KR20070067787A - 채널 이동을 이용한 알에프 통신 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 채널 이동을 이용한 RF 통신 방법에 관한 것으로, 저속 RF 통신에서 통신 과정 중에 통신 채널을 자동으로 변경하여 통신하도록 함으로써 FCC의 규격을 준수하면서도 고출력으로 통신이 가능하도록 하여 통신 가능 거리를 확장시키고, 채널간의 간섭을 감소시킬 수 있는 채널 이동을 이용한 RF 통신 방법에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 제1통신장치와 제2통신 장치간에 RF 통신을 수행하는 RF 통신 방법에 있어서, 복수의 채널을 사용하며 복수의 채널 중 적어도 하나가 기본 채널로 설정된 제1통신장치 및 제2통신장치는 통신 시작 신호에 따라 상호간의 통신을 위한 기본채널을 일치시키고, 일치된 기본채널을 이용하여 제1통신을 수행하고, 이후의 연속적인 통신에서는 복수의 채널을 이동하면서 제2통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

채널 이동을 이용한 알에프 통신 방법{Method of RF communication by channel hopping}

도 1은 종래의 RF 통신 방법을 나타내는 블록도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 RF 통신에 사용되는 패킷의 구조를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RF 통신에서 채널 바인딩 과정을 나타내는 블록도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 채널 이동을 이용한 RF 통신 방법을 나타내는 블록도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RF 통신에서 채널 복구 과정을 나타내는 블록도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 RF 통신에서 채널 바인딩 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 RF 통신에서 베이스 채널 변경 과정을 나타내는 흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

M1 : 모뎀1 M2 : 모뎀2

HEADER : 헤더 필드 NEXT CH : 통신채널 필드

SET ID : 고유번호 필드 DATA : 데이터 필드

본 발명은 채널 이동을 이용한 RF 통신 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저속 RF 통신에서 통신 채널을 자동으로 변경하여 통신하도록 함으로써 통신 출력을 크게하여 채널 간섭을 최소화하고 통신 가능 거리를 연장시킬 수 있는 채널 이동을 이용한 RF 통신 방법에 관한 것이다.

일반적으로 900MHz대의 주파수를 사용하는 9.6kbps 이하의 저속 RF(Radio Frequency) 통신에서는, 출력이 0dBm을 초과하는 경우에 대해서 20초 이내에 한 개의 채널을 0.4초 이상 점유하지 못하도록 규정한 FCC(Federal Communications Commission)의 규격을 만족하기 위해 출력을 0dBm 이하로 하여 하나의 고정 채널을 통해서 통신을 수행한다.

도 1은 종래의 저속 RF 통신 방법을 나타내는 블록도이다.

도시된 바와 같이 종래의 RF 통신에서는 FCC의 규격을 준수하기 위하여 데이터를 전송하는 모뎀(M1)과 전송된 데이터를 수신하고 이에 응답하는 모뎀(M2)간에 하나의 고정 채널(CH_fix)을 사용하여 0dBm 미만의 출력으로 데이터를 송수신한다.

