KR20070117697A - 도어 적용을 위한 일반적인 무선 전송 네트워크 - Google Patents

도어 적용을 위한 일반적인 무선 전송 네트워크 Download PDF

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KR20070117697A
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토브젠 페드만
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Abstract

무선 전송 네트워크로서, 하나 또는 그 이상의 고속 도어; 각각 독특한 식별자를 갖는 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기; 및 각각 독특한 식별자를 갖는 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기;를 포함하며, 이동식 송수신기가 고정식 송수신기의 소정 거리 내로 접근하고 상기 고정식 송수신기의 상기 독특한 식별자가 상기 이동식 송수신기의 상기 독특한 식별자를 검증하는 경우에, 고속 도어가 개방되도록 기동하는 무선 전송 네트워크가 개시되어 있다.
무선 전송 네트워크, 도어, 고정식 무선 송수신기, 이동식 무선 송수신기, 식별자,

Description

도어 적용을 위한 일반적인 무선 전송 네트워크{Generic radio transmission network for door applications}
본 발명은 도어 분야에서 사용되는 무선 유닛 혹은 무선 송수신기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 도어의 신속한 개폐를 용이하게 수행하도록 기동하는 다수의 고정식 무선 송수신기와 이동식 무선 송수신기를 포함한다.
산업용 건물에서 도어들을 신속하게 움직여야할 필요성이 증가하고 있다. 이것은 외부 벽들뿐만 아니라 실내 출구들에도 적용되는데, 여기에서 하나 또는 그 이상의 도어들은 각기 다른 활동들 사이에서 차폐를 제공하고 외풍과 열손실을 방지한다.
현재, 유연한 도어 문짝을 갖는 롤링 도어들이 이러한 목적을 위해서 사용되는데, 중합체나 금속재질의 얇은 판을 구비한 얇은 도어들과 같은 보다 강한 구성들이 사용된다. 이 도어들은 머리 위에 위치하는 드라이브 실린더 상에서 걷어 올려지며, 중량 균형장치, 인장장치, 창 또는 그와 유사한 것들과 같은 추가적인 요소를 구비할 수 있다. 안전을 위해서, 롤링 도어들은 안전한 테두리 보호, 비상 안 전장치 가동중단 방지장치 등을 구비할 수 있다. 상기한 내용을 통해서 알 수 있는 바와 같이, 걷어올릴 수 있는 도어들(rollup doors)은 각기 다른 스타일과 재료에 있어서 유용하다.
공지된 바와 같이, 원격제어 도어 개방장치들이 유용한데, 이들은 차고 문을 원격으로 개폐하기 위해서 차고 문과 연관된 수신기에 의해서 수신되는 신호를 송신하기 위한 송신기를 포함한다. 그러나, 이러한 장치들의 대부분은 간단한 신호 송신기/수신기 구성을 포함한다.
다수의 도어들을 원격으로 제어하고 접근할 수 있도록 하기 위한 공지된 장치중 하나가 Chang이 출원하여 공개된 미합중국 특허공개 제 2002/0130788 호에 개시되어 있다. 상기 미합중국 특허공개 제 2002/0130788 호에 개시된 장치는 원격으로 제어되는 도어 록 장치이다. 원격 제어기는 도어 록에 의해서 송신된 확인 신호를 수신하기 위한 수신기 회로를 구비한다.
도어들을 원격으로 제어하기 위한 다른 장치가 Nolan 등에게 허여된 미합중국 특허 제 6,072,404 호에 개시되어 있다. 미합중국 특허 제 6,072,404 호의 장치는 유니버설 차문 개방기이다. 도어 개방기는 종래의 도어 개방기 신호에 반응하는 수신기 회로를 포함하고, 따라서 원격 제어기는 추후 사용을 위한 전송신호를 재 생성할 수 있다.
다른 장치가 Rodenbeck에게 허여된 미합중국 특허 제 6,720,861 호에 개시되어 있다. 미합중국 특허 제 6,720,861 호에 개시된 장치는 특정한 도어에 대하여 특정한 사용자의 접근을 허가하거나 금지하는 무선 보안 제어장치를 제공한다. 사 용자가 지니고 있는 "토큰(token)"(즉, 스마트 카드, 자기 스트립, 생물측정 등)은 중앙 컨트롤러에 정보를 제공하고 이는 다시 개방될 특정 도어에 대한 통과 정보를 발생시킨다.
또 다른 장치가 Lopez에게 허여된 미합중국 특허 제 5,721,550 호에 개시되어 있다. 미합중국 특허 제 5,721,550 호에 개시된 장치는 차량 내에서 자동차 엔진과 활성 부속품들을 기동하기 위한 2개의 채널 원격제어장치에 관한 것이다. 작동자가 손에 잡는 원격 수신기는 차량 장치의 상태를 작동자에게 알려준다.
또 다른 장치가 Helgeson에게 허여된 미합중국 특허 제 6,727,816 호에 개시되어 있다. 미합중국 특허 제 6,727,816 호에 개시된 장치는 주 송수신기와 통신하는 조정 가능한 전송 파워를 갖는 다중의 원격 송수신기들을 구비한 빌딩 제어장치에 관한 것이다.
또 다른 장치가 Todd에게 허여된 미합중국 특허 제 5,465,081 호에 개시되어 있다. 미합중국 특허 제 5,465,081 호에 개시된 장치는 다중의 고정 위치 저전력 송수신기들을 구비하는데, 이들은 서로 통신하고 제어 송수신기와 릴레이 통신한다.
또 다른 장치가 Hoult 등에게 허여된 미합중국 특허 제 5,323,149 호에 개시되어 있다. 미합중국 특허 제 5,323,149 호에 개시된 장치는 다수의 원격 송수신기들과 빌딩 접근 제어를 위한 주 송수신기를 사용하는 주/보조 장치를 제공한다.
