KR20150008960A - 양방향 통신 가능한 무선 통신 장치 - Google Patents

양방향 통신 가능한 무선 통신 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양방향 통신 가능한 무선 통신 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 장치는 복수의 채널들 중 하나의 채널을 통하여 수신된 신호를 증폭시키는 수신부; 상기 복수의 채널들 중 하나의 채널을 통하여 송신될 신호를 증폭시키는 송신부; 상기 수신된 신호에 기초하여 각 채널별 채널 품질을 측정하는 채널품질 측정부; 상기 채널품질 측정부에 의해 측정된 품질정보에 기초하여 채널의 변경 여부를 판단하여 제어신호를 출력하는 제어부; 채널 간섭의 발생 여부를 감지하고, 상기 제어신호를 수신하여 호핑 동작을 수행하는 베이스 밴드; 및 사용자에 의해 채널 변경되는 채널 지정용 스위치를 포함하되, 상기 베이스 밴드는 상기 품질정보에 기초하여 상기 제어부가 미리 정한 호핑 비율에 따라 호핑을 수행하되, 채널 간섭이 발생하는 경우 상기 품질정보에 기초하여 주파수 호핑을 수행할 수 있다. 본 발명에 의하면, 주변 환경에 따라 통신 채널을 변경할 수 있도록 함으로써, 무선 통신 장치간 전파 간섭을 방지하여 통신 성능을 보장할 수 있다.

Description

양방향 통신 가능한 무선 통신 장치{WIRELESS COMMUNICATION DEVICE}
본 발명은 채널 변경이 가능한 무선 통신 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 주변 환경에 따른 채널 간섭시 채널을 변경하여, 단말기 사이의 간섭을 방지하여 통신 품질을 향상시킬 수 있는 무선 통신 장치에 관한 것이다.
최근 유비쿼터스 시대에서 저전력 무선통신 방식들이 각광을 받고 있다. 그러나, 이러한 무선통신 방식들을 이용한 통신 장치들은 누구나 이용할 수 있는 2400~2483.5MHz ISM 대역(Industrial, Scientific, and Medical Band) 주파수(산업, 과학, 의료 분양용으로 국제기구에서 할당한 주파수)를 이용하므로, 무선통신 장치 간의 전파간섭이 발생할 가능성이 매우 높다.
이러한 경우 통신 장치 간의 간섭을 방지하기 위해, 복수의 채널을 사용하여 정해진 채널 호핑 순서에 따라 채널을 변경하면서 통신을 수행하는 채널 호핑 방식이 있다. 또한, 전파간섭을 더 완화하기 위하여 무선 데이터 통신 전에 주변의 전파 세기를 측정하여 호핑하는 주파수를 선택하는 적응형 주파수 호핑(Adaptive Frequency Hopping) 방식도 있다.
그러나, 앞서 지적한 바와 같이 누구나 이용 가능한 ISM 주파수의 특성상, 특히 도심지에서 주파수 호핑 방식을 이용하는 무선 통신기기가 이용 가능한 호핑 채널을 찾기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 목적은 주변 환경에 따라 통신 채널을 변경할 수 있도록 함으로써, 무선 통신 장치간 전파 간섭을 방지하여 통신 성능을 보장할 수 있는 채널 변경이 가능한 무선 통신 장치 및 그 채널 변경 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 양방향 통신 가능한 무선 통신 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 장치는, 복수의 채널들 중 하나의 채널을 통하여 수신된 신호를 증폭시키는 수신부; 상기 복수의 채널들 중 하나의 채널을 통하여 송신될 신호를 증폭시키는 송신부; 상기 수신된 신호에 기초하여 각 채널별 채널 품질을 측정하는 채널품질 측정부; 상기 채널품질 측정부에 의해 측정된 품질정보에 기초하여 채널의 변경 여부를 판단하여 제어신호를 출력하는 제어부; 채널 간섭의 발생 여부를 감지하고, 상기 제어신호를 수신하여 호핑 동작을 수행하는 베이스 밴드; 및 사용자에 의해 채널 변경되는 채널 지정용 스위치를 포함하되, 상기 베이스 밴드는 상기 품질정보에 기초하여 상기 제어부가 미리 정한 호핑 비율에 따라 호핑을 수행하되, 채널 간섭이 발생하는 경우 상기 품질정보에 기초하여 주파수 호핑을 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면 열악한 통신 환경에서도 신속히 통신 채널을 변경하여 무선 통신 장치간 전파 간섭을 방지하여 통신 환경의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 장치가 수행하는 호핑 동작을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 장치를 포함하는 무선 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 장치를 포함하는 무선 통신 시스템을 도시한 도면이다.
