KR101183118B1 - 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치 및 방법 - Google Patents

군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유선통신을 사용할 수 없는 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치 및 방법에 대한 것으로, 통합전송장치에서 성형(star) 네트워크 구조에서 다수의 분산전송장치의 실시간 측정 데이터와 통합전송장치의 측정데이터를 통합하여 지상 수신소로 통합 전송프레임을 효율적으로 데이터 전송하기 위해 전송 명령 구조를 포함한 전송 명령 생성부와 무선 환경에서 데이터 손실을 최소화하기 위한 재전송횟수 제한 및 재전송요청제한선설정이 포함된 재전송 명령을 요청하는 재전송요청 결정부를 포함하는데 그 특징이 있다. 따라서, 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치는 다수의 분산전송장치의 측정데이터와 통합전송장치의 측정데이터를 통합하는 수신데이터저장부와 PCM 인코더에 의해 통합 전송 프레임을 구성하여 지상 수신소로 송신하게 되었다.

Description

군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치 및 방법{Wireless distributed measurement apparatus and method for the fonnation plane}
본 발명은 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유선 통신을 사용할 수 없는 군집 비행 물체의 통합전송장치에서 스타 네트워크 구조의 다수의 분산전송장치로 데이터 전송명령과 재전송 명령에 따라 수신된 각 분산전송장치의 실시간 측정 데이터와 통합전송장치의 측정 데이타를 통합하여 통합 전송프레임을 지상 수신소로 효율적으로 전송하는, 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
군집으로 비행하는 무인항공기나 인공위성 등은 한 대의 항공기나 위성을 운용할 때 보다 지형 데이터 획득 및 실시간으로 변동하는 전장 환경, 예를 들어 주요 부대의 이동, 목표물 위장, 미사일 발사 징후 등에 대한 정보 획득의 임무수행에 대해 효율적으로 수행할 수 있으며, 일부 군집 비행 물체의 고장이 발생한 경우에도, 임무수행이 가능하다는 장점이 있다.
이러한 유선 통신을 사용할 수 없는 군집 비행 물체의 획득 데이터를 지상으로 효율적으로 전송하기 위해 무선 분산 측정 방식 및 장치가 필요하다.
상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 무인항공기 및 인공위성 등의 군집 비행으로 군사 작전 시, 유선 통신을 사용할 수 없는 군집 비행 물체의 통합전송장치에서 성형(star) 네트워크 구조로 된 다수의 분산전송장치의 실시간 측정 데이터와 통합전송장치의 측정데이터를 통합하여 구성된 통합 전송프레임을 효율적으로 지상수신소로 전송하기 위해 전송명령을 생성하는 전송 명령 생성부와 무선 환경에서 데이터 손실을 최소화하기 위한 재전송횟수 제한 및 재전송요청제한선 설정이 포함된 재전송 명령을 요청하는 재전송요청 결정부를 포함하고, 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치에서 분산전송장치의 측정데이터와 통합전송장치의 측정데이터를 통합하는 수신데이터저장부와 PCM 인코더에 의해 통합 전송프레임을 구성하여 측정 데이터를 효율적으로 지상 수신소로 전송하는, 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치는, 상기 군집 비행 물체에서, 스타(star) 네트워크 구조로 형성된 다수의 분산전송장치로 브로드캐스팅 방법을 이용하여 데이터 전송 명령 및 재전송 명령을 송신하고, 각 분산 전송장치로부터 획득된 데이터를 수신하여 저장하고, 수신상태를 기록하여 정상적으로 전송되지 않은 데이터가 확인되면 지연이 가장 오래된 데이터부터 우선적으로 해당 분산전송장치로 재전송을 요청하며, 각 분산 전송장치로부터 수신된 실시간 측정데이터와 자체 측정 데이터를 통합하여 구성된 최종 통합 전송프레임을 지상 수신소로 전송하는 통합전송장치; 및 상기 통합전송장치의 데이터 전송 명령 및 재전송 명령을 수신하여 복호화하고, 상기 통합전송장치의 전송 요청(데이터 전송 명령, 재전송 명령)에 따라 일정시간(분산전송장치1의 데이터 전송 시간+가드타임) 지연 후 각종 측정 신호를 획득하여 펄스폭변조(PCM:Pulse Code Modulation)로 인코딩하여 상기 통합전송장치로 전송 또는 재전송하는 다수의 분산전송장치를 포함한다.
상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 방법은, (a) 상기 군집 비행 물체의 통합전송장치에서, 스타(star) 네트워크 구조로 형성된 다수의 분산전송장치로 브로드캐스팅 방법을 이용하여 데이터 전송 명령 및 재전송 명령을 송신하고, 각 분산 전송장치로부터 획득된 데이터를 수신하여 저장하고, 수신상태를 기록하여 정상적으로 전송되지 않은 데이터를 확인하여 지연이 가장 오래된 데이터부터 우선적으로 해당 분산전송장치로 재전송을 요청하며, 각 분산 전송장치로부터 수신된 실시간 측정 데이터와 자체 측정 데이터를 통합하여 최종 통합 전송프레임을 구성하여 지상 수신소로 전송하는 단계; 및 (b) 다수의 분산전송장치에서 상기 통합전송장치의 데이터 전송 명령 및 재전송 명령을 수신하여 복호화하고, 상기 통합전송장치의 전송 요청(데이터 전송 명령, 재전송 명령)에 따라 일정시간(분산전송장치1의 데이터 전송 시간+가드타임) 지연 후 각종 측정 신호를 획득하여 PCM 인코딩하여 상기 통합전송장치로 전송 또는 재전송하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 유선 통신을 사용할 수 없는 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치 및 방법은 공군 비행기의 편대 비행으로 군사작전시, 군집 비행 물체의 통합전송장치에서 성형(star) 네트워크 구조로 된 다수의 분산전송장치의 실시간 측정 데이터와 통합전송장치의 측정데이터를 통합하여 구성된 통합 전송 프레임을 효율적으로 지상 수신소로 전송하기 위해 전송명령을 생성하는 전송명령 생성부와 무선 환경에서 데이터 손실을 최소화하기 위한 재전송횟수 제한 및 재전송요청제한선 설정이 포함된 재전송 명령을 요청하는 재전송요청 결정부를 포함하고, 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치에서 분산전송장치의 측정데이터와 통합전송장치의 측정데이터를 통합하는 수신데이터저장부와 PCM 인코더에 의해 통합프레임을 구성하여 지상 수신소로 효율적으로 송신하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 군집 비행 물체를 위한 1:2 구조의 무선 분산 측정 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 군집 비행 물체를 위한 분산/통합 전송장치의 동작에 따른 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합/분산 전송장치의 시간에 따른 데이터 전송 구조이다.