또 다른 장치가 Furuta 등에게 허여된 미합중국 특허 제 6,218,929 호에 개시되어 있다. 미합중국 특허 제 6,218,929 호에 개시된 장치는 차량을 위한 키가 없는 원격의 입력장치에 관한 것이다. 원격 유닛은 차량 제어 유닛으로부터 수신된 특정 신호를 복조하고 복조된 신호를 제어 유닛으로 송신한다.
또 다른 장치가 Murakami 등에게 허여된 미합중국 특허 제 6,281,599 호에 개시되어 있다. 미합중국 특허 제 6,281,599 호에 개시된 장치는 차량을 위한 원격 제어 입력장치이다. 차량에 장착된 제어유닛은 핸드 헬드(hand-held) 원격조종기로 ID 요구를 송신하며, 핸드 헬드 원격조종기는 ID 응답을 송신한다.
그러나, 관련된 기술분야의 장치들 중 대부분은 송신기/수신기 구성을 포함한다. 이 구성은 복잡하고 부피가 많이 나가고 고가이며 송신기 반복작동으로 인하여 과도한 양의 배터리 전력을 소비하게 된다.
상기한 이유로 인하여, 도어를 신속하고 효과적으로 개폐하기 위하여 구내 정보 통신망(LAN) 환경에서 송수신기 구성을 이용하기 위한 장치 및 방법의 개발 필요성이 대두하였다. 또한, 현존 원격 제어장치의 비용을 줄이고 그러한 원격 제어장치들과 연관된 하드웨어를 줄이는 장치의 개발 필요성이 대두하였다.
본 발명의 목적은 도어들을 신속하게 개폐하도록 도어 유닛으로부터의 발생한 명령의 수신사실 확인을 수신하기 위하여 통상적인 송수신기를 갖는 도어 개폐장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 케이블들을 제거하는 배터리 전력 도어 개방 송수신기 유닛을 제공하고, 배선을 제거하기 위해서 무선 제어장치를 제공하고, 배선의 필요성을 제거하는 도어 대 도어 무선 통신을 제공하고, 네트워크를 경유하여 디스플레이로 도어 유닛 릴레이 상태를 제공하고, 주 제어장치나 집중기 통신으로 도어를 제공하기 위해서, 송신기 반복동작을 줄이고 배터리 전력을 절감하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 모든 도어들에 대한 정보를 제공하는 도어 대 도어 네트워크를 제공하고, 서비스 요원들이 도어들 중 하나와의 무선 연결을 통해서 일정 위치에서 모든 도어들로부터 정보를 수집할 수 있는 개인용 컴퓨터(PC) 통신에 도어를 제공하려는 것이다.
본 발명에 따르면, 무선 전송 네트워크는, 하나 또는 그 이상의 고속 도어; 각각 독특한 식별자를 갖는 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기; 및 각각 독특한 식별자를 갖는 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기;를 포함하며, 여기에서 이동식 송수신기가 고정식 송수신기의 소정 거리 내로 접근하고 상기 고정식 송수신기의 상기 독특한 식별자가 상기 이동식 송수신기의 상기 독특한 식별자를 검증하는 경우에, 고속 도어가 개방되도록 트리거된다.
본 발명에 따르면, 무선 전송 네트워크에서, 상기 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어 상에 혹은 그에 인접하게 장착되고, 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기는 무선 배터리 구동식 핸드 헬드(hand-held) 유니트이고 하나 또는 그 이상의 차량에 장착되며, 상기 무선 전송 네트워크는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어 상에서 상태 정보를 수집하기 위한 집중기를 더 포함하고, 상기 무선 전송 네트워크는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어 상에서 상태 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이를 더 포함하며, 상기 상태 정보는 상기 집중기로부터 수신하고, 서비스 대표부는, 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어 상에서 상기 상태 정보를 수집하도록 상기 디스플레이 유닛에 대하여 무선 연결되거나, 또는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어 상에서 상기 상태 정보를 수집하도록 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어들 중 하나에 무선 연결되며; 그리고 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어들 중 다른 도어에 그것의 상태 정보를 무선 전달한다.
본 발명에 따르면, 무선 전송 네트워크에서, 상기 디스플레이 유닛은 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어의 근접 위치 또는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어로부터 떨어진 위치에 놓이며, 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기와 상기 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기는 사용자에게 작동 상태를 나타내도록 발광다이오드(LEDs)를 포함하고, 상기 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기와 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기의 독특한 식별자들은 무선 주파수(RF) 식별자 또는 적외선(IR) 식별자이며, 상기 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기와 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기의 독특한 식별자들은 각각의 송수신기들 상에 혹은 내부에 위치하고, 상기 네트워크는 다수의 대역들에서 작동하며, 상기 다수의 대역들은 6개의 대역로 이루어지고, 이때 하나의 대역는 공통의 짧은 개/폐 통신에 관한 것이고, 하나의 대역는 백업으로서 사용되고, 다른 4개의 대역들은 서비스 대표와의 통신과 같이 특별한 용도를 위하여 준비되며, 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 송수신기들은 간섭효과를 최소화하기 위해서 그들의 신호 감지수준을 각각 조정한다.
본 발명을 특징짓는 신규한 여러 가지 특징들은 본 명세서에 첨부되고 일부를 구성하는 특허청구범위에서 특별하게 지적된다. 본 발명의 보다 양호한 이해를 돕기 위해서, 본 발명의 사용에 의해서 달성되는 작동 상의 장점과 특정 목적들은 첨부도면을 참조하여 설명하는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 통해서 밝혀질 것이다.
