KR20070054013A

KR20070054013A - 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법

Info

Publication number: KR20070054013A
Application number: KR1020050111958A
Authority: KR
Inventors: 장근호; 임영희
Original assignee: 주식회사 오픈솔루션
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2007-05-28
Also published as: US20090003413A1; KR100722976B1; WO2007061202A1

Abstract

본 발명은 실시간 데이터 전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실시간 데이터 전송 시 간섭이 없는 주파수 채널을 찾아 데이터를 전송하는 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법에 관한 것이다.

본 발명은 종래 주파수 호핑에 따른 데이터 전송의 연속성과 지속적인 채널 간섭의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 실시간 데이터 전송 시 테스트 채널과의 비교를 통해 설정 시간 후에 상태가 좋은 채널을 획득하고, 데이터 전송중에 발생하는 간섭에 대비해 간섭이 발생하기 전에 미리 다른 채널로 변경하여 데이터 전송을 계속해서 유지하면서 실시간 데이터를 전송함으로써, 데이터의 손실을 최소화할 수 있는 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.

주파수 호핑, 실시간 데이터, 채널 간섭

Description

주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법{Real-time data transfer method which uses a frequency hopping}

도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법이 적용되는 전송장치의 개략적인 블럭 구성도.

도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 전송장치 간에 송수신 되는 데이터 패킷의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 구조도.

도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법을 개략적으로 보인 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 마스터 110 : 송신 버퍼 컨트롤러

120 : 송신 버퍼 130 : 송신 데이터 생성부

140 : 송수신 컨트롤러 150 : RF 송수신부

200 : 슬레이브

일반적으로, 실시간 데이터를 전송하기 위한 스펙트럼 확산 방법으로는 주파수 호핑 방식(FHSS : Frequency Hopping Spread Spectrum)과 직접 확산 방식(DSSS : Direct Sequence Spread Spectrum) 등이 있으며, 직접 확산 방식은 확산 코드를 데이터에 승산하여 확산 신호를 얻는 방법이고, 주파수 호핑 방식은 확산 코드에 따라서 주파수 대역을 옮기는 방식이다.

보다 구체적으로, 주파수 호핑 방식은 확산시켜야 할 신호의 반송파 주파수를 호핑 패턴에 따라 일정시간 간격으로 주파수를 도약하며 전송하는 방식으로서, 시간 평균으로 협대역 신호를 광대역 신호로 변환하는 방식이다. 이와 같은 주파수 호핑 방식은 각 국가들의 표준에 맞는 ISM(Industrial Scientific Medical) 밴드 내에서 임의의 호핑 패턴을 만들고, 이 패턴에 맞는 주파수로 데이터를 전송하여 주파수 중복을 최소화하고, 빠른 주파수 변환으로 다중 경로에 의한 손실을 적게 하며, 구성이 간단하다는 장점이 있어 블루투스와 같은 저가형 무선 장치에 널리 이용되고 있다.

한편, 일반적인 주파수 호핑 방식에서는 전 주파수 대역에 대한 간섭원의 유무에 상관없이 호핑을 하기 때문에 간섭이 존재하는 특정 주파수로 호핑할 경우 패킷의 손실이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 예를 들어 음성, 비디오 데이터 등과 같이 실시간으로 전송되어야 하는 데이터의 경우에는 에러 복구가 되지 않으면, 데이터 품질의 저하를 가져올 수밖에 없는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 블루투스(Spec. ver.1.2)에서는 AFH(Adaptive Frequency Hopping)이라는 간섭이 발생하는 주파수를 일정주기로 모니터링 하다가 간섭이 발생하는 경우 해당 주파수를 피해서 호핑하는 방식을 취하고 있으며, 실시간 데이터를 전송할 때 간섭이 발생하여 에러가 발생하면 에러가 발생한 데이터를 최대 2번 더 재전송하는 방법을 채택하고 있다.

