KR100322327B1 - 와이어리스 스테이션 세트, 와이어리스 기지국, 와이어리스 통신 시스템 - Google Patents

Abstract

와이어리스 통신 시스템에 있어서, 기지국으로 하여금, 뮤팅을 요구한 와이어리스 스테이션(wireless station)으로부터 수신되는 음성 및/또는 잡음 신호를, 예컨대 무음 등의 미리 결정된 신호로 대체하게 하는 설비가 제공된다.

Description

와이어리스 스테이션 세트, 와이어리스 기지국, 와이어리스 통신 시스템

발명의 분야

본 발명은 와이어리스 전화 스테이션 세트(wireless telephone station set) 등의 뮤팅(muting) 기능에 관련된 것이다.

발명의 배경

핸드프리(hands-free) (스피커폰) 전화 스테이션들은 회의 통화(conference call)에 널리 사용되고 있다. 그러나, 문제점으로는, 그러한 전화 스테이션들이 매우 복잡한 잡음 소거 기술들을 채용하고 있지 않는 경우에, 회의 통화를 모니터하는데 사용되고 있는 핸드프리 스테이션에서 "포착(picked-up)"되는 배경 잡음이 다른 참가자들(회의 참가자)에게 전하여 질 수 있다는 것이다. 그러한 배경 잡음은 상기 참가자들에게 큰 불쾌감을 줄 수 있다. 이러한 이유 및 기타 다른 이유들 때문에, 통상적으로 핸드프리 전화 스테이션은 소위 뮤팅 버튼(muting button)을 구비하고, 이 뮤팅 버튼이 동작될 때마다 모든 음성(배경 잡음을 포함)의 전달을 뮤트(mute)하도록 하고 있다. 따라서, 자신의 핸드프리 스테이션 세트 상의 뮤팅 버튼을 조작한 회의 참가자는 다른 참가자들에게 들려지지 않게 하면서 회의 통화에서 다른 참가자들의 소리를 들을 수 있다. (상술한 내용은 종래의 와이어리스 (셀룰러) 스테이션 세트에도 응용된다는 것은 명백하다).

셀룰러/와이어리스 스테이션 세트에 의해 발생된 음성/신호 샘플들 각각의 값들은, 핸드프리 와이어리스 스테이션의 사용자가 전화 통화 동안에 뮤팅 버튼을 동작시킬 때마다, 0으로 설정된다. 음성 신호를 0으로 설정하는 것은, 음성이 없다는 것을 의미하며, 이는 와이어리스 이동국 세트로부터 기지국으로의 음성 메시지들이 뮤트 기능이 설정되어 있는 시간 동안에는 중지됨을 의미한다.

널리 공지되어 있는 바와 같이, 음성 메시지가 와이어리스 스테이션으로부터 기지국으로 전송되는 와이어리스 링크는, (a) 섀도우잉(shadowing)으로 인한 왜곡, (b) 다중 경로 전송으로 인한 페이딩(fading), (c) 와이어리스 스테이션의 이동 (motion), 및 (d) 채널 잡음에 매우 영향을 받기 쉽다. 그리고 잡음이 많은 채널을 통해 기지국에서 수신되는 메시지는 대개 상당한 수의 에러들를 포함하며, 그 중 대부분은 정정이 불가능하다. 따라서, 그러한 에러들은 기지국이 그런 채널로 출력하는 신호들을 왜곡시키고, 그러한 신호들은 감입성(intrusive) 잡음으로서 수신기에 전송된다. 사실, 그러한 잡음의 레벨은 경청자(listener)에게 불쾌감을 불 수 있다. 와이어리스 스테이션이 회의 접속에 참가중인 경우, 그러한 잡음으로 인해서, 다른 회의 참가자들은 와이어리스 참가자가 그 회의 접속을 끊고 있다고 주장할 수도 있을 것이다.

