KR101976719B1 - 망간 간섭을 회피하기 위한 주파수 도약 통신장치 - Google Patents

망간 간섭을 회피하기 위한 주파수 도약 통신장치 Download PDF

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Abstract

망간 간섭을 회피하기 위한 주파수 도약 통신장치를 개시한다.
본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 통신장치는 전체 주파수를 적어도 하나의 주파수 그룹으로 분배하여 그룹화하는 주파수 그룹 구성부; 상기 복수의 도약 통신망 각각에 상기 주파수 그룹을 할당하고, 상기 복수의 도약 통신망 간 동기정보를 공유하는 망 동기화부; 상기 동기정보를 공유하기 위한 망간 동기주파수를 생성하고, 상기 망간 동기주파수를 이용하여 상기 복수의 도약 통신망 간 동기화가 완료된 상태에서 상호 간섭이 없는 망내 동기주파수 및 데이터 주파수를 생성하는 주파수 생성부; 및 상기 데이터 주파수를 이용하여 상기 복수의 도약 통신망 간 도약 통신 기반의 데이터 송수신을 제어하는 주파수 제어부를 포함할 수 있다.

Description

망간 간섭을 회피하기 위한 주파수 도약 통신장치{Apparatus for Frequency Hopping Communication for Network Interference Avoidance}
본 발명은 주파수 도약 통신을 기반으로 하는 복수의 도약 통신망 운용 시 망간 간섭을 회피하기 위한 주파수 도약 통신장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
주파수 도약 방식으로 무선 통신을 수행하는 환경에서 전파 통달거리 내에서 복수 개의 도약 통신망을 운용할 경우 도약 통신망 간 간섭이 발생하게 된다. 망간 정확한 시동기를 맞출 수 있고 망간 제어가 가능하다면 망간 간섭을 방지할 수 있지만, 사전 동기화 작업을 위한 절차와 시간이 소요되며 GPS, 통합망 제어기 등의 자원이 요구된다.
이러한 사전 동기화를 하지 않는 패킷 기반 주파수 도약 통신은 매 송신 시마다 프레임 동기를 수행해야만 하며, 동기를 위한 동기주파수를 사용한다. 동기주파수는 동기가 수행되기 이전에 사용되는 주파수이므로 주파수 자원을 점유하게 되며, 주파수 도약 통신 시 사용되는 데이터 주파수와의 간섭을 야기할 수 있다. 또한, 주파수 도약 통신은 시간에 따라 임의의 주파수로 변경해 가며 통신을 수행하므로 빈번하게 동기주파수와 간섭이 발생할 수 있으며, 이에 따른 통신 성능의 저하가 발생함에 따라 동기주파수 및 데이터 주파수 간 주파수의 간섭을 방지할 방안이 필요하다.
종래의 주파수 도약 방식에서는 다음과 같이 2 가지 방식으로 망간 간섭을 방지하였다. 첫 번째 방식으로는 망 별로 사용할 주파수를 분리하여 간섭을 방지하는 방법(도 1의 (a))이 존재하고, 두 번째 방식으로는 망동기용 주파수를 할당하여 망간 정보를 공유한 후 주파수 간섭을 회피하는 방법(도 1의 (b))이 존재한다.
첫 번째 방식인 망간 주파수 분리하는 종래 기술은 망 별로 사용할 주파수를 사전에 분리하여 할당할 경우 망간 간섭을 배제할 수 있으나, 가용한 주파수 자원이 망 개수에 반비례해서 줄어들기 때문에 주파수 재사용 관점에서 비효율적인 문제가 있다.
두 번째 방식인 망간 정보를 공유하여 주파수 간섭을 회피하는 종래 기술은 망동기용 주파수는 동기가 수행되기 전 약속된 주파수(동기주파수)를 사용하기 때문에 주파수 자원을 점유하게 되고 도약 통신 시 타 망과의 간섭이 발생(도 1의 (c))할 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 도 1의 (d)를 참조하면, 종래의 주파수 도약 방식은 서킷 방식의 통신의 경우 전송할 데이터 송신 당 초기 한 번의 동기만 수행되지만, 패킷 기반 통신의 경우 매 패킷마다 동기를 수행하므로 동기주파수가 패킷 수만큼 배수로 발생한다. 따라서, 동기주파수에 의한 간섭이 발생할 확률도 패킷 수에 따라 증가하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 매 패킷마다 프레임 동기를 수행하는 패킷기반 도약 통신 운용 시, 망 정보를 이용하여 망간 간섭을 회피하고 시간에 따라 주파수 그룹을 변경하여 주파수 활용도를 높이는 방안을 제시하고, 이를 통해 추가적인 장비 및 초기 동기화에 따른 지연 없이 망간 간섭이 없는 효율적인 도약 통신망을 구성하는 주된 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 목적을 달성하기 위한 주파수 도약 통신장치는 전체 주파수를 적어도 하나의 주파수 그룹으로 분배하여 그룹화하는 주파수 그룹 구성부; 상기 복수의 도약 통신망 각각에 상기 주파수 그룹을 할당하고, 상기 복수의 도약 통신망 간 동기정보를 공유하는 망 동기화부; 상기 동기정보를 공유하기 위한 망간 동기주파수를 생성하고, 상기 망간 동기주파수를 이용하여 상기 복수의 도약 통신망 간 동기화가 완료된 상태에서 상호 간섭이 없는 망내 동기주파수 및 데이터 주파수를 생성하는 주파수 생성부; 및 상기 데이터 주파수를 이용하여 상기 복수의 도약 통신망 간 도약 통신 기반의 데이터 송수신을 제어하는 주파수 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 주파수 그룹 구성부는, 적어도 하나의 주파수 그룹 각각이 서로 중복되지 않도록 상기 전체 주파수를 분배하여 구성한다.
