KR0174558B1 - 무선 교환 시스템의 통화방법 - Google Patents

Abstract

무선 교환 시스템은 다수개의 소 통화 영역으로 통화 단위를 할당하고, 해당 통화영역에 고정국을 설치하며, 고정국과 휴대기간에 해당 통화영역내에서 무선 링크를 형성시킨다.

이때 상기 휴대기와 고정국은 고정된 제어채널을 통해 무선 링크를 형성한다. 따라서 송신모드시 제어채널로 동조하여 제어채널의 상태를 검사한 후 캐리어 신호가 검출되지 않을시 제어 채널로 메시지 프레임을 전송한다. 또한 수신 모드시 제어채널로 동조되어 메시지 프레임 수신시 ID 및 메시지를 분석하여, 자신의 ID이면 메시지의 내용에 따라 제어채널에 간섭이 없는 빈 통화 채널로 무선 링크를 형성시킨다.

Description

무선 교환 시스템의 통화방법

제1도는 종래의 무선전화기 송신 흐름도.

제2도는 종래의 무선전화기 수신 흐름도.

제3도는 본 발명의 사설 무선 교환 시스템 구성도.

제4도는 본 발명의 무선 장치에 대한 구성도.

제5도는 본 발명의 통화 흐름도.

제6도는 제어채널의 데이터 형태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

410 : 제어부 411 : 모뎀

412 : 비교부 420 : 주파수 합성부

430 : 듀플렉서 440 : RF 수신부

450 : 복조부 460 : 변조부

470, 480 : 전원 공급부

본 발명은 사설 무선 교환 시스템의 통화방법에 관한 것으로, 특히 고정 제어채널을 이용하여 메시지를 송수신 할 수 있는 방법에 관한 것이다.

현재 고품질의 무선전화기가 다량으로 보급되기 시작하고 있으며, 이로 인해 무선전화기간의 혼선을 방지하기 위하여 다 채널 억세스 방식(Multi Channel Access : 이하 MCA방식이라 칭함)이 적용되고 있다.

상기와 같은 무선전화기에서 통화채널의 형성은 하기와 같은 방식으로 운용되고 있다.

먼저 송신시의 동작 과정을 살펴본다. 먼저 통화요구(hook off)가 발생되어 무선 링크 확립이 요구되면, (101)단계에서 임의 채널을 선택한 후, (103)단계에서 선택한 해당 채널의 캐리어(carrier: 전계레벨) 유무를 검사한다. 이때 상기 선택 채널에서 캐리어 신호가 검출되면 사용중인 채널이므로 상기 (102)단계를 반복하여 다음 채널을 검색한다. 이때 상기 (103)단계에서 선택 채널로 캐리어 신호가 검출되지 않으면 해당 채널이 비사용 중인 상태이므로 (105)단계에서 해당 채널로 링크를 요구하는 메시지를 고유의 ID와 함께 전송해 주고, (106)단계에서 송신한 메시지에 대한 응답을 기다린다. 이후 (106)단계에서 응답이 오면 링크가 확립된 것으로 간주하여 현재의 채널을 통해 호에 관련된 제어 신호 및 음성 통신을 행한다. 만약 선택 채널에 캐리어가 이미 실려 있거나 링크 확립 요구에 대한 응답이 없는 경우 다른 채널을 순차적으로 선택하여 상기의 동작을 반복한다.

두번째로 수신시의 동작 과정을 살펴보면, 비통화중인 상태에서는 무선전화기는 수신대기 상태의 동작을 수행한다. 따라서 상기 수신대기 상태에서 일정 주기로 임의 채널을 순차적으로 선택하여 해당 채널로 메시지 수신 유무를 검사한다. 따라서 수신 대기 상태 모드시 상기 (201)단계에서 임의 채널이 선택되면, (202)단계에서 해당 채널로 링크확립 요구 메시지가 수신되는가 검사한다. 이때의 링크 확립 요구 메시지는 링 데이타로서, 상기 링크 확립 요구 메시지가 수신되면 (203)단계에서 링크 확립 요구 메시지에 대한 응답 메시지를 전송하고, (204)단계에서 통화 종료시까지 해당 채널을 통화 채널로 고정시킨다. 이후 링크 해제는 통화가 종료되는 시점에서 수행된다. 그러나 상기 (202)단계에서 선택된 채널로 링크 확립 요구 메시지가 수신되지 않은 경우에는 (205)단계에서 일정시간 대기한후 (206)단계에서 다음 채널 선택한후 상기 과정들을 반복한다. 따라서 링크 확립 요구가 없는 경우, 무선 전화기는 일정 주기로 전 채널들을 순차적으로 선택하여 링크 확립 요구를 검사한다.

