KR20090026445A - 무선 인터폰 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음성신호를 지그비 무선 전송에 적합한 크기로 압축하여 전송함으로써, 지그비 무선통신 표준 프로토콜을 준수하면서도 양방향 실시간 음성통화를 가능하게 하는 무선 인터폰 시스템에 관한 것이다.
입력되는 음성신호를 고비율로 압축하여 전송하는 로비폰(100), 상기 로비폰(100)에 의해 전송되는 압축된 음성신호를 수신하여 이를 재전송하는 라우팅을 수행하는 제1인터폰(200), 및 상기 제1인터폰(200)에 의해 라우팅되는 압축된 음성신호를 수신하고 압축해제하여 압축이 해제된 음성신호를 출력하는 제2인터폰(300)을 포함하는 무선 인터폰 시스템이 제공된다.
인터폰, 지그비, 표준, 압축, 음성 신호

Description

무선 인터폰 시스템 {WIRELESS INTERPHONE SYSTEM}
본 발명은 무선 인터폰 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 음성신호를 지그비 무선 전송에 적합한 크기로 압축하여 전송함으로써, 지그비 무선통신 표준 프로토콜을 준수하면서도 양방향 실시간 음성통화를 가능하게 하는 무선 인터폰 시스템에 관한 것이다.
지그비(Zigbee) 통신이란, 근거리 무선통신으로서 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 기술 중 하나이다. 지그비는 저비용, 저전력, 안정성, 보안성과 높은 적용성을 목표로 개발된 기술이며, 지그재그와, 지그재그로 움직이면서 가장 효율적인 통신을 한다는 벌(Bee)의 합성어로 만들어진 단어이다. 이는 많은 네트워크 노드들을 간단하고 저렴하게 설치해 효율적으로 제어할 수 있으며 배터리만으로도 수개월에서 수년간 지속될 수 있는 경제적인 솔루션으로 각광받고 있다.
이러한 지그비에 대한 표준화의 노력이 지속되었고, 2004년 12월에 지그비 연합(ZigBee Alliance)에 의해 그 표준화가 정립되었다. 지그비 연합은 IEEE 802.15.4에 기반을 둔 저비용, 낮은 전력소모 등을 가능하게 하는 무선네트워크를 실현하기 위해 공동으로 연구하는 회사들의 조합이다.
이러한 지그비 연합에 의해 표준화된 상기 IEEE 802.15.4 표준에 따른 데이터 전송속도는 250Kbps이다. 이 속도는 일반적인 감시제어와 관련된 신호 전송에는 전혀 문제가 없는 높은 속도이나, 음성이나 영상 등의 멀티미디어 신호의 전송에는 많이 부족한 속도이다.
한편, 종래의 지그비 음성통화 방식은 1 대 1 통신의 경우에는 사용에 아무런 문제가 없지만, 1 대 N 환경의 멀티 캐스팅에서 음성을 수신하고 재전송하는 라우팅이 이루어지는 환경에서는 사용이 불가능한 문제가 있었다.
따라서, IEEE 802.15.4 지그비 표준에 따르면서도, 고용량 멀티미디어 신호를 전송할 수 있는 기술이 필요하다.
한편, 통상의 음성신호 전송 속도인, 128Kbps 정도의 속도는, 1 대 1 음성통화에는 적합하지만, 지그비 고유의 라우팅(Routing) 기능을 구현하기에는 부적합한 면이 있다.
따라서, IEEE 802.15.4 지그비 표준을 준수하면서도, 음성 라우팅을 가능하게하는 기술이 필요하다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로, 음성신호를 고비율로 압축하여 전송함으로써 지그비 무선통신 표준프로토콜을 준수하면서도, 쌍방향 음성 전송이 가능하며, 라우팅 기능 지원이 가능한 무선 인터폰 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 입력되는 음성신호를 고비율로 압축하여 전송하는 로비폰(100), 상기 로비폰(100)에 의해 전송되는 압축된 음성신호를 수신하여 이를 재전송하는 라우팅을 수행하는 제1인터폰(200), 및 상기 제1인터폰(200)에 의해 라우팅되는 압축된 음성신호를 수신하고 압축해제하여 압축이 해제된 음성신호를 출력하는 제2인터폰(300)을 포함하는 무선 인터폰 시스템이 제공된다.
