KR100357900B1 - 교환기에서 기지국으로 데이터를 전송하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 DECT(Digital Enhanced Cordless Telecommunication) 방식이 적용되는 교환기에서 기지국으로의 데이터 전송 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 상기 전송에 적용되는 데이터 방식의 변환을 통하여 전송에 소요되는 필요 채널의 수를 감소시켜 비용 절감의 효과 및 기지국의 원활한 제어를 가능하게 하는 데이터 전송 방법에 관한 것이다.
본 발명은 교환기로부터 들어오는 PCM(Pulse Code Modulation) 방식의 데이터를 ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation) 방식으로 변환시켜 전송 데이터량을 줄임으로써 상기 데이터의 전송에 필요한 비트 레이트의 감소를 기할 수 있으며 물리적으로는 전송에 필요한 기지국 및 타임 스위치의 전송 포트(port)의 수를 종전 2개에서 한 개로 줄여 데이터 전송을 실시할 수 있다.
본 발명을 적용하면 다음과 같은 이점이 있다.
ADPCM 방식을 적용함으로써 PCM 방식보다 기지국으로 전송해야 할 데이터량이 반으로 줄게 되어 종전 2개의 통신 포트를 하나로 줄일 수 있어 기지국의 운용 비용 절감의 효과를 볼 수 있고 4채널 데이터를 2개의 데이터 프레임으로 분할하여 전송함으로써 발생될 수 있는 기지국간 비동기 현상 문제가 한 개의 데이터 프레임으로 4채널 데이터를 모두 구현 할 수 있어 상기 비동기 문제의 곤란성을 무난히 해결할 수 있다.

Description

교환기에서 기지국으로 데이터를 전송하는 방법{Method for transmitting data from switching system to base station}
본 발명은 DECT(Digital Enhanced Cordless Telecommunication) 방식이 적용되는 교환기에서 기지국으로의 데이터 전송 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 상기 전송에 적용되는 데이터 방식의 변환을 통하여 전송에 소요되는 필요 채널의 수를 감소시켜 비용 절감의 효과 및 기지국의 원활한 제어를 가능하게 하는 데이터 전송 방법에 관한 것이다.
DECT 방식이란 기지국에 적용되는 여러 접속 방식 중의 하나로 ETSI(European Telecommunication Standards Institute)에 의해 표준화된 무선접속방식이며 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식을 이용하여 무선 신호의 송신 및 수신을 행한다. 이에 상응하는 방식으로 GSM(Group Special Mobile) 방식이 있는데 접속 방식은 덱트 방식과 같이 TDMA 를 사용하지만 전자는 주로 소규모 지역에 적용이 되며 후자는 주로 광역 지역에 적용되는 방식이다.
덱트 방식의 상세한 내용은 ETSI 300 175-1 내지 175-9 에 제시되어 있다.
도1은 펄스 부호 변조 과정을 나타낸 것이다.
PCM 이란 Pulse Code Modulation 의 약어로 펄스 부호 변조라 하며 음성 또는 영상신호를 부호화 하는 방식의 하나다. 음성이나 영상 데이터 등의 정보를 전달하는 전송방식에는 진폭이나 주파수가 연속적으로 변화하는 아날로그 전송방식과 데이터신호와 같이 진폭이나 속도가 이산적(discrete)인 값을 가지는 신호를 전송하는 디지털 전송방식이 있으며 정보원의 신호변환 방식은 아날로그 전송에서는 주로 AM(진폭변조)방식을 사용하며 디지털 전송에서는 PCM(펄스부호변조)방식을 사용한다. 일반적으로 시간적 연속성을 갖는 아날로그 신호로 된 정보원을 시간적으로 이산적인 신호로 변환(표본화:sampling)하여 얻어진 표본값(Xn, 연속적 진폭값)을 이산적 값으로 표시(양자화)해 이것을 부호의 유무로 조합한 2진 또는 다진부호(디지털신호)로 변환하는 조작을 PCM 부호화라고 한다.
PCM 변환과정은 도1과 같이 입력신호를 표본화하여 펄스진폭 변조 신호로 변환(PAM:Pulse Amplitude Modulation)하고 상기 PAM 신호의 각 표본화 펄스(Xn)를 양자화(quantization)한 후 부호(1과 0으로 된 2진 부호의 계열)로 변환해(coding) 송신한다. 통상 양자화 신호를 부호화 시키는데 적용하는 비트수는 8 비트이다.
또 다른 음성 또는 영상신호를 부호화 하는 방식 중의 하나는 DPCM(Differential Pulse Code Modulation)이라는 방식인데 PCM 과는 달리 Xn을 양자화 하지 않고 바로 전의 샘플값(Xn-1)과 Xn 의 차를 멀티 비트(Multi bit) 코드로 양자화하며 상기 차를 부호화 시키는데 필요한 비트수를 상기 PCM 방식에서 요구되는 비트수 보다 상당히 감소시킬 수 있어 부호화된 신호의 전송에 요구되는 비트 레이트(전송 레이트)를 PCM 방식에 비해 크게 줄일 수 있다.