그러나 상술한 바와 같은 방법은 에러가 발생한 데이터를 2번 더 재전송하더라도 지속적인 채널 간섭에 의해 에러가 발생하게 되면, 새로운 대체 채널로의 전환이 이루어질 수는 있으나, 이전에 반복 재전송된 데이터에 대해서는 이미 손실된 상태가 되기 때문에 지속적인 채널 간섭으로 인한 데이터 손실이 발생하는 문제점이 있다. 아울러, 종래의 주파수 호핑 방식은 단시간 내에 수많은 채널 변경이 이루어짐으로 데이터 전송의 연속성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 주파수 호핑에 따른 데이터 전송의 연속성과 지속적인 채널 간섭의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 실시간 데이터 전송 시 테스트 채널과의 비교를 통해 설정 시간 후에 상태가 좋은 채널을 획득하고, 데이터 전송중에 발생하는 간섭에 대비해 간섭이 발생하기 전에 미리 다른 채널로 변경하여 데이터 전송을 계속해서 유지하면서 실시간 데이터를 전송함으로써, 데이터의 손실을 최소화할 수 있는 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법은,

실시간 데이터를 송수신하는 전송장치에 적용되는 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법에 있어서,

전송 가능한 모든 채널을 인덱스화하여 다수의 채널 인덱스를 포함하는 적어도 하나 이상의 주파수 인덱스 그룹과 상기 주파수 인덱스 그룹 각각에 대응하는 적어도 하나 이상의 주파수 그룹을 생성하는 제1 단계와;

상기 전송장치의 아이디를 이용하여 상기 적어도 하나 이상의 주파수 인덱스 그룹 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 주파수 인덱스 그룹에서 랜덤하게 하나의 채널 인덱스에 대응되는 주파수를 설정 채널로 설정하여 실시간 데이터를 전송하는 제2 단계와;

상기 설정 채널의 채널 간섭 여부를 판단하여 채널 간섭이 존재하는 것으로 판단되면, 채널 간섭 형태에 따라 에러가 발생한 데이터를 재전송하거나 상기 선택된 주파수 인덱스 그룹 내의 다른 채널 인덱스에 대응되는 주파수를 새로운 설정 채널로 변경하여 실시간 데이터를 전송하는 제3 단계와;

상기 설정 채널의 채널 인덱스를 제외한 다수의 채널 인덱스에 대응하는 각 주파수를 테스트 채널로 설정한 후 분석하고, 그 분석 결과를 적용하여 설정 시간 후에 상기 설정 채널을 변경하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법이 적용되는 전송장치의 개략적인 블럭 구성도를 도시한 것이다. 이하, 본 발명에 적용되는 전송장치는 실시간 데이터를 송신하는 장치를 '마스터'라 하며, 마스터로부터 실시간 데이터를 수신하고, 백워드(backward) 패킷(회신 패킷)을 전송하는 장치를 '슬레이브'라 정의하여 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 실시간 데이터를 송신하는 장치인 마스터(100)는 송신할 실시간 데이터를 일시 저장하는 송신 버퍼(120)와, 송신 버퍼(120)의 데이터 저장을 제어하는 것은 물론 송신 버퍼(120)에 일시 저장되는 데이터의 변화량을 감시하는 송신 버퍼 컨트롤러(110)와, 송신 데이터에 대한 제어정보를 생성하여 출력하는 송신 데이터 생성부(130)와, 전송 가능한 모든 채널을 인덱스화하여 적어도 하나 이상의 인덱스 그룹 및 이에 대응되는 각각의 주파수 그룹을 생성하고 설정 채널을 설정하며, 다수의 테스트 채널 상태와 백워드 패킷에 포함된 제어정보를 분석하는 것은 물론 채널 변경과 포워드(forward) 패킷을 생성하는 송수신 컨트롤러(140)와, 포워드 패킷을 RF신호로 변조하여 슬레이브로 송신하는 RF 송수신부(150)를 구비한다.

한편, 실시간 데이터를 수신하는 장치인 슬레이브(200)는 마스터(100)로부터 수신된 포워드 패킷을 복조하는 RF 송수신부(210)와, 포워드 패킷에 포함된 제어정보를 분석하여 채널 변경을 판단하며, 제어정보를 포함하는 백워드 패킷을 생성하 는 송수신 컨트롤러(220)와, 수신된 데이터의 에러 검출 및 복원을 위한 수신 데이터 처리부(230)와, 수신 버퍼(250)의 저장을 제어하는 수신 버퍼 컨트롤러(240)와, 수신된 실시간 데이터를 일시 저장하는 수신 버퍼(250)를 구비한다.

