KR20020012376A - 특정 주파수대의 에너지 비를 이용한 톤 신호 검출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특정 주파수대의 에너지 비를 이용한 톤 신호 검출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지털 이동전화 단말기를 이용하여 단말기 제어 및 특정 신호를 사용자에게 알려 주기 위한 신호로 사용될 수 있는 특정 주파수대의 톤 신호를 에너지 비를 이용한 신호 검출 방법에 의해 검출하는 것으로, 보코더를 통하여 부호화된 패킷을 수신하여 아날로그 음성 신호로 변환하여 출력하는 동시에 수신되는 전 대역 주파수 스펙트럼으로 변환하는 단계와; 상기 주파수 스펙트럼을 이용하여 전 주파수 대역의 에너지와 전구간을 세분화하여 다수의 밴드로 변환하여 각각의 밴드와 에너지와 전주파수 대역의 에너지를 비교하는 단계와; 비교된 밴드별 에너지가 전 영역의 에너지에 대하여 차지하는 비율을 계산하여 특정 신호인지 일반 보이스 시그널인지 확인하는 단계와; 특정 신호이면 그 신호에 맞는 제어를 수행하는 단계로 이루어진다.

Description

특정 주파수대의 에너지 비를 이용한 톤 신호 검출 방법{Detection Method of Tone Signal Using Ratio of Energy on Frequency Spectrum}

본 발명은 특정 주파수대의 에너지 비를 이용한 톤 신호 검출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지털 이동전화 단말기를 이용하여 단말기 제어 및 특정 신호를 사용자에게 알려 주기 위해 사용될 수 있는 톤 신호를 검출하는, 특정 주파수대의 에너지 비를 이용한 톤 신호 검출 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이동 전화 시스템은 이동국(Mobile Station), 기지국(BaseStation Transceiver Subsystem), 기지국 제어 장치(Base Station Controller), 교환국(Mobile Switching Center) 등으로 이루어지며, 이동국은 가입자가 이동 통신망을 이용하여 통신할 수 있도록 하는 단말장치이고, 기지국은 이동국과 무선구간으로 연결되어 이동국을 제어하고 통화채널을 연결시켜주는 시스템이다. 기지국 제어 장치는 무선링크 및 유선 링크를 제어하고 이동국을 타통신망에 접속시켜 주는 제어를 하는 것이다.

이동 통신 시스템의 전체적인 구조는 어떤 셀룰라 방식이나 비슷하지만 디지털 방식(예로써, CDMA)과 아날로그(예로써, AMPS)를 구분 짓는 것은 이동국과 기지국을 연결시켜주는 인터페이스 CAI(Common Air Interface)부분이다.

이 인터페이스 부분에서 AMPS는 주파수를 분할하여 채널을 구분하고 CDMA는 IS-95에 따라 신호를 분할하여 통화채널을 구분해 준다.

디지털 통신 방식 중에서 대표적인 방식인 코드 분할 다중 접속 방식(CDMA : Code Division Multiple Access)은 대역 확산이라는 기술을 이동 통신에 적용한 것으로서 보내고자 하는 신호를 그 신호의 주파수 대역보다 아주 넓은 주파수 대역으로 확산시켜 전송하는 방식으로, CDMA는 우선 주파수 사용효율이 높고 가변 보코더를 사용하므로 용량을 아날로그보다 10배 이상 높일 수 있으며, 아날로그 시스템에서는 기지국과 이동국간의 거리가 멀어질수록 수신신호의 전력이 떨어지고 통화 품질도 저하되지만 CDMA 방식에서는 디지털정보를 주고받음으로써 일정전력 이상이면 거의 균일한 음성 품질을 제공할 수 있기 때문에 통화 품질이 매우 우수한 특성을 갖고 있다.

한편, 이동 전화 단말기와 기지국간에 송수신되는 데이터는 주로 음성 대역의 신호가 디지털 신호로 변환되어 송수신되며, 특정한 가청 톤 신호도 역시 음성 대역의 신호로 취급된다.