그러나 DPCM 은 현재 샘플값과 이전 샘플값과의 차가 상당히 크면 복호화 과정에서 원신호의 손실이 너무 커지는 문제가 있다.
이런 문제를 보완한 또 다른 방식이 APCM(Adaptive Pulse Code Modulation) 방식인데 이는 이전 샘플값에 따라서 현재 샘플값의 양자화 스텝폭을 변화시켜 비트 레이트의 감소를 꾀한다.
또 다른 음성 또는 영상신호를 부호화 하는 방식 중의 하나는 적응 차동 펄스 부호 변조(ADPCM)로서 많은 양의 디지털 데이터를 효율적으로 압축시키는데 매우 효과적인 부호화 기법으로서 빈번히 이용되고 있다. 이는 AdaptiveDifferential Pulse Code Modulation 의 약어로 상기 DPCM 방식과 APCM 방식을 혼합한 방식이다.
도2에 적응 차동 펄스 부호 변조 과정(ADPCM)을 나타내었다.
ADPCM 은 DPCM 과 마찬가지로 표본화 펄스(Xn)를 양자화하지 않고 Xn 와 Xn 의 예측치와의 차(Dn)에 대하여 APCM 을 적용하여 적응양자화한다.
ADPCM 에서는 적응양자화(adaptive quantization)와 적응예측(adaptive prediction) 기법을 병행함으로써 표본화 샘플당 비트수를 PCM 에서의 8 비트에서 4 비트로 줄일 수 있어 데이터 전송에 요구되는 비트 레이트의 절감을 기할 수 있다. 여기서 '적응'이란 단어는 입력된 Xn 의 레벨의 변화나 스펙트럼의 변화에 반응한다는 의미로 쓰이며 데이터 전송 매체에 따른 성능 차이나 음성/데이터 통신 프로세스 고유의 신호 레벨 크기에 따른 성능 차이 등이 존재하기 때문에 여러 환경에서 최적의 성능을 얻기 위해서 적응양자화 및 적응예측 기법이 요구되는 것이다.
도3은 종래의 데이터 전송 방식의 구성을 도시하고 있다.
DECT 방식을 사용하는 교환기(10)와 기지국(30)간의 음성/데이터 통신은 ISDN BRI(Basic Rate Interface)에서 제공하는 2B+D 채널을 통해 이루어지며 음성/통신 데이터는 교환기(10)에서 타임 스위치(20)를 거쳐 기지국(30)으로 전송된다. 이 때 기지국(30)은 4 개의 채널(B1 채널, B2 채널, C 채널, D 채널)이 필요하다. 기지국(30)과 타임 스위치(20)에는 데이터 전송 포트(port, 21,22,31,32)가 구비되어 있는데 포트 하나당 2 개의 채널을 커버하기 때문에 기지국(30) 및 타임 스위치(20)에는 각각 2개의 전송 포트(21,22,31,32)가 구비되어 있다. 한 쪽 포트(22,32)는 2개의 B 채널(B1, B2 채널) 데이터 프레임을 나머지 한 쪽 포트(21,31)는 C 채널 및 D 채널 데이터 프레임을 전송하는데 사용된다. 환언하면 2개의 전송 패스(path)가 있는 셈이고 여기서 2 개의 B 채널은 음성 데이터, 영상 데이터 등 사용자가 실제로 접하게 되는 데이터의 전송에 이용되고 전송 속도는 각 채널 당 64 Kbps 이며 C 채널은 상기 B 채널 데이터의 흐름을 제어하는 제어 데이터, D 채널은 상기 B 채널 데이터의 관련 정보(발신자 전화번호, 수신자 전화번호, 발신 기지국 등등)의 전송에 이용되며 C 채널, D 채널의 전송 속도는 각각 16 Kbps 이다.
본 발명은 상기에서 언급된 여러 부호화 방식의 원리 및 효과에 착안하여 종래의 데이터 전송 방식을 개선하고자 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 교환기에서 기지국으로 전송되는 종래의 PCM 방식의 데이터를 ADPCM 방식으로 변환시켜 데이터의 전송에 요구되는 비트 레이트의 절감 효과를 가져올 수 있으며 물리적으로는 하나의 전송 포트만을 이용하여 상기 4개 채널 데이터 전부를 전송할 수 있는 새로운 데이터 전송 방법을 제공하는데 있다.
도1은 펄스 부호 변조 과정(PCM 과정)을 나타낸 것이다.
도2는 적응 차동 펄스 부호 변조 과정(ADPCM 과정)을 나타낸다.
도3은 종래의 데이터 전송 방식의 구성도이다.
