KR20030014319A - 전화 통화중에도 문자메시지를 송수신하는 전화기방식 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실생활에서 목소리 통신용으로 아주 널리 사용되고 있는 유, 무선전화기의 기능을 개선하는 방법에 관한 것이다. 전화기를 통해서 상대방과 통화하고 있을 때 기존의 전화기로는 목소리 이외에 의사전달을 수행할 수 있는 통신방법이 거의 없었다. 이럴 때에 필요한 전화기가 바로 통화중 문자메시지 송수신 전화기인데, 통화 중에 상대방의 송수화기가 방치되고 있거나, 목소리 이외의 문자메시지정보를 보내고 싶을 때 또는 통화 중에 상대방의 경각심을 제고하고 싶을 때, 전화기에 부착된 12자리 키패드를 통해 문자-숫자 메시지의 조합을 누르거나 또는 특정 키보턴을 눌러서 상대방에게 또 다른 의미의 메시지를 전달할 수 있는 전화통신 방법이다.

이 전화기는 전화라인을 통해 수신되는 상대방의 목소리와 함께 키보턴의 엔코딩(encoding) 톤이 들어오면, 송수화기를 통해 이 엔코딩 톤의 소리를 듣게 된다. 이와 동시에 디코딩(decoding) 분석을 통해 특정 키보턴이 눌러졌음을 파악하고서, 전화기에 부착된 문자-숫자 메시지의 표시장치에 분석한 키보턴의 문자메시지 조합을 나타내는 방법을 새로이 발명한 것이다.

특히, 전화기를 통해 의사를 전달하거나 다양한 호소를 하고 싶어도 상대방이 보이지 않기 때문에, 지금까지는 상대방의 일방적인 전화응답에 만족할 수밖에 없었다. 이러한 경우에도 통화 중에 상대방에게 관심을 표출할 수 있도록 목소리 이외에 키보턴의 엔코딩 소리와 문자숫자 메시지를 동시에 표시할 수 있기 때문에, 좀더 다양한 형태의 통화표현을 수행할 수 있게 되었다.

Description

전화 통화중에도 문자메시지를 송수신하는 전화기방식{An Alphanumeric Message Communication Method with Keypad during Voice Conversation by Telephone}

본 발명은 전화기를 이용한 유선전화, 휴대전화, 인터넷-폰 등에서 전화 통화하는 방법을 새로이 개선하는 것으로서 정보통신분야에서 전화기의 데이터 처리기술로 분류할 수 있다.

전화교환 회선 망에 연결되는 기존의 전화기들은, 도 1과 같이 통화중일 때는 상대방을 호출할 수 있는 방법이 없었다. 그리고 통화중일 때는 통화목소리 이외에 다른 방법으로 의사표현을 할 수 있는 방법이 거의 없었다. 따라서 본 발명은 이러한 단점을 개선하고자 한다.

본 발명은 전화 통화중일 때에도 상대방과 키패드를 통한 문자메시지송수신을 수행할 수 있도록 하기위해 정보통신의 디지털 처리기술을 전화기 기능개선에 적용하고자 한다. 즉, 목소리통화 중에도 특정 또는 일반 키보턴을 누르게 하여 상대방에게 키보턴의 엔코딩 소리와 함께 키보턴의 문자메시지조합을 표시장치에 나타내어 줌으로서, 상대방의 관심을 끌 수 있도록 통신하는 방법을 새로이 발명한 것이다.

도 1은 통화중에도 문자메시지 통신을 수행하는 전화기의 원리

도 2는 통화중 문자메시지 송수신기능의 처리블럭도 예시

도 3은 통화중 문자-숫자 메시지의 송수신을 위한 하드웨어구성 일예

도 4는 통화중 문자메시지 송수신전화기의 플로우차트 일예

[기본구성]

전화기에서 다일얼링으로 원하는 상대방과 교환이 이루어지면, 전화통화가 개시된다. 이때 목소리의 음파신호가 디지털 신호처리기술로 압축되어, 전화중계기를 통해 상대방 전화기에 전달된다. 상대방 전화기에서는 디지털 신호의 압축을 풀고 음파로 변환하여 우리의 귀에 말을 전달해 주고 있다(참고문헌1). 이처럼 대부분의 전화기에는 음성신호를 압축 또는 복원하는 고성능 컴퓨터 칩이 내장되어 있었어, 여러 가지 서비스를 함께 제공하고 있다.

