KR20080013652A - 무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이전달하는 방법 - Google Patents

무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이전달하는 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 무선 오디오(마이크) 시스템에서 무선으로 오디오 데이터를 전달함에 있어서, 혼신이나 여러 가지 통신장애로 인해 오디오 데이터가 끊기는 현상을 줄이기 위하여, 적당량의 오디오 데이터를 중복 전송하기 위한, 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 무선 오디오(마이크) 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법에 있어서, 오디오 데이터를 소정 길이로 분할하여, 분할된 각 오디오 정보를 패킷 단위로 관리하는 단계; 무선 마이크 송신장치에서 각 오디오 정보의 반복 전송 횟수를 인지하는 단계; 및 상기 무선 마이크 송신장치가 상기 반복 전송 횟수에 따라 해당 오디오 정보의 품질을 달리하여 상기 오디오 데이터를 적어도 하나의 무선 마이크 수신장치로 실시간 전송하는 단계를 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 무선 오디오(마이크) 시스템 등에 이용됨.
무선 오디오, 마이크, 반복 전송, 통신장애, 지연시간, 오디오 끊김

Description

무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법{Method for transferring audio data without disconnection in a wireless audio system}
도 1 은 본 발명이 적용되는 무선 오디오(마이크) 시스템의 구성 예시도,
도 2 는 본 발명에 따른 무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하기 위한 송신장치의 동작 과정에 대한 일실시예 흐름도,
도 3 은 본 발명에 따른 무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하기 위한 수신장치의 동작 과정에 대한 일실시예 흐름도,
도 4 는 본 발명에 이용되는 원본 오디오(마이크) 신호와 일부 손실/손상된 오디오(마이크) 신호를 나타낸 설명도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
10 : 송신장치 11 : 음성 입력부(마이크)
12 : 아날로그-디지털 변환부(ADC) 13,22 : 중앙처리부
14,21 : 무선 송수신부 15,25 : 저장부
16 : 출력부 20 : 수신장치
23 : 디지털-아날로그 변환부(DAC) 24 : 음성 출력부(스피커)
본 발명은 무선 오디오(마이크) 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선으로 오디오 데이터를 전달함에 있어서, 혼신이나 여러 가지 통신장애로 인해 오디오 데이터가 끊기는 현상을 줄이기 위하여, 적당량의 오디오 데이터를 중복 전송하는 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
통상, 무선 오디오(마이크) 시스템은, 송신장치가 외부로부터 입력받은 아날로그 오디오(마이크) 신호를 디지털 신호로 변환(ADC)하여 일정 시간 간격으로 무선 송신하면, 수신장치가 이를 수신하여 아날로그 신호로 변환(DAC)한 후 외부로 출력하는 방식으로 동작한다. 이때, 무선 오디오(마이크) 시스템의 송신장치는 수신장치의 상황(데이터 수신 속도, 버퍼 범람 여부 등)에 따라 데이터 송신 속도를 제어한다.
여기서, 혼신 및 기타 이유로 오디오(마이크) 신호에 장애(손실/손상)가 발생하는 경우, 해당 오디오(마이크) 데이터를 재전송하거나, 혹은 함께 전송된 별도의 복원용 정보(오디오(마이크) 데이터의 일부가 손상되더라도 복원할 수 있는 정보로서, 헤더 내에 포함됨)를 이용하여 손실/손상된 오디오(마이크) 데이터를 복원 시켜 출력한다. 이는 장애의 경중에 따라 복구 방법이 나뉠 수 있다.
복원용 정보를 이용하여 오디오(마이크) 데이터를 복원시키는 경우, 데이터 손상 정도가 심하거나 혹은 데이터 손실이 발생하면 이를 복원하는데 어려움이 있다. 따라서, 통상 무선통신에 장애가 발생하여, 장애의 정도가 경미한 경우에는, 장애 복구 정보(복원용 정보)를 이용하여 손실/손상된 오디오(마이크) 데이터를 복원하는 방식을 주로 사용한다.
그러나, 복원용 정보를 이용하여 오디오(마이크) 데이터를 복원하는 방식에 따르면, 복원용 정보를 생성하여 전송하고 이를 이용하여 데이터를 복원시키는 과정이 부가적으로 수반됨에 따라 전체적인 데이터 처리량(계산량) 및 전송량이 늘어나는 문제점이 있었다. 이는 결국, 전송지연 증가로 이어지는 문제점이 있다.
하지만, 장애의 정도가 심한 경우에는, 통신을 재시도하여 손실/손상된 오디오(마이크) 데이터를 복구하는 방법이 보다 유용할 수 있다. 그러나, 실시간 통신을 해야 하는 경우의 재시도는 다음 통신에 영향을 주기 때문에, 재시도를 할 수 없거나, 연속적으로 장애가 발생하는 경우와 같이 재시도를 연속적으로 하기가 어려운 경우에는 이러한 장애를 극복하기가 어렵다.
