KR100295397B1 - 양방향무선호출시스템용역방향무선링크의타임슬롯지정방법 - Google Patents

양방향무선호출시스템용역방향무선링크의타임슬롯지정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양방향 무선호출 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법에 관한 것으로, 특히 단위 사이클 내에서 단일 혹은 복수개의 패킷 길이에 해당하는 메시지를 전송하기 위해 타임슬롯을 지정하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 전송 메시지가 단일 단위패킷을 사용하는 비연결형 패킷과 전송 메시지가 복수개의 단위패킷을 연결하여 사용하는 연결형 패킷으로 구분되며, 슬롯 비연결형 패킷의 경우, 무선호출 단말기가 상기 메시지를 단일 패킷화하고 상기 패킷을 전송하기 위한 타임슬롯 위치를 결정한 이후, 상기 타임슬롯 위치에 상기 패킷을 전송하는 단계로 구성된다.
또한, 슬롯 연결형 패킷의 경우 상기 메시지를 전송하기 위해 소요 패킷수를 계산하고, 상기 소요 패킷수 만큼의 타임슬롯을 할당하여 상기 메시지를 조합하여 단일 패킷화하며, 전송할 타임슬롯 위치를 결정한 이후, 상기 소요 패킷수 만큼의 타임슬롯을 이용하여 상기 패킷을 전송하는 단계로 구성된다.
또한 예약 연결형 패킷 및 비연결형 패킷의 경우, 무선호출 단말기가 상기 메시지를 단일 패킷화하고, 상기 타임슬롯 위치에 상기 패킷을 전송하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

양방향 무선호출 시스템용 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법{Method of Designating Multiple Time Slots of Reverse Radio Link for Bidirectional Radio Paging System}
본 발명은 양방향 무선호출 시스템용 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법에 관한 것으로, 특히 S-ALOHA 영역의 경우에 트래픽 분산에 의한 충돌확률을 감소시킬 수 있도록 타임슬롯 할당을 위해 무선호출 단말기 자신의 주소를 이용하여 할당하며, 한 사이클 내에서 복수개의 패킷 길이에 해당하는 전송 메시지가 긴 메시지를 전송하는 경우에 동기신호를 첫번째 패킷에만 존재하도록 구성하여 채널효율의 증대효과를 갖는 양방향 무선호출 시스템용 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법에 관한 것이다.
단방향 무선호출 통신 시스템은 일반적으로 1개 이상의 교환장치 및 중앙제어장치, 기지국 시설 및 단방향 무선호출 단말기 등으로 구성되어 있다. 이는 시스템의 특성상 무선호출 시스템이 일방적인 송신을 수행한 후 종료하는 형태의 단방향 통신방식이기 때문에 단방향 무선호출 시스템이 비교적 간단한 시스템만으로 서비스를 제공하는 것이 가능하였지만, 현재는 통신방식의 고도화 및 서비스지역의 확대 등으로 인하여 점차 고도화되며 복잡해 지고 있다.
단방향 무선호출 통신 시스템에서 무선호출기 사용자는 무선호출 가입자 번호를 다이얼하면 시내교환기를 통하여 통상 무선호출 터미널이라 불리우는 중앙제어장치로 보내져서 데이터베이스에서 가입자 등록 여부를 확인한 이후 무선호출 가입자의 번호를 부호화장치에서 무선호출 수신기의 고유번호로 부호화시켜 송신기를 통하여 송출하고 호출자에게 호출 하였다는 사실을 알려주게 된다.
중앙제어장치는 공중전화 교환망(PSTN: Public Switched Telephone Network)으로 부터 입력되는 호출요구를 가입자 조회, 서비스메뉴조회 등을 등록데이터에 따라서 행하고, 받아들인 신호에 대응하는 무선호출 신호를 만들어 송신국에 신호를 송출하는 기능을 수행한다.
현재 무선호출의 절대적 시장을 점유하고 있는 POCSAG(Post Office Code Standardization Adversary Group)의 경우 일반적으로 전송속도는 1,200bps (초당1200비트)이며 이러한 전송속도로는 다양한 서비스를 제공하기 어렵다. 특히 문자전송과 데이터 전송의 경우 BCD코드를 이용한 숫자전송의 경우 보다 많은 데이터량의 전송이 요구되어 동일 주파수에 수용되는 가입자가 제한되고, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 고속 무선호출방식이 제안 되었다.
대표적인 예를 보면 모토로라에서 개발한 플렉스(FLEX: FLEXible), ETSI(European Telecommunicaion Standard Institute: 유럽통신기준 제정기관)에서 개발한 어미스(ERMES: European Radio MEssage System) 그리고 필립스에서 개발한 에이폭(APOC: Advanced Paging Operators Code)이란 신호방식이 있다.
하지만 이 방식 역시 단방향 전용 서비스로서 무선호출 시스템이 송신한 데이터에 대해 무선호출 단말기의 수신 여부를 확인할 수 없고, 무선호출 단말기의 서비스 요구 등을 수용할 수 없는 문제점을 가지고 있었다. 또한 무선호출 단말기의 가입자의 경우 소정의 데이터를 전송받고도 그 데이터의 일부 또는 전체에 오류가 발생된 경우 어떤 내용의 메시지인 지를 확인할 수 없고, 또 메시지의 송출자는 소정의 메시지가 제대로 전달된 것으로 간주하고 다음 행동에 임하므로써 양자간의 무선통신이 정확히 이루어지지 않는 경우가 종종 발생하는 문제점이 있었다.
