KR101815568B1 - 디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법 - Google Patents

디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 간이 무선국 디지털 통신을 이용한 송신장치와 가구별 수신 장치를 운용하여 필요한 공지사항을 전체 구성원 또는 복수의 그룹 구성원에게 선택적으로 방송할 수 있는 디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법에 관한 것이다.
종래의 마을방송 시스템은 하드웨어적 딥스위치 등으로 그룹을 선택하는 방식이므로 그룹 전송이 최대 6개로 제한되고 복수의 그룹을 선택적으로 지정하기 어려웠으나, 이를 개선하기 위한 본 발명은 데이터의 전송포맷이 6.25㎑ 디지털 송수신을 위한 유럽 ETSI의 dPMR 규정을 따르며, 4개의 80ms 페이로드 프레임이 연결되어 320ms로 이루어진 SF(Super Frame)에 데이타를 입력하여 전송하는 간이무선국의 호출 제어방법에 있어서, 페이로드 프레임1 및 페이로드 프레임3은 동기화를 위한 FS2(Frame Sync)와 네트워크와 간이무선국 사이의 시그널링 및 제어정보로 이루어진 CCH(Control CHannel)와 음성데이타가 포함되는 TCH(Traffic Channel)로 구성되고, 페이로드 프레임2 및 페이로드 프레임4는 혼신을 방지하기 위한 CC(Channel Code)와 CCH(Control CHannel)와 TCH(Traffic Channel)로 구성되며, 상기 페이로드 프레임 1 내지 4의 CCH는 각각 12비트(BIT)의 ID0 내지 ID4를 포함하되, 송신측에서는 호출하고자 하는 콜드 아이디(called ID)를 ID0과 ID1에 입력하고, 호출하고자 하는 그룹 ID(Group ID)를 ID2와 ID3에 입력하여 총 24개의 그룹을 단수 또는 복수로 호출할 수 있도록 구현되며, 수신측에서는 ID0과 ID1이 자신의 ID 인지 확인하고, 채널코드를 확인하며, ID2, ID3에 입력된 데이타가 자신의 그룹에 해당되는지를 확인하여 수신하는 것을 특징으로 하는 디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법을 제안한다.
따라서, 본 발명에 디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법은 종래 실제 사용하지 않던 페이로드 프레임3의 ID2와, 페이로드 프레임4의 ID3에 그룹별 ID를 할당하고, 송신측에서 상기 ID2와 ID3에 필요한 그룹을 총 24개 까지 단수 또는 복수로 지정하고, 해당되는 수신측의 그룹은 송신측에서 전송한 상기 마을 방송을 수신할 수 있도록 구성되어 있으므로, 소트트웨어에 의한 통신포맷 변경에 의해 다수의 그룹을 효과적으로 제어할 수 있는 마을 방송을 구현할 수 있다.

Description

디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법{Group call control process of digital broadcasting system for village}
본 발명은 디지털 마을 방송 안내 시스템에 관한 것으로서, 간이 무선국 디지털 통신을 이용한 송신장치와 가구별 수신 장치를 운용하여 마을 전체 또는 그룹화를 통한 복수의 그룹 구성원에게 음성 또는 음성 및 데이터의 전달매체를 이용하여 필요한 공지사항을 전체 구성원 또는 복수의 그룹 구성원에게 선택적으로 방송할 수 있는 디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 도시의 아파트 등과 달리 주민들이 사는 집이 다소 멀리 떨어져 있는 농촌에서는 다수의 수신자들에게 같은 내용을 공지할 수 있는 마을 방송이 필요하게 된다.
이러한 마을방송에 대해서는 특허등록 제10-0910532호, 제10-1240460호 등이 개시되어 있으며, 이러한 종래기술에서는 마을방송과 동일하거나 가까운 주파수 대역에서 신호가 서로 혼재하여 방송을 청취하는 경우 잡음 등이 많이 발생할 우려가 있으며, 마을방송시에 필요에 따라 간단하고 편리하게 원하는 대상에게만 선택적으로 방송을 할 수 없었다.
