KR970000390B1 - 제어 모듈 및 이를 구비한 무선 통신 시스템 - Google Patents

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KR970000390B1 KR1019880010491A KR880010491A KR970000390B1 KR 970000390 B1 KR970000390 B1 KR 970000390B1 KR 1019880010491 A KR1019880010491 A KR 1019880010491A KR 880010491 A KR880010491 A KR 880010491A KR 970000390 B1 KR970000390 B1 KR 970000390B1
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Abstract

내용없음

Description

제어 모듈 및 이를 구비한 무선 통신 시스템
제1도는 서로 다른 통신 범위내의 N-통신 시스템을 갖는 영역을 도시한 도면.
제2도는 각각의 시스템에 주파수 그룹을 할당하기 위한 자동 개시 시퀀스(automatic start-up sequence)를 도시한 도면.
제3도는 각각의 통신시스템에 대한 한 예시된 주파수 그룹 할당을 도시한 도면.
제4도는 메시지 내용 및 신호를 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110,112 : 수신기 109,111 : 송신기
113,114 : 안테나 116 : CPU
본 발명의 관련된 문헌은, 본 발명과 동시에 출원되어 본 발명의 양수인에 양도된 J.W.Smith에 의해 발명된 동기 주파수 호핑전송을 이용하는 무선 통신 시스템(Radio Commuication System Using Synchronous Frequency Hopping Transmission)으로, 미합중국 특허출원 제087,726호이다.
본 발명은 2개 또는 그 이상의 무선 통신 시스템의 동작을 동기화하기 위한 장치 및 빙법에 관한것이다.
상호 계류 중인 출원서, 즉 본 발명과 동시에 출원된동기 주파수 호핑 전송을 이용하는 무선 통신 시스템에 있어서, 통신시스템의 무선 트랜시버(radio trasceivers)를 위한 주파수 호핑 시퀀스 및 주파수를 지정하는 장치 및 방법이 기술되어 있다. 임의 응용에 있어서, 상기와 같은 하나 이상의 통신시스템은 제한된 지형적인 영역내에서 동작할 수 있다. 더욱이, 그들 시스템은 서로 관계없이 동작할 수 있고, 심지어 각각 분리적으로 동작될 수 있다. 상기 시스템에서는 매우 근접하여 동작하는 시스템사이의 상호 무선 주파수 간섭을 방지하기 위한 문제가 존재한다.
본 발명에 따라, 상기 기술한 무선 통신시스템은 다른 무선시스템 범위내에 있을때를 자동 검출하고, 그 검출에 따라 주파수호핑(FH) 시퀀스의 상이한 그룹을 선택한다. 특히, 시스템이 전원이 공급되거나 또는 다른 미리 설정된 상태에 따라 초기에 인에이블될때, 시스템의 제어 모듈(CM)은 예정된 시간 주기 동안 특정 무선 주파수 제어신호에 대해 대기(listens for)한다. 상기 제어 모듈(CM)이 제어신로 존재를 검출한다면, 다른 제어 모듈(CM)이 범위내에서 동작하고, 0 또는 그 이상의 슬라브 제어 모듈(CMs)을 갖는 마스터시스템으로서 동작하는 것을 판단한다.
만일, 제어 모듈(CM)이 제어신호를 검출하지 못한다면, 시스템의 스테이션을 갖는 통신을 위한 시퀀스의 제1예정된 그룹으로 이용하고, 마스터 제어 모듈(CM)이 된다. 만일, 제어 모듈(CM)이 제어신호를 검출한다면, 시스템의 스테이션을 갖는 통신을 위해 시퀀스의 제2,제3등의 예정된 그룹을 자동으로 선택된다. 상기 경우 중 한 경우에 있어서, 시퀀스의 그룹이 시스템 통신을 위해 이용되는 것으로 상기 제어 모듈(CM)은 그 스테이션에 신호 전달한다.
한 실시예에 있어서, 제어 신호는 2개의 주파수로 구성되며, 또한, 시스템의 동작을 동기화하기 위해 내부에 클럭 동기 메시지를 포함한다.
다음 설명에 있어서, 각각의 도면의 각각의 용어는 그와 관련된 참조부호를 가지며, 그 도면 부호의 첫번째 번호는 그 항목이 첫번째에 지정된 도면을 참조(즉, 110은 제1도에 위치)된다.
제1도는 다수의 통신시스템(CS1-CSN)이 서로 다른 통신 범위내에서 동작하는 다수의 통신 시스템(CS1-CSN)의 환경을 도시한다.
