KR101997798B1 - 주파수 도약 시스템에서 멀티 동기 홉 처리 방법 및 그를 위한 장치 - Google Patents

주파수 도약 시스템에서 멀티 동기 홉 처리 방법 및 그를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

주파수 도약 시스템에서 멀티 동기 홉 처리 방법 및 그를 위한 장치를 개시한다.
본 발명의 실시예에 따른 멀티 동기 홉 처리장치는, 주파수 도약 통신을 위한 동기 프레임 전송 후 동기정보 획득이 실패한 경우, 동기 실패 정보를 수집하는 송신 동기 실패 판단기; 및 상기 동기 실패 정보의 누적값이 임계치 이상이면 멀티 동기 홉 모드로 동작하며, 서로 다른 두 개의 주파수를 발생시켜 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임을 생성하고, 상기 제1 동기 프레임 및 상기 제2 동기 프레임을 합성한 멀티 동기 프레임이 전송되도록 하는 주파수 합성기를 포함할 수 있다.

Description

주파수 도약 시스템에서 멀티 동기 홉 처리 방법 및 그를 위한 장치{Method and Apparatus for Multi-Synchronous Hop Processing in Frequency Hopping System}
본 발명은 주파수 도약 시스템에서 멀티 동기 홉을 처리하는 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
무선 통신 기술은 모뎀의 송신단 정보를 무선 채널 환경을 통해 모뎀의 수신단으로 전달하는 기술을 말한다. 이러한 무선 통신은 대역폭(Bandwidth)을 가지는 신호를 정해진 주파수 대역을 통해 송/수신한다. 하지만, 이러한 정해진 주파수 대역을 사용할 경우 전파 방해(Jamming)나 잡음 간섭으로 인해 원활한 통신이 어려워질 수 있다.
무선 통신의 전파 방해를 회피하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 주파수 도약 방식(Frequency Hopping)을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 주파수 도약은 일정한 주파수 대역을 불규칙하게 이동하며(Hopping) 통신하는 방식을 말한다. 이러한 주파수 도약의 송/수신단은 주파수 대역의 불규칙한 이동을 같은 시간대에 같은 주파수에 위치하도록 하기 위하여 동기화가 필요로 한다.
일반적인 주파수 도약 시스템 모뎀은 주파수 도약을 위한 동기정보를 생성하며, 동기정보에는 도약 통신을 수행하기 위한 주파수 정보 및 전송에 필요한 정보 등이 포함되어 있다. 주파수 도약 시스템에서는 동기정보의 정확한 획득을 위하여 오류의 정정을 위한 오류 정정 부호/복호화를 통해 무선 환경의 영향을 보상하여 보다 정확한 동기정보를 획득할 수 있다.
그러나 일정한 대역폭을 갖는 송신 신호의 주파수 간섭으로 인해 도약 정보를 수신한 후에도 도약 오류가 발생할 수 있다. 이와 같이, 도약 오류가 발생할 경우 주파수 도약 시스템 모뎀은 잘못된 동기정보를 획득하거나 아예 획득하지 못할 수 있다.
이러한 간섭으로 인한 도약 오류를 방지하기 위하여 주파수 도약 시스템은 초기 동기 및 동기정보 획득을 위해 많은 시간을 할애 해야 하며, 이것은 주파수 도약 시스템의 성능 열화와 직결된다. 또한, 동기정보 획득 이후 오류로 인해 중간에 다시 동기정보를 획득할 필요 즉 재동기 상황이 발생하는 경우 많은 시간을 할애 해야 하며 이는 통신의 중단으로 이어질 수 있다.
