KR100551873B1 - 근거리 무선 통신 단말기의 가변 통신 반경 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지능형 교통 시스템의 근거리 무선 통신 단말기에 있어서, 특히 단일 단말기로 두 개의 통신 반경을 제공할 수 있도록, 서비스 영역에 대한 정보를 갖고 넓은 영역과 좁은 영역에서의 통신 반경 제어 신호를 달리하여 수신 전력에 상응하도록 통신 반경을 조정할 수 있도록 한 것이다.

본 발명에 따른 근거리 무선 통신 단말기의 가변 통신 반경 제어 장치는, 중간 주파수 변환기, 필터와 복조부를 포함하는 무선부 및 제어부를 포함하는 단말기에 있어서, 상기 중간 주파수 변환된 수신 신호의 세기를 증폭하는 RSSI 증폭부와; 상기 증폭된 수신 신호 세기를 버퍼링하는 제 1 및 제 2 버퍼와; 상기 제어부에서 출력되는 통신반경제어신호에 의거 조정된 전압을 출력하는 전압 조정부와; 상기 제 1 버퍼로부터 출력되는 수신 전력의 세기와 상기 전압 조정부의 출력값을 비교하여, 상기 복조된 데이터의 출력을 위한 신호를 제어부로 인가하는 비교기; 및 상기 비교기의 출력 신호 레벨에 따라 미리 정한 통신 반경으로의 변경을 인식하여 데이터 스위치의 동작을 제어하는 신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

근거리 무선 통신 단말기의 가변 통신 반경 제어장치{Control apparatus for variable communication range of Dedicated Short Range Communication terminal}

도 1은 종래 근거리 무선 통신 단말기의 고주파 장치를 나타낸 블록 구성도.

도 2는 종래 개선된 근거리 무선통신 단말기의 고주파 장치 및 그 제어부를 나타낸 블록 구성도.

도 3은 종래 거리에 따른 단말기의 수신 전력 상태를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명 실시 예에 따른 근거리 무선 통신 단말기의 고주파 장치 및 그 제어부를 나타낸 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 각 부 파형도.

도 6은 본 발명 실시 예에 따른 거리에 따른 단말기의 수신 전력 상태를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

400...ASK 복조부 410...RSSI 증폭기

420,430...버퍼 440...ASK 리미터

450...데이터 스위치 460...전압조정부

470...비교기 500...제어부

530...중앙 처리부

본 발명은 능동 근거리 전용통신 프로토콜(DSRC)을 사용하는 지능형 교통망 시스템(ITS)에서 서비스 목적에 따라 단말기의 수신 레벨을 조정할 수 있도록 한 능동 단거리 전용통신 기지국에 관한 것이다.

지능형 교통 시스템(ITS: Intelligent Transport System)은 기존의 교통 체계를 정보통신, 전자, 제어, 컴퓨터 등의 첨단기술과 접목시켜 교통의 이동성, 안정성, 효율성 및 교통 환경을 개선하는 신 교통체계로서, 교통 혼잡 완화, 교통 사고의 감소, 대중 교통의 이용 확대 및 물류비 절감을 위한 것이다.

1992년 국제표준화기구인 ISO(International Standard Organization)에서 연구그룹(ISP/TC204 WG15)을 결성하여 차량과 도로 즉, 차량에 탑재된 단말기(OBE:On-Board Equipment)와 도로변에 설치된 노변기지국(RSE; Road Side Equipment)간 무선통신 표준을 검토하기 시작하였다.

이러한 지능형 교통 시스템 서비스를 제공하기 위해 도입된 새로운 근거리 무선 통신 수단(DSRC: Dedicated Short Range Communication)은 도로변에 위치한 노변 기지국과 차량에 탑재된 차량 단말기로 양방향 통신하는 시스템이다.

DSRC는 도로변에 설치된 노변기지국을 단말기를 장착한 차량이 고속으로 주행하면서 10~100m 이내의 통신영역에서 고속 무선패킷을 이용하여 양방향 통신하는 시스템을 말한다. DSRC통신으로 검토되고 있는 무선 방식으로 적외선, 비콘(Beacon), RF 등이 있으나, 현재 국제적으로 5.8GHz의 RF방식을 채택하고 있다.