각각의 시스템(즉, CS1)은 무선 링크(101-102)에 의해 다수의 스테이션(1-1 내지 1-X)에 연결된 제어모듈(CM)을 포함한다. 무선 링크의 각각의 단부에는 주파수-호핑 전달(frequency-hopping transmission)을 이용하여 송신 및 수신하기 위한 안테나를 포함하는 트랜시버(즉, 103-106)를 구비한다. 앞에서 참조된 공동으로 계류중인 특허 출원에는 무선 주파수-호핑 통신 시스템에 이용가능한 주파수 할당 및 주파수-호핑 동기화 기술을 설명한다.
또한, 각각의 시스템(CS1-CSN)은 송신기(109,111) 및 수신기(110,112)를 각각 포함하는 안테나(113,114) 및 트랜시버(107,108)를 포함한다. 안테나(113,114) 및 트랜시버(07,108)를 포함한다. 안테나(113,114) 및 수신기(110,112)는 시스템(CM2-CMN)의 상응하는 회로로부터 예정된 신호를 수신하기 위해 이용된다. 유사하게, 안테나(113,114) 및 송신기(109,111)는 시스템(CM2-CMN)의 상응하는 회로에 신호를 송신하기 위해 이용된다. 상기 트랜시버(103-108)는 모두 동일한 형태로 될 수 있으며, 그들 각각은 적당한 주파수에서 수신 및 송신하도록 배열된다. 상기 시스템(CS1)은 메모리(115)내에 저장된 프로그램을 사용하는 CPU(116)의 제어하에서 동작된다. CPU(116)는 제어 모듈(CM1)과 시스템(CS1)의 스테이션 사이의 모든 통신을 설정 및 제어한다. 상기 인터페이스 회로(117)는 중앙 사무국(central office)(CO)또는 다른 사설 교환국(private branch exchanges)(PBX)에서 시스템(CS1)을 인터페이스한다.
통신 시스템(CS1-CSN)이 임의 다양한 시스템 형태로 될 수 있지나, 본 명세서에서는 키 전화기 형태의 시스템(key telephone type system)으로서 기재되어 있다. 더욱이, 시스템(CS1-CSN)은 시스템이 주파수 그룹 할당 및 시스템 동기화의 동일한 모드로 사용되는 동안 물리적 및 동작면에서 동일한 형태로 될 필요는 없다.
각각의 시스템으로부터 무선전파는 각각의 시스템의 경계면을 넘어 매우 잘 확장될 수 있기 때문에, 매우 밀접하게 동작하는 다수의 시스템 사이의 간섭을 최소화시키는 방법이 필요하게 되었다. 본 발명에 따라, 상기는 제2도에 도시한 시스템 개시 절차(system start-up procedure)를 이용하여 성취된다. 제2도에 도시된 본 발명은 메모리(즉,115)이 저장된 프로그램의 일부로서 구현될 수 있고, 시스템(CS1)의 동작을 제어하기 위한 CPU(즉,116)에 의해 이용될 수 있다.
제2도를 참조하면, 예시된 개시 시퀀스는 N=3(3제어 모듈)을 가정하여 시스템(CS1)의 제어모듈(CM1)에 대해 기재되어 있다. 단계(210)에 있어서, 시스템(CS1)에서 가능한 개시 시퀀스는 시스템(CS1)이 처음 전원 공급, 동기화 손실의 회복, 신호 손실의 회복 또는 다른 선정된 시스템 조건 중 어느하나가 될때 발생된 개시 신호에 응답하여, 시스템(CS1)에서 개시 스퀀스가 인에이블된다. 단계(202)에서는, 제어 모듈(CM1)은 수신기(110,112)를 사용하여 예정된 주파수(F1 및 F2)에 대해 대기한다. 2개의 주파수(F1 및 F2)가 이용되기 때문에, 다중 경로 페이딩(multipath fading)이 하나의 주파수에 영향을 미친다면, 다른 한 주파수는 수신된다.
제4도에는 주파수(F1 또는 F2)의 마스터 CM송신(master CM transmission)(401)의 한 예가 도시되어 있다. 마스터로서 동작하는 CM으로부터의 상기 송신은 매1초(T0=1초)마다 10-ms 펄스의 형태를 취한다. 매 초(즉, 30초)마다, 한 특정 메시지 또는 코드는 마스터 CM에서 시퀀스의 개시를 확인한다. 시퀀스모드(402)의 개시는 마스터 CM 및 그것에 관련된 스테이션이 개시 주파수로부터 FH 시퀀스를 시작할때의 시간을 나타낸다. 상기 정보를 인지하면, 마스터(CM)과 같은 동일한 주파수를 이용하는데 필요한 슬래브CM은 그들 주파수가 상이한 정보를 인지하면, 마스터(CM)과 같은 동일한 주파수를 이용하는데 필요한 슬래브 CM은 그들 주파수가 상이한 시간 간격동안 이용되는 동안 그렇게 행할 수 있다.