본 발명은 주파수 도약 통신 시스템에서 동기정보의 획득 실패 시 수집된 동기 실패 정보에 근거하여 멀티 동기 홉 모드로 동작하며, 멀티 동기 홉 모드에서 멀티 동기 프레임을 이용하여 동기 정보를 획득하는 주파수 도약 시스템에서 멀티 동기 홉 처리 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 주파수 도약 시스템의 송신기에서 멀티 동기 홉 처리장치는, 주파수 도약 통신을 위한 동기 프레임 전송 후 동기정보 획득이 실패한 경우, 동기 실패 정보를 수집하는 송신 동기 실패 판단기; 및 상기 동기 실패 정보의 누적값이 임계치 이상이면 멀티 동기 홉 모드로 동작하며, 서로 다른 두 개의 주파수를 발생시켜 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임을 생성하고, 상기 제1 동기 프레임 및 상기 제2 동기 프레임을 합성한 멀티 동기 프레임이 전송되도록 하는 주파수 합성기를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 주파수 도약 시스템의 송신기에서 멀티 동기 홉 처리방법은, 주파수 도약 통신을 위한 동기 프레임 전송 후 동기정보 획득이 실패한 경우, 동기 실패 정보를 수집하는 송신 동기 실패 판단 단계; 상기 동기 실패 정보의 누적값이 임계치 이상이면 멀티 동기 홉 모드로 동작하는 모드 변환단계; 서로 다른 두 개의 주파수를 발생시켜 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임을 생성하는 프레임 생성단계; 및 상기 제1 동기 프레임 및 상기 제2 동기 프레임을 합성한 멀티 동기 프레임이 전송되도록 하는 주파수 합성 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 주파수 도약 시스템의 수신기에서 멀티 동기 홉 처리장치는, 주파수 도약 통신을 위한 동기정보 획득이 실패한 경우, 동기 실패 정보를 수집하는 수신 동기 실패 판단기; 및 상기 동기 실패 정보의 누적값이 임계치 이상이면 멀티 동기 홉 모드로 동작하며, 서로 다른 두 개의 주파수를 발생시켜 수신된 멀티 동기 프레임을 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임으로 분할하고, 분할된 상기 제1 동기 프레임 및 상기 제2 동기 프레임 각각을 복조 처리하여 동기정보가 획득되도록 하는 주파수 합성기를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 주파수 도약 시스템의 수신기에서 멀티 동기 홉 처리방법은, 주파수 도약 통신을 위한 동기정보 획득이 실패한 경우, 동기 실패 정보를 수집하는 수신 동기 실패 판단 단계; 상기 동기 실패 정보의 누적값이 임계치 이상이면 멀티 동기 홉 모드로 동작하는 모드 변환단계; 서로 다른 두 개의 주파수를 발생시켜 수신된 멀티 동기 프레임을 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임으로 분할하는 프레임 분할단계; 및 분할된 상기 제1 동기 프레임 및 상기 제2 동기 프레임 각각을 복조 처리하여 동기정보가 획득되도록 하는 주파수 합성 단계를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 멀티 동기 홉 처리를 수행함으로써, 주파수 간섭에 의해 시간 동기 및 동기정보의 미획득 확률을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 별도의 하드웨어 추가 없이 멀티 동기 홉 모드에 대한 모뎀단의 추가 설계로 초기 동기 및 재동기 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 무선 통신 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 시스템의 멀티 동기 홉 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 송신기의 멀티 동기 홉 처리장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 송신기의 멀티 동기 홉 처리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 수신기의 멀티 동기 홉 처리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 수신기의 멀티 동기 홉 처리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
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.
일반적인 주파수 통신 시스템은 단일 주파수로 통신을 수행하기 때문에 주파수 간섭(예: 의도되지 않은 다른 사용자에 의한 간섭, 의도된 재밍(Jamming)으로 인한 간섭 등)에 의해 통신이 불가능할 수 있다. 이를 극복하기 위하여 일정 주파수 대역을 의사 잡음 또는 시간 기반의 코드로 도약(Hopping)하여 주파수 간섭을 회피하는 주파수 도약 통신 시스템이 사용되고 있다.
일반적인 주파수 도약 통신 시스템은 주파수 도약 통신을 위하여 초기 동기에 대한 동기정보를 획득한다. 주파수 도약 통신 시스템은 동기정보 획득을 위하여 소정의 개수의 홉에 걸쳐(또는 수십 개의 홉에 걸쳐) 동기에 필요한 정보를 동기 프레임(프리엠블 프레임)에 실어 송수신한다. 이러한 동기정보에는 다음 홉으로 도약하는 주파수 정보, 의사잡음 부호를 사용하거나 시간 정보를 사용한 홉 위치정보, 망간(도약 통신 시스템의 송/수신으로 통화가 가능한 Node) 구별을 위한 망 구분 인덱스 등을 포함할 수 있다. 이와 같이, 주파수 도약 통신 시스템에서는 동기정보를 빠르고 정확하게 획득하는 것이 주파수 도약 통신 시스템의 동기 성능을 판단할 수 있는 지표가 된다. 본 발명에서는 주파수 도약 통신 시스템의 동기 성능을 향상시키기 위한 멀티 동기 홉 처리 방식을 제안한다.
이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명에서 제안하는 주파수 도약 시스템에서 멀티 동기 홉 처리 방법 및 그를 위한 장치에 대해 자세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
본 실시예에 따른 주파수 도약 시스템(200)은 모뎀 송신기(210) 및 모뎀 수신기(220)를 포함한다.
모뎀 송신기(210)는 도약 정보 생성부, 오류 정정 부호화부, 디지털 변조부, 저대역 필터부, 송신 동기 실패 판단기(212), 디지털 주파수 합성기(214, 216)를 포함한다. 또한, 모뎀 수신기(220)는 수신 동기 실패 판단기(222), 디지털 주파수 합성기(224, 226), 저대역 필터부, 디지털 복조부, 오류 정정 복호화부 및 도약 정보 획득부를 포함한다. 도 2의 주파수 도약 시스템(200)은 일 실시예에 따른 것으로서, 도 2에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 주파수 도약 시스템(200)에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
이하, 모뎀 송신기(210)의 구성요소 각각에 대해 설명하도록 한다.
도약 정보 생성부는 모뎀 송신기(210) 및 모뎀 수신기(220) 간 시동기를 위한 코드, 도약 정보 등을 포함하는 동기정보를 생성한다. 여기서, 동기정보는 다음 홉 도약을 위한 주파수 정보, 홉 위치정보, 망 구분 인덱스 등을 포함할 수 있다.