5.8GHz대의 RF를 사용한 DSRC는 수동형(Passive Type)과 능동형(Active Type)으로 구분되는데, 유럽은 시스템 구현의 경제성을 우선적으로 고려하여 수동형을 표준으로 채택하고 있는 반면, 우리나라를 비롯하여 일본, 미국 등은 향후 ITS 서비스의 확장성을 고려하여 능동방식을 채택하고 있다

상기 근거리 무선 통신 수단은 통신 거리가 100M 이하이고, 전송 속도가 1Mbps인 5.8GHz 대역의 TDMA/TDD 방식을 지원하는 소 출력 장치로, 자동요금징수시스템(ETC) 서비스뿐만 아니라 교통정보 및 제어시스템의 제반 ITS 서비스를 수용하고 있다.

도 1은 종래 근거리 무선 통신 단말기의 고주파 장치의 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 안테나(100)를 통해 차량 단말과 통신시 송신모드 및 수신모드 경로를 스위칭 선택하는 고주파 스위치(110)와, 수신모드시 고주파 스위치(110)로부터 수신되는 주파수를 중간 주파수로 변환하고 데이터 신호를 복조하는 수신부(120)와, 전송 데이터를 변조하여 상기 고주파 스위치(110)를 통해 출력하는 송신부(130) 및, 데이터 송수신시 상기 수신부(120) 및 송신부(130)의 주파수 동조를 위한 국부 발신 신호를 출력하는 국부 발진부(140)로 구성된다.

여기서, 상기 수신부(120)는 수신 주파수의 5.8GHz 대역을 필터링하는 제 1밴드패스 필터(121)와, 저 잡음 신호를 증폭하는 저 잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier)(122)와, 상기 저 잡음 증폭기(122)의 출력 주파수를 국부 발진 신호와 혼합하여 중간 주파수를 변환하는 주파수 변환기(123)와, 중간 주파수 대역을 필터링하는 제 2밴드패스 필터(124)와, 상기 중간 주파수 신호를 증폭하는 중간주파 증폭기(125)와, 상기 증폭된 중간주파 신호로부터 데이터 신호를 복조하는 복조기(126)로 구성된다.

그리고, 상기 송신부(130)는 데이터를 일정 대역 신호로 필터링하는 데이터 필터(131)와, 상기 필터링된 데이터 신호를 국부 발진 신호로 변조하는 ASK(Amplitude Sequence Keying) 변조부(132)와, 상기 ASK 변조된 신호를 5.8GHz 대역으로 필터링하는 제 3밴드패스 필터(133)와, 상기 제 3밴드패스 필터(133)에 의해 필터링된 신호를 전력 증폭하는 전력 증폭기(134)로 구성된다.

그리고, 상기 국부 발진부(140)는 5.8GHz 대 수신 주파수를 발생하는 제 1유전체 공진 발진기(DRO: : Dielectric Resonator Oscillator)(121)와, 수신 주파수를 증폭하여 상기 주파수 변환기(123)에 국부 발진신호로 출력하는 제 2 구동 증폭기(142)와, 5.8GHz 대 송신 주파수를 발생하는 제 2유전체 공진 발진기(143)와, 상기 발생된 송신 주파수를 증폭하여 국부 발진신호로 ASK 변조부(132)에 출력하는 제 2구동 증폭기(144)로 구성된다.

상기와 같은 종래의 근거리 무선 통신 단말기의 고주파 장치의 무선부에 대하여 첨부된 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 수신 모드시에 고주파 스위치(SPDT: Single Pole Dual Through)(110)는 수신부 측으로 스위칭 전환되어, 차량 단말로부터 전송된 신호가 안테나(100)에 수신되면, 수신된 신호(5.8GHz)를 수신부(120)로 출력된다. 수신부(120)는 상기 수신 주파수를 국부 발진 신호와 혼합하여 중간 주파수(IF)로 만들고, 수신 데이터로 복조하게 된다.

