KR100672494B1 - 주파수 호핑 시스템의 호핑 셋트 재설정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주파수 호핑 방식을 사용하는 무선 LAN과 같은 광대역 통신 시스템에서 다중 경로 페이딩 등의 환경적 특성으로 인하여 장기간 주파수 선택적으로 페이딩 되는 오류 발생 채널과 장기간 간섭하는 자밍 신호를 기술적으로 구분해 내고 이를 제외시켜 새로운 호핑셋트를 구성함으로써 시스템의 성능을 개선하기 위한 것이다.

본 발명은 기지국 및 상기 기지국과 주파수 호핑 통신을 수행하는 하나 이상의 단말기를 구비한 주파수 호핑 시스템의 호핑 셋트 재설정 방법에 있어서, 상기 기지국이 채널 테스트를 위한 데이터를 모든 호핑 채널을 통해 상기 기지국에 접속된 단말기들로 송수신하여, 오류가 발생된 채널을 검사하는 단계와, 상기 기지국이 상기 단말기들마다 공통적으로 오류가 발생된 호핑 채널을 제거하는 단계와, 상기 기지국이 상기 단말기들마다 다르게 나타난 오류 채널을 다시 검사하여, 상기 검사 결과가 동일한 경우에 상기 오류 채널을 장기적 페이딩(Fading)으로 판단하는 단계와, 상기 판단 결과에 따라 상기 오류 채널을 제거하는 단계와, 상기 기지국이 상기 제거된 호핑 채널을 제외한 나머지 호핑 채널로 호핑 셋트를 재설정하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

주파수 호핑 시스템의 호핑 셋트 재설정 방법{resetting method of hopping set in frequency hopping system}

본 발명은 무선통신에서 스프레드 스펙트럼(spead spectrum) 방식중의 한 방식으로 사용되는 주파수 호핑방식의 성능을 향상하기 위한 주파수 호핑 시스템의 호핑 셋트 재설정 방법에 관한 것이다.

최근 허가없이 쓸 수 있는 무선통신 주파수인 ISM(Industrial Scientific Medical) 밴드를 이용한 무선통신이 다양하게 시도되고 있으며 이 대역의 주파수 혼잡성으로 인하여 대부분 스프레딩(spreading) 방식을 이용하고 있다.

그중 특히 주파수 호핑방식은 인접간섭에 대한 채널 안정성이 뛰어나 무선 LAN 등에 표준안의 하나로 채택되어 사용되고 있다.

도 1은 주파수 호핑방식으로 TDMA 방식을 같이 사용하는 예로, 채널을 n개의 주파수 대역인 fn으로 잘게 나누고, 시간(t)에 따라 채널을 바꾸며 여러 사람이 통신하는 방식을 나타낸 것이다.

도 2a 및 도 2b는 주파수 호핑에 의한 단기적 인접간섭 회피성능을 나타낸 도면으로서, A에 인접한 B와 동시에 무선 단말기를 사용하는 경우, A가 사용하는 채널에는 B의 신호가 간섭을 나타나게 된다.

주파수 호핑의 경우 잘게 나눈 채널을 시간에 따라 일정하게 이용하는 채널특성으로 인하여 이 간섭이 채널에 영향을 주는 시간을 짧게 제한한다.

도 3a 및 도 3b는 전파의 다중경로 페이딩(multipath fading)에 의한 페이딩으로 전 채널에 있어서의 채널특성과 미소변동 특성을 나타낸 것으로, 단말기와 기지국(Base station)이 도 3a와 같이 실내의 한방에 위치하고 방안에 한 사람이 A, B, C 세 위치에 위치할 때 채널 특성에 도 3b와 같은 영향이 나타나게 된다. 이때 채널을 잘게 나누어 보면 전혀 통화가 불가능한 곳(도 3b의 a, b, c)도 있으며, 이 경우 주파수 호핑 방식의 경우 통화 채널이 시간에 따라 일정하게 이동하여 이 페이딩 채널이 통화품질에 영향을 주는 시간을 짧게 한다. 도 3a 및 도 3b에서 나타난 주된 영향은 방의 구조에 따른 다중 경로 페이딩이며 사람에 의한 영향은 구조에 따른 페이딩을 거의 따르며, 그 위치에 따라 영향을 주는 정도를 실선과 점선으로 나타내고 있다.