이 문제점을 해결하기 위해 양방향 무선호출이 등장하였으며, 양방향 무선호출의 특징은 현재의 POCSAG나 FLEX와 같은 단방향 무선호출 방식과는 달리 양방향 무선호출은 발신자가 수신이 완료되었는지를 확인할 수 있어 효과적으로 데이터 전송을 할 수 있다. 즉, 무선호출 시스템이 전송한 메시지가 올바르게 도착했는지 여부를 무선호출 단말기로부터 응답을 통해 확인할 수 있다.
현재 개발된 양방향 무선호출을 살펴보면 모토로라에서 FLEX의 일부 기능을 보완하여 양방향 통신이 가능한 ReFLEX, 이스라엘의 NEXUS가 개발한 NexNet, AT&T의 CDPD를 기반으로 한 pACT 등이 있으나 국내 환경에 적합하지 않아 국내에서는 상용화되지 못하고 있는 상태이다.
무선호출 시스템 역방향 무선링크에서 별도의 제어채널을 요구하지 않는 알로하 방식을 적용하였으며, 제한된 전송속도에서 다수의 가입자를 수용하기 위해 시간적으로 동기화시킨 타임슬롯(Time Slot)을 할당하여 공동으로 사용할 수 있도록 하였다. 따라서 슬롯을 점유하는 신호들 간의 충돌을 최소화하기 위해 서로 다른 슬롯을 사용하도록 하여 트래픽을 분산시키는 것이 필요하나 R-ALOHA 영역의 경우 무선호출시스템에서 타임슬롯을 할당해줘서 일부 충돌을 방지할 수 있지만, S-ALOHA 영역의 경우에는 타임슬롯 할당이 불가능하여 트래픽 분산에 의한 충돌확률을 감소시킬 수 없는 문제점이 존재한다. 또한 기존의 양방향 무선호출 통신 시스템은 역방향 무선링크에서 S-ALOHA 방식으로 메시지 전송시에 단일 패킷에 대해서만 정의되므로 긴 메시지(MSG1,MSG2)의 전송이 어렵고 또한 도 4a에 도시된 바와같이 동기신호(Sync)가 각각의 패킷마다 중복되므로 채널 사용이 비효율적인 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 S-ALOHA 영역의 경우에 트래픽 분산에 의한 충돌확률을 감소시킬 수 있도록 타임슬롯 할당을 위해 무선호출 단말기 자신의 주소를 이용하여 할당하는 방법 및한 사이클 내에서 복수개의 패킷 길이에 해당하는 전송 메시지가 긴 메시지를 전송하는 경우에 동기신호를 첫번째 패킷에만 존재하도록 구성하여 채널효율의 증대효과를 갖는 연결형 패킷의 알로하 방식에서의 타임슬롯 지정방법을 제공하는데 있다.
도 1a는 본 발명이 적용되는 양방향 무선호출 통신 시스템을 보여주는 개략 블록도,
도 1b는 본 발명이 적용되는 양방향 무선호출 통신 시스템의 순방향 무선링크의 셀(Cell) 구성으로 단말기가 위치한 기지국에 대해서만 무선호출정보를 전송하는 포인트 호출채널(Point Paging Channel)과 서비스 범위내의 모든 기지국으로 동시에 무선호출정보를 전송하는 브로드캐스팅 호출채널(Broadcast Paging Channel)의 주파수 할당을 보여주는 구성도,
도 1c는 본 발명이 적용되는 양방향 무선호출 통신 시스템의 역방향 셀 구성과 주파수 할당을 보여주는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 양방향 무선호출 통신 시스템의 양방향 무선호출 프로토콜을 설명하기 위한 순방향 및 역방향 무선링크의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 4a는 종래의 타임슬롯 지정방법을 나타낸 타임슬롯 구성도,
도 4b는 본 발명에 따른 타임슬롯 지정방법을 나타낸 타임슬롯 구성도,
도 5는 도 4b에 도시된 연결형 패킷에 대한 상세 구성도,
도 6은 비연결형 패킷에 대한 상세 구성도,
도 7은 연결형 패킷의 지정방법을 설명하기 위한 설명도이다.
( 도면의 주요부분에 대한 부호설명 )
1a-1e ; 무선 단말기
2a-2e, 2a1-2e1 ; 수신기 3a-3e ; 주변기지국
4a-4i ; 셀 5 ; 무선호출 터미널
6 ; 공중망 교환기 7 ; PSTN망
8a ; 인터넷 8b ; 인터넷 서버
9a ; 전화 9b ; 팩시밀리
9c ; 개인용 컴퓨터 100 ; S-ALOHA 영역
200 ; R-ALOHA 영역
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하나의 무선호출 시스템과 다수의 무선호출 단말기를 포함하는 양방향 무선호출 통신 시스템에서 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법에 있어서, 무선호출 단말기 자신의 주소를 이용하여 전송할 패킷의 기본 패킷 위치를 선정하는 단계와, 전송할 패킷이 연결형 패킷인지 또는 비연결형 패킷인 지를 판단하는 단계와, 판단결과 연결형 패킷인 경우 전송하고자 하는 패킷길이, 1차 패킷길이, 2차 패킷길이를 이용하여 전송할 총패킷수를 구하는 단계와, (전송할 총패킷수+현재의 패킷위치-1)가 최대 지정 가능한 패킷수보다 더 큰지를 판단하는 단계와, 판단결과 (전송할 총패킷수+현재의 패킷위치-1)가 최대 지정 가능한 패킷수보다 더 큰경우는 (최대 지정 가능한 패킷수-상기 전송할 총패킷수+1)번부터 순차적으로 패킷을 지정하는 단계와, 상기 판단결과 (전송할 총패킷수+현재의 패킷위치-1)가 최대 지정 가능한 패킷수와 같거나 작은 경우 (현재의 패킷위치-전송할 총패킷수+1)가 제로(0)보다 작거나 같은 지를 판단하는 단계와, 판단결과 (현재의 패킷위치-전송할 총패킷수+1)가 제로(0)보다 작거나 같은 경우 최하위 패킷부터 순차적으로 패킷을 지정하고, 이와 반대인 경우 (현재의 패킷위치-{전송할 총패킷수/2}+1)번부터 순차적으로 패킷을 지정하는 단계로 구성되는 것을특징으로 하는 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법을 제공한다.