발명의 개요

본 발명자들은 본 발명의 한 양태에 따라, 기지국에서 와이어리스 스테이션을 뮤팅시킴으로써, 상기 문제점을 다루고 관련 기술 분야의 진보를 가져오고 있다. 구체적으로는, 사용자가 와이어리스 스테이션 상의 뮤트 버튼을 동작시키는 경우에, 본 발명의 한 양태에 따르면, 그에 대응해서 와이어리스 스테이션은 기지국에 통지한다. 그리고, 기지국은 그 뮤트된 와이어리스 스테이션에 할당된 채널/타임 슬롯 동안 수신하는 신호 대신에, 예컨대 무음(silence)을 특성으로 하는 신호와 같은 미리 결정된 신호를 사용한다. 본 발명의 또다른 양태에 따르면, 상기 미리 결정된 신호는 저레벨 배경 잡음에 대응할 수 있다.

도 1은 본 발명의 원리가 실시될 수 있는 와이어리스 스테이션 세트의 한 예를 도시한 도면.

도 2는 도 1의 와이어리스 스테이션 세트의 전송기 부분을 도시한 블록도.

도 3은 도 2의 스테이션 세트에 사용될 수 있는 채널 코더 전송기의 한 예를 도시한 블록도.

도 4는 와이어리스 기지국의 수신기 부분을 도시한 블록도.

도 5는 본 발명의 원리에 따라서 도 4의 수신기 부분의 동작을 제어하는 상태를 도시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 스피커 15 : 뮤트 버튼

25 : 안테나 20 : 저역 통과 필터

30 : A/D 변환기 35 : 마이크로폰

40 : 음성 엔코더 50 : 채널 코더/전송기

양호한 실시예들의 상세한 설명

본 발명은, 콜로라도 80112, 잉글우드, 인버니스 웨이 이스트 15 소재의 글로벌 엔지니어링 다큐먼츠사로부터 얻을 수 있는 "Telecommunication Industry Association 공보 TR45.3, IS-136.2"에 개시되어 있는 디지털 PCS 북미 TDMA(IS-136) 표준의 내용에서 논의될 것으로, 상기 문헌의 내용은 참고자료로서 본원 명세서에 포함된다. 그러나, 그것은 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 왜냐하면 하기의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터, 예컨대 와이어리스 스테이션 세트들을 규제하는 널리 공지되어 있는 IS-54 표준, CDMA 표준, 및 유럽 GSM 표준 등의 기타 다른 표준들과 마찬가지로 소위 코드리스(cordless) 전화 스테이션 세트에 대해서도 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 명백할 것이기 때문이다.

도 1에는 음성을 수신하기 위한 마이크로폰(35)과, 음성을 출력하기 위한 스피커(10)와, 뮤팅 버튼(15) 등을 포함하는 디지털 와이어리스 스테이션 세트의 개략적인 블록도가 도시되어 있다. 상기 스테이션 세트는 또한 도 2의 전송기 부분을 포함하며, 상기 전송기 부분은 마이크로폰(35)을 통해 수신된 음성을 처리하여 전송하고, 상기 처리된 결과를 안테나(25)를 통해 전송하며, 본 발명에 따라서, 뮤팅 버튼(15)이 동작될 때마다, 기지국(도 4)에 통지한다. 구체적으로는, 상기 전송기 부분은 특히 종래의 저역 통과 필터(20)를 포함하며, 상기 필터(20)는 마이크로폰(35)에 연결된 신호들을 필터링하여, 아날로그 디지털 변환기(30)에 공급되는 신호의 주파수 범위를 예컨대 4kHz 미만으로 제한함으로써 배경 잡음을 제외시키게 한다. 그리고, A/D 변환기(30)는, 입력에서 수신하는 아날로그 신호의 디지털 버전(version)을 음성 엔코더(40)에 연장되는 경로(31)로 출력한다. 음성 엔코더 (40)는 종래의 ACELP(Algebraic Code Excited Linear Predictive) 음성 엔코더로서, 균일한 샘플 레이트로 그 입력에서 수신하는 많은 수의 음성 신호들의 디지털 샘플들, 예를 들어 104kbps의 레이트로 수신된 샘플들을 예를 들어 7.4kbps의 보다 낮은 양으로 압축하고, 그 압축된 결과 및 그 압축된 음성에 관련된 다양한 파라미터들을 채널 코더(및 전송기)(50)에 제공하며, 그 후, 상기 채널 코더/전송기(50)는 상기 압축된 결과를 처리하여 특정의 에러 보호를 포함하게 한다. 채널 코더 (50)는 상기 최종 결과를 안테나(25)를 통해 와이어리스 링크로 전송한다. (엔코더(40) 및 채널 코더(50)에 대한 설명은 전술한 IS-136 표준에 설명되어 있다.)

