KR100998095B1 - 대상물 제어 장치 및 상기 장치를 구비하는 대상물 제어 시스템 - Google Patents

대상물 제어 장치 및 상기 장치를 구비하는 대상물 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 변조 신호를 이용하여 대상물을 제어하는 대상물 제어 장치 및 상기 장치를 구비하는 대상물 제어 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 대상물을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 제어 정보 생성부; 상황을 고려하여 미리 정해진 데이터 변조 방법에 따라 생성된 제어 정보를 데이터 변조시키는 데이터 변조부; 및 데이터 변조된 제어 정보를 포함하는 신호를 대상물로 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물 제어 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 광대역 신호 처리가 용이해지며, 고속 전송을 위한 통신에서 탐지 및 동기를 담당하는 프리앰블의 생존성을 강화하고, 보안이 요구되는 제어 채널 등에 대해서 보안을 강화할 수 있다.

Description

대상물 제어 장치 및 상기 장치를 구비하는 대상물 제어 시스템 {Apparatus for controlling target, and system for controlling target with the said apparatus}
본 발명은 대상물을 제어하는 대상물 제어 장치 및 상기 장치를 구비하는 대상물 제어 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 변조 신호를 이용하여 대상물을 제어하는 대상물 제어 장치 및 상기 장치를 구비하는 대상물 제어 시스템에 관한 것이다.
지상 로봇은 임무상 고속의 데이터를 주고 받는 센서로서의 역할을 수행할 수 있으며, 개별 또는 그룹을 형성하여 임무를 수행할 수 있다. 그런데, 이러한 지상 로봇의 탈취 및 보안성을 향상시키기 위해서는 고속 데이터 전송을 수행하면서 지상 로봇의 제어/감시를 담당하는 통신에 대한 보안을 강화할 필요가 있다.
종래 무선 통신의 보안성을 강화하기 위한 방법으로는 크게 주파수 호핑 방식(FHSS; Frequency Hopping Spread Spectrum)과 직접 확산 변조 방식(DSSS; Direct Sequence Spread Spectrum)가 있다. 주파수 호핑 방식은 신호를 주파수 도약하는 방식으로 통신 보안을 강화하며, 직접 확산 변조 방식은 협대역의 신호를 수열을 이용하여 직접 확산하는 방식으로 통신 보안을 강화한다.
그러나, 주파수 호핑 방식은 간섭 신호를 제거하기 위해 고속으로 주파수 도약을 수행하기 때문에 광대역 신호 처리가 어렵다. 반면, 직접 확산 변조 방식은 협대역 신호를 광대역 신호로 확산하기 때문에 주파수 효율이 낮아 광대역 신호 처리가 어렵다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 상황에 따라 데이터 변조 방식을 변경하는 대상물 제어 장치 및 상기 장치를 구비하는 대상물 제어 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 대상물을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 제어 정보 생성부; 상황을 고려하여 미리 정해진 데이터 변조 방법에 따라 상기 생성된 제어 정보를 데이터 변조시키는 데이터 변조부; 및 상기 데이터 변조된 제어 정보를 포함하는 신호를 상기 대상물로 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물 제어 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 데이터 변조부는 상기 생성된 제어 정보가 미리 정해진 정보이면 제1 데이터 변조 방법에 따라 데이터 변조를 수행하며, 상기 생성된 제어 정보가 상기 미리 정해진 정보를 제외한 나머지 정보이면 제2 데이터 변조 방법에 따라 데이터 변조를 수행한다. 더욱 바람직하게는, 상기 미리 정해진 정보는 서킷 교환 방식에 따른 데이터 통신에서의 프리앰블(preamble), 패킷 교환 방식에 따른 데이터 통신에서의 프리앰블, 및 사용자의 요청 또는 미리 정해진 기준에 따라 보안이 요구된 정보 중에서 선택된 적어도 하나의 정보를 포함한다. 더욱더 바람직하게는, 상기 데이터 변조부는 상기 제1 데이터 변조 방법으로 미리 정해진 주파수 대역을 사용하는 대역 확산 변조 방법을 이용한다.