미리 설정된 호핑 셋트(hopping set)에 따라 잘게 나누어진 채널들을 계속 바꾸어가며 데이타를 전송하는 과정에서 문제가 있는 채널에 통화채널이 위치할 경우 그 동안의 통화 데이터는 오류로 인식되며, 이 오류 데이터는 무선 LAN의 경우 재전송 프로토콜에 따라 재전송을 하여 올바른 데이터의 전송이 이루어지도록 하나, 이런 경우 같은 데이터를 2번에 걸쳐 보내는 경우가 되므로 사용자 입장에서 볼때에 전송속도의 감소로 나타나게 되고, 다른 종류의 단말기의 경우 잡음으로 나타나게 되며, 특히 다중경로 페이딩에 의한 오류는 이 주파수 호핑 방식에서 큰 영향을 주게 된다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 주파수 호핑 방식을 사용하는 무선 LAN과 같은 광대역 통신 시스템에서 다중 경로 페이딩 등의 환경적 특성으로 인하여 장기간 주파수 선택적으로 페이딩 되는 오류 발생 채널과 장기간 간섭하는 자밍 신호를 기술적으로 구분해 내고 이를 제외시켜 새로운 호핑셋트를 구성하므로써 시스템의 성능을 개선하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주파수 호핑 시스템의 호핑 셋트 재설정 방법은, 기지국 및 상기 기지국과 주파수 호핑 통신을 수행하는 하나 이상의 단말기를 구비한 주파수 호핑 시스템의 호핑 셋트 재설정 방법에 있어서, 상기 기지국이 채널 테스트를 위한 데이터를 모든 호핑 채널을 통해 상기 기지국에 접속된 단말기들로 송수신하여, 오류가 발생된 채널을 검사하는 단계와, 상기 기지국이 상기 단말기들마다 공통적으로 오류가 발생된 호핑 채널을 제거하는 단계와, 상기 기지국이 상기 단말기들마다 다르게 나타난 오류 채널을 다시 검사하여, 상기 검사 결과가 동일한 경우에 상기 오류 채널을 장기적 페이딩(Fading)으로 판단하는 단계와, 상기 판단 결과에 따라 상기 오류 채널을 제거하는 단계와, 상기 기지국이 상기 제거된 호핑 채널을 제외한 나머지 호핑 채널로 호핑 셋트를 재설정하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 근거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 주파수 호핑 무선통신 방법을 수행하기 위한 블록도를 나타낸 것으로, 스피취 코더(11), 컴버류션 인코더 및 인터리버(convolutional encoder and interleaver)(12), 필터(13), 4-페이스 모듈레이터(4-phase modulator)(14), 곱셈기(15), 파워증폭기(16), 필터(17) 및 안테나(18)로 형성되는 송신부와, 안테나(18), 필터(19), 곱셈기(20), 필터/리미터(22), 동기상관 채널음성 기호률 셈플러(sync correlation channel sounding symbol rate sampler)(23), 다이버시티 콤 바인더(diversity combiner)(24), 역인터리버 및 비터바이 디코더(deinterleaver and viterbi decoder)(25) 및 스피취 디코더(26)으로 형성되는 수신부와 주파수 호프 합성기(frequency hop synthesizer)(21)로 구성되어 있다.

상기 송신부 및 수신부는 통상의 ISM 밴드를 이용하는 스프레딩 방식의 무선통신 시스템으로써 이들에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 그리고 도 5는 본 발명의 주파수 호핑방법을 나타낸 플로우챠트이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 구내등과 같이 다중경로 페이딩의 영향이 많은 곳에서 호핑 시스템을 이용하여 무선통신을 하고자 할 때, 시스템 초기화, 새로운 단말 접속시 혹은 통신 BER이 지나치게 나빠져서 이를 개선하고자 테스트를 요청, 통신 시스템을 채널 테스트 모드로 선택하여 작동시킨다(S10∼S12).

채널 테스트 모드로 선택되면, 각 상태 단말기나 주변 지지부에 테스트 모드임을 알린후, 도 4에 도시된 송신부의 전력 증폭기(16)의 출력을 약간 줄여 어느 정도의 악 조건을 형성하여 출력 테스트 레벨로 변환한다(S13). 이는 근처 사람 등의 간섭 등의 다른 요소에 의한 영향 등도 다중경로 페이딩에 어느 정도 영향을 주므로 악조건을 형성하여 오류의 마진을 확보하기 위한 것으로써, 이 값이 너무 작아 너무 많은 채널에 오류가 발생되는 것으로 확인되면 파워증폭기(10)의 출력을 적당한 값으로 올려 조정하도록 한다.

