KR101464667B1 - Css 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치 및 이의 방법 - Google Patents

Css 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치 및 이의 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 실시간 전송 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 단일 무선 주파수 내에 다중 제어신호들과 다중 멀티미디어 신호들에 대하여 CSS(Chirp Spread Spectrum) 무선 송수신 노드 (이하 무선노드) 상호간의 위치를 실시간에 따라 적응하는 최적의 동적 Ad Hoc 네트워크를 구성하여 무선 데이터를 효율적으로 목적지까지 전송할 수 있도록 하는 CSS 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치 및 이의 방법에 대한 것이다.

Description

CSS 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치 및 이의 방법{Real-time AD Hoc wireless transmission system based on Chirp Spread Spectrum ranging and Method thereof}
본 발명은 무선 실시간 전송 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 단일 무선 주파수 내에 다중 제어신호들과 다중 멀티미디어 신호들에 대하여 CSS(Chirp Spread Spectrum) 무선 송수신 노드 (이하 무선노드) 상호간의 위치를 실시간에 따라 적응하는 최적의 동적 Ad Hoc 네트워크를 구성하여 무선 데이터를 효율적으로 목적지까지 전송할 수 있도록 하는 CSS 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치 및 이의 방법에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4a 표준이 권고하는 1Mbps의 CSS PHY를 사용하여 음성, 동영상, 실시간-제어 신호 등 실시간 (Real-time) 전송을 필요로 하는 다채널, 다매체의 신호들을 정해진 시간 내에 목적지까지 지속적인 정보 전달을 가능케 하는 CSS 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치 및 이의 방법에 대한 것이다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.15.4 및 IEEE802.15.4a WPAN(Wireless Personal Area Network) 표준은 CSMA-CA(Carrier Sense Multiple Access)/(Collision Avoid) 기반의 MAC(Media Access Control)을 권고하고 있으며 저속 센서 네트워크의 구성 및 응용에 적합 한 방식이다. 많이 알려진 ZigBee Protocol도 동일 MAC을 사용한 것이다.
CSMA-CA 방식 MAC의 평균 Throughput은 PHY Data-rate의 36% 수준이며 패킷의 오버헤드 15%와 패킷간 간격에 의한 약 7%의 갭 까지를 고려하면 Throughput은 30% 이하로 저하된다. 따라서 실제 필요 전송 속도가 정해지면 CSMA-CA 방식 MAC을 사용하는 경우 PHY Data-rate는 필요 전송 데이터 속도의 3.3배 이상이 되는 것을 사용하여야 한다.
실시간 (Real-time) 전송을 필요로 하는 음성, 동영상, 실시간-제어 신호들의 경우에는 필요로 하는 충분한 전송 속도 이외에도 발생된 신호를 정해진 시간 내에 지속적으로 목적지에 전송되어야 만하는 것이 필요한데 CSMA-CA 방식은 패킷 간 무작위한 충돌로 전송 실패가 발생할 수 있다는 것을 전제로 하고 있어 QoS(Quality of Service)의 보장이 되지 않으므로 실시간 신호의 전송에는 부적합한 방식이었다.
1. 한국공개특허번호 제10-2010-0085496호 2. 한국공개특허번호 제10-2011-0111610호 3. 한국등록특허번호 제10-0929392호
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 단일 무선 주파수 내에 다중 제어신호들과 다중 멀티미디어 신호들에 대하여 노드 상호간의 상호위치가 시간에 따라 변화하는 것에 적응하는 CSS 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치 및 이의 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 위성을 사용한 위치 추적에서 시간지연을 줄이고 실외에서만 위치 추적이 가능한 위성보다 실내외 상관없이 위치추적과 데이터 전송이 가능한 CSS 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치 및 이의 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해서, 단일 무선 주파수 내에 다중 제어신호들과 다중 멀티미디어 신호들에 대하여 노드 상호간의 상호위치가 시간에 따라 변화하는 것에 적응하는 CSS 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치를 제공한다.