바람직하게는, 상기 대상물 제어 장치는 상기 대상물과의 통신 채널 상태를 감지하는 채널 상태 감지부를 더욱 포함하며, 상기 데이터 변조부는 상기 감지된 채널 상태값이 미리 정해진 기준값 미만이면 제1 데이터 변조 방법에 따라 데이터 변조를 수행하며, 상기 감지된 채널 상태값이 상기 기준값 이상이면 제2 데이터 변조 방법에 따라 데이터 변조를 수행한다.
바람직하게는, 상기 대상물 제어 장치는 잡음 정보를 생성하는 잡음 정보 생성부를 더욱 포함하며, 상기 제어 정보가 복수개의 정보를 포함하는 경우, 상기 데이터 변조부는 각 정보마다 상기 잡음 정보 생성부에 의해 생성된 서로 다른 잡음 정보를 추가하여 데이터 변조를 수행한다. 더욱 바람직하게는, 상기 잡음 정보는 PN 시퀀스이며, 상기 PN 시퀀스의 주기는 상기 제어 정보에 포함된 각각의 정보를 동기화시키는 데에 소요되는 시간의 1배~5배이다.
바람직하게는, 상기 제어 정보 생성부는 상기 대상물이 로봇일 때 상기 제어 정보로 상기 대상물을 조종하기 위한 정보를 생성하며, 상기 대상물이 센서 노드일 때 상기 제어 정보로 상기 대상물이 센싱한 정보를 획득하기 위한 정보를 생성한다.
바람직하게는, 상기 전송부가 미리 정해진 시간동안 상기 대상물로부터 상기 전송된 신호에 대한 응답 신호를 수신하지 못하면, 상기 데이터 변조부가 데이터 변조 방법을 변경하여 데이터 변조를 수행한다.
또한, 본 발명은 대상물을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 제어 정보 생성부, 상황을 고려하여 미리 정해진 데이터 변조 방법에 따라 상기 생성된 제어 정보를 데이터 변조시키는 데이터 변조부, 및 상기 데이터 변조된 제어 정보를 포함하는 데이터 신호를 상기 대상물로 전송하는 전송부를 포함하는 대상물 제어 장치; 및 상기 대상물에 구비되는 것으로서, 상기 데이터 신호를 수신하는 수신부, 미리 정해진 데이터 복조 방법에 따라 상기 데이터 신호의 데이터를 복조시키는 데이터 복조부, 상기 복조된 데이터로부터 상기 제어 정보를 추출하는 제어 정보 추출부, 및 상기 추출된 제어 정보를 처리하는 처리부를 포함하는 데이터 처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물 제어 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 대상물 제어 장치는 상기 데이터 신호를 송신하는 데이터 송신 단말이거나, 상기 데이터 처리 장치는 상기 데이터 신호를 수신하는 데이터 수신 단말이다. 더욱 바람직하게는, 상기 대상물 제어 장치가 상기 데이터 송신 단말일 때, 상기 생성된 제어 정보를 포함하는 신호를 암호화시키는 암호화부; 상기 암호화된 신호를 채널 부호화시키는 채널 부호화부; 상기 채널 부호화된 신호를 인터리빙시키는 인터리빙부; 상기 데이터 변조부를 포함하는 것으로서, 상기 인터리빙된 신호를 변조시키는 변조부; 및 상기 변조된 신호의 위상이나 진폭을 조절하는 제1 펄스 성형부를 더욱 포함하거나, 상기 데이터 처리 장치가 상기 데이터 수신 단말일 때, 상기 수신된 데이터 신호의 위상이나 진폭을 조절하는 제2 펄스 성형부; 상기 데이터 복조부를 포함하는 것으로서, 상기 위상 조절된 신호 또는 상기 진폭 조절된 신호를 복조시키는 복조부; 상기 복조된 신호를 디인터리빙시키는 디인터리빙부; 상기 디인터리빙된 신호를 채널 복호화시키는 채널 복호화부; 및 상기 제어 정보의 추출이 가능하게 상기 채널 복호화된 신호를 해독하는 해독부를 더욱 포함한다.
