KR100328796B1 - 패킷(packet)데이터통신시스템의프로토콜(protocol) - Google Patents

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Abstract

패킷 데이터 전송시스템은 바코드 리이더와 같은 여러개의 원격 휴대용 데이터 수집 장치를 중앙컴퓨터에 링크하기 위해 사용된다. 데이터 패킷은 스펙트럼 확산 RF링크에 의해 원격장치에서 중간 베이스스테이션으로 보내지고 다음에 시리얼 링크에 의해 베이스스테이션에서 중앙컴퓨터로 보내진다. 원격 휴대용 장치는 뒤따르는 시간대 동안 원격장치로 부터의 전송을 받는 베이스스테이션과 RF교환을 시작한다. 베이스스테이션은 원격장치와 교환을 시작할수 없고 대신에 교환의 일부분으로서만 데이터를 원격장치에 보낸다. 특정의 장치에 보내지는 메세지가 베이스스테이션에서 기다리고 있을때 원격장치를 경고하기 위하여 베이스 스테이션에 의해 보내지는 약간의 인식(베이스에서 원격장치로의)패킷은 메세지 기다림을 가지는 (ID번호에 의해 확인된) 모든 원격장치의 리스트와 같은 확인을 포함하다. 대안으로, 비트맵이 상기 원격장치를 확인하기 위해 사용될 수 있다. 대기메세지를 가지는 원격장치의 확인이 있는 상기 베이스에서 원격으로의 패킷은 "어나운스먼트"라고 불려진다. 각각으 원격장치는 리스트 혹은 비트맵을 포함하는 어나운스민트 패킷을 수신하기 위해 주기적으로 기다리고(수신기를 동작시키고), 대기메세지를 가지는지 알기 위하여 어나운스먼트를 디코드한다. 원격장치는 전송패킷을 보내서 베이스는 인식 패킷에 대기 메세지를 보낼 수 있다.

Description

패킷(PACKET) 데이터 통신 시스템의 프로토콜(PROTOCOL){PROTOCOL FOR PACKET DATA COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 테이터 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 여러개의 원격장치가 중간 베이스 스테이션을 통하여 중앙 컴퓨터에 데이터를 보내는 RF패킷 통신 시스템에 관한 것이다.
본 발명자의 1991년 7월 2일 발행된 기존 U.S. 특허번호 5,029,183(이하 "Pat. 5,029,183"이라 한다) 에서는, 패킷 데이터 통신 시스템은 베이스 스테이션만이 원격터미날에서의 메세지에 응하여 원격터미날에 메세지를 보내는 메세지 교환 프로토콜을 사용하는 것으로 개시되었다. 원격터미날은 자신이 선택시에 기지에만 메세지를 보내므로 원격터미날의 송수신기에는 항상 전원이 들어올 필요가 없다. 베이스 스테이션은 원격터미날에서의 메세지를 따르는 고정 시간대 내에서 원격터미날에서의 메세지에 응한다. 베이스스테이션(혹은 중앙 컴퓨터)에서 시작되는 메세지를 보낼 필요가 있으면, 베이스 스테이션이 고정의 시간대에서 응답의 일부분으로 대기 메세지를 보내기전에 메세지가 원격터미날로부터 수신될때까지 기다려야 한다. 특허 5,029,183 시스템은 실시예에서 스펙트럼 확산 RF 전송을 사용한다.
특허 5,029,183 시스템은 원격터미날에서 밧데리의 전력소모를 크게 개선하이서 작고, 가볍고 그리고 값싼 원격터미날의 구성이 가능하게 했다. 베이스스테이션 혹은 중앙 컴퓨터로부터 원격 장치에의 통신 채널을 개선하기 위하여 송신되는 메세지를 대기하고 있는 원격 터미날을 주기적으로 통지하는 방법은 메세지 시작과 수신 사이의 평균지연 시간을 감소시킨다. 특허 5,029,183에 개시된 것처럼, 상기 통신채널은 원격장치가 보내는 새로운 데이터가 없어도 주기적으로(1/2분 정도) 베이스스테이션에 메세지를 보내게 하므로써 동작하여 원격장치에 메세지가 기다리고 있으면 메세지는 고정시간대에서 응답과 함께 보내질수 있다. 상기 방법은 한쪽만이 메세지를 발생할수 있는 양 방향 통신을 제공하지만, 원격장치가 주기적으로 활성화하는 것을 필요로하며 RF매체에 트래픽을 더하게 된다.
본 발명의 특징은 여러개의 원격터미날 장치가 중앙스테이션과 양방향 통신의 형태로 되어있는 개선되고, 값싸고, 소비전력이 적은 패킷통신 네트워크, 바람직하게는 원격장치가 네트워크로 통신할 수 있는 지역에서 자유롭게 이동할 수 있는 RF링크 등을 사용하는 네트워크를 제공하는 것이다.
다른 특징은 원격터미날 장치가 값싸고 소비전력이 적고, 작은 싸이즈이며 신뢰성과 응답이 빠르고, 바코드스캐너 혹은 비슷한 데이터 수집 장치를 사용하는 상업설비에 필요한 개선된 패킷 전송 네트워크를 제공하는 것이다.
또 다른 특징은 신뢰성이 있고 고성능 동작, 저소비전력, 저비용인 패킷 데이터 전송 네트위트에 사용되는 개선된 프로토콜을 제공하는 것이다. 또 다른 특징은 FCC 규격의 인가 위치에 관계 없이 사용되는 휴대용 터미날의 RF 데이터링크를 제공하여 그러한 인증에 따른 경비와 시간지연을 줄이고 최소화할 수 있다.
다른 특징은 원격터미날만이 메세지 전송을 발생하는 시스템에서 베이스 터미날에서 메세지 시작과 원격터미날에서 메세지 수신사이의 지연을 감소하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라, 특허 5,029,183에 일반적으로 구성된 패킷데이터 통신시스템은 데이터를 모으는 여러개의 원격터미날 장치, 중앙스테이션에 패킷된 데이터를 보내고 중앙스테이션으로부터의 인식신호와 데이터를 수신하는 통신링크를 포함한다. 상기 통신링크에 사용된 패킷 교환 프로토콜은 원격장치가 모든시간에 기다려 수신하는 하기 보다는 짧은 시간만 수신기능을 활성화 시킴으로 원격장치에 전력소비를 감소시키도록 한 것이다. 표준교환 프로토콜은 원격장치에 의한 전송에 키(Key)된 고정의 시간대를 확립하고 원격장치는 시간대동안 중앙스테이션에서의 메세지에 반응한다. 시간대는 원격장치에서 중앙스테이션으로 전송후 고정된 타임지연에서 시작하는 것으로 정의되고, 메세지를 대기 하고 있는 원격장치의 하나로서 ID코드를 포함하는 패킷을 원격장치가 청취하는 동안의 주기적 대기 시간을 제외하고는, 수신기는 언제나 전원이 공급되지 않는다. 특허 5,029,183의 프로토콜과 상기 발명의 방법에서, 중앙스테이션은 원격장치에 캐팻전송을 시작하지 못하고 대신에 원격장치가 전송패킷을 보낼때까지 기다려야하며 중앙스테이션은 원격장치에 보내고 싶은 데이터를 베이스투리모트 패킷 혹은 인식 신호에 붙여 고정의 시간대에서 응답할 수 있다. 원격장치는 하나의 실시예에서 저가격의 휴대용 장치이고, 중앙스테이션보다 계산 능력이 적어서 전력소비가 최소화됨이 확실하다. 따라서, 상기 프로토콜의 사용은 수신기능과 수신된 데이터를 디코디하기 위해 필요한 계산기능을 중앙장치에 의해 행하여지기 보다는 원격장치에 의해 계획되고 운영되게 하여준다.
실시예에서 중앙스테이션은 다른 방 혹은 지역에 위치한 여러개의 베이스스테이션을 포함하며 모든 베이스스테이션은 와이어접속 혹은 비슷한 RF링크에 의해 중앙 컴퓨터에 연결된다. 어떤 주어진 시간에 원격장치는 상기 베이스스테이션의 하나에만 할당하고 원격장치가 이동할 때 다른 베이스스테이션에 재할당된다. 프로토콜의 특징은 전송된 패킷에 원격장치의 10번호를 포함하고 대답, 패킷에 같은 10번호를 포함하여 할당된 베이스스테이션이 단지 중앙컴퓨티와 통신하는 도관으로 역할하기 때문에 원격장치와 통신하는 프로토콜에 포함된 베이스스테이션의 어드레스 혹은 10가 있을 필요가 없다.
