KR100786109B1 - 근거리 음파통신을 이용한 휴대단말기 착신 알림 시스템 및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대단말기의 착신을 통지하는 알림 장치에 관한 것으로서, 휴대단말기의 착신 상태를 알려주는 착신 알림 시스템에 있어서, 음파를 송출하는 스피커와, 착신시 상기 스피커에 소정 주파수의 음파 및 소정 패턴의 음파를 송출하도록 지시하는 제어부를 포함하는 휴대단말기와, 주변의 음파를 수신하는 마이크와, 상기 마이크에 수신된 음파를 해석하여 수신된 음파가 상기 휴대단말기의 스피커로부터 송출된 것인지를 판별하고, 스피커로부터 송출된 착신 알림 신호라고 판단할 경우 구동수단에 명령을 전달하는 처리부와, 상기 처리부의 명령에 따라 동작하는 구동기를 포함하는 착신 알림 장치를 포함하는 착신 알림 시스템이 제공된다.

본 발명에 의하면, 주변의 상황에 무관하게 휴대전화로의 착신 여부를 알 수 있다.

휴대 단말기, 착신, 알림, 음파통신

Description

근거리 음파통신을 이용한 휴대단말기 착신 알림 시스템 및 방법{The Notification System and the Method of Mobile Phone Call Arrival using Sound Communication}

도 1은 종래의 기지국과 휴대단말기 사이의 착신 신호 또는 착신 응답 신호를 수신하는 착신 알림 장치로 구성된 휴대단말기 착신 알림 구성도.

도 2는 종래의 휴대단말기 접속단자에 접속한 상태에서 착신을 검출하여 전파를 송신하는 송신장치와 상기 전파를 수신하는 착신 알림 장치로 구성된 휴대단말기 착신 알림 구성도.

도 3은 종래의 휴대단말기에 내장된 근거리 무선 통신부가 착신 신호 전파를 송신하고 착신 알림 장치의 무선 통신부가 상기 전파를 수신하는 휴대단말기 착신 알림 구성도.

도 4는 본 발명의 근거리 음파통신을 이용한 휴대단말기 착신 알림 시스템 구성도.

도 5는 휴대단말기 착신 알림 시스템을 위한 휴대단말기의 블록 구성도.

도 6은 본 발명의 착신 알림 장치 블록 구성도.

도 7은 본 발명의 착신 알림을 위한 컬러 진동 흐름도.

도 8은 로드된 코딩 규칙에 의한 데이터 인코딩 및 디코딩 방법을 도시한 흐 름도.

도 9는 디지털 데이터에 대응하여 변환되는 음파의 특성값이 각각 음파 주파수, 진폭, 위상인 매핑테이블의 일 실시예를 나타낸 도면.　

도 10은 디지털 데이터에 대응하여 변환되는 음파의 특성값이 MFSK(M-ary Frequency Shift Keying)변조 주파수로 구성되는 매핑테이블.

도 11은 코딩 규칙 결정 및 음파통신 수준 설정에 영향을 끼치는 4요소를 도시한 도면.

도 12는 휴대단말기와 착신알림장치 사이의 근거리 음파통신 연결 과정을 도시한 흐름도.

도 13은 음파통신 수준 메뉴 구성 실시예를 도시한 도면.

도 14는 근거리 음파통신 데이터 패킷 프레임 포맷 일 실시예를 도시한 도면.

도 15는 2개의 주파수음 조합을 이용하는 매핑 규칙과 불허 주파수음, 무의미 주파수음 적용 방법을 도시한 도면으로서, E2음을 불허 주파수음, F2#음을 무의미 주파수음으로 예시함.

도 16은 저전력 음파통신을 위한 송수신 시각 동기화를 설명하기 위한 타이밍도.

도 17은 음파통신을 이용한 휴대단말기 이격 통보 및 분실 방지 방법을 도시한 흐름도.

본 발명은 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트폰 등과 같은 휴대단말기의 착신을 알려주는 장치 및 방법에 관한 것으로, 휴대단말기 착신 신호 수신시 상기 휴대단말기와 일정 거리 떨어진 착신 알림 장치를 휴대한 사용자에게 소리, 진동, 발광 등의 방법으로 자극하여 알려주는 휴대단말기의 착신 알림 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근에는 이동통신망을 비롯한 통신 네트워크의 발달로 인해 휴대폰, PDA, 스마트폰 등의 휴대단말기가 널리 보급되어 개인의 필수품이 되었다. 휴대용 통신 단말기의 착신은, 기지국이나 AP(Access Point)에서 송신된 착신 신호를 휴대단말기가 수신하고 착신 상태를 상기 휴대단말기가 소리, 발광 또는 진동 등으로 사용자에게 알림으로써 전달된다.

많은 경우 휴대단말기는 착신 알림을 벨소리로 사용자에게 통보하기 때문에 많은 사람들이 모이는 장소에서는 휴대단말기의 벨소리가 소음공해를 야기하여 주위 사람들에게 불쾌감을 주는 문제점이 있다. 더구나 대부분의 사용자들은 휴대단말기를 주머니나 가방에 넣고 다니고 있기 때문에 착신 알림 과정에서 사용자가 착신 벨소리를 잘 듣지 못하여 주위 사람들에게 장시간 소음을 제공하는 경우도 발생하고 있다. 사람이 많은 장소에서는 타인과 사용자 자신의 벨소리를 구분하기 어려워 타인의 벨소리를 자신의 것으로 착각하는 경우도 생긴다.

사용자가 사람들이 많거나 소음이 많은 장소에 있을 때, 주머니, 가방 등에 휴대단말기를 넣어 두었을 때, 소음방지를 위해 휴대단말기의 착신을 진동으로 알릴 때, 사용자가 휴대단말기와 일정 거리 이상 떨어졌을 때는 휴대단말기의 착신을 인식하지 못하는 경우가 많다. 착신을 인식하지 못하면, 사용자에게 불편함이 생기고 특히 중요한 내용의 통화 요구나 메시지일 때에는 사용자에게 피해를 줄 수도 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 사용자가 휴대단말기와 일정 거리 떨어져 있어도 휴대단말기의 착신을 알 수 있는 휴대용 소형 착신 알림 장치들이 개발되어 왔다. 한국 특허출원 1997-0703354호 카시오의 "입호출 시스템" 발명에서는 다양한 착신 알림 장치를 제시하고 있다. 상기 출원에서는 일례로 착신 알림 장치가 이동통신 기지국에서 사용자의 휴대단말기로 전송하는 착신 신호나 착신에 응답하여 휴대단말기가 기지국으로 전송하는 응답 신호를 수신하여 소리, 진동, 발광으로 알린다. 다른 예로 휴대단말기의 이어폰 단자와 같은 접속단자에 접속하고 접속단자로부터 착신을 검출하여 착신 알림 장치에 전파를 송신하는 송신장치와, 상기 송신장치로부터 송신된 전파를 수신하고 해독하여 사용자가 설정한 소리, 진동, 발광으로 통보하는 반지, 시계, 액세서리 형태를 가진 소형의 휴대형 착신 알림 장치가 있다. 또다른 예로 휴대단말기가 착신 신호를 수신하면 휴대단말기에 내장된 블루투스 등의 근거리 무선 통신부가 전파를 송신하고 착신 알림 장치의 무선 통신부가 휴대단말기가 송신하는 전파를 수신 및 해독하여 사용자에게 통보하는 휴대형 착신 알림 장치가 있다.

종래 기술로서 기지국과 휴대단말기 사이의 착신신호 또는 착신 응답 신호를 수신하여 해독하는 착신 알림 장치 실시예의 경우에는, 기지국과 휴대단말기 사이의 원거리 통신 신호를 직접 수신하는 수신부를 구비해야 하는 데, 사용자 휴대단말기로의 착신과 주위의 다른 휴대단말기로의 착신을 구별하여 오동작을 방지하고 보안성을 높이려면, 착신 알림 장치 내부의 원거리 통신 수신부를 통상의 휴대단말기 내부의 원거리 통신 수신부 수준에 근접하도록 구성해야 하기 때문에 비용, 전력 소모와 장치 크기가 커진다는 단점이 있다.

