KR19980082157A - 무선데이터망 접속제어방법 및 무선데이터 전송시스템 - Google Patents

Abstract

무선데이터망 접속제어방법 및 무선데이터 전송시스템에 관한 것으로써 채널선택 자동화를 통한 트래픽의 효율적 분배로 주파수 이용율 향상, 호접속율 향상, 단말의 광역 이동성 등 통신망 운영에 효율을 도모하기 위한 발명임.

Description

무선데이터망 접속제어방법 및 무선데이터 전송시스템

본 발명은 무선데이터통신 분야에 있어서 망접속제어방법 및 그 전송시스템의 구성에 관한 것으로써. 특히 무선채널의 효율적 트래픽 분배를 통한 주파수 이용효율 향상과 단말의 이동성을 확보하기 위한 것이다.

무선데이터 통신은 디지틀 통신기술의 발전과 함께 근래 눈부시게 발전되고 있는 이동통신 및 고정통신의 한 분야이며, 고정망의 구축이 곤란한 이동체나 오지에서 유익하게 활용될 기술이다.

현재 상용화 되어 있는 무선 데이터통신시스템에는 이동통신망 등 통신사업자의 교환망을 활용하는 Point to Multipoint 시스템과 한정된 채널로 지정된 상호간에만 통신하는 사설 Point to Point 시스템이 있다.

이동통신망을 이용하는 무선데이터 통신은 이동통신망 고유의 다원접속 기능으로 임의의 가입자간 통신을 수행할 수 있으나 교환망을 접속하기 위하여는 먼저 상대방의 번호를 Dialling하여야 하는 불편한 점이 있으며, 상대방이 통화중이거나 호접속이 되지 않는 지역일 경우에는 Dialling을 재시도하여야 하므로 무인 원격장치에서 자동으로 중앙감시실과 통신을 링크하기 위하여는 자동 호접속제어 기능 등의 인터페이스 장치가 요구된다.

이동통신망을 이용하는 무선데이터 통신에 있어서는 Multipoint와 접속이 가능토록 하는 교환기능을 통신사업자의 시설을 이용하여야 하므로 통신사용료가 계속적으로 발생되는 문제점이 있으며, 따라서 이러한 방식을 사용하려면 휴대전화장치비, 인터페이스장치비 등의 초기 투자비 외에도 지속적인 통신사용료 비용이 발생하게 된다.

한정된 채널로 지정된 상대방과 접속하여 통신하는 Point to Point 통신방식은 Dailling 조작이 필요없고 단파~초단파의 협대역을 이용하여 간단하게 사설망으로 구축할 수 있어 사용료 부담이 없는 현저한 장점이 있으나 무선신호가 양호한 채널을 인위적으로 선택하여야 하므로 이동체에서 단말장치를 운용할 때 조작이 불편하게 되며, 특히 무인 원격장치의 통신수단으로 사용하기에는 무리가 따른다.

한편, 데이터 통신의 장점을 최대한 활용하기 위하여는 소수의 기지국과 많은 단말국을 하나의 망으로 연결하여 기계적인 Multiple Access를 시도함으로써 자동적으로 상호접속이 이루어지도록 구성하여야 함은 주지의 사실이다.

이를 위한 통신망 링크 방법으로 많은 기법이 제안되어 있으며, 그들중 대표적인 방법이 주국(기지국)에서 소속된 단말국을 하나씩 순차 호출하여 데이터 전송의 필요 여부를 질문하는 Polling/Answering 방식과, CSMA/CA (Carrier Sensed Multiple Access / Collision Avoid) 등과 같이 데이터 전송이 필요할 때 상호경쟁적으로 주국에 접속을 시도하는 Contention 방식이 있으며,

CSMA/CA는 단말국의 수가 적을 때 효율적인 방법이고, Polling/Ansering은 단말국의 수가 많을 때 서로 충돌이 발생하지 않고 효율적으로 순차 통신할 수 있는 방법으로 알려져 있다.

그러나 이와 같은 방식은 원래 LAN(Local Arrea Network)과 같은 유선망 접속기술을 응용한 것에 지나지 않으므로 이를 그대로 적용한 무선망에서는 단말국의 증가로 트래픽이 증대될 경우 데이터의 충돌이 발생되거나 링크시간이 길어지는 결점과 또한 단말국이 전송할 데이터가 없어도 Polling/Answering Signal만으로도 망에 부하를 주게 되는 결점이 있다.

이와 같은 결점은 결과적으로 무선데이터망의 전송지연을 증가시키게 되는바 무선데이터망의 확산에 대비하여 새로운 접속기술을 보강할 필요성이 대두되었다.

본 발명의 목적은 특히 협대역 무선 데이터 통신망에서 채널을 효율적으로 관리하여 기지국과 단말국의 채널을 동기화시키는 통신망 접속제어 및 통신상대방간 효율적으로 데이터를 전송토록 하는 망접속제어 수단을 제공코자 함에 있으며,

본 발명의 다른 목적은 무선망과 유선망을 유기적으로 링크하여 원격 데이터를 효율적으로 전송하는 데이터 중계 수단을 제공코자 함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 통신권내에서 트래픽을 분산하여 단말의 이동성을 효율적으로 지원코자 함에 있다.