상기와 같은 종래의 저속 RF 통신은 FCC 규격을 준수하면서 하나의 고정 채널을 사용하기 위해 0dBm 미만의 저출력으로 통신을 하기 때문에 통신 가능 거리가 짧아지게 된다. 또한, 하나의 고정 채널을 사용하기 때문에 다른 채널과의 간섭이 심하여 통신 품질이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 저속 RF 통신에서 통신 과정 중에 통신 채널을 자동으로 변경하여 통신하도록 함으로써 FCC의 규격을 준수하면서도 고출력으로 통신이 가능하도록 하여 통신 가능 거리를 확장시키고, 채널간의 간섭을 감소시킬 수 있는 채널 이동을 이용한 RF 통신 방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제1통신장치와 제2통신 장치간에 RF 통신을 수행하는 RF 통신 방법에 있어서, 복수의 채널을 사용하며 상기 복수의 채널 중 적어도 하나가 기본 채널로 설정된 제1통신장치 및 제2통신장치는 통신 시작 신호에 따라 상호간의 통신을 위한 기본채널을 일치시키고, 일치된 기본채널을 이용하여 제1통신을 수행하고, 이후의 연속적인 통신에서는 복수의 채널을 이동하면서 제2통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수개의 채널을 이동하는 것은 상기 제1통신장치가 다음에 사용할 통신 채널 정보를 메시지에 포함시켜서 전송하고, 상기 제2통신장치는 상기 제1통신장치로부터 전송된 상기 메시지를 수신하고 이에 대한 응답을 전송한 후, 상기 메시지에 포함된 다음 채널로 채널을 변경하고, 상기 제1통신장치는 상기 제2통신장치로부터 응답을 수신한 후 다음 채널로 채널을 변경하고, 다음 통신시에 상기 다음 채널을 이용하여 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기본채널의 일치는 상기 제1통신장치가 복수개의 기본채널을 순차적으로 이용하여 기본채널 일치 메시지를 상기 제2통신장치에 전송하고, 상기 제2통신장치로부터 기본채널 일치 메시지에 대한 응답이 수신되면, 상기 제2통신장치가 응답을 전송하는데 사용한 채널을 기본채널로 일치시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1통신 및 제2통신은 0dBm 이상의 고출력을 사용하여 통신하고, 소정시간을 초과하지 않도록 채널을 이동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기본채널의 변경은 상기 제1통신장치가 기본채널 변경 메시지를 상기 제2통신장치에 전송하고, 상기 제2통신장치로부터 기본채널 변경 메시지에 대한 응답이 수신되면 상기 제1통신장치는 기본채널을 변경하고, 상기 제2통신장치로부터 기본채널 변경 메시지에 대한 응답이 수신되지 않으면, 상기 제1통신장치는 기본채널 변경 메시지를 소정회수 만큼 재전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 통신 과정에서 상기 제1통신장치와 상기 제2통신장치간에 통신 채널이 일치되지 않으면, 상기 제1통신장치는 이전의 통신 채널을 이용하여 재전송을 시도하고, 상기 제2통신장치로부터 응답이 없으면 기본채널로 통신 채널을 변경하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 통신 과정에서 상기 제2통신장치는 일정 시간 동안 상기 제1통신채널로부터 메시지가 전송되지 않으면 상기 기본채널로 통신 채널을 변경하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 RF 통신에 사용되는 패킷의 구조를 나타내는 것으로서, 도시된 바와 같이 헤더 필드(HEADER), 통신채널 필드(NEXT CH), 고유번호 필드(SET ID) 및 데이터 필드(DATA)로 구성된다.

헤더 필드(HEADER)는 송신 모뎀과 수신 모뎀간에 전송 동기를 맞추기 위한 정보를 포함하는 필드이고, 통신채널 필드(NEXT CH)는 다음 통신에 사용될 채널 정보를 포함한다. 또한 고유번호 필드(SET ID)는 복수의 모뎀간에 통신 간섭을 방지하기 위해 통신 당사자인 송신 모뎀과 수신 모뎀의 고유 정보를 포함하는 필드이고, 데이터 필드(DATA)는 전송하고자 하는 실질적인 데이터가 포함되는 필드이다.

본 발명의 실시예에서 도 2에 도시된 바와 같은 패킷을 송수신하기 위해서는 모뎀이 초기화된 후 송신 모뎀 및 수신 모뎀간에 서로 고유번호를 통해서 상대방을 지정하고 최초로 통신에 이용하는 베이스 채널을 매칭시키는 바인딩 과정이 필요하다.

베이스 채널은 각 통신 모뎀이 가지는 기본 채널로서, 송신 모뎀과 수신 모뎀은 서로 공유하고 있는 복수개의 채널 중에서 서로간의 약속에 의해서 베이스 채널을 2개 이상 설정한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RF 통신 방법의 채널 바인딩 과정을 나타내는 블록도이다.

