KR100927841B1 - 패킷망을 통해 음성통신이 가능하게 하는 음성통신방법 및그 방법을 사용하는 이동통신 단말기 - Google Patents

Abstract

별도의 인증절차 없이 패킷망을 통해 음성통신이 가능하게 하는 음성통신방법 및 그 방법을 사용하는 이동통신 단말기를 개시된다. 본 음성통신방법은, 발신자 단말기에서 통화자의 음성신호를 패킷에 최적화하여 압축한 패킷데이터를 생성하고, 생성된 패킷데이터를 패킷망을 통해 수신측 서버에 전송한다. 수신측 서버에서는 수신된 패킷데이터를 수신자 단말기에 전송하고, 수신자 단말기에서는, 수신된 패킷데이터로부터 통화자의 음성신호를 복원한다. 이러한 과정에 의해, 이동통신 단말기에서 별도의 인증절차 없이 패킷망을 통해 다른 단말기와 음성통신이 가능하게 된다.

패킷망, 이동통신 단말기, 음성통신, 인터넷, 패킷최적화압축

Description

패킷망을 통해 음성통신이 가능하게 하는 음성통신방법 및 그 방법을 사용하는 이동통신 단말기{Voice communication method capable of transmitting voice in packet network and mobile phone of using the same}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음성통신방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 VoWI폰간에 패킷망을 통한 음성통신방법의 설명에 제공되는 메시지 시퀸스 차트,

도 3은 본 발명의 일실시예 따른 음성통신방법에서 사용하는 패킷데이터의 구성을 설명하기 위한 도면, 그리고

도 4는 본 발명의 일실시예 따른 음성통신방법에 사용하는 패킷데이터의 효율을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 제1 VoWI폰 150 : 제1 접속서버

200 : 중계서버 250 : 제2 접속서버

300 : 제2 VoWI폰 350 : 이동통신 단말기

400 : 전화기 450 : VoWI PC

본 발명은 패킷망(Packet Netwok)을 통해 음성통신이 가능하게 하는 음성통신방법 및 그 방법을 사용하는 이동통신 단말기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통화자의 음성신호를 압축한 패킷데이터를 인터넷 등과 같은 패킷망을 통해 송수신하여 패킷망을 통해 음성통신이 가능하게 하는 음성통신방법 및 그 방법을 사용하는 이동통신 단말기에 관한 것이다.

일반적으로 음성통신은 공중전화망(PSTN : Public Switched Telephone Network)을 통해 이루어 진다. 공중전화망은 상용망과 국가 소유 모두를 포함하는 전세계적으로 연결된 음성 위주의 공중 전화망 집합을 의미하며, 전화가 발명된 초기 시대로부터 계속해서 발전해온 회선 교환 방식(circuit-switched)의 전화망 집합체이다. 공중전화망은 회선이 점유되는 회선 교환 방식을 사용하기 때문에 회선 사용료가 비싸므로, 공중전화망을 통해 음성통신의 하는 경우 통화거리에 따라 비용이 증가하게 된다.

이에 따라, 인터넷 사용자의 증가와 디지털 기술의 발달에 힘입어 인터넷폰(Internet Phone)이 등장하게 되었다. 인터넷폰은 기본적으로 통화자의 음성신호를 IP 데이터 패킷으로 변환하여, 인터넷과 같은 패킷망을 통해 상대방에게 전송하는 방식을 사용한다. 수신측에서는 수신된 패킷데이터를 아날로그 음성신호로 변환하여 가청음으로 출력하여, 음성통화가 가능하게 한다.