이와 같은 목적의 본 발명은 기지국의 데이터 전송신호 또는 Pilot 신호를 단말국이 검출하여 항상 양호한 채널로 동기시킴으로써 데이터를 송수신할 수 있는 상태를 유지시키는 수단과 기지국에서 지정하는 통신방식으로 단말국이 Protocol을 제어하도록 함으로써 Polling과 Contention 통신방식을 혼합하는 새로운 통신망 링크 수단을 제공한다.

또한 본 발명은 기지국에서 패킷신호를 수신후 유선망으로 연결된 다른 기지국에 패킷데이터를 그대로 전송할 수 있도록 하는 패킷데이터 교환 및 전송 수단을 제공한다.

제1도는 본 발명 무선기지국 및 단말국 시스템의 실시 일례를 도시한 블록다이어그램.

제2도는 유·무선 광역 데이터 전송체계의 실시 일례를 도시한 계통도.

제3도는 제2도에서 전송되는 무선 패킷데이터의 구성도.

제4도 및 제5도는 본 발명 무선데이터 접속제어방법의 계층구조도 및 흐름도

제1도는 본 발명을 구현하는 무선기지국과 그 통신상대방으로 되는 단말국의 실시 일례를 도시한 블록다이어 그램이다.

먼저 기지국의 구성을 설명하면 다음과 같다.

DB(10)에 연결되어 DB(10)에 저장된 데이터를 PDU(Packet Data Unit)로 작성하여 버퍼에 저장하는 PDU조립부(1);

설정된 시간 간격으로 자신의 기지국 신호임을 알리기 위한 수단의 Pilot 신호를 생성하는 Slot 생성부(2);

제1입력단이 PDU조립부(1)에 연결되고, 제2입력단이 Slot 생성부(2)에 연결되어 전송할 데이터가 있을 때는 제1입력단의 신호를 출력하고 평상시에는 제2입력단의 신호를 출력하는 수단으로 구성되는 스위칭부(3);

입력단이 스위칭부(3)에 연결되어 디지틀 데이터를 아나로그 신호로 변환 출력하는 수단의 MODEM(4);

입력단이 MODEM(4)에 연결되고, 출력단이 안테나(6-1)에 연결되어 MODEM(4)으로부터 공급되는 신호를 설정된 채널의 RF주파수로 변조하여 단말국으로 전달하기 위한 수단으로 구성되는 기지국송신부(5);

입력단이 안테나(6-2)에 연결되어 단말국으로부터 전송되는 설정된 채널의 무선주파수 신호를 저주파 신호로 복조 출력하는 수단의 기지국수신부(7);

기지국수신부(7)에 입력단이 연결되어 아나로그 신호를 디지틀 데이터로 변환 출력하는 수단의 MODEM(8);

입력단이 MODEM(8)에 연결되어 단말국으로부터 전송되어온 PDU를 본래의 데이터로 복원하여 DB(10)에 저장 및 유선통신망(11)을 통하여 원격 DB(12)로 전송하기 위한 수단의 PDU분해부(9);

복수의 단말국와 통신을 수행토록 설정된 채널의 무선통신망(6)에 상기 기지국송신부(5)와 기지국수신부(7)의 안테나(6-1, 6-2)를 전기적으로 연결하여서 구성된 것이다.

다음으로 단말국의 구성을 설명하면 다음과 같다.

DB(22)에 연결되어 DB(22)에 저장된 데이터를 PDU(Packet Data Unit)로 작성하여 버퍼에 저장하는 PDU조립부(13);

입력단이 PDU조립부(2)에 연결되어 디지틀 데이터를 아나로그 신호로 변환 출력하는 수단의 MODEM(14);

제1입력단이 MODEM(14)에 연결되고, 제2입력단이 채널제어부(20)에 연결되며, 출력단이 안테나(6-1)에 연결되어 MODEM (14)으로부터 공급되는 신호를 설정된 채널의 RF주파수로 변조하여 기지국 및 단말국으로 전달하되 채널제어부(20)의 출력에 의하여 송신채널을 전환하는 수단으로 구성되는 단말송신부(15);

제1입력단이 안테나(6-2)에 연결되고, 제2입력단이 채널제어부(20)에 연결되어 기지국 및 단말국으로부터 전송되는 설정된 채널의 무선주파수 신호를 저주파 신호로 복조 출력하되 채널제어부(20)의 출력에 의하여 수신채널을 전환하는 수단으로 구성되는 단말수신부(16);

단말수신부(16)에 입력단이 연결되어 아나로그 신호를 디지틀 데이터로 변환 출력하는 수단의 MODEM(17);

