KR101328773B1 - 휴대용 라디오 시스템을 통한 모바일 라디오 시스템의 원격 제어 - Google Patents

휴대용 라디오 시스템을 통한 모바일 라디오 시스템의 원격 제어 Download PDF

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Abstract

라디오 통신 시스템(100)은 휴대용 라디오(200) 및 모바일 라디오(300)를 포함하고, 휴대용 라디오(200)는 모바일 라디오(300)를 원격으로 제어하도록 구성된다. 휴대용 라디오(200)는 휴대용 라디오의 RF 인터페이스(285)를 사용하여 다른 라디오 디바이스와 통신하는 스탠드얼론 모드로 동작할 수 있다. 또한, 휴대용 라디오(200)는 휴대용 라디오(200)가 휴대용 라디오(200)와 모바일 라디오(300)간 무선 링크를 확립하여 모바일 라디오(300)를 원격으로 제어하고 모바일 라디오의 RF 인터페이스(385)를 사용하여 다른 라디오 디바이스와 통신하도록 동작하는 원격 모드로 동작할 수 있다.

Description

휴대용 라디오 시스템을 통한 모바일 라디오 시스템의 원격 제어{REMOTE CONTROL OF MOBILE RADIO SYSTEM THROUGH PORTABLE RADIO SYSTEM}
본원발명은 모바일/휴대용 라디오 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본원발명은 별개의 모바일 라디오를 원격으로 제어할 수도 있는 전기능 휴대용 라디오를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
LMR(Land Mobile Radio) 시스템은 전세계를 통하여 광범위하게 사용되고 있다. 이들 시스템은 소방관, 경찰 및 다른 구급 대원 조직에 의해 조직원간 통신에 사용되곤 한다. LMR 시스템은 또한 다수의 상조직에 의해 사람 및 차량과의 통신 및 급송에 사용된다. LMR 시스템은 하나 이상의 중앙 급송 사무소를 포함하곤 하지만, 급송 사무소의 조력 없이 개개인이 서로 통신할 수도 있다.
전형적으로, LMR 시스템은 그 시스템을 사용하는 그룹원간 일대다 통신을 제공한다. 채널은 LMR 디바이스가 동작할 라디오 주파수를 결정하도록 사용자에 의해 선택된다. 송신 및 수신은 동일 주파수에서 일어날 수 있다. 대안으로, 선택된 채널은 별개의 송신 및 수신 주파수를 정의할 수도 있다. 선택된 채널상에서의 통신을 열도록 라디오 장비상에서 PTT(push-to-talk) 버튼이 눌러진다. 그후 사용자는 그 선택된 채널상에서 전형적으로는 음성 형태로 메시지를 송신할 수 있다. 그 선택된 채널을 모니터링하고 있는 어느 그룹원이라도 그 메시지를 수신할 것이다. 또한, 그 메시지는 키보드 또는 듀얼 톤 다중 주파수(DTMF) 키패드로 입력된 데이터의 형태일 수 있다.
광범위한 지역에 걸쳐 분포된 사용자가 서로 통신하도록 통신 시스템에 하나 이상의 리피터가 포함되곤 한다. 리피터는 신호를 수신하고 더 높은 전력으로 그 신호를 재송신하므로, 통신 시스템의 레인지를 증가시킨다. 리피터가 종종 사용됨에도 불구하고, LMR 장비는 둘 이상의 디바이스가 리피터의 사용 없이 통신가능하게 하는 "토크 어라운드(talk around)" 모드로 동작할 수도 있다.
더 최신의 시스템은 다수의 사용자 및 그룹이 단일의 주파수 채널을 공유하게 하는 트렁킹 프로토콜(trunking protocol)을 사용한다. 트렁킹된 시스템에 있어서, 리피터 또는 기지국은 어느 소정 순간에 어느 주파수 대역이 모니터링 및 송신하고 있는지를 결정하도록 개개의 디바이스가 모니터링하는 제어 채널을 제공한다. 이러한 프로토콜은 다수의 통화 그룹이 서로 간섭 없이 동일 주파수 대역을 공유하게 한다.
차량에 설치되어 있는 LMR 장비는 통상 모바일 라디오라고 일컬어진다. 모바일 라디오는 차량의 전력 시스템에 의해 전력을 공급받기 때문에, 일반적으로 배터리 수명은 관심사가 아니다. 따라서, 모바일 라디오는 높은 전력 레벨로 송신할 수 있다. 또한, 일반적으로 모바일 라디오는 송신 및 수신 효율을 향상시키도록 차량에 직접 부착된 대형 안테나를 갖고 있다. 또한, 모바일 라디오는 송신 및 수신 신뢰성을 증가시키는 다중 안테나, 예컨대, 다이버시티 안테나 구조를 포함할 수 있다. 그러나, 모바일 라디오는 차량에 고정되어 있기 때문에, 사용자, 예컨대, 경찰관이 그 차량 내에 있지 않을 때에는 그 사용자에 의해 사용될 수 없다.
개개의 사용자가 들고 다닐 수 있는 LMR 장비는 휴대용 라디오라고 일컬어진다. 휴대용 라디오는 통상 사용자가 쉽게 들고 다닐 수 있는 크기이다. 전형적으로, 휴대용 라디오는 재충전가능한 소형 배터리에 의해 전력을 공급받는다. 따라서, 배터리 수명이 관심사이고 휴대용 라디오는 일반적으로 모바일 라디오보다 더 낮은 전력으로 송신하도록 설계된다. 더하여, 크기 제약으로 인해, 휴대용 라디오는 모바일 라디오보다 더 작은 안테나를 갖고 있고 다중 안테나를 거의 수용하지 못하는 것이 전형적이다. 따라서, 휴대용 라디오의 동작 레인지는 모바일 라디오보다 더 제한되는 것이 일반적이다.
휴대용 LMR 장비와 연관된 레인지 제한을 극복하기 위하여, 수많은 기술이 개발되어 왔다. 때때로 간단한 RF 리피터가 사용되고 있다. 통상 차량에 설치되는 리피터는 휴대용 라디오로 및 그로부터 전송되는 RF 신호를 증폭한다. 이러한 시스템은 휴대용 라디오의 레인지를 증가시키는 이점을 갖는다. 더하여, 휴대용 라디오는 모바일 라디오의 더 높은 전력 송신기를 이용하도록 유선 인터페이스를 통해 모바일 라디오에 접속될 수도 있다. 이들 시스템이 휴대용 라디오의 여러 제약을 극복하기는 하지만, 사용자가 채널 번호 및 RF 전력 레벨과 같은 파라미터를 변경하도록 물리적으로 모바일 라디오로의 액세스가 필요하다.
휴대, 모바일 및 고정위치 라디오 제조자인 Kenwood는 휴대용 라디오에 의해 고주파수(HF) 라디오를 원격으로 제어가능한 SkyCommand라는 라디오 시스템을 소개하였다. 그러나, 그 휴대용 라디오는 HF 라디오의 원격 제어에도 스탠드얼론 통신에도 사용되는 단일의 라디오 인터페이스만을 포함하고 있다. 그러므로, 그 휴대용 라디오는 원격 제어로든 스탠드얼론 라디오로든 어느 하나로 사용되어야 하고 2개의 동작 모드간 심리스하게(seamlessly) 스위칭할 수 없다. 더하여, 휴대용 라디오와 HF 라디오간 통신 링크는 CTCSS(Continuous Tone-Coded Squelch System)의 사용과 같은 가장 기초적인 보안 특징만을 포함하고 있다.
마찬가지로, 모바일 라디오의 한계를 극복하기 위하여, 간단한 원격 제어 유닛이 개발되어 왔다. 이들 유닛은 차량 가까이에서 원격 제어할 때 모바일 라디오와 통신한다. 이것은 사용자에게 제한된 이동성 레벨을 제공하고 사용자가 그 차량 내에 있지 않을 때에도 통신하게 한다. 그러나, 이들 원격 제어는 동작할만큼 차량 가까이에서 이뤄져야 한다. 모바일 라디오로부터 너무 멀리서 원격 제어되면, 사용자는 통신할 수 없다. 이것은 임무를 수행하기 위해 모바일 라디오의 에어리어를 떠나야 할 필요가 있는 사용자에게는 상당한 제약이다.
따라서, 사용자로 하여금, 모바일 라디오 가까이에 있을 때에는 모바일 라디오의 증가된 송신 레인지를 이용하게 하고, 모바일 라디오로부터 멀리 있을 때에도 그 통신 능력을 심리스하게 보유하게 하는 로버스트 보안(robust security)의 라디오 시스템이 당업계에 필요하다. 본원발명은 이들 및 다른 요구를 만족시킨다.
