KR20030090923A

KR20030090923A - 유무선 통합 데이터 전송방법

Info

Publication number: KR20030090923A
Application number: KR1020020028793A
Authority: KR
Inventors: 조정근; 안병학; 이병희; 정성덕
Original assignee: (주)텔레매티카
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2003-12-01

Abstract

본 발명은 유무선 통합 데이터 전송 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대폰을 이용한 무선 인터넷 데이터 통신망(셀룰러망, PCS망)과 유선 인터넷 데이터 통신망(전용회선망, ADSL망, 케이블모뎀망)을 사용하여 단일한 하나의 하드웨어적인 회로를 통해 데이터 통신을 필요로 하는 여타의 다른 장치 및 기기에 연결되어 인터넷을 통한 데이터 통신을 이루는 방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 데이터 통신을 필요로 하는 임의의 내부장치와 내부장치접속부를 통해서 인터페이스(Interface)를 이룬 상태에서 본 발명의 처리부(200)에 데이터수신 신호를 보내면, 처리부 이를 받아들여 내부장치의 신호가 유선망과 무선망 인지를 확인한 후에, 적합하게 선택하여 외부장치접속부를 통해서 유/무선망과 접속하여 데이터 통신을 할 수 있는 통로를 확보하는 단계, 상기 단계에서 신호가 무선망을 이용하는 경우에는 다양한 휴대폰과의 데이터 통신 성공을 보장하기 위해 보레이트(Baudrate)를 검출하는 단계, 상기 보레이트(Baudrate) 검출 후 국내의 다양한 이동통신 서비스 사업자가 요구하는 각각의 인증단계를 거친 후 해당 무선망에서 지원하는 저속 및 고속 데이터 통신 속도로 통신이 이루어지는 것에 특징이 있다.

Description

유무선 통합 데이터 전송방법{The Method of Integrated Wireless or Wired Data Transmission}

본 발명은 휴대폰을 이용한 무선 인터넷 데이터 통신망(셀룰러망, PCS망)과 유선 인터넷 데이터 통신망(전용회선망, ADSL망, 케이블모뎀망)을 사용하여 단일한 하나의 하드웨어적인 회로를 통해 데이터 통신을 필요로 하는 여타의 다른 장치 및기기에 연결되어 인터넷을 통한 데이터 통신을 이루는 방법에 관한 것이다.

현재 우리나라는 전용회선 서비스 및 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) 서비스, 케이블 모뎀 서비스 등의 초고속 인터넷 기반이 광범위 하게 확장되어 있는 상태이며, 데이터통신 사용의 증대 그리고 휴대폰 이용자가 3000만 명을 돌파하면서 일반화되어진 휴대폰 보급률, 이에 따라 CDMA(Code Division Multiple Access) 종주국이라 말할 정도로 발달한 무선 데이터 통신 환경과 한편으로는 텔레매틱스(Telematics) 산업의 대두와 이에 따른 안정적인 데이터 통신 장치 요구와 무선 데이터 통신 환경의 잦은 사양변경으로 인한 개발난이도 증가 등의 상황에 처해 있는 상태이다.

상기의 상황에서 유선망을 이용한 인터넷 데이터 통신 방법은 산업에 적용된 상태이지만 휴대폰을 이용하여 데이터 통신을 수행하는 독립적인 하드웨어 장치는 모든 이동통신 사업자와 모든 휴대폰을 지원하지 않고 특정 이동통신 사업자만을 지원하는 문제가 있는 것이다.

