KR101900709B1 - 바이너리 cdma 무선송수신장치의 장애복구방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바이너리 CDMA 무선송수신장치의 장애복구방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CCTV 또는 센서네트워크에 무선송수신장치의 데이터 송수신시 마스터와 슬레이브 사이에 통신상태와 접속장애를 판별하여 이를 초기화하여 복구하는 바이너리 CDMA 무선송수신장치의 장애복구방법에 관한 것이다.

Description

바이너리 CDMA 무선송수신장치의 장애복구방법{A method of recovering a communication failure of a binary CDMA wireless transceiver}

본 발명은 바이너리 CDMA 무선송수신장치의 장애복구방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CCTV 또는 센서네트워크에 적용된 무선 송수신장치의 데이터 송수신시 마스터와 슬레이브 간의 데이터 통신의 신뢰성을 확보하고, 상호간 접속이 용이치 않을 경우 이를 절체하여 새로운 접속이 생성되도록 복구하는 바이너리 CDMA 무선송수신장치의 장애복구방법에 관한 것이다.

일반적으로, 바이너리 CDMA란 무선LAN이나 Bluetooth, Zigbee에 비해 잡음에 강한 특성을 가지고 있고, TDMA와 같이 초고속 전송 및 저전력 소비가 가능하며, 6/12/22/33/44/55Mbps 등 다양한 통신속도를 내고, 가변 전송률을 지원하는 등 기존의 CDMA와 TDMA 기술의 장점을 특화시킨 기술이다.

이러한, 바이너리 CDMA는 기지국 없이도 최대 500m까지 데이터(영상, 음성) 송수신이 가능하고, 100m이내 근거리에서는 80km/h의 속도로 이동중에도 영상과 음성의 송수신이 되는 등 타 근거리 무선통신에 비해 탁월한 원거리 무선 송수신기능을 제공하게 된다.

따라서, 바이너리 CDMA 기술은 각종 디지털기기 간 무선 네트워크로 연결되어 고화질(HDTV급) 영상의 무선 송수신이 가능하게 되고, 기존 기술이 커버하지 못하는 산업용 네트워크 뿐 아니라, 기존의 기술표준이 지배하고 있는 사무실용 무선 데이터 네트워크와 현재 제품화가 진행 중인 가정용 멀티미디어 네트워크에도 적용될 수 있다.

이와 관련된 종래기술로 한국등록특허 제10-1376685호(2014.03.14.)에는 '무선 센서네트워크 시스템 및 무선 센서네트워크에서의 이벤트 탐지율 개선 방법'이 개시되었다.

상기 종래기술은 도 1에 도시된 바와 같이 무선 센서네트워크내에서 주변 상황을 센싱하는 각 센서노드에 대한 이웃노드의 목록을 생성하는 단계(S10); 상기 각 센서노드가 센싱한 신호로부터 센서 데이터를 생성하고(S20), 상기 센서 데이터를 일정 시간 간격으로 분석하여 데이터 속성의 오류 여부를 판단하고(S30), 판단 결과에 따라 상기 센서 데이터에 대한 탐지 식별 부호를 결정하는 단계(S40); 상기 생성된 목록에 근거하여, 상기 각 센서노드와 대응하는 이웃노드의 센서 데이터의 탐지 식별 부호를 서로 교환하는 단계(S50); 및 교환 결과, 센서노드간의 공간 연관성에 따라 각 센서 데이터에서 오류로 판단된 데이터 속성을 보정하여(S60) 상기 각 센서노드의 이벤트 탐지를 최종 결정하는 단계(S70);를 포함하고,

여기서, 상기 탐지 식별 부호는,

상기 센서 데이터에 포함된 데이터 속성의 개수만큼의 비트수로 이루어진 비트맵이고, 상기 탐지 식별 부호를 구성하는 각 비트는, 이벤트 탐지시 해당 데이터 속성의 비트를‘1’ 값으로 나타내고, 이벤트 탐지 실패시 해당 데이터 속성의 비트를‘0’값으로 나타내며,

상기 이벤트 탐지는, 이하의 식에 의하여 정의되고,

이벤트 탐지 :

여기서, N은 센서노드의 개수, Sn은 센서 데이터의 데이터 속성, Tn 은 데이터 속성의 이벤트 탐지를 위한 임계치를 나타내는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 센서노드는 컴퓨팅 파워가 부여된 센싱 디바이스로서, 무선센서 네트워크를 구성하는 지능형 통신 디바이스를 의미한다.

