KR100458622B1 - 무선 교육 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방송 방식으로 다수의 피교육자에게 교육을 위한 오디오 신호를 제공하는 무선 교육 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 무선 교육 시스템은 무선 통신용 주파수를 이용하여 오디오 신호를 공급하는 주조정 장치; 및 상기 주조정 장치로부터의 상기 오디오 신호를 수신하는 적어도 하나의 교육자용 단말기와 나머지의 피교육자용 단말기를 구비하는 보조 장치를 포함하며, 상기 무선 통신용 주파수는 복수개의 무선 주파수 대역으로 분할되고, 상기 오디오 신호는 상기 분할된 무선 주파수 대역 중의 하나를 통하여 방송 방식으로 전송되는 것을 특징으로 한다.

상기 복수개의 무선 주파수 대역은 제 1 내지 제 4 무선 주파수 대역을 포함하며, 상기 제 1 주파수 대역은 상기 주조정 장치에서 상기 보조 장치로 상기 오디오 신호를 방송하는 방송 채널로 사용되고, 상기 제 2 및 제 3 주파수 대역은 상기 주조정 장치의 중계에 의해 상기 교육자용 단말기와 상기 피교육자용 단말기 간의 음성 및 데이터의 통신을 위한 교육 채널로 사용되고, 상기 제 4 주파수 대역은 상기 주조정 장치와 상기 교육자용 단말기 간의 음성 및 데이터 통신을 위한 교육자 채널로 사용된다.

Description

무선 교육 시스템{WIRELESS EDUCATION SYSTEM}

본 발명은 무선을 이용한 교육 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방송 방식으로 다수의 피교육자에게 교육을 위한 오디오 방송을 제공하는 무선 교육 시스템에 관한 것이다.

통상적인 교육 시스템은 교육 영어 회화, 일본어 회화, 유아 교육용 카세트와 같은 교육 보조 프로그램을 유선으로 연결한 상태에서 헤드폰을 착용한 다수의 피교육자에게 독립적인 형태로 공급한다. 이를 위하여, 통상의 교육 시스템은 오디오 시스템으로부터의 오디오 신호를 유선을 통하여 다수의 헤드폰으로 분배하는 방식을 이용한다. 이와 같이, 통상의 교육 시스템은 교육 보조 장치로부터의 교육 프로그램 신호를 일방향으로 분배하도록 구성되어 있었다. 이러한 일방향 교육 시스템을 개선한 교육 시스템으로 교육자 및 피교육자들 측에 각각 마이크를 설치하여 교육자 및 피교육자들간의 대화를 가능하게 하는 교육 시스템이 제안되어 사용되고 있다. 그러나 전술한 방식의 교육 시스템은 교육자로부터 피교육자로의 일방향 통신만을 수행하도록 구성되어 있기 때문에 교육 효과를 향상시킬 수 없었으며, 교육자와 피교육자가 서로 유선으로 연결되어 있기 때문에 피교육자의 행동을 제한한다는 문제가 있었다.

전술한 문제점을 개선하기 위하여 본 발명의 출원인은 1996년 5월 23일 "무선 교육 시스템"이라는 명칭으로 출원된 제1996-17781호에서 교육 프로그램용 오디오 신호를 무선으로 피교육자들에게 전송하여 피교육자들의 행동의 자유를 보장하도록 한 무선 교육 시스템을 제안하였다. 이러한 무선 교육 시스템은 교육 프로그램용 오디오 신호를 재생하는 보조 메모리 장치와, 보조 메모리 장치로부터의 오디오 신호가 적어도 1인 이상의 피교육자들측으로 일방향 전송되도록 하는 제1무선 주파수 채널과, 교육자와 적어도 1인 이상의 피교육자들간의 음성 통신이 가능하도록 음성 신호를 양방향으로 전송하는 제2 무선 주파수 채널과, 교육자에 의해 적어도 1인 이상의 피교육자를 선택하기 위한 키 선택 보드와, 키 선택 보드에 의해 제2 무선 주파수 채널이 적어동 1인 이상의 피교육자 별로 선택적으로 개통되도록 하는 채널 제어부로 구성된다.

전술한 무선 교육 시스템은 교육자와 다수의 피교육자가 슬롯 단위로 TDD(time division duplex) 방식을 이용하여 송수신을 수행한다. 이때, 마스터로서의 교육자가 슬레이브들로서의 개개의 피교육자에 대하여 오디오 신호를 전송하고 리턴받는 방식으로 진행하고 있기 때문에 주파수 자원의 낭비가 심하며 피교육자용 단말기를 추가적으로 확장할 수 없다는 한계를 가지고 있다.

또한, 전술한 무선 교육 시스템은 교육자와 피교육자간의 양방향 통신이 가능하지만 교육자와 피교육자 간의 1:1 대화 기능만이 가능하다는 단점이 있었다.

그러므로, 본 발명의 목적은 교육자로부터 다수개의 피교육자에게 전송되는 오디오 신호를 방송 방식으로 제공함으로써 주파수 자원의 효율적 사용이 가능한 무선 교육 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 확장성이 용이한 무선 교육 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 교육자와 다수의 피교육자가 일대다의 대화가 가능한 무선 교육 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 무선 교육 시스템의 블록 구성도,

도 2a는 제 1 무선 주파수 대역의 다이어그램을 도시하고, 도 2b는 제 2 및 제 3 무선 주파수 대역의 다이어그램을 도시하며, 도 2c는 제 4 무선 주파수 대역의 다이어그램,

도 3은 도 1에 도시된 주조정 장치의 상세 블록 구성도,

도 4는 도 1에 도시된 보조 장치의 상세 블록 구성도,

도 5는 도 3의 주조정 장치의 다른 실시예를 도시하는 도면,

도 6은 도 4의 보조 장치의 다른 실시예를 도시하는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 주조정 장치 110 : 보조 장치