본원발명의 일태양에 의하면, 적어도 하나의 휴대용 라디오 및 모바일 라디오를 포함하는 라디오 통신 시스템이 제공된다. 휴대용 라디오는 모바일 라디오에 대한 원격 제어로 역할할 수도 있는 전기능 핸드헬드 라디오(fully functional handheld radio)이다. 휴대용 라디오는 예컨대 마이크로프로세서 같은 컨트롤러, RF 인터페이스, 근거리 무선 인터페이스(local wireless interface) 및 예컨대 스피커 및 마이크로폰 같은 입출력 디바이스를 포함한다. 마찬가지로, 모바일 라디오도 컨트롤러, RF 인터페이스, 근거리 무선 인터페이스 및 입출력 디바이스를 포함한다.
휴대용 라디오는 스탠드얼론 모드로든 원격 모드로든 동작할 수 있다. 스탠드얼론 모드로 동작할 때, 휴대용 라디오는 자족 전기능 라디오이다. 휴대용 라디오의 컨트롤러는 사용자로부터 입력을 받아서 휴대용 라디오의 RF 인터페이스를 사용하여 그들 입력을 다른 LMR 디바이스에 송신한다. 예컨대, 오디오 데이터는 마이크로폰을 사용하여 기록되어 다른 LMR 디바이스에 송신될 수 있다. 마찬가지로, 휴대용 라디오의 RF 인터페이스를 통하여 다른 LMR 디바이스로부터 수신된 데이터는 사용자에게 제시된다. 예컨대, 또다른 LMR 디바이스로부터 수신된 오디오 데이터는 스피커를 통하여 사용자에게 제시될 수 있다.
또한, 휴대용 라디오는 원격 모드로 동작할 수 있다. 원격 모드로 동작하기 위하여, 휴대용 라디오는 우선 근거리 무선 인터페이스를 거쳐 모바일 라디오로의 무선 링크를 확립한다. 모바일 라디오로의 무선 링크를 확립하는 것은 인증 절차를 포함할 수 있다. 더하여, 커넥션이 확립되고 나면, 무선 링크를 거쳐 모바일 라디오와 휴대용 라디오간 전송되는 데이터는 암호화될 수 있다. 무선 링크는 인증 및 암호화 특징을 제공하는 Bluetooth® 프로토콜을 사용하여 확립될 수 있다.
무선 링크가 확립되고 나면, 휴대용 라디오는 모바일 라디오와 연관된 파라미터를 원격으로 제어하도록 모바일 라디오와 통신할 수 있다. 예컨대, 모바일 라디오는 모바일 라디오의 RF 인터페이스를 거쳐 데이터를 전송하도록 모바일 라디오가 사용하는 채널을 수정할 수 있다. 더하여, 휴대용 라디오는 휴대용 라디오의 사용자에 의해 제공되는 데이터를 송신하도록 모바일 라디오의 더 강력한 RF 인터페이스를 사용할 수 있다. 또한, 모바일 라디오의 RF 인터페이스에 의해 수신된 데이터는 휴대용 라디오의 사용자에게 제시되도록 무선 링크를 거쳐 휴대용 라디오로 포워딩될 수 있다. 전형적으로, 원격 모드에 있을 때, 휴대용 라디오는 전력을 아끼기 위해 그 자신의 RF 인터페이스를 디스에이블링한다. 전형적으로 휴대용 라디오의 근거리 무선 인터페이스는 휴대용 라디오의 RF 인터페이스보다 전력을 덜 사용하기 때문에, 모바일 라디오를 원격으로 제어함으로써, 휴대용 라디오는 그 송신 레인지 및 이용가능한 통화 시간 둘다를 증가시킬 수 있다.
모바일 라디오의 사용자는 모바일 라디오가 휴대용 라디오에 의해 원격으로 제어되고 있을 때에도 여전히 모바일 라디오의 RF 인터페이스를 사용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이것은 모바일 라디오의 사용자로 하여금 모바일 라디오의 RF 인터페이스를 휴대용 라디오의 사용자와 공유하게 한다. 모바일 라디오의 사용자에 의해 모바일 라디오의 RF 인터페이스를 거쳐 다른 LMR 디바이스로 송신되는 데이터는 휴대용 라디오의 사용자로 하여금 휴대용 라디오의 사용자에 의해 이뤄지는 송신을 모니터링하게 하도록 무선 링크를 거쳐 휴대용 라디오에 송신될 수도 있다. 더하여, 다수의 휴대용 라디오는 다수의 휴대용 라디오가 모바일 라디오의 RF 인터페이스를 동시에 공유하게 하도록 모바일 라디오로의 무선 링크를 확립할 수도 있다.
유사한 숫자가 유사한 요소를 나타내고 있는 이하의 도면을 참조하여 실시예가 설명될 것이다.
도 1은 본원발명의 일실시예에 따라 모바일 라디오 및 휴대용 라디오를 포함하는 통신 시스템의 블록선도,
도 2는 본원발명의 실시예에 따른 휴대용 라디오의 하이 레벨 블록선도,
도 3은 본원발명의 실시예에 따른 모바일 라디오의 하이 레벨 블록선도 및
도 4는 본원발명의 또다른 실시예에 따라 적어도 2개의 라디오를 포함하는 통신 시스템의 블록선도.
유사한 참조숫자가 유사한 또는 균등한 구성요소를 가리키도록 도면 내내 사용되고 있는 첨부 도면을 참조하여 본원발명이 설명된다. 도면은 축척대로 그려진 것이 아니며 본원발명을 단지 예시하기 위해 제공될 뿐이다. 본원발명의 여러 태양이 예시를 위한 응용예를 참조하여 이하 설명된다. 많은 구체적인 상세, 관계 및 방법은 본원발명의 충분한 이해를 제공하기 위해 설명됨을 이해해야 한다. 그렇지만, 당업자는 하나 이상의 그 구체적인 상세 없이 또는 다른 방법으로 본원발명이 실시될 수 있음을 쉽게 인식할 것이다. 다른 경우에 있어서는, 본원발명을 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 주지의 구조 또는 동작은 상세하게 나타내지 않는다. 본원발명은 행위 또는 이벤트의 예시된 순서에 국한되지 않고, 몇몇 행위는 다른 순서로 및/또는 다른 행위 또는 이벤트와 동시다발적으로 일어날 수도 있다. 나아가, 본원발명에 따른 방법론을 구현하는데 필요한 행위 또는 이벤트가 모두 예시된 것은 아니다.
이제 도 1을 참조하면, 본원발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 블록선도가 제공되고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통신 시스템(100)은 모바일 라디오(300), 휴대용 라디오(200) 및 리피터(120)를 포함한다. 리피터(120)는 LMR 디바이스로부터 수신된 RF 신호를 단지 증폭할 뿐인 간단한 무선 리피터이거나 또는 트렁킹된 기능성을 제공하는 더 복잡한 리피터 또는 기지국일 수 있다. 전형적으로 모바일 라디오(300)는 차량에 설치되고 차량의 주 배터리이든지 별개의 보조 전원이든지에 의해 전력을 공급받는다. 전형적으로 휴대용 라디오(200)는 소형의 재충전가능한 또는 일회용 배터리에 의해 전력을 공급받는 핸드헬드 디바이스이다. 휴대용 라디오(200) 및 모바일 라디오(300) 둘다는 리피터의 사용 없이 다른 LMR 디바이스와 통신할 수 있기 때문에 시스템이 동작하기 위해 리피터(120)가 필요한 것은 아니다. 휴대용 라디오(200) 및 모바일 라디오(300)는 또한 기지국과 통신할 수 있는데, 도면에 나타내지는 않았다. 기지국과의 통신은 리피터(120)를 통하여 또는 리피터의 사용없이 이뤄질 수 있다.
휴대용 라디오(200)는 휴대용 RF 인터페이스(285)를 사용하여 리피터(120) 및 다른 LMR 디바이스와 통신한다. 마찬가지로, 모바일 라디오(300)는 모바일 RF 인터페이스(385)를 사용하여 리피터(120) 및 다른 LMR 디바이스와 통신한다. 휴대용 및 모바일 라디오(200, 300)는 P25(Project 25) 라디오와 아날로그 또는 디지털 모드로 통신하도록 구성될 수 있다. 여기서 사용되는 문구 "Project 25(P25)"는 APCO(Association of Public Safety Communications Officials International), NASTD(National Association of State Telecommunications Directors), 선택된 연방정부기관 및 NCS(National Communications System)에 의해 산출된 시스템 표준 세트를 일컫는다. 일반적으로, 시스템 표준 P25 세트는 공공 안전 및 행정 조직의 요구에 부응할 수 있는 디지털 라디오 통신 시스템 아키텍처를 정의한다. 또한, 일반적으로 휴대용 및 모바일 라디오(200, 300)는 RF 인터페이스(285, 385)를 사용하여 P25 아닌 라디오와 아날로그 모드로 통신하도록 구성된다.