또한, 도약 정보 생성부는 주파수 도약 통신 방식을 기반으로 전달하기 위한 무선 전송정보를 생성할 수도 있다. 여기서, 무선 전송정보는 음성, 영상, 텍스트, 데이터 등일 수 있다. 도약 정보 생성부는 사용자의 조작을 통해 입력된 정보를 기반으로 무선 전송정보를 생성할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
오류 정정 부호화부는 동기정보의 무선 채널 오류 정정을 위한 오류 정정 부호화 처리를 수행한다.
오류 정정 부호화부는 오류정정 부호 기법을 적용하여 오류정정 부호를 생성하고, 생성된 오류정정 부호를 동기정보 또는 무선 전송정보와 결합하여 전송되도록 한다. 여기서, 오류정정 부호는 무선 채널 오류 정정을 위한 패리티(Parity) 및 체크정보 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 오류 정정 부호화부는 패리티(Parity)를 추가하는 체계적 블록코드(Systematic Block Code) 형태로 오류정정 부호를 생성하는 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 오류 정정 부호화부는 길쌈 부호(Convolutional Code) 방식을 이용하여 오류정정 부호 신호를 생성할 수 있으며, 모뎀 수신기(220) 측에서 오류를 정정할 수 있다면 그 어떤 채널 부호화 방식도 적용 가능하다.
디지털 변조부는 오류 정정 부호화 처리된 디지털 신호 정보를 무선 채널 전송로의 특성에 맞도록 변조를 수행한다. 디지털 변조부는 디지털 신호 정보를 신호의 세기나 위상 등의 적절한 파형 형태로 변환할 수 있다. 예를 들어, 디지털 변조부는 ASK(Amplitude-Shift Keying), FSK(Frequency Shift Keying), PSK(Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Modulation), CPM(Continuous Phase Modulation), TCM(Trellis Coded Modulation), GMSK(Gaussian low-pass-filtered Minimum Shift Keying), CPFSK(Continuous Phase Frequency Shift Keying), DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying) 등 중 적어도 하나의 변조방식을 적용하여 변조를 수행할 수 있다.
저대역 필터부는 디지털 변조화가 된 기저대역의 신호만을 송신하기 위하여 저대역 필터링을 수행한다. 여기서, 필터링되는 대역은 변경될 수 있다.
송신 동기 실패 판단기(212)는 주파수 도약 통신을 위한 동기 프레임을 전송한 후 동기정보 획득에 실패한 경우, 이에 대한 동기 실패 정보를 수집한다. 여기서, 동기 실패 정보는 동기정보 획득이 실패한 횟수 또는 시간과 관련된 정보를 의미한다.
송신 동기 실패 판단기(212)는 동기 실패 정보를 누적하여 저장하고, 동기 실패 정보의 누적값이 기 설정된 임계치 이상인 경우, 디지털 주파수 합성기(214, 216)가 멀티 동기 홉 모드로 동작되도록 한다. 여기서, 디지털 주파수 합성기(214, 216)는 일반 동기 홉 모드로 동작 중 송신 동기 실패 판단기(212)의 판단 결과에 따라 멀티 동기 홉 모드로 전환한다.
디지털 주파수 합성기(214, 216)는 도약 정보에 근거하여 주파수 편이(Frequency-Shfit)를 수행한다. 여기서, 디지털 주파수 합성기(214, 216)는 제1 주파수를 발생시켜 상기 제1 동기 프레임을 생성하는 제1 주파수 합성기(214) 및 제2 주파수를 발생시켜 상기 제2 동기 프레임을 생성하는 제2 주파수 합성기(216)를 포함한다. 제1 주파수 합성기 및 상기 제2 주파수 합성기 각각은 주파수 발생기 및 곱셈기로 구성되어 있다.
구체적으로, 디지털 주파수 합성기(214, 216)는 동기 실패 정보의 누적값이 임계치 이상이면 멀티 동기 홉 모드로 동작하며, 서로 다른 두 개의 주파수를 발생시켜 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임을 생성한다. 디지털 주파수 합성기(214, 216)는 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임을 합성한 멀티 동기 프레임을 모뎀 수신기(220)로 송신한다.
D/A 컨버터는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 모뎀 수신기(220)로 도약 신호를 전송한다. 여기서, 도약 신호는 동기 프레임일 수 있으며, 동기 프레임은 일반 동기 프레임 또는 멀티 동기 프레임일 수 있다.
이하, 모뎀 수신기(220)의 구성요소 각각에 대해 설명하도록 한다.
A/D 컨버터는 모뎀 송신기(210)로부터 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 도약 신호를 수신한다. 여기서, 도약 신호는 동기 프레임일 수 있으며, 동기 프레임은 일반 동기 프레임 또는 멀티 동기 프레임일 수 있다.
수신 동기 실패 판단기(222)는 주파수 도약 통신을 위한 동기 프레임을 수신한 후 동기정보 획득에 실패한 경우, 이에 대한 동기 실패 정보를 수집한다. 여기서, 동기 실패 정보는 동기정보 획득이 실패한 횟수 또는 시간과 관련된 정보를 의미한다.