이를 개선하기 위해 제안된 특허등록 제10-1363711호(혼신 예방 및 그룹별 방송이 가능한 무선 마을(주민)방송 장치)(이하, '선행발명'이라 함)에서는 송신기와 수신기를 포함하여 구성되고, 상기 수신기에는 파일럿 톤의 존재 유부를 감지하는 파일럿 회로와 그룹선택부를 구비하여, 상기 수신기는 상기 음성 신호에 대응하는 전기적 신호와 별도로 상기 그룹선택부에서 입력된 내용을 판단하여 수신기의 아이디 스위치를 통해 선택된 그룹선택부의 신호를 통과시키는 방식으로 구현되어 있으며, 위 혼신을 방지할 수 있도록 하드웨어적 스위치를 통해 그룹을 선택하는 방식이다.
그러나, 위 선행발명은 하드웨어적 변경을 통해 그룹을 제어하는 방식으로서, 마을방송 통신기술의 표준이 되는 dPMR의 한계에 의해 그룹의 숫자가 제한되고, 복수의 그룹을 동시에 선택하는 것이 불가능하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 간이 무선국 디지털 통신을 이용한 송신장치와 가구별 수신 장치를 운용하여 마을 전체 또는 그룹화를 통한 복수의 그룹 구성원에게 음성 또는 음성 및 데이터의 전달매체를 이용하여 필요한 공지사항을 전체 구성원 또는 복수의 그룹 구성원에게 선택적으로 방송할 수 있는 디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법을 제공함에 그 목적이 에 관한 것이다.
본 발명에 의한 디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법은 데이터의 전송포맷이 6.25㎑ 디지털 송수신을 위한 유럽 ETSI의 dPMR 규정을 따르며, 4개의 80ms 페이로드 프레임이 연결되어 320ms로 이루어진 SF(Super Frame)에 데이타를 입력하여 전송하는 간이무선국의 호출 제어방법에 있어서, 페이로드 프레임1 및 페이로드 프레임3은 동기화를 위한 FS2(Frame Sync)와 네트워크와 간이무선국 사이의 시그널링 및 제어정보로 이루어진 CCH(Control CHannel)와 음성데이타가 포함되는 TCH(Traffic Channel)로 구성되고, 페이로드 프레임2 및 페이로드 프레임4는 혼신을 방지하기 위한 CC(Channel Code)와 CCH(Control CHannel)와 TCH(Traffic Channel)로 구성되며, 상기 페이로드 프레임 1 내지 4의 CCH는 각각 12비트(BIT)의 ID0 내지 ID4를 포함하되, 송신측에서는 호출하고자 하는 콜드 아이디(called ID)를 ID0과 ID1에 입력하고, 호출하고자 하는 그룹 ID(Group ID)를 ID2와 ID3에 입력하여 총 24개의 그룹을 단수 또는 복수로 호출할 수 있도록 구현되며, 수신측에서는 ID0과 ID1이 자신의 ID 인지 확인하고, 채널코드를 확인하며, ID2, ID3에 입력된 데이타가 자신의 그룹에 해당되는지를 확인하여 수신하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법은 종래 실제 사용하지 않던 페이로드 프레임3의 ID2와, 페이로드 프레임4의 ID3에 그룹별 ID를 할당하고, 송신측에서 상기 ID2와 ID3에 필요한 그룹을 총 24개 까지 단수 또는 복수로 지정하고, 해당되는 수신측의 그룹은 송신측에서 전송한 상기 마을 방송을 수신할 수 있도록 구성되어 있으므로, 소트트웨어에 의한 통신포맷 변경에 의해 다수의 그룹을 효과적으로 제어할 수 있는 마을 방송을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법의 개략 구성도.
