KR101805721B1 - 주파수 미러링을 사용한 공중 중계기 기반 데이터링크의 상황 인지 정보 공유 방법 - Google Patents

주파수 미러링을 사용한 공중 중계기 기반 데이터링크의 상황 인지 정보 공유 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공중 중계기 기반 데이터 링크에서 상황 인지 정보를 공유하기 위한 상황 인지 정보 공유 노드 및 이의 동작 방법에 따라 공중 중계기 기반 데이터 링크에 존재하는 복수의 상황 인지 정보 공유 노드들의 다양한 특성에 따른 슬롯 할당 및 상황 인지 정보 공유가 가능해지고, 노드간 송/수신 되는 프레임의 사용성을 높일 수 있다. 또한 각 상황 인지 정보 공유 노드는 코디네이터 노드의 승인 없이 직접 자원 할당 및 정보 전송을 실시하기 때문에 코디네이터 노드의 부하를 줄이며, 다양한 특성을 갖는 플랫폼들이 효율적으로 상황 인지 정보를 공유할 수 있는 주파수 미러링을 사용한 공중 중계기 기반의 데이터링크의 상황 인지 정보 공유 방법에 관한 것이다.

Description

주파수 미러링을 사용한 공중 중계기 기반 데이터링크의 상황 인지 정보 공유 방법 {Method sharing situational awareness information of data link based on airborne data relay using frequency mirroring}
본 발명은 다양한 특성을 갖는 플랫폼들이 효율적으로 상황 인지 정보를 공유할 수 있는 주파수 미러링을 사용한 공중 중계기 기반의 데이터링크의 상황 인지 정보 공유 방법에 관한 것이다.
수집 및 공유가 핵심적인 요소가 되었다. 그러나 국내의 경우 대부분의 국토가 산악지형으로 이루어져 있어 통신 음영지역이 발생한다. 이러한 환경을 극복하기 위한 방안으로 공중 중계기 통신은 무선 통신을 활용한 서비스 분야뿐만 아니라 군 작전에 필수적인 요소로 자리잡고 있다. 따라서 국내 통신 환경의 어려움을 극복하며 효과적인 군 전술/작전 수행을 위해 상황 인지 정보 공유 방식이 필요하다.
전장 상황에 대한 정보 수집 및 공유를 위해서는 전술 데이터 링크를 통해 상황 인지를 공유한다. 전술 데이터 링크에서 다중 접속하는 방식으로 시분할 다중접속을 사용한다. 이러한 대표적인 전술 데이터 링크인 링크-16은 공중 환경에서 널리 사용 되는 군사 전술 자료 교환 네트워크로서 전술 자료를 근 실시간으로 교환하는 전술체계이다. 링크-16에서는 데이터 시분할 다원 접속 방식의 다중 접속 프로토콜을 사용하며, 각 사용자가 네트워크 사전 설계를 통해 미리 할당 받은 타임슬롯을 사용하는 정적 시분할 다원 접속 방식을 사용하고 있다. 각 사용자들은 상황 인지 정보 공유를 위하여 유닛에 대한 정보, 상세한 위치, 식별 정보, 시간 품질, 적아 식별 정보 등을 포함한 메시지를 자동으로 전송하여 상황 인지 정보를 공유한다.
기존 링크-16은 작전 수행 전 미리 각 사용자에 대해 타임슬롯을 미리 할당한다. 따라서 사전에 타임슬롯을 할당 받지 못하고 중간에 작전에 합류하는 경우, 타임 슬롯 할당이 동적으로 이루어 지지 못함으로써 상황 인지 정보 공유가 유연하게 이루어지지 못한다. 또한 링크-16의 경우 전투기간의 전술 네트워크로서 거리가 매우 멀어 긴 전파지연시간을 갖는다. 이러한 특성상 상황 인지 정보와 같이 데이터의 크기가 작은 데이터를 전송하는 경우에도 각 할당 받은 타임 슬롯에 긴 가드타임이 필요하며 이에 따라 슬롯에서 데이터가 차지하는 비율이 낮자 슬롯 낭비가 심하다. 또한 이를 해결하기 위한 선행 특허인 공중 데이터 링크에서 상황 인지 정보를 공유하기 위한 상황 인지 정보 공유 노드 및 이의 동작 방법 에서는 정보를 공유하기 위해 랜덤 액세스 구간을 두어 동적인 타임슬롯 할당 및 상황 인지 정보를 가능하게 하였으나, 타임슬롯 할당을 위한 랜덤 액세스 구간으로 인해 프레임의 낭비가 발생한다.
한국 등록 특허 제 10-1649199호 (등록일: 2016.08.11)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 공중 중계기 기반 데이터 링크에서 상황 인지 정보를 공유하기 위한 상황 인지 정보 공유 노드 및 이의 동작 방법에 따라 공중 중계기 기반 데이터 링크에 존재하는 복수의 상황 인지 정보 공유 노드들의 다양한 특성에 따른 슬롯 할당 및 상황 인지 정보 공유가 가능해지고, 노드간 송/수신 되는 프레임의 사용성을 높일 수 있다. 또한 각 상황 인지 정보 공유 노드는 코디네이터 노드의 승인 없이 직접 자원 할당 및 정보 전송을 실시하기 때문에 코디네이터 노드의 부하를 줄이며, 다양한 특성을 갖는 플랫폼들이 효율적으로 상황 인지 정보를 공유할 수 있기 위해서 안출되었다.
상술한 목적달성을 위하여 본 발명의 상황 인지 정보 공유 방법은 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 제1 주파수 정분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하고, 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 전송하는 단계, 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지 전송이 가능한 시간인 타임 슬롯을 상황 인지 정보 공유 노드에 할당하는 단계, 및 상기 메시지를 수신하여, 상기 수신된 메시지를 제2 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하여, 상기 제2 주파수 성분을 갖는 메시지를 브로드캐스팅하는 단계를 포함한다.
본 발명은 공중 중계기 기반 데이터 링크에서 상황 인지 정보를 공유하기 위한 상황 인지 정보 공유 노드 및 이의 동작 방법에 따라 공중 중계기 기반 데이터 링크에 존재하는 복수의 상황 인지 정보 공유 노드들의 다양한 특성에 따른 슬롯 할당 및 상황 인지 정보 공유가 가능해지고, 노드간 송/수신 되는 프레임의 사용성을 높일 수 있다. 또한 각 상황 인지 정보 공유 노드는 코디네이터 노드의 승인 없이 직접 자원 할당 및 정보 전송을 실시하기 때문에 코디네이터 노드의 부하를 줄이며, 다양한 특성을 갖는 플랫폼들이 효율적으로 상황 인지 정보를 공유할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 미러링을 사용한 공중 중계기 기반 데이터링크의 상황 인지 정보 공유 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 미러링을 사용한 공중 중계기 기반 데이터링크의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 미러링을 사용한 공중 중계기 기반 데이터링크가 주파수 미러링을 사용한 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시분할 다원접속 기반의 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 상황 인지 정보 공유 노드, 제2 상황 인지 정보 공유 노드가 코디네이터 노드로부터 타임 슬롯을 할당 받은 시분할 다원접속 기반의 프레임을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 미러링을 사용한 공중 중계기 기반 데이터링크의 상황 인지 정보 공유 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 미러링을 사용한 공중 중계기(130s) 기반 데이터링크의 상황 인지 정보 공유 방법의 구성을 관련된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 미러링을 사용한 공중 중계기 (130s)기반 데이터 링크의 상황 인지 정보 공유 장치(100s)의 블록도이다.
상기 주파수 미러링이 적용된 공중 중계기(130s) 기반의 데이터 링크는 상황 인지 정보 공유 노드(120s), 코디네이터 노드(110s), 공중 중계기(130s)를 포함한다.
상기 주파수 미러링이 적용된 공중 중계기(130s) 기반의 데이터 링크는 주파수 미러링이 적용된 공중 중계기(130s) 기반의 데이터 링크에 존재하는 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들의 다양한 특성에 따른 다양한 슬롯 할당이 가능해지고, 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)를 관제하기 위해 코디네이터 노드(110s)가 사용하는 프레임의 사용성을 높일 수 있다. 상기 다양한 특성은 다양한 클래스 또는 다양한 전송 주기를 의미할 수 있다.
상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 제1 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하고, 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송한다.