도 4는 통합 전송 장치에서 전송명령의 데이터 구조이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 재전송 요청 방법을 설명한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전송장치에서 분산 전송장치에서 전송된 데이터의 정상 유무를 저장하는 수신상태기록부를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 최종 통합 전송장치에서 송신되는 통합 프레임 전송 구조와 시각동기를 위한 지연 전송 구조이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 전송이 가능한 통합 전송프레임의 구조를 나타낸다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 그 구성과 동작을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 군집 비행 물체를 위한 1:2 구조의 무선 분산 측정 장치의 개념도이다.
무선 분산 측정 장치는 군집 비행 물체에서, 스타(star) 네트워크 구조로 형성된 다수의 분산전송장치로 브로드캐스팅 방법을 이용하여 데이터 전송 명령 및 재전송 명령을 송신하고, 각 분산전송장치(100,110)로부터 획득된 데이터를 수신하여 저장하고, 수신상태를 기록하여 정상적으로 전송되지 않은 데이터가 확인되면 지연이 가장 오래된 데이터부터 우선적으로 해당 분산전송장치로 재전송을 요청하며, 각 분산 전송장치(100,110)로부터 수신된 실시간 측정 데이터와 통합전송장치(200)의 측정 데이터를 통합하여 구성된 최종 통합 전송프레임을 PCM 인코딩하여 지상 수신소로 전송하는 통합전송장치(200); 및 상기 통합전송장치(200)의 데이터 전송 명령 및 재전송 명령을 수신하여 복호화하고, 상기 통합전송장치의 전송 요청(데이터 전송 명령, 재전송 명령)에 따라 일정시간(분산전송장치1의 데이터 전송 시간+가드타임) 지연 후 각종 측정 신호를 획득하여 PCM 인코딩하여 상기 통합전송장치(200)로 전송 또는 재전송을 수행하는 다수의 분산전송장치(100,110)로 구성된다.
무선 분산 측정 장치는 1개의 통합전송장치(200)와 다수의 분산전송장치(100,110)로 구성된다. 분산전송장치(100,110)는 각종 측정 신호를 획득하여, 통합전송장치(200)의 전송 요청에 따라 전송 또는 재전송을 수행한다.
통합전송장치(200)는 각 분산 전송장치(100,110)로부터 획득된 데이터를 수신하여, 통합전송장치(200)에서 획득한 데이터와 함께 통합 프레임을 구성하여 지상 수신소로 전송하게 된다. 동작 순서는 도 1을 참고로 설명한다.
①은 통합전송장치(200)에서 분산전송장치1(100)과 분산전송장치2(110)로 브로드캐스팅 방법을 이용하여 데이터 전송 명령 및 재전송 명령을 송신한다. ②는 분산전송장치1(100)에서 통합전송장치(200)의 명령에 따라 일정시간 후 측정 데이터를 전송한다. ③은 분산전송장치2(110)에서 통합전송장치(200)의 명령 수신 후, 일정시간(분산전송장치1의 데이터 전송 시간+가드타임) 지연 후, 측정 데이터를 전송한다. ④는 분산전송장치1(100)에서 저장되어 있는 기존 전송된 측정 데이터 중, 통합전송장치(200)에서 재전송 요청한 측정데이터를 찾아 재전송한다. ⑤는 통합전송장치(200)에서 각 분산 전송장치(100,110)의 데이터와 통합전송장치(200)의 측정 데이터를 통합하여, 최종 통합 전송 프레임을 구성하여 지상 수신소로 전송한다.
본 발명은 통합전송장치(200)에서 분산전송장치(100,110)의 데이터와 통합 전송장치(200)의 측정데이터를 통합하여 지상으로 통합 전송하는 스타(star) 네트워크 구조로서, 이 구조에서 효율적인 데이터 전송을 위해 전송 명령 구조를 포함한 전송명령 생성부(202)와 무선 환경에서 데이터 손실을 최소화하기 위한 재전송횟수 제한 및 재전송요청제한선 설정이 포함된 재전송요청 결정부(209)를 포함한다.
본 발명은 분산전송장치(100,110)의 측정데이터와 통합전송장치(200)의 측정데이터를 통합하는 수신데이터저장부와 PCM Encoder를 통해 통합프레임을 구성하여 지상으로 송신하며, 이 통합프레임은 지연 전송 개념과 실시간 전송 개념을 동시에 제안하였다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 군집 비행 물체를 위한 통합/분산 전송장치의 동작에 대한 구성도이다.