상기 전송할 총패킷수는 하기 수학식에 따라 구해진다.
전송할 총패킷수 = {(전송하고자 하는 패킷길이 - 1차 패킷길이) / 2차 패킷길이} + 1 (단, { }는 올림을 적용)
또한, 상기 현재의 패킷위치는 MOD (캡코드 추출값, 최대 지정 가능 패킷수)에 따라 구해질 수 있다.
더욱이 상기 캡코드 추출값은 (캡코드 설정값) AND (마스크 비트값)에 따라 구해지며, 상기 캡코드 설정값은 순방향 2n개의 프레임 갯수에서 n과 일치하는 자신의 주소에서 마지막 n 비트를 제외하고 나머지 비트로 추출되고, 상기 마스크 비트값은 전송속도에 따라 결정된다.
상기 최대 지정 가능한 패킷수는 순방향 무선링크를 통하여 수신된 영역구분 코드값(BP)에 의해 결정된다.
상기 판단결과 비연결형 패킷인 경우 상기 현재의 패킷위치로 지정되며, 상기 판단결과 예약 비연결형 패킷인 경우 시스템에서 순방향 무선링크를 통하여 지정된다.
여기서, 상기 예약 비연결형 패킷은 각 사이클의 영역구분 기준값을 '0'으로 하여 최종 패킷까지 순차적으로 패킷번호가 부여되며, 상기 예약 싱글 패킷번호는 (영역구분 기준값 +시스템 설정 패킷번호)로서 설정된다.
상기 판단결과 슬롯 비연결형 패킷인 경우 패킷번호는 (캡코드 추출값) MOD(영역구분 기준값)로 지정된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 하나의 무선호출 시스템과 다수의 무선호출 단말기를 포함하는 양방향 무선호출 통신 시스템의 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법에 있어서, 순방향 무선링크를 통하여 전송속도와 영역구분 코드값을 수신하는 단계와, 전송할 메시지 길이에 따라 전송할 총패킷수를 결정한후 단일 패킷화하는 단계와, 상기 전송속도에 따라 결정된 마스크 비트값과 충돌을 피하도록 추출된 캡코드 설정값을 사용하여 캡코드 추출값을 구하고 상기 영역구분 기준값에 기초하여 최종할당 가능한 패킷수를 구하고 이들로부터 패킷위치를 구하는 단계와, 상기 구해진 패킷의 위치로 패킷을 전송하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 하나 이상의 무선호출 시스템 및 무선호출 단말기를 포함하는 양방향 무선호출 통신 시스템에서 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법은 무선호출 시스템이 슬롯 비연결형 패킷인 경우 무선호출 단말기가 상기 메시지를 단일 패킷화하는 단계와, 상기 패킷을 전송하기 위한 타임슬롯 위치를 결정하는 단계와, 상기 결정된 타임슬롯 위치에 상기 패킷을 전송하는 단계로 구성된다.
슬롯 연결형 패킷인 경우 상기 메시지를 전송하기 위해 소요 패킷수를 계산하는 단계와, 상기 소요 패킷수 만큼의 패킷을 이용하여 상기 메시지를 단일 패킷화하는 단계와, 전송할 타임슬롯 위치를 결정하는 단계와, 상기 소요 패킷수 만큼의 타임슬롯을 이용하여 상기 패킷을 전송하는 단계로 구성된다.
예약 연결형 패킷 혹은 비연결형 패킷인 경우 무선호출 단말기가 상기 메시지를 단일 패킷화하는 단계와, 상기 타임슬롯 위치에 상기 패킷을 전송하는 단계로 구성될 수 있다.
상기한 바와같이 본 발명에서는 연결형 패킷의 알로하 방식에서 타임슬롯을 지정할때 한 사이클 내에서 복수개의 패킷 길이에 해당하는 전송 메시지가 긴 메시지를 전송하는 경우에 동기신호를 첫번째 패킷에만 존재하도록 구성하여 채널효율의 증대효과를 갖도록 하였다.
(실시예)
이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.
첨부된 도 1a는 본 발명에 따른 양방향 무선호출 통신 시스템을 보여주는 개략 블록도, 도 1b는 본 발명에 따른 양방향 무선호출 통신 시스템의 순방향 셀(Cell) 구성과 포인트 호출채널/브로드캐스팅 호출채널의 주파수 할당을 보여주는 구성도, 도 1c는 본 발명에 따른 양방향 무선호출 통신 시스템의 역방향 셀 구성과 주파수 할당을 보여주는 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 양방향 무선호출 통신 시스템의 양방향 무선호출 프로토콜을 설명하기 위한 순방향 및 역방향 무선링크의 구조를 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 발명에 따른 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법을 설명하기 위한 흐름도, 도 4a는 종래의 타임슬롯 지정방법을 나타낸 타임슬롯 구성도, 도 4b는 본 발명에 따른 타임슬롯 지정방법을 나타낸 타임슬롯 구성도, 도 5는 도 4b에 대한 상세 구성도, 도 6은 비연결형 패킷에 대한 상세 구성도이다.