도 2는 본 발명에 적용되는 프로토콜 스택,
도 3은 본 발명에 적용되는 통화 프레임,
도 4는 본 발명에 적용되는 통화순서도,
도 5는 본 발명의 슈퍼 프레임을 이루는 페이로드 프레임의 구성도,
도 6a 내지 6d는 본 발명의 페이로드 프레임의 구조 테이블.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법은 운용자가 마을의 모든 구성원에게 일반 공지 또는 유사시 긴급 공지 안내를 위한 목적으로 개발되어진 것으로서, 전달이 필요한 공지사항을 마을 전체 또는 그룹화를 통한 그룹 구성원에게 운용자가 간이 무선국 디지털 통신을 이용한 송신장치와 가구별 수신 장치를 운용, 음성 또는 음성 및 데이터의 전달매체를 이용하여 전체 구성원 또는 그룹 구성원에게 청각 또는 시각을 통하여 인지하도록 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 송신장치 및 가구별 수신장치로는 외부안테나를 사용하는 고정형을 사용하며, 송신장치는 송신시각 10분경과 후에 자동으로 송신을 종료시킬 수 있는 송신 시간제한 장치를 갖추어 연속송신을 방지하게 된다.
이때, 통신방식은 단향통신방식이며, 공중선 전력은 5W 이하이다. 송신장치의 송신공중선(수평면이 지향성을 가지고 있는 것을 제외한다)의 높이가 지상으로부터 30m를 초과하지 않아야 한다. 특히, 종래의 아날로그 방식은 2018년 12월 31일 이전까지만 신고 허가가 가능하므로, 그 이후에는 디지털 방식의 간이무선을 이용한 마을 공지사항 안내 시스템만이 신고 허가가 가능하다.
상기 디지털 방식의 간이무선을 이용한 마을 공지사항 안내 시스템은 디지털 주파수분할 다중접속방식(FDMA; Frequency Division Multiple Access)에 기반을 두어, 4FSK(Frequency Shift Keying)의 변복조방식을 사용하며, 무선접속에 가능한 물리적 자원은 마을 공지사항 안내용 간이무선국에 할당된 주파수로 6.25kHz 주파수 간격을 가지는 주파수를 사용한다.
본 발명에 적용되는 이론적 배경으로는 국외 표준으로, 「 ETSI TS 102 658, ‘Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM); digital Private Mobile Radio (dPMR) using FDMA with a channel spacing of 6.25 kHz’, 2013. 02., ETSI TR 102 884, ‘Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM); digital Private Mobile Radio (dPMR) General System Design’, 2013. 02.」가 적용되었고, 국내 표준으로는 「TTAE.ET-TS102 658, ‘dPMR 디지털 협대역 무전기(6.25 kHz FDMA)의 무선접속 프로토콜’, 2013년 12월, TTAE.ET-TR102 884, ‘dPMR 디지털 협대역 무전기(6.25 kHz FDMA) 시스템 설계’, 2013년 12월, 국립전파연구원고시 제2015-15호, “간이무선국/우주국/지구국의 무선설비 및 전파탐지용 무선설비 등 그 밖의 업무용 무선설비의 기술기준” 2015년 6월」이 적용되었다.
이하에서는 본 발명의 기초가 되는 기술사항의 용어에 대한 정의를 개략적으로 정리한다.
UHF(Ultra High Frequency) : 파장 0.1~1m, 주파수 300~3,000MHz의 전자기파에 대한 총칭 정식명칭은 극초단파.
마을 공지사항 안내용 간이무선국: 읍면동사무소 또는 마을이장이 간단한 행정안내 및마을 공지사항 전달을 목적으로 개설하는 무선국.
프로토콜 스택(protocol stack) : 서로 다른 기기들이 데이터 통신을 하는데 필요한 통신 규약을 구현해 주는 소프트웨어 모듈들의 모임. 즉, 각 기기 간의 통신 시 해당 통신 규약을 구현해 주는 핵심 소프트웨어이며, 프로토콜 스택은 각각의 하드웨어에 탑재되어 통신규약을 맞추어 구현해 주는 역할을 담당한다.