통합전송장치(200)는 PCM 인코더(201), 전송명령 생성부(202), 송수신부(203), 신호 측정부(204), 지상 송신부(205), 데이터 수신부(206), 수신데이터 저장부(207), 수신상태 기록부(208), 및 재전송 요청부(209)로 구성된다.
분산전송장치(100)는 송수신부(101), 전송명령 복호부(102), 신호측정부(103), PCM 인코더(104), 전송데이터 저장부(105), 및 데이터 송신부(106)으로 구성된다.
상기 통합전송장치(200)는 펄스폭변조(Pulse Code Modulation, 이하 PCM이라 칭함), 인코딩하여 전송 프레임을 생성하여 전송명령 생성부(202)로 전송하고, 각 분산 전송장치의 측정데이터와 통합전송장치의 신호측정부(204)에 의해 획득된 측정데이터를 통합하여 측정 데이터간 시간 동기를 위한 지연 통합 전송프레임을 구성하는 PCM 인코더(201); 상기 PCM 인코더(201)의 프레임 전송 요청 신호에 따라 브로드캐스팅 방법을 이용하여 각 분산전송장치(100,110)로 상기 데이터 전송명령을 생성하여 전송하고, 재전송요청이 있는 경우 해당 분산전송장치로 상기 전송 명령에 재전송 장치와 재전송 데이터 요청이 포함된 상기 재전송 명령을 전송하는 전송명령 생성부(202); 상기 전송명령 생성부(202)로부터 상기 통합전송장치(200)의 상기 전송 명령 또는 상기 재전송 명령을 포함하는 무선전송데이타를 해당하는 분산전송장치로 전송하고, 다수의 분산전송장치(100,110)로부터 전송 프레임을 수신하는 송수신부(203); 각 분산 전송장치(100,110)로부터 상기 송수신부(203)를 통해 수신된 데이터의 정상유무를 확인하여 수신상태 기록부(208)로 수신 상태 정보를 전송하고, 정상적인 데이터를 수신데이터 저장부(207)로 저장하는 데이터 수신부(206); 상기 데이터 수신부(206)로부터 각 분산 전송장치(100,110)로부터 획득된 정상적인 측정 데이터를 저장하고, 통합 전송데이터와 통합하여 통합 전송프레임을 구성하기 위한 수신데이터 저장부(207); 상기 데이터 수신부(206)의 수신된 데이타의 수신 상태 정보를 기록하고, 비정상인 경우 재전송을 요청하는 수신상태 기록부(208); 및 수신상태 기록부(208)가 수신 상태를 확인하여 해당 데이타의 전송실패로 재전송이 요청된 경우, 재전송 횟수와 재전송요청제한선을 포함하는 재전송 알고리즘에 따라 재전송 요청할 데이터에 대한 정보를 결정하는 상기 전송명령 생성부(202)로 전송하는 재전송요청 결정부(209); 상기 통합전송장치(200)의 신호를 측정하는 통합전송장치의 신호측정부(204); 및 상기 수신데이터 저장부(207)와 PCM 인코더(201)로부터 각 분산전송장치의 측정데이터와 상기 통합전송장치의 신호측정부(204)에 의해 획득된 측정데이터를 통합한 통합 전송프레임을 지상수신소로 전송하는 지상 송신부(205)로 구성된다.
상기 재전송요청 결정부(209)는 상기 수신상태기록부(208)를 확인하여 전송되었어야 할 시간(지연)이 가장 오래된 데이터부터 재전송 요청을 수행하고, 해당 분산전송장치로 최대 N(N은 1이상의 정수)회의 재전송이 이루어지지 않으면, 다른 분산전송장치로 다음으로 지연이 오래된 데이타를 재전송하도록 상기 전송명령 생성부(202)로 요청하고, 기존 재전송 실패후 상기 해당 분산전송장치로 최대 N회 재전송을 상기 전송명령 생성부(202)로 요청한다.
상기 분산전송장치(100)는 상기 통합전송장치(200)로부터 상기 데이터 전송 명령 또는 재전송 명령을 수신받고, 상기 통합전송장치(200)로 다수의 분산전송장치의 실시간 측정 데이타 또는 재전송 데이타를 송신하는 송수신부(101); 상기 통합전송장치(200)로부터 상기 송수신부(101)를 통해 수신된 통합전송장치의 데이타 전송명령 또는 재전송 명령을 복호화하는 전송명령 복호부(102); 복호화된 통합전송장치의 전송명령 또는 재전송 명령을 저장하고, 실시간 측정 데이터 또는 재전송 데이타를 저장하는 전송데이터 저장부(105); 상기 분산전송장치(100)의 신호를 측정하는 분산전송장치의 신호측정부(103); 상기 신호측정부(103)로부터 실시간 측정 데이터를 PCM 인코딩하여 전송 프레임을 생성하여 상기 전송데이터 저장부(105)로 전송하는 PCM 인코더(104); 상기 전송데이터 저장부(105)에 저장된 전송명령 또는 재전송 명령을 확인하여 상기 실시간 측정데이터를 상기 송수신부(101)를 통해 전송하고, 상기 통합전송장치(200)에서 요청하는 재전송 데이터를 상기 전송데이터 저장부(105)에서 찾아 상기 재전송 데이터를 상기 송수신부(101)를 통해 전송하는 데이터 송신부(106)로 구성된다. 상기 송수신부(101)는 상기 통합전송장치(200)로 다수의 분산전송장치의 실시간 측정 데이타 또는 재전송 데이타를 송신한다.
통합 전송 장치(200)의 전송명령 생성부(202)는 PCM Encoder(201)의 프레임 전송 요청 신호에 따라 전송명령을 생성하여 송수신부(203)로 전송한다. 이 전송명령에는 재전송요청 결정부(209)가 수신상태 기록부(208)의 수신 상태를 확인하여 재전송 알고리즘에 따라 재전송 요청할 데이터에 대한 정보를 포함하고 있다.
