KR20000005071A - 무선 통신 시스템에서 다자간 음성 접속을제공하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 다자간 음성 접속을제공하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

장치(200)는 무선 통신 시스템(10)에서 사용될 다자간(multi-party) 음성 접속을 제공한다. 상기 장치(200)는 제1 부호화된 음성 신호를 생성하는 제1 음성 인코더(202)와, 제2 부호화된 음성 신호를 생성하는 제2 음성 인코더(20), 컨퍼런스(conference) 회로(22), 및 상기 컨퍼런스 회로(22)에 응답하는 음성 디코더(208)를 포함한다. 컨퍼런스 회로(22)는 상기 제1 및 제2 음성 부호화된 신호를 수신하여, 다중화된 부호화 음성 신호를 생성한다. 음성 디코더(208)는 다중화된 부호화 음성 신호를 수신하여, 복호화된 음성 신호를 생성한다.

Description

무선 통신 시스템에서 다자간 음성 접속을 제공하기 위한 방법 및 장치
전자 산업 협회(EIA:Electronics Industry Association)/통신 산업 협회(TIA:Telecommunication Industry Association) 인테림 규격(IS:Interim specification) IS-95 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 셀룰라 시스템 등의 가변 레이트(variable rate) 디지탈 통신 시스템에서, 통상의 컨퍼런스 회로(conference circuit)에서는 둘 이상의 사용자들이 이동 가입자 유닛인 경우 심각한 음질 저하를 겪게 된다. 이러한 음질 저하는 제3의 통신 채널이 두개의 이동 통신 링크에 브리지(bridge)되는 경우 이루어지는 부가의 트랜스코딩 동작(transcoding operation)과, 이와 연관된 지연에 의해 야기될 수 있다. 또한, 트랜스코더(transcoder)에서 이루어지는 라인 에코 소거(line echo cancellation)로 인해 음질이 더욱 저하될 수 있다.
따라서, 무선 통신 시스템에서 다자간 호출(multiparty call)을 제공하기 위한 장치 및 방법이 요구된다.
<발명의 요약>
이러한 것 뿐아니라, 그외의 요구되는 것들을 처리하기 위해, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 사용할 다자간 음성 접속을 제공하는 장치 및 방법을 제공한다. 상기 장치는 제1 부호화된 음성 신호를 생성하는 제1 음성 인코더, 제2 부호화된 음성 신호를 생성하는 제2 음성 인코더, 컨퍼런스 회로, 및 상기 컨퍼런스 회로에 응답하는 음성 디코더를 포함한다. 상기 컨퍼런스 회로는 제1 및 제2 음성 부호화된 신호를 수신하여 다중화된 부호화 음성 신호를 생성한다. 음성 디코더는 다중화된 부호화 음성 신호를 수신하여 복호화된 음성 신호를 생성한다.
부호화된 음성 신호를 선택하는 방법은 복수개의 부호화된 음성 신호들로 부터 제1 복수개의 프레임을 수신하는 단계, 부호화된 음성 신호 각각의 레이트를 기초로 하여 제1 복수개의 프레임의 프레임들중 하나를 1차 프레임으로서 선택하는 단계, 1차 프레임과 연관된 부호화된 음성 신호에 대한 음성 비활성화(inactivity)를 검출한 다음 타이머를 개시하는 단계, 타이머를 임계치(threshold)와 비교하는 단계, 및 상기 비교를 기초로 하여 상기 프레임들중 하나를 출력 프레임으로서 선택하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 통계적 부호화된 음성 멀티플렉서(statistical encoded voice multiplexer)를 구비한다. 통계적 부호화된 음성 멀티플렉서는 복수개의 부호화된 음성 입력들과 하나의 제어 입력을 갖는 멀티플렉서, 및 상기 멀티플렉서에 접속된 상태 프로세서(state processor)를 포함한다. 상태 프로세서는 부호화된 음성 입력들로 수신된 신호들과 연관된 전송 레이트 데이타를 수신하고, 상기 제어 입력에 접속되는 상태 프로세서 출력을 생성한다. 멀티플렉서는 복수개의 부호화된 음성 입력들중 적어도 하나의 입력과 제어 입력을 기초로 하여 부호화된 음성 출력을 출력한다.