보통 디지털로 표현된 오디오 데이터를 통신으로 전송하는 경우에는, 통신 대역폭을 줄일 목적으로 가급적 데이터의 양을 줄이기 위한 노력을 하게 된다. 이러한 방법으로 여러 가지 코덱(CODEC)이 개발되어 사용되고 있으며, 또한 통신장애로 인한 데이터의 손실을 복구하기 위한 방법으로 재전송을 하기 보다는 이미 수신된 데이터를 바탕으로 손실된 부분을 복구하기 위해 많은 노력을 하게 된다.
즉, 일반적으로 CODEC은 압축효과를 높이기 위하여 이전과 이후의 오디오를 참조하게 되며, 손실을 복구하는 경우에도 이전과 이후의 오디오를 참조하는 경우가 많다. 그러나, 이렇게 이전과 이후의 오디오를 참조하게 되면 압축효과가 좋아지고 손실 복구가 용이해지지만, 상대적으로 오디오의 전송 지연은 많이 발생하게 되고 손실을 복구해도 원음과는 차이가 발생하게 된다.
이러한 시스템은 단체 여행할 때에 소음이 심한 장소에서 이용하는 경우가 많으며, 특히 수신측의 상황에 상관없이 일방적인 방송(단방향 방송)으로 송신장치와 수신장치와의 음성통신(양방향 통신)이 안될 뿐만 아니라, 송신장치에서는 수신장치의 상태를 알기가 어렵다. 이와 유사한 경우로는 동시통역을 하는 경우나, 기내의 다채널 방송, 미술관이나 박물관에서 설명을 무선으로 전송하는 경우 등이 있다.
무선 오디오(마이크) 데이터 전송의 일예로, 블루투스(Bluetooth)는 2.4GHz(2.402GHz ~ 2.480GHz) ISM(Industrial Scientific Medical) 대역에서 GFSK(Guassian Frequency Shift Keying) 변조방식으로 대역폭 1MHz의 채널을 79개 설정하여 1초간에 1600회 채널을 바꾸는 주파수 호핑 방식의 스펙트럼 확산 기술을 사용한다. 이에 의하여 간섭과 페이딩(fading)을 막아 주고 노이즈가 많은 무선 구간에서 강인한 통신이 가능하다. 또한, 풀 듀플렉스 통신(Full duplex transmission)을 위하여 시간분할다중(TDD : Time Division Duplex) 방식을 사용한다. 그리고, 에러 보정을 위해서 1/3 rate 순방향 에러 정정(FEC : Forward Error Correction), 2/3 rate FEC, ARQ(Automatic Repeat Request) 방식을 사용한다.
잡음이 많은 라디오 주파수 환경에서 작동되도록 고안되었기 때문에, 블루투스는 빠른 인식과 주파수 호핑 방식을 사용하여 연결을 튼튼하게 한다. 블루투스 모듈은 패킷을 전송받거나 보낸 후에 새로운 주파수 호핑을 함으로써 다른 신호들과의 간섭을 피한다. 같은 주파수대에서 작동하는 다른 시스템들과 비교하여 블루투스는 특별히 빠르고 짧은 패킷을 사용한다. 이것이 블루투스를 다른 시스템보다 튼튼하게 만들어주는 것이다. 작은 패키지와 빠른 주파수 호핑은 또한 가정용과 전문가용 전자 오븐과의 충돌을 제한시켜 준다. 순방향 에러 정정(FEC)의 사용은 장거리 연결시 발생할 수 있는 임의의 잡음과의 충동을 제한해 준다. 조정되지 않은 환경을 위해 인코딩이 최적화되어 있다.
블루투스 무선전송에 대해 살펴보면, 블루투스는 하나의 비동기 채널, 동시에 세 개의 동기 음성 채널, 또는 비동기 데이터와 동기 음성을 동시에 지원하는 채널까지 지원할 수 있다. 각각의 음성 채널은 64kb/s의 동기화된 연결을 지원한다. 비동기 채널은 최대 721kb/s(어느 한쪽 방향으로의 전송을 말하며, 이 경우 되돌아오는 속도는 57.6kb/s까지 허용된다)의 비대칭 연결과 432.6kb/s의 대칭 연결을 지원한다.
네트워크 위상에 대해 살펴보면, 음성 채널은 로그 PCM이나 CVSD(Continuous Variable Slope Delta Modulation, 1bit/sample 압축, lossy CODEC, 두 표본 사이의 진폭차를 양자화함으로써 인접 오디오 샘플 사이의 상관관계를 강하게 하는 방법) 음성 코딩 체계를 사용하며, 결코 음성 패킷을 재전송하지 않는다. CVSD 방식은 누락되고 손상된 음성 샘플을 잘 처리함으로 인해서 채택되었다. 주변의 잡음에 의해 어느 정도 간섭을 받는지 실험을 통해 측정한 결과, 4%이상의 비트 에러률에서도 CVSD방식으로 코딩된 음성은 상당히 잘 들렸다.