그러므로, 본 발명에 의해서, 본 발명의 목적과 장점들이 실현될 것이며, 그 설명은 첨부도면들을 참조하여 이루어질 것이다.
도 1은 고정식 송수신기들이 다수의 도어들 상에 장착된 무선 전송 네트워크의 다이어그램;
도 2는 고정식 송수신기들이 다수의 도어들에 이웃하여 장착된 무선 전송 네트워크의 다이어그램; 그리고
도 3은 이동식 송수신기와 고정식 송수신기 사이에서 전파식별(RFID) 작동을 나타내는 장치를 도시한 도면이다.
본 발명은 송신기/수신기 구성 대신에 송수신기를 사용하여 도어 적용을 위한 무선 전송의 신규 방법에 관한 것이다.
송수신기들
송신기는 일정거리 지점으로 전송하기 위한 전기 신호들을 변환하는 장치이다. 수신기는 전송된 신호 에너지(송신기로부터)를 포획하여 유용한 기능을 위한 에너지로 변환하는 것을 목적으로 하는 장치이다. 통상적으로, 종래의 송신기는 메세지 송신을 여러번 반복하는데 항상 전체 전력으로 이를 수행한다. 송신기는 송신기가 의도된 수신기로부터 메세지가 성공적으로 수신되었다는 확인을 접수할 때까지 여러번 메세지 송신을 반복한다.
송신기/수신기 구성에 비해서, 송수신기는 단일 패키지에서의 송신기/수신기 조합이다. 다시 말해서, 송수신기는 송신기와 수신기의 기능들 모두를 조합한 장치이고, 따라서 출력과 입력 인터페이스를 제공한다. 송수신기는 모든 주파수에서 양방향(two-way) 무선 통신으로 광범위하게 사용된다. 또한, 송수신기는 전체 전력으로 메세지 송신을 여러번 반복하지 않기 때문에, 종래의 송신기를 능가하는 전력과 비용상의 장점을 갖는다.
기간 송수신기는 핸드 헬드 양방향 라디오 및 이동식 양방향 라디오와 같은 무선 통신장치들에 적용된다. 무선 송수신기들에 있어서, 수신기는 송신하는 동안에는 조용하다. 전기 스위치는 송신기와 수신기가 동일한 안테나에 연결될 수 있게 하며, 송신기 출력이 수신기에 손상을 입히지 않게 한다. 이러한 방식은 반양방향 방식(half-duplex mode)이라 일컬어진다.
한편, 본 발명의 송수신기들은 완전 듀플렉스 모드로 작동한다. 완전 듀플렉스 모드로 작동하는 송수신기들은 송신기간 동안에 신호들을 수신할 수 있고 송신기와 수신기가 각기 다른 주파수 대역으로 작동할 수 있도록 요청하여 전송된 신호 가 수신을 간섭하지 않도록 설계된다. 이러한 완전 듀플렉스 모드로 작동하는 송수신기 구성은 본 발명의 두 가지 실시 예들에 따라서 아래에서 설명된다.
제 1 실시 예
본 발명에 따른 무선 전송 네트워크의 제 1 실시 예가 도 1을 참조하여 설명된다. 도 1은 고정식 송수신기들이 다수의 도어들에 장착되는 장치 혹은 무선 전송 네트워크를 나타낸다.
이 실시 예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 건물(2)은 3개의 도어(4,8,12)를 포함한다. 고정식 송수신기들(6,10,14)이 3개 도어들(4,8,12)의 각각에 장착된다. 이동식 송신기(16)가 도어(4)의 근처에 접근하는 경우, 도어(4)는 자동적으로 개방된다.
특히, 지게차(도시되지 않음)를 사용하는 작업자는 핸드 헬드 이동식 송수신기(16)를 휴대하거나, 아니면 이동식 송수신기(16)가 지게차 자체에 장착된다. 일단 이동식 송수신기(16)를 구비한 지게차가 도어(4)로부터 소정의 거리만큼 떨어져서 위치하면, 이동식 송수신기(16)는 도어(4)에 위치한 고정식 송수신기(6)를 기동시킨다. 일단 고정식 송수신기(6)가 기동 신호를 수신하면, 지게차에 있는 작업자가 도어(4)를 통해서 들어갈 수 있도록 하기 위해서 도어(4)가 신속한 속도로 자동적으로 개방된다. 이동식 송수신기(16)의 식별자(26)가 도어(4)를 개방하도록 허용되는 사실을 고정식 송수신기(6)의 식별자(20)가 입증하면, 기동이 활성화된다. 이 장치는 물품을 신속하고 효과적으로 이동시키도록 동일한 공장의 각기 다른 건물에서 각기 다른 도어들을 통해 일정하게 이동할 수 있게 한다.
고정식 송수신기와 이동식 송수신기 사이의 소정 거리는 고객의 요청이 있을 때 제작자에 의해서 설정될 수 있는 값이다. 그러나, 소정 거리는 운반중에 고객에 의해서 설정된 값이 될 수도 있다. 소정 거리는 고객에 의해서 직접적으로 혹은 제조자에 의해서 원격으로 소정 시간에 원하는 값으로 변할 수 있다.
또한, 도 1에 도시한 장치는 구내 정보 통신망(LAN), 특히 무선 구내 정보 통신망(LAN)이다. 무선 LAN은 이동전화 사용자가 무선 (라디오) 부품을 통해서 LAN에 연결된다. 표준 IEEE 802.11는 무선 LANs에 대한 기술적인 특성이 필요하다.