상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 제1 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하고, 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송하는 과정은 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 자원 할당을 받아서, 타임 슬롯을 할당 받은 경우와 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 자원 할당을 받지 않아서, 타임 슬롯을 할당 받지 않은 경우로 분류될 수 있다.
상기 상황 인지 정보는 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 인지한 전쟁 상황에 대한 정보일 수 있고, 전쟁이 아닌 상황에 대한 정보일 수 있다. 예를 들어, 상기 전쟁 상황에 대한 정보는 적군의 비행체가 영공 상에 출몰했다는 정보일 수 있고, 상기 전쟁이 아닌 상황에 대한 정보는 일기예보 정보일 수 있다.
제1 주파수는 사용자가 임의로 선택한 주파수일 수 있다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 스마트폰과 같은 단말기 또는 센서일 수 있다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 여러 개일 수 있다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 공중 중계기(130s)로부터 다른 노드에서 전송된 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 브로드캐스팅 받기 위해서, 복수의 타임슬롯을 포함하는 프레임을 갖고 있을 수 있다. 상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s), 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)는 네트워크, 메시지 용도에 따라 상기 메시지를 캡슐화할 수 있다.
상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s), 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)는 최소 MAC 계층 이상에 속해있기 때문에 상기 상황 인지 정보 메시지를 캡슐화할 수 있다. 상기 공중 중계기(130s)는 수신한 메시지 신호를 그대로 주파수만 변환하여 브로드캐스팅 하기 때문에 캡슐화된 메시지를 풀지 않는 것일 수 있다.
상기 상황 인지 정보는 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 주변 환경을 인지한 정보를 의미할 수 있다. 상기 반송파는 라디오나 텔레비전을 비롯하여 무선 통신에서 정보를 실어 보내는 사인파 또는 펄스파를 의미할 수 있다.
상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 코디네이터 노드(110s)로부터 자원 할당을 받아 타임 슬롯이 할당된 경우에는 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송할 수 있다.
상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 자원을 할당 받지 않아서, 타임 슬롯이 할당되지 않은 경우에는 코디네이터 노드(110s)를 이용하여 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 주기를 확인하여 상기 사용 가능한 타임 슬롯이 존재하는지 여부를 판단한다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 누화를 통해 기존 자원을 점유하고 있는 노드들의 타임 슬롯 번호를 확인하며 이 타임 슬롯들을 제외한 사용 가능한 타임 슬롯을 확인한다.
누화는 근접한 전화 회선이나 신호 회선에서 다른 회선에 신호 전류가 누설하는 현상을 의미할 수 있다. 누화가 일어나는 원인은 정전 유도에 의한 것과 전자 유도에 의한 것이 있다. 누화에는 그 나타나는 방향이 신호 전류와 반대 방향으로 송단에 전해지는 근단 누화와, 신호 전류와 같은 방향으로 되어 수단으로 전해지는 원단 누화가 있다. 통신 회선의 누화를 방지하려면 나선에서는 교차, 반송에서는 대칭형 배치, 단거리 반송 방식에서는 압신기를 사용한다.
본 발명에서는 코디네이터 노드(110s)가 타임 슬롯이 할당 되어 있지 않은 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에게 타임 슬롯을 할당하기 위해서 각 타임 슬롯에 할당 되어 있는 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들의 메시지 전송 주기 및 메시지 우선순위를 파악하기 위해서 의도적으로 누화를 일으킨 것일 수 있다.
상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 사용 가능한 타임 슬롯이 있다면, 상기 타임 슬롯 내에 미니 슬롯을 이용하여 타임슬롯을 예약하고 자원을 할당 받고, 상기 타임 슬롯을 할당 받을 수 있다. 상기 타임 슬롯은 슬롯화된 알로하와 같이 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 공중 중계기(130s)로 패킷을 보내는 시작점을 기준으로 하여 미니 슬롯으로 나누어 구분하고 있다.
상기 미니 슬롯은 랜덤 액세스 구간이고, 하나의 타임 슬롯안에 k개의 미니 슬롯이 포함된 것일 수 있다. 하나의 타임 슬롯은 랜덤액세스 구간인 미니 슬롯 k개를 포함하고, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 각각 이 중에 하나의 미니 슬롯을 선택하고, 상기 선택한 미니 슬롯을 이용하여 타임 슬롯을 예약하고 자원을 할당 받아서, 상기 타임 슬롯을 할당 받을 수 있다. 미니 슬롯을 이용하여 타임 슬롯을 예약하는데 있어서, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌되는지 여부를 주파수 미러링 기법을 통해 즉시 확인할 수 있다. 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 미니 슬롯을 이용하여 타임 슬롯을 예약하는데 있어서 충돌된다면, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들은 공중 중계기(130s)가 제2 주파수로 브로드캐스팅하는 메시지를 받지 못할 수 있다.
상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌된다면, 상기 타임 슬롯을 할당 받지 못한 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 코디네이터 노드(110s)를 이용하여 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 주기를 확인하여 상기 사용 가능한 타임 슬롯이 존재하는지 여부를 판단한다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 누화를 통해 기존 자원을 점유하고 있는 노드들의 타임 슬롯 번호를 확인하며 이 타임 슬롯들을 제외한 사용 가능한 타임 슬롯을 확인한다.
상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 사용 가능한 타임 슬롯을 코디네이터 노드(110s)로부터 할당 받았고, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌되지 않는다면, 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 자원을 할당 받아서 타임 슬롯을 할당 받고, 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송할 수 있다. 상기 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송하는 과정은 코디네이터 노드(110s)의 승인이 필요하지 않다.
코디네이터 노드(110s)는 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)의 메시지 전송이 가능한 시간인 타임 슬롯을 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에 할당한다. 코디네이터 노드(120s)는 타임 슬롯을 포함하는 프레임을 생성한다. 상기 코디네이터 노드(110s)는 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)를 관제하기 위해 프레임을 생성한다. 상기 코디네이터 노드(110s)가 획득한 프레임은 복수의 서브 프레임으로 분할될 수 있다. 상기 서브 프레임은 비콘 슬롯, 타임 슬롯 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 비콘 슬롯은 상황 인지 정보 공유 노드(120s)와 공중 중계기(130s)가 동기화되기 위한 시간 정보, 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 코디네이터 노드(110s)로부터 할당 받은 타임 슬롯과 할당 받지 않은 타임 슬롯의 시간을 나타내는 프레임의 시간 정보, 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 사용 가능한 타임 슬롯을 나타내는 타임 슬롯 정보 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)와 공중 중계기(130s)가 동기화되기 위한 시간 정보는 상기 코디네이터 노드(110s)가 비콘 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송한 절대 시간, 코디네이터 노드(110s)와 공중 중계기(130s) 간의 전파 지연 시간을 이용해서. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)와 공중 중계기(130s)가 동기화되기 위한 시간 정보를 계산하는 것일 수 있다.
상기 타임 슬롯은 k개의 미니 슬롯을 포함한다. 상기 타임 슬롯은 코디네이터 노드(110s)가 갖고 있는 메모리의 데이터일 수 있다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 상기 타임 슬롯이 포함하는 상기 k개의 미니 슬롯을 이용하여 상기 타임 슬롯을 예약할 수 있다. 상기 코디네이터 노드(110s)가 비콘을 이용하여 비콘 슬롯을 공중 중계기(130s)로 전송하는 것일 수 있다.
상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)와 상기 공중 중계기(130s)가 동기화되기 위한 시간 정보가 정확하지 않으면, 상기 코디네이터 노드(110s)가 생성한 프레임의 타임 슬롯과 상기 코디네이터 노드(110s)가 상기 코디네이터 노드(110s)로부터 할당 받은 타임 슬롯이 일치하지 않을 수 있다.
상기 프레임의 시간 정보는 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 공중 중계기(130s)로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 전송 주기를 의미할 수 있다. 상기 전송 주기 각 상황 인지 정보 공유 노드(120s)의 미리 설정된 클래스에 따라서 상이할 수 있다.
상기 코디네이터 노드(110s)가 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에 타임 슬롯을 할당할 때, 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)의 전송 주기에 따라 상기 프레임을 구성하는 타임슬롯을 할당한다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)의 전송 주기는 각 상황 인지 정보 공유 노드(120s)의 미리 설정된 클래스에 따라 상이하다.