일실시예에서 원격터미날 장치는 휴대용 바코드리이더이고 사용자가 네트워크의 지역을 자유로이 이동하도록 RF링크에 의해 중앙스테이션에 결합된다. 항상 원격장치로부터 보내지는 데이터 패킷은 바코드 심볼 스캐닝의 결과이다. 상기 경우에 중앙스테이션의 응답은 바코드 정보의 확인이거나 휴대용 장치에 의해 스캔된 패캐지에 관하여 취할 행동에 대한 사용자로의 지시사항이다. 바람직한 실시예에서 RF링크는 원격터미날에서 베이스스테이션에 데이터 패킷을 보내고 돌려 받는 스펙트럼 확산 변조 기술을 사용한다. 스펙트럼 확산 방법은 데이터에 어떤 코드화된 기능을 더하므로 데이터에 요구되는 것보다 훨씬 넓은 전송밴드폭을 사용하여 수신된 신호가 디코드되고 원래의 정보 밴드폭으로 재배치된다. RF데이터 링크의 상기 타입의 특별한 잇점은 FCC에 의한 인가 위치에 관계없이 밴드가 사용되고, 가볍고 휴대가능한 밧데리 동작 장치로부터 신뢰성 있고 저가격 통신을 공급한다.
본 발명의 중요한 특징에 따라, 베이스스테이션은 적어도 약간의 베이스-투-리모트(base-to-remote)패킷(특허 5,083,129에서는 인식(acknowledge) 패킷으로 인용된다)의 부분으로 어나운스먼트(announcement)를 보낸다. 이 어나운스먼트는 베이스스테이션에 의해 보내진 메세지를 기다리는 원격장치의 ID번호(비트맵 같은 것에 의한 확인)리스트이다. 각원격 장치는 어나운스먼트를 포함하는 하나의 패킷, 측 리스트를 포함하는 베이스-투-리모트 패킷을 받을때까지 대기하며(수신기를 턴온한다), 다음에 원격장치로 보내는 메세지를 베이스스테이션에서 대기하는지를 알기위해 리스트에 있는 ID번호를 조사한다. 그러면 원격장치는 리모트-투-베이스 패킷을 보내고 베이스로부터의 응답에서 대기 메세지를 받는다. 원격장치는 리모트-투-베치스 패킷을 시작하는 시간을 선택하도록 랜덤타이머를 사용하므로 메세지 대기 어나운스먼트를 수신중에 있는 모든 인식된 원격장치는 동시에 보내려고 하지 않는다.
대기 메세지를 갖는 원격터미날을 인식하기 위해 어나운드먼트 패킷에 10번호를 사용하는 대신에 인식이 비트맵(bit-map)에 의해 행해질 수 있다. 베이스스테이션에 의해 서비스되는 각 원격장치는 스타트-엎 (start-up)혹은 로그-온(log-on)에서, 제로 필드에 싱글 비트로 표시한 한개의 코드번호로 할당된다. 주어진 원격장치가 대기 메세지를 가지면 필드에서 유일한 비트위치는 "1"로 설정되고 그러지 않으면 "0"으로 설정 된다. 어나운스먼트에서 인식필드를 대기메세지를 갖는 원격장치의 각각에 설정된 비트를 갖는 주어진 크기의 필드이다. 이러한 방식으로, 대기메세지를 갖는 모든 원격장치의 전체 ID번호가 보내질 필요가 없고 대신에 비트맵 필드가 항상 어나운스먼트에 변경되어질 원격장치에 설정된 비트로 보내진다. 어나운스먼트 패킷의 데이터 필드의 사이즈는 더작고, 변화하는 대신에 고정되어서 디코딩과 해석을 더 쉽게 한다.
어나운스먼트가 베이스-투-리모트 패킷의 부분이어서 다른 원격장치가 루틴트래픽에서 도청에 의해 어나운스먼트를 수신 하는 것이 바람직한 반면에 또 다른방법은 베이스스테이션이 방송패킷(리모트투베이스 패킷에 대응하지 않음)을 보내도록 하여주는 것이다. 이것은 오랜기간 비밀이 새면 리모트투베이스 패킷이 발생하지 않는 경우에 필요하다.
제1도를 참조하여 본 발명의 하나의 실시예에 의한 데이터통신 네트워크를 설명한다. 호스트 프로세서(10)가 통신링크(11)에 의해 여러개의 베이스스테이션(12, 13)에 연결되고, 다른 베이스스테이션(14)은 RF링크에 의해 베이스스테이션(12, 13)은 통하여 호스트에 결합된다. 베이스스테이션(12, 13, 14)의 각각은 RF링크에 의해 수개의 원격장치(15)에 결합된다. 하나의 실시예에서 원격장치(15)는, 예를들면 특히 5,029,183에 인용되어 개시된, 휴대용 밧데리 동작 타입의 레이저스캔바코드 리이더이다. 원격터미날의 여러가지 다른 타입이 본 발명의 특징을 갖는 시스템에 유리하게 사용될 수 있고 상기 원격 터미날은 상기 터미날(15)에 수신되고 전송되어 검출된 정보를 사용자에게 지시하는 디스플레이(혹은 프린터) 뿐만아니라 예를들면 키보드 혹은 그와 비슷한 데이터 입력장치를 포함한다. 예로서 사용된 실시예에서 하나로 부터 64개의 베이스스테이션(12, 13, 14)(3개가 도면에 표시되어 있다)과 수백개까지의 원격장치(15)가 있고, 물론 네트워크는 디지탈시스템에서 어드레스필드 등의 크기를 단순히 변경함으로서 확장될 수 있지만 제한요소는 RF트래픽과 비어있는 채널을 대기 하는 부수적인 시간지연이다. 이 통신네트워크는, 제1도에 도시되어 있는 바와 같이, 자재창고 소매점 혹은 비슷한 상업시설 혹은 상기 시설이 결합된 곳에 사용되며, 거기서 바코드리이더 혹은 비슷한 데이터 수집 터미날(15)은 창고 혹은 수집/선적시설, 체크아우트 카운터이서 재고콘트롤, 양식 혹은 송장의 리이딩, 문 혹은 체크포인트에서 개인안전체킹, 제조 혹은 공정 흐름제어 및 많은 다른것들을 위하여 사용된다. 휴대용 레이저스캔타입 바코드 리이더가 언급되있어도, 또한 데이터 터미날(15)은 윈드 타입의 바코드리이더 그리고 손으로 쥘수 있기 보다는 고정된 것이다. 장치는 또한 광학 문자 인식(OCR) 타입일 수도 있다. 다른 타입의 데이터 수집 장치 예를들면 온도 혹은 압력측정장치, 이벤트카운터, 소리 혹은 음성 활성장치, 침입검출기등이 본 발명의 특징을 위해 사용된다.
특허 5,029,183의 하나의 실시예의 중요한 특징에 따라, 원격장치(15)와 베이스스테이션(12, 13, 14) 사이의 RF 패킷통신 프로토콜은 여기서는 단순히 교환(exchange)으로 언급된 전송/수신 교환을 포함한다. 상기 프로토콜은 장치가 처음 전송전에 대기하고 채널이 비어 있지 않으면 전송하지 않는 충돌감지 멀티플 접근방식(CSMA)과 비슷하다. 제2도에 표시된 것처럼, 상기 교환은 항상 원격장치(15)에서 어떤 범위에서 베이스스테이션에 수시된 RF전송을 나타내는 리모트-투-베이스 전송 패킷(17)으로 시작한다.
전송패킷(17)에는 고정된 시간 간격후에 특정의 원격장치(15)와 통신하는 베이스스테이션에 의해 전송된 RF정보의 원격장치(15)의 수신을 나타내는 베이스-투-리모트 전송패킷 (18)이 뒤따른다. 상기 패킷(17, 18)의 각각은 고정된 시간을 가지고 원격장치(15)내지 송수신기는 짧은 간격 to(0.3msec)동안 다른 트래픽을 처음 청취함으로써 자신의 개시 시간에 교환을 시작하고, RF 채널이 비어있으면 자신의 선택(베이스스테이션 혹은 호스트 컴퓨터의 클럭주기에 비동기된) 시간에 전송을시작한다. 출력전송 패킷(17)은 도면에 표시된 대로 t1동안 계속되고, 실시예에서는 주기가 4.8msec이다. 전송이 시작된 후 정확한 시간 지연 t2(예를들면 t1후 5msec)에 송수신기는 베이스스테이션에서의 리턴패킷(18)을 청취하기 시작한다.