수신 동기 실패 판단기(222)는 동기 실패 정보를 누적하여 저장하고, 동기 실패 정보의 누적값이 기 설정된 임계치 이상인 경우, 디지털 주파수 합성기(224, 226)가 멀티 동기 홉 모드로 동작되도록 한다. 여기서, 디지털 주파수 합성기(224, 226)는 일반 동기 홉 모드로 동작 중 수신 동기 실패 판단기(222)의 판단 결과에 따라 멀티 동기 홉 모드로 전환한다.
디지털 주파수 합성기(224, 226)는 주파수 편이된 동기 프레임을 기저대역으로 주파수 편이(Frequency-Shfit)를 수행한다. 여기서, 디지털 주파수 합성기(224, 226)는 제1 주파수 및 제2 주파수를 발생시켜 수신된 멀티 동기 프레임을 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임으로 분할한다.
구체적으로, 디지털 주파수 합성기(224, 226)는 동기 실패 정보의 누적값이 임계치 이상이면 멀티 동기 홉 모드로 동작하며, 서로 다른 두 개의 주파수를 발생시켜 멀티 동기 프레임을 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임으로 분할한다. 여기서, 디지털 주파수 합성기(224, 226)는 일반 동기 홉 모드로 동작 중 수신 동기 실패 판단기(222)의 판단 결과에 따라 멀티 동기 홉 모드로 전환한다.
저대역 필터부는 수신된 동기 프레임에서 신호 외 간섭 또는 잡음 신호 등을 제거하기 위하여 저대역 필터링을 수행한다. 여기서, 필터링되는 대역은 변경될 수 있다.
디지털 복조부는 수신된 디지털 신호 정보를 복조 처리한다. 여기서, 디지털 복조부는 무선 전송에 의해 발생한 신호 왜곡을 보상 처리하면서 복조 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 디지털 복조부는 ASK, FSK, PSK, QAM, CPM, TCM, GMSK, CPFSK, DQPSK 등 중 적어도 하나의 방식을 기반으로 복조 처리를 수행한다.
오류 정정 복호화부는 분할된 동기 프레임 각각에 대해 오류 정정 복호화 처리를 수행하고, 무선 채널을 통과하면서 발생한 오류를 정정한다.
오류 정정 복호화부는 오류 오류정정 복호 기법을 적용하여 오류정정 부호를 제거하고, 오류정정 부호가 제거된 동기정보 또는 무선 전송정보를 생성한다. 여기서, 오류 정정 복호화부는 무선 채널 오류 정정을 위한 패리티(Parity) 및 체크정보 등을 기준으로 오류 정정을 수행한다.
도약 정보 획득부는 동기 프레임에 포함된 동기정보 또는 무선 전송정보를 획득한다. 도약 정보 획득부는 동기 정보를 획득하여 다음 도약 시 주파수 정보 및 모뎀 송신기(210)의 전송정보를 획득할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 도약 시스템의 멀티 동기 홉 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3a는 모뎀 송신기(210)에서 멀티 동기 홉 처리를 수행하는 동작 순서를 기재하도록 한다.
주파수 도약 시스템의 송신기(210)는 도약 정보를 생성하고, 생성된 도약 정보를 동기 프레임을 통해 송신한다(S310).
송신기(210)는 동기 프레임 전송 후 동기정보의 획득이 실패한 경우(S320), 동기정보 획득 실패 횟수나 시간에 대한 동기 실패 정보를 수집하여 누적 처리한다(S330).
송신기(210)는 일정한 실패 횟수나 시간 이상 즉, 동기 실패 정보의 누적값이 기 설정된 임계치 이상이면, 멀티 동기 홉 모드로 동작하여 멀티 동기 프레임을 송신 처리한다(S340).
도 3b는 모뎀 수신기(220)에서 멀티 동기 홉 처리를 수행하는 동작 순서를 기재하도록 한다.
주파수 도약 시스템의 수신기(220)는 동기 프레임을 수신하여 도약 정보를 획득한다(S350).
수신기(220)는 동기 프레임 수신 후 동기정보의 획득이 실패한 경우(S360), 동기정보 획득 실패 횟수나 시간에 대한 동기 실패 정보를 수집하여 누적 처리한다(S370).
수신기(220)는 일정한 실패 횟수나 시간 이상 즉, 동기 실패 정보의 누적값이 기 설정된 임계치 이상이면, 멀티 동기 홉 모드로 동작하여 멀티 동기 프레임을 수신 처리한다(S380).
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 멀티 동기 홉 처리 방법은 애플리케이션(또는 프로그램)으로 구현되고 단말장치(또는 컴퓨터)로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 멀티 동기 홉 처리 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 4a는 본 발명의 실시예에 따른 송신기의 멀티 동기 홉 처리장치를 나타낸 블록 구성도이다.
송신기(210)의 멀티 홉 처리장치는 송신 동기 실패 판단기(212) 및 디지털 주파수 합성기(214, 216)를 포함한다.