본 발명에 따르면, 다음 효과를 얻을 수가 있다. 첫째, 상황에 따라 데이터 변조 방식을 변경함으로써 광대역 신호 처리가 용이해지며, 고속 데이터 전송을 구현할 수 있다. 둘째, 고속 데이터 전송을 구현할 수 있으므로, 고속 전송을 위한 통신에서 탐지 및 동기를 담당하는 프리앰블(preamble)의 생존성을 강화하고, 보안이 요구되는 제어 채널 등에 대해서 보안을 강화할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대상물 제어 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 1에 따르면, 대상물 제어 장치(100)는 제어 정보 생성부(110), 데이터 변조부(120) 및 전송부(130)를 포함한다.
대상물 제어 장치(100)는 대상물을 제어하기 위한 장치이다. 이러한 대상물 제어 장치(100)는 신호의 탐지 및 동기의 획득을 위한 프리앰블(preamble), 보안이 요구되는 통신 채널을 통한 페이로드 데이터(payload data), 채널 상태가 나쁠 경우의 각종 데이터 등은 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 방식으로 신호를 변조하고, 그 외는 일반 변조 방식으로 신호를 변조한다. 대상물 제어 장치(100)가 제어하려는 대상물로는 지상 로봇, 센서 노드 등이 있다.
제어 정보 생성부(110)는 대상물을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 기능을 수행한다. 예컨대, 대상물이 지상 로봇일 때, 제어 정보 생성부(110)는 제어 정보로 대상물을 조종하기 위한 정보를 생성한다. 또한, 대상물이 센서 노드일 때, 제어 정보 생성부(110)는 제어 정보로 대상물이 센싱한 정보를 획득하기 위한 정보를 생성한다.
데이터 변조부(120)는 상황을 고려하여 미리 정해진 데이터 변조 방법에 따라 생성된 제어 정보를 데이터 변조시키는 기능을 수행한다. 이러한 데이터 변조부(120)는 생성된 제어 정보가 미리 정해진 정보이면 제1 데이터 변조 방법에 따라 데이터 변조를 수행한다. 반면, 데이터 변조부(120)는 생성된 제어 정보가 미리 정해진 정보를 제외한 나머지 정보이면 제2 데이터 변조 방법에 따라 데이터 변조를 수행한다. 상기에서, 제1 데이터 변조 방법은 미리 정해진 주파수 대역을 사용하는 대역 확산 변조 방법으로서, 예컨대 직접 확산 변조 방식(DSSS; Direct Sequence Spread Spectrum)이 이에 해당할 수 있다. 반면, 제2 데이터 변조 방법은 제1 데이터 변조 방법을 제외한 변조 방법으로서, BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 등의 위상 편이 변조(Phase Shift Keying) 방식, 16QAM, 64QAM 등의 직교 진폭 변조(QAM; Quadrature Amplitude Modulation) 방식 등이 이에 해당할 수 있다.
데이터 변조부(120)는 미리 정해진 정보가 서킷 교환 방식(circuit switching)에 따른 데이터 통신에서의 프리앰블(preamble), 패킷 교환 방식(packet switching)에 따른 데이터 통신에서의 프리앰블, 및 사용자의 요청 또는 미리 정해진 기준에 따라 보안이 요구된 정보 중에서 선택된 적어도 하나의 정보를 포함할 때 제1 데이터 변조 방법에 따라 데이터 변조를 수행한다.
본 실시예에서 데이터 변조부(120)는 서킷 통신 또는 패킷 통신에서 신호의 탐지 및 동기의 획득을 위한 프리앰블(preamble)에 대해서 직접 확산 변조 방식으로 대역 확산을 하여 간섭 신호의 영향을 배제하고 탐지가 어렵도록 한다. 그러나, 프리앰블 이후의 페이로드(payload) 데이터에 대해서는 고속 데이터 전송을 위하여 일반 변조 방식을 사용한다. 일반 변조 방식은 전술한 제2 데이터 변조 방법과 동일한 개념이다.
한편, 데이터 변조부(120)는 지상 로봇의 제어/감시와 같이 보안이 요구되는 통신 채널에 대해서는 페이로드 데이터도 프리앰블과 같이 직접 확산 변조 방식을 적용하여 전송 속도는 줄이되 보안성을 강화한다.