따라서, 이동 통신 시스템을 운용하면서 필요한 기존의 전화망에서 사용되는제어 신호 예를 들어, 통화중 신호(busy tone), 호출음(ring back tone) 등을 단말기로 보내기 위해서는 통화중 신호와 같은 특수 목적을 갖는 신호의 주파수를 가청 아날로그 신호로 발생시켜서 변환하여 전송하고, 단말기는 이를 다시 복조하여 아날로그 신호로 변환하여 사용자에게 출력하여 알아듣게 하는 것이다.

그러므로, 일반적인 사람의 음성 대역 주파수를 이용하는 보이스 시그널 과 톤 신호를 구별하여 별도로 기지국이 단말기에 정보를 주지 않는한 이러한 톤 신호는 단말기에서 음성 신호로 취급됨으로 제어용도로 사용되지 못한다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 전화 통화 주파수 대역 중에서 특정 주파수 대에 보이스 시그널이 아닌 특정의 톤 신호를 검출 분리함으로써 단말기의 제어 신호로 이용할 수 있는 특정 주파수대의 에너지 비를 이용한 톤 신호 검출 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명을 구현하기 위한 이동 전화 단말기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10 : 보코더 15 : 리시버 유닛

20 : 보이스/톤 디텍터 22 : 패킷 처리부

24 : 에너지 비교부

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 보코더를 통하여 부호화된 패킷을 수신하여 아날로그 음성 신호로 변환하여 출력하는 동시에 수신되는 전 대역 주파수 스펙트럼으로 변환하는 단계와; 상기 주파수 스펙트럼을 이용하여 전 주파수대역의 에너지와 전구간을 세분화하여 다수의 밴드로 변환하여 각각의 밴드의 에너지와 전주파수 대역의 에너지를 비교하는 단계와; 비교된 밴드별 에너지가 전 영역의 에너지에 대하여 차지하는 비율을 계산하여 특정 신호인지 일반 보이스 시그널인지 확인하는 단계와; 특정 신호이면 그 신호에 맞는 제어를 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 특정 주파수대의 에너지 비를 이용한 톤 신호 검출 방법을 제공한다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 톤을 식별하여 사용자에게 통화중 신호, 호출음 등을 직접 들려주지 않고 특정의 미리 정의된 톤들을 용도에 맞는 제어 신호로 사용할 수 있으므로, 단말기 제어를 보다 효율적으로 수행할 수 있다.

(실시예)

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부한 도면, 도 1은 본 발명을 구현하기 위한 이동 전화 단말기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도, 도 2는 본 발명을 설명하기 위한 순서도이다.

일반적으로, 디지털 이동 전화 단말기는 소리의 수신 송신을 위하여 디지털화된 PCM 데이터를 보코더(vocoder)를 통해서 압축 및 부호화하고, 이를 전송 및 수신하여 통화를 수행한다.

대상으로 하는 소리의 주파수 대역에서 특정 주파수 군을 사용한 톤(tone)을 검출하기 위하여 수신된 패킷(packet)의 특정한 복호화 방법에 근거하여 직접 주파수 영역의 각 주파수 별 크기를 구하거나, 복호화 과정을 수행하여 얻은 PCM 데이터의 주파수 영역의 샘플(sample)들을 구하여, 이들 샘플들이 차지하고 있는 주파수 영역의 에너지에 의하여 특정 톤(tone) 혹은 보이스(voice)를 판별한다.

상기 내용을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 전형적인 디지털 휴대폰의 경우에 보코더(10)에 의하여 부호화된 패킷을 수신하여, 이를 디코딩(decoding) 과정을 거쳐서 PCM 데이터 샘플로 변환하고, 리시버 유닛(15)에 의해 다시 PCM codec 등을 통하여 최종적으로 아날로그 소리 신호로 변환하여 사용자에게 들려준다.

한편, 본 발명을 이용하여 보이스/톤 신호를 검출하기 위해서는 수신 패킷을 휴대폰의 보코더(10)와 관계없이 가공 및 분석하여 현재 출력되는 음성 신호가 톤(tone) 신호인지 보이스(voice) 신호인지를 보이스/톤 디텍터(20)의 패킷 처리부(22)와 에너지 비교부(24) 등을 이용하여 판별한다.