다만, 상기한 종래기술은 무선 센서네트워크내에서의 센서 데이터의 시공간적 연관성을 이용하여 이벤트 탐지의 오류를 보정함으로써 이벤트 탐지율을 개선할 수 있으나, 통신접속이 단절된 상태를 개선할 수 있는 방법은 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 상기한 종래기술은 통신이 접속된 상태이더라도 상기 센서 데이터의 송수신시 통신감도의 저하로 인한 통신 지연을 해소할 수 있는 수단을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명의 목적은 바이너리 CDMA방식을 이용한 무선통신네트워크의 CCTV 또는 센서네트워크의 데이터 송수신시 접속상태를 판별하고, 통신감도가 좋은 채널로 연결되도록 절체하여 새로운 채널에 연결함으로써, 통신 신뢰성이 향상되고, 오류보정이 용이한 바이너리 CDMA 무선송수신장치의 장애복구방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 바이너리 CDMA 무선송수신장치의 장애복구방법은 CCTV의 영상신호 또는 센서네터워크의 센서데이터를 바이너리 CDMA방식으로 송수신시 마스터와 슬레이브로 이루어진 무선송수신장치의 장애복구방법으로서, 상기 마스터와 슬레이브를 부팅 및 초기화하는 초기화단계와; 상기 초기화단계에서 초기화된 상기 마스터와 슬레이브가 서로 통신접속 가능한 슬레이브와 마스터를 채널별로 검색하고, 상기 마스터가 검색되지 않는 경우 상기 슬레이브는 상기 초기화단계를 재수행하는 검색단계와; 상기 검색단계에서 검색된 상기 마스터와 슬레이브가 서로 통신 연결되는 통신접속단계와; 상기 통신접속단계에서 연결된 상기 마스터와 슬레이브 간에 패킷데이터를 송수신하는 데이터송수신단계와; 상기 데이터송신단계에서 송수신된 상기 패킷데이터의 통신상태를 판별하는 통신상태판별단계와; 상기 통신상태판별단계에서 상기 통신상태가 기준값 범위 내인 경우 상기 패킷데이터를 정상데이터로 인식하여 처리하는 데이터처리단계;로 이루어지고,

상기 통신상태판별단계에는 상기 통신상태가 기준값을 초과한 경우 상기 슬레이브는 상기 초기화단계를 수행하고, 상기 마스터는 상기 검색단계를 수행하는 감도복구단계가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 마스터와 슬레이브에는 상기 패킷데이터의 수신간격을 측정하는 비접속타이머가 구비되고, 상기 통신상태판별단계에는 상기 마스터와 슬레이브에서 수신된 상기 패킷데이터의 수신간격이 정해진 시간의 범위를 벗어난 경우, 상기 슬레이브는 상기 초기화단계를 수행하고, 상기 마스터는 상기 검색단계를 수행토록 명령하는 장애복구단계가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 데이터송수신단계에는 상기 마스터와 슬레이브 간에 상기 패킷데이터의 송수신시 상기 비접속타이머를 초기화하는 타이머초기화단계가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 통신상태는 상기 패킷데이터의 순환중복검사하여 발생된 에러의 바이트수를 체크하는 에러율과, 상기 패킷데이터가 무선RF수신기에서 수신시 감지된 신호세기와, 신호대잡음비를 기준으로 판별하는 것을 특징으로 한다.