이상에서와 같이 블루투스 무선 기술에 대해 간략하게 살펴보았다. 그러나, 블루투스 무선 기술에서는 혼신 및 기타 이유로 오디오(마이크) 신호에 장애(손실/손상)가 발생하는 경우, 결코 음성 패킷을 재전송하지는 않는다. 즉, 통신을 재시도하여 손실/손상된 오디오(마이크) 데이터를 복구하는 방법을 사용하지는 않는다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 무선 오디오(마이크) 시스템에서 무선으로 오디오 데이터를 전달함에 있어서, 혼신이나 여러 가지 통신장애로 인해 오디오 데이터가 끊기는 현상을 줄이기 위하여, 적당량의 오디오 데이터를 중복 전송하기 위한, 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 상기 무선 오디오(마이크) 시스템에서 송/수신장치 간에 정보를 교환할 수 있도록 하여 양방향 통신을 이루기 위한, 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선 오디오(마이크) 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법에 있어서, 오디오 데이터를 소정 길이로 분할하여, 분할된 각 오디오 정보를 패킷 단위로 관리하는 단계; 무선 마이크 송신장치에서 각 오디오 정보의 반복 전송 횟수를 인지하는 단계; 및 상기 무선 마이크 송신장치가 상기 반복 전송 횟수에 따라 해당 오디오 정보의 품질을 달리하여 상기 오디오 데이터를 적어도 하나의 무선 마이크 수신장치로 실시간 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 오디오 데이터를 끊김없이 전송하기 위하여, 프로세서를 구비한 무선 오디오(마이크) 시스템에, 오디오 데이터를 소정 길이로 분할하여, 분할된 각 오디오 정보를 패킷 단위로 관리하는 기능; 무선 마이크 송신장치에서 각 오디오 정보의 반복 전송 횟수를 인지하는 기능; 및 상기 무선 마이크 송신장치가 상기 반복 전송 횟수에 따라 해당 오디오 정보의 품질을 달리하여 상기 오디오 데이터를 적어도 하나의 무선 마이크 수신장치로 실시간 전송하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또 한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 무선 오디오(마이크) 시스템의 구성 예시도이다.
우선, 본 발명에서 사용되는 '손실/손상된 오디오(마이크) 신호'라 함은, 도 4에 도시된 바와 같이, 손실/손상되기 전의 원본 오디오(마이크) 신호(31)에 대비되어, "32"와 같이 일부의 오디오(마이크) 신호가 전송중에 통신장애로 인해 손실/손상이 발생된 경우에 해당된다.
즉, 도 4에서, "31"은 손실되기 전의 원본 오디오(마이크) 신호를 나타내고, "32"는 일부가 통신장애로 인해 손실/손상된 오디오(마이크) 신호를 나타낸다. "32"와 같이 일부의 오디오(마이크) 신호가 전송중에 통신장애로 인해 손실/손상되는 경우, 오디오(마이크) 잡음이 발생할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선 오디오(마이크) 시스템은, 외부로부터 입력받은 아날로그 오디오(마이크) 신호를 디지털 신호로 변환(ADC)하여 무선 전송하기 위한 무선 마이크 송신장치(10)와, 무선 마이크 송신장치(10)로부터 오디오(마이크) 신호를 전송받음에 따라 이를 아날로그 신호로 변환(DAC)한 후 출력하기 위한 무선 마이크 수신장치(20)를 포함한다.
여기서, 무선 마이크 수신장치(20)는 하나의 무선 마이크 송신장치(10)에 대 해 다수 개가 연동될 수 있다.
특히, 무선 마이크 송신장치(10)는, 음성 입력부(마이크)(11)를 통해 입력된 아날로그 오디오(마이크) 신호를 아날로그-디지털 변환부(ADC)(12)에서 디지털 신호로 변환(ADC)하여 중앙처리부(13)로 전달하고, 중앙처리부(13)는 이 데이터를 저장부(15)에 저장한다. 그리고, 무선 마이크 송신장치(10)의 무선 송수신부(14)는 무선 마이크 수신장치(20)와 통신하고, 무선 마이크 수신장치(20)의 요청에 따라 저장부(15)에 저장된 오디오(마이크) 정보를 무선 송수신장치(20)로 전송한다.
한편, 무선 마이크 수신장치(20)는 무선 송수신부(21)를 이용하여 무선 마이크 송신장치(10)와 통신하고, 무선 마이크 송신장치(10)에 오디오 정보를 요청하여 수신된 오디오 정보를 중앙처리부(22)로 전달하고, 중앙처리부(22)에서 이 오디오 정보를 저장부(25)에 저장한 후 순서가 되면 디지털-아날로그 변환부(DAC)(23)로 전달하여 디지털-아날로그 변환부(DAC)(23)에서 아날로그 신호로 변환(DAC)하여 음성 출력부(스피커)(24)를 통해 외부로 출력한다.
무선 마이크 송신장치(10)와 수신장치(20)는 오디오 정보(이때, 오디오 정보는 오디오 데이터를 패킷 단위로 분할(예를 들면, 1ms 길이)한 것임)를 저장부(15,25)에 저장하여 일정량의 단위로 관리(예를 들면, 오디오 정보를 1ms 길이로 관리)하고, 이들 오디오 정보를 최근에 수집된 오디오 정보를 P0로 하고 P1, P2, P3, …, 가장 오래된 오디오 정보를 P(n-1)로 하여 n개(이때, n은 자연수임)의 오디오 정보를 관리한다.