발명한 통화중 문자메시지 송수신전화기는 도 1과 같이 기존 전화기의 기능(102)(112)에 통화중 문자메시지구동회로의 기능(105)(115)을 첨가한 것이다. 통화 중에 상대방이 송수화기를 귀에서 멀리하여 말소리를 무시하거나, 송수화기를 방치한 상태로 응답하지 않고 있을 때, 또는 목소리통화 중에 문자메시지로 대화를 병행하고 싶을 때는 전화기에 부착된 키패드의 보턴(101)을 누르게 된다. 문자메시지 송수신용 키보턴은 별도의 키보턴으로 장착되었거나 또는 일반적인 전화기의 12자리 숫자 키보턴의 누르는 조합으로 문자메시지를 구성하는 방법이다. 문자메시지 송수신용 키보턴을 누르면 상대방 전화기의 톤 디코더 및 표시기의 구동장치(115)에서 키보턴의 엔코딩-톤을 검출하게 되고, 이 키패드 눌림의 순서조합에 따라 문자숫자 메시지를 구성하고, 이를 표시장치의 글씨체로 교환하여 표시장치(117)에 나타내게 된다.

이때 키보턴의 엔코딩 톤의 소리는 송신 측 수화기에서도 들리게 되는데, 송신 측에서도 키보턴의 조작내용을 자체의 표시장치에 나타내어 문자메시지송신을 모니터링할 수도 있고, 송신만 가능하도록 제어할 수도 있다. 그것은 키패드를 통해 키보턴을 송신하면 송신 측이나 수신 측의 전화라인에서 키보턴의 엔코딩 톤을 통시에 듣게 되지만, 송신 측에서는 키보턴을 누르는 동안에 키패드의 스토로브(strobe)신호(209)를 별도로 검출할 수 있기 때문에 현재의 엔코딩 톤이 송신 측의 것인지를 파악할 수 있게 된다(참고문헌2).

한편 송신 또는 수신측에서 목소리 통화 중에 문자메시지 송수신에 따르는 엔코딩 톤이 크게 들려서 통화에 방해를 받게 되면, 문자메시지 송수신기능을 꺼(off)버리고 기존 전화기처럼 사용할 수 있다. 또는 목소리보다 가벼운(dim) 엔코딩 톤의 소리로 송수신되도록 엔코딩 톤의 소리음폭을 조절할 수도 있다.

통화중 문자메시지 송수신 전화기는 도 2와 같이 통화 중에 키보턴의 엔코딩 톤을 검출하여 표시장치(206)에 문자숫자 메시지를 표시하는 첨단 처리기능을 기존 전화기에 내장된 컴퓨터 칩에서 실행하게 한 것이다. 즉, 전화라인에 연결된 전화기 회로에서 훅-스위치의 상태에 따라 전화기가 통화중인지 또는 아닌지를 검출한다(210). 즉, 송수화기를 들면 오프(off) 훅-상태인 통화 중으로 검출되고, 다이얼링을 하여 원하는 상대를 연결하면 전화통화가 이루어진다(참고문헌3).

통화중인 상태에서 상대방이 통화 목소리와는 별도로 상대방의 관심을 끌거나 상대방과 문자메시지를 송수신하기 위해서 전화기에 있는 12개(숫자,*,#)의 키패드 중에서 하나의 보턴을 누르거나 또는 임의로 정한 키보턴을 누르게 되면, 이 키보턴에 따르는 엔코딩 톤이 전화라인을 통해 통화 목소리와 함께 들어온다. 이때 엔코딩 톤의 검출 및 디코딩회로(201)가 동작하여 상대방의 키보턴 값을 검출하게 된다.