부수적인 장점들과 함께 본 발명은 첨부된 도면과 연관하여 설명된 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해될 것이다.
본 발명은 일반적으로 다중화 통신(multiplexed communication)에 관한 것으로, 더 상세히는 무선 통신 시스템에서 사용될 다자간 음성 접속(multi-party speech connection)에 관한 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템의 바람직한 실시예의 블럭도.
도 2는 도 1의 컨퍼런스 회로의 블럭도.
도 3은 도 2의 상태 처리 유닛의 상태 천이도.
도 4는 도 2의 상태 처리 유닛에 의해 수행된 동작 방법의 흐름도.
도 5는 도 1의 시스템의 특정 구성을 도시하는 블럭도.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(10)의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 무선 통신 시스템(10)은 이동 교환 센터(12), 제어기(14), 기지국(16) 및 공중 교환 전화망(PSTN)(40)을 포함한다. 제어기(14)는 이동 교환 센터(12) 및 기지국(16)에 접속된다. 제어기(14)는 이동 관리자(mobility manager;18), 트랜스코더(20), 및 서브레이트 교환 매트릭스(subrate switching matrix;24)를 포함한다. 트랜스코더(20)는 3자간 컨퍼런스 회로 등의 컨퍼런스 회로(22)를 포함한다. 기지국(16)은 비터바이 디코더(Viterbi decoder)와 같은 디코더(30)를 포함하는 레이트 판정 모듈(rate determination module;26)을 포함한다. 또한, 기지국(16)은 무선 주파수 신호(34)를 수신하는 안테나(28)를 포함한다. 기지국(16)은 당업자에게 공지된 통상의 패킷-기초(packet-based) 기지국과 기지국 제어기 간 인터페이스와 같은 인터페이스(32)를 통하여 제어기(14)와 통신한다.
동작 동안, 안테나(28)는 무선 주파 신호(34)를 수신하고 상기 수신된 신호를 디코더(30)에 전송한다. 바람직한 실시예에서, 수신된 신호(34)는 통신 산업 협회(TIA) 인테림 규격(IS) IS-95에 따라 포맷된 신호와 같이, 에러 정정 프로토콜로 양호하게 포맷된 부호화된 음성 신호이다. 비터바이 디코더(30)는 통상의 공지된 방법으로 수신 신호를 복호화한다. 레이트 판정 모듈(26)은 상기 수신된 신호(34) 내에서 패킷의 전송 레이트를 추정하고, 부호화된 음성 패킷 및 레이트 정보 둘다를 포함하는 신호(36)를 출력한다. 그 다음, 부호화된 음성 패킷 및 레이트 정보를 포함하는 출력 신호(36)는 인터페이스(32)를 통하여 기지국(16)에 의해 제어기(14)에 전송된다. 부호화된 음성 패킷 및 레이트 정보는 서브 레이트 교환 매트릭스(24)에서 수신되고 트랜스코더(20)를 통하여 컨퍼런스 회로(22)에 전달된다. 도 1에서는 하나의 기지국 만을 도시하였으나, 바람직하게는 제어기(14)는 복수개의 기지국(16)에 인터페이스된다. 복수개의 기지국들이 제어기(14)에 접속되는 경우에, 컨퍼런스 회로(22)는 이들 기지국들 각각으로 부터 복수개의 부호화된 음성 패킷 및 대응하는 레이트 정보를 수신한다. 이러한 애플리케이션에서, 컨퍼런스 회로는 복수개의 수신된 부호화된 음성 패킷을 대응하는 레이트 정보와 함께 다중화시킨 다음 부호화된 음성 패킷을 출력한다. 또한, 컨퍼런스 회로(22)가 이동 교환 센터(12) 및 PSTN(40)에 응답함을 알 수 있다. 예를 들어, 컨퍼런스 회로(22)는 이동 교환 센터(12)를 통하여 PSTN으로 부터 수신된 신호를, 인터페이스(32)를 통하여 수신된 부호화된 음성 패킷 및 대응하는 레이트 정보를 갖는 출력 신호(36)와 같이, 기지국(16)으로 부터 수신된 신호와 컨퍼런스할 수 있다.