또한, 도 1의 무선 LAN은 여러 가지 무선 구성들을 통합한다. 예를 들면, 용어 "무선"은 다음과 같은 구성: (ⅰ) 고정식 무선, 가정이나 사무실에서 무선 장치의 작동, 특히 모뎀을 통해서 인터넷에 연결된 장비, (ⅱ) 이동식 무선, 외부로 모니터되는 무선 장치의 사용, 이동 차량들, (ⅲ) 이동식 무선, 핸드-헬드 셀 폰과 같이 사무실, 가정 혹은 차량의 외부에서 자율적인 배터리 동력으로 작동하는 무선 장치들, 그리고 (ⅳ) IR 무선, IR(적외선) 복사를 통해서 데이터를 운반하는 장치들의 사용;으로 나눌 수 있고, 이 예들은 제한된 범위 통신과 제어장치를 포함한다.
제 2 실시 예
본 발명에 따른 무선 전송 네트워크의 제 2 실시 예가 도 2를 참조하여 설명된다. 도 2는 고정식 송수신기들이 다수의 도어들에 이웃하여 장착되는 장치 혹은 무선 전송 네트워크를 나타낸다.
도 2의 참조부호들은 도 1과 동일한 요소들을 나타낸다. 도 1과 도 2의 차이 는 고정식 송수신기들(6,10,14)이 도어들(4,8,12)(도 1에 도시된 바와 같이)에 직접적으로 장착되는 것 대신에 예를 들어 벽에서 각각(도 2에 도시된 바와 같이) 도어들(4,8,12)에 이웃하여 위치하는 것이다.
다시, 예를 들면, 만일 이동식 송수신기(16)를 구비하는 지게차가 도어(4)로부터 일정 거리만큼 떨어져서 위치하면, 이동식 송수신기(16)는 도어(4)에 이웃하여 위치한 고정식 송수신기(6)를 기동시킨다. 일단 고정식 송수신기(6)가 기동 신호를 수신하면, 지게차에 있는 작업자가 도어(4)를 통해서 들어가도록 하기 위해서 도어(4)는 신속한 속도로 자동적으로 개방된다. 이동식 송수신기(16)의 식별자(26)가 도어(4)를 개방하도록 허용되는 사실을 고정식 송수신기(6)의 식별자(20)가 입증하면, 기동이 활성화된다. 이 장치는 도어들을 개폐하기 위해서 지게차의 작동을 연속적으로 중단시킴이 없이 작업자로 하여금 해당 작업을 계속 수행하게 할 수 있다.
또한, 제 1 실시 예에서와 같이, 고정식 송수신기와 이동식 송수신기 사이의 소정 거리는 고객의 요청이 있을 때 제작자에 의해서 설정될 수 있는 값이다. 그러나, 소정 거리는 운반중에 고객에 의해서 설정된 값이 될 수도 있다. 소정의 거리는 고객에 의해서 직접적으로 혹은 제조업자에 의해서 원격으로 소정 시간에 원하는 값으로 변할 수 있다. 또한, 제 2 실시 예는 구내 정보 통신망(LAN), 특히 무선 구내 정보 통신망(LAN)으로 고려된다.
또한, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시 예 모두에 있어서, 이동식 무선 송수신기(16)와 고정식 무선 송수신기(6,10,14)는 사용자에게 작동 활동도를 나타내기 위 해서 발광다이오드(LED) 광원을 포함한다. 이것은 송수신기가 온(ON) 상태 또는 오프(OFF) 상태이거나 혹은 배터리 전력 표시가 낮아서 교체가 필요한지의 여부를 이동식 혹은 고정식 무선 송수신기의 사용자가 알 수 있게 한다.
구내 정보통신망( LANs )
도 1 및 2에 도시된 바와 같이 무선 LAN 네트워크에서 다수의 도어들(4,8,12)을 모니터하기 위해서, 다수의 도어들(4,8,12)은 각각 RF 식별기(20,22,24)를 구비한다. 또한, 이동식 송수신기(16)는 RF 식별기(26)를 구비한다. 고정 송수신기(30)와 이동식 송수신기(32) 사이의 통신이 도 3을 참조하여 설명된다. 특히, 도 3은 이동식 송수신기(32)와 고정 송수신기(30) 사이에서 무선 주파수 식별(RFID) 작동을 나타내는 장치이다.
이 실시 예에 있어서, 이동식 송수신기(32)는 식별기(36)와 안테나(40)를 포함한다. 고정식 송수신기(30)는 식별기(34)와 안테나(38)를 포함한다. 이동식 식별기(32)가 고정식 송수신기(30)로부터 소정 거리만큼 떨어져서 위치하는 경우, 신호(42)가 이동식 송수신기(32)로부터 고정식 송수신기(30)로 전송된다. 신호(42)는 이동식 송수신기(32)의 사용자가 고정식 송수신기(30)에 연결된 도어에 접근할 수 있는지의 여부를 결정하기 위해서 고정식 송수신기(30)에 의해서 입증된다.
만일 이동식 송수신기(32)의 사용자가 고정식 송수신기(30)에 연결된 도어에 접근할 수 있도록 허용되면, 도어는 신속하게 열리고 이동식 송수신기(32)의 사용자는 열린 도어를 통해서 출입하는 것이 허용된다.
만일 이동식 송수신기(32)의 사용자가 고정식 송수신기(30)에 연결된 도어에 접근할 수 있도록 허용되지 않으면, 도어는 열리지 않고 이동식 송수신기(32)의 사용자는 도어를 통해서 출입하는 것이 허용되지 않는다.
(도어에 들어가는) 사용자의 활동은 일정하게 기록되고, 주 제어장치나 집중기로 전달되는데, 이것은 후에 설명된다.