종래 기술로서 휴대단말기의 접속단자에 접속한 상태에서 착신을 검출하여 전파를 송신하는 송신장치와 전파를 수신하고 해독하여 통보하는 휴대형 착신 알림 장치 실시예의 경우에는, 사용자가 착신 알림 장치 외에 별도의 송신장치를 추가로 구매해야 하므로 비용이 상승하고, 송신장치를 휴대단말기에 결합시킨 상태로 휴대단말기를 사용해야 하기 때문에 휴대가 불편해지고 거추장스러워지는 단점이 있다.

종래 기술로서 휴대단말기에 내장된 블루투스 등의 근거리 무선 통신부가 전파를 송신하고 착신 알림 장치의 무선 통신부가 휴대단말기가 송신하는 전파를 수신하는 실시예의 경우에는, 블루투스 등의 근거리 무선 통신부가 내장된 휴대단말기를 별도로 구매해야 하는 단점이 있다.

착신 알림 장치가 활성화되려면 사용자가 휴대단말기를 교체하거나 별도의 송신장치를 추가하지 않고 현재 시중에서 사용중인 거의 모든 휴대단말기에서 소프트웨어 다운로드만으로 사용가능한 근거리 통신방식이 필요하다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 사용자가 비용이 발생하고 번거로운 별도 휴대단말기의 구입 또는 휴대단말기 접속 송신장치의 구입 없이 이미 보유하고 있는 휴대단말기를 사용하면서 착신 알림 장치만 구입하도록 하여 효과적인 착신 알림 서비스를 받도록 하는 근거리 통신 방법 및 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 다양한 사용자가 소지한 다양한 성능의 휴대단말기에 대해서도 추가적인 송신모듈 혹은 송신장치의 구입이 필요 없고 소지한 휴대단말기 성능에 큰 부담을 주지 않으며 착신 알림 장치와 통신할 수 있는 근거리 통신 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상당한 수준의 조용함을 요구하는 상황이나 매우 시끄러운 상황에서도 안정적으로 착신 알림을 할 수 있도록 다양한 주위 음향상황에 적응할 수 있는 근거리 통신 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 착신 알림 신호 전송의 신뢰성을 보장하기 위한 간섭 방지 및 보안 근거리 통신 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 착신 알림 장치의 전력 소모를 최소화하기 위한 저전력 근거리 통신 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 착신 알림 장치를 이용해 휴대단말기와 착신 알림 장치가 일정 거리 떨어지면 이를 통보함으로써 휴대단말기의 분실을 방지하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 통화를 요구하는 착신이 있을 때 사용자가 통화에 응할 수 없을 경우 그 상황을 발신측에 간단히 통보할 수 있는 착신 알림 장치를 제공함에 있다.

일반적인 휴대단말기는 기본적으로 음성 통화 및 벨소리 발산을 위한 마이크, 스피커와 오디오 처리부가 구비되어 있는 점에 착안하여 본 발명에서는 휴대단말기의 마이크, 스피커를 이용하여 휴대단말기와 착신 알림 장치 사이의 근거리 음파통신을 통한 착신 알림 방법 및 시스템을 제안한다. 본 발명의 음파통신은 스피커 같은 음파 방출 수단과 오디오 처리부를 음파 송신부로 사용하여 정보를 음파에 실어 송신하며 마이크 같은 음파 감지 수단과 오디오 처리부를 음파 수신부로 사용하여 송신된 음파를 수신한다. 음파 통신은 저속, 저용량으로 매우 좁은 영역의 근거리 통신만 가능하기 때문에 고속, 고용량, 광범위 통신을 지향하는 일반적인 통신 요구 사항에 부합되지 않으므로 원거리 통신까지 가능한 전파통신에 비하면 사람들의 관심을 전혀 받지 못한 통신방식이고 실제 응용예는 전무한 실정이지만, 음파통신은 저속, 저용량, 근거리 통신이지만 착신 알림은 고속, 고용량 통신이 필요하지 않고 근거리 통신만으로 가능하기 때문에 본 발명에서는 이에 착안하여 음파통신 착신 알림 시스템을 구성한다. 본 발명의 근거리 음파통신은 추가적인 송신모듈 혹은 송신장치의 구입이 필요 없고 소지한 휴대단말기 성능에 큰 부담을 주지 않으며 거의 모든 휴대단말기에서 관련 소프트웨어 다운로드만으로 착신 알림 서비스를 제공할 수 있다. 아울러 많은 경우에 본 발명의 음파통신은 전파 통신에 비해 저전력 통신이 가능하다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 휴대단말기의 착신 상태를 알려주는 착신 알림 시스템에 있어서, 음파를 송출하는 스피커와, 착신시 상기 스피커에 소정 주파수의 음파신호를 송출하도록 지시하는 제어부를 포함하는 휴대단말기와, 주변의 음파를 수신하는 마이크와, 상기 마이크에 수신된 음파를 해석하여 수신된 음파가 상기 휴대단말기의 스피커로부터 송출된 음파신호인지를 판별하고, 상기 스피커로부터 송출된 착신 알림 신호라고 판단할 경우 구동수단에 명령을 전달하는 처리부와, 상기 처리부의 명령에 따라 동작하는 구동기를 포함하는 착신 알림 장치를 포함하는 착신 알림 시스템이 제공된다. 상기 구동기는 모터, 디스플레이 수단, 발성 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 면에 따라, 휴대단말기 및 이와 분리된 별개의 착신알림장치를 이용하여 휴대단말기의 착신을 알려주는 방법에 있어서, 상기 휴대단말기가, 기지국으로부터의 착신을 인지하는 단계와, 착신을 인지한 경우, 내장된 스피커를 통하여 소정 주파수 대역의 음파신호를 송출하는 단계와, 상기 착신알림장치가, 수신되는 음파 중 상기 휴대단말기로부터의 음파신호를 인지하는 단계와, 상기 음파신호가 수신되었다고 판단한 경우, 내장된 구동기를 통하여 사용자에게 휴대단말기의 착신 사실을 통지하는 단계를 포함하는 착신 알림 방법이 제공된다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 기지국과 휴대단말기 사이의 착신 신호 또는 착신 응답 신호를 수신하는 착신 알림 장치로 구성된 휴대단말기 착신 알림 구성도이다.

이동통신망 등 원거리 통신망에서 발신측 단말기로부터 통화 요구나 문자메시지, 음성/영상메시지 등을 전송받으면, 착신측 휴대단말기(120)에 인접한 기지국 또는 AP(Access Point)(110)는 통신 프로토콜에 따라 착신측 휴대단말기에 대한 통화 요구나 상기 메시지를 포함하는 착신 신호(141)를 송신한다. 착신 알림 장치(130)는 일례로 반지, 시계, 액세서리 형태를 갖거나 반지, 시계, 액세서리 등에 부착한다. 상기 착신 알림 장치는 기지국 또는 AP에서 상기 착신 알림 장치에 상응하는 사용자의 휴대단말기로 전송하는 착신 신호(141)나 착신에 응답하여 휴대단말기가 기지국 또는 AP로 전송하는 응답 신호(141)를 수신하여 착신을 인지한다. 상기 착신 알림 장치가 착신 신호를 인지하면 착신 알림 장치는 내부의 스피커나 버저(buzzer), 회전 모터 혹은 발광 소자를 이용하여 음향, 진동 또는 발광(142)으로 사용자에게 착신을 알린다.

도 2는 종래의 휴대단말기 접속단자에 접속한 상태에서 착신을 검출하여 전파를 송신하는 송신장치와 상기 전파를 수신하는 착신 알림 장치로 구성된 휴대단말기 착신 알림 구성도이다.

발신측 단말기로부터 통화 요구나 메시지 등을 전송받으면, 착신측 휴대단말기(220)에 인접한 기지국 또는 AP(210)는 통신 프로토콜에 따라 착신측 휴대단말기에 대한 통화 요구나 메시지를 포함하는 착신 신호(261)를 송신한다. 착신을 검출하여 전파를 송신하는 송신장치(240)는 휴대단말기 접속단자(250)에 삽입과 탈착이 가능하다. 상기 접속단자는 일례로 통상의 휴대폰 등의 휴대단말기에 부착된 이어폰-마이크로폰 접속단자일 수 있다. 상기 송신장치가 휴대단말기에 접속한 상태에서 휴대단말기가 기지국 또는 AP로부터 통화 요구나 메시지를 포함하는 착신 신호(261)를 전송받으면, 휴대단말기는 상기 송신장치에 착신을 알리는 전기적 신호를 보낸다. 이로부터 상기 송신장치는 착신을 검출하여 상기 송신장치에 내장된 블루투스, 지그비(ZigBee) 등의 근거리 무선 통신부가 착신을 알리는 전파(262)를 상기 휴대단말기에 상응하는 착신 알림 장치(230)에 송신한다. 상기 착신 알림 장치가 착신 신호를 수신하면 착신 알림 장치는 내부의 스피커나 버저, 회전 모터 혹은 발광 소자를 이용하여 음향, 진동 또는 발광(263)으로 사용자에게 착신을 알린다.