도 2에 도시된 바와 같이, 뮤트 버튼(15)이 동작 상태에 있는 경우, 상기 A/D 변환기(30)로의 입력은, 예컨대 0 볼트(접지)와 같은, 공지된 전압 레벨로 클램프(clamped)된다. 변환기(30)는 버튼(15)이 동작중인 한, 계속해서 전압 레벨을 샘플링하고, 그 전압 레벨에 대응하는 디지털 샘플들을 엔코더(40)로 출력한다. 따라서, 마이크로폰(35)에 의해 "픽업(picked-up)"된 음성 신호들이 상기 와이어리스 링크로 안테나(25)를 통해 전송되는 것이 방지된다.

채널 코더(50)에 대해 도 3에서 보다 상세히 도시하고 있다. 구체적으로는,상술한 표준에 따라서, 음성 코더(40)는 160개의 디지털 음성 신호들의 프레임을 96개의 소위 클래스 1 비트들의 제 1 그룹과 52개의 클래스 2 비트들의 제 2 그룹으로 형성한다. 48개의 최상위 클래스 1 비트들은 종래의 CRC(Cyclic Redundancy Code) 프로세서(305)로 공급되고, 나머지 48개의 최하위 클래스 1 비트들은 1/2 레이트 컨벌루션 코더(1/2 rate convolutional coder)(310)로 공급된다. CRC 프로세서(305)는 수신하는 48 비트들에 대해 7 비트의 CRC 코드를 생성하여, 그 코드 및 그 48 비트를 1/2 컨벌루션 코더의 제 2 입력에 제공한다. 코더(310)는 두 입력을 통해 수신하는 108 비트를 216 비트로 전개하도록 상술한 IS-136 표준에서 명시하고 있는 두 개의 생성원 다항식들 채용한다. 그리고, 코더(310)는 그 전개된 결과를 펑쳐 프로세서(puncture processor)(315)에 제공한다. 프로세서(315)는 8개의 소위 비트 지수들(예를 들어, cc(52), cc(53), cc(106), cc(107), cc(160), cc(161), cc(214), cc(215)을 제거하여 208 비트의 비트 스트림을 형성한다.

펑쳐 프로세서(315)로부터의 상기 52 등급 II 비트들 및 208 비트들은, 미리 결정된 암호화 벡터를 사용하여 그 비트 스트림들을 암호화하는 암호화 프로세서 (encryption processor : 320)에 제공된다. 그리고 그 암호화된 결과는 두개의 채널/슬롯 인터리버 프로세서(340)에 제공된다. 프로세서(340)는, 종래의 방법으로, 상기 암호화된 비트 스트림을 안테나(325)를 통해서 타임 슬롯/채널들의 시분할 프레임의 두개의 미리 할당된 슬롯/채널들 상으로 전송한다. 즉, 인터리브된 프레임은 현재 프레임의 130개의 짝수 위치 비트와, 연속하는 음성 프레임의 130개의 홀수 위치 비트를 포함한다.

대안적으로는, 암호화 프로세서(320)는 입력(326)을 통해 제어 프로세서 (330)에 의해 발원되는 제어 메시지를 형성하는 제 3 비트 스트림을 수신한다. 상기 제어 프로세서(330)로부터 입력(326)으로의 경로는 65 비트의 제어 메시지를 260 비트의 메시지로 전개시키는 1:4 컨벌루션 코더(335)를 포함하므로, 상기 제 3 입력(326)을 통해 수신된 신호 스트림은 프로세서(320)가 다른 두 입력들을 통해 수신하는 비트 스트림과 같은 수의 비트들을 포함하도록 한다. 어느 경우에서든지, 프로세서(320)는 후자의 비트 스트림이나 전자의 비트 스트림을 수신하고 처리하여 출력하지만, 둘 모두를 수신하고 처리하여 출력하지는 않는다.