112 : 교육자용 단말기 122 : 피교육자용 단말기

316 : 오디오 절환 회로

372, 374, 376, 378, 410 : 무선 송수신부

502 : 아날로그 송신부 602 : 아날로그 수신부

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 무선 교육 시스템은, 무선 통신용 주파수를 이용하여 오디오 신호를 공급하는 주조정 장치; 및 상기 주조정 장치로부터의 상기 오디오 신호를 수신하는 적어도 하나의 교육자용 단말기와 나머지의 피교육자용 단말기를 구비하는 보조 장치를 포함하며, 상기 무선 통신용 주파수는 복수개의 무선 주파수 대역으로 분할되고, 상기 오디오 신호는 상기 분할된 무선 주파수 대역 중의 하나를 통하여 방송 방식으로 전송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 전술한 본 발명에서 상기 복수개의 무선 주파수 대역은 제 1 내지 제 4 무선 주파수 대역을 포함하며, 상기 제 1 주파수 대역은 상기 주조정 장치에서 상기 보조 장치로 상기 오디오 신호를 방송하는 방송 채널로 사용되고, 상기 제 2 및 제 3 주파수 대역은 상기 주조정 장치의 중계에 의해 상기 교육자용 단말기와 상기 피교육자용 단말기 간의 음성 및 데이터의 통신을 위한 교육 채널로 사용되고, 상기 제 4 주파수 대역은 상기 주조정 장치와 상기 교육자용 단말기 간의 음성 및 데이터 통신을 위한 교육자 채널로 사용되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 무선 교육 시스템의 블록 구성도를 도시한다. 본 발명의 무선 교육 시스템은 하나의 주조정 장치(100)와, N 개의 보조장치(110)를 포함하며, N 개의 보조 장치(110)는 하나의 교육자용 단말기(112)와 나머지(N-1개)의 피교육자용 단말기(122)를 구비한다. 주조정 장치(100)는 어학실 등에서 일정 장소에 배치되어 교육자가 조작하는 장치로서 사용되며, 보조 장치(110)의 교육자용 단말기(112)와 피교육자용 단말기(122)는 각기 한명의 교육자와 다수의 피교육자들에 의해 사용된다. 본 발명의 무선 교육 시스템은 마스터 장치로서 하나의 주조정 장치(100)가 슬레이브 장치들의 집합인 다수개의 보조 장치(110)를 제어하는 피코넷(piconet)의 형태로 구성된다. 이와 달리, 본 발명의 무선 교육 시스템은 전술한 피코넷 형태로 구성된 보조 장치(110) 중의 어느 하나가 마스터 장치로 작용하고 나머지의 보조 장치(110)를 슬레이브 장치들의 집합으로 구성되는 스캐터넷(scatternet)의 형태로도 구성될 수도 있다.

본 발명에 따른 무선 교육 장치는, 도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하여 상세히 설명되는 바와 같이, 2.4 GHz ∼ 2.48 GHz의 ISM(Industrial Scientific Medical) 주파수 밴드를 주조정 장치(100)과 보조 장치(110) 간의 무선 통신용 주파수로 사용한다. ISM 밴드는 산업, 과학, 의료용으로 전세계적으로 공용으로 사용할 수 있는 주파수 대역을 말한다. 무선 통신용 주파수는 다시 제 1 내지 제 4 무선 주파수 대역으로 나뉘어져 각기 상이한 무선 신호를 송수신하는데 사용한다. 이때, 본 발명의 무선 교육 장치는 주조정 장치(100)와 복수개의 보조 장치(110)가어느 하나의 무선 주파수 대역 내에서 호핑 순서를 계산하는 알고리즘에 따라 채널을 바꾸어 가면서 송수신을 수행하는 주파수 호핑 방식으로 상호 통신한다. 주파수 호핑 방식은 1초에 약 1,600 회에 걸쳐 송신과 수신을 반복하는 방식이다. 본 발명에서 하나의 주파수 대역은 20 개의 홉 채널(hop channel)로 구성되며, 1개의 채널은 1 MHz의 간격을 갖는다.

제 1 주파수 대역은 주조정 장치(100)에서 보조 장치(110) 측으로 오디오 신호, 예컨대 외국어 회화용 교육 프로그램을 방송하는 방송 채널로 사용되고, 제 2 및 제 3 주파수 대역은 주조정 장치(100)의 중계에 의해 교육자 단말기(112)와 피교육자용 단말기(122) 간의 음성 교환, 즉 1:1 대화, 1:2 대화 또는 1:3 대화를 위한 교육 채널로 사용되고, 제 4 주파수 대역은 주조정 장치(100)와 교육자용 단말기(112) 간의 무선 통신을 위한 교육자 채널로 사용되며, 이 대역을 통하여 교육자용 단말기(112)에서 발생한 교육자의 음성이 수신되고 피교육자용 단말기(122)로부터 발생한 피교육자의 음성이 교육자용 단말기(112)로 제공된다.

주조정 장치(100)는 각각의 보조 장치(110)의 동작 상태를 발광 상태로 확인할 수 있도록 보조 장치(110)의 개수에 대응하는 발광부가 배열된 전면 패널(102)과, 각각의 보조 장치(110)를 선택하는 조작용 키보드(104) 및 배터리 충전 상태를 표시하는 LED(106)를 가지고 있다. 이러한 주조정 장치(100)는 다수개의 보조 장치(110) 측으로 오디오 신호를 방송하는 방송 기능, 1:1 내지 1:2 대화 기능, 1:1 내지 1:3 모델 보이스 기능, 모니터 기능, 강의 기능 및 그룹 분리 기능을 수행한다.

