KR100249527B1 - 지피에스 수신기를 이용한 동시 방송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비동기 방식에 의한 페이징 데이터 블럭을 정확히 동기시키기 위한 GPS 수신기를 이용한 동시 방송 방법에 관한 것으로서,
POCSAG 프로토콜을 사용하는 페이징 시스템에 있어서, 페이징 터미널 및 페이징 기지국에 GPS 수신기를 연동시키는 제 1 단계와; 페이징 터미널로부터 각 기지국으로 송출하는 POCSAG 신호에 대하여, 동기시키게 될 프레임 번호 정보를 함께 송출하는 제 2 단계와; 각 기지국에서는 페이징 터미널로부터 수신된 POCSAG 신호에 대하여, 함께 전송된 해당 프레임 번호의 프레임 동기 클럭(Frame Sync. clock)에 맞추어서 송신기로 송출하는 제 3 단계를 포함한다.
또한 본 발명은, FLEX 프로토콜을 사용하는 페이징 시스템에서 FLEX 데이터와 POCSAG 데이터를 혼용 서비스하기 위해서, 페이징 터미널로부터 각 기지국으로 송출하는 POCSAG 신호에 대하여, 동기시키게 될 프레임 번호 정보를 함께 송출하는 제 1 단계와; 각 기지국에서는 페이징 터미널로부터 수신된 POCSAG 신호에 대하여, 함께 전송된 해당 프레임 번호의 프레임 동기 클럭(Frame Sync. clock)에 맞추어서 송신기로 송출하는 제 2 단계를 포함한다.

Description

지피에스 수신기를 이용한 동시 방송 방법
본 발명은 GPS 수신기를 이용한 동시 방송 방법에 관한 것으로서, 특히 다수의 송신기를 통하여 페이저 호출 정보를 제공하는 페이징 시스템에 있어서, GPS 수신기를 사용하여 페이징 시스템에서 제공하는 호출 정보를 여러개의 송신기에서 동시 방송(Simulcast)이 가능하도록 하기 위한 방법에 관한 것이다.
페이징 시스템(Paging System)이란 페이저(Pager)에 무선으로 각종 호출 서비스를 제공하는 시스템으로서, 할당된 영역인 셀(Cell)마다 무선 송신기를 포함하는 기지국(Site)을 두어, 호출하기 위한 호 데이터를 페이징 터미널로부터 수신하여 해당 영역의 페이저로 무선 호출 신호를 송출한다.
도 1 은 일반적인 페이징 시스템의 구조도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 페이징 송신기 제어기는 E1/T1 중계선(Trunk)를 사용하여 일반적인 공중 전화 망(Public Switched Telephone Network: PSTN)과 결합되고, 상기 각각의 무선 송신기는 선택된 호 신호가 수신된 이후 미리 정해진 전송 지연 시간이 경과되었을 때, 선택된 호 신호를 저장하지 않고 해당 호 신호와 일치하는 무선 전파를 송신하는 송신기 장치를 포함한다.
상기 모든 송신기 장치는 모두 동시에 신호를 무선 수신기로 송출하고, 무선 수신기는 수신된 신호의 프리앰블 신호를 분석하여 해당 신호가 자신이 수신해야만 하는 신호인지를 파악하게 된다.
페이징 송신기는 일반 유선 가입자가 원하는 지역의 전화 번호에 의하여, 공중 통신 망(PSTN)과 페이징 중계선에 경로를 구성하여, 호 제어기에서 수신된 메시지를 가입자 데이터베이스를 사용하여 일정 형태의 정보로 만들게 된다.
일반적으로 페이징 시스템에서는 복수개의 송신기를 구성하여 페이저의 호출정보를 동시 호출하여 서비스 반경을 확대하고 있으며, 여러개의 송신기에 동일한 호출 정보를 동시에 출력하기 위하여 동시 방송(simulcast) 기능을 사용한다.
도 2 는 수신 지역의 중첩 개략도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 기지국 영역이 중첩된 지역에서는 둘 이상의 기지국에서 전송한 신호를 동시에 수신하게 된다. 이때 각 기지국에서 보낸 신호가 동시 방송되지 않았다면 수신된 데이터는 불안정하게 될 것이다.