통합 전송 장치(200)의 데이터 수신부(206)는 송수신부(203)로부터 수신된 데이터의 정상유무를 확인하여 수신상태 기록부(208)에 수신 상태를 정보를 전송하고, 정상적인 데이터를 수신데이터 저장부(207)에 저장한다.
통합전송장치(200)의 수신데이터 저장부(207)와 PCM 인코더(201)는 각 분산 전송장치의 측정데이터와 통합 전송장치의 신호측정부(204)에 의해 획득된 측정데이터를 통합하여 전송하기 위한 통합프레임으로 구성한다.
분산전송장치(100)의 전송명령 복호부(102)는 통합 전송 장치(200)로부터 송수신부(101)를 통해 수신된 전송명령을 확인하여 실시간 측정데이터 전송과 통합전송장치에서 요청하는 재전송 데이터를 전송데이터 저장부(105)에서 찾아 재전송 데이터를 데이터 송신부(106)에 전달한다.
분산전송장치(100)의 전송데이터 저장부(105)는 기존에 전송한 데이터를 저장하는 역할을 수행한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합/분산 전송장치의 시간에 따른 데이터 전송 구조이다. 재전송을 위한 시간적 자원을 할당하고 있으며, 필요에 의해 시간 할당을 추가할 수 있다.
도 3을 참조하면, Tc는 통합전송장치에서 송신하는 전송 명령, Ts1은 분산전송장치1에서 계측된 데이터를 통합전송장치로 전송, Ts2는 분산전송장치2에서 계측된 데이터를 통합전송장치로 전송, Tr은 1개의 분산전송장치에서 통합전송장치의 명령에 따라 저장되어 있는 재전송 데이터 전송한다.
도 4는 통합전송장치의 전송명령 데이터 구조이다.
통합전송장치(200)의 전송명령의 데이터 구조는 도 4에 도시된 바와 같이 명령코드와 재전송을 요청하는 분산전송장치(100,110)의 고유 식별번호(재전송ID)와 기 전송된 프레임 정보를 포함하고 있다.
예시는 명령코드 및 재전송ID 필드에 필드값이 'XX', '분산전송장치 식별번호 & 재전송 메모리 정보'를 나타낸다.
통합전송장치(200)의 전송명령의 데이터 구조는 명령코드와 재전송 ID(재전송을 요청하는 분산전송장치의 고유 식별번호)를 포함하고, 통합전송장치(200)의 전송명령을 브로드캐스팅 방법을 이용하여 각 분산측정장치(100,110)에 전송함으로써, 전송 시간 및 데이터 전송 효율을 증대시킬 수 있다.
위와 같은 방법의 통합전송장치(200)의 전송명령을 수행하기 위해, 각 분산전송장치(100,110)는 전송 예정 시간을 계산하여, 각각 미리 세팅된 시간만큼 지연하여 전송을 수행하고, 재전송 명령을 수신한 분산전송장치(100,110)는 다음 수학식1에 의해 일정 시간 지연 후, 재전송 데이터를 통합전송장치(200)로 송신하게 된다.
Figure 112011030700376-pat00001
(Tr : 재전송 데이터 송신 전 지연 시간, Tc : 전송명령도착시간, N : 분산 전송장치 개수, Td : 분산 데이터 전송 시간, Tg : Guard time)
본 발명에 따른 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 방법은, (a) 상기 군집 비행 물체의 통합전송장치(200)에서, 스타(star) 네트워크 구조로 형성된 다수의 분산전송장치(100,110)로 브로드캐스팅 방법을 이용하여 데이터 전송 명령 및 재전송 명령을 송신하고, 각 분산 전송장치(100,110)로부터 획득된 데이터를 수신하여 저장하고, 수신상태를 기록하여 정상적으로 전송되지 않은 데이터를 확인하여 지연이 가장 오래된 데이터부터 우선적으로 해당 분산전송장치로 재전송을 요청하며, 각 분산 전송장치로부터 수신된 데이터와 자체 측정 데이터를 통합하여 최종 통합 전송 프레임을 구성하여 지상 수신소로 전송하는 단계; 및 (b) 다수의 분산전송장치(100,110)에서 상기 통합전송장치(200)의 데이터 전송 명령 및 재전송 명령을 수신하여 복호화하고, 상기 통합전송장치의 전송 요청(데이터 전송 명령, 재전송 명령)에 따라 일정시간(분산전송장치1의 데이터 전송 시간+가드타임) 지연 후 각종 측정 신호를 획득하여 PCM 인코딩하여 상기 통합전송장치(200)로 전송 또는 재전송하는 단계를 포함한다.