이러한 인터넷폰은 통화거리에 따라 비용이 증가하는 것이 아니므로, 장거리 통화나 국제 통화의 경우 공중전화망을 통한 음성통신방법에 비하여 비용절감의 효과를 낼 수 있다. 즉, 공중전화망은 인터넷과 관련하여 실제로 장거리 기반시설의 대부분을 제공하고 있으나, ISP(Internet Service Provider)라고 불리는 인터넷 서비스 제공자들은 장거리 전화회사들에게 비용을 지불하고 고속의 전용회선을 임차한 후, 패킷 교환 방식을 통해 많은 사용자들이 회선을 공유할 수 있도록 함으로써, 인터넷 사용자들 각자는 멀리 떨어져 있는 서버에 접근을 하더라도 별도의 시외 또는 국제 등, 장거리 전화요금을 내지 않아도 되도록 하고 있다. 따라서, 사용자들은 인터넷폰을 사용하는 경우, 기본적으로 월정액의 접속료 만을 지불하면 되고, 통화거리에 비례하여 비용이 증가하는 것이 아니므로, 장거리 통화나 국제 통화와 같은 경우 비용절감의 효과를 낼 수 있다.

그런데, 이와 같은 인터넷폰을 이용하기 위해서는, 사운드카드와 모뎀이 구비된 컴퓨터를 구비하여 여기에 인터넷폰 어플리케이션을 설치하거나, 아니면 전화기형의 인터넷폰을 별도로 구매하여 사용해야 한다. 또한, 일반적으로 인터넷폰을 이용하기 위해서는 인증절차가 필요하다. 예컨대, 가입자가 기존의 전화기를 이용하여 인터넷 전화 서비스 사업자의 콜 센터 혹은 게이트웨이에 전화를 걸어 연결이 되면, 자신의 아이디와 비밀번호를 전송하여 게이트웨이에서 서비스 사업자가 이를 인증하고 통화를 연결해준후 이에 대한 요금을 부과하는 방식이다. 사용자는 별도의 서비스에 가입을 하거나 기존 PSTN 전화이용요금에 인터넷전화 이용요금을 합산하여 지불하게 된다.

이와 함께, 종래의 인터넷폰은 원칙적으로 인터넷에 접속되어 있는 단말기간 에만 음성통신이 가능하며, 인터넷폰을 통해 이동통신 단말기 등과 음성통신을 하기 위해서는 이동통신 사업자가 제공하는 무선음성망 등을 이용해야 하므로, 이러한 경우에는 비용절감의 효과가 높지 않게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 이동통신 단말기에서 패킷망을 통해 음성통신이 가능하게 하는 음성통신방법 및 그 방법을 사용하는 이동통신 단말기를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음성통신방법은, 발신자 단말기에서 통화자의 음성신호를 압축하여 패킷데이터를 생성하는 단계, 상기 패킷데이터를 패킷망을 통해 수신측 서버에 전송하는 단계, 상기 수신측 서버에서 상기 패킷데이터를 수신자 단말기에 전송하는 단계, 및 상기 수신자 단말기에서, 수신된 패킷데이터로부터 상기 통화자의 음성신호를 복원하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 패킷데이터를 생성하는 단계는, 상기 통화자의 음성신호를 디지털신호로 변환하는 단계, 상기 디지털신호를 압축하여 스트림데이터를 생성하는 단계, 및상기 스트림데이터를 패킷단위로 나누어 상기 패킷데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 발신자 단말기는 이동통신 단말기인 것이 가능하며, 상기 수신측 서버에 전송하는 단계는, 상기 발신자 단말기에서 상기 패킷데이터를 상기 발신측 서버에 전송하는 단계, 및 상기 발신측 서버에서 상기 수신측 서버에 대한 접속정보를 중계서버에 조회하고, 조회된 접속정보에 따라 상기 패킷데이터를 상기 수신측 서버에 전송하는 단계를 포함하는 것이 가능하다.