상기 무선 전송 장치는,
주기적으로 제어 패킷을 전송하는 제어 관리기;
제어 패킷을 수신하여 상기 제어 패킷의 수신신호의 종료 시점을 이용하여 프레임 타이밍 동기를 획득하고 수신 순서 정보를 바탕으로 버추얼 타임 슬롯상의 정해진 순서에 따라 최단의 통신 경로로 생성된 멀티미디어 데이터 패킷을 상기 제어 관리기에 전송하는 다수의 이동체 송수신기 모듈; 및
상기 제어 관리기의 제어에 따라 멀티미디어 데이터를 재생하는 단말기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 최단의 통신 경로는 거리 측정 기반 AD Hoc 라우팅을 이용하여 상기 다수의 이동체 송수신기 모듈의 상호간 거리 측정을 통하여 획득되는 최단거리인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 상호간 거리 측정은 공간상의 물리적 거리를 CSS(Chirp Spread Spectrum) 거리측정 기능(Ranging)을 이용하여 거리를 측정함으로써 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수의 이동체 송수신기 모듈은 프레임 타이밍 동기를 획득하기 위해 제어 패킷의 수신 완료 시각으로부터 일정시간 경과후 제어 패킷의 재전송을 개시하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 이동체 송수신기 모듈은, 멀티미디어 데이터를 생성하는 카메라 모듈; 및 멀티미디어 데이터 패킷 또는 제어 패킷을 수신 또는 전송하는 송수신부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 이동체 송수신기 모듈의 클록과 카메라 모듈의 클럭간 편차에 의해서 발생되는 타이밍 슬립현상을 해소하기 위해 멀티미디어 데이터 패킷의 페이로드(Payload) 길이를 바이트 스터핑(Byte Stuffing) 방식을 이용하여 필요에 따라 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수의 이동체 송수신기 모듈은 임무 완수 후 거리 측정기능을 이용하여 자동적으로 제어 관리기 위치 혹은 미리 정해진 위치로 복귀시키는 기능을 포함하는 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제어 관리기는, 거리측정 정보를 이용하여 상기 다수의 이동체 송수신기 모듈들간의 이격 거리 값이 무선노드의 신호 통달거리를 벗어나지 못하도록 하기 위한 주의신호 발령 기능 및 위치이동 제한 기능을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 멀티미디어 데이터 패킷은 필요에 따라 그 전송 방향을 전환(Swap)할 수 있도록 하여 양방향 워키토키 방식의 음성 통신을 가능하게 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 제어 관리기가 주기적으로 다수의 이동체 송수신기 모듈에 제어 패킷을 주기적으로 전송하는 단계; 상기 다수의 이동체 송수신기 모듈간에 제어 패킷이 재전송되는 단계; 제어 패킷을 이용하여 전체 노드들이 프레임 타이밍 동기를 획득하는 단계; 타이밍 동기화가 이루어지면, 상기 다수의 이동체 송수신기 모듈이 카메라 모듈을 통하여 생성된 멀티미디어 데이터 패킷을 최단의 통신 경로로 상기 제어 관리기로 전송하는 단계;
상기 제어 관리기는 멀티미디어 데이터 패킷을 받아 통신 단말기 또는 음성 재생 단말기로 전송하는 단계; 및 상기 통신 단말기 또는 음성 재생 단말기가 멀티미디어 데이터를 재생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 무선노드가 C패킷의 수신신호의 종료 시점을 바탕으로 타이밍 동기를 획득하고 수신 순서 정보를 바탕으로 버추얼 타임 슬롯 상의 정해진 순서에 따라 충돌 없이 신호를 송신하는 방법으로 구성되어 있어서 실시간으로 이동하는 이동체들(작전중인 군인들)의 위치를 실시간으로 추적할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 위성을 사용한 위치 추적에서 시간지연을 줄일 수 있고 실외에서만 위치 추적이 가능한 위성보다 실내외 상관없이 위치추적과 데이터 전송이 가능하므로 전술 무선 통신 시스템에 많은 효과를 기대할 수 있다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 거리측정 기반의 Ad Hoc 방식 실시간 다중 무선 전송 장치의 구현 예시이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어 관리기(110)의 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이동체(150a 내지 150c)에 장착되는 이동체 송수신기 모듈(151a 내지 151c)의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 V 패킷의 전송 방향 전환을 보여주는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 R 패킷의 프레임 단위 거리 측정에 대한 순서도의 예시이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이동체들의 상호 위치 변화(동적 AD Hoc 네트워크)에 대한 예시를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 거리측정 기반의 Ad Hoc 방식 실시간 다중 무선 전송 동작 과정을 보여주는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 CSS 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치 및 이의 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 거리측정 기반의 Ad Hoc 방식 실시간 다중 무선 전송 장치의 구현 예시이다. 부연하면, 제어 관리기(110)와 이동체들(150a 내지 150c)에 장착한 이동체 송수신기 모듈(151a 내지 151c) (CSS 노드라고도 함)를 이용하여 무선 네트워크를 구성한 것이다. 제어 관리기(110)와 이동체들(150a 내지 150c)의 CSS 노드들은 상호간의 거리 값과 SNR (Signal to Noise Ratio) 및 PER(Packet Error Rate) 측정 기능을 포함한다.