엔코딩 톤의 디코더는 목소리나 잡음신호로부터 엔코딩 톤의 신호만을 분리하기 위해 대역통과여파기를 주로 사용한다(참고문헌1,2). 엔코딩 톤이 검출되어 디코딩이 이루어지면 키보턴의 부호 값이 얻어지게 된다. 입력된 부호는 값은 순서대로 메모리에 저장되면서 문자-숫자 메시지를 구성하는 키입력 순서조합회로(204)를 통과하게 된다. 예를 들어서 입력된 키부호 값이 "ㅇ l ㄹ ㅡ ㅁ"순서로 저장되고 있다면 이 문자메시지열은 "이름"을 입력받은 것이 된다.

순서조합회로에서 키를 타이핑하는 순서대로 입력받은 키부호 값을 문자메시지로 조합하고나면, 문자메시지는 표시장치의 구동회로(205)에 전달된다. 표시장치의 구동에는 문자메시지에 일치하는 글자형(font)을 글자형태생성기(207)에서 가져와서 표시장치(206)가 충분한 전류로 구동될 수 있도록 제어하게 된다.

[하드웨어 장치의 구성]

전화라인으로부터 들어오는 아날로그 형태의 목소리 신호(300)와 키보턴의 엔코딩 신호를 입력 받아서 통화상태에서도 문자숫자 메시지의 송수신이 가능하도록 처리하는 하드웨어 장치의 일례는 도 3과 같다. 아날로그 형태로 입력된 목소리 신호파형(300)은 증폭기(301)에서 증폭된 다음에 앨리어징(aliasing)효과를 제거하기 위해 저역통과여파기(302)를 통과한다. 그리고 양자화(quantization) 및 부호화(coding)를 수행하는 아날로그-디지털 변환기(304)를 통과함으로서 선형펄스부호변조(PCM) 형태의 디지털 신호로 바뀌어서, 범용 컴퓨터(CPU) 칩이나 디지털 신호처리기(DSP)에 입력된다(참고문헌3,4).

이 컴퓨터 칩(304)을 통해 신호 또는 데이터 처리를 할 때는 컴퓨터 칩의 내외에 설치된 주변장치(309)를 참고할 수도 있고, 또한 디지털 변환된 입력신호나 신호처리된 데이터의 결과값을 저장하기 위해 주변 메모리(305)를 참고할 수도 있다. 특히, 통화중에 상대방과 문자-숫자 메시지를 송수신하기 위해서는 통화중인 상태를 파악하기 위해 훅-스위치의 상태를 컴퓨터 칩의 입력포트를 통해 받아야하고(311), 문자-숫자 메시지의 타이핑 입력을 받기위해 키패드(314)의 상태를 입력포트로 받게 된다. 그리고 키보턴의 엔코딩 신호를 검출하여 조합된 문자메시지를 표시하기 위해서는 소프트웨어적으로 발생시킨 문자-숫자 메시지 값이나 그 글자형태(font)를 컴퓨터 칩의 출력포트(311)를 통해 표시장치 구동회로(313)에 전달하게 된다.

또한 CPU에서 소프트웨어나 펌웨어에 의해 압축 및 복원 처리된 목소리의 디지털 신호와 키보드의 엔코딩 톤은 디지털-아날로그 변환기(308)를 통해 표본화된 아날로그 신호형태로 변환된다. 이 신호를 저역통과 여파기(307)에 통과시키면 양자화 잡음이 제거된 아날로그 신호가 되고, 적당한 레벨이 되도록 증폭하면(306) 전화 수화기나 스피커 등을 통해서 들을 수 있는 아날로그 신호(310)가 된다.