송신 동기 실패 판단기(212)는 주파수 도약 통신을 위한 동기 프레임 전송 후 동기정보 획득이 실패한 경우, 동기 실패 정보를 수집한다.
본 실시예에 따른 송신 동기 실패 판단기(212)는 동기 실패 횟수 누적부(410) 및 동기 실패 시간 누적부(420)를 포함한다.
동기 실패 횟수 누적부(410)는 동기정보의 획득이 실패한 횟수를 누적하여 저장한다. 다시 말해, 동기 실패 횟수 누적부(410)는 동기 프레임의 송신 후 모뎀단으로부터 동기정보 획득에 실패한 횟수를 누적하는 기능을 수행한다. 여기서, 동기 실패 횟수 누적부(410)는 동기 프레임의 시간 동기를 검출하는 시간 동기 검출 과정을 포함할 수 있다.
동기 실패 횟수 누적부(410)는 시간 동기 검출 후 동기정보에 포함된 다음 홉 도약을 위한 주파수 정보, 홉 위치정보, 망 구분 인덱스 등을 미획득할 경우 동기 실패 정보를 누적하여 저장한다.
동기 실패 시간 누적부(420)는 동기정보의 획득이 실패한 시간을 누적하여 저장한다. 다시 말해, 동기 실패 시간 누적부(420)는 동기 프레임의 도약 정보 획득에 실패 할 경우 실패 시간 정보를 활용하여 동기 실패 정보를 누적 저장한다.
동기 실패 시간 누적부(420)는 시간 동기정보의 검출을 실패한 시간을 누적하는 제1 누적방식 및 시간 동기정보 검출 후 다음 홉 정보의 획득에 실패한 경우에 대한 시간을 누적하는 제2 누적방식 중 적어도 하나의 방식을 기반으로 동기 실패 시간을 누적 처리할 수 있다.
제1 누적방식은 시간 동기 검출 실패 시간을 누적하는 것으로써, 모뎀의 클록 신호를 기본으로 프레임의 시간 동기 검출을 할 때까지의 시간을 누적하는 방법이며, 제2 누적방식은 시간 동기 검출 후 다음 홉 정보 획득에 실패한 경우의 누적을 수행하는 방법일 수 있다.
동기 실패 시간 누적부(420)는 제1 누적방식 및 제2 누적방식 중 하나를 선택하여 구현하거나 제1 누적방식 및 제2 누적방식을 조합하여 구현할 수 있다.
디지털 주파수 합성기(214, 216)는 정현파를 모뎀의 클록으로 표본화(Sampling) 처리하여 동기 프레임을 송신한다. 동기 프레임을 주파수 천이 하기 위한 주파수 신호를 발생하며 주파수 발생기의 동작 제어는 송신 동기 실패 판단기(212)의 판단 결과에 의해 결정된다.
디지털 주파수 합성기(214, 216)는 동기 실패 정보의 누적값이 임계치 이상이면 멀티 동기 홉 모드로 동작하며, 서로 다른 두 개의 주파수를 발생시켜 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임을 생성하고, 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임을 합성한 멀티 동기 프레임이 전송되도록 한다.
디지털 주파수 합성기(214, 216)는 동기정보의 획득이 실패한 횟수 및 시간 중 적어도 하나의 누적값이 기 설정된 임계치 이상인 경우, 서로 다른 주파수를 발생시키는 동작을 수행한다.
본 실시예에 따른 디지털 주파수 합성기(214, 216)는 제1 주파수를 발생시켜 제1 동기 프레임을 생성하는 제1 주파수 합성기(214) 및 제2 주파수를 발생시켜 제2 동기 프레임을 생성하는 제2 주파수 합성기(216)를 포함할 수 있다.
제1 주파수 합성기 및 제2 주파수 합성기 각각은 주파수 발생기(430, 440) 및 곱셈기로 구성된다.
디지털 주파수 합성기(214, 216)는 멀티 동기 프레임이 전송된 후 일반 동기 홉 모드로 동작하는 것이 바람직하다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 송신기의 멀티 동기 홉 처리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b의 (a)는 제1 동기 프레임(S1) 및 제2 동기 프레임(S2)를 나타내며, 제1 동기 프레임(S1) 및 제2 동기 프레임(S2)은 멀티 동기 프레임(Sm)으로 결합되어 송신된다.
도 4b의 (b)에 도시된 바와 같이, 멀티 동기 프레임을 나타내며, 멀티 동기 프레임에는 다음 홉 도약을 위한 주파수 정보가 포함되어 있다.
도 4b의 (c)는 송신 동기 실패 판단기(212)의 판단 결과에 따라 동기 실패 정보의 누적값이 임계치 미만이면 일반 동기 프레임을 이용하여 동기정보를 획득하는 동작을 나타낸다. 일반 동기 프레임에도 다음 홉 도약을 위한 주파수 정보가 포함되어 있다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 수신기의 멀티 동기 홉 처리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
수신기(220)의 멀티 동기 홉 처리장치는 수신 동기 실패 판단기(222) 및 디지털 주파수 합성기(224, 226)를 포함한다.