상기 통합분산장치(200)는, (a1) PCM 인코더(201)에 의해 PCM 인코딩하여 전송 프레임을 생성하여 전송명령 생성부(202)로 전송하고, 각 분산 전송장치의 측정데이터와 통합전송장치의 신호측정부(204)에 의해 획득된 측정데이터를 통합하여 측정 데이터간 시간 동기를 위한 지연 통합 전송프레임을 지상송신부(205)로 전송하는 단계; (a2) 상기 PCM 인코더의 프레임 전송 요청 신호에 따라 브로드캐스팅 방법을 이용하여 각 분산전송장치로 전송되도록 전송명령 생성부(202)에 의해 상기 데이터 전송명령을 생성하여 송수신부(203)로 전송하고, 재전송요청이 있는 경우 해당 분산전송장치로 상기 전송 명령에 재전송 장치와 재전송 데이터 요청이 포함된 상기 재전송 명령을 상기 송수신부(203)로 전송하는 단계; (a3) 상기 전송명령 생성부(202)로부터 상기 통합전송장치의 상기 데이터 전송 명령 또는 상기 재전송 명령을 송수신부(203)에 의해 해당하는 분산전송장치로 전송하고, 다수의 분산전송장치로부터 전송 프레임을 수신하는 단계; (a4) 각 분산전송장치로부터 상기 송수신부(203)를 통해 수신된 데이터의 정상유무를 확인하여 데이터 수신부(206)에 의해 수신상태 기록부(208)로 수신 상태 정보를 전송하고, 정상적인 측정 데이터를 수신데이터 저장부(207)로 저장하는 단계; (a5) 상기 데이터 수신부(206)로부터 각 분산 전송장치로부터 획득된 정상적인 측정 데이터를 수신데이터 저장부(207)로 저장하고, 통합 전송데이터와 통합되어 통합 전송프레임을 구성하도록 하는 단계; (a6) 상기 데이터 수신부(206)로부터 수신된 데이타의 수신 상태 정보를 수신상태 기록부(208)로 기록하고, 비정상인 경우 재전송요청 결정부(209)로 재전송을 요청하는 단계; 및 (a7) 상기 수신상태 기록부(208)의 수신 상태를 확인하여 해당 데이타의 전송실패로 판단된 경우, 재전송요청 결정부(209)에 의해 재전송 횟수와 재전송요청제한선을 포함하는 재전송 알고리즘에 따라 재전송 요청할 데이터에 대한 정보를 결정하여 해당하는 분산전송장치로 재전송 명명을 요청하는 상기 전송명령 생성부(202)로 전송하는 단계; 및 (a8) 상기 송수신부(203)에 의해 상기 재전송 명령을 해당하는 분산전송장치로 전송하고, 해당하는 분산전송장치로부터 재전송 데이타를 수신하는 단계를 포함한다.
상기 재전송을 요청하는 단계 (a6)는 상기 재전송요청 결정부(209)에서 상기 수신상태기록부를 확인하여 전송되었어야 할 시간(지연)이 가장 오래된 데이터부터 재전송 요청을 수행하고, 해당 분산전송장치로 최대 N(N은 1이상의 정수)회의 재전송이 이루어지지 않으면, 다른 분산전송장치로 다음으로 지연이 오래된 데이타를 재전송하도록 상기 전송명령 생성부(202)로 요청하고, 기존 재전송 실패후 상기 해당 분산전송장치로 최대 N회 재전송을 상기 전송명령 생성부(202)로 요청하는 것을 특징으로 한다.
상기 분산전송장치(100,110)는 (b1) 상기 분산전송장치의 송수신부(101)에서 상기 통합전송장치(200)로부터 상기 데이터 전송 명령 또는 재전송 명령을 포함하는 무선전송데이타를 수신받고, 상기 통합전송장치(200)로 다수의 분산전송장치(100,110)의 실시간 측정 데이타 또는 재전송 데이타를 송신하는 단계; (b2) 상기 통합전송장치(200)로부터 상기 송수신부를 통해 수신된 통합전송장치의 데이터 전송명령 또는 재전송 명령을 전송명령 복호부(102)에 의해 복호화하는 단계; (b3) 복호화된 통합전송장치의 데이터 전송명령 또는 재전송 명령을 저장하고, 실시간 측정 데이터 또는 재전송 데이타를 전송데이터 저장부(105)로 저장하는 단계; (b4) 상기 분산전송장치의 신호측정부(103)에 의해 신호를 측정하는 단계; (b5) PCM 인코더(104)에 의해 상기 신호측정부(103)로부터 실시간 측정 데이터를 PCM 인코딩하여 전송 프레임을 생성하여 전송데이타 저장부(105)로 전송하는 단계; 및 (b6) 상기 전송데이터 저장부(105)에 저장된 전송명령 또는 재전송 명령을 확인하여 데이터 송신부(106)에 의해 상기 실시간 측정데이터 전송하고, 상기 통합전송장치에서 요청하는 재전송 데이터를 상기 전송데이터 저장부(105)에서 찾아 상기 재전송 데이터를 상기 송수신부(101)를 통해 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 고려된 중요한 사항은 군집 비행 물체의 통합전송장치(200)에서 무선 환경에서 데이터 전송으로 인해 발생할 수 있는 데이터 손실을 최소로 하기 위해 분산전송장치(100,110)의 측정 데이터를 저장하고, 재전송 요청에 따라 재전송하는 방법을 채택하였다. 도 5에 도시된 바와 같이, 통합전송장치(200)는 무선 환경에서 전송실패시 효율적인 재전송 요청 방법을 제시함으로써, 다수의 분산전송장치(100,110)에게 효율적으로 재전송 기회를 제공하였다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합전송장치의 재전송요청 결정부에 포함된 재전송 방법을 설명한 순서도이다.
먼저, 군집 비행 물체의 통합전송장치(200)에서 도 6에 도시된 바와 같이 분산전송장치(100)로부터 전송된 데이터의 정상 유무를 저장하는 수신상태 기록부(208)를 운용하여 정상적으로 전송되지 않은 데이터를 확인한다. 가장 우선적으로 재전송을 요청하는 데이터를 결정하기 위해, 재전송결정 요청부(209)는 수신상태 기록부(208)를 확인하여 전송되었어야 할 시간이 가장 오래된, 즉 지연이 가장 오래된 데이터부터 우선적으로 요청을 수행한다. 그러나 이 경우, A라는 분산 전송장치(100)의 무선 통신 상태가 매우 열악하거나, 아예 응답을 할 수 없는 상태인 경우, 계속 재전송으로 요청하게 되면, 다른 분산전송장치(110)에 대한 재전송 요청을 수행할 수 없게 된다. 그러므로, 최대 N회(무선 환경과 시스템을 고려하여 설정)의 재전송 요청을 수행한 후에도, 기존 해당하는 분산전송장치(110)로 재전송이 이루어지지 않음을 확인되면, 다음으로 지연이 오래된 다른 분산전송장치(110)로 재전송을 요청하게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전송장치에서 분산 전송장치에서 전송된 데이터의 정상 유무를 저장하는 수신상태기록부를 도시한 것이다.