그러나 상기와 같은 무선전화기 통화 방법에서는 무선전화기에서 사용하는 전 채널을 순차적을 검색하게 되므로, 송신측과 수신측에 무선링크가 이루어지기 까지는 링크 확립 시간이 길어지게 되며(약 3-5초), 송신측와 수신측의 고유ID가 1:1로 설정되므로 불특정한 다수가입자와의 통화 서비스사 불가능하였고, 이와 동시에서 무선 교환기등의 단말 장치와 휴대전화기간에 위치, 등록, 관리 등이 필요한 경우 무선 링크의 확립이 어려워 이를 수행할 수 없었다.

따라서 본 발명의 목적은 무선전화기의 사설 무선교환 시스템간에 고정 제어 채널을 통하여 각종 통화 데이타를 송수신할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 사설 무선 교환시스템과 무선 전화기간에 제어 채널을 이용하여 신속하게 통화 무선 링크를 형성할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명을 수행하기 위한 무선 시스템의 구성도로서, 사설무선교환기(REX)는 다수개의 통화영역(Zone)(Z)에 설치된 고정국(FS)들과 유선으로 연결된다. 상기 고정(PS)은 해당 통화영역 내에서 휴대기(PS)와 무선 통신을 수행하며, 이때 고정국과 휴대기의 배치는 통화량(traffic)에 따라 n : m으로 구성하여 가변배치가 가능하다. 또한 해당 통화영역(Z)내의 고정국을 통해 무선 교환기(REX)와 무선 링크를 형성하는데, 이때 해당 통화영역의 변경은 약 25m전후로 할당한다.

제4도는 상기 제3도의 고정국(FS)과 휴대기(PS)의 무선 장치 구성도로서, 해당 무선장치의 전반적인 동작을 제어하는 동시에 수신 데이터를 분석하여 무선링크의 형성을 제어하는 제어부(410)와, 상기 제어부(410)의 제어데이타(PLL clock, PLL data, PLL strobe)에 의해 제어채널 및 통화채널을 선택하기 위한 주파수 신호를 발생하는 주파수 합성부(Frequency Synthesizer)(420)와, 송수신 데이터 및 음성 신호를 분리하는 듀플렉서(duplexer) (430)와, 상기 듀플렉서(430)를 통해 분리되는 수신 RF신호를 상기 주파수 합성부(120)의 출력 주파수와 믹싱하여 선택된 채널의 RF신호를 발생하는 RF수신부(440)와, 상기 RF수신부(440)의 출력을 복조하여 본래의 음성 또는 데이터 신호를 변환하는 복조부(450)와, 상기 복조부(450)의 RSSI 출력을 소정의 기준전압과 비교하여 상기 제어부(410)로 전계 감도 레벨 신호를 출력하는 비교부(412)와, 상기 제어부(410)를 출력하는 송신데이타 및 음성 신호를 상기 주파수 합성부(420)의 출력주파수와 믹싱하여 선택 채널로 RF변조 신호를 발생한후 상기 듀플렉서(430)로 출력하는 변조부(460)와, 상기 변조부(460) 및 복조부(450)와 상기 제어부(410)의 데이터 인터페이싱을 수행하는 모뎀(411)와, 상기 제어부(410)의 전원 제어 신호(RX ON/OFF)에 의해 상기 RF수신부(440) 및 복조부(450)로 공급되는 전원을 제어하는 수신 전원 공급부(470)와, 상기 제어부(410)의 전원 제어 신호(TX ON/OFF)에 의해 상기 변조부(460)로 공급되는 전원을 제어하는 송신 전원 공급부(480)로 구성된다.

