KR20000068922A - 통신 시스템 및 터미널 - Google Patents

Abstract

다수개의 터미널과 셀룰러 네트워크를 포함하는 셀룰러 이동 무선 시스템과 같은 통신 시스템은 공지되어 있다. 본 시스템은 다중-속도 코덱(multi-rate CODEC)을 포함하여 구성될 수 있다. 오늘날, 양방향(full-duplex) 또는 반복신(semi-duplex) 스피치 통신과 같은 기본적인 서비스 이외에도, 셀룰러 이동 무선 시스템은 음성 메일과, 음성 메시징과, 및 등과 같은 서비스를 제공한다. 시스템의 리소스(resources)를, 특히 무선 주파수 대역폭 리소스를 더욱 효율적으로 사용하기 위하여, 단방향 음성 통신에 있어서 양방향 음성 통신에서의 다중-속도 코덱의 비트율보다 더 낮은 비트율로 세팅하는 것이 제안된다. 통신을 단방향 음성 통신으로 설정(establishing)하는 것은 연역적으로 또는 다이내믹하게 이루어 질 수 있다. 이 경우에 에코 삭제는 필요가 없기 때문에, 더 긴 종단간 딜레이(terminal-to-to delay)가 단방향 통신에 적용될 수 있다는 견식을 사용할 수 있다. 완전한 융통성(flexibility)을 얻기 위하여, 비대칭 인코딩 및 디코딩이 적용될 수 있다.

Description

통신 시스템 및 터미널{A COMMUNICATION SYSTEM AND A TERMINAL}

위에서 언급한 종류의 통신 시스템은 가전 분야에 대한 IEEE 논문집 Vol. 35 No. 4 1989년 11월 pp.716-722의 A. Lovrich 외 몇몇이 쓴 논문인 "다중-속도 트랜스코더" 논문에서 공지되었다. 이 논문에서, 다중-속도 스피치 트랜스코더는 64 kbit/s의 PCM(Pulse Code Modulation) 데이터의 스피치 인코딩과 또는 인코딩된 스피치를 64 kbit/s의 PCM 데이터로 디코딩하는 것에 대하여 설명되어 있다. 언급한 다중-속도 트랜스코더는 64 kbit/s PCM과 32 kbit/s ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)과, 및 16 kbit/s SBC(Subband Coding)와 같은 세 개의 코딩 속도를 지원할 수 있도록 프로그램된 DSP(Digital Signal Processor)이다. 721 쪽에, 수령인(recipient)이 LAN(Local Area Network)상에서 다른 개인용 컴퓨터(PC)일 수 있는 음성 메일 시스템과 이동 무선 전화와 같이, 이러한 트랜스코더가 적용되는 다양한 원격통신 경우들이 설명되어 있다. 이동 무선 전화의 경우에 있어서, 상기 논문은 비트율이 16 kbit/s인 스피치용 트랜스코더를 사용하고, 음성 메일의 경우에서는 32 kbit/s ADPCM이나 16 kbit/s SBC 트랜스코더를 사용하는 것이 바람직하다고 권장하고 있다. 이동 무선 시스템과 같은 통신 시스템에서, 일상적인 서비스는 양방향 음성 통신 링크(full duplex voice communication link)라고도 불리우는, 실시간 양방향 통신 음성 연결(real-time bi-directional communication voice connection)이다. 이러한 음성 통신 링크에 있어서의 전형적인 음성 전송에 관련된 문제는 몇몇의 네트워크 구성요소에 의하여, 그러나 B 종단 터미널이라고 불리우는 통신 링크의 반대편에 있는 터미널에 의하여 압도적으로 생성되는 에코(echo)와 관련된다. 상기 B 종단은 두 개의 메커니즘, 즉 의도적인 전자 커플링과, 이어피스(earpiece)에서부터 송신기의 마이크로폰으로의 음향 연결부를 통하여, 수신기에 도달하는 음성 신호를 커플링백(coupling back)한다. 이러한 음성 커플링은 이 경우에서는 소위 A 종단 터미널인 원점으로 다시 전송되어진다. 되돌림(loop-back)이라고 불리우는 이러한 커플링은 A 종단의 가입자에게 B 종단과의 "라이브 음성 연결(live voice connection)"을 갖는 효과를 주게 된다. 더 나아가서, 만약에 반대쪽 종단의 가입자가 조용하다면, A 종단 및 B 종단에는 A 종단 및 B 종단 가입자에게 "라이브 연결"의 효과를 주는 국부적인 되돌림(local loop-backs)이 있게 된다.

GSM(Global System for Mobile Communications)과 같은 디지털 방식 이동 무선 시스템에서, B 종단이 조용할 때에 DTX(Discontinuous Transmission)가 적용된다. B 종단에서 실제적으로 전송을 해제하기 전에, 우선 B 종단에서의 추정되는 백그라운드 잡음이 A 종단으로 전송된다. 그리고 나서, A 종단에서 소위 컴포트 잡음(comfort noise)이 A 종단의 가입자에게 여전히 "라이브 링크" 효과를 주기 위하여 생성된다. 위에서 언급한 음향 커플링 경로 때문에, 에코 삭제 없이 인코딩 및 디코딩에 따른 딜레이 및 송신 딜레이에 의하여 생성되는, A 종단과 B 종단 터미널간에 존재하는 상대적으로 긴 라운드-트립 신호 딜레이를 갖는 GSM과 같은 디지털 방식 이동 무선 통신에서, A 종단 가입자의 음성 신호는 A 종단 터미널의 이어피스에서 강하게 반복될 수 있다. GSM 시스템에서, 라운드-트립 신호 딜레이는 전형적으로 200 msec이다. 에코 삭제 없이 상기와 같이 자신의 음성에 대한 딜레이된 에코는 아주 성가신 것으로 경험된다. 이러한 이유로 말미암아, 상기와 같은 시스템에는 에코 삭제기(echo canceller)가 제공된다. 만약에 라운드 트립 신호 딜레이가 너무 크게 되면, 주어진 규정에 맞는 한계 내에서 에코 삭제기를 설계하는 것이 사실상 불가능하게 된다. 특히 너무 긴 인코딩 및 디코딩 딜레이는 문제가 된다. 현재 특히 이동 무선 시스템은 음성 메일과 같이, 여전히 증가하는 다수개의 서비스를 제공한다. 이러한 서비스는 단방향 스피치 또는 음성 서비스와 같은 것이다.