상기 코디네이터 노드(110s)는 상기 비콘 패킷을 이용하여 상황 인지 정보 공유 노드(120s)를 관제한다. 상기 코디네이터 노드가(110s) 상황 인지 정보 공유 노드(120s)를 관제하는 것에 있어서, 상기 코디네이터 노드(110s)는 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)의 미리 설정된 메시지 송신 주기 및 우선 순위를 이용할 수 있다. 우선 순위가 높은 상황 인지 정보 노드(120s)의 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 우선적으로 공중 중계기(130s)로 전송하는 것일 수 있다.
상기 비콘 패킷은 헤더 파일을 의미할 수 있다. 상기 비콘 패킷과 복수의 타임 슬롯을 포함하는 서브 프레임은 캡슐화되어서 공중 중계기(130s)로 전송되는 것일 수 있다. 상기 캡슐화된 서브 프레임은 이진수의 값일 수 있다.
주파수 미러링을 사용한 공중 중계기(130s) 기반 데이터 링크의 상황 인지 정보 공유 장치(100s)의 노드 간의 통신은 시분할 다원접속 방식으로 이루어진다. 즉, 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송하기 위해서는 코디네이터 노드(110s)가 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에게 타임 슬롯을 할당한다.
상황 인지 정보 공유 노드(120s)에 타임 슬롯이 할당된 것으로 확인되면, 다음 단계로 진행하여 상황 인지 정보를 송신하는 과정이 수행된다. 그렇지 않을 경우 타임 슬롯 할당을 위한 과정이 수행된다.
상황 인지 정보 공유 노드(120s)에 타임 슬롯이 할당되지 않은 것으로 확인되면, 코디네이터 노드(110s)가 사용 가능한 타임 슬롯을 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에 할당하기 위해서, 프레임을 분석한다. 상기 코디네이터 노드(110s)는 타임 슬롯에 할당되어 있는 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들의 상황 인지 정보를 포함하는 메시지 전송 주기 및 메시지 우선 순위를 파악한다. 우선 순위가 높은 상황 인지 정보 노드(120s)의 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 우선적으로 공중 중계기(130s)로 전송하는 것일 수 있다.
상기 코디네이터 노드(110s)는 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송하는 기능이 있을 수 있다.
상기 공중 중계기(130s)는 수신된 메시지를 제2 주파수로 변환하여 브로드캐스팅한다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 제1 주파수를 이용하는 반면, 상기 공중 중계기(130s)는 제2 주파수를 이용한다. 따라서, 상기 인지 정보 공유 노드와 상기 공중 중계기(130s)는 겹치는 주파수 범위가 없기 때문에 실시간으로 통신을 할 수 있다. 상기 공중 중계기(130s)는 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)로부터 수신한 메시지를 별도의 신호 처리 과정이 없이 주파수만 변환하여 브로드캐스팅하는 주파수 미러링을 이용한다. 상기 공중 중계기(130s)는 상황 인지 정보 공유 노드(120s)로부터 수신한 메시지가 할당 되어 있는 타임 슬롯으로 주파수만 변화시켜서 브로드캐스팅한다. 상기 제1 주파수와 제2 주파수는 상기 상황 인지 정보 공유 장치(100s)를 사용하는 사용자가 미리 설정한 주파수일 수 있다.
상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 다른 노드의 상황 인지 정보도 공유 받기 위해서, 타임 슬롯을 포함하는 프레임을 갖고 있는 것일 수 있다. 상기 타임 슬롯은 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 갖고 있는 메모리의 데이터일 수 있다.
상기 주파수 미러링은 송신기가 중계국으로 uplink 주파수로 신호를 전송하고, 중계국은 단말로부터 수신한 신호를 downlink 주파수로 변환하여 브로드캐스팅하는 통신 방식을 의미한다. 상기 중계국은 공중에 있는 중계국일 수 있다. 본 발명에서, 상기 중계국은 공중 중계기(130s)일 수 있다. 상기 브로드캐스팅하는 통신 방식은 송신 호스트가 전송한 데이터가 네트워크에 연결된 송신 호스트를 제외한 나머지 호스트에 전송되는 방식을 의미한다.
본 발명에서 상기 송신 호스트는 공중 중계기(130s)일 수 있다. 상기 네트워크에 연결된 송신 호스트를 제외한 나머지 호스트는 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)와 코디네이터 노드(110s)를 포함할 수 있다. 상기 uplink 주파수는 제1 주파수를 의미할 수 있다. 상기 downlink 주파수는 제2 주파수를 의미할 수 있다. 상기 제1 주파수는 본 발명의 사용자가 임의로 정한 주파수일 수 있다. 상기 제2 주파수는 제1 주파수와 같지 않은 주파수일 수 있다. 상기 공중 중계기(130s)는 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)로부터 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 수신하기 위해서, 복수의 타임 슬롯을 포함하는 프레임을 갖고 있을 수 있다.
상기 공중 중계기(130s)는 중계 무인 비행기에 설치되어 공중 데이터 링크 중계 기능을 수행하며 지상 추적 장비와 임무 수행 무인 비행기를 연결하는 기능을 수행할 수도 있다. 상기 무인 비행기는 원격 조종원에 의해서 조종되는 비행기를 의미한다. 상기 무인 비행기는 드론을 의미할 수 있다.
상기 데이터 링크는 두 개 이상의 컴퓨터나 단말 등의 시스템 사이에서 정보(데이터)의 전송을 위한 통신로로, 상기 데이터 링크의 통신 회선은 양단의 모뎀, 통신 제어 장치의 회선 측 부분도 포함한 물리적인 통신로를 가리키고 있다. 데이터 링크의 목적은 어느 데이터 처리 시스템과 원격 데이터 처리 시스템 간의 정보 교환을 편리하게 하기 위한 것이지만 실제 데이터 전송에서는 그 정보의 교환 기동, 흐름의 제어, 체크, 종결을 위한 제어 정보 전송도 필요할 수 있다. 데이터 링크 상의 제어를 데이터 연계 제어라고 한다. 본 발명에서 코디네이터 노드(110s)가 상기 데이터 연계 제어를 담당하는 것일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 미러링을 사용한 공중 중계기 기반 데이터링크의 개념도이다.
상기 주파수 미러링이 적용된 공중 중계기(130s) 기반의 데이터 링크는 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s), 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s), 코디네이터 노드(110s), 공중 중계기(130s)를 포함한다.
상기 주파수 미러링이 적용된 공중 중계기(130s) 기반의 데이터 링크는 주파수 미러링이 적용된 공중 중계기(130s) 기반의 데이터 링크에 존재하는 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들의 다양한 특성에 따른 다양한 슬롯 할당이 가능해지고, 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)를 관제하기 위해 코디네이터 노드(110s)가 사용하는 프레임의 사용성을 높일 수 있다. 상기 다양한 특성은 다양한 클래스 또는 다양한 전송 주기를 의미할 수 있다.
상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 제1 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하고, 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송한다.
상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 코디네이터 노드(110s)로부터 자원 할당을 받아 타임 슬롯이 할당된 경우에는 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송할 수 있다.
상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송한다. 상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송하는 과정은 상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 자원 할당을 받아서, 타임 슬롯을 할당 받은 경우와 상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 자원 할당을 받지 않아서, 타임 슬롯을 할당 받지 않은 경우로 분류될 수 있다.
제1 주파수는 사용자가 임의로 선택한 주파수일 수 있다. 상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)는 스마트폰과 같은 단말기 또는 센서일 수 있다. 상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 코디네이터 노드(110s)로부터 자원 할당을 받아 타임 슬롯이 할당된 경우에는 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송할 수 있다.
상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 자원을 할당 받지 않아서, 타임 슬롯이 할당되지 않은 경우에는 코디네이터 노드(110s)를 이용하여 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 주기를 확인하여 상기 사용 가능한 타임 슬롯이 존재하는지 여부를 판단한다. 상기 코디네이터 노드(110s)는 누화를 통해 기존 자원을 점유하고 있는 노드들의 타임 슬롯 번호를 확인하며 이 타임 슬롯들을 제외한 사용 가능한 타임 슬롯을 확인한다.
누화는 근접한 전화 회선이나 신호 회선에서 다른 회선에 신호 전류가 누설하는 현상을 의미할 수 있다. 누화가 일어나는 원인은 정전 유도에 의한 것과 전자 유도에 의한 것이 있다. 누화에는 그 나타나는 방향이 신호 전류와 반대 방향으로 송단에 전해지는 근단 누화와, 신호 전류와 같은 방향으로 되어 수단으로 전해지는 원단 누화가 있다. 통신 회선의 누화를 방지하려면 나선에서는 교차, 반송에서는 대칭형 배치, 단거리 반송 방식에서는 압신기를 사용한다.
