KR20070097915A

KR20070097915A - 지그비표준을 이용한 무선 음성통화시스템 및 이를 이용한전화 수신 및 송신 방법

Info

Publication number: KR20070097915A
Application number: KR1020060028822A
Authority: KR
Inventors: 박주승
Original assignee: (주)에스엠텔
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-05
Also published as: KR100825993B1

Abstract

본 발명은, 지그비 표준기술을 이용한 무선개인 영역 네트워크(PAN : Personal Area Network)에서 무선 음성통화시스템 및 이를 이용한 전화 수신 및 송신 방법에 관한 것으로서, 지그비 표준 방식의 무선 송수신이 가능한 이동식 음성통화 장치; 및 상기 이동식 음성통화 장치 및 다른 주변 장치들과 지그비 표준 방식의 무선 송수신이 가능하고 음성신호 게이트웨이 역할을 하는 중재장치;를 포함하고, 상기 음성통화 장치 및 상기 중재장치는 음성신호를 압축하여 코딩하는 것에 의해 음성신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 음성 신호 송수신 시스템을 제공한다.

지그비, 무선, WPAN, 음성통화

Description

지그비표준을 이용한 무선 음성통화시스템 및 이를 이용한 전화 수신 및 송신 방법{wireless voice communication system using ZigBee and calling method using it}

도 1은 본 발명의 무선 음성통화시스템의 구성도이다.

도 2는 도 1의 이동식 음성통화 장치의 구성도이다.

도 3은 도 1의 중재장치의 구성도이다.

도 4는 중재장치에서 제어대상 장치에 명령을 전달하는 흐름도이다.

도 5는 지그비 표준의 슈퍼 프레임 구조를 도시한 도면이다.

도 6은 음성통화를 위한 슈퍼 프레임 포맷의 타임슬롯 구조이다.

도 7은 음성통화를 위한 중재장치와 이동식 음성통화 장치간의 타임슬롯을 도시한 도면이다.

도 8a는 본 발명의 이동식 음성통화 장치와 중재장치의 수신 음성통화 흐름도이다.

도 8b는 본 발명의 이동식 음성통화 장치와 중재장치의 송신 음성통화 흐름도이다.

본 발명은, 지그비 표준기술을 이용한 무선 개인 영역 네트워크(WPAN : Wireless Personal Area Network)에서의 무선 음성통화시스템 및 이를 이용한 전화 수신 및 송신 방법에 관한 것으로서, 저속(250Kbps)의 지그비 통신기술을 이용하여 다양한 디바이스 장치(센서, 스위치,제어장치 등)를 제어하는 홈자동화(HA : Home Automation) 시스템에, 지그비표준을 이용한 디지털 음성통화 무선전화 시스템을 추가 구현함으로써, 기존에 단순한 센서를 이용한 검출기나 스위치 제어장치 등에 사용되던 지그비장치의 사용영역을 확대하고, 저가로 구성되어지는 지그비 무선통신기술을 이용하여 통신보안성 및 음성통화 품질이 우수한 디지털 무선전화 시스템에 관한 것이다.

무선 개인 영역 네트워크에 사용되어지는 지그비 표준기술은, 최대250Kbps 의 저속의 디지털 통신기술을 사용함으로써, 통신 데이터량이 적은 센서검출기(온도,습도,조도 등)나 스위치 제어장치등의 단순한 기술영역에서만 사용되어 졌다.

어떤 주파수신호를 샘플링하여 디지탈화하고, 이를 다시 아날로그 신호로 변화하여 원래의 신호를 복원하려면, "어떤신호f(t)의 최고의 주파수보다 두배 이상의 주파수로 샘플링해야만 원래의 신호로 복원이 가능하다" 라고 하는 "샘플링이론"에 따라, 디지털 무선전화 통화를 위해서는 음성통화 신호의 최대주파수(약 4KHz)의두배인8KHz 로 샘플링해야 하며, 샘플링된 각각의 신호는 8bit 로 디지털변환할때 8KHz * 8bit = 64Kbps 의 Bandwidth 가 필요하게 된다. 또한 무선전화기는 양방향 통화이므로 종합하여 64Kbps * 2(양방향)= 128Kbps 의Bandwidth 가 필요하게 된다.