상기 로비폰(100)은, 상기 입력되는 음성신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환부(110), 상기 A/D 변환부(110)의 출력 신호를 압축하여 출력하는 압축부(130), 및 상기 압축부(130)의 출력 신호를 무선으로 전송하는 무선 송수신부(150)를 포함할 수 있다.
상기 압축부(130)의 압축은, G.729 또는 G.729a 코덱을 이용하는 압축 알고리즘에 의해 수행될 수 있다.
상기 무선 송수신부(150)의 전송은, IEEE802.15.4 지그비 표준통신규약에 따 르는 2.4 GHz 대역의 지그비 통신 방식에 의해 수행될 수 있다.
상기 제2인터폰(300)은, 상기 제1인터폰(200)에 의해 라우팅되는 압축된 음성신호를 수신하는 무선 송수신부(350), 상기 무선 송수신부(350)에 의해 수신되는 음성신호의 압축을 해제하여 출력하는 압축해제부(330), 및 상기 압축해제부(330)의 출력 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 D/A 변환부(390)를 포함할 수 있다.
상기 압축해제부(130)의 압축해제는, G.729 또는 G.729a 코덱을 이용하는 압축 알고리즘에 의해 수행될 수 있다.
상기 무선 송수신부(350)의 수신은, IEEE802.15.4 지그비 표준통신규약에 따르는 2.4 GHz 대역의 지그비 통신 방식에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 무선 인터폰 시스템에 따르면, 음성신호를 고비율로 압축하여 전송함으로써 지그비 무선통신 표준프로토콜을 준수하면서도, 쌍방향 음성 전송이 가능하며, 라우팅 기능 지원이 가능하다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 무선 인터폰 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 무선 인터폰 시스템은, 로비폰(100), 제1인터폰(200), 및 제2인터폰(300)을 포함한다.
로비폰(100)은 다세대 주택의 현관 로비 등에 설치되는 인터폰으로서 코디네이터(coordinator)의 기능을 한다. 로비폰(100)으로 입력된 음성 신호는 압축된 후 제1인터폰(200), 및 제2인터폰(300)으로 전송될 수 있다. 또한, 반대로 제1인터폰(200) 또는 제2인터폰(300)으로 입력된 음성 신호가 로비폰(100)으로 전송되어 출력될 수도 있다.
제1인터폰(200)은 로비폰(100)으로 입력된 음성신호가 최종적으로 제2인터폰(300)으로 전송될 때, 음성 전송의 경로에 위치하는 인터폰으로, 라우터(router)로서의 기능을 한다. 한편, 제1인터폰(200) 또한 로비폰(100) 또는 제2인터폰(300)으로부터 전송되는 음성신호를 스피커 등의 수단을 통하여 출력할 수 있다.
제2인터폰(300)은 로비폰(100)으로 입력된 음성신호가 최종적으로 전송되는 인터폰이다. 로비폰(100)에서 압축되어 송신되는 음성신호는 제2인터폰(300)에서 압축해제된 후 출력될 수 있다.
한편, 본 발명의 무선 인터폰 시스템에서는 제1인터폰(200)이 인터폰과 라우터로서의 기능을 함께 수행하지만, 라우터의 기능만 수행하는 전용라우터(400)가 더 포함될 수도 있다.
도 2a 및 도 2b는 각각, 도 1의 무선 인터폰 시스템에 있어서, 로비폰(100), 및 제2인터폰(300)의 내부 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2a에 도시되는 바와 같이, 로비폰(100)은 A/D 변환부(110), 압축부(130), 무선송수신부(150), CPU(Central Processing Unit; 170), 및 D/A 변환부(190)를 포함할 수 있다.