또한, 상기 주파수 그룹 구성부는, 각 주파수 그룹 내에 분배된 주파수를 운용 대역을 기준으로 고르게 분포하도록 순차적으로 분배하여 상기 주파수 그룹을 구성한다.
또한, 상기 주파수 그룹 구성부는, 상기 복수의 도약 통신망의 개수와 상기 복수의 도약 통신망 간 기준시간 오차를 고려하여 결정된 개수의 상기 주파수 그룹에 상기 전체 주파수를 분배한다.
또한, 상기 망 동기화부는, 상기 망간 동기주파수를 이용하여 상기 복수의 도약 통신망 간 망간 동기정보를 교환하여 상관 망동기화를 처리한다.
또한, 상기 망 동기화부는, 상기 복수의 도약 통신망 각각에 기 입력된 개별 동기정보를 이용하여 상기 주파수 그룹을 할당하여 개별 망동기화를 처리하며, 할당된 상기 주파수 그룹 사이에는 기준시간 오차에 따른 버퍼 역할을 하는 적어도 두 개의 버퍼 주파수 그룹이 형성된다.
또한, 상기 주파수 생성부는, 상기 개별 동기정보에 근거하여 선택된 각 망의 주파수 그룹을 선택하고, 선택된 상기 주파수 그룹 내에서 주파수를 선정하여 상기 망내 동기주파수를 생성한다.
또한, 상기 주파수 생성부는, 상기 도약 통신망에 할당된 주파수 그룹 및 상기 적어도 두 개의 버퍼 주파수 그룹 내에서 주파수를 선정하여 상기 망내 동기주파수를 생성한다.
또한, 상기 주파수 생성부는, 상기 전체 주파수를 대상으로 상기 데이터 주파수를 생성하기 위한 주파수를 선정하되, 상기 전체 주파수 중 상기 망내 동기주파수에 해당하는 주파수를 제외한 나머지 주파수에서 상기 주파수를 선정하여 상기 데이터 주파수를 생성한다.
또한, 상기 주파수 생성부는, 선정된 상기 주파수에 상기 도약 통신망 각각의 망 ID를 적용하여 망간 상기 데이터 주파수가 분리되도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 주파수 자원을 전체 대역으로 구성된 주파수 그룹으로 나눈 후 시간에 따라 사용하는 그룹을 변경함으로써 주파수 사용의 효율성을 증대할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 각 주파수 그룹 내에서 동기 주파수를 데이터 주파수와 분리함으로써 복수의 도약 통신망 운용 시 망간 간섭을 회피할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 주파수 도약 방식 기반의 망간 간섭 회피 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 망간 간섭을 회피하기 위한 주파수 도약 통신장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 방식 기반의 망간 간섭 회피 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 통신장치에서 주파수 자원을 그룹화하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 통신장치에서 망간 동기화를 수행하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 통신장치에서 망간 동기주파수를 생성하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 통신장치에서 망내 동기주파수를 생성하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 통신장치에서 데이터 주파수를 생성하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 망간 간섭 회피를 위한 주파수 도약 통신 방식을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다. 이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명에서 제안하는 주파수 도약 통신 기반의 망간 간섭 회피 방법에 대해 자세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 주파수 도약 통신 기반의 망간 간섭 회피 방법은 방위 산업분야에 적용 가능한 주파수 도약 통신 기술인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 주파수 도약 통신을 사용하는 다양한 네트워크 통신 분야에 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 망간 간섭을 회피하기 위한 주파수 도약 통신장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
본 실시예에 따른 주파수 도약 통신장치(200)는 주파수 그룹 구성부(210), 망 동기화부(220), 망간 동기주파수 생성부(230), 망내 동기주파수 생성부(240), 데이터 주파수 생성부(250) 및 주파수 제어부(260)를 포함한다. 도 2의 주파수 도약 통신장치(200)는 일 실시예에 따른 것으로서, 도 2에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 주파수 도약 통신장치(200)에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
주파수 도약 통신장치(200)는 패킷 데이터 송수신을 위한 주파수 도약 통신 시, 주파수를 도약 통신망 별로 그룹화하고, 동기주파수와 데이터 전송 시 사용되는 데이터 주파수를 구분함으로써, 동기주파수 및 도약 통신에 따른 간섭을 줄일 수 있다. 또한, 주파수 도약 통신장치(200)는 시간에 따라 복수의 도약 통신망에 할당된 주파수 그룹을 변경하여 주파수 활용도를 높일 수 있다.