본 발명의 무선 LAN은 예를 들어 하나 또는 그 이상의 건물들과 같이 국부적인 영역에서 하나의 컴퓨터로부터 다른 컴퓨터(혹은 하나의 도어로부터 다른 도어)로 데이터를 운반하도록 설계된 네트워크이다. 무선 LAN 장치는 먼 거리에 걸쳐서 하나의 컴퓨터로부터 다른 컴퓨터, 예를 들어 한 나라에서 다른 나라로 데이터를 전달하도록 설계된 광역통신망(WAN) 장치와는 다르다.
종래의 LAN 장치 하드웨어는 한 위치로부터 다른 위치(혹은 한 도어에서 다른 도어)로 신호를 운반하도록 일정 형태의 배선을 이용한다. 동축의 꼬인 쌍이나 섬유 광 케이블은 연결의 형태로서 대부분 공통적으로 사용된다. LAN에 걸쳐서 운반되는 데이터는 와이어를 통해서 보내져서 장치의 원단에서 원 파일(혹은 데이터)에 다시 결합되는 패킷으로 불리는 작은 조각들 혹은 큰 덩어리들로 분산된다. 주어진 시간 동안에 와이어들을 사용하도록 다양한 방법들이 운영된다. 그럼에도 불구하고, 본 발명에 있어서는 무선 LAN 장치가 바람직하다. 무선 LAN 장치에 있어서, 종래의 와이어 LAN 장치에서와 동일한 기능들이 수행된다. 주요한 차이는 와이어가 라디오 링크로 교체되는 것이다.
그러나, 무선 LAN 장치는 장점과 단점 모두를 갖는다. 무선 LAN 네트워크와 연관된 한가지 단점 혹은 공통의 문제는 간섭이다. 배선 LAN에 있어서, 이해되는 기계나 장비가 네트워크에 연결된다. 무선 LAN에 있어서, 사용자는 네트워크 가까이에서, 코드가 없는 전화들 뿐만아니라 개인 휴대용 정보 단말기(PDAs), 휴대용 개인 컴퓨터(PCs), 다른 송신기들 및 다른 허가된 서비스로부터 전송들을 듣게 된다. 이러한 장치들 중 소정의 장치는 데이터의 전송 혹은 신호의 전송과 간섭한다.
간섭 문제에 대한 해법은 확산 스펙트럼 통신으로서 알려진 기술에 따라서 해결된다. 확산 스펙트럼은 간섭에 대한 저항을 얻기 위해서 정상적인 것보다 넓은 광대역 폭에 걸쳐서 신호를 전파한다.
확산 스펙트럼의 2가지 주 방법들이 존재한다. 이 방법들은 (ⅰ) 주파수 ㅎ호핑(hopping) 및 (ⅱ) 직접 시퀀스이다. 주파수 호핑 장치에 있어서, 송신기와 수신기는 연속적으로 채널들을 변화시키며, 짧은 주기 동안에 간섭이 지속하는 것을 보장한다(유닛들은 간섭이 탐지되는 주파수로 동조함). 이렇게 짧은 기간 동안에 손실된 데이터는 쉽게 다시 송신되고, 따라서 정보가 없거나 데이터가 손실된다. 직접 시퀀스 장치에 있어서, 데이트는 고속 디지털 코드와 결합하는데, 이는 넓은 범위에 걸쳐서 전달된 에너지를 전파한다. 간섭 신호들을 거절하는 반면에 초기 신호를 "확대(de-spread)" 혹은 회복하도록 코드의 카피가 원단에서 사용된다.
본 발명의 두 실시 예들에 있어서, 이동식 및 고정식 송수신기들은 매우 낮은 수준으로 간섭을 최소화하는 2개의 상기 메카니즘들 중 하나를 이용한다. 목표는 모든 간섭을 100% 수준으로 제거하는 것은 아니며, 이동식 송수신기와 고정식 송수신기 사이의 통신을 방해하지 않는 수준으로 간섭을 최소화하는 것이다.
또한, 하나 또는 그 이상의 이동식 송수신기와 고정식 송수신기를 포함하는 무선 전송 네트워크가 다수의 대역에서 바람직하게 작동한다. 6개 대역들을 포함하는 무선 전송 네트워크에 대하여 하기에서 설명한다. 물론, 일정 수의 대역들이 신호들이나 데이터를 수신 및 송신하도록 사용될 수 있다.
6개 대역들의 각각은 각기 다른 주파수 작동을 가지며 각기 다른 목적으로 사용된다. 하나의 대역은 공통의 짧은 개/폐 메세지 통신에 대하여 사용된다. 다른 대역은 정상적인 대역에서 장애가 일어나는 경우에 백업으로서 사용된다. 다른 4개의 대역들은 무선 통신 혹은 서비스 대표부와 연관된 통신과 같은 특정 용도에 대하여 준비된다. 대역의 모든 변화는 주 대역 혹은 백업 대역을 통해서 지시된다. 짧은 범위에서, 최대 대역비는 115kbits/s이다.
무선 주파수 식별( RFID )
본 발명의 이동식 및 고정식 송수신기는 서로 통신하도록 무선 주파수(RF) 기술 또는 적외선(IR) 기술을 사용한다.
무선 주파수(RF) 기술은 텔레비젼, 라디오, 셀룰러폰, 레이더 및 자동 식별장치와 같은 많은 다른 용도에서 사용된다. 무선 주파수(RF) 기술은 본 발명의 이동식 송수신기와 고정식 송수신기를 기동하거나 작동하도록 사용된다.
RF는 무선 통신에서 사용하기에 적합한 파장을 갖는 전자기파에 관련된다. 무선 파들은 그들의 주파수로 구별하는데, 킬로헤르쯔(kHz), 메가헤르쯔(MHz) 또는 기가헤르쯔(GHz)로 표현된다. 무선 주파수는 10 내지 30kHz의 매우 낮은 주파수(VLF)로부터 30 내지 300GHz 범위의 매우 높은 주파수(EHF) 범위이다.