상기 검색단계에는 상기 마스터가 상기 슬레이브의 PID를 대기열에 중복되지 않도록 관리하는 대기열관리단계가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 통신접속단계에는 상기 마스터와 다수개의 상기 슬레이브 간의 통신시 충돌이 방지되도록 상기 슬레이브를 타임슬롯에 할당하는 수퍼프레임스케쥴링단계가 구비된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 바이너리 CDMA 무선송수신장치의 장애복구방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, CCTV 또는 센서네터워크 등에서 바이너리 CDMA방식으로 운용되는 무선송수신장치의 데이터송수신시 에러율, 신호세기 및 신호대잡음비 등의 통신상태를 체크하는 통신판별단계가 구비됨으로써, 상기 무선송수신장치를 구성하는 마스터와 슬레이브간의 감도가 좋지 않은 통신상태를 절체하여 개선할 수 있으며,

둘째, 상기 마스터와 슬레이브를 서로 검색하는 검색단계에 상기 슬레이브는 상기 마스터가 검색되지 않은 경우 초기화단계를 재진행하고, 상기 마스터는 상기 슬레이브의 PID를 관리하는 대기열관리단계가 구비됨으로써, 상기 마스터와 슬레이브 간의 통신두절상태의 파악이 용이하며, 상기 슬레이브의 중복을 방지하여 통신상태가 원할하고,

셋째, 상기 마스터와 슬레이브 간의 통신상태를 판별하는 상기 통신판별단계에 패킷데이터의 수신간격을 측정하는 비접속타이머가 구비됨으로써, 정상적인 접속상태를 벗어난 경우 이를 파악하여 복구할 수 있으며,

넷째, 상기 패킷데이터의 수신간격을 측정하는 비접속타이머를 초기화하는 타이머초기화단계와, 슬레이브의 통신충돌을 방지하는 수퍼프레임스케쥴링단계가 구비됨으로써, 정상적으로 상기 패킷데이터를 송수신하는 상기 마스터와 슬레이브간의 통신상태가 유지되고, 다수개의 상기 슬레이브와 실시간으로 통신할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 무선 센서네트워크 시스템 및 무선 센서네트워크에서의 이벤트 탐지율 개선 방법을 설명하는 순서도이고,
도 2는 본 발명에 적용된 무선송수신장치를 설명하는 블럭도이며,
도 3은 본 발명에 따른 바이너리 CDMA 무선송신장치의 장애복구방법을 설명하는 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 바이너리 CDMA 무선수신장치의 장애복구방법을 설명하는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바이너리 CDMA 무선송수신장치의 장애복구방법의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바이너리 CDMA 무선송수신장치의 장애복구방법은, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, CCTV의 영상신호 또는 센서네터워크의 센서데이터를 바이너리 CDMA방식으로 송수신시 마스터(M)와 슬레이브(S)로 이루어진 무선송수신장치의 장애복구방법으로서, 상기 마스터(M)와 슬레이브(S)를 부팅 및 초기화하는 초기화단계(S10)와; 상기 초기화단계(S10)에서 초기화된 상기 마스터(M)와 슬레이브(S)가 서로 통신접속 가능한 슬레이브(S)와 마스터(M)를 채널별로 검색하고, 상기 마스터(M)가 검색되지 않는 경우 상기 슬레이브(S)는 상기 초기화단계(S10)를 재수행하는 검색단계(S20)와; 상기 검색단계(S20)에서 검색된 상기 마스터(M)와 슬레이브(S)가 서로 통신 연결되는 통신접속단계(S30)와; 상기 통신접속단계(S30)에서 연결된 상기 마스터(M)와 슬레이브(S) 간에 패킷데이터를 송수신하는 데이터송수신단계(S40)와; 상기 데이터송신단계(S40)에서 송수신된 상기 패킷데이터의 통신상태를 판별하는 통신상태판별단계(S50)와; 상기 통신상태판별단계(S50)에서 상기 통신상태가 기준값 범위 내인 경우 상기 패킷데이터를 정상데이터로 인식하여 처리하는 데이터처리단계(S60);로 이루어지고,

상기 통신상태판별단계(S50)에는 상기 통신상태가 기준값을 초과한 경우 상기 슬레이브(S)는 상기 초기화단계(S10)를 수행하고, 상기 마스터(M)는 상기 검색단계(S20)를 수행하는 감도복구단계(S51)가 구비된다.