여기서, n은 통신지연시간 및 통신장애를 고려하여 임의로 변경 가능하다.
무선 마이크 송신장치(10)는 수신장치(20)의 요청이 없이도 n개의 오디오 정보를 관리한다. 즉, 오디오 정보를 1ms 길이로 최대 8개를 관리하는 경우에, 무선 마이크 송신장치(10)는 현재 저장중인 오디오 정보를 포함하여 9개의 오디오 정보를 관리한다.
그리고, 무선 마이크 수신장치(20) 역시 n개의 오디오 정보를 관리한다. 즉, 오디오 정보를 1ms 길이로 최대 8개를 관리하는 경우에, 무선 마이크 수신장치(20)는 현재 출력중인 오디오 정보를 포함하여 9개의 오디오 정보를 관리한다.
여기서, 무선 마이크 송신장치(10)의 오디오 정보 n의 개수는, 무선 마이크 수신장치(20)의 오디오 정보 n의 개수보다 같거나 커야 한다.
특히, 무선 마이크 송신장치(10)는 무선 마이크 수신장치(20)의 요청없이도 n개의 오디오 정보를 무선 마이크 수신장치(20)로 전송한다. 즉, 현재의 오디오 정보 P0는 무선 마이크 수신장치(20)의 요청없이도 n회 만큼 무선 마이크 수신장치(20)로 전송된다. 예를 들어, 오디오 정보를 1ms 길이로 최대 8개를 관리하는 경우에, 무선 마이크 송신장치(10)는 P0를 8번 무선 마이크 수신장치(20)로 전송하게 된다. 이러한 방식으로 각각의 오디오 정보는 n회 만큼 무선 마이크 수신장치(20)로 전송되고(즉, 모든 오디오 정보는 n회 만큼 반복 전송됨), 그때마다 순서가 바뀌게(뒤로 밀리게) 된다. 이렇게 함으로써 통신에 혼선이나 장애가 발생하여 이전 오디오 정보를 수신하지 못한 경우라도 다음 통신에서 수신하는 방법으로 통신장애를 피할 수 있다.
하지만, 혼신이나 장애는 연속적으로 발생할 수 있으며, 무선 마이크 송신장 치(10)와 수신장치(20)는 (n-2)회의 연속적인 장애에 대처할 수 있다. 즉, 2개의 기본 버퍼 외에 선택적으로 관리하는 오디오 버퍼의 개수(n-2 개)만큼 장애에 대처할 수 있는 것이다. 다만, 이 숫자가 커지면(즉, 관리하는 오디오 정보의 개수(n)가 많아지고 아울러 관리하는 오디오 버퍼의 개수(n-2)가 많아지게 되면) 무선 마이크 송신장치(10)의 오디오 입력과 무선 마이크 수신장치(20)의 오디오 출력 간의 시간 차이가 길어지게 되며, 이 시간이 과도하게 늘어나면 전송 지연으로 인한 불편함을 느끼게 된다. 또한, 이 숫자가 작아지면(즉, 관리하는 오디오 정보의 개수(n)가 적어지고 아울러 관리하는 오디오 버퍼의 개수(n-2)가 적어지게 되면) 이 숫자보다 많은 장애가 연속적으로 발생하는 경우에 효과적으로 대처하기가 어렵다.
따라서, 무선 마이크 송신장치(10)와 수신장치(20)는 통신장애 정도에 따라 관리하는 오디오 정보의 개수(n개) 및 기본 버퍼를 제외한 오디오 버퍼의 개수(n-2 개)를 조절하여 전송지연과 통신장애를 적절하게 극복할 수 있다. 물론, 전술한 바와 같이 무선 마이크 송신장치(10)의 오디오 정보 n의 개수는, 무선 마이크 수신장치(20)의 오디오 정보 n의 개수보다 같거나 커야 한다.
무선 마이크 수신장치(20)는 오디오 정보를 요청할 필요가 없으며, 무선 마이크 송신장치(10)는 통신장애 상태에 상관없이 일정한 양의 오디오 정보(오디오 정보를 1ms 길이로 최대 8개를 관리하는 경우에, 현재의 오디오 정보 P0를 포함한 이전의 오디오 정보(P0 ~ P7))를 제한된 크기로 적절하게 조절하여 무선 마이크 수신장치(20)로 전송한다. 따라서, 무선 마이크 송신장치(10)는 통신장애 상태에 상관없이 일정한 양의 오디오 정보를 전송함으로써(모든 오디오 정보가 n회 반복 전 송됨) 다수의 무선 마이크 수신장치(20)가 오디오 정보를 수신할 수 있게 한다. 이때, 오디오 데이터의 양을 정상적인 경우보다 줄이는 방법으로는 압축을 더 많이 하거나, BPS를 줄이는 방법 등을 고려해 볼 수도 있겠지만, 무선 마이크 송신장치(10)에서 이렇게 많은 오디오 정보를 전송함으로써 오디오의 음질이 저하되는 것은 피하기가 어렵다.