앞의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두 예시적이라는 것이 이해되어야 하며, 청구된 발명의 부가적인 설명이 제공되는 것으로 여겨져야 한다. 참조 부호들이 본 발명의 바람직한 실시 예들에 상세히 표시되어 있으며, 그것의 예들이 참조 도면들에 표시되어 있다. 가능한 어떤 경우에도, 동일한 참조 번호들이 동일한 또는 유사한 부분을 참조하기 위해서 설명 및 도면들에 사용된다.
아래에서, 무선통신 장치가 본 발명의 특징 및 기능을 설명하기 위한 한 예로서 사용된다. 하지만, 이 기술 분야에 정통한 사람은 여기에 기재된 내용에 따라 본 발명의 다른 이점들 및 성능을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시 예들을 통해 또한, 구현되거나 적용될 수 있을 것이다. 게다가, 상세한 설명은 본 발명의 범위, 기술적 사상 그리고 다른 목적으로부터 상당히 벗어나지 않고 관점 및 용도에 따라 수정되거나 변경될 수 있다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층의 "위(상)/아래(하)(on/under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 위(상)/아래(하)는 직접적으로(directly) 또는 다른 층을 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 한 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층에 "연결되는", "결합되는", 또는 "인접하는" 것으로 언급되는 때에는, 다른 요소 또는 층에 직접적으로 연결되거나, 결합되거나, 또는 인접하는 것일 수 있고, 혹은 그 사이에 끼워지는 요소 또는 층이 존재할 수 있음이 이해될 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 장치를 도시한 블록도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 양방향 통신 가능한 무선 통신 장치(100)는 송수신용 안테나(60), 수신부(10), 송신부(20), 채널품질 측정부(30), 제어부(40), 비디오 인코더(46), 비디오 디코더(48) 및 채널 지정용 스위치(50)를 포함한다.
송수신용 안테나(60)는 하나의 채널을 통하여 데이터를 송신하거나 수신할 수 있다.
필터(70)는 안테나(60)를 통해 송신되거나 수신되는 신호를 필터링하며, 밴드 패스 필터(Band Pass Filter)로써 구현될 수 있다. 필터(70)는 가변 BPF로 형성될 수 있으며, 원하는 주파수 대역만을 필터링할 수 있을 뿐만 아니라, 필터링되는 주파수를 변경시킬 수 있다. 따라서, 필터(70)의 필터링 대역을 조절하여 원하는 주파수의 대역폭을 갖는 복수의 채널을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 채널의 변경도 가능하다.
RF 스위치(80)는 무선 통신 장치(100)가 송신 장치로써 작동하고자 하는 경우 자동적으로 스위칭되어 송신 기능을 수행하고, 수신 장치로써 작동하고자 하는 경우 자동적으로 스위칭되어 수신 기능을 수행할 수 있다.
수신부(10)는 LNA(Low Noise Amplifier)를 포함하며, 비록 도면에 도시되지는 않았지만, LPF(Low Pass Filter), A/D 컨버터 등을 더 포함할 수 있다. 수신부(10)는 안테나(60)를 통하여 수신된 신호를 처리하는데, LNA는 수신된 신호를 증폭시켜 LPF로 전달한다. LPF는 증폭된 신호를 베이스 밴드(94)에서 디지털 신호로 변환 가능하도록 필터링한다.
RF up/down 변환기(90)는 수신 과정의 경우, 수신부(10)의 LPF로부터 신호를 수신하여 중심 주파수를 하향 변환하고, IF up/down 변환기(92)는 하향 변환된 신호를 수신하여 다시 한 번 중심 주파수를 하향 변환한다.
송신부(20)는 파워 앰프(Power Amplifier)를 포함할 수 있다. 송신 과정의 경우, 제어부(40)로부터 수신된 각종 정보(예컨대, 영상, 음성 정보 등등)는 베이스 밴드(94)를 거쳐 디지털 신호에서 아날로그 신호로 변환된다. 변환된 아날로그 신호는 IF up/down 변환기(92) 및 RF up/down 변환기(90)를 거쳐 중심 주파수가 상향 변환된다. 중심 주파수가 상향 변환된 아날로그 신호는 송신부(20)의 파워 앰프를 거쳐 송신하기에 적합한 신호로 증폭된다.