보다 구체적으로, 마스터(100)에 구비되는 송신 버퍼(120)는 메모리(미도시)에 저장된 음성, 비디오 데이터 등과 같은 송신하고자 하는 실시간 데이터를 일시 저장하는 역할을 수행한다. 송신 버퍼(120)는 전송 채널의 상태가 좋다면 실시간으로 입력되는 데이터를 일시 저장하였다가 바로 삭제하게 되며, 전송 채널의 상태가 좋지 않으면 실시간으로 입력되는 데이터가 계속 누적된다.

송신 버퍼 컨트롤러(110)는 송신 버퍼(120)의 데이터 저장과 제어정보의 생성을 제어하는 것은 물론, 송신 버퍼(120)에 일시 저장되는 데이터의 변화량을 분석한다. 아울러, 후술하는 송수신 컨트롤러(140)는 슬레이브(200)로부터 재전송 요청이 수신될 경우 송신 버퍼 컨트롤러(110)에 의해 분석된 송신 버퍼(120)의 변화량을 참조하여 지속적인 채널 간섭의 존재 여부를 판단하게 된다.

송신 데이터 생성부(130)는 송신 버퍼 컨트롤러(110)로부터 패킷화 하는데 필요한 분량만큼의 실시간 데이터가 입력되면, 송신 버퍼 컨트롤러(110)의 제어에 따라 제어정보를 생성하게 된다. 예를 들어 현재 데이터는 테스트를 위한 데이터라는 정보와 에러 복원 및 검출을 위한 정보 등의 제어정보를 생성하여, 송신 버퍼 컨트롤러(110)로부터 입력되는 송신 데이터와 생성된 제어정보를 송수신 컨트롤러(140)로 출력한다.

송수신 컨트롤러(140)는 실시간 데이터를 송수신하기 위한 슬레이브(200)와 의 전체 가용 주파수 N 개중에서 실시간 데이터를 송수신하기 전에, 초기 연결 시도에 사용할 S 개의 주파수를 제외한 나머지 주파수로 다수의 채널 인덱스를 포함하는 적어도 하나 이상의 주파수 인덱스 그룹을 생성한다. 또한, 송수신 컨트롤러(140)는 생성된 인덱스 그룹 각각 대응되는 주파수 그룹을 생성한다.

송수신 컨트롤러(140)는 예컨대 슬레이브(200)와 전송 가능한 주파수가 905.0MHz ~ 905.9MHz이라면 실시간 데이터를 송수신하기 전에, 초기 연결 시도에 사용할 2개의 주파수(905.0MHz, 905.1MHz)를 제외한 나머지 주파수(905.3MHz~ 905.9MHz)로 적어도 하나 이상의 인덱스 그룹과 이에 대응되는 각각의 주파수 그룹을 생성한다.

보다 구체적으로, 송수신 컨트롤러(140)는 1번에서 3번까지의 다수의 채널 인덱스를 포함하는 주파수 인덱스 그룹 1을 생성하고, 1번 채널 인덱스에 대응되는 주파수는 905.2MHz, 2번 채널 인덱스에 대응되는 주파수는 905.3MHz, 3번 채널 인덱스에 대응되는 주파수는 905.4MHz같이, 주파수 인덱스 그룹 1에 포함된 다수의 채널 인덱스에 각각 대응되는 주파수를 포함하는 주파수 그룹 1을 생성한다. 상술한 바와 같은 방법으로 주파수 인덱스 그룹 2, 주파수 인덱스 그룹 3을 생성하고 이에 각각 대응되는 주파수 그룹 2, 주파수 그룹 3을 생성한다.

송수신 컨트롤러(140)는 상술한 바와 같은 방법으로 생성된 적어도 하나 이상의 주파수 인덱스 그룹(주파수 인덱스 그룹 1~ 3) 중 어느 하나를 마스터(100)의 아이디를 이용하여 선택하고, 선택된 주파수 인덱스 그룹 내의 채널 인덱스 중 어느 하나를 실시간 데이터를 전송하기 위한 설정 채널로 설정한다.