더 나아가서, 위에서 설명한 GSM 시스템은 특히 슬로우 주파수 호핑 모드(slow frequency hopping mode)에서 무선 주파수 리소스를 융통성이 있는 방식으로 배치할 수 있는 능력이 있다. 그러한 GSM 시스템에서 한 사용자에 의한 데이터 버스트(data burst)는 무작위 주파수 시퀀스를 통하여 길이가 짧아진 형태의 데이터 버스트 대역(spread)으로서 전송된다. 만약에 이러한 무작위 주파수 시퀀스 중 하나 또는 심지어 여러 개가 동시에 간섭자(interferer)인 다른 사용자들에 의하여 사용되었다면, 간섭과 같은 것을 최소화하려는 시스템의 처리 과정이 있음에도 불구하고, 채널 코딩은 간섭을 받은 데이터 버스트들의 데이터를 복구할 수 있다. 따라서, 임의의 무선 전송 방향에서 짧게 순간적으로 정지되는 일이나, 완전한 프레임을 전송하는 것에서 짧게 반 프레임으로 전송하는 것으로 변경하는 일이나, 또는 전송 방향 자체를 없애는 일은 특히 높은 로드 상태에서 사용자들간의 무선 간섭(interference)을 감소시켜서, 결과적으로 시스템이 무선 통신 환경 내에서 지원할 수 있는 통신의 개수 및/또는 통신의 품질을 증가시키게 된다.

본 발명은 청구항 1항의 전제부에서 설명한 통신 시스템에 관한 것이다. 이와 같은 통신 시스템에는 셀룰러 또는 무선 전화 시스템이나, 공중 교환 전화망(PSTN)이나 인터넷과 같은 유선 시스템이나, 무선/유선 복합 시스템이나, 또는 스피치 인코딩 및 디코딩 수단을 구비하는 터미널을 포함하여 구성되는 다른 임의의 적합한 시스템이 포함된다.

본 발명은 더 나아가서 이와 같은 통신 시스템에서 사용되는 터미널에 관한 것이기도 하다.

도 1은 본 발명에 따른 통신 시스템을 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 터미널의 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 네트워크의 개략도.

도 4는 스피치 코딩 및 전송에 있어서 타이밍 관계와 에코와 음성 응답 시간을 도시한 도면.

도 5는 대화식 통신에 있어서 단방향 음성 통신을 사용할 때의 개략적인 제어 순서도.

본 발명의 목적은 시스템 리소스를 최적으로 사용할 수 있으며 다양한 종류의 스피치 서비스를 제공하는, 위에서 언급한 통신 시스템, 특히 이동 무선 시스템의 통신 시스템을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성시키기 위하여, 본 발명에 따른 통신 시스템은 한 개 이상의 터미널이 음향적적 음성 경로로부터 한 개이상의 비음향적 경로로 스위칭하는 스위칭 수단을 포함하고, 한 터미널에서 다른 터미널로의 연결이 단방향 음성 통신 링크를 설정하고, 또한 만약에 연결이 단방향 음성 통신 링크로 설정되어 있다면, 양방향 음성 통신 링크에 사용하기 위하여 더 낮은 음성 코딩 속도를 채택하기 위하여 스위칭 수단으로 하여금 한 개 이상의 비음향적 경로와 다중-속도 스피치 인코딩 및 디코딩 수단으로 스위칭을 하도록 정렬되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 만약에 B 종단 터미널이 비음향적으로 접속된 장치여서 결과적으로 음성 신호를 위한 되돌림이나 에코 삭제하는 것을 필요로 하지 않는다면 음향적적 또는 전자적 잡음이나 또는 음성 되돌림이 없게 된다는 지식에 기초한 것이다. 이러한 상황하에서는 더 긴 단방향 신호 딜레이가 허용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 더 나아가자면, 단방향 신호 딜레이에 기여하는 스피치 코덱의 인코딩 및 디코딩 딜레이를 변경시키는 것도 가능하다는 것을 알 수 있게 되는데, 여기서 인코딩 디코딩 딜레이는 스피치 코덱의 비트율에 관계된다. 일반적으로, 전형적인 대화 음성 신호와 특정의 코덱 형태에 있어서, 더 긴 인코딩 및 디코딩 딜레이는 더 낮은 비트율로 인코딩하게 하고 더 낮은 비트율에서 디코딩하는 것을 가능하게 한다.

