KR101232095B1 - 채널간 중계기능을 갖는 무전기 및 이를 이용한 중계처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 채널간 중계기능을 갖는 무전기 및 이를 이용한 중계처리 방법에 관한 것으로서, PTT(Push To Talk)기능을 위한 PPT버튼, 표시부, 및 오디오 입출력부를 구비한 사용자 인터페이스장치; 상기 사용자인터페이스 장치를 각각 제어하는 제어부; 상기 제어부에 연결되어, 프로토콜 처리부로부터 패킷분석된 데이터를 상기 제어부로 전송하거나, 상기 제어부로부터 사용자 인터페이스장치를 통해 입력된 데이터의 패킷생성을 요청하는 사용자 인터페이스처리부; 설정된 무선접속방식에 따라 송수신 신호에 대한 프레임분석, 패킷분석, 패킷생성, 프레임생성 및 서로 다른 채널간 중계처리 기능을 수행가능한 프로토콜 처리부; 상기 프로토콜 처리부와 RF 처리부 사이에 연결되어, 각 송수신 신호의 무선접속방식에 대응하는 신호처리를 수행하는 무선접속 신호처리부; 및, 상기 무선접속 신호처리부에 연결되어, 설정된 채널별로 RF 신호를 각각 송수신 처리할 수 있는 RF 처리부를 포함하여 구성된다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 애드혹 네트워크 상에서 채널 변환을 통한 채널간 중계기능을 통해 통신거리를 확장할 수 있으며, 또한, 음성과 데이터를 동시 전송가능하게 함으로써 정보전송의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

채널간 중계기능을 갖는 무전기 및 이를 이용한 중계처리 방법{Radio Set And method for relaying wireless communication}

본 발명은 애드혹 네트워크 상에서 채널 변환을 통한 채널간 중계기능을 갖는 무전기 및 이를 이용한 중계처리 방법에 관한 것으로서, 특히, 애드혹 네트워크 상에서 음성과 데이터 동시 전송 및 중계처리가 가능한 채널간 중계기능을 갖는 무전기 및 이를 이용한 중계처리 방법에 관한 것이다.

종래에 따른 무전기는 PTT(Push To Talk) 기능을 위한 PPT버튼(3), 오디오 입출력부(5)를 구비한 사용자 인터페이스장치(10); 사용자 인터페이스장치(10)를 각각 제어하는 제어부(20); 제어부(20)에 연결되어 프로토콜 처리부(40)로부터 패킷분석된 데이터를 제어부(20)로 전송하거나 제어부(20)로부터 사용자 인터페이스장치(10)를 통해 입력된 오디오신호의 패킷생성을 요청하는 사용자 인터페이스부(30); 설정된 무선접속방식에 따라 송수신신호에 대한 프레임분석, 패킷분석, 패킷생성 및 프레임생성 기능을 수행하는 프로토콜 처리부(40)와, 프로토콜 처리부(40)에 연결되어 RF 신호를 송수신 처리가능한 RF 처리부(50)로 구성되었다. 여기서, 도면부호 70은 안테나이다.

이와 같은 무전기는, 다양한 전장 상황에 적용될 때 무전기의 통신거리가 제한적이다. 특히 산과 건물이 많은 곳에서는 통신거리가 더 짧아지게 된다. 이에 따라, 통신거리를 벗어난 무전기와는 통신이 불가능한 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 음성만을 송수신 함으로써, 정보전송에 대한 오류가능성이 높은 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 애드혹 네트워크 상에서 채널 변환을 통한 채널간 중계기능을 통해 통신거리를 확장하고, 또한, 음성과 데이터를 동시 전송가능하게 함으로써 정보전송의 신뢰성을 높일 수 있는 채널간 중계기능을 갖는 무전기 및 이를 이용한 중계처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 채널간 중계기능을 갖는 무전기는, PTT(Push To Talk)기능을 위한 PPT버튼, 표시부, 및 오디오 입출력부를 구비한 사용자 인터페이스장치; 상기 사용자인터페이스 장치를 각각 제어하는 제어부; 상기 제어부에 연결되어, 프로토콜 처리부로부터 패킷분석된 데이터를 상기 제어부로 전송하거나, 상기 제어부로부터 사용자 인터페이스장치를 통해 입력된 데이터의 패킷생성을 요청하는 사용자 인터페이스처리부; 설정된 무선접속방식에 따라 송수신 신호에 대한 프레임분석, 패킷분석, 패킷생성, 프레임생성 및 서로 다른 채널간 중계처리 기능을 수행가능한 프로토콜 처리부; 상기 프로토콜 처리부와 RF 처리부 사이에 연결되어, 각 송수신 신호의 무선접속방식에 대응하는 신호처리를 수행하는 무선접속 신호처리부; 및, 상기 무선접속 신호처리부에 연결되어, 설정된 채널별로 RF 신호를 각각 송수신 처리할 수 있는 RF 처리부를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 프로토콜 처리부는, 상기 무선접속 신호처리부로부터 신호처리된 수신신호의 프레임을 분석하는 프레임분석부와, 상기 프레임분석부의 분석된 프레임의 패킷을 분석하는 패킷분석부와, 상기 패킷분석부의 분석된 패킷의 목적지 정보를 판단하여 중계처리하는 중계처리부와, 상기 중계처리부 또는 사용자 인터페이스처리부로부터 패킷생성 요청에 따라 패킷을 생성하는 패킷 생성부와, 상기 패킷 생성부에 의해 생성된 패킷들을 전송용 프레임으로 구성하는 프레임 생성부를 구비한다.

또한, 상기 RF 처리부는, 설정된 제1 채널의 주파수대역의 신호를 제1 안테나를 통하여 송수신 가능한 제1 채널 RF 처리부와, 설정된 제2 채널의 주파수대역의 신호를 제2 안테나를 통하여 송수신 가능한 제1 채널 RF 처리부로 구성된다.