그 제어 메시지들은 와이어리스 스테이션이 기지국(또는 수신기)과 통신하는 수단이며, 상기 통신들은, 본 발명의 한 양태에 따라서, 와이어리스 스테이션이 뮤트 상태에 놓여졌음을 기지국에 알리는 메시지를 포함하고 있다. 프로세서(330)는 경로(331)를 통해 제어 메시지를 프로세서(320)에 제공하여, 프로세서(320)로 하여금 경로(316 및 317)를 통해 수신할 수 있는 음성 메시지를 무시하도록 한다. 즉, 제어 프로세서(330)는, 프로세서(320)가 예를 들어 경로(316 및 317)를 통해 음성 메시지를 수신중인지의 여부를 결정하기 위해서, 경로(331)를 통해 암호화 프로세서(320)와 통신한다. 만약 음성 메시지를 수신중이라면, 프로세서(330)는 제어 메시지를 프로세서(320)로 돌려보내 상기 음성 메시지를 무시할 것을 지시한다. 그에 응답하여 암호화 프로세서(320)는, 경로(326)를 통해 비트 스트림을 수신하고, 프로세서(340)를 통해 전송하기 위해 종래의 방법으로 상기 비트 스트림을 처리한다.

따라서, 사용자가 관련된 뮤트 버튼을 동작시킨 결과로서, 스테이션 세트가 뮤트 상태에 놓이게 될 때, 제어 프로세서(330)는 리드(lead)(329)을 통해 그 사실을 통지받는다. 제어 프로세서(330)는, 그러한 통지에 응답하여 그 상태를 나타내는 제어 메시지를 기지국으로 전송하기 위해 발생시킨다. 또한, 제어 프로세서 (330)는 상기 메시지 내에 특수하게 코드화된 워드를 삽입하여, 기지국이 음성 메시지로부터 제어 메시지를 용이하게 구별할 수 있게 한다. 그리고, 제어 프로세서 (330)는 경로(331)를 통해 프로세서(320)에 질문(query)을 전송하여, 그 제어 메시지가 상기 프로세서(320)에 전송될 수 있는지의 여부를 결정한다. 제어 프로세서 (330)가 프로세서(320)로부터 회답 메시지를 통해 통지를 받으면, 프로세서(330)는 뮤트 상태를 나타내는 그 제어 메시지를 코더(335)에 제공하고, 상기 코더(335)는 종래의 방법으로 그 메시지를 전개시켜서 그 결과를 경로(326)를 통해 프로세서 (320)에 공급한다. 상술한 바와 같이, 암호화 프로세서(320)는 그 메시지를 암호화하고, 암호화된 결과를 안테나(325)를 통해 전송하기 위해 프로세서(340)에 제공한다.

상기 언급한 IS-136 표준에 따라 동작하고, 안테나(25)를 통해 전송되는 메시지를 수신하는, 종래의 기지국의 수신 부분을 도 4에 도시한다.

구체적으로, 상기 수신기 부분은 특히 채널 디코더(430)에 접속된 안테나 (425) 등을 포함하고, 또한 음성 디코더(420)와 트랜스코더(410)를 포함한다. 보다 구체적으로는, 채널 디코더(430)는, 종래에 행하던 바와 같이, 안테나(425)를 통해 수신된 메시지를 모아, 그 메시지에서 규정된 디코딩 변수/파라미터들에 따라상기 메시지를 디코딩한다. 즉, 그러한 파라미터들은 디코더(430)가 그 수신된 음성 신호들의 모델을 생성할 수 있게 하고, 그 모델을 ACELP 음성 디코더(420)에 공급하여, 상기 디코더(420)가 상기 메시지에 포함되어 있는 음성 신호들을 디코딩할 수 있도록 한다. 그 후, 그 결과로 얻어지는 디코드된/양자화된 음성은, 14비트 내지 8 비트로 다운 코딩된(down coded) 음성 레이트 등의, 미리 결정된 레이트로 그 음성 레이트를 "다운(down)" 코드화하는 트랜스코더(410)로 공급된다. 그리고, 트랜스코더(410)는, 예를 들어 공중 교환 회선망(도시하지 않음)에 접속되는 경로 (411)로 "다운" 코드된 결과를 출력한다.

