KR0121303B1 - 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동기주파수를 무작위 분포되도록 하고, 시간의 흐름 및 변수가 바뀔 때마다 서로 다른 동기주파수를 발생시켜 탐지가 어렵도록 전대역에 분포하고, 동기 소요시간을 매우 짧게 하여 운용자가 고정통신처럼 동기시간을 인지할 수 없으며, 전파방해 및 채널 불량상태에서도 통신이 두절되지 않고 한 대의 송신기와 다수의 수신기 사이에 동기가 가능하도록 한 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법에 관한 것이다. 수신기에서는 수신된 신호를 분석하여 무작위 도약하는 패턴의 시작점 및 패턴의 종류를 판단하는 도약주파수 동기방법으로 주파수 동기하며, 별도의 동기 제어 무전기를 두지 않고 무전기 사이에 상대적으로 동기되고, 송,수신기 모두 동기주파수가 주파수 도약을 하면서 주파수 동기를 이루도록 한다. 동기용 주파수는 여러 가지 변수에 의해 무작위로 발생되는 몇 개의 동기용 주파수를 이용하여 송신기에서 매 홉마다 동기주파수를 바꾸면서 여러번 반복하여 전송한 후 정보데이타를 송신하게 하고, 수신기에서는 송신기와 ±1분 이내로 시간이 일치될 때 주파수 동기가 되도록 송신기와 유사한 방식으로 동기 추적주파수를 발생시키고, 수신동기 홉(HOP)의 길이는 송신기에서 보내는 동기주파수 홉(hop)들이 일치하도록 하고, 동기용 주파수가 수신되면 홉내에 포함된 동기데이타를 분석하여 정보데이타의 시작점을 일치시킨다. 송신 스트림은 동기용 정보가 포함된 초기 동기주파수를 전송 후 정보데이타를 전송하고, 전송이 끝나면 전송 끝을 알리는 데이터를 전송하며, 정보데이타 중간에 주기적으로 초기 동기용 주파수와 같은 재동기용 주파수를 전송함으로써 채널이 불량하여 수신이 일시적으로 중단되어도 다시 동기가 이루어지도록 한다.

Description

주파수 도약 무전기의 주파수 동기 방법

제1도는 도약 통신망에서 도약 홉(HOP)송신을 나타낸 원리 설명도.

제2도는 도약 통신망에서 동기홉 수신주파수 구조를 나타낸 설명도.

제3도는 도약 통신망에서 시간을 변수로 사용하여 동기주파수를 발생시키는 원리 설명도.

제4도는 동기홉의 동기 정보데이타 구성을 보인 설명도.

제5도는 공용 동기홉의 동기 정보데이타 구성을 보인 설명도.

제6도는 재동기홉의 동기 정보데이타 구성을 보인 설명도.

제7도는 동기주파수 수신시 도약 동기주파수를 추적하여 통신을 하는 원리 설명도

제8도는 공용 동기주파수 수신시 도약 동기 주파수를 추적하여 통신을 하는 원리 설명도.

제9도는 재동기주파수 수신시 도약 동기주파수를 추적하여 통신을 하는 원리 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

f1~fx : 동기주파수 fc : 공용 동기주파수

fα,fβ : 위장 동기주파수 1 : 피엔(PN)코드 발생

2 : 동기주파수 주소발생기

본 발명은 송신기와 수신기 사이에 상호 짧은 시간 간격으로 주파수를 변환하면서 서로 약속된 주파수를 사용하여 통신하는 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법에 관한 것으로, 특히 동기주파수를 무작위 분포되도록 하고, 시간의 흐름 및 변수가 바뀔때마다 서로 다른 도약 동기주파수를 발생시켜 탐지가 어렵도록 전대역에 분포되고, 동기 소요시간을 매우 짧게 하여 운용자가 고정 통신처럼 동기시간을 인지할 수 없으며, 전파방해 및 채널 불량상태에서도 통신이 두절되지 않고 한 대의 송신기와 다수의 수신기 사이에 동기가 가능하도록 한 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법에 관한 것이다.

