KR100485152B1 - 하나의 음성 통신 회선을 이용한 음성 신호 및 제어데이터 동시 전송 시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정보를 담고 있는 "0" 또는 "1" 의 이진 코드로 변환된 제어 데이터로 구성된 프레임의 해당 비트가 "0" 이면 제 1 대역에 "SPACE톤", "1" 이면 제 2 대역에 "MARK톤"의 2 개의 제어톤을 비트 당 일정 간격으로 생성하여 전송하도록 함으로써 보다 다양한 제어를 위한 정보의 신속 정확한 전송을 가능하게 하는 하나의 음성 통신 회선을 이용한 음성 및 제어 데이터 동시 전송 시스템 및 그 방법의 제공을 그 목적으로 한다.
상기의 본 발명의 목적은, 음성 신호 대역의 일부를 한정하고, 이진 코드열의 프레임으로 구성된 제어 데이터의 해당 코드 비트가 "0" 이면 제 1 대역에 "SPACE톤", "1" 이면 제 2 대역에 "MARK톤"의 2 개의 제어톤을 비트마다 일정 간격으로 생성하여 상기 대역이 일부 한정된 음성 신호와 생성된 제어톤을 상기 음성 신호 대역 전체에서 합성하고, 상기에서 음성 통신 회선을 통해 전송되는 상기 음성 신호/제어톤으로부터 음성 신호와 제어톤을 분리하며, 상기에서 분리된 제어톤을 이진 코드열의 프레임인 제어 데이터로 복원하는 것을 포함하는 하나의 음성 통신 전송 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 시스템 및 방법에 의해 달성된다.
Description
본 발명은 하나의 음성 통신 회선으로 음성 신호와 함께 어떠한 정보를 담고 그 정보에 의해 일정의 제어를 수행하도록 하는 제어 데이터를 동시에 전송할 수 있는 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 하나의 음성 통신 회선으로 음성 통화 도중에 해당 원격지의 무전기 주파수 채널의 변경 등 음성 통화와 동시에 제어 데이터 수신 장치의 제어에 필요한 제어 데이터를 전송할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
하나의 음성 통신 회선 상에서 상호 장해를 주지 않으면서 음성 통신과 해당 원격지의 제어 데이터 수신 장치의 제어를 수행하기 위한 제어 데이터의 전송을 동시에 하기 위한 방법으로는, 송신측에서 특정 주파수의 제어용 톤(tone)을 음성 신호와 합성하여 음성 통신 회선을 통해 송신하고, 수신측에서는 상기 합성된 신호를 수신하여 음성 신호과 제어용 톤을 분리한 후, 해당 제어용 톤의 존재 유무에 따라 제어 대상인 제어 데이터 수신 장치의 "ON" 또는 "OFF" 제어를 한다.
그러나, 일반적으로 음성 통신 회선에서의 유효 음성 신호 대역은 대체적으로 수십Hz에서 약 3.4KHz 의 범위 이내로서, 상기 방법의 경우에는 2.7KHz까지 음성으로 사용하고 그 이후의 영역을 제어용 톤으로 사용하는데, 예를 들면 2.8KHz에 1번 제어용 톤을, 3.0KHz에 2번 제어용 톤을, 3.2KHz에 3번 제어용 톤 등과 같이 서로 영향을 미치지 않으면서 분리 가능한 음성 신호 대역을 사용하게된다.
따라서, 사용 가능한 제어용 톤의 수는 3 ~ 4 개 정도로 제한이 되므로, 결국 제어 데이터 수신 장치의 제어 가능한 수도 여기에 제한을 받게되어 보다 다양한 제어를 할 수 없는 문제점이 있게된다.
이로부터 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 정보를 담고있는 "0" 또는 "1" 의 이진 코드로 변환된 제어 데이터로 구성된 프레임의 해당 비트가 "0" 이면 제 1 대역에 "SPACE톤", "1" 이면 제 2 대역에 "MARK톤"의 2 개의 톤을 비트 당 일정 간격으로 생성하여 전송하도록 함으로써 보다 다양한 제어를 위한 정보의 신속 정확한 전송을 가능하게 하는 하나의 음성 통신 회선을 이용한 음성 및 제어 데이터 동시 전송 시스템 및 그 방법의 제공을 그 목적으로 한다.