따라서, 무선 마이크 송신장치(10)에서는 n개의 오디오 정보를 동일한 비율로 전송하기 보다는 최근의 오디오 정보는 비율을 높이고, 오래된 오디오 정보는 비율을 낮추는 방식으로 전송함으로써, 음질의 품질을 유지할 수 있도록 한다. 이는 가장 최신의 오디오 정보는 활용빈도가 높으므로 데이터량을 늘리고, 오래된 오디오 정보는 그 활용빈도가 낮으므로 데이터량을 줄여 전송하는 것이다.
즉, 가장 최신의 오디오 정보 P0는 양질의 오디오 정보를 전송하고, 이전의 오디오 정보(P1~P7)는 다소 떨어지는 오디오 정보를 품질율을 달리하여 전송한다. 예를 들면, 이전 오디오 정보 P7은 과거 최신의 오디오 정보일 때부터 현재까지 8회 중복 전송되어 이전에 이미 정상적으로 전송되었을 가능성이 높기 때문에, 현재 시점에서는 그 활용도가 낮다고 보아 품질율이 떨어지는 오디오 정보를 전송한다. 물론, 이전 오디오 정보 P6, P5, ..., P1은 P7보다 반복 전송 횟수가 적기 때문에 P7보다는 품질율이 높은 오디오 정보를 전송한다. 따라서, 반복 전송 횟수에 따라 그 품질율을 달리하여 오디오 정보를 전송한다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 최신의 오디오 정보는 품질율 100%, 1~3회 반복 전송된 오디오 정보는 품질율 50%, 4회 이상은 품질율 10% 등으로 반복 전송 횟 수에 따라 오디오 정보를 그룹화하여, 전송되는 오디오 정보의 품질율을 결정할 수도 있다.
이와 같이 무선 마이크 송신장치(10)에서 반복 전송 횟수에 따라 오디오 정보의 품질율을 달리하여 반복 전송하게 되면, 무선 마이크 수신장치(20)에서는 양질의 오디오 음질을 유지할 수 있게 된다. 이는 적당량의 오디오를 지연시키고 이 지연되는 시간을 이용하여 전송할 수 있다.
예를 들면, 오디오 정보를 1ms 길이로 최대 8개를 관리하는 경우에 무선 마이크 송신장치(10)는 현재 저장중인 오디오 정보를 포함하여 9개(n개)의 오디오 정보를 관리하여야 하며, 무선 마이크 수신장치(20)도 현재 출력중인 오디오 정보를 포함하여 최대 9개(n개)의 오디오 정보를 관리하여야 한다. 이러한 경우에 무선 마이크 수신장치(20)는 2개의 기본 버퍼 외에 0개부터 7개(0 ~ n-2 개)의 오디오 버퍼를 선택적으로 관리할 수 있으며, 이에 따라 0부터 7ms의 지연이 기본 지연에 추가로 발생하게 된다. 비록, 관리되는 오디오 버퍼의 수(0 ~ 7개)에 따라 기본 지연에 0 ~ 7ms가 추가 지연으로 발생되지만, 0부터 최대 7개의 연속적인 통신장애에 대응할 수 있게 된다.
여기서, 보통 기본 지연은 무선 마이크에서 오디오 정보를 수집하기 위한 시간 1ms, 오디오 정보를 가공하여 전송하는 시간 200us, 수신된 오디오 정보를 출력하기 위한 준비 시간 300us, 출력 대기 시간 500us 등으로 약 2ms 정도가 된다. 여기에, 오디오 버퍼를 선택적으로 관리하게 되면 관리되는 오디오 버퍼별로 1ms의 추가 지연이 발생되어(0 ~ 7ms), 전체적으로 2ms부터 9ms의 지연이 발생된다.
만약, 오디오 정보의 길이를 0.5ms로 줄이게 되면, 기본 지연은 1ms 정도가 되며, 여기에 오디오 버퍼를 선택적으로 관리하게 되면 관리되는 오디오 버퍼별로 0.5ms의 추가 지연이 발생되어(0 ~ 3.5ms), 전체적으로 1ms부터 4.5ms의 지연이 발생된다.
위의 예시는 한가지의 오디오 정보를 전송하는 경우를 나타냈지만, 여러 개의 오디오 정보를 동시에 전송할 수 있다. 무선 마이크 수신장치(20)는 이들을 수신하여 원하는 오디오 정보를 선택적으로 이용할 수 있다. 나아가, 여러 개의 통신 채널을 사용하는 경우에는 이들 채널을 선택하는 방법으로 다른 오디오 정보를 선택할 수도 있다.
무선 마이크 송신장치(10)와 수신장치(20)가 양방향 통신이 가능한 경우에는, 무선 마이크 송신장치(10)가 무선 마이크 수신장치(20)의 통신상태를 보고 받아 이를 이용하여 오디오 정보의 개수 n을 동적으로 변경할 수 있다.
무선 마이크 수신장치(20)는 무선 마이크 송신장치(10)로부터 수신되는 n개의 오디오 정보와는 별개로 수집된 통신 상태를 이용하여 수신장치(20)에서 관리되는 오디오 정보의 개수 n을 동적으로 변경할 수 있다. 이를 이용하여 전송 지연을 줄이거나 늘릴 수 있다. 이 경우에 무선 마이크 수신장치(20)의 오디오 정보 n(관리되는 오디오 정보의 수)의 개수는, 무선 마이크 송신장치(10)의 오디오 정보 n(관리되는 오디오 정보의 수)의 개수보다 작거나 같다.