예를 들어, 마스터 CM은 64스테이션에 대해 64 양방향 무선링크(two-way radio links)의 최대를 갖는다고 가정한다. 따라서, 링크당 2개의 주파수가 필요하기 때문에, 128개시 주파수(즉, F0-F127)가 필요하다. 또한, 이용 가능한 256호핑 주파수(즉, F0 내지 F255)를 이용하는 전체의 128 무선 링크가 존재한다고 가정한다. 그러면, 64 무선 링크까지 갖는 것과 같은 슬리브 CM는 개시 주파수(F128 내지 F256)를 이용하지 않는다면 주파수 오버레이(frequency overlap)없이 256 주파수를 공유할 수 있다. 마스터 CM 시스템이 F0-F127로 시작되고, 슬라브 CM시스템이 F128-F255로 시작되어, 두 시스템 주파수가 동기로 호프(hop)하기 때문에, 마스터 CM 시스템이 F128-F255로 호핑된 주파수를 가질때, 슬라브 시스템은 F0-F127로 호핑된다. 결과적으로, 마스터 CM 및 슬라브 CM 모두에 의해 동일한 주파수(F0-F255)를 동시에 이용할 수 없다. 그러나, 그와 같은 장치에 있어서는 슬라브 CM이 마스터 CM의 개시 주파수와 최대 사이즈를 구별하는 것이 필요하다.
제2도를 참조하면, 주파수(F1 및 F2)가 단계(203)에서 검출된다고 가정하면, CM1은 슬라브 CM이 되고, 그 스테이션에 그 무선 링크에 대한 그룹 2 주파수 또는, 그룹 3 주파수(호핑 시퀀스)를 선택하게 된다. 그룹 1 주파수는 마스터 CM에 의해 이용된다. 제3도에 도시된 것은 마스터 CM 및 슬라브 CM에 의해 이용될 수 있는 주파수의 그룹의 예를 설명하는 것이다. 제3도는 이후의 단락에 토론된다.
본 발명의 다른 관점에 따라, CM1이 슬라브 CM 시스템임을 결정할때, 제4도의 401에 의해 도시된 펄스로 인터리브(도시하지 않음)와 동시에 전송기(109)로부터 F1 및 F2를 각각 전송한다. 마스터 CM(CM2로 가정) 및 슬라브 CM1 모두에 가장 가까운 영역내의 다른 시스템(즉, CMN)은 두개의 CMs가 그 범위내에서 동작하게 되는 것을 나타내는 비율로 F1 및 F2가 수신됨을 검출하게 된다. 따라서, CMN은 제2슬라브시스템임을 알게 되고, 그 시스템 내의 무선 전송을 위한 다음 이용가능한 주파수 그룹(즉, 그룹 3)을 선택한다. 따라서, 본 예에 있어서, 상기 마스터 시스템(CS2)은 그룹 1 주파수를 이용하고, 제1슬라브 CS1은 그룹 2주파수를 이용하며, 제2슬라브 CSN은 그룹 3 주파수를 이용한다. 선택적으로, 본 예에 있어서, 제1슬라브(CM1)는 존재하는 신호에 대해, 보다 넓은 펄스 폭(W)(제4도의 401참조), 상이한 펄스 반복률(도시하지 않음), 상이한 변조형태(도시하지 않음), 또는 상이한 주파수(도시하지 않음)를 이용하여, 개시되는 다음의 시스템이 전송할 수 있다.
제2도를 참조하면, 이미 동작하는 슬라브 유닛의 존재는 단계(204)에서 검출된다. 다른 슬라브가 존재하지 않는다고 가정하면, 그룹 2주파수는 선택되고, CM 1 송신기(109)는 슬라브(1)가 동작하는 메시지를 전송한다. CM1이 슬라브 CM이기 때문에, 단계(207)에서는 제4도의 시퀀스 코드(402)의 개시를 이용하여 마스터 CM의 것과 그 간격 클럭을 동기화한다.