방송 기능은 본 발명의 주요 기능으로서, 방송 채널(즉, 제 1 무선 주파수 대역)을 통하여 주조정 장치(100)에서 보조장치(110) 측으로 오디오 신호를 해당하는 무선 주파수 대역에 실어 방송 방식으로 송출하는 것을 의미한다. 본 발명에 있어서, 방송 기능은 (N-1개)의 피교육자용 단말기(122)가 하나의 그룹 또는 복수개의 그룹으로 그룹화하는 것에 따라서 주 방송 기능과 보조 방송 기능으로 응용될 수 있다. 주방송 기능은 전술한 바와 같이 방송 채널(즉, 제 1 무선 주파수 대역) 을 통하여 주조정 장치(100)에서 한 그룹에 속한 각각의 보조장치(110)로 오디오 신호를 방송 방식으로 송출하는 것이다. 이러한 주방송 기능은 오디오 신호를 전체 피교육자용 단말기(122)에게 일괄 전달할 수 있는 효과가 있다. 반면, 보조 방송 기능은 (N-1개)의 피교육자용 단말기(122)가 복수개의 그룹으로 그룹화되는 경우(즉, 아래에서 설명되는 바와 같은 그룹 분리의 경우), 하나의 그룹은 방송 채널을 통하여 주방송 기능을 수행하면서 다른 그룹은 또 다른 채널, 예컨대, 교육 채널(즉, 제 2 무선 주파수 대역 및/또는 제 3 무선 주파수 대역을 통하여 또 다른 오디오 신호, 예컨대, 전술한 방송용 오디오 신호, 교육자의 음성 신호 또는 DVD(Digital Versatile Device) 등의 오디오 재생 장치에서 재생되는 음악 신호를 방송 방식으로 송출하는 것을 의미한다.

대화 기능은 교육자와 하나 또는 그 이상의 피교육자 간의 1:1이나 1:2로 문의 및 응답을 위한 것으로, 교육자용 단말기(112)가 사용하는 교육자 채널(즉, 제 4 무선 주파수 대역)과 피교육자용 단말기(122)가 사용하는 교육 채널(즉, 제 2 무선 주파수 대역 및/또는 제 3 무선 주파수 대역)을 통하여 교육자용 단말기(112)와하나 또는 그 이상의 피교육자용 단말기(122) 사이에서 1: 1 또는 1:2로 문의 및 응답 음성 데이터가 송수신되는 것을 의미한다.

모델 보이스 기능은 전술한 대화 기능 시 발생하는 문의 및 응답 음성 데이터를 방송 채널(즉, 제 1 무선 주파수 대역)을 통하여 피교육자용 단말기(122)의 전체로 방송하는 것을 의미하며, 모니터 기능은 교육자용 단말기(112)가 교육 채널을 통하여 순차적으로 또는 선택적으로 피교육자용 단말기(122)로부터 발생하는 음성 데이터를 청취하는 기능을 의미한다.

강의 기능은 방송 채널을 통하여 교육자용 단말기(112)가 복수개의 피교육자용 단말기(122)로 강의용 음성 데이터를 전송하는 것을 의미한다.

그룹 분리 기능은 전체 피교육자용 단말기(122)를 적어도 두 개의 그룹으로 분리하고 주조정 장치(100) 또는 교육자용 단말기(110)가 각 그룹으로 분리된 피교육자용 단말기(112)로 각기 다른 채널, 예컨대, 방송 채널 또는 교육 채널을 통하여 각기 다른 오디오 신호 또는 음성 데이터를 전송하는 것을 의미한다. 이러한 그룹 분리의 확장 기능으로서, 교육자는 각각의 분리된 그룹 간을 이동하면서 주강의 및 보조 강의를 수행할 수도 있으며, 각 그룹 내에서 특정 피교육자와 1:1 대화를 수행할 수도 있다.

한편, 보조 장치(110)는 각기 헤드셋(118)을 구비하고 있으며, 헤드셋(118)을 이용하여 주조정 장치(100)에서 방송되는 오디오 신호를 청취하거나 주조정 장치(100)의 중계에 의해 교육자 및 피교육자의 음성을 교환할 수 있다. 보조 장치(110)의 교육자용 단말기(112) 및 피교육자용 단말기(122)는 각각의 주조정 장치(100)에 의해 각기 식별되는 식별용 ID를 가지고 있으며, 주조정 장치(100)는 방송 채널 및 교육자 채널을 통하여 전송되는 방송 신호에 식별용 ID를 함께 전송함으로써 해당하는 식별용 ID를 갖는 교육자용 단말기(112) 및 피교육자용 단말기(122)에게 방송 신호 뿐만아니라 제어 신호를 제공할 수 있다. 여기서, 제어 신호는, 예를 들면, 채널간 이동 제어 신호, 교육자와 피교육자가 대화를 위한 채널 변경, 교육자가 피교육자에게 마이크 권한을 이전하는 신호 등을 포함한다.

보조 장치(110) 중의 교육자용 단말기(112)는 배터리 충전 상태를 표시하는 LED(116)와 호출 스위치(124)를 가지고 있다. 이러한 교육자용 단말기(112)는 주조정 장치(100)로부터 방송된 오디오 신호를 청취하는 기능과 피교육자용 단말기(122)에서 발생된 호출 신호에 응답하여 피교육자용 단말기(122)와 대화 기능을 수행할 수 있다.

피교육자용 단말기(122)는 교육자용 단말기(112)와 마찬가지로 주조정 장치(100)로부터 방송된 오디오 신호를 청취하는 기능과 더불어 교육자용 단말기(112)로부터 제공되는 음성 데이터를 청취하는 기능 및 호출 스위치(124)에 의해 교육자용 단말기(112)를 호출하는 기능을 가지고 있다.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 전술한 제 1 내지 제 4 무선 주파수 대역의 다이어그램을 도시한다.