이때에는 오디오 정보를 전송하기 위한 시간 외에 별도의 통신시간이 있어 이를 이용하거나, 오디오 전송을 중단시키고 이러한 통신을 수행할 수 있다. 이때, 후자의 경우에는 일시적으로 오디오 정보의 전송이 중단되지만, 다음 통신에서 회복될 수 있다.
만약, 통신 상태가 양호하여 지연시간을 줄이기(n을 줄임) 위한 통신인 경우에는 통신장애가 발생할 가능성이 적지만, 통신 상태가 나빠 지연시간을 늘리는(n을 늘림) 경우에는 이 통신으로 인해 통신장애가 늘어날 가능성이 있다.
무선 마이크 수신장치(20)는 오디오 정보가 수신되는 통신 상태로부터 무선 마이크 송신장치(10)와 멀리 떨어진 경우를 알 수 있고, 무선 마이크 송신장치(10)는 주기적으로 각각의 무선 마이크 수신장치(20)가 응답하도록 하여 무선통신의 상태를 파악하거나 각종 정보를 수집할 수 있다. 이렇게 함으로써, 무선 마이크 송신장치(10)는 무선 마이크 수신장치(20) 중 일부가 통신 거리 밖으로 이탈하는 경우를 실시간으로 감지할 수 있다. 이때, 무선 마이크 송신장치(10)에서는 통신이 두절되는 상황을 출력부(16)를 통해 표시하거나 경고를 할 수 있다. 물론, 이렇게 하려면 무선 마이크 송신장치(10)와 다수의 무선 마이크 수신장치(20) 간에 양방향 통신이 가능해야 한다.
이와 같이 무선 마이크 송신장치(10)는 무선 마이크 수신장치(20)의 요청에 의해 요청한 수신장치(20)와 양방향 통신을 수행할 수 있고, 양측은 상기와 같은 방법으로 음성을 주고 받을 수 있다. 이때, 무선 마이크 송신장치(10)는 무선 마이크 수신장치(20)의 요청 순서에 따라 통신을 할 수 있다.
양방향 통신을 위해서는, 무선 마이크 송신장치(10)와 수신장치(20)가 송신기능과 수신기능을 모두 가지고 있어야 하며(이를 편의상 '무선 마이크 송수신기' 라 칭함), 다수의 무선 마이크 송수신기 간에 정보 교환을 위한 통신을 할 수 있으며, 이때에는 일 무선 마이크 송수신기가 송신하고 있을 때 타 무선 마이크 송수신기는 수신을 하도록 하는 방법으로 신속하게 오디오 정보를 전송할 수 있다. 이러한 경우, 다수의 무선 마이크 송수신기는 송신하고자 하는 일 무선 마이크 송수신기를 결정하기 위하여 사용자의 요청에 따라 타 무선 마이크 송수신기에 수신 상태로 전환하도록 명령을 전송하여야 한다. 이러한 상태 전환 명령 전송시, 사용자가 무선 마이크 송수신기에 주의를 기울이도록 종류별로 식별 신호나 소리를 달리하여 표현하도록 한다.
또한, 먼 거리를 통신하는 경우나 2개 이상의 독립된 통신망이 서로 통신을 하기 위한 방법으로 중계기를 두어 중계를 할 수 있다. 이때, 중계기(상기 무선 마이크 수신장치(20)에 대응됨)는 한쪽에서 수신된 정보를 다른 쪽으로 전달하는 것으로, 수신 즉시 전달함으로써 전달시간을 최소화할 수도 있으나, 통신장애의 정도가 심할 경우에는 상기와 같은 방법으로 일정 부분의 오디오 정보를 지연시켜 통신장애를 극복할 수도 있다.
이러한 경우, 만약 n이 4인 경우에 중계기에서는 수신된 오디오 정보를 다시 전송하기 때문에 이전에 8회의 지연이 있었다면 모두 12회의 지연이 발생된 것으로 하여 총 12개의 버퍼를 관리하여야 한다. 즉, 수신 즉시 4개(P0~P3) 이전의 8개(P4~P11)의 오디오 정보를 전송한다.
도 2 및 도 3 은 본 발명에 따른 무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하기 위한 송신 및 수신 장치의 동작 과정에 대한 일실시예 흐름도이 다.