또한, 상기 사용자 인터페이스장치는, 정보데이터를 입력가능한 입력부를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 패킷 생성부에서 생성되는 패킷의 구조는, 음성 데이터와 정보 데이터를 포함하는 제1 데이터 패킷 구조와, 상기 음성 데이터가 존재하지 않는 경우 제어 데이터와 정보 데이터를 포함하는 제2 데이터 패킷 구조와, 상기 음성 데이터와 제어 데이터가 존재하지 않을 경우 정보 데이터만 포함하는 제3 데이터 패킷 구조 중 어느 하나의 패킷 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무선접속방식은 코드분할다중접속(CDMA), 시분할다중접속(TDMA), 주파수분할다중접속(FDMA) 중 어느 하나의 접속방식이 적용된다.

또한, 본 발명에 따른 무전기는 상기 제어부에 의해 제어되는 위치정보를 제공하는 위성항법장치(GPS)와 지리정보시스템(GIS)을 더 구비하되, 상기 제어부는 상기 위치정보를 상기 패킷의 정보데이터에 포함시키거나, 표시부를 통해 출력하도록 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 무전기는 애드혹 네트워크에서 적용된다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 채널간 중계 기능을 갖는 무전기를 이용한 중계처리 방법은, RF 처리부를 통해 RF 신호를 수신하는 수신단계; 상기 RF 신호를 무선접속 신호처리부를 통해 RF 신호의 무선접속방식에 대응하는 제1 신호처리를 수행하는 제1 신호처리 단계; 상기 제1 신호처리된 RF 신호를 프로토콜 처리부를 통해 프레임 분석 및 패킷 분석하고, 분석된 패킷의 목적지 정보를 판단하여 수신신호와 다른 채널의 목적지인 경우, 상기 RF 신호의 중계용 프레임을 생성하는 중계처리 단계; 상기 생성된 중계용 프레임의 RF 신호를 무선접속 신호처리부를 통해 목적지의 무선접속방식에 대응하는 제2 신호처리를 수행하는 제2 신호처리 단계; 상기 제2 신호처리된 RF 신호를 상기 RF 처리부를 통해 송신하는 송신단계를 포함한다.

이 때, 상기 중계처리 단계에서 사용되는 RF 신호의 패킷 구조는, 음성 데이터와 정보 데이터와 제어 데이터를 포함하는 제1 데이터 패킷 구조와, 상기 음성 데이터가 존재하지 않는 경우 제어 데이터와 정보 데이터를 포함하는 제2 데이터 패킷 구조와, 상기 음성 데이터와 제어 데이터가 존재하지 않을 경우 정보 데이터만 포함하는 제3 데이터 패킷 구조중 어느 하나의 패킷 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무선접속방식은 코드분할다중접속(CDMA), 시분할다중접속(TDMA), 주파수분할다중접속(FDMA) 중 어느 하나의 접속방식이 적용될 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 애드혹 네트워크 상에서 채널 변환을 통한 채널간 중계기능을 통해 통신거리를 확장할 수 있으며, 또한, 음성과 데이터를 동시 전송가능하게 함으로써 정보전송의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 무전기의 구성을 나타내는 도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무전기의 구성을 나타내는 도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중계기능을 갖는 무전기를 이용하여 서로 다른 채널간 중계기능 나타내는 도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 패킷 구조를 나타내는 도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 채널간 중계 기능을 갖는 무전기를 이용한 중계처리과정을 나타내는 도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무전기를 통한 프레임 생성 및 전송과정을 나타내는 도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무전기를 통한 1:1 음성과 1:N 데이터 동시 전송을 위한 프레임 구성 및 송수신 방법을 나타내는 도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무전기를 통한 1:N 음성과 1:N 데이터 동시 전송을 위한 프레임 구성 및 송수신 방법을 나타내는 도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무전기를 통해 음성과 데이터 동시 전송의 경우 시간에 따라 송수신 처리되는 과정을 나타내는 도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 무전기를 통해 대용량 데이터 또는 긴급정보 전송의 경우 시간에 따라 송수신 처리되는 과정을 나타내는 도.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 무전기를 통해 단문 데이터 전송 전용일 경우, 시간에 따라 송수신 처리되는 과정을 나타내는 도.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 무전기를 통해 서로 다른 채널간 음성 및 데이터를 중계하는 기능을 나타내는 도.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 무전기를 통해 서로 다른 채널간 음성 및 데이터를 동시 전송하는 경우 시간에 따라 송수신 처리되는 과정을 나타내는 도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 채널간 중계기능을 갖는 무전기(100)는, PTT(Push To Talk)기능을 위한 PPT버튼(113), 표시부(117), 및 오디오 입출력부(115)를 구비한 사용자 인터페이스장치(110); 상기 사용자인터페이스 장치(110)를 각각 제어하는 제어부(120); 상기 제어부(120)에 연결되어, 프로토콜 처리부(140)로부터 패킷분석된 데이터를 상기 제어부(120)로 전송하거나, 상기 제어부(120)로부터 사용자 인터페이스장치(110)를 통해 입력된 데이터의 패킷생성을 요청하는 사용자 인터페이스처리부(130); 설정된 무선접속방식에 따라 송수신 신호에 대한 프레임분석, 패킷분석, 패킷생성, 프레임생성 및 서로 다른 채널간 중계처리 기능을 수행가능한 프로토콜 처리부(140); 상기 프로토콜 처리부(140)와 RF 처리부(160) 사이에 연결되어, 각 송수신 신호의 무선접속방식에 대응하는 신호처리를 수행하는 무선접속 신호처리부(150); 및, 상기 무선접속 신호처리부(150)에 연결되어, 설정된 채널별로 RF 신호를 각각 송수신 처리할 수 있는 RF 처리부(160)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 프로토콜 처리부(140)는, 상기 무선접속 신호처리부(150)로부터 신호처리된 수신신호의 프레임을 분석하는 프레임분석부(141)와, 상기 프레임분석부(141)의 분석된 프레임의 패킷을 분석하는 패킷분석부(142)와, 상기 패킷분석부(142)의 분석된 패킷의 목적지 정보를 판단하여 중계처리하는 중계처리부(143)와, 상기 중계처리부(143) 또는 사용자 인터페이스처리부(130)로부터 패킷생성 요청에 따라 패킷을 생성하는 패킷 생성부(144)와, 상기 패킷 생성부(144)에 의해 생성된 패킷들을 전송용 프레임으로 구성하는 프레임 생성부(145)를 구비한다.