원격장치(15)의 송수신기만이 몇 msec 길이의 고정 시간대 t3에서 시작하는 재킷의 수신에 응답하고, 패킷(18)이 이 시간대 동안 시작되지 않으면 뒤따르는 것은 무시된다. 패킷(18)은 베이스투리모트 혹은 인식 (acknowledge) 신호로 불려지고, 베이스스테이션이 상기 원격장치에 보내지는 대기 메세지를 갖는 각각의 데이터 뿐만아니라 적어도 일부 패킷에서, 베이스터미날에서 대기하는 메세지를 가지는 원격장치의 ID번호의 통지를 포함할 수 있다.
인식패킷(18)은 설령 데이터가 포함되었다 하더라도 무슨 데이터가 포함되어 있는지에 관계없이 최대 4.8msec의 길이이므로, 리모트투베이스교환은 인식을 포함하여, 예에서 9.8msec 정도 걸린다.
특허 5,029,183의 시스템에서 베이스스테이션(12, 13, 14)이 제2도의 교환의 하나 또는 원격장치(15)에 다른 그와 같은 전송을 시작할 수 없다. 대신에 베이스스테이션이 원격장치에 보내지는 대기 메세지를 가지면, 베이스스테이션은 패킷(17)이 베이스스테이션이 대기 메세지를 가지는 동안 원격장치(15)로부터 수신될때까지 대기하여야 하며, 보내지는 데이터는 리턴패킷(18)의 데이터부분에 포함된다. 이러한 이유로 특허 5,029,183의 실시예에서 원격장치(15)는 주기적으로 이를테면 500msec 혹은 그 이상마다 확인코드(NOP 패킷이라 부름)외에는 어떤 데이터도 가지지 않게 베이스스테이션에 패킷(17)을 보내지게 프로그램 되어 있으므로, 베이스스테이션은 원격장치(15)에 중계를 위해 메모리내에 대기 메세지를 가지는 데이터를 보낼 수 있다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 주기적 전송 동안 대기 메세지를 묻는 요구가 개선된 프로토콜에 의해 경감된다. 베이스스테이션은 적어도 약간의 테이프-투-리모트패킷(18)로 베이스스테이션이 대기메세지를 가지는 원격장치(15)를 확인하는 어니운스민트를 보낸다. 예를들면, 확인은 베이스스테이션에서의 대기메세지를 가지는 원격터미날(15) 각각의 ID번호의 리스트일 수 있다. 또한 확인은 대기 메세지를 가지는 원격장치의 비트맵 (bit-map)일 수 있다.
제2a도를 참조하여, 주어진 원격장치(15)는 시간 ta에 패킷(17)을 규칙적으로 보내고 제2도에서처럼 응답으로 베이스스테이션에서의 인식패킷(18)을 받는다. 베이스-투-리모트 패킷(18)은 원격장치(15)로 전송하기 위한 베이스스테이션에의 대기 데이터를 포함할수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 원격장치가 동작하지 않으면, 마지막교환으로부터 미리 설정된 시간 tc의 지연후의 시간 tb에서 잠시동안 수신기를 턴온하고 다른 원격장치(15)와 베이스사이에 일어나는 교환을 청취하며(즉, 도청하며), 시간 td에서 교환이 시작한다. td에서 시작하는 교환을 위한 확인 패킷(18)에서, 베이스스테이션에 대기하고 있는 매세지를 가지는 원격장치(15)의 확인을 포합하는 필드(18a)(헤더의 부분)인 어나먼스먼트가 있다. 어떤 원격장치가 어나운스먼트필드(18a)(즉 ID의 리스트)로 패킷(18)을 디코딩하면, ID번호의 리스트를 검사하고, 발견되면 즉시 시간 te에서 시작하는 패팃(17)에 의해 교환을 시작하여 베이스로부터의 리턴 패킷(18)에서 대기 메세지를 받는다. 원격 터미날로부터의 트래픽이 전혀 없으면, 베이스스테이션(12, 13, 14)은 또한 어나운스먼트 필드(18a) (패킷 17 때론 "방송"으로 칭하여짐에 응답하지 않음)로 패킷(18)을 자발적으로 발생하여 연속적인 베이스스테이션 전송사이에서 시간 간격(예를들면 시스템 요구조건에 따라 1/2sec)이 최소로 되도록 보장되는 것을 확보한다. 원격터미널(15)에서의 메세지 트래픽이 없는 비어있는 시간동안에 전송대기 메세지를 가지는 원격장치를 확인하는 필드(18a)를 포함하는 주기적 어나운스먼트패킷(18)이 있고, 이들 어나운스먼트 패킷(18)은 (1) 다른 원격장치로의 루틴응답 부분이거나, 혹은, (2) 예를 들면 명시된 시간에 일어나는 패킷(17)이 없다면 원격에서의 패킷 (17)에 응답하지 않는 방송패킷일 수 있다
원격장치(15) (로컬클럭에 의해 동기되는)의 각각은 시간 tb, 예를들면 500ms마다 한번씩, 시간 tb에서 시작하는 주기동안 수신기를 주기적으로 동작하고, 베이스스테이션 자체에 발생된 전송사이의 명시된 간격 동안이나 혹은 다른 원격 장치와 베이스 사이의 루틴 교환이 시간td에서 일어날때까지 청취한다. 원격장치는 상기 어나운스먼트 필드(18a)의 어느 하나에서 그의 ID를 찾았을때, 원격장치는 시간 te에 NOP 전송패킷(17)을 시작하여 베이스스테이션으로 부터의 응답 패킷(18)에서 대기 메세지를 수신한다.
어나운스먼트패킷의 필드(18a)에 대기메세지를 가지는 원격터미날(15)을 확인하기 위하여, 원격터미날(15)의 ID번호와 리스트를 사용하는 대신에 확인하는 비트맵 방법으로 행해질 수 있다.
베이스스테이션(12, 13, 14)에 의해 서비스되는 각각의 원격장치(15)는, 스타트엎 혹은 로그온에서 제2a도의 필드(18a)의 확대도에의 스롯(l8b) 같은 비트포지션으로 표시된 코드번호로 할당된다. 상기 원격장치는 비트필드에서 한비트로 확인된다. 베이스스테이션에 로그되는 원격장치(15)는 비트필드에서 "7" 포지션 예를들면 "XXXX ... XX1XXXXXX"인 7개의 수로 할당된다. 주어진 원격장치가 대기메세지를 가지면 필드(18a)에서 유일의 비트포지션이 1로 세트되고 그렇지 않으면 0으로 된다. 어나운스먼트에서 확인필드(18a)는 대기 메세지를 가지는 원격장치(15)의 각각을 위해 1로 세트된 비트를 가지는 주어진 크기의 필드(18b)이다. 이러한 방법으로, 대기 메세지를 가지는 원격장치(15) 전부의전체 ID번호가 필드(18a)로 보내질 필요가 없고, 대신에 고정된 크기의 비트맵 필드는 비트가 경고되는 원격장치에 세트되는 비트로, 어나운스먼트에서 보내진다. 따라서, 어나운스먼트 패킷(18)의 데이터 필드(18a)의 크기는 더작고 디코딩과 해석을 더 쉽게 한다.
제2b도를 참조하면, 패킷(18)의 도면이 제2a도의 실시예에 대하여 보다 상세하게 도시되어 있다. 콘트롤필드(18c)에서, 비트(18d)는 어나운스먼트인디케이터이고, 패킷이 어나운스먼트를 포함하는 것을 이 패킷을 디코드하는 CPU에게 신호로 보낸다. 어나운스던트필드(18a)내에, 필드(18e)는 는 어나운스먼트필드가 어느정도 크기인지를 말해준다. 상기 필드(18)에 이어서 비트(18b)를 포함하는 비트맵필드가 뒤따른다. 길이필드(18e)를 가지므로서 어나운스먼트필드는 대기메세지를 갖는 가장큰수의 원격장치의 비트 포지션후에 잘라줄여질수 있다. 예를들면 로그된 원격장치의 전체수가 32이고 7이상의 원격장치가 대기 메세지를 갖지 않으면 어나운스먼트필드(18a)는 32대신에 오직 7비트 길이만 필요한다.