또한, 수신된 메시지에 포함된 에러 정정 코딩에 따라서, 한 수신된 메시지가 다수의 에러들을 포함하고 있다고 채널 디코더(430)가 결론을 내리는 경우에, 채널 디코더(430)는, 이하에 설명되는 바와 같이, 소위 BFI(Bad Frame Indicator)를 설정한다.

또한, 상기 언급한 바와 같이, 채널 디코더(430)는 상기 언급한 특정하게 코드된 워드를 사용하여 제어 메시지들로부터 음성 메시지들을 구별한다. 즉, 메시지가 코드 워드를 포함하고 있지 않으면, 그것은 음성 메시지로서 처리된다. 메시지가 제어 메시지인 것으로 식별되면, 그 메시지는 종래의 방식으로 처리된다. 본 발명의 한 양태에 따라서, 기지국이 뮤트 상태로 되었음을 제어 메시지가 나타내면, 채널 디코더(430)는 상기 언급한 BFI를, lfl 결정된 값, 예컨대 1의 값으로 설정하고, 그 값을 "더미(dummy)" 음성 메시지와 함께 음성 디코더(420)에 공급한다.

도 5는 음성 디코더(420)내의 프로세서(도시하지 않음)가 BFI를 처리하는 방법을 도시한 상태도이다. 구체적으로는, 그 프로세서는 STATE 0으로 유지되며(블록 500), 음성 메시지의 수신 시에 첨부되는 BFI의 값을 검사한다. 상기 BFI의 값이 0이 아니면(블록 501), BFI 프로세서는 STATE라고 하는 변수의 값을 1만큼 증가시킨다(블록 502). 다음, BFI 프로세서는 STATE의 값이 6보다 더 큰지를 알아보기 위해 검사한다(블록 503). 만약 더 큰 경우, BFI 프로세서는 STATE의 값을 6으로 설정하고, 음성 디코더(420)에게 지시하여 트랜스코더(410)에 무음을 특성으로 하는 디코드된 음성을 출력하도록 한다. STATE의 값이 6이 아니면, BFI 프로세서는 음성 디코더(420)에게 지시하여 디코드된 음성 신호의 감쇄된 버전을 트랜스코더 (410)에 출력하도록 한다. BFI의 값이 0이면, BFI 프로세서는 STATE의 현재 값이 6인지를 알기 위해 검사를 행한다(블록 505). 만약 6인 경우, BFI 프로세서는 STATE의 값을 0으로 설정하고(블록 506), 음성 디코더(420)에 지시하여, 음성 신호들을 뮤트 해제하게 된다. 즉, 무음을 특성으로 하는 디코드된 음성이 출력되는 것을 중지시킨다(블록 506). BFI 프로세서가 STATE의 값이 6이 아닌 것을 알게 되면(블록 505), 상기 프로세서는 STATE를 5로 설정하고(블록 507), 음성 디코더 (420)에게 지시하여 트랜스코더(410)에 출력되고 있었던 디코드된 음성 신호들의 감쇄를 중단하도록 한다. 따라서, 앞서 설명한 바와 같이, 와이어리스 스테이션으로부터 뮤트 제어 메시지가 수신된 경우에, STATE의 값은 6으로 설정되고, 이에 따라서 기지국은 상기 와이어리스 스테이션에 할당된 타임 슬롯 동안, 상기 와이어리스 스테이션에 대한 무음을 특성으로 하는 신호를 출력하도록 한다.

위의 설명은 본 발명의 원리들에 대해 간단히 설명한 것이다. 당업자라면, 비록 본 명세서에서 명시적으로 나타나 있지 않거나 명시적으로 설명되어 있지 않을지라도 본 발명의 의도 및 범위내에서 본원의 원리들을 채용하는 다양한 배치들을 도출해낼 수 있을 것이다. 예를 들어, 비록 본 발명이 TDMA 와이어리스 시스템을 중심으로 설명되였지만, 예컨대 널리 공지되어 있는 CDMA 및 GSM 표준 등의 다른 표준에 따라 동작하는 와이어리스 시스템에도 용이하게 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명은 예를 들어 코드리스 전화 시스템, 페이징 시스템, 어나운스먼트(announcement) 시스템과 같은 다른 와이어리스 시스템에도 용이하게 사용할 수 있다.