본 발명에서는 코디네이터 노드(110s)가 타임 슬롯이 할당 되어 있지 않은 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)에게 타임 슬롯을 할당하기 위해서 각 타임 슬롯에 할당 되어 있는 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)들의 메시지 전송 주기 및 메시지 우선순위를 파악하기 위해서 의도적으로 누화를 일으킨 것일 수 있다.
상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 사용 가능한 타임 슬롯이 있다면, 상기 타임 슬롯 내에 미니 슬롯을 이용하여 타임슬롯을 예약하고 자원을 할당 받고, 상기 타임 슬롯을 할당 받을 수 있다. 상기 타임 슬롯은 슬롯화된 알로하와 같이 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 공중 중계기(130s)로 패킷을 보내는 시작점을 기준으로 하여 미니 슬롯으로 나누어 구분하고 있다.
하나의 타임 슬롯은 랜덤액세스 구간인 미니 슬롯 k개를 포함하고, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 각각 이 중에 하나의 미니 슬롯을 선택하고, 상기 선택한 미니 슬롯을 이용하여 타임 슬롯을 예약하고 자원을 할당 받아서, 상기 타임 슬롯을 할당 받을 수 있다.
미니 슬롯을 이용하여 타임 슬롯을 예약하는데 있어서, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌되는지 여부를 주파수 미러링 기법을 통해 즉시 확인할 수 있다. 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 미니 슬롯을 이용하여 타임 슬롯을 예약하는데 있어서 충돌된다면, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들은 공중 중계기(130s)가 제2 주파수로 브로드캐스팅하는 메시지를 받지 못할 수 있다.
상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌된다면, 상기 타임 슬롯을 할당 받지 못한 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)는 코디네이터 노드(110s)를 이용하여 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 주기를 확인하여 상기 사용 가능한 타임 슬롯이 존재하는지 여부를 판단한다. 상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)는 누화를 통해 기존 자원을 점유하고 있는 노드들의 타임 슬롯 번호를 확인하며 이 타임 슬롯들을 제외한 사용 가능한 타임 슬롯을 확인한다.
상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 사용 가능한 타임 슬롯을 코디네이터 노드(110s)로부터 할당 받았고, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌되지 않는다면, 상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)는 자원을 할당 받아서 타임 슬롯을 할당 받고, 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송할 수 있다. 상기 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송하는 과정은 코디네이터 노드(110s)의 승인이 필요하지 않다.
상기 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)는 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 제1 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하고, 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 전송한다.
상기 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 코디네이터 노드(110s)로부터 자원 할당을 받아 타임 슬롯이 할당된 경우에는 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송할 수 있다.
상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송한다. 상기 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송하는 과정은 상기 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 자원 할당을 받아서, 타임 슬롯을 할당 받은 경우와 상기 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 자원 할당을 받지 않아서, 타임 슬롯을 할당 받지 않은 경우로 분류될 수 있다. 제1 주파수는 사용자가 임의로 선택한 주파수일 수 있다. 상기 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)는 스마트폰과 같은 단말기 또는 센서일 수 있다.
상기 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 코디네이터 노드(110s)로부터 자원 할당을 받아 타임 슬롯이 할당된 경우에는 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송할 수 있다.
상기 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 자원을 할당 받지 않아서, 타임 슬롯이 할당되지 않은 경우에는 코디네이터 노드(110s)를 이용하여 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 주기를 확인하여 상기 사용 가능한 타임 슬롯이 존재하는지 여부를 판단한다. 상기 코디네이터 노드(110s)는 누화를 통해 기존 자원을 점유하고 있는 노드들의 타임 슬롯 번호를 확인하며 이 타임 슬롯들을 제외한 사용 가능한 타임 슬롯을 확인한다.
누화는 근접한 전화 회선이나 신호 회선에서 다른 회선에 신호 전류가 누설하는 현상을 의미할 수 있다. 누화가 일어나는 원인은 정전 유도에 의한 것과 전자 유도에 의한 것이 있다. 누화에는 그 나타나는 방향이 신호 전류와 반대 방향으로 송단에 전해지는 근단 누화와, 신호 전류와 같은 방향으로 되어 수단으로 전해지는 원단 누화가 있다. 통신 회선의 누화를 방지하려면 나선에서는 교차, 반송에서는 대칭형 배치, 단거리 반송 방식에서는 압신기를 사용한다.
본 발명에서는 코디네이터 노드(110s)가 타임 슬롯이 할당 되어 있지 않은 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)에게 타임 슬롯을 할당하기 위해서 각 타임 슬롯에 할당 되어 있는 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)들의 메시지 전송 주기 및 메시지 우선순위를 파악하기 위해서 의도적으로 누화를 일으킨 것일 수 있다.
상기 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 사용 가능한 타임 슬롯이 있다면, 상기 타임 슬롯 내에 미니 슬롯을 이용하여 타임슬롯을 예약하고 자원을 할당 받고, 상기 타임 슬롯을 할당 받을 수 있다. 상기 타임 슬롯은 슬롯화된 알로하와 같이 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 공중 중계기(130s)로 패킷을 보내는 시작점을 기준으로 하여 미니 슬롯으로 나누어 구분하고 있다.
하나의 타임 슬롯은 랜덤액세스 구간인 미니 슬롯 k개를 포함하고, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 각각 이 중에 하나의 미니 슬롯을 선택하고, 상기 선택한 미니 슬롯을 이용하여 타임 슬롯을 예약하고 자원을 할당 받아서, 상기 타임 슬롯을 할당 받을 수 있다.
미니 슬롯을 이용하여 타임 슬롯을 예약하는데 있어서, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌되는지 여부를 주파수 미러링 기법을 통해 즉시 확인할 수 있다. 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 미니 슬롯을 이용하여 타임 슬롯을 예약하는데 있어서 충돌된다면, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들은 공중 중계기(130s)가 제2 주파수로 브로드캐스팅하는 메시지를 받지 못할 수 있다.
상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌된다면, 상기 타임 슬롯을 할당 받지 못한 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)는 코디네이터 노드(110s)를 이용하여 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 주기를 확인하여 상기 사용 가능한 타임 슬롯이 존재하는지 여부를 판단한다. 상기 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)는 누화를 통해 기존 자원을 점유하고 있는 노드들의 타임 슬롯 번호를 확인하며 이 타임 슬롯들을 제외한 사용 가능한 타임 슬롯을 확인한다.
상기 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 사용 가능한 타임 슬롯을 코디네이터 노드(110s)로부터 할당 받았고, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌되지 않는다면, 상기 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)는 자원을 할당 받아서 타임 슬롯을 할당 받고, 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송할 수 있다. 상기 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송하는 과정은 코디네이터 노드(110s)의 승인이 필요하지 않다.
상기 코디네이터 노드(110s)는 상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s) 또는 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)의 메시지 전송이 가능한 시간인 타임 슬롯을 상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s) 또는 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)에 할당할 수 있다.
상기 코디네이터 노드(110s)는 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)를 관제하기 위해 프레임을 획득한다. 상기 코디네이터 노드(110s)가 획득한 프레임은 복수의 서브 프레임으로 분할될 수 있다. 상기 서브 프레임은 비콘 슬롯, 타임 슬롯 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 코디네이터 노드가(110s) 상황 인지 정보 공유 노드(120s)를 관제하는 것에 있어서, 상기 코디네이터 노드(110s)는 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)의 미리 설정된 메시지 송신 주기 및 우선 순위를 이용할 수 있다.우선 순위가 높은 상황 인지 정보 노드(120s)의 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 우선적으로 공중 중계기(130s)로 전송하는 것일 수 있다.
상기 코디네이터 노드(110s)가 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에 타임 슬롯을 할당할 때, 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)의 전송 주기에 따라 상기 프레임을 구성하는 타임슬롯을 할당한다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)의 전송 주기는 각 상황 인지 정보 공유 노드(120s)의 미리 설정된 클래스에 따라 상이하다.
상기 코디네이터 노드(110s)는 상기 비콘 패킷을 이용하여 상황 인지 정보 공유 노드(120s)를 관제한다.