또한 기존에 많은 업체들이 무선 데이터 통신 장치에 CDMA 모듈을 탑재함으로써 고가의 CDMA 모듈가격으로 인한 제품가격상승과, CDMA 모듈을 탑재하는 순간 별도의 휴대폰 번호를 받음으로써 소비자들은 월 기본사용료(무선통신망 회사 평균가격은 15,000/월)를 지불해야 하는 단점이 존재했다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 유선 및 무선 데이터 통신 기능을 하나의 단일한 하드웨어 회로에 통합하고, CDMA 모듈을 탑재하지 않아도 무선 데이터 통신이 가능하게끔 사용자의 기존 휴대폰을 이용하여 국내 모든 이동통신 서비스(011,016,017,018,019)의 무선 데이터 통신망 접속과 국내 모든 CDMA망 형태(IS-95A/B/C, EVDO) 접속을 위한 유/무선 통합 데이터 통신 방법을 제공하는 데 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유/무선이 데이터 통신 기능이 통합된 단일한 하나의 하드웨어 구성에서 데이터 통신 요구 발생시 데이터 신호가 유선 데이터 통신 요청인지, 무선 데이터 통신 요청인지를 판단하는 단계, 상기 단계 후 무선 데이터 통신 요청일 경우 연결된 휴대폰의 보레이트(Baudrate)를 검출하여 기록하는 단계, 상기 보레이트 검출 및 기록 후 AT 명령어로 제어하여 데이터 호를 개설하여 PPP(Point to Point Protocol) 프로토콜을 통해 이동통신 사업자의 데이터 통신 인증 요청을 거쳐PPP 세션을 연결하는 단계, 상기 단계 후 연결에 성공한 경우 TCP(Transmission Control Protocol) 및 UDP(User Datagram Protocol) 프로토콜을 이용하여 제어 패킷 및 데이터 패킷을 순차적으로 전송하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

도 1은 전체 시스템 구성도

도 2는 전체 소프트웨어 구조도

도 3은 소프트웨어 구성도

도 4는 무선데이터 전송시간 흐름도

도 5는 무선데이터-단계1(전송준비)에 대한 도면

도 6은 무선데이터-단계2(전송)에 대한 도면

도 7은 유선데이터 전송시간 흐름도

도 8은 유선데이터-단계1(전송준비)에 대한 도면

도 9는 유선데이터-단계2(전송)에 대한 도면

본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 유/무선 데이터 통신 장치의 전체적인 시스템 구성도이다.

데이터의 송/수신은 크게 3가지 부분으로 구분되어 실행된다. 내부장치접속부(300), 처리부(200), 외부장치접속부(100)이 그 구성부분이다.

데이터수신이 이루어지는 메커니즘은 다음과 같다. 내부장치(500)는 내부장치접속부(300)을 지나 TX2를 통해서 본 발명의 처리부(200)에 데이터수신 신호를 보내면, 처리부(200)는 이를 받아들여 내부장치(500)의 SIGNAL이 유선망과 무선망인지를 확인한 후에, 적합하게 선택하여 외부장치접속부(100)를 통해서 유/무선망과(400) 접속하여 데이터통신을 할 수 있는 통로를 확보한다. 외부장치접속부(100) 이후의 과정은 주지하다시피, 국제표준에 적합하게 목적경로로 라우팅하여 해당 IP로 접속하여 DATA를 수신한다. 데이터가 목적 IP로부터 수신되는 과정은 외부장치접속부(100)를 통해 외부유/무선망(400)에 접속되어 RX1을 통해 처리부(200)로 넘어간다.

처리부는 유/무선인지를 판단하여 처리방식을 유선처리부(210)/무선처리부(220)로 구분되어 처리한다. 커넥터2부(120)와 무선처리부(220) 사이의 RX1데이터는 가장 보편적인 통신방식인 Serial(RS-232규격)통신으로 이루어지며, 처리부(200)는 커넥터3부(310)를 통해서 데이터를 수신하려는 장치에 데이터를 넘겨준다. 데이터를 수신하려는 장치와 인터페이스 방식도 가장 보편적인 Serial (RS-232규격)통신을 통해 이루어진다.