도 2a는 제1 무선 주파수 대역의 슬롯 및 호핑 채널의 다이어그램으로, 슬롯 0,4,8,...은 주조정 장치(100)에서 방송용 오디오 신호를 보조 장치(110)의 각 피교육자용 단말기(122)에게 송신하는 SCO(동기) 슬롯으로 사용된다. 이때, 주조정장치(100)로부터 방송 오디오 신호를 수신하는 보조 장치(110)의 각 피교육자용 단말기(122)는 주조정 장치(100)로 데이터를 수신하였음을 알리는 반송 신호를 리턴하지 않도록 프로그램되어 있다. 이러한 규약에 의해 본 발명의 무선 교육 시스템은 피코넷 또는 스케터넷의 연결 형태로 구성되더라도 교육용 오디오 프로그램을 방송 방식으로 전송하는 것이 가능하다. 이와 달리, 피코넷 또는 스케터넷의 형태로 구성된 본 발명의 무선 교육 시스템은 방송 방식이 아닌 시분할 방식으로 오디오 신호를 주조정 장치(100)에서 보조 장치(110)로 전송하도록 구성될 수도 있다. 예컨대, 시분할 방식을 이용한 시스템은 블루투스 시스템을 포함할 수 있으며, 이러한 블루투스 시스템은 본 발명의 방송 방식과 달리 서로 상대편의 주조정 장치(100) 및/또는 보조 장치(110)에서 전송된 신호를 수신하면 그에 대한 응답을 리턴하는 방식으로 구동된다.

슬롯 2,6,...은 각기 주조정 장치(100)가 보조 장치(110)의 각 피교육자용 단말기(122)로 데이터를 송신하는 ACL(비동기) 슬롯으로 사용되며, 슬롯 3,7,...은 반대로 보조 장치(110)의 각 피교육자용 단말기(122)가 주조정 장치(100)에게 리턴할 데이터를 송신하는 ACL(비동기) 슬롯으로 사용된다.

도 2b는 제 2 및 제 3 무선 주파수 대역의 슬롯 및 호핑 채널의 다이어그램으로, 슬롯 0,4,8,...은 주조정 장치(100)가 보조 장치(110) 중에서 지정된 피교육자용 단말기(122)에게 음성용 오디오 데이터를 송신하는 음성 송신 채널로 사용된다. 슬롯 1,5,9,...은 주조정 장치(100)가 보조 장치(110)의 피교육자용 단말기(122)로부터 음성용 오디오 데이터를 수신하는 음성 수신 채널로 사용된다.슬롯 2,6,...은 주조정 장치(100)가 보조 장치(110)의 피교육자용 단말기(122)에게 디지털 데이터를 전송하는 데이터 송신 채널로 사용되며, 슬롯 3,7,...은 주조정 장치(100)가 보조 장치(110)의 피교육자용 단말기(122)로부터 디지털 데이터를 수신하는 데이터 수신 채널로 사용된다.

도 2c는 제 4 무선 주파수 대역(교육자 채널)의 슬롯 및 호핑 채널의 다이어그램으로, 슬롯 0,4,8,...은 주조정 장치(100)가 교육자용 단말기(112)에게 피교육자용 단말기(122)에서 수신한 음성 및 방송용 오디오 데이터 신호를 송신하는 음성 송신 채널로 사용되고, 슬롯 1,5,9,...은 주조정 장치(100)가 교육자용 단말기(112)로부터 음성 신호를 수신하는 음성 수신 채널로 사용된다. 슬롯 2,6,...은 주조정 장치(100)가 교육자용 단말기(112)에게 디지털 데이터를 전송하는 데이터 송신 채널로 사용되며, 슬롯 3,7,...은 주조정 장치(100)가 보조 장치(110)의 교육자용 단말기(112)로부터 디지털 데이터를 수신하는 데이터 수신 채널로 사용된다. 여기서, 데이터는 채널 전환 신호, 마이크 온/오프 제어 신호, 단말기의 온/오프, 마이크 온/오프, 배터리 상태(status) 등을 포함한다.

도 3는 도 1에 도시된 주조정 장치(100)의 상세 블록 구성도가 도시한다.

도 3에 도시된 주조정 장치(100)는 제1 및 제 2 오디오 소스(302 및 304), 보조 오디오 소스(306), 제 1 및 제 2 이퀄라이저(308, 310), 제 1 및 제 2 볼륨 조절기(312, 314), 오디오 절환 회로(316), 음원(108), 제 1 내지 제 4 코덱(coder-decoder)(318, 320, 322, 324), 제 1 내지 제 4 베이스밴드 변환기(326, 328, 330, 332), 제 1 내지 제 4 무선 모뎀(334, 336, 338, 340), 제1 내지 제 4 안테나(342, 344, 346, 348), 클럭(350), 롬(352), 램(354), 키보드(104), LED(106), UART((Universal Asynchronous Receiver/ Transmitter)(360), SPI(service provider interface)(362) 및 중앙 처리 장치(CPU)(370)를 포함한다.

제1 및 제 2 오디오 소스(302 및 304)는 교육 프로그램용 오디오 신호, 즉 외국어 회화 신호를 공급하며, 보조 오디오 소스(306)는 제2 오디오 소스(304)를 대신하여 DVD와 같은 장치를 통하여 재생되는 음악 신호를 공급한다. 제 1 및 제 2 이퀄라이저(308, 310)는 각기 제 1 및 제 2 오디오 소스(302 및 304)에서 공급되는 교육 프로그램용 오디오 신호 또는 보조 오디오 소스(306)에서 공급되는 음악 신호의 증폭이나 전송 과정에서 생기는 변형을 보정하여 균일화하는 기능을 수행한다. 레벨 미터(382 및 384)는 제 1 및 제2 이퀄라이저(308 및 310)에서 출력되는 신호의 레벨을 표시하는 기능을 수행한다. 제 1 및 제 2 볼륨 조절기(312, 313)는 제 1 및 제 2 이퀄라이저(308, 310)에서 균일화된 출력을 볼륨 조절하여 오디오 절환 회로(316)로 제공한다.