상기 패킷데이터는, 유효한 음성데이터의 시작을 알리는 유효시작코드(VS), 상기 통화자의 음성신호에 대응하는 음성데이터, 상기 유효시작코드(VS)가 전송될때까지 무음구간이 지속됨을 나타내는 무음시작코드(MS), 대응되는 시간동안 무음구간이 지속됨을 나타내는 무음기간코드(Mn) 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 패킷데이터는, 기설정된 길이에 대응하는 시간동안 생성하여, 패킷데이터의 길이가 소정 크기를 초과하지 않도록 할 수 있다. 또한, 상기 발신자 단말기에서 상기 수신자 단말기가 상기 수신측 서버에 접속할 것을 요청하는 메시지를 SMS를 사용하여 전달하는 것이 가능하다.

본 발명에 다른 실시예 따른 무선통신방법은, 발신자 단말기에서 통화자의 음성신호를 압축하여 패킷데이터를 생성하는 단계, 상기 패킷데이터를 패킷망을 통해 수신측 서버에 전송하는 단계, 상기 수신측 서버에서 상기 패킷데이터로부터 상기 통화자의 음성신호를 복원하는 단계, 및 상기 복원된 음성신호를 수신자 단말기에 전송하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 복원된 음성신호는 공중전화망 및 이동통신망 중 어느 하나를 통해 상기 수신자 단말기에 전달되는 것이 가능하다.

한편, 본 발명에 따른 패킷망을 통해 음성통신이 가능한 이동통신 단말기는, 통화자의 음성신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호를 압축하여 스트림 데이터를 생성하는 스트림 생성부, 상기 스트림 데이터를 기설정된 패킷단위로 나누어 패킷데이터를 생성하는 패킷데이터 생성부, 및 상기 패킷데이터를 상기 패킷망에 접속된 서버에 전송하는 전송부를 포함한다. 바람직하게는, 상기 패킷단위로 상기 패킷데이터를 생성하기 위해, 대응되는 시간을 카운터하는 패킷타이머를 더 포함한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 일실시에 따른 음성통신방법에서는, 이동통신 단말기내에서 통화자의 음성신호를 패킷에 최적화하여 압축한 패킷데이터를 생성하여 전송한다. 이를 위해 이동통신 단말기내에는 통화자의 음성신호를 압축하여 패킷데이터를 생성하고, 생성한 패킷데이터를 전송하기 위한 음성압축 통신모듈을 구비한다. 음성압축 모듈은, 후술하는 PORE(Packet Optimized Runtime Encoding) 방식을 사용하여 패킷데이터를 생성하여, 통신 효율이 향상되도록 한다. 또한, 수신측에서는 내부의 음성압축 통신모듈를 통해 수신된 패킷데이터를 디코딩하여 음성신호를 추출하여 가청음으로 변환시키는 기능도 수행한다.

이와 같은, 음성압축 통신모듈은, 별도의 하드웨어 칩으로 설계하여 이동통신 단말기 내부에 설치하는 것이 가능하며, 이동통신 단말기의 성능에 따라 음성압축 모듈의 기능을 수행하는 응용프로그램을 다운 받아, 소프트웨어적으로 처리하는 것도 가능하다. 또한, 이동통신 단말기외에 PC와 같은 정보단말기에서 음성압축 모듈의 기능을 수행하는 응용프로그램을 설치하여 사용할 수도 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 음성압축 통신모듈을 구비한 이동통신 단말기를 'VoWI(Voice over Wireless Internet)폰'이라 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음성통신방법을 개략적으로 설명하기 위 한 도면이다. 본 실시예에서, 발신측의 제 VoWi폰(100)과 수신측의 제2 VoWI폰(300)간에 음성통신이 가능하다. 또한, 발신측의 제1 VoWI폰(100)과 수신측의 다른 단말기, 즉 일반적인 이동통신 단말기(350), 일반 전화기(400), 및 음성압축 통신 모듈을 구비한 VoWI PC(450)간의 음성통화도 가능하며, 그 반대로 발신측과 수신측이 바뀐 경우에도 음성통신이 가능하다.