또한, 상기 RF 처리부(160)는, 설정된 제1 채널의 주파수대역의 신호를 제1 안테나(161a)를 통하여 송수신 가능한 제1 채널 RF 처리부(161)와, 설정된 제2 채널의 주파수대역의 신호를 제2 안테나(162a)를 통하여 송수신 가능한 제1 채널 RF 처리부(162)로 구성된다.

또한, 바람직하게는, 상기 사용자 인터페이스장치(110)는 정보데이터를 입력가능한 입력부(미도시)를 더 구비할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 2에 도시된 2채널 무전기에서 데이터의 처리 흐름을 기준으로 설명하면, RF 처리부(160)와 무선접속신호 처리부(150)을 통하여 디지털화되어 입력된 수신 프레임은 프레임 분석부(141)에서 프레임의 구조를 분석하여 패킷들을 추출하고 추출된 패킷들을 패킷 분석부(142)에서 분석하여 사용자 인터페이스 처리부에서 수신 데이터의 종류에 따라 표시부(Display)(117) 혹은 오디오 입출력부(115)를 통하여 결과를 출력한다. 이 때, 중계되어야 하는 패킷은 중계처리부(143)으로 전달되어 중계처리된다. 사용자 인터페이스 장치들(표시부(117), 오디오 입출력부(115), PTT버튼(113), 입력부(미도시))을 통하여 입력된 (음성, 정보)데이터 혹은 명령은 사용자 인터페이스 처리부(130)에서 프로토콜 처리부(140)에 요청하여 패킷 생성부(144)에서 패킷들을 생성하고 생성된 패킷들을 이용하여 프레임 생성부(145)에서 전송프레임을 생성하며 생성된 전송프레임은 무선접속 신호처리부(150)와 RF처리부(160)를 통하여 무선 송출된다.

여기서, 상기 패킷 생성부(144)에서 생성되는 패킷의 구조는, 도 4(a)와 같이, 음성 데이터(330)와 정보 데이터(350)를 포함하는 제1 데이터 패킷 구조와, 도 4(b)와 같이, 상기 음성 데이터(330)가 존재하지 않는 경우 제어 데이터(340)와 정보 데이터(350)를 포함하는 제2 데이터 패킷 구조와, 도 4(c)와 같이, 상기 음성 데이터(330)와 제어 데이터(340)가 존재하지 않을 경우 정보 데이터(360)만 포함하는 제3 데이터 패킷 구조 중 어느 하나의 패킷 구조를 갖는 것을 특징으로 한다. 이 때, 제1, 제2, 제3 데이터 패킷은 모두 헤더(310)와 CRC(370)을 포함하며, 상기 음성데이터는 헤더(331)와 음성패킷(333)으로 구성되고, 정보데이터(350)는 헤더(351)과 데이터패킷(353)으로 구성된다. 또한, 제어 데이터(340)는 헤더(341)와 제어 데이터 패킷(343)으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 무선접속방식은 코드분할다중접속(CDMA), 시분할다중접속(TDMA), 주파수분할다중접속(FDMA) 중 어느 하나의 접속방식이 적용될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 무전기(100)는 미도시되었으나, 상기 제어부(120)에 의해 제어되는 위치정보를 제공하는 위성항법장치(GPS)와 지리정보시스템(GIS)을 더 구비하되, 상기 제어부(120)는 상기 위치정보를 상기 패킷의 정보데이터에 포함시키거나, 표시부(117)를 통해 출력하도록 제어할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 무전기는 애드혹 네트워크에서 적용된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 채널간 중계 기능을 갖는 무전기를 이용한 중계처리 방법은, RF 처리부를 통해 RF 신호를 수신하는 수신단계(S210); 상기 RF 신호를 무선접속 신호처리부를 통해 RF 신호의 무선접속방식에 대응하는 제1 신호처리를 수행하는 제1 신호처리 단계(S220); 상기 제1 신호처리된 RF 신호를 프로토콜 처리부를 통해 프레임 분석 및 패킷 분석하고, 분석된 패킷의 목적지 정보를 판단하여 수신신호와 다른 채널의 목적지인 경우, 상기 RF 신호의 중계용 프레임을 생성하는 중계처리 단계(S230); 상기 생성된 중계용 프레임의 RF 신호를 무선접속 신호처리부를 통해 목적지의 무선접속방식에 대응하는 제2 신호처리를 수행하는 제2 신호처리 단계(S240); 상기 제2 신호처리된 RF 신호를 상기 RF 처리부를 통해 송신하는 송신단계(S250)를 포함한다.

이 때, 상기 중계처리 단계에서 사용되는 RF 신호의 패킷 구조는, 앞서 언급한 바와 같다.

[실시예]

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무전기(100)는 통달거리 내에 있는 다른 무전기들(210, 220, 230, 240, 260)과 방송망 형태의 통신 구조를 가진다. 무전기들의 통달거리에 의해 형성되는 두 개의 서로 다른 망(A)과 망(B)가 존재할 때, 망(A)에 속해 있는 노드a(210)에서 망(B)에 속해 있는 노드f(260)로 음성 통화나 데이터를 전송하고자 할 때, 노드a(210)로부터 노드f(260)로 통신을 직접 수행할 수 없으나, 노드c(100)는 두 개의 통신망에 동시에 속해 있어 노드a(210)와도 노드f(260)와도 통신이 가능한 위치에 존재한다. 상기 노드a(210)는 노드f(260)로 전송하여야 할 음성 및 정보 데이터를 패킷을 구성하여 망(A)의 모든 노드들(220,230,100)에게 전송하며, 이를 수신한 노드c(100)는 다른 채널을 사용하여 수신한 패킷을 망(B)의 모든 노드(240, 260)에게 전송한다. 노드f(260)는 노드c(100)로부터 전송된 패킷을 수신처리하게 되는데, 이 패킷은 노드a(210)로부터 전송된 패킷을 노드c(100)가 중계하여 노드f(260)로 전달된 패킷이다.