따라서, 본 발명의 장점은 결과적으로 무선 주파수 리소스를 덜 요구하게 되고 무선 통신을 즉각적으로 할 수 있는 것으로서, 무선 통신 성능이나 무선 주파수 리소스에 대한 시스템 리소스를 더욱 양호하고 더욱 효율적으로 사용할 수 있게 되는 결과를 초래한다. 이러한 것에 더불어 결과적으로, 더 많은 음성 링크가 주어진 주파수 대역에 할당될 수 있어서, 시스템 오퍼레이터 및/또는 가입자의 시스템 동작 경비를 줄여주는 결과를 초래하게 된다. GSM과 같은 현대 통신 시스템은 한 방향에서 사용되지 않은 채 있는 무선 주파수 리소스나 또는 한 방향에서 순간적으로 사용하지 않은 채 남아 있는 무선 주파수 리소스들조차도 사용하도록 설비된다. 리소스에 대한 경비가 덜 들어감으로써, 오퍼레이터는 가입자들에게 더 싸게 비용을 부과할 수 있게 된다. 본 발명에 따른 음성 메일뿐만 아니라, 음성 메시징과 음성 인식에 관한 서비스와 같은 다른 서비스들도 본 발명에 따른 혜택을 볼 수 있다.

실시예들은 종속항에서 청구되어 있다. 만약에 시스템이 통신 링크가 단방향 통신 링크라는 것을 연역적으로 안다면 코딩 속도와 측음의 조정이 신호를 통하여 제어될 수 있게 된다. 이것에 더불어서, 아주 신뢰성이 있는 시스템이 된다. 터미널은 시스템에게 단방향 음성 통신을 희망하는 것을 통보할 수 있도록 프로그램될 수 있으며, 또한 시스템은 시스템 자신의 리소스들을 거기에 맞게 채택할 수 있게 된다. 시스템은 또한 통신 링크가 단방향 음성 통신 링크인지에 대하여 다이내믹하게 검출할 수 있다. 이러한 실시예는 음성 딜레이와 측음 셋팅에 관련된 특징만 제외하고는, 양방향 통신에서도 유사하게 적용된다. 통신의 다른 방향을 개방하기 전에, 우선 음성의 활동량이 신뢰할 수 있는 방식으로 검출되어야만 하고, 그리고 나서 적은 딜레이를 갖는 코딩의 선택이 양방향 통신을 위한 값으로 커플링백하는 측음(side tone)을 셋팅하기 위한 신호전송과 더불어 함께 이루어져야 한다. 따라서, 일부 종단간 신호전송(end-to-end signalling)은 다른 방향으로의 음향적 경로를 개방하기 전에 요구된다. 따라서, 제 2 음성 링크 방향을 개방하는 데 걸리는 딜레이는, 음성의 활동량이 검출되고 나서 음성 전송이 중단되는 경우는 음성의 활동량이 없을 때만 해당하는 종래의 방법에서보다 더 길게 된다. 본 발명에 따른 시스템의 한 실시예는 특히 분할 디코딩(segmented decoding)을 적용시키는 것과 같은, 비대칭 인코딩/디코딩이 적용된다는 점에서 다르다. 이러한 점으로 말미암아, 매우 융통성 있는 시스템으로 되는데, 이러한 시스템에서는 모든 음성 통신 상황하에서 최적으로 작동할 수 있다. 비대칭 인코딩/디코딩은 그러한 성질을 갖는 것으로 공지되어 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 참조하여 실시예들을 통하여 이제부터 설명한다. 도면에 있는 동일한 참조 번호들은 동일한 특징부를 나타내는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 통신 시스템(1)을 개략적으로 도시한다. 시스템(1)은 GSM 네트워크와 같은 셀룰어 전화 네트워크일 수 있는 네트워크(2)를 포함하는데, 이 네트워크는 FD/TDMA(Frequency Division/Time Division Multiple Access) 네트워크나, US TIA 셀룰러 무선 표준인 IS-95A 네트워크와 같은 CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나, 또는 디지털 스피치 코덱을 포함하는 다른 적절한 네트워크일 수 있다. 시스템(1)에서, 스피치 코덱은 다중-속도 코덱이다. 네트워크(2)는 한 개이상의 유선 터미널(4)이 접속되어 있는 공중 교환 전화망(3)에 접속되어 있다. 공중 교환 전화망(3)은 인터넷(도시되어 있지 않음)에 접속될 수 있어서, 결과적으로 인터넷으로 인한 편의와 전자 메일과 같은 것을 사용할 수 있게 된다. 또 도시되어 있는 것은 모뎀을 구비하고 음성 메일 프로그램이나 스피치 인식 프로그램이나 기타 유사한 것으로 프로그램되어 있는 개인용 컴퓨터(5)이다. 이러한 개인용 컴퓨터들은 그 자체로서 잘 공지되어 있다. 시스템은 이동 무선 터미널(6)과 랩탑 컴퓨터(8)에 접속되어 있는 이동 무선 터미널(7)을 더 포함한다. 랩탑 컴퓨터(8)는 데이터와 신호와 컴퓨터(8)가 수행하는 통신 프로그램을 저장하는 대량 저장 매체나 하드 디스크(도시되어 있지 않음)를 포함한다. 이러한 랩탑 컴퓨터들은 그 자체가 잘 공지되어 있다. GSM 네트워크일 수 있는 셀룰러 네트워크(2)는 개략적으로만 표시되어 있다. GSM 네트워크는 잘 공지되어 있으며 소위 이동 전화 교환국과, 기지국 제어기와, 및 기지국 송수신기(자세하게 도시되어 있지 않음)를 포함한다. 차례 차례로, 본 발명에 관련이 있는 네트워크의 구성요소들만이 언급된다. 한 특정의 네트워크에서는, 상술된 기능들이 GSM 시스템의 다양한 하드웨어 부분들을 통하여 분배될 수 있다. 트랜스코더는 MSC의 한 부분으로 될 수 있거나, 또는 특정 실행에 따라 기지국 송수신기의 ??향에 부가적으로 설비될 수 있다. 네트워크(2)에서, 한 개의 트랜스코더가 도시되어 있는데, 그 트랜스코더는 스피치 인코더(9)와 스피치 디코더(10)를 포함하는데, 이들 모두 스위칭 네트워크(3)측은 PCM 인코더/디코더(11)에 접속되어 있다. PCM 인코더/디코더(11)는 아날로그 스피치를 스피치 인코더(9)에 의하여 더 처리되는 64 kbit/s의 스피치 샘플로 인코딩하거나, 스피치 디코더(10)에 의하여 생성되는 64 kbit/s 스피치 샘플들을 디코딩한다. 전형적인 다중-속도 스피치 코덱은 1995년 5월의 US TIA IS-96-A 표준의 pp. 2-1, 2-2, 2-7 및 2-8에 설명되어 있는 것과 같은 가변 데이터 속도 양방향 음성 코덱이다. 다른 다중-속도 음성 코덱은 GSM 및 PCS-1900을 위한 ETSI(European Telecommunication Standard Institute)의 표준화 하에 현재 속하는 소위 AMR(Adaptive Multi-Rate) 코덱일 수 있다. 특히 GSM에서, 스피치 코덱은 DTX(Discontinuous Transmission)를 지원한다. 그 경우에, 컴포트 잡음(comfort noise) 기능 블록(12)은 만약에 VAD(Voice Activity Detection) 기능 블록(13)이 스피치 멈춤을 검출한다면 컴포트 잡음을 생성한다. 스피치 디코더(10)의 측부에, 보간 기능 블록(14)이 도시되어 있다. 라디오 인터페이스의 측부에, 스피치 인코더(9) 및 디코더(10)는 안테나 듀플렉서(16)를 통해 안테나(15)에 접속되어 있다. 설명한 바와 같이, 트랜스코더의 물리적 위치는 이동 전화 교환국에 있을 수 있는데 반해서, 안테나(15)와 안테나 듀플렉서(16)는 기지국 송수신기에 포함되어 있다. 이와 같은 구조는 잘 공지되어 있기에 여기에서 상세하게 도시하지 않았다. 네트워크(2)의 측부에, 다른 안테나(17)가 도시되어 있는데, 이것은 다른 기지국 송수신기나 그 이전의 동일한 기지국 송수신기에 속한다. 안테나(15)를 경유하여 네트워크(2)는 터미널(6)과 통신하고, 네트워크(2)는 안테나(17)을 통해 터미널(7)과 통신한다. GSM 네트워크에서 잘 공지되어 있는 바와 같이, 가입자 페이로드는 트래픽 채널을 통하여 통신되는데 반해, 신호전송은 제어 채널을 통해 이루어진다. 이러한 신호전송은 셋업 및 모니터링과, 시스템 리소스의 제어와, 및 임의의 다른 제어 타스크같은 것을 포함한다.