무선 마이크 송신장치(10)와 수신장치(20)는 오디오 정보(이때, 오디오 정보는 오디오 데이터를 패킷 단위로 분할(예를 들면, 1ms 길이)한 것임)를 저장부(15,25)에 저장하여 일정량의 단위로 관리(예를 들면, 오디오 정보를 1ms 길이로 관리)하고(n개의 오디오 정보를 관리), 이들 오디오 정보를 최근에 수집된 오디오 정보를 P0로 하고 오래된 순서대로 P1, P2, P3, …, 가장 오래된 오디오 정보를 P(n-1)로 하여 n개(이때, n은 자연수임)의 오디오 정보를 관리한다. 예를 들면, 무선 마이크 송신장치(10)는 수신장치(20)의 요청이 없이도 n개의 오디오 정보를 관리한다. 즉, 오디오 정보를 1ms 길이로 최대 8개를 관리하는 경우에, 무선 마이크 송신장치(10)는 현재 저장중인 오디오 정보를 포함하여 9개의 오디오 정보를 관리하고, 무선 마이크 수신장치(20)는 현재 출력중인 오디오 정보를 포함하여 9개의 오디오 정보를 관리한다.
예를 들면, 오디오 정보를 1ms 길이로 최대 8개를 관리하는 경우에, 무선 마이크 송신장치(10)는 현재 저장중인 오디오 정보를 포함하여 9개(n개(이때, n은 자연수임))의 오디오 정보를 관리하여야 하며, 무선 마이크 수신장치(20)도 현재 출력중인 오디오 정보를 포함하여 최대 9개(n개)의 오디오 정보를 관리하여야 한다. 이러한 경우에 무선 마이크 수신장치(20)는 2개의 기본 버퍼 외에 0개부터 7개(0 ~ n-2 개)의 오디오 버퍼를 선택적으로 관리할 수 있으며, 이에 따라 0부터 7ms의 지연이 기본 지연에 추가로 발생하게 된다. 비록, 관리되는 오디오 버퍼의 수(0 ~ 7개)에 따라 기본 지연에 0 ~ 7ms가 추가 지연으로 발생되지만, 0부터 최대 7개의 연속적인 통신장애에 대응할 수 있게 된다. 물론, 오디오 정보의 길이를 0.5ms로 줄이게 되면, 지연이 1/2로 줄어들게 된다.
이때, 무선 마이크 송신장치(10)는 무선 마이크 수신장치(20)의 요청없이도 새로운 오디오 정보를 수집하여(201) n개의 오디오 정보를 무선 마이크 수신장치(20)로 전송한다(202). 즉, 현재의 오디오 정보 P0는 무선 마이크 수신장치(20)의 요청없이도 n회 만큼(현재의 전송을 포함하여 향후 n-1회 전송됨) 무선 마이크 수신장치(20)로 전송되고, 1회 전송시 n개의 오디오 정보가 전송된다. 즉, 오디오 정보를 1ms 길이로 최대 8개를 관리하는 경우에, 무선 마이크 송신장치(10)는 P0를 8번 무선 마이크 수신장치(20)로 전송하게 된다. 이러한 방식으로 각각의 오디오 정보는 n회 만큼 무선 마이크 수신장치(20)로 전송되고(즉, 모든 오디오 정보는 n회 만큼 반복 전송됨), 1회 전송시마다 n개의 오디오 정보가 전송된다(202).
이때, 혼신이나 장애가 연속적으로 발생하는 경우, 무선 마이크 송신장치(10)와 수신장치(20)는 통신장애 정도에 따라 관리하는 오디오 정보의 개수(n개) 및 기본 버퍼를 제외한 오디오 버퍼의 개수(n-2 개)를 조절하여 전송지연과 통신장애를 적절하게 극복할 수 있다. 다만, 무선 마이크 송신장치(10)의 오디오 정보 n의 개수는, 무선 마이크 수신장치(20)의 오디오 정보 n의 개수보다 같거나 커야 한다.
하지만, 무엇보다도 오디오 정보를 끊김없이 전송하기 위해서는, 무선 마이크 송신장치(10)에서 n개의 오디오 정보를 동일한 비율로 전송하기 보다는 최근의 오디오 정보(P0)는 비율을 높이고, 오래된 오디오 정보(P1~Pn)는 비율을 낮추는 방 식으로 전송함으로써, 무선 마이크 수신장치(20)에서 오디오 음질의 품질을 유지할 수 있다. 이는 가장 최신의 오디오 정보는 활용빈도가 높으므로 데이터량을 늘리고, 오래된 오디오 정보는 그 활용빈도가 낮으므로 데이터량을 줄여 전송하는 것이다.
예를 들면, 활용빈도가 높은 가장 최신의 오디오 정보 P0는 양질의 오디오 정보를 전송(데이터량을 늘려 전송)하고, 활용빈도가 낮은 이전의 오디오 정보(P1~P7)는 다소 떨어지는 품질의 오디오 정보를 각각 품질율을 달리하여 전송(데이터량을 줄여 전송)한다. 즉, 이전 오디오 정보 P7은 과거 최신의 오디오 정보일 때부터 현재까지 8회 중복 전송되어 이전에 이미 정상적으로 전송되었을 가능성이 높기 때문에, 현재 시점에서는 그 활용도가 낮다고 보아 다소 품질이 떨어지는 오디오 정보(P7)를 전송한다. 물론, 이전 오디오 정보 P6, P5, ..., P1은 P7보다 반복 전송 횟수가 적기 때문에 P7보다는 품질이 높은 오디오 정보를 전송한다. 따라서, 무선 마이크 송신장치(10)는 반복 전송 횟수에 따라 그 품질율을 달리하여 n개의 오디오 정보를 무선 마이크 수신장치(20)로 전송한다.