도 4에 도시된 바와 같이 패킷 구조는 전송되어야 할 데이터의 특성에 따라 음성(330)과 정보 데이터(350)를 동시에 전송할 때 구성되는 제1 데이터 패킷구조(a)와 음성이 존재하지 않을 경우 제어 데이터(340)와 정보 데이터(350)를 동시에 전송하기 위한 제2 데이터 패킷구조(b), 음성이 존재하지 않을 경우 대용량의 정보 데이터(360)를 전송하기 위한 제3 데이터 패킷구조(c)로 융통성 있게 변환되어 운용할 수 있는 형태를 가지며, 기본 패킷 구조는 헤더(310), 음성(330), 정보 데이터(350) 및, CRC(370)로 이루어진 구조이다.

상기 음성과 정보 데이터를 동시에 전송할 때 구성되는 제1 데이터 패킷(a)에서의 정보 데이터는 네트워크를 유지하기 위한 제어 데이터이거나 가변적인 표준 메시지가 될 수 있다.

또한, 상기 음성이 없고 제어 데이터와 정보 데이터를 전송할 때 구성되는 제2 데이터 패킷(b)은 음성 통화가 없고 전송할 데이터가 제어 데이터와 가변적인 표준 메시지가 상존할 때 구성되는 패킷 구조를 나타낸다.

또한, 상기 음성이 없고 대용량의 정보 데이터를 전송할 때 구성되는 제3 데이터 패킷(c)은 음성 통화가 없고, 전송할 데이터의 양이 많을 때 사용하는 패킷 구조로 음성 패킷 영역까지 모두 데이터 패킷 영역으로 확장하여 사용하므로 대용량의 데이터를 전송할 때 전송 효율을 높힐 수 있다.

상기 기술한 패킷의 종류는 음성, 제어 데이터, 정보 데이터로 구분되는데 음성은 무전기 사용자 간 음성으로 통화하고자 할 때 사용되고, 제어 데이터는 네트워크를 유지관리하기 위한 것이고, 정보 데이터는 상황 및 임무 정보를 전달하고자 할 때 사용하는 것으로 정보 데이터는 가변적인 표준 메시지 형식으로 구성된다.

이하, 상기의 구성으로 이루어진 메시지 형식을 이용하여 음성 및 데이터 프레임을 구성하여 전달하는 동작 과정에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 프레임으로 구성하여 전송하는 방법을 처리하는 과정을 나타내는 흐름도로서. 프레임을 구성하는 과정은 크게 음성과 정보 데이터를 동시에 전송할 때의 제1 데이터 패킷 구성 방법에 의해 생성된 패킷을 이용한 프레임의 구성 및 전달 방법을 보여주는 Flow 1(S100)과; 음성이 존재할지 않을 경우 제어 데이터와 정보 데이터를 동시에 전송하기 위한 제2 데이터 패킷 구성 방법에 의해 생성된 패킷을 이용한 프레임의 구성 및 전달 방법을 보여주는 Flow 2 (S120)와; 음성 데이터 없이 대용량의 정보 데이터를 전송할 때의 제3 데이터 패킷 구성 방법에 의해 생성된 패킷을 이용한 프레임의 구성 및 전달 방법을 보여주는 Flow 3(S130)로 구분하여 설명한다.

도 6에서와 같이, Flow 1(S100)은 무전기(100)가 아무런 동작을 하지 않는 대기상태에서부터 시작된다.

단계 S101 : 먼저, 무전기(100)는 사용자 이벤트 또는 내부적인 이벤트의 발생으로 대기상태에서 깨어난다. 깨어나는 조건은 사용자가 PTT 버튼(113)을 누르거나 내부적으로 생성된 제어 혹은 정보 메시지가 생성될 때, 그리고 외부로부터 유무선으로 음성, 제어 및 정보 메시지가 수신되었을 때이다

단계 S102 : 데이터 전송을 위한 무선채널을 점유하기 위하여 무선 점유 신호인 PTT 상태를 검사하고, 검사한 결과 PTT 상태가 ON일 경우에는 다른 노드에서 네트워크를 사용하고 있으므로 PTT 상태가 OFF일 때까지 단계 S102의 과정을 반복하고 PTT 상태가 OFF가 되었을 경우에는 단계 S103을 수행한다.

단계 S103 : 데이터 전송을 위해 무선 채널을 점유하기 위하여 PTT 상태를 ON으로 변경한다.

단계 S104 : 전송하고자 하는 음성이 존재하는지 검사하고, 검사한 결과 음성이 존재하지 않을 경우 Flow2(S120)을 수행하고, 전송하고자 하는 데이터에 음성이 존재할 경우 단계 S105의 과정을 수행한다. 이때, 음성은 해당 무전기 자체적으로 생성된 것이거나, 음성 중계를 위한 다른 무전기로부터 전달되어 또 다른 무전기로 전달되어야 하는 음성 데이터가 될 수 있다.

단계 S105 : 전송하고자 하는 음성을 음성 프레임 영역에 추가하고 단계 S106 과정을 수행한다.

단계 S106 : 상기 단계 S105 과정에서 추가된 음성 데이터와 더불어 전송할 정보 데이터가 존재하는지 검사한다. 검사한 결과 전송할 정보 데이터가 존재하지 않는 경우 전송할 제어 데이터가 존재하는지를 판별하기 위하여 단계 S017을 수행하고 전송할 정보 데이터가 존재하는 경우 단계 S110의 과정을 수행한다.