도시된 바와 같이 모뎀1(M1)은 첫 번째 베이스 채널(1st Base CH)로 모뎀2 (M2)에 바인딩 메시지를 송신하고 모뎀2(M2)로부터 전송되는 응답을 기다린다. 일정시간이 지난 다음에도 모뎀2(M2)로부터 응답이 없으면 모뎀1(M1)은 채널을 이동하여 두 번째 베이스 채널(1st Base CH)을 이용하여 모뎀2(M1)에 바인딩 메시지를 보낸다. 역시 일정 시간이 지난 후에도 응답이 없으면 다음 채널로 이동하여 상기와 같은 과정을 되풀이 한다.

만약 모뎀1(M1)이 N번째 베이스 채널(Nth Base CH)로 바인딩 메시지를 송신하고 일정 시간 이내에 모뎀2(M2)로부터 이에 대한 응답이 있으면 모뎀1(M1)은 N번째 채널을(Nth Base CH) 베이스 채널로 설정한다.

도 3에 도시한 바와 같은 채널 바인딩 과정이 완료되면 모뎀1(M1)은 설정된 고유번호(SET ID) 및 베이스 채널을 사용하여 모뎀2(M2)와 통신을 시작한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 채널 이동을 이용한 RF 통신 방법을 나타내는 블록도로서, 도시된 바와 같이 모뎀1(M1)이 베이스 채널(Base CH)을 통해 송신 데이터를 보낼 때 패킷의 통신채널 필드(NEXT CH)에 다음 통신에 이용될 채널(A CH) 정보를 포함하여 모뎀2(M2)에 전송한다.

모뎀2(M2)는 전송된 패킷을 수신하면 패킷의 통신채널 필드(NEXT CH)에 포함된 다음 통신 채널(A CH)을 확인하고 모뎀1(M1)에 응답한 후 다음 채널(A CH)로 변경한다. 모뎀1(M1)은 모뎀2(M2)로부터 응답을 받으면 자신의 채널을 다음 채널(A CH)로 변경한다. 이후 모뎀1(M1)은 채널(A CH)을 이용하여 모뎀2(M2)와 통신을 하게되고, 이때에도 다음 통신 채널(B CH) 정보를 패킷에 포함하여 보냄으로써 지속적으로 채널을 변경하면서 통신을 수행할 수 있게 된다.

모뎀1(M1)과 모뎀2(M2)의 통신에 사용되는 채널들은 일반적으로는 정해진 채널 범위 내에서 무작위적으로 선택되며, 통신환경이나 필요에 의해 순차적으로 선택될 수도 있다.

상기와 같은 방법으로 채널을 이동하면서 통신이 진행되는 도중에 모뎀간에 채널이 일치하지 않으면 통신을 유지하기 위해 채널을 복구하는 과정이 필요하게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RF 통신 방법에서 채널 복구 과정을 나타내고 있다.

도시된 바와 같이 모뎀1(M1)은 베이스 채널(Base CH)을 이용하여 모뎀2(M2)와 통신을 시작한 후, 채널을 이동하여 채널(A CH)을 이용하여 통신을 할 때 패킷의 통신채널 필드(NEXT CH)에 다음 통신에 이용될 채널(B CH) 정보를 포함하여 모뎀2(M2)에 전송한 후 모뎀2(M2)로부터 응답을 받는다.

이후, 모뎀1(M1)은 채널(B CH)로 이동하여 패킷을 전송한 후 모뎀2(M2)로부터 응답을 기다린다. 그리고 일정시간(예를 들면 600ms)이 지나도 모뎀2(M2)로부터 응답이 없으면 모뎀1(M1)은 동일 채널(B CH)을 이용하여 다시 한 번 재전송을 시도하고 일정시간 동안 모뎀2(M2)로부터 응답을 기다린 후 응답이 없으면 채널을 잃어버린 것으로 간주하고 베이스 채널(Base CH)로 채널을 변경한 후 패킷을 전송한다.

베이스 채널을 이용하여 패킷을 전송한 경우에도 일정 시간 이내에 응답이 없으면 모뎀1(M1)은 다시 한 번 베이스 채널(Base CH)로 재전송을 시도하고, 모뎀2(M2)로부터 응답을 받은 후 도 4에 도시한 바와 같이 채널을 이동하면서 통신을 수행한다.