MODEM(17)에 입력단이 연결되어 채널에 존재하는 PDU 신호 및 기지국의 Slot 신호를 검출하여 설정된 기준값을 미달할 때 출력을 발생하는 신호검출부(18);

신호검출부(18)에 입력단이 연결되어 신호검출부(18)에서 출력이 발생되면 설정된 주기로 채널을 순차 절체시키도록 Scan 신호를 출력하는 Scan 제어부(19);

Scan 제어부(19)에 입력단이 연결되고, 출력단이 단말송신부(15) 및 단말수신부(16)에 각각 연결되어 Scan 신호에 의하여 송신채널 및 수신채널을 전환토록 구성되는 수단의 채널제어부(20);

입력단이 MODEM(17)에 연결되어 기지국 및 다른 단말국으로부터 전송되어온 PDU를 본래의 데이터로 복원하여 DB(22)에 저장하기 위한 수단의 PDU분해부(21);

기지국 및 복수의 단말국와 통신을 수행토록 설정된 채널의 무선통신망(6)에 상기 단말송신부(15)와 단말수신부(16)의 RF입출력단(6-1, 6-2)을 전기적으로 연결하여서 구성된 것이다.

이와 같이 구성된 제1도 실시 본 발명의 작용은 다음과 같으며, 설명에는 이해를 돕기 위하여 제2도 및 제3도에 도시한 데이터 전송체계도를 참고하기로 한다.

먼저 기지국과 단말국간 정보를 전송하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

단말국에 전송할 목적으로 DataBase(10)에 저장된 정보는 PDU조립부(1)에서 제3도의 PDU(Packet Data Unit, 24)로 변환되어 스위칭부(3), Modem(4), 기지국송신부(5)를 거치면서 RF(Radio Frequency)신호로 증폭/변조되어 무선통신망(6)으로 전송된다.

이 무선통신망(6)은 예를들면 몇 개의 주파수(6235KHz, 8533KHz... 등)로 구성되는 것으로써 주간/야간 주파수 및 전국적으로 할당된 주파수 그룹으로 구성된다.

또한, 위 전송되는 정보는 방송과 통신으로 구분되는데 방송의 경우는 기지국에서 운용되는 모든 채널에 동일한 정보를 전송토록 하는 것이고, 통신의 경우에는 단말국을 호출하여 응답되는 링크 상황에서 그 링크된 채널로만 정보를 전송토록 하는 것이다.

이러한 방송과 통신의 절체 기능은 도면에 특별히 도시하지 않았지만 채널마다 할당된 송신부의 입력단을 제어하여 쉽게 구현할 수 있다.

전술한 과정으로 무선망을 통하여 전송되는 RF신호는 단말수신부(16)에 전달되고 단말수신부(16)에서 증폭/변조된후 그 신호가 Modem(17), PDU분해부(21)를 차례로 경유하면서 당초 기지국의 DataBase(10)에 보관되어 있던 정보(제3도의 26)로 단말국 DataBase(22)에 전달되는 것이며, 본 발명에 있어서 DB라함은 데이터통신을 제어하기 위한 Computer System을 포함하는 일련의 DataBase 및 제어시스템을 지칭한다.

이러한 일련의 과정으로 기지국에서 전송되는 정보는 자동적으로 단말국의 DataBase(22)로 전송되는 것이며, 이 과정에서 기지국의 DataBase(10)에서 저장된 정보가 정해진 시각에 자동적으로 전송되도록할 수 있음은 물론이고, 기지국에서 직접 입력하는 정보 역시 PDU조립부(1)를 통하여 단말국으로 전송할 수 있는 것이다.

단말국에서 기지국으로 정보를 전송하는 경우에도 DataBase(22)에 저장된 정보(26)가 PDU조립부(13), Modem(14), 단말송신부(15)를 순차 거쳐 RF신호로 변조되어 전송되며,

기지국수신부(7), Modem(8), PDU분해부(9)에서 이를 수신하여 본래의 정보(28)로 복원하여 DataBase(10)에 저장하는 것이다.

만약 기지국에서 수신한 데이터가 다른 기지국에 해당되는 정보라면 PDU분해부(9)는 제3도의 패킷데이터(27)를 제1도 및 제2도의 유선망(11)을 통하여 원격지(12)로 전송하며, 이를 수신한 원격지 DataBase(12)에서 본래의 데이터(28)을 복원하게 된다.

유선망(11)은 예를들면 LAN의 기능을 확장한 WAN을 이용하여 장거리 전송할 수 있는 것으로 제3도의 패킷데이터(27)중 Address를 이용하여 목적지에 전송할 수 있도록 한다.

이와 같은 유·무선 자동교환 기능은 예를들면 선박의 장거리 항행(부산에서→속초로 항해)중 가까운 해안의 기지국을 선택하여 위치를 전송하여도 그 데이터는 본래의 목적지 부산의 DB로 계속 전달되도록 할 수 있는 것이다.