도 1을 참조하면, 음성압축 통신모듈을 구비한 발신측의 제1 VoWI폰(100)은 무선패킷망(120)을 통해 발신측 서버인 제1 접속서버(150)에 접속되며, 제1 접속서버(150)는 인터넷(170)을 통해 중계서버(200), 및 수신측 서버인 제2 접속서버(250)에 접속된다. 음성압축 통신모듈을 구비한 수신측 제2 VoWI폰(300)은 무선패킷망(270)을 통해 제2 접속서버(250)에 접속된다. 음성압축 통신모듈을 구비하지 않은 일반적인 이동통신 단말기(350)는 통신사업자가 제공하는 무선음성망(270)을 통해 제2 접속서버(250)에 접속되며, 일반 전화기(400)는 유선음성망(370)을 통해 제2 접속서버(250)에 접속된다. 그리고, 음성압축 통신모듈을 구비한 VoWI PC(450)는 유선데이터망을 통해 제2 접속서버(250)에 접속된다.

이와 같은 구성에서, 발신측의 제1 VoWI폰(100)은 발신자의 음성신호를 압축하여 생성한 패킷데이터를 제1 접속서버(150)에 전송하고, 제1 접속서버(150)는 중계서버(200)로부터 조회한 접속정보에 따라 수신된 패킷데이터를 수신측 서버인 제2 접속서버(250)에 전송한다. 제2 접속서버(250)는 제1 접속서버(150)로부터 수신한 패킷데이터를 수신측인 제2 VoVI폰(300)에 전송하고, 제2 VoWI폰(300)은 수신한 패킷데이터를 디코딩하여 음성신호를 추출하고, 이 음성신호를 가청음으로 변환 한다. 제2 접속서버(250)는 수신된 패킷데이터를 일반적인 이동통신 단말기(350), 일반 전화기(400), 및 VoWI PC(450) 중 어느 하나에 전달하여, 제1 VoWI폰(100)과 다른 단말기와 음성통화도 가능하게 한다.

수신측의 제2 VoWI폰(300)은, 상기한 과정을 역으로 수행하여, 제1 VoWI폰(100)으로 패킷데이터를 전송할 수 있고, 이에 의해 제1 VoWI폰(100)과 제2 VoWI폰(300)간에 음성통화가 가능하게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 VoWi폰간에 음성통화방법을 설명하기 위한 메시지 시퀸스 차트이다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 제1 및 제2 VoWI폰(100, 300)간에 음성통신방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 발신자측의 제1 VoWI폰(100)은 통화를 원하는 수신측의 단말번호를 제1 접속서버(150)에 발송한다(S500). 제1 접속서버(150)는 인터넷(170)에 접속된 중계서버(200)에 수신측의 단말번호를 발송하여 접속정보를 조회하고(S510), 이에 응답하여 중계서버(200)는 제1 접속서버(150)에 접속정보를 전송한다(S520). 제1 접속서버(150)는 조회된 접속정보에 따라 제2 접속서버(250)에 제2 VoWI폰(300)과의 통화를 요구한다(S530).

제2 접속서버(250)는 통화를 요청한 발신자를 등록하고(S540), 제1 접속서버(150)에 통화시도 중임을 통보하고(S550), 제1 접속서버(150)는 이를 제1 VoWI폰(100)에 다시 전달한다(S580). 이에 따라 제1 VoWI폰(100)에는 통화연결음(Ring back tone)이 들리게 된다.

또한, 제2 접속서버(250)는 제2 VoWI폰(300)에 통화요구가 있음을 알리고(S560), 이에 따라 제2 VoWI폰(300)에는 벨이 울리게 되고(S570), 제2 VoWI폰(300)은 이에 응답하여 통화를 허락한다(S600). 이에 따라 제2 접속서버(250)는 제1 접속서버(150)에 통화가 가능함을 통보하고(S610), 제1 접속서버(150)는 다시 이를 제1 VoWI폰(100)에 전달한다. 제1 VoWI폰(100)은, 통화가 가능하게 되면, 통화자의 음성신호를 압축한 패킷데이터를 송수신하여, 제2 VoWI폰(300)과 통화가 가능하게 된다(S630, S640).