전송부(130)는 데이터 변조된 제어 정보를 포함하는 신호를 대상물로 전송하는 기능을 수행한다.
한편, 대상물 제어 장치(100)는 채널 상태 감지부(140)를 더욱 포함할 수 있다. 채널 상태 감지부(140)는 대상물과의 통신 채널 상태를 감지하는 기능을 수행 한다. 대상물 제어 장치(100)가 채널 상태 감지부(140)를 더욱 포함하면, 데이터 변조부(120)는 감지된 채널 상태값이 미리 정해진 기준값 미만이면(즉, 채널 상태가 나쁘면) 제1 데이터 변조 방법에 따라 데이터 변조를 수행하며, 감지된 채널 상태값이 기준값 이상이면(즉, 채널 상태가 양호하면) 제2 데이터 변조 방법에 따라 데이터 변조를 수행한다. 데이터 변조부(120)의 이러한 기능은 데이터 보안성을 더욱 강화시킬 수가 있다.
한편, 제어 정보가 복수개의 정보를 포함하는 경우, 데이터 변조부(120)는 각 정보마다 서로 다른 잡음 정보를 추가하여 데이터 변조를 수행할 수 있다. DSSS 신호 변조 방식의 경우 고속 데이터 전송이 필요하며, 이를 위해서는 프리앰블이 빠른 속도로 검출되어야 한다. 그러나, 이 경우 프리앰블이 훼손되는 문제점이 발생한다. 본 실시예에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 데이터 변조부(120)가 각 정보마다 서로 다른 잡음 정보를 추가하여 데이터 변조를 수행한다. 데이터 변조부(120)의 이러한 기능은 고속 데이터 전송에 따른 프리앰블 훼손을 방지할 수 있다.
이 부분에 대해 구체적으로 설명하기에 앞서 송수신 패킷의 구조를 설명한다. 본 실시예에서 송수신 패킷의 구조는 도 2에 도시한 바와 같다.
송수신 패킷(200)은 프리앰블(210)과 페이로드 데이터(220)를 포함한다. 프리앰블(210)은 확산 가능한 것이며, 페이로드 데이터(220)는 확산/비확산 가능한 것이다. 프리앰블(210)은 코드 연동 정보(Code sync/AGC; 211), 프레임 연동 정보(Frame sync; 212), 캐리어 연동 정보(Carrier sync; 213), 및 컨트롤 정 보(Control information; 214)를 포함한다. 컨트롤 정보(214)는 변조 정보(Modulation information; 215)와 보존 정보(216)를 포함한다.
확산된 프리앰블을 통해서 탐지 및 동기 획득 정보가 외부 간섭으로부터 보호되며, 프리앰블 내의 패킷의 변조 방식 정보에 의해서 페이로드로 사용되는 데이터의 변조 방식 선택이 자유로워진다. 이때, 페이로드 데이터는 확산 방식을 사용할 수도 있고, 비확산 방식을 사용할 수도 있다. 지상 로봇의 통제와 관련된 제어 정보는 도 2에 도시된 패킷 구조의 데이터 영역을 통해서 전달될 수 있는데, 통제를 위한 제어 정보 자체가 보안성이 많이 요구되므로 보안성 레벨에 따라서 확산시킬 수 있다. 송수신 패킷(200)의 변조 방식은 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
다음으로, 데이터 변조부(120)가 각 정보마다 서로 다른 잡음 정보를 추가하여 데이터 변조를 수행하는 방법에 대해서 설명한다. 도 4는 송신 패킷 구조에 따른 변조 구조의 개념도이다. 이하에서는 도 4를 참조하여 송신 패킷 구조에 따른 변조 구조를 설명한다.