주파수 도약 통신장치(200)는 주파수 그룹 구성부(210)를 통해 전체 주파수를 그룹화한 후 망 동기화부(220)를 통해 각 도약 통신망에서 사용할 주파수 그룹을 할당 처리한다. 주파수 생성부(230, 240, 250)에서는 망 동기화부(220)에서 할당된 주파수 그룹 내에서 상호 간섭이 없는 동기주파수 및 데이터 주파수를 생성하여 간섭을 최소화한 도약 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 주파수 도약 통신장치(200)는 도약 통신망 별로 사용하는 주파수 그룹을 시간에 따라 변경함으로써, 주파수의 재활용성 및 임의성을 증가할 수 있다.
이하, 주파수 도약 통신장치(200)에 포함된 각각의 구성에 대해 설명하도록 한다.
주파수 그룹 구성부(210)는 도약 통신망의 개수와 주파수 자원을 기준으로 주파수를 그룹화한다.
주파수 그룹 구성부(210)는 주파수 자원에 포함된 전체 주파수를 적어도 하나의 주파수 그룹으로 분배하여 그룹화를 수행한다. 여기서, 주파수 그룹 구성부(210)는 적어도 하나의 주파수 그룹 각각이 서로 중복되지 않도록 전체 주파수를 분배하는 것이 바람직하다.
주파수 그룹 구성부(210)는 각 주파수 그룹 내에 분배된 주파수를 운용 대역을 기준으로 고르게 분포하도록 시간의 흐름에 따라 순차적으로 분배하여 주파수 그룹을 구성할 수 있다. 주파수 그룹 구성부(210)는 복수의 도약 통신망의 개수와 복수의 도약 통신망 간 기준시간 오차를 고려하여 주파수 그룹의 개수를 결정할 수 있다.
주파수 그룹 구성부(210)는 복수의 도약 통신망 각각에서 기 설정된 기준시간에 따라 하나의 그룹을 선택하여 사용하도록 주파수 그룹을 구성한다. 여기서, 주파수 그룹 구성부(210)는 주파수 재사용 및 임의성을 위하여 기준시간에 따라 복수의 도약 통신망 각각에 하나의 주파수 그룹을 할당 가능하도록 주파수 그룹을 구성한다.
주파수 그룹 구성부(210)는 복수의 주파수 그룹을 구성하며, 복수의 도약 통신망의 개수보다 많은 개수의 주파수 그룹을 구성하는 것이 바람직하다.
각 도약 통신망에는 하나의 주파수 그룹이 할당되며, 각 주파수 그룹의 전후 각각(±기준시간)에 해당하는 적어도 한 개의 주파수 그룹(버퍼 주파수 그룹)을 추가로 구성할 것으로 고려하여 주파수 그룹의 개수가 결정된다. 예를 들어, 각 도약 통신망에 할당된 주파수 그룹을 기준으로 전후에 두 개의 버퍼 주파수 그룹이 추가되는 것으로 가정하는 경우, 주파수 그룹 구성부(210)는 도약 통신망의 개수의 3 배수에 해당하는 주파수 그룹의 개수를 구성한다. 즉, 주파수 그룹 구성부(210)는 하나의 도약 통신망에 기준시간을 중심으로 연속하는 3 개의 주파수 그룹을 할당 가능하도록 주파수 그룹을 구성할 수 있다. 주파수 그룹의 개수는 [수학식 1]을 통해 산출될 수 있다.
Figure 112018091441079-pat00001
또한, 주파수 그룹 구성부(210)에 의해 구성된 주파수 그룹 당 주파수의 개수는 전체 주파수의 총 개수를 주파수 그룹의 개수로 나눈값으로 산출될 수 있다. 주파수 그룹 당 주파수의 개수는 [수학식 2]를 통해 산출될 수 있다.
Figure 112018091441079-pat00002
망 동기화부(220)는 복수의 도약 통신망 각각에 주파수 그룹을 할당하고, 복수의 도약 통신망 간 동기정보를 공유하여 도약 통신망에 대한 동기화를 수행한다.
망 동기화부(220)는 복수의 도약 통신망 각각에 대한 개별 동기정보를 이용하여 주파수 그룹을 할당하여 개별 망동기화를 처리한다. 여기서, 개별 망동기화는 각 망에 사전 입력된 정보만을 이용하여 자체적으로 동기화하는 동작을 의미한다. 망 동기화부(220)는 복수의 도약 통신망 각각에 할당된 주파수 그룹 사이에 기준시간 오차에 따른 버퍼 역할을 하는 적어도 두 개의 버퍼 주파수 그룹이 형성되도록 할당 동작을 수행한다. 여기서, 개별 동기정보는 복수의 도약 통신망 각각의 고정 입력변수인 망 ID(도약 통신망 별로 구분되는 값)와 가변 입력변수인 시간(모든 도약 통신망이 오차 이내의 값)이 포함된 정보를 의미한다.
또한, 망 동기화부(220)는 망간 동기주파수 생성부(230)에서 생성된 망간 동기주파수를 이용하여 복수의 도약 통신망 간 망간 동기정보를 교환하여 상관 망동기화를 처리한다. 여기서, 상관 망동기화는 망 간에 동기 정보를 교환하여 망간 타이밍을 동기화하는 동작을 의미한다.
망 동기화부(220)는 개별 망동기화를 통해 개략적인 동기를 맞춘 후 상관 망동기화를 통해 정밀하게 동기를 맞출 수 있다. 여기서, 망 동기화부(220)는 개별 망동기화를 수행한 후 상관 망동기화를 수행하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
망간 동기주파수 생성부(230)는 망간 동기정보를 공유하기 위하여 사용되는 망간 동기주파수를 생성하는 동작을 수행한다.