보다 구체적으로, 송수신 컨트롤러(140)는 예컨대 마스터(100)의 아이디 중 하위 2비트를 이용하여 00은 주파수 인덱스 그룹 1, 01은 주파수 인덱스 그룹 2 등과 같은 방법으로 마스터(100)의 아이디에 따라 주파수 인덱스 그룹을 선택할 수 있도록 할 수 있다. 송수신 컨트롤러(140)는 마스터(100)의 아이디를 이용하여 다수의 주파수 인덱스 그룹(1~3) 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 주파수 인덱스 그룹 내에 포함된 다수의 채널 인덱스 중 어느 하나를 랜덤하게 선택한 후 이에 대응하는 실제 주파수를 설정 채널로 설정한다.

이때, 송수신 컨트롤러(140)는 선택된 주파수 인덱스 그룹 내에 포함된 다수의 채널 인덱스 중 어느 하나를 랜덤하게 선택하기 위한 seed 값을 슬레이브(200)로 전송함으로써, 마스터(100)와 슬레이브(200)는 동일한 주파수 그룹 내에서 랜덤하게 채널 변경을 수행할 수 있다. 이하, 송수신 컨트롤러(140)가 백워드 패킷을 수신하여 채널을 변경하는 동작에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.

RF송수신부(150)는 송수신 컨트롤러부(140)로부터 출력된 포워드 패킷을 RF신호로 변조하여 슬레이브(200)로 전송한다.

한편, 슬레이브(200)에 구비되는 RF송수신부(210)는 마스터(100)에 구비되는 RF송수신부(150)로부터 RF신호로 변조된 백워드 패킷을 복조하고, 백워드 패킷은 RF신호로 변조한다.

송수신 컨트롤러(220)는 마스터(100)의 송수신 컨트롤러(140)로부터 전송되는 상기 seed 값을 수신하여, 마스터(100)와 실시간 데이터를 송수신할 채널을 설 정하며, 포워드 패킷의 제어정보를 분석하여 마스터(100)로부터 채널 변경 정보가 있으면, 제어정보에 포함된 변경하고자 하는 주파수에 대응되는 채널 인덱스를 참조하여 채널을 변경하게 된다. 아울러, 송수신 컨트롤러(220)는 테스트 채널의 상태 정보 또는 재전송 정보 등을 제어정보에 기록하여 백워드 패킷을 생성한다.

수신 데이터 처리부(230)는 수신된 포워드 패킷에 포함된 에러 복원 및 검출을 위한 제어정보를 기초로 데이터의 에러를 검출하고 정정하며, 복구하지 못한 데이터가 발생할 경우 에러가 발생하였음을 알려주는 신호를 수신 버퍼 컨트롤러(240)로 출력한다. 또한, 수신 데이터 처리부(230)는 백워드 패킷의 에러 복원 및 검출을 위한 제어정보를 생성한다.

수신 버퍼 컨트롤러(240)는 수신 버퍼(250)의 데이터 저장을 제어하며 또한, 백워드 패킷에 포함된 제어정보를 분석하여 현재 실시간 데이터가 저장되어야 하는 위치, 현재 데이터가 테스트 데이터라는 정보 등을 판단하게 된다. 아울러 수신 버퍼 컨트롤러(240)는 수신 데이터 처리부(230)로부터 에러가 발생하였음을 나타내는 신호를 수신하면, 수신 버퍼(250)에 저장된 데이터의 변화량을 분석하여 송수신 컨트롤러(220)로 재전송 요청 신호를 출력한다. 한편, 수신 버퍼(250)는 메모리(미도시)에 음성, 비디오 데이터 등과 같은 수신되는 실시간 데이터를 저장하기 전에 실시간 데이터를 일시 저장하는 역할을 수행한다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 전송장치 간에 송수신 되는 데이터 패킷에 대해 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전송장치 간에 송수신되는 데이터 패킷의 일예를 설명하기 위한 개략적인 구조도를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 마스터(100)의 송수신 컨트롤러(140)는 송신 데이터 생성부(130)로부터 입력되는 송신 데이터와 제어정보를 수신하여, 송신 데이터는 실시간 데이터 필드에 기록하고, 에러 검출 및 복원을 위한 정보와 현재 동작 채널이 설정 채널인지 테스트 채널인지에 대한 정보, 새로운 설정 채널 또는 테스트 채널선택을 위한 seed 정보 등을 포함하는 제어정보를 제어정보 필드에 기록한다. 그리고 마스터(100)와 슬레이브(200) 간의 패킷 수신을 동기화하기 위한 정보를 싱크 필드에 기록하여 포워드 패킷을 생성하고 RF송수신부(150)로 출력한다.

