KR100974017B1 - 분리형 무선송수신 모듈을 갖는 무선통신기 - Google Patents

분리형 무선송수신 모듈을 갖는 무선통신기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분리형 무선송수신 모듈을 갖는 무선통신기에 관한 것으로, 본 발명의 분리형 무선송수신 모듈을 갖는 무선통신기는 무선통신기본체; 상기 무선통신기본체와 분리되어 구성되는 무선송수신모듈; 및 상기 무선통신단기본체와 상기 무선송수신모듈을 전기적으로 연결하는 데이터전송케이블을 포함하고, 상기 무선통신기본체는 상기 전송케이블을 통하여 송수신모드 제어신호와 송신 데이터를 상기 무선송수신모듈로 제공하고, 상기 무선송수신모듈은 상기 전송케이블을 통하여 수신 데이터를 상기 무선통신기본체로 제공하되 상기 송수신모드 제어신호를 입력받아 송수신모드를 설정함과 아울러 상기 송수신모드제어신호에 기초한 주파수 발생장치에 의해 통신대상장치와의 무선통신을 수행한다. 본 발명의 분리형 무선송수신 모듈을 갖는 무선통신기에 의하면, 차량 단말기와 무선통신 모듈을 연결하는데 필요한 케이블의 수를 줄일 수 있어 심미감을 향상시키고 심플한 외관을 형성할 수 있다. 또한 무선통신을 이용하여 자동요금을 징수할 때 데이터의 전송 오류를 미연에 방지할 수 있다. 또한 최소한의 케이블을 이용하여 차량 단말기와 먼 거리에 위치한 무선통신 모듈을 연결함으로써 가벼운 무게의 자동요금 징수장치를 형성할 수 있다. 또한 데이터 전송시 손실이 발생되지 않아 통신 거리를 연장시킬 수 있다.
자동요금징수 시스템, 요금징수, 무선통신, PLL 제어신호

Description

분리형 무선송수신 모듈을 갖는 무선통신기{Wireless communication apparatus having detaching wireless sender and receiver module}
본 발명은 분리형 무선송수신 모듈을 갖는 무선통신기에 관한 것으로, 구체적으로는 무선송수신 모듈이 무선통신기와 따로 분리되어 연결되는 경우 상호간에 연결된 전선의 수를 최소하면서도 통신 거리를 늘이기 위한 분리형 무선송수신 모듈을 갖는 무선통신기에 관한 것이다.
지능형교통시스템(ITS, Intelligent Transport System)은 도로와 차량 등 기존 교통의 구성 요소에 첨단의 전자정보통신 기술을 적용시켜 교통 시설을 효율적으로 운영하고 통행자에 유용한 정보를 제공하여 안전하고 편리한 통행과 전체 교통 체계의 효율성을 기하도록 하는 교통 네트워크와 정보통신 네트워크 간의 통합 시스템이다. 첨단교통시스템의 서브시스템인 자동요금징수 시스템은 요금 징수 과정에서 발생하는 교통 정체 문제를 해결할 수 있는 대안으로 부각되고 있다.
도 1은 종래의 자동요금 징수장치의 일실시예로 무선송수신 모듈이 차량 단말기에 포함된 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 자동요금 징수장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 자동요금징수 시스템은 전자지갑 기능을 하는 전자카드와 차량 단말기를 이용하여 적외선 방식이나 무선통신 방식을 통해 유료도로의 톨게이트에서 무정차 주행 중에 통행료를 징수하는 시스템이다.
차량 단말기(150)는 카드 삽입구(151)를 통하여 전자카드(10)가 장착되면 자동요금징수시스템의 노변 기지국(170)과 통신하면서 자동요금 징수를 위한 일련의 처리 동작을 수행한다.
전자카드(10)는 금전적 가치가 전자적 장치에 정보로 저장되어 있어 재화 또는 용역을 구입하고 그 대가를 지급하는데 사용되는 것으로 전자지갑으로 불리는 스마트카드가 일반적으로 사용되고 있다. 전자카드(10)는 통행료 지불을 위해 차량 단말기(150)에 탑재된다.