망간 동기주파수 생성부(230)는 망간 동기주파수를 생성하여 복수의 도약 통신망에 공유되도록 한다. 여기서, 망간 동기주파수 생성부(230)는 생성된 동일한 망간 동기주파수를 모든 도약 통신망에 할당하여 망간 동기화가 수행되도록 한다. 여기서, 망간 동기주파수는 공용으로 사용되는 기준이 될 수 있는 공용 주파수로서 망 공통변수를 이용하여 생성될 수 있다.
망간 동기주파수 생성부(230)에서 생성된 망간 동기주파수는 망 동기화부(220)를 통해 복수의 도약 통신망에 공유되며, 망간 동기주파수를 이용하여 복수의 도약 통신망 간에 망간 동기정보를 교환함으로써 상관 동기화가 수행될 수 있다.
망내 동기주파수 생성부(240)는 망내 동기화를 위한 패킷 동기정보를 전송하기 위하여 망내 동기주파수를 생성한다.
망내 동기주파수 생성부(240)는 망간 동기주파수를 이용하여 복수의 도약 통신망 간 동기화가 완료된 상태 즉, 개별 망동기화가 완료된 상태에서 기 할당된 주파수 그룹을 기준으로 주파수를 선정하여 망내 동기주파수를 생성한다.
망내 동기주파수 생성부(240)는 개별 동기정보에 근거하여 선택된 각 도약 통신망의 주파수 그룹을 선택하고, 선택된 주파수 그룹 내에서 소정의 주파수를 선정하여 망내 동기주파수를 생성한다. 여기서, 개별 동기정보는 복수의 도약 통신망 각각의 고정 입력변수인 망 ID(도약 통신망 별로 구분되는 값)와 가변 입력변수인 시간(모든 도약 통신망이 오차 이내의 값)이 포함된 정보를 의미한다.
망내 동기주파수 생성부(240)는 도약 통신망에 할당된 주파수 그룹 및 적어도 두 개의 버퍼 주파수 그룹 내에서 주파수를 선정하여 망내 동기주파수를 생성한다. 구체적으로, 망내 동기주파수 생성부(240)는 각 도약 통신망의 주파수 그룹 및 ±기준시간(기준시간 오차)에 해당하는 두 개의 버퍼 주파수 그룹을 포함한 총 세 개의 주파수 그룹 내에서 주파수를 선정하여 망내 동기주파수를 생성한다. 여기서, 망내 동기주파수의 생성을 위해 선정된 주파수는 망간 동기주파수와 상이한 주파수인 것이 바람직하다.
망내 동기주파수 생성부(240)는 각 도약 통신망의 주파수 그룹 간에 적어도 3 개의 주파수 그룹이 이격되도록 함으로써, 다른 주파수 그룹을 사용하는 타 도약 통신망과의 중첩을 피할 수 있다. 망내 동기주파수 생성부(240)는 복수의 도약 통신망 각각의 망내 동기주파수 즉 각 망별 망내 동기주파수를 통합하여 동기주파수 그룹을 생성할 수 있다.
데이터 주파수 생성부(250)는 동기주파수에 근거하여 도약 통신을 기반으로 데이터를 송수신하기 위한 데이터 주파수를 생성한다. 데이터 주파수 생성부(250)는 기 생성된 망내 동기주파수와 상호 간섭이 없는 데이터 주파수를 생성한다.
데이터 주파수 생성부(250)는 가용도를 높이기 위해 주파수 자원에 포함된 전체 주파수를 대상으로 데이터 주파수를 생성하기 위한 주파수를 선정하되, 전체 주파수 중 망내 동기주파수에 해당하는 주파수를 제외한 나머지 주파수에서 주파수를 선정하여 데이터 주파수를 생성한다. 다시 말해, 데이터 주파수 생성부(250)는 각 도약 통신망에서 사용하는 동기주파수와의 간섭을 회피하기 위하여 동기주파수 그룹 내에 포함된 주파수를 제외하고 데이터 주파수를 생성하기 위한 주파수를 선정한다.
데이터 주파수 생성부(250)는 선정된 주파수에 도약 통신망 각각의 망 ID를 적용하여 데이터 주파수를 생성할 수 있다. 여기서, 데이터 주파수 생성부(250)는 망간 간섭을 완벽하게 회피하기 위하여 선정된 주파수에 망 ID를 적용함으로써, 도약 통신망 별 데이터 주파수를 분리할 수 있다.
망내 동기주파수 생성부(240)에서 생성된 망내 동기주파수와 데이터 주파수 생성부(250)에서 생성된 데이터 주파수는 모두 독립적인 값을 갖으며, 각 도약 통신망 별로 구분됨으로써 상호 간섭을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따른 주파수 도약 통신장치(200)에 포함된 망간 동기주파수 생성부(230), 망내 동기주파수 생성부(240) 및 데이터 주파수 생성부(250) 각각은 별도의 모듈인 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 망간 동기주파수 생성부(230), 망내 동기주파수 생성부(240) 및 데이터 주파수 생성부(250) 각각의 기능을 모두 포함하는 하나의 모듈 예컨대, 주파수 생성부(미도시)로 구현될 수 있다.