베이스 밴드(94)는 무선 통신 장치간 통신 중 주파수 간섭이 일어나는 경우 이를 감지하는 역할을 하고, 주파수 간섭에 따른 호핑 동작도 수행한다. 또한, 베이스 밴드(94)는 수신과정의 경우, 필터링되고 중심 주파수가 하향 변환된 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하여 채널 품질 측정부(30) 및 제어부(40)로 전송한다. 또한, 송신 과정의 경우, 제어부(40)을 거쳐 처리된 디지털 데이터 신호를 아날로그 데이터 신호로 변환하여 베이스 밴드(94)로 전송한다.
채널 품질 측정부(30)는 수신된 데이터 신호의 채널 품질을 측정하며, 측정된 채널 품질을 채널 품질 측정부(30) 내의 저장 공간, 또는 별도의 저장부(미도시)에 저장할 수 있다. 채널 품질은 수시로 변할 수 있기 때문에, 일정한 시간 간격을 두고 수시로 채널 품질이 측정될 수 있다.
제어부(40)는 채널품질 측정부(30)에 의해 측정된 품질정보에 기초하여 송수신 채널을 변경 여부를 판단한다. 만일, 현재 사용 중인 채널의 품질이 잡음이 적은 가장 좋은 채널이라면, 제어부(40)는 채널을 변경할 필요가 없다고 판단한다. 그러나, 현재 사용중인 채널보다 품질이 좋은 채널이 있다면, 더 나은 통신 환경을 위하여 제어부(40)는 베이스 밴드(94)가 채널을 변경하는 호핑 동작을 수행할 수 있도록 제어 신호를 베이스 밴드(94)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 채널 간섭이 발생하지 않는 경우 품질정보에 기초하여 베이스 밴드(94)에 미리 정해진 호핑 비율(예컨대, 800hop/sec, 1600hop/sec, 3200hop/sec, 6400hop/sec), 주파수 범위를 지정해줄 수 있다. 또는, 직접적인 채널 간섭이 발생한다면, 제어부(40)는 채널 품질 측정부(30)가 측정한 품질정보에 기초하여 가장 품질이 좋은 채널로 호핑 동작을 수행할 수 있도록 제어신호를 베이스 밴드(94)에 전송해 줄 수 있다.
제어부(40)는 외부 단자로부터 입력된 영상 및 음성 정보를 처리할 수 있다. 예를 들어, 제어부(40)는 MPEG4 및 JPEG 코덱을 지원할 수 있으며, 해상도 720×480의 SD급 영상을 처리할 수 있다.
비디오 인코더(46)는 무선 통신 장치(100)에 연결된 카메라로부터 수집된 영상 정보를 디지털 데이터로 인코딩하여 제어부(40)로 전송한다.
비디오 디코더(48)는 다른 무선 통신 장치로부터 수신된 영상 정보를 디스플레이 장치 등에 출력 가능하도록 디코딩한다.
비디오 인코더(46)는 카메라와 연결되고 비디오 디코더(48)는 디스플레이 장치와 연결될 수 있도록 각각 단자를 가질 수 있지만, 실시 예에 따라서, 하나의 단자를 공유하면서 제어부(40)의 제어하에 비디오 인코더(46)/비디오 디코더(48) 선택 가능하도록 구성될 수도 있다.
채널 지정용 스위치(50)는 제어부(40)의 호핑 동작 수행과 관계없이, 임의로 채널을 지정할 수 있도록 한다. 즉, 무선 통신 장치(100)는 제어부(40)의 제어 하에 채널을 변경하는 호핑 동작을 자동적으로 수행하지만, 상기 제어부에 의한 채널 변경 여부에 상관없이 사용자에 의해 채널을 변경을 변경하는 것이 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 장치가 수행하는 호핑 동작을 도시한 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 장치(100)는 2403MHz ~ 2475MHz의 주파수를 사용한다. 주파수 호핑시 채널당 3MHz 대역을 사용할 수 있으며, 최대 25개의 호핑 채널을 형성할 수 있다. 채널 간섭이 발생할 때 호핑 동작을 수행할 뿐만 아니라, 채널 간섭이 발생하지 않더라도 채널 품질 측정부가 측정한 품질 정보에 기초하여 채널 품질이 좋은 채널을 찾아 지속적인 호핑 동작을 수행함으로써, 통신 환경의 품질을 보장할 수 있는 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 장치(100)간 통신의 경우 시리얼 통신 방식에 의해 데이터를 송수신할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른, 무선 통신 장치(310)를 포함하는 무선 통신 시스템(300)의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
무선 통신 시스템(300)은 아날로그 고정 카메라(Analog Fixed Camera)(320) 또는 아날로그 팬/틸트/줌 카메라(Analog Pan/Tilt/Zoom Camera)(330), 이들과 연결된 송신용 무선 통신 장치(310), 수신용 무선 통신 장치(310'), 모니터(340), 디지털 영상저장장치(DVR)(350), 및 원격 서버(360) 등을 포함할 수 있다.