휴대용 및 모바일 라디오(200, 300)는 "토크 어라운드" 모드로 사용될 수 있다. "토크 어라운드" 모드는 2개의 LMR 디바이스 사이에 예컨대 리피터와 같은 어떠한 개입 장비 없이 2개의 디바이스간 통신을 가능하게 한다. 또한, 휴대용 및 모바일 라디오(200, 300)는 2개 이상의 LMR 디바이스가 트렁킹 없이 리피터(120)를 통해 통신하는 관례적인 모드로 사용될 수 있다. 나아가, 휴대용 및 모바일 라디오(200, 300)는 리피터(120)에 의해 트래픽이 하나 이상의 음성 채널에 자동으로 할당되는 트렁킹된 모드로 사용될 수 있다.
휴대용 및 모바일 라디오(200, 300)는 단일 주파수 대역에서 동작할 수도 있고, 대안으로 복수의 주파수 대역에서 동작할 수도 있다. 예컨대, RF 인터페이스(285, 385)는 30-50MHz VHF(Very High Frequency) 저대역, 136-174MHz VHF 고대역, 380-520MHz UHF(Ultra High Frequency) 대역 및 762-870MHz 대역에서 아날로그 주파수 변조(FM) 통신 및 P25 변조(디지털 C4FM) 통신을 지원하도록 구성될 수 있다. 휴대용 및 모바일 라디오(200, 300)는 또한 다른 주파수 대역에서 다른 변조 기법으로 동작할 수도 있다.
모바일 라디오(300)는 휴대용 라디오(200)가 휴대용 RF 인터페이스(285)상에서 지원하는 것과 동일한 동작 모드 및 주파수 대역을 모바일 RF 인터페이스(385)상에서 지원할 수 있다. 대안으로, 모바일 라디오(300)는 휴대용 라디오(200)에 의해 지원되는 모드 및 주파수 대역의 하위 세트이든 상위 세트이든 지원할 수 있다.
또한, 모바일 라디오(300) 및 휴대용 라디오(200)는 근거리 무선 링크(150; local wireless link)를 통해 서로 통신할 수 있다. 모바일 및 휴대용 라디오(200, 300)는 각자 모바일 근거리 무선 인터페이스(305) 및 휴대용 근거리 무선 인터페이스(205)를 통해 근거리 무선 링크(105)로 대화한다. 표본적인 실시예에 있어서, 근거리 무선 링크(150)를 거쳐 모바일 라디오(300)와 휴대용 라디오(200)간 통신은 Bluetooth® 프로토콜을 사용하여 성취된다. Bluetooth®는 여러 층의 데이터 암호화 및 사용자 인증 조치를 채용하고 있다는 점에서 극도로 안전하기 때문에 근거리 무선 링크(150)에서의 사용에 잘 적응된다. 또한, Bluetooth®는 대략 300 미터의 레인지를 제공한다. 그렇지만, 대안의 기술이 근거리 무선 링크(150)에 사용될 수도 있다. 예컨대, 모바일 라디오(300) 및 휴대용 라디오(200)는 Wi-Fi 및 ZigBee®를 포함하는 무선 통신 표준의 802.xx 패밀리와 같은 단거리 무선 기술을 사용하여 서로 통신할 수도 있다. 대안으로, WiMax, CDMA-1x, UMTS/HSDPA, GSM/GPRS, TDMA/EDGE, EV/DO와 같은 장거리 무선 기술이 사용될 수도 있다. 이들 기술 및 이들 기술을 사용하는 송신기 및 수신기를 구현하는데 요구되는 하드웨어의 상세는 당업자에게 주지되어 있으므로 여기서는 더 상세하게 설명하지 않을 것이다.
휴대용 라디오(200)는 "스탠드얼론 모드(standalone mode)"로든 "원격 모드(remote mode)"로든 동작할 수 있다. 스탠드얼론 모드에서는, 휴대용 라디오(200)는 전기능 핸드헬드 라디오처럼 거동한다. 구체적으로, 휴대용 라디오(200)는 휴대용 RF 인터페이스(285)를 사용하여 리피터(120) 및 다른 LMR 디바이스와 직접 통신한다. 대조적으로, 원격 모드에서는, 휴대용 라디오(200)는 모바일 라디오(300)에 대한 원격 제어로서 역할하도록 근거리 무선 링크(150)를 사용한다. 원격 모드에 있을 때, 휴대용 라디오(200)는 더 강력한 모바일 RF 인터페이스(385)를 사용하여 리피터(120) 또는 다른 LMR 디바이스로 데이터를 송신하고 그로부터 데이터를 수신한다. 전형적으로 모바일 라디오(300)는 그에 이용가능한 더 많은 전력과 더 크고 더 효율적인 안테나를 갖고 있기 때문에, 휴대용 라디오(200)는 모바일 라디오의 더 강력한 RF 인터페이스를 사용하여 데이터를 송수신함으로써 그 레인지를 극적으로 증가시킬 수 있다.
휴대용 라디오(200)가 원격 모드에 있을 때, 휴대용 라디오(200)는 근거리 무선 링크(150)를 사용하여 모바일 라디오(300)에 제어 파라미터를 송신한다. 예컨대, 휴대용 라디오(200)는 모바일 라디오(300)에 의해 사용되는 현재의 채널 번호 또는 RF 출력 전력 레벨을 원격으로 제어할 수 있다. 마찬가지로, 휴대용 라디오(200)는 모바일 라디오(300)로부터 상태 정보를 검색할 수 있다. 예컨대, 휴대용 라디오(200)는 현재 설정된 채널 번호, 설정된 출력 전력 레벨 및 모바일 라디오의 배터리 전력의 현재 상태를 검색할 수 있다.
원격 모드에 있을 때, 오디오 데이터는 근거리 무선 링크(150)를 사용하여 휴대용 라디오(200)로부터 모바일 라디오(300)로 송신된다. 휴대용 라디오(200)는 모바일 라디오(300)로의 송신 전에 아날로그 오디오 신호를 인코딩하도록 하나 이상의 인코더를 채용할 수 있다. 또한, 휴대용 라디오(200)는 키보드로부터 입력된 데이터와 같은 다른 데이터를 근거리 무선 링크(150)를 거쳐 모바일 라디오(300)에 송신할 수 있다. 휴대용 라디오(200)는 모바일 라디오(300)에 송신되는 데이터를 암호화할 수 있다. 예컨대, Bluetooth® 프로토콜은 그 프로토콜을 사용하여 송신되는 데이터의 암호화를 제공한다. 모바일 라디오(300)는 필요하다면 데이터를 복호화하고, 모바일 RF 인터페이스(385)를 사용하여 리피터(120) 또는 다른 LMR 디바이스에 데이터를 송신한다. 마찬가지로, 휴대용 라디오(200)가 원격 모드에 있을 때, 모바일 라디오(300)는 모바일 RF 인터페이스(385)상에서 수신된 데이터를 근거리 무선 링크(150)를 거쳐 휴대용 라디오(200)에 포워딩한다.
배러티 전력을 아끼기 위해, 휴대용 라디오(200)는 원격 모드에 있을 때 그 휴대용 RF 인터페이스(285)를 디스에이블링할 수 있다. 일반적으로, 근거리 무선 링크(150)를 사용하여 송신하는데 필요한 전력은 휴대용 RF 인터페이스(285)를 사용하여 송신하는데 필요한 전력보다 상당히 더 적다. 그러므로, 원격 모드에 있을 때, 휴대용 라디오(200)는 스탠드얼론 모드에 있을 때보다 더 적은 전력을 사용하면서도, 모바일의 더 강력한 RF 인터페이스를 이용함으로써 더 큰 레인지를 달성할 수 있다. 그 결과 휴대용 라디오(200)로 이용가능한 통화 시간이 더 길어진다.
휴대용 라디오(200)는 수동으로 원격 모드에 진입할 수 있다. 예컨대, 휴대용 라디오(200)는 모드를 스탠드얼론 또는 원격 모드로 수동으로 설정하도록 스위치를 구비하고 있을 수 있다. 또한 휴대용 라디오(200)는 선택가능한 자동 모드 선택 옵션을 갖고 있을 수 있다.
자동 모드 선택 옵션이 인에이블링될 때, 휴대용 라디오(200)는 스탠드얼론 또는 원격 모드 중 어느 것이 최적인지 자동으로 결정한다. 휴대용 라디오(200)는 근거리 무선 링크(150)를 거쳐 휴대용 라디오(200)와 모바일 라디오(300)간 허용가능한 통신 링크가 확립될 때마다 원격 모드로 진입할 수 있다. 또한, 휴대용 라디오(200)는 자동으로 원격 모드에 들어갈지 나올지를 결정하도록 근거리 무선 링크와 연관된 신호 품질을 측정할 수 있다. 신호 품질을 결정하기 위해, 휴대용 라디오(200)는 무선 링크와 연관된 신호 강도, 또는 특히 신호 대 잡음 비(SNR), 비트 에러 레이트(BER), 프레임 에러 레이트(FER) 및 패킷 에러 레이트(PER)와 같은 다른 신호 품질 지표를 모니터링할 수 있다.
