KR100947090B1

KR100947090B1 - 소프트웨어 정의 무선 무전기의 전력 소모를 감소시키기 위한 방법

Info

Publication number: KR100947090B1
Application number: KR1020090044399A
Authority: KR
Inventors: 임종호; 유영빈
Original assignee: 엘아이지넥스원 주식회사
Priority date: 2009-05-21
Filing date: 2009-05-21
Publication date: 2010-03-10

Abstract

본 발명에 따른 SDR 무전기의 전력 소모를 감소시키기 위한 방법은, 상기 SDR 무전기에 구비된 DSP 모뎀을 비활성화시키는 단계, 상기 DSP 모뎀이 비활성화되었음을 알리는 신호를 상기 SDR 무전기에 구비된 FPGA 모뎀에 전달하는 단계, PTT 버튼이 온 되면 상기 DSP 모뎀을 활성화시키는 단계, 및 상대방 무전기와 교신 후 소정 시간이 경과하도록 교신이 없는 경우 상기 DSP 모뎀을 비활성화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 의하면 SDR 무전기의 전력 소모를 줄여 운용 시간을 연장할 수 있는 효과가 있다.

SDR 무전기, FPGA, DSP

Description

소프트웨어 정의 무선 무전기의 전력 소모를 감소시키기 위한 방법{Method for reducing power consumption in SDR wireless set}

본 발명은 SDR 무전기에 관한 것으로 보다 상세하게는 SDR 무전기에 구비된 DSP 모뎀에서 소비되는 전력을 줄임으로써 SDR 무전기의 전력 소모를 감소시키는 방법에 관한 것이다.

SDR(Software Defined Radio) 무전기는 웨이브폼을 하드웨어적으로 구현하지 않고 소프트웨어를 통하여 구현함으로써 하나의 무전기에서 다양한 웨이브폼을 운용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는 시스템이다. 통상적으로 SDR 무전기는 무전기 플랫폼을 제어하기 위한 GPP(general-purpose processor)를 구비하며, 모뎀의 역할을 하는 FPGA 모뎀과, 모뎀의 일부 기능 및 특수 기능을 담당하기 위한 DSP 모뎀을 구비한다.

종래의 SDR 무전기에서는 SDR 무전기 세트에 전원을 공급하면 내부의 모든 컴포넌트들에 전원이 공급된다. 웨이브폼을 인스턴스하면 GPP를 비롯하여 DSP 모뎀과 FPGA 모뎀에 각각의 프로그램이 주입되며, DSP 모뎀과 FPGA 모뎀은 동작 상태로 유지된다. 적절한 제어를 하지 않는 이상 지속적으로 프로그램이 수행되며 이는 교 신을 하고 있지 않은 상태에서도 DSP 모뎀과 FPGA 모뎀에서 전력을 소모하게 됨을 의미한다. 이때 사용되는 전력은 각 컴포넌트에서 소모되는 전력의 합과 같다.

