KR20020075198A - 디지털 무선 핸즈 프리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 디지털 무선 핸즈 프리 장치는 전화 통화 단말기로부터 입력되는 아날로그 음성 신호를 디지털 음성 신호로 변환 압축하여 반 이중 양방향 통신 방식으로 무선 송출하며, 무선으로 수신된 압축된 디지털 음성 신호를 복원하고 아날로그 음성 신호로 변환하여 단말기로 입력하는 베이스 셋을 구비한다. 그리고 상기 베이스 셋과 반 이중 통신 방식으로 무선 접속되고, 베이스 셋으로부터 송출된 압축된 디지털 음성 신호를 복원하여 아날로그 음성 신호로 변환 재생하며, 사용자로부터 입력된 아날로그 음성 신호를 디지털 음성 신호로 변환 압축하여 베이스 셋으로 무선 송출하는 이어 셋을 구비한다. 상기 베이스 셋과 이어 셋은 압축된 디지털 음성 신호에 무선 송수신 동기를 위한 프리앰블 데이터와 핸즈 프리 장치를 식별하기 위한 고유의 아이디 데이터를 부가한다. 그리고 상기 베이스 셋과 이어 셋은 단일 캐리어에 의한 FSK(Frequency Shift Keying) 변복조 방식을 사용한다.

Description

디지털 무선 핸즈 프리 장치{DIGITAL WIRELESS HANDS FREE DEVICE}

본 발명은 전화 통화 보조를 위한 핸즈 프리 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 유선 또는 무선의 전화 통화 단말기에 접속시켜 전화 통화를 가능하게 하는 무선 방식의 핸즈 프리 장치에 관한 것이다.

전통적인 전화 통화 단말기로서 유선 전화기로부터 현재 널리 사용되고 있는 셀룰러 폰, PCS 단말기, CDMA 단말기 등의 모바일 통신을 위한 무선 전화 통화 단말기까지 다양한 형태의 전화 통화 단말기가 사용되고 있다.

핸즈 프리 장치는 이러한 전화 통화 단말기의 사용을 더욱 편리하게 하기 위해 제공되고 있다. 핸즈 프리 장치는 일일이 수화기 또는 단말기를 손에 잡지 않고 전화 통화를 할 수 있다는 장점을 제공한다. 현재 다양한 형태의 핸즈 프리 장치들이 제공되고 있는데, 예를 들어 마이크로폰과 스피커가 고정된 핸즈 프리 장치, 마이크로폰과 스피커가 일체화된 헤드 셋(head set) 또는 이어 셋(ear set)을 제공하는 핸즈 프리 장치들이 있다. 최근에는 아날로그 또는 디지털 무선 통신 방식을 채용한 핸즈 프리 장치도 제공되고 있다.

공개특허 공개번호 특2000-0058557호 '디지털 무선 핸즈 프리 시스템', 공개특허 공개번호 특2000-0018204호 '휴대폰의 무선 핸즈 프리 시스템'이 개시되어 있다. 이들 공개특허들은 단말기의 이어/마이크로폰 잭(ear/microphone jack)에 접속되는 핸즈 프리 본체와 귀에 착용하는 이어 셋(ear set)으로 구성되어 무선으로 상호 접속되는 무선 핸즈 프리 장치에 관한 기술을 개시하고 있다.

무선 핸즈 프리 장치에서 아날로그 방식으로서 FM(Frequency Modulation) 변조 방식을 사용하는 경우 혼신에 의한 통화 품질 저하 등의 여러 가지 문제가 발생되고 있는 것으로 알려지고 있다. 이를 극복하기 위해 다중 캐리어 스캔(multicarrier scan) 방식을 사용하기도 한다.

예를 들어, 다중 채널 MAC(Multiplied Analog Component)를 사용한 핸즈 프리 장치가 제공되고 있다. 그러나 채널 용량이 포화되는 경우 혼신 발생, 시스템다운 등의 여러 문제점이 여전히 발생될 수 있으며 회로 구성 및 그 테스트의 복잡성으로 인해 양산성도 저하되는 부정적 요인을 갖고 있다.