디지털통신은 순수한 전송데이터에 각각의 통신 프레임을 구성하기 위하여 부가적인 프레임정보가 추가로 포함됨에 따라, 디지털 무선전화기를 구현하기 위해서는 128Kbps 보다 더 넓은 Bandwidth를 점유하게 된다.

지그비 통신기술은 최대250Kbps이므로 음성통화가 가능할 수도 있지만, 지그비 시스템이 구성되어 동작하는데 있어서 대부분의 Bandwidth를 음성통화에만 사용할 경우, 지그비 중재장치에 연결된 여러종류의 디바이스는 음성통화가 이루어지는 기간 중에는 원활한 통신이 이루어지지 않음으로써, 주변 디바이스장치를 통한 중요한 정보의 취득 및 디바이스 장치의 제어가 중단되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 지금까지의 지그비 표준기술은 일반적으로 음성전송기능을 배재한 표준기술로 인식되어졌다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저속(250Kbps)의 지그비 통신기술을 이용하여 다양한 디바이스(센서, 스위치,제어장치 등)를 제어하는 홈자동화(HA : Home Automation) 시스템에, 지그비 표준을 이용한 디지털 음성통화 무선전화 시스템을 추가 구현함으로써, 기존에 단순한 센서를 이용한 검출기나 스위치 제어장치 등에 사용되던 지그비장치의 사용영역을 확대하고, 저가로 구성되어지는 지그비 무선통신기술을 이용하여 통신보안성 및 음성통화 품질이 우수한 디지털 무선전화 시스템을 구현하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명은 지그비 표준 방식의 무선 송수신부 및 무선 음성통화부를 갖는 이동식 음성통화장치; 및 상기 이동식 음성통화 장치 및 다른 주변 장치들과 지그비 표준 방식의 무선 송수신이 가능한 무선 송수신부 및 외부 통신망과 연결되어 상기 이동식 음성통화장치와 음성신호를 송수신하는 인터페이스부를 갖는 중재장치;를 포함하고, 상기 음성통화장치 및 상기 중재장치는 음성신호를 압축하여 코딩하는 것에 의해 음성신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 음성통화 시스템을 제공한다.

바람직하게는 상기 이동식 음성통화장치 및 중재장치는, 수신된 음성신호 또는 디지털 신호를 각각 디지털 신호 또는 아날로그 신호로 코딩 또는 디코딩하는 코덱부를 포함할 수 있다. 이때 상기 코덱부는 음성신호 데이터를 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM) 방식으로 압축 코딩한다.

또한 바람직하게는 상기 중재장치의 인터페이스부는 타 원격지와의 음성신호 송수신을 위하여 공중전화망(PSTN)을 이용한다. 상기 중재장치는 무선 개인 영역 네트워크를 구성하는 다른 주변 장치들의 동기화를 위하여 Beacon 신호를 주기적으로 송출하며, 상기 이동식 음성통화 장치 및 중재장치는 디지털 음성신호 데이터를 송수신하는 것에 의해 음성통화를 구현하고, 상기 디지털 음성신호 데이터를 송수신하는 프레임 구조는 지그비 표준 슈퍼 프레임 구조이고, 상기 수퍼 프레임의 주기는 15.36ms인 것이 바람직하다. 이때 상기 슈퍼 프레임에는 음성 데이터의 송신과 수신을 위한 GTS(Guaranteed Time Slot)가 각각 하나씩 할당되고, 상기 GTS는 각각 3개의 타임슬롯으로 이루어진다. 또한 상기 타임슬롯은 상기 음성 데이터를 송수신하기 위한 슈퍼 프레임의 데이터 필드로써 데이터 타입(type) 필드와 음성 데이터 필드를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 이동식 음성통화장치는, 디스플레이부 및 기능조작을 위한 키입력부를 포함한다.