도4는 본 발명의 데이터 전송 방식의 구성도이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 구성은, 덱트(DECT, Digital Enhanced Cordless Telecommunication) 방식이 적용되는 교환기로부터 기지국으로 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 상기 교환기로부터 타임스위치로 전송되는 PCM(Pulse Code Modulation) 방식의 4 개 채널(ISDN BRI 의 B1 채널, B2 채널, C 채널, D 채널) 데이터를 신호 방식 변환부에서 ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation) 방식으로 변환을 실시하여 상기 4개 채널의 데이터량을 절반으로 줄이는 단계; 상기 신호방식 변환부에부터 상기 ADPCM 방식으로 변환된 데이터를 타임스위치에서 회송받아 시분할 조작을 통해 한 개 채널 데이터씩 스위칭하여 하나의 전송포트를 통해 기지국으로 전송을 하는 단계; 상기 기지국이 상기 ADPCM 방식으로 변환된 데이터를 PCM 방식의 데이터로 복원하는 단계를 포함한다.
도4는 본 발명의 구성도이다.
본 발명의 동작을 도4를 참조하여 설명하면 교환기(100)로부터 PCM 방식의 4개 채널 데이터가 타임 스위치(110)로 전송되면 상기 4개 채널 데이터는 신호 방식 변환부(130)로 보내져 ADPCM 방식으로의 변환 과정을 거친다. 이 때 PCM 방식의 데이터 1개 샘플은 1바이트(byte)로 구성이 되고 상기 4 개 채널 데이터는 ISDN BRI 방식의 데이터 프레임 형식으로 표현되며 데이터 프레임의 길이는 B 채널 데이터량에 따라 다소 유동적이다.
ADPCM 방식으로 변환된 상기 4개 채널 데이터(데이터 프레임)는 타임 스위치(110)로 다시 회송되어 타임 스위치(110)의 시분할 조작에 의하여 한 개의 전송 포트(111)를 통하여 기지국(120)으로 전송되는데 상기에서 설명한 바와 같이 1개의 데이터 샘플당 부호화에 필요한 비트수가 PCM 방식에서의 8 비트에서 4 비트로 줄어들기 때문에 데이터 프레임의 전체 길이도 반으로 줄어든다. 따라서 전체적으로는 종전의 두 포트(4개 채널)에서 처리되는 데이터량이 한 포트(2개 채널)에 해당하는 데이터량으로 줄어드는 결과를 초래하므로 전송에 필요한 비트 레이트도줄어들며 한 개의 전송 포트(111)를 통해 상기 4개 채널의 데이터를 모두 전송할 수 있는 것이다.
상기 ADPCM 방식의 데이터를 전송 받은 기지국(120)에서는 다시 PCM 방식으로 데이터 변환을 실시하여 차후 과정을 진행하게 된다. 여기서 차후 과정이란 기지국에서 행하는 통상의 작용이라 할 수 있다.
또한 상기에서 언급한 시분할 조작은 한 개의 데이터 프레임을 모두 전송하는데 소요되는 시간을 분할하여 각 분할된 시간 부분에 따라 상기 타임 스위치(110)가 ADPCM 방식으로 변환된 4개 채널 데이터 중 한 개 채널 데이터씩 스위칭하며 전송 포트(111)에 인가함을 의미한다.
본 발명을 적용하면 다음과 같은 이점이 있다.
ADPCM 방식을 적용함으로써 PCM 방식보다 기지국으로 전송해야 할 데이터량이 반으로 줄게 되어 종전 2개의 통신 포트를 하나로 줄일 수 있어 기지국의 운용 비용 절감의 효과를 볼 수 있고 4채널 데이터를 2개의 데이터 프레임으로 분할하여 전송함으로써 발생될 수 있는 기지국간 비동기 현상 문제가 한 개의 데이터 프레임으로 4채널 데이터를 모두 구현 할 수 있어 상기 비동기 문제의 곤란성을 무난히 해결할 수 있다.

Claims (1)

  1. 덱트(DECT, Digital Enhanced Cordless Telecommunication) 방식이 적용되는 교환기로부터 기지국으로 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 교환기로부터 타임스위치로 전송되는 PCM(Pulse Code Modulation) 방식의 4 개 채널(ISDN BRI 의 B1 채널, B2 채널, C 채널, D 채널) 데이터를 신호 방식 변환부에서 ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation) 방식으로 변환을 실시하여 상기 4개 채널의 데이터량을 절반으로 줄이는 단계;
    상기 신호방식 변환부에부터 상기 ADPCM 방식으로 변환된 데이터를 타임스위치에서 회송받아 시분할 조작을 통해 한 개 채널 데이터씩 스위칭하여 하나의 전송포트를 통해 기지국으로 전송을 하는 단계;
    상기 기지국이 상기 ADPCM 방식으로 변환된 데이터를 PCM 방식의 데이터로 복원하는 단계를 포함하는 DECT 방식이 적용되는 교환기로부터 기지국으로 데이터를 전송하는 방법.
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