통상적으로, 상기 슬레이브(S)는 상기 무선송수신장치가 센서나 CCTV카메라에 결합되어 데이터를 수집하게 되고, 상기 마스터(M)는 수집된 상기 데이터를 수신하여 디스플레이에 표시하거나 저장하여 관리하게 된다.

상기 무선송수신장치는 도 2에 도시된 바와 같이 기저대역모뎀칩, RF모듈, 파워앰프로 구성된 무선송신부와, 저잡음증폭기(LNA), RF모듈, 기저대역모뎀칩으로 구성된 무선수신부로 이루어진다.

한편, 상기 초기화단계(S10)는 전원이 인가된 상태에서 상기 마스터(M)와 슬레이브(S)를 부팅 및 초기화하게 된다.

그리고, 상기 마스터(M)와 슬레이브(S)에는 상기 패킷데이터의 수신간격을 측정하는 비접속타이머(T)가 구비되고,

상기 통신상태판별단계(S50)에는 상기 마스터(M)와 슬레이브(S)에서 수신된 상기 패킷데이터의 수신간격이 정해진 시간의 범위를 벗어난 경우, 상기 슬레이브(S)는 상기 초기화단계(S10)를 수행하고, 상기 마스터(M)는 상기 검색단계(S20)를 수행토록 명령하는 장애복구단계(S52)가 더 구비된다.

여기서, 상기 비접속타이머(T)는 현재 수신된 상기 패킷데이터(n번째)와, 최근에 수신된 패킷데이터(n-1번째)의 수신시각을 감지하고, 감지된 수신간격이 9800ms 이상이면, 상기 장애복구단계(S52)를 수행하게 된다.

그리고, 상기 데이터송수신단계(S40)에는 상기 마스터(M)와 슬레이브(S) 간에 상기 패킷데이터의 송수신시 상기 비접속타이머(T)를 초기화하는 타이머초기화단계(S41)가 구비된다. 상기 비접속타이머(T)의 초기화에 따라 상기 장애복구단계(S52)를 수행하지 않아 정상적인 통신접속 상태가 유지되게 된다.

한편, 상기 통신상태는 상기 패킷데이터의 순환중복검사(CRC)하여 발생된 에러의 바이트수를 체크하는 에러율(PER)과, 상기 패킷데이터가 무선RF수신기에서 수신시 감지된 신호세기(RSSI)와, 신호대잡음비(SNR)를 기준으로 판별한다.

여기서, 상기 신호세기(RSSI, Received Signal Strength Indication, dBm)는 패킷데이터의 수신시 무선칩셋에서 감지된 신호세기이며, 상기 패킷데이터의 신호대잡음비(SNR)와 함께 바이너리 CDMA기저대역모뎀칩 프로세서(미도시)의 레지스터에 저장되어 판별되게 된다.

그리고, 상기 에러율(PER, PACKET ERROR RATE,%)는 패킷데이터의 수신시 체크된 바이트(byte)의 비율이며, 기준값으로 10%보다 크면 상기 감도복구단계(S51)를 수행하게 된다.

한편, 상기 검색단계(S20)에는 상기 마스터(M)가 상기 슬레이브(S)의 PID(고유식별코드)를 대기열에 중복되지 않도록 관리하는 대기열관리단계(S21)가 구비됨으로써, 다수개인 상기 슬레이브(S)가 중복되지 않도록 관리되게 된다.