그러나, 통합분산장치(200)는 다른 분산전송장치(110)의 지연 프레임이 충분히 지연되지 않은 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 다음으로 지연된 프레임이 L프레임 이하인 경우에는 N(N은 1이상의 정수)회 재전송이 실패한 경우라도 가장 지연이 오래된 데이터를 재전송을 요청한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 최종 통합 전송장치에서 송신되는 통합 프레임 전송 구조와 시각동기를 위한 지연 전송 구조이다.
통합전송장치(200)에서 최종 송신되는 통합 전송 프레임은 도 7에 도시된 바와 같이 통합전송장치, 각 분산전송장치의 측정 데이터를 시각 동기 맞추도록 되어 있으며, 통합 전송프레임 구조는 도 7의 상위 그림과 같이 1 프레임을 통합 전송장치 데이터, 분산전송장치 실시간 또는 재전송데이터, 분산전송장치 실시간 또는 재전송데이터로 구성된다.
도 7의 하위 그림은 수신상태 기록부(208)의 기능를 도시한 것으로서, 통합전송장치(200)는 최종 무선전송 데이터가 송신되기 전까지 전송되지 않은 데이터 중 지연이 오래된 분산 측정데이터에 대해 재전송 요청을 수행하여 에러를 최소화한 통합프레임을 지상 수신소로 송신하게 된다. 이와 같은 통합 전송 프레임 구조는 수신측에서 수신된 데이터의 후처리 작업이 필요 없이 데이터 표시와 추출이 용이하고, 또한 재전송된 데이터를 따로 채널을 할당하지 않음으로써 무선 전송 대역폭 및 무선 송신 파워를 최소화할 수 있어, 송신기의 구성 및 전파환경에 유리하다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합전송장치의 수신데이터 저장부와 PCM Encoder에서 통합되는 통합 전송프레임의 구조를 나타낸다.
통합 전송프레임 구조는 1 프레임을 통합 전송장치 실시간 데이터, 분산전송장치 실시간 데이터, 분산전송장치 실시간 데이터, 분산전송장치 실시간 데이터로 구성된다.
이 방법의 장점은 통합전송장치(200)에서 다수의 분산전송장치의 데이터를 실시간으로 전송함으로써, 지상 수신소에서 실시간 데이터를 모니터할 수 있으며, 실시간 데이터 외에 재전송 데이터 채널을 따로 할당함으로써, 무선 통신 상태에 의해 손실된 분산 전송장치의 데이터를 복원하는데 효율적이다. 또한, 분산전송장치와 통합전송장치간 무선 통신 오류가 없을 경우, 이 방법은 분산전송장치 재전송데이터 공간에 통합 전송장치 내 저장되어 있는 중요 데이터를 지연하여 전송하는 방법도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
100: 분산 전송 장치1 110: 분산 전송 장치2
101: 송수신부 102: 전송명령 복호부
103: 신호측정부 104: PCM 인코더
105: 전송데이터 저장부 106: 데이터 송신부
200: 통합 전송 장치 201: PCM 인코더
202: 전송명령 생성부 203: 송수신부
204: 신호 측정부 205: 지상 송신부
206: 데이터 수신부 207: 수신데이터 저장부
208: 수신상태 기록부 209: 재전송 요청부

Claims (12)

  1. 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치에 있어서,
    상기 군집 비행 물체에서, 스타(star) 네트워크 구조로 형성된 다수의 분산전송장치로 브로드캐스팅 방법을 이용하여 데이터 전송 명령 및 재전송 명령을 송신하고, 각 분산 전송장치로부터 획득된 데이터를 수신하여 저장하고, 수신상태를 기록하여 정상적으로 전송되지 않은 데이터가 확인되면 지연이 가장 오래된 데이터부터 우선적으로 해당 분산전송장치로 재전송을 요청하며, 각 분산 전송장치로부터 수신된 실시간 측정 데이터와 자체 측정 데이터를 통합하여 구성된 최종 통합 전송프레임을 지상 수신소로 전송하는 통합전송장치; 및
    상기 통합전송장치의 데이터 전송 명령 및 재전송 명령을 수신하여 복호화하고, 상기 통합전송장치의 전송 요청(데이터 전송 명령, 재전송 명령)에 따라 일정시간(분산전송장치1의 데이터 전송 시간+가드타임) 지연 후 각종 측정 신호를 획득하여 펄스폭변조(PCM:Pulse Code Modulation)로 인코딩하여 상기 통합전송장치로 전송 또는 재전송하는 다수의 분산전송장치;
    를 포함하는 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통합전송장치는
    PCM 인코딩하여 전송 프레임을 생성하여 전송하고, 각 분산 전송장치의 측정데이터와 통합전송장치의 신호측정부에 의해 획득된 측정데이터를 통합하여 측정 데이터간 시간 동기를 위한 지연 통합 전송프레임을 구성하는 PCM 인코더;
    상기 PCM 인코더의 프레임 전송 요청 신호에 따라 상기 데이터 전송명령을 생성하여 전송하고, 재전송요청이 있는 경우 해당 분산전송장치로 상기 전송 명령에 재전송 장치와 재전송 데이터 요청이 포함된 상기 재전송 명령을 전송하는 전송명령 생성부;