그리고 모뎀2(M2)는 모뎀1(M1)로부터 일정시간동안 패킷이 전송되지 않으면 자동으로 베이스 채널로 돌아가서 모뎀1(M1)에서 전송되는 패킷을 기다린다.

도 6은 도 3에 도시한 채널 바인딩 과정의 순서를 나타내는 흐름도이다.

모뎀의 초기화 과정이 완료되면, 모뎀1은 설정된 복수개의 베이스 채널 중에서 첫번째 베이스 채널을 사용하여 통신하고자 하는 모뎀(예를 들면 모뎀2)의 고유번호 정보를 패킷에 포함시켜서 바인딩 메시지를 송신한다(단계 S10). 그리고 일정시간(예를 들면 600ms) 동안 모뎀2로부터 응답을 기다린 후(단계 S20), 응답이 수신되었는지를 확인한다(단계 S30).

단계 S30에서 확인 결과, 응답이 수신되지 않은 것으로 판단되면, 자신에게 설정된 베이스 채널이 모두 사용되었는지를 판단하여(단계 S40), 모든 베이스 채널을 이용하여 바인딩 과정이 수행된 것으로 판단되면 장치에 이상이 있는 것으로 판단하고 전원을 차단한다(단계 S50).

단계 S50에서 판단 결과, 바인딩 과정에 설정된 베이스 채널이 모두 사용되지 않았다면 다음 베이스 채널로 변경하고(단계 S60) 단계 S10으로 리턴한다.

예를 들어, 모뎀1이 복수개의 통신 채널 중에서 5개의 베이스 채널을 가지고 있다면, 설정된 베이스 채널을 하나씩 이용하여 모뎀2와 바인딩을 시도하고, 5개의 베이스 채널을 모두 이용하여 바인딩을 시도한 후에도 바인딩에 실패하면 장치에 이상이 있는 것으로 판단한다.

단계 S30에서 응답을 확인하여 확인 결과, 응답이 수신된 것으로 판단되면 수신신호강도(RSSI: Receiver Signal Strength Indicator)가 기준값 이상인가를 판단하고(단계 S70), 수신된 전력이 기준값 이상일 경우는 수신된 응답에 포함된 바인딩 정보를 EEPROM과 같은 메모리에 저장한다(단계 S80). 수신신호강도가 기준값 이하인 것으로 판단되면 정상적인 신호가 아님을 의미하므로 단계 S20으로 리턴하여 모뎀2로부터 응답을 기다리게 된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 RF 통신 방법에서 베이스 채널 변경 과정을 나타내는 흐름도이다.

모뎀1은 변경하고자 하는 베이스 채널 정보와 베이스 채널 변경 요청 정보를 패킷에 포함시켜 모뎀2에 전송하고(단계 S100), 일정시간 동안 모뎀2로부터 응답을 기다린 후(단계 S110), 응답이 수신되었는지를 확인한다(단계 S120).

단계 S120에서 확인 결과, 응답이 수신되지 않은 것으로 판단되면, 카운트 값을 1만큼 증가시키고(단계 S130), 카운트 값이 4이상인지를 판단하여(단계 S140), 카운트 값이 4를 초과한 것으로 판단되면, 장치에 이상이 있는 것으로 판단하여 전원을 차단한다(단계 S150). 그리고 단계 S140에서 판단 결과 카운트 값이 4를 초과하지 않은 것으로 판단되면 단계 S100으로 리턴한다.

즉, 본 발명에서는 베이스 채널의 변경을 수행하는 과정에서 변경에 실패할 경우, 최대 4번까지 재시도를 하도록 설정하고 있다. 그리고 카운트는 재시도 회수를 계수하기 위한 것으로서 도시하지는 않았지만 베이스 채널의 변경을 시작하기 전에 0으로 리셋된다.

단계 S120에서 응답 수신 여부를 확인 결과, 응답이 수신된 것으로 판단되면 수신신호강도(RSSI: Receiver Signal Strength Indicator)가 기준값 이상인가를 판단하고(단계 S160), 수신된 전력이 기준값 이상일 경우는 변경할 베이스 채널을 EEPROM과 같은 메모리에 저장한다(단계 S170). 그리고, 수신신호강도가 기준값 이하인 것으로 판단되면 정상적인 신호가 아님을 의미하므로 단계 S110으로 리턴하여 모뎀2로부터 응답을 기다리게 된다.