(양방향 무선호출 통신 시스템)
먼저 도 1을 참고하면, 본 발명이 적용되는 양방향 무선호출 통신 시스템은 일정한 서비스 지역 내에 하나 이상의 기지국(3a,3b)이 분포되어 있고, 주변기지국(3a,3b)의 각각은 유선으로 다수의 수신기(2a,2b)와 연결되어 있으며, 주변기지국(3a,3b)은 유선으로 다른 양방향 무선호출 터미널(5)과 연결되어 있다.
상기 무선호출 터미널(5)은 주변기지국(3a,3b)과의 접속을 제어하는 무선호출 제어장치와, 그리고 유선으로 연결된 공중망 교환기(6)와 공중 전화 교환망(PSTN : Public Switched Telephone Network) (7)을 통하여 다수의 전화(9a), 팩시밀리(9b), 개인용 컴퓨터(9c)와 연결되고, 인터넷망을(8a) 통하여 다수의 E-메일(e-mail)(8b)와의 음성 및 데이터 통신을 수행하며 각종 데이터 베이스를 내장하고 있는 무선호출 터미널(5b)로 구성되어 있다.
본 발명의 양방향 무선호출 터미널(5)은 순방향 무선링크(downlink)를 통하여 무선호출 단말기(1a-1c)에 대한 메시지를 송신하고, 역방향 무선링크(uplink)를 통하여 무선호출 단말기로부터 메시지 수신 확인(ACK), 무선호출 단말기의 위치등록 응답, 메시지 조회, 삭제, 재전송 등의 사서함 정보 등를 제어할 수 있는 무선호출 단말기 요구 메시지를 수신함으로써 양방향 무선통신이 이루어진다.
(순방향 셀구성)
도 1b는 본 발명에 따른 양방향 무선호출 통신 시스템의 순방향 셀(Cell) 구성과 포인트 호출채널/브로드캐스팅 호출채널의 주파수 할당을 보여주는 구성도로서, 다수의 주변기지국(3a-3i)가 서비스 지역을 빈틈없이 커버하도록 배치되며 이들 사이에는 중앙 무선호출 터미널(5)(3a)과 연결된다.
주변기지국(3a-3i)은 각각 브로드캐스팅 호출채널을 형성하기 위해 동일한 주파수(f0)를 사용하여 자신의 셀(4a-4i) 내에 위치해 있는 무선호출 단말기(1a-1e)로 메시지 신호를 전송하기 위한 송신기를 갖추고 있으며, 이와 동시에 특정된 어느 하나의 셀, 예를들어 단말기의 수신 전계강도(RSSI)가 가장 높은 셀을 선택하여 해당 셀에 위치한 단말기(1a-1e)를 호출하는 포인트 호출채널을 구성하기 위해 각 셀마다 서로 다른 주파수(f0-f4)를 사용하여 전송하기 위한 송신기를 함께 갖추고 있다.
이경우 한정된 주파수 자원을 재활용하기 위하여 인접되지 않은 셀, 예를들어 셀(4a)과 셀(4e)은 서로 동일한 포인트 호출채널 형성용 송신 주파수로서 동일하게 주파수(f0)를 사용할 수 있게 주파수가 재할당되어 있다.
(순방향 프로토콜)
도 1a에서 중앙 무선호출 터미널(5)과 주변기지국(3a-3d)은 단순하게 "시스템(5)"이라 칭하며 상기 시스템은 순방향 및 역방향의 메시지 송수신이 가능하도록 다수의 셀(4a-4i) 마다 하나의 송신기와 다수의 수신기를 구비하고 있으며, 상기 가입자 단말기(1)는 안테나를 통하여 시스템(5)으로부터 전송된 메시지를 수신하고 자신의 메시지를 전송할 수 있는 RF 송수신부를 갖춘 단말기로서 정의된다.
먼저 호출자가 전화기(9a) 또는 컴퓨터(9c)를 이용하여 예를들어 PSTN망(7)을 통하여 가입자를 호출하는 경우 무선호출 터미널(5)은 이러한 다수의 호출에 응답하여 순방향 무선링크를 통하여 다수의 배치(B0-Bn)가 시분할 다중화되어 전송되며, 상기 각각의 배치는 2n개, 예를들어 n이 4인 경우 16개의 프레임(F0-F15)으로 구성된다.
이경우 각각의 프레임(F0-F15)은 예를들어 동기신호(SC)와, 프레임 정보신호(FI), 단말기 제어 명령어 및 피호출 단말기 어드레스(ID) 부분(CNTL), 및 다수의 메시지 신호(MSG)로 구성되는데, 무선호출 단말기(1)는 자신이 속하는 그룹의 프레임만을 주기적으로 검색하고, 그 이외의 프레임 기간 동안에는 수신부의 전원을 오프시키는 주기적인 메시지의 수신을 실행한다.
수신된 메시지에 따라 단말기(1)는 설정된 착신모드에 따라 부저, 스피커 또는 진동모터중 어느 하나를 동작시켜 가입자에게 무선호출의 메시지가 수신되었음을 알려주고 표시기를 통하여 문자로 표시해준다.
(역방향 셀구성)
한편 도 1c는 본 발명에 따른 양방향 무선호출 통신 시스템의 역방향 셀 구성과 주파수 할당을 보여주는 구성도로서, 다수의 주변기지국(3a-3i)가 서비스 지역을 빈틈없이 커버하도록 배치되며 이들 사이에는 중앙 무선호출 터미널(5)(3a)과 유선(2)으로 연결된다.