주파수 제어부(260)는 데이터 주파수를 이용하여 복수의 도약 통신망 간 도약 통신 기반의 데이터 송수신을 제어한다. 주파수 제어부(260)는 데이터 주파수를 기반으로 매 홉(Hop)마다 채널을 변조하도록 하드웨어를 제어하여 도약송수신을 수행한다.
주파수 제어부(260)는 복수의 도약 통신망 간 동기주파수와 상호 간섭이 발생하지 않는 데이터 주파수를 이용하여 도약 통신을 수행함에 따라 망간 간섭을 회피할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 방식 기반의 망간 간섭 회피 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
주파수 도약 통신장치(200)는 주파수 자원에 포함된 전체 주파수를 기반으로 주파수 그룹을 구성한다(S310). 주파수 도약 통신장치(200)는 적어도 하나의 주파수 그룹 각각이 서로 중복되지 않도록 전체 주파수를 분배하여 주파수 그룹을 구성할 수 있다.
주파수 도약 통신장치(200)는 복수의 도약 통신망의 개수와 복수의 도약 통신망 간 기준시간 오차를 고려하여 결정된 개수의 주파수 그룹을 구성할 수 있다.
주파수 도약 통신장치(200)는 구성된 주파수 그룹을 복수의 도약 통신망 각각에 할당하여 망 동기화를 수행한다(S320). 주파수 도약 통신장치(200)는 복수의 도약 통신망 각각에 할당된 주파수 그룹 사이에 기준시간 오차에 따른 버퍼 역할을 하는 적어도 두 개의 버퍼 주파수 그룹이 형성되도록 할당 동작을 수행한다. 여기서, 개별 동기정보는 복수의 도약 통신망 각각의 고정 입력변수인 망 ID(도약 통신망 별로 구분되는 값)와 가변 입력변수인 시간(모든 도약 통신망이 오차 이내의 값)이 포함된 정보를 의미한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 망간 동기주파수 생성하고(S330), 망간 동기주파수를 이용하여 망간 동기정보를 공유한다. 주파수 도약 통신장치(200)는 생성된 동일한 망간 동기 주파수를 모든 도약 통신망에 공유하여 망간 동기화를 수행한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 망간 동기주파수를 이용하여 복수의 도약 통신망 간 동기화가 완료된 상태에서 망내 동기주파수를 생성한다(S340). 주파수 도약 통신장치(200)는 개별 동기정보에 근거하여 선택된 각 도약 통신망의 주파수 그룹을 선택하고, 선택된 주파수 그룹 내에서 소정의 주파수를 선정하여 망내 동기주파수를 생성한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 도약 통신을 기반으로 데이터를 송수신하기 위한 데이터 주파수를 생성한다(S350). 주파수 도약 통신장치(200)는 기 생성된 망내 동기주파수와 상호 간섭이 없는 데이터 주파수를 생성한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 가용도를 높이기 위해 주파수 자원에 포함된 전체 주파수를 대상으로 데이터 주파수를 생성하기 위한 주파수를 선정하되, 전체 주파수 중 망내 동기주파수에 해당하는 주파수를 제외한 나머지 주파수에서 주파수를 선정하여 데이터 주파수를 생성한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 데이터 주파수를 이용하여 망간 간섭이 없는 도약 통신 기반의 데이터 송수신 수행한다(S360).
한편, 주파수 도약 통신장치(200)는 단계 S320의 망 동기화 동작을 기 설정된 주기 또는 특정 시각(예: 현재 시각)마다 반복하여 수행할 수 있다. 주파수 도약 통신장치(200)는 기 설정된 시간 조건에 따라 복수의 도약 통신망 각각에 할당된 주파수 그룹을 새롭게 변경 또는 갱신하는 동작을 반복하여 수행함으로써, 주파수 재사용성 및 임의성 확보하여 망간 간섭이 없는 도약 통신을 수행할 수 있다.
도 3에서는 각 단계를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 3에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 3은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
도 3에 기재된 본 실시예에 따른 망간 간섭 회피 방법은 애플리케이션(또는 프로그램)으로 구현되고 단말장치(또는 컴퓨터)로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 망간 간섭 회피 방법을 구현하기 위한 애플리케이션(또는 프로그램)이 기록되고 단말장치(또는 컴퓨터)가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨팅 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치 또는 매체를 포함한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 통신장치에서 주파수 자원을 그룹화하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
주파수 도약 통신장치(200)는 운용되고 있는 도약 통신망의 개수에 근거하여 주파수 자원에 포함된 주파수를 그룹화한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 주파수 자원에 포함된 전체 주파수를 적어도 하나의 주파수 그룹으로 분배하여 그룹화를 수행한다. 여기서, 주파수 도약 통신장치(200)는 적어도 하나의 주파수 그룹 각각이 서로 중복되지 않도록 전체 주파수를 분배할 수 있다.
주파수 도약 통신장치(200)는 각 주파수 그룹 내에 분배된 주파수를 운용 대역을 기준으로 고르게 분포하도록 시간의 흐름에 따라 순차적으로 분배하여 주파수 그룹을 구성할 수 있다. 주파수 도약 통신장치(200)는 복수의 도약 통신망의 개수와 복수의 도약 통신망 간 기준시간 오차를 고려하여 주파수 그룹의 개수를 결정할 수 있다.