대상물 제어 장치(100)는 잡음 정보를 생성하는 잡음 정보 생성부(400)를 더욱 포함한다. 제어 정보가 복수개의 정보를 포함하는 경우, 데이터 변조부(120)는 각 정보마다 잡음 정보 생성부(400)에 의해 생성된 서로 다른 잡음 정보를 추가하여 데이터 변조를 수행한다. 도 4에서 제어 정보에 포함되는 정보로는 프레임 연동 정보, 캐리어 연동 정보, 컨트롤 정보 등이 있으며, 프레임 연동 정보 확산부(410), 캐리어 연동 정보 확산부(420), 컨트롤 정보 확산부(430) 등이 잡음 정보 생성부(400)로부터 서로 다른 잡음 정보(제1 잡음 정보 ~ 제3 잡음 정보)를 제공받아 각각의 정보에 이 잡음 정보를 추가시킨다.
고속 전송 및 저속 전송을 모두 가능하게 하기 위해서는 프리앰블의 처리 시간을 짧게 하여 시스템에 대한 쓰루풋(throughput)을 높여야 한다. 도 4에 도시된 바는 반이중 방식(half duplex)에 따른 통신을 전제로 한 것으로, 프리앰블 처리 시간 최소화를 위해서 동기화(synchronization)를 위해 필요한 프리앰블의 각 부분들에 대하여 고정된 PN 시퀀스(Pseudo Noise sequence)를 곱하게 된다. 이를 통해 확산(Spreading)된 신호의 획득 및 추적(acquisition and tracking) 시간을 최소화한다.
한편, 송신 패킷이 수신되어 역확산될 때 PN 시퀀스의 획득 시간을 최소화하려면 PN 시퀀스 주기가 짧아져야 하는데, 이를 위하여 각 프리앰블의 확산에 필요한 PN 시퀀스는 개별적으로 사용된다.
도 5는 수신 패킷 구조에 따른 복조 구조의 개념도이다. 이하에서는 도 5를 참조하여 수신 패킷 구조에 따른 복조 구조를 설명한다.
도 4의 경우와 마찬가지로 이 경우에도 잡음 정보 생성부(400)를 더욱 포함한다. 잡음 정보 생성부(400)는 프레임/타이밍 연동 정보 역확산부(440), 캐리어 연동 정보 역확산부(450), 컨트롤 정보 역확산부(460) 등으로 서로 다른 잡음 정보(제1 잡음 정보 ~ 제3 잡음 정보)를 제공한다.
무선 채널을 경유하여 수신기에 인가된 신호는 송신단과 마찬가지로 프리앰블의 각 부분을 각기 다른 PN 시퀀스를 이용하여 역확산한다. 이를 통해 프레임 탐 지가 되면 그 시점을 기준으로 캐리어의 동기를 맞추게 되고, 그 다음 시점에서 컨트롤 정보를 획득하게 된다. 획득된 컨트롤 정보를 기반으로 패킷에 담긴 페이로드 데이터의 복조 방식 여부가 결정된다.
본 실시예에서 잡음 정보는 PN 시퀀스이며, PN 시퀀스의 주기는 제어 정보에 포함된 각각의 정보를 동기화시키는 데에 소요되는 시간의 1배~5배인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, PN 시퀀스의 주기는 제어 정보에 포함된 각각의 정보를 동기화시키는 데에 소요되는 시간의 2배~4배이다.
송수신 패킷의 PN 시퀀스는 고속 전송을 위하여 빠르게 획득되어야 한다. 이를 위해서 PN 시퀀스는 충분히 작은 주기를 가져야 하는데, 본 실시예에서는 반이중 방식에 따른 통신을 전제로 하므로 작은 주기의 PN 시퀀스를 사용할 수 있다.
PN 시퀀스의 주기는 동기화에 소요되는 처리 시간의 2배 ~ 4배로 설정하면 충분하다. 예를 들어, 동기 처리시 100개의 심볼이 필요한 경우, PN 시퀀스의 주기는 200 ~ 400이상이면 된다. 2진수 시스템을 고려했을 때, 주기를 만족할 수 있는 최소의 PN 시퀀스는 28-1=255 또는 29-1=512가 된다.
한편, 전송부(130)가 미리 정해진 시간동안 대상물로부터 전송된 신호에 대한 응답 신호를 수신하지 못하면, 데이터 변조부(120)가 데이터 변조 방법을 변경하여 데이터 변조를 수행할 수 있다. 이에 대해서는 무전기 환경(PTT/TDD/CSMA-CA)에서의 보안 채널 설정을 예로 들어 설명한다.