제2도의 단계(203)에 있어서, 수초의 랜덤 모니터링 주기 이후에 주파수(F1 및 F2)모두가 수신기(110,112)에 의해 수신되지 않았되면, CM1은 마스터 CM이고, 단계(208)에서는 송신기(109 및 111)를 이용하여 주파수(F1 및 F2)를 전송한다. 약 20초를 평균한 랜덤 모니터링 시간 간격은 이전의 마스터 CM이 서비스로부터 제거될 때 동시에 마스터 시스템이 되는 것으로부터 두개의 이전의 슬라브 CM 시스템의 가능성을 감소시키기 위해 선택된다. CM1 시스템이 마스터 시스템이 된다고 가정하면, CM1은 제1도의 스테이션(1-1 내지 1-X)과 CM1 사이의 무선 링크로서 이용하기 위해 그룹 1 주파수(제3도의 301)를 선택한다. 그후에, 단계(210)에서, CM1은 제4도의 401로 도시된 동기화 신호를 전송하기 위해 그 간격 클럭을 이용한다. 본 발명의 다른 관점에 따라, 마스터 시스템에 의해 이용된 개시 주파수 및 주파수 그룹 수는 개시 시퀀스코드(402)의 일부로서 포함될 수 있는 점을 주목한다. 단계(207 또는 210)의 다음에, 단계(211)에서는 스테이션(1-1 및 1-X)을 폴링한다. 만일, 응답이 수신되지 않으면, CM1은 그 스테이션이 응답하거나, 또는 스테이션이 동작되지 않음(즉, 타임 아웃)을 CM1이 결정할때까지 계속 폴링한다.
스테이션이 응답(단계 212)한 이후에, 개시 메시지는 단계(213)에서 전송된다. 단계(213)의 개시 메시지는 제4도의 410으로서 예시적으로 도시되어 있다. 그 개시메시지는 그 스테이션을 CM1에 동기시키기 위한 헤더(411), 주파수 그룹 수(412), 그 스테이현에 의해 이용되는 FH 시퀀스(413), 개시 주파수(414)와 개시 메시지내의 에러를 검출하기 위한 에러 코드(415)를 포함한다. 명백하게, 각각의 스테이션에 대한 개시 주파수(414)의 선택은 각각의 스테이션에 대한 주파수 그룹 식별코드(freqyency group identification)(412) 및 선정된 FH 시퀀스(413)를 나타내는데 이용될 수 있다. 더욱이, 각각의 스테이션에 대한 선정된 FH 시퀀스(413) 및 유일한 개시 주파수(414)는 주파수 그룹 코드(412)를 사용하여 선택될 수도 있다. 또한, 다른 변경안도 고려될 수 있다.
상기 개시 메시지(213)는 적당한 주파수 그룹으로부터 할당된 개시 주파수를 이용하여 시스템의 각각의 스테이션에 전송된다. 제3도에 도시된 것은 개시 주파수(302)의 그룹과 통신 주파수(303)의 그룹 모두를 갖는 예시된 시스템에 의해 이용될 수 있는 주파수 그룹(그룹 1 내지 그룹 N)이다. 시스템(CM 1)이 마스터 스테이션이고, 그룹 1 주파수를 선택한다고 가정하면, CM1 전송에 대한 스테이션(S1)을 위한 개시 주파수는 SS1이고, 스테이션(S1)전송에 대한 트랜시버(103)를 위한 개시 주파수는 CM1이다. 유사하게, 스테이션(S2 내지 S32)에 대해서, 주파수(SS2-SS32)를 이용하여 전송하고, 주파수(CM2-CM32)를 이용하여 수신한다.
개시 메시지(213)의 수신 완료된 이후에, 모든 스테이션(SS1-SS32 및 CM1)은 할당된 주파수에서 주파수-호핑 전송을 개시한다. 따라서, 시간 슬롯(T0)내의 스테이션(S2)은 주파수(C1)에서 전송을 개시하고, 스테이션(S2)은 주파수(C2)에서 개시하며, 스테이션(S32)은 주파수(C32)에서 개시한다. 유사하게, 시간 슬롯(T0)에서, 스테이션(S1)과 관련된 CM1에서 트랜시버(103)는 주파수(C33) 등에서 전송하며, 동시에 CM1 내지 스테이션(S32) 전송은 주파수(C64)에서 전송한다. 동기화에 있어서, 모든 스테이션과 모든 CM1에서의 모든 트랜시버는 새로운 타임 슬롯(T1)으로 전환하여, 그 결과로서, 제3도의 그룹 1 내의 T1 에서 리스트된 주파수에서 전송이 이루어진다. 따라서, 스테이션(S1)은 주파수(C2)에서 전송하고, 스테이션(S2)은 주파수(C3)에서 전송이 이루어진다. 유사하게, 타임 슬롯(T1)에서, CM1은 주파수(C34)등에서 스테이션(S1)에 전송한다. 그와 같은 주파수 호핑장치는 본 명세서에 참고문헌으로 포함 및 인용된 이전에 설명한 상호-계류중인 특허 출원에 상세히 기재되어 있다.