원격장치에 의한 주기적 청취 주파수는 어떤 디폴트값 예를들면 500ms로 설정되나, 전력유지를 위해 성능이 희생되는 밧데리 사용법에 따라 조절될 수 있다. 베이스스테이션을 어나운스먼트(18a)가 명시된 최소치보다 적지않은 비율에서 전송되는 것을 확실하게 하기 위해 자신의 어나운스먼트 패킷 발생을 모니터한다. 어나운스먼트비율이 최소치 밑으로 떨어지면 베이스스테이션은 헤더정보와 어나운스먼트(18a)만을 포함하는 패킷을 발생한다. 이것으로 원격장치(15)가 수신기을 작동 했을 때 명시된 타임주기내에 베이스로부터 어나운스먼트를 수신하는 것이 보장된다. 원격장치(15)가 상기 어나운스먼트의 하나에서 확인하고 패킷(17)을 보내서 베이스로부터 대기 데이터를 수신할 수 있을때, 데이터 패킷(18)은 콘트롤필드에 더 많은 비트를 포함할 수 있으므로, 원격장치는 그이상의 데이터가 기다려지지 않을때까지 패킷(7)을 계속보내는 것을 알게 되며, 이것으로 인하여 원격장치가 다른 어나운스먼트를 기다릴 필요를 없게 해준다.
본발명의 실시예에서 사용되는 표준 프로토콜의 설명으로 되돌아가면 다른 원격장치(15)가 전송패킷(17)후 수신패킷(18)이 시작하는 간격에서 제2도의 교환을 시작하지 못하도록, 또 타임 to 즉 청취 시간은 일반적으로 전송패킷(17)과 수신패킷(18) 간의 시간간격(실시예에서 0.2msec) 보다 길게 선택된다. 다른 원격장치(15)가 교환을 시작하려고 하면, 이것은 RF 전송을 받고 기다렸다가 적어도 10msec 정도후에 다시 시도할 것이다. CSMA프로토콜의 방법에서, 원격장치는 재시도전에 랜덤시간 지연동안 대기시킴으로서 동시에 재시도의 가능성이 감소되도록 프로그램 될 수 있다.
제3도를 참조하여, 제1도의 네트워트의 전형적인 사업상 혹은 소매상의 적용에 있어서, 호스트프로세서(10)는 원격장치가 베이스스테이션(12, 13, 14)을 통하여 기입하고 문의는 데이터베이스 관리시스템(상업적으로 이용되는 것에 비슷한 적당한 데이터베이스 관리 소프트웨어를 사용하는)을 유지한다. 호스트프로세서(10)는 인텔사의 마이크로프로세서장치인 CPU(20)를 가지며, CPU는 다른 컴퓨터 기능과 데이터 베이스 시스템을 위한 디스크스토리지(24), 키보드, 비디오 디스플레이 같은 주변장치를 액세스하는 여러가지 I/O 프로세서(23)와 함께 명령을 실행하는 메인버스(22)를 통하여 메모리(21)를 액세스한다. 통신어댑터(25)는 메인버스(22)를 통하여 CPU(20)를 링크(11)에 결합한다. 통신링크(11)는 시리얼타입이고 혹은 더 좋은 성능을 위한 시스템에서 링크(1)는 이더네트(Ethernet) 혹은 토큰링 같은 프로토콜이 사용될 수 있는 로칼에리어 네트워트 타입의 하나일 수 있고 혹은 타임 공유 베이시스(즉 타임스롯)에서 공유된 시리얼라인(11)에 연결된 시리얼 포트를 사용할수도 있다.
베이스스테이션(12, 13, 14) 각각은 제3도에 보여진 로칼버스(32)를 통하여 메모리(31)를 액세스하는 CPU(30)를 사용한다. 데이터 프로세싱 장치는 통신 어댑터(33)를 통하여 시리얼링크(11)에 결합된다. RF송수신기(34)는 로칼버스(32)를 통하여 각 베이스스테이션의 CPU(30)에 결합되고 제2도의 프로토콜을 사용하는 원격장치(15)에의 RF송수신을 위한 안테나(35)에 연결된다. 부가의 RF 송수신기(34a)가 필요하다면 다른 베이스스테이션에의 RF링크로서 사용된다. 마이크로프로세서 장치의 한가지예가 특허 5,029,183에 개시되어 있다. 메모리(31)는 CPU(30)에 의해 실행되는 스타드엎코드를 위한 ROM 혹은 EPROM을 포함하고 또한 정상동작 동안 실행되는 프로그램 그리고 RF송수신기(34)에 출입하는 디지탈 데이터의 버퍼링을 위한 고속 RAM을 포함한다.
베이스스테이션(12, 13, 14)은 정상적으로 제1도의 네트워크를 포함하는 상업적시설이 여러가지 방이나 혹은 격실에 설치되고 혹은 운전자에게 쉽게 접근 되지 않는 장소에 설치되므로 키보드와 디스플레이가 있는 콘솔이 사용되지 않는다. 베이스스테이션이 접근할 수 있는 곳에 테스크탑 혹은 벽 마운팅으로 구성되면 로칼데이터 기입 혹은 디스플레이를 위한 버스(32)에 결합된 I/O장치일 수 있다. 베이스스테이션은 밧데리로 동작되기 보다는 상용전원에 의해 동작되어 원격장치(15)에 비해 전력소비에 대한 관심이 덜하다. RF신호 통신로는 포크리프트트럭, 가구, 문짝, 장비가 이동할때 혹은 사용자가 손으로 쥘 수 있는 원격장치를 가지고 장소를 이동 할때 혹은 네트워크의 크기를 확장하거나 감소시킬때 변경될 수 있으므로 RF링크의 상기 타입에는 높은 정도의 다중통신호가 있다. 따라서, 원격장치(15)의 하나와 주어진 시간에 통신하는 베이스스테이션의 특정된 것은 변경 될 수 있고, 이러한 목적으로, 특허 5,029,183에 설명된 것처럼 "핸드호프" 프로토콜이 원격장치를 조절하기 위해 지정된 베이스스테이션을 변경하기 위해 이용된다. 상기 방법에서 원격장치는 주어진 시간에 다른 베이스스테이션이 통신 범위내에 있을지라도 오직 하나의 베이스스테이션과 확인된 실제의 RF링크를 가진다. 베이스스테이션(12, 13, 14)은 단지 매개체이고 원격장치는 호스트프로세서(10)와 통신하며 베이스스테이션의 기능은 데이터를 원격장치에서 호스트컴퓨터로 혹은 호스트컴퓨터에서 원격장치로 데이터를 중계하기 위한 것이다. 최소단위의 설치에서 통신링크(11)가 직접연결되는 하나만의 베이스스테이션이 있을 수 있고 혹은 빌딩에서 베이스스테이션이 호스트컴퓨터와 같은 장치에 놓여지면 링크(11)는 베이스스테이션과 호스트 컴퓨터가 하나의 장치로 생각되는 병렬버스-투-버스인터페이스(parallel bus-to-bus interface)로 대치된다. 베이스스테이션이 다수있을때 통신링크(11)는 원격장치로부터의 RF전송(패킷(17))이 베이스스테이션에 디코드되고 링크(11)를 통하여 호스트프로세서(10)에 중계되도록 적절한 성능의 프로토콜을 사용하고 응답이 호스트컴퓨터(10)에서 링크(11)를 통하여 베이스스테이션에 보내지므로 비이스스테이션은 패킷(18)애 원격장치(15)에 저장된 메세지의 중계를 위해 다른 교환을 기다되게할 수 있다.
상기 시켄스는 사용자(바크드라이더를 가진 사람)에게 실제지연이 수백 ms일지라도 실제시간으로 나타내야 한다.
상기 단기 싸이클은 네트워크가 동작하는 많은 수의 원격장치(15)를 포함할때도 유지된다.
사용되는 RF프로토콜과 RF링크가 많은수의 원격장치를 공유하는 요구조건 때문에 시리얼링크(11)가 하나의 베이스스테이션에서 다른 베이스스테이션으로 RF송수신기(34a)와 안테나(35a)를 통한 RF링크보다 빠르므로 시리얼링크(11)가 가능할때마다 배이스스테이션 사이의 메세지를 위해 사용된다. 설명된 프로토콜을 사용하는 실시예에서 RF링크는 시리얼링크(11)의 데이터 비의 1/10보다 적은 데이터 비를 가진다. 실제의 배치 혹은 네트워크의 일시적인 성질의 경우에만 RF링크가 베이스에서 베이스에 사용된다.
제4도를 참조하여, 각각의 원격장치(15)는 프로그램의 명령을 실행하는 CPU(40)와 로칼버스(42)를 통하여 CPU에 결합된 데이터 메모리(41)를 가진 데이터 터미날(휴대용 바코드 리이더)이다. 주변바코드 데이터 취득장치(43)는 버스(42)를 통하여 CPU에 결합되어 메모리(41)에 저장되고 CPU(40)의 의해 처리 되어지는 바코드 스캐닝부로 부터의 데이터를 검출하여 변환하기 위해 사용된다.