또한 본 발명은 무선 음성통화 시스템에 있어서, 공중전화망 게이트웨이 기능을 하는 중재장치에서 링 신호를 수신하는 단계; 링 신호 검출정보를 이동식 음성통화장치로 전송하는 단계; 상기 링 신호 검출정보에 따라 벨소리를 발생하는 단계; 상기 벨소리를 인지하여 사용자가 통화를 요청할 경우 중재장치로 음성통화를 요청하는 단계; 음성 통화 요청정보에 대응하여 음성데이타를 송수신하기 위한 타임슬롯을 할당하고 공중전화망 통화로를 형성하는 단계; 음성통화 완료후 사용자의 통화종료 요청에 따라 통화종료 요청정보를 이동식 음성통화장치에서 중재장치로 전송하는 단계; 상기 통화종료 요청정보에 따라 할당된 타임슬롯을 해제하고 공중전화망 통화로를 해제하는 단계;를 포함하는 지그비 표준을 이용한 전화 수신방법을 제공한다.

또한 본 발명은 무선 음성통화 시스템에 있어서, 이동식 음성통화 장치에서 전화번호를 입력하고 통화로 형성을 요청하는 다이얼링 단계; 상기의 다이얼링정보를 공중전화망 게이트웨이 기능을 하는 중재장치로 전송하는 단계; 상기의 통화로 형성 요청정보에 대응하여 음성데이타를 송수신하기 위한 타임슬롯을 할당하고 공중전화망 통화로를 형성하는 단계; 상기에서 수신된 다이얼번호를 다이얼링하는 단계; 형성된 통화로에 대하여 음성통화 완료 후 사용자의 통화종료 요청에 따라 통화종료 요청정보를 이동식 음성통화장치에서 중재장치로 전송하는 단계; 상기의 통화종료 요청정보에 따라 할당된 타임슬롯을 해제하고 공중전화망 통화로를 해제하는 단계를 포함하는 지그비 표준을 이용한 전화 송신 방법을 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

도 1은 무선전화 시스템을 포함하는 무선 개인영역 네트워크(WPAN)의 구성도를 도시한 것이다.

도1을 참조하면, 무선 개인영역 네트워크(WPAN)는 음성 송수화 기능을 갖는 이동식 음성통화장치(12)와 복수의 디바이스(11A~11E)로 구성된다. 여기서, 복수의 디바이스 중 PSTN게이트웨이 기능을 가지는 디바이스가 WPAN의 Coordinator인 중재장치(10)로 선정되며, 그 중재장치는 나머지 디바이스에 동기신호인 Beacon신호를 송출하여, WPAN에 접속된 디바이스를 동기화 시킨다.

도 2는 도 1의 음성 송수화 기능을 가지는 이동식 음성통화 장치(12)의 세부 구성도이다.

RF 송수신부(121)는 지그비 프로토콜을 이용하여 복수의 제어대상 디바이스와의 통신 및 고정식 제어장치와의 통신을 수행하기 위한 것이고, 음성통화동작모드에서는 PSTN 게이트웨이 장치와 음성신호 통신을 수행한다.

키 입력부(123)는 사용자에 의하여 소정의 제어대상 장치에 대한 특정 제어를 수행하기 위한 제어입력이나(예→ 조명 스위치 조정 등), 소정의 제어대상장치 또는 모든 제어대상장치의 상태확인을 위한 입력( 예→온도 및 습도 확인 등) 등의 사용자 조작을 수행하기 위한 부분이다. 특히, 음성통화 동작 모드에서는 음성통화를 위하여 상대방의 전화번호를 입력하는 조작 등을 위한 부분이 된다.

스피커부(124)에서는 음성통화 모드시에 벨소리나 음성신호를 출력하게 되며, 마이크부(125)에서는 역시 음성통화 모드시 사용자의 음성신호를 인지하게 된다. 디스플레이부(122)는 사용자에게 각종 정보를 화면에 표시하기 위한 것이다.

코덱부(126)는 음성 통화 모드시 마이크에서 입력되는 음성신호를 디지털신호로 코딩하여 RF 송수신부(121)로 송신하거나, RF 송수신부(121)를 통하여 수신되는 디지털 음성신호를 아날로그 신호로 변환하여 스피커로 출력하는 기능을 수행한다.