도 3은 종래의 휴대단말기에 내장된 근거리 무선 통신부가 착신 신호 전파를 송신하고 착신 알림 장치의 무선 통신부가 상기 전파를 수신하는 휴대단말기 착신 알림 구성도이다.

발신측 단말기로부터 통화 요구나 메시지를 전송받으면, 착신측 휴대단말기(320)에 인접한 기지국 또는 AP(310)는 통신 프로토콜에 따라 착신측 휴대단말기에 대한 통화 요구나 메시지를 포함하는 착신 신호(351)를 송신한다.

이로부터 상기 휴대단말기는 착신을 검출하여 상기 휴대단말기에 내장된 블루투스, 지그비(ZigBee) 등의 근거리 무선 통신부(340)가 착신을 알리는 전파(352)를 상기 휴대단말기에 상응하는 착신 알림 장치(330)에 송신한다. 상기 착신 알림 장치가 착신 신호를 수신하면 착신 알림 장치는 내부의 스피커나 버저, 회전 모터 혹은 발광 소자를 이용하여 음향, 진동 또는 발광(353)으로 사용자에게 착신을 알린다.

도 4는 본 발명의 근거리 음파통신을 이용한 휴대단말기 착신 알림 시스템 구성도이다.

이동통신망 등 원거리 통신망에서 발신측 단말기로부터 통화 요구나 문자메 시지, 음성/영상메시지 등을 전송받으면, 착신측 휴대단말기(420)에 인접한 기지국 또는 AP(410)는 통신 프로토콜에 따라 착신측 휴대단말기에 대한 통화 요구나 상기 메시지를 포함하는 착신 신호(441)를 송신한다.

본 발명에 따르면 상기 휴대단말기는 착신을 검출하여 상기 휴대단말기에 내장된 스피커와 오디오 처리부를 이용하여 착신 알림 정보를 음파(442)에 실어 상기 휴대단말기에 상응하는 착신 알림 장치(430)에 송신한다. 본 발명의 음파통신은 스피커 같은 음파 방출 수단과 오디오 처리부를 음파 송신부로 사용하여 정보를 음파에 실어 송신하며, 마이크 같은 음파 감지 수단과 오디오 처리부를 음파 수신부로 사용하여 송신된 음파를 수신한다.

음파 수신부를 내장한 착신 알림 장치는 일례로 손목 밴드, 반지, 시계, 액세서리 등의 형태를 갖거나 손목 밴드, 반지, 시계, 액세서리 등에 부착한다. 일 실시예에서는 착신 알림 장치가 음파 수신부와 음파 송신부를 함께 구비한다. 상기 착신 알림 장치가 착신 신호를 수신하면 착신 알림 장치는 내부의 스피커나 버저, 회전 모터 혹은 발광 소자를 이용하여 음향, 진동 또는 발광(443)으로 사용자에게 착신을 알린다.

도 5는 본 발명의 휴대단말기 착신 알림 시스템을 위한 휴대단말기의 블록 구성도이다.

RF부(505)는 예컨대, 통상의 이동통신망을 이용하는 원거리 무선통신에 이용되는 것이며, 오디오부(506)가 본 발명에 따르는 음파통신을 위한 기능을 수행한다. 본 발명에 따르는 음파통신은 스피커와 마이크가 있으면 가능하므로, 종래의 휴대폰의 H/W 구성에서도 구현이 가능하다.

도 6은 본 발명의 착신 알림 장치의 블록 구성도이다.

본 발명의 착신 알림 장치는 일반적으로 배터리로 전원이 공급되고 착신 알림 장치의 모든 기능 요소와 전원부(도시하지 않음)는 저전력소모를 지향하여 설계한다. 오디오부(606)는 마이크 같은 음파 감지 수단과 함께 음파 수신부를 구성하고, 휴대단말기가 전송한 착신 알림 정보를 실은 음파를 수신하여 착신을 인지한다. 일 실시예에서는 착신 알림 장치가 음파 수신부와 음파 송신부를 함께 구비한다. 음파 송신부는 상기 오디오부와 스피커 같은 음파 방출 수단으로 구성된다.

일 실시예에서는 음파 통신시 사람 귀에 거슬리지 않고 조용히 통신하도록 대략 15kHz 이상의 주파수를 갖는 음파로 통신한다.

착신 알림 장치는 상기 오디오부와 스피커/버저를 이용하여 소리로 사용자에게 착신을 알리거나, 모터구동부(607)와 모터를 이용하여 진동으로 알리거나, 표시부(603)나 발광소자를 이용하여 발광으로 알린다. 일 실시예에서는 표시부(603)나 키입력부(604)가 있다. 상기 표시부는 LCD, EL, LED로써 착신 알림을 하거나 여러 상황을 표시할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 발신자에 따라 다른 형태의 착신 알림 진동, 소리, 발광을 주는 컬러(color) 진동, 컬러 소리, 컬러 발광 시스템을 제공한다. 상기 컬러 진동은 모터구동부(607)로 모터의 속도를 가변 제어함으로써 구현한다. 모터의 회전속도가 가변됨에 따라 진동의 강도가 변동되기 때문에 모터의 속도를 조절함으로써 원하는 패턴의 진동을 얻는다. 이렇게하여 컬러 진동이 이루어진다. 상 기 컬러 소리는 상기 오디오부(606)와 스피커 같은 음파 방출 수단으로 구현한다. 상기 컬러 발광은 표시부(603)의 디스플레이 내용이나 발광으로 구현한다.

도 7은 본 발명의 착신 알림을 위한 컬러 진동 흐름도이다.

단계(701)내지 (703)은 착신측 휴대단말기가 착신 신호를 수신하고 착신 정보를 담은 음파를 송신하면 착신 알림 장치가 착신 음파 신호를 수신하는 단계이다. 발신자에 따라 또는 발신자 그룹에 따라 다른 형태의 착신 알림 진동을 설정한 경우에는, 착신 정보에서 발신자 정보를 추출하여 상기 발신자에게 설정한 컬러 진동 정보를 추출한다(704). 상기 발신자에 따른 컬러 진동 정보는 착신 알림 장치의 메모리나 착신 휴대단말기의 메모리에 저장된다. (705)단계에서는 추출한 컬러 진동 정보에 따라 착신 알림 장치의 제어부(601)가 모터구동부(607)에 지시하여 모터의 속도를 제어하면서 구동한다. 컬러 벨소리와 컬러 발광도 상기와 유사한 단계로 작동한다.

아울러, 발신자 기준으로만이 아니라 착신되는 신호의 종류나 내용을 기준으로 하여 컬러 진동, 컬러 벨소리, 컬러 발광을 수행하는 것도 가능하다. 즉, 일반적인 이동전화 연결을 위한 착신인 경우와, SMS나 MMS와 같은 메시지, 증권시세나 뉴스등의 안내정보, 광고 메시지 등에 각각 상이한 진동, 벨소리, 발광을 구현할 수 있음은 물론이다.

다른 실시예에서는, 착신 알림 장치의 구조를 더욱 단순화하기 위하여, 휴대단말기가 발신자를 파악하고 발신자에 따라 미리 휴대단말기에 설정된 상이한 패턴의 신호를 포함하는 음파신호를 송출하고, 착신 알림 장치는 수신된 음파신호에 포 함된 상이한 패턴에 따라 처리부가 구동부를 제어함으로써 컬러 진동, 컬러 벨소리, 컬러 발광을 수행한다. 즉, 모터의 진동주기나 발광부의 발광주기를 휴대단말기가 결정하여 이를 반영한 소정의 패턴을 포함한 신호를 음파통신으로 전달하고, 착신 알림장치는 이 패턴에 따라 구동부를 구동한다. 이 경우, 착신 알림 장치의 진동이나 발광 패턴은 휴대단말기로부터 전해진 패턴 자체와 동일하게 구현할 수도 있고, 별도의 매핑 테이블을 참조하는 과정을 거쳐 휴대단말기로부터 전해진 패턴과는 다른 진동 패턴 또는 발광 패턴을 발현할 수도 있음은 물론이다.