이를 위해서, 수신부(120)의 제 1밴드패스 필터(121)는 수신되는 주파수를 5.8GHz대 주파수로 필터링하고 그 이외의 대역 신호는 제거한다. 저잡음 증폭기(122)는 저 잡음을 증폭하여 잡음 특성을 좋게 하고, 주파수 변환기(123)는 상기 저잡음 증폭기(LNA)(122)로부터 출력된 주파수를 국부 발진 신호와 혼합하여 중간 주파수(70MHz)로 변환하며, 제 2밴드패스 필터(124)는 상기 중간 주파수 대역만을 필터링한다. 중간주파 증폭기(125)는 상기 필터링된 중간 주파수를 증폭하고 복조기(126)는 중간 주파수로부터 수신 데이터 신호를 복조해 낸다.

그리고, 송신 모드시 송신부(130)의 데이터 필터(131)는 입력 데이터 신호를 필터링하고, ASK 변조부(132)는 상기 데이터 신호를 국부 발진 신호로 5.8GHz 대 주파수로 변조하며, 제 3밴드패스 필터(133)는 상기 ASK 변조부(132)에서 변조된 주파수 중에 필요한 5.8GHz 대 주파수로 필터링하고 전력 증폭기(134)로 전력 증폭하여 출력한다.

그러면, 상기 송신부(130)의 전력 증폭기(134)로부터 출력된 송신 신호는 송신 모드에 따라 연동하는 고주파 스위치(110)의 스위칭 전환으로 안테나(100)를 통해서 노변기지국으로 송출된다.

한편, 국부 발진부(140)는 송수신 모드에 따라 송신 및 수신 국부 발진 신호를 발생시켜 수신부(120) 및 송신부(130)에 각각 출력하는데, 제 1유전체 공진 발진기(DRO)(141)는 5.8GHz 대 주파수(5.87GHz)를 발생하고, 구동 증폭기(142)는 상 기 수신 주파수를 증폭하여 수신 국부 발진 신호로 주파수 변환기(123)에 출력해 준다.

그리고, 제 2유전체 공진 발진기(DRO)(143)는 5.8GHz대 송신 주파수(5.8GHz)를 발생하고, 제 2구동 증폭기(144)는 상기 송신 주파수를 증폭한 후 국부 발진 신호로 ASK 변조부(132)에 출력하므로 송신 데이터를 변조시켜 준다.

그러나, 종래에는 유전체 공진 발진기(141,143)를 서로 다른 송신 및 수신 경로에 설치하고, 5.8GHz 대 주파수를 발생하고 있으나, 유전체 공진 발진기(141,143)는 그 부피가 크고, 공장 출하시 세팅된 고정된 채널만을 이용할 수 있고, 채널 스캔 및 변경이 불 가능하여 항상 고정된 채널만 이용할 수 있다. 또한, 유전체 공진 발진기(141,143)의 외형적인 크기로 인해 고주파부(RF부)의 사이즈가 커지고, 전체 단말기로 보면 제어부와 고주파부를 분리하게 되는 중요 요인으로 작용하고 있다는데 그 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 기 출원된 단거리 무선 통신 단말기의 고주파 장치는 도 2에 도시된 바와 같다.

도 2는 종래 근거리 무선 통신 단말기의 고주파 장치의 무선부/제어부의 블록 구성도이다.

도 2를 참조하면, 안테나(200)를 통해 (노변)기지국과 송수신되는 근거리 무선 데이터의 송수신 경로를 전환하는 고주파 스위치(210)와, 수신되는 고주파 신호를 국부 발진 신호에 의해 중간 주파수로 변환하고 수신 데이터를 복조하는 수신부(220)와; 송신 데이터를 국부 발진 신호로 변조하여 5.8GHz 대 주파수로 전력 증폭한 후 상기 고주파 스위치(210)로 출력하는 송신부(230)와; 단일 경로 상에 송신 및 수신 모드에 따라 온도보상 수정 발진기(241) 및 PLL 모듈(242), 밴드패스 필터(243)를 이용하여 송수신 국부 발진 신호를 출력하는 국부 발진부(240)를 포함한 구성이다.