SDR 무전기에서는 보통 여러 종류의 웨이브폼(waveform)이 운용되는데 웨이브폼의 종류에 따라서 DSP 모뎀이 필요할 수도 있고 필요하지 않을 수 있다. 또한 통신이 이루어지기 전에는 DSP 모뎀을 사용하지 않는 웨이브폼도 존재한다. 일부 웨이브폼은 필요한 모뎀 기능을 DSP 모뎀과 FPGA 모뎀이 나누어 수행하기도 한다. 이러한 웨이브폼들을 운용할 경우 사용자가 통신을 수행할 경우를 제외하고 DSP 모뎀에 구현되어 있는 일부 기능은 동작할 필요가 없다. 그러나 종래 기술에서는 언제 상대방 무전기로부터 교신 요청이 들어올지 모르는 상태이기 때문에 FPGA 모뎀과 DSP 모뎀을 모두 항상 동작 상태로 하고 외부 신호를 처리한다. 특히 배터리로 동작하는 휴대용 무전기의 경우 전력 소모를 줄여 운용할 수 있는 시간을 최대화해야 하는 것이 무엇보다 중요한데, 상기된 바와 같이 DSP 모뎀의 불필요한 동작으로 말미암아 SDR 무전기 세트의 전체 전력 소모가 높아지는 단점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 SDR 무전기에서 DSP 모뎀이 사용되지 않는 동안 DSP 모뎀에서 소비되는 전력을 차단함으로써 SDR 무전기 시스템 전체의 전력 소모를 감소시키기 위한 방법을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 SDR 무전기의 전력 소모를 감소시키기 위한 방법의 일 태양은, 상기 SDR 무전기에 구비된 DSP 모뎀을 비활성화시키는 단계; 상기 DSP 모뎀이 비활성화되었음을 알리는 신호를 상기 SDR 무전기에 구비된 FPGA 모뎀에 전달하는 단계; PTT 버튼이 온 되면 상기 DSP 모뎀을 활성화시키는 단계; 및 상대방 무전기와 교신 후 소정 시간이 경과하도록 교신이 없는 경우 상기 DSP 모뎀을 비활성화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 SDR 무전기의 전력 소모를 감소시키기 위한 방법의 다른 태양은, 상기 SDR 무전기에 구비된 DSP 모뎀을 비활성화시키는 단계; 상기 DSP 모뎀이 비활성화되었음을 알리는 신호를 상기 SDR 무전기에 구비된 FPGA 모뎀에 전달하는 단계; 상기 FPGA 모뎀을 통해 상대방 무전기로부터의 교신 요청 신호가 수신되면, 상기 DSP 모뎀을 활성화시키는 단계; 및 상기 상대방 무전기와 교신 후 소정 시간이 경과하도록 교신이 없는 경우 상기 DSP 모뎀을 비활성화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, SDR 무전기의 전력 소모를 줄여 운용 시간을 연장할 수 있는 효과가 있다. 특히 배터리로 동작하는 휴대용 무전기의 경우 전력 소모를 줄여 운용할 수 있는 시간을 최대화할 수 있으며, 안정적인 전원을 공급받는 상황에서도 전력 소모 감소로 인한 경제적 효과를 기대할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDR 무전기의 구조를 나타낸다. SDR 무전기는 도시된 바와 같이, PTT(Push-To-Talk) 버튼(11)을 가지는 송수화기(10), GPP(20), DSP 모뎀(30), FPGA 모뎀(40), AD/DA 변환기(50)를 포함하여 이루어진다. GPP(20)는 무전기 플랫폼을 제어하기 위한 프로세서이고, DSP 모뎀(30)은 DSP(digital signal processor)로 이루어진 모뎀이며, FPGA 모뎀(40)은 FPGA(field programmable gate array)로 이루어진 모뎀이고, AD/DA 변환기(50)는 송신 신호 또는 수신 신호를 아날로그에서 디지털로 변환하거나 디지털에서 아날로그로 변환하는 변환기이다.

GPP(20)와 DSP 모뎀(30), FPGA 모뎀(40)은 서로 간에 제어 정보 및 데이터를 교환할 수 있으며, 사용자의 음성 또는 데이터는 DSP 모뎀(30)으로 입력되고 FPGA 모뎀(40)을 거쳐 AD/DA 변환기(50)에서 변환된 후 무선망으로 전파된다.

SDR 무전기의 전원을 켜고 웨이브폼을 인스턴스시키면 DSP 모뎀(30)을 포함한 SDR 무전기의 모든 컴포넌트가 활성화(active)된다. 그 후 미리 설정된 소정 시간 동안 교신이 일어나지 않으면, 즉 음성 또는 데이터가 외부로 전송되거나 외부로부터 수신되지 않으면 DSP 모뎀(30)을 비활성화시킨다. 이때, DSP 모뎀(30)이 비활성화되었음을 알리는 신호를 FPGA 모뎀(40)에 전달한다. DSP 모뎀(30)의 비활성화는 DSP 모뎀(30)에서 기본적으로 제공되는 기능을 활용할 수 있는데, 일 예로 TI(TEXAS INSTRUMENTS) 사(社)에서 제공하는 TMS320C641XT 시리즈의 DSP는 내부에 Power-down Mode Logic을 제공한다.

상술한 바와 같이 DSP 모뎀이 비활성화된 제1 SDR 무전기와 제2 SDR 무전기의 동작을 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDR 무전기의 전력 소모를 감소시키기 위한 방법의 흐름도로서, 제1 SDR 무전기와 제2 SDR가 서로 통신하는 과정을 함께 나타내고 있다.