물리계층(physical layer) : 주파수분할 다중 접속 전송, 장치를 연결하거나 데이터 송수신에 필 요한 물리적인(실질적으로 사용되는) 계층.
데이터링크계층(data link layer) : 장치 간 신호를 전달하는 물리 계층을 이용하여 네트워크 상의 주변 장치들 간 데이터를 전송한다. 두 가지 주요 기능이 있으며, 물리 계층으로부터 받은 신호들이 네트워크상의 장치에 올바르게 안착할 수 있게 하는 주소할당과 신호가 전달 되는 동안 오류가 포함되는지를 감지하는 오류감지가 있다.
호(call): 송수신간에 발생하는 상호간 교류에 관련된 정상적 순서도 또는 절차.
모드(mode): 간이무선국 통신 시스템의 운용 클래스(전송 방식).
페이로드(payload): 유저 정보를 나타내는 데이터 스트림의 부분.
위와 같은 용어와 함께 AI(Air Interface), CC(Channel Code), CCH (Control CHannel), CRC(Cyclic Redundancy Check), DLL(Data Link Layer), dPMR( Digital Private Mobile Radio), DI(Data Information), EP(Emergency Priority), ETSI(European Telecommunication Standards Institutes), FDMA(Frequency Division Multiple Access), FEC(Forward Error Control), FN(Frame Number), FS(Frame Sync), FSK(Frequency Shift Keying), HI(Header Information), ID(Identifier), LTE(Long-Term Evolution), MI(Message Information), PL(Physical Layer), RSVD(Reserved), SF(Super Frame), SLD(Slow Data), TCH(Traffic Channel), UHF(Ultra High Frequency), VACL(Village Announcing Control Layer) 등이 약어로 사용된다.
위 기술적 배경을 통해 본 발명의 디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법을 구현하기 위한 프로토콜 스택(stack) 내의 각 계층의 기능 및 프로세스를 간략하게 설명한다. 여기서 정의하는 프로토콜 아키텍처는 일반 계층적(layered) 구조를 따르며, 계층적 통신 아키텍처의 관련 기술 및 규정을 수용한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 프로토콜 스텍은 3 계층 모델을 위한 프로토콜을 정의한다.
프로토콜 스택의 베이스(base)는 Layer1인 물리 계층(PL: Physical Layer)이다. 본 계층에서는 6.25kHz 점유대역폭을 이용한 4FSK 디지털 신호를 발생시켜 주파수분할 다중접속방속으로 데이터를 송수신하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함한다.
Layer2인 데이터 링크 계층(DLL: Data Link Layer)은 다수의 사용자에 의한 미디엄(medium) 공유를 처리하며, 데이터 링크 계층에서 프로토콜 스택은 두 평면, 즉 어드레싱(addressing) 적용 없는 정보전송(음성 및 데이터 스트림)을 위한 유저 평면(U-plane)과 어드레싱을 적용하는 시그널링(signalling)을 위한 제어 평면(C-plane)으로 분리된다. 즉, Layer1의 물리적인 무선에 실리는 데이터와 음성을 어떤 방식, 순서 및 체계로 전송 또는 수신 할 것인지에 대한 세밀한 규칙을 정해 놓은 코드 체계라 할 수 있다.
또한, Layer3인 마을공지사항 안내용 제어 계층(VACL: Village Announcing Control Layer)이다.