주파수 도약 통신장치(200)는 복수의 도약 통신망 각각에서 기 설정된 기준시간에 따라 하나의 그룹을 선택하여 사용하도록 주파수 그룹을 구성한다. 여기서, 주파수 그룹 구성부(210)는 주파수 재사용 및 임의성을 위하여 기준시간에 따라 복수의 도약 통신망 각각에 하나의 주파수 그룹을 할당 가능하도록 주파수 그룹을 구성한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 복수의 주파수 그룹을 구성하며, 복수의 도약 통신망의 개수보다 많은 개수의 주파수 그룹을 구성하는 것이 바람직하다.
각 도약 통신망에는 하나의 주파수 그룹이 할당되며, 각 주파수 그룹의 전후 각각(±기준시간)에 해당하는 적어도 한 개의 주파수 그룹(버퍼 주파수 그룹)을 추가로 구성할 것으로 고려하여 주파수 그룹의 개수가 결정된다. 예를 들어, 각 도약 통신망에 할당된 주파수 그룹을 기준으로 전후에 두 개의 버퍼 주파수 그룹가 추가되는 것으로 가정하는 경우, 주파수 도약 통신장치(200)는 도약 통신망의 개수의 3 배수에 해당하는 주파수 그룹의 개수를 구성한다.
도 4를 참조하면, 주파수 도약 통신장치(200)는 전체 주파수 자원에 포함된 n 개의 주파수(F1, F2, …, Fn)를 k 개의 주파수 그룹 각각에 할당하여 그룹화를 수행한다. 여기서, 주파수 그룹의 개수(k)는 운용되고 있는 도약 통신망(운용망)의 개수(m)의 3 배수로 결정될 수 있다.
주파수 도약 통신장치(200)는 n 개의 주파수를 순차적으로 k 개의 주파수 그룹 각각에 할당할 수 있으며, 각 주파수 그룹에는 j 개의 주파수가 할당될 수 있다. 여기서, 주파수 그룹 당 주파수 개수(j)는 총 주파수 개수(n)를 주파수 그룹 개수(k)로 나눈 값으로 산출될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 통신장치에서 망간 동기화를 수행하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
주파수 도약 통신장치(200)는 복수의 도약 통신망 간 동기화를 수행하여 도약 통신망 별로 주파수 그룹을 할당한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 개별 망동기화 및 상관 망동기화를 수행할 수 있다. 여기서, 개별 망동기화는 각 망에 사전 입력된 정보만을 이용하여 자체적으로 동기화하는 동작을 의미하고, 상관 망동기화는 망 간에 동기 정보를 교환하여 동기화하는 동작을 의미한다. 주파수 도약 통신장치(200)는 개별 망동기화를 통해 개략적인 동기를 맞춘 후 상관 망동기화를 통해 정밀하게 동기를 맞출 수 있다. 여기서, 주파수 도약 통신장치(200)는 개별 망동기화를 수행한 후 상관 망동기화를 수행하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 주파수 도약 통신장치(200)에서 개별 망동기화를 수행하는 동작에 대해 설명하도록 한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 기 생성된 주파수 그룹을 연결하여 원형 동기 테이블을 생성한다. 여기서, 원형 동기 테이블은 복수의 주파수 그룹을 원형으로 연결하는 형태로 구현될 수 있다. 원형 동기 테이블에 포함된 주파수 그룹의 개수는 도약 통신망 개수의 3 배수인 것이 바람직하다.
주파수 도약 통신장치(200)는 복수의 도약 통신망 각각에 기 할당된 망 ID(1 내지 m, m > 1인 정수)에 근거하여 주파수 그룹을 할당한다. 주파수 도약 통신장치(200)는 각 도약 통신망마다 서로 다른 주파수 그룹을 할당한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 원형 동기 테이블에서 현재 시각을 기준으로 시작점을 결정하고, 시작점에 해당하는 소정의 주파수 그룹에 제1 망 ID를 갖는 도약 통신망을 배치하고, 소정의 주파수 그룹을 기준으로 연속하는 3 번째 주파수 그룹에 제2 망 ID를 갖는 도약 통신망을 배치한다. 즉, 주파수 도약 통신장치(200)는 시작점에 해당하는 주파수 그룹에 제1 도약 통신망을 배치하고, 3 개의 주파수 그룹씩 이격시키면서 m 개의 도약 통신망을 배치한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 현재 시간 기준점에 따라 시작 주파수 그룹을 선정하고 기준시간에 따라 각 도약 통신망에서 사용하는 그룹을 이동하는 방식을 사용하며, 이러한 방식에 따라 주파수 재활용성을 확보할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 도약 통신망 각각은 기준시간 오차(±T)를 허용하며, 각 도약 통신망에 할당한 할당 주파수 그룹 사이에는 버퍼 역할을 하는 최소 2 개의 버퍼 주파수 그룹이 형성될 수 있다. 주파수 도약 통신장치(200)는 할당 주파수 그룹 간에 형성된 버퍼 주파수 그룹으로 인해 망간 주파수 그룹이 중첩되는 것을 방지할 수 있다.