도 3은 본 발명의 일시시예 따른 음성통신방법에 사용되는 패킷데이터의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 도 3의 (a)는, 통화자의 음성신호를 디지털 신호로 변환한 후, 1차로 압축한 스트림 데이터의 일예를 나타낸다. 여기서, 음성데이터는 통화자의 음성신호에 대응하는 데이터가 존재하는 부분을 나타내고, 무음 데이터는 통화자의 통화중에 존재하는 무음 구간에 대응하는 데이터가 존재하는 부분을 나타낸다. 음성통화중에는 무음 구간이 존재하게 되므로, 통화자의 음성신호를 1차로 압축한 스트림 데이터에는 음성데이터 영역과 무음데이터 영역이 혼재하게 된다.

도 3의 (b)는, (a)와 같은 스트림 데이터를 설정된 패킷단위로 나누어 생성한 패킷데이터를 나타낸다. 여기서, 유효시작코드(VS)는 유효한 음성데이터가 시작됨을 나타낸다. 수신측에서 디코딩시에는 그대로 스트림에 삽입하면 된다. 무음시작코드(MS)는 이 코드 이후 유효시작코드(VS)가 전송될때까지 무음 구간임을 나타낸다. 수신측에서 디코딩시에는 대응되는 길이의 무음데이터 값으로 변환하여 스트림에 삽입한다.

패킷 타이머(Packet Timer)는, 설정된 패킷단위의 크기에 대응하는 패킷데이터가 생성될 수 있는 시간을 카운팅한다. 이에 따라, 설정된 패킷 길이를 초과하지 않는 패킷데이터를 생성할 수 있다. 즉, 패킷 타이머는 유효한 음성데이터가 연속되는 경우, 설정된 패킷 길이로 나누어 패킷데이터를 생성 및 송신하며, 무음 구간이 길어지더라도, 설정된 시간이 경과하면, 패킷에 유효한 음성데이터가 모두 저장되지 않더라고, 무음 시작 코드를 끝으로 하여 발신한다. 이는 통화가 끊기지 않고 자유스럽게 통화가 진행되도록 하기 위함이다.

상기한 과정에 의해, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 두개의 패킷 데이터가 생성된다. 수신측에서는 수신한 패킷데이터의 디코딩시 엔코딩 과정의 역순으로 코드를 해석하여 음성데이터를 추출한다.

도 3의 (c)는 통화자의 음성신호를 1차로 압축한 스트림 데이터의 다른 예이다. 이 경우는, (a)의 경우보다 무음 구간이 상대적으로 짧은 경우이며, (d)는 이러한 스트림 데이터를 패킷데이터로 변환한 결과를 나타낸다. 여기서, 무음구간코드(Mn)은 이 코드에서 설정된 기간만큼 무음 구간이 계속됨을 나타낸다. 디코딩시에는 대응되는 길이의 무음데이터로 치환하여 스트림에 삽입한다. 무음구간코드(Mn)는 무음 구간이 예측 가능한 기간내에 있을때 사용할 수 있다.

도 3에서 설명한 바와 같이, 통화자의 음성신호를 2단계의 압축과정을 통해, 무음데이터를 상대적으로 짧은 데이터량으로 처리할 수 있고, 이에 따라, 도 4에 도시한 바와 같이, 실제 음성신호와 관련된 데이터만을 전송할 수 있으므로, 음성통화를 위해 송수신되는 패킷량을 감소시켜, 통신효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 음성통신방법은, 도 1에 도시한 바와 같이, VoWI폰간에만 가능한 것이 아니라, 일반적인 이동통신 단말기, 일반 전화기, 및 VoWI PC간에도 가능하다. 이 경우, 수신측이 제2 접속서버(250)에 접속한 상태, 즉 인터넷과 같은 패킷망에 접속한 상태이면, 상기한 과정과 동일한 과정에 의해 통화를 시도하면 된다. 이와 달리, 수신측이 인터넷에 접속된 상태가 아니라면, 최초 연결시 SMS(Short Message Service)를 사용하여 해당 단말이 인터넷에 접속하도록 요청한 후, 상기한 과정에 의해 통화를 수행하면 된다.