단계 S107 : 상기 단계 S105 과정에서 추가된 음성과 더불어 전송할 제어 데이터가 존재하는지 검사하고, 검사한 결과 전송할 제어 데이터가 존재하지 않는 경우 단계 S108의 과정을 수행한다.

단계 S108 : 상기 단계 S106과 단계 S107의 과정을 통하여 음성과 함께 전송할 정보 데이터 및 제어 데이터가 존재하지 않으므로 NULL 데이터 패킷을 데이터 영역 프레임에 삽입하고 단계 S111 과정을 수행한다.

단계 S109 : 상기 단계 S106과 단계 S107의 과정을 통하여 음성 데이터와 함께 전송할 제어 데이터가 존재하므로 전송할 제어 데이터 패킷을 데이터 영역 프레임에 삽입하고 단계 S111 과정을 수행한다.

단계 S110 : 상기 단계 S106의 과정을 통하여 음성과 함께 전송할 정보 데이터가 존재하므로 전송할 정보 데이터 패킷을 데이터 영역 프레임에 삽입하고 단계 S111 과정을 수행한다.

단계 S111 : 상기 단계들을 수행하여 완성된 하나의 프레임을 네트워크를 통하여 동일망에 존재하는 노드들에게 전송하고 단계 S112 과정을 수행한다.

단계 S112 : 새로 전송해야할 음성이 존재하는지 검사하고, 검사한 결과 전송할 음성이 존재하지 않는 경우 단계 S113 과정을 수행한다. 전송할 음성 데이터가 존재하는 경우 새로운 프레임을 전송하기 위하여 상기 단계 S105 과정을 수행한다.

단계 S113 : 상기 단계 112 과정을 통하여 더 이상 전달할 음성이 존재하지 않는 경우 네트워크를 다른 노드들이 사용할 수 있도록 PTT 상태를 OFF로 변경하고 Flow1(S100)을 수행하기 위한 대기 상태로 들어간다.

Flow 2(S120)는 상기 Flow 1(S100)의 단계 S104 과정에서 음성이 존재하지 않을 경우 전송하고자 하는 정보 데이터 또는 제어 데이터를 동시에 전송하기 위한 방법으로 상기 Flow 1(S100)의 단계 S104 과정에서 음성이 존재하지 않을 경우로부터 시작된다.

단계 S121 : 상기 단계 S104를 통하여 음성 없이 전송할 정보 데이터가 존재하는지 검사하고, 검사한 결과 전송할 정보 데이터가 존재하지 않는 경우 Flow 3(S130)을 수행하고 전송할 정보 데이터가 존재하는 경우 단계 S122 과정을 수행한다.

단계 S122 : 상기 단계 S121 과정을 통하여 전송할 정보 데이터와 함께 전송할 제어 데이터가 존재하는지 검사하고, 검사한 결과 전송할 제어 데이터가 존재하지 않는 경우 단계 S123 과정을 수행하고 전송할 제어 데이터가 존재하는 경우 단계 S124 과정을 수행한다.

단계 S123 : 상기 단계 S122 과정을 통하여 제어 데이터가 존재하지 않으므로 음성 프레임 영역과 정보 데이터 프레임 영역 전체에 정보 데이터를 삽입하여 하나의 완성된 프레임을 생성하고 단계 S126 과정을 수행한다.

단계 S124 : 상기 단계 S122 과정을 통하여 제어 데이터가 존재하므로 상기 제어 데이터를 정보 데이터와 함께 전송하기 위하여 제어 데이터 패킷을 음성 프레임 영역에 삽입하고 단계 S125 과정을 수행한다.

단계 S125 : 상기 단계 S124 과정을 통하여 음성 프레임 영역에 제어 데이터 패킷이 삽입된 프레임의 데이터 프레임 영역에 정보 데이터를 삽입하여 하나의 완성된 프레임을 생성하고 단계 S126 과정을 수행한다.

단계 S126 : 상기 단계 S123 또는 S125를 통하여 생성된 하나의 완성된 프레임을 네트워크를 통하여 동일망에 존재하는 노드들에게 전송하고 단계 S127 과정을 수행한다.

단계 S127 : 상기 단계 126 과정을 통하여 하나의 완성된 프레임을 전송한 후, 네트워크를 다른 노드들이 사용할 수 있도록 PTT 상태를 OFF로 변경하고 Flow1(S100)을 수행하기 위한 대기 상태로 들어간다.

Flow3(S130)은 상기 Flow2(S120)의 단계 S121 과정에서 음성과 정보 데이터가 존재하지 않을 경우 전송하고자 제어 데이터로 하나의 완성된 프레임을 구성하여 전송하기 위한 방법으로 상기 Flow2(S120)의 단계 S121 과정에서 정보 데이터가 존재하지 않을 경우로부터 시작된다.

단계 S131 : 상기 단계 S121 과정을 통하여 정보 데이터가 존재하지 않으므로 음성 프레임 영역과 데이터 프레임 영역 전체에 제어 데이터를 삽입하여 하나의 완성된 프레임을 생성하고 단계 S132 과정을 수행한다.

단계 S132 : 상기 단계 S131을 통하여 생성된 하나의 완성된 프레임을 네트워크를 통하여 동일망에 존재하는 노드들에게 전송하고 단계 S133 과정을 수행한다.

단계 S133 : 상기 단계 132 과정을 통하여 하나의 완성된 프레임을 전송한 후, 네트워크를 다른 노드들이 사용할 수 있도록 PTT 상태를 OFF로 변경하고 Flow1(S100)을 수행하기 위한 대기 상태로 들어간다.