도 1을 참조하면, 다중 무선 전송 장치(100)는 제어 관리기(110)와 3개의 이동체(150a 내지 150c)를 포함하여 구성된다. 3개의 이동체(150a 내지 150c)는 각각 동영상 카메라 모듈(152a 내지 152c)을 이용하여 실시간 동영상 데이터 115.2Kbps를 생성하고 데이터를 전송하는 이동체 송수신기 모듈(151a 내지 151c) (CSS 노드라고도 함)이 장착 된 구성도이다.
구성의 배치는 (제어 관리기(110)) <--> (제 1 이동체(150a)) <--> (제 2 이동체(150b)) <--> (제 3 이동체(150c))의 순서이다.
또한, 제어 관리기(110)에는 동영상 정보를 수신하여 재생하는 통신 단말기(120), 음성 정보를 수신하여 재생하는 음성 재생 단말기(130), 제어 관리기(110)를 조정하기 위한 조이스틱(140a 내지 140c) 등이 착탈식으로 연결될 수 있다.
통신 단말기(120)는 노트북, PC(Personal Computer), 스마트 패드, 휴대폰 등이 될 수 있다.
음성 재생 단말기(130)는 MP3 플레이어, PMP(Portable Multimedia Player), 헤드셋 등이 될 수 있다.
제어 관리기(110)는 제어패킷(Control Packet:이하 C패킷)을 주기적으로 전송하고 가까운 거리에 위치한 제 1 이동체(150a)가 제어패킷을 수신하여 제 2 이동체(150b)로 전송하고, 제 2 이동체(150b)는 제 3 이동체(150c)로 재전송을 통해서 각각 중계하는 동작 구조이다. 각 CSS 노드인 이동체 송수신기 모듈(151a 내지 151c)은 상호간의 거리 측정 기능을 보유하고 있다.
도 2는 도 1에 도시된 제어 관리기(110)의 구성도이다. 도 2를 참조하면,
예시한 제어 관리기(110)에 연결 된 3개의 조이스틱(140a 내지 140c)을 통해 조정 값(아날로그신호)이 입력되면 A/D 컨버터(230)에 의해 디지털 신호로 변환되고 관리기 송수신기 모듈(210)로 조정 값이 전달된다.
제어 관리기(110)는 이동체(도 1의 150a 내지 150c)의 위치 조정을 위한 조이스틱 인터페이스 기능을 포함하고 있으며 관리기 송수신기 모듈(210)은 주기적 (예로서 매 20msec마다)으로 이동체 조정 정보를 포함하는 C 패킷(Control Packet)을 생성하여 무선 송출하면 가장 가까운 거리에 위치한 제 1 이동체(150a)의 제 1 CSS 노드(151a)가 이를 받아 제 1 이동체(150a)에 할당된 신호를 제 1 이동체(150a)의 위치 제어에 사용하고 수신한 C패킷은 중계 전송한다.
제 1 이동체(150a)에 가까운 제 2 이동체(150b)의 CSS 노드(151b)는 제 1 이동체(150a)의 신호를 수신하여 제 2 이동체(150b)에 할당된 신호를 제 2 이동체(150b)의 위치 제어에 사용하고 수신한 C패킷을 재중계 전송한다.
제 3 이동체(150c)의 CSS 노드(151c)는 제 2 이동체(150b)의 신호를 받아 제 3 이동체(150c)에 할당된 신호를 제 3 이동체(150c)의 위치 제어에 사용한다.
위치 제어에 사용하는 신호는 이동체 송수신기 모듈(151a 내지 151c)에서 C패킷의 수신 값을 이용하여 이동체 당 4채널의 PWM 신호로 변환한 후 이동체에 전송하는 것을 특징으로 한다.