또한, 수신측이 일반적인 이동통신 단말기이거나 일반 전화기인 경우, 제2 접속서버에서 해당 패킷데이터를 음성신호로 변환한 후, 이동통신망이나 공중전화망을 통해 해당 이동통신 단말기나 일반 전화기에 전달하여 통화가 가능하도록 할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 이동통신 단말기에서 패킷망을 통해 다른 단말과 음성통신이 가능하게 된다. 이에 따라, 이동통신 단말기의 이동성은 그대로 유지하면서, 국제 전화와 같이 음성통신 요금이 고가인 곳과 저렴하게 통화가 가능하게 된다.

따라서, 기존의 공중전화망을 통한 음성통신에 비해 저가로 운용이 가능하며, 인터넷이 가능하면 음성통신망이 설치되어 있지 않는 지역에서도 음성통신이 가능하게 된다. 그리고, 본 발명에 따르면, 통화자의 음성신호를 패킷에 최적화하여 효율적으로 압축할 수 있어, 통화에 필요한 패킷량을 감소시킬 수 있으므로, 전 체적인 통신효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (12)

1. 인터넷상의 발신측 서버에 무선패킷망을 통해 접속하는 발신측 이동통신단말기와, 인터넷상의 수신측 서버에 무선패킷망을 통해 접속하는 수신측 이동통신단말기 간의 음성통신방법에 있어서,

   (a) 상기 발신측 이동통신단말기에서 무선패킷망을 통해 상기 발신측 서버에 접속하여 상기 수신측 이동통신단말기와의 통화를 요청함으로써 인터넷을 통하여 상기 수신측 이동통신단말기와 통화 가능한 상태가 형성되는 단계;

   (b) 상기 발신측 이동통신단말기에서 통화자의 음성신호를 패킷데이터로 변환하는 단계;

   (c) 상기 발신측 이동통신단말기에서 상기 패킷데이터를 무선패킷망을 통해 상기 발신측 서버에 전송하는 단계;

   (d) 상기 발신측 서버에서 상기 패킷데이터를 인터넷을 통해 상기 수신측 서버에 전송하는 단계;

   (e) 상기 수신측 서버에서 무선패킷망을 통해 상기 수신측 이동통신단말기로 상기 패킷데이터를 전송하는 단계;

   (f) 상기 수신측 이동통신단말기에서 전송받은 패킷데이터를 음성신호로 복원하는 단계;

   를 포함하는 음성통신방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 (a) 단계는,

   상기 발신측 이동통신단말기에서 무선패킷망을 통해 상기 인터넷상의 발신측 서버에 접속하여 상기 수신측 이동통신단말기의 단말번호를 전송하는 단계;

   상기 발신측 서버에서 인터넷상의 중계서버에 상기 수신측 이동통신단말기가 접속하고 있는 수신측 서버에 대한 접속정보를 조회하는 단계;

   상기 발신측 서버에서 조회된 접속정보에 따라 상기 수신측 서버에 상기 수신측 이동통신단말기와의 통화를 요청하는 단계;

   상기 수신측 서버에서 상기 수신측 이동통신단말기에 통화요청을 알리고 상기 수신측 이동통신단말기에서 통화를 허락하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성통신방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 수신측 이동통신단말기가 상기 수신측 서버에 접속하고 있지 않은 경우에는 상기 발신측 이동통신단말기에서 상기 수신측 이동통신단말기로 수신측 서버에 접속할 것을 요청하는 SMS를 이용한 단문메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 음성통신방법.
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