상기의 본 발명의 목적은, 하나의 음성 통신 회선을 이용하여 음성 신호와 제어 데이터를 하나의 음성통신 전송회전을 통하여 전송하고, 상기 전송회선으로 부터 신호를 수신하여 음성신호와 제어데이터를 분리하는 하나의 음성 통신 전송 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 시스템에 있어서, 음성 신호 송신 장치로부터 음성신호를 수신하여 기설정된 주파수 이상의 신호에 대하여 차단하는 음성신호 대역한정부; 이진수‘0’의 제어데이터를 음성주파수 대역중 기설정된 주파수 이상의 제 1 주파수로 변조하고, 이진수 ‘1’의 제어데이터를 음성주파수 대역중 기설정된 주파수 이상의 제 2 주파수로 변조하는 제어톤 생성부; 상기 음성신호 대역한정부로 부터 음성신호를 수신받고, 제어톤 생성부 로 부터 제어신호를 수신받아 합성시키는 음성신호/제어톤 합성부; 상기 음성 통신 전송 회선을 통하여 수신된 상기 음성신호/제어톤 합성부에서 합성된 신호로 부터 음성신호를 분리시키는 음성신호분리부; 상기 음성 통신 전송 회선을 통하여 수신된 상기 음성신호/제어톤 합성부에서 합성된 신호로 부터 제어톤을 분리시키는 제어톤 분리부; 상기 제어톤 분리부에서 분리된 제어신호를 ‘0’과 ‘1’이진데이터로 복원하는 제어데이터 복원부를 포함하는 것이다.
바람직하게는, 본 발명에서 상기 제어톤 생성부는, 상기 제 1 주파수는 2.7KHz의 중심주파수를 갖고, 상기 제 2 주파수는 3.0KHz의 중심주파수를 갖도록 구성된다.
바람직하게는, 본 발명에서 상기 제어데이터 복원부에서 생성되는 프레임은 상기 제어 데이터를 제 1 제어 데이터 8 비트와 제 2 데이터 8 비트로 나누고, 상기 제 1 및 제 2 제어 데이터 사이에 패리티 비트 값을 "0" 으로 삽입하고, 상기 제 2 데이터 끝단에 상기 제 1 및 제 2 제어 데이터를 모두 더한 최하위 비트값을 체크섬 비트로 삽입하고, 상기 제 1 제어 데이터 앞단에 시작 비트값 "0"과 상기 체크섬 비트 끝단에 종료 비트값 "1"을 삽입하여 구성되도록 한다.보다 바람직하게는, 본 발명에서 상기 프레임이, 전송되는 프레임과 프레임 사이를 전체 프레임의 절반보다 큰 간격으로 유지하는 IDLE 을 두도록 구성될 수 있다.
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바람직하게는, 상기 음성 신호 분리부가, 중심 주파수가 2.7KHz인 제 1 노치필터와, 상기 제 1 노치필터의 출력에 접속되는 제 1 로우패스필터와, 상기 제 1 로우패스필터의 출력에 접속되는 중심 주파수가 3.0KHz인 제 2 노치필터 및, 상기 제 2 노치필터의 출력에 접속되는 제 2 로우패스필터를 포함하도록 구성될 수 있다.
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바람직하게는, 상기 제어톤 분리부가, 중심 주파수가 2.7KHz인 제 1 밴드패스필터 및 상기 제 1 밴드패스필터의 출력에 접속되는 중심 주파수가 3.0KHz인 제 2 밴드패스필터를 포함하도록 구성될 수 있다.
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또한, 상기 본 발명의 다른 특징은 하나의 음성 통신 회선을 이용하여 음성 신호와 제어 데이터를 동시에 전송하는 방법에 있어서, 음성 신호중 기설정된 대역 이상을 필터링하여 제한된 대역의 음성 신호를 생성하는 단계; 이진 코드열의 프레임으로 구성된 제어 데이터중 ‘0’, ‘1’에 대하여 상기 기설정된 대역 이상의 음성주파수밴드의 제 1 주파수, 제 2 주파수를 갖는 톤들을 생성하는 단계; 상기 음성신호를 생성하는 단계로 부터의 음성신호와 상기 톤들을 생성하는 단계로 부터 상기 제 1 주파수톤과 제 2 주파수톤을 합성하는 합성단계; 하나의 음성통신회선으로 부터 수신되는 상기 합성단계에서 합성된 신호중에 음성신호를 분리하는 음성신호 분리단계; 하나의 음성통신회선으로 부터 수신되는 상기 합성단계에서 합성된 신호중에 상기 제 1 주파수톤과 상기 제 2 주파수톤을 분리하는 제어데이터신호 분리단계; 상기 제 1 주파수톤과 상기 제 2 주파수톤으로 부터 이진 코드열을 복원시키는 복원단계를 포함하는 것이다.