일반적으로, 주파수 도약 무전기는 무선통신을 위하여 모든 정보데이타는 일정량의 데이터 길이인 홉(hop)단위로 구성되어, 매 홉마다 주파수가 무작위로 바뀌면서 송,수신되고, 송신기와 수신기는 상호 도약을 위한 방법이 약속되어 있다. 수신기는 송신기로부터 전송되는 신호의 주파수를 맞추고 수신된 동기정보를 분석하여 무작위 도약하는 패턴의 시작점을 찾아 송신주파수에 맞추어 주파수 도약 통신을 한다. 따라서 송신기와 수신기는 상호 짧은 시간 간격으로 주파수를 변환하면서 서로 약속된 주파수를 사용하여 통신하므로 빠른 속도로 서로 주파수를 일치시키고, 주파수가 일치되었을 경우 정보데이타의 동기를 맞추는 방법이 필요하게 된다.

주파수 동기를 맞추는 방법은 주파수 도약 무전기를 개발한 국가마다 제각기 고유한 방식으로 개발하여 사용하고 있는 실정이며, 이에 따라 주파수 동기를 맞추는 방법이 구체적으로 알려져 있지 않은 실정이다.

그러나, 일반적으로 도약주파수 동기기능은 주파수 간섭에 대응능력이 있어야 하고, 수신상태가 불량한 상태에서도 데이터 정보의 동기기능이 우수하여야 한다는 것은 공통적인 전제사항이라 할 수 있다.

본 발명은 상기 공통적인 전제사항을 만족하고, 아울러 동기주파수가 전주파수 대역에 걸쳐 무작위 분포되고, 시간의 흐름에 따라 동기용 주파수 변화가 다양하여 송신할 때마다 다른 동기주파수가 전송되며, 고정 주파수로 송,수신하는 것처럼 동기에 소요되는 시간이 짧게 되고, 한 대의 송신기와 다수의 수신기가 동시에 도약주파수 동기가 되고, 주파수 동기를 위해 별도로 동기제어용 무선국을 두지 않고 교신시 자동적으로 동기가 되도록 창안한 것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

주파수 도약 동기를 위해 송신기에서는 무작위로 발생되는 몇 개의 동기용 주파수로 매 홉마다 동기주파수를 바꾸면서 여러번 반복하여 전송한 후 정보데이타를 송신한다.

제1도는 도약 통신망에서 도약 홉 송신을 나타낸 원리 설명도로서, 이에 도시한 바와 같이 초기 동기주파수 전송주기동안 동기주파수(f₁~f_x) 전송과 아울러 그 동기주파수(f₁~f_x)의 탐지를 어렵게 하기 위하여 위장 동기주파수(fα,fβ),(fδ,fζ)를 여러개 전송한다. 도면의 설명중 미설명 부호 f_c는 공용 동기주파수를 나타낸다. 한편, 수신기는 송신기와 같은 방식으로 동기주파수를 발생시키나, 위장 동기주파수는 만들지 않는다.

제2도는 도약 통신망에서 도약 동기홉 수신주파수 구조를 나타낸 설명도로서, 이에 도시한 바와 같이 수신기의 동기주파수 홉(HOP)일정한 수의 홉(hop)으로 구성)의 길이는 송신의 동기주기 길이보다 길게 하여 수신되는 동기용 주파수를 일치시키는 방식을 사용하며, 동기용 주파수가 일치되면 포함된 동기정보를 분석하여 정보데이타의 시작점을 일치시킨다.

또한, 시간을 도약 패턴 발생의 변수로 사용하며, 송,수신기 사이 미세시간 일치기능이 있어서 서로 1분 이상상의 시간이 일치되어 있으면 도약 통신이 되도록 한다. 또한 송신기는 통신중에도 주기적으로 재동기홉(HOP)을 데이터 홉(HOP)의 전송중간에 보내며, 채널불량이나 적의 간섭상화에서도 수신이 중단되지 않고, 도약 통신이 계속 유지되도록 한다.