주변기지국(3a-3i)은 각각 역방향 채널을 형성하기 위해 동일한 주파수(f5)를 사용하여 자신의 셀(4a-4i) 내에 위치해 있는 무선호출 단말기(1a-1e)로부터 전송하는 메시지 신호를 수신하기 위한 다수의 수신기(2a-2d, 2a1-2e1,...)를 각 셀마다 갖추고 있으며, 각각의 수신기(2a-2d, 2a1-2e1,...)는 해당 셀내에 위치한 주변기지국(3a-3e)과 각각 연결되어 있다.
(역방향 프로토콜)
무선호출 단말기(1)로부터 역방향 무선링크(uplink)를 통하여 무선호출 터미널(5)에 대한 메시지 전송방법을 도 2를 참고하여 설명한다.
먼저 본 발명의 다수의 무선호출 단말기(1)로부터 역방향 무선링크접속을 위한 1사이클(cycle)(CC)(또는 1프레임) 당 타임슬롯(즉, 패킷)의 갯수는 전송속도에 따라 증가하도록 구성될 수 있으며, 예를들어 전송속도가 800bps인 경우 도 2과 같이 10개의 타임슬롯(T0-T9)으로 구성되고, 전송속도가 6400bps인 경우 최대 60개의 타임슬롯으로 단위 사이클이 결정된다.
즉, 단일 타임슬롯이 점유하는 시간은 전송속도에 따라 가변적으로 적용되며, 역방향 전송속도는 최저 800bps로부터 가변적으로 적용된다. 여기서 하나의 타임슬롯에는 단일 패킷이 전송된다.
이경우 역방향 채널의 각 사이클(CC)은 순방향 배치(B0)의 가입자가 속해있는 프레임, 예를들어 제4프레임(F3)과 타이밍이 동일하게 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 시스템(5)은 순방향 프레임 정보(FI)를 통하여 단말기(1)로 타이밍 정보를 전송하며, 단말기(1)는 역방향 타임슬롯의 시간을 맞추기 위하여 순방향 채널의 해당 프레임(F3)과 동기를 맞춘다.
한편 본 발명에 따른 양방향 무선호출 시스템에서 역방향 무선링크는 별도의 제어채널을 요구하지 않는 알로하 방식을 적용하였으며, 상기 역방향 무선링크의 단위 사이클내에 단말이 자체적으로 전송할 타임슬롯을 결정하는 슬롯알로하(Slotted ALOHA; 이하 "S-ALOHA"로 표시함) 프로토콜(protocol)에 의해 타임슬롯이 할당되는 S-ALOHA 영역(100)과, 무선호출 시스템이 무선호출 단말기가 전송할 타임슬롯을 지정하는 방식인 예약 알로하(Reservation ALOHA: 이하 "R-ALOHA"로 표시함) 프로토콜에 의해 타임슬롯이 할당되는 R-ALOHA 영역(200)으로 나뉘어진다.
즉, 역방향 무선링크의 단위 사이클(CC) 내에 포함되는 10개의 타임슬롯(T0-T9)은 2개의 영역, 즉 S-ALOHA 영역(100)과 R-ALOHA 영역(200)으로 나뉘어진다.
상기한 S-ALOHA 영역(100)에 배정된 5개의 타임슬롯(T0-T4)을 할당하는 S-ALOHA 프로토콜은 전송의 신속성을 우선적으로 고려한 프로토콜로서 각각의 통신유닛, 즉 단말기(1)는 시스템(5)에 대하여 랜덤하게 선정되는 역방향 타임슬롯에 자신의 정보, 즉 메시지를 패킷단위로 전송하는 것을 시도하게 된다. 선택된 타임슬롯이 점유되지 않은 경우 단말기(1)의 메시지는 시스템(5)으로 전송된다. 그러나 랜덤한 역방향 타임슬롯이 이미 점유되어 있는 경우 정보(메시지)의 충돌이 발생하여 전송된 정보는 시스템(5)에 도달하지 못하게 되어 재송신이 요구될 수 있다.
한편, R-ALOHA 영역(200)에 배정된 5개의 타임슬롯(T5-T9)을 할당하는 R-ALOHA 프로토콜은 전송의 안정성을 우선적으로 고려한 프로토콜로서, 시스템(5)으로부터 배타적 사용권 지정에 기초하여 단말기(1)에 대하여 역방향 타임슬롯을 할당함에 의해 긴 데이터 메시지를 전송하는데 유용한 통신 프로토콜이다.
즉, 이러한 R-ALOHA 프로토콜에서는 각각의 통신유닛, 즉 단말기(1)는 시스템(5)에 다수의 데이터 패킷을 요하는 긴 메시지의 전송에 필요한 역방향 타임슬롯을 예약받아서 메시지를 전송할 수 있게 된다.
본 발명의 역방향 무선링크를 통한 메시지 전송에는 상기한 S-ALOHA 영역(100)과 R-ALOHA 영역(200)을 가변적으로 증감하면서 운용되며, 두 영역의 영역구분은 시스템(5)의 시스템 운용자에 의해 지형적 군집단위 내에서의 트래픽에 따라 전송의 신속성과 안정성 요청에 대한 비중을 고려하여 지정되며, 지정된 영역구분 코드값(BDC)은 순방향 무선링크를 통하여 공지함에 의해 단말기(1)에 대한 전송이 이루어지고, 이 영역구분 코드값(BDC)에 기초하여 영역구분 기준값(BDR)을 구한다.
(연결형 패킷의 타임슬롯 지정방법)
이하에 도 3 내지 도 7을 참고하여 본 발명에 따른 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법을 설명한다.