바람직하게는, 본 발명에서 상기 제 1 주파수톤은 2.7KHz 를 중심주파수로 하고, 상기 제 2 주파수톤은 3.0KHz 를 중심주파수로 하고, 주파수톤의 생성은 제어데이터의 비트마다 3.375ms 간격으로 생성하는 것이다.
바람직하게는, 본 발명에서 상기 프레임이, 제어 데이터를 제 1 제어 데이터 8 비트와 제 2 데이터 8 비트로 나누고, 상기 제 1 및 제 2 제어 데이터 사이에 패리티 비트 값을 "0" 으로 삽입하고, 상기 제 2 데이터 끝단에 상기 제 1 및 제 2 제어 데이터를 모두 더한 최하위 비트값을 체크섬 비트로 삽입하고, 상기 제 1 제어 데이터 앞단에 시작 비트값 "0"과 상기 체크섬 비트 끝단에 종료 비트값 "1"을 삽입하도록 구성될 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 프레임이, 전송되는 프레임과 프레임 사이를 전체 프레임의 절반보다 큰 간격으로 유지하는 IDLE 을 두도록 구성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 하나의 음성 통신 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
일반적으로 FSK(Frequency Shift Keying)변복조 방식은, "0" 과 "1" 의 이진 코드를 주파수가 다른 사인파(SPACE톤, MARK톤)로 변조하여 데이터를 송신하고, 수신측에서는 이를 원래의 "0" 과 "1" 의 이진 코드로 복조하는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 하나의 음성 통신 회선에 "0" 또는 "1" 의 이진 코드열의 프레임으로 구성된 제어 데이터를 2.7KHz의 SPACE톤 및 3.0KHz의 MARK톤의 2 개의 제어톤을 3.375ms 단위로 배열하여 음성 신호와 함께 전송함으로써 음성 통신 도중에도 다양한 제어 정보를 신속 정확하게 전송할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 시스템은, 음성 신호 송신 장치로부터 전송되는 음성 신호와 제어 데이터 송신 장치로부터 전송되는 제어 데이터를 합성하는, 음성 신호 대역 한정부(11)와 제어톤 생성부(12) 및 음성 신호/제어톤 합성부(13)를 포함하는 음성 신호/제어 데이터 합성 장치(10)와, 상기 음성 신호/제어 데이터 합성 장치(10)로부터 합성된 음성 신호/제어 데이터를 분리하는, 음성 신호 분리부(21)와 제어톤 분리부(22) 및 제어 데이터 복원부(23)를 포함하는 음성 신호/제어 데이터 분리 장치(20) 및 상기 음성 신호/제어 데이터 합성 장치(10)와 음성 신호/제어 데이터 분리 장치(20)를 양단에서 각각 접속하는 음성 통신 회선(30)으로 구성된다.
상기 음성 신호 대역 한정부(11)는, 상기 음성 신호의 대역 일부를 한정하는 데, 음성 신호 전체는 MARK톤 및 SPACE톤에 해당하는 주파수 대역도 포함하고 있으므로 필터를 사용하여 2.5KHz이하의 음성 신호로 대역을 한정한다.
상기 제어톤 생성부(12)는, 상기 제어 데이터 송신 장치에서 전송되는 이진 코드열의 프레임으로 구성된 제어 데이터의 해당 코드 비트가 "0" 에 해당되면 2.7KHz 대역에 "SPACE톤"을 생성시키고, 만일 해당 코드 비트가 "1" 에 해당되면 3.0KHz 대역에 "MARK톤"을 생성시킨다.
즉, 도 1 에 도시되어 있는 바와 같이, 2.85KHz 대역을 중심으로 "SPACE톤"을 2.7KHz 대역에 생성시키고, 3.0KHz 대역에 "MARK톤"을 생성시키도록 한다.
"SPACE톤"과 "MARK톤"은 음성 주파수 대역내의 신호이므로 제어톤의 생성에는 아무런 문제도 발생하지 않는다.
이때, 각 코드의 비트마다 3.375ms 간격으로 생성하는 것이 바람직하다.