또한 전송 스트림의 구조는 동기용 데이터가 포함된 초기동기주파수를 전송한 후 정보데이타를 전송하고, 그 전송이 끝나면 전송 끝을 알리는 데이터를 전송하는 방식을 사용한 것으로, 이를 보다 상세히 설명한다.

송신기의 전송 스트림은 초기동기홉(HOP)에 연속하여 데이터홉(HOP), 재동기홉(HOP)을 반복하다가 전송이 끝나면 데이터 끝 정보를 보내게 된다. 초기동기홉(HOP)은 제1도에서와 같이 시간을 변수로 발생되는 약속된 X개의 주파수를 이용하여 동기정보를 수회 반복해서 전송하고, 중간에 2홉(HOP)씩 서로 다른 주파수인 위장 동기주파수를 할당하여 동기주파수를 할당하여 동기주파수를 전송하며, 시간을 동기주파수 발생 및 도약주파수 발생의 변수로 적용함으로써 시간의 흐름에 따라 주파수가 변화하여 동기주파수 및 도약주파수의 탐지를 어렵게 한다.

상기 동기홉(HOP)이 수신되면 그 홉(HOP)에 포함되어 있는 동기정보를 분석하여야 하는데, 이를 위해 동기홉(HOP)의 동기 정보데이타를 제4도와 같이 구성하여 송신하게 된다.

즉, 제4도는 동기홉의 동기 정보데이타 구성을 보인 설명도로서, 이에 도시한 바와 같이 디지털 비트 동기 데이터, 홉(HOP) 내에서 데이터 동기 시작점을 찾기 위한 상관(Correlation)데이타, 동기 분석데이타순으로 구성되며, 상기 동기 분석데이타로 음성/데이타, 초기/재동기, 동기홉(HOP)순서, 동기주파수순서, ±1분 이내의 시간(송신기의 시간)에 대한 내용을 전송하며, 이와 같은 동기 분석데이타는 데이터의 오류정정을 위해 수회 반복하여 전송한다.

또한 공용 동기주파수(f_c)에 대한 공용 동기홉(HOP)은 현재 통신하고 있지 않는 동일집단 내의 무전기의 도약동기 정보를 전송하기 위한 홉(HOP)으로서, 통신망 상호시간 정확도와 시간정보를 일치시키는 역할을 하며, 그 공용 동기홉은 제5도와 같이 구성하여 송신하게 된다.

즉, 제5도는 공용 동기홉의 동기 정보데이타 구성을 보인 설명도로서, 이에 도시한 바와 같이 디지털 비트 동기데이타, 홉(HOP)의 동기 정보데이타 시작비트를 찾기 위한 상관데이타, 공용 동기 분석데이타로 구성하며, 상기 공용 동기분석데이타로 ±4분 이내 시간(송신기의 시간), 시간 정확도등을 전송하며, 이와 같은 공용 동기 분석데이타는 데이터의 오류정정을 위해 수회 반복하여 전송한다.

또한, 재동기홉(HOP)은 현재의 정보데이타홉(HOP) 위치, 시간정보, 동기 분석정보를 가지고 잇으며, 수신기가 최초의 동기홉(HOP)과 주파수 도약 동기가 안되거나 채널상태가 불량하여 통신도중 통화가 중단되어도 다시 통화를 복구시킬 수 있도록 지원하기 위한 홉(HOP)으로, 그 재동기홉(HOP)은 제6도와 같이 구성하여 전송하게 된다.

제6도는 재동기홉의 동기 정보데이타 구성을 보인 설명도로서, 이에 도시한 바와 같이 동기 정보 분석을 위해 디지털 비트 동기데이타, 데이터홉(HOP)의 데이터 동기 시작점을 찾기 위한 상관데이타, 동기 분석데이타 순으로 구성하며, 상기 동기 분석데이타로 음성/데이타, 초기/재동기홉(HOP) 순서, 동기주파수 순서, ±1분 이내의 시간(송신기의 시간)에 대한 내용을 전송하며, 이와 같은 동기 분석데이타는 데이타의 오류정정을 위해 수회 반복하여 전송한다.