또한, 본 발명에 적용되는 통화프레임은 도 3에 도시된 바와 같이, 전단의 헤더 프레임(Header Frame)과 후단의 엔드 프레임(End Frame) 사이에 복수의 슈퍼 프레임(Super frame)이 위치하고, 상기 슈퍼프레임에 데이타를 입력하는 전송하는 것이다. 이때, 통화순서도는 도 4에 도시된 바와 같이 진행되며, 이에 대한 기술사항은 당업계 공지의 기술이므로 이하 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 디지털 마을방송 시스템에서는 데이터의 전송포맷이 6.25㎑ 디지털 송수신을 위한 유럽의 ETSI의 dPMR 규정을 따르게 되며, 통화프레임은 SF(Super Frame)에 데이타를 입력하여 전송한다. 이때, 상기 SF은 도 5에 도시된 바와 같이, 음성과 데이타를 전송하는 가장 큰 블록단위를 의미하며 320ms 로 이루어져 있고, 4개의 80ms 페이로드 프레임으로 연결된다.
상기 각각의 페이로드 프레임의 구조는 도 6a 내지 도6d에 의해 나타내었다.

페이로드 프레임1 및 페이로드 프레임3은 동기화를 위한 FS2(Frame Sync)와 네트워크와 간이무선국 사이의 시그널링 및 제어정보로 이루어진 CCH(Control CHannel)와 음성데이타가 포함되는 TCH(Traffic Channel)로 구성되고, 페이로드 프레임2 및 페이로드 프레임4는 혼신을 방지하기 위한 CC(Channel Code)와 CCH(Control CHannel)와 TCH(Traffic Channel)로 구성된다.
이때, CC는 채널 코드로 혼선을 방지하기 위한 코드로 수신측에서 비교하여 맞으면 수신하고, ID0,ID1는 호출하고자 하는 ID로 상대방 ID를 뜻한다. 수신측에서 이 ID가 맞아야 수신하며, ID2,ID3는 호출자의 자신의 ID이다. 또한, SLD는 SLOW DATA로 음성과 같이 적은용량의 데이타를 보낼수 있고, TCH는 음성데이터를 입력한다.
삭제
이와 같은 통신방식의 송신측 전송방법은 다음의 순서에 따라 진행된다.
① 송신측에서는 페이로드 프레임1의 ID0와, 페이로드 프레임 2의 ID1에 상대방 ID을 입력.
② 페이로드 프레임 2의 CC와 페이로드 프레임 4의 CC에 채널 코드를 입력.
③ 페이로드 프레임 3의 ID2 와 페이로드 프레임 4의 ID3에 자신의 ID을 입력.
④ 음성데이터는 페이로드 프레임 1~4의 TCH에 입력하여 송신.
또한, 수신측에서는 ID0과 ID1이 자신의 ID 인지 혹은 그룹 ID 인지를 확인하고 CC(채널코드)를 확인하여 수신하게 된다.
따라서, 이와 같은 통신방식은 ID0, ID1에 상대방의 ID을 입력하고 자신의 ID를 ID2 ID3 입력하여 보내는 방법이므로, 여기에서 그룹호출을 하는 방법은 ID0 ID1에 그룹번호를 입력하여 한 개의 종류의 그룹만을 호출할 수 있으며, 복수의 그룹을 호출할 수 없다.
또한, 수신기에서 개인1개 및 그룹 6개만의 ID 만을 수신할 수 있는 단점이 있다.
이를 개선하기 위한 본 발명에 의한 디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법에서는 실질적으로 마을방송에서는 전혀 사용되지 않는 자신의 ID 대신에 ID2,ID3에 그룹 ID를 할당하는 방식으로 송신측의 데이터 포맷을 변경함으로써, 다수의 그룹을 효과적으로 제어할 수 있게 된다.
즉, 송신측에서는 데이터의 전송포맷에 의한 통화프레임은 4개의 80ms 페이로드 프레임으로 연결되어 320ms 로 이루어진 SF(Super Frame)에 데이타를 입력하여 전송하되, 혼신을 방지하기 위한 채널 코드는 페이로드 프레임 2의 CC와 페이로드 프레임 4의 CC에 입력하고, 음성데이터는 페이로드 프레임 1~4의 TCH에 입력하여 송신한다.