배터리부(127) 및 충전회로부(128)는 건전지나 충전지 등의 전원소스로부터 전원을 공급받는 곳이며, 특히 충전회로부(128)에서는 상기 배터리가 충전지로 구성될 경우에 상기 배터리의 충전동작을 구동제어하게 된다. 제어부(129)에서는 사용자에 의한 키 입력부(123)의 조작에 따라 전체적인 제어동작을 수행하게 된다.

도 3은 PSTN 게이트웨이 기능을 갖는 중재장치(10)의 구성도이다.

RF 송수신부(101)는 지그비 프로토콜을 이용하여 주변 디바이스들과의 통신을 수행하기 위한 것이고, 음성통화 동작모드에서는 이동식 음성통화장치(12)와 음성신호 통신을 수행한다. 메모리부(102)는 지그비 프로토콜 동작을 위한 프로그램을 저장하며, 주변의 각종 복수의 제어대상 디바이스 장치의 ID 등을 저장하는 기능을 한다.

공중전화망(PSTN) 인터페이스부(103)는 공중전화망에 접속하여 음성신호를 송수신하기 위한 것이다. 예를 들어 기존의 전화선을 연결하여 음성신호를 송수신하는 것이 가능하도록 하였다.

코덱부(104)는 음성 통화 모드시 공중전화망에서 입력되는 음성신호를 디지털신호로 코딩하여 RF송수신부(101)로 송신하거나, RF 송수신부(101)를 통하여 수신된 디지털 음성신호를 아날로그 신호로 디코딩하여 유선 통신망으로 출력하는 기능을 수행하게 된다. 즉, 공중전화망에서 입력되는 음성신호를 이동식 음성통화장치(12)로 송신하거나, 이동식 음성통화 장치(12)로부터 받은 음성신호를 공중전화망으로 전달하기 위하여, 코텍부(104)는 디지털 신호와 아날로그 신호를 각각 아날로그 신호와 디지털 신호로 변환하게 된다.

키입력부(105)는 장치의 각종동작을 조작하는 조작부이고, 전원공급부(106)는 각 구성요소에 전원을 공급하는 구성이다. 제어부(107)는 사용자에 의한 키입력부의 조작에 따라 전체적인 제어동작을 수행하게 된다.

도 4는 중재장치(10)에서 제어대상 디바이스(11A ~ 11E, 12)에 명령을 전달하는 절차를 도시한 도면이다.

먼저 중재장치(10) 측에서 비콘 프레임 메시지(Beacon)가 제어대상 디바이스(11A ~ 11E, 12)의 제어부측으로 전송된다. 그후, 중재장치에서 명령 프레임 메시지(Command)가 목적지 제어대상 디바이스의 제어부 측으로 전송된다. 이와같이 비콘 프레임 메시지와 명령 프레임 메시지를 수신한 목적지 디바이스(11A ~11E, 12)의 제어부는 명령 프레임 메시지가 수신되었음을 확인하는 확인 프레임 메시지(Acknowledge)를 해당 명령 프레임 메시지를 전송한 중재장치(10)측으로 전송한다.

도 5는 지그비 표준의 슈퍼 프레임 데이터 구조를 도시한 도면이다.

본 발명에서 중재장치와 주변 디바이스 간에 상호 전달되는 메시지는 지그비 표준이 정의하는 슈퍼 프레임(super-frame) 구조를 적용하게 된다. 이러한 데이터는 대기시간을 최소화하여 소모전력을 낮추기 위하여 타임슬롯(time slot)을 사용하는 GTS(Guaranted Time Slot) 형의 슈퍼 프레임을 적용하게 된다. 슈퍼 프레임은 중재장치(10)에서 주변의 디바이스들(11A ~11E, 12)로 전송되고, Beacon 프레임을 포함하여 16개의 타임슬롯으로 구성된다.

슈퍼 프레임 중에 지정된 타임슬롯에서 교환되는 프레임들을 정보 프레임이라 하며, 중재장치(10)과 제어대상 디바이스(11A ~11E, 12)들 간에 교환하는 정보 프레임의 종류에는 Beacon frame, Data frame, Acknowledge frame, Command frame 이 있다.