상기 음성 신호/제어톤 합성부(13)는, 2.5KHz이하의 대역으로 한정한 음성 신호와 "SPACE톤"과 "MARK톤"으로 생성된 제어톤들을 상기 음성 주파수 대역 전체에서 합성한다. 따라서, 도 1 에서 도시되어 있는 바와 같이, 음성 통신 회선(30)에는 음성 신호와 제어 데이터가 합성되어 나타나게 된다.
상기의 합성된 음성 신호/제어톤은, 상기 음성 통신 회선(30)을 통해 음성 신호/제어 데이터 분리 장치(20)로 전송된다.
상기 음성 신호 분리부(21)는, 상기 음성 통신 회선(30)을 통해 전송되는 음성 신호/제어톤으로부터 음성 신호를 분리하는데, 일 예를 나타낸 회로도를 도 2 에 도시하고 있다.
도 2 에 도시되어 있는 바와 같이, 구체적으로는 내쇼날세미콘닥터사에서 제조된 모델명 MF10 디지털 필터칩 2 개를 사용하여 음성 신호 분리부(21)를 구성하는데, 동일한 기능을 발휘하는 것이면 이것에 한정되는 것은 아니다.
상기 제 1 MF10 디지털 필터칩을 사용하여 중심 주파수가 2.7KHz인 제 1 노치필터와, 중심 주파수가 3.0KHz인 제 2 노치필터를 구성하고, 상기 제 2 MF10 디지털 필터칩을 사용하여 상기 제 1 노치필터의 출력에 접속되는 제 1 로우패스필터와, 상기 제 2 노치필터의 출력에 접속되는 제 2 로우패스필터를 구성한다.
상기 제 1 노치필터는, 입력되는 상기 음성 신호/제어톤이 10㎌의 커패시터와 10㏀의 저항을 거쳐 상기 제 1 MF10 디지털 필터칩의 4번핀으로 ①의 신호로서 입력되어 3번핀으로 ②의 신호로서 출력된다.
이때, 상기 4번핀은 1번핀과 73㏀의 저항, 2번핀과 10㏀의 저항 및 3번핀과 13㏀의 저항으로 연결되며, 5번핀은 1번핀과 35㏀의 저항 및 접지와 500Ω의 가변저항과 6.8㏀의 저항이 직렬 연결되도록 구성된다.
여기서, 상기 5번핀에 연결되는 500Ω의 가변저항은, 상기 제 1 MF10 디지털 필터칩의 특성에 맞도록 조정된다.
또한, 상기 제 1 로우패스필터는, 상기 제 1 노치필터의 3번핀의 출력 신호②가 10㎌의 커패시터와 6㏀의 저항을 거쳐 상기 제 2 MF10의 4번핀으로 ③의 신호로서 입력되어 1번핀으로 ④의 신호로서 출력된다.
이때, 상기 4번핀은 2번핀과 4.7㏀의 저항, 3번핀과 3㏀의 저항 및 1번핀과 6㏀의 저항과 1㏀의 가변저항이 직렬 연결되도록 구성된다.
여기서, 상기 3번핀에 연결되는 1㏀의 가변저항은, 상기 제 2 MF10 디지털 필터칩의 특성에 맞도록 조정된다.
이러한 제 1 노치필터 및 제 1 로우패스필터를 통해 "SPACE톤" 부분이 음성 신호에 섞여 들리지 않도록 한다.
상기 제 2 노치필터는, 상기 제 1 로우패스필터의 1번핀의 출력 신호 ④가 10㎌의 커패시터와 15㏀의 저항을 거쳐 상기 제 1 MF10 디지털 필터칩의 17번핀으로 ⑤의 신호로서 입력되어 18번핀으로 ⑥의 신호로서 출력된다.
이때, 상기 17번핀은 18번핀과 20㏀의 저항, 19번핀과 10㏀의 저항 및 20번핀과 100㏀의 저항으로 연결되며, 16번핀은 20번핀과 47㏀의 저항 및 접지인 15번핀과 2㏀의 가변저항과 36㏀의 저항이 직렬 연결되도록 구성된다.
여기서, 상기 16번핀에 연결되는 2㏀의 가변저항은, 상기 제 1 MF10 디지털 필터칩의 특성에 맞도록 조정된다.
또한, 상기 제 2 로우패스필터는, 상기 제 2 노치필터의 16번핀의 출력 신호⑥이 10㎌의 커패시터와 4.7㏀의 저항을 거쳐 상기 제 2 MF10의 17번핀으로 ⑦의 신호로서 입력되어 20번핀으로 ⑧의 신호로서 출력된다.