무선패킷의 구성일례는 제3도에 도시한 것으로부터 용이하게 알 수 있을 것이나 이와 같이 패킷을 구성한 경우의 예를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

무선패킷은 일반적으로 유선망에서 사용되는 데이터 패킷에 일정한 Header를 부가하여 전송하는 것을 말하며, 이 Header에는 Pilot Carrier, 상대방 ID(His Identifier Data), 자신의 ID(My Identifier Data), Block Size, Block No. 등이 포함되어 어디서 어디로 전송하는 것이며, 데이터 블록의 사이즈, 현재 블록은 몇번째에 해당되는 것인지를 알리게 된다.

이와 같은 패킷을 무선망에서 효율적으로 전송하기 위하여는 Reed Slomon 등의 FEC(Foward Error Control)기술을 이용한 에러정정 기법과 ARQ(Automatic Repeat reQuest)기술을 이용한 에러제어 기법을 복합적으로 사용한다.

따라서 PDU(24)의 Header와 데이터 블록(27)의 FCS(Frame Check Sequency)는 이와 같은 에러정정 및 에러제어를 효율적으로 지원한다.

한편, 데이터 통신을 수행하기전에 많은 수의 단말국중 하나의 상대를 지정하여 통신을 수행토록 Access시키는 과정을 수행할 필요가 있는데 이것은 많은 단말국중 하나만을 지정하여 통신을 수행토록 함으로써 제3의 단말국이 개입하여 패킷 신호간 충돌이 일어나는 것을 방지하기 위함이다.

채널 Access를 수행하는 방식에는 크게 나누어서 Polling 방식과 Contention 방식이 있는데 본 발명에서는 DataBase(10)의 Process로써 이를 제어하게 되며, 그에 대하여는 제4도 및 제5도에서 상술하기로 한다.

다음으로 단말국이 채널을 추적하여 동기시키는 과정을 설명하면 다음과 같다.

단말국의 채널추적을 지원하기 위하여 기지국은 두가지의 신호를 송신하게 되는데 그 하나는 앞에서 설명한 패킷데이터이고, 다른 하나는 데이터 전송을 중지하고 있을 때 송신하는 Slot 신호이다.

단말국은 패킷데이터의 Header에 포함된 My ID 또는 Slot 신호에 포함된 ID를 분석하여 어느 기지국의 통화권에 있는지를 알게 되며, 단말국은 His ID를 그에 맞추어 설정함으로써 그 기지국과 통화를 시도할 수 있게 된다.

만약 기지국에서 송신할 데이터가 없으면 스위칭부(3)는 입력단을 절체하여 Slot 생성부(2)에서 발생되는 제3도의 Slot 신호(23)를 송신하게 되는데 이 Slot 신호를 단말국이 수신하여 같은 작용으로 기지국 채널을 추적하게 된다.

이 채널추적은 같은 기지국내의 통화권이라도 양호한 채널을 선택하여 통신을 가능하게 하는 것으로 특히 단파대 운용시 단말국이 자동적으로 주간/야간 주파수를 절체하거나 원거리에서 사용할 수 없는 시간대에서도 근거리의 단말국이 이를 사용할 수 있도록 하여 주/야간 구분없이 주파수의 이용율을 높이도록 작용하는 것이며, 다만 동일한 기지국내에서 채널만 전환하였을 때는 His ID의 재설정 작용은 생략될 수 있다.

이 채널절체 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에 있어서 단말수신부(16)으로부터 수신된 패킷데이터 또는 Slot 신호에는 수신강도 측정 및 채널동기를 취할 수 있는 Pilot 신호가 포함되어 있으며, 신호검출부(18)가 이 신호를 검출하여 설정된 값이하의 신호이거나 데이터가 제대로 복원되지 않을 때 또는 채널에 트래픽이 과다 발생될 때 출력을 발생한다.

다만 수신감도를 측정하기 위한 방안으로는 수신기(16)의 출력을 신호검출부(18)에 연결할 수 있다.

이 신호검출부의 출력은 Scan 제어부(19)를 구동하며, 이에따라 Scan 제어부는 미리 설정된 주기 예를들면 10초 간격으로 펄스를 출력하여 채널제어부(20)를 구동하게 된다.

이 채널제어부의 출력은 채널제어부(20)에서 미리 설정된 지정 채널의 번호로 순차 전환되도록 하는 Triger 신호로 작용하므로 채널제어부(20)는 펄스 출력이 입력될 때마다 단말국의 송신부와 수신부 채널번호를 예를들면 42, 43, 44, 45....로 전환시키는 것이다.

채널제어부(20)의 구체적인 구성은 Shift Resistor와 ROM으로 쉽게 구성할 수 있으나 근래 이와 같은 기능의 구성은 거의 대부분 Micro-processor의 실행프로그램으로 쉽게 구현하고 있으므로 구체적인 구성을 도시하지 않았다.

제4도 및 제5도는 본 발명 무선데이터망 접속제어방법의 계층 구조도 및 흐름도를 도시한 것으로써,

이제부터 제4도 및 제5도에 의하여 본 발명의 제어방법을 상세히 설명한다.