먼저, 제1 SDR 무전기에서 사용자가 PTT 버튼을 눌러 PTT 버튼이 온(ON) 되면 해당하는 신호가 FPGA 모뎀에 전달이 되고, 제2 SDR 무전기로 교신 요청 신호가 전송된다. 교신 요청 신호는 DSP 모뎀을 이용하지 않고 FPGA 모뎀만으로 생성할 수 있으며, 교신 요청 신호를 수신하는 측에서 DSP 모뎀을 이용하지 않고 수신할 수 있도록 하기 위해서 교신 요청 신호로서 FPGA 모뎀만으로 인식할 수 있는 신호를 생성할 수 있다. 이러한 신호로 스크래치 톤(scratch tone) 또는 패턴(pattern) 신호 등을 사용할 수 있다.

제1 SDR 무전기는 PTT 버튼이 온(ON) 되면 DSP 모뎀을 활성화시킨다. DSP 모뎀의 활성화는 DSP 모뎀의 비활성화와 마찬가지로 DSP 모뎀에서 기본적으로 제공되는 기능을 활용할 수 있는데, 일 예로 상기 TMS320C641XT 시리즈의 DSP는 인터럽트 방식을 이용한 웨이크업(wakeup) 방식을 제공한다. 본 실시예는 이러한 방식을 활용하여, 도시된 바와 같이 FPGA 모뎀이 활성화 인터럽트 신호를 발생시켜 DSP 모뎀에 전달함으로써 DSP 모뎀을 활성화시킨다.

이제 제2 SDR 무전기 측을 참조한다. 교신 요청 신호가 제2 SDR 무전기의 FPGA 모뎀을 통하여 수신되면, FPGA 모뎀은 즉시 활성화 인터럽트 신호를 발생시켜 DSP 모뎀에 전달함으로써 DSP 모뎀을 활성화시킨다. 그러면 제1 SDR 무전기와 교신할 준비가 완료되는데, 다만 DSP 모뎀을 비활성화 상태에서 활성화 상태로 전환하는 데는 활성화 소모 시간이 걸리기 때문에 교신 요청 신호를 수신한 시점으로부터 그만큼의 시간이 지연된 후에 실질적으로 교신할 준비가 완료된다. 그러나 상기 활성화 소모 시간은 매우 짧아서(TMS320C641XT 시리즈의 경우 최대 200ms 이내) 이러한 지연이 교신에 미치는 영향은 매우 적으므로 문제가 되지 않는다.

다시 제1 SDR 무전기 측을 참조한다. 제1 SDR 무전기의 사용자가 PTT 버튼을 누른 후 음성 또는 데이터를 DSP 모뎀으로 입력하면, 입력된 음성 또는 데이터는 FPGA를 거쳐 제2 SDR 무전기로 전송된다. 이 경우 역시 PTT 버튼을 누른 후 활성화 소모 시간만큼 교신할 준비를 완료하는 데 지연이 발생하는데, 위에서 설명한 바와 같이 활성화 소모 시간이 매우 짧으므로 문제가 되지 않는다.

제2 SDR 무전기로 음성 또는 데이터가 전달된 후, 이번에는 제2 SDR 무전기 의 사용자가 PTT 버튼을 누른 후 음성 또는 데이터를 제1 SDR 무전기로 전송하면, FPGA 모뎀을 거쳐 DSP 모뎀으로 전달된다. 본 실시예에서는 상대방 무전기와 교신 후 미리 설정된 소정 시간이 경과하도록 교신이 없는 경우 DSP 모뎀을 비활성화시킨다. 즉, 일정 시간 동안 기다리고 더 이상 교신이 없다면 교신이 종료된 것으로 판단하는 것이다. 이를 위하여 음성 또는 데이터가 FPGA 모뎀 또는 DSP 모뎀을 통하여 음성 또는 데이터가 송신 또는 수신된 시점으로부터 타이머를 동작시켜 시간을 카운트하고, 만일 카운트 중에 송수신이 발생되는 경우 타이머를 리셋하고 다시 동작시키며, 미리 정해진 시간이 만료되면 DSP 모뎀을 비활성화시키는 방법을 채용할 수 있다.