그리고, 상기 통신접속단계(S30)에는 상기 마스터(M)와 다수개의 상기 슬레이브(S) 간의 통신시 충돌이 방지되도록 상기 슬레이브(S)를 타임슬롯에 할당하는 수퍼프레임스케쥴링단계(S31)가 구비됨으로써, 상기 슬레이브(S)들이 시분할다중통신(TDMA) 되어 충돌이 방지되게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 바이너리 CDMA 무선송수신장치의 장애복구방법의 작용은 다음과 같다.

본 발명의 바이너리 CDMA 무선송수신장치의 장애복구방법은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 마스터(M)와 슬레이브(S) 사이에 패킷데이터의 송수신이 원활히 이루어지도록 상기 무선송수신장치의 통신장애여부와 수신감도를 판단 및 측정하여 최선의 통신채널로 통신접속되게 한다.

상기 무선송수신장치는 CCTV와 센서네터워크를 무선으로 네트워크를 형성하게 되며, 바이너리 CDMA방식으로 마스터(M)와 슬레이브(S) 간에 통신하게 된다.

이때, 상기 마스터(M)와 슬레이브(S)는 통신 접속 전에 먼저 초기화단계(S10)를 수행하게 된다. 상기 초기화단계(S10)는 무선송수신장치를 구성하는 기저대역모뎀칩, 저잡음증폭기(LNA) 및 RF모듈의 제어부를 초기화하게 된다. 즉, 위상동기(PLL), Interrupt Handler, GPIO(General Purpose Input Output), Watch Dog Timer 등을 초기화하게 된다.

그리고, 검색단계(S20)는 마스터(M)와 슬레이브(S)를 검색하고, 검색된 상기 마스터(M)와 슬레이브(S)는 통신접속단계(S30)와, 데이터송수신단계(S40) 및 통신상태판별단계(S50)를 거치며, 최적의 통신상태가 유지되도록 통신채널을 찾아 접속하게 된다. 상기 통신상태가 기준값 범위 내인 경우 상기 마스터(M)와 슬레이브(S)는 데이터처리단계(S60)를 수행하게 된다.

상기 데이터처리단계(S60)에서 상기 마스터(M)는 상기 패킷데이터를 디스플레이에 표시하거나 저장장치에 저장하여 관리하게 된다. 상기 슬레이브(S)는 영상데이터 또는 센싱데이터를 상기 마스터(M)에 송신하는 작동을 하게 된다.

한편, 상기 통신상태판별단계(S50)에는 감도복구단계(S51)와 장애복구단계(S52)가 구비되며, 상기 감도복구단계(S51)는 앞서 설명한 에러율(PER), 신호세기(RSSI), 신호대잡음비(SNR)를 기준값과 비교하여 초기화단계(S10) 또는 검색단계(S20)를 수행하고, 상기 장애복구단계(S52)는 상기 마스터(M)와 슬레이브(S)간에 패킷데이터가 수신되지 않는 시간을 기준값과 비교하여 상기 초기화단계(S10) 또는 검색단계(S20)를 수행하게 된다. 이때, 패킷데이터의 수신간격은 비접속타이머(T)에서 카운트하게 된다. 여기서, 상기 비접속타이머(T)는 상기 패킷데이터가 정상적으로 수신되는 경우 타이머초기화단계(S41)를 수행하게 된다.

그리고, 상기 검색단계(S20)에는 대기열관리단계(S21)가 구비됨으로써, 다수개인 슬레이브(S)의 PID(고유식별코드)를 상기 마스터(M)의 큐(queue)에 중복되지 않게 저장되어 관리됨으로써, 중복되어 통신하는 것을 방지하게 된다.