이때, 상기 17번핀은 18번핀과 3㏀의 저항, 19번핀과 4㏀의 저항 및 20번핀과 4㏀의 저항과 500Ω의 가변저항이 직렬 연결되도록 구성된다.
여기서, 상기 17번핀에 연결되는 500Ω의 가변저항은, 상기 제 2 MF10 디지털 필터칩의 특성에 맞도록 조정된다.
이러한 제 2 노치필터 및 제 2 로우패스필터를 통해 "MARK톤" 부분이 음성 신호에 섞여 들리지 않도록 한다.
따라서, 상기 음성 신호 분리부(21)는, 상기 음성/제어톤 합성 신호로부터 음성 신호만이 추출되고, 그 추출된 음성 신호는 최적의 음질 및 통신의 안정도를유지하면서 상기 음성 신호 수신 장치에 인가된다.
상기 음성 신호 분리부(21)는, 상기 음성 신호 대역 한정부(11)에도 동일하게 채용할 수 있는바, 상기 제 1 노치필터 및 제 1 로우패스필터를 통해 "SPACE톤" 부분의 합성을 위한 주파수 대역을 확보할 수 있으며, 또한, 제 2 노치필터 및 제 2 로우패스필터를 통해 "MARK톤" 부분의 합성을 위한 주파수 대역을 확보할 수 있게된다.
또한, 상기 제어톤 분리부(22)는, 상기 음성 통신 회선(30)을 통해 전송되는 음성 신호/제어톤으로부터 제어톤을 분리하는데, 일 예를 나타낸 회로도를 도 3 에 도시하고 있다.
도 3 에 도시되어 있는 바와 같이, 구체적으로는 내쇼날세미콘닥터사에서 제조된 모델명 MF10 디지털 필터칩을 사용하여 중심 주파수가 2.7KHz인 제 1 밴드패스필터와, 중심 주파수가 3.0KHz인 제 2 밴드패스필터로 구성된다.
상기 제 1 밴드패스필터는, 입력되는 상기 음성 신호/제어톤이 10㎌의 커패시터와 70㏀의 저항을 거쳐 상기 MF10의 4번핀으로 ①의 신호로서 입력되어 2번핀으로 ②의 신호로서 출력된다.
이때, 상기 4번핀은 2번핀과 70㏀의 저항, 3번핀과 10㏀의 저항 및 1번핀과 2㏀의 저항과 200Ω의 가변저항이 직렬 연결되도록 구성된다.
여기서, 상기 1번핀에 연결되는 200Ω의 가변저항은, 상기 MF10 디지털 필터칩의 특성에 맞도록 조정된다.
이러한 제 1 밴드패스필터를 통해 음성 신호와 합성된 톤 신호 중 "SPACE톤" 의 부분을 분리한다.
또한, 상기 제 2 밴드패스필터는, 상기 제 1 밴드패스필터의 2번핀의 출력 신호 ②가 35㏀의 저항을 거쳐 17번핀으로 ③의 신호로서 입력되어 19번핀으로 ④의 신호로서 출력된다.
이때, 상기 17번핀은 19번핀과 87㏀의 저항, 18번핀과 12㏀의 저항 및 20번핀과 2㏀의 저항과 200Ω의 가변저항이 직렬 연결되도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 17번핀에 연결되는 200Ω의 가변저항은, 상기 MF10 디지털 필터칩의 특성에 맞도록 조정된다.
이러한 제 2 밴드패스필터를 통해 음성 신호와 합성된 톤 신호 중 "MARK톤" 의 부분을 분리한다.
따라서, 상기 제어톤 분리부(22)는, 상기 음성/제어톤 합성 신호로부터 2.7KHz 대역의 "SPACE톤"과 3.0KHz 대역의 "MARK톤" 부분의 제어톤만이 추출되고, 그 추출된 제어톤은 음성 통신 회선에서 유입된 잡음 성분을 최소화하여 통신의 안정도를 극대화하면서 상기 제어 데이터 복원부(23)에 인가된다.
상기 제어 데이터 복원부(23)는, 상기 제어톤 분리부(22)로부터 분리된 제어톤을 이진 코드열의 프레임인 제어 데이터로 복원하는데, 상기 음성 통신 회선(30)을 통해 전송되는 과정에서 잡음이 주파수 영역에 미치는 영향을 최소화하고자 신호 레벨 영향의 최소화를 위해 입력되는 제어톤을 증폭하고, 증폭된 제어톤의 주파수 성분만을 분리할 필요가 있게된다.