여기서, 상기 국부 발진부(240)는 송신 및 수신 모드시 PLL 기준 주파수를 발생하는 온도보상 수정 발진기(TCXO, 241)와, 상기 PLL 기준 주파수에 의해 송신 주파수 및 수신 주파수를 발생하는 PLL 모듈(242)과, 상기 발생된 주파수의 2차 고조파 성분인 5.8GHz대 주파수를 필터링하는 밴드패스 필터(243)와, 상기 밴드패스 필터링된 필요 주파수를 증폭하는 구동 증폭기(244)와, 구동 증폭기(244)에 의해 증폭된 송신 및 수신 국부 발진 신호를 송수신 모드에 따라 출력하는 출력 스위치(245)로 구성된다.

상기와 같은 종래의 다른 실시 예에 따른 근거리 무선통신 단말기의 무선부/제어부에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2를 참조하면, 차량 단말과 근거리 무선 통신을 위해서 고주파 스위치(210)는 안테나(200)를 통해 송신되는 신호와 수신되는 신호는 송수신 모드에 따라 전환되어 수신부(220) 및 송신부(230)로 연결된다.

수신 모드시에는 차량 단말의 송신 신호가 안테나(200)를 통해 수신되면, 수신된 고주파 신호는 고주파 스위치(210)를 통해 수신부(220)로 인가되고, 수신부(220)는 상기 고주파 신호를 제 1밴드패스 필터(221)로 밴드패스 필터링시키고, 저 잡음 증폭기(222)로 저 잡음 증폭한다. 그리고, 주파수 변환기(223)에 의해 중간 주파수를 변환하고, 변환된 중간 주파수는 밴드패스 필터(224)에 의해 중간 주파수 성분만 필터링되고, 중간 주파 증폭기(225)에 의해 증폭된 후 ASK 복조기(226)를 통해서 수신 데이터(1Mbps)로 복조된다.

그리고, 송신 모드시에는 송신 데이터가 송신부(230)에서 국부 발진 주파수로 변조된 후 상기 고주파 스위치(210) 및 안테나(200)를 통해 노변기지국으로 송신된다. 이러한 송신부(230)의 데이터 필터(231)는 전송하고자 하는 디지털 데이터(1Mbps)를 필터링하고, ASK 변조부(232)는 송신 데이터를 상기 국부 발진 신호로 변조한 후, 제 3밴드패스 필터(233)는 변조된 주파수를 5.8GHz 대역으로 밴드패스 필터링하고, 전력 증폭기(234)는 상기 밴드패스 필터링된 주파수를 전력 증폭하여, 상기 고주파 스위치(210)로 출력한다.

한편, 국부 발진부(240)는 상기 송수신부(220,230)의 송신 및 수신 신호에 동조시켜 주기 위한 국부 발진 신호를 발생하는데, 단일 경로 상에 송수신 모드에 따라 송수신 국부 발진 신호를 각각 발생한다.

국부 발진부(240)는 온도 보상 수정발진기(TCXO)(241), PLL(Phase Lock Loop) 모듈(242), 밴드패스 필터(BPF)(243), 구동 증폭기(244), 출력 스위치(245)로 구성된다.

온도 보상 수정발진기(241)는 수정 응용 제품의 하나로서, PLL을 동작시키기 위한 기준 주파수를 발생하고, PLL 모듈(242)은 PLL 기준 주파수와 발진 주파수의 위상을 비교하여 그 차이를 이용하여 주파수를 찾아 원하는 송신 및 수신 주파수를 각각 출력한다. 이러한 PLL 모듈(242)은 양방향 통신시 TDD(Time Division Duplex) 통신을 위한 송신 및 수신 경로(TX, RX) 상에 각각 존재한다.

이때, 밴드패스 필터(243)는 PLL 기준 주파수가 발생되면 고조파 성분 중 기준 주파수 2.9GHz의 두 번째 고조파인 5.8GHz를 필터링하여, 원하는 근거리 무선 통신 대역의 신호를 얻을 수 있다.

상기 밴드 패스필터(243)에 의해 필터링된 신호는 구동 증폭기(244)에 의해 근거리 무선 통신 대역의 필요 주파수로 증폭된 후, 출력 스위치(245)에 의해 수신부(220) 및 송신부(230)에 송수신 동조를 위한 국부 발진 신호로 출력된다.