도 2는 본 발명에 따른 터미널(6, 7)의 블록도를 도시하는데, 상기 터미널들은 무선 또는 셀룰러 네트워크(2)를 통하여 서로 통신한다. 이동 무선 터미널인 터미널(6)은 입력단이 마이크로폰(21)에 접속되어 있고 출력단은 스피치 디코더(24)에 접속되어 있는 아날로그 디지털 변환기(20)와, 입력단은 스피치 디코더(24)에 접속되어 있고 출력단은 이어피스 또는 스피커(25)에 접속되어 있는 디지털 아날로그 변환기(23)와, 및 모듈레이터/디모듈레이터와 믹서와 주파수 합성기와 안테나 듀플렉서(27)에 접속되어 있는 안테나(26)와 같은 다른 공지된 회로를 포함한다. 네트워크(2)에서와 마찬가지로, 터미널(6)은 컴포트 잡음 기능 블록(28)과 음성 활동량 기능 블록(29)을 포함한다. 터미널(7)도 역시 이동 무선 터미널로서, 안테나 듀플렉서(31)를 통하여 안테나(30)에 접속되는 유사한 라디오 회로를 포함한다. 터미널(7)은 스피치 인코더/A/D-변환기(32)와 스피치 디코더/D/A-변환기(33)를 더 포함한다. 본 발명에 따라, 터미널(7)은 스위칭 수단, 여기에서는 터미널(7)을 양방향 음성 통신 링크에서 단방향 음성 통신 링크로 음향 피드백 없이 스위칭시키기 위한 전환 스위치들(34, 35)과, 전환 제어 수단(35A)을 포함한다. 단방향 음성 모드에서, 스피치 경로(36)는 싱크(sink)로서 연결되고, 및/또는 스피치 경로(37)는 소스(source)로서 연결된다. 마이크로폰 이외의 소스로서는 랩톱 컴퓨터 장치(8)가 있는데, 그 장치는 예를 들자면 음성 메일 메시지를 전송하며, 또한 싱크는 예를 들어 비 음향 장치에 접속된 다른 이동 무선 터미널로부터나, 네트워크의 서비스 제공자로부터나, 또는 개인용 컴퓨터(5)로부터 음성 메일 메시지를 수신하는 랩톱(8)이 된다. 단방향 음성 모드에서, 다중-속도 인코딩 및 디코딩 수단은 낮은 비트율 모드로 설정되는데, 그 비트율은 양방향 또는 반복신 음성 통신 링크에서 사용되는 비트율 보다 낮다. 설명한 바와 같이, 이러한 것은 언제나 터미널(6)로부터 터미널(7)로 또는 터미널(7)로부터 터미널(6)로의 전송에 있어서 더 긴 딜레이가 있게 한다. 스피치 인코딩 및 디코딩 수단이 더 낮은 비트율을 채택하도록 제어하는 제어 커맨드는 트래픽 채널과 관련되는 신호전송 서브-채널들을 통하여 또는 설명한 바와 같은 무선 제어 채널을 통하여 운반될 수 있다. 이러한 상황은 발생될 수 있는데, 예를 들자면 만약에 터미널(7)의 가입자가 음성 메일 소프트웨어를 작동시키는 경우이다. 음성 메일이 작동하게 되면, 터미널(7)은 해당하는 인코딩 및 디코딩 수단이 더 낮은 비트율로 셋팅되게끔 네트워크(2)를 지시하는 메시지를 네트워크(2)에게 송신할 수 있다. 터미널(7) 자체는 즉각적으로 자신의 인코딩 및 디코딩 수단을 더 낮은 비트율로 셋팅시킬 수 있거나 또는 네트워크(2)로부터 긍정응답신호가 올 때까지 기다릴 수 있다. 긍정응답신호를 기다리는 것에는 양측에서 코덱이 실제의 전송이 개시되기 전에 동일한 비트율을 택하고 있게 되는 것을 확실히 할 수 있게 되는 장점이 있다. 다이내믹하지만 덜 안전할 수 있는 방법은, 통신이 단방향 음성 통신인지 및 마찬가지로 음성 메일이나 기타 등등의 서비스가 단방향 음성 통신인지의 여부를 터미널(6, 7)중 한 개의 터미널에서나 및/또는 네트워크(2)에서 검출하는 것이다. 이러한 방법은 음성인식 기초 서비스와 같은 한가지 종류의 서비스에 적합한데, 왜냐하면 서비스가 인식되는 음성 메시지의 끝을 또한 한정해야만 하기 때문이다. 따라서 통신부분에서 부가적으로 필요한 특징부는 스피치 코덱으로 하여금 전송되어 나중에 서비스를 제공하는 시스템에 의하여 인지되는 음성의 끝을 판별하는 것을 가능하게 하는 신호전송이다. 터미널(7)은 마이크로폰(38)과 이어피스 또는 스피커(39)를 더 포함한다.

