Journal of Korea Society of Industrial Information Systems (한국산업정보학회논문지)

Korea Society of Industrial Information Systems (한국산업정보학회)
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Voice Communication Performance in 900MHz ISM Band Using Codec2

Codec 2를 이용한 900MHz ISM대역에서의 음성 통신 성능 검토

  • Received : 2018.11.01
  • Accepted : 2018.12.06
  • Published : 2018.12.31
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Abstract

In this paper, we experimented how long distance voice communication is possible After implemented PTT(Push to talk) Bi-directional radio using open source project Codec 2, which is a low speed voice codec for digital amateur radio and 900MHz FSK transceiver. In case of a general digital radio, the AMBE+2 codec, which is regarded as an industry standard in terms of performance, is expensive and has the monopoly of technology. Using the 400MHz band in terms of frequency, narrow bandwidth of DMR(12.5kHz) and DPMR(6.25kHz) is used, so the data rate is low. In the 900MHz bandwidth can be extended, which is advantageous in terms of data transmission. As a result of the voice quality and distance field test, we could find that the communication takes place within about 500m. In this paper, only voice communication is reviewed. if a review of data transmission such as a simple image is added, this solution can be used in various fields as a low cost IOT radio.

본 논문에서는 오픈소스 프로젝트를 표방하는 디지털 아마추어 무선용 저속 음성 코덱인 Codec 2와 900MHz FSK 트랜시버를 이용하여 PTT(Push to talk) 양방향 무전기를 구현하고, 장거리 음성통신이 가능한지 여부를 실험했다. 일반 디지털 무전기의 경우, 성능 면에서 업계 표준으로 인정되고 있는 AMBE+2 코덱을 사용하는데, 가격이 고가이며 기술의 독점성을 가지고 있다. 주파수 측면에서 보면 400MHz 대역을 사용하는 경우, DMR 12.5kHz, DPMR 6.25kHz의 협대역을 사용하기 때문에 데이터 전송률이 낮다. 900MHz 대역은 대역폭을 확장할 수 있어서 데이터 전송 측면에서도 장점이 있다. 음질 및 통달 거리에 대한 필드 테스트를 진행한 결과, 약 500m 내에서 통신이 이루어지는 것을 확인할 수 있었다. 본 논문에서는 음성통신에 대한 검토가 이루어졌지만, 간단한 이미지와 같은 데이터 전송에 대한 검토가 추가된다면, 이 솔루션이 저가형 IOT 생활 무전기로서 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

Keywords

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Fig. 1 Audio Quality Comparison between Analog and Digital

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Fig. 2 Encoder/Decoder Block Diagram

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Fig. 3 SM1000 Reference Board Block Diagram

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Fig. 4 Hardware Block Diagram

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Fig. 5 SX1272 RF Schematic

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Fig. 6 Hardware PCB Top layout

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Fig. 7 Hardware Device

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Fig. 8 Audio/RF Double-Buffering Method

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Fig. 9 Rx and Tx Operation

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Fig. 10 Measured Voice Communication Distance Map

Table 1 Vocoder Comparison

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Table 2 Encoder/Decoder Performance of Codec 2

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Table 3 Encoder/Decoder performance of Speex

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Table 4 Tested location information

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References

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