이와 같이 종래 발명은, ITS 근거리 무선 통신용 단말기에 PLL 타입을 적용하여 공장에서 출하된 고정된 채널만이 아니라, 채널 스캔이 가능하므로, 채널 변경 용이 및 다양한 서비스에 대응할 수 있을 뿐만 아니라, 센터(Center)에서 단말기 채널의 원격 제어가 가능해 진다.

여기서, 송신 주파수는 수신 주파수와 약 70MHz 떨어져 있어, 송신과 수신시에는 70MHz 주파수 변화가 일어난다.

이와 같이, 단일 경로 상에 수정 발진기(241)와 PLL 모듈(242)을 각각 위치시키고 PLL 모듈(242)로부터 발생된 PLL 주파수의 2차 고조파 성분을 필터링하여 근거리 무선 통신 대역의 주파수를 만들 수 있도록 함으로써, 근거리 무선 통신에 필요로 하는 5.8GHz 대 동조 주파수를 발생한다.

이러한 송/수신 동작 제어를 위한 단말기 제어부의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

제어부의 수신단(310)은 단말기 무선부로부터 데이터를 수신하여(M0), 수신된 데이터를 디스크램블링(descrambling), UW(Unique Word) 검사, CRC 검사 기능을 수행하여, 유효한 데이터를 메모리(340)에 저장하며(M1), 중앙 처리부(330)에 데이터 수신을 알린다(M2). 메모리부(340)에 저장되는 ACTC(Activation Channel Data), MDC(Message Data Channel)의 리드 및 해당 데이터에 대한 질의를 수행한다(M3).

그리고, 송신단(320)이 중앙 처리부(330)에 프레임제어채널(FCMC: Frame Control Message Channel) 및 하향 데이터 생성하여 기록을 요청하고(M4), 중앙 처리부(330)는 프레임제어채널 및 단말기 상향 데이터(MDC) 기록 및 키 값, 채널 정보(하/상향), 슬롯 정보 등 제어정보를 메모리(340)에 기록한다(M5).

그러면, 수신단(320)은 메모리(340)로부터 데이터를 받아서 스크램블링(Scrambling), UW 패딩(padding), CRC 패딩의 기능을 수행하고(M6), 무선부로 데이터를 송신한다(M7).

중앙 처리부(330)는 송/수신에 따른 해당 PLL(Clock, Data, Lock enable) 데이터를 전송하고(M8), 송신단(320)을 통해서 송/수신에 따른 무선부에 제어(Tx/Rx) 신호를 전송한다(M9).

이러한 무선부와 제어부를 갖는 단말기는 항상 수신모드로 대기하고 있으며, 최소 수신레벨의 위치에 도달하면, 기지국으로부터 지속적인 FCMS를 수신부에서 수신하여, 중간 주파수 신호로 다운컨버팅, ASK 복조된 데이터를 수신하게 된다.

수신된 신호는 특정 수신 레벨 즉, 단말기의 최소 수신 감도점(전력점) 이후부터 정상적인 신호로 복조되고 이는 제어부에 데이터로 전송된다.

기지국으로부터 수신된 최초의 FCMS(Frame Control Message Slot)의 완전한 수신이후에 단말기와 기지국간의 채널링크가 동작이 이루어지기 시작함으로서, 수 신감도 점에서부터 통신영역이 형성된다.

따라서, 다운링크에 비하여 업링크의 이득이 충분하다고 가정한다면 통신영역은 단말기의 최소 수신 감도 지점에 해당한다.

단말기에서는 도 3에 도시된 거리에 따른 단말기의 수신전력 그래프를 통해서, 수신된 신호의 RSSI 즉, 수신전력과 등가적인 신호의 레벨에 따라 통신영역이 결정된다.

그러나, 종래에는 도 3에서 거리에 따른 전력분포가 넓은 통신 반경에서 사용된 기지국의 출력에 따른 값이라고 가정한다면, 매우 제한적인 통신 반경을 필요로 하는 서비스(ETC)의 경우 기지국의 빔 패턴만을 가지고 원하는 통신반경을 일정하게 유지하는 데는 기술적인 어려움(Side-lobe, Back-lobe, 단말기 수신감도 편차 등)이 있다.