도 3은 개략적으로 본 발명에 따른 네트워크(2)를 도시한다. 터미널(7)에서 신호 경로(37)에 접속된 신호 경로(40)와 터미널(7)에서 신호 경로(36)에 접속된 신호 경로(41)를 포함하는 네트워크 수단이 도시되어 있다. 네트워크(2)는 어댑티브 필터(43)와 뺄셈기(44)로서 형성된 제 1 에코 삭제기(42)와, 어댑티브 필터(46)와 뺄셈기(47)로서 형성된 제 2 에코 삭제기(45)를 포함한다. 더욱이, 신호 경로(40)에서, 네트워크(2)는 에코 삭제를 하기에 적합한 64 kbit/s 데이터를 생성하는 스피치 디코더(48)와, 에코 삭제 이후에 스피치 인코딩 데이터를 생성하는 스피치 인코더(49)를 포함한다. 유사한 방식으로, 신호 경로(41)에서, 네트워크는 스피치 디코더(50)와, 스피치 인코더(51)를 포함한다. 단일 방향 스피치 활동량이 연역적으로 공지되어 있는 것이 아니라 연역적으로 검출되는 실시예에서, 네트워크(2)는 입력 측에서 점선으로 표시된, 네트워크(2)의 다양한 신호 경로들에 접속될 수 있는, 스피치 활동량 검출기(52)를 포함한다. 대부분의 경우에 네트워크의 상기 장치는 음성 연결을 종결시키는 장치에 속하기 때문에, 예를 들자면 음성 메일 서버와 같은 것이 될 수 있다. 검출기(52)는 출력단에서 제어 채널을 통하여 터미널에 운반되는 커맨드들을 제공하는 마이크로제어기(53)에 접속되어 있다. 에코 삭제기들(42, 45)은 만약에 시스템이 단일 방향 음성 모드를 셋팅되어 있으면 우회(by-pass)될 수 있다. GSM 시스템에서, 코덱들은(48, 49, 50, 및 51) 보통 우회될 수 없다. 왜냐하면, GSM 시스템과 이동 터미널간의 통신에 있어서, 네트워크(2)내의 신호 전송(transport)은 64 kbit/s의 육상 라인(land line)을 통하여 이루어지기 때문이다. 설명을 간단하게 하기 위하여, 도 3에서 PCM 인코더 및 디코더는 네트워크(2)에 도시되어 있지 않다. 그렇지 않으면, 단일 방향 음성 통신에 있어서, 코덱들(48, 49, 50 및 51)도 또한 우회될 수 있다.