먼저, 입력되는 제어톤은, 신호의 직류성분을 차단하기위해 10㎌의 커패시터를 거친후, 상기 제어톤을 접지 전압와 비교하여 1000배로 증폭하기 위해 연산증폭기의 (-)입력단에 1㏀의 저항을 연결하고, 출력단에 상기 (-)입력단과 1㏁의 저항으로 연결한다.
다음으로, 상기 연산증폭기의 출력단에서 증폭된 제어톤은, 주파수 성분만을 분리하기 위해 10㎌의 커패시터와 4.7㏀의 저항을 거쳐, 2 개의 다이오드에 가해진다.
상기 2개의 다이오드중, 제 1 다이오드의 P극은 0V 가 가해지고 N극은 제 2 다이오드의 P극에 접속되며, 상기 제 2 다이오드의 N극은 5V 가 가해진다. 상기 제 1 다이오드의 N극과 제 2 다이오드의 P극에는 10㎌의 커패시터와 연결되지 않는 4.7㏀의 저항 단자가 접속된다.
따라서, 상기 증폭된 제어톤은, 상기 제 1 및 제 2 다이오드에 가해지면서 -0.7V 또는 5.7V 크기의 실제 주파수 성분만 남게된다.
상기의 실제 주파수 성분만 남는 제어톤은, 인버터를 통해 0V 및 5V의 TTL신호로 변환하고 그 신호를 이진 코드열의 프레임으로 변환하기 위해 FSK 디코더에 가한다.
상기 FSK 디코더는 주파수를 판별하여 "MARK톤" 및 "SPACE톤"을 구분하고, 수신된 비트 스트림(bit stream)에서 프레임을 분리하여 음성 신호 대역의 "SPACE톤"과 "MARK톤"을 제어 데이터 수신 장치에서 인식 가능한 "0"과 "1"의 이진 코드로 직렬 및 병렬 신호로 변환후 제어 데이터 수신 장치에서 필요한 제어를 수행하기 위해 사용할 수 있도록 인터페이스를 제공한다.
상기의 제어 데이터 복원부(23)는, 제어톤 분리부(22)에서 출력된 "SPACE톤" 및 "MARK톤"을 디코딩하는데 있어서, 간단하고 효과적으로 신호 레벨의 영향을 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 제어톤 형태로 주고 받는 정보는, 도 5 에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 제어 데이터 송신 장치로부터 수신 장치로 전송되는 제어 데이터를 프레임으로 형성하고, 양단에 시작 비트와 종료 비트를 삽입하고, 데이터의 중간에 패리티 비트 및 상기 종료 비트 앞단에 원격지의 제어 데이터 수신 장치에서의 정확한 수신을 검증하기 위해 체크섬 비트를 삽입함으로써 전송되는 제어 데이터의 인식 및 분석에 신뢰성 및 신속성을 제공하도록 한다.
이러한 프레임의 형성에 의해 보다 다양한 제어에 관한 정보가 신속 정확하게 전송될 수 있게된다. 또한, 선로의 잡음 등으로 인한 오류를 최소화하고 전송 효율을 높일 수 있게된다.
구체적으로, 도 5 에 도시되어 있는 프레임의 비트 구성 및 내용은, 상기 제어 데이터를 제 1 제어 데이터 8 비트와 제 2 데이터 8 비트로 나누고, 상기 제 1 및 제 2 제어 데이터 사이에 패리티 비트 값을 "0" 으로 삽입하고, 상기 제 2 데이터 끝단에 상기 제 1 및 제 2 제어 데이터를 모두 더한 최하위 비트값을 체크섬 비트로 삽입하고, 상기 제 1 제어 데이터 앞단에 시작 비트값 "0"과 상기 체크섬 비트 끝단에 종료 비트값 "1"을 삽입한다.
상기의 프레임의 전송은 도 6 에 도시된 바와 같이, 전송되는 프레임과 프레임 사이를 전체 프레임의 절반보다 큰 간격으로 유지하는 IDLE 을 두도록 한다.
본 발명의 실시예에서는, 전송되는 프레임과 프레임 사이를 100 ms 으로 하고 있는바, 도 5 에 도시되어 있는 바와 같이, 전체 프레임이 19 비트로서 총 64.125ms 이므로 IDLE 은 10 에서 11 비트 사이의 총 35.875ms 로 된다. 따라서, 상기 IDLE 의 간격이 전체 프레임의 절반보다 크게 유지되어, 어떠한 경우에도 프레임의 훼손 여부를 신속하게 파악할 수 있게 되므로 프레임 복구가 가능하다.