또한 ETC 서비스에서 여러 가지의 레벨(minimum, typical, maximum)을 동시에 수용하는 서비스의 경우 인접 기지국에 대한 간섭을 최소화하기 위해서는 매우 제한된 통신반경에서 동작해야 하지만, 기존의 방식으로는 안테나의 빔폭(Beam width)이 매우 좁을지라도 단말기의 성능 편차에 따른 거리 편차를 갖고 통신 반경의 제어가 어려운 단점을 갖는다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 능동 근거리 무선통신 프로토콜을 사용하는 지능형 교통망 시스템에서 서비스 목적에 다라 단말기의 수신 레벨을 조정함으로써, 서비스 요구에 따라 통신 반경을 조정할 수 있도록 한 근거리 무선 통신 단말기의 가변 통신반경 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 단일 단말기로 두 개의 통신 반경을 제공할 수 있도록 통신 영역이 넓은 영역과 좁은 영역에서의 통신 반경 제어 신호를 수신 신호 세기에 상응하게 조정함으로써, 통신 반경 조정이 가능하도록 한 근거리 무선 통신 단말기의 가변 통신반경 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위한, 본 발명 실시 예에 따른 근거리 무선 통신 단말기의 가변 통신반경 제어장치는, 중간 주파수 변환기, 필터와 복조부를 포함하는 무선부 및 제어부를 포함하는 단말기에 있어서,
상기 중간 주파수 변환된 수신 신호의 세기를 증폭하는 RSSI 증폭부와; 상기 증폭된 수신 신호 세기를 버퍼링하는 제 1 및 제 2 버퍼와; 상기 제어부에서 출력되는 통신반경제어신호에 의거 조정된 전압을 출력하는 전압 조정부와; 상기 제 1 버퍼로부터 출력되는 수신 전력의 세기와 상기 전압 조정부의 출력값을 비교하여, 상기 복조된 데이터의 출력을 위한 신호를 제어부로 인가하는 비교기; 및 상기 비교기의 출력 신호 레벨에 따라 미리 정한 통신 반경으로의 변경을 인식하여 데이터 스위치의 동작을 제어하는 신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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바람직하게, 상기 제어부는 서비스 영역에 대한 정보를 갖고 통신 반경이 넓은 지역과 통신 반경이 좁은 지역에 따라 통신 반경 제어 신호를 하이 또는 로우 신호로 비교기에 출력하여, 통신 반경의 크기를 조정하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제어부는 비교기의 출력 신호 레벨이 통신 반경이 좁은 영역에 도달했을 때, 데이터 스위치에 인에이블 신호를 출력하여 무선부로부터의 복조된 데이터를 수신하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 근거리 무선 통신 단말기의 가변 통신 반경 제어장치의 무선부를 나타낸 구성도이다.

도 4를 참조하면, 수신된 고주파 신호(Rx signal)와 국부 발진 신호(flo)를 혼합하여 중간 주파수 신호로 변환하는 중간주파수 변환기(223)와, 중간 주파수 성분만을 필터링하는 밴드패스 필터(224)와, 필터링된 중간 주파수를 증폭하는 중간주파 증폭기(225)와, 증폭된 중간 주파수를 ASK 복조하는 ASK 복조부(400)를 포함하는 구성이다.

상기 ASK 복조부(400)는 수신 전력 세기를 증폭하는 RSSI 증폭기(410)와, 증폭된 수신 전력을 버퍼링하는 제 1 및 제 2버퍼(420,430)와, 제 2버퍼의 출력 수신 전력 세기를 입력받아 ASK 복조하는 ASK 리미터(440)와, 통신 반경 제어 신호에 의해 기준 제어 전압을 조정하는 전압 조정부(460)와, 상기 버퍼(420)에서 출력되는 수신 전력 세기와 상기 전압조정부(460)에서 출력되는 기준제어전압을 비교하여 제어부(500)로 출력하는 비교기(470)와, 상기 제어부(500)의 인에이블신호에 의해 상기 ASK 복조된 신호를 출력하는 데이터 스위치(450)를 포함하는 구성이다.