데이터송신의 경우는 상기에서 설명한 데이터수신방식의 역순으로 이루어진다. 내부장치는 내부장치접속부(300)를 지나 TX2를 통해서 처리부(200)에 유/무선망(400)의 통신접속과 목적 IP에 접속을 요구하는 SIGNAL을 보낸다. 본 발명의 처리부(200)은 내부장치로부터 SIGNAL 수신하여, 목적 IP로 접속할 수 있는 통신선로를 열고, 내부장치(500)는 이러한 초기화과정이 완료되면, 데이터를 송신한다.

도 2를 참고하여 전체 소프트웨어 구조를 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 전송장치는 유선과 무선방식을 인터페이스로 사용하여 FTP(470a), TFTP(480a), Socket(490a) 방식으로 데이터를 송수신할 수 있다.

유선으로는 이더넷(Ethernet) 방식(310a)을 사용하는 전용회선(210a), ADSL(210a), Cable 망(210a)을 모두 지원한다. DHCP 클라이언트 모듈을(441a) 내장하고 있어 장치의 부팅시에 호스트 IP 및 게이트웨이 IP 를 동적으로 가져올 수 있으며 ARP 프로토콜(442a) 및 맵핑테이블 모듈을 내장하고 있다. Ethernet 을 이용하며 호스트 IP 및 게이트웨이 IP 는 정적 또는 동적(DHCP 이용)으로 설정할 수 있다. DHCP 클라이언트 모듈은(441a) 데이터 송수신 단계의 초기화 시점에서 IP 주소 및 서브넷 마스크 정보 등을 얻어온다. 초기화 과정이 완료되면 전송서버와의 연결설정 및 전송단계로 넘어가게 된다.

무선방식으로는 CDMA 데이터서비스를 이용할 수 있다. 휴대 단말기를 연결하여 모뎀으로 이용하여 PPP 접속(440a)을 지원한다. 전송계층으로는 TCP(450a) 및 UDP(460a) 를 모두 지원하여 사용자가 원하는 방식으로 소켓을 사용하여 프로그래밍할 수 있으며 FTP(470a), TFTP(490a) 클라이언트 모듈을 내장하고 있어 이용할 수 있다. 휴대단말기를 이용하여 데이터 송수신을 하는데 현재 대부분의 CDMA 단말기를 인터페이스로 사용할 수 있다. 휴대단말기를 모뎀으로 이용하여 AT 명령어로 제어하여 데이터 호를 개설하여 데이터서비스를 이용한다. 이 후 PPP 프로토콜(440a)을 통해 PPP 세션을 연결한 뒤 TCP (450a)및 UDP(460a) 통신을 할수 있다. 휴대단말기의 자동 Baudrate 인식 및 다양한 데이터서비스 방식을 모두 지원할 수 있다. 또한 각 이동통신 서비스 회사별 인증방식을 모두 지원하고 있다. PPP 세션등의 초기화 과정이 완료되면 전송서버와의 연결설정 및 전송단계로 넘어가게 된다.

도 3을 참고하여 소프트웨어 블록도를 설명하면 다음과 같다.

데이터전송을 요구받은 경우, 어플리케이션(800)은 Workspace(1000) 모듈의 전송버퍼에 요구받은 전송데이터를 저장한다. 전송되어져야 할 서버의 형태에 따라 Comm 모듈(700)의 적절한 서비스모듈(FTP,TFTP, Socket)로 전송한다.

전송의뢰를 받은 경우 Dial 모듈(300c)을 통해서 전화접속을 시도한다. 전화접속을 성공하면 PPP 모듈(400c)의 LCP(430), CHAP/PAP(420), IPCP(410)의 3가지 단계를 순차적으로 거친다. TCP(600c)을 사용할 경우 상대방 서버와 필요한 만큼의 TCP 연결을 시도한다. TCP 연결에 성공한 경우 Comm 모듈(700)은 제어 패킷 및 데이터 패킷을 순차적으로 전송한다.