주파수 도약 통신장치(200)는 도약 통신망 각각에 개별 동기정보를 각각 설정함으로써 복수의 도약 통신망에 전체 주파수 그룹을 할당하여 개별 망동기화를 수행할 수 있다. 여기서, 개별 동기정보는 망 ID, 망 기준시간 등을 포함할 수 있다.
이하, 주파수 도약 통신장치(200)에서 상관 망동기화를 수행하는 동작에 대해 설명하도록 한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 복수의 도약 통신망 간에 망간 동기정보를 교환하여 상관 망동기화를 수행할 수 있다. 주파수 도약 통신장치(200)는 상관 망동기화를 통해 복수의 도약 통신망 간 타이밍 동기화를 정밀하게 수행할 수 있다.
주파수 도약 통신장치(200)는 복수의 도약 통신망 각각에 대해 모두 동일한 망간 동기주파수를 생성하고, 생성된 망간 동기주파수를 이용하여 타이밍 동기화를 수행한다. 주파수 도약 통신장치(200)는 복수의 도약 통신망 각각으로 동일한 망간 동기주파수를 전송하여 공유함으로써 타이밍 동기화 즉, 상관 망동기화를 수행할 수 있다.
주파수 도약 통신장치(200)는 기 설정된 주기마다 망간 동기주파수를 복수의 도약 통신망으로 송신할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 망간 송수신되는 패킷 발생 시 추가로 망간 동기주파수를 송신할 수도 있다. 한편, 상관 망동기화를 위하여 복수의 도약 통신망 각각은 망간 동기주파수를 수신하는 구조를 갖는 것으로 가정한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 통신장치에서 망간 동기주파수를 생성하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 주파수 도약 통신장치(200)는 망간 동기주파수(fs0)를 생성하여 복수의 도약 통신망에 공유한다. 주파수 도약 통신장치(200)는 동일한 망간 동기주파수를 모든 도약 통신망에 할당한다. 여기서, 망간 동기주파수는 공용으로 사용되며, 가장 기준이 될 수 있는 주파수로서 망 공통변수를 이용하여 생성될 수 있다.
주파수 도약 통신장치(200)는 생성된 망간 동기주파수를 이용하여 복수의 도약 통신망 간에 망간 동기정보를 교환하여 상관 망동기화를 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 통신장치에서 망내 동기주파수를 생성하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 주파수 도약 통신장치(200)는 개별 망동기화를 통해 할당된 주파수 그룹을 기준으로 주파수를 선정하여 망내 동기주파수를 생성한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 개별 동기정보에 근거하여 선택된 각 망의 주파수 그룹을 선택하고, 선택된 주파수 그룹 내에서 망내 동기주파수를 선정한다. 여기서, 개별 동기정보는 복수의 도약 통신망 각각의 고정 입력변수인 망 ID(도약 통신망 별로 구분되는 값)와 가변 입력변수인 시간(모든 도약 통신망이 오차 이내의 값)이 포함된 정보를 의미한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 각 도약 통신망의 주파수 그룹 및 ±기준시간(기준시간 오차)에 해당하는 두 개의 버퍼 주파수 그룹을 포함한 총 세 개의 주파수 그룹 내에서 주파수를 선정하여 망내 동기주파수를 생성한다. 여기서, 망내 동기주파수의 생성을 위해 선정된 주파수는 망간 동기주파수와 상이한 주파수인 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2 도약 통신망에 제4 주파수 그룹이 할당된 경우, 주파수 도약 통신장치(200)는 제2 도약 통신망의 제4 주파수 그룹과 제4 주파수 그룹의 버퍼 주파수 그룹인 제3 주파수 그룹 및 제5 주파수 그룹을 포함한 총 세 개의 주파수 그룹 내에서 주파수를 선정하여 망내 동기주파수를 생성한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 각 도약 통신망의 주파수 그룹 간에 적어도 3 개의 주파수 그룹이 이격되도록 함으로써, 다른 주파수 그룹을 사용하는 타 도약 통신망과의 중첩을 피할 수 있다.
주파수 도약 통신장치(200)는 복수의 도약 통신망 각각의 망내 동기주파수 즉 각 망별 망내 동기주파수를 통합하여 동기주파수 그룹을 생성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 통신장치에서 데이터 주파수를 생성하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
주파수 도약 통신장치(200)는 동기주파수에 근거하여 도약 통신을 기반으로 데이터를 송수신하기 위한 데이터 주파수를 생성한다. 주파수 도약 통신장치(200)는 동기주파수를 통해 전송된 정보를 이용하여 데이터 주파수를 생성할 수 있다. 구체적으로, 주파수 도약 통신장치(200)는 가용도를 높이기 위해 전체 주파수를 대상으로 데이터 주파수를 생성하기 위한 주파수를 선정하되, 각 도약 통신망에서 사용하는 동기주파수와의 간섭을 회피하기 위하여 동기주파수 그룹 내에 포함된 주파수를 제외하고 데이터 주파수를 생성하기 위한 주파수를 선정한다.
주파수 도약 통신장치(200)는 망간 간섭을 완벽하게 회피하기 위하여 선정된 주파수값에 각 도약 통신망의 망 ID를 적용하여 망간 데이터 주파수를 분리한다.