도 5에서 슈퍼 프레임의 최소 주기는 15.36ms 이며, 경쟁구간이라고 불리는 CAP(Contention Access Period)에 대하여 최소 220바이트의 기간을 유지해 주어야 하며, 경쟁없이 할당되는 전용 전송구간이라고 불리는 CFP(Contention Free Period)에 최대 7개의 GTS를 할당할 수 있다. GTS는 한개 이상의 타임슬롯으로 구성된다.

앞서와 같은 슈퍼 프레임 중 지정된 타임슬롯에서 교환되는 프레임들의 일반적인 구조는 아래와 같다.

Frame Control(FC) 필드는 프레임의 종류를 정의하고 보안기능 선택, 어드레싱 방법 등을 정의한다. 프레임의 종류는 하위 3개 비트(b2,b1,b0)가 000이면 비콘프레임, 001이면 데이터 프레임, 010이면 확인프레임, 011이면 명령프레임을 나타내며, 100~111 은 Reserved 로 되어 있다.

Sequence Number(SN) 필드는 프레임의 시퀀스 번호를 부여하는 곳이다.

Destination Address(DA) 필드는 수신자 주소를 부여하는 곳이며, DA는 Destination PAN Identifier(2 Bytes) 와 Destination Address(0/2/8 Bytes)로 이루어진다. 본 발명에서는 Destination Address를 2Bytes로 하여 전체 4Bytes의 DA를 사용한다.

Source Address(SA) 필드는 발신자 주소를 부여하는 곳으로 SA 는 Source PAN Identifier(2 Bytes) 와 Source Address(0/2/8 Bytes) 로 이루어지며, 본 발명에서 Source Address를 2Bytes로 하여 전체가 4Bytes가 되도록 한다.

Frame Payload 필드는 각 정보 프레임에 따라서 그 내용을 추가하기 위한 영역이며, FCS(Frame Check Sequence) 필드는 프레임 보호를 위한 16 비트의 ITU-T 의 CRC 코드를 넣기 위한 영역이다.

이와 같은 프레임 구조 중 비콘(Beacon) 프레임의 메시지 포맷은 아래와 같다. 비콘 프레임은 상기 일반적인 지그비 표준 구조와 동일하며, 네트워크를 구성하는 모든 디바이스에 송출하여 동기화하기 위한 것이다.

명령 프레임 메시지 포맷은 아래와 같다. Command Frame Identifier 중0x01~0x09 까지는 지그비 표준에서 지정되어 사용하고 있다. 본 발명에서 무선 음성 통화기능을 수행하기 위하여 하나의 예로써 지그비 표준에 예비(Reserved)로 된0xFF를 Command Frame Identifier 로 할당하고, 명령페이로드(Command Payload) 에는 0x00~0xFF를 할당한다.

상기 명령 프레임 포맷 중 전화기능을 위한 명령 페이로드의 할당예는 아래와 같다.

확인 프레임 메시지 포맷은 지그비 표준 프레임 포맷과 동일하며 아래와 같이 구성된다.

또한 데이터 프레임 메시지 포맷은 아래와 같으며, 본 발명에서는 데이터 프레임에서 데이터 필드를 1 Byte 의 데이터 타입과 m Byte의 데이터로 나누어서 사용한다. 데이터 타입(Data Type)은 뒤에 이어지는 Data의 종류를 의미하며, 예를 들면 0x01이면 음성신호Data, 0x02이면 연속된 전화번호 데이터, 0x03이면 발신자 정보 데이터 등 여러 가지로 지정하여 사용한다.

도 6은 음성통화를 위한 슈퍼 프레임 포맷의 타임슬롯 구조를 도시한 것이다.