대안으로, 휴대용 라디오(200)는 임의의 소정 시간에 어느 모드가 최선인지를 결정하도록 모바일 라디오(300)와 교섭할 수 있다. 예컨대, 휴대용 라디오(200)는 모바일 라디오(300)가 그 RF 인터페이스(385)상에서 수신하고 있는 신호가 휴대용 라디오의 RF 인터페이스(285)에 의해 수신되고 있는 신호보다 약하다고 보고하면 원격 모드에 진입하지 않을 수 있다. 이것은, 예컨대, 모바일 라디오(300)가 차고에 주차되어 있는 차량 내에 있는 경우일 수 있다.
도 2를 이제 참조하면, 본원발명의 실시예에 따른 휴대용 라디오(200)의 더 상세한 블록선도가 제공되고 있다. 전형적으로, 휴대용 라디오(200)는 소형 디바이스이고 사용자가 쉽게 들고 다닐 수 있는 크기이다. 휴대용 라디오(200)는 교체가능한 또는 재충전가능한 배터리에 의해 전력을 공급받는다.
휴대용 라디오(200)는 컨트롤러(210)를 포함한다. 컨트롤러(210)는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, ASIC(application-specific integrated circuit), 및 FPGA(field programmable gate array) 또는 CPLD(complex programmable logic device)와 같은 프로그래머블 디바이스를 포함할 수 있다. 컨트롤러(210)는 또한 메모리(235)에 액세스할 수 있다. 메모리(235)는 정적 또는 동적 RAM과 같은 휘발성 메모리, 및 강유전체 메모리, 자기저항 메모리, 플래시 메모리 또는 하드 디스크 드라이브 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(235)는 프로그램 명령어(예컨대, 소프트웨어 코드), 캘리브레이션 정보 및 컨트롤러(210)에 의해 요구되는 다른 정보를 저장하도록 사용될 수 있다.
또한, 컨트롤러(210)는 하나 이상의 외부 I/O 인터페이스(220)에 접속될 수 있다. 외부 I/O 인터페이스의 예는 특히 USB, 직렬, 이더넷 및 파이어와이어를 위한 포트를 포함한다. 그러한 인터페이스는 당업자에게 주지되어 있으므로 여기서는 더 상세하게 설명하지 않을 것이다. 사용자는 컨트롤러(210)로 그리고 그로부터 정보를 전송하고 소프트웨어 코드를 업그레이드하도록 외부 I/O 인터페이스(220)를 통해 컨트롤러(210)와 대화할 수 있다.
메모리(235)는 여기에서 설명되는 방법, 프로시저 또는 함수 중 하나 이상을 구현하도록 구성된 명령어(예컨대, 소프트웨어 코드)의 하나 이상의 세트가 저장되어 있는 컴퓨터-판독가능한 저장 매체를 포함할 수 있다. 또한, 명령어를 포함하는 컴퓨터-판독가능한 매체는 외부 I/O 인터페이스(220) 중 하나를 통해 컨트롤러(210)에 접속될 수도 있다. 또한, 명령어는 전적으로 또는 적어도 부분적으로 컨트롤러(210)내에 거주할 수 있다. 컨트롤러(210)는 컨트롤러(210)에 할당된 함수를 수행하도록 프로그램 명령어를 실행할 수 있다. 대안으로, 여기에서 설명되는 방법, 프로시저 또는 함수는 전용 하드웨어 임플리먼테이션을 사용하여 구현될 수 있다. 그러므로, 표본적인 시스템은 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어 임플리먼테이션에 적용가능하다.
또한, 휴대용 라디오(200)는 사용자 컨트롤(230)을 포함한다. 사용자 컨트롤(230)은 사용자가 컨트롤러(210)와 대화하는데 사용할 수 있는 버튼, 스위치 및 손잡이를 포함할 수 있다. 전형적으로, 사용자 컨트롤(230)은 PTT 버튼(238), 채널 선택기, 주파수 대역 선택기, DTMF 키패드 및 사용자 정의가능한 키를 포함한다. 또한, 사용자 컨트롤(230)은 저장되거나 송신될 텍스트 데이터를 입력하는데 사용될 수 있는 키보드를 포함할 수 있다.
또한, 휴대용 라디오(200)에는 사용자에게 상태 정보를 제공하는 사용자 디스플레이(240)가 포함되어 있다. 사용자 디스플레이(240)는 LCD 디스플레이, LED 및 다른 표시 디바이스를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 디스플레이(240)는 또다른 LMR 디바이스 또는 모바일 라디오(300)로부터 휴대용 라디오(200)가 수신하는 텍스트 데이터를 출력할 수 있다.
스피커(270) 및 마이크로폰(280)도 포함되어 있다. 도 2에는 단일 마이크로폰(280) 및 스피커(270)가 예시되어 있지만, 다수의 스피커 및 마이크로폰이 휴대용 라디오(200)에 포함될 수도 있다. 스피커(270)는 디지털 아날로그 컨버터(DAC; 265)를 거쳐 컨트롤러(210)에 접속되어 있다. DAC(265)는 컨트롤러(210)에 의해 제공된 디지털 데이터를 스피커(270)에 의해 출력될 아날로그 신호로 변환한다. 마찬가지로, 마이크로폰(280)은 아날로그 디지털 컨버터(ADC; 275)에 접속되어 있다. ADC(275)는 마이크로폰(280)의 아날로그 출력을 디지털 데이터로 변환한다. 컨트롤러(210)는 마이크로폰(280)에 의해 산출된 디지털 데이터를 수신한다.
RF 인터페이스(285)는 여자기(250), 출력 전력 증폭기(290), 수신기(260), 입력 전력 증폭기(295) 및 안테나(245)를 포함한다. RF 인터페이스(285)를 구현하는 여러 다른 방법이 가능하다. 도 2는 단일 안테나(245)만을 예시하고 있지만, 당업계에 주지되어 있는 바와 같이, 별개의 송신 및 수신 안테나가 사용될 수도 있다. 또한, 다이버시티 송신 및 수신 및/또는 빔-형성을 제공하도록 다수의 송신 및/또는 수신 안테나가 사용될 수도 있다. 여자기(250), 수신기(260), 전력 증폭기(290, 295) 및 안테나(245)의 각각은 당업자에게 주지되어 있다. 그러므로, 이들 컴포넌트는 여기에서 더 상세하게 설명하지 않을 것이다. 그렇지만, 본원발명에 대한 독자의 이해를 돕기 위해 RF 인터페이스(285) 아키텍처의 간략한 논의가 제공된다.
전형적으로, 여자기(250)는 (예시하지 않은) 국부 발진기 및 변조기를 포함한다. 여자기(250)의 기능은 국부 발진기로부터 도출된 RF 신호상으로 데이터를 변조하는 것이다. 변조될 데이터는 컨트롤러(210)에 의해 여자기(250)에 제공된다. 데이터를 반송하는 RF 신호는 출력 전력 증폭기(290)를 사용하여 증폭되어 안테나(245)에 보내진다. 그에 의해, RF 신호는 리피터(120) 및 다른 LMR 디바이스에 브로드캐스팅된다.
전형적으로, 수신기(260)는 (예시하지 않은) 복조기 및 제2 국부 발진기를 포함한다. RF 신호는 안테나(245)로부터 수신되고 입력 전력 증폭기(295)에 의해 증폭된다. 증폭된 입력 RF 신호는 그후 제2 국부 발진기를 사용하여 수신기(260)에 의해 복조된다. 그에 의해, 데이터는 입력 RF 신호로부터 추출된다. 추출된 데이터는 컨트롤러(210)에 제공된다.
컨트롤러(210)는 국부 발진기의 주파수 및 전력 증폭기(290, 295)의 이득을 설정한다. 국부 발진기의 주파수는 휴대용 라디오(200)가 설정되는 채널에 의해 정의되는 것이 전형적이다. 휴대용 라디오(200)가 동일한 주파수를 사용하여 데이터를 송수신하면, RF 인터페이스는 여자기(250) 및 수신기(260)에 의해 공유되는 (예시하지 않은) 단일의 국부 발진기만을 포함할 수도 있다.
근거리 무선 인터페이스(205)는 근거리 통신 모듈(225; local communication module) 및 안테나(215)를 포함한다. 근거리 통신 모듈(225)은 근거리 무선 링크(150)를 거쳐 모바일 라디오(300)와 통신하도록 무선 통신 인터페이스를 제공한다. 표본적인 실시예에 있어서, 근거리 통신 모듈(225)은 Bluetooth® 프로토콜을 사용하는 인터페이스를 제공한다.