도 8은 본 발명의 휴대단말기와 착신 알림 장치 사이의 음파통신 방법에서 로드된 코딩 규칙에 의한 데이터 인코딩 및 디코딩 과정을 나타낸다.

코딩 규칙은 원래의 디지털 데이터를 변환하고 음파로 인코딩하여 송신하고 수신한 음파를 디코딩하여 원래의 디지털 데이터를 복원하는 일련의 규칙을 의미하며, 디지털 데이터와 음파를 연관지우는 각종 정보를 포함하는 매핑 테이블 생성 및 가변 정보에 의하여 결정된다. 코딩 규칙에는 디지털 데이터와 음파의 특성값(주파수, 진폭, 위상)을 대응시키는 매핑테이블과, 상기 매핑테이블의 생성 및 가변 정보, 음파 단위시간, 데이터 프레임 구조 정보, 음량 수준, 마이크 감도 등이 포함된다. 상기 매핑테이블에서 디지털 데이터에 대응시키는 음파의 특성값이 음파 주파수라면 FSK, 위상이라면 PSK(Phase Shift Keying), 진폭이라면 ASK 데이터 변조의 성격을 갖는다. 특성값을 주파수, 위상, 진폭의 조합으로 하면 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)등과 같은 복합 변조 성격을 갖는다. 또한, 코딩규칙에는 휴대단말기와 착신 알림 장치 사이의 데이터 송수신 시각을 동기화시 키기 위한 시각 동기화, 동일음높이가 연속으로 송신되는 상황을 방지하기 위한 동일음 연속 회피 규칙, 암호화 규칙 등이 포함된다.

도 8a는 코딩 규칙에 의한 인코딩, 도 8b는 디코딩 과정이다. 본 발명의 음파통신 대상 시스템은 간섭에 강인하고 보안성이 높은 통신을 지속적으로 요구하기 때문에, 인코딩 및 디코딩을 위해 매핑테이블을 비롯한 코딩규칙을 생성하고 로드하는 단계(800)는, 음파의 각 특성값과 디지털 데이터를 소정의 매핑테이블 생성 및 가변 정보에 따라 대응시킨 하나 이상의 매핑 테이블을 생성하고, 다른 휴대단말기 및 착신 알림 장치와 구별되어 상호 연결될 휴대단말기와 착신 알림 장치 사이에만 이용될 특정 매핑 테이블을 선정하고 로드한다. 단계(800)에서 상기 매핑테이블을 비롯한 코딩규칙을 생성하고 로드하면, 통신시 단계(801~803)를 통해 인코딩하고 단계(811~813)를 통해 디코딩한다. 도 8a의 코딩 규칙에 의한 인코딩은 전송하고자 하는 디지털 데이터를 설정된 디지털 데이터 단위로 구분하는 단계(801), 각 디지털 데이터 단위 비트열에 대하여 상기 매핑테이블에 대응하는 음파의 특성값(주파수, 진폭, 위상)의 열로 변환하는 단계(802), 각 음파 특성값을 가진 합성 음파로 생성하여 송신하는 단계(803)로 이루어진다. 도8b의 로드된 코딩 규칙에 의한 디코딩은 수신한 음파로부터 음파 특성값을 추출하여(811), 추출된 각 음파 특성값을 매핑테이블에 대응하는 디지털 데이터 단위 비트열로 구성하는 단계(812), 상기 데이터 단위 비트열을 디지털 데이터로 구성하여 복원하는 단계(813)로 이루어진다.

도 9는 코딩 규칙 중의　디지털 데이터에 대응하여 변환되는 음파의 특성값 이 각각 음파 주파수, 진폭, 위상인 매핑테이블의 일 실시예를 나타낸 도면이다.　 도 9a는 상기 특성값이 음파 주파수인 FSK 변조 중에서 BFSK 실시예로서 비트 0, 1에 음파의 두 주파수 f1, f2 을 대응시켜 변환한다. 도 9b는 특성값이 음파 진폭인 ASK 변조 실시예이고, 도 9c는 특성값이 음파 위상인 PSK 변조 중에서 QFSK(Quadrature Phase Shift Keying) 실시예로서, 데이터 단위 비트열 “00”에 위상 “0”, 비트열 “01”에 위상 “π/2”,　 비트열 “10”에 위상 “3π/2”, 비트열 “11”에 위상 “π”를 대응시켜 변환한다.

도 10은 코딩 규칙 중의 디지털 데이터에 대응하여 변환되는 음파의 특성값이 FSK 변조의 일종인 MFSK(M-ary Frequency Shift Keying) 변조 주파수로 구성되는 매핑테이블의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 바람직하게는 MFSK에서 사용하는 주파수음을 음악의 음높이로 한다. 도 10은 디지털 데이터를 단음 음높이 열로 변환하기 위한 매핑 테이블의 일례를 나타낸다. 음파의 각 음정(주파수)과 디지털 데이터를 소정의 규칙에 매핑함으로써, 음파를 이용한 디지털 데이터 전송을 수행함을 알 수 있다. 다른 실시예에서는 디지털 데이터를 2개의 음높이로 이루어진 음높이 조합의 열로 변환하기 위한 매핑 테이블을 마련할 수 있다.

그런데, 휴대단말기가 외부의 다양한 실세계 환경에서 본 발명에 따르는 음파통신을 시도할 경우, 주변의 잡음 등에 의한 교란에 의한 통신 에러가 발생할 가능성이 있다. 따라서 본 발명에서는 코딩 규칙에 음파통신의 적절성을 담보하기 위한 방법을 추가로 제시한다.

도 11은 본 발명의 코딩 규칙 결정 및 음파통신 수준 설정에 영향을 끼치는 4요소를 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이, 4요소에는 사용자의 요구사항, 주위 환경, 휴대단말기 성능, 착신 알림 장치 성능이 있다. 상기 4요소를 모두 고려함으로써 상황에 적응하는 적절한 코딩 규칙을 결정하고 효율적인 음파통신을 구현할 수 있다.

상기 4요소 중 사용자의 요구사항 중에는 조용함, 저전력, 간섭 방지, 보안, 통신 속도, 저비용 요구 등이 있다. 조용함 요구 정도는 주위상황에 크게 영향을 받는다. 주위 음향이 조용한 곳이라도 사람들이 없다면 조용함 요구는 낮을 것이고, 사람들이 많아도 주위가 시끄러우면 조용함 요구는 낮다. 또한 사용 장소의 성격에 따라 다르다. 간섭 방지 요구, 보안 요구, 통신 속도 요구는 착신 알림의 성격에 의존한다. 각 요구사항 사이에는 트레이드 오프(trade-off) 관계가 존재하는 데, 이를테면 저전력 요구는 간섭방지 요구, 보안요구, 통신속도 요구에 제한을 받는다.

상기 4요소 중 주위 환경에는 주위 음향 환경, 주위 음파통신 사용자수, 원거리 통신 환경 등이 있다. 휴대단말기는 매우 다양한 환경에서 사용되므로 주위 환경에 대한 고려가 중요해진다. 주위 음향이 시끄럽거나 악의적인 훼방꾼이 교란 음파를 내고 있을 경우나 주위가 매우 조용할 경우 등 중요한 주위 음파 환경이 존재한다. 주위 음파통신 사용자수는 가까운 거리에서 근거리 음파통신을 사용하는 사용자수를 의미하며 상기 사용자수가 많아질수록 음파간섭이 심해지므로 각별한 고려가 필요하다. 일 실시예에서는 마이크로 주위 음파를 센싱하고 단말기 자신이 내는 음파까지 센싱해보아 주위 환경을 파악한다.

상기 4요소 중 휴대단말기 성능, 착신 알림 장치 성능에는 두 기기의 음원칩 등의 오디오부 성능, 음파 주파수 범위, 스테레오 능력, 기기의 프로세싱/메모리 능력, 다른 근거리 통신 기능의 보유 여부(유선, 블루투스, 지그비, IRDA 등), 원거리 통신 능력 등이 있다.

도 12는 휴대단말기와 착신알림장치 사이의 근거리 음파통신 연결 과정을 도시한 흐름도이다.