이와 같이, 현재 제공되고 있는 핸즈 프리 장치들은 혼선에 의한 통화 품질 저하, 통화 내용 노출, 오동작의 발생 등의 문제점이 있으며 MAC 방식의 경우에도 회로 구성의 복잡성으로 인한 양산성 저하 등의 문제점이 발생되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서 통화 품질을 향상시키고 혼선에 의한 통화 내용 노출을 방지할 수 있으며 보다 간략화된 회로 구성에 의해 제품 양산성을 높일 수 있는 디지털 무선 핸즈 프리 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 무선 핸즈 프리 장치의 회로 구성을 보여주는 블록도;

도 2는 본 발명의 핸즈 프리 장치의 무선 송출 동작 수순을 보여주는 플로우차트; 그리고

도 3은 본 발명의 핸즈 프리 장치의 무선 수신 동작 수순을 보여주는 플로우차트이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

5: 전화 통화 단말기10: 베이스 셋

20: 이어 셋

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 디지털 무선 핸즈 프리 장치는: 전화 통화 단말기로부터 입력되는 아날로그 음성 신호를 디지털 음성 신호로 변환 압축하여 반 이중 양방향 통신 방식으로 무선 송출하며, 무선으로 수신된 압축된 디지털 음성 신호를 복원하고 아날로그 음성 신호로 변환하여 단말기로 입력하는 베이스 셋; 상기 베이스 셋과 반 이중 통신 방식으로 무선 접속되고, 베이스 셋으로부터 송출된 압축된 디지털 음성 신호를 복원하여 아날로그 음성 신호로 변환 재생하며, 사용자로부터 입력된 아날로그 음성 신호를 디지털 음성 신호로 변환 압축하여 베이스 셋으로 무선 송출하는 이어 셋을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 베이스 셋과 이어 셋은 압축된 디지털 음성 신호에 무선 송수신 동기를 위한 프리앰블 데이터와 핸즈 프리 장치를 식별하기 위한 고유의 아이디 데이터를 부가한다. 그리고 상기 베이스 셋과 이어 셋은 단일 캐리어에 의한 FSK(Frequency Shift Keying) 변복조 방식을 사용한다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.

(실시예)

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 무선 핸즈 프리 장치의 회로 구성을 보여주는 블록도이다.

도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 무선 핸즈 프리 장치는 베이스 셋(10)과 이어 셋(20)을 포함한다. 베이스 셋(10)은 전화 통화 단말기(5)에 구비된 음성 신호 입출력을 위한 이어/마이크로폰 잭(7)에 접속되는 커넥터(11)에 의해 전기적으로 접속되며, 이어 셋(20)은 베이스 셋(10)과 디지털 무선 통신 방식에 의해 무선으로 접속된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 베이스 셋(10)과 이어 셋(20)은 고정된 단일 캐리어(single carrier)를 사용하며 반 이중(half duplex) 양방향 통신 방식에 의해 무선 통신이 이루어진다. 사용 주파수는 300 ~ 500MHz의 ISM 밴드를 이용하며 디지털 변복조 방식으로 FSK(Frequency Shift Keying) 방식을 사용하여 혼신 및 잡음에 강한 특성을 갖는다. 그리고 후술되겠지만 본 발명의 핸즈 프리 장치는 각기 부여된 고유의 아이디를 사용하여 통신이 이루어짐으로서 핸즈 프리 장치들 간에 혼선이 발생되는 것을 근본적으로 방지하게 된다.

구체적으로, 베이스 셋(10)은 아날로그 디지털 변환기(12), 디지털 아날로그 변환기(15), 마이크로 컨트롤 유닛(13), 휘발성 메모리(16)와 불휘발성 메모리(17), 송수신부(14) 및 안테나(18)를 구비한다. 그리고 도시되지는 않았으나 동작 전원을 공급하기 위한 배터리를 구비한다.

아날로그 디지털 변환기(12)는 전화 통화 장치(5)로부터 입력되는 아날로그 음성 신호를 디지털 음성 신호로 변환하여 마이크로 컨트롤 유닛(13)으로 입력한다. 디지털 아날로그 변환부(15)는 마이크로 컨트롤 유닛(13)으로부터 출력되는 디지털 음선 신호를 아날로그 음성 신호로 변환하여 커넥터(11)에 연결된 전화 통화 장치(5)로 입력한다.

휘발성 메모리(16)는 디지털 무선 송수신시 데이터가 임시 저장되며, 불휘발성 메모리(17)에는 베이스 셋(10)을 동작시키기 위한 운영 프로그램과 음성 압축/복원 루틴이 저장되어 있다. 본 발명의 실시예에서는 LC3 규격의 오디오 압축 방식을 사용하여 음성 압축/복원을 한다.