일반적으로 음성신호를 디지털 신호, 예를 들면 PCM(Plus Code Modulation) 으로 변환할 경우 8 KHz Sampling * 8bit = 64 Kbps 의 Bandwidth 가 필요하게 된다. 저속의 지그비 기술표준으로 PCM 변환된 음성신호를 전송할 경우 최대 250 Kbps의 지그비 통신으로 수용이 가능하다. 하지만, 이와 같이 적용할 경우 채널의 대부분을 음성통신 신호가 점유하게 됨에 따라 여러개의 디바이스로 구성된 지그비 네트워크에서 다른 디바이스들의 원활한 통신을 방해하게 된다.

따라서 본 발명에서는 이동식 음성통화장치(12)와 중재장치(10)의 코텍부에서 지그비 통신 표준으로 음성신호를 통신하기 위하여 음성신호를 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM) 알고리즘으로 음성압축을 수행하도록 한다. 이 방식은 64kbps 음성 데이터를 32kbps, 24kbps 또는 16kbps로 압축(또는 역으로 확장)하도록 프로그램될 수 있다. 32kbps 압축은 ITUT G .721에 표준화된 알고리즘으로 코딩하게 된다. 물론, ITUT G.726 등 다른 압축코딩 방식을 이용하여 32Kbps 보다 낮은 Bandwidth를 가지는 (24Kbps 또는16Kbps 등) 음성신호를 사용할 수 있으며, 본 실시예에서 제안하는 32Kbps 음성대역을 전송하는 방식이 가능하다면 더 낮은 Bandwidth 의 신호는 충분히 지그비 기술을 이용하여 통신할 수 있음은 자명하다.

도 6에서와 같이 음성통화를 위한 지그비 슈퍼 프레임의 타임슬롯 구조가 제안된다.

앞서 설명한 바와 같이 음성통화를 위하여 슈퍼 프레임은 최소 주기인 15.36ms로 설정한다. 지그비 표준에서 슈퍼 프레임의 주기는 15.36ms * 2ⁿ (n=0,1,2,‥‥) 으로 변경할 수 있지만, 본 실시예에서는 슈퍼 프레임의 주기를 길게할 경우 음성통화시 지연(Delay) 현상이 발생함을 고려하여 n=0 인 15.36ms 로 하였다.

음성신호는 CFP 구간을 2개의 GTS로 하며, 하나의 GTS는 3개의 타임슬롯 으로 한다. 하나의 타임슬롯을 30 Bytes의 길이로 하면 하나의 GTS는 90 Bytes의 정보를 전송할 수 있다. 아래의 식과 같이 32Kbps로 코딩되는 음성신호는 15.36ms 기간 동안에 약 62 Bytes의 데이터가 발생하게 된다.

32Kbits / 8bits = 4KBytes

4KBytes / 1000ms * 15.36ms = 61.44Bytes

따라서 하나의 GTS 기간 동안에 62Bytes의 음성 데이터를 각각 송수신할 수 있다. 아래는 음성통화를 위한 데이터 포맷을 나타내고 있다. 실제로 62 Bytes 의 음성 데이터를 송수신하기 위해서는 PHY Header, MAC Header, Data Type 및 Mac Footer 등을 포함하여 82 Bytes의 프레임 데이터가 만들어진다. 여기서 SFD는 Start-of-Delimiter를 의미한다.

음성통화를 위한 중재장치(10)와 이동식 음성통화 장치(12) 간의 타임슬롯이 도 7에 도시되어 있다. 도 7에서와 같이, PSTN 게이트웨이 기능을 갖는 Coordinator 인 중재장치(10)에서 3개의 타임슬롯을 하나의 GTS로 하는 타임슬롯이 할당되고, 중재장치와 이동식 음성통화장치(12) 간에는 이와 같은 타임슬롯에 따라 음성 신호 데이터가 송신 및 수신된다.

도 8a 및 8b는 본 발명에 따른 음성 송수화 기능을 갖는 이동식 음성통화장치와 PSTN 게이트웨이 중재장치간의 음성통화 흐름도를 도시한 것으로, 도 8a는 콜 수신 흐름을, 도 8b는 콜 발신 흐름을 도시한 것이다.

도 8a의 콜 수신 흐름에 대하여 설명한다.