주파수 도약 통신장치(200)의 동기주파수와 데이터 주파수는 모두 독립적인 값을 가지고 각 도약 통신망 별로 구분됨으로써 상호 간섭을 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 망간 간섭 회피를 위한 주파수 도약 통신 방식을 설명하기 위한 예시도이다.
주파수 도약 통신장치(200)는 다음과 같은 순서로 망간 간섭 회피하여 도약 통신을 수행할 수 있다.
① 주파수 도약 통신장치(200)는 주파수 그룹 구성부(210)에서 전체 가용 주파수를 그룹화 처리한다.
② 주파수 도약 통신장치(200)는 망 동기화부(220)를 통해 각 망에서 사용할 주파수 그룹을 할당한다.
③ 주파수 도약 통신장치(200)는 망간 동기주파수가 생성되면 망 동기화부(220)를 통해 망간 동기정보를 공유한다.
④ 주파수 도약 통신장치(200)는 망내 동기주파수 생성부(240) 및 데이터 주파수 생성부(250)에서 공유된 동기정보를 이용하여 상호 간섭이 없는 망내 동기주파수 및 데이터 주파수를 생성한다.
⑤ 주파수 도약 통신장치(200)는 주파수 제어부(260)를 통해 망간 간섭이 없는 도약 통신 기반의 데이터 송신 수행한다.
⑥ 주파수 도약 통신장치(200)는 망 동기화부(220)를 통해 시간에 따라 복수의 도약 통신망 각각에 할당된 주파수 그룹을 변경하여 주파수 재사용성 및 임의성 확보하여 도약 통신을 수행한다.
이상의 설명은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: 주파수 도약 통신장치
210: 주파수 그룹 구성부 220: 망 동기화부
230: 망간 동기주파수 생성부 240: 망내 동기주파수 생성부
250: 데이터 주파수 생성부 260: 주파수 제어부

Claims (10)

  1. 복수의 도약 통신망 간 간섭을 회피를 위한 주파수 도약 통신장치에 있어서,
    전체 주파수를 적어도 하나의 주파수 그룹으로 분배하여 그룹화하는 주파수 그룹 구성부;
    상기 복수의 도약 통신망 각각에 상기 주파수 그룹을 할당하고, 상기 복수의 도약 통신망 간 동기정보를 공유하는 망 동기화부;
    상기 동기정보를 공유하기 위한 망간 동기주파수를 생성하고, 상기 망간 동기주파수를 이용하여 상기 복수의 도약 통신망 간 동기화가 완료된 상태에서 상호 간섭이 없는 망내 동기주파수 및 데이터 주파수를 생성하는 주파수 생성부; 및
    상기 데이터 주파수를 이용하여 상기 복수의 도약 통신망 간 도약 통신 기반의 데이터 송수신을 제어하는 주파수 제어부를 포함하되,
    상기 주파수 그룹 구성부는, 상기 복수의 도약 통신망의 개수에 근거하여 상기 주파수 그룹의 개수를 결정하고, 상기 적어도 하나의 주파수 그룹 각각에 상기 전체 주파수를 순차적으로 분배하여 그룹화하며,
    상기 망 동기화부는 상기 복수의 도약 통신망 각각에 상기 주파수 그룹의 전후에 위치한 버퍼 주파수 그룹을 상기 주파수 그룹과 함께 할당하며, 상기 주파수 그룹 및 상기 버퍼 주파수 그룹 각각에서 주파수를 선정하여 상기 망간 동기주파수가 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 통신장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 그룹 구성부는,
    적어도 하나의 주파수 그룹 각각이 서로 중복되지 않도록 상기 전체 주파수를 분배하여 구성하는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 통신장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 주파수 그룹 구성부는,
    상기 복수의 도약 통신망의 개수와 상기 복수의 도약 통신망 간 기준시간 오차를 고려하여 결정된 개수의 상기 주파수 그룹에 상기 전체 주파수를 분배하는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 통신장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 망 동기화부는,
    상기 망간 동기주파수를 이용하여 상기 복수의 도약 통신망 간 망간 동기정보를 교환하여 상관 망동기화를 처리하는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 통신장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 망 동기화부는,
    상기 복수의 도약 통신망 각각에 기 입력된 개별 동기정보를 이용하여 상기 주파수 그룹을 할당하여 개별 망동기화를 처리하며, 할당된 상기 주파수 그룹 사이에는 기준시간 오차에 따른 버퍼 역할을 하는 적어도 두 개의 상기 버퍼 주파수 그룹이 형성되는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 통신장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주파수 생성부는,
    상기 개별 동기정보에 근거하여 선택된 각 망의 주파수 그룹을 선택하고, 선택된 상기 주파수 그룹 내에서 주파수를 선정하여 상기 망내 동기주파수를 생성하는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 통신장치.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 주파수 생성부는,
    상기 전체 주파수를 대상으로 상기 데이터 주파수를 생성하기 위한 주파수를 선정하되, 상기 전체 주파수 중 상기 망내 동기주파수에 해당하는 주파수를 제외한 나머지 주파수에서 상기 주파수를 선정하여 상기 데이터 주파수를 생성하는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 통신장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 주파수 생성부는,
    선정된 상기 주파수에 상기 도약 통신망 각각의 망 ID를 적용하여 망간 상기 데이터 주파수가 분리되도록 하는 것을 특징으로 하는 주파수 도약 통신장치.
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