무선데이터 시간 흐름을 도 4를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

전송할 데이터가 생기면 App 모듈(100d)의 SendData(110d) 메시지를 호출하여 전송요청을 한다. SendData(110d) 메시지를 받은 App 모듈(100d)은 먼저 전달받은 데이터를 Workspace 모듈(200d)내의 전송버퍼로 옮겨 적는다(CopyData(210d)).

데이터를 옮겨 적은 후 다음으로 App 모듈(100d)은 Comm 모듈(300d) 에게 OpenDataService (310d) 메시지를 보내어 PPP 세션을 열도록 요청한다. Comm 모듈(300d)이 PPP세션(400d)을 성공적으로 생성하면 상대방 서버의 프로그램과 네트워크 연결을 하도록 ConnectServer 메시지를 보낸다. 상대방 서버와 연결이 성공하면 데이터 전송을 시작하도록 요청(StartSendData(320d))함으로써 Workspace 모듈(200d)의 전송버퍼에 담긴 데이터를 나누어 전송토록 한다.

데이터 서비스 중에 상대방 서버에서 수신된 데이터인 경우 UART모듈(500d)은 PPP 모듈(400d)에게 ProcessPPP(510d) 메시지를 보내어 해당 데이터의 처리를 요청한다. 만약 PPP 프로토콜 옵션 요청인 경우에는 ProcessPPP(510d) 함수 내부적으로 이에 대한 응답을 생성하고 실제 수신 데이터인 경우에는 상위모듈로 전달한다(ProcessPPP(540d), ProcessIP, ProcessTCP, ProcessComm(440d)).

도면 5참고하여 무선데이터 전송요청 처리단계1(준비단계)를 설명하면, App 모듈로부터 OpenDataService(110e) 메시지를 통해 PPP세션을 열도록 요청받는다. UART 모듈(600e)에게 FindInterface(610e) 메시지를 전달하여 전송장치(예, 휴대폰)가 현재 접속된 상태인지를 확인한다.

전송 인터페이스가 휴대폰인 경우 SearchBaudRate(620e) 메시지를 전달하여 현재 설정된 BaudRate 를 검색한다. BaudRate 를 성공적으로 검색한 이후, Comm 모듈(100e)은 Dial모듈(700e)에게 데이터 호를 설정하도록 OpenDataCall(710e) 메시지를 전달한다. 데이터 호를 성공적으로 설정한 이후, Comm 모듈(100e)은 PPP모듈(200e)에게 PPP세션을 열도록 OpenPPP(210e) 메시지를 전달한다.

OpenPPP(210e) 메시지를 받은 PPP 모듈(200e)은 ProcessLCP(510e), ProcessAuth(410e), ProcessIPCP(310e) 메시지를 순차적으로 전달하여 PPP 세션을 설정한다. 이러한 과정을 수행 중에 ProcessPPP(320e) 메시지를 통해서 수신된 데이터를 넘겨받은 PPP 모듈(200e)은 프로토콜 헤더와 옵션에 따라 적절한 모듈에게 반복해서 ProcessLCP(510e), ProcessAuth(410e), ProcessIPCP(310e) 를 전달하며 PPP 세션이 성공적으로 열릴 때까지 (단, 설정된 시간한계내에서) 수행된다.

도 6을참고하여 무선 데이터 전송요청 처리단계2(전송단계)를 상세히 설명하면, App 모듈로부터 ConnectServer(110f) 메시지를 통해 상대방 서버의 프로그램과 통신세션을 설정하도록 요청받는다. Comm 모듈(200f)은 상대방 서버 프로그램의 형태에 따라 TCP 프로그램인 경우, TCP모듈(300f)에게 해당 포트별로 OpenTCP(310f)메시지를 TCP 연결을 요청한다

상대방 서버와 성공적으로 연결이 되면, App 모듈은 StartSendData(120f) 메시지를 Comm 모듈(200f)에게 전달하여 전송시작을 요청한다. 전송요청을 받은 Comm 모듈(200f)은 Workspace모듈(100f)의 송신버퍼에 저장된 데이터를 전송용량에 맞게 나누어(GetData(210f)) 전송한다. 전송중 또는 전송후 수신된 데이터를 처리하도록 ProcessComm(330f) 메시지를 받은 경우 해당 데이터를 Workspace 모듈(100f)의 수신버퍼에 저장하고(PutData(220f)) 이를 App 모듈에게 알린다.