이와 같이 무선 마이크 송신장치(10)에서 반복 전송 횟수에 따라 오디오 정보의 품질율을 달리하여 반복 전송하게 되면(202), 무선 마이크 수신장치(20)에서는 오디오 정보를 수신하여(301) 수신된 오디오 정보 중에 이전에 없었던 오디오 정보를 채워 넣어(302), 순서가 되면 오디오 정보를 외부로 출력한다(303).
이렇게 함으로써, 무선 마이크 수신장치(20)에서는 양질의 오디오 음질을 유지할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 통신장애가 있는 경우에도 오디오 정보를 다수의 무선 마이크 수신장치로 전송지연을 최소화하여 전송할 수 있고, 통신장애가 많이 발생하는 경우에는 전송지연을 늘려 양질의 오디오를 실시간으로 전송할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 무선 오디오(마이크) 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법에 있어서,
    오디오 데이터를 소정 길이로 분할하여, 분할된 각 오디오 정보를 패킷 단위로 관리하는 단계;
    무선 마이크 송신장치에서 각 오디오 정보의 반복 전송 횟수를 인지하는 단계; 및
    상기 무선 마이크 송신장치가 상기 반복 전송 횟수에 따라 해당 오디오 정보의 품질을 달리하여 상기 오디오 데이터를 적어도 하나의 무선 마이크 수신장치로 실시간 전송하는 오디오 정보 전송 단계
    를 포함하는 무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오디오 정보 전송 단계에서는,
    상기 무선 마이크 송신장치가 활용빈도가 높은 가장 최신의 오디오 정보는 양질의 오디오 정보를 전송(데이터량을 늘려 전송)하고, 활용빈도가 낮은 이전의 오디오 정보는 다소 떨어지는 품질의 오디오 정보를 각각 품질율을 달리하여 상기 적어도 하나의 무선 마이크 수신장치로 전송(데이터량을 줄여 전송)하는 것을 무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 마이크 송신장치는, 현재 저장중인 오디오 정보를 포함하여 상기 분할된 각 오디오 정보를 n(여기서, n은 자연수임)개 관리하며,
    상기 적어도 하나의 무선 마이크 수신장치는, 현재 출력중인 오디오 정보를 포함하여 상기 분할된 각 오디오 정보를 n(여기서, n은 자연수임)개 관리하고, 2개의 기본 버퍼를 제외한 0부터 (n-2)개의 오디오 버퍼를 선택적으로 관리하여 최대 (n-2)개의 통신장애에 대응할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 마이크 송신장치와 상기 적어도 하나의 무선 마이크 수신장치는,
    양방향 통신을 통해 정보를 교환하여, 연속적인 통신장애가 많아지면 관리하는 오디오 정보의 수(n)를 늘리고, 연속적인 통신장애가 적어지면 관리하는 오디오 정보의 수(n)를 줄이는 것을 특징으로 하는 무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 무선 마이크 송신장치는,
    상기 적어도 하나의 무선 마이크 수신장치와 양방향 통신을 통해 상호 정보를 교환하여 각 무선 마이크 수신장치의 통신상태를 파악할 수 있고, 일 무선 마이크 수신장치의 통신영역 이탈 혹은 통신이 두절되는 상황을 화면 표시 혹은 경고음 출력을 통해 알리는 것을 특징으로 하는 무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 무선 마이크 송신장치와 상기 적어도 하나의 무선 마이크 수신장치 간에는,
    동시에 혹은 각 무선 마이크 수신장치의 요청 순서에 따라 양방향 음성통신이 가능한 것을 특징으로 하는 무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전달하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 무선 마이크 수신장치 중 일 무선 마이크 수신장치는,
    상기 무선 마이크 송신장치에서 수신된 오디오 정보를 타 무선 마이크 수신장치로 즉시 전송함으로써 전달시간을 최소화시키거나, 소정 부분의 오디오 정보를 지연시켜 타 무선 마이크 수신장치로 전송함으로써 통신장애를 극복할 수 있는 중계기능을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전송하는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 무선 마이크 수신장치는 각각,
    상기 무선 마이크 송신장치로부터 수신되는 오디오 정보와는 별개로, 수집된 통신 상태를 이용하여 관리하는 오디오 정보의 수(n)를 동적으로 변경하여, 전송지연을 줄이거나 늘릴 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 오디오 시스템에서 오디오 데이터를 끊김없이 전송하는 방법.
  9. 오디오 데이터를 끊김없이 전송하기 위하여, 프로세서를 구비한 무선 오디오(마이크) 시스템에,
    오디오 데이터를 소정 길이로 분할하여, 분할된 각 오디오 정보를 패킷 단위로 관리하는 기능;
    무선 마이크 송신장치에서 각 오디오 정보의 반복 전송 횟수를 인지하는 기 능; 및
    상기 무선 마이크 송신장치가 상기 반복 전송 횟수에 따라 해당 오디오 정보의 품질을 달리하여 상기 오디오 데이터를 적어도 하나의 무선 마이크 수신장치로 실시간 전송하는 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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