휴대용 라디오(200)가 스탠드얼론 모드에 있을 때, 휴대용 컨트롤러(210)는 휴대용 사용자 컨트롤(230) 및 휴대용 마이크로폰(280)을 통해 사용자에 의해 입력된 데이터를 가져가서 이 데이터를 사용하여 휴대용 RF 인터페이스(285)를 구동시킨다. 예컨대, 사용자가 사용자 컨트롤(230)을 사용하여 특정 채널을 선택하면, 컨트롤러(210)는 이 정보를 사용하여, 그 선택된 채널에 대응하는 주파수에서 RF 출력 신호를 산출하도록 여자기(250)를 수정한다. 마찬가지로, 사용자가 마이크로폰(280)으로 말하면, 컨트롤러(210)에 의해 인코딩되는 디지털 오디오 데이터가 ADC(275)에 의해 생성되고 리피터(120) 또는 다른 LMR 디바이스에 송신되도록 여자기(250)에 보내진다. 또한, 수신기(260)로부터 회수된 데이터는 스피커(270)를 통해 재생되어 나오는 오디오로서이든 사용자 디스플레이(240)를 거쳐 사용자에게 제시되는 정보로서이든 사용자에게 제시된다.
휴대용 라디오(200)는 수동으로 원격 모드에 진입할 수 있다. 예컨대, 사용자 컨트롤(230)은 모드를 스탠드얼론 또는 원격 모드로 수동 설정하는데 사용되는 전용 스위치를 포함할 수 있다. 대안으로, 컨트롤러(210)는 PTT 버튼(238)의 버튼을 누르는 패턴을 검출하여, 버튼을 누르는 소정 패턴이 검출되면 원격 모드로 진입할 수 있다. 예컨대, 사용자가 PTT 버튼(238)을 더블 클릭하면, 즉, 사용자가 PTT 버튼(238)을 두번 빠르게 연달아 누르면, 원격 모드에 진입될 수 있다. PTT 버튼(238)을 누르는 다른 패턴도 사용될 수 있다. 예컨대, PTT 버튼(238)이 두번 빠르게 연달아 눌러지고 그후 소정 시간동안 눌러져 있으면 원격 모드로 진입될 수 있다. 나아가, PTT 버튼(238)은, PTT 버튼이 소정 패턴으로 소정 횟수 눌러질 때, 원격 모드를 빠져나가도록, 즉, 로컬 모드로 진입하도록 사용될 수도 있다.
상기한 바와 같이, 휴대용 라디오(200)는 선택가능한 자동 모드 선택 옵션을 포함할 수도 있고, 그로써, 모드는 컨트롤러(210)에 의해 자동으로 원격 모드와 스탠드얼론 모드간 스위칭된다. 자동 모드 선택 옵션은 PTT 버튼(238)을 소정 패턴으로 여러번 누름으로써 인에이블링될 수 있다. 예컨대, 선택가능한 자동 모드 선택 옵션은 PTT 버튼(238)을 트리플 클릭함으로써 인에이블링될 수 있다. 전용 스위치의 사용과 같이 자동 모드 선택 옵션을 인에이블링하는 다른 방법이 사용될 수도 있다.
휴대용 라디오의 사용자 디스플레이(240)상에 현재 모드의 표시가 제공될 수 있다. 대안으로, 모드가 변경되었다는 표시로서 가청 표시가 스피커(270)를 통해 사용자에게 제공될 수도 있다. 예컨대, 원격 모드 및 스탠드얼론 모드의 각각으로의 진입시에 서로 다른 가청 톤이 스피커(270)를 거쳐 사용자에게 출력될 수 있다. 자동 모드 선택 옵션이 인에이블링되면 또다른 톤이 사용자에게 제공될 수 있다.
원격 모드에 있을 때, 컨트롤러(210)는 RF 인터페이스(285)를 부분적으로 또는 전적으로 디스에이블링하는 것이 일반적이다. 이것은 배터리 전력을 보존하기 위해 이루어진다. 원격 모드에 있을 때, 사용자 컨트롤(230)을 통해 사용자에 의해 제공된 데이터는 RF 인터페이스(285)로 보내지지 않는다. 그 대신에, 이러한 제어 정보는 근거리 통신 모듈(225)을 사용하여 근거리 무선 링크(150)를 거쳐 모바일 라디오(300)에 송신된다. 이러한 방식으로, 휴대용 라디오(200)의 사용자는 모바일 RF 인터페이스(385)와 연관된 전력 및 채널 번호와 같은 파라미터를 원격으로 제어할 수 있다.
마이크로폰(280)으로부터 수신된 오디오 데이터도 근거리 통신 모듈(225)을 사용하여 근거리 무선 링크(150)를 거쳐 모바일 라디오(300)에 보내진다. 오디오 데이터는, 그 오디오 데이터가 모바일 라디오(300)에 송신되기 전에, 모바일 RF 인터페이스(385)를 사용하여 송신하는데 필요한 형태로 컨트롤러(210)에 의해 인코딩될 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(210)는 P25 표준에 의해 정의되는 IMBE(Improved Multiband Excitation) 보코더를 사용하여 오디오 데이터를 인코딩할수 있다. 대안으로, 최종 인코딩 단계는 모바일 라디오(300)에 의해 수행될 수도 있다. 예컨대, 컨트롤러(210)는 음성 데이터를 모바일 라디오(300)에 송신하도록 Bluetooth® 표준에 의해 정의되는 CVSD(continuous variable slope delta) 변조를 사용하여 오디오 데이터를 인코딩할 수도 있다. 이 경우에 있어서, 모바일 라디오(300)는 모바일 RF 인터페이스(385)를 사용하여 송신하는데 요구되는 형태로 그 오디오 데이터를 디코딩 및 변환한다.
휴대용 라디오(200)가 원격 모드에 있을 때, 모바일 라디오(300)는 모바일 RF 인터페이스(385)로부터 수신된 데이터를 포워딩하고 그것을 근거리 무선 링크(150)를 거쳐 휴대용 라디오(200)에 제공한다. 이 데이터는 근거리 통신 모듈(225)에 의해 휴대용 라디오(200)에서 수신된다. 데이터가 오디오 데이터를 포함하면, 그때 오디오 데이터는 컨트롤러(210)에 의해 디코딩되고 스피커(270)에 제공되어서, 오디오 데이터를 소리로 출력한다. 마찬가지로, 사용자 디스플레이(240)는 모바일 라디오의 RF 인터페이스(385)에 관하여 사용자에게 상태 정보를 제공한다. 상태 정보는 근거리 통신 모듈(225)을 거쳐 모바일 라디오(300)에 의해 제공된다.
근거리 통신 모듈(225)을 사용하여 송수신되는 데이터의 일부 또는 전부는 암호화될 수 있다. 예컨대, Bluetooth®는 Bluetooth® 프로토콜을 사용하여 송신되는 데이터의 암호화를 제공한다. 그렇지만, 데이터는 당업자에게 주지되어 있는 기술을 사용하여 컨트롤러(210)에 의해 더 암호화될 수도 있다.
휴대용 라디오(200)가 원격 모드에 있을 때, 사용자 컨트롤(230)은 휴대용 라디오(200) 및 모바일 라디오(300) 둘다와 연관된 파라미터를 제어할 수도 있다. 예컨대, 휴대용 라디오(200)의 사용자는 모바일 라디오(300)가 설정되어 있는 RF 채널 및 휴대용 라디오(200)상의 스피커(270)의 볼륨을 제어할 수 있다. 마찬가지로, 사용자 디스플레이(240)는 모바일 라디오(300) 및 휴대용 라디오(200) 둘다에 대한 상태 정보를 제공할 수도 있다.
일실시예에 있어서, 휴대용 라디오(200)는 원격 모드에 있을 때 트랜스페어런트 모드로 동작한다. 이 실시예에 있어서, 채널 번호와 같은 파라미터에 대하여 이루어진 변경은 모바일 라디오(300)에도 휴대용 라디오(200)에도 이루어진다. 이러한 방식으로, 휴대용 라디오(200)가 로컬 모드와 원격 모드간 스위칭하면, 사용자는 휴대용 라디오(200)상의 채널 번호를 설정하여 모바일 라디오(300)의 채널 번호와 매칭하도록 하여야 할 필요가 없다. 다른 실시예에 있어서, 휴대용 RF 인터페이스(285) 및 모바일 RF 인터페이스(385)와 연관된 파라미터의 제어는 원격 모드에 있을 때에도 독립적으로 제어된다.
이제 도 3을 보면, 본원발명의 실시예에 따른 모바일 라디오(300)의 더 상세한 블록선도가 제공되고 있다. 모바일 라디오(300)의 구조는 휴대용 라디오(200)의 구조와 유사하다. 모바일 라디오(300)는 차량의 대시보드에 내장될 수 있다. 대안으로, 모바일 라디오(300)는 차량에 설치되는 별개의 유닛 또는 다수의 유닛으로 구체화될 수도 있다. 모바일 라디오(300)는 차량의 배터리에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 대안으로, 모바일 라디오(300)를 위해 별개의 전형적으로는 대형의 파워 서플라이가 차량에 제공될 수도 있다.