제5도는 본 발명의 흐름도로서, 고정국(FS)와 휴대기(PS)간에 무선링크를 확립할시 고정 제어 채널을 통해 수행하며, 먼저 송신 모드시에는 제어 채널의 상태를 분석하여 캐리어 신호가 검출되지 않을시 메시지 프레임을 전송한다. 두번째로 수선 모드에서 제어 채널로 상기 메시지 프레임이 수신될시 ID 및 메시지를 분석하여 간섭이 없는 빈 통화 채널로 무선 링크를 확립한다.

제6도는 제어채널의 메시지 형태로서, 제어채널의 동기를 위한 프레임 동기 신호(D1)와, 호출부호의 시스템ID(D2)와, 휴대기의 고유번호인 휴대기ID(D3)와, 신호 및 위치 등의 데이타 정보의 메시지(D4)와, 에러 검색용의 BCC(D5)로 구성된다.

상술한 구성에 의거 본 발명을 제3도-제6도를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 무선 교환기(REX)는 다수개의 통화영역(Z)에 설치되는 다수개의 고정국들과 유선으로 연결된다. 그리고 1개의 통화영역내에는 다수개의 고정국(FS)들이 위치되어 있으며, 다수개의 고정국(FS)중 하나만을 제어 고정국으로 지정하여 항상 고정 제어 채널을 감시하여야 한다. 그리고 하나의 통화영역내에서 고정국(FS)과 휴대기(PS)의 배치는 상기한 바와 같이 통화량에 따라 n : m으로 배치하여야 하며, 통화영역의 변경은 약 25m전후로 설정한다.

상기와 같은 구성의 무선 시스템에서 각각의 고정국(FS)이나 휴대(PS)들은 메시지 송신이 필요할시, 제어부(410)는 주파수 합성부(420)로 제어데이타(PLL data)를 라이트하여 제어채널의 주파수를 발생하도록 한다. 그리고 전원 제어 신호(RX ON/OFF)를 발생하여 상기 RF수신부(440) 및 복조부(450)로 전원을 공급한다. 이후 상기 복조부(450)의 출력을 감시하여 상기 제어 채널의 사용 여부를 감시한다.

즉, 제어 채널로 부터의 캐리어 검출 유무를 분석하는데, 이 캐리어 신호로는 복조부(450)의 신호 전계를 사용하며, 상기 신호 전계가 일정 레벨이 이하이면 상기 제어부(410)는 제어 채널을 사용하지 않는 것으로 간주하여 송신전원을 공급시키고 모뎀(411)을 통해 메시지를 송출한다. 수신 과정은 고정국(FS)인 경우 데이터가 수신되면 제6도의 제어채널 프레임구조에서 호출 부호인 시스템ID(D2)를 확인하며, 일치하면 각 휴대기 ID(D3)에 따라 특정 처리를 하여 무선 교환기측으로 보고한다. 이때 상기 메시지가 통화의 시작을 요구하는 것이면 자신은 채널을 빈통화 채널로 튜닝하고 제어권을 다른 고정국으로 넘겨준다.

수신 과정중 휴대기인 경우에는 각 통화영역의 전 휴대기가 제어 채널로 감시 메시지를 수신하므로, 메시지 프레임 중의 시스템 ID(D2) 가 일치하고 자기 휴대기 ID(D3)인 경우에는 해당 메시지를 처리하고, 아니면 수신한 메시지를 버린다. 이때 휴대기는 통화 채널의 선택권이 없으며, 고정국에서 제어 채널을 통해 수신되는 통화 채널에 대해서만 튜닝이 가능하다.