한편, 슬레이브(200)의 송수신 컨트롤러(220)는 수신 버퍼 컨트롤러(240)의 분석에 따라 수신 데이터 처리부(230)에서 생성된 백워드 패킷의 에러 복원 및 검출을 위한 제어정보에 재전송 요청 정보 또는 포워드 패킷에 포함된 데이터가 정상적으로 수신되었다는 정보 등을 추가하여 제어정보 필드에 기록하되, 수신된 포워드 패킷의 싱크 필드에 기록된 동기화 정보와 동일한 정보를 싱크 필드에 기록하여 백워드 패킷을 생성한 후 RF송수신부(150)로 출력한다.

이하, 도 3 을 참조하여 상술한 바와 같은 구성을 갖는 전송장치에 적용되는 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법을 개략적으로 보인 흐름도를 도시한 것이다.

상술한 바와 같이 마스터(100)의 송수신 컨트롤러(140)는, 실시간 데이터를 송수신하기 위한 슬레이브(200)와의 전체 가용 주파수 N개 중에서 초기 연결 시도 에 사용할 S개의 주파수를 제외한 나머지 주파수로 다수의 채널 인덱스를 포함하는 주파수 인덱스 그룹을 생성한다. 아울러, 생성된 인덱스 그룹 각각에 대응되는 주파수 그룹을 생성하고(S10), 마스터(100)의 아이디를 이용하여 설정 채널을 설정하고 실시간 데이터의 전송을 시작한다(S12).

보다 구체적으로, 송수신 컨트롤러(140)는 슬레이브(200)와의 전체 가용 주파수 N개 중에서 초기 연결에 사용할 S개의 주파수를 제외한 나머지 주파수로 n개의 주파수 인덱스 그룹을,

주파수 인덱스 그룹 1: {i1_1, i1_2, ....., i1_m}

주파수 인덱스 그룹 2: {i2_1, i2_2, ....., i2_m}

：

주파수 인덱스 그룹 n: {in_1, in_2, ....., in_m}

m은 ( (N-s)/n )

과 같이 적어도 하나 이상의 주파수 인덱스 그룹을 생성한다. 아울러, 각 주파수 인덱스 그룹과 각 주파수 인덱스 그룹에 포함된 다수의 채널 인덱스에 각각 대응되는 주파수를,

주파수 그룹 1: f1_x = F1(i1_x), x=1~m

주파수 그룹 2: f2_x = F2(i2_x), x=1~m

：

주파수 그룹 n: fn_x = Fn(in_x), x=1~m

와 같이 생성한다. 따라서, 예컨대 마스터(100)의 아이디에 따라 송수신 컨 트롤러(140)에 의해 선택되는 주파수 인덱스 그룹이 그룹 1이라면, 설정 채널 인덱스는 i1_1, i2_1, ...., in_1 중 어느 하나가 되며, 실제 설정 채널에 이용되는 주파수는 주파수 그룹 1의 F1(i1_1, i1_1, ...., i1_m) 중 어느 하나가 된다.

이때, 송수신 컨트롤러(140)는 선택된 주파수 인덱스 그룹 내에 포함된 다수의 채널 인덱스 중 어느 하나를 랜덤하게 선택하기 위한 seed 값을 슬레이브(200)로 전송함으로써, 마스터(100)와 슬레이브(200)는 동일한 주파수 그룹 내에서 랜덤하게 채널 변경을 수행할 수 있다.