(1) 슬롯/연결형 패킷 지정
본 발명을 위한 하나의 실시예로서, 연결형 패킷에서 1차 패킷 길이 및 2차 패킷 길이는 하기 표 1과 같이 설정되며 지정 가능한 길이는 BDR 값에 따라 변경될 수 있다.
전송속도(bps) 1차 패킷 길이(bit) 2차 패킷 길이(bit)
800 47 130
1600 47 130
2200 67 160
6400 67 160
연결형 패킷의 지정은 1 사이클(CC) 이내에 이루어지므로 1 사이클에서 최대 지정 가능한 패킷수를 초과할 수 없다.
전송속도와 BDR값에 따라 전송할 총 패킷의 수는 하기 수학식 1에 의해 결정된다.
전송할 총패킷수 = {(전송하고자 하는 패킷길이 - 1차 패킷길이)
/ 2차 패킷길이} + 1 (단, { }은 올림 적용)
단, {}의 내용은 올림 적용하며, 단말기의 요구로 발생된 패킷인 경우 단말기는 자신의 고유 프레임을 제외한 프레임에서만 전송한다.
상기 수학식 1에 의해 구해진 전송할 총패킷수를 이용하여 (최대 지정 가능한 패킷수) < (현재의 위치 + 전송할 총패킷수 - 1)인 경우 현재 위치로부터 (A = 최대 지정 가능한 패킷수 - 현재위치 - 1)의 A값에 의해 뒤로 그 값만큼 패킷을 설정하며, (현재 위치 - A값) 만큼 자신의 위치를 포함하여 앞으로 나머지 패킷 수만큼 지정한다.
현재 위치부터 앞으로 전송할 패킷 수 만큼 지정하며, (최대 지정 가능한 패킷수) ≥ (현재의 위치 + 전송할 총패킷수 - 1)인 경우 현재 위치로부터 (B = 전송할 총 패킷수 - 현재위치 + 1)의 B값이 양수의 값을 가지면 B값 만큼 패킷을 설정하고, (현재 위치 - B값 + 1) 만큼 자신의 위치를 포함하여 뒤로 나머지 패킷 수 만큼 지정하며, B값이 음수의 값을 가지면 현재 위치로부터 뒤로 패킷을 지정한다.
본 발명을 위한 하나의 실시예로서, 전송속도가 800bps이고, BP가 '00'인 경우 총패킷수는 10개이므로 [총패킷수(10)/2 + BP(0)] 이므로 최대 지정 가능한 패킷의 수는 5가 된다. 또한 전송할 패킷 수는 숫자형(PIT = 000)이고, 패킷의 길이(PIL = 50) 인 경우 실제 전송할 메시지의 길이는 (4×50) bit = 200bit가 된다.
따라서, 전송할 총패킷수 = {(전송하고자 하는 패킷길이(200bit) - 1차 패킷길이(68bit)) / 2차 패킷길이(130bit)} + 1 로 계산될 수 있다. 결국 전송할 총패킷수는 3개로 결정된다.
구해진 전송할 총패킷수를 이용하여 (최대 지정 가능한 패킷수(5) ≥ 현재의 위치(3) + 전송할 총패킷수(3) - 1) 인 경우에 해당하므로 현재 위치로부터 (최대 지정 가능한 패킷수(5) - 현재위치(3) - 1) 값이 '1'이므로 뒤로 1만큼 설정하며, (현재 위치 - A값(1)) 만큼 자신의 위치를 포함하여 앞으로 나머지 패킷 수만큼 지정한다.
이를 도면으로 도시하면 도 7과 같이 표시된다. 즉, 타임슬롯(T3)의 전/후의 타임슬롯(T2,T4)을 포함하여 3개의 타임슬롯(T2-T4)이 지정된다.
(2) 슬롯/연결형 패킷 구성
연결형 패킷은 메시지가 한개의 패킷 안에 수용하는 형태로 구성되며, 숫자와 문자 등 여러가지 형태가 가능하도록 하기 위해 PIT를 지정하고, 전체 메시지를 한 패킷 형태로 구성하기 위해 PIL를 사용하여 전체 메시지의 길이를 지정한다. 지정된 한 패킷의 길이보다 메시지의 길이가 적은 경우 나머지 부분은 제로 '0'값으로 추가된다.
(3) 슬롯/비연결형 패킷 지정
슬롯 싱글 패킷 전송모드로 설정되어 있거나 시스템으로부터 요구된 경우에 단말기는 패킷 번호를 하기 수학식 2와 같이 계산하고, 계산에 의해 설정된 패킷을이용하여 메시지를 전송한다.
패킷 번호 = MOD(캡코드 추출값, BDR) (여기서, MOD(x,y)는 x를 y로 나눈 나머지를 말함)
슬롯 패킷의 번호는 각 사이클의 첫번째 패킷을 '0'으로 하여 영역 구분 기준값의 이전 비트까지 순차적으로 증가된다. 상기 캡코드 추출값은 전송속도에 따라 결정된 마스크 비트값과 충돌을 피하도록 추출된 캡코드 설정값을 사용하여 하기 수학식 3과 같이 구하여진다.
캡코드 추출값 = (캡코드 추출값) AND (마스크 비트값)
본 발명을 위한 하나의 실시예로서, 상기 전송속도에 따른 마스크 비트값은 전송속도(bps)가 800일때 4bits이고, 1600일때 5bits, 3200일때 5bits, 6400일때 6bits ....등으로 설정된다.