상기와 같은 본 발명의 모든 실시예에서는 송신 출력을 10dBm으로 하고 있으며, 하나의 통신 채널을 이용한 통신시간을 0.4초 이내로 제한하기 때문에 송신 출력을 높게 사용하면서도 FCC의 규격을 만족할 수 있다.

본 발명에서는 통신 과정 중에 통신 채널을 자동으로 변경하여 통신하도록 함으로써 0 dBm 이상의 고출력으로 통신이 가능하게 되어, 통신 가능 거리를 확장시키고, 복수개의 통신 채널을 사용함으로써 채널간의 간섭을 감소시킬 수 있다. 또한, 채널 복구 과정을 통해 통신 품질을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 제1통신장치와 제2통신 장치간에 RF 통신을 수행하는 RF 통신 방법에 있어서,

   복수의 채널을 사용하며 상기 복수의 채널 중 적어도 하나가 기본 채널로 설정된 제1통신장치 및 제2통신장치는 통신 시작 신호에 따라 상호간의 통신을 위한 기본채널을 일치시키고, 일치된 기본채널을 이용하여 제1통신을 수행하고,

   이후의 연속적인 통신에서는 복수의 채널을 이동하면서 제2통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 채널 이동을 이용한 RF 통신 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 복수개의 채널을 이동하는 것은 상기 제1통신장치가 다음에 사용할 통신 채널 정보를 메시지에 포함시켜서 전송하고,

   상기 제2통신장치는 상기 제1통신장치로부터 전송된 상기 메시지를 수신하고 이에 대한 응답을 전송한 후, 상기 메시지에 포함된 다음 채널로 채널을 변경하고,

   상기 제1통신장치는 상기 제2통신장치로부터 응답을 수신한 후 다음 채널로 채널을 변경하고,

   다음 통신시에 상기 다음 채널을 이용하여 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 채널 이동을 이용한 RF 통신 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 기본채널의 일치는 상기 제1통신장치가 복수개의 기본채널을 순차적으로 이용하여 기본채널 일치 메시지를 상기 제2통신장치에 전송하고,

   상기 제2통신장치로부터 기본채널 일치 메시지에 대한 응답이 수신되면, 상기 제2통신장치가 응답을 전송하는데 사용한 채널을 기본채널로 일치시키는 것을 특징으로 하는 채널 이동을 이용한 RF 통신 방법.
4. 제1항에 있어서

   상기 제1통신 및 제2통신은 0dBm 이상의 고출력을 사용하여 통신하고, 소정시간을 초과하지 않도록 채널을 이동하는 것을 특징으로 하는 채널 이동을 이용한 RF 통신 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 기본채널의 변경은 상기 제1통신장치가 기본채널 변경 메시지를 상기 제2통신장치에 전송하고,

   상기 제2통신장치로부터 기본채널 변경 메시지에 대한 응답이 수신되면 상기 제1통신장치는 기본채널을 변경하고,

   상기 제2통신장치로부터 기본채널 변경 메시지에 대한 응답이 수신되지 않으면, 상기 제1통신장치는 기본채널 변경 메시지를 소정회수 만큼 재전송하는 것을 특징으로 하는 채널 이동을 이용한 RF 통신 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 통신 과정에서 상기 제1통신장치와 상기 제2통신장치간에 통신 채널이 일치되지 않으면,

   상기 제1통신장치는 이전의 통신 채널을 이용하여 재전송을 시도하고,

   상기 제2통신장치로부터 응답이 없으면 기본채널로 통신 채널을 변경하는 것을 특징으로 하는 채널 이동을 이용한 RF 통신 방법.
7. 제7항에 있어서,

   상기 통신 과정에서 상기 제2통신장치는 일정 시간 동안 상기 제1통신채널로부터 메시지가 전송되지 않으면 상기 기본채널로 통신 채널을 변경하는 것을 특징으로 하는 채널 이동을 이용한 RF 통신 방법.

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