또한 통신망 동기용 주파수인 공용 동기주파수, 주파수 도약 동기용인 동기주파수를 만들기 위해 시간(TOD:hop단위의 사간~일단위 시간을 사용), 3자리의 통신망 구분코드(C), 관리국 제어정보(I)를 변수로 사용하여, 제3도와 같이 도약 동기주파수를 발생시킨다.

즉, 제3도는 도약 통신망에서 시간을 변수로 사용하여 동기주파수를 발생시키는 원리 설명도로서, 이에 도시한 바와 같이 시간(TOD), 통신만 구분 코드(C) 및 제어국 관리정보(I)를 변수로 하여 피엔(PN) 코드 발생기(I)에서 피엔 코드를 발생시키고, 이 피엔 코드에 따라 동기 주파수 주소발생기(2)에서 동기주파수 주소를 발생시켜 동기주파수(f₁~f_x)를 발생시키게 된다.

도약주파수용 초기 동기를 맞추기 위해 현시간을 기준으로 약 ±1분 이내 시간을 이용하여 약 120/(X-1)초 간격으로 X개의 주파수를 만들고, 이 주파수를 동기주파수로 사용하며, 약 120/(X-1)초가 경과하면 새로운 주파수를 만들고 가장 오래된 시간에 만들어진 주파수는 제거시킨 나머지 X개를 동기주파수로 사용한다. 즉, 1분 ±이내의 시간이 오차가 있더라도 송신기와 수신기는 동기주파수가 일치되도록 ±1분인 2분을 X-1등분하여 발생되는 120/(X-1)초의 시간 간격을 간격을 갖는 시간인자 X개를 변수로 X개의 동기주파수를 만들고, 아울러 무작위 분포된 위장 동기주파수를 생성한다.

또한, 공용 동기주파수는 시간 정확도(Time Quality)를 주고 받기 위한 주파수로서, 통신망 구분 코드(C)의 첫 자리 숫자와 시간을 주파수 발생 변수로 이용한다. 즉, 코드(C)의 첫 자리 숫자, 4분 이상의 시간(TOD), 관리국 제어정보(I)를 변수로 발생 알고리즘에 적용하여 4분 마다 새로운 주파수를 만든다.

한편, 수신대기는 송신기와 ±1분 이내로 시간이 근접해 있을 경우 방해가 없는 상황에서 동기가 되도록 송신기의 초기 동기 구조와 비슷한 방식으로 제2도와 같이 구성되며, 또한 데이터 수신시 필요한 정보를 수신된 정보로부터 해독하는 기능을 보유한다.

제1도와 같이 수신 무전기가 보유하고 있는 시간에 의해 만들어진 X개의 동기주파수 Xhop+공용 동기주파수 1hop+위장 동기hop 수+1hop에 해당하는 시간에 걸쳐 동기가 될 때까지 순환적으로 대기한다.

제7도는 동기주파수 수신시 도약 동기주파수를 추적하여 통신을 하는 원리 설명도로서, 이에 나타낸 바와같이 동기주파수를 수신한 경우, 주파수 동기가 되면 비트 동기 및 상관기를 통해 데이터의 동기가 되어 데이터의 시작점을 찾게 된다. 주파수의 동기 후 주파수 동기가 이루어진 홉(HOP)의 위치 및 주파수 정보를 발송하여 수신데이타의 시작점을 찾고 송신데이타홉(HOP)에 맞춰 수신기도 도약하게 된다.

제8도는 공용 동기주파수 수신시 도약 동기주파수를 추적하여 통신을 하는 원리 설명도로서, 이에 나타낸 바와 같이 공용 동기주파수를 수신한 경우, 동기가 이루어진 1홉(HOP) 내의 정보를 이용하여 송신기가 같은 통신망에 속하는지를 분석하고, 이때 같은 통신망에 속한다면 송신기의 시간을 일치시키고, 직교 도약을 유지할 수 있도록 홉 스트림(hop stream)을 맞춘 후 수신 대기상태로 들어간다.