상기의 과정을 통하여 무전기(100)는 전달하고자 하는 데이터의 특성에 따라 융통성 있게 프레임을 구성하여 동일망 내에 있는 수신 가능한 노드들에게 음성과 정보 데이터를 동시에 전송할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무전기를 통한 1:1 음성과 1:N 데이터 동시 전송을 위한 프레임 구성 및 송수신 방법을 나타내는 도이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무전기를 통한 1:N 음성과 1:N 데이터 동시 전송을 위한 프레임 구성 및 송수신 방법을 나타내는 도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 음성이 특정 노드에게만 전달되어야 하는 경우 데이터는 여러 노드로 전달될 수 있는 형태인 1:1 음성 및 1:N 데이터 송수신 구조를 가질 수 있다. 노드a에서 노드c로 음성을 전달하는 경우, 노드a에서 발생되는 음성 패킷과 노드a에서 다른 노드로 전달해야 하는 데이터 패킷을 하나의 프레임(401)으로 구성하여 전달하고, 각 프레임의 음성 패킷 및 데이터 패킷은 헤더에 목적지 정보가 들어 있으므로 대상 노드에서 프레임 수신 후 각 패킷의 헤더를 보고 자신의 정보인지 판별하여 처리한다. 모든 노드(b, c, d)는 전송되는 프레임을 수신하고 프레임 내 헤더를 분석하여 자신에게 전달되는 패킷만 수집하여 처리하고 해당되지 않는 패킷은 버린다. 도 7과 같이, 노드b, 노드c, 노드d는 각각 송신된 하나의 프레임(401)을 수신하여 자신에게 해당되는 데이터 패킷인 데이터->b 패킷(402), 데이터->c 패킷(403), 데이터->d 패킷(404)을 각각 수집 처리하고 노드c는 모든 음성 패킷을 수집하여 처리하게 된다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 모든 노드(b,c,d)로 음성을 전달하는 경우에도 데이터는 각각의 노드로 전달될 수 있는 형태인 1:N 음성 및 1:N 데이터 송수신 구조를 가질 수 있다. 노드a에서 동일망 내에 있는 모든 노드로 음성을 전달하는 경우, 노드a에서 발생되는 음성 패킷과 노드a에서 다른 노드로 전달하여야 하는 데이터 패킷을 하나의 프레임(411)으로 구성하여 전달한다. 이때, 구성되는 프레임들은 PTT가 OFF될 때까지 하나의 동일한 음성 목적지와 서로 다른 데이터 목적지를 가질 수 있다. 각 프레임의 음성 패킷 및 데이터 패킷은 헤더에 목적지 정보가 들어 있으므로 대상 노드에서 프레임 수신 후 각 패킷의 헤더를 보고 자신의 정보인지 판별하여 처리한다. 모든 노드는 전송되는 프레임을 수신하고 프레임 내 헤더를 분석하여 자신에게 전달되는 패킷만 수집하여 처리하고 해당되지 않는 패킷은 버린다. 도 8과 같이, 노드b, 노드c, 노드d는 각각 송신된 하나의 프레임(411)을 수신하여 자신에게 해당되는 데이터 패킷인 데이터->b 패킷(413), 데이터->c 패킷(414), 데이터->d 패킷(412)을 각각 수집하여 처리하고 모든 노드는 모든 음성 패킷을 수집하여 처리하게 된다.

도 9 내지 도 11는 본 발명에 따른 송신측과 수신측에서의 시간개념을 고려한 송수신 및 처리 과정에 대한 일실시예를 나타내는 도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 음성과 데이터를 동시 전송하는 경우에 송신측 노드와 수신측 노드 측면에서 시간 개념을 포함한 송수신 처리과정을 설명하기 위하여 송신측은 노드a로 수신측은 노드b, 노드c, 노드d로 설정하여 설명한다. 노드a가 노드b, 노드c, 노드d로 전송해야할 데이터를 가지고 있는 상태에서 노드a가 다른 모든 노드로 음성을 전달하고자 할 때, 노드a는 음성을 전달하기 위해 무선채널 점유를 나타내는 신호인 PTT 상태를 ON으로 변경한다. 그리고 노드a에서 발생되는 아날로그 음성을 여러 개의 디지털 음성 패킷으로 나누고 각각의 패킷을 서로 다른 프레임에 삽입하고 음성 패킷이 삽입된 각각의 프레임의 음성 패킷 뒤에 전송해야 할 데이터 패킷(423, 424, 425)을 삽입하여 각각을 하나의 완전한 프레임으로 구성하여 전달하게 된다. 이 때, 수신측 노드들은 수신되는 프레임을 분석하여 자신에게 전달되는 패킷만을 추출하여 처리한다. 즉, 노드b는 모든 음성 패킷과 자신을 목적지로 하는 데이터 패킷(423) 하나만을 처리하고, 노드d는 모든 음성 패킷과 하나의 패킷 데이터(424)를 처리하며, 노드c는 모든 음성 패킷과 하나의 패킷(425)을 처리한다. 음성을 모두 전달한 경우, 노드a는 다른 노드들이 무선 채널을 사용할 수 있도록 무선 점유 신호인 PTT를 OFF 시킨다.

다른 예로써, 도 10에서와 같이, 대용량 데이터 또는 긴급정보를 전송하고자 하는 경우에, 송신측 노드와 수신측 노드 측면에서 시간 개념을 포함한 송수신 처리과정을 설명하기 위하여 송신측은 노드a로 수신측은 노드b로 설정하여 설명한다. 상기의 경우는 네트워크상에 음성이 송수신 되지 않는 상태에서 특정 노드가 전달해야할 대용량의 데이터가 있거나 다수의 데이터가 있는 경우에 적용될 수 있다. 노드a는 데이터를 전달하기 위해 무선 점유를 나타내는 신호인 PTT를 ON으로 변경한 후, 노드a에서 발생되는 대용량 데이터는 여러 개의 패킷으로 나누고, 나누어진 패킷은 하나의 프레임 단위에 실려 전달된다. 이 때, 프레임은 음성 패킷 영역까지 데이터 패킷으로 프레임을 구성한다. 노드b는 데이터 패킷들(431, 432, 433)을 수신하여 하나의 데이터로 조합하여 처리한다. 대용량 데이터를 모두 전달한 경우, 노드a는 다른 노드들이 무선 채널을 사용할 수 있도록 무선 점유 신호인 PTT를 OFF 시킨다.