이동체(150a 내지 150c)의 이동체 송수신기 모듈들(151a 내지 151c)은 수신한 패킷의 수신 완료 시각으로부터 일정시간(예, 50usec) 경과 후 패킷 재전송을 개시한다. 이러한 방식으로 전체 노드들은 C패킷 수신 시각을 바탕으로 Frame 타이밍 동기를 획득한다.
획득한 타이밍 동기를 바탕으로 제 3 이동체(150c)가 동영상 패킷 혹은 음성 패킷(Video and/or Voice Packet 이하 : V 패킷)을 생성하여 제 2 이동체(150b)로 전송한다.
V패킷의 데이터 속도는 115.2Kbps로 가정한다. 제 2 이동체(150b)는 자체 생성된 V패킷과 수신한 이동체 3의 V패킷을 제 1 이동체(150a)로 전송하고, 제 1 이동체(150a)는 자체 생성된 V패킷과 수신한 제 2 이동체(150b)와 제 3 이동체(150c)3의 V패킷을 제어 관리기(110)로 전송한다.
CSS 노드인 이동체 송수신기 모듈(151a 내지 151c)의 클록과 동영상 카메라 모듈(152a 내지 152c)의 클럭간 편차에 의해서 발생되는 타이밍 슬립현상 해결을 위해서 V패킷의 페이로드(Payload) 길이를 96byte로 구성하고 필요에 따라 +1byte 또는 -1byte 조정하는 바이트 스터핑(Byte Stuffing) 방식을 사용한다.
제어 관리기(110)의 관리기 송수신기 모듈(210)은 수신한 3채널의 V패킷들에서 동영상 패킷은 통신 단말기(120)로 전달하고 음성 패킷은 음성 재생 단말기(130)로 전달하는 기능을 수행 한다.
일실시예에서는 동영상 패킷 최대 3채널을 각각 GUI(Graphic User Interface) 화면에 동시 동영상 출력을 목표로 한다. 관리기 송수신기 모듈(210)은 동영상 신호 3채널을 개별적으로 USB(Universal Serial Bus) 인터페이스(240a 내지 240c)를 통해 출력하고 USB 허브(260)를 통하여 통신 단말기(120)에 전달하는 구조적 특징이 있다.
부연하면, 제어 관리기(110)에는 구성요소들에 전원을 공급하는 파워부(220)와, 통신 단말기(120)에 동영상 정보를 제공하기 위한 USB(Universal Serial Bus) 인터페이스(240a 내지 240c)와, 음성 재생 단말기(130)에 음성 정보를 제공하기 위한 음성 인터페이스(250)가 구성된다.
물론, 동영상 인터페스(240a 내지 240c)외에도 USB 허브(260)가 구성된다.
도 3은 도 1에 도시된 이동체(150a 내지 150c)에 장착되는 이동체 송수신기 모듈(151a 내지 151c)의 구성도이다. 도 3을 참조하면, 이동체(150a 내지 150c)에 장착한 이동체 송수신기 모듈(151a 내지 151c), UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)를 통한 동영상 카메라 모듈(152a)의 연결도가 도시된다. 이를 위해, 이동체 송수신기 모듈(151a)은, 카메라 모듈(152a)을 제어하며 데이터를 주고받는 제어부(300), 제어부(300)가 처리한 데이터를 제어 관리기(110)로 송신하거나 제어 관리기(110) 및/또는 다른 이동체 송수신기(151b 내지 151c)와 통신을 위해 데이터 신호를 송수신하는 송수신부(340), 전원을 출력하는 배터리(320) 및 배터리로부터 출력된 전원을 조정하는 레귤레이터(330) 등을 포함하여 구성한다.