초기부터 보안 채널을 설정하는 경우, 제1 단계에서 제1 단말(ex. 대상물 제어 장치(100))이 제2 단말(ex. 대상물)로 확산 데이터 패킷을 전송한다. 이후 제2 단계에서 제2 단말이 제1 단말로 ACK 패킷을 전송한다.
반면, 통신중 채널 보안을 위해 변조 방식을 바꾸는 경우, 제1 단계에서 제1 단말이 제2 단말로 데이터 패킷을 전송한다. 이후 제2 단계에서 제1 단말이 제2 단말로부터 미리 정해진 시간동안 ACK 패킷을 전송하지 못하면, 제3 단계에서 제1 단말이 제2 단말로 확산 데이터 패킷을 전송한다.
다음으로, 대상물 제어 장치(100)를 구비하는 대상물 제어 시스템에 대해서 설명한다. 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대상물 제어 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 6에 따르면, 대상물 제어 시스템(600)은 대상물 제어 장치(100) 및 데이터 처리 장치(610)를 포함한다.
대상물 제어 장치(100)는 제어 정보 생성부(110), 데이터 변조부(120) 및 전송부(130)를 포함한다. 제어 정보 생성부(110)는 대상물을 제어하기 위한 제어 정보를 생성한다. 데이터 변조부(120)는 상황을 고려하여 미리 정해진 데이터 변조 방법에 따라 생성된 제어 정보를 데이터 변조시킨다. 전송부(130)는 데이터 변조된 제어 정보를 포함하는 데이터 신호를 대상물로 전송한다.
대상물 제어 장치(100)는 본 실시예에서 데이터 신호를 송신하는 데이터 송신 단말일 수 있다. 대상물 제어 장치(100)가 데이터 송신 단말일 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 제어 정보 생성부(110), 암호화부(710), 채널 부호화부(720), 인터리빙부(730), 변조부(740), 데이터 변조부(120), 제1 펄스 성형부(750), 전송부(130), 전원부(760) 및 주제어부(770)를 포함한다.
제어 정보 생성부(110)는 대상물을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 기 능을 수행한다. 암호화부(710)는 생성된 제어 정보를 포함하는 신호를 암호화시키는 기능을 수행한다. 채널 부호화부(720)는 암호화된 신호를 채널 부호화시키는 기능을 수행한다. 인터리빙부(730)는 채널 부호화된 신호를 인터리빙시키는 기능을 수행한다. 변조부(730)는 데이터 변조부(120)를 포함하는 것으로서, 인터리빙된 신호를 변조시키되, 상황을 고려하여 미리 정해진 데이터 변조 방법에 따라 생성된 제어 정보를 변조시키는 기능을 수행한다. 제1 펄스 성형부(740)는 변조된 신호의 위상이나 진폭을 조절하는 기능을 수행한다. 전송부(130)는 위상 조절된 신호 또는 진폭 조절된 신호를 대상물로 전송하는 기능을 수행한다.
다시 도 6을 참조하여 설명한다.
데이터 처리 장치(610)는 대상물에 구비되는 것으로서, 수신부(621), 데이터 복조부(622), 제어 정보 추출부(623) 및 처리부(624)를 포함한다. 수신부(621)는 데이터 신호를 수신하는 기능을 수행한다. 데이터 복조부(622)는 미리 정해진 데이터 복조 방법에 따라 데이터 신호의 데이터를 복조시키는 기능을 수행한다. 제어 정보 추출부(623)는 복조된 데이터로부터 제어 정보를 추출하는 기능을 수행한다. 처리부(624)는 추출된 제어 정보를 처리하는 기능을 수행한다. 처리부(624)의 처리 기능은 예컨대 지상 로봇의 움직임을 조종하거나, 센서 노드의 센싱 정보를 획득하는 것이다.