다른 콘트롤 장치는 키보드 및 디스플레이와 인터페이스한다. RF송수신기(44)는 버스(42)를 통하여 CPU에 결합되고 CPU에 의해 조절되며, 프로토콜에 따라 코드화된 RF신호를 안테나(45)를 통해 전송하거나 안테나에 의해 수신된 RF신호를 검출하여 변환한다. 레이저 스캔바코드리이더인 원격장치(15)의 예에서, 장치(43)는 바코드 기호의 특성패션에 응하고 바코드가 스캔될때 장치(43)를 통하여 메모리(41)에 바코드데이터를 공급하는 코드인식회로(47)에 입력되는 시리얼 전기신호를 발생하는 광검출장치(46)로 부터 데이터를 입력하기 위해 사용된다. 원격장치내의 CPU(40)는 메모리(41)에 저장된 코드를 실행하므로 바코드데이터의 유효성과 포맷을 체크하고, 데이터 패킷이 메모리(41)에 준비되었을때 CPU는 RF송수신기(44)를 동작시키고 바코드데이터에 포함된 엔코드된 패킷을 버스(42)를 통하여 송수신기에 보내므로 RF전송을 시작한다. 항상 원격장치는 키보드(48) 같은 매뉴얼 데이터 기입장치와 LCD장치와 같은 비디오디스플레이(49)를 가지고 키보드와 디스플레이의 요소들은 CPU(40) 혹은 키보드와 디스플레이 I/O 콘트롤러에서 발생된 신호에 의해 스캔된다. 제2도의 프로토콜의 이점은 RF전송과 수신이 베이스스테이션이나 호스트컴퓨터 같이 높은 레벨 장치에 의해 계획되기 보다는 원격장치의 조정하에 있기 때문에 CPU(40)는 바코드스캔너로부터 데이터 입력, 키보드와 디스플레이스캔, RF콘트롤, RF와의 데이터스트림이전, 데이터 엔코딩과 디코딩을 포함하는 모든작업을 다룬다. 중요한 특징은 모든일을 계획하고 자기의 선택시간에 베이스스테이션과 통신하는 원격장치(15)의 능력으로서, 이 능력은 원격장치의 작업을 단순화한다. 제4도의 원격장치에 필요한 것은 가격, 크기, 무게와 밧데리 수명을 최소한 하는 것이다. 제4도의 원격장치(15)에 CPU(40)는 특허 5,029,183에 설명한 것처럼 외부버스(42)를 가지는 인텔마이크로프로세서 장치일지 모른다.
다른 데이터 터미날 장치(15)가 본 발명의 특징으로 갖는 시스템에 유리하게 사용되더라도 제5에 표시된 손으로 쥘수 있는 바코드 리미더 장치가 제1도의 시스템에 사용하기에 특히 적합한 원격장치의 예이다. 제5도의 휴대용 장치는 특허 5,029,183에 참조되거나 개시된 스타일이다. 출력하는 라이트빔(51)은 리이더(15)에서 발생되고 리이더장치의 앞의 바코드 기호들 충돌하도록 향한다. 출력하는 빔(51)은 패턴으로 스캔되고, 사용자는 이 스캔패턴이 읽혀지는 기호를 통과하도록 장치를 위치한다. 기호로부터의 반사 빛(52)은 리이더장치에의 빛 반응장치(46)에 의해 검출되고 바코드확인을 위해 진행하는 시리얼 전기 신호를 생성한다. 리이더 장치(15)는 피스톨그립타입 핸들(53)을 가지는 총모양 장치이고, 움직일 수 있는 트리기(54)로 사용자는 라이트빔(51)을 동작하고 읽혀지는 기호에 향해질때 검출 회로를 동작시킬수 있으므로 밧데리 수명을 연장한다. 가벼운 프라스틱 하우징(55)은 레이저빛 소스, 검출기(46), 광과신호진행회로, 제2도의 CPU(40)와송수신기(44) 그리고 밧데리를 포함한다. 하우징(55) 앞의 빛투과창(56)으로 출력하는 라이트빔(51)이 나갈 수 있고 반사빛(52)이 들어올 수 있다.
제5도 보여진 것처럼, 적당한 렌즈(57)는 필드의 적당한 깊이에서 바코드기호에 스캔된 빔을 조준하고 초점을 맞추기 위해 사용되며, 반사빛(52)을 초점 맞추기 위해 사용된다. 빛소스(58)는 트리거(54)가 당겨질때 동작하는 스캐닝모터(60)에 부착된 발진거울(51)과 함께 라이트빔을 부분적으로 은도금된 거울과 다른렌즈 혹은 필요할때 빔모양의 구조에 의해 렌즈(57)의 축으로 투사하기 위해 위치된다. 제4도의 전자성분은 제5도의 하우징 내의 하나 혹은 그 이상의 작은 회로판(61)에 부착되고, 밧데리(64)는 내부에 포함되며 휴대용 장치가 되도록 둘러싸여 있다. 안테나(45)는 회로판(61)의 하나에 프린트된다.
제5a도를 참조하면, 제5의 레이저스캐너 대신에 윈드타입 바코드리이더가 사용되는 원격장치(15)의 다른 실시예가 표시된다. 제5a도의 장치는 특허 5,029,183에 인용된 라디오터미날과 비슷하다. 키보드(48)와 디스플레이(49)가 손으로 쥘수 있는 하우징(63)의 전면에 부착되고, 빛소스(58)(예를들면 LED)와 빛검출기(46)(제5a도에는 도시되지 않음) 케이블에 의해 하우징(63)에 연결된 연필모양의 원드(WAND)(64)에 부착된다.
제6도를 참조하면, 제5도의 레이저스캐너 혹은 제5a도의 윈드타입리이더에 읽혀진 전형적인 바코드기호(65)의 부분이 표시된다. 레이저스캐너의 경우에 레이저스캔빔(51)은 스캔라인(66)을 생성하고, 광검출기(46)에 의해 검출되며, 회로(47)에 의해 모양을 갖춘 반사레이저라이트(52)는 제6도에 보여진 것처럼 2진수의 전기신호(67)를 생성한다. 밝고 어두운 에리이간 혹은 시멀(65)(어두운곳은 2진수의 "0"을 밝은 곳은 2진수의 "1"을 생성)애서 바와 스페이스간의 빔의 통과를 나타내는 신호(67)에서의 천이(68)가 관심의 대상이다.
전형적인 동작에서, 사용자는 상업적 혹은 산업적 시설의 수신룸 혹은 스톡룸에 위치하고 사용자는 제5도의 원격장치(15)를 제6도의 바코드 기호(65)에 향하고 트리거(54)를 잡아당긴다. 트리거를 잡아 당김으로 레이저 다이오드(58)가 동작하는 스캔동작이 시작하고 스킨모터(60)가 동작하며 검출기(46)에 전원이 공급되어 바코드데이터가 데이터 취득회로를 통하여 메모리(41)에 기입을 위해 생성된다. 바코드데이터가 메모리(41)에 적재되고 유효성을 체크하기 위해 처리되며, 유효하면 데이터 패킷이 프로토콜에 따라 메모리에 정의된다. RF송수신기(44)는 CPU(50)로 부터 보내진 명령으로 동작하고 엔코드된 데이터 패킷은 바이트의 순서로 메모리(41)로부터 송수신기(44)에 적재되며 제2도에 따라 RF 전송이 시작되고, 즉 to 동안 청취하였다가 채널이 비어있으면 패킷(17)을 전송한다.
베이스스테이션(12, 13, 14)은 원격장치(15)로부터 RF전송 패킷(17)을 수신하고, 그것을 디코드하여 에러를 체크하고 정확한 시간대 동안 원격장치(15)에 RF인식 신호패킷(18)을 보내며 통신링크(11)를 통하여 호스트 컴퓨터(10)에 보내기 위해 CPU(30)에 의해 실행된 명령에 의해 메모리(31)에 데이터를 리포맷한다. 원격장치(15)로부터의 패킷(17) 혹은 베이스스테이션에서의 인식패킷(18)은 원격장치가 질의에 대답을 얻기 위해 다른 교환을 시작하려고 할 때의 명령을 포함한다. 베이스스테이션에 의해 중계 된 데이터를 받은 후, 호스트 컴퓨터(10)는 데이터 베이스처리가 필요한 것이면 이를 행하고, 링크(11)를 통하여 배이스스테이션에 응답을 반송하며, 다른 교환이 제2도의 프로토콜을 사용하여 일어날때 원격장치에 보내기 위해 베이스스테이션은 그응답을 메모리(31)에 보지한다. 원격장치(15)가 질의(베이스스테이션의 하나를 통하여 중계되는)응답하여 호스트컴퓨터에 의해 보내진 데이터를 받았을때, 지시가 제5도 혹은 제5a도의 휴대용 장치의 LCD디스플레이(49)에 의해 사용자에게 디스플레이된다. 예를들면 호스트 컴퓨터(10)에서 보내진 데이터는 트리거를 잡아 당김에 의해 읽혀진 바코드 기호를 가지는 패캐지에 관하여 리모트장치(15)의 사용자가 어떤 행동을 취하도록 말해줄 수 있다. 이런타입의 동작에서, 트리거를 잡아 당김에서 디스플레이(49)에 나타나는 응답까지의 응답시간은 거의 인식할 수 없을 정도, 예를 들면 1초보다 충분히 짧어야한다.