또 다른 예로써, 도 11에서와 같이, 단문 데이터 전송 전용일 경우에 송신측 노드와 수신측 노드의 측면에서 시간 개념을 포함한 송수신 처리과정을 설명하기 위하여 송신측은 노드a와 노드c로 수신측은 노드b와 노드d로 설정하여 설명한다. 상기의 경우는 네트워크상에 음성이 송수신 되지 않는 상태에서 다수의 노드들이 전달할 데이터가 있는 경우 적용되는 방식으로 노드a는 노드b로 데이터를 전달하기 위해 무선 채널 점유를 나타내는 신호인 PTT를 ON으로 변경한 후, 노드a에서 발생되는 데이터는 하나의 패킷으로 구성되어 하나의 프레임 단위에 실려 전달된다. 이 때, 프레임은 전달할 음성 패킷이 없는 상태이므로 음성 패킷 영역에는 망 유지 보수를 위한 제어 데이터가 실려 전달되거나, 제어 데이터도 없는 경우에는 음성 패킷 영역은 NULL 데이터로 채워져 하나의 완성된 프레임을 구성하여 전달한다. 노드b는 데이터 패킷(441)을 수신하여 처리한다. 데이터를 전달한 노드a는 다른 노드들이 무선 채널을 사용할 수 있도록 무선 점유 신호인 PTT 상태를 OFF로 변경한다. 이 때, 노드a가 무선 채널을 점유하고 있는 상황에서 노드c는 전송할 데이터가 있어도 노드a가 무선 채널을 점유하고 있으므로 무선 점유가 해제될 때까지 기다린다. 노드a(11)가 무선 점유를 해제(PTT OFF) 한 뒤, 노드c(13)는 노드d(14)로 데이터를 전달하기 위해 무선 점유를 나타내는 무선 채널 점유 신호인 PTT 상태를 ON으로 변경한다. 이후의 전달과정은 상기에서 기술한 바와 동일하게 적용된다.

도 12는 음성과 데이터가 동일망에 존재하지 않는 목적지까지 2채널을 이용한 중계를 통하여 전달되는 음성과 데이터의 중계 방법에 대한 실시예를 나타낸다. 도 12에 도시된 바와 같이, 노드a에서 음성은 모든 노드로 전송되고 데이터는 특정 노드로 전송하고자 할 때, 노드a에서 채널#1(500)을 사용하여 현재 동일망에 접속되어 있는 모든 노드(b, c)로 프레임(501)을 전송한다. 동일망에 속해 있는 각 노드는 전송된 프레임(501)을 수신하여 음성 패킷은 처리하고 데이터 패킷은 자신의 것만 추출하여 처리한다. 음성 및 정보 데이터 패킷 내에는 라우팅 정보가 포함되어 있어 노드c에서는 수신된 음성 패킷과 정보 데이터 패킷을 재구성하여 자신이 중계 역할을 수행해주는 노드e와 노드f에게 채널#2(510)을 이용하여 중계 전달한다. 이 때, 노드c는 라우팅 테이블 상에 존재하지 않는 목적지가 노드b인 데이터 패킷을 제거한 프레임들(511)을 전송하고 노드e에서는 모든 음성 패킷과 자신이 목적지인 데이터 패킷만을 추출하여 처리하고, 노드f도 모든 음성 패킷과 자신이 목적지인 데이터 패킷만을 추출하여 처리하게 된다.

도 13는 음성과 데이터가 동일망에 존재하지 않는 목적지까지 2채널을 이용한 중계 과정을 송신측과 수신측에서 시간개념을 적용하여 송수신 및 처리 과정에 대한 실시예(즉, 도 12에 대한 시간개념을 적용한 송수신 처리과정을 나타낸 도)로써, 도 13에 도시된 바와 같이 노드a에서 채널#1을 이용하여 전달되는 음성 및 데이터 패킷은 노드c에서 수신하게 된다. 노드c는 채널#2을 이용하여 중계하여야 할 음성 및 데이터 패킷을 재구성하여 전달하게 된다. 이 때, 중계하지 않아야 할 패킷들은 노드c에서 제거한 후 프레임을 구성하게 된다.

상기의 과정을 통하여 2채널 무전기에서 음성과 정보 데이터를 동시에 수신처리 할 수 있으며, 두 개의 채널을 이용하여 통신거리가 한정되어 있는 종래의 무전기 한계를 극복하고 유기적인 네트워크 서비스를 제공할 수 있다.

따라서, 본 발명은 데이터 중심의 네트워크로 발전하고 있는 현대 사회의 정보 유통 및 미래 전의 다양한 전장 상황에 적용하기 위해 서로 다른 채널간 데이터를 중계함으로써 유기적 네트워크 구성을 통한 통신거리를 확장할 수 있고, 다양한 전장상황을 음성과 정보 데이터를 이용하여 전달하는 서비스를 제공할 수 있다. 더 나아가 GPS와 GIS 시스템과의 연동을 통하여, 상호간의 위치데이터를 전송함으로써 그래픽 출력이 가능한 LCD가 존재하는 무전기 상에서 위치기반 서비스를 제공할 수 있어 사용자에게 보다 가시적이고 효율적인 상황 운용 및 대응계획 수립을 세울 수 있는 효과가 있다.

이상, 본 발명에 대하여 도면과 실시예를 가지고 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 많은 수정과 변형이 가능함을 이해할 것이다. 또한, 상기 도면은 발명의 이해를 돕기 위해 도시된 것으로서, 청구범위를 한정하도록 이해해서는 아니될 것이다.