즉, 도 5 에 도시되어 있는 전체 프레임은, 시작 비트를 "0" 으로 하고 제어 데이터 8 비트의 끝단에 패리티 비트를 "0" 으로 구성하고 있는 것에 대해, 상기 IDLE 은 10 비트 이상의 간격을 모두 "1" 로 유지하고 있으므로, 임의 접속이나 접속시에 잡음이 들어오는 경우에도 상기의 "IDLE" 시간 이상으로 "1" 이 수신되면 프레임이 훼손된 것으로 판단할 수 있으므로 신속하게 다음 프레임을 기다리거나 훼손된 프레임의 재전송을 요청할 수 있는 것이다.
상기 제어 데이터 수신 장치는, 수신한 신호를 연속적으로 감시하여 이 신호의 패턴이 제어 데이터 전송시 사용하는 것인지를 체크하여 일치하지 않을 경우에는 재전송을 요구한다.
상기에서는 첨부하는 도면에 도시된 바람직한 실시예에 따른 하나의 음성 통신 전송 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 시스템 및 그 방법에 의해 본 발명을 설명하였지만, 도시된 실시예는 단지 예시적인 것일 뿐이며, 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 본 발명의 기술분야에서 숙련된 자에게는 본 발명의 기술 사상을 벗어남이 없이도 예시된 실시예로부터의 변화와 변경 및 조절이 가능함이 자명할 것이다. 첨부된 특허청구의 범위는 그러한 변화와 변경 및 조절을 포괄적으로 정의한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 하나의 음성 통신 전송 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 시스템 및 그 방법에 의하면, 이진 코드로 변환된 제어 데이터를 프레임으로 전송함으로써 보다 다양한 제어를 위한 정보의 신속 정확한 전송이 가능하게되는 효과가 있게 된다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 하나의 음성 통신 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2 는 도 1 의 시스템중, 음성 신호 분리부의 일 예를 나타낸 회로도이고,
도 3 은 도 1 의 시스템중, 제어톤 분리부의 일 예를 나타낸 회로도이고,
도 4 는 도 1 의 시스템중, 제어 데이터 복원부의 일 예를 나타낸 회로도이고,
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 시스템에서 제어 데이터를 주고 받기 위한 프레임의 형태를 도시한 것이고,
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 시스템에서 제어 데이터의 프레임을 전송하는 방법의 일예를 도시한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 음성 신호/제어 데이터 합성장치
11 : 음성 신호 대역 한정부
12 : 제어톤 생성부
13 : 음성 신호/제어톤 합성부
20 : 음성 신호/제어 데이터 분리장치
21 : 음성 신호 분리부
22 : 제어톤 분리부
23 : 제어 데이터 복원부
30 : 음성 통신 회선
Claims (13)
- 하나의 음성 통신 회선을 이용하여 음성 신호와 제어 데이터를 하나의 음성통신 전송회전을 통하여 전송하고, 상기 전송회선으로 부터 신호를 수신하여 음성신호와 제어데이터를 분리하는 하나의 음성 통신 전송 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 시스템에 있어서,음성 신호 송신 장치로부터 음성신호를 수신하여 기설정된 주파수 이상의 신호에 대하여 차단하는 음성신호 대역한정부;이진수‘0’의 제어데이터를 음성주파수 대역중 기설정된 주파수 이상의 제 1 주파수로 변조하고, 이진수 ‘1’의 제어데이터를 음성주파수 대역중 기설정된 주파수 이상의 제 2 주파수로 변조하는 제어톤 생성부;상기 음성신호 대역한정부로 부터 음성신호를 수신받고, 제어톤 생성부 로 부터 제어신호를 수신받아 합성시키는 음성신호/제어톤 합성부;상기 음성 통신 전송 회선을 통하여 수신된 상기 음성신호/제어톤 합성부에서 합성된 신호로 부터 음성신호를 분리시키는 음성신호분리부;상기 음성 통신 전송 회선을 통하여 수신된 상기 음성신호/제어톤 합성부에서 합성된 신호로 부터 제어톤을 분리시키는 제어톤 분리부;상기 제어톤 분리부에서 분리된 제어신호를 ‘0’과 ‘1’이진데이터로 복원하는 제어데이터 복원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나의 음성 통신 전송 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 제어톤 생성부는, 상기 제 1 주파수는 2.7KHz의 중심주파수를 갖고, 상기 제 2 주파수는 3.0KHz의 중심주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 하나의 음성 통신 전송 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 시스템.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어데이터 복원부에서 생성되는 프레임은 상기 제어 데이터를 제 1 제어 데이터 8 비트와 제 2 데이터 8 비트로 나누고, 상기 제 1 및 제 2 제어 데이터 사이에 패리티 비트 값을 "0" 으로 삽입하고, 상기 제 2 데이터 끝단에 상기 제 1 및 제 2 제어 데이터를 모두 더한 최하위 비트값을 체크섬 비트로 삽입하고, 상기 제 1 제어 데이터 앞단에 시작 비트값 "0"과 상기 체크섬 비트 끝단에 종료 비트값 "1"을 삽입하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하나의 음성 통신 전송 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 시스템.