[소프트웨어 처리과정]

발명한 전화기는 기존 전화기의 기능을 수행하는 컴퓨터 칩에, 통화 중에도 문자메시지를 송수신하는 기능을 수행하는 소프트웨어나 펌웨어를 추가한 것이다. 전화기에서 통화중 문자메시지 송수신기능이 개시되면, 먼저 훅-스위치의 상태를 입력받아서(401) 통화중인지의 여부를 파악하게 된다. 통화중인 상태가 아니라면(402), 기존전화기의 일반적인 기능(415)을 수행하게 된다. 훅-스위치는 평상시에 온(on) 훅-상태로 되어 있다가, 벨소리가 울려서 송수화기를 들면 오프(off) 훅-상태가 되므로, 처리과정에서는 일예로 훅스위치의 오프 훅-상태를 통화중인 상태(403)로 인식하게 된다.

통화중인 상태가 유지되면, 전화라인으로부터 목소리 신호를 입력받게 된다(404). 신호처리를 위해 입력받는 목소리 데이터는 한 프레임단위로 버퍼링이 채워질 때까지는(404) 기존의 전화기능을 수행하게 된다. 여기서 한 프레임의 크기는 일예로 30ms 단위를 사용하였다(참고문헌1).

한 프레임의 음성데이터가 버퍼에 채워지면, 이 데이터를 가지고 키보턴의 엔코딩 신호를 검출하게(405) 된다. 전자식 DTMF(dual tone multiple frequency)톤 전화기에서는 전화를 걸기위해 다이얼 키패드의 키보턴을 누르면, 개별 키보턴 마다 2개의 주파수로 엔코딩 톤이 발생하여 전화교환기에 전달한다. 교환기에서는 이 DTMF톤을 디코딩하여 원하는 전화번호를 검출하고 다른 상대방과의 교환을 수행하게 된다. 교환이 이루어진 다음에도 상대방이 특정 키보턴을 누르게 되면, 이때 교환기는 전화통화 목소리의 일부로 간주하여 상대방에게 소리를 그대로 전달하게 된다. 즉, 다른 상대방 전화기에는 상대가 누른 키보턴의 엔코딩 톤이 그대로 전달되므로, 본 발명에서는 이 키보드 엔코딩 톤을 이용하여 통화중 문자메시지 송수신에 사용한다. 키보턴에 따르는 DTMF톤의 발생과 검출에 대해서는 정보통신공학 관련 책의 전화기통신 부문에서 자세히 다루고 있다(참고문헌3,4).

엔코딩-톤 검출루틴에서 현재 프레임의 데이터를 키보턴의 엔코딩-톤이 있는 구간으로 검출하게 되면(405), 이 톤이 수신 측에서 발생한 것인지를 파악하기 위해 전화기의 키패드로부터 스토로브신호를 검출하여 키보턴의 눌림을 파악하게 된다(406). 즉, 전화기에서 엔코딩 톤의 검출과 함께 키패드의 눌림이 스토로브신호에 의해 검출되면, 현재 문자메시지의 송신상태로 간주하여 엔코딩 톤을 발생하고(412) 나서, 기존전화기의 기능을 수행하게 된다(415).

통화중 문자메시지 수신상태에서(407) 엔코딩 톤으로부터 키부호 값을 취하고 나서, 이 키부호 값과 이전에 저장된 키부호 값의 순서조합을 실행한다. 여기서 문자메시지열이 생성되고(408), 메모리에 저장된다. 문자메시지열은 표시장치에 알맞게 문자메시지 형태꼴로 변환되는데(409), 일예로 문자메시지 형태를 보관하는 메모리에서 읽어보는 과정이 수행된다.

변환된 문자메시지 형태꼴을 표시장치에 출력하기 전에 문자메시지 송수신모드의 선택스위치의 상태를 받아온다(410). 이 상태 스위치는 현재의 문자메시지 송수신 상황을 표시장치에 나타낼 수 없는 경우이거나 또는 통화에 방해를 받지않기 위해 문자메시지 송수신기능을 꺼놓은 상태인가를 파악하는 것이다. 정상적인 문자메시지 송수신기능을 선택한 경우에는(413) 표시장치의 출력포트에 문자메시지 형태꼴을 출력하여(414), 구동장치를 통해 표시장치에 나타내게 된다. 그런 다음에 일반적인 전화기능을 수행하고(415) 나서, 이러한 과정을 반복하게 된다(400).