그리고, 수퍼프레임스케쥴링단계(S31)에서는 상기 마스터(M)와 이웃한 슬레이브(S) 간에서 발생될 수 있는 충돌을 타임슬롯(Time Slot, TDMA방식)을 이용하여 방지하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
S10 : 초기화단계 S20 : 검색단계
S21 : 대기열관리단계 S30 : 통신접속단계
S31 : 수퍼프레임스케쥴링단계 S40 : 데이터송수신단계
S41 : 타이머초기화단계 S50 : 통신상태판별단계
S51 : 감도복구단계 S52 : 장애복구단계
S60 : 데이터처리단계
M : 마스터 S : 슬레이브 T : 비접속타이머

Claims (6)

1. CCTV의 영상신호 또는 센서네터워크의 센서데이터를 바이너리 CDMA방식으로 송수신토록 마스터(M)와 슬레이브(S)로 이루어진 무선송수신장치의 장애복구방법에 있어서, 상기 마스터(M)와 슬레이브(S)를 부팅 및 초기화하는 초기화단계(S10)와; 상기 초기화단계(S10)에서 초기화된 상기 마스터(M)와 슬레이브(S)가 서로 통신접속 가능한 슬레이브(S)와 마스터(M)를 채널별로 검색하고, 상기 마스터(M)가 검색되지 않는 경우 상기 슬레이브(S)는 상기 초기화단계(S10)를 재수행하는 검색단계(S20)와; 상기 검색단계(S20)에서 검색된 상기 마스터(M)와 슬레이브(S)가 서로 통신 연결되는 통신접속단계(S30)와; 상기 통신접속단계(S30)에서 연결된 상기 마스터(M)와 슬레이브(S) 간에 패킷데이터를 송수신하는 데이터송수신단계(S40)와; 상기 데이터송수신단계(S40)에서 송수신된 상기 패킷데이터의 통신상태를 판별하는 통신상태판별단계(S50)와; 상기 통신상태판별단계(S50)에서 상기 통신상태가 기준값 범위 내인 경우 상기 패킷데이터를 정상데이터로 인식하여 처리하는 데이터처리단계(S60);로 이루어지고,
   상기 통신상태는 상기 패킷데이터의 순환중복검사(CRC)하여 발생된 에러의 바이트수를 체크하는 에러율(PER)과, 상기 패킷데이터가 무선RF수신기에서 수신시 감지된 신호세기(RSSI)와, 신호대잡음비(SNR)를 기준으로 판별되며,
   상기 통신상태판별단계(S50)에는 상기 통신상태가 기준값을 초과한 경우 상기 슬레이브(S)는 상기 초기화단계(S10)를 수행하고, 상기 마스터(M)는 상기 검색단계(S20)를 수행하는 감도복구단계(S51)가 구비되고,
   상기 마스터(M)와 슬레이브(S)에는 상기 패킷데이터의 수신간격을 측정하는 비접속타이머(T)가 구비되고, 상기 통신상태판별단계(S50)에는 상기 마스터(M)와 슬레이브(S)에서 수신된 상기 패킷데이터의 수신간격이 정해진 시간의 범위를 벗어난 경우, 상기 슬레이브(S)는 상기 초기화단계(S10)를 수행하고, 상기 마스터(M)는 상기 검색단계(S20)를 수행토록 명령하는 장애복구단계(S52)가 더 구비되며,
   상기 데이터송수신단계(S40)에는 상기 마스터(M)와 슬레이브(S) 간에 상기 패킷데이터의 송수신시 상기 비접속타이머(T)를 초기화하는 타이머초기화단계(S41)가 구비되고,
   상기 검색단계(S20)에는 상기 마스터(M)가 상기 슬레이브(S)의 PID(고유식별코드)를 대기열에 중복되지 않도록 관리하는 대기열관리단계(S21)가 구비되고,
   상기 통신접속단계(S30)에는 상기 마스터(M)와 다수개의 상기 슬레이브(S) 간의 통신시 충돌이 방지되도록 상기 슬레이브(S)를 타임슬롯에 할당하는 수퍼프레임스케쥴링단계(S31)가 구비된 것을 특징으로 하는 바이너리 CDMA 무선송수신장치의 장애복구방법.
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