휴대단말기와 착신알림장치 사이의 근거리 음파통신 연결 과정에서, 번거로운 별도 휴대단말기의 추가 구매 및 설치없이 이미 보유하고 있는 휴대단말기를 사용하여 휴대단말기와 착신알림장치 사이의 음파통신 시스템을 구축하고, 사용자 휴대단말기와 착신알림장치 성능에 따라 다른 상황의 음파통신과 다양한 주위 음향상황에 적응할 수 있는 적응적 음파통신 시스템을 제공하며, 전송의 신뢰성을 보장하기 위한 간섭 방지 및 보안 음파통신 시스템을 제공하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 음파통신 연결시 코딩 규칙 및/또는 음파통신 수준을 전송한다.

음파통신 수준은 음파통신의 전송속도, 음파 음량, 화음수 등과 같은 정도를 단계적인 수준으로 정의하여 코딩 규칙을 수준별로 구분하고 적절한 코딩 규칙을 생성할 수 있도록 도와 음파통신 연결을 효율적으로 할 수 있도록 만든다.

도 12의 단계(1201)는 음파통신 수준을 설정하는 단계이고, 단계(1202)는 설정된 음파통신 수준에 따라 통신에 참여하는 두 장치인 휴대단말기 또는 착신알림장치가 그에 부합하는 코딩규칙을 생성하여 상대 착신알림장치 또는 휴대단말기에게 전송하는 단계이고, 단계(1203)는 상기에서 생성 또는 전송된 코딩 규칙을 각자 의 장치에서 로드하여 상기 규칙에 따라 음파통신을 연결하는 단계이다. 물론 음파통신 수준 개념을 정의하지 않고 단계(1201)를 생략하며 통신에 참여하는 장치중 하나 또는 그 이상이 코딩 규칙을 생성하고 전송할 수 있다. 각 장치는 생성하고 전송된 코딩 규칙에 의해 음파통신을 연결한다.

다른 실시예에서는 음파통신 수준을 설정하고 수준에 따라 통신에 참여하는 두 장치인 휴대단말기 또는 착신알림장치가 코딩규칙을 생성하여 전송을 하지 않고 각 장치가 생성한 코딩 규칙으로 음파통신을 연결한다. 또 다른 실시예에서는 음파통신 수준을 설정하고 통신에 참여하는 장치중 하나 또는 그 이상이 코딩규칙을 생성한 후에 전송한다. 생성하고 전송된 코딩 규칙에 의해 음파통신을 연결한다.

보다 상세히 설명하면, 음파통신 수준을 설정하는 단계(1201)에서는, 상기 코딩 규칙 결정 및 음파통신 수준 설정에 영향을 끼치는 4요소를 고려하여 현재 상황에 적합한 음파통신 수준을 결정한다. 일실시예에서는 휴대단말기 또는 착신알림장치 가운데 한 장치가 음파통신 수준을 결정하고 상대 장치에 통보한다. 다른 실시예는 추천, 협상, 확정 과정을 거쳐 수준을 설정한다.

추천과정에서는 음파통신 수준의 추천 우선순위를 휴대단말기가 자동으로 혹은 사용자가 수동 설정하여 착신 알림 장치에게 추천한다. 그 역도 가능하다. 이후에 추천한 수준으로 협상하고 수준을 확정한다. 상기 협상은 기설정된 디폴트 음파통신으로 자동적으로 수준 협상을 할 수 있다. 추천과정에서 휴대단말기 또는 착신알림장치는 사용자의 요구사항, 주위 상황, 장치 성능을 고려하여 수동 혹은 자동 선택으로 단수 혹은 복수의 수준을 우선순위와 함께 추천한다.

협상과정에서는 일례로 휴대단말기 또는 착신알림장치 가운데 하나의 장치가 추천한 음파통신 수준 가운데에서 상대 장치가 상기 4요소를 고려 평가하여 적합한 수준을 정한 후 협상을 하여 결정할 수 있다. 예를들어 상대 장치의 성능이 추천 1순위와 2순위를 따를 수 없고 3순위 이하에서 따를 수 있다면 3순위로 추천된 수준으로 결정된다. 다른 예에서는 통신에 참여하는 장치 각각이 우선순위를 갖는 음파통신 수준을 추천하고 이를 비교 및 협상하여 결정한다. 상기 협상은 디폴트 음파통신, 다른 근거리 통신 등으로 행하거나 사용자의 판단에 따른 장치 직접입력으로 대치한다.

다른 실시예에서는 통신하는 두 장치가 음파통신 수준을 달리한다. A, B 장치가 음파통신 할 때 A, B 장치 성능이 허락한다면 A->B 통신은 임의의 수준 g로 B->A 통신은 수준 h로 할 수 있다.

단계(1201)에서 음파통신 수준이 설정되면, 단계(1202)에서는 코딩 규칙 생성 및 전송을 한다. 만약 음파통신 수준 개념을 정의하지 않았거나 사실상 하나의 음파통신 수준으로 통신한다고 하면 단계(1202)부터 시작한다. 하나의 음파통신 수준에서도 다양한 코딩 규칙이 존재하고 그 가운데서 현재 시점의 코딩 규칙이 생성된다.

예를 들어 조용함, 저전력과 간섭 방지 및 보안 등을 고려하여 중간 수준의 전송속도, 중급 간섭 방지와 저음량 수준으로 음파통신 수준을 결정하였다면, 그 수준과 부합하는 여러가지 형태의 코딩 규칙이 가능하다. 가능한 매핑테이블 형태 중에 하나를 결정하고, 상기 매핑테이블의 생성 정보 및 가변 정보, 음파 단위시 간, 데이터 프레임 구조 등의 코딩 규칙을 결정한다. 또한 필요시 데이터 송수신 시각을 동기화시키기 위한 시각 동기 정보, 동일음높이가 연속으로 송신되는 상황을 방지하기 위한 동일음 연속 회피 규칙, 암호화 규칙 등을 결정하면 코딩 규칙이 생성된다. 상기 코딩 규칙 결정은 수동 혹은 자동으로 결정되어 생성된다.

일 실시예에서는 음파통신 수준에 따라 각 장치가 코딩규칙을 생성하고 전송을 하지는 않는다. 다른 실시예에서는 생성된 코딩 규칙은 전송할 수 있다. 전송시 매핑테이블은 매핑테이블 자체를 전송할 수 있고, 상대 장치도 매핑테이블 생성에 관한 로직이나 매핑테이블을 미리 보유하고 있을 때 매핑테이블 생성 정보나 인덱스 정보, 매핑테이블 가변 정보 등을 전송할 수 있다.

일 실시예에서는 코딩 규칙 전송 단계에 있어서도 코딩 규칙에 대한 협상이 있을 수 있다. 만약 음파통신 수준 개념을 정의하지 않았거나 하나의 음파통신 수준으로 통신한다면 코딩 규칙을 전송하고 전송된 코딩 규칙에 대한 협상이 마치 단계(1201)의 음파통신 수준 협상처럼 진행될 수 있다.

단계(1203)는 상기에서 생성 또는 전송된 코딩 규칙을 각 장치에서 로드하여 상기 규칙에 따라 음파통신을 연결하는 단계이다. 음파통신이 연결되면 착신 알림 기능이 작동하는 상태가 된다(1204).

도 13은 본 발명의 음파통신 수준을 선택하기 위한 메뉴 구성 실시예를 도시한다.

음파통신 수준을 수동으로 설정하는 선택 메뉴는 다양한 형태로 구성이 가능하다. 도13은 통신의 조용함 수준과 통신시 데이터 신뢰도 수준을 중요시한 실시예 를 보여준다. 이때 사용자는 단계적으로 메뉴 항목을 선택한다.

통신의 조용함 수준은 일례로 도 13a와 같이 S(Silent,조용함), G(Gentle,약간 조용함), U(Usual,보통), P(Powerful,강한 음향)등으로 표현하고 사용자는 이들 중에서 선택한다. 조용한 통신이라고 반드시 음량이 작은 것은 아니다. 초음파 대역의 주파수음을 데이터 전송에 사용하거나 주위의 음향 상태에 따라 적절한 음파를 발생시킨다.

조용함 수준에서 약간 조용한 수준(수준 G)을 선택하면 다음에는 통신시 데이터 신뢰도 수준 선택 메뉴를 표시한다. 데이터 신뢰도는 일례로 도 13b와 같이 E(Excellent, 최고신뢰도이며 상대적 고전력소모), H(High, 고신뢰도이며 상대적 중전력), M(Medium, 중급신뢰도이며 상대적 저전력) 수준으로 구분하여 표현하고 사용자가 선택한다. 신뢰도가 높을수록 다양한 간섭 방지 기술을 사용하고 데이터 전송 에러 체크를 엄격히 한다.