도시된 예에서 제1 SDR 무전기는 음성 또는 데이터가 수신된 시간으로부터 소정 시간이 경과하도록 음성 또는 데이터의 송수신이 일어나지 않으므로 DSP 모뎀을 비활성화하고 FPGA 모뎀으로 비활성화를 통보하는 신호를 전송하는 과정을 도시하고 있다.

제2 SDR 무전기를 참조하면, 역시 제1 SDR 무전기로 음성 또는 데이터를 송신한 후 미리 설정된 시간이 경과하도록 음성 또는 데이터의 송수신이 일어나지 않으므로 마찬가지로 DSP 모뎀을 비활성화하고 FPGA 모뎀으로 비활성화를 통보하는 신호를 전송한다.

제1 SDR 무전기와 제2 SDR 무전기는 각각 교신이 종료되고 비활성화 된 후 PTT 버튼이 온 되거나 또는 상대방 무전기로부터 교신 요청 신호가 수신되면 상기된 과정을 반복한다.

상술한 본 발명에 의하면, SDR 무전기의 전력 소모를 줄여 운용 시간을 연장할 수 있는 효과가 있다. 특히 배터리로 동작하는 휴대용 무전기의 경우 전력 소모를 줄여 운용할 수 있는 시간을 최대화할 수 있으며, 안정적인 전원을 공급받는 상황에서도 전력 소모 감소로 인한 경제적 효과를 기대할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDR 무전기의 구조를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDR 무전기의 전력 소모를 감소시키기 위한 방법의 흐름도이다.

Claims

SDR 무전기의 전력 소모를 감소시키기 위한 방법으로서,

(a) 상기 SDR 무전기에 구비된 DSP 모뎀을 비활성화시키는 단계;

(b) 상기 DSP 모뎀이 비활성화되었음을 알리는 신호를 상기 SDR 무전기에 구비된 FPGA 모뎀에 전달하는 단계;

(c) PTT 버튼이 온 되면 상기 DSP 모뎀을 활성화시키는 단계; 및

(d) 상대방 무전기와 교신 후 소정 시간이 경과하도록 교신이 없는 경우 상기 DSP 모뎀을 비활성화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SDR 무전기의 전력 소모 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 SDR 무전기에 전원이 인가된 후 소정 시간이 경과하도록 교신이 없는 경우에 상기 (a) 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 SDR 무전기의 전력 소모 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 PTT 버튼이 온 됨에 따라 상기 상대방 무전기로 전송되는 교신 요청 신호로서 스크래치 톤 또는 패턴 신호를 사용하는 것을 특징으로 하는 SDR 무전기의 전력 소모 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 (c) 단계에서 상기 DSP 모뎀에 활성화 인터럽트 신호를 전달함으로써 상기 DSP 모뎀을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 SDR 무전기의 전력 소모 감소 방법.
SDR 무전기의 전력 소모를 감소시키기 위한 방법으로서,

(a) 상기 SDR 무전기에 구비된 DSP 모뎀을 비활성화시키는 단계;

(b) 상기 DSP 모뎀이 비활성화되었음을 알리는 신호를 상기 SDR 무전기에 구비된 FPGA 모뎀에 전달하는 단계;

(c) 상기 FPGA 모뎀을 통해 상대방 무전기로부터의 교신 요청 신호가 수신되면, 상기 DSP 모뎀을 활성화시키는 단계; 및

(d) 상기 상대방 무전기와 교신 후 소정 시간이 경과하도록 교신이 없는 경우 상기 DSP 모뎀을 비활성화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SDR 무전기의 전력 소모 감소 방법.
제5항에 있어서,

상기 SDR 무전기에 전원이 인가된 후 소정 시간이 경과하도록 교신이 없는 경우에 상기 (a) 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 SDR 무전기의 전력 소모 감소 방법.
제5항에 있어서,

상기 상대방 무전기로부터 수신되는 교신 요청 신호로서 스크래치 톤 또는 패턴 신호를 사용하는 것을 특징으로 하는 SDR 무전기의 전력 소모 감소 방법.
제5항에 있어서,

상기 (c) 단계에서 상기 DSP 모뎀에 활성화 인터럽트 신호를 전달함으로써 상기 DSP 모뎀을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 SDR 무전기의 전력 소모 감소 방법.