제5도를 참조하여 고정 제어 채널을 통한 통화 수행의 절차를 구체적으로 살펴본다. 무선 링크 확립을 위해서 고정국(FS)과 휴대기(PS)는 고정된 제어 채널을 통해 송수신 데이터를 주고 받는다. 이후 무선 링크가 확립되면, 제어 채널 이외의 통화채널로 이용되어 통화를 수행하게 된다. 따라서 모든 고정국(FS) 및 휴대기(PS)들은 비통신 상태에서 제어 채널로 동조되어 있으며, 고정된 제어 채널에서 무선 링크를 확립하고 다수개의 통화채널중 간섭이 없는 빈 채널로 이동되어 통화기능을 수행하게 된다.

먼저 수신시의 동작 과정을 살펴본다. 상기 제어부(410)는 (501)단계에서 주파수 합성부(420)로 제어채널을 선택하기 위한 주파수를 발생하기 이한 제어 데이터(PLL clock, PLL data, PLL strobe)를 출력한다. 또한 전원 제어신호 (RX ON/OFF)를 출력하여 트랜지스터(471)를 온시켜 RF수신부(440) 및 복조부(450)로 동작 전원을 공급한다. 그러면 상기 RF수신부(440)는 상기 주파수 합성부(420)의 출력에 의해 수선되는 RF신호중 제어 채널의 신호를 검출하게 되며, 복조부(450)는 상기 제어 채널의 신호를 복조하여 모뎀(421)으로 출력한다.

이때 상기 제어부(410)는 제어 채널을 선택한 후 수신 모드이므로 (503)단계에서 모뎀(411)을 통해 수신되는 데이터를 분석한다. 이때 상기 모뎀(411)을 통해 데이터가 수신되면 (505)단계에서 프레임 동기신호(D1)를 검출하여 이를 인지하고, (505) 및 (506)단계에서 제6도와 같은 메시지 프레임에서 수신 데이터의 시스템ID(D2)의 휴대기ID(D3)가 일치하는가 검사한다. 이때 상기 시스템ID(D2)와 휴대기ID(D3)가 일치하면, (508)단계에서 메시지 프레임중 메시지(D4)의 내용을 분석한다.

그리고 (509)단계에서 통화 채널이 필요한가 검사하는데, 상기 메시지(ID4)가 통화 시작을 요구하는 데이터이면 (510)단계에서 빈 통화 채널을 선택할 수 있도록 한다. 이 경우 상기 제어부(410)는 빈 통화 채널에 대한 제어 데이터를 주파수 합성부(420)로 전송하며, 이에 따라 상기와 같이 해당 채널의 RF신호가 처리된다. 이 경우 제어부(410)는 전원 제어신호(TX ON/OFF)를 발생하여 변조부(460)측으로 동작 전원을 공급하게 되며, 이로 인해 송신 및 수신 RF통신로가 형성된다. 이때 휴대기(PS)는 통화 채널 선택권이 없으며, 기지국(FS)에서 결정되어 출력되는 통화 채널로 동조된다.

그러나 제어채널의 시스템ID(D2) 또는 휴대기(ID)가 자신의 ID가 아닌 경우 고정국(FS)이나 휴대기(PS)는 수신되는 데이터를 버리고 다시 제어 채널로 고정되어 다음 메시지 프레임을 분석하기 위해 (501)단계로 되돌아간다. 또한 제어 채널의 시스템ID(D2) 및 휴대기 ID(D3)가 각각 자신의 ID라도 휴대기(PS)가 통화를 요구하는 경우가 아니면 다시 제어 채널로 이동하고 해당 메시지를 처리한다. 이러한 경우는 휴대기(PS)가 통화영역을 빠르게 이동하여 새로운 통화 영역을 확인하고자 하는 경우 통화채널이 필요없게 된다.

두번째로 송신시의 동작 과정을 살펴본다. 고정국(FS)이나 휴대기(PS)가 메시지를 송신하고자 하는 경우, 제어부(410)는 (501)단계에서 주파수 합성부(420)로 제어 채널을 선택하기 위한 제어데이타(PLL clock, PLL data, PLL strobe)를 출력한다. 그리고 상기 제어부(410)는 전원 제어 신호(RX ON/OFF, TX ON/OFF)를 출력하여 트랜지스터(471, 481)을 온시키며, 이로 인해 RF수신부(440), 복조부(450) 및 변조부(460)로는 동작 전원이 공급된다.