주파수 미러링을 사용한 공중 중계기(130s) 기반 데이터 링크의 상황 인지 정보 공유 장치(100s)의 노드 간의 통신은 시분할 다원접속 방식으로 이루어진다. 즉, 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송하기 위해서는 코디네이터 노드(110s)가 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에게 타임 슬롯을 할당한다.
상황 인지 정보 공유 노드(120s)에 타임 슬롯이 할당된 것으로 확인되면, 다음 단계로 진행하여 상황 인지 정보를 송신하는 과정이 수행된다. 그렇지 않을 경우 타임 슬롯 할당을 위한 과정이 수행된다.
상황 인지 정보 공유 노드(120s)에 타임 슬롯이 할당되지 않은 것으로 확인되면, 코디네이터 노드(110s)가 사용 가능한 타임 슬롯을 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에 할당하기 위해서, 프레임을 분석한다. 상기 코디네이터 노드(110s)는 타임 슬롯에 할당되어 있는 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들의 상황 인지 정보를 포함하는 메시지 전송 주기 및 메시지 우선 순위를 파악한다.
우선 순위가 높은 상황 인지 정보 노드(120s)의 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 우선적으로 공중 중계기(130s)로 전송하는 것일 수 있다.
상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 상기 상황 인지 정보를 포함하는 메시지의 우선 순위가 높은 메시지를 우선적으로 공중 중계기(130s)로 전송하는 것일 수 있다. 우선 순위가 높은 상황 인지 정보 노드(120s)의 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 우선적으로 공중 중계기(130s)로 전송하는 것일 수 있다.
상기 코디네이터 노드(110s)는 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송하는 것에 있어서 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)와 중복될 수 있다.
상기 공중 중계기(130s)는 수신된 메시지를 제2 주파수로 변환하여 브로드캐스팅한다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 제1 주파수를 이용하는 반면, 상기 공중 중계기(130s)는 제2 주파수를 이용한다. 따라서, 상기 인지 정보 공유 노드와 상기 공중 중계기(130s)는 겹치는 주파수 범위가 없기 때문에 실시간으로 통신을 할 수 있다.
상기 공중 중계기(130s)는 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)로부터 수신한 메시지를 별도의 신호 처리 과정이 없이 주파수만 변환하여 브로드캐스팅하는 주파수 미러링을 이용한다. 상기 공중 중계기(130s)는 상황 인지 정보 공유 노드(120s)로부터 수신한 메시지가 할당 되어 있는 타임 슬롯으로 주파수만 변화시켜서 브로드캐스팅한다.
상기 주파수 미러링은 송신기가 중계국으로 uplink 주파수로 신호를 전송하고, 중계국은 단말로부터 수신한 신호를 downlink 주파수로 변환하여 브로드캐스팅하는 통신 방식을 의미한다. 상기 중계국은 공중에 있는 중계국일 수 있다. 상기 중계국은 공중 중계기(130s)일 수 있다. 상기 브로드캐스팅하는 통신 방식은 송신 호스트가 전송한 데이터가 네트워크에 연결된 송신 호스트를 제외한 나머지 호스트에 전송되는 방식을 의미한다. 본 발명에서 상기 송신 호스트는 공중 중계기(130s)일 수 있다.
상기 네트워크에 연결된 송신 호스트를 제외한 나머지 호스트는 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)와 코디네이터 노드(110s)를 포함할 수 있다. 상기 uplink 주파수는 제1 주파수를 의미할 수 있다. 상기 downlink 주파수는 제2 주파수를 의미할 수 있다. 상기 제1 주파수는 본 발명의 사용자가 임의로 정한 주파수일 수 있다. 상기 제2 주파수는 제1 주파수와 같지 않은 주파수일 수 있다.
상기 공중 중계기(130s)는 중계 무인 비행기에 설치되어 공중 데이터 링크 중계 기능을 수행하며 지상 추적 장비와 임무 수행 무인 비행기를 연결하는 기능을 수행할 수도 있다. 상기 무인 비행기는 원격 조종원에 의해서 조종되는 비행기를 의미한다. 상기 무인 비행기는 드론을 의미할 수 있다.
상기 데이터 링크는 두 개 이상의 컴퓨터나 단말 등의 시스템 사이에서 정보(데이터)의 전송을 위한 통신로로, 이것은 통신 회선은 양단의 모뎀, 통신 제어 장치의 회선 측 부분도 포함한 물리적인 통신로를 가리키고 있다. 데이터 링크의 목적은 어느 데이터 처리 시스템과 원격 데이터 처리 시스템 간의 정보 교환을 편리하게 하기 위한 것이지만 실제 데이터 전송에서는 그 정보의 교환 기동, 흐름의 제어, 체크, 종결을 위한 제어 정보 전송도 필요할 수 있다. 데이터 링크 상의 제어를 데이터 연계 제어라고 한다. 본 발명에서 코디네이터 노드(110s)가 상기 데이터 연계 제어를 담당하는 것일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 미러링을 사용한 공중 중계기(130s) 기반 데이터링크가 주파수 미러링을 사용한 실시예를 도시한 도면이다.
제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s) 또는 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 제1 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하고, 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지(310s)를 전송한다. 상기 공중 중계기(130s)는 제1 주파수 성분을 갖는 메시지(310s)를 수신하여, 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 제2 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하고, 상기 제2 주파수 성분을 갖는 메시지(320s)를 브로드캐스팅한다.
제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s) 또는 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 제1 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하고, 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 전송할 때와, 상기 공중 중계기(130s)가 제1 주파수 성분을 갖는 메시지(310s)를 수신하여, 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 제2 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하고, 상기 제2 주파수 성분을 갖는 메시지(320s)를 브로드캐스팅할 때, 같은 타임 슬롯 또는 다른 타임 슬롯을 이용하는 것일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시분할 다원접속 기반의 프레임 구조를 도시한 도면이다.
시분할 다원접속 기반의 프레임(400s)은 복수의 서브 프레임을 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 서브 프레임은 제1 서브 프레임(410s)부터 제12 서브 프레임을 포함한다. 상기 시분할 다원접속 기반의 프레임(400s)은 코디네이터 노드(110s)가 상황 인지 정보 공유 노드(120s)를 관제하기 위해서 사용하는 프레임일 수 있다. 상기 코디네이터 노드가(110s) 상황 인지 정보 공유 노드(120s)를 관제하는 것에 있어서, 상기 코디네이터 노드(110s)는 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)의 미리 설정된 메시지 송신 주기 및 우선 순위를 이용할 수 있다. 우선 순위가 높은 상황 인지 정보 노드(120s)의 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 우선적으로 공중 중계기(130s)로 전송하는 것일 수 있다.
상기 제1 서브프레임부터 제12 서브 프레임은 비콘 슬롯과 타임 슬롯을 포함한다. 상기 비콘 슬롯은 상황 인지 정보 공유 노드(120s)를 관제하는 코디네이터 노드(110s)가 갖고 있는 비콘 패킷이 저장되는 구간이다. 상기 비콘 패킷은 시간 동기 정보, 프레임의 시간 정보, 타임 슬롯 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
따라서, 코디네이터 노드(110s)는 타임 슬롯이 할당되지 않은 상황 인지 정보 공유 노드(120s)를 타임 슬롯에 할당하기 위해서 누화를 이용하여 비콘 슬롯에 포함된 상기 시간 동기 정보, 프레임의 시간 정보, 타임 슬롯 정보를 확인할 수 있다. 상기 코디네이터 노드(110s)는 비콘 슬롯에 포함된 상기 시간 동기 정보, 프레임의 시간 정보, 타임 슬롯 정보를 확인하여, 사용할 수 있는 타임 슬롯이 존재하는지 여부를 판단한다.
상기 제1 서브 프레임(410s)부터 제12 서브 프레임은 각각 비콘 슬롯과 2차원 행렬로 표현될 수 있는 타임슬롯을 포함할 수 있다. 상기 제1 서브 프레임(410s)부터 제12 서브 프레임이 포함하는 타임 슬롯은 미니 슬롯을 포함한다. 상기 미니 슬롯의 개수는 임의의 k개일 수 있다.
상기 코디네이터 노드(110s)는 누화를 통해 기존 자원을 점유하고 있는 노드들의 슬롯 번호를 확인하며 이 슬롯들을 제외한 사용 가능한 슬롯을 확인한다.