제9도는 재동기주파수 수신시 도약 동기주파수를 추적하여 통신을 하는 원리 설명도로서, 이에 나타낸 바와 같이 재동기주파수를 수신한 경우, 재동가주파수의 성분이 일반 동기주파수와 동일하므로 동기가 이루어진 1홉(hop)내의 정보를 이용하여 데이타의 시작점 및 송신기의 시간을 알 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 동기주파수가 무작위 분포되고, 시간의 흐름 및 변수가 바뀔 때마다 서로 다른 도약 동기주파수가 발생되어 전대역에 분포되므로 탐지가 어렵게 되고, 동기 소요시간이 짧아 운용자가 고정 통신처럼 동기시간을 인지할 수 없으며, 전파방해 및 채널 불량상태에서도 통신이 두절되지 않고, 한대의 송신기와 다수의 수신기 사이에 동기가 가능하는 효과가 있게 된다.

Claims (11)

1. 초기 동기 주기에 시간을 변수로 발생되는 공용 동기주파수 및 약속된 X개의 동기주파수를 송신하는 단계와, 상기 도기주파수의 중간에 다른 위장 동기주파수를 송신하는 단계와, 이후 전송 스트림 주기에서 정보데이타를 송신하고 그의 중간에 재동기주파수를 송신하는 단계와, 상기 공용 동기주파수, 동기주파수 및 재동기주파수를 수신하여 동기를 맞추고 데이타를 수신하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법.
2. 제1항에 있어서, 시간을 변수로 1분 이상의 시간이 같을 때 ±1분을 X-1등분하여 상기 X개의 동기주파수를 생성하고, 상기 공용 동기주파수를 생성함과 아울러 상기 위장 동기주파수를 무작위 분포되게 생성하는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 동기주파수에 따른 동기홉(HOP)은 디지털 비트 동기데이타, 홉 내에서 데이터 동기 시작점을 찾기 위한 상관데이타 및 동기 분석데이타 순으로 이루어진 것을 특징으로 하는 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 동기 분석데이타는 음성/데이타, 초기/재동기, 동기홉 순서, 동기주파수 순서 및 ±1분 이내의 시간으로 이루어져 수회 반복 송신하는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법.
5. 제1항 또는 제2항에 잇어서, 상기 공용 동기주파수에 따른 공용 동기홉(HOP)은 디지털 비트 동기데이타, 홉의 동기 정보데이타 시작데이타를 찾기 위한 상관데이타 및 공용 동기 분석데이타 순으로 이루어진 것을 특징으로 하는 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 공용 동기 분석데이타는 ±4분 이내 시간 및 시간정확도로 이루어져 수회 반복송신하는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 재동기주파수에 따른 재동기홉(HOP)은 디지털 비트 동기데이타, 데이타홉의 데이타 동기 시작점을 찾기 위한 상관데이타 및 동기 분석데이타 순으로 이루어진 것을 특징으로 하는 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법.
8. 제7항에 있어서, 상기± 동기 분석데이타는 음성/데이타, 초기/재동기, 홉 순서, 동기주파수 순서 및 ±1분 이내의 시간으로 이루어져 수회 반복 송신하는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 동기주파수를 수신하여 주파수 동기 후 그 주파수 동기가 이루어진 홉의 위치 및 주파수 정보를 분석하여 수신데이타의 시작점을 찾고, 그에 의해 송신데이타 홉에 맞춰 수신기가 도약하는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 공용 동기주파수를 수신하여 주파수 동기 후 그 동기가 이루어진 1홉(hop) 내의 정보를 이용하여 송신기가 같은 통신망에 속하는지 분석하고, 같은 통신망에 속할 경우에 송신기의 시간은 일치시키고 홉 스트림을 맞춘 후 수신대기상태로 돌아가는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 재동기주파수를 수신하여 주파수 동기 후 그 동기가 이루어진 1홉(hop) 내의 정보를 이용하여 데이타의 시작점 및 송신기의 시간을 인지하는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 무전기의 주파수 동기방법.