차량 단말기(150)는 차량 단말기 기능 회로(152), DSRC 통신부(154) 및 무선송수신 모듈(160)을 포함한다.
차량 단말기 기능 회로(152)는 요금 징수 처리 동작을 제어하기 위한 제어부가 포함되어 자동요금 징수 시스템에 의해 요금을 처리하는 기능을 수행한다. DSRC 통신부(154)는 무선송수신 모듈(160)과 연결되어 노변 기지국(170)과 통신하도록 한다.
도 3은 차량 단말기의 DSRC 통신부와 무선송수신 모듈 사이에서 전송되는 신호를 도시한 도면이고, 도 4는 시간에 따라 DSRC 통신부와 무선송수신 모듈 사이에서 전송되는 신호를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 차량 단말기(150)와 무선송수신 모 듈(160)의 구성을 설명하면, DSRC 통신부(154)는 DSRC 모뎀(156)과 PLL 제어신호발생기(158)를 포함한다. DSRC 모뎀(156)은 무선송수신 모듈(160)과 송신 데이터(Tx_data), 수신 데이터(Rx_data) 및 송수신모드 제어신호(Tx_Mask)를 송수신한다. 송신 데이터(Tx_data)는 DSRC 모뎀(156)에서 무선송수신 모듈(160)을 통해 노변 기지국(170)으로 전송하는 데이터이고, 수신 데이터(Rx_data)는 노변 기지국(170)에서 무선송수신 모듈(160)을 통해 DSRC 모뎀(156)로 전송하는 데이터이다.
송수신모드 제어신호(Tx_Mask)는 무선송수신 모듈(160)의 송수신 모드를 전환하는 신호로, 예를 들어 제어신호가 5V로 출력되면 무선송수신 모듈(160)은 송신 모드로 설정되면서 차량 단말기(150)에서 노변 기지국(170)으로 송신 데이터를 전송한다. 또한 제어신호가 0V로 출력되면 무선송수신 모듈(160)은 수신 모드로 설정되면서 노변 기지국(170)으로부터 수신 데이터를 수신받는다.
PLL 제어신호발생기(158)는 차량 단말기(150)가 무선송수신 모듈(160)과 통신할 때 송수신 주파수를 설정하기 위한 신호를 생성한다. 여기서, PLL 제어신호(PLL)는 PLL_CLK, PLL_Data 및 PLL_LE 신호를 포함한다.
무선송수신 모듈(160)은 무선송수신 모듈 기능 회로(162) 및 주파수 합성기(164)를 포함한다. 무선송수신 모듈 기능 회로(162)는 DSRC 모뎀(156)과 데이터를 송수신하면서 무선송수신 모듈(160)이 동작되도록 한다. 주파수 합성기(164)는 PLL 제어신호발생기(158)에서 송신되는 PLL 제어신호를 수신하여 송수신 주파수를 생성한다. 헤테로다인 수신방식에서는 송신 주파수로 5.8㎓, 수신 주파수로 5.84 ㎓가 사용되므로 송신과 수신 모드가 바뀔 때마다 주파수를 바꾸어야 한다. 즉, 송 신 데이터(Tx_Data)를 전송하기 전에는 송신 주파수인 5.8㎓를 생성하여야 하고, 수신 데이터(Rx_Data)를 수신하기 전에는 수신 주파수인 5.84㎓를 생성하여야 한다. I2C 방식으로 통신하는 FC3850은 단일 주파수인 5.8㎓를 생성한다.
여기서, DSRC 통신부(154)와 무선송수신 모듈(160)은 이러한 각각의 신호를 송수신하기 위해서 여러 가닥의 리본 케이블이나 FPC(Flexible Printed Circuit)케이블로 연결된다. 또한 무선송수신 모듈(160)을 작동시키기 위한 전원선 및 공통 접지선이 더 연결된다.
이하에서는 차량 단말기(150)와 노변 기지국(170) 간에 송수신 모드를 설정하는 과정에 대하여 설명한다.