송수신 컨트롤러(140)는 설정 채널로 실시간 데이터를 전송하면서 채널 간섭이 존재하는지의 여부를 판단하게 되는데, 이는 슬레이브(200)로부터 전송되는 백워드 패킷에 포함된 제어정보를 분석하여 재전송 요청이 없을 경우 채널 간섭이 존재하지 않은 것으로 판단하고, 재전송 요청이 있을 경우에는 설정 채널에 채널 간섭이 존재하는 것으로 판단한다(S14). 만약, 슬레이브(200)로부터 전송되는 백워드 패킷에 포함된 제어정보에 재전송 요청이 있으면, 송수신 컨트롤러(140)는 송신 버퍼 컨트롤러(110)에 의해 분석된 송신 버퍼(120)에 일시 저장되는 데이터의 변화량을 참조하여 설정 채널에 존재하는 채널 간섭의 형태가 간헐적인 채널 간섭인지 또는 지속적인 채널 간섭인지를 판단한다(S16).

참고적으로, 간헐적인 채널 간섭은 실시간 데이터를 전송하는 주파수에 간헐적으로 채널 간섭이 발생하여 에러가 발생한 데이터를 복원할 수 있는 채널 간섭을 의미하여, 지속적인 채널 간섭은 실시간 데이터를 전송하는 주파수에 지속적으로 채널 간섭이 발생하여 에러가 발생한 데이터를 더 이상 복구할 없을 정도의 채널 간섭을 의미한다.

일반적으로, 송신 버퍼(120)는 전송 채널의 상태가 좋다면 실시간으로 입력되는 데이터를 일시 저장하였다가 슬레이브(200)로부터 송신 데이터가 정상적으로 수신되었다는 백워드 패킷을 수신하면, 전송한 데이터를 바로 삭제하게 되며 전송 채널의 상태가 지속적으로 좋지 않으면 실시간으로 입력되는 데이터가 계속 누적된다. 따라서, 송수신 컨트롤러(140)는 슬레이브(200)로부터 재전송 요청이 있으면 송신 버퍼(120)에 일시 저장되는 데이터의 변화량을 참조하여, 송신 버퍼(120)에 임계값 이상의 실시간 데이터가 누적되어 있다면 지속적인 채널 간섭이 존재하는 것으로 판단한다.

이후, 송수신 컨트롤러(140)는 설정 채널에 지속적인 채널 간섭이 아닌 간헐적인 채널 간섭이 존재하는 것으로 판단되면, 이전 패킷에 전송한 실시간 데이터를 재전송하라는 명령을 송신 버퍼 컨트롤러(110)로 전송하게 되고, 송신 버퍼 컨트롤러(110)와 송신 데이터 생성부(130)에 의해 전송되는 실시간 데이터와 제어정보를 다시 패킷화하여 재전송한다(S18). 그러나 송수신 컨트롤러(140)는 송신 버퍼(120)에 일시 저장되는 데이터의 변화량을 참조하여 설정 채널에 지속적인 채널 간섭이 존재하는 것으로 판단되면, 선택된 주파수 인덱스 그룹 내에서 마스터(100)와 슬레이브(200) 간에 공유된 seed 값을 이용하여 랜덤하게 새로운 채널 인덱스를 추출하고, 이에 대응되는 주파수를 새로운 설정 채널로 변경하여 실시간 데이터를 전송한다(S20).

즉, 송수신 컨트롤러(140)는 설정 채널로 실시간 데이터를 전송하면서 설정 채널의 채널 간섭 여부를 판단하여 채널 간섭이 존재하는 것으로 판단되면, 채널 간섭의 형태를 판단하여 간헐적인 채널 간섭이면 에러가 발생한 데이터를 재전송한다. 그러나 지속적인 채널 간섭이면 설정 채널을 즉시 변경하게 된다.

한편, 송수신 컨트롤러(140)는 설정 채널에 채널 간섭이 없는 것으로 판단되면, 설정된 테스트 시간인가를 판단하여(S22), 만약 설정된 테스트 시간이라면 테스트 채널을 설정하고 테스트 채널의 상태를 분석한다(S24). 즉, 송수신 컨트롤러(140)는 선택된 주파수 인덱스 그룹에 포함된 다수의 채널 인덱스 중 설정 채널에 대응되는 채널 인덱스를 제외한 나머지 채널 인덱스에 대응하는 각 주파수를 테스트 채널로 설정한 후 분석한다. 이때, 상술한 바와 같이 송수신 컨트롤러(140)는 설정된 테스트 시간 이전에 테스트 채널 선택을 위한 seed 정보 등을 포함하는 제어정보를 전송함으로써, 슬레이브(200)의 송수신 컨트롤러(220)와 동시에 테스트 채널로 이동하여 전송 상태를 분석할 수 있다.