A/D 변환부(110)는 마이크를 통해 입력된 아날로그 음성 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 음성 신호를 압축부(130)로 출력한다.
압축부(130)는 소정의 압축 알고리즘을 사용하여 디지털 음성 신호를 압축한다. 상기 압축 알고리즘으로서는, G.729a 코덱을 사용할 수 있다. G.729a 코덱은 G.729 코덱의 성능 향상을 위해 변형한 형태의 알고리즘이며, CS-ACELP(Conjugate-Structure Algebraic-Code-Excited Linear-Prediction) 방식에 기반하고, 상기 CS-ACELP 는 CELP(Code-Excited Linear-Prediction) 모델에 기반하여 1초당 8000번의 샘플링 속도로 매 10ms 동안 80회의 음성 프레임을 생성해낸다. G.729 및 G.729a 코덱을 이용한 압축 알고리즘은 공지 기술이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
무선송수신부(150)는 압축부(130)에서 압축된 음성신호, 또는 압축부(130)에서 압축된 후 CPU(170)에 의해 소정의 데이터 처리를 거친 음성신호를 입력받아 무선 송신한다. 무선 송신은 IEEE802.15.4 지그비 표준통신규약에 따르는 2.4 GHz 대역의 지그비 통신 방식에 의해 수행될 수 있다. 무선송수신부(150)에 의해 전송되는 음성신호는 제1인터폰(200), 제2인터폰(300), 또는 전용 라우터(400)에 의해 수신될 수 있다.
한편, 무선송수신부(150)는 제1인터폰(200) 또는 제2인터폰(300)으로부터의 음성신호를 전송받을 수도 있다. 이 경우 압축부(130)는 무선송수신부(150)에 의해 전송된 음성신호를 압축 해제할 수 있고, 압축 해제된 음성 신호는 D/A변환부(190)에 의해 아날로그 신호로 변환된 후 스피커 등을 통해 출력될 수 있다. 상기 압축 해제 또한 CS-ACELP 방식에 기반한 G.729 또는 G.729a 코덱을 이용하여 수행될 수 있다.
한편, 도 2b에 도시되는 바와 같이, 제2인터폰(300)은 A/D 변환부(310), 압축해제부(330), 무선송수신부(350), CPU(370), 및 D/A 변환부(390)를 포함할 수 있다.
무선송수신부(350)는 로비폰(100) 또는 제1인터폰(200)으로부터 전송된 음성신호를 수신한다. 무선송수신부(350)에 의한 데이터 통신은 IEEE802.15.4 지그비 표준통신규약에 따르는 2.4 GHz 대역의 지그비 통신 방식에 의해 수행될 수 있다. 무선송수신부(350)에 의해 수신된 음성 신호는 CPU(370)에 전송되어 소정의 데이터 처리를 거친 후 압축해제부(330)로 보내지거나, 압축해제부(330)로 바로 전송될 수 있다.
압축해제부(330)는 로비폰(100) 또는 제1인터폰(200)으로부터 전송되는 압축된 음성신호의 압축을 해제한다. 압축 해제는 소정의 압축 알고리즘을 사용하여 수행될 수 있으며, 상기 압축 알고리즘으로서는, G.729 또는 G.729a 를 사용할 수 있다. 압축해제부(330)에 의해 압축이 해제된 음성 신호는 D/A 변환부(390)로 입력된다.
D/A 변환부(390)는 압축이 해제된 디지털 음성 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 음성 신호는 스피커 등의 수단을 통해 출력될 수 있다.
한편, 제2인터폰(300)의 마이크 등으로부터 입력된 음성신호가 로비폰(100) 또는 제1인터폰(200)으로 전송될 수도 있는데, 이 경우 압축해제부(330)는 마이크 등을 통해 입력된 음성 신호를 압축하고, 압축된 음성 신호는 무선송수신부(350)를 통해 로비폰(100) 또는 제1인터폰(200)으로 전송될 수 있다.