신뢰도 수준에서 고신뢰도 수준(수준 H)을 선택하면 다음에는 GH 수준 중에 자기 장치 성능으로 감당이 가능한 수준들이 표시된다. 도 13의 예에서는 GH3, GH4, GH5 수준이 표시되었다. 표시된 수준에서 사용자가 선택을 하면 처음 선택된 수준부터 1순위로 하여 여러 개의 수준이 추천이 된다. 1순위만 선택해도 기설정한 우선순위에 따라 자동으로 순위가 매겨져 추천된다. 우선순위와 함께 추천된 수준은 협상을 통해 확정한다.

협상과정에서는 일례로 한 장치가 추천한 음파통신 수준 가운데에서 상대 장치가 상기 4요소를 고려 평가하여 적합한 수준을 선택하여 결정한다. 만약 상대 가 적합한 수준이 없다면 다른 수준을 재추천하도록 유도한다. 이런 과정을 통해 협상하여 확정한다. 다른 예에서는 통신에 참여하는 장치 각각이 우선순위를 갖는 음파통신 수준을 추천하고 이를 비교 및 협상하여 결정한다. 합의된 수준이 없다면 각각이 다른 수준을 재추천한다. 상기 협상은 장치간 디폴트 음파통신, 다른 근거리 통신으로 행하거나, 사용자의 판단에 따른 각 장치 직접입력으로 한다.

사용자가 음파통신 수준을 수동으로 설정하지 않으면 자동으로 설정된다. 상기 수동 설정에서도 메뉴로 사용자가 선택하는 과정을 제외하면 많은 부분이 자동으로 설정된다. 자동설정은 기설정되었거나 변경가능한 우선순위(priority)에 따라 설정된다. 일례로 상기 우선순위는 비용, 조용함, 전력소모, 간섭방지, 보안, 통신속도 순으로 설정된다.

자동 설정에서 협상은 디폴트 음파통신, 다른 근거리 통신 등으로 행한다. 디폴트 음파통신 실시예에서는 일반적으로 거의 모든 음파통신 장치가 가능한 저수준 디폴트 음파통신을 무조건 시도하여 상대 장치와 교신한 후에, 향후에 연결할 음파통신 수준을 자동으로 설정한다. 두 음파통신 장치간 수준 협상단계에서는 일례로 하나의 장치가 수준에 대한 우선순위를 제시해 두 장치가 자동 타협하여 통신 수준을 맞춘다.

도 14는 본 발명에서 근거리 음파통신 데이터 패킷 프레임 포맷의 일 실시예를 도시한다. 동기화를 위한 Preamble과 프레임 시작을 나타내는 SFD(Start of frame delimiter), FL(Frame Length), 목적지(목적지 장치) 주소 또는 ID와 발신지(발신지 장치) 주소 또는 ID, 데이터, 전송 에러 체크를 위한 FCS (Frame Check Sequence)로 이루어진다. 실시예에 따라 목적지 주소/ID와 발신지 주소/ID 가운데 하나를 생략할 수 도 있다. 도 14는 일 실시예일 뿐이며 데이터 패킷 포맷은 프로토콜 계층에 따라 체계적으로 구성되도록 한다.

일 실시예에서는 훼방꾼이 사용자 장치로 위장하여 의도적인 간섭신호를 발신하는 것을 배제할 수 있도록 암호화 통신한다. 암호화 규칙은 코딩 규칙의 일부이다. 훼방꾼이 자신의 주소를 사용자 장치 주소/ID로 위장한 간섭신호를 발생시키면, 상기 주소/ID를 갖는 사용자 장치가 상기 간섭신호를 받은 후에 자신이 발신한 게 아니라면 이 사실을 상대 장치에게 알린다. 다른 방법으로서, 훼방꾼이 사용자의 주소/ID와 코딩 규칙을 알아내어 간섭 신호를 보낸다면, 간섭 신호를 해독하고 간섭 신호의 발생이 현재상황에서 불가능한 상황의 발생이면 이걸로 간섭신호인지 유효신호인지를 구분하게 된다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에서 2개의 주파수음 조합을 이용하는 매핑 규칙과 불허 주파수음, 무의미 주파수음 적용 방법(E2음을 불허 주파수음, F2#음을 무의미 주파수음으로 예시함)을 나타내는 도면이다. 본 발명의 불허 주파수음, 무의미 주파수음 개념은 도 15와 같이 MFSK를 이용하는 매핑테이블에 적용될 뿐만 아니라 BFSK, PSK, ASK, QAM 등 다른 변조 방식을 이용할 경우에도 동일 혹은 유사하게 적용된다.　

음파통신은 주위의 잡음이나 의도적인 간섭 음파에 대한 강인함과 보안이 요구된다. 의도적인 침해자는 교란 음파를 발생시키는 방해자와 몰래 엿들어 정보를 빼가는 염탐자로 구분한다. 간섭을 방지하고 보안을 위하여 본 발명에서 정의하는 데이터 주파수음 혹은 허용 주파수음이란 실제 데이터를 의미하는 주파수음(음높이)이다. 불허 주파수음이란 현재의 코딩 규칙의 데이터 전송에서 제외된 주파수로 해당 음파통신 참여 장치는 이 주파수의 음파를 발생시키지 않는다. 만약 불허 주파수 근처의 음이 수신되면 잡음이거나 누군가 방해자가 있다는 뜻이다. 무의미 주파수음이란 현재의 코딩 규칙의 데이터 전송에서 제외된 주파수로 일부러 의미없는 이 주파수의 음파를 발생시켜 염탐자를 혼란시킨다. 데이터주파수음, 불허 주파수음과 무의미 주파수음을 통틀어 사용주파수음으로 정의한다. 반드시 음악에서 정한 음높이 주파수만을 사용 주파수음으로 선택할 필요는 없다. BFSK에서 간단한 실시예를 들면 f1, f2 주파수음을 데이터 주파수음으로 f3 주파수음을 무의미 주파수음으로 하여 송신시 세 주파수의 음파를 방출한다. 본 발명의 일 실시예에서는 데이터 주파수음, 불허 주파수음과 무의미 주파수음으로 매핑테이블을 구성한다. 불허 주파수음 및 무의미 주파수음을 데이터 주파수음내에 어떤 식으로 배치할 것인지는 매핑테이블 생성 및 가변 정보에 의하여 결정될 수 있다.

도 15에서 데이터 주파수음, 불허 주파수음과 무의미 주파수음을 도시한다. E2음을 불허 주파수음, F2#음을 무의미 주파수음으로 예시하고 나머지 테이블의 음이 데이터 주파수음이다. 2개의 주파수음 조합으로 디지털 데이터와 음파 사이에 매핑테이블을 구성하는 데, 배음관계로 제외된 조합은 X 표시하고 조합중에 불허 주파수음이 들어가면 NA, 무의미 주파수음이 들어가면 NM으로 표시한다. 이와 같은 매핑테이블에 근거하여 데이터를 음파로 전송하며 무의미 주파수음으로 염탐자를 혼란시키고 불허 주파수음을 센싱하여 방해자가 있는 지 조사한다.

본 발명의 일 실시예에서는 매핑테이블을 가변함으로써 간섭에 강인하고 보안이 확보된 음파통신 시스템을 구축한다. 매핑테이블 가변은 데이터 주파수음, 불허 주파수음 또는 무의미 주파수음의 가변을 포함하며, 매핑 테이블 생성 및 가변 정보에 기입된 정보에 따라 매핑 테이블을 가변한다. 일례로 도 9a의 BFSK 이용시 주파수음 f1, f2를 시간에 따라 가변함으로써 매핑테이블을 가변한다. 음파의 주파수 가변 외에 진폭, 위상의 가변도 포함한다. 상기 가변은 시간에 따라 가변할 수 있다. 매핑테이블을 시간 혹은 순서에 따라 가변하면 특정 시간 혹은 순서에서 각기 다른 매핑테이블을 갖고 데이터를 인코딩, 디코딩하게 된다. 특정 시간 혹은 순서에서 매핑테이블을 정확하게 알지 못하는 방해자나 염탐자는 음파통신을 교란시키거나 음파통신 중인 데이터를 해독하기 어렵다.