[참고문헌]

[1] 배명진외 1명, 디지털 음성부호화 , 동영출판사, 1996년.

[2] 배명진외 3명, IBM-PC 인터페이싱기술 , 대영사, 1987년.

[3] 배명진외 3명, 전자통신공학 , 홍릉과학출판사, 1992년.

[4] 배명진외 3명, 데이타통신 및 원격처리 시스템 , 홍릉과학출판사, 1994년.

본 발명은 전화기를 통해 목소리로 대화통신을 할 때, 통신수단을 별도로 추가하는 기술의 하나이다. 전화통화 중에는 상대방이 보이지 않기 때문에, 목소리로만 개인의 감정이나 의사전달을 수행해야 하고 있는데, 전화기를 통해 목소리로 의사전달을 수행하는 이외에 통화중 문자메시지 송수신을 함께 수행함으로서 또 다른 의사전달 통신을 수행할 수 있다는 점이 특이하다. 따라서 통화 중에 목소리를 잘 파악할 수 없는 경우에는 문자메시지로 의미를 전달하여 관심을 집중시키거나, 청각장애가 있는 장애인에게 통신 보조기능으로 제공할 수 있는 등의 복지통신 기술로서도 그 응용성이 다양하다.

그리고 전화통화중 문자메시지 송수신기능은 통화 중에 상대방의 송수화기가 방치된 상태로 있을 경우에 상대방에게 그 상황을 알리는데 아주 필요한 기능이다. 그리고 통화 중에도 상대방의 관심을 이끌어 내거나, 또는 상대방에게 의사를 말로 전달할 수 없는 위기 상황에서 문자메시지 송수신을 시도함으로서 긴급 상황을 알려줄 수 있는 경보전화 시스템으로서도 용도가 특이하다.

특히 이 기술은 기존 전화시스템에서 사용하는 설치기준의 변경없이도 그 구현이 간단히 이루어질 수가 있으므로 기술 실행이 아주 용이하다. 그리고 이동전화 시스템인 경우에는 다양한 문자메시지의 송수신 부가서비스와 함께 통화중에도 문자메시지를 다양하게 송수신할 수 있는 편의성을 갖는 등의 실용성 있는 발명기술이다. 따라서 통화중 문자메시지 송수신전화기는 실생활에 다양하게 활용할 수 있는 기술로서 그 파급 효가가 아주 크다.

Claims (1)

1. 전화기를 사용하여 상대방과 통화함에 있었어, 상대방의 목소리가 잘 들리지 않거나, 상대방에게 목소리 이외의 다른 의미를 문자-숫자 메시지로 전달할 경우에, 전화기의 키패드나 또는 특정 키보턴을 통해 상대방과 문자메시지로 송수신하는 통화중 문자메시지 송수신기능을 기존 전화기에 있는 신호처리(DSP) 칩이나 컴퓨터 칩의 일부분에 구현하는 것으로서, 전화기에서의 목소리 전달통신은 기존의 전화방식을 그대로 유지하면서 송신 전화기의 키패드에 있는 키보턴의 눌림에 따라 키보턴의 엔코딩 톤의 소리가 목소리와 함께 통화자 간에 들리도록 하고, 이와 동시에 키보턴의 타이핑 조합에 따르는 문자숫자 메시지가 상대방에게 전달되도록 표시장치를 구동하는 것으로서, 통화 중에도 목소리와는 별도로 상대방에게 문자메시지를 통해 관심을 집중시키고, 또한 통화 중에 송수화기가 방치되었을 때에도 문자메시지를 통해 그 상태를 알려주고, 목소리로 상황을 알릴 수 없는 긴급한 상황에서도 상대방에게 문자메시지를 발신하여 연락할 수 있는 등의 통화중 문자-숫자 메시지 송수신기능의 전화기 방식.