수신 동기 실패 판단기(222)는 주파수 도약 통신을 위한 동기 프레임 수신 후 동기정보 획득이 실패한 경우, 동기 실패 정보를 수집한다.
본 실시예에 따른 수신 동기 실패 판단기(222)는 동기 실패 횟수 누적부(510) 및 동기 실패 시간 누적부(520)를 포함한다.
동기 실패 횟수 누적부(510)는 동기정보의 획득이 실패한 횟수를 누적하여 저장한다. 다시 말해, 동기 프레임 수신 후 모뎀단으로부터 동기정보 획득에 실패한 횟수를 누적하는 기능을 수행한다. 여기서, 동기 실패 횟수 누적부(510)는 동기 프레임의 시간 동기를 검출하는 시간 동기 검출 과정을 포함할 수 있다.
동기 실패 횟수 누적부(510)는 시간 동기 검출 후 동기정보에 포함된 다음 홉 도약을 위한 주파수 정보, 홉 위치정보, 망 구분 인덱스 등을 미획득할 경우 동기 실패 정보를 누적하여 저장한다.
도 5의 동기 실패 횟수 누적부(510)는 도 4의 동기 실패 횟수 누적부(410)와 동기정보 실패 횟수를 반드시 동기화할 필요는 없다. 만약, 모뎀 송신기(210)와 모뎀 수신기(220) 간에 실패 누적값에 오차가 있어도 그 오차만큼의 동기 획득에 실패를 하지만 그 이후 동기정보 획득은 정상적으로 진행된다. 예를 들어, 모뎀 송신기(210)의 동기 실패 횟수 누적의 임계값을 3으로 설정하고, 모뎀 수신기(220)의 동기 실패 횟수 누적의 임계값을 4로 설정한 것으로 가정하면, 동기 획득 실패 3 회 이후 송신기(210)는 4 번째 동기 홉을 멀티 동기 홉으로 송신을 시작한다. 수신기(220)에서는 4 번째 동기 홉도 일반 동기 홉으로 수신하고 동기 실패 후 5 번째 동기 홉부터 멀티 동기 홉 수신 대기를 하게 된다.
물론 송신기(210)의 실패 횟수 누적 임계값과 수신기(220)의 실패 횟수 누적 임계값의 동기화가 이루지는 경우 동기정보 및 도약 정보 획득으로 인한 성능이 향상될 수 있다.
동기 실패 시간 누적부(520)는 동기정보의 획득이 실패한 시간을 누적하여 저장한다. 다시 말해, 동기 실패 시간 누적부(520)는 동기 프레임의 도약 정보 획득에 실패 할 경우 실패 시간 정보를 활용하여 동기 실패 정보를 누적 저장한다.
동기 실패 시간 누적부(520)는 시간 동기정보의 검출을 실패한 시간을 누적하는 제1 누적방식 및 시간 동기정보 검출 후 다음 홉 정보의 획득에 실패한 경우에 대한 시간을 누적하는 제2 누적방식 중 적어도 하나의 방식을 기반으로 동기 실패 시간을 누적 처리할 수 있다.
제1 누적방식은 시간 동기 검출 실패 시간을 누적하는 것으로써, 모뎀의 클록 신호를 기본으로 프레임의 시간 동기 검출을 할 때까지의 시간을 누적하는 방법이며, 제2 누적방식은 시간 동기 검출 후 다음 홉 정보 획득에 실패한 경우의 누적을 수행하는 방법일 수 있다.
동기 실패 시간 누적부(520)는 제1 누적방식 및 제2 누적방식 중 하나를 선택하여 구현하거나 제1 누적방식 및 제2 누적방식을 조합하여 구현할 수 있다.
도 5의 동기 실패 시간 누적부(520)는 도 4의 동기 실패 시간 누적부(420)와 동기정보 실패 시간을 반드시 동기화할 필요는 없다. 만약, 모뎀 송신기(210)와 모뎀 수신기(220)에서의 실패 시간 누적에 오차가 있어도 그 오차 만큼의 동기 획득에 실패를 하지만 그 이후 동기정보 획득은 정상적으로 진행이 된다. 예를 들어 모뎀 송신기(210)의 동기 실패 시간 누적의 임계값을 3 홉으로 설정하고, 모뎀 수신기(220)의 동기 실패 시간 누적의 임계값을 4 홉으로 설정한 것으로 가정하고, 도약 시스템의 프레임의 1 홉의 시간 길이는 정해져 있으며 예로 1 홉을 4.75ms라고 가정하면, 모뎀 송신기(210)의 동기 실패 시간 누적의 임계값은 3 x 4.75 = 14.25 ms 이며, 모뎀 수신기(220)의 동기 실패 시간 누적의 임계값은 4 x 4.75 = 19 ms 으로 계산된다.