본 발명의 일 실시예에서는 간섭에 강인한 전송 및 전송 에러 방지를 위해 동일 음높이가 특정 시간 이상 연속으로 수신되지 않도록 동일 주파수음 회피 규칙을 생성하여 코딩 규칙 생성에 포함시킨다. 일례로 기설정된 시간 이상 연속으로 동일 음높이음을 발신해야 한다면 데이터로서 의미가 없는 다른 주파수음을 삽입한다.

본 발명의 일 실시예에서는 주위의 다른 음파통신 그룹과 구별하기 위해 각 참여 장치의 송신 음량을 제한하고 각 참여 장치들은 합의한 음량 범위 내의 음파 강도만 신호로 인정하고 읽는다.

본 발명의 일 실시예에서는 음파통신 송신시, 송신 전에 주위음파를 수신해 보거나 송신시 스스로 피드백 수신해 보아서 송신 음파 신호에 위협적인 잡음 또는 교란 음파가 있는 지 검사한다. 음파통신 참여 장치가 송신 전에 주위음파를 수신해 보아 음파통신에 사용하는 주파수로 교란음파나 잡음이 심하면 송신을 대기한다. 다른 예로는 송신시 음파를 스스로 피드백 수신해 보아서, 교란음 및/또는 간섭음이 포함된 정도를 판단하고 판단 결과에 따라 데이터 재송신 여부를 결정한다. 송신 장치는 현재의 응용에서 스피커와 마이크의 음량이 적당한 지 판정하여 조정하는 단계를 추가한다. 만약, 음량 조정으로 해결할 수 없는 위협적인 교란 음파가 있다면 교란 음파의 주파수음 근처음을 불허 또는 무의미 주파수음으로 하는 등으로 매핑테이블을 가변한다. 이렇게 하여 잡음/교란 주파수 외의 주파수 영역의 음파로 통신한다.

소리는 전파와는 달리 사람이 들을 수 있으므로 사용자가 잡음 및 간섭 음파의 존재를 귀로 느낄 수 있는 장점이 있다. 일례로 지속적인 간섭 음파가 존재하면 사용자는 다른 주파수음을 이용한 통신을 결정하여 유저인터페이스에서 매핑테이블 가변 등으로 보정한다. 다른 예로 장치는 구별하기 어려워도 사람 귀는 구별할 수 있는 음색, 발음기호 등의 정보를 이용하여 코딩 규칙에 포함시킨다. 예를 들어, 발신하는 주파수음에 "가"나 "라"등의 음색, 발음 정보를 넣고 발신하면 수신 장치는 단지 주파수만 인식하지만 사용자는 "가"인지 "라"인지 등의 음색, 발음 정보까지 인식한다. 따라서 동일 주파수음의 간섭음이 주위에서 발생해도 음색, 발음 정보의 차이로 사용자는 간섭을 인지하여 대응할 수 있다.

한편 사용자외 주위 사람들의 거부감을 최소로 하는 음파통신이 요구된다. 일례는 매핑테이블 선정 및 음파 발신시 사람이 좋아하는 화음을 사용한다. 또는 화음을 쓸 때 실제 데이터가 아닌 무의미 주파수음을 많이 사용하여 화음을 첨가한다. 또는 사람 귀로 듣기에 좋은 멜로디/화음으로 발신한다. 또는 백색잡음을 기본적으로 내면서 음파통신을 하여 주위사람들이 거슬리지 않는 백색잡음으로 들리게 한다. 또는 주위의 음향을 센싱하고 그에 따라 사람이 즐거움 또는 편안함을 느낄 수 있는 적절한 음파를 발생시킨다. 또는 조용한 통신을 위해서 전체적인 음색이 물흐르는 소리나 비내리는 소리 등 자연의 소리를 닮은 음파로 통신한다. 또는 조용한 통신을 위해서 초음파 또는 초음파에 근접한 대역의 주파수음을 데이터 주파수음 및 무의미 주파수음으로 하여 통신한다.

도 16은 본 발명에서 저전력 음파통신을 위한 송수신 시각 동기화를 나타내는 도면이다.

착신알림 작동중에는 음파통신을 계속해야 한다. 음파통신 엔진을 계속 실행시키면 CPU 부담이 크고 배터리 소모가 크다. 음파통신 수신부는 송신 장치가 음파 신호를 전송하지 않아도 전송 여부를 알기 어려우므로, 계속 음파를 읽어 음파 주파수 검출 등의 처리를 지속해야 한다. 본 발명의 일 실시예에서는 장치 자원낭비와 전력낭비를 줄이기 위해 송수신 시각 동기화 방법을 제공한다. 상기 송수신 시각 동기화 규칙은 코딩 규칙의 일부로서 코딩 규칙 전송시 전송한다. 송수신 시각 동기화 규칙을 공유하고 있는 통신 당사자 장치는 도 16과 같이 통신한다. 도 16에서 t(k-1),t(k),t(k+1),은 송수신 시작 시각을 의미하며, d(k-1), d(k),은 시작 시간 간격이고, S(k-1),S(k),S(k+1),은 송수신 작동 시간이다. 통신 당사자 장치는 서로 시각 동기를 맞춘다. 시각 동기는 장치 내장 타이머를 이용해 맞출 수 있다. 통신 당사자 장치는 정해진 송수신 시각 t(k)부터 S(k) 시간 동안만 송수신하고 나머지 시간에는 송수신 작동을 쉬어 장치 자원낭비와 전력낭비를 줄인다. 통신 당사자 장치는 그림에서 E(i)시간에 송신 요구가 발생해도 최소한 다음 송수신 시작 시각t(k)까지 기다려 송신해야 한다.

이상에서 음파를 이용한 데이터통신을 적용하여 휴대단말기와 착신알림장치와의 음파통신을 할 경우에 요구되는 사항에 대하여 설명하였다. 그런데, 착신알림 서비스에 있어서는 데이터 량이나 보안 등의 요구가 크지 않기 때문에 전술한 바와 같은 고도의 데이터통신 방식을 적용하지 않아도 무방할 수 있다.

즉, 착신시 특유의 패턴을 가지는 일정한 주파수 대역의 음파를 휴대단말기가 송출하고 착신알림장치는 이를 인지하고 모터나 발광수단, 스피커 등을 구동할 수 있는 전자회로(아날로그 회로 또는 디지털 회로 포함)를 구비하는 단순한 구성으로도 착신알림 서비스를 구현할 수 있으며 이러한 구성 역시 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 물론이다.

도 17은 본 발명의 음파통신을 이용한 휴대단말기 이격 통보 및 분실 방지 방법을 도시한 흐름도이다.

본 발명의 일 실시예에서는 음파통신 착신알림장치를 이용하여 착신 알림 기능 외에 휴대단말기 이격 통보 및 분실 방지 방법을 제공한다. 휴대단말기 이격 통보를 위해, 연결된 한 쌍의 휴대단말기와 착신알림장치는 각각 착신 알림 신호 외에 위치 알림 신호를 송신하고 수신한다. 일례로 소정 간격(예컨대 5초 단위)으로 주기적으로 휴대단말기가 착신알림장치로 위치 알림 신호를 보내고 착신알림장치는 소정 시간 이상 상기 위치 알림 신호가 수신되지 않거나 수신된 위치 알림 신호의 음량이 소정 기준 이하로 감소되는 경우, 두 장치가 일정 거리 이상 멀어지고 있다고 판단하여 사용자에게 분실 또는 이격 통보를 한다. 상기 이격 통보는 휴대단말기가 통보하던지 착신알림장치가 통보할 수 있고, 또는 두 장치가 모두 통보할 수 있으며, 소리, 진동, 발광 등의 방법으로 사용자에게 알린다. 다른 예에서는 착신알림장치의 스피커로 위치 알림 신호를 보내고 휴대단말기가 수신한다.

일 실시예에서는 위치 알림 신호의 송신을 도 16에서 도시한 착신 알림을 위한 송수신 작동 시간에 맞추어 한다. 즉 동기된 송수신 작동 시간에만 착신 알림 신호나 위치 알림 신호를 선택적으로 송수신하도록 하여 전력소모를 최소화한다.