휴대용 라디오(200)처럼, 모바일 라디오(300)는 컨트롤러(310)를 포함한다. 컨트롤러(310)는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, ASIC, 및 FPGA 또는 CPLD와 같은 프로그래머블 디바이스를 포함할 수 있다. 컨트롤러(310)는 또한 메모리(335)에 액세스할 수 있다. 메모리(335)는 정적 또는 동적 RAM과 같은 휘발성 메모리, 및 강유전체 메모리, 자기저항 메모리, 플래시 메모리 또는 하드 디스크 드라이브 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(335)는 프로그램 명령어(예컨대, 소프트웨어 코드), 캘리브레이션 정보 및 컨트롤러(310)에 의해 요구되는 다른 정보를 저장하도록 사용될 수 있다.
또한, 컨트롤러(310)는 하나 이상의 외부 I/O 인터페이스(320)에 접속될 수 있다. 외부 I/O 인터페이스의 예는 특히 USB, 직렬, 이더넷 및 파이어와이어를 위한 포트를 포함한다. 그러한 인터페이스는 당업자에게 주지되어 있으므로 여기서는 더 상세하게 설명하지 않을 것이다. 사용자는 컨트롤러(310)로 그리고 그로부터 정보를 전송하고 소프트웨어 코드를 업그레이드하도록 외부 I/O 인터페이스(320)를 통해 컨트롤러(310)와 대화할 수 있다. 또한, 모바일 외부 I/O 인터페이스(320) 중 하나는 모바일 라디오(300)와 휴대용 라디오(200)간 데이터를 전송하도록 및/또는 휴대용 라디오(200)의 배터리를 충전하도록 휴대용 외부 I/O 인터페이스(220) 중 하나와 접속하는데 사용될 수 있다.
메모리(335)는 여기에서 설명되는 방법, 프로시저 또는 함수 중 하나 이상을 구현하도록 구성된 명령어(예컨대, 소프트웨어 코드)의 하나 이상의 세트가 저장되어 있는 컴퓨터-판독가능한 저장 매체를 포함할 수 있다. 또한, 명령어를 포함하는 컴퓨터-판독가능한 매체는 외부 I/O 인터페이스(320) 중 하나를 통해 컨트롤러(310)에 접속될 수도 있다. 또한, 명령어는 전적으로 또는 적어도 부분적으로 컨트롤러(310)내에 거주할 수 있다. 컨트롤러(310)는 컨트롤러(310)에 할당된 함수를 수행하도록 프로그램 명령어를 실행할 수 있다. 대안으로, 여기에서 설명되는 방법, 프로시저 또는 함수는 전용 하드웨어 임플리먼테이션을 사용하여 구현될 수 있다. 그러므로, 표본적인 시스템은 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어 임플리먼테이션에 적용가능하다.
또한, 모바일 라디오(300)는 사용자 컨트롤(330)을 포함한다. 사용자 컨트롤(330)은 사용자가 컨트롤러(310)와 대화하는데 사용할 수 있는 버튼, 스위치 및 손잡이를 포함할 수 있다. 전형적으로, 사용자 컨트롤(330)은 PTT 버튼, 채널 선택기, 주파수 대역 선택기, DTMF 키패드 및 사용자 정의가능한 키를 포함한다. 풀 키보드가 사용자 컨트롤(330)에 포함될 수도 있다. 또한, 모바일 라디오(300)에는 사용자 디스플레이(340)가 포함되어 있다. 사용자 디스플레이(340)는 LCD 디스플레이, LED 및 다른 표시 디바이스를 포함할 수 있다.
모바일 라디오(300)에는 스피커(370) 및 마이크로폰(380)도 포함되어 있다. 도 3에는 단일의 마이크로폰(380) 및 스피커(370)로 예시되어 있지만, 다수의 스피커 및 마이크로폰이 모바일 라디오(300)에 포함될 수도 있다. 스피커(370)는 디지털 아날로그 컨버터(DAC; 365)를 거쳐 컨트롤러(310)에 접속되어 있다. 스피커(370)는 모바일 라디오(300)의 일부분일 수 있다. 대안으로, 도 3에 예시된 바와 같이, 모바일 라디오(300)는 차량의 오디오 시스템을 거쳐 사용자에게 오디오를 제공할 수도 있다. 이 경우에 있어서, DAC(365)는 차량 오디오 시스템 인터페이스(366)를 통해 차량의 오디오 시스템에 접속된다. 그렇지 않으면, DAC(365)는 컨트롤러(310)에 의해 제공된 디지털 샘플을 스피커(370)에 의해 출력될 아날로그 샘플로 변환한다. 마찬가지로, 마이크로폰(380)은 아날로그 디지털 컨버터(ADC; 375)에 접속되어 있다. ADC(375)는 마이크로폰(380)의 아날로그 출력을 디지털 데이터로 변환한다. 컨트롤러(310)는 마이크로폰(380)에 의해 산출된 디지털 데이터를 수신한다.
모바일 라디오(300)는 핸드헬드 유닛(331)도 포함할 수 있다. 핸드헬드 유닛(331)은 PTT 버튼과 같은 핸드헬드 컨트롤(332)을 포함할 수 있다. 핸드헬드 유닛(331)은 LCD 디스플레이 또는 LED 인디케이터와 같은 핸드헬드 디스플레이(341)를 포함할 수도 있다. 마이크로폰(380)은 핸드헬드 유닛(331)에 포함될 수 있다. 핸드헬드 유닛(331)은 유선 또는 무선 인터페이스를 통해 컨트롤러(310)에 접속될 수 있다.
RF 인터페이스(385)는 여자기(350), 출력 전력 증폭기(390), 수신기(360), 입력 전력 증폭기(395) 및 안테나(345)를 포함한다. 도 3은 단일 안테나(345)만을 예시하고 있지만, 당업계에 주지되어 있는 바와 같이, 별개의 송신 및 수신 안테나가 사용될 수도 있다. 또한, 더 복잡한 시스템에서는 다이버시티 송신 및 수신 및/또는 빔-형성을 제공하도록 다수의 송신 및/또는 수신 안테나가 사용될 수도 있다.
RF 인터페이스(385)를 구현하는 많은 다른 방법이 가능하다. 여자기(350), 수신기(360), 전력 증폭기(390, 395) 및 안테나(345)의 각각은 당업자에게 주지되어 있다. 그러므로, 이들 컴포넌트는 여기에서 더 상세하게 설명하지 않을 것이다. 그렇지만, 본원발명에 대한 독자의 이해를 돕기 위해 RF 인터페이스(385) 아키텍처의 간략한 논의가 제공된다.
전형적으로, 여자기(350)는 (예시하지 않은) 국부 발진기 및 변조기를 포함한다. 여자기(350)의 기능은 국부 발진기로부터 도출된 RF 신호상으로 데이터를 변조하는 것이다. 데이터는 컨트롤러(310)에 의해 여자기(350)에 제공된다. 데이터를 반송하는 RF 신호는 출력 전력 증폭기(390)를 사용하여 증폭되어 안테나(345)에 보내진다. 그에 의해, RF 신호는 리피터(120) 및 다른 LMR 디바이스에 브로드캐스팅된다.
전형적으로, 수신기(360)는 (예시하지 않은) 복조기 및 제2 국부 발진기를 포함한다. RF 신호는 안테나(345)로부터 수신되고 입력 전력 증폭기(395)에 의해 증폭된다. 증폭된 입력 RF 신호는 그후 제2 국부 발진기를 사용하여 수신기(360)에 의해 복조된다. 그에 의해, 데이터는 입력 RF 신호로부터 추출된다. 입력 데이터는 컨트롤러(310)에 제공된다.
컨트롤러(310)는 국부 발진기의 주파수 및 전력 증폭기(390, 395)의 이득을 설정한다. 국부 발진기의 주파수는 모바일 라디오(300)가 설정되는 채널에 의해 정의되는 것이 전형적이다. 모바일 라디오가 동일한 주파수를 사용하여 데이터를 송수신하면, RF 인터페이스는 여자기(350) 및 수신기(360)에 의해 공유되는 (예시하지 않은) 단일의 국부 발진기만을 포함할 수도 있다.
근거리 무선 인터페이스(305)는 근거리 통신 모듈(325) 및 안테나(315)를 포함한다. 근거리 통신 모듈(325)은 근거리 무선 링크(150)를 거쳐 휴대용 라디오(200)와 통신하도록 무선 통신 인터페이스를 제공한다. 표본적인 실시예에 있어서, 근거리 통신 모듈(325)은 Bluetooth® 프로토콜을 사용하는 인터페이스를 제공한다. 모바일 라디오(300)에 의해 사용되는 프로토콜이 휴대용 라디오(200)에 의해 사용되는 프로토콜과 호환가능한 한 다른 무선 프로토콜이 사용될 수도 있다.