도 2를 참조하면, 컨퍼런스 회로(22)의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 컨퍼런스 회로는 바람직하게는 통계적인 부호화된 음성 멀티플렉서이다. 컨퍼런스 회로(22)는 상태 처리 유닛(100) 및 멀티플렉서(102)를 포함한다. 상태 처리 모듈(100)은 제어선(104)을 통하여 멀티플렉서(102)에 접속된다. 상태 처리 모듈(100)은 전송 레이트 정보(108)를 수신하고, 멀티플렉서(102)는 부호화된 음성 입력 정보(106)를 수신한다. 전송 레이트 정보(108)는 레이트 판정 모듈(26)에 의해 생성된 레이트 정보에 대응할 수 있다. 유사하게, 부호화된 음성 정보(106)는 비터바이 디코더(Viterbi decoder)(30)에 의해 복호화되어 인터페이스(32)를 통하여 전송된 부호화된 음성 패킷에 대응하거나 또는 상기 음성 패킷으로 부터 도출될 수 있다. 특정 실시예에서 상기 부호화된 음성 정보는 부호화된 음성 패킷으로 부터 도출된 프레임 에너지 파라미터 또는 예측 이득 파라미터(prediction gain parameters) 등의 코드화된 파라미터를 포함할 수 있다.
상태 처리 유닛(100)에 응답하는 멀티플렉서(102)는 부호화된 음성 입력(106) 중 적어도 하나를 선택하여 부호화된 음성 출력(110)을 생성한다. 부호화된 음성 입력(106)은 제로(0)에서 N-1로 레이블되었고, 각 입력은 각자의 이동 통신 유닛(도시 안됨)으로 부터 기지국(16)과 통신하는 것과 같은 개별 부호화된 음성 채널을 나타낸다. 유사하게, 레이트 정보 입력(108)은 부호화된 음성 신호(106) 각각과 연관된 레이트 정보에 대하여 0 내지 N-1로 레이블되었다. 부호화된 음성 출력(110)은 M개 까지의 출력 신호를 포함한다 (M은 바람직하게는 N보다 적음).
도 3에서 상태 처리 유닛(100) 내에서의 제어 방법을 설명하는 상태 천이(transition)도를 개시한다. 상기 상태 천이도(120)는 두개의 수신 신호 즉, N=2 인 경우에 해당하는 상태 처리 유닛을 제어하는 방법을 도시한다. 이 경우에서 두개의 가능한 입력이 상태 0 및 상태 1로 각각 레이블되었다. 상태 0에서 상태 1 또는 상태 1에서 상태 0로의 천이와 같은 한 상태로 부터 다른 상태로의 상태 천이 를 상기 상태들 간에 화살표를 통하여 도시하였다. 예를 들어, 만약 상태 처리 모듈(100)이 현재 상태 0에 있다면, 모듈(100)은 천이 화살표(122) 상부의 임의 조건들이 충족되는 경우 상태 1로 천이될 것이다.
