한 기본적인 전처리 과정은 압축 및 디지털 부호화부(12)와의 연결을 위한 것으로 진폭레벨조정과 물리적인 인터페이스가 포함된다. 또한, 그 역의 과정을 수행한다.
압축 및 디지털 부호화부(12)는 회선정합부(11)에 연결되어, 입력된 아날로그 음성신호를 64Kbps의 펄스코드변조(PCM : Pulse Code Modulation) 디지털 데이타화하는 기능과 그 역의 기능을 수행하는 PCM 코덱(13)과 64Kbps의 PCM 디지털데이타를9600bps(또는14400bps,19200bps)의 속도를 갖는 일반 전화 회선상의 모뎀 프로토콜을 통하여 전송하기 위해 음성의 음원 특징을 이용하여 2400bps 또는 4800bps로 압축 부호화기(14)로 구성된다.
마이크로프로세서(15)는 2개의 RS232 직렬 인터페이스(19)를 통하여 각각 터미널과 모뎀에 연결한다. 즉, 마이크로프로세서(15)는 터미널의 통신 프로그램으로부터 수신되는 제어정보를 해석하여 이를 모뎀에 전달하는 기능, 모뎀의 상태를 터미널에 알리는 기능, 그리고 터미널로부터 오는 데이타를 받아서 이를 압축된 디지털 음성데이타와 함께 모뎀으로 전송하는 기능 및 그 역기능을 수행한다. 또한 디지털 음성통신 부가장치 자체의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
메모리 버퍼(16)는 압축된 디지털 음성의 실시간 처리를 위해서 마이크로프로세서(15)에 연결되며, 마이크로프로세서(15)로부터 전달된 데이타들을 일시 저장하고 마이크로프로세서(15)의 요구에 따라 저장된 데이타들을 마이크로프로세서(15)로 제공한다.
클럭발생부(17)는 일련의 디지털 음성처리 과정을 수행하는 수단인 PCM 코덱(13), 음성압축 부호화기(14) 및 마이크로프로세서(15)에 동작 클럭을 제공하며, 특히 음성의 실시간 처리를 위해서 동기화된 클럭을 제공한다.
릴레이(18)는 마이크로프로세서(15)의 제어를 받아 동작하며, 평소에는 전화기와 연결되어 있는 상태이어서 아날로그 음성통신을 수행하다가, 터미널의 통신 프로그램이 모뎀 통신을 시작하면 마이크로프로세서(15)의 제어를 받아 외부의 전화기로부터 전달된 아날로그 음성신호가 회선정합부(11)를 거쳐 모뎀으로 입력되게 끔 개방(Open)된다.
RS232 인터페이스(19)는 직렬 테이타에 대하여 마이크로프로세서(15)와 터미널 및 모뎀과 각각 물리적으로 연결이 되도록 한다.
발광다이오드(20)는 디지털 음성통신 부가장치의 동작상태를 외부로 나타내기 위한 것으로 전원 표시와 디지털 음성통신중임을 나타내는 통화표시가 있다.
제4도는 본 발명에 따른 모뎀통신과 음성통신의 동시수행방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 디지털 음성통신 부가장치가 터미널 및 모뎀 사이에 연결되어 모뎀 또는 팩시밀리(FAX) 모뎀통신중에 디지털 음성을 동시에 송수신하게 되는 디지털 음성통신 부가장치의 동작을 나타낸다.
제4도에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 디지털 음성통신 부가장치가 터미널 및 모뎀사이에 연결되어서 모뎀 또는 팩시밀리(FAX) 모뎀통신중에 디지털 음성을 동시에 송수신하는 일련의 과정은, 먼저 터미널에서 통신프로그램이 기동되면(21) 디지털 음성통신 부가장치의 제어에 의해 통신프로그램의 통신속도가 제어된다(22).
이후, 사용자가 통신프로그램상에서 전화걸기를 수행하면(23), 전화걸기 명령은 모뎀 제어명령어로 디지털 음성통신 부가장치에 전달되고 릴레이가 절체된다(24). 이때, 디지털 음성통신 부가장치는 내부적으로 디지털 음성통화를 위해 음성압축 부호화기(14)를 초기화한다(25). 이후에, 디지털 음성통신 부가장치는 모뎀에 대하여 원하는 프로토콜로 초기화한다(26).
상기의 과정(26)에서 원하는 모뎀 프로토콜의 속도에 관한 기본 조건 및 일례는 (표1)과 같다.
[표 1]
다음으로, 프로토콜의 초기화가 종료되면, 디지털 음성통신 부가장치가 통신프로그램으로부터 전달된 전화걸기 명령을 모뎀으로 송출한다(27).
이어서, 디지털 음성통신 부가장치는 선택된 모뎀 프로토콜을 이용하여 통신선로상에 호를 설정할 때까지(28) 기다린다.
이후에, 호가 설정되면 디지털 음성통신 부가장치는 통신 통신프로그램과 통신하여 송신할 데이터를 수신하고(29) 음성 압축부호화기(14)를 구동하여 압축된 디지털 음성데이타를 획득한 후에(30), 이들 두 디지털 데이타를 중합하여(31) 모뎀으로 송신한다(32).
한편, 모뎀에서 수신되는 데이터는 상기 29 내지 32단계의 역과정을 거친다. 즉, 디지털 음성통신 부가장치는 수신된 데이터중에 통신프로그램의 데이터타와 압축된 디지털 음성데이타를 분리한다(34). 이때, 통신프로그램의 데이터는 속도를 맞추어 터미널로 송출하고, 압축된 디지털 음성데이타는 음성압축 부호화기(14)로 전달한다(35).