보다 구체적으로, 마스터(100)의 송수신 컨트롤러(140)와 슬레이브(200)의 송수신 컨트롤러(220)는 설정 채널로 데이터를 전송하면서 설정된 테스트 시간이 되면 동시에 테스트 채널로 이동하여 전송 상태를 분석한다. 이때 테스트 채널은 다수의 테스트 채널 중 랜덤하게 선택된 어느 하나의 테스트 채널부터 전송 상태를 분석한다. 송수신 컨트롤러(140)는 송신 버퍼 컨트롤러(110)로 채널 테스트 요청을 하고, 송신 버퍼 컨트롤러(110)에서는 소정의 테스트 데이터를 송신 데이터 생성부(130)로 전송하며, 송신 데이터 생성부(130)에서는 소정의 테스트 데이터와 현재 데이터는 테스트 데이터라는 정보와 에러 복원 및 검출을 위한 정보를 포함하는 제 어정보를 생성한 후 송수신 컨트롤러(140)로 전송한다.

송수신 컨트롤러(140)는 송신 데이터 생성부(130)로부터 전송되는 소정의 테스트 데이터는 실시간 데이터 필드에 기록하고, 현재 데이터는 테스트 데이터라는 제어정보와 테스트하고자하는 주파수에 대응되는 채널 인덱스를 제어정보에 기록하여 포워드 패킷을 생성한 후 RF송수신부(150)로 출력한다. 이후, RF송수신부(150)에서는 포워드 패킷을 RF신호로 변조하여 슬레이브(200)로 전송하고, 송수신 컨트롤러(140)는 슬레이브(200)로부터 수신되는 백워드 패킷에 포함된 제어정보를 참조하여 테스트 채널의 상태를 분석한다.

송수신 컨트롤러(140)는 랜덤하게 선택된 테스트 채널의 전송 상태 분석이 끝나면 바로 설정 채널과 전송 상태를 비교(S246)하여, 설정 채널보다 전송 상태가 좋은가를 판단한다. 만약, 설정 채널보다 랜덤하게 선택된 테스트 채널의 전송 상태가 더 좋다고 판단되면, 현재 설정 채널로 전송중인 포워드 패킷의 제어정보를 이용하여 설정 시간 후(즉 채널을 변경해야 할 시간)에 변경될 테스트 채널에 대응하는 채널 인덱스를 제어정보에 포함시켜 포워드 패킷을 생성하고, 슬레이브(200)로 전송한다.

그러나 송수신 컨트롤러(140)는 랜덤하게 선택된 테스트 채널의 전송 상태가 설정 채널보다 나쁘다고 판단되면, 설정된 테스트 시간 동안 상기 테스트 채널을 제외한 다른 테스트 채널을 랜덤하게 선택하여 상술한 바와 같은 과정을 통해 테스트 채널의 상태를 분석하고 설정 채널과 비교한다. 보다 구체적으로 송수신 컨트롤러(140)는, 랜덤하게 선택된 테스트 채널의 전송 상태가 설정 채널보다 나쁘다고 판단되면, 설정된 테스트 시간 동안 상기 테스트 채널을 제외한 다수의 테스트 채널 중 어느 하나를 다시 랜덤하게 선택하여 전송 상태를 분석하고 설정 채널과 비교한다.

아울러, 송수신 컨트롤러(140)는 만약 설정된 테스트 시간 동안 설정 채널보다 전송 상태가 좋은 테스트 채널이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 분석된 다수의 테스트 채널 중 미리 설정된 어느 하나의 테스트 채널을 설정 시간 후에 새로운 설정 채널로 변경한다.

송수신 컨트롤러(140)는 설정 시간 후에 변경할 테스트 채널이 결정되면, 상술한 바와 같이 설정 채널의 제어정보를 이용하여 슬레이브(200)로 설정 시간 후에 전송될 채널을 알려주고, 설정 시간이 지났는가를 판별하여(S28) 만약 설정 시간이 지나지 않았다면 현재의 설정 채널로 계속하여 실시간 데이터를 전송하면서, 설정 시간이 지나면 상기 결정된 테스트 채널을 새로운 설정 채널로 변경하고 실시간 데이터를 전송한다(S30).