- 제 3 항에 있어서,상기 프레임은, 전송되는 프레임과 프레임 사이를 전체 프레임의 절반보다 큰 간격으로 유지하는 IDLE 을 두는 것을 특징으로 하는 하나의 음성 통신 전송 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 시스템.
- 제 2 항에 있어서,상기 음성 신호 분리부는, 중심 주파수가 2.7KHz인 제 1 노치필터와, 상기 제 1 노치필터의 출력에 접속되는 제 1 로우패스필터와, 상기 제 1 로우패스필터의 출력에 접속되는 중심 주파수가 3.0KHz인 제 2 노치필터 및, 상기 제 2 노치필터의 출력에 접속되는 제 2 로우패스필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나의 음성 통신 전송 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 시스템.
- 삭제
- 제 2 항에 있어서,상기 제어톤 분리부는, 중심 주파수가 2.7KHz인 제 1 밴드패스필터 및, 상기 제 1 밴드패스필터의 출력에 접속되는 중심 주파수가 3.0KHz인 제 2 밴드패스필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나의 음성 통신 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 하나의 음성 통신 회선을 이용하여 음성 신호와 제어 데이터를 동시에 전송하는 방법에 있어서,음성 신호중 기설정된 대역 이상을 필터링하여 제한된 대역의 음성 신호를 생성하는 단계;이진 코드열의 프레임으로 구성된 제어 데이터중 ‘0’, ‘1’에 대하여 상기 기설정된 대역 이상의 음성주파수밴드의 제 1 주파수, 제 2 주파수를 갖는 톤들을 생성하는 단계;상기 음성신호를 생성하는 단계로 부터의 음성신호와 상기 톤들을 생성하는 단계로 부터 상기 제 1 주파수톤과 제 2 주파수톤을 합성하는 합성단계;하나의 음성통신회선으로 부터 수신되는 상기 합성단계에서 합성된 신호중에 음성신호를 분리하는 음성신호 분리단계;하나의 음성통신회선으로 부터 수신되는 상기 합성단계에서 합성된 신호중에 상기 제 1 주파수톤과 상기 제 2 주파수톤을 분리하는 제어데이터신호 분리단계;상기 제 1 주파수톤과 상기 제 2 주파수톤으로 부터 이진 코드열을 복원시키는 복원단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나의 음성 통신 전송 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 제 1 주파수톤은 2.7KHz 를 중심주파수로 하고, 상기 제 2 주파수톤은 3.0KHz 를 중심주파수로 하고, 주파수톤의 생성은 제어데이터의 비트마다 3.375ms 간격으로 생성하는 것을 특징으로 하는 하나의 음성 통신 전송 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 방법.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,상기 프레임은, 제어 데이터를 제 1 제어 데이터 8 비트와 제 2 데이터 8 비트로 나누고, 상기 제 1 및 제 2 제어 데이터 사이에 패리티 비트 값을 "0" 으로 삽입하고, 상기 제 2 데이터 끝단에 상기 제 1 및 제 2 제어 데이터를 모두 더한 최하위 비트값을 체크섬 비트로 삽입하고, 상기 제 1 제어 데이터 앞단에 시작 비트값 "0"과 상기 체크섬 비트 끝단에 종료 비트값 "1"을 삽입하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하나의 음성 통신 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 프레임은, 전송되는 프레임과 프레임 사이를 전체 프레임의 절반보다 큰 간격으로 유지하는 IDLE 을 두는 것을 특징으로 하는 하나의 음성 통신 회선을 이용한 음성 신호 및 제어 데이터 동시 전송 방법.
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