PWM(Pulse Wide Modulation) 제어신호의 출력은 제어 관리기(110)의 조이스틱 조정값을 전달받아 출력에 펄스폭의 증가 혹은 감소로 출력을 내는 기능을 특징으로 한다. 이 신호는 로봇, 모형 차량, 또는 UAV(Unmanned Aerial Vehicle) 등의 원격 조절 기능을 수행할 수도 있다. PWM 채널수는 본 발명의 일실시예에서는 3개의 이동체 각각에 4채널씩을 할당한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 V 패킷의 전송 방향 전환을 보여주는 개념도이다. 도 4를 참조하면, V패킷은 필요에 따라 그 전송 방향을 전환(Swap)할 수 있도록 하여 양방향 워키토키 방식의 음성 통신을 가능하게 한다. 음성 재생 단말기(120)(예를 들면, 오디오 헤드셋을 들 수 있음)에는 워키토키용 스위치(미도시)가 있어 제어 관리기(110) 혹은 이동체(150a 내지 150c)의 헤드셋의 스위치를 누르면 해당 V패킷의 타임 슬롯을 할당하여 활성화한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 R 패킷의 프레임 단위 거리 측정에 대한 순서도의 예시이다. 도 5를 참조하면, 제어 관리기(110)와 3개의 이동체(150a 내지 150c)는 각각 상호 공간상의 물리적 거리를 CSS 거리측정 기능(Ranging)을 이용하여 거리를 측정한다. 이동체간 거리 측정은 매초 1회(즉 1 프레임이 된다) 수행된다. 거리 측정은 레인징 패킷(Ranging Packet 이하: R패킷)(520)을 사용하여 수행된다.
거리측정 기반 Ad HoC 라우팅의 구현을 위하여 제어 관리기(110)와 각 이동체(150a 내지 150c)의 무선노드들(151a 내지 151c)이 상호간의 거리 측정 기능을 포함하고 정해진 순서에 따라 충돌 없이 상호간의 거리 측정을 수행한다.
거리측정 정보는 이동체들 간의 이격 거리값이 무선노드의 신호 통달거리를 벗어나지 못하도록 하기 위한 주의신호 발령 기능과 위치이동 제한 기능을 구현, 또는 이동체들의 임무 완수 후 자동적으로 모든 노드들을 제어 관리기(110) 위치 혹은 임의의 정해진 위치로 복귀시키는 기능 등의 구현에 사용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이동체들의 상호 위치 변화(동적 AD Hoc 네트워크)에 대한 예시를 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, (a)는 초기의 이동체 배치를 예시한 것이고, (b)는 이동체 3이 이동체 1에 접근한 경우로서 이동체 1에 이동체 2와 이동체 3이 직접 연결 된 경우이다. (c)는 이동체 3이 이동체 1의 자리로, 이동체 1은 이동체 2의 위치로, 그리고 이동체 2는 이동체 3 자리로 각각 초기에 비교해 자리바꿈을 한 경우이다.
이 과정에서 통신 경로는 최적 경로 (혹은 최단 경로)로 계속해서 경신한다. 통신 경로의 경신은 거리 측정값을 기반으로 하여 최적 경로로 자동적으로 이루어지며 이때 버추얼 타임 슬롯의 할당은 위치를 바뀌는 것과 연동하여 이루어진다. 이 과정이 동적 Ad HoC 방식의 네트워크를 구현 한 예이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 거리측정 기반의 Ad Hoc 방식 실시간 다중 무선 전송 동작 과정을 보여주는 순서도이다. 도 7을 참조하면, CSS 노드를 무선 네트워크로 구성하고, 제어 관리기(110)가 주기적으로 이동체 송수신기 모듈들(151a 내지 151c)에 제어 패킷을 주기적으로 전송한다(단계 S700,S710).
이후, 이동체 송수신기 모듈들(151a 내지 151c)간에 제어 패킷이 재전송되며, 이러한 제어 패킷을 이용하여 전체 노드들이 프레임 타이밍 동기를 획득하게 된다(단계 S720,S730).
타이밍 동기화가 이루어지면, 이동체 송수신기 모듈들(151a 내지 151c)은 카메라 모듈(152a 내지 152c)을 통하여 생성된 동영상 및/또는 음성 패킷을 전송한다(단계 S740).
또한, 전송시 추가적으로, 바이트 스터핑(stuffing) 방식을 이용하여 동영상 및/또는 음성 패킷의 페이로드(payload) 길이를 조정할 수 있다(단계 S750).
제어 관리기(110)는 이러한 동영상 및/또는 음성 패킷을 받아 동영상 패킷은 통신 단말기(120) 쪽으로 음성 패킷은 음성 재생 단말기(130)로 전송하며, 이들 해당 단말기가 전송된 패킷을 재생한다(단계 S760).