데이터 처리 장치(620)는 본 실시예에서 데이터 신호를 수신하는 데이터 수신 단말일 수 있다. 데이터 처리 장치(620)가 데이터 수신 단말일 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 수신부(621), 제2 펄스 성형부(810), 복조부(820), 데이터 복조 부(622), 디인터리빙부(830), 채널 복호화부(840), 해독부(850), 제어 정보 추출부(623), 처리부(624), 전원부(860) 및 주제어부(870)를 더욱 포함한다.
수신부(621)는 대상물 제어 장치(100)로부터 데이터 신호를 수신하는 기능을 수행한다. 제2 펄스 성형부(810)는 수신된 데이터 신호의 위상이나 진폭을 조절하는 기능을 수행한다. 복조부(820)는 데이터 복조부(622)를 포함하는 것으로서, 위상 조절된 신호 또는 진폭 조절된 신호를 복조시키되, 미리 정해진 데이터 복조 방법에 따라 데이터 신호의 데이터를 복조시키는 기능을 수행한다. 디인터리빙부(830)는 복조된 신호를 디인터리빙시키는 기능을 수행한다. 채널 복호화부(840)는 디인터리빙된 신호를 채널 복호화시키는 기능을 수행한다. 해독부(850)는 제어 정보의 추출이 가능하게 채널 복호화된 신호를 해독하는 기능을 수행한다. 제어 정보 추출부(623)는 해독된 신호로부터 제어 정보를 추출하는 기능을 수행한다. 처리부(624)는 추출된 제어 정보를 처리하는 기능을 수행한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 대상물을 제어하기 위한 장치 및 그 시스템에 관한 것으로서, 상황에 따라 데이터 변조 방식을 변경함으로써 광대역 신호 처리, 고속 데이터 전송, 보안성 향상 등의 효과를 동시에 얻을 수가 있다. 대상물로는 지상 로봇, 센서 노드 등이 있다. 이 점을 고려할 때, 본 발명은 지상 로봇의 제어/감시 보안 무선 통신, 센서 네트워크의 간섭 회피 무선 통신, 보안을 요하는 고속 무선 통신 장치 등에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대상물 제어 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 송수신 패킷의 구조를 설명한 개념도이다.
도 3은 송수신 패킷의 변조 방식을 설명하기 위한 테이블도이다.
도 4는 본 실시예에서의 송신 패킷 구조에 따른 변조 구조의 개념도이다.
도 5는 본 실시예에서의 수신 패킷 구조에 따른 복조 구조의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대상물 제어 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 7은 대상물 제어 장치가 데이터 송신 단말일 때 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 8은 데이터 처리 장치가 데이터 수신 단말일 때 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 대상물 제어 장치 110 : 제어 정보 생성부
120 : 데이터 변조부 130 : 전송부
140 : 채널 상태 감지부 200 : 송수신 패킷
210 : 프리앰블 220 : 페이로드 데이터
400 : 잡음 정보 생성부 600 : 대상물 제어 시스템
610 : 데이터 처리 장치 621 : 수신부
622 : 데이터 복조부 623 : 제어 정보 추출부
624 : 처리부

Claims (12)

  1. 대상물을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 제어 정보 생성부;
    상황을 고려하여 미리 정해진 데이터 변조 방법에 따라 상기 생성된 제어 정보를 데이터 변조시키는 데이터 변조부; 및
    상기 데이터 변조된 제어 정보를 포함하는 신호를 상기 대상물로 전송하는 전송부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 변조부는 상기 생성된 제어 정보가 미리 정해진 정보이면 제1 데이터 변조 방법에 따라 데이터 변조를 수행하며, 상기 생성된 제어 정보가 상기 미리 정해진 정보를 제외한 나머지 정보이면 제2 데이터 변조 방법에 따라 데이터 변조를 수행하는 것을 특징으로 하는 대상물 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상물과의 통신 채널 상태를 감지하는 채널 상태 감지부
    를 더욱 포함하며,
    상기 데이터 변조부는 상기 감지된 채널 상태값이 미리 정해진 기준값 미만이면 제1 데이터 변조 방법에 따라 데이터 변조를 수행하며, 상기 감지된 채널 상 태값이 상기 기준값 이상이면 제2 데이터 변조 방법에 따라 데이터 변조를 수행하는 것을 특징으로 하는 대상물 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    잡음 정보를 생성하는 잡음 정보 생성부