단일 방향 음성 연결이 작동되거나 또는 예를 들어 음성의 출처이자 제어 장치로서의 터미널 A(도 2의 6)에 의하여 검출되는 경우에, 단일 방향 특성을 위한 리퀘스트와 같은 신호가 종결 장치(terminating device) B(도 2의 7)로 전송된다. 따라서, 터미널 B는 입력되는 음성의 되돌림을 0으로 조정하고 음향적 경로를 단절시킨다. 만약에 터미널(6, 7)(도 2)이 무선 링크를 통하여 네트워크(2)에 접속된다면, 단일 방향 음성은 터미널(6)로부터의 업-링크 방향으로 및 터미널(7)로의 다운-링크 방향으로 운반된다. 터미널(7)로부터 네트워크(2)로의 업-링크 방향 및 네트워크(2)로부터 터미널(6)로의 다운-링크 방향으로의 통신은 통신 링크의 유지 보수(maintenance)에 의하여 제한된다. 터미널(6, 7)은 이어피스로부터 마이크로폰으로의 음향적인 커플링이 심지어 높게 되어도 그러한 높은 커플링으로부터 어떤 업-링크 전송이 발생되지 않게 되는 방식으로 제어된다. 따라서, 음성 연결의 장치를 종료시킴으로써 어떤 에코도 생성되지 않는 다는 것, 즉 결과적으로 네트워크의 전송 부분에 있는 에코 삭제기들(예를 들어, 국제 라인)이 실제 사용되는 라디오 전송 부분에서의 더 큰 딜레이를 처리할 수 있다는 것을 가정할 수 있다. 예를 들어 GSM 네트워크에서, 무선 채널을 통한 한 방향 딜레이는 약 100 msec이고 라운드-트립 딜레이는 최고 200 msec이다. 단일 방향 통신에서, 터미널(6)로부터 개시된 음성에 대하여 가장 먼 되돌림 지점은 네트워크(2)의 무선 기지국으로의 네트워크 연결이다. 터미널(6)이나 또는 임의의 다른 시스템 부분은 터미널(7) 자체에서나 또는 터미널(7)로부터의 무선 전송 중에 생성된 에코를 경험하지 않게 된다. 따라서, 네트워크(2)로부터 터미널(7)의 딜레이 양은 다른 부분에서의 스피치 전송과 처리에서의 부가적인 딜레이로서 사용될 수 있어서, 스피치 코딩 딜레이가 더 길게 되는 것을 허용한다. 따라서, 이러한 확장된 스피치 코딩 딜레이는 소정의 품질을 유지하면서 비트율이 더 낮아지거나 또는 더 짧아진 딜레이와 함께 대화 음성의 코딩과 근본적으로 동일한 비트율을 유지하면서 음성의 품질을 더 높이는 것이 달성될 수 있게 한다. 이러한 긴 코딩 딜레이의 단방향 코덱은 양방향의 짧은 딜레이 음성 코덱이나 또는 상기 두 개의 코덱 간의 공통성을 거의 갖지 않는 다른 별개의 코덱의 파라미터 변동량이 될 수 있다. 음성을 다른 방향으로 스위칭을 할 때에, 제어 장치로부터 생긴 스피치 프레임은 전송 방향을 개방된 관련 음성 경로 등으로 스위칭하는 신호 전송을 포함하게 된다. 전송 딜레이와 불안정은 이러한 스위칭과 관련되기 때문에, 부가적인 딜레이 스위칭 메커니즘이 사용된다. 그 메커니즘에서, 스피치 신호전송은 메시지 전송 이후 규정된 시간 간격이 지나면 다른 종단으로 스위칭하라고 알려주는 대역내 신호 방식(in-band signalling)을 사용한다. 이러한 메시지는, 예를 들어 기계가 사용자에게 질문이나 명령을 준 다음에 즉시 음성 방향이 스위칭되는 방식으로 음성 제어 서비스의 음성 프롬프트와 같은 것에 신호전송하는 것과 관련될 수 있다. 이러한 것은 스위칭 명령이 음성 프롬프트의 말단이 이르기 전에, 스위칭 명령이 신호전송되는 것을 요구한다. 결정되지 않은 서비스에 따라, 그 다음에 음성 전송 방향 및 파라미터들에 대한 제어가 음성 활동량 지속기간동안에 터미널 B에 일시적으로 전송되거나 또는 터미널 A(도 2의 6)내에 있게 된다. 예를 들어 음성 메일을 전달하여 떨어뜨려 주는 경우에, 음성 메일 박스로부터의 제어 내용을 전달해 줄 필요가 없는데, 호출 측은 메시지를 전달하고 호출을 끝내기만 하면 되기 때문이다. 대화형 음성 서비스 경우에 있어서, 종단간의 스위칭 제어는 더욱 자주 있는 일이다. 스위칭한 음성 방향이 양 방향으로 변경된 이후에, 만약에 서비스가 요구한다면, 음성 활동량에 대한 검출은 제어 장치나 또는 음성을 보내기 시작한 장치에서 여전히 하는데, 그 두 장치는 동일한 장치일 필요는 꼭 없다. 이러한 경우에 있어서, 음성 활동량 검출은 만약에 비연속 전송이 사용된다면 잘 공지된 순간적인 액티브 상태와 무성 중단을 검출하지만, 그러나 부가적으로 음성 활동량 검출은 음성 메시지의 말단을 검출한다. 따라서, 음성 메시지의 시작과 말단을 부가적으로 검출하여 음성 메시지 검출이라고 명칭하고 있으며, 또한 시작 및/또는 정지를 위한 인식된 음성 명령에 의하여 작동한다. 예를 들자면, 전송될 음성 메시지를 개시하거나 또는 정지하기 위하여 워드"개시(start)"와 "끝(end)"이 시스템이나 사용자에 의하여 훈련되어질 수 있다.