도 3 은 중첩 지역에서의 수신신호를 나타낸 타이밍도이다. 도시된 바와 같이, 기지국 1 의 송출 신호인 (가)와 기지국 2 의 송출 신호인 (나) 및 기지국 3 의 송출 신호인 (다)가 서로 동기되어 있지 않다면, 중첩지역에서 수신된 페이저 신호인 (라)는 각 기지국의 신호가 서로 겹쳐서 신호가 불안정한 영역이 나타나게 된다.
일반적으로 동시 방송을 가능하게 하기 위한 페이징 시스템에는 여러 종류가 있다.
미국 특허 5,365,569("DIGITAL SIMULCAST TRANSMISSION SYSTEM")에는 종래 기술에 의한 동시 방송 시스템이 개시되어 있다.
허브(hub)는 공중 교환 전화망과 연결된 페이징 터미널로부터 데이터를 수신하여, 실제로 신호를 동시 방송하게 될 다수의 기지국으로 페이징 데이터 블럭을 전송한다. 페이징 데이터 블럭을 수신한 기지국은 미리 지정된 전송 시작 시점과 사용되는 전송(broadcast) 속도를 사용하여, 송신기를 통해 데이터를 전송한다.
상기 전송 시작 시점은 각 페이징 터미널에서 계산된다. 페이징 터미널은 각 기지국별로 선로상의 지연을 측정한 값중 가장 많이 지연된 값 또는 그 이상의 값을 기본으로 한 다음, 실질적으로 지연된 값을 뺀 남은 값을 송신기 자체 지연값으로 조정한다. 그러면 페이징 터미널에서 발생한 호 데이터는 모든 송신기에서 동일하게 최대 지연값 또는 기본값 만큼 지연되어 동시에 출력된다.
그러나 상기와 같은 방법을 사용하게 되는 경우, 선로 구간의 지연값을 측정할 때 발생되는 오차가 매우 크며, 일시적인 선로구간의 변경에 따른 지연값 변경에 자동적으로 조정을 할 수가 없기 때문에 시스템의 운용에 많은 어려움이 따르게 된다.
최근에 들어 가입자가 기하급수적으로 증가함에 따라 한정된 채널의 폭주로 인하여 더 큰 채널 용량에 대한 필요성이 대두되면서, 기존의 비동기 방식 페이징 프로토콜인 POCSAG(Post Office Code Standardization Advisory Group) 방식 대신에 동기 방식의 페이징 프로토콜인 FLEX(Flexible) 등이 개발되었다.
상기 FLEX 방식의 페이징 시스템은 각 페이징 시스템마다 GPS(Global Positioning System) 수신기를 사용함으로써, 전세계적으로 사용되는 절대 시간 개념에 동기된 페이징 데이터 블럭을 동시 방송할 수 있다.
도 4 는 미국 특허 5,481,258("METHOD AND APPARATUS FOR COORDINATING CLOCKS IN A SIMULCAST NETWORK")에 개시된 종래 기술에 의한 동시 방송 시스템의 구조도를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 각 페이징 기지국은 GPS 수신기를 사용하여 수신된 GPS 시간에 동기하여 데이터를 각 송신기로 출력함으로써, 동시 방송기능을 자동적으로 처리할 수 있다. 그러나 이러한 경우 저속 POCSAG 방식의 페이징 프로토콜을 사용하게 되면 비동기화로 인하여 동시 방송 기능을 별도로 구현하여야 한다.
또한 중첩 지역에서의 페이저가 안전하게 데이터를 수신하기 위하여 전 기지국에 동시 출력되어야 하는 전제 조건을 만족하기 위해서는, 상기 도 3 에 표시한 시간 지연 값인 Td가 최소한 데이터 폭의 3/4 이상을 확보하여야 한다. 따라서 각 송신기에서 출력 동기의 오차는 데이터 크기의 ±1/8 이내는 만족할 수 있어야 한다.