상기 설명된 동작 타입의 시스템에는 여러가지 요구조건이 있다. 첫째로 원격장치는 무게가 가볍고, 크기가 작으며, 물론 어떤 스테이션으로 연결되는 와이어 접속이 필요없다. 밧데리 동작이 지시되고 밧데리는 크거나 무겁지 않으며 빈번한 재충전은 필요없다. 적외선 링크에 의한 것 같은 가시광선 통신이 시야에 있어서의 방해나 제약때문에 상기환경에는 불편하여 RF가 바람직하다. RF링크는 사용되는 장비나 구성부품 및 주파수 대역에 있어서의 제약이나 또는 사용자나 위치의 인가 요건에 대한 제약에 대한 F.C.C. 규정의 두거운 부담이 흔히 부과된다. 이들 요구조건의 영향이 후술하는 바와 같이 최소화 된다.
전송패킷(17, 18) 내용의 상세도가 제7도에 표시된다. 두개의 패킷(17, 18)은 일반적 포맷에서 같으므로 하나만이 표시된다. 패킷(17)은 패킷이 시작된 것을수신기에 알리고 또한 수신기를 동기하기 위한 고정된 길이의 시작신호(72)로 시작하고, 또한 시작신호는 특징 네트워크의 베이스스테이션과 원격장치만 응답하도록 코드화 될 수 있다(다른 사업에 의해 소유된 네트워크와 오버랩이 있을 수도 있다). 다음에 3바이트헤더(73)가 보내지고 확대도에 표시된 것 처럼 헤더는 13비트 장치확인 필드(74) 혹은 핸들을 포함하며 각각의 원격장치(15)는 24비트길이의 시리얼 수를 가지므로 같은 시리얼수를 가지는 두개의 원격장치(15)가 제조될 필요가 없고 그러나 쓸데없는 데이터 전송을 절약하기 위해 상기 필드(74)는 13비트 핸들로 줄어들어 하나의 네트워크에는 하나의 핸들을 가진 213 혹은 8192 원격장치가 있다. 상기 핸들이 원격장치가 케이블에 의해 베이스나 호스트에 연결될때 시작 혹은 파워엎 과정동안 원격장치에 주어진다. 장치 ID 필드(74)후에 헤더(73)는 얼마나 많은 바이트의 데이터가 계속되는지를 말하는 5비트크기 필드(74)를 포함하며 허용되는 크기는 0에서 22 바이트의 데이터이다. 이전의 패킷타입 시리얼 통신 프로토콜에 사용되는 것처럼 바이트 카운트 타입 프로토콜이 사용된다. 5비트 크기 필드(75)로 25 혹은 32코드가 보내질 수 있지만 오직 23개가 크기 정보를 위해 필요하다. 그래서 크기정보가 주어진 패킷에 보내지지 않으면 다른 명령이나 메세지 예를들면 단지 원격장치의 존재를 신호하거나 어느 원격 장치가 대기중 이면 베이스스테이션이 백데이터를 보낼 수 있는 NOP가 상기 필드에 보내진다. 다음에 헤더(73)는 상대적으로 기록번호와 인식번호를 나타내는 2개의 3비트 필드(76, 76)를 포함한다. 22바이트르 초과하는 데이터량이 보내지면(예를들면 동작 모드를 바꿀때 원적장치의 CPU(40)에 의해 실행을 위해 호스트컴퓨터(10)에서 원격장치(15)에 코드를 다운로딩할때), 데이터는 모듈로-8를 카운팅 하는 연속적으로 번호된 22바이트패킷으로 쪼개지고, 각각은 번호로 인식되어야 한다. 통상의 바코드리이딩 처리에서, 패킷(17, 18)은 22바이트 혹은 그 보다 적으므로 기록과 인식 카운팅의 기능이 덜 중요하다.
헤더(73) 다음에 따라, 0에서 22바이트의 데이터 필드(78)가 보내지고 CRC필드(79)가 패킷을 끝맺는다. CRC 필드를 헤더필드(73)와 CRC 체킹을 위한 데이터 필드(78)의 모든 비트의 계산 기능을 포함한다. 수신장치(원격장치(15)혹은 베이스스테이션)가 패킷(17) 이나 또는 패킷(18)을 수신하지만 수신된 것의 CRC 계산이 수신된 CRC 필드(79)와 일치하지 않으면 패킷은 버려지고 인식되지 않아서 타임아웃주기후 전송장치에 의해 재송부된다. 제7도에 표시된 것처럼 시작기호(72)다음의 패킷(17, 18)의 부분이 7바이트에서 29 바이트까지의 길이이다. 보내진 데이터가 22바이트를 초과하면 코드는 그 이상이 들어오는 것을 지시하기 위해 필드(75)(23이상의 값)에 포함될수 있다.
일실시예에 따라, 적어도 베이스스테이션에서의 인식패킷(18)의 일부는 헤더 혹은 제2a도 및 제2b도를 참조하여 이미 설명된 것처럼 제7도의 데이터 필드(78)에 비트맵 원격장치(15)의 ID 리스트 같은 확인을 포함한다. 5비트필드(75)에 선택된 코드가 패킷(18)의 데이터 필드가 메세지 기다린 비트맵 혹은 ID번호를 포함하는 지시하기 위해 사용된다.
원격장치(15)는 패킷(17, 18)을 전송하거나 수신하는 동안 확장되는 계산을 실행해서는 안된다. 대신에 패킷(17)이 송수신기(44)가 동작하기 전에 메모리(41)에 정리완료되고 패킷(18)용의 고정수신 시간대동안 들어오는 데이터가 해석없이 메모리(41)에 단지 카피되어 디코딩이나 또는 계산은 교환후에 행해진다. 상기 원격장치(15)는 호스트 혹은 베이스스테이션의 슬레이브 대신에 자신의 패킷 통신 동작을 관리하고 계획한다.
한편 베이스스테이션(12, 13, 14)은 어떤시간에도 제2도의 교환의 하나를 받을 준비가 완료되어 송수신기(34)가 동작되고 패킷(17)이 수신될때 패킷(18)에 의해 즉시 디코드되고 체크되며 인식되어 데이터는 호스트 컴퓨터(10)에 보내진다. 응답메세지가 베이스스테이션에서 호스트 컴퓨터(10)로 반송될때 포맷되고 메모리(31)에 저장되어 제2도의 다른 교환이 원격장치 (15)에 의해 시작 될때 원격장치(15)에 다시 보내도록 준비완료된다. 이 시간 동안 패킷(17)은 다른 원격장치에서부터 수신될수 있고, 이 패킷(17)은 제2도의 5msec의 타이밍에서 패킷(18)으로 인식된다. 따라서, 베이스스테이션은 원격장치에의 CPU(40)와 비교할때 CPU(30)에 부가되는 더 많은 계산에 대한 부담을 가지며, RF송수신기(34)는 대부분의 시간을 오프되어 있기 보다는 계속적으로 동작하여 어떤 시간에도 들어오는 신호를 인식해야 한다. 송수신기(34)는 수신된 데이터를 메모리에 단지 모아 둘 수 없으며 원격장치(15)처럼 오프된다(데이터는 CPU에 의해 후에 평가된다). 원격장치와 배이스스테이션 사이의 RF링크의 바람직한 실시예에 사용되는 확대 스펙트럼 RF전송이 본 발명의 특징에 따라 설명된다.