차량 단말기(150)에서 자동요금 처리를 위해 데이터를 송신하는 경우 DSRC 통신부(154)의 PLL 제어신호발생기(158)에서 송신 주파수 설정을 위한 PLL 제어신호를 생성하여 무선송수신 모듈(160)로 전송한다. DSRC 모뎀(156)은 무선송수신 모듈(160)이 송신 모드로 설정되도록 송수신모드 제어신호(Tx_Mask)를 상승시켜 전송한다. 무선송수신 모듈(160)에 포함된 주파수 합성기(164)는 수신된 PLL 제어신호를 이용하여 송신 주파수를 생성한다. 송신 주파수 설정이 완료되면 차량 단말기(150)는 무선송수신 모듈(160)을 통해 송신 데이터(Tx_Data)를 노변 기지국(170)으로 전송하여 전자카드(10)에 포함되어 있는 사용자 정보 및 잔액 정보를 제공한다.
요금 처리가 완료되면 처리된 정보를 다시 차량 단말기(150)로 전송해야 하므로 무선송수신 모듈(160)을 수신모드로 전환하여야 한다. DSRC 통신부(154)는 무 선송수신 모듈(160)을 수신 모드를 설정하기 위해 수신 주파수 생성을 위해 PLL 제어신호발생기(158)를 통해 수신 주파수 설정을 위한 PLL 제어신호를 생성한다. 생성된 PLL 제어신호는 무선송수신 모듈(160)로 전송된다. 주파수 합성기(164)는 수신된 PLL 제어신호를 이용하여 수신 주파수를 생성한다. 수신 주파수 설정이 완료되면 DSRC 통신부(154)는 수신제어신호(Tx_Mask)를 하강시키고, 무선송수신 모듈(160)은 노변 기지국(170)으로부터 요금 처리 결과에 대한 수신 데이터(Rx-Data)를 수신 받는다.
상기에 설명된 자동요금 징수시스템의 차량 단말기(150)와 무선송수신 모듈(160)은 10㎝ 정도의 케이블(130)(도 1에 도시됨)로 연결된다. 차량 단말기(150)와 무선송수신 모듈(160)은 상기에 설명된 신호를 송수신하기 위하여 최소 8개의 전선으로 연결된다.
한편, 차량 단말기(150)와 무선송수신 모듈(160)을 분리하여 사용하는 경우 케이블(130)의 길이를 연장하여 사용한다. 복수 개의 전선으로 구성된 케이블(130)의 길이를 연장하면 외부의 간섭에 의해 잡음 등이 발생하여 차량 단말기(150)와 무선송수신 모듈(160) 사이의 데이터의 전송이 원활하게 이루어지지 않게 된다. 또한 케이블(130)의 길이를 연장하기 위해서는 버퍼 회로를 사용하거나 고가의 케이블을 사용해야하기 때문에 제조에 많은 비용이 소요된다. 이렇게 케이블 길이를 연장하여 차량 단말기(150)(-150번이 맞습니다.)와 무선송수신 모듈(160)을 자동차 안에 설치할 경우에는 많은 개수의 케이블로 인하여 자동차 내부가 지저분해질 수 있고 무게도 많이 나가게 된다.
본 발명의 목적은 무선송수신 모듈을 무선통신기 본체에서 분리 구성하고, 무선송수신 모듈에 위상제어신호 발생기 역할을 내장함으로써 무선통신기 본체와 무선송수신 모듈 사이에 연결된 케이블의 수를 줄이면서 통신거리를 늘릴 수 있는 분리형 무선송수신 모듈을 갖는 무선통신기를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 분리형 무선송수신 모듈을 갖는 무선통신기에 관한 것이다.
본 발명의 분리형 무선송수신 모듈을 갖는 무선통신기는 무선통신기본체; 상기 무선통신기본체와 분리되어 구성되는 무선송수신모듈; 및 상기 무선통신단기본체와 상기 무선송수신모듈을 전기적으로 연결하는 데이터전송케이블을 포함하고, 상기 무선통신기본체는 상기 전송케이블을 통하여 송수신모드 제어신호와 송신 데이터를 상기 무선송수신모듈로 제공하고, 상기 무선송수신모듈은 상기 전송케이블을 통하여 수신 데이터를 상기 무선통신기본체로 제공하되 상기 송수신모드 제어신호를 입력받아 송수신모드를 설정함과 아울러 상기 송수신모드제어신호에 기초한 주파수 발생장치에 의해 통신대상장치와의 무선통신을 수행한다.