만약 페이징 시스템에서 데이터를 1200bps의 속도로 송출한다면 데이터 폭은 833μs이며, 오차는 약 ±100μs 이내로 산출된다. 데이터의 전송속도가 1200bps 보다 더 높아지면 이 오차는 더 작아져야 한다. 새로이 등장한 고속 프로토콜인 FLEX는 기존의 POCSAG와는 달리 3200bps나 6400bps의 속도를 서비스할 수 있다. 그러므로 고속 페이징 시스템에 사용될 수 있는 좀더 정확한 동기 방법이 구현될 필요성이 발생한다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 여러 기지국에 있는 송신기에서 송출되는 데이터를 효과적으로 송출하기 위하여, POCSAG 프로토콜 및 FLEX 프로토콜을 사용하는 페이징 시스템에서, POCSAG 형태의 비동기 신호를 동기화로 변환하여 GPS 시간을 이용하여 동시 방송하기 위한 GPS 수신기를 이용한 동시 방송 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1 은 일반적인 페이징 시스템의 구성도.
도 2 는 수신 지역의 중첩 개략도.
도 3 은 중첩 지역에서의 수신신호를 나타낸 타이밍도.
도 4 는 종래 기술에 의한 동시 방송 시스템의 구성도.
도 5 는 GPS 수신기를 이용한 페이징 시스템의 구성도.
도 6 은 본 발명에 의한 POCSAG 신호의 동기화 방법을 나타낸 타이밍도.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 바람직한 제 일 실시예는,
POCSAG 프로토콜을 사용하는 페이징 시스템에 있어서, 페이징 터미널 및 페이징 기지국에 GPS 수신기를 연동시키는 제 1 단계와; 페이징 터미널로부터 각 기지국으로 송출하는 POCSAG 신호에 대하여, 동기시키게 될 프레임 번호 정보를 함께 송출하는 제 2 단계와; 각 기지국에서는 페이징 터미널로부터 수신된 POCSAG 신호에 대하여, 함께 전송된 해당 프레임 번호의 프레임 동기 클럭(Frame Sync. clock)에 맞추어서 송신기로 송출하는 제 3 단계를 포함한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 바람직한 제 2 의 실시예는, FLEX 프로토콜을 사용하는 페이징 시스템에서 FLEX 데이터와 POCSAG 데이터를 혼용 서비스하기 위해서, 페이징 터미널로부터 각 기지국으로 송출하는 POCSAG 신호에 대하여, 동기시키게 될 프레임 번호 정보를 함께 송출하는 제 1 단계와; 각 기지국에서는 페이징 터미널로부터 수신된 POCSAG 신호에 대하여, 함께 전송된 해당 프레임 번호의 프레임 동기 클럭(Frame Sync. clock)에 맞추어서 송신기로 송출하는 제 2 단계를 포함한다.
본 발명은 고속에서 사용하는 GPS 시간을 이용한 동기 방식을 POCSAG 신호 방식에 적용함으로써 자동적으로 동시 방송 기능을 구현하기 위한 것이다.
도 5 는 GPS 수신기를 이용한 페이징 시스템의 구성도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 페이징 터미널은 GPS 수신기에서 수신한 GPS 시간에 맞추어서 신호를 송출하며, 기지국에서도 GPS 수신기에서 수신한 GPS 시간에 맞추어 신호를 송출함으로써 동시 방송을 가능하게 한다.
본 발명은 페이징 시스템에서 사용하는 FLEX 데이터 포맷(Format)에서 사용되는 프레임 동기(Frame Sync.) 클럭을 이용하여 POCSAG 포맷을 동기화 방식으로 사용한다. POCSAG 포맷에 의한 프리앰블(Preamble) 신호와 배치(Batch) 신호를 프레임 동기 클럭에 동기시킨다. 페이징 터미널에서는 출력하는 POCSAG 신호를 몇번째 프레임에 동기할 것인지에 대한 정보를, 출력되는 데이터와 같이 각 기지국으로 송출한다. 각 기지국에서는 POCSAG 신호를 받아 저장한 다음, 해당 프레임 동기 클럭에 맞추어서 송신기로 출력한다.
프레임 동기 클럭은 FLEX 포맷에서 사용되는 방식과 동일하다. FLEX 프로토콜에서는 1시간에 총 15개의 사이클(cycle)를 전송하며, 사이클 0는 매시 정각에 송출된다. 각 사이클은 128개의 프레임으로 구성되어 있는데, 본 발명에 의한 POCSAG 신호는 송출시 이 128개의 프레임중 특정한 1개의 프레임에 맞추어진다.
FLEX에서 사용되는 각 프레임의 앞부분에는 115ms에 해당하는 프레임 동기 신호를 포함되어 있으므로, 이 프레임 동기에 맞추어서 데이터를 전송하게 된다.