휴대용 라디오(200)가 스탠드얼론 모드에 있을 때, 모바일 컨트롤러(310)는 모바일 사용자 컨트롤(330) 및 모바일 마이크로폰(380)을 통해 사용자에 의해 입력된 데이터를 가져가서 이 데이터를 사용하여 모바일 RF 인터페이스(385)를 구동시킨다. 예컨대, 사용자가 사용자 컨트롤(330)을 사용하여 RF 출력 전력을 변경하면, 컨트롤러(310)는 이 정보를 사용하여 출력 전력 증폭기(390)의 이득 레벨을 수정한다. 마찬가지로, 사용자가 마이크로폰(380)으로 말하면, 디지털 오디오 데이터가 ADC(375)에 의해 생성되고 컨트롤러(310)에 의해 인코딩되고 여자기(350)에 보내져서 리피터(120) 또는 다른 LMR 디바이스에 송신된다. 또한, 수신기(360)로부터 회수된 데이터는 스피커(370)를 통해 재생되어 나오는 오디오로서이든 사용자 디스플레이(340)를 거쳐 사용자에게 제시되는 정보로서이든 사용자에게 제시된다.
대조적으로, 휴대용 라디오(200)가 원격 모드에 있을 때, 모바일 컨트롤러(310)는 휴대용 라디오(200)로 하여금 모바일 라디오의 RF 인터페이스(385)를 사용하게 할 수 있다. 이렇게 하기 전에, 휴대용 라디오(200)는 우선 모바일 라디오(300)에 접속해야 한다. 이러한 접속은 근거리 무선 링크(150)를 통해 성취된다. 휴대용 근거리 통신 모듈(225) 및 모바일 근거리 통신 모듈(325)은 우선 커넥션을 교섭한다. 전형적으로 교섭 프로세스는 권한없는 디바이스가 모바일 라디오(300)에 접속하지 못하게 하는 인증 절차를 포함한다. 또한 교섭 프로세스는 모바일 라디오(300)와 휴대용 라디오(200)가 적절하게 페어링되는 것, 즉, 휴대용 라디오(200)가 올바른 모바일 라디오(300)에 접속되는 것을 보장한다. 휴대용 라디오(200)는 여러 다른 휴대용 라디오(200)와 사용될 수 있다. 따라서, 교섭 프로세스는 여러 다른 모바일 라디오/휴대용 라디오 페어링을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. Bluetooth® 프로토콜은 모바일 라디오(300)를 휴대용 라디오(200)에 페어링하는데 사용될 수 있는 로버스트 교섭 및 커넥션 방법을 제공한다. 더하여, 모바일 컨트롤러(310) 및 휴대용 컨트롤러(210)는 추가적인 보안을 제공하도록 커넥션이 확립된 후에 서로 부가적 데이터를 전송할 수 있다. 보안 특징을 포함하는 무선 커넥션의 교섭은 당업계에 주지되어 있으므로 여기에서는 더 상세하게 설명하지 않을 것이다.
휴대용 라디오(200)가 근거리 무선 링크(150)를 거쳐 모바일 라디오(300)에 접속되고 휴대용 라디오(200)가 원격 모드에 있을 때, 모바일 RF 인터페이스(385)로부터 수신된 데이터는 근거리 통신 모듈(325)을 사용하여 근거리 무선 링크(150)를 거쳐 휴대용 라디오(200)에 포워딩된다. 또한 RF 인터페이스(385)로부터 수신된 데이터는 모바일 사용자 디스플레이(340) 및 모바일 스피커(370)를 통해 출력될 수 있다. 이에 의해, 차량 내 위치한 사용자는 리피터(120) 또는 다른 LMR 디바이스로부터 수신되는 통신을 모니터링하는 것이 가능하다.
마찬가지로, 휴대용 라디오(200)가 근거리 무선 링크(150)를 거쳐 모바일 라디오(300)에 접속되고 휴대용 라디오(200)가 원격 모드에 있을 때, 모바일 컨트롤러(310)는 모바일 근거리 통신 모듈(325)을 거쳐 휴대용 라디오(200)로부터 수신된 데이터를 송신을 위해 모바일 RF 인터페이스(385)에 포워딩한다. 이 데이터는 또한 모바일 사용자 디스플레이(340) 및 모바일 스피커(370) 또는 차량 오디오 시스템을 통해 출력될 수 있고, 그에 의해, 차량내 사용자가 휴대용 라디오(200)에 의해 보내어진 통신을 모니터링하는 것이 가능하다. 근거리 통신 모듈(325)을 거쳐 휴대용 라디오(200)로부터 수신된 데이터는 모바일 RF 인터페이스(385)와 연관된 채널 및 출력 전력 레벨과 같은 파라미터를 설정하는데 사용될 수도 있다.
원격 모드에 있는 휴대용 라디오(200)에 접속된 때에도, 모바일 라디오(300)는 차량내에 위치한 사용자로 하여금 모바일 RF 인터페이스를 사용하여 데이터를 송수신하게 할 수 있다. 이것은 차량내 위치한 사용자 및 차량으로부터 떨어져 위치하여 휴대용 라디오(200)를 사용하는 원격 사용자가 모바일 RF 인터페이스를 효과적으로 공유할 수 있게 한다. 이 경우에 있어서, 모바일 마이크로폰(380) 및 모바일 사용자 컨트롤(330)은 모바일 RF 인터페이스(385)를 사용하여 송신될 수 있는 데이터를 모바일 컨트롤러(310)에 제공하도록 사용될 수 있다. 또한 이 데이터는 휴대용 라디오(200)의 사용자가 모바일 라디오(300)에 의해 보내어진 통신을 모니터링할 수 있게 하도록 근거리 무선 링크(150)를 거쳐 휴대용 라디오(200)에 송신될 수 있다.
몇몇 실시예에 있어서, 모바일 라디오(300)는 복수의 휴대용 라디오(200)와 동시에 페어링될 수 있다. 이들 실시예는 다수의 원격 사용자가 모바일 RF 인터페이스(385)를 공유할 수 있게 한다. 이들 실시예에 있어서, 휴대용 라디오(200)의 각각은 모바일 RF 인터페이스(385)와 연관된 파라미터 모두를 수정가능하지는 않을 수도 있다. 예컨대, 휴대용 라디오는 모바일 RF 인터페이스(385)를 사용하여 정보를 송수신할 수는 있지만 채널 번호 변경은 가능하지 않을 수도 있다.
또한, 휴대용 라디오(200)는 근거리 무선 링크(150)를 거쳐 (예시되지 않은) 키보드 디스플레이 유닛(KDU)에 페어링될 수도 있다. KDU는 키보드 및 디스플레이를 포함하고 있어서, 텍스트 데이터를 입력 및 디스플레이하는데 사용될 수 있다. KDU는 Bluetooth® 프로토콜을 사용하여 모바일 라디오(300)에 접속할 수 있다. 그에 의해, KDU는 Bluetooth® 프로토콜을 사용하여 데이터를 암호화함으로써 텍스트 데이터를 모바일 라디오(300)에 안전하게 송신할 수 있다.
이제 도 4를 보면, 본원발명의 또다른 실시예에 따른 통신 시스템(400)의 블록선도가 제공되고 있다. 통신 시스템은 적어도 2개의 재송신 라디오(420, 421)를 포함한다. 재송신 라디오(420, 421)의 각각은 RF 인터페이스(485, 486), RF 안테나(445, 446), 로컬 인터페이스(405, 406) 및 로컬 안테나(415, 416)를 포함한다. 재송신 라디오(420, 421)의 각각은 상기한 모바일 라디오(300)와 동일한 컴포넌트 및 특징을 포함할 수 있다. 그렇지만, 재송신 라디오(421, 402)는 차량내에 위치할 필요는 없다. 재송신 라디오(421, 402)는 고정된 장소에 위치하여 AC 파워 그리드에 의해 전력을 공급받을 수도 있다.
제1 재송신 라디오(420) 및 제2 재송신 라디오(421)는 근거리 무선 링크(450)를 통해 서로 보안 페어링된다. 일실시예에 있어서는, 2개의 재송신 라디오(420, 421)를 보안 페어링하도록 Bluetooth® 프로토콜이 사용된다.
제1 재송신 라디오(420)는 그 RF 인터페이스(485)를 통해 제1 디바이스(410)로부터 제1 RF 주파수로 RF 신호를 수신한다. 제1 재송신 라디오(420)는 RF 신호에 인코딩된 데이터를 디코딩하고 로컬 인터페이스(405)를 사용하여 근거리 무선 링크(450)를 거쳐 제2 재송신 라디오(421)에 데이터를 송신한다. 근거리 무선 링크(450)를 거쳐 송신되는 데이터는 암호화될 수 있다. 제2 재송신 라디오(421)는 그 로컬 인터페이스(406)로부터 디코딩된 데이터를 수신하고 그 RF 인터페이스(486)를 사용하여 제2 디바이스(411)에 정보를 재송신한다. 전형적으로 이러한 송신은 제1 RF 주파수와는 다른 RF 주파수로 이루어진다. 이에 의해서, 시스템은 서로 다른 RF 주파수로 동작하고 있는 2개의 디바이스간 데이터의 보안 전송을 가능하게 한다. 시스템은 제2 디바이스(411)로부터 제1 디바이스(410)로의 송신도 가능하게 하는 양방향성일 수 있다. 이 시스템에 대한 표본적인 애플리케이션은 군사 애플리케이션에서의 블랙 사이드 재송신이다.