다른 한편으로, 적외선(IR) 기술은 스캐닝 바 코드와 같은 많은 다른 용도에 서 사용된다. 적외선 원격 제어는 무선 전파들에 걸쳐서 신호를 전달하는 것을 제외하고는 무선 원격과 동일한 방식으로 작용하며, 신호는 적외선의 펄스들을 사용하여 전달된다. 적외선은 가시적인 스펙트럼의 적색 부분 바로 아래이고, 사람의 눈으로는 보이지 않는다. 적외선 원격 제어 장치들은 무선 주파수 장치들과는 다른 한가지 중요한 차이점을 갖는다. IR 장치들은 데이터를 전송하도록 빛을 사용하므로 벽들을 관통할 수 없으며, 구석 주위에서 잘 작용한다.
무선 주파수(RF) 기술과 적외선(IR) 기술 모두는 본 발명에서 이동식 송수신기와 고정식 송수신기로 하여금 서로 통신하도록 허용된다. 그럼에도 불구하고, 두 기술들을 유효하게 하기 위하여 식별 기술들의 통합이 필요하다. 본 발명에서 RF 통신이 IR 통신에 대하여 바람직하므로, RF 식별 기술에 대하여 아래에서 설명한다.
용어 RFID(무선 주파수 식별)는 아이템들의 자동 식별을 제공하는 무선 주파수 신호를 사용하는 것을 나타낸다. RFID는 본 발명의 이동식 송수신기와 고정식 송수신기의 식별, 트랙킹 및 접근 제어에 사용된다.
RFID는 편리하고 사용이 용이하고 자동 동작에 대하여 잘 적응된 유연한 기술이다. RFID는 유용하지 않은 다른 식별 기술들(즉, IR 기술)과 바람직하게 결합한다. RFID는 판독용 혹은 판독/기록용으로서 제공되며, 작동을 위해서 접촉 혹은 가시선(line of sight)을 필요로 하지 않고, 여러 가지 환경적인 조건들 아래에서 기능을 수행하며, 높은 수준의 데이터 완결을 제공한다.
또한, RF 기술은 위조가 어렵기 때문에, RFID는 높은 수준의 보안을 제공한 다.
RFID는 바 코딩과 유사한 개념이다. 바 코드는 리더 및 아이템에 부착된 코드 라벨을 사용하는 반면에, RFID는 리더 및 물품에 부착하거나 통합된 특별한 RFID 장치를 사용한다. 바 코드는 라벨로부터 리더로 정보를 전달하도록 광학 신호를 사용한다. RFID는 RFID 장치로부터 리더로 정보를 전달하도록 RF 신호를 사용한다.
무선 전파들은 RFID 장치가 부착된 물품과 RFID 리더 사이에서 데이터를 전달한다. RFID 장치는 물품이 무엇인지, 일정 영역을 통해서 장치가 운반된 시간은 언제인지, 일정한 영역을 통해서 운반된 물품의 지속 시간은 언제인지, 물품이 어떻게 많은 영역들을 통과하였는지 등의 물품(즉, 이동식 무선 송수신기)에 대한 데이터를 포함한다. 태그나 라벨과 같은 RFID 장치들은 소정 위치에 가시적으로 부착된다. 즉, 산업용 도어 혹은 산업용 도어 옆의 벽에 직접적으로 부착된다.
RFID 기술은 50kHz 내지 2.5GHz 범위 내의 주파수를 사용한다. RFID 장치는 통상적으로 다음의 부품들: (ⅰ) 물품에 대한 데이터를 포함하는 RFID 장치(이동식 혹은 고정식 송수신기), (ⅱ) 리더와 RFID 장치 사이에서 RF 신호를 전송하도록 사용되는 안테나, (ⅲ) RF 신호들을 발생시키는 다른 RF 송수신기, (ⅳ) RFID 장치로부터 RF 송신을 수신하고 그 데이터를 처리를 위해서 주 제어장치나 집중기로 전달하는 리더를 포함한다.
리더로 능동적으로 전달하는 RFID 장치는 "능동" 태그로서 언급된다. 리더로부터 전송을 다시 반사하거나 산란하는 RFID 장치는 "수동" 태그로서 언급된다.
태그들은 태그가 부착되는 물품을 식별하는 데이터로 프로그래밍된다. 태그들은 판독 단독, 휘발성 판독/기록 또는 기록/판독이고, 능동이거나 수동이다. 일반적으로, 능동 태그는 이동식 송수신기와 고정식 송수신기로 전력을 제공하도록 배터리를 사용한다. 이 태그들은 수동 태그로서 거동하는 많은 수의 부품들을 포함한다. 그러므로, 능동 태그들은 크기가 크고 수동 태그보다 비싸다. 또한, 능동 태그의 수명은 배터리 수명에 직접적으로 관련된다.
수동 태그들은 의도된 용도에 의해서 결정되는 바와 같이 배터리 작동식 혹은 비-배터리 작동식이다. 수동 태그들은 리더나 송수신기로부터 수동 태그로 전달된 RF 신호를 반사하고 반사된 신호의 변조에 의해서 정보를 추가한다. 수동 태그는 반사된 신호의 에너지를 부스트(boost)하도록 배터리를 사용하지는 않는다. 수동 태그는 태그로 하여금 반사된 신호를 변조하도록 할 수 있게 태그에 메모리를 유지하거나 전자부품들에 전력을 유지하기 위해서 배터리를 사용한다.
또한, 각각의 RFID 장치는 RF 신호를 전송 및 수신하도록 적어도 하나의 안테나를 포함한다. 본 발명의 장치에 있어서, 단일 안테나는 신호들을 송신하고 수신한다. 안테나의 양, 질 및 형식은 용도에 의존한다.