    상기 전송명령 생성부로부터 상기 통합전송장치의 상기 전송 명령 또는 상기 재전송 명령을 포함하는 무선 전송 데이타를 해당하는 분산전송장치로 전송하고, 다수의 분산전송장치로부터 전송 프레임을 수신하는 송수신부;
    각 분산 전송장치로부터 상기 송수신부를 통해 수신된 데이터의 정상유무를 확인하여 수신상태 기록부로 수신 상태 정보를 전송하고, 정상적인 데이터를 수신데이터 저장부로 저장하는 데이터 수신부;
    상기 데이터 수신부로부터 각 분산 전송장치로부터 획득된 정상적인 측정 데이터를 저장하고 상기 통합 전송데이터와 통합하여 상기 통합 전송프레임을 구성하기 위한 수신데이터 저장부;
    상기 데이터 수신부로부터 수신된 데이타의 수신 상태 정보를 기록하고, 비정상인 경우 재전송을 요청하는 수신상태 기록부; 및
    상기 수신상태 기록부의 수신 상태를 확인하여 해당 데이타의 전송실패로 판단된 경우, 재전송 횟수와 재전송요청제한선을 포함하는 재전송 알고리즘에 따라 재전송 요청할 데이터에 대한 정보를 결정하여 해당하는 분산전송장치로 재전송 명명을 요청하는 상기 전송명령 생성부로 전송하는 재전송요청 결정부;
    를 포함하는 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 통합전송장치는
    상기 통합전송장치의 신호를 측정하는 통합전송장치의 신호측정부; 및
    상기 수신데이터 저장부와 상기 PCM 인코더로부터 각 분산 전송장치의 실시간 측정데이터와 상기 통합전송장치의 신호측정부에 의해 획득된 자체 측정데이터를 통합한 통합 전송프레임을 지상수신소로 전송하는 지상 송신부;
    를 더 포함하는 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 재전송요청 결정부는
    상기 수신상태기록부를 확인하여 전송되었어야 할 시간(지연)이 가장 오래된 데이터부터 재전송을 요청하고, 해당 분산전송장치로 최대 N(N은 1이상의 정수)회의 재전송이 이루어지지 않으면, 다른 분산전송장치로 다음으로 지연이 오래된 데이타를 재전송하도록 상기 전송명령 생성부로 요청하고, 기존 재전송 실패후 상기 해당 분산전송장치로 최대 N회 재전송을 상기 전송명령 생성부로 요청하는 것을 특징으로 하는 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분산전송장치는
    상기 통합전송장치로부터 상기 데이터 전송 명령 또는 재전송 명령을 포함하는 무선전송데이타를 수신받고, 상기 통합전송장치로 다수의 분산전송장치의 실시간 측정 데이타 또는 재전송 데이타를 송신하는 송수신부;
    상기 통합전송장치로부터 상기 송수신부를 통해 수신된 전송명령 또는 재전송 명령을 복호화하는 전송명령 복호부;
    복호화된 전송명령 또는 재전송 명령을 저장하는 전송데이터 저장부;
    상기 분산전송장치의 신호를 측정하는 분산전송장치의 신호측정부;
    상기 신호측정부로부터 실시간 측정 데이터를 PCM 인코딩하여 전송 프레임을 생성하여 전송데이터 저장부로 전송하는 PCM 인코더; 및
    상기 전송데이터 저장부에 저장된 전송명령 또는 재전송 명령을 확인하여 상기 실시간 측정데이터를 상기 송수신부를 통해 전송하고, 상기 통합전송장치에서 요청하는 재전송 데이터를 상기 전송데이터 저장부에서 찾아 상기 재전송 데이터를 상기 송수신부를 통해 전송하는 데이터 송신부;
    를 포함하는 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 통합전송장치의 전송명령의 데이터 구조는
    명령코드와 재전송 ID(재전송을 요청하는 분산전송장치의 고유 식별번호)를 포함하고, 상기 통합전송장치의 전송명령을 브로드캐스팅 방법을 이용하여 각 분산측정장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 통합전송장치의 전송명령을 수행하기 위해, 상기 각 분산전송장치는 전송 예정 시간을 계산하여, 각각 미리 세팅된 시간만큼 지연하여 전송을 수행하고, 재전송 명령을 수신한 분산전송장치는 Tr = Tc + N x (Td+Tg) 식에 의해 일정 시간 지연 후, 재전송 데이터를 상기 통합전송장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치.
    여기서, Tr은 재전송 데이터 송신 전 지연 시간, Tc는 전송명령도착시간, N은 분산 전송장치 개수, Td는 분산 데이터 전송 시간, Tg는 Guard time을 나타낸다.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 통합 전송프레임은 통합 전송장치 실시간 데이터, 분산전송장치 실시간 데이터, 분산전송장치 실시간 데이터, 분산전송장치 실시간 데이터로 구성되는 것을 특징으로 하는 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 장치.