(1701)단계는 이격 통보 기준을 마련하는 단계로서 이격 통보 기준은 상기 위치 알림 신호가 수신되지 않는 소정 시간이거나 수신된 위치 알림 신호의 음량 등이다. 이격 통보 기준은 각 장치에 입력 혹은 전송된다. 이어서 연결된 한 쌍의 휴대단말기와 착신알림장치는 위치 알림 신호를 송신하고 수신한다(1702). 이후에는 상기 위치 알림 신호의 미수신 시간이 이격 통보 기준을 초과하는지 비교하거나, 수신된 위치 알림 신호의 음량이 이격 통보 기준을 넘어설 정도로 작은 지 비교하게 된다(1703). 상기 비교에서 소정의 이격 통보 기준을 넘어서면 소리, 진동, 발광 등의 방법으로 사용자에게 알린다(1704). 상기 (1701)~(1704)단계는 휴대단말기 또는 착신알림장치에서 수행될 수 있다. 이격 통보 기준은 휴대단말기 또는 착신 알림 장치에 수신되는 음파신호의 특정 음량 수준이 될 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 기술하였다. 그러나, 전술한 실시예는 설명을 위한 예시로써 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 범위내의 다양한 변형과 변경이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여져야 할 것이다.

본 발명에 따르면 사용자가 휴대단말기를 교체하거나 별도의 송신장치를 추가하지 않고 현재 시중에서 사용중인 거의 모든 휴대단말기에서 소프트웨어 다운로드만으로 착신 알림 장치를 이용한 착신 알림 기능을 구현하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 음파통신을 이용하여 블루투스 등 RF 통신보다 저전력 통신으로 착신 알림이 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면 블루투스 등 근거리 RF 통신은 휴대단말기의 필수 요소가 아니므로 휴대단말기내에 추가적인 내부공간을 요구하지만 음파통신은 추가적인 내부공간이 필요없으므로 휴대단말기 소형화와 비용절감에 유리하다.

또한, 본 발명에 따르면 착신 알림 장치를 이용해 휴대단말기와 착신 알림 장치가 일정 거리 떨어지면 이를 통보함으로써 휴대단말기의 분실을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 통화를 요구하는 착신이 있을 때 사용자가 통화에 응할 수 없을 경우 그 상황을 발신측에 간단히 통보할 수 있는 착신 알림 장치를 제공할 수 있다.

Claims (17)

1. 휴대단말기의 착신 상태를 알려주는 착신 알림 시스템에 있어서,

   음파를 송출하는 스피커와, 착신시 상기 스피커에 소정 주파수의 음파신호를 송출하도록 지시하는 제어부를 포함하는 휴대단말기와,

   주변의 음파를 수신하는 마이크와, 상기 마이크에 수신된 음파를 해석하여 수신된 음파가 상기 휴대단말기의 스피커로부터 송출된 음파신호인지를 판별하고, 상기 스피커로부터 송출된 착신 알림 신호라고 판단할 경우 구동수단에 명령을 전달하는 처리부와, 상기 처리부의 명령에 따라 동작하는 구동기를 포함하는 착신 알림 장치

   를 포함하고,

   상기 휴대단말기의 상기 제어부는 음파와 데이터간의 매핑 테이블을 내장하고 이를 참조하여 송신 데이터를 그에 대응하는 음파로 변환하는 것을 특징으로 하는 착신 알림 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 휴대단말기로부터의 음파신호는 가족, 친구, 회사동료 등 미리 정해진 그룹의 식별정보, 미리 정해진 특정인의 식별정보 및/또는 상기 휴대단말기에 수신된 신호의 종류 또는 내용에 대한 식별정보를 포함하는 것인 착신 알림 시스템
3. 제2항에 있어서, 상기 착신 알림 장치는 상기 그룹별, 특정인별 및/또는 상기 휴대단말기에 수신된 신호의 종류 또는 내용에 대한 식별정보를 인식하여 상기 식별정보에 따라 각각 상이한 소정의 패턴으로 상기 구동기를 동작시키는 것인 착 신 알림 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 휴대단말기로부터의 음파신호는 가족, 친구, 회사동료 등 미리 정해진 그룹, 미리 정해진 특정인, 및/또는 상기 휴대단말기에 수신된 신호의 종류 또는 내용에 대한 식별정보에 따라 각각의 상이한 패턴의 음파를 송출하는 것인 착신 알림 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 착신 알림 장치는 상기 휴대단말기로부터의 음파신호 패턴에 따라 상기 구동기를 동작시키는 것인 착신 알림 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 구동기는 모터, 디스플레이 수단, 발성 수단을 포함하는 것인 착신 알림 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 소정 주파수는 15kHz 이상의 주파수인 것인 착신 알림 시스템.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서, 상기 처리부는 음파와 데이터간의 매핑 테이블을 내장하고 이를 참조하여 수신되는 음파가 상기 휴대단말기로부터 송출된 것인지를 판별하는 것인 착신 알림 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 처리부는 상기 휴대단말기로부터 송출된 음파를 수신하여 전달된 데이터를 판별하고, 그 데이터에 따라 상기 모터를 구동하도록, 상기 구동수단에 명령을 보내는 것인 착신 알림 시스템
11. 제1항에 있어서, 상기 스피커는 미리 정해진 시간 간격으로 주기적 또는 지속적으로 소정 음파신호를 송출하는 것이고,

    상기 착신 알림 장치의 상기 처리부는 미리 정해진 시간 간격에 상기 소정 음파신호를 판별하지 못한 경우 또는 음파신호의 세기가 소정 수준 이하로 떨어진 경우 경보신호를 발생하는 것인 착신 알림 시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 착신 알림 장치는 스피커를 더 포함하고, 상기 경보신호를 상기 스피커에서 발음되는 경보음으로 처리하는 것인 착신 알림 시스템.
13. 제1항에 있어서, 상기 착신 알림 장치는 스피커를 더 포함하고, 상기 스피커를 통하여 미리 정해진 시간 간격으로 주기적으로 또는 지속적으로 소정의 음파신호를 송출하는 것이고,

    상기 휴대단말기는 미리 정해진 시간 간격에 상기 소정 신호를 판별하지 못한 경우 또는 음파신호의 세기가 소정 수준 이하로 떨어진 경우 경보신호를 발생하는 것인 착신 알림 시스템.
14. 휴대단말기 및 이와 분리된 별개의 착신알림장치를 이용하여 휴대단말기의 착신을 알려주는 방법에 있어서,

    상기 휴대단말기가,

    기지국으로부터의 착신을 인지하는 단계와,

    착신을 인지한 경우, 알림 데이터를 생성한 후 음파와 데이터간의 매핑 테이블을 참조하여 상기 알림 데이터를 음파로 변환하고, 내장된 스피커를 통하여 소정 주파수 대역의 음파신호를 송출하는 단계와,

    상기 착신알림장치가,

    수신되는 음파 중 상기 휴대단말기로부터의 음파신호를 인지하는 단계와,

    상기 음파신호가 수신되었다고 판단한 경우, 매핑 테이블을 참조하여 알림 데이터를 추출하고 이에 따라 내장된 구동기를 통하여 사용자에게 휴대단말기의 착신 사실을 통지하는 단계

    를 포함하는 착신 알림 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 음파신호를 송출하는 단계는,

    상기 휴대단말기로 발신한 자가 가족, 친구, 회사동료 등 미리 정해진 그룹, 미리 정해진 특정인, 및/또는 상기 휴대단말기에 수신된 신호의 종류 또는 내용에 따라 각 경우별로 상이한 음파신호를 준비하는 단계와,

    상기 상이하게 준비된 음파신호를 송출하는 단계를 포함하는 것

    인 착신 알림 방법.
16. 제14항에 있어서,

    상기 휴대단말기가 자신의 존재를 알리는 소정의 음파신호를 내장된 스피커를 통해 미리 정해진 시간 간격으로 주기적 또는 지속적으로 소정 신호를 송출하는 단계와,

    상기 착신 알림 장치가 미리 정해진 시간 간격에 상기 소정 신호를 판별하지 못한 경우 또는 음파신호의 세기가 소정 수준 이하로 떨어진 경우 경보신호를 발생하는 단계

    를 더 포함하는 착신 알림 방법.
17. 제14항에 있어서,

    상기 착신 알림 장치가 자신의 존재를 알리는 소정의 음파신호를 내장된 스피커를 통해 미리 정해진 시간 간격으로 주기적 또는 지속적으로 소정 신호를 송출하는 단계와,

    상기 휴대단말기가 미리 정해진 시간 간격에 상기 소정 신호를 판별하지 못한 경우 또는 음파신호의 세기가 소정 수준 이하로 떨어진 경우 경보신호를 발생하는 단계

    를 더 포함하는 착신 알림 방법.

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