RF 송수신기는 수동 RFID 태그들을 활성화하고 전력을 부여하도록 사용되는 RF 에너지의 공급원이다. RF 송수신기는 리더로서 동일한 폐쇄부 내에 둘러싸이거나 혹은 장비와는 별도 부품으로서 제공된다. 장비의 별도 부품으로서 제공되는 경우, 송수신기는 RF 모듈로서 언급된다. RF 송수신기는 안테나가 송신하고 수신하는 무선 주파수를 조절하고 변조한다. 송수신기는 수동 RFID 태그로부터 후방산란 신 호를 필터링하고 증폭한다.
RFID 리더는 RF 송수신기로 하여금 RF 신호들을 전송하도록 하게 하고, RF 송수신기를 통해서 태그로부터 인코딩된 신호를 수신하며, 태그의 식별을 디코딩하고, 태그로부터 주 제어장치나 집중기로 다른 데이터를 식별자에 전송한다. 사용자는 주 제어장치나 집중기를 통해서 명령어들을 발생시킴에 의해서 특정 요구에 적당하도록 리더의 작동을 변화시키거나 최적화한다.
집중기 및 통신 상태
집중기는 사용자에게 다수의 도어들의 상태를 보고하는 장치이다. 다수의 도어들의 상태 정보는 디스플레이 유닛 상에 디스플레이된다. 디스플레이 유닛은 로컬 무선 전송 네트워크 내에 위치하거나 혹은 원격 위치에 위치할 수 있다. 원격 위치는 예를 들어 모든 도어들을 중앙 위치로부터 모니터할 수 있게 한다.
디스플레이 유닛의 여러 가지 기능들과 관련하여, 이동식 송수신기에 의해서 수신된 신호 입력 수준이 측정하여 저장되고, 무선 전송 네트워크의 디스플레이 유닛 상에 디스플레이된다.
이동식 송수신기의 신호 민감도 수준을 조정하기 위해서 신호 입력 수준의 일정한 모니터링이 이동식 송수신기에 대하여 가능하다. 그러므로, 이동식 무선 송수신기의 근처에서 다른 무선 트래픽의 장애(혹은 간섭)가 최소화하고, 이동식 송수신기는 완전한 송신 전력보다 적은 전력에서 자동적으로 작동하도록 조정된다. 한편, 만일 이동식 무선 송수신기에 의해서 반응이 탐지되지 않으면, 이동식 무선 송수신기는 전체 전송 전력을 변화시킨다.
또한, 만일 이동식 무선 송수신기에 의해서 반응이 탐지되지 않으면, 이동식 무선 송수신기는 도어, 예를 들면 도어(4)(도 1에 도시된 바와 같이)에 오류가 있는 것으로 추정하고 도어(4)의 근처에 위치한 예를 들어 도어(8,12)와 같은 다른 도어들을 경고한다. 그러므로, 만일 작업자가 도어(12)를 통과하면, 고정식 송수신기는 도어(4)에 오류가 있는 것으로 나타낸다(즉, 점멸 LED를 사용). 작업자는 건물 혹은 다수의 건물을 포함하는 시설물 내에서 하나의 도어를 점검함으로써 소정 도어에 문제가 발생하였음을 알게 된다.
요약하면, 하나 또는 그 이상의 고속 도어들 중 하나는 무선 전송 네트워크 내에서 다른 도어로 그 상태를 무선으로 전달할 수 있다. 그러므로, 오류가 있는 도어는 무선 전송 네트워크를 통해서 그 상태를 전달할 수 있고, 디스플레이 유닛 상에 그 상태를 디스플레이할 수 있다. 디스플레이 유닛은 원격 위치에 놓이거나 혹은 지역적인 시설물 내에 위치한다. 예를 들면, 디스플레이 유닛은 건물 내에서 중앙 사무실에 위치하거나 혹은 다른 도어 혹은 그 옆에 위치한다. 또한, 특정 도어(즉, 도어(4))는 모든 다른 도어들의 상태를 디스플레이하고 사용자가 도어(4)를 통과하는 상태를 보고하는 디스플레이 유닛을 구비할 수 있다.
또한, 서비스나 유지 작업을 제공하는 서비스 대표부 혹은 조직에 대한 직접적인 연결이 가능하다. 그러므로, 문제있는 도어는 서비스 대표부 혹은 보수 작업자에 의해서 모니터되는 원격 위치에 있는 디스플레이 유닛으로 무선 전송 네트워크를 통해서 그 상태를 전달할 수 있다.
서비스 혹은 보수 작업을 제공하는 서비스 대표부 혹은 조직에 대한 직접적 인 연결의 구축에 추가하여, 오프 사이트 서비스 대표부 혹은 보수 작업자는 각각 송수신기를 휴대하며 단독 PC 유닛 위로 로그하고 시설물의 모든 도어들의 상태를 판독하는 정보를 수집하는 다수의 고속 도어들을 갖는 시설물로 접근할 수 있다. 보수 작업자는, 단독 PC에 연결하고 시설물의 모든 도어 각각을 개별적으로 점검함이 없이 시설물의 모든 도어들의 상태를 판독하는 유용한 정보를 추출하는 핸드 헬드 무선 유닛을 구비한다.
결과적으로, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시 예 모두에 있어서, 송수신기가 표준 혹은 공통 송수신기이므로, 장치나 무선 전송 네트워크의 세부계획이 최소화된다. 또한, 송수신기가 도어 유닛으로부터 명령어의 수신 확인을 수신하였음을 나타내고 따라서 종래 송신기의 반복적인 메세지 송신을 줄여서 배터리 전력을 절감한다.