모뎀 송신기(210)는 동기정보 획득을 실패한 14.25 ms 이후 일반 동기 홉 모드를 멀티 동기 홉 모드로 전환하여 멀티 동기 홉 송신을 시작한다. 모뎀 수신기(220)에서는 14.25ms 시간의 동기 홉도 일반 동기 홉으로 수신하고 동기 실패 후 19 ms 이후부터 멀티 동기 홉 수신 대기를 수행하게 된다.
물론, 모뎀 송신기(210)의 동기 실패 시간 누적부(420)와 모뎀 수신기(220)의 동기 실패 시간 누적부(520) 간 실패 시간 동기화가 이루어 진다면 동기 성능을 향상시킬 수 있다.
디지털 주파수 합성기(224, 226)는 정현파를 모뎀의 클록으로 표본화(Sampling) 처리하여 동기 프레임을 수신한다. 동기 프레임을 주파수 천이 하기 위한 주파수 신호를 발생하며 주파수 발생기의 동작 제어는 송신 동기 실패 판단기(222)의 판단 결과에 의해 결정된다.
디지털 주파수 합성기(224, 226)는 동기 실패 정보의 누적값이 임계치 이상이면 멀티 동기 홉 모드로 동작하며, 서로 다른 두 개의 주파수를 발생시켜 수신된 멀티 동기 프레임을 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임으로 분할하여 분할된 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임이 수신되도록 한다.
디지털 주파수 합성기(224, 226)는 동기정보의 획득이 실패한 횟수 및 시간 중 적어도 하나의 누적값이 기 설정된 임계치 이상인 경우, 서로 다른 주파수를 발생시키는 동작을 수행한다.
본 실시예에 따른 디지털 주파수 합성기(224, 226)는 제1 주파수를 발생시켜 제1 동기 프레임을 분할하는 제3 주파수 합성기(224) 및 제2 주파수를 발생시켜 상기 제2 동기 프레임을 분할하는 제4 주파수 합성기(226)를 포함할 수 있다.
제3 주파수 합성기 및 제4 주파수 합성기 각각은 주파수 발생기(530, 540) 및 곱셈기로 구성된다.
디지털 주파수 합성기(224, 226)는 멀티 동기 프레임이 수신된 후 일반 동기 홉 모드로 동작하는 것이 바람직하다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 수신기의 멀티 동기 홉 처리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b에서는 도 5a의 장치 구성의 흐름에 대응되는 순서(우측에서 좌측)로 신호의 스펙트럼을 설명하도록 한다.
도 5b의 (a)는 수신된 멀티 동기 프레임을 나타내고, 수신된 멀티 동기 프레임을 서로 다른 주파수를 이용하여 제1 동기 프레임(RA) 및 제2 동기 프레임(RB)으로 분할되는 신호를 나타낸다. 이후, 저대역 필터링을 통해 서로 다른 동기 프레임(RFA, RFB)을 생성한다
도 5b의 (a)에 도시된 바와 같이, 수신된 멀티 동기 홉 S1(t) 와 S2(t) 중 사용자에 의한 신호 간섭에 의해 하나의 신호로부터 홉 시간 동기화와 동기정보를 획득하지 못하더라도 다른 신호로부터 동기정보 및 도약 정보 획득을 할 수 있다.
즉, 도 5b의 (b)에 도시된 일반 동기 홉 모드에서의 동기정보 송/수신보다 멀티 동기 홉 모드에서 빠른 시간 동기화와 확률적으로 더 정확한 동기정보 획득을 할 수 있다.
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 시스템
210: 모뎀 송신기 212: 송신 동기 실패 판단기
214: 제1 주파수 합성기 216: 제2 주파수 합성기
410: 동기 실패 횟수 누적부 420: 동기 실패 시간 누적부
430: 제1 주파수 발생기 440: 제2 주파수 발생기
220: 모뎀 수신기 222: 수신 동기 실패 판단기
224: 제3 주파수 합성기 226: 제4 주파수 합성기
510: 동기 실패 횟수 누적부 520: 동기 실패 시간 누적부
530: 제3 주파수 발생기 540: 제4 주파수 발생기

Claims (13)

  1. 주파수 도약 시스템의 송신기에서 멀티 동기 홉을 처리하는 데 있어서,
    주파수 도약 통신을 위한 동기 프레임 전송 후 시간 동기 검출을 통해 모뎀단으로부터 동기정보 획득 실패에 대한 동기 실패 정보를 수집하는 송신 동기 실패 판단기; 및
    상기 동기 실패 정보의 누적값이 임계치 이상이면 멀티 동기 홉 모드로 동작하며, 서로 다른 두 개의 주파수를 발생시켜 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임을 생성하고, 상기 제1 동기 프레임 및 상기 제2 동기 프레임을 합성한 멀티 동기 프레임이 전송되도록 하는 주파수 합성기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 동기 홉 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송신 동기 실패 판단기는,
    상기 동기정보의 획득이 실패한 횟수를 누적하여 저장하는 동기 실패 횟수 누적부; 및
    상기 동기정보의 획득이 실패한 시간을 누적하여 저장하는 동기 실패 시간 누적부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 동기 홉 처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 동기 실패 시간 누적부는,
    시간 동기정보의 검출을 실패한 시간을 누적하는 제1 누적방식 및 시간 동기정보 검출 후 다음 홉 정보의 획득에 실패한 경우에 대한 시간을 누적하는 제2 누적방식 중 적어도 하나의 방식을 기반으로 동기 실패 시간을 누적 처리하는 것을 특징으로 하는 멀티 동기 홉 처리장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 주파수 합성기는,
    상기 동기정보의 획득이 실패한 횟수 및 시간 중 적어도 하나의 누적값이 기 설정된 임계치 이상인 경우, 상기 서로 다른 주파수를 발생시키는 것을 특징으로 하는 멀티 동기 홉 처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 합성기는,
    제1 주파수를 발생시켜 상기 제1 동기 프레임을 생성하는 제1 주파수 합성기; 및
    제2 주파수를 발생시켜 상기 제2 동기 프레임을 생성하는 제2 주파수 합성기를 포함하되,
    상기 제1 주파수 합성기 및 상기 제2 주파수 합성기 각각은 주파수 발생기 및 곱셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 동기 홉 처리장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주파수 합성기는,
    상기 멀티 동기 프레임이 전송된 후 일반 동기 홉 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 멀티 동기 홉 처리장치.