본 발명은 제4도에 도시한 바와 같이 초기화단계, 채널추적단계, 무선망 접속제어단계, 데이터 전송단계, 데이터교환/처리단계의 5계층으로 구성된다.

먼저 전원을 인가하면 시스템은 송신출력을 Clear하고 설정된 조건을 Load하는 초기화단계를 수행한다.(1000)

이 과정에서 시스템은 일단 모든 송신출력을 중지하고 미리 설정된 조건을 Load (101)하는 과정을 수행하는 것으로 할당된 채널번호의 인식, 자국채널 및 타국채널의 인식 및 순서번호 지정, 채널의 Scan 지정범위, 초기화 지정채널, 수신레벨 및 송신레벨의 초기화 등의 데이터를 Load하여 시스템을 설정한다.

만약 사용자가 전송데이터를 입력(106, 107)하였다면 이 과정에서는 이를 PDU로 작성(105)하여 전송버퍼에 저장(104)하는 과정까지 수행하며, 전송데이터(107)에는 원격관측 등에서 사용되는 일정한 주기의 센서 입력신호를 포함한다.

이어서 시스템은 초기화된 채널에서 Pilot 신호를 수신하여 양호한 채널을 추적하는 과정을 수행한다.(1001)

이 과정에서는 기지국의 Pilot 신호를 수신(108)하여 신호가 기준값을 미달할 때 먼저 자신이 속한 기지국의 채널을 Scan(109, 110)하고 어느 채널에서도 수신신호가 양호하지 못할 때 다른 기지국의 채널신호를 Scan(111, 112, 113, 114, 115)하는 과정으로 채널추적단계를 수행한다.

이 과정에서의 중요한 기능의 하나는 특히 다른 기지국 채널을 추적하였을 때에는 그 기지국의 ID를 수신하여 His ID를 그에 맞추는 (117)과정을 수행한다는 것이며, 이는 추적된 기지국과 통신을 수행하기 위하여 필요한 과정이다.

또한 이 과정에는 자신의 수신상태뿐만아니라 기지국의 수신상태가 불량할 경우를 감안하여 상호간 양호한 채널을 선택할 수 있도록 하는데 다음에 설명하는 무선망 접속제어단계(1002) 또는 데이터전송단계(1003)에서 기지국으로부터 ACK신호(수신완료를 나타내는 응답신호) 또는 NAK신호(미수신을 나타내는 응답신호)중 어느것도 수신되지 않을 때 상대방이 신호를 포착하지 못한다고 인정하여 접속을 끊고 채널을 다시추적하는 (116)과정이 그것이다.

또한 이 과정에는 추적된 채널에서 트래픽이 과다할 경우에도 설정된 시간을 대기후 다른 채널을 다시 추적하는 과정이 포함되어 있다.(119, 120, 116)

따라서 이 과정의 채널추적단계는 기지국의 서비스 에리어내에서 단말국이 상시 최적 통신상태를 유지할 수 있도록 하는 채널동기화 역활을 수행한다.

시스템은 무선망으로 프로토콜 제어정보를 전송하여 채널의 트래픽을 효율적으로 제어하는 무선망 접속제어단계를 수행한다.(1002)

이 과정에서는 기지국의 Slot 신호에 Contention 또는 Polling Protocol을 표시(명령)하는 제어정보를 전송하여 단말국이 이에 맞추어 통신방식을 선택토록 하는 과정을 수행하는 것으로써,

예를들면 평상시 트래픽이 많지 않을 때 기지국은 Contention 명령신호를 전송하고, 기지국이 신호를 감시결과 트래픽이 많아 데이터간에 충돌이 발생할 때 Polling / Answering으로 전환하라는 명령신호를 전송하는 것이다.

초기에 기지국은 Contention Protocol로 운용한다는 신호를 단말국에 알렸을 경우 단말국은 상호 경쟁적으로 기지국을 호출하여 접속을 시도하게 된다.(118)

일반적인 Contention 방식의 무선망 접속 프로토콜로는 ALOHA와 CSMA/CA 등이 있으며, 이를 개선한 방식으로 Sloted ALOHA와 Sloted CSMA/CA가 있다.

이에 대한 설명은 또다른 하나의 기술분야에 속하므로 상세한 설명을 생략하나 다만 본 발명에 있어서도 기지국에서 일정한 주기로 송출하는 Slot 신호의 주기를 매우 짧게하면 Sloted ALOHA 또는 Sloted CSMA/CA로 운용될 수 있다는 것은 밝혀두고자 한다.

만약 단말국에서 기지국을 접속코자 하는 호접속 요구가 증가하여 데이터간의 충돌 비율이 높아지면 기지국은 한정적인 Group Polling을 시도하여 트래픽을 제어하게 된다.(119, 120, 121)

이 Group Polling은 예를들면 여러 단말국중ID(1 ~ 10)까지를 한정하여 경쟁접속을 시도하도록 명령하고 트래픽이 떨어졌을 때 다시 다음 그룹을 차례로 지정하여 경쟁접속을 시도토록 하는 것이다.