또한, 도어들을 효과적으로 개폐하기 위해서 근거리 통신망(LAN)에서 송수신기 구성을 이용하기 위한 장치 및 방법이 제공되며, 이때 장치는 원격 제어장치와 연관된 하드웨어를 줄임으로써 원격 제어장치의 비용을 절감시킨다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (24)

  1. 무선 전송 네트워크로서,
    하나 또는 그 이상의 고속 도어;
    각각 독특한 식별자를 갖는 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기; 및
    각각 독특한 식별자를 갖는 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기;를 포함하며,
    이동식 송수신기가 고정식 송수신기의 소정 거리 내로 접근하고 상기 고정식 송수신기의 상기 독특한 식별자가 상기 이동식 송수신기의 상기 독특한 식별자를 검증하는 경우에, 고속 도어가 개방되도록 기동하는 무선 전송 네트워크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어 상에 또는 그에 인접하게 장착되는 것을 특징으로 하는 무선 전송 네트워크.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기는 무선 배터리 구동식 핸드 헬드(hand-held) 유니트이고 하나 또는 그 이상의 차량에 장착되는 것을 특징으로 하는 무선 전송 네트워크.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 무선 전송 네트워크는 상기 하나 또는 그 이상의 고 속 도어 상에서 상태 정보를 수집하기 위한 집중기(concentrator)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전송 네트워크.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 무선 전송 네트워크는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어 상에서 상태 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이를 더 포함하며, 상기 상태 정보는 상기 집중기로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 무선 전송 네트워크.
  6. 제 5 항에 있어서, 서비스 대표부는, 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어 상에서 상기 상태 정보를 수집하도록 상기 디스플레이 유닛에 대하여 무선 연결되거나, 또는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어 상에서 상기 상태 정보를 수집하도록 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어들 중 하나에 무선 연결되며; 그리고 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어들 중 다른 도어에 그것의 상태 정보를 무선 전달하는 것을 특징으로 하는 무선 전송 네트워크.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 디스플레이 유닛은 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어의 근접 위치 또는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어로부터 떨어진 위치에 놓이는 것을 특징으로 하는 무선 전송 네트워크.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기와 상기 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기는, 사용자에게 작동 상태를 나타내도록 발광다이오드(LEDs)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전송 네트워크.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기와 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기의 독특한 식별자들은, 무선 주파수(RF) 식별자 또는 적외선(IR) 식별자인 것을 특징으로 하는 무선 전송 네트워크.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기와 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기의 독특한 식별자들은, 각각의 송수신기들 상에 혹은 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 무선 전송 네트워크.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 네트워크는 다수의 대역들에서 작동하며, 상기 다수의 대역들은 6개의 대역으로 이루어지고, 이때 하나의 대역은 공통의 짧은 개/폐 통신에 관한 것이고, 하나의 대역은 백업으로서 사용되고, 다른 4개의 대역들은 서비스 대표부와의 통신과 같이 특별한 용도를 위하여 준비된 것을 특징으로 하는 무선 전송 네트워크.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 송수신기들은 간섭효과를 최소화하기 위해서 그들의 신호 감지수준을 각각 조정하는 것을 특징으로 하는 무선 전송 네트워크.
  13. 무선 전송 네트워크에서 하나 또는 그 이상의 고속 도어를 개폐하기 위한 방법으로서,
    각각 독특한 식별자를 갖는 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기를 제공하는 단계; 및
    각각 독특한 식별자를 갖는 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기;를 제공하는 단계;를 포함하며,
    이동식 송수신기가 고정식 송수신기의 소정 거리 내로 접근하고 상기 고정식 송수신기의 상기 독특한 식별자가 상기 이동식 송수신기의 상기 독특한 식별자를 검증하는 경우에, 고속 도어가 개방되도록 기동하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어 상에 또는 그에 인접하게 장착되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기는 무선 배터리 구동식 핸드 헬드(hand-held) 유니트이고 하나 또는 그 이상의 차량에 장착되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 무선 전송 네트워크는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어 상에서 상태 정보를 수집하기 위한 집중기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 무선 전송 네트워크는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어 상에서 상태 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이를 더 포함하며, 상기 상태 정보는 상기 집중기로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 서비스 대표부는, 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어 상에서 상기 상태 정보를 수집하도록 상기 디스플레이 유닛에 대하여 무선 연결되거나, 또는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어 상에서 상기 상태 정보를 수집하도록 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어들 중 하나에 무선 연결되며; 그리고 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어들 중 다른 도어에 그것의 상태 정보를 무선 전달하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 디스플레이 유닛은 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어의 근접 위치 또는 상기 하나 또는 그 이상의 고속 도어로부터 떨어진 위치에 놓이는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 13 항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기와 상기 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기는 사용자에게 작동 상태를 나타내도록 발광다이오드(LEDs)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 13 항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기와 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기의 독특한 식별자들은 무선 주파수(RF) 식별자 또는 적외선(IR) 식별자인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 13 항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 고정식 무선 송수신기와 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 무선 송수신기의 독특한 식별자들은 각각의 송수신기들 상에 혹은 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 13 항에 있어서, 상기 네트워크는 다수의 대역들에서 작동하며, 상기 다수의 대역들은 6개의 대역로 이루어지고, 이때 하나의 대역는 공통의 짧은 개/폐 통신에 관한 것이고, 하나의 대역는 백업으로서 사용되고, 다른 4개의 대역들은 서비스 대표부와의 통신과 같이 특별한 용도를 위하여 준비된 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 13 항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 이동식 송수신기들은 간섭효과를 최소화하기 위해서 그들의 신호 감지수준을 각각 조정하는 것을 특징으로 방법.
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