누화는 근접한 전화 회선이나 신호 회선에서 다른 회선에 신호 전류가 누설하는 현상을 의미할 수 있다. 누화가 일어나는 원인은 정전 유도에 의한 것과 전자 유도에 의한 것이 있다. 누화에는 그 나타나는 방향이 신호 전류와 반대 방향으로 송단에 전해지는 근단 누화와, 신호 전류와 같은 방향으로 되어 수단으로 전해지는 원단 누화가 있다. 통신 회선의 누화를 방지하려면 나선에서는 교차, 반송에서는 대칭형 배치, 단거리 반송 방식에서는 압신기를 사용한다.
본 발명에서는 코디네이터 노드(110s)가 타임 슬롯이 할당 되어 있지 않은 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에게 타임 슬롯을 할당하기 위해서 각 타임 슬롯에 할당 되어 있는 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들의 메시지 전송 주기 및 메시지 우선순위를 파악하기 위해서 의도적으로 누화를 일으킨 것일 수 있다.
상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 사용 가능한 타임 슬롯이 있다면, 상기 타임 슬롯 내에 미니 슬롯을 이용하여 타임슬롯을 예약하고 자원을 할당 받고, 상기 타임 슬롯을 할당 받을 수 있다. 상기 타임 슬롯은 슬롯화된 알로하와 같이 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 공중 중계기(130s)로 패킷을 보내는 시작점을 기준으로 하여 미니 슬롯으로 나누어 구분하고 있다.
하나의 타임 슬롯은 랜덤액세스 구간인 미니 슬롯 k개를 포함하고, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 각각 이 중에 하나의 미니 슬롯을 선택하고, 상기 선택한 미니 슬롯을 이용하여 타임 슬롯을 예약하고 자원을 할당 받아서, 상기 타임 슬롯을 할당 받을 수 있다. 미니 슬롯을 이용하여 타임 슬롯을 예약하는데 있어서, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌되는지 여부를 주파수 미러링 기법을 통해 즉시 확인할 수 있다.
상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 미니 슬롯을 이용하여 타임 슬롯을 예약하는데 있어서 충돌된다면, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들은 공중 중계기(130s)가 제2 주파수로 브로드캐스팅하는 메시지를 받지 못할 수 있다.
상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌된다면, 상기 타임 슬롯을 할당 받지 못한 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 코디네이터 노드(110s)를 이용하여 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 주기를 확인하여 상기 사용 가능한 타임 슬롯이 존재하는지 여부를 판단한다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 누화를 통해 기존 자원을 점유하고 있는 노드들의 타임 슬롯 번호를 확인하며 이 타임 슬롯들을 제외한 사용 가능한 타임 슬롯을 확인한다.
상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 사용 가능한 타임 슬롯을 코디네이터 노드(110s)로부터 할당 받았고, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌되지 않는다면, 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 자원을 할당 받아서 타임 슬롯을 할당 받고, 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송할 수 있다. 상기 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송하는 과정은 코디네이터 노드(110s)의 승인이 필요하지 않다.
상기 코디네이터 노드(110s)는 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)를 관제하기 위해 프레임을 획득한다. 상기 코디네이터 노드(110s)가 획득한 프레임은 복수의 서브 프레임으로 분할될 수 있다. 상기 서브 프레임은 비콘 슬롯, 타임 슬롯 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 비콘 슬롯은 상황 인지 정보 공유 노드(120s)와 공중 중계기(130s)가 동기화되기 위한 시간 정보, 상기 코디네이터 노드(110s)로부터 할당 받은 타임 슬롯과 할당 받지 않은 타임 슬롯의 시간을 나타내는 프레임의 시간 정보, 사용 가능한 타임 슬롯을 나타내는 타임 슬롯 정보 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)와 공중 중계기(130s)가 동기화되기 위한 시간 정보는 상기 코디네이터 노드(110s)가 비콘 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송한 절대 시간, 코디네이터 노드(110s)와 공중 중계기(130s) 간의 전파 지연 시간을 이용해서 .상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)와 공중 중계기(130s)가 동기화되기 위한 시간 정보를 계산하는 것일 수 있다. 상기 타임 슬롯은 k개의 미니 슬롯을 포함한다.
상기 코디네이터 노드(110s)가 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에 타임 슬롯을 할당할 때, 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)의 전송 주기에 따라 상기 프레임을 구성하는 타임슬롯을 할당한다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)의 전송 주기는 각 상황 인지 정보 공유 노드(120s)의 미리 설정된 클래스에 따라 상이하다.
상기 코디네이터 노드(110s)는 상기 비콘 패킷을 이용하여 상황 인지 정보 공유 노드(120s)를 관제한다.
주파수 미러링을 사용한 공중 중계기(130s) 기반 데이터 링크의 상황 인지 정보 공유 장치(100s)의 노드 간의 통신은 시분할 다원접속 방식으로 이루어진다. 즉, 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송하기 위해서는 코디네이터 노드(110s)가 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에게 타임 슬롯을 할당한다.
상황 인지 정보 공유 노드(120s)에 타임 슬롯이 할당된 것으로 확인되면, 다음 단계로 진행하여 상황 인지 정보를 송신하는 과정이 수행된다. 그렇지 않을 경우 타임 슬롯 할당을 위한 과정이 수행된다.
상황 인지 정보 공유 노드(120s)에 타임 슬롯이 할당되지 않은 것으로 확인되면, 코디네이터 노드(110s)가 사용 가능한 타임 슬롯을 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에 할당하기 위해서, 프레임을 분석한다. 상기 코디네이터 노드(110s)는 타임 슬롯에 할당되어 있는 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들의 상황 인지 정보를 포함하는 메시지 전송 주기 및 메시지 우선 순위를 파악한다.
우선 순위가 높은 상황 인지 정보 노드(120s)의 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 우선적으로 공중 중계기(130s)로 전송하는 것일 수 있다.
상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 상기 상황 인지 정보를 포함하는 메시지의 우선 순위가 높은 메시지를 우선적으로 공중 중계기(130s)로 전송하는 것일 수 있다.
상기 코디네이터 노드(110s)는 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송하는 기능을 추가적으로 갖고 있을 수 있다.
상기 공중 중계기(130s)는 제1 서브 프레임부터 제12 서브 프레임을 순서대로 수신하는 것일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 상황 인지 정보 공유 노드, 제2 상황 인지 정보 공유 노드가 코디네이터 노드로부터 타임 슬롯을 할당 받은 시분할 다원접속 기반의 프레임을 도시한 도면이다.
코디네이터 노드(110s), 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s), 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)는 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 주기에 따라 클래스로 구분된다.
예를 들어, 클래스 1을 의미하는 C1은 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 주기가 1초인 노드로 매 프레임 마다 상황 인지 정보를 전송한다. 상기 클래스 1을 갖는 노드는 코디네이터 노드(110s)일 수 있다. 도 5를 참조하면, 상기 클래스 1을 갖는 코디네이터 노드(110s)는 코디네이터 노드(C1)로 명시되어있다.
프레임이 제1 서브 프레임(510s)부터 제12 서브 프레임까지를 포함한다고 가정했을 때, 도 4를 참조하여 코디네이터 노드(110s)가 할당 받은 타임 슬롯(520s)을 살펴보면, 상기 코디네이터 노드(110s)가 할당 받은 타임 슬롯(520s)은 제1 서브 프레임(410s)의 타임 슬롯(1,1), 제2 서브 프레임의 타임 슬롯(2,1), 제3 서브 프레임의 타임 슬롯(3,1), 제 4 서브 프레임의 타임 슬롯(4,1), 제5 서브 프레임의 타임 슬롯(5,1), 제6 서브 프레임의 타임 슬롯(6,1), 제7 서브 프레임의 타임 슬롯(7,1), 제8 서브 프레임의 타임 슬롯(8,1), 제9 서브 프레임의 타임 슬롯(9,1), 제10 서브 프레임의 타임 슬롯(10,1), 제11 서브 프레임의 타임 슬롯(11,1), 제12 서브 프레임의 타임 슬롯(12,1)이다.
상기 제1 서브 프레임(510s)는 비콘 슬롯을 포함하고 코디네이터 노드가 할당 받은 타임 슬롯인 코디네이터 노드(C1), 제1 상황 인지 정보 공유 노드가 할당 받은 타임 슬롯인 제1 상황 인지 정보 공유 노드(C2), 제2 상황 인지 정보 공유 노드(C3)가 할당 받은 타임 슬롯인 제2 상황 인지 정보 공유 노드(C3)을 포함한다.