제2도와 제7도의 패킷(17, 18)에 사용되는 RF전송방법, 이를테면 원격장치(15)와 베이스스테이션(12, 13, 14)사이에 보내진 모든 패킷 혹은 응답(혹은 방법이 사용되면 베이스스테이션 사이의 RF 통신)은 확대스펙트럼 RF변조기술 이를테면 전송된 신호가 패킷(17, 18)에 디지탈 정보를 보내기 위해 요구되는 주파수 밴드보다 훨씬 넓은 밴드로 확대되는 기술을 이용한다. RF장비의 상기 타입의 설계 구성과 동작의 상세를 위하여 Wiley ＆ Sons에 의해 1976년 발행된 R.C. Dixon의 "Sprdad Spectrum Systems"이 참조된다. 캐리어는 비트비가 정보신호 밴드폭보다 훨씬 높은 디지탈코드 시켄스(메뫼(31, 41)에 저장된)에 의해 송수신기(34, 44)에서 변조된 주파수이다. 패킷(17, 18)의 하나에 대한 정보신호 밴드폭은 60KHZ(예를 들면 4msec에서 29바이트)정도이다. 일직선상에서 29바이트 데이터 패킷을 전송하는 대신에 보내지는 데이터는 데이터의 1비트를 11비트세트로 대치하기 위해 처음에 확장되거나 확대된다. 즉 2진수의 "1"은 "11111111111"로 되고, 2진수의 "0"은 "0000000000"으로 된다. 원격장치에서 이 확대는 CPU(40)에서 실행되는 코드에 의해 메모리(31)에서 행해진다. 1에서 11의 확대 인자는 RF밴드폭의 고려등의 타협으로 선택되고 다른 확대인자가 사용될 수 있지만, FCC는 적어도 1에서 10의 확대를 요구하여 1에서 11의 확대는 거의 요구하지 않는다. 어떤 경우에 29바이트 혹은 232 비트의 데이터는 11 x 232 혹은 2552 비트 더하기 48비트 기호로 되어 메모리(41)에 2600비트 메모리길이(최대)로 된다. 다음에 확대된 데이터는 캐리어를 변조하기 위해 사용되기전에 의사무작위(pseudo-random) 2진 코드와 결합(exclusive-OR)되어 2진코드값이 또한 메모리(41)에 저장되어 데이터와 코드를 결합하기 위해 사용되는 익스크루시브 OR로직기능이 메모리 (41)를 액세스하는 CPU(40)에 의해 실행된 명령에 의해 수행된다. 선택된 의사 2진코드 값은 네트워크에 유일하고 다른 네트워크가 중첩된 지역에서 동작되면 크로스토크를 피하기 위해 혹은 안전을 위해 호스트 컴퓨터의조정하에서 변경될 수 있다. 의사 2진 코드 값의 깊이 즉 반복전의 비트수는 상기 밴드에서 확대스펙트럼 전송을 위해 FCC 규격에 따라 적어도 127비트이어야 하고 상기값 이상으로 의사무작위 코드의 길이가 안전과 계산시간 제약에 의해 선택되면 상기 실시예에서 2600보다 큰 값이 사용되어 멧지 프레임 동안 반복이 없다. 코드된 데이터는 병렬 혹은 직렬포맷에서 버스(42)를 통하여 메모리(41)에서 RF송수신기(44)에 가해지고 데이터는 FSK 방법 즉 2진수의 "1"은 전압조정발진기가 한 주파수에서 동작하게 하고 2진수의 "0"은 발진기가 다른 미리선택된 주파수에서 동작하도록 하는 방법에서 캐리어를 변조하기 위해 송수신기(44)에 사용된다. 규정되지 않거나 인가가 필용없는 용도의 상기 타입의 FCC에 명시된 밴드는 902에서 928MHZ 이어서 발진기는 상기 밴드에서 한쌍의 주파수를 사용하고, FCC에 의해 요구된대로 상기 주파수는 적어도 별도의 1/2보드(baud)비이다, 상기예에서 각 채널은 0.4MHZ 밴드폭을 사용하고 채널은 1MHZ 떨어져 있다. 발명의 상기 실시예에서 선택된 확대스펙트럼 변조기술은 "협대역 직접 시켄스"로 특징지어지고, 확대 밴드폭은 1초에 666.667칩 정도로 상대적으로 좁고, 칩은 송수신기(34, 44)에서의 분산 주파수 출력이다. 즉 RF전송주파수는 2개의 분산 주파수 사이에서 스위치되고 각 경우에 스위칭은 1.54㎲당 한번씩 일어나며 1,5㎲주기의 각각을 칩이라 부른다. RF송수신기가 902-928MHZ 밴드내에서 여러가지의 다른 캐리어 주파수 혹으 채널에서 동작하여 어떤 특별한 주파수에서의 간섭이 단지 다른 주파수로 바꾸므로 피할 수 있지만 송수신기는 변화가 필요없을때 연장된 주기동안 하나의 주파수에 머무르는 경향이 있다.
제8a도를 참조하면, 원격장치(15)에서 베이스스테이션에 전송된 신호가 두 주파수 사이를 스위치하는 방법에서 변조된 주파수로 표시되지만, 상기예에서 주기(80) 혹은 1.5㎲의 칩 동안 두 주파수중의 하나에 머무른다. 상기 신호가 제8b도에 표시된 것처럼 아날로드 출력전압 생성하기 위해 검출되고 복조된다. 복조는 신호가 드레스홀드(81)위에 있을때(하나의 주파수에 상응할때) 마다 논리 "1"을 생성하고, 신호가 드레스홀드 밑에 있을때(이들 2개의 주파수 중의 다른 것에 상응할 때)마다 논리 "0"을 생성한다. 상기 검출된 2진 신호는 666,667HZ의 칩비 즉 2MHZ에서 3번 샘플되어 제8c에 보여진 것처럼 2진스트링 A, B, C의 3세트를 생성한다. 상기 3세트는 패킷(18)이 수신된후 처리하기 위해 원격장치(15)의 메모리에 적재되거나 패킷(17)이 들어오기 시작하는 실시간에 베이스스테이션의 고속 디코더에서 검사된다. A, B, C 세트의 각각은 전송에서의 엔코딩을하기 위해 사용되는 같은 의사무작위 2진 코드값의 처음 44칩 패턴(제7도의 시작 기호(72)에 상응하는 것)과 익스크루시브 OR결합되는 것에 의해 적합한 패턴을 위해 시도되어 44비트 시작 기호(72)가 나타나는지 보고 그렇다면 직접 뒤따르는 칩이 디코딩에서 11비트의 "1" 혹은 "0" 스트링을 생성한다.
44비트 중의 35비트(35-of-44bit) 혹은 그이상이 매치되면, 44비트중의 35비트는 노이즈나 크로스토크 대신에 유효한 전송으로 될가능성이 매우 높기 때문에(랜덤노이즈에서, 44비트중 22비트는 평균적으로 유효하다), "양호"한 것으로 받아드려진다. 메세지 푸레임이나 패킷의 데이터 부분을 디코드하고 압축하기 위한 알고리즘은 11비트스트링보다 적게 받도록 구성되어 즉 두 비트중의 하나가 틀리면 데이터가 양호할 가능성이 높아 스프링은 여하튼 유효한 것으로 받아진다.
원격장치(15)와 베이스스테이션에서의 송수신기(34, 44) 또한 원격장치(15)의 CPU(40) 혹은 베이스스테이션(30)의 CPU(30)에 의해 실행되는 프로그램 타입의 후로우챠트에가 특허 5,029,183에 더 상세히 개시되어 있다,
핸드오프프로토콜이 명시된 베이스스테이션에 원격장치(15)의 직각을 할당하기 위해 사용된다. 베이스스테이션(12, 13, 14)중 하나만이 주어진 시간에 원격장치(15)에 할당되는 것이 중요하다. 그렇지 않으면 원격장치가 교환을 하려고 할때 두개의 베이스스테이션이 패킷(17)에 동시에 응하고 두개의 인식패킷(18)이 서로 간섭한다. 베이스스테이션은 원격장치에 응하기 전에 베이스스테이션은 링크(11)를 통하여 호스컴퓨터(10)로부터 원격장치(15)의 시리얼 번호나 장치 ID를 수신 하고 메모리(31)에 테이블 기입을 한다. 모든 베이스스테이션은 호스트로부터 같은 번호를 수신하지만 하나의 베이스스테이션만이 어떤 알고리즘을 사용하여 원격장치에 임의로 지경된다. 예를들면, 베이스스테이션은 시리얼 번호나 장치 ID에 근거한 원격장치를 단훈히 선택한다. 베이스 스테이션 리스트에 하나에 일치하는 장치를 갖는)원격 장치의 하나로 부터 패킷(17)을 수산하면 시간을 메모리(31)에 기록한다. 상기 원격장치에서 교환의 패킷(17)을 받는 다른 베이스 스테이션도 또한 시간과 길을 기록한다. 매분당 각각의 베이스스테이션은 마지막분과 품질에서 들었던 원격장치의 리스트를 발행한다(링크(11)를 통하여 다른 베이스스테이션에 보낸다.