    를 더욱 포함하며,
    상기 제어 정보가 복수개의 정보를 포함하는 경우, 상기 데이터 변조부는 각 정보마다 상기 잡음 정보 생성부에 의해 생성된 서로 다른 잡음 정보를 추가하여 데이터 변조를 수행하는 것을 특징으로 하는 대상물 제어 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 정보는 서킷 교환 방식에 따른 데이터 통신에서의 프리앰블(preamble), 패킷 교환 방식에 따른 데이터 통신에서의 프리앰블, 및 사용자의 요청 또는 미리 정해진 기준에 따라 보안이 요구된 정보 중에서 선택된 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 정보 생성부는 상기 대상물이 로봇일 때 상기 제어 정보로 상기 대상물을 조종하기 위한 정보를 생성하며, 상기 대상물이 센서 노드일 때 상기 제어 정보로 상기 대상물이 센싱한 정보를 획득하기 위한 정보를 생성하는 것을 특징 으로 하는 대상물 제어 장치.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터 변조부는 상기 제1 데이터 변조 방법으로 미리 정해진 주파수 대역을 사용하는 대역 확산 변조 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 대상물 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송부가 미리 정해진 시간동안 상기 대상물로부터 상기 전송된 신호에 대한 응답 신호를 수신하지 못하면, 상기 데이터 변조부가 데이터 변조 방법을 변경하여 데이터 변조를 수행하는 것을 특징으로 하는 대상물 제어 장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 잡음 정보는 PN 시퀀스이며, 상기 PN 시퀀스의 주기는 상기 제어 정보에 포함된 각각의 정보를 동기화시키는 데에 소요되는 시간의 1배~5배인 것을 특징으로 하는 대상물 제어 장치.
  10. 대상물을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 제어 정보 생성부, 상황을 고려하여 미리 정해진 데이터 변조 방법에 따라 상기 생성된 제어 정보를 데이터 변조시키는 데이터 변조부, 및 상기 데이터 변조된 제어 정보를 포함하는 데이터 신 호를 상기 대상물로 전송하는 전송부를 포함하는 대상물 제어 장치; 및
    상기 대상물에 구비되는 것으로서, 상기 데이터 신호를 수신하는 수신부, 미리 정해진 데이터 복조 방법에 따라 상기 데이터 신호의 데이터를 복조시키는 데이터 복조부, 상기 복조된 데이터로부터 상기 제어 정보를 추출하는 제어 정보 추출부, 및 상기 추출된 제어 정보를 처리하는 처리부를 포함하는 데이터 처리 장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물 제어 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 대상물 제어 장치는 상기 데이터 신호를 송신하는 데이터 송신 단말이거나, 상기 데이터 처리 장치는 상기 데이터 신호를 수신하는 데이터 수신 단말인 것을 특징으로 하는 대상물 제어 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 대상물 제어 장치가 상기 데이터 송신 단말일 때,
    상기 생성된 제어 정보를 포함하는 신호를 암호화시키는 암호화부;
    상기 암호화된 신호를 채널 부호화시키는 채널 부호화부;
    상기 채널 부호화된 신호를 인터리빙시키는 인터리빙부;
    상기 데이터 변조부를 포함하는 것으로서, 상기 인터리빙된 신호를 변조시키는 변조부; 및
    상기 변조된 신호의 위상이나 진폭을 조절하는 제1 펄스 성형부
    를 더욱 포함하거나,
    상기 데이터 처리 장치가 상기 데이터 수신 단말일 때,
    상기 수신된 데이터 신호의 위상이나 진폭을 조절하는 제2 펄스 성형부;
    상기 데이터 복조부를 포함하는 것으로서, 상기 위상 조절된 신호 또는 상기 진폭 조절된 신호를 복조시키는 복조부;
    상기 복조된 신호를 디인터리빙시키는 디인터리빙부;
    상기 디인터리빙된 신호를 채널 복호화시키는 채널 복호화부; 및
    상기 제어 정보의 추출이 가능하게 상기 채널 복호화된 신호를 해독하는 해독부
    를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물 제어 시스템.
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