3, 113 : PPT버튼
5, 115 : 오디오 입출력부
10, 110 :사용자 인터페이스장치
20, 120 : 제어부
30, 130 : 사용자 인터페이스처리부
40, 140 : 프로토콜 처리부
50, 160 : RF 처리부
100 : 무전기
117 : 표시부
141 : 프레임분석부
142 : 패킷분석부
143 : 중계처리부
144 : 패킷생성부
145 : 프레임 생성부
161 : 제1 채널 RF 처리부
162 : 제2 채널 RF 처리부
161a : 제1 안테나
162a : 제2 안테나

Claims (11)

1. 채널간 중계기능을 갖는 무전기로서,
   PTT(Push To Talk)기능을 위한 PPT버튼, 표시부, 및 오디오 입출력부를 구비한 사용자 인터페이스장치;
   상기 사용자인터페이스 장치를 각각 제어하는 제어부;
   상기 제어부에 연결되어, 프로토콜 처리부로부터 패킷분석된 데이터를 상기 제어부로 전송하거나, 상기 제어부로부터 사용자 인터페이스장치를 통해 입력된 데이터의 패킷생성을 요청하는 사용자 인터페이스처리부;
   설정된 무선접속방식에 따라 송수신 신호에 대한 프레임분석, 패킷분석, 패킷생성, 프레임생성 및 서로 다른 채널간 중계처리 기능을 수행가능한 프로토콜 처리부;
   상기 프로토콜 처리부와 RF 처리부 사이에 연결되어, 각 송수신 신호의 무선접속방식에 대응하는 신호처리를 수행하는 무선접속 신호처리부;
   상기 무선접속 신호처리부에 연결되어, 설정된 채널별로 RF 신호를 각각 송수신 처리할 수 있는 RF 처리부;
   를 포함하는 채널간 중계기능을 갖는 무전기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로토콜 처리부는,
   상기 무선접속 신호처리부로부터 신호처리된 수신신호의 프레임을 분석하는 프레임분석부와,
   상기 프레임분석부의 분석된 프레임의 패킷을 분석하는 패킷분석부와,
   상기 패킷분석부의 분석된 패킷의 목적지 정보를 판단하여 중계처리하는 중계처리부와,
   상기 중계처리부 또는 사용자 인터페이스처리부로부터 패킷생성 요청에 따라 패킷을 생성하는 패킷 생성부와,
   상기 패킷 생성부에 의해 생성된 패킷들을 전송용 프레임으로 구성하는 프레임 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 채널간 중계기능을 갖는 무전기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 RF 처리부는,
   설정된 제1 채널의 주파수대역의 신호를 제1 안테나를 통하여 송수신 가능한 제1 채널 RF 처리부와,
   설정된 제2 채널의 주파수대역의 신호를 제2 안테나를 통하여 송수신 가능한 제1 채널 RF 처리부로 구성되는 것을 특징으로 하는 채널간 중계기능을 갖는 무전기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 사용자 인터페이스장치는, 정보데이터를 입력가능한 입력부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 채널간 중계기능을 갖는 무전기.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 패킷 생성부에서 생성되는 패킷의 구조는,
   음성 데이터와 정보 데이터를 포함하는 제1 데이터 패킷 구조와,
   상기 음성 데이터가 존재하지 않는 경우 제어 데이터와 정보 데이터를 포함하는 제2 데이터 패킷 구조와,
   상기 음성 데이터와 제어 데이터가 존재하지 않을 경우 정보 데이터만 포함하는 제3 데이터 패킷 구조
   중 어느 하나의 패킷 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 채널간 중계기능을 갖는 무전기.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 무선접속방식은 코드분할다중접속(CDMA), 시분할다중접속(TDMA), 주파수분할다중접속(FDMA) 중 어느 하나의 접속방식인 것을 특징으로 하는 채널간 중계기능을 갖는 무전기.
7. 제 6 항에서,
   상기 무전기는 상기 제어부에 의해 제어되는 위치정보를 제공하는 위성항법장치(GPS)와 지리정보시스템(GIS)을 더 구비하되,
   상기 제어부는 상기 위치정보를 상기 패킷의 정보데이터에 포함시키거나, 표시부를 통해 출력하도록 제어가능한 것을 특징으로 하는 채널간 중계기능을 갖는 무전기.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 무전기는 애드혹 네트워크에서 적용되는 것을 특징으로 하는 채널간 중계기능을 갖는 무전기.
9. 채널간 중계 기능을 갖는 무전기를 이용한 중계처리 방법으로서,
   RF 처리부를 통해 RF 신호를 수신하는 수신단계;
   상기 RF 신호를 무선접속 신호처리부를 통해 RF 신호의 무선접속방식에 대응하는 제1 신호처리를 수행하는 제1 신호처리 단계;
   상기 제1 신호처리된 RF 신호를 프로토콜 처리부를 통해 프레임 분석 및 패킷 분석하고, 분석된 패킷의 목적지 정보를 판단하여 수신신호와 다른 채널의 목적지인 경우, 상기 RF 신호의 중계용 프레임을 생성하는 중계처리 단계;
   상기 생성된 중계용 프레임의 RF 신호를 무선접속 신호처리부를 통해 목적지의 무선접속방식에 대응하는 제2 신호처리를 수행하는 제2 신호처리 단계;
   상기 제2 신호처리된 RF 신호를 상기 RF 처리부를 통해 송신하는 송신단계를 포함하는 채널간 중계 기능을 갖는 무전기를 이용한 중계처리 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 중계처리 단계에서 사용되는 RF 신호의 패킷 구조는,
    음성 데이터와 정보 데이터와 제어 데이터를 포함하는 제1 데이터 패킷 구조와,
    상기 음성 데이터가 존재하지 않는 경우 제어 데이터와 정보 데이터를 포함하는 제2 데이터 패킷 구조와,
    상기 음성 데이터와 제어 데이터가 존재하지 않을 경우 정보 데이터만 포함하는 제3 데이터 패킷 구조
    중 어느 하나의 패킷 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 채널간 중계 기능을 갖는 무전기를 이용한 중계처리 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 무선접속방식은 코드분할다중접속(CDMA), 시분할다중접속(TDMA), 주파수분할다중접속(FDMA) 중 어느 하나의 접속방식인 것을 특징으로 하는 채널간 중계 기능을 갖는 무전기를 이용한 중계처리 방법.

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