  7. 주파수 도약 시스템의 송신기에서 멀티 동기 홉을 처리하는 방법에 있어서,
    주파수 도약 통신을 위한 동기 프레임 전송 후 시간 동기 검출을 통해 모뎀단으로부터 동기정보 획득 실패에 대한 동기 실패 정보를 수집하는 송신 동기 실패 판단 단계;
    상기 동기 실패 정보의 누적값이 임계치 이상이면 멀티 동기 홉 모드로 동작하는 모드 변환단계;
    서로 다른 두 개의 주파수를 발생시켜 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임을 생성하는 프레임 생성단계; 및
    상기 제1 동기 프레임 및 상기 제2 동기 프레임을 합성한 멀티 동기 프레임이 전송되도록 하는 주파수 합성 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 동기 홉 처리방법.
  8. 주파수 도약 시스템의 수신기에서 멀티 동기 홉을 처리하는 데 있어서,
    주파수 도약 통신을 위한 동기정보 획득이 실패한 경우, 동기 실패 정보를 수집하는 수신 동기 실패 판단기; 및
    상기 동기 실패 정보의 누적값이 임계치 이상이면 멀티 동기 홉 모드로 동작하며, 서로 다른 두 개의 주파수를 발생시켜 수신된 멀티 동기 프레임을 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임으로 분할하고, 분할된 상기 제1 동기 프레임 및 상기 제2 동기 프레임 각각을 복조 처리하여 동기정보가 획득되도록 하는 주파수 합성기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 동기 홉 처리장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수신 동기 실패 판단기는,
    상기 동기정보의 획득이 실패한 횟수를 누적하여 저장하는 동기 실패 횟수 누적부; 및
    상기 동기정보의 획득이 실패한 시간을 누적하여 저장하는 동기 실패 시간 누적부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 동기 홉 처리장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 동기 실패 시간 누적부는,
    시간 동기정보의 검출을 실패한 시간을 누적하는 제1 누적방식 및 시간 동기정보 검출 후 다음 홉 정보의 획득에 실패한 경우에 대한 시간을 누적하는 제2 누적방식 중 적어도 하나의 방식을 기반으로 동기 실패 시간을 누적 처리하는 것을 특징으로 하는 멀티 동기 홉 처리장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 주파수 합성기는,
    상기 동기정보의 획득이 실패한 횟수 및 시간 중 적어도 하나의 누적값이 기 설정된 임계치 이상인 경우, 상기 멀티 동기 프레임을 분할하기 위하여 상기 서로 다른 주파수를 발생시키는 것을 특징으로 하는 멀티 동기 홉 처리장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 주파수 합성기는,
    제1 주파수를 발생시켜 상기 제1 동기 프레임을 분할하는 제3 주파수 합성기; 및
    제2 주파수를 발생시켜 상기 제2 동기 프레임을 분할하는 제4 주파수 합성기를 포함하되,
    상기 제3 주파수 합성기 및 상기 제4 주파수 합성기 각각은 주파수 발생기 및 곱셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 동기 홉 처리장치.
  13. 주파수 도약 시스템의 수신기에서 멀티 동기 홉을 처리하는 방법에 있어서,
    주파수 도약 통신을 위한 동기정보 획득이 실패한 경우, 동기 실패 정보를 수집하는 수신 동기 실패 판단 단계;
    상기 동기 실패 정보의 누적값이 임계치 이상이면 멀티 동기 홉 모드로 동작하는 모드 변환단계;
    서로 다른 두 개의 주파수를 발생시켜 수신된 멀티 동기 프레임을 제1 동기 프레임 및 제2 동기 프레임으로 분할하는 프레임 분할단계; 및
    분할된 상기 제1 동기 프레임 및 상기 제2 동기 프레임 각각을 복조 처리하여 동기정보가 획득되도록 하는 주파수 합성 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 동기 홉 처리방법.
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