오디오 절환 회로(316)는 CPU(370)의 제어하에 제 1 오디오 소스(302), 제 2 오디오 소스(304) 또는 보조 오디오 소스(306)의 출력을 선택하여 제 1 또는 제 4 송신부(372 또는 378)와 그에 대응하는 안테나(342 또는 348)를 통하여 보조 장치(110) 측으로 방송되도록 한다.

제 1 내지 제 4 무선 송수신부(372, 374, 376, 378)는 각기 오디오 절환 회로(316)에서 선택된 출력 신호를 디지털 신호로 압축하는 코덱(318, 320, 322,324), 코덱(318, 320, 322, 324)에 의해 압축된 신호를 베이스 밴드 신호로 변환하는 베이스밴드 변환기(326, 328, 330, 332), 베이스밴드 변환기(326, 328, 330, 332)에 의해 변환된 신호를 무선 데이터로 변환하여 대응하는 안테나(342, 344, 346, 348)를 통하여 무선 전송하는 무선 모뎀(334, 336, 338, 340)으로 구성된다. 이러한 제 1 및 제 4 무선 송신부(372, 374, 376, 378)는 보조 장치(110)로부터 무선 송신된 신호를 전술한 바와 반대로 변환하는 기능을 수행하기도 한다.

UART(360) 및 SPI(362)는 주조정 장치(100)에 연결되는 다른 주조정 장치나 컴퓨터 시스템과 같은 직렬 장치와의 인터페이스를 제공함으로써 무선 교육 시스템을 확장시키는 용도로 사용된다.

클럭(350)은 CPU(370)의 구동에 필요한 클럭 신호를 생성하며, 롬(352)에는 본 발명에 따른 무선 교육 시스템의 전반적인 동작 프로그램이 저장되어 있으며, 램(354)은 무선 교육 시스템에서 생성된 데이터를 일시 저장하는데 사용된다.

키보드(104)는 주조정 장치(100)의 조작자 또는 교육자가 특정 보조 장치(110)를 지정하는데 사용되며, LED 디스플레이(106)는 전면 패널 상에 배열되어 주조정 장치(110)의 동작 상태를 확인하는데 사용된다.

CPU(370)는 주조정 장치(100)를 전반적으로 제어하며, 특히 키보드(104)를 통하여 제공되는 키입력 신호에 따라 오디오 절환 회로(316)를 제어하여 선택된 오디오 신호 또는 데이터 신호가 무선 송수신부(372, 374, 376, 378)를 통하여 각각의 보조 장치(110)로 전송되도록 한다.

도 4를 참조하면, 보조 장치(110)의 교육자용 단말기(112) 및 피교육자용 단말기(122)의 상세 블록 구성도가 도시된다.

각각의 보조 장치(110)는 송수신용 안테나(402), 무선 송수신부(410), 출력 앰프(412), 입력 앰프(414), 스피커(416), 마이크(418), 클럭(420), 플래시 메모리(422), 롬(424), 램(426), 호출 스위치(124), LED(116) 및 단말기용 중앙 처리 장치(450)를 포함한다.

송수신용 안테나(402)는 주조정 장치(100)로부터 각각의 제 1 내지 제 4 무선 주파수 대역으로 전송된 무선 신호를 선별적으로 수신하여 무선 송수신부(410)로 전달한다. 무선 송수신부(410)는 송수신용 안테나(402)를 통하여 수신된 신호를 복조하는 무선 모뎀(404), 복조된 방송 신호를 베이스밴드 신호로 변환하는 베이스밴드 변환기(406) 및 베이스밴드 신호를 아날로그 신호로 변환하는 코덱(408)으로 구성된다. 무선 송수신부(410)에 의해 변환된 아날로그 신호는 출력 앰프(412)에서 증폭되고 출력 앰프(412)에 연결된 스피커(416)를 통하여 피교육자에게 출력된다. 이와 반대로, 교육자 또는 피교육자에 의해 마이크(418)를 통하여 생성된 음성 신호는 마이크(418)에 연결된 입력 앰프(414)에서 증폭되어 무선 송수신부(410)로 전달되고, 무선 송수신부(410)의 코덱(408)에서 디지털 신호로 변환되고 베이스밴드 변환기(406)를 거쳐 무선 모뎀(404)에서 변조된 후 송수신 안테나(402)를 통하여 주조정 장치(100)로 무선 전송된다.

클럭(420)은 CPU(450)의 구동에 필요한 클럭 신호를 생성하며, 플래시 메모리(422)에는 각각의 교육자용 단말기(112) 및 피교육자용 단말기(122)의 식별 ID가 저장되어 있고, 롬(424)에는 각각의 교육자용 단말기(112) 및 피교육자용단말기(122)의 전반적인 동작 프로그램이 저장되어 있으며, 램(426)은 각각의 교육자용 단말기(112) 및 피교육자용 단말기(122)에서 생성된 데이터를 일시 저장하는데 사용된다.

호출 스위치(124)는 피교육자용 단말기(122)에 장착되어 있으며, 피교육자용 단말기(122)가 주조정 장치(100) 또는 교육자용 단말기(112)를 호출하여 대화하는데 사용되며, LED 디스플레이(116)는 각각의 교육자용 단말기(112) 및 피교육자용 단말기(122)의 배터리 충전 상태 등을 레벨로 표시하는데 사용된다.