도 7을 참고하여 유선데이터전송 시간 흐름을 설명하면,

전송할 데이터가 생기면 App 모듈(100g)의 SendData(110g) 메시지를 호출하여 전송요청을 한다. SendData(110g) 메시지를 받은 App 모듈(100g)은 먼저 전달받은 데이터를 Workspace 모듈(200g)내의 전송버퍼로 옮겨 적는다(CopyData(210g)). 데이터를 옮겨 적은 후 다음으로 App 모듈(100g)은 Comm 모듈(300g) 에게 OpenNetwork(310g) 메시지를 보내어 네트워크 모듈의 초기화를 요청한다. 동적 IP생성을 하도록 설정되어 있다면 Comm 모듈은 DHCP 모듈(400g)에게 InitDHCP(410g) 메시지를 전송한다. 초기화 요청메시지를 받은 DHCP 모듈(400g)은 DHCP 서버를 검색하여 호스트 IP, 게이트웨이 IP, 서브넷매스크 정보를 가져온다.

이후 Comm 모듈(300g)은 상대방 서버의 프로그램과 네트워크 연결을 하도록 ConnectServer 메시지를 보낸다. 상대방 서버와 연결이 성공하면 데이터 전송을 시작하도록 요청(StartSendData(320g))함으로써 Workspace 모듈(200g)의 전송버퍼에 담긴 데이터를 나누어 전송토록 한다. 데이터 서비스중에 상대방 서버에서 수신된 데이터인 경우 ENET 모듈(500g)은 DHCP 모듈(400g)에 대한 패킷인 경우 DHCP 모듈(400g)에게 전달한다.

도 8을 참고하여 유선데이터 전송요청 처리단계1(준비단계)를 설명하면 다음과 같다.

App 모듈로부터 OpenNetwork(110h) 메시지를 통해 네트워크의 초기화를 요청받는다. DHCP모듈(400h)에게 InitDHCP(610h) 메시지를 전달하여 DHCP 서버를 검색하고 호스트 IP, 게이트웨이 IP, 서브넷 매스크 정보를 가져온다.

유선데이터 전송요청 처리단계2(전송단계)를 도 9 참고하여 설명하면,

App 모듈로부터 ConnectServer(110i) 메시지를 통해 상대방 서버의 프로그램과 통신 세션을 설정하도록 요청받는다. Comm 모듈(200i)은 상대방 서버 프로그램의 형태에 따라 TCP 프로그램인 경우, TCP모듈(300i)에게 해당 포트별로 OpenTCP(310i) 메시지를 TCP 연결을 요청한다. 상대방 서버와 성공적으로 연결이 되면, APP 모듈은 StartSendData(120i) 메시지를 Comm 모듈(200i)에게 전달하여.전송시작을 요청한다. 전송요청을 받은 Comm 모듈(200i)은 Workspace모듈(100i)의 송신버퍼에 저장된 데이터를 전송용량에 맞게 나누어(GetData(210i)) 전송한다. 전송중 또는 전송후 수신된 데이터를 처리하도록 ProcessComm(330i) 메시지를 받은 경우 해당 데이터를 Workspace 모듈(100i)의 수신버퍼에 저장하고(PutData(220i)) 이를 App 모듈에게 알린다.