예를 들어, 제1 입력 신호(106)가 1/8 레이트의 전송 레이트(108)를 갖는 경우, 제2 입력 신호가 1/4 레이트, 반 레이트(half rate) 또는 전 레이트(full rate) 중 하나의 전송 레이트를 갖는 경우, 상태 0와 상태 1 사이에 천이가 발생한다. 더우기, 상태 0에 대응하는 입력 신호가 1/4 레이트의 전송 레이트를 갖고, 상태 1에 대응하는 입력 신호가 반 레이트 또는 전 레이트의 전송 레이트를 갖는 경우, 상태 0에서 상태1로의 상태 변화가 또한 발생한다. 컴퓨터 프로그램은 상태 처리 유닛(100)을 형성하기 위해 도 3의 상태 천이도로 부터 용이하게 도출되어 프로세서에 로딩될 수 있음이 예측된다. 그러나, 상태 처리 유닛(100)은 하드 와이어드 로직 회로(hard wired logic circuit) 등의 전자 하드웨어 내에 선택적으로 구현될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상태 처리 유닛(100) 내에서의 다른 동작 방법이 도시되어 있다. 상기 방법은 단계(132)에서 개시하고, 부호화된 음성 신호와 연관된 음성 프레임이 입력되는 단계(134)로 진행된다. 다음, 단계(136)에서 1차 스피커가 설치되었는지 여부를 판정한다. 만약 1차 스피커가 설치되지 않았다면, 단계(138)로 프로세싱이 진행하여 타이머를 초기화시킨 다음, 판정 단계(140)에서 고유의 전 레이트 음성 활성화(unique full rate voice activity)가 있는지 여부를 판정하게 된다. 입력들중 하나가 전 전송 레이트로 동작하고, 나머지 입력들중에 전 레이트로 동작하는 것이 없는 경우, 고유의 전 레이트 음성 횔성화가 발생한다. 고유의 전 레이트 음성 활성화가 검출되면, 단계(146)에서 1차 스피커를 설치한다. 1차 스피커는 전 레이트 활성화와 연관된 통신 채널을 통하여 통신하는 스피커이다. 다음, 단계(148)에서 각 스피커는 각각의 스피커 채널의 전송 레이트를 기초로하여 랭크되고, 단계(150)에서 출력 프레임이 송신된다. 그런다음 단계(168)에서 프로세싱이 완료된다. 판정 단계(140)으로 복귀하여, 만약 고유의 전 레이트 활성화가 없다면 프로세싱은 단계(142)로 진행하여 레이트 정보를 기초로한 최고 음성 프레임이 출력되고, 단계(144)에서 1차 스피커가 없음을 나타내는 플래그(flag)가 설정된다.
판정 단계(136)으로 복귀하여, 1차 스피커가 미리 설치되어 있는 경우 프로세싱은 판정 단계(152)로 진행하여 1차 스피커의 채널에 대한 음성 활성화가 있는지 여부를 판정하게 된다. 만약 1차 스피커 음성 활성화가 있다면, 단계(166)에서 타이머를 0로 설정한 다음, 단계(164)에서 1차 스피커 및 음성 활성화와 연관된 프레임들이 출력되고, 단계(168)에서 프로세싱이 완료된다. 또는, 판정 단계(152)에서 1차 스피커 활성화가 없다면, 단계(154)에서 타이머가 증분된 다음, 판정 단계(156)에서 행오버 임계치(hangover threshold)와 비교한다. 타이머가 행오버 임계치를 초과하는 경우 멀티플렉서(102)로의 입력 각각은 레이트 정보에 기초하여 순위 랭크된 다음, 최고 레이트를 갖는 프레임이 출력된다. 다음, 판정 단계(160)에서 타이머를 1차 임계치와 비교한다. 만약 타이머가 1차 임계치를 초과한다면 단계(162)에서 1차 스피커가 없음을 나타내는 플래그가 설정되고, 단계(168)에서 프로세싱이 완료된다. 판정 단계(156)으로 복귀하여 타이머가 행오버 임계치를 초과하지 않는 경우 단계(164)에서 현재 프레임이 출력되고, 단계(168)에서 프로세싱이 완료된다.