이 과정을 도 2를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 2에서 보는 바와 같이, 보코딩 방식에 따라 두 가지 방식의 디코딩 방식을 제공하는데, 제 1방법(도 2의 A)은 수신 패킷을 수신하여 디코딩하여 PCM 샘플을 얻은 후에(S 10), 이를 FFT(Fast Fourier Transform) 등의 기존의 주파수 변환 방법을 사용하여 주파수 스팩트럼을 얻는다(S 15).

주파수 스펙트럼을 가지고 가청 주파수 전구간의 에너지와 특정 밴드의 에너지 비를 비교 계산하여(S 30), 특정 밴드에서의 톤(tone) 또는 보이스(voice) 신호를 식별한다(S 40).

그리고, 다른 방법(도 2의 B)은 수신된 패킷의 해당 보코딩 방식에 의거하여 디코딩의 전과정을 수행하지 않고, 일부 혹은 변형된 과정을 거쳐 직접 주파수 스펙트럼을 근사화한다(S 20).

그리고, 상기와 같이 주파수 스펙트럼을 가지고 가청 주파수 전구간의 에너지와 특정 밴드의 에너지 비를 비교 계산하여(S 30), 특정 밴드에서의 톤(tone) 또는 보이스(voice) 신호를 식별한다(S 40).

여기서, 상기 밴드는 특정 주파수를 통하여 전송되는 톤(tone) 신호를 검출하기 위하여 전 주파수 대역을 세분화하여 분할한 밴드를 의미한다.

이렇게 세분화된 각각의 밴드 에너지와 전주파수대의 에너지를 서로 비교하여 상대적으로 에너지 비율이 큰 밴드를 검출한다. 즉, 계산된 각 밴드별 에너지가 전 영역의 에너지에 대하여 차지하는 비율을 계산함으로써 특정 주파수를 갖는 톤(tone) 신호 또는 보이스(voice) 신호를 식별하는 것이다.

상기와 같은 과정을 거쳐서 톤(tone) 신호를 검출하면, 단말기는 검출된 톤(tone) 신호에 해당하는 제어를 수행한다.

예를 들어, 단말기를 이용하여 상대방을 호출할 때에 호출하는 도중에 호출자의 단말기에 제공되는 호출음(ring back tone)을 제공하는 대신에 상기 제어 신호를 단말기에 제공하고, 단말기에서 그 제어 신호를 수신하면, 이에 상응하는 별도의 기능을 활성화 시킬 수 있다.

마찬가지로, 호출된 상대방이 통화중일 때에 제공되는 통화중(busy tone) 신호를 제공하는 대신에 통화중임을 의미하는 제어 신호를 제공함으로써, 이를 수신한 단말기에서 상응한 기능을 동작시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 톤을 식별하여 사용자에게 통화중 신호, 호출음 등을 직접 들려주지 않고 특정의 미리 정의된 톤들을 용도에 맞는 제어 신호로 사용할 수 있으므로, 단말기 제어를 보다 효율적으로 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 보코더를 통하여 부호화된 패킷을 수신하여 아날로그 음성 신호로 변환하여 출력하는 동시에 수신되는 전 대역 주파수 스펙트럼으로 변환하는 단계와;

   상기 주파수 스펙트럼을 이용하여 전 주파수 대역의 에너지와 전구간을 세분화하여 다수의 밴드로 변환하여 각각의 밴드와 에너지와 전주파수 대역의 에너지를 비교하는 단계와;

   비교된 밴드별 에너지가 전 영역의 에너지에 대하여 차지하는 비율을 계산하여 특정 신호인지 일반 보이스 시그널인지 확인하는 단계와;

   특정 신호이면 그 신호에 맞는 제어를 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 특정 주파수대의 에너지 비를 이용한 톤 신호 검출 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수신 패킷을 주파수 스펙트럼으로 변환하는 방법은 수신 패킷을 수신하여 디코딩하여 PCM 샘플을 얻은 후에, 이를 주파수 스팩트럼으로 변환하는 것을 특징으로 하는 특정 주파수대의 에너지 비를 이용한 톤 신호 검출 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 수신 패킷을 주파수 스펙트럼으로 변환하는 방법은 수신된 패킷의 해당 보코딩 방식에 의거하여 디코딩의 전과정을 수행하지 않고, 일부만 주파수 스펙트럼으로 변환하는 것을 특징으로 하는 특정 주파수대의 에너지비를 이용한 톤 신호 검출 방법.