이후, 송수신 컨트롤러(140)는 송신 버퍼 컨트롤러(110)에 의해 분석되는 송신 버퍼(120)의 데이터의 변화량을 참조하여 실시간 데이터의 전송이 완료되었는가를 판단하여(S32), 전송이 완료되지 않았다면 데이터 전송이 완료될 때까지 상술한 바와 같은 과정을 반복 수행한다.

따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법은, 실시간 데이터 전송 시 테스트 채널과의 비교를 통해 설정 시간 후에 상태가 좋은 채널을 획득하고, 데이터 전송중에 발생하는 간섭에 대비해 간섭이 발생하기 전에 미리 다른 채널로 변경하여 데이터 전송을 계속해서 유지하면서 실시간 데이터를 전송함으로써, 데이터의 손실을 최소화할 수 있는 장점을 갖는다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

실시간 데이터를 송수신하는 전송장치에 적용되는 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법에 있어서,

전송 가능한 모든 채널을 인덱스화하여 다수의 채널 인덱스를 포함하는 적어도 하나 이상의 주파수 인덱스 그룹과 상기 주파수 인덱스 그룹 각각에 대응하는 적어도 하나 이상의 주파수 그룹을 생성하는 제1 단계와;

상기 전송장치의 아이디를 이용하여 상기 적어도 하나 이상의 주파수 인덱스 그룹 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 주파수 인덱스 그룹에서 랜덤하게 하나의 채널 인덱스에 대응되는 주파수를 설정 채널로 설정하여 실시간 데이터를 전송하는 제2 단계와;

상기 설정 채널의 채널 간섭 여부를 판단하여 채널 간섭이 존재하는 것으로 판단되면, 채널 간섭 형태에 따라 에러가 발생한 데이터를 재전송하거나 상기 선택된 주파수 인덱스 그룹 내의 다른 채널 인덱스에 대응되는 주파수를 새로운 설정 채널로 변경하여 실시간 데이터를 전송하는 제3 단계와;

상기 설정 채널의 채널 인덱스를 제외한 다수의 채널 인덱스에 대응하는 각 주파수를 테스트 채널로 설정한 후 분석하고, 그 분석 결과를 적용하여 설정 시간 후에 상기 설정 채널을 변경하는 제4 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 단계는:

실시간 데이터를 송수신하기 위한 전체 가용 주파수 중에서 초기 연결 시도에 사용할 적어도 하나 이상의 주파수를 제외한 나머지 주파수로 주파수 인덱스 그룹을 생성하는 것을 특징으로 하는 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제3 단계는:

상기 전송장치 중 슬레이브로 작동하는 전송장치로부터 전송되는 패킷에 포함된 제어정보를 분석하여 재전송 요청이 없을 경우 채널 간섭이 존재하지 않는 것으로 판단하고, 재전송 요청이 있을 경우 채널 간섭이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제3 단계는:

송수신 되는 실시간 데이터가 일시 저장되는 송수신 버퍼의 데이터 변화량을 분석하여 간헐적인 채널 간섭과 지속적인 채널 간섭으로 구분된 채널 간섭 형태를 판단하며, 지속적인 채널 간섭이 존재하는 것으로 판단되면 상기 선택된 주파수 인덱스 그룹 내에서 상기 설정 채널에 대응되는 채널 인덱스를 제외한 다수의 채널 인덱스에 각각 대응되는 주파수들 중 어느 하나를 랜덤하게 선택하여, 새로운 설정 채널로 변경하고 실시간 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 주파수 호핑 방식 을 이용한 실시간 데이터 전송 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제4 단계는:

설정된 테스트 시간 동안 테스트 가능한 다수의 테스트 채널을 랜덤하게 선택하여 전송 상태를 분석하고 상기 설정 채널과 비교하여, 상기 설정 채널보다 전송 상태가 좋은 테스트 채널이 존재하는 것으로 판단되면 설정 시간 후에 상기 설정 채널을 변경하는 것을 특징으로 하는 주파수 호핑 방식을 이용한 실시간 데이터 전송 방법.