도 5를 참조하면, 이동국과 랜드라인(landline) 전화 접속 간에 3자간 통신을 제공하는 무선 시스템의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 음성 신호(210)는 음성 디코더(202)에 의해 부호화되고 에어 인터페이스(air interface)(204)를 통하여 Motorola EMX2500 Mobile Switch 등의 교환 센터(12)에 전송된다. 교환 센터(12)로 부터의 상기 부호화된 신호는 상술한 3자간 컨퍼런스 회로와 같은 컨퍼런스 회로(22)에서 수신된다. PSTN(40)에서 수신되어 교환 센터(12)에 의해 음성 디코더(20)로 전송된 제2 음성 신호(212)는 부호화된 형태로 컨퍼런스 회로(22)내를 통과한다. 컨퍼런스 회로(22)는 단일의 부호화된 음성 신호를 출력하고 이러한 신호를 에어 인터페이스(206)를 통하여 전송한다. 전송된 부호화된 음성 신호는 통상적으로는 이동국 내에서 수신되고 음성 디코더(208)에 의해 디코드된 다음 재구성된(reconstructed) 음성 신호(214)로서 전송된다. 구성(200)은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨퍼런스 회로(22)를 사용하는 무선 통신 시스템(10)의 동작을 도시한다. 이러한 특정의 구성으로, 두개의 이동국 가입자가 공중 전화망의 사용자와 함께 3자간 컨퍼런스 접속을 가진다.
이러한 구성 뿐만 아니라 그외의 다른 구성에서, 컨퍼런스 회로(22)가 바람직한 실시예에 따라 구성되면 몇가지 장점을 갖는다. 예를 들어, 컨퍼런스 회로(22)는 통상의 이중 보코딩 기술(dual vocoding tecniques)로 부터 야기된 디스토션(distortion)을 감소시킬 뿐아니라 에코 디스토션(echo distortion))을 감소시킴으로써 음질을 향상시킨다. 또한, 컨퍼런스 회로(22)가 바이패스 회로를 대신하여 사용되기 때문에, 이러한 바이패스 회로로 부터 컨퍼런스 회로(22)로의 스위칭으로 인한 오디오 홀(audio hole)들이 제거된다. 또한, 바람직한 실시예는 mu-law 또는 A-law 변환 등의 신호 압축 및 신장의 횟수를 유효하게 감소시켜 양질의 음질로 되게 한다. 예를 들어, 컨퍼런스 회로(22)가 부호화된 데이타를 다중화시키기 때문에 압축 및 신장의 횟수가 감소되므로써 컨퍼런스 회로(22) 이전에 압축된 데이타를 신장시킬 필요를 감소시킨다. 그리하여, 바람직한 실시예는 통신 채널이 선재하는(pre-existing) 양자간 이동 통신 링크에 브리지될 때 이루어지는 트랜스코딩 동작 등의 트랜스코딩 동작에 의해 야기될 수 있는 열화를 감소시킨다.
또한 당업자에게는 상술한 장치 및 방법의 변경이 용이하게 이루어질 수 있다. 따라서 본 발명은 상기에서 도시되고 기술된 상세한 설명, 대표적 장치, 및 실시예들에 제한되지 않는 좀더 넓은 양태를 갖는다. 본 발명은 다음의 청구 범위 및 그와 동일한 범주 및 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 이루어질 것이다.

Claims (11)

  1. 다자간 컨퍼런스 회로(multi-party conference circuit)에 있어서,
    복수개의 부호화된 음성 입력들과 하나의 제어 입력을 갖는 멀티플렉서; 및
    상기 멀티플렉서에 접속되어, 상기 부호화된 음성 입력으로 수신된 신호들과 연관된 전송 레이트 데이타(transmission rate data)를 수신하고 상기 제어 입력에 접속되는 상태 프로세서 출력을 생성하는 상태 프로세서를 포함하되,
    상기 멀티플렉서는 상기 복수개의 부호화된 음성 입력들중 적어도 하나 및 상기 제어 입력에 기초한 부호화된 음성 출력을 출력하고,
    상기 부호화된 음성 출력은 상기 복수개의 부호화된 음성 입력들중 하나로 부터 선택되는
    것을 특징으로 하는 다자간 컨퍼런스 회로.