CPU(450)는 각각의 교육자용 단말기(112) 및 피교육자용 단말기(122)를 전반적으로 제어하며, 특히 호출 스위치(124)를 통하여 제공되는 호출 신호에 따라 교육자용 단말기(112)와 피교육자용 단말기(122)를 상호 통신하도록 한다.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 무선 교육 시스템을, 예컨대 무선 어학실에 적용하여 사용되는 실시예에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

방송 기능

제1 또는 제2 오디오 소스(202 또는 204)에서 공급되는 오디오 신호, 즉 어학 프로그램은 주조종 장치(100)에서 오디오 절환 회로(214), 제 1 무선 송수신부(272)에서 무선 방송 신호로 처리되어 제 1 무선 주파수 대역인 방송 채널을 통하여 교육자용 단말기(112)와 피교육자용 단말기(122)로 무선 방송된다. 이때, 도 2a에 예시된 바와 같이, 주조정 장치(100)에서 전송되는 방송 신호는 호핑 방식에 의해 각각의 홉 채널(슬롯 0,4,8...)에 실려 교육자용 단말기(112) 및 피교육자용 단말기(122)로 전송된다. 주조정 장치(100)로부터 전송된 어학 프로그램의 방송 신호는 교육자용 단말기(112) 및 피교육자용 단말기(122)에서 안테나(402)를 통해 수신되고 무선 송수신부(410)에서 아날로그 신호로 처리된 다음 스피커(416)를 통하여 출력된다. 이에 따라, 교육자용 단말기(112) 및 피교육자용 단말기(122)를 사용하는 교육자와 피교육자들은 스피커(416)를 통하여 어학 프로그램을 청취할 수 있게 된다. 전술한 방송 방식은 위에서 설명한 어학 프로그램을 피교육자용 단말기(122) 전체로 방송하여 피교육자가 청취하게 하는 주 방송 기능과 그룹 분리된 각각의 피교육자용 단말기 그룹에게 각기 다른 오디오 신호를 방송하는 보조 방송 방식에 동일하게 적용될 수 있다.

대화 기능

피교육자용 단말기(122) 중의 어느 하나에서 호출 스위치(124)를 누르면, 호출 신호는 CPU(450)에서 감지되어 무선 송수신부(410)를 경유하여 도 2b에 예시된 바와 같이 제2 또는 제3 무선 주파수 대역인 교육 채널을 통하여 주조정 장치(100)로 전달된다. 이때, 주조정 장치(100)의 전면 패널에는 호출 신호를 전송한 피교육자용 단말기(122)를 나타내는 신호가 발광 표시되며, 주조정 장치(100)는 피교육자용 단말기(122)로부터 수신된 호출 신호를 도 2c에 예시된 바와 같이 다시 교육자 채널을 통하여 교육자용 단말기(112)로 전달한다. 이와 관련하여, 교육자는 주조정 장치(100)가 배치된 장소에 있지 아니하고 항시 교육장을 움직이므로 자칫 교육자가 피교육자로부터 발생된 호출 신호를 전달받지 못할 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 주조정 장치(100)는 피교육자용 단말기(122)로부터 호출 신호를 수신하면, 그 호출 신호를 교육자용 단말기(112)로 전송함과 동시에 음원(108)을 이용하여 피교육자용 단말기(122)로부터 호출 신호가 수신되었음을 알리는 호출 소리, 예컨대, "딩동"하는 소리를 교육자용 채널을 통하여 교육자용 단말기(112)로 전송한다. 따라서 교육자는 피교육자로부터 발생한 호출 신호를 시각적으로 인식하지 못하더라도 호출 소리를 통하여 청각적으로 피교육자로부터의 호출 신호를 인식하고 그에 적절한 대응을 할 수 있다.

이후, 교육자용 단말기(112)는 해당하는 피교육자용 단말기(122)를 선택하고 선택된 피교육자용 단말기(122)에 제공되는 음성 신호를 교육자 채널을 통하여 주조정 장치(100)로 전송하며, 주조정 장치(100)는 다시 교육 채널을 통하여 해당하는 피교육자 단말기(122)로 교육자용 단말기(112)에서 발생한 음성 신호를 전달한다. 전술한 과정을 반복함으로써 주조정 장치(100)의 중계에 의해 교육자용 단말기(112)와 호출 신호를 발생한 피교육자용 단말기(122) 간의 대화가 이루어진다. 전술한 설명은 교육자용 단말기(112)와 어느 하나의 피교육자용 단말기(122) 간의 1:1 대화를 설명한 것이며, 교육자용 단말기(112)와 두대의 피교육자용 단말기(122) 간의 1:2 대화와 데이터 송수신도 가능하다.

모델 보이스 기능

주조정 장치(100)는 그의 전면 패널에서 교육자에 의해 하나 또는 그 이상의 피교육자용 단말기(122)가 선택되면, 교육자의 음성 또는 데이터를 교육자에 의해 선택된 피교육자용 단말기(122)에게 교육자 채널을 통하여 전송하는 한편, 교육 채널을 통하여 선택된 피교육자용 단말기(122)로부터의 음성 또는 데이터를 교육자에게 전송하면서, 교육자에 의해 선택되지 않은 나머지의 피교육자용 단말기(122)에게는 교육자와 피교육자 간의 1:1, 1:2 또는 1:3 대화 내용을 방송 채널을 통하여 들을 수 있도록 전송한다.

모니터 기능

교육자용 단말기(112)는 주조정 장치(100)의 중계에 의해 교육자용 단말기(112)에서 순차적 또는 선택적으로 피교육자용 단말기(122)에서 발생하는 음성 신호 또는 데이터를 수신한다. 이러한 기능은 교육자가 피교육자의 음성을 듣게함으로써 피교육자의 교육 받는 태도 등을 점검하는 용도로도 사용될 수 있다.

강의 기능

주조정 장치(100)는 교육자의 조작에 의해 피교육자용 단말기(122)의 전체에 대하여 방송 채널을 통하여 강의용 음성 오디오 데이터를 전송한다. 또한, 그룹 분리 기능에 따라 주강의 기능과 보조 강의 기능이 수행될 수도 있다.