대기모드(301)에서는 Coordinator인 PSTN 게이트웨이 기능을 가지는 중재장치(10)에서 주기적으로 Beacon 신호를 송출하여 역시 대기모드(302)에 있는 개인 영역 네트워크(PAN) 내의 디바이스들(11A ~11E, 12)과 동기를 맞춘다.

PSTN 게이트웨이 기능을 갖는 중재장치(10)에서 링신호를 검출하면(303), 이동식 음성통화 장치(12)로 Ring 신호가 검출되었음을 알리는 데이터를 전송한다. 이동식 음성통화 장치는 상기의 Ring 검출신호를 수신하여 스피커로 벨소리를 발생한다.(304)

사용자의 조작에 의하여 통화요청이 입력되면(305) 이동식 음성통화장치는 음성통화 요청명령 데이터(Command Data)를 PSTN 게이트웨이인 중재장치(10)로 전송하고, 중재장치(10)는 상기의 음성통화 요청 명령 데이터를 수신하여 음성통화가 가능한 타임슬롯을 할당하고(306) 공중전화망으로 통화를 연결(Hook Off)한다.(307)

통화로가 연결되면 도 6의 음성통화를 위한 Frame Format 에 따라 음성신호 통신이 이루어진다. 음성통화는 도 2 및 도 3의 코텍부(104,126)에서 음성신호가 각각 ADPCM 방식으로 코딩되며, 코딩된 음성신호 데이터가 도6의 Frame Format에 각각 지정되어 전송된다. 음성통화가 완료되면 이동식 음성통화 장치(12)는 음성통화완료 명령데이터(Command Data)를 PSTN 게이트웨이인 중재장치(10)로 전송하고, 중재장치는 상기의 음성통화 완료 명령 데이터를 수신하여 음성통화에 사용하였던 타임슬롯을 해제하고(308) 공중전화망의 통화로를 Open(Hook On)한다.(309)

도 8b의 콜 발신 흐름은 아래와 같이 이루어진다.

이동식 음성통화 장치(12)에서 전화번호를 입력하고(401), 통화요청 명령 데이터를 생성하여(402) 유선통신망게이트웨이(중재장치, 10)로 전송한다. 중재장치(10)는 통화 요청 명령 데이터를 수신하여 음성통화가 가능한 타임슬롯을 할당하고(403) 공중전화망으로 통화를 연결(Hook Off, 404) 및 다이얼링(405)한다.

통화로가 연결되면 도 6의 음성통화를 위한 Frame Format 에 따라 음성신호 통신이 이루어진다. 음성통화는 도 2 및 도 3의 코텍부(104,126)에서 음성신호가 각각 ADPCM 방식으로 코딩되며, 코딩된 음성신호 데이터가 도6의 Frame Format에 각각 지정되어 전송된다. 음성통화가 완료되면 이동식 음성통화 장치(12)는 음성통화완료 명령데이터(Command Data)를 PSTN 게이트웨이인 중재장치(10)로 전송하고, 중재장치는 상기의 음성통화 완료 명령 데이터를 수신하여 음성통화에 사용하였던 타임슬롯을 해제하고(406) 공중전화망의 통화로를 Open(Hook On)한다.(407)

본 발명은, 무선 개인 영역 네트워크에 사용되는 지그비 표준 기술을 사용함에 있어서, 음성신호 송수신을 위한 디바이스장치에 지그비 표준방식의 무선 송수신 모듈을 장착하고, 음성신호를 ADPCM 방식으로 코딩하여 지그비 표준 프레임에 코딩된 음성신호 데이터를 실어서 전송도록 하여, 지그비 기술표준을 이용한 음성신호의 전송을 가능하게 하는 효과를 제공하고, 이에 따라 무선전화기나 휴대폰의 핸즈프리(HANDFREE) 장치에 지그비 기술표준을 적용하여 무선 개인 영역 네트워크를 구축할 수 있는 효과를 제공한다.