상기 공중 중계기(130s)는 제1 서브 프레임(510s)의 코디네이터 노드가 할당 받은 타임 슬롯인 코디네이터 노드(C1)에 해당하는 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지, 제1 상황 인지 정보 공유 노드가 할당 받은 타임 슬롯인 제1 상황 인지 정보 공유 노드(C2)에 해당하는 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지, 제2 상황 인지 정보 공유 노드(C3)가 할당 받은 타임 슬롯인 제2 상황 인지 정보 공유 노드(C3)에 해당하는 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 차례대로 수신하는 것일 수 있다. 빈 타임 슬롯은 네트워크에 추가적으로 접속하는 노드에 코디네이터 노드(110s)가 할당해줄 수 있는 타임 슬롯일 수 있다.
상기 비콘 슬롯은 상황 인지 정보 공유 노드(120s)와 공중 중계기(130s)가 동기화되기 위한 시간 정보, 상기 코디네이터 노드(110s)로부터 할당 받은 타임 슬롯과 할당 받지 않은 타임 슬롯의 시간을 나타내는 프레임의 시간 정보, 사용 가능한 타임 슬롯을 나타내는 타임 슬롯 정보 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)와 공중 중계기(130s)가 동기화되기 위한 시간 정보는 상기 코디네이터 노드(110s)가 비콘 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송한 절대 시간, 코디네이터 노드(110s)와 공중 중계기(130s) 간의 전파 지연 시간을 이용해서 .상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)와 공중 중계기(130s)가 동기화되기 위한 시간 정보를 계산하는 것일 수 있다.
상기 제1 서브 프레임(510s)가 전송되는 시간이 1초라고 가정하면, 코디네이터 노드(110s)가 할당 받은 타임슬롯을 의미하는 상기 코디네이터 노드(C1)가 코디네이터 노드(110s)로부터 공중 중계기(130s)로 전송되는 시간은 1초 이하일 수 있다. 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 할당 받은 타임슬롯을 의미하는 제1 상황 인지 정보 공유 노드(C2)가 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)로부터 공중 중계기(130s)로 전송되는 시간은 1초 이하일 수 있다. 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 할당 받은 타임슬롯을 의미하는 제2 상황 인지 정보 공유 노드(C3)가 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)로부터 공중 중계기(130s)로 전송되는 시간은 1초 이하일 수 있다.
상기 제2 서브 프레임은 비콘 슬롯을 포함하고 코디네이터 노드 할당 받은 타임 슬롯인 코디네이터 노드(C1)를 포함한다. 상기 비콘 슬롯은 상기 코디네이터 노드(C1)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 제3 서브 프레임은 비콘 슬롯을 포함하고 코디네이터 노드(110s)가 할당 받은 타임 슬롯인 코디네이터 노드(C1), 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 할당 받은 타임 슬롯인 제1 상황 인지 정보 공유 노드(C2)를 포함한다. 상기 비콘 슬롯은 상기 코디네이터 노드(C1)와 제1 상황 인지 정보 공유 노드(C2) 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 제4 서브 프레임은 비콘 슬롯을 포함하고 코디네이터 노드(110s)가 할당 받은 타임 슬롯인 코디네이터 노드(C1), 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 할당 받은 타임 슬롯인 제2 상황 인지 정보 공유 노드(C3)를 포함한다. 상기 비콘 슬롯은 상기 코디네이터 노드(C1)와 제2 상황 인지 정보 공유 노드(C3) 대한 정보를 포함할 수 있다.
여기서 코디네이터 노드(110s)는 상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s) 또는 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)를 관제하는 역할을 외에 추가적으로 갖고 있는 역할인 제1 주파수를 이용하여 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송하는 역할을 하는 것일 수 있다. 제1 서브 프레임(510s)과 제1 서브 프레임(410s)은 같은 것일 수 있다.
상기 공중 중계기(130s)는 제1 서브 프레임부터 제12 서브 프레임을 순서대로 수신하는 것일 수 있다.
클래스 2를 의미하는 C2는 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 주기가 2초인 노드로 2 개의 프레임 중 하나의 프레임 마다 상황 인지 정보를 전송한다. 상기 클래스 2를 갖는 노드는 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)일 수 있다. 도 5를 참조하면, 상기 클래스 2를 갖는 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 할당 받은 타임슬롯은 제1 상황 인지 정보 공유 노드(C2)로 명시되어있다.
프레임이 제1 서브 프레임(510s)부터 제12 서브 프레임까지를 포함한다고 가정했을 때, 도 4를 참조하여 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 상기 코디네이터 노드(110s)로부터 할당 받은 타임슬롯(530s)을 살펴보면, 상기 제1 상황 인지 정보 공유 노드(122s)가 할당 받은 타임 슬롯(530s)은 제1 서브 프레임(510s)의 타임 슬롯(1,2), 제3 서브 프레임의 타임 슬롯(3,2), 제5 서브 프레임의 타임 슬롯(5,2), 제7 서브 프레임의 타임 슬롯(7,2), 제9 서브 프레임의 타임 슬롯(9,2), 제11 서브 프레임의 타임 슬롯(11,2)이다. 제1 서브 프레임(510s)과 제1 서브 프레임(410s)은 같은 것일 수 있다.
상기 공중 중계기(130s)는 제1 서브 프레임부터 제12 서브 프레임을 순서대로 수신하는 것일 수 있다.
클래스 3을 의미하는 C3는 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 주기가 3초인 노드로 3 개의 프레임 중 하나의 프레임 마다 상황 인지 정보를 전송한다. 상기 클래스 3을 갖는 노드는 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)일 수 있다. 도 5를 참조하면, 상기 클래스 3을 갖는 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 할당 받은 타임슬롯은 제2 상황 인지 정보 공유 노드(C3)로 명시되어있다.
프레임이 제1 서브 프레임(510s)부터 제12 서브 프레임까지를 포함한다고 가정했을 때, 도 4를 참조하여 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 상기 코디네이터 노드(110s)로부터 할당 받은 타임슬롯(540s)을 살펴보면, 상기 제2 상황 인지 정보 공유 노드(124s)가 할당 받은 타임 슬롯(540s)은 제1 서브 프레임(510s)의 타임 슬롯(1,3), 제4 서브 프레임의 타임 슬롯(4,3), 제7 서브 프레임의 타임 슬롯(7,3), 제10 서브 프레임의 타임 슬롯(10,3)이다. 제1 서브 프레임(510s)과 제1 서브 프레임(410s)은 같은 것일 수 있다.
상기 공중 중계기(130s)는 제3 서브 프레임의 코디네이터 노드가 할당 받은 타임 슬롯인 코디네이터 노드(C1)에 해당하는 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지, 제1 상황 인지 정보 공유 노드가 할당 받은 타임 슬롯인 제1 상황 인지 정보 공유 노드(C2)에 해당하는 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 차례대로 수신하는 것일 수 있다. 빈 타임 슬롯은 네트워크에 추가적으로 접속하는 노드에 코디네이터 노드(110s)가 할당해줄 수 있는 타임 슬롯일 수 있다.
상기 공중 중계기(130s)는 제1 서브 프레임부터 제12 서브 프레임을 순서대로 수신하는 것일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 미러링을 사용한 공중 중계기 기반 데이터링크의 상황 인지 정보 공유 방법의 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 미러링을 사용한 공중 중계기(130s) 기반 데이터링크의 상황 인지 정보 공유 방법은 주파수 미러링을 사용한 공중 중계기(130s) 기반 데이터링크에서 시계열적으로 처리되는 다음과 같은 단계들로 구성된다.
S110s에서, 코디네이터 노드(110s)가 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에게 자원을 할당 해서, 타임 슬롯을 할당 할지 여부를 판단한다.
상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 코디네이터 노드(110s)로부터 자원 할당을 받아 타임 슬롯을 할당 받은 경우에는 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 제1 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하고, 제1 주파수로 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송할 수 있다.
S120s에서, 상기 코디네이터 노드(110s)가 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에게 자원을 할당 하지 않아서, 타임 슬롯을 할당 하지 않은 경우에는 코디네이터 노드(110s)를 이용하여 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 주기 및 사용 가능한 슬롯을 파악한다. 상기 코디네이터 노드(110s)는 누화를 통해 기존 자원을 점유하고 있는 노드들의 타임 슬롯 번호를 확인하며 이 타임 슬롯을 제외한 사용 가능한 타임 슬롯을 확인한다.