이어 기지국은 테스트 데이터를 준비하고(S14) 한 단말기의 첫 채널로 이를 전송하고 이를 단말기로부터 다시 받아 오류로 판단하여 모두에 발생할 수 있는 오류특성을 판단한다. 이후 채널을 바꾸어 가며 모든 채널에 대한 오류특성을 판단하고 하나의 단말기에 관하여 테스트가 끝나면 다른 단말기에 대해서도 이를 수행하고 이를 통해 기지국에 접속되어 있는 모든 단말기에 관한 채널 특성을 추출해 낸다(S15-S21). 이때 통신중인 단말기가 있어 이 테스트 모드에 참여하고자 하지 않는다면 그 단말기만 제외하고 이 과정을 수행한다. 이때 추출된 채널정보는 도 6과 같다. 도 6에서 빗금친 부분은 일정한 시간적 간격을 가지고 측정하는 단말기들 모두의 같은 채널에 나타나는 오류이므로 이는 장기적 자밍으로 판단 할 수 있으므로 먼저 이를 공통적으로 구분해 제거한다. 또한 X표시 된 것은 페이딩이나 순시적 자밍으로 판단 될수 있으며 이 채널들만 각 단말기에 대해서 다시 반복 테스트하면 장기적 페이딩만 같은 위치에 오류 채널로 체크된다. 단말기마다의 이러한 고유한 장기적 오류채널을 가지므로 이를 제거하여 호핑 셋트를 설정하는 단계에 반영하여 새로운 호핑 셋트를 설정한후 출력을 조정, 통신모드로 변환하여 호핑통신을 수행한다(S22-S23).

이와 같은 본 발명의 주파수 호핑방식을 따르면 다중 경로 영향이 심각한 복잡한 실내 사무실 등에서 무선 LAN 등과 같은 주파수 호핑 시스템을 사용하는 경우에 발생하는 각 사무자의 기지국과의 상대적인 위치에 따른 주파수 선택적 장기적 페이딩으로 인한 오류와 계속 장기적으로 공통 간섭하는 인접 채널 간섭 성분에 의한 오류를 제거하여 호핑 셋트에 반영하여 전체 시스템의 성능을 개선할 수 있다.

도 1은 주파수 호핑방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면,

도 2a 및 도 2b는 주파수 호핑에 의한 인접간섭 회피성능을 나타낸 도면,

도 3a 및 도 3b는 다중경로 페이딩에 의한 전 채널에 있어서의 채널특성을 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 방법을 구현하기 위한 공지의 주파수 호핑통신 시스템의 블록도,

도 5는 본 발명의 방법을 구현하는 플로우챠트,

도 6은 본 발명의 방법에 있어서 재거할 채널의 구분을 설명하기 위한 설명도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11, 스피취 코더 12 : 컨버류션 인코더 및 인터리버

13, 17, 20 : 필터 14 : 4-페이스 모듈레이터

15, 20 ; 곱셈기 16 : 파워 증폭기

18 : 안테나 21 : 주파수 호프 합성기

22 : 필터/리미터 23 : 동기상관채널음성 기호률 셈플러

24 : 다이버시티 콤바인너 25 : 역인터리버 및 비터바이 디코더

26 : 스피취 디코더

Claims (3)

1. 기지국 및 상기 기지국과 주파수 호핑 통신을 수행하는 하나 이상의 단말기를 구비한 주파수 호핑 시스템의 호핑 셋트 재설정 방법에 있어서,

   상기 기지국이 채널 테스트를 위한 데이터를 모든 호핑 채널을 통해 상기 기지국에 접속된 단말기들로 송수신하여, 오류가 발생된 채널을 검사하는 단계;

   상기 기지국이 상기 단말기들마다 공통적으로 오류가 발생된 호핑 채널을 제거하는 단계;

   상기 기지국이 상기 단말기들마다 다르게 나타난 오류 채널을 다시 검사하여, 상기 검사 결과가 동일한 경우에, 상기 오류 채널을 장기적 페이딩(Fading)으로 판단하는 단계;

   상기 판단 결과에 따라, 상기 오류 채널을 제거하는 단계; 및

   상기 기지국이 상기 제거된 호핑 채널을 제외한 나머지 호핑 채널로 호핑 셋트를 재설정하는 단계

   를 포함하여 이루어지는 주파수 호핑 시스템의 호핑 셋트 재설정 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 단말기들마다 공통적으로 오류가 발생된 호핑 채널을 제거하는 단계는, 상기 기지국이 상기 단말기들마다 공통적으로 발생된 오류를 장기적 방해 신호(Jamming Signal)로 판단하고, 상기 오류가 발생된 호핑 채널을 제거하는 것을 특징으로 하는 주파수 호핑 시스템의 호핑 셋트 재설정 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 기지국이 송수신 출력을 조정하여, 채널 테스트를 위한 조건을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 주파수 호핑 시스템의 주파수 호핑 셋트 재설정 방법.

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