또한 본 발명은 저속의 지그비 표준기술을 이용하여 음성신호를 전송함에 따라 저가격으로 무선 음성 신호 송수신 장치를 사용할 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims

지그비 표준 방식의 무선 송수신부 및 무선 음성통화부를 갖는 이동식 음성통화장치; 및

상기 이동식 음성통화 장치 및 다른 주변 장치들과 지그비 표준 방식의 무선 송수신이 가능한 무선 송수신부 및 외부 통신망과 연결되어 상기 이동식 음성통화장치와 음성신호를 송수신하는 인터페이스부를 갖는 중재장치;를 포함하고,

상기 음성통화장치 및 상기 중재장치는 음성신호를 압축하여 코딩하는 것에 의해 음성신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 음성통화 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 이동식 음성통화장치 및 중재장치는,

수신된 음성신호 또는 디지털 신호를 각각 디지털 신호 또는 아날로그 신호로 코딩 또는 디코딩하는 코덱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 음성통화 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 코덱부는 음성신호 데이터를 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM) 방식으로 압축 코딩하는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 음성통화 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 중재장치의 인터페이스부는 타 원격지와의 음성신호 송수신을 위하여 공중전화망(PSTN)을 이용하는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 음성통화 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 중재장치는 무선 개인 영역 네트워크를 구성하는 다른 주변 장치들의 동기화를 위하여 Beacon 신호를 주기적으로 송출하는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 음성통화 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 이동식 음성통화 장치 및 중재장치는 디지털 음성신호 데이터를 송수신하는 것에 의해 음성통화를 구현하고, 상기 디지털 음성신호 데이터를 송수신하는 프레임 구조는 지그비 표준 슈퍼 프레임 구조이고, 상기 수퍼 프레임의 주기는 15.36ms인 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 음성 통화 시스템.
제 6항에 있어서,

상기 슈퍼 프레임에는 음성 데이터의 송신과 수신을 위한 GTS(Guaranteed Time Slot)가 각각 하나씩 할당되고, 상기 GTS는 각각 3개의 타임슬롯으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 음성통화 시스템.
제 7항에 있어서, 상기 타임슬롯은 상기 음성 데이터를 송수신하기 위한 슈퍼 프레임의 데이터 필드로써 데이터 타입(type) 필드와 음성 데이터 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 음성통화 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 이동식 음성통화장치는,

디스플레이부 및 기능조작을 위한 키입력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 표준을 이용한 무선 음성통화 시스템.
제 4항의 무선 음성통화 시스템에 있어서,

공중전화망 게이트웨이 기능을 하는 중재장치에서 링 신호를 수신하는 단계;

링 신호 검출정보를 이동식 음성통화장치로 전송하는 단계;

상기 링 신호 검출정보에 따라 벨소리를 발생하는 단계;

상기 벨소리를 인지하여 사용자가 통화를 요청할 경우 중재장치로 음성통화를 요청하는 단계;

음성 통화 요청정보에 대응하여 음성데이타를 송수신하기 위한 타임슬롯을 할당하고 공중전화망 통화로를 형성하는 단계;

음성통화 완료후 사용자의 통화종료 요청에 따라 통화종료 요청정보를 이동식 음성통화장치에서 중재장치로 전송하는 단계;

상기 통화종료 요청정보에 따라 할당된 타임슬롯을 해제하고 공중전화망 통화로를 해제하는 단계;를 포함하는 지그비 표준을 이용한 전화 수신방법.
제 4항의 무선 음성통화 시스템에 있어서,

이동식 음성통화 장치에서 전화번호를 입력하고 통화로 형성을 요청하는 다이얼링 단계;

상기의 다이얼링정보를 공중전화망 게이트웨이 기능을 하는 중재장치로 전송하는 단계;

상기의 통화로 형성 요청정보에 대응하여 음성데이타를 송수신하기 위한 타임슬롯을 할당하고 공중전화망 통화로를 형성하는 단계;

상기에서 수신된 다이얼번호를 다이얼링하는 단계;

형성된 통화로에 대하여 음성통화 완료 후 사용자의 통화종료 요청에 따라 통화종료 요청정보를 이동식 음성통화장치에서 중재장치로 전송하는 단계;

상기의 통화종료 요청정보에 따라 할당된 타임슬롯을 해제하고 공중전화망 통화로를 해제하는 단계를 포함하는 지그비 표준을 이용한 전화 송신 방법.