상기 제어부(500)는 데이터를 수신하는 수신단(510) 및 데이터를 송신하는 송신단(520)과, 각 종 제어 신호 및 통신 반경 제어 신호 및 수신 인에이블 신호를 출력하고, 비교기(470)의 출력을 입력받는 중앙 처리부(CPU)(530)와, 유효한 데이터를 저장하는 메모리(540)를 포함하는 구성이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 지능형 교통망 시스템에서 서비스에 따른 가변통신 반경 제어 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4를 참조하면, 기지국으로부터 전송된 근거리 무선 고주파 신호를 단말기의 고주파 스위치(도 2의 210)를 통해 수신하고, 수신된 신호는 수신부의 저잡음 증폭기(도 2의 221)와 밴드패스 필터(도 2의 222)를 통해 근거리 무선 대역으로 수신된다.

그리고, 수신된 고주파 신호는 주파수 변환기(도 4의 223)에서 국부발진 신호(flo)와 곱해져 중간주파수 신호로 변환되며, 중간 주파수 신호는 밴드패스 필터(SAW filter)(224)에서 필터링되고, 중간주파 증폭기(225)에서 증폭된다.

상기 중간주파수 증폭기(225)에 의해 증폭된 신호는 ASK 복조부(400)에 의해 ASK 복조된 신호로 제어부(500)에 수신 데이터로 입력된다.

이러한 중간주파 증폭된 수신 데이터는 ASK 복조부(400)에 의해 복조되는데, ASK 복조부(400)는 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 증폭기(410), 제 1 및 제 2버퍼(420,430), ASK 리미터(440), 데이터 스위치(450), 로우패스필터(R3,C1), 전압조정부(460), 비교기(470)로 구성된다.

RSSI 증폭기(410)는 수신 신호 세기를 증폭하여 도 5에 도시된 RSSI 신호(S1)를 제 1 및 제 2버퍼(420,430)로 출력하고, ASK 리미터(Limiter)(440)는 제 2버퍼(430)로부터 출력되는 신호에서 ASK 복조신호(도 5의 S3)를 발생하게 된다.

이때, RSSI 증폭기(410)의 출력 신호는 제 1버퍼(450)를 통해서 로우패스필터(R3,C1)를 거쳐서 평균 값(도 5의 S2, averaged RSSI signal)의 신호가 비교기(470)의 정단자(+)로 입력된다. 따라서 상기 비교기(470)의 부단자(-)에는 단말기의 제어부(500)에서의 통신반경제어신호(A/B Control)에 의해 기준제어전압을 조정하는 전압조정부(460)에서 출력되는 기준 신호와, 상기 비교기에 정단자에 입력되는 값을 비교하여, 하이 또는 로우 신호의 출력신호(R_E_Out)를 제어부(500)에 전달하게 된다.

여기서, 제어부(500)는 초기에 통신 반경 제어신호(A/B control)를 단말기가 처한 통신 영역이 작은 반경의 지역(small region)이면 하이 신호(High state)를, 넓은 반경의 지역(wide region)이면 로우 신호(Low state)를 출력되도록 미리 설정 된다.

그리고, 단말기의 디폴트 상태(Default state)는 넓은 통신 반경의 지역 상태에 설정되어 있으므로, 단말기의 초기 통신반경 제어신호(A/B Control)는 로우 신호(Low state)로 출력되도록 미리 설정한다.

전압조정부(460)의 출력 로우 전압은 분압 저항(R1,R2)에 의해 분배되어 비교기(470)의 부단자(-)로 거의 "0"V의 전압이 입력된다.

그러므로, 비교기(470)는 정단자(+)로 입력되는 신호에 의해 항상 하이 신호(high state)를 제어부(500)의 중앙 처리부(530)로 출력하고, 이에 따라 상기 cpu(530)는 스위치(450)가 인에이블 되기 위한 신호(RE_IN) 신호를 출력한다.
이로 인해 ASK 리미터(440)에 의해 ASK 복조된 신호는 데이터 스위치(450)를 통해서 제어부(500)의 수신단(510)에 전달된다.

이때의 단말기에서 거리에 따른 단말기의 수신 전력은 넓은 지역(B Region)에 해당하는 통신 반경을 갖게 된다.

한편, 단말기가 통신 반경이 좁은 지역으로 이동할 경우, 제어부(500)는 통신반경 제어신호(A/B Control)를 하이 신호로 출력하며, 비교기(470)의 입력 오프셋 값은 하이 신호에 해당하는 값에 위치하게 된다. 즉 비교기의 출력값은 로우가 된다.