여기에서 개시되고 청구되는 장치, 방법 및 알고리즘 모두는 과도한 실험없이 본원 개시에 비추어 이루어지고 실행될 수 있다. 본원발명이 바람직한 실시예의 관점에서 설명되었지만, 본원발명의 개념, 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 장치, 방법 및 방법의 단계의 시계열에 대해 변형이 가해질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 더 구체적으로, 동일하거나 유사한 결과가 달성되면서도, 여기에서 설명된 컴포넌트에 특정 컴포넌트가 부가, 조합, 대체될 수 있음이 명백할 것이다. 당업자에게 명백한 모든 그러한 유사한 대체 및 수정은 정의된 본원발명의 범위, 사상 및 개념내에 있는 것으로 여겨진다.

Claims (10)

  1. 라디오 신호의 송수신을 위한 휴대용 RF 인터페이스, 휴대용 근거리 무선 인터페이스, PTT 버튼을 포함하는 휴대용 사용자 입력 디바이스 및 휴대용 사용자 출력 디바이스에 통신결합된 휴대용 컨트롤러를 포함하는 휴대용 라디오; 및
    라디오 신호의 송수신을 위한 모바일 RF 인터페이스 및 모바일 근거리 무선 인터페이스에 통신결합된 모바일 컨트롤러를 포함하는 모바일 라디오;를 포함하고,
    상기 휴대용 근거리 무선 인터페이스 및 상기 모바일 근거리 무선 인터페이스는 상기 휴대용 라디오와 상기 모바일 라디오간 무선 링크를 확립하도록 동작하고,
    상기 휴대용 컨트롤러는 상기 휴대용 사용자 입력 디바이스로부터 사용자 입력 데이터를 수집하고 출력을 위해 상기 휴대용 사용자 출력 디바이스에 사용자 출력 데이터를 제공하도록 동작하고,
    상기 휴대용 컨트롤러는 로컬 모드로 동작할 수 있고, 상기 로컬 모드로 동작할 때 상기 휴대용 컨트롤러는, 상기 PTT 버튼을 누르는 패턴을 검출하여 상기 버튼을 누르는 패턴이 소정 패턴과 매칭하면 원격 모드에서의 동작을 시작하고, 상기 휴대용 RF 인터페이스와 연관된 적어도 하나의 파라미터를 제어하고, 수집된 상기 사용자 입력 데이터를 변조 및 송신을 위해 상기 휴대용 RF 인터페이스에 제공하고, 상기 휴대용 RF 인터페이스에 의해 수신된 RF 신호로부터 상기 휴대용 RF 인터페이스에 의해 추출된 상기 사용자 출력 데이터를 상기 휴대용 RF 인터페이스로부터 수신하도록 동작하고,
    상기 휴대용 컨트롤러는 상기 원격 모드로 동작할 수 있고, 상기 원격 모드로 동작할 때 상기 휴대용 컨트롤러는, 상기 PTT 버튼을 누르는 제2 패턴을 검출하여 상기 버튼을 누르는 제2 패턴이 제2 소정 패턴과 매칭하면 상기 로컬 모드에서의 동작을 시작하고, 상기 휴대용 RF 인터페이스의 적어도 하나의 기능을 디스에이블링하고, 수집된 상기 사용자 입력 데이터를 상기 무선 링크를 거쳐 상기 모바일 근거리 무선 인터페이스로의 송신을 위해 상기 휴대용 근거리 무선 인터페이스에 제공하고, 상기 무선 링크를 거쳐 상기 모바일 근거리 무선 인터페이스로부터 상기 휴대용 근거리 무선 인터페이스에 의해 수신된 상기 사용자 출력 데이터를 상기 휴대용 근거리 무선 인터페이스로부터 수신하고, 적어도 하나의 원격 제어 파라미터를 상기 무선 링크를 거쳐 상기 모바일 근거리 무선 인터페이스로의 송신을 위해 상기 휴대용 근거리 무선 인터페이스에 제공하도록 동작하고,
    상기 휴대용 컨트롤러가 상기 원격 모드로 동작하고 있을 때, 상기 모바일 근거리 무선 인터페이스는 상기 모바일 근거리 무선 인터페이스에 의해 송신된 상기 적어도 하나의 제어 파라미터를 수신하고 수신된 상기 적어도 하나의 제어 파라미터를 상기 모바일 컨트롤러에 제공하도록 동작하고, 상기 모바일 컨트롤러는 수신된 상기 적어도 하나의 제어 파라미터에 기초하여 상기 모바일 RF 인터페이스에 의하여 사용될 사용자 선택가능한 통신 채널 번호를 결정하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 라디오 통신 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 휴대용 컨트롤러가 원격 모드로 동작하고 있을 때, 상기 모바일 근거리 무선 인터페이스는, 추가적으로, 수집되어 상기 휴대용 근거리 무선 인터페이스에 의해 송신된 상기 사용자 입력 데이터를 수신하고 수신된 상기 사용자 입력 데이터를 상기 모바일 컨트롤러에 제공하도록 동작하고, 상기 모바일 컨트롤러는, 수신된 수집된 상기 사용자 입력 데이터를 변조 및 송신을 위해 상기 모바일 RF 인터페이스에 제공하고, 상기 모바일 RF 인터페이스에 의해 수신된 RF 신호로부터 상기 모바일 RF 인터페이스에 의해 추출된 상기 사용자 출력 데이터를 상기 모바일 RF 인터페이스로부터 수신하고, 상기 사용자 출력 데이터를 상기 무선 링크를 거쳐 상기 휴대용 근거리 무선 인터페이스로의 송신을 위해 상기 모바일 근거리 무선 인터페이스에 제공하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 라디오 통신 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 모바일 라디오는 상기 모바일 컨트롤러에 통신결합된 모바일 사용자 입력 디바이스 및 상기 모바일 컨트롤러에 통신결합된 모바일 사용자 출력 디바이스를 더 포함하고,
    상기 휴대용 컨트롤러가 로컬 모드로 동작하고 있을 때, 상기 모바일 컨트롤러는, 상기 모바일 사용자 입력 디바이스로부터 모바일 사용자 입력 데이터를 수집하고, 수집된 상기 모바일 사용자 입력 데이터를 송신을 위해 상기 모바일 RF 인터페이스에 제공하고, 상기 모바일 RF 인터페이스에 의해 수신된 RF 신호로부터 상기 모바일 RF 인터페이스에 의해 추출된 모바일 사용자 출력 데이터를 상기 모바일 RF 인터페이스로부터 수신하고, 수신된 상기 모바일 사용자 출력 데이터를 출력을 위해 상기 모바일 사용자 출력 디바이스에 제공하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 라디오 통신 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 모바일 라디오는 상기 모바일 컨트롤러에 통신결합된 모바일 사용자 출력 디바이스를 더 포함하고,
    상기 휴대용 컨트롤러가 상기 원격 모드로 동작하고 있을 때, 상기 모바일 컨트롤러는, 추가적으로, 상기 사용자 출력 데이터를 출력을 위해 상기 모바일 사용자 출력 디바이스에 제공하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 라디오 통신 시스템.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 휴대용 컨트롤러가 상기 원격 모드로 동작하고 있을 때, 상기 모바일 컨트롤러는, 상기 모바일 사용자 입력 디바이스로부터 상기 모바일 사용자 입력 데이터를 수집하고, 수집된 상기 모바일 사용자 입력 데이터를 송신을 위해 상기 모바일 RF 인터페이스에 제공하고, 상기 사용자 출력 데이터를 출력을 위해 상기 모바일 사용자 출력 디바이스에 제공하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 라디오 통신 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 버튼을 누르는 소정 패턴은 더블-클릭인 것을 특징으로 하는 라디오 통신 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 휴대용 컨트롤러는 상기 휴대용 라디오와 원격 라디오간 상기 무선 링크가 확립되면 상기 원격 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 라디오 통신 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 휴대용 컨트롤러는 상기 휴대용 라디오와 원격 라디오간 확립된 상기 무선 링크가 교란되면 상기 로컬 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 라디오 통신 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 휴대용 컨트롤러는 상기 휴대용 라디오와 원격의 상기 모바일 라디오간 확립된 상기 무선 링크와 연관된 신호 품질에 기초하여 상기 로컬 모드로 동작할지 상기 원격 모드로 동작할지 결정하는 것을 특징으로 하는 라디오 통신 시스템.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 휴대용 라디오와 상기 모바일 라디오 간 무선 링크가 확립되기 전, 상기 모바일 근거리 무선 인터페이스는 상기 휴대용 라디오를 인증하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 라디오 통신 시스템.
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