(502)단계에서 송신 모드임을 인지하고, (503)단계에서 상기 RF수신부(440), 복조부(450) 및 비교부(412)를 통해 수신되는 제어채널에 캐리어 신호가 검출되는가 검사한다. 이때 상기 (503)단계에서 상기 제어 채널로 캐리어 신호가 검출되면, 제어 채널이 사용중 상태이므로 상기 (501)단계로 리턴한다. 그러나 상기 제어채널 비사용중이면, 제어부(410)는 (504)단계에서 모뎀(411)으로 송신하고자 하는 데이터를 출력한다. 그러면 상기 변조부(460)는 상기 주파수 합성부(420)의 출력에 의해 제어 채널로 상기 데이터를 송신하게 된다.

상기와 같이 운용되는 무선 시스템의 주파수 신호는 900㎒ 대역을 갖게 된다. 일반적으로 900㎒ 대역의 40채널을 사용하는 방식의 무선장치에서는 하기 표 1과 같은 채널 배정을 갖게 된다.

CH Assign table

상기 40채널 중에서 39채널(CH1-CH39)은 통화 채널이 되고, 40번째 채널(CH40)은 고정 제어 채널이 된다. 또한 채널당 대역폭은 25㎑임을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 고정된 제어 채널을 사용할 시 채널간의 간섭을 고려하여야 한다. 즉, 한 통화영역이 다른 통화영역에 인접한 경우, 상기 제어 채널의 주파수가 고정되어 있으므로 각 통화영역마다 상기 제어 채널의 사용이 분리될 수 없다. 따라서 다른 통화영역의 제어 채널 사용에 의해서도 해당 통화영역의 제어 채널 사용시 캐리어 신호가 검출될 수 있어 무선 링크 확립이 지연될 수 있다. 그리고 다른 통화 채널들의 사용에 의해 간섭(intermodulation interference)이 발생되어 전송 데이터가 깨어질 수 있다.

상기 문제점은 실제 시스템을 소전력형, 소통화영역 방식으로 사용하므로 인접 통화영역의 제어 채널사용에 의한 무선 링크의 확립 지연은 회피 불가능하지만, 그외 통화영역에 의한 간섭은 발생하지 않도록 통화영역의 구성이 가능하며, 한 메시지 프레임 송신시간 및 빈도를 고려할 때 문제가 되지 않는다. 상기 통화 채널의 사용에 의한 간섭(intermodulation interference)은 공지의 제3차 IM에 대해 회피하여 사용 가능한 통화채널을 선택하는 방식(Algorithm)을 추가하여 제어 채널에의 영향을 극소화할 수 있다. 이에 따라 계산한 제어 채널에 영향을 주는 통화채널의 동시 사용에 대한 정보를 하기 표 2와 같다.

즉, 공지의 IM계산에 의하면, 고정된 제어채널 사용시 동시 사용시 간섭 채널은 S1=2S0-제어채널, S2=(S0+제어채널)/2로 계산된다. 상기 표 2의 간섭채널은 상기와 같은 S1 및 S2계산에 의하여 산출하면 된다.

따라서 상기 S0채널 사용시에는 S1채널이나 S2채널의 사용을 피해야만 제어채널의 간섭이 없게 된다. 이때 상기 S0채널 사용시 S1 또는 S2채널을 사용하게 되면 제3고조파가 제어 채널의 주파수와 같게 되어 간섭 현상이 야기된다.