또한 n = 4인 경우 순방향 프레임의 총 갯수(2n)는 16개의 프레임이 정의되며, 상기 캡코드 설정값은 순방향의 프레임 번호가 동일한 단말기 간의 충돌을 최소화하기 위하여 자신의 캡코드에서 마지막 n 비트(여기서는 4비트)를 제외한 비트로서 정의된다.
상기한 슬롯/비연결형 패킷 번호 할당을 예를들어 설명하면 다음과 같다.
슬롯 싱글 패킷 전송모드 800bps의 전송속도에서 영역구분 기준값이 '2'인경우 단말기(A)의 캡코드가 (1F3C4)16이면, LSB로부터 5번째 비트에서 8비트를 추출하면 '3C' = 60이 되며, 단말기(B)의 캡코드가 (IF3B4)16이면, LSB로부터 5번째 비트에서 8비트를 추출하면 '3B' = 59 이 된다. 따라서, 단말기(A)는 MOD(60,2)의 값이 '0'이 되어 패킷 번호는 '0'이 되고, 단말기(B)는 MOD(59,2) 값이 '1'이 되어 패킷 번호는 '1'이 된다.
(4) 예약/비연결형 패킷지정
예약 싱글 패킷번호는 시스템에서 부여하여 순방향 무선링크를 통해 설정되며, 예약 싱글 패킷의 번호는 각 프레임의 영역구분 기준값을 '0'으로 하여 최종 패킷까지 순차적으로 증가된다.
예약 싱글 패킷번호의 할당은 다음과 같은 수학식 4에 의해 계산된다.
패킷번호 = 영역구분 파라메터(BP) + 시스템 설정 패킷번호(SPNo)
무선호출 시스템이 무선호출 단말기를 위한 예약 슬롯을 할당한 시점의 사이클 번호(즉, NB = 0)를 기준하여, 상기 단말기가 전송할 시점의 사이클 번호를 지정하는데 시스템이 지정할 당시의 사이클 번호와 단말기가 전송할 시점의 사이클 번호가 동일하면, NB = 0로 설정되며, 시스템이 지정할 당시의 사이클 번호를 기준으로 다음 사이클에 단말기가 전송할 시점으로 지정되면, NB = 1로 설정된다. 단말기는 순방향 무선링크로부터 수신된 NB(Next Batch) 및 프레임번호 값에 의해 단말기 자신의 프레임(역방향 사이클)을 인지하고 상기 패킷번호를 이용하여 전송할수 있다.
이하에 도 3의 흐름도를 참고하여 본 발명에 따른 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법을 설명한다.
먼저 전송할 패킷이 연결형 패킷인지 또는 비연결형 패킷인 지를 지정한다(S6). 즉, 연결형 패킷과 비연결형 패킷은 동기신호(Sync)가 서로 다르게 구성되어 있으므로 수신기는 동기신호(Sync)를 읽어서 현재 수신된 패킷이 비연결형 패킷인지 연결형 패킷인지의 여부를 확인할 수 있고, 다음 패킷이 비연결형 패킷인지 연결형 패킷인 지를 미리 예측할 수 있다.
판단결과 연결형 패킷인 경우 전송하고자 하는 패킷길이, 1차 패킷길이, 2차 패킷길이를 이용하여 전송할 총패킷수를 구한다(S7).
그후 (전송할 총패킷수+현재의 패킷위치-1)가 최대 지정 가능한 패킷수보다 더 큰지를 판단한다(S8).
판단결과 (전송할 총패킷수+현재의 패킷위치-1)가 최대 지정 가능한 패킷수보다 더 큰경우는 (최대 지정 가능한 패킷수-상기 전송할 총패킷수+1)번부터 순차적으로 패킷을 지정하고(S9), 상기 판단결과 (전송할 총패킷수+현재의 패킷위치-1)가 최대 지정 가능한 패킷수와 같거나 작은 경우 (현재의 패킷위치-전송할 총패킷수+1)가 제로(0)보다 작거나 같은 지를 판단한다(S10).
판단결과 (현재의 패킷위치-전송할 총패킷수+1)가 제로(0)보다 작거나 같은 경우 최하위 패킷부터 순차적으로 패킷을 지정하고, 이와 반대인 경우 (현재의 패킷위치-{전송할 총패킷수/2}+1)번부터 순차적으로 패킷을 지정한다(S11,S12).
또한, 상기 현재의 패킷위치는 (캡코드 추출값) MOD (최대 지정 가능 패킷수)에 따라 구해진다(S5).
한편 본 발명의 타임슬롯 지정방법에서는 단지 도 4b에 도시된 바와같이 동기신호(Sync)가 첫번째 패킷에만 존재하는 형식으로 링크드된 단일 패킷으로 구성된다.
즉, 첫번째 패킷은 도 6과 같이 동기신호(Sync)와, 헤더(header), LPN(연결형 패킷 넘버), 제1메시지, 프레임 오류정정 코드(FEC)로 이루어지고, 두번째 패킷부터는 각각의 메시지와 프레임 오류정정 코드만으로 구성된다.
따라서 채널효율의 증대효과를 가질 수 있게 된다.
전송속도에 따라 프레임 오류정정 코드(FEC)는 1이상으로 적용될 수 도 있으며, LPN값은 연결형 패킷의 수를 나타내며, 비연결형 패킷인 경우는 "0"으로 표기되며, 이값이 "1"인 경우 무선링크된 다음 패킷이 1개인 것을 나타낸다.