상기 설명한 것은 본 발명의 원리의 응용을 단순히 예시한 것에 불과하다. 다른 방법 및 회로는 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어남이 없이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 구현될 수 있다.

Claims (12)

  1. 다수의 스테이션 각각과 통신하고, 무선 주파수 신호의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 제1무선 통신 시스템에 이용되는 제어 모듈(CM1)에 있어서, 상기 다수의 스테이션 이외의 다른 소스로부터 선정된 제1무선 주파수 신호를 수신하기 위한 제1수신기 수단(110,202), 개시 신호를 수신하기 위한 제2수단(201)과, 선정된 시가 간격 내에 상기 제1무선 주파수 신호의 수신의 부재와 상기 개시신호에 공동으로 응답하여, 상기 제1무선 주파수 신호를 전송하는 제1송신기 수단(109,208)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1무선 주파수 신호는 상기 제2시스템 내의 통신을 위해 이용되는 무선 주파수를 나타내는 제2통신 시스템으로부터 수신(204)되는 것을 특징으로 하는 제어모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1무선 주파수 신호는 개시 시퀀스 신호를 포함하고, 상기 제1시스템은 상기 개시 시퀀스 신호를 이용하여 상기 제2시스템에 그 동작을 동기화(205,206)시키는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 개시 신호는 상기 제어 모듈이 초기에 전원 공급될때 발생되는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 개시 신호는 제1수신기 수단이 상기 제1무선 주파수 신호의 부재를 나타낼때 발생되는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 선정된 간격은 상기 제어 모듈의 전원 공급 이후의 랜덤 시간 간격인 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 송신기 수단은 상기 선정된 기간보다 더 긴 시간동안 선정된 주기율로 상기 제1무선 주파수 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  8. 제1항에 있어서, 상기 수신기 수단은 제2무선 주파수 신호를 수신(112)하고, 상기 송신기 수단은 상기 제1무선 주파수 및 상기 제2무선 주파수 신호의 수신부재에 응답하여 상기 제2무선 주파수 신호를 부가적으로 전송(203,208)하는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1송신기 수단은 선정된 시간 간격동안 펄스화된 제1무선 주파수 신호의 수신의 존재에도 응답하여, 제2무선 주파수 신호를 전송하고, 상기 제2무선 주파수 신호는 상기 제1무선 주파수 신호와 동일한 주파수를 갖는 펄스화되고, 동시에 인터리브되는 신호인 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  10. 제1항에 있어서, 무선 주파수 신호를 전송하기 위한 제2송신기 수단(111), 상기 무선 주파수 신호의 수신의 부재에 응답하여 제2송신기 수단으로부터 상기 다수의 스테이션까지의 전송을 위해 무선 주파수의 제1그룹을 선택(209)하고, 상기 제1무선 주파수 신호의 수신에 응답하여 상기 다수의 스테이션에 전송을 위해 상기 제2송신 수단으로부터 전송을 위한 무선 주파수의 제2그룹을 선택(205)하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  11. 다수의 스테이션 각각에 신호를 전송하고, 무선 주파수 신호의 존재 및 부재를 검출하는 제어 모듈(CM1)을 포함하는 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 제어 모듈에서, 상기 다수의 스테이션 이외의 다른 소스로부터 선정된 제1무선 주파수 신호를 수신하기 위한 제1수신기 수단(110,202), 개시 신호를 수신하기 위한 제2수단(201)과, 선정된 시간 간격내에 상기 제1무선 주파수 신호의 수신의 부재와 상기 개시 신호에 공동으로 응답하여, 상기 제1무선 주파수 신호를 전송하고, 주파수의 제1그룹을 이용하여 상기 다수의 스테이션과 통신하기 위한 수단(203,208,209)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 송신하기 수단은 상기 제1무선 주파수 신호의 부재와 상기 개시 신호에 응답에 따라 주파수의 제2그룹을 이용하여 다수의 스테이션과 통신(205 및 206)하는 것을 특징으로하는 무선 통신 시스템.
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