만약 Group Polling이 부적한 상황으로 판단 또는 계속 충돌이 발생되면 전체 단말국을 하나씩 지정하여 순차 접속 명령하는 Polling/Answering Protocol로 운용한다.(123, 124)

이 Polling Protocol은 트래픽을 예상하여 미리 정해진 기간 또는 망을 감시하여 호접속율이 현저하게 떨어질 때에 한하여 운용하는 것이 효율적이다.

따라서 이 과정으로 인하여 단말국의 호접속이 효율적으로 제어되며, 데이터간 충돌을 최소화하여 전송속도를 향상시킬 수 있는 것이다.

무선망이 접속된 이후 시스템은 패킷데이터를 수신 및 전송하는 데이터전송단계를 수행한다.(1003)

이 과정에서는 단말국과 기지국이 상호 통신을 수행하는 것으로서 패킷데이터의 수신완료시 ACK신호로 응답하고 미수신시 NAK신호로 응답하여 무선데이터 통신을 수행하며(125, 126, 127, 128, 129), 이 경우 일반적으로 효율높게 사용하는 프로토콜은 ARQ방식이다.

최근에는 전송속도와 패킷블록의 크기를 자동적으로 조절하는 Adaptive ARQ가 실용화 되어 있으며, 큰 데이터를 전송코자할 때 효율적으로 활용된다.

이 단계에는 방송을 수신하는 (122, 125, 126))과정이 포함되어 있으며 일반적으로 단말국은 방송을 수신하였을 때에는 ACK(or NACK)신호로 수신완성 여부를 응답하지 않는다.

이 단계가 완료되면 시스템은 잠시동안 두가지의 기능을 수행하게 되는데 하나는 본래의 채널추적 과정부터 다시 시작하는 채널동기화(1001) 과정이고, 다른 하나는 수신된 데이터를 처리하는 다음단계의 데이터교환 및 처리(1004) 과정이다.

시스템은 수신된 데이터중 자신에게 전송된 데이터를 저장 및 다른 기지국에 해당하는 데이터를 중계 전송하는 데이터교환/처리단계를 수행한다.(1004)

이 과정에서는 PDU를 분해하여 저장될 데이터가 자신의 DataBase(10)에 전송되어온 경우 Table Address별로 Data를 저장하고(131, 132, 133), 다른 원격DataBase(12)에 저장될 데이터인 경우 유선망 패킷(제3도의 27)을 구성하여 해당되는 원격지로 전송하게 된다.(131, 132, 134, 135, 136)

다만 유선망 패킷(27)은 기지국에서 수신한후 Table Address를 판단하여 작성할 수도 있고, 단말국에서 직접 작성한후 PDU를 조립하여 전송할 수도 있다.

신호검출함수, 채널절체함수 및 ID설정함수는 기지국의 신호를 단말국이 수신하여 그 신호의 세기, 데이터 블록의 완전도 및 대기시간의 과다 등을 검사하여 기준조건에 미달시 송수신채널을 절체하고, 절체된 채널에서 상대국의 His ID로 호출시 자동 변경되는 함수이며, ID설정함수에는 각은 기지국일 경우 다시 변경하는 중복된 과정이 생략된다.

채널절체함수로 송신주파수와 수신주파수를 동일하게 하였을 경우 1주파 통신방식, 송신주파수와 수신주파수를 다르게 하였을 경우 2주파 통신방식으로 운용된다.

Contention함수, Group제어함수 및 Polling함수는 망의 트래픽을 효율적으로 관리하기 위하여 기지국에서 단말국으로 지정된 신호를 전송하며, 그 신호를 수신한 단말국이 자동적으로 Protocol을 변경토록 하는 함수이다.

PDU작성/분해함수 및 데이터전송함수는 Packrt Data 또는 Slot 신호를 구성하거나 이를 복원하는 함수를 말하며, 유선망에서 사용되는 데이터 블록을 포함하여 데이터 전송의 투명성을 확보토록 구성되는 함수이다.

데이터교환함수는 PDU를 복원한후 다른 원격DB에 필요한 데이터일 경우 이를 유선망 또는 다른 무선망을 이용하여 재전송하는 중계전송함수를 말하며,

저장/출력함수는 망관리를 위한 기준값 설정, 망감시, 데이터 전송/수신 과정 및 수신된 데이터를 표현/저장 등의 각종 시스템 운용에 필요한 정보를 처리하는 함수를 말한다.

본 발명은 상기 실시 일례에 한정되지 않는 것으로써 위 실시예를 조합하여 이동기지국의 성형망을 구성할 수도 있다.