상기한 바와같이 본 발명에서는 연결형 패킷의 S-ALOHA 방식에서 타임슬롯을 지정할때 한 사이클 내에서 복수개의 패킷 길이에 해당하는 전송 메시지가 긴 메시지를 전송하는 경우에 동기신호를 첫번째 패킷에만 존재하도록 구성하여 채널효율의 증대효과를 갖도록 하였다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (7)

  1. 하나 이상의 무선호출 시스템 및 무선호출 단말기를 포함하는 양방향 무선호출 통신 시스템에서 알로하 방식을 사용하는 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법에 있어서,
    전송 메시지가 단일 단위패킷을 사용하는 경우, 무선호출 단말기가 상기 메시지를 단일 패킷화하고, 전송 메시지가 복수개의 단위패킷을 연결하여 사용하는 경우, 상기 메시지를 전송하기 위해 소요 패킷수를 계산하고 상기 소요 패킷수 만큼의 타임슬롯을 할당하여 상기 메시지를 단일 패킷화하여 긴 패킷을 만드는 단계와,
    전송할 타임슬롯 위치를 결정하는 단계와,
    상기 타임슬롯 위치에 전송하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전송할 타임슬롯 위치를 결정하기 위해 캡코드의 추출값은 [(캡코드 설정값) AND (마스크 비트 Shift 마스크 단위)]로 구하여지며, 여기서 상기 캡코드 설정값은 자신의 주소에서 순방향 프레임과 충돌확률이 높은 일치하는 비트를 제외하고 추출한 나머지 비트로 지정하며, 역방향 단위 사이클 내에 패킷 개수에서 일치하는 비트의 상기 마스크 단위와 상기 비트 만큼을 표시하는 상기 마스크 비트를 특징으로 하는 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법.
  3. 제1항에 있어서, 단일 패킷화하기 위해서 상기 전송할 총패킷수를 [{(전송하고자 하는 패킷길이 - 1차 패킷길이) / 2차 패킷길이} + 1 (단, { } 영역은 올림을 적용)]에 의하여 계산하는 단계와,
    타임슬롯의 위치를 결정하기 위해서 (전송할 총패킷수+현재의 패킷위치-1)가 최대 지정 가능한 패킷수보다 더 큰지를 판단하는 단계와,
    판단결과 (전송할 총패킷수+현재의 패킷위치-1)가 최대 지정 가능한 패킷수보다 더 큰경우는 (최대 지정 가능한 패킷수-상기 전송할 총패킷수+1)번부터 순차적으로 패킷을 지정하는 단계와,
    상기 판단결과 (전송할 총패킷수+현재의 패킷위치-1)가 최대 지정 가능한 패킷수와 같거나 작은 경우 (현재의 패킷위치-전송할 총패킷수+1)가 제로(0)보다 작거나 같은 지를 판단하는 단계와,
    판단결과 (현재의 패킷위치-전송할 총패킷수+1)가 제로(0)보다 작거나 같은 경우 최하위 패킷부터 순차적으로 패킷을 지정하고, 이와 반대인 경우 (현재의 패킷위치-{전송할 총패킷수/2}+1)번부터 순차적으로 패킷을 지정하는 단계를 포함하는 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법.
  4. 제1항에 있어서, 전송할 타임슬롯 위치를 결정하기위해서 상기 현재의 패킷위치는 캡코드 추출값과 최대 지정 가능 패킷수를 통해 구해지며, 상기 최대 지정 가능한 패킷수는 순방향 무선링크를 통하여 수신된 영역구분 코드값(BDC)에 의해결정되는 것을 특징으로 하는 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법.
  5. 제1항에 있어서, 무선호출 단말기가 역방향 무선링크를 통해 전송할 패킷이 연결형 패킷 또는 비연결형 패킷인 지에 따라 해당 패킷의 동기부분을 다르게 지정할때 상기 무선호출 시스템에서 동기코드를 통해 연결형인지 비연결형인지 판별할 수 있도록 하여 연결형 패킷의 두번째 단위 패킷의 동기부를 동기코드로 인지하지 않고 메시지로 인지하는 단계와,
    두번째 패킷을 수신 완료하는 시간 이내에 첫번째 패킷을 통해 메시지 내에 표시된 필드를 읽어 연결형 패킷의 길이를 산출하며, 첫번째 패킷을 인지하지 못한 경우 정상적인 동기가 검출될 때까지 계속적으로 동기부에 대해 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법.
  6. 하나의 무선호출 시스템 및 다수의 무선호출 단말기를 포함하는 양방향 무선호출 통신 시스템에서 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법에 있어서,
    무선호출 시스템이 상기 단말기가 전송할 메시지를 위한 하나 이상의 타임슬롯을 순방향 무선링크를 통하여 지정하는 경우, 무선호출 단말기가 상기 메시지를 단위 패킷으로 연결된 패킷을 이용하여 단일 패킷화하여 긴 패킷을 만드는 단계와,
    상기 무선호출 시스템에서 지정한 타임슬롯 위치에 상기 패킷을 전송하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법.
  7. 제6항에 있어서, 무선호출 단말기가 역방향 무선링크를 통해 전송할 패킷이 연결형 패킷 또는 비연결형 패킷인 지에 따라 해당 패킷의 동기부분을 다르게 지정할때 상기 무선호출 시스템에서 동기코드를 통해 연결형인지 비연결형인지 판별할 수 있도록 하여 연결형 패킷의 두번째 단위 패킷의 동기부를 동기코드로 인지하지 않고 메시지로 인지하는 단계와,
    두번째 패킷을 수신 완료하는 시간 이내에 첫번째 패킷을 통해 메시지 내에 표시된 필드를 읽어 연결형 패킷의 길이를 산출하며, 첫번째 패킷을 인지하지 못한 경우 정상적인 동기가 검출될 때까지 계속적으로 동기부에 대해 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 무선링크의 타임슬롯 지정방법.
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