본 발명에 따라 가능한 한가지 제어 및 신호 전송 방법의 순서도가 도 4에 제시되어 있다. 터미널 A는 예를 들어 음성 메일 센터 B를 호출하면서도 제어를 유지하여 시간(t0)에서 세션을 개시한다. 연결은 시간(t1)에서 설정되고 메시지 프롬프트 음성은 터미널 B에 의해 전송된다. 실제 음성 메시지는 시간(t22)이 될 때까지 지속되지만 그 시간이 되기 전에 터미널 B는 시간(t21)에 터미널 A에게 제어 메시지를 전송하여 그 메시지에 한정된 시간이 지나면(화살표선 41) 제어권을 넘겨받게 된다. 시간(t3)이 되기 전에, 터미널 B에서의 음성 메시지는 시간(t22)까지 지속되며 그 메시지 전송은 시간(t23)이 될 때까지 지속된다. 시간(t3)이후로부터, 터미널 A는 단방향 음성을 전송하고, 채널에서의 음성 전송은 시간(t31)에서 개시된다. 시간(t32)에서, 터미널 A의 음성 메시지 말단은 검출되어 결과적으로 메시지가 터미널 B측으로 송신되어(화살표선 42) 제어권리를 넘겨받게 된다. 터미널 A로부터 터미널 B로의 음성 전송은 시간(t33)이 될 때까지 지속되고, 음성에 대한 제어는 시간(t4)에서 터미널 B에 의하여 재개시된다. 단일 방향으로 음성 전송하는 동안, 역방향으로의 신호전송도 있을 수 있는데, 그 신호들은 짧은 비연속 음성 버스트(burst)이거나 짧은 메시지 서비스의 포맷일 수 있지만, 어떤 경우에서도 양방향 음성 통신(bi-directional voice communication)은 일어나지 않는다.

에코 제어와 관련한 상태가 도 5에 개략적으로 도시되어 있는데, 네트워크 인터페이스부(52)나 또는 B 터미널(53)의 에코를 통하여 터미널 A(51)로부터 이어피스에 이르기까지의 음성 전송 딜레이를 보여 주고 있다. 시간은 수평축으로 전개된다. 시간(t0)에서의 음성은 시간(t1)에서 코딩되어 제 1 무선 인터페이스부를 통하여 시간(t2)에 전송되는데, 여기서 제 1 에코(에코 1)는 시간(e1)에 터미널 A에서 나타나게 된다. 따라서 터미널에서의 에코 삭제는 화살표(55)(도 5)에 의하여 도시된 딜레이(τecho1)가 될 때가지 계속되어야 한다.

만약에 음성이 네트워크로부터 다른 이동 장치로 더 전송된다면, 그 다음으로 큰 에코가 터미널 B(53)에서 커플링(전기적으로 또는 음향적으로)으로부터 발생하게 된다. 그 에코는 시간(e2)에 터미널 A에 다시 전송되고 양방향 음성 연결 경우에서 에코에 대한 최대 딜레이를 τmax,1로 한정한다.

그러나, 그 에코가 터미널 B의 네트워크 인터페이스에서 이미 나타나서, 화살표(54)에 의하여 표시된 바와 같이 그 인터페이스 지점에서 삭제되게 된다. 따라서 시간(e2)에 터미널 A에 도착하는 종단간 에코는 에코 삭제 지점(56)에서 상당히 감쇄되어 있게 된다.

인터페이스부(예를 들어 MSC-PSTN 인터페이스)로부터 보자면, 에코 삭제의 최대 딜레이는 화살표(54)로 표시된 것이고 이것은 상기 에코 삭제 지점에서의 에코와 신호간의 최대 시간 차이이다.

단방향 음성 통신의 경우에, 네트워크 인터페이스 지점에는 어떤 에코도 도달하지 않으며, 또한 모든 네트워크들은 코딩/전송 부분에서 발생하는 임의의 딜레이를 갖는 단일 방향 음성을 취급할 수 있다. 터미널에서는 수신된 신호의 터미널 자체의 전송 경로에 대한 커플링이나 역으로 터미널 자체의 전송경로의 수신된 신호에 대한 커플링이 없기 때문에, 터미널에서의 에코 삭제는 전송과 아무 관련이 없다. 그러한 커플링은 접속되어 있다는 지각을 전달하기 위하여 터미널에서 국부적으로 사용될 뿐이다.

단일 방향 음성 전송은 도 5의 직선-점선을 이용하여 도 더 긴 코딩 딜레이와 함께 도시되어 있다. 시간(t0)에서 시작한 음성은 코딩되어 네트워크 인터페이스 지점(581)에 전송 도달된다. 상기 지점은 PSTN/ISDN/PLMN중 하나가 될 수 있으며, 보통 약간의 에코를 갖는 양방향 음성 라인으로 무선 전송에 연결되어 있다. 예를 들어 음성 메일 서버의 경우에, 서버는 이동/PSTN 네트워크 인터페이스로부터 수백 킬로미터 떨어져 있을 수 있다.

그러나, 무선 전송에서의 단일 방향 음성 전송에 기인하여, 그러한 네트워크 생성 에코는 지점(582)에서 종료되어 터미널 A에 도달하지 않는다. 단일 방향 음성 전송의 종단간 형태의 경우에, 모든 에코는 터미널과 이동 억세스 네트워크에서의 역 전송 경로의 부재로 블록킹된다. 따라서 단일 방향 음성 전송은 네트워크의 다른 부분에서의 에코 제어와 관련된 문제가 없이 이동 네트워크에서 더 긴 코딩 딜레이를 사용할 수 있게 한다.