상기 29 내지 35과정에서 터미널로 송수신되는 디지털 데이터는 실시간 처리의 대상이 되지 않지만, 압축된 디지털 음성데이타의 경우는 실시간 처리가 필수적이다. 그러므로, 디지털 음성통신 부가장치에 장착된 마이크로프로세서(15)는 자체의 메모리버퍼(16)를 이용하여 압축된 디지털 음성데이타를 저장하고, 메모리버퍼(16)의 처리를 내부 클럭을 이용하여 모뎀 송수신의 결과에 관계없이 일정시간 간격으로 수행하므로써 음성의 실시간 처리를 도모하게 된다. 또한 실시간 처리되는 음성데이타는 재전송이 불가능하다. 그러므로, 압축된 디지털 음성에 대하여는 에러 정정부호를 설계하여 전송시 모뎀 전송로상의 여분의 채널을 이용하여 전송할 필요가 있다.
상기한 바와같은 본 발명은, 단 하나의 회선을 가진 가입자라 하더라도 모뎀통신중에 기존 PSTN용 다이얼업 모뎀을 이용해 전화기의 음성을 디지털화하여 전화음성을 송수신할 수 있고, 전화음성과 데이터를 동시에 전송하므로써, 시간적, 경제적인 효율을 가진 통신환경을 설정해 주는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시에 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

Claims (4)

  1. 외부의 전화기로부터 입력된 아날로그 음성신호를 정합하고, 디지털에서 아날로그 변환된 음성신호를 상기 전화기로 정합하기 위한 회선정합수단, 상기 회선정합수단으로부터 입력된 상기 아날로그 음성신호를 펄스코드변조(PCM) 디지털하여 압축시키고, 그 역으로 압축된 펄스코드변조(PCM) 디지털 데이타를 아날로그 음성신호로 변환하여 상기 회선정합수단으로 전달하는 압축 및 디지털 부호화수단; 외부의 터미널로부터 입력되는 데이타와 상기 압축 및 부호화수단으로부터 입력되는 압축된 디지털 음성데이타를 중합하여 외부의 모뎀으로 전송하고, 상기 모뎀으로부터 수신된 데이타를 통신프로그램의 데이타와 압축된 디지털 음성데이타로 분리하여 상기 터미널과 상기 압축 및 디지털 부호화수단으로 전송하며, 장치의 전반적인 동작을 제어하는 제어수단, 상기 제어수단으로부터 전달된 압축 디지털 음성데이타를 저장하고 상기 제어수단의 요구에 따라 저장된 압축 디지털 음성데이타를 실시간으로 제공하는 저장수단, 음성 데이터의 실시간 처리를 위해, 동기화된 클럭을 상기 제어수단과 상기 압축 및 디지털 부호화수단으로 제공하기 위한 클럭발생수단, 및 화기에 연결되어 아날로그 음성통신을 수행하다가, 상기 터미널의 통신프로그램의 모뎀통신 수행시 상기 제어수단의 제어에 의해 개방되어 상기 아나로그 음성신호가 상기 회선정합수단을 통해 상기 압축 및 디지털 부호화수단으로 전달되도록하는 스위칭 수단을 포함하여 이루어진 모뎀통신용 디지털 음성통신 부가장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중앙제어수단의 제어하에 동작상태를 외부로 표시하기 위한 표시수단을 더 포함하여 이루어진 모뎀통신용 디지털 음성통신 부가장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압축 및 디지털 부호화수단은, 상기 회선정합수단으로부터 입력된 아날로그 음성신호를 펄스코드변조(PCM) 디지털 데이타로 변환하고 펄스코드변조(PCM) 디지털 음성신호를 입력받아 아날로그 음성신호로 변환하여 상기 회선정합수단으로 전송하는 펄스코드변조(PCM) 코덱, 및 상기 펄스코드변조(PCM) 코덱으로부터 입력된 펄스코드변조(PCM) 디지털 데이타를 전화 회선상에서 모뎀 프로토콜을 통하여 전송할 수 있도록 음성의 음원 특징을 이용해 압축하여 상기 제어수단으로 전송하고, 상기 제어수단으로부터 압축된 디지털 음성데이타를 입력받아 압축을 해제하여 상기 펄스코드변조(PCM) 코덱으로 전송하는 음성압축 부호화 수단을 포함하여 이루어진 모뎀통신용 디지털 음성통신 부가장치.
  4. 모뎀통신용 디지털 음성통신 부가장치에 적용되는 모뎀통신과 음성 통신의 동시수행방법에 있어서, 터미널에서 통신프로그램이 기동되면, 통신프로그램의 속도가 조정되고, 릴레이가 절체되며 모뎀통신과 음성통신의 동시 수행상태를 위한 초기과정후에 전화걸기를 하여 호를 설정하는 제1단계, 상기 통신프로그램에서 송신하고자 하는 데이타와 전화사용자의 압축된 디지털 음성데이타를 중합하여 모뎀으로 송신하는 제2단계, 및 상기 모뎀으로부터 입력된 데이터로부터 통신프로그램의 데이타와 압축된 디지털 음성데이타로 분리하여 수신하는 제3단계를 포함하여 이루어진 모뎀통신과 음성통신의 동시수행방법.
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