100: 다중 무선 전송 장치
110: 제어 관리기
120: 통신 단말기
130: 음성 재생 단말기
140a 내지 140c: 조이스틱
150a 내지 150c: 이동체
151a 내지 151c: 이동체 송수신기 모듈
152a 내지 152c: 카메라 모듈
210: 송수신기 220: 파워부
230: A/D(Analog/Digital) 컨버터
240a 내지 240c: USB(Universal Serial Bus) 인터페이스
250: 음성 인터페이스 260: USB 허브
300: 제어부 320: 배터리
330; 레귤레이터 340: 송수신부

Claims (10)

  1. 주기적으로 제어 패킷을 전송하는 제어 관리기;
    제어 패킷을 수신하여 상기 제어 패킷의 수신신호의 종료 시점을 이용하여 프레임 타이밍 동기를 획득하고 수신 순서 정보를 바탕으로 버추얼 타임 슬롯상의 정해진 순서에 따라 최단의 통신 경로로 생성된 멀티미디어 데이터 패킷을 상기 제어 관리기에 전송하는 다수의 이동체 송수신기 모듈; 및
    상기 제어 관리기의 제어에 따라 멀티미디어 데이터를 재생하는 단말기;를 포함하되,
    상기 최단의 통신 경로는 거리 측정 기반 AD Hoc 라우팅을 이용하여 상기 다수의 이동체 송수신기 모듈의 상호간 거리 측정을 통하여 획득되는 최단거리이며,
    상기 상호간 거리 측정은 공간상의 물리적 거리를 CSS(Chirp Spread Spectrum) 거리측정 기능(Ranging)을 이용하여 거리를 측정함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 이동체 송수신기 모듈은 프레임 타이밍 동기를 획득하기 위해 제어 패킷의 수신 완료 시각으로부터 일정시간 경과후 제어 패킷의 재전송을 개시하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동체 송수신기 모듈은,
    멀티미디어 데이터를 생성하는 카메라 모듈; 및
    멀티미디어 데이터 패킷 또는 제어 패킷을 수신 또는 전송하는 송수신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    이동체 송수신기 모듈의 클록과 카메라 모듈의 클럭간 편차에 의해서 발생되는 타이밍 슬립현상을 해소하기 위해 멀티미디어 데이터 패킷의 페이로드(Payload) 길이를 바이트 스터핑(Byte Stuffing) 방식을 이용하여 조절하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 이동체 송수신기 모듈은 임무 완수 후 거리 측정기능을 이용하여 자동적으로 제어 관리기 위치 혹은 미리 정해진 위치로 복귀시키는 기능을 포함하는 특징으로 하는 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 관리기는, 거리측정 정보를 이용하여 상기 다수의 이동체 송수신기 모듈들간의 이격 거리값이 무선노드의 신호 통달거리를 벗어나지 못하도록 하기 위한 주의신호 발령 기능 및 위치이동 제한 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티미디어 데이터 패킷은 그 전송 방향을 전환(Swap)할 수 있도록 하여 양방향 워키토키 방식의 음성 통신을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치.
  10. 제어 관리기가 주기적으로 다수의 이동체 송수신기 모듈에 제어 패킷을 주기적으로 전송하는 단계;
    상기 다수의 이동체 송수신기 모듈간에 제어 패킷이 재전송되는 단계;
    제어 패킷을 이용하여 전체 노드들이 프레임 타이밍 동기를 획득하는 단계;
    타이밍 동기화가 이루어지면, 상기 다수의 이동체 송수신기 모듈이 카메라 모듈을 통하여 생성된 멀티미디어 데이터 패킷을 최단의 통신 경로로 상기 제어 관리기로 전송하는 단계;
    상기 제어 관리기는 멀티미디어 데이터 패킷을 받아 통신 단말기 또는 음성 재생 단말기로 전송하는 단계;
    상기 통신 단말기 또는 음성 재생 단말기가 멀티미디어 데이터를 재생하는 단계;를 포함하되,
    상기 최단의 통신 경로는 거리 측정 기반 AD Hoc 라우팅을 이용하여 상기 다수의 이동체 송수신기 모듈의 상호간 거리 측정을 통하여 획득되는 최단거리이며,
    상기 상호간 거리 측정은 공간상의 물리적 거리를 CSS(Chirp Spread Spectrum) 거리측정 기능(Ranging)을 이용하여 거리를 측정함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 방법.
KR1020130145266A 2013-11-27 2013-11-27 Css 거리 측정 기반의 애드혹 방식 실시간 다중 무선 전송 장치 및 이의 방법 KR101464667B1 (ko)

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