또한 본 발명 기지국의 Slot 신호 등을 이용하여 단말 스스로 통신환경을 설정하는 기술은 단말 또는 기지국 수신부의 AGC(Automatic Gain Control), AFC (Automatic Frequency Control), 통신채널의 Remote Control 및 송신출력을 원격조절하는 통신채널 매칭수단으로 구성할 수 있으며 이로부터 용이 실시할 수 있는 범주이므로 구체적인 설명을 생략하였다.

한편, 기지국의 구성에 있어서 단파 무선으로 고출력을 송신하는 경우에는 일반적으로 송신국과 수신국을 2Km이상 떨어지도록 설치하고, 수신소와 인접한 연주소(통신소)간을 전용회선으로 연결 구성하고 있는 바 이와 같은 경우 기지국송신부(4)와 MODEM(3) 또는 스위칭부(2-1)와 MODEM(3) 사이에는 Remote Controller와 전용회선이 연결되지만 이 분야 알려진 기술이므로 상세한 설명을 생략하였다.

본 발명의 설명에 있어서 기지국 또는 단말국의 송/수신장치에 각각 연결된 MODEM은 Remote Controller를 연결하지 않는한 사실상 하나로 통합 구성된다.

이상과 같은 설명으로 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 의하면 무선데이터망의 트래픽을 효율적으로 분산하고, 유/무선망을 효율적으로 연계할 수 있어 광역 데이터 자동전송체계를 구축함으로써 특히 사설 무선데이터 통신망을 효율적으로 구축할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 데이터 전송시 다이얼 과정이 필요없게 되고, 단말국이 기지국의 신호를 항시 청수할 수 있으므로 데이터 전송에 신속성을 확보하게 된다.

이와 같은 본 발명을 이용하여 전국단위로 운영중인 해상의 어업통신을 어업정보통신망으로 전환 구축하였을 때 협대역 통신망으로 광활한 해상의 효율적인 데이터 전송/교환 체계를 구축할 수 있게 되며,

이동체에 GPS와 센서를 부착하여 표류시킴으로써 환경을 관측하는 해양과학 분야 또는 수질환경 관측분야에 활용할 경우 관측점을 확대코자할 때 기하급수적으로 증가하는 통신비를 획기적으로 절감하는 대안이 되며, 특히 무선망을 단파대로 하였을 경우 적은 기지국으로도 해양과학 분야와 같은 광활한 해역을 서비스 에리어로 하여 고품질 데이터 통신을 수행할 수 있게 된다.

본 발명을 기상관측 분야에 활용하면 산간 오지의 많은 관측점과 효율적인 데이터 통신망을 구축하게 됨은 물론 기상특보 상황에서 자주 발생되는 통신채널 상태변화시에도 채널을 자동 전환하여 효율적인 관측정보 수집이 가능하게 된다.

특히 본 발명은 기존 Cellular와 같은 셀형태로 기지국을 구성하여 셀간 Handoff 기능으로 활용할 수 있음은 물론이며, 낮은 주파수대(단파대 등)에서 발생되는 중복된 기지국 통신권내에서도 효율적인 트래픽 분산 수단으로 활용될 수 있는 유익한 발명이다.

Claims (4)

1. 무선망에 하나이상의 기지국과 단말국이 연결되어 무선데이터 통신을 수행토록 구성되는 무선데이터망 접속제어방법에 있어서,

   (1) 전원을 인가하면 시스템은 모든 출력을 Clear하고 설정된 조건을 Load하는 초기화단계;

   (2) 신호검출함수, 채널절체함수 및 ID설정함수로 통신상대방의 Pilot 신호를 수신하여 양호한 채널을 추적하는 채널추적단계;

   (3) Contention함수, Group제어함수 및 Polling함수에 의하여 무선망으로 프로토콜 제어정보를 전송하여 채널의 트래픽을 효율적으로 제어하는 무선망 접속제어단계;

   (4) PDU 작성/분해함수 및 데이터전송함수에 의하여 무선망이 접속된 이후 패킷데이터를 수신 및 전송하는 데이터전송단계;

   (5) 데이터교환함수 및 저장/출력함수에 의하여 수신된 데이터중 자신에게 전송된 데이터를 저장 및 다른 기지국에 해당하는 데이터를 중계 전송하는 데이터교환/처리단계로 구성되어서 무선데이터 통신을 위한 효율적인 트래픽 제어 및 호접속 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선데이터망 접속제어방법.
2. 무선망에 하나이상의 기지국과 단말국이 연결되어 무선데이터 통신을 수행토록 되는 무선기지국의 데이터 전송시스템 구성에 있어서,

   DB(10)에 연결되어 DB(10)에 저장된 데이터를 PDU(Packet Data Unit)로 작성하여 버퍼에 저장하는 PDU조립부(1);

   설정된 시간 간격으로 자신의 기지국 신호임을 알리기 위한 수단의 Pilot 신호를 생성하는 Slot 생성부(2);