다른 베이스스테이션이 처음에 지정된 것보다 휠씬 높은 품질 규격을 가지면특정된 원격장치의 지정은 관련된 두개의 베이스스테이션 사이에 교환된 메세지에 의해 이동한다. 어떤 시간에 각각의 베이스스테이션이 그것이 응하는 인격장치의 시리얼 번호 혹은 ID번호의 리스트를 메모리에 가지고 패킷(17)이 수신될때마다 필드(74)에의 ID번호는 응답패킷(18)이 상기 베이스 스테이션에서 보내어지는 지를 알기위해 메모리에 있는 리스트와 비교된다.
특허 5,029,183의 실시예의 특징은 베이스스테이션(12, 13, 14)에서 수신된 패킷(17)의 품질인자를 측정하는 것이다. 상기에 설명된 것처럼, 품질지수는 어떤 원격장치가 초기에 주기적 재배열이나 혹은 조난호출(distress call)시에 어느 베이스스테이션에 할당되어 있는 지를 결정하는데 사용된다. 품질지수는 디코더(117)에서의 44비트 시작 기호(72)중 판독 결과의 유효비트의 수이고, 상기 패킷은 정확한 의사 무작위 코드의 저장된 형태와 들어오는 기호(72)를 비교할때 발견되는 유효비트의 수(실시예에서)가 44 비트중 35비트 일지라도 양호한 데이터로 받아드리지만, 상기 비트수는 44비트중 35에서 44비트 내에 있게 되면, 메모리 (31)에 기억 저장되어서 어떤 베이스스테이션이 주어진 원격장치에서 최적신호를 얻을 것인지 결정하기 위해 사용된다. 즉 지정된 베이스스테이션이 아주 적절하게 들어오는 패킷을 수신하여 해독할 수 있지만 그것을 평균해서 38의 품질지수일 수 있으며 반면에, 다른 베이스스테이션은 이들 동일한 패킷을 44의 품질지수로 수신 할 수도 있으며, 후자가 질의중의 원걱장치에 대하여 보다더 양호한 수신상태에 있음은 명백하므로 다음번 메세지는 베이스스테이션 간에 교환되며, 바톤은 보다 나은 품질지수로 수신하는 베이스스테이션으로 넘겨진다.
본 발명은 특정의 실시예에 관하여 설명되었지만 이들 설명은 본 발명을 제한하고자 하는 의도로 행하여진 것이 아니다. 개시한 바 있는 본 발명의 실시예에 대한 여러가지 변경이나 다른 실시예는 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명한 것이고, 따라서 첨부된 청구범위는 본 발명의 범위에 속하는 한 그 어떤 수정이나 실시예도 커버하게 됨을 이해하여야 한다.
제 1 도는 본 발명의 일실시예에 의한 패킷데이터 통신시스템의 블럭도,
제 2 도는 제1도의 시스템에서 데이터전송시켄스의 이벤트(RF 전송)대 시간을 나타내는 도면,
제 2a 도는 본 발명의 일실시예에 의하여, 제1도의 시스템에서 원격장치의 ID 리스트가 베이스 스테이션에 의해 메세지 대기 전송을 가지는 데이터 전송 시켄스의 이벤트(RF전송)대 시간을 나타내는 제2도와 유사한 도면,
제 2b 도는 제2a도에 관하여 참조된 하나의 어나운스먼트패킷의 상세도.
제 3 도는 제1도의 시스템에서 하나의 원격터미날의 상세블럭도,
제 5 도는 본 발명의 일실시예에 의하여, 원격터미날로 사용되는 휴대용 바코드스캐너 장치의 단면도.
제 5a 도는 본 발명의 다른 실시예에 의하여, 제5도의 레이저스캐너 대신에 원격터미날로 사용되는 다른 타입의 바코드리이더의 사시도.
제 6도는 제4도 및 제5도 혹은 제5a도의 원격터미날에 읽혀진 바코드 심볼과 원격터미날에서 발생된 타입의 바코드리이더의 사시도.
제 7 도는 제2도의 시간다이어그램의 부분확대도.
제 8a - 8c 도는 제2도 및 제7도의 프로토콜을 사용하여 제1도 및 제3도 내지 제6도의 시스템에서 일어나는 시간 대 이벤트를 나타내는 타이밍도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 ... 호스트프로세서, 11... 통신링크,
12, 13, 14 ... 베이스스테이션, 15 ... 원격장치,
17, 18 ... 패킷, 18a ... 어나운스먼트필드,
18c ... 콘트롤필드, 18e ... 길이필드,
20 ... CPU, 21 ... 메모리,
22 ... 메인버스, 32... 로칼버스,
33 ... 통신어댑터, 34 ... RF송수신기,
48 ... 키보드, 49 ... 비디오디스플레이,
53 .... 핸들, 54 .... 트리거,
55 ... 하우징, 57 ... 렌즈,
61 ... 회로판, 65 ... 바코드 기호,
73 ... 헤더, 78 ... 데이터 필드,
79 ... CRC 필드.

Claims (9)

  1. 하나의 베이스스테이션과 복수의 원격장치를 가지는 통신시스템을 작동시키는 방법에 있어서,
    a) 특정 원격장치로의 전송을 위해 베이스스테이션에서 대기하는 데이터 메세지를 가지는 상기 원격장치중 특정 원격장치를 확인하는 어나운스먼트 메세지를 베이스스테이션에서 보내는 단계와,
    b) 상기 어나운스먼트 메세지를 수신하도록 상기 원격장치의 각각에서 수신기를 간헐적으로 턴온하는 단계와,
    c) 질의 메세지를 상기 하나의 특정 원격장치에서 상기 베이스스테이션으로 보내는 단계와,
    d) 데이터 메세지를 상기 베이스스테이션에서 상기 원격장치의 상기 특정 원격장치의 각각에게 보내는 단계
    를 구비하는 통신시스템의 동작방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스스테이션과 상기 원격장치는 확산스펙트럼 RF전송과 수신에 의해 상기 메세지를 보내고 받는 것을 특징으로 하는 통신시스템의 동작방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원격장치는 자신이 선택한 시간에 상기 베이스스테이션에 메세지 패킷을 보내고, 상기 베이스스테이션은 고정된 시간 간격에서만 원격장치에서의 메세지 패킷에 응답하는 것을 특징으로 하는 통신시스템의 동작방법.
  4. 제1항에 있어서,
    특정 원격장치의 상기 확인은 비트 필드에 지정된 비트에 의해 원격장치를 명시하는 비트맵에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 통신시스템의 동작 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 원격장치의 수신기를 간헐적으로 턴온하는 상기 단계는 선택된 시간 간격에 있고, 상기 시간간격은 상황에 따라 변하는 것을 특징으로 하는 통신시스템의 동작방법.
  6. 하나의 베이스스테이션과 복수의 원격장치를 가지는 통신시스템에 있어서,
    a) 특정 원격장치로의 전송을 위해 베이스스테이션에서 대기하는 데이터 데세지를 가지는 상기 원격장치중 특정의 하나를 확인하는 어나운스먼트 메세지를 상기 베이스스테이션에서 보내는 수단과,
    b) 상기 어나운스먼트 메세지를 수신하도록 상기 원격장치의 각각에서 수신기를 간헐적으로 턴온하는 수단과,
    c) 질의 메세지를 상기 각각 하나의 특정 원격장치에서 상기 베이스스테이션으로 보내는 수단과,
    d) 데이터 메세지를 상기 베이스스테이션에서 상기 원격장치의 상기 특정 원격장치의 각각에게 보내는 수단을 구비하는 통신시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 베이스스테이션과 상기 원격장치는 확산스펙트럼 RF전송과 수신에 의해 상기 메세지를 보내고 받는 것을 특징으로 하는 통신시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    특정원격장치의 상기 확인은 비트필드에 지정된 비트에 의해 원격장치를 명시하는 비트맵에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 통신시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 원격장치의 수신기를 간헐적으로 턴온하는 상기 수단은 선택된 시간간격에서 작동하고, 상기 시간간격은 상황에 따라 변하는 것을 특징으로 하는 통신시스템.
KR1019940006992A 1993-04-07 1994-04-02 패킷(packet)데이터통신시스템의프로토콜(protocol) KR100328796B1 (ko)

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US08/044,227 1993-04-07
US8667593A 1993-07-01 1993-07-01
US08/086,675 1993-07-01

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