송신용 무선 통신 장치(310)의 경우, 도 1 및 도 2를 참조하면, 도 1의 RF 스위치(80)가 작동하여 송신용 장치로써 작동하도록 스위칭 된다. 무선 통신 장치(310)의 외부 단자에는 외부 카메라 등의 디바이스와 연결 가능한 단자가 구비되어 있으며, 외부 카메라(320 및 330) 등으로부터 촬영된 영상 및 음성 정보는 외부 단자를 거쳐 무선 통신 장치(310)의 제어부로 전달된다. 상기 영상 및 음성 정보를 안테나를 통하여 전송하는 과정은 상기 설명한 바와 같으므로 생략한다.
수신용 무선 통신 장치(310')의 경우, 도 1 및 도 2를 참조하면, 도 1의 RF 스위치(80)가 작동하여 수신용 장치로써 작동하도록 스위칭된다. 안테나를 통하여 수신된 정보를 처리하는 과정은 상기 설명한 바와 같으므로 생략한다. 처리된 정보는 수신용 무선 통신 장치(310')의 외부 단자와 연결된 모니터(340)로 전송되거나, 디지털 영상 저장장치(DVR)/네트워크 비디오 녹화기(NVR)(350)를 거쳐 원격 서버(360)등으로 전송되어 표시 장치에 육안으로 확인할 수 있는 정보로써 표시된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른, 무선 통신 장치(410)를 포함하는 무선 통신 시스템(400)의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
무선 통신 시스템(400)은 송신용 무선 통신 장치(410)를 포함하는 제1 단말기(420) 및 수신용 무선 통신 장치(410')를 포함하는 제2 단말기(430)를 포함할 수있다.
제 1 단말기에 내장된 카메라 및 스피커를 통하여 수집된 영상 및 음성 정보는 상기 설명한 바와 같은, 일련의 신호 처리 과정을 거쳐 송신용 무선 통신 장치(410)를 통하여 수신용 무선 통신 장치(410')로 전송된다. 그리고, 수신된 신호는 상기 설명한 바와 같이, 일련의 신호 처리 과정을 거쳐 제 2 단말기(430)에 포함된 표시 장치를 통하여 영상 및 음성 정보로 표시된다.
본 발명의 범위 또는 기술적 사상을 벗어나지 않고 본 발명의 구조가 다양하게 수정되거나 변경될 수 있음은 이 분야에 숙련된 자들에게 자명하다. 상술한 내용을 고려하여 볼 때, 만약 본 발명의 수정 및 변경이 아래의 청구항들 및 동등물의 범주 내에 속한다면, 본 발명이 이 발명의 변경 및 수정을 포함하는 것으로 여겨진다.
10: 수신부
20: 송신부
30: 채널품질 측정부
40: 제어부
46: 비디오 인코더
48: 비디오 디코더
50: 채널 지정용 스위치
60: 안테나
70: 필터
80: RF 스위치
90: RF Up/Down 변환기
92: IF Up/down 변환기
94: 베이스밴드
100: 무선 통신 장치

Claims (1)

  1. 복수의 채널들 중 하나의 채널을 통하여 수신된 신호를 증폭시키는 수신부;
    상기 복수의 채널들 중 하나의 채널을 통하여 송신될 신호를 증폭시키는 송신부;
    상기 수신된 신호에 기초하여 각 채널별 채널 품질을 측정하는 채널품질 측정부;
    상기 채널품질 측정부에 의해 측정된 품질정보에 기초하여 채널의 변경 여부를 판단하여 제어신호를 출력하는 제어부;
    채널 간섭의 발생 여부를 감지하고, 상기 제어신호를 수신하여 호핑 동작을 수행하는 베이스 밴드; 및
    사용자에 의해 채널 변경되는 채널 지정용 스위치를 포함하고,
    상기 베이스 밴드는 상기 품질정보에 기초하여 상기 제어부가 미리 정한 호핑 비율에 따라 호핑을 수행하되, 채널 간섭이 발생하는 경우 상기 품질정보에 기초하여 주파수 호핑을 수행하는 무선 통신 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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