특히, 호출하고자 하는 콜드 아이디(called ID)는 페이로드 프레임1의 ID0와, 페이로드 프레임 2의 ID1에 입력하고, 호출하고자 하는 그룹 ID(Group ID)는 페이로드 프레임3의 ID2와, 페이로드 프레임4의 ID3에 입력하게 된다.
또한, 수신측에서는 ID0과 ID1이 자신의 ID 인지 확인하고, 채널코드를 확인하며, ID2, ID3에 입력된 데이타가 자신의 그룹에 해당되는지를 확인하여 수신하게 된다.
이때, 상기 페이로드 프레임3의 ID2와, 페이로드 프레임4의 ID3는 각각 12 비트(BIT)로 이루어져 총 24개의 그룹을 단수 또는 복수로 호출할 수 있도록 구성되어 있다.
이를 아래의 [표 1]의 설명하면, 본 발명은 그룹 호출의 수신측에서 보면 설정한 BIT가 들어오면 수신을 하는 구조이다.
비트 (BIT) 그룹 선택
0000 0000 0000 0000 0000 0000 없음
0000 0000 0000 0000 0000 0001 0번 그룹
0000 0000 0000 0000 0000 0010 1번 그룹
0000 0000 0000 0000 0000 0011 0번 그룹, 1번 그룹
0000 0000 0000 0000 0000 0100 2번 그룹
… … … …
1111 1111 1111 1111 1111 1111 전체 그룹
즉, 그룹 호출을 하기 위해서 자신의 ID을 입력하는 ID2 ID3을 사용하여 자신의 ID 대신에 그룹 호출 코드를 입력하게 되는데, ID2(12BIT) ID3(12BIT) 총 24BIT을 설정 한 후 송출하여, 상기 ID2, ID3에 설정된 데이타에 맞는 그룹이 수신될 수 있도록 한 것이다.
따라서, 본 발명은 총 24개의 그룹을 호출 할 수 있고 복수의 그룹을 동시에 호출 할수 있다.

Claims (2)

  1. 데이터의 전송포맷이 6.25㎑ 디지털 송수신을 위한 유럽 ETSI의 dPMR 규정을 따르며, 4개의 80ms 페이로드 프레임이 연결되어 320ms로 이루어진 SF(Super Frame)에 데이타를 입력하여 전송하는 간이무선국의 호출 제어방법에 있어서,
    페이로드 프레임1 및 페이로드 프레임3은 동기화를 위한 FS2(Frame Sync)와 네트워크와 간이무선국 사이의 시그널링 및 제어정보로 이루어진 CCH(Control CHannel)와 음성데이타가 포함되는 TCH(Traffic Channel)로 구성되고, 페이로드 프레임2 및 페이로드 프레임4는 혼신을 방지하기 위한 CC(Channel Code)와 CCH(Control CHannel)와 TCH(Traffic Channel)로 구성되며, 상기 페이로드 프레임 1 내지 4의 CCH는 각각 12비트(BIT)의 ID0 내지 ID4를 포함하되,
    송신측에서는 호출하고자 하는 콜드 아이디(called ID)를 ID0과 ID1에 입력하고, 호출하고자 하는 그룹 ID(Group ID)를 ID2와 ID3에 입력하여 총 24개의 그룹을 단수 또는 복수로 호출할 수 있도록 구현되며,
    수신측에서는 ID0과 ID1이 자신의 ID 인지 확인하고, 채널코드를 확인하며, ID2, ID3에 입력된 데이타가 자신의 그룹에 해당되는지를 확인하여 수신하는 것을 특징으로 하는 디지털 마을 공지사항 안내용 간이무선국의 그룹 호출 제어방법.
  2. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ETSI TS 102 658 V2.3.1, Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM) Digital Private Mobile Radio (dPMR) using FDMA with a channel spacing of 6,25 kHz, 2013.02.*
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