마이크로 컨트롤 유닛(13)은 송신 모드에서 디지털 음성 신호를 압축하고, 압축된 디지털 음성 데이터에 프리앰블 및 아이디 데이터를 각각 부가하여 데이터 패킷을 구성하여 송수신부(14)로 출력한다. 수신 모드에서, 이어 셋(20)으로부터 송신된 데이터 패킷으로부터 프리앰블 데이터와 아이디 데이터를 분리하고, 아이디가 일치되는 경우 압축된 디지털 음성 데이터를 복원하여 디지털 아날로그 변환기(15)로 출력하여 음성을 재생한다. 그리고 전화 통화 단말기(5)로부터 아날로그 음성 신호 입력이 일정 시간 동안 없거나 이어 셋(20)으로부터 일정 시간 동안 데이터 패킷의 송출이 없는 경우 대기 모드로 전환한다.

송수신부(14)는 송신을 위한 데이터 패킷을 FSK 변조 방식에 의해 변조시켜 안테나(18)를 통해 송출하고, 안테나(18)를 통해 수신된 데이터 패킷은 FSK 복조 방식에 의해 복조하여 마이크로 컨트롤 유닛(13)으로 출력한다.

이어 셋(20)은 안테나(21), 송수신부(22), 마이크로 컨트롤 유닛(23), 아날로그 디지털 변환기(24), 디지털 아날로그 변환기(27), 휘발성 메모리(25)와 불휘발성 메모리(26) 및, 마이크로폰(28)과 스피커(29)를 구비한다. 그리고 도시되지는 않았으나 동작 전원을 공급하기 위한 배터리를 구비한다.

송수신부(22)는 송신을 위한 데이터 패킷을 FSK 변조 방식에 의해 변조시켜 안테나(21)를 통해 송출하고, 안테나(21)를 통해 수신된 데이터 패킷은 FSK 복조방식에 의해 복조하여 마이크로 컨트롤 유닛(23)으로 출력한다.

마이크로 컨트롤 유닛(23)은 송신 모드에서 마이크로폰(28)을 통해 입력되어 아날로그 디지털 변환기(24)를 통해 변환된 디지털 음성 신호를 압축하고, 압축된 디지털 음성 데이터에 프리앰블 및 아이디 데이터를 각각 부가하여 데이터 패킷을 구성하여 송수신부(22)로 출력한다. 수신 모드에서, 베이스 셋(10)으로부터 송신된 데이터 패킷으로부터 프리앰블 데이터와 아이디 데이터를 분리하고, 아이디가 일치되는 경우 압축된 디지털 음성 데이터를 복원하여 디지털 아날로그 변환기(27)로 출력하여 스피커(29)를 통해 음성을 재생한다. 그리고 마이크로폰(28)으로부터 음성 입력이 일정 시간 동안 없거나 베이스 셋(10)으로부터 일정 시간 동안 데이터 패킷의 송출이 없는 경우 대기 모드로 전환한다.

아날로그 디지털 변환기(24)는 마이크로폰(28)으로부터 입력되는 아날로그 음성 신호를 디지털 음성 신호로 변환하여 마이크로 컨트롤 유닛(23)으로 입력한다. 디지털 아날로그 변환부(27)는 마이크로 컨트롤 유닛(23)으로부터 출력되는 디지털 음선 신호를 아날로그 음성 신호로 변환하여 스피커(29)로 출력한다.

휘발성 메모리(25)는 디지털 무선 송수신시 데이터가 임시 저장되며, 불휘발성 메모리(27)에는 이어 셋(20)을 동작시키기 위한 운영 프로그램과 음성 압축/복원 루틴이 저장되어 있다.

베이스 셋(10)과 이어 셋(20)의 각각의 송수신부(14)(22)는 데이터 패킷을 FSK 변조 방식에 의해 변조시켜 각기 안테나(18)(21)를 통해 송출하며, 상술한 바와 같이, 고정된 단일 캐리어를 사용하며 반 이중 양방향 통신 방식에 의해 무선송수신을 하며 주파수는 300 ~ 500MHz의 ISM 밴드를 이용한다.

다음은 본 발명의 핸즈 프리 장치의 무선 송수신 동작을 첨부도면 도 2 및 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 2는 본 발명의 핸즈 프리 장치의 무선 송출 동작 수순을 보여주는 플로우차트이다. 그리고 도 3은 본 발명의 핸즈 프리 장치의 무선 수신 동작 수순을 보여주는 플로우차트이다.

도면을 참조하여, 먼저 핸즈 프리 장치의 송신 과정은 단계 S10의 대기 상태에서 주기적으로 단계 S12의 음성 입력 판단 단계를 수행한다. 음성 입력이 발생되면, 단계 S14에서 입력된 아날로그 음성 신호를 디지털 음성 신호로 변환한다.

단계 S16에서 변환된 디지털 음성 신호에 대하여 오디오 압축을 수행한다. 단계 S18에서는 압축된 음성 데이터에 프리앰플 및 아이디 데이터를 부가하여 데이터 패킷을 구성한다. 그리고 단계 S20에서는 구성된 데이터 패킷을 FSK 변조시키고 단계 S22에서 RF 증폭시켜 단계 S24에서 무선 송출한다.