BaudRate 자동검색(휴대폰에 설정된 외부장치와 UART 인터페이스통신 자동검색 및 설정)

상기 내용 중에서 휴대폰 자동인식기능을 통해 휴대폰과 인터페이스 된 것을 인지한후, 데이터통신 장치는 보레이트(Baudrate)를 자동 검색하는 단계를 자세히 설명하면 다음과 같다.

ㄱ. 이전에 검색된 통신속도 설정값이 있는지를 EEPROM 을 읽는다.

ㄴ. 만약 값이 있으면 해당 통신속도로 UART 통신을 설정한다.

ㄷ. AT 초기화 명령어 "ATZ" 를 전송 후 응답을 기다린다. 만약 정상응답이 있으면 해당 통신속도 설정값을 그대로 사용하고 ㅇ의 과정으로 넘어간다.

특정 시간안에 정상응답이 없으면 ㄹ의 과정으로 넘어간다.

ㄹ. 전달된 인자가 없으면 115200 bps 로 통신속도를 설정 후 "ATZ" 를 전송한다.

ㅁ. 정상응답이 오면 ㅇ의 과정으로 넘어간다.

ㅂ. 만약 특정시간안에 정상응답이 없으면 230400, 38400, 57600, 19200bps 순서로 인자를 넘겨 ㄹ의 과정을 계속한다.

ㅅ. 만약 전체시도에서 실패한 경우에는 115200 bps 로 설정하고 ㅇ의 과정으로 넘어간다.

ㅇ. 검색된 Baudrate 값을 EEPROM에 기록한다.

상기와 같은 통신속도 자동검색 단계는 데이터 전송시도가 일정 횟수이상 실패하였을 경우, 휴대폰의 설정값이 바뀌었다고 판단하고 전송이 필요한 시점에 다시 검색한다.

사업자별 인증단계 처리를 상세히 설명하면 다음과 같다.

각 망사업자별로 모두 적용될 수 있는 아이디와 패스워드를 각각 저장해 둔다. 외부에서 망사업자를 선택할 수 있도록 스위치를 두었으므로 PAP 또는 CHAP 요구에 따라 해당 아이디와 패스워드를 전송한다. 따라서 모든 망사업자의 상이한 인증프로토콜을 지원할 수 있기 때문에 휴대폰의 종류에 구애받지 않고 전송매체로 사용할 수 있다. 각 망사업자별 또는 지역별, 시간대별로 다를 수 있는 모든 인증단계 처리요구를 만족함으로써 서비스 상황이 좋지 않은 상황에서나 고속데이터 전송 모두 하나의 단말기에서 처리 할 수 있다.

가. 본 발명이 제공하는 개발 방법을 사용함으로써, 유/무선망에 동시 접속 및 다양한 통신 접속환경에 응용가능하고, 따라서 개발기간 단축 및 개발비용을 삭감할 수 있다.

나. 가항의 구체적인 형태로 유선망(전용회선망, ADSL망, Cable망)에 모두 사용가능.

다. 가항의 구체적인 형태로 별도의 CDMA 모듈을 탑재하지 않고 무선통신을 구현할 수 있다.

라. 다양한 CDMA 망형태 (IS-95A/B/C, EVDO등)에 접속함으로써 모든 CDMA 무선망 형태에 적용할 수 있다.

마. 접속프로토콜을 S/W적으로 구현함으로써 저렴한 개발비용

Claims

유/무선 통합 데이터통신 방법, 특히 무선망(셀룰러망, PCS망)과 유선망(전용회선망, ADSL망, 케이블모뎀망)을 단일한 하나의 하드웨어 구조를 사용하여 데이터 통신을 구현한 방법.
제1항에 있어서, 국내 모든 통신사(011,016,017,018,019) 무선망 접속을 위한 방식.
제1항에 있어서, 국내 모든 CDMA 망형태 (IS-95A/B/C, EVDO) 접속을 위한 방식.
제1항에 있어서, 저속(19,2000) ∼ 고속(230,400bps) 자동인지 접속방식.