그룹 분리 기능

주조정 장치(100)는 전면 패널에서 전체 피교육자용 단말기(122)를 적어도 두 개의 그룹으로 분리하고 각 그룹으로 분리된 피교육자용 단말기(122)로 각기 다른 채널, 예컨대, 방송 채널 또는 교육 채널을 통하여 각기 다른 방송 신호를 전송한다. 그룹 분리된 상태에서, 주조정 장치(100)는 각각의 분리된 그룹에 대하여 각기 다른 채널, 예컨대, 방송 채널 또는 교육 채널을 통하여 각기 다른 주 강의 및 보조 강의를 위한 방송 신호를 전송할 수도 있으며, 각각의 분리된 그룹 내에서 특정 피교육자 단말기(122)와 1:1 대화를 수행한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 주조정 장치와 보조 장치의 각기 다른 실시예를 도시한다.

도 5에 도시된 주조정 장치의 다른 실시예는 도 3에 예시된 주조정 장치(100)에서 디지털 신호를 처리하는 무선 송신부(372, 374, 376, 378) 이외에 아날로그 신호를 처리하는 아날로그 무선 송신부(502)가 더 포함된 것을 제외하고는 나머지의 구성 요소는 도 3과 동일하다. 또한, 도 6에 도시된 보조 장치의 다른 실시예는 도 4에 도시된 보조 장치(110)에서 디지털 신호를 처리하는 무선 수신부(410) 이외에 아날로그 신호를 처리하는 아날로그 무선 수신부(602)가 더 포함되어 있는 것을 제외하고는 나머지 구성 요소는 동일하므로 그에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도 5에 도시된 구성은 본 발명에서와 같이 오디오 신호를 방송 방식으로 전송하는 시스템에서 유용하게 사용될 수 있다. 주지하는 바와 같이, 디지털 데이터를 이용한 통신 과정에서 에러가 발생하는 경우 디지털 신호의 특성 상 디지털 데이터가 복구 불능되어 방송이 중간 중간 끊어지는 사태가 발생할 수도 있다. 그러나, 아날로그 신호의 형태로 방송하는 경우에는 전송 에러가 발생하더라도 아날로그 신호의 특성 상 최소한 방송이 끊어지는 일은 발생되지 않기 때문이다.

이와 달리 도 5에서 무선 송신부들(372, 374, 376, 378) 중의 하나, 예컨대, 무선 송신부(372)가 아날로그 무선 송신부(502)로 대체되고, 도 6에서 아날로그용 무선 수신부(602)가 추가되거나 무선 수신부(410)가 아날로그용 무선 수신부(602)로 대체되는 구성을 가질 수도 있을 것이다.

이러한 구성에 의하면, 주조정 장치(100)는 방송용 오디오 신호를 디지털 신호로 변환하지 않고 직접 오디오 신호로 방송 채널에 실어 방송하고, 보조 장치(110)는 아날로그 방송 신호를 변환 과정 없이 그대로 스피커(416)를 통하여 출력되도록 하는 것이다. 그 외에, 주조정 장치(100)와 보조 장치(110) 사이에서 통신되는 음성 신호와 데이터 통신은 디지털 방식으로 이루어진다.

그러므로, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 무선 교육 시스템에 의해 실시간 디지털 방송 방식이나 피코넷 또는 스캐터넷 방식에 의해 보조장치의 개수를 무한히 늘리는 것이 가능하여 확장성이 용이할 뿐만 아니라 교육자와 피교육자 간의 일 대 다의 대화가 가능하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 무선 교육 시스템은 교육자와 피교육자간의 양방향 통신이 가능할 뿐아니라 피교육자들간의 통신이 가능하고, 교육자와 피교육자 간의 1:1 내지 1:3의 대화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.

전술한 설명을 통하여 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (17)

1. 삭제
2. 무선 교육 시스템에 있어서,

   주파수 호핑 방식을 이용한 무선 통신용 주파수를 통하여 오디오 신호 및 데이터를 공급 및 수신하는 주조정 장치; 및

   상기 주파수 호핑 방식을 이용한 무선 통신용 주파수를 통하여 상기 주조정 장치로부터의 상기 오디오 신호 및 데이터를 수신 및 공급하는 다수의 보조 장치를 포함하며,

   상기 다수의 보조 장치는 적어도 하나의 교육자용 단말기와 나머지의 피교육자용 단말기를 구비하며,

   상기 무선 통신용 주파수는 복수개의 무선 주파수 대역으로 분할되고, 상기 오디오 신호 및 데이터는 상기 분할된 무선 주파수 대역 중의 하나의 대역을 통하여 방송 방식으로 전송 및 수신되며,

   상기 복수개의 무선 주파수 대역 중 하나의 제 1 주파수 대역은 상기 주조정 장치에서 상기 보조 장치로 상기 오디오 신호 및 데이터를 주파수 호핑방식을 이용한 방송 채널로 사용되고, 상기 복수개의 무선 주파수 대역 중의 다른 제 2 및 제 3 주파수 대역은 상기 주조정 장치의 중계에 의해 상기 교육자용 단말기와 상기 피교육자용 단말기 간의 음성 및 데이터의 통신을 위한 교육 채널로 사용되고, 상기 복수개의 무선 주파수 대역 중의 또 다른 제 4 주파수 대역은 상기 주조정 장치와 상기 교육자용 단말기 간의 음성 및 데이터 통신을 위한 교육자 채널로 사용되며,

   각각의 상기 채널은 상기 주파수 호핑 방식에 의해 일정 시간마다 사용 주파수가 변경되는 것을 특징으로 하는 무선 교육 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 다수개의 보조 장치는 각기 식별용 ID를 가지고 있으며, 상기 식별용 ID는 상기 주조정 장치에서 상기 제 1 무선 주파수 대역을 통하여 전송되는 상기 방송 신호가 전달될 보조 장치를 지정하는 것을 특징으로 하는 무선 교육 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 주조정 장치는,