이어 수신 과정은 단계 S30의 대기 상태에서 주기적으로 단계 S32의 RF 주파수 일치가 있는가를 판단한다. 주파수 일치가 발생되면, 단계 S34에서 FSK 복조를 수행한다. 단계 S36에서는 프리앰블이 일치하는가를 판단하고, 단계 S38에서는 아이디가 일치하는가를 판단한다. 수신되는 주파수 신호가 소정 시간 동안 프리앰블 또는 아이디가 일치하지 않는 경우에는 대기 상태로(30)로 전환된다. 프리앰블 및 아이디가 일치하는 경우 단계 S40에서 압축된 오디오를 복원한다. 단계 S42에서는 디지털 음성 신호를 아날로그 음성 신호로 변환하여 재생한다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 무선 핸즈 프리 장치의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 베이스 셋과 이어 셋 간에 고정된 단일 캐리어를 사용한 반 이중 양방향 통신 방식과 디지털 변복조 방식으로 FSK 방식을 사용함으로 혼신 및 잡음에 강한 특성을 갖는다. 특히, 각기 부여된 고유의 아이디를 사용하여 통신이 이루어짐으로서 핸즈 프리 장치들 간에 혼선이 발생되는 것을 근본적으로 방지하게 된다. 그럼으로 통화 품질을 향상시키고 혼선에 의한 통화 내용 노출을 방지할 수 있으며 보다 간략화된 회로 구성에 의해 제품 양산성을 높일 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 전화 통화 단말기로부터 입력되는 아날로그 음성 신호를 디지털 음성 신호로 변환 압축하여 반 이중 양방향 통신 방식으로 무선 송출하며, 무선으로 수신된 압축된 디지털 음성 신호를 복원하고 아날로그 음성 신호로 변환하여 단말기로 입력하는 베이스 셋;

   상기 베이스 셋과 반 이중 통신 방식으로 무선 접속되고, 베이스 셋으로부터 송출된 압축된 디지털 음성 신호를 복원하여 아날로그 음성 신호로 변환 재생하며, 사용자로부터 입력된 아날로그 음성 신호를 디지털 음성 신호로 변환 압축하여 베이스 셋으로 무선 송출하는 이어 셋을 포함하는 디지털 무선 핸즈 프리 장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 베이스 셋은:

   단말기의 음성 입출력 단자와 접속되는 커넥터;

   상기 커넥터를 통해 단말기로부터 입력되는 아날로그 음성 신호를 디지털 음성 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기;

   디지털 음성 신호를 소정의 압축/복원 알고리즘에 따라 압축/복원하여 출력하는 제어부;

   상기 제어부에 의해 복원된 디지털 음성 신호를 아날로그 음성 신호로 변환하여 상기 커넥터를 통해 단말기로 입력하는 디지털 아날로그 변환기;

   압축된 디지털 음성 신호를 반 이중 양방향 통신 방식에 따라 무선으로 송수신하는 송수신부를 포함하는 디지털 무선 핸즈 프리 장치.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 이어 셋은:

   사용자의 음성을 입력받아 아날로그 음성 신호를 출력하는 마이크로폰;

   마이크로폰으로부터 입력되는 아날로그 음성 신호를 디지털 음성 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기;

   디지털 음성 신호를 소정의 압축/복원 알고리즘에 따라 압축/복원하여 출력하는 제어부;

   상기 제어부에 의해 복원된 디지털 음성 신호를 아날로그 음성 신호로 변환하는 디지털 아날로그 변환기;

   디지털 아날로그 변환기에 의해 변환된 아날로그 음성 신호를 음성으로 출력하는 스피커;

   압축된 디지털 음성 신호를 반 이중 양방향 통신 방식에 따라 무선으로 송수신하는 는 송수신부를 포함하는 디지털 무선 핸즈 프리 장치.
4. 제3 항에 있어서,

   상기 베이스 셋과 이어 셋의 각각의 제어부는 압축된 디지털 음성 신호에 무선 송수신 동기를 위한 프리앰블 데이터와 핸즈 프리 장치를 식별하기 위한 고유의 아이디 데이터를 부가하는 디지털 무선 핸즈 프리 장치.
5. 제3 항에 있어서,

   상기 베이스 셋과 이어 셋의 각각의 송수신부는 단일 캐리어에 의한 FSK(Frequency Shift Keying) 변복조 방식을 사용하는 무선 송수신을 하는 디지털 무선 핸즈 프리 장치.