Claims (12)

1. 와이어리스 스테이션 세트에 있어서,

   마이크로폰과,

   상기 마이크로폰을 통해 수신된 신호들의 뮤팅(muting)을 요구하는 수단과,

   뮤팅 요구에 응답하여 제어 메시지를 발생시키고 와이어리스 링크 상으로 전송하는 전송기 부분을 포함하며, 상기 제어 메시지는 그 제어 메시지를 수신하는 기지국으로 하여금 상기 와이어리스 스테이션으로부터 그 후에 수신되는 신호들 대신에 미리 결정된 신호들을 전송 수단에 출력하게 하도록 동작하는, 와이어리스 스테이션 세트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 미리 결정된 신호는 무음(silence)을 특성으로 하는 와이어리스 스테이션 세트.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 미리 결정된 신호는 복수의 상이한 신호들 중 하나를 특성으로 하고, 상기 복수의 상이한 신호들은 무음 및 배경 잡음을 포함하는 와이어리스 스테이션 세트.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 와이어리스 스테이션 세트와 상기 기지국은 복수의 상이한 동작 표준들 중의 하나에 따라 동작하고, 상기 복수의 상이한 동작 표준들은 IS-136, CDMA, 및 GSM 표준들을 포함하는 와이어리스 스테이션 세트.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 전송 수단은 회의 접속(conference connection)에 연장하는 와이어리스 스테이션 세트.
6. 와이어리스 기지국에 있어서,

   와이어리스 스테이션으로부터 정보를 수신하는 안테나와,

   상기 안테나에 접속되고, 상기 와이어리스 스테이션으로부터 수신된 신호들을 처리하고 그 처리된 신호들을 의도한 수령자에게 전송하기 위한 출력으로 출력하는 수신기를 포함하며 상기 수신기는 뮤팅 모드로 들어가도록 하는 요구를 특성으로 하는 그러한 수신된 신호들에 응답해서, 상기 와이어리스 스테이션으로부터 그 후에 수신되는 신호들을 미리 결정된 신호들로 대체하고, 상기 미리 결정된 신호들을 의도한 수령자에게 전송하기 위해 출력하도록 동작 가능한, 와이어리스 기지국.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 의도한 수령자는 회의 접속인 와이어리스 기지국.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 미리 결정된 신호는 무음을 특성으로 하는 와이어리스 기지국.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 미리 결정된 신호는 복수의 상이한 신호들 중의 하나를 특성으로 하고, 상기 복수의 상이한 신호들은 무음과 배경 잡음을 포함하는 와이어리스 기지국.
10. 제 6 항에 있어서,

    상기 와이어리스 스테이션 세트와 상기 기지국은 복수의 상이한 동작 표준들 중의 하나에 따라 동작하고, 상기 복수의 상이한 동작 표준들은 IS-136, CDMA, GSM 표준들을 포함하는 와이어리스 기지국.
11. 와이어리스 통신 시스템에 있어서,

    음성 및 제어 메시지들을 와이어리스 링크 상으로 전송하도록 동작하는 적어도 하나의 와이어리스 스테이션 세트로서, 상기 제어 메시지들이 상기 와이어리스 스테이션 세트로부터의 전송을 뮤트하기 위한 요구를 포함하는, 상기 적어도 하나의 와이어리스 스테이션 세트와,

    상기 와이어리스 스테이션 세트로부터의 뮤트 요구의 수신에 응답하여, 상기와이어리스 스테이션으로부터 그 후에 수신되는 음성 메시지들 대신에 미리 결정된 신호들을 전송 수단에 출력하도록 동작하는 적어도 하나의 기지국을 포함하는, 와이어리스 통신 시스템.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 미리 결정된 신호는 무음을 특성으로 하는 와이어리스 통신 시스템.