   상기 다수개의 보조 장치의 동작 상태를 발광 상태로 확인할 수 있도록 상기 보조 장치의 개수에 대응하는 발광부가 배열된 패널;

   각각의 상기 보조 장치를 선택하는 조작용 키보드;

   상기 오디오 신호를 공급하는 적어도 하나의 오디오 소스;

   상기 보조 오디오 신호를 공급하는 보조 오디오 소스;

   상기 오디오 소스 또는 상기 보조 오디오 소스에서 공급되는 오디오 신호 또는 보조 오디오 신호를 선택적으로 절환하여 출력하는 오디오 절환 회로;

   상기 오디오 절환 회로에 의해 출력된 오디오 신호 또는 보조 오디오 신호를 무선 디지털 신호로 변환하여 안테나를 통하여 선택된 상기 보조 장치로 전송하거나 상기 보조 장치로부터 전송된 음성 및 데이터 신호를 아날로그 신호로 변환하는 무선 송수신부;

   상기 오디오 절환 회로의 절환 동작을 제어하는 주조정 장치용 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 교육 시스템.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 보조 장치는,

   상기 피교육자 또는 상기 교육자로부터 발생된 음성 신호를 입력하는 마이크;

   상기 주조정 장치로부터 전송된 오디오 신호 또는 보조 오디오 신호를 안테나를 통하여 수신하여 아날로그 신호로 변환하거나 상기 마이크로부터 입력된 음성 신호를 무선 디지털 신호로 변환하여 상기 주조정 장치로 전송하는 무선 송수신부;

   상기 무선 송수신부로부터 제공된 아날로그 신호를 출력하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 교육 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 주조정 장치는 상기 피교육자용 단말기의 동작 상태를 발광 상태로 확인할 수 있도록 상기 피교육자용 단말기의 개수에 대응하는 발광부가 배열된 패널과, 각각의 피교육자용 단말기를 선택하는 조작용 키보드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 교육 시스템.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 피교육자용 단말기는 상기 제 2 및 제 3 무선 주파수 대역을 통하여 상기 교육자용 단말기와 음성 통신을 수행하기 위하여 상기 교육자용 단말기를 호출하는 호출 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 교육 시스템.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

   상기 주조정 장치는,

   상기 피교육자용 단말기에서 호출된 신호를 상기 제4 무선 주파수 대역을 통하여 상기 교육자용 단말기로 제공하고, 상기 제4 무선 주파수 대역을 통하여 상기 교육자용 단말기로부터 수신된 음성 신호를 상기 제 2 무선 주파수 대역 및/또는 제 3 무선 주파수 대역을 통하여 상기 피교육자용 단말기로 제공하고, 상기 피교육자용 단말기로부터 발생된 음성 신호를 상기 제4 무선 주파수 대역을 통하여 상기 교육자용 단말기로 제공하여 상기 교육자용 단말기와 상기 하나 또는 그 이상의 피교육자용 단말기 사이에서 상기 음성 및 데이터 신호가 송수신되도록 하는 대화 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 교육 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 주조정 장치는,

   상기 교육자용 단말기와 상기 하나 또는 그 이상의 피교육자용 단말기 사이에서 송수신되는 상기 음성 및 데이터 신호가 상기 방송 채널을 통하여 상기 피교육자용 단말기에게 방송되도록 하는 모델 보이스 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 교육 시스템.
10. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

    상기 주조정 장치는,

    상기 제 4 무선 주파수 대역을 통하여 상기 피교육자용 단말기에서 발생하는 음성 및 데이터 신호가 상기 교육자용 단말기에서 수신되도록 하는 모니터 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 교육 시스템.
11. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

    상기 주조정 장치는,

    상기 제 1 무선 주파수 대역을 통하여 상기 교육자용 단말기에서 상기 피교육자용 단말기로 교육자의 강의용 음성 및 데이터 신호가 방송되도록 하는 강의 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 교육 시스템.
12. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

    상기 주조정 장치는,

    상기 키보드에 의해 선택하여 피교육자용 단말기의 전체를 적어도 두 개의 그룹으로 분리하고, 각 그룹으로 분리된 상기 피교육자용 단말기로 각기 제 1 무선 주파수 대역 또는 제 2 및/또는 제 3 무선 주파수 대역을 통하여 각기 다른 방송 신호를 전송하는 그룹 분리 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 교육 시스템.
13. 제 2 항에 있어서,

    상기 무선 교육 시스템은 상기 주조정 장치가 마스터 장치로서 상기 다수개의 보조 장치를 슬레이브 장치들의 집합으로 제어하는 피코넷(piconet)의 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 무선 교육 시스템.
14. 제 2 항에 있어서,

    상기 무선 교육 시스템은 상기 주조정 장치가 마스터 장치로서 상기 다수개의 보조 장치를 슬레이브 장치들의 집합으로 제어하고, 상기 다수개의 보조 장치 중의 어느 하나가 마스터 장치로서 그 나머지의 보조 장치를 서브 슬레이브 장치들의 집합으로 제어하는 스캐터넷(scatternet)의 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 무선 교육 시스템.
15. 제 4 항에 있어서,

    상기 주조정 장치는 오디오 신호 또는 보조 오디오 신호를 원 아날로그 신호의 형태로 다수개의 상기 보조 장치로 방송되도록 하는 아날로그 무선 송신기를 더 포함하며,

    다수개의 상기 보조 장치는 상기 주조정 장치로부터 방송된 상기 오디오 신호 및 보조 오디오 신호를 처리하는 아날로그 무선 수신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 교육 시스템.
16. 삭제
17. 삭제