도 6 은 본 발명에 의한 POCSAG 신호의 동기화 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 6 의 (가)는 POCSAG 에 의한 데이터 블럭이다. 도 6 의 (나)는 1.875초마다 반복되는 프레임 동기 신호이다. 도 6 의 (다)는 상기 프레임 동기 신호에 동기되어 전송되는 POCSAG 신호를 나타낸 것이다.
종전에는 비동기 방식을 사용하였기 때문에 각 기지국에서 송신기로 POCSAG 신호를 보낼 때 각 기비국별로 전송 시간의 차이가 발생할수 있으나, 동기화 방식으로 전환함으로 인하여 전 기지국에서 데이터를 송신기로 동일한 시간에 송출할 수 있다.
본 발명의 동작은 다음과 같다.
페이징 터미널 및 페이징 기지국에 GPS 수신기를 연동하여, GPS 수신기에서 제공하는 GPS 시간과 1 PPS(Pulse Per Second) 신호를 가지고 FLEX 포맷에서 사용하는 프레임 동기를 이용한다.
페이징 터미널에서 FLEX 또는 POCSAG 신호를 송출시, FLEX에서 사용하는 포맷 번호에 데이터를 출력시키는 시간 이전에 데이터를 각 기지국으로 송출한다.
이때 최소 2 프레임 이전에는 데이터를 송출하여야 하며, 각 기지국에 있는 송신기 제어기에서는 수신된 데이터를 저장하고 해당 송신기로 송출할 수 있도록 준비한 다음, 지정한 프레임 번호에 정확하게 송출하도록 한다.
상기와 같이 GPS 시간을 이용하여 POCSAG 데이터를 프레임 동기 클럭에 동기 시키는 방법은, POCSAG 프로토콜을 사용하는 페이징 시스템 뿐만이 아니라 FLEX 프로토콜을 사용하는 페이징 시스템에서 POCSAG 데이터를 혼용 서비스하게 될 경우에도 이용될 수 있다. FLEX 시스템에서 본 발명을 응용하게 될 경우 GPS 수신기는 이미 기존에 설치되어 있기 때문에, POCSAG 데이터를 프레임 동기 클럭에 동기시켜주는 작업만을 수행하면 된다.
상기한 바와 같이 동작하는 본 발명은, 동일한 페이저 호출 정보를 송출하는 다수의 송신기에 GPS 수신기를 사용하여 전 기지국의 송신기에서 출력되는 신호를 동시에 제공토록 함으로써, 중첩지역에서의 페이저가 안전하게 데이터를 수신하도록 한다. 또한 전송구간의 지연 시간의 변화가 발생하여도 데이터의 동시 송출시간과는 무관하므로, 서비스의 신뢰성을 보장할 수 있으며, FLEX와 POCSAG 신호를 혼용하여 제공하는 서비스 시스템에도 적용할 수 있다.

Claims (2)

  1. POCSAG 프로토콜을 사용하는 페이징 시스템에 있어서,
    페이징 터미널 및 페이징 기지국에 GPS 수신기를 연동시키는 제 1 단계와
    페이징 터미널로부터 각 기지국으로 송출하는 POCSAG 신호에 대하여, 동기시키게 될 프레임 번호 정보를 함께 송출하는 제 2 단계와;
    각 기지국에서는 페이징 터미널로부터 수신된 POCSAG 신호에 대하여, 함께 전송된 해당 프레임 번호의 프레임 동기 클럭(Frame Sync. clock)에 맞추어서 송신기로 송출하는 제 3 단계를 포함하는, GPS 수신기를 이용한 동시 방송 방법.
  2. FLEX 프로토콜을 사용하는 페이징 시스템에서 FLEX 데이터와 POCSAG 데이터를 혼용 서비스하기 위해서,
    페이징 터미널로부터 각 기지국으로 송출하는 POCSAG 신호에 대하여, 동기시키게 될 프레임 번호 정보를 함께 송출하는 제 1 단계와;
    각 기지국에서는 페이징 터미널로부터 수신된 POCSAG 신호에 대하여, 함께 전송된 해당 프레임 번호의 프레임 동기 클럭(Frame Sync. clock)에 맞추어서 송신기로 송출하는 제 2 단계를 포함하는, GPS 수신기를 이용한 동시 방송 방법.
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