  9. 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 방법에 있어서,
    (a) 상기 군집 비행 물체의 통합전송장치에서, 스타(star) 네트워크 구조로 형성된 다수의 분산전송장치로 브로드캐스팅 방법을 이용하여 데이터 전송 명령 및 재전송 명령을 송신하고, 각 분산 전송장치로부터 획득된 데이터를 수신하여 저장하고, 수신상태를 기록하여 정상적으로 전송되지 않은 데이터를 확인하여 지연이 가장 오래된 데이터부터 우선적으로 해당 분산전송장치로 재전송을 요청하며, 각 분산 전송장치로부터 수신된 실시간 측정 데이터와 자체 측정 데이터를 통합하여 최종 통합 전송프레임을 구성하여 지상 수신소로 전송하는 단계; 및
    (b) 다수의 분산전송장치에서 상기 통합전송장치의 데이터 전송 명령 및 재전송 명령을 수신하여 복호화하고, 상기 통합전송장치의 전송 요청(데이터 전송 명령, 재전송 명령)에 따라 일정시간(분산전송장치1의 데이터 전송 시간+가드타임) 지연 후 각종 측정 신호를 획득하여 PCM 인코딩하여 상기 통합전송장치로 전송 또는 재전송하는 단계;
    를 포함하는 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단계 (a)는,
    (a1) PCM 인코더에 의해 PCM 인코딩하여 전송 프레임을 생성하여 전송명령 생성부로 전송하고, 각 분산 전송장치의 측정데이터와 통합전송장치의 신호측정부에 의해 획득된 측정데이터를 통합하여 측정 데이터간 시간 동기를 위한 지연 통합 전송프레임을 지상송신부로 전송하는 단계;
    (a2) 상기 PCM 인코더의 프레임 전송 요청 신호에 따라 브로드캐스팅 방법을 이용하여 각 분산전송장치로 전송되도록 전송명령 생성부에 의해 상기 데이터 전송명령을 생성하여 송수신부로 전송하고, 재전송요청이 있는 경우 해당 분산전송장치로 상기 전송 명령에 재전송 장치와 재전송 데이터 요청이 포함된 상기 재전송 명령을 상기 송수신부로 전송하는 단계;
    (a3) 상기 전송명령 생성부로부터 상기 통합전송장치의 상기 데이터 전송 명령 또는 상기 재전송 명령을 송수신부에 의해 해당하는 분산전송장치로 전송하고, 다수의 분산전송장치로부터 전송 프레임을 수신하는 단계;
    (a4) 각 분산 전송장치로부터 상기 송수신부를 통해 수신된 데이터의 정상유무를 확인하여 데이터 수신부에 의해 수신상태 기록부로 수신 상태 정보를 전송하고, 정상적인 측정 데이터를 수신데이터 저장부로 저장하는 단계;
    (a5) 상기 데이터 수신부로부터 각 분산 전송장치로부터 획득된 정상적인 측정 데이터를 수신데이터 저장부로 저장하는 단계;
    (a6) 상기 데이터 수신부로부터 수신된 데이타의 수신 상태 정보를 수신상태 기록부로 기록하고, 비정상인 경우 재전송요청 결정부로 재전송을 요청하는 단계; 및
    (a7) 상기 수신상태 기록부의 수신 상태를 확인하여 해당 데이타의 전송실패로 판단된 경우, 상기 재전송요청 결정부에 의해 재전송 횟수와 재전송요청제한선을 포함하는 재전송 알고리즘에 따라 재전송 요청할 데이터에 대한 정보를 결정하여 해당하는 분산전송장치로 상기 재전송 명명을 요청하는 상기 전송명령 생성부로 전송하는 단계; 및
    (a8) 상기 송수신부에 의해 상기 재전송 명령을 해당하는 분산전송장치로 전송하고, 다수의 분산전송장치로부터 재전송 요청 데이타를 수신하는 단계;
    를 포함하는 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 재전송을 요청하는 단계 (a6)는
    상기 재전송요청 결정부에서 상기 수신상태기록부를 확인하여 전송되었어야 할 시간(지연)이 가장 오래된 데이터부터 재전송 요청을 수행하고, 해당 분산전송장치로 최대 N(N은 1이상의 정수)회의 재전송이 이루어지지 않으면, 다른 분산전송장치로 다음으로 지연이 오래된 데이타를 재전송하도록 상기 전송명령 생성부로 요청하고, 기존 재전송 실패후 상기 해당 분산전송장치로 최대 N회 재전송을 상기 전송명령 생성부로 요청하는 것을 특징으로 하는 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 단계 (b)는,
    (b1) 상기 분산전송장치의 송수신부에서 상기 통합전송장치로부터 상기 데이터 전송 명령 또는 재전송 명령을 포함하는 무선전송데이타를 수신받고, 상기 통합전송장치로 다수의 분산전송장치의 실시간 측정 데이타 또는 재전송 데이타를 송신하는 단계;
    (b2) 상기 통합전송장치로부터 상기 송수신부를 통해 수신된 데이터 전송명령 또는 재전송 명령을 전송명령 복호부에 의해 복호화하는 단계;
    (b3) 복호화된 통합전송장치의 데이터 전송명령 또는 재전송 명령을 전송데이터 저장부로 저장하고, 실시간 측정 데이터 또는 재전송 데이터를 저장하는 단계;
    (b4) 상기 분산전송장치의 신호측정부에 의해 신호를 측정하는 단계;
    (b5) PCM 인코더에 의해 상기 신호측정부로부터 실시간 측정 데이터를 PCM 인코딩하여 전송 프레임을 생성하여 상기 전송데이터 저장부로 전송하는 단계; 및
    (b6) 상기 전송데이터 저장부에 저장된 전송명령 또는 재전송 명령을 확인하여 데이터 송신부에 의해 상기 실시간 측정데이터를 상기 송수신부를 통해 전송하고, 상기 통합전송장치에서 요청하는 재전송 데이터를 상기 전송데이터 저장부에서 찾아 상기 재전송 데이터를 상기 송수신부를 통해 전송하는 단계;
    를 포함하는 군집 비행 물체를 위한 무선 분산 측정 방법.
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