누화는 근접한 전화 회선이나 신호 회선에서 다른 회선에 신호 전류가 누설하는 현상을 의미할 수 있다. 누화가 일어나는 원인은 정전 유도에 의한 것과 전자 유도에 의한 것이 있다. 누화에는 그 나타나는 방향이 신호 전류와 반대 방향으로 송단에 전해지는 근단 누화와, 신호 전류와 같은 방향으로 되어 수단으로 전해지는 원단 누화가 있다. 통신 회선의 누화를 방지하려면 나선에서는 교차, 반송에서는 대칭형 배치, 단거리 반송 방식에서는 압신기를 사용한다.
본 발명에서는 코디네이터 노드(110s)가 타임 슬롯이 할당 되어 있지 않은 상황 인지 정보 공유 노드(120s)에게 타임 슬롯을 할당하기 위해서 각 타임 슬롯에 할당 되어 있는 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들의 메시지 전송 주기 및 메시지 우선순위를 파악하기 위해서 의도적으로 누화를 일으킨 것일 수 있다.
상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 사용 가능한 타임 슬롯이 있다면, 상기 타임 슬롯 내에 미니 슬롯을 이용하여 타임슬롯을 예약하고 자원을 할당 받고, 상기 타임 슬롯을 할당 받을 수 있다. 상기 타임 슬롯은 슬롯화된 알로하와 같이 패킷을 보내는 시작점을 기준으로 하여 미니 슬롯으로 나누어 구분하고 있다.
하나의 타임 슬롯은 랜덤액세스 구간인 미니 슬롯 k개를 포함하고, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 각각 이 중에 하나의 미니 슬롯을 선택하고, 상기 선택한 미니 슬롯을 이용하여 타임 슬롯을 예약하고 자원을 할당 받아서, 상기 타임 슬롯을 할당 받을 수 있다. 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌되는지 여부를 주파수 미러링 기법을 통해 즉시 확인할 수 있다.
S130s에서, 상기 코디네이터 노드(110s)가 상기 사용 가능한 타임 슬롯을 파악한 후에, 상기 사용 가능한 타임 슬롯이 존재하는지 여부를 판단한다.
S140s에서, 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 사용 가능한 타임 슬롯을 코디네이터 노드(110s)로부터 할당 받았고, 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 제1 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하고, 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송할 수 있다.
S150s에서, 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 사용 가능한 타임 슬롯을 코디네이터 노드(110s)로부터 할당 받았고, 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 제1 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하고, 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송할 때, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌된다면, 다시 S120s 단계로 복귀한다.
S160s에서, 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)가 사용 가능한 타임 슬롯을 코디네이터 노드(110s)로부터 할당 받았고, 상기 인지 정보를 포함하는 메시지를 제1 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하고, 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 공중 중계기(130s)로 전송할 때, 상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드(120s)들이 서로 충돌되지 않는다면, 상기 상황 인지 정보 공유 노드(120s)는 상기 코디네이터 노드(110s)로부터 타임 슬롯을 할당 받아서, 상기 타임 슬롯을 점유하고 공중 중계기(130s)로 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 전송한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들이 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록 매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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.

Claims (10)

  1. 코디네이터 노드가 상황 인지 정보 공유 노드에게 자원을 할당하여, 타임슬롯 할당여부를 판단하는 단계;
    상기 코디네이터 노드로부터 상기 상황 인지 정보 공유 노드가 상기 타임슬롯을 할당받은 경우, 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 제1 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하여, 상기 제1 주파수로 상기 메시지를 공중 중계기로 전송하는 단계;
    상기 코디네이터 노드로부터 상기 상황 인지 정보 공유 노드가 상기 타임슬롯을 할당받지 못한 경우, 상기 코디네이터 노드를 이용하여 상기 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 주기 및 사용 가능한 슬롯을 파악하되,
    상기 코디네이터 노드는 기존 자원을 점유하고 있는 노드들은 정전유도 또는 전자유도에 의해 신호 전류가 누설되는 누화 현상이 발생하는 노드로 확인하고, 기존 자원을 점유하고 있지 않는 노드들을 사용 가능한 타임 슬롯으로 파악하는 단계;
    복수의 상황 인지 정보 공유 노드가 각각 상기 사용 가능한 타임 슬롯 내에 상기 타임 슬롯을 예약하기 위한 데이터를 미니 슬롯 단위로 전송하여 상기 타임 슬롯을 예약함으로써, 상기 타임 슬롯을 할당받는 단계;
    상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드들이 서로 충돌되는지 여부를 주파수 미러링 기법을 통해 확인하는 단계;
    상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드들이 서로 충돌되지 않으면, 상기 상황 인지 정보를 포함하는 메시지를 상기 제1 주파수 성분을 갖는 반송파를 이용하여 변조하고, 상기 제1 주파수 성분을 갖는 메시지를 상기 공중 중계기로 전송하는 단계; 및
    상기 복수의 상황 인지 정보 공유 노드들이 서로 충돌하면, 상기 코디네이터 노드로부터 상기 타임 슬롯을 할당받지 못한 경우의 실행 단계로 회귀하는 단계;를 포함하고,
    상기 주파수 미러링 기법은,
    어느 한 상황 인지 정보 공유 노드가 uplink 주파수를 통해 상기 공중 중계기로 메시지를 전송하는 단계;
    상기 공중 중계기가 수신된 메시지를 주파수만 downlink로 변환하여 상기 메시지를 전송한 상황 인지 정보 공유 노드를 포함한 중계국의 통신 반경 내에 속해 있는 모든 상황 인지 정보 공유 노드들에 브로드 캐스팅하는 단계;
    상기 메시지를 전송한 상황 인지 정보 공유 노드는 상기 메시지를 보냄과 동시에 자신이 보낸 메시지를 상기 downlink 주파수를 통해 수신하여 스스로 보낸 메시지를 확인하는 단계;
    상기 상황 인지 정보 공유 노드는 상기 수신된 메시지가 자신이 전송한 메시지와 다를 경우, 다른 상황 인지 정보 공유 노드의 메시지와의 충돌 또는 전달 중 신호 장애가 발생한 것으로 판단하는 단계; 및
    상기 신호 장애가 발생한 것으로 판단한 경우, 상기 상황 인지 정보 공유 노드가 상기 메시지를 스스로 재전송하기 위해 준비하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 링크의 상황 인지 정보 공유 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코디네이터 노드가 생성하는 프레임은 복수의 서브 프레임으로 분할되고, 상기 서브 프레임은 비콘 슬롯, 타임 슬롯 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 링크의 상황 인지 정보 공유 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비콘 슬롯은 상기 상황 인지 정보 공유 노드와 상기 공중 중계기가 동기화되기 위한 시간 정보, 상기 상황 인지 정보 공유 노드가 코디네이터 노드로부터 할당 받은 타임 슬롯과 할당 받지 않은 타임 슬롯의 시간을 나타내는 프레임의 시간 정보, 상기 상황 인지 정보 공유 노드가 사용 가능한 타임 슬롯을 나타내는 타임 슬롯 정보 중 적어도 하나를 포함하는 비콘 패킷이 저장되는 구간인 것을 특징으로 하는 데이터 링크의 상황 인지 정보 공유 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 타임 슬롯을 상황 인지 정보 공유 노드에 할당하는 단계는 상황 인지 정보 공유 노드의 전송 주기에 따라 타임슬롯을 할당하는 것을 특징으로 하는 데이터 링크의 상황 인지 정보 공유 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상황 인지 정보 공유 노드의 전송 주기는 각 상황 인지 정보 공유 노드의 미리 설정된 클래스에 따라 상이한 것을 특징으로 하는 데이터 링크의 상황 인지 정보 공유 방법.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 타임 슬롯을 상황 인지 정보 공유 노드에 할당하는 단계는 상기 비콘 패킷을 이용하여 상황 인지 정보 공유 노드를 관제하는 것을 특징으로 하는 데이터 링크의 상황 인지 정보 공유 방법.
  9. 삭제
  10. 제1항 내지 제3항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 데이터 링크의 상황 인지 정보 공유 방법을 컴퓨터에서 수행하기 위한 컴퓨터에서 판독 가능한 프로그램이 기록된 저장 매체.

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