따라서 본 발명에서는 제어부(500)의 통신반경 제어신호(A/B Control)로 전압조정부(460)를 조정하여 원하는 수신 전력에 상응하는 값으로 조정함으로써, 통신 반경의 조정이 가능하게 된다.

그리고, 오프셋 값에 상응하는 수신전력(통신거리-V1)에서 단말기가 기지국에 가깝게 진행함에 따라 도 6의 거리에 다른 수신 전력(V2)이 조정된 전압(V1)을 초과하게 된다.

그러므로, 비교기(470)의 출력 신호를 수신한 제어부(500)에서 통신반경이 작은 지역에 도달했음을 알리고, 제어부(500)는 인에이블신호(R_E_In)를 출력하여 무선부 데이터 스위치(450)를 동작시켜 무선부에서 복조된 데이터를 제어부(500)로 전달하게 된다.

이와 같이, 전압조정부(460)의 출력 전압을 조정하여 원하는 제한적인 통신 반경의 크기를 조정할 수 있다. 이로써, 제어부(500)의 중앙처리부(530)에서 통신 반경이 넓은 지역과 좁은 지역을 선택이 가능하게 된다.

상기와 같이 좁은 지역과 같이 통신 반경이 협소한 지역에서도 필수적인 서 비스에 대하여 단말기의 편차에 둔감하면서도 효과적인 통신반경의 제어가 가능하게 된다. 또한 전압조정부(460)의 전압을 조정함에 따라 수신부의 감도조정이 가능하고, 송신출력의 가변 없이 통신 반경의 조절이 가능하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 근거리 무선 통신 단말기의 가변 통신 반경 제어장치에 의하면, 복잡하고 고 비용의 자동이득 기능을 추가하지 않고 단순하고 저가의 통신 반경 조정이 가능한 효과가 있다.

또한 좁은 지역과 같이 제한적인 통신 반경이 필수적인 서비스에 대하여 단말기의 편차에 둔감하면서도 효과적인 통신 반경의 제어가 가능한 효과가 있다.

그리고, 전압조정부의 입력 전압 조정에 따라 수신부의 수신 감도 조정이 가능하고, 송신출력의 가변 없이 통신반경의 효과적인 조절이 가능한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 중간 주파수 변환기, 필터와 복조부를 포함하는 무선부 및 제어부를 포함하는 단말기에 있어서,

   상기 중간 주파수 변환된 수신 신호의 세기를 증폭하는 RSSI 증폭부와;

   상기 증폭된 수신 신호 세기를 버퍼링하는 제 1 및 제 2 버퍼와;

   상기 제어부에서 출력되는 통신반경제어신호에 의거 조정된 전압을 출력하는 전압 조정부와;

   상기 제 1 버퍼로부터 출력되는 수신 전력의 세기와 상기 전압 조정부의 출력값을 비교하여, 상기 복조된 데이터의 출력을 위한 신호를 제어부로 인가하는 비교기; 및

   상기 비교기의 출력 신호 레벨에 따라 미리 정한 통신 반경으로의 변경을 인식하여 데이터 스위치의 동작을 제어하는 신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선 통신 단말기의 가변 통신반경 제어장치.
2. 제 1항에 있어서, 비교기의 정단자에 입력되는 버퍼 출력값과, 제어부에서 출력되는 통신반경제어신호가 전압조정부에 인가되며, 그에 의해 출력되는 출력값을 비교하여, 비교기 출력값이 미리 설정된 하이신호가 출력되는 경우, 단말기의 수신 전력은 미리 정한 넓은 지역에 해당되는 통신 반경을 가지는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선 통신 단말기의 가변 통신반경 제어장치
3. 제 1항에 있어서, 비교기의 정단자에 입력되는 버퍼 출력값과, 제어부에서 출력되는 통신반경제어신호가 전압조정부에 인가되며, 그에 의해 출력되는 출력값을 비교하여, 비교기 출력값이 미리 설정된 로우신호가 출력되는 경우, 단말기의 수신 전력은 미리 정한 좁은 지역에 해당되는 통신 반경을 가지는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선 통신 단말기의 가변 통신반경 제어장치

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