  2. 무선 통신 시스템에서 사용될 다자간 음성 접속을 제공하기 위한 장치에 있어서,
    제1 부호화된 음성 신호를 생성하는 제1 음성 인코더;
    제2 부호화된 음성 신호를 생성하는 제2 음성 인코더;
    상기 제1 및 제2 부호화된 음성 신호를 수신하여, 다중화된 부호화 음성 신호(multiplexed encoded speech signal)를 생성하는 컨퍼런스 회로; 및
    상기 컨퍼런스 회로에 응답하여, 상기 다중화된 부호화 음성 신호를 수신하고 복호화된 음성 신호를 생성하는 음성 디코더
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자간 음성 접속 제공 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 부호화된 음성 신호는 에어 인터페이스(air interface)를 통하여 전송되고;
    상기 다중화된 부호화 음성 신호는 에어 인터페이스를 통하여 전송되며;
    상기 컨퍼런스 회로는 통계적 부호화된 음성 멀티프렉서를 포함하는
    것들 중 하나를 특징으로 하는 다자간 음성 접속 제공 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 통계적 부호화 음성 멀티플렉서는 상태 프로세서와, 상기 상태 프로세서에 접속된 디지탈 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자간 음성 접속 제공 장치.
  5. 부호화된 음성 신호를 선택하는 방법에 있어서,
    복수개의 부호화된 음성 신호로 부터 제1 복수개의 프레임을 수신하는 단계;
    상기 부호화된 음성 신호 각각의 레이트를 기초로 하여 상기 제1 복수개의 프레임들중 하나의 프레임을 1차 프레임으로서 선택하는 단계;
    상기 1차 프레임과 연관된 상기 부호화된 음성 신호에 대한 실질적인 음성 비활성화(voice inactivity)를 검출한 다음 타이머를 개시하는 단계;
    상기 타이머를 임계치와 비교하는 단계; 및
    상기 비교에 응답하여 상기 제1 복수개의 프레임들중 하나를 출력 프레임으로서 선택하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화된 음성 신호 선택 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 부호화된 음성 신호들 각각의 레이트를 기초로 하여 상기 제1 복수개의 프레임들의 각각의 프레임에 우선 순위를 두는 단계와,
    상기 복수개의 부호화된 음성 신호들로 부터 제2 복수개의 프레임들을 수신하는 단계
    중 하나를 더 포함하되,
    상기 제1 복수개의 프레임들중 하나의 프레임을 1차 프레임으로서 선택하는 상기 단계는 상기 부호화된 신호들중 적어도 하나로 부터 도출된 코드화된 파라미터를 또한 기준으로 하는 것을 특징으로 하는 부호화된 음성 신호 선택 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 복수개의 프레임들의 각 프레임에 우선 순위를 두는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화된 음성 신호 선택 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 코드화된 파라미터는 프레임 에너지 파라미터를 포함하고,
    상기 코드화된 파라미터는 예측 이득 파라미터(prediction gain parameter)를 포함하는
    것들 중 하나를 특징으로 하는 부호화된 음성 신호 선택 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 사용될 다자간 음성 접속을 제공하는 방법에 있어서,
    제1 음성 신호를 부호화하여 제1 부호화된 음성 신호를 생성하는 단계;
    제2 음성 신호를 부호화하여 제2 부호화된 음성 신호를 생성하는 단계;
    상기 제1 및 제2의 부호화된 음성 신호들을 디지탈 다중화시켜 시간 다중화된 부호화 음성 신호로 형성하는 단계; 및
    상기 다중화된 부호화 음성 신호를 복호화하여, 실질적으로 상기 제1 및 제2 음성 신호중 하나와 유사한 복호화된 음성 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자간 음성 접속 제공 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 부호화된 음성 신호를 에어 인터페이스를 통하여 전송하는 단계와,
    상기 다중화된 부호화 음성 신호를 에어 인터페이스를 통하여 전송하는 단계 중 하나를 더 포함하되,
    상기 다중화 부호화된 음성 신호는 통계적 부호화된 음성 멀티플렉서를 사용하여 다중화되는 것을 특징으로 하는 다자간 음성 접속 제공 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 통계적 부호화된 음성 멀티플렉서는 상태 프로세서와, 상기 상태 프로세서에 접속된 디지탈 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자간 음성 접속 제공 방법.
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