도 5는 또한 이동국에서 네트워크로의 연결으로 음성 방향을 반전하는 타이밍을 도시한 것으로서, 그 결과 서비스 응답은 시간(59)에 서버를 떠나 시간(r1)에 터미널 A에 도달한다. 결국 이동국에서 이동국으로의 단방향 음성 링크 경우에서, 음성 방향의 스위칭은 더 긴 시간(라인 591)이 걸리게 되어 결과적으로 음성 응답이 터미널 A에 시간(r2)이후에 도달하게 한다. 양방향 음성 통신 모드에서의 라운드-트립 딜레이에 비교하여, 단일방향에 기인한 부가적인 전송 딜레이는 τex = 4Txc + Ts가 되는데, 여기서 Txc는 부가적인 코딩 딜레이이고, Ts는 전송 딜레이를 반전시키는데 필요한 시간이다. 부가적으로, 메시지 처리에 대한 딜레이는 사용자에 의하여 체험될 지도 모르나, 그 딜레이는 여기에서 설명하고 있는 시스템과 아무 관련이 없다.

본 발명은 당업자들에게 단방향 전송에 기초한 아주 다양한 종류의 음성 서비스를 규정하고 셋팅하는 일을 하기 위한 도구를 제공한다.

위에서 설명한 것에 비추어 당업자들에게는 첨부된 청구항으로 이하에서 설명하는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형이 가능하며 또한 따라서 여기에서 제공한 실시예들로 한정되지 않는다는 것도 명백히 알 수 있는 것이다.

Claims (13)

1. 다중-속도 스피치 인코딩 및 디코딩 수단을 포함하는 한 개의 네트워크 및 다수개의 터미널들을 포함하는 통신 시스템에 있어서,

   한 개 이상의 터미널이 음향적 음성 경로로부터 한 개 이상의 비음향적 경로로 스위칭되게 하는 스위칭 수단을 포함하고, 상기 시스템은 한 터미널에서 다른 터미널로의 연결이 단방향 음성 통신 링크가 되도록 설정하고, 또한 만약에 연결이 단방향 통신 링크로서 설정되었다면 스위칭 장치로 하여금 양방향 풀-듀플렉스 음성 통신 링크(two-way full duplex voice communication link)에서 사용되는 것보다 더 낮은 음성 코딩 속도를 채택하기 위하여 한 개 이상의 비음향적 경로와 다중-속도 음성 인코딩 및 디코딩 수단으로 스위칭하는 일을 하게 하게끔 준비가 되어 있는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 시스템은 상기 연결이 단방향 음성 통신 링크가 되도록 연역적으로 설정하는 통신 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 시스템은 상기 연결이 단방향 통신 링크인지를 검출하는 검출 수단을 포함하는 통신 시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 시스템은 단방향 음성 통신의 방향을 검출하고, 상기 방향으로 전송되는 음성 메시지의 끝을 검출하는 검출 수단을 포함하는 통신 시스템.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 검출 수단은 한쪽의 터미널에 통합되어 있고 상기 스위칭 수단은 다른 쪽 터미널에 통합되어 있으며, 또한 상기 한 쪽 및 다른 쪽 터미널은 서로 통신할 수 있도록 준비되어 있는 통신 시스템.
6. 제 3항에 있어서, 상기 검출 수단은 상기 네트워크에 통합되어 있는 통신 시스템.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 단일 방향 통신의 방향을 스위칭하는 수단을 포함하는 통신 시스템.
8. 제 7항에 있어서, 상기 시스템은 단일 방향 통신의 방향을 스위칭시킴으로써, 시작 터미널에 있어서 전송되는 상기 음성 메시지의 끝이 검출되면 그 다음으로 신호전송이 음성 통신 방향을 반전시키게끔 실행되게 하는 수단을 포함하는 통신 시스템.
9. 제 7항에 있어서, 상기 시스템은 단일 방향 통신의 방향을 스위칭시킴으로써, 음성 통신의 지속기간과 종료 시간을 아는 제어 장치가, 자기 차례가 되면 수신하는 음성 통신의 끝과 연관되는 바람직한 시각에 자신의 단일 방향 음성 통신을 개시할 수 있는 다른 쪽 터미널 측으로 상기 지속기간과 종료시간에 대한 정보를 미리 신호전송하게 하는 수단을 포함하는 통신 시스템.
10. 제 9항에 있어서, 상기 단일 방향 통신을 제어하도록 신호전송하는 수단은 음성 방향으로의 트래픽 채널에 대하여 자기 역할을 수행하고, 특정 메시지 전송에 대해서는 역방향으로 자기 역할을 수행하는 통신 시스템.
11. 제 6항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단일 방향 통신을 제어하도록 신호전송하는 수단은 비연속 스피치 전송(DTX)의 포맷을 가진 데이터 버스트(burst)로서 데이터를 전송하는 통신 시스템.
12. 제 1항에 있어서, 비대칭 음성 인코딩 및 디코딩이, 특히 분할 디코딩이 적용되는 통신 시스템.
13. 다중-속도 인코딩 및 디코딩 수단을 포함하는 한 개의 네트워크 및 다수개의 터미널을 포함하는 통신 시스템에 사용되는 터미널에 있어서,

    상기 터미널은 음향적 음성 경로로부터 한 개 이상의 비음향적 경로로 스위칭되게 하는 스위칭 수단을 포함하고, 상기 시스템은 한 터미널에서 다른 터미널로의 연결이 단방향 음성 통신 링크가 되도록 설정하고, 또한 만약에 연결이 단방향 통신 링크로서 설정되었다면 스위칭 장치로 하여금 양방향 음성 통신 링크(full duplex voice communication link)이나 반복신 음성 통신 링크(semi-duplex communication link)에서 사용되는 것보다 더 낮은 음성 코딩 속도를 채택하는 다중-속도 인코딩 및 디코딩 수단과 한 개 이상의 비음향적 경로로 스위칭하는 일을 하게 하게끔 준비가 되어 있는 것을 특징으로 하는 터미널.