상술한 바와 같이 무선교환 시스템에서 고정국과 휴대기간에 무선 링크 형성시 제어 채널을 통해 수행하므로, 다량의 메시지를 짧은 시간에 전송할 수 있어 무선 링크 형성을 신속하게 할 수 있으며, 고정국과 휴대기간에 불특정 다수의 무선링크를 형성할 수 있어 소통화영역 단위의 무선통신을 가능하게 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 소통화 영역 단위로 고정국이 설치되고, 상기 고정국과 휴대기들간에 무선링크를 형성하여 통신하는 무선 교환 시스템의 통신방법에 있어서, 고정 제어 채널로 동조한후 모드 상태를 검사하는 과정과, 상기 모드 검사 과정에서 송신 모드일시 RF수신부를 통해 상기 제어 채널의 캐리어 유무 상태를 검사하여 빈 채널일시 RF송신부를 통해 상기 제어 채널로 송신데이타를 송출하는 상기 모드 검사과정에서 수신 모드일시 상기 제어 채널로 메시지 프레임의 수신 유무를 검사하는 과정과, 상기 검사과정에서 메시지 프레임 수신시 수신 메시지 프레임을 분석하는 과정과, 상기 분석 과정에서 통화 요구일시 빈 통화채널로 동조하여 무선 링크를 확립하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 무선 교환 시스템의 통신방법.
2. 제1항에 있어서, 메시지 분석 과정이 상기 제어 채널의 데이터를 수신하여 프레임 동기 신호 검출시 데이터 수신을 판정하는 과정과, 상기 수신 데이터 판정후 수신 메시지 프레임의 ID영역에 자신의 ID가 존재할 시 자신의 메시지 프레임으로 판정하는 과정과, 상기 ID 판정후 상기 메시지 프레임 영역을 분석하여 통화 요구 유무를 판정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 무선 교환 시스템의 통신방법.
3. 제2항에 있어서, 무선링크 확립 과정이 빈 통화 채널 선택시, 하기와 같이 통화영역내에서 제어 채널에 간섭을 주는 간섭 채널(S1, S2)을 회피한 채널(S0)로 동조함을 특징으로 하는 무선 교환 시스템의 통신방법.

   S1=2S0-제어채널

   S2=(S0+제어채널)/2
4. 소통화 영역 단위로 고정국이 설치되고, 상기 고정국과 휴대기들간에 무선 링크를 형성하는 무선 교환 시스템의 고정국 통신방법에 있어서, 고정 제어 채널로 동조한후 모드 상태를 검사하는 과정과, 상기 모드 검사과정에서 송신 모드일시 RF수신부를 통해 상기 제어 채널의 상태를 검사하여 캐리어 신호 비검출시 RF변조부 통해 상시 제어 채널로 프레임 동기신호, 자신의 고정국 ID, 상대 휴대기ID 및 메시지 등으로 이루어지는 메시지 프레임을 전송하는 과정과, 상기 모드 검사과정에서 수신 모드일시 제어채널로 상기프레임 동기신호 수신 유무를 검사하는 과정과, 상기 과정에서 자신의 고정국 ID검출시 수신 메시지를 분석하여 통화채널이 필요한가 검사하는 과정과, 상기 과정에서 통화채널 필요시 상기 제어 채널의 간섭을 회피할 수 있는 통화 채널을 선택하여 동조하는 동시에 해당 휴대기 축으로 통화 채널용 데이터를 전송하기 위해 리턴하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 무선 교환 시스템의 고정국 통신방법.
5. 소통화 영역 단위로 고정국이 설치되고, 상기 고정국과 휴대기들간에 무선 링크를 형성하는 무선 교환 시스템이 휴대기 통신방법에 있어서, 고정 제어 채널로 동조한후 모드 상태를 검사하는 과정과, 상기 모드 검사 과정에서 송신 모드일시 RF수신부를 통해 상기 제어 채널의 상태를 검사하며 캐리어 신호 비검출시 RF변조부 통해 상기 제어 채널로 프레임 동기신호, 자신의 휴대기ID, 상대 고정국ID 및 메시지 등으로 이루어지는 메시지 프레임을 전송하는 과정과, 상기 모드 검사 과정에서 수신 모드일시 제어 채널로 상기 프레임 동기신호의 수신 유무를 검사하는 과정과, 상기 검사 과정에서 상기 프레임 동기신호 검출시 자신의 휴대기ID유무를 판정하는 과정과, 상기 과정에서 자신의 휴대기 ID검출시 수신 메시지를 분석하여 통화 채널메시지인가 검사하는 과정과, 상기 과정에서 통화채널 메시지일시 해당 통화 채널로 동조하여 무선 링크를 확립하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 무선 교환 시스템의 고정국 통신방법.