   제1입력단이 PDU조립부(1)에 연결되고, 제2입력단이 Slot 생성부(2)에 연결되어 전송할 데이터가 있을 때는 제1입력단의 신호를 출력하고 평상시에는 제2입력단의 신호를 출력하는 수단으로 구성되는 스위칭부(3);

   입력단이 스위칭부(3)에 연결되어 디지틀 데이터를 아나로그 신호로 변환 출력하는 수단의 MODEM(4);

   입력단이 MODEM(4)에 연결되고, 출력단이 안테나(6-1)에 연결되어 MODEM(4)으로부터 공급되는 신호를 설정된 채널의 RF주파수로 증폭/변조하여 단말국으로 전달하기 위한 수단으로 구성되는 기지국송신부(5);

   입력단이 안테나(6-2)에 연결되어 단말국으로부터 전송되는 설정된 채널의 무선주파수 신호를 저주파 신호로 증폭/복조 출력하는 수단의 기지국수신부(7);

   기지국수신부(7)에 입력단이 연결되어 아나로그 신호를 디지틀 데이터로 변환 출력하는 수단의 MODEM(8);

   입력단이 MODEM(8)에 연결되어 단말국으로부터 전송되어온 PDU를 본래의 데이터로 복원하여 DB(10)에 저장 및 유선통신망(11)을 통하여 원격 DB(12)로 전송하기 위한 수단의 PDU분해부(9);

   복수의 단말국와 통신을 수행토록 설정된 채널의 무선통신망(6)에 상기 기지국송신부(5)와 기지국수신부(7)의 안테나(6-1, 6-2)를 전기적으로 연결하여서 무선망에 연결된 상대방과 데이터 통신을 수행 및 상대방의 시스템을 원격제어토록 구성되는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 무선데이터 전송시스템.
3. 무선망에 하나이상의 기지국과 단말국이 연결되어 무선데이터 통신을 수행토록 되는 무선단말국의 데이터 전송시스템 구성에 있어서,

   DB(22)에 연결되어 DB(22)에 저장된 데이터를 PDU(Packet Data Unit)로 작성하여 버퍼에 저장하는 PDU조립부(13);

   입력단이 PDU조립부(13)에 연결되어 디지틀 데이터를 아나로그 신호로 변환 출력하는 수단의 MODEM(14);

   제1입력단이 MODEM(14)에 연결되고, 제2입력단이 채널제어부(20)에 연결되며, 출력단이 안테나(6-1)에 연결되어 MODEM(14)으로부터 공급되는 신호를 설정된 채널의 RF주파수로 증폭/변조하여 기지국 및 단말국으로 전달하되 채널제어부(20)의 출력에 의하여 송신채널을 전환하는 수단으로 구성되는 단말송신부(15);

   제1입력단이 안테나(6-2)에 연결되고, 제2입력단이 채널제어부(20)에 연결되어 기지국 및 단말국으로부터 전송되는 설정된 채널의 무선주파수 신호를 저주파 신호로 증폭/복조 출력하되 채널제어부(20)의 출력에 의하여 수신채널을 전환할 수 있도록 하는 수단으로 구성되는 단말수신부(16);

   단말수신부(16)에 입력단이 연결되어 아나로그 신호를 디지틀 데이터로 변환 출력하는 수단의 MODEM(17);

   단말수신부(16)의 출력경로에 연결되어 기지국으로부터의 PDU에 포함된 Pilot 신호 및 Slot 신호에 포함된 Pilot 신호를 검출하여 설정된 기준값보다 Pilot 신호가 미약할 때 출력을 발생하는 신호검출부(18);

   신호검출부(18)에 입력단이 연결되어 신호검출부(18)에서 출력이 발생되면 설정된 주기로 채널을 순차 절체시키도록 Scan 신호를 출력하는 Scan 제어부(19);

   Scan 제어부(19)에 입력단이 연결되고, 출력단이 단말송신부(15) 및 단말수신부(16)에 각각 연결되어 Scan 신호에 의하여 송신채널 및 수신채널을 전환토록 구성되는 수단의 채널제어부(20);

   입력단이 MODEM(17)에 연결되어 기지국 및 다른 단말국으로부터 전송되어온 PDU를 본래의 데이터로 복원하여 DB(22)에 저장하기 위한 수단의 PDU분해부(21);

   기지국 및 복수의 단말국와 통신을 수행토록 설정된 채널의 무선통신망(6)에 상기 단말송신부(15)와 단말수신부(16)의 안테나(6-1, 6-2)를 전기적으로 연결하여서 무선망의 상대방과 데이터 통신을 수행 및 상대방의 신호를 수신하여 단말국 스스로 통신환경을 설정하며, 기지국의 명령에 추종하여 망접속 제어토록 구성되는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말국 무선데이터 전송시스템.
4. 제1항 및 제2항에 있어서 송신부(5, 15) 및 수신부(7, 16)에는 통신상대방의 신호를 수신하여 자신의 송신출력과 수신레벨 및 채널의 Matching 상태를 조절하는 통신채널 매칭수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선데이터 전송시스템.