한편, 제1인터폰(200)은 로비폰(100)과 제2인터폰(300) 사이에서 이루어지는 지그비 무선통신에 있어서 라우터의 기능을 하며, 라우터로서의 주요 기능을 담당하는 내부 구성은 공지 기술인 지그비 통신의 라우터의 구성과 실질적으로 동일한 바, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 그러나, 제1인터폰(200) 또한 제2인터폰(300)과 마찬가지로 마이크, 스피커, 압축해제부 등을 포함하여, 로비폰(100)으로부터 음성 신호를 수신하거나, 로비폰(100) 또는 제2인터폰(300) 등으로 음성 신호를 송신할 수 있다.
본 발명에 따른 무선 인터폰 시스템은, 음성신호를 지그비 무선 전송에 적합한 크기로 압축하여 전송함으로써, 지그비 무선통신 표준 프로토콜을 준수하면서도 양방향 실시간 음성통화를 가능하게 한다.
또한, 제1인터폰이 라우팅으로서의 기능을 하기 때문에, 별도의 라우터가 필요 없게 된다.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 범위에 속한다. 또한, 본 명세서에서 설명한 각 구성요소는 당업자가 공지된 다양한 구성요소들로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능 을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 무선 인터폰 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2a는 도 1의 무선 인터폰 시스템에서, 로비폰의 내부 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2b는 도 1의 무선 인터폰 시스템에서, 제2인터폰의 내부 구성을 나타내는 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 로비폰 200: 제1인터폰
300: 제2인터폰 110, 310: A/D 변환부
130: 압축부 330: 압축해제부
150, 350: 무선송수신부 170, 370: CPU
190, 390: D/A 변환부

Claims (7)

  1. 입력되는 음성신호를 고비율로 압축하여 전송하는 로비폰(100);
    상기 로비폰(100)에 의해 전송되는 압축된 음성신호를 수신하여 이를 재전송하는 라우팅을 수행하는 제1인터폰(200); 및
    상기 제1인터폰(200)에 의해 라우팅되는 압축된 음성신호를 수신하고 압축해제하여 압축이 해제된 음성신호를 출력하는 제2인터폰(300)을 포함하는 무선 인터폰 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 로비폰(100)은,
    상기 입력되는 음성신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환부(110);
    상기 A/D 변환부(110)의 출력 신호를 압축하여 출력하는 압축부(130); 및
    상기 압축부(130)의 출력 신호를 무선으로 전송하는 무선 송수신부(150)를 포함하는, 무선 인터폰 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압축부(130)의 압축은, G.729 또는 G.729a 코덱을 이용하는 압축 알고리즘에 의해 수행되는, 무선 인터폰 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 무선 송수신부(150)의 전송은, IEEE802.15.4 지그비 표준통신규약에 따르는 2.4 GHz 대역의 지그비 통신 방식에 의해 수행되는, 무선 인터폰 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2인터폰(300)은,
    상기 제1인터폰(200)에 의해 라우팅되는 압축된 음성신호를 수신하는 무선 송수신부(350);
    상기 무선 송수신부(350)에 의해 수신되는 음성신호의 압축을 해제하여 출력하는 압축해제부(330); 및
    상기 압축해제부(330)의 출력 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 D/A 변환부(390)를 포함하는, 무선 인터폰 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 압축해제부(130)의 압축해제는, G.729 또는 G.729a 코덱을 이용하는 압축 알고리즘에 의해 수행되는, 무선 인터폰 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 무선 송수신부(350)의 수신은, IEEE802.15.4 지그비 표준통신규약에 따르는 2.4 GHz 대역의 지그비 통신 방식에 의해 수행되는, 무선 인터폰 시스템.
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