일 실시예에 있어서, 상기 무선통신단말기본체는 자동요금징수시스템의 차량단말기이고, 상기 통신대상장치는 상기 자동요금징수시스템의 노변기지국이다.
일 실시예에 있어서, 상기 무선통신기본체는 내부적으로 발생되는 내부 송수 신모드 제어신호와 내부 PLL 제어신호에 기초하여 상기 송수신모드 제어신호를 발생하는 송수신모드 제어신호 발생기를 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 송수신모드 제어신호는 상기 내부 송수신모드 제어신호 보다 앞서 전환되된다.
일 실시예에 있어서, 상기 무선통신기본체와 상기 무선송수신모듈은 상기 송수신모드 제어신호와 상기 송신 및 수신 데이터의 전송을 위한 버퍼 회로를 각기 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 데이터전송케이블은 트위스트 페어 케이블(twisted pair cable)로 구성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 무선송수신 모듈은 I2C 방식 제어기 또는 직렬통신방식(SPI) 제어기 중 어느 하나를 포함한다.
본 발명의 분리형 무선송수신 모듈을 갖는 무선통신기에 의하면, 차량 단말기와 무선통신 모듈을 연결하는데 필요한 케이블의 수를 줄일 수 있어 심미감을 향상시키고 심플한 외관을 형성할 수 있다. 또한 무선통신을 이용하여 자동요금을 징수할 때 데이터의 전송 오류를 미연에 방지할 수 있다. 또한 최소한의 케이블을 이용하여 차량 단말기와 먼 거리에 위치한 무선통신 모듈을 연결함으로써 가벼운 무게의 자동요금 징수장치를 형성할 수 있다. 또한 데이터 전송시 손실이 발생되지 않아 통신 거리를 연장시킬 수 있다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 무선송수신 모듈이 차량 단말기에서 분리되어 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 무선통신기는 무선통신기 본체와 무선송수신 모듈 및 데이터전송 케이블로 구성된다. 무선통신기 본체는 무선송수신 모듈을 통해 통신대상장치와 무선통신을 수행한다. 본 발명에서는 RF를 이용한 무선 통신이 이루어진다. 데이터전송 케이블은 무선통신기 본체와 무선송수신 모듈을 전기적으로 연결하여 무선송수신 모듈이 무선통신기 본체와 분리 구성될 수 있도록 한다.
본 발명의 무선통신기는 무선통신기 본체와 무선송수신 모듈이 분리되어 구성되고, 무선송수신 모듈에서 송수신모드 제어신호를 입력받아 주파수를 생성함으로써 통신하는 방식을 활용하는 여러 분야에 적용될 수 있다. 본 명세서에서는 예 시적으로 자동요금 징수 시스템에 본 발명의 무선통신기를 적용하여 설명한다.
자동요금 징수 시스템(700)은 차량 단말기(750), 무선송수신 모듈(760), 데이터전송 케이블(730) 및 노변 기지국(770)으로 구성된다. 차량 단말기(750)는 무선통신단말기 본체에 해당하는 것으로 차량 내부에 설치되고 내부에 전자카드(10)가 삽입된다. 무선송수신 모듈(760)은 차량 단말기(750)와 데이터전송 케이블(730)로 연결되어 차량에 설치된다. 자동요금 징수 시스템(700)은 차량 단말기(750)와 무선송수신 모듈(760)이 설치된 차량에서 전송되는 요금 관련 정보를 통신대상 장치인 노변 기지국(770)으로 전송하여 요금을 처리하는 과정을 수행한다.
본 발명에서는 무선통신기 본체인 차량 단말기(750)는 송수신모드 제어신호(Tx_Mask)를 무선송수신 모듈(760)로 제공하고, 이를 기초로 무선송수신 모듈(760)에서 PLL 제어신호(PLL신호)를 생성하여 무선송수신 모듈(760)의 송수신 모드를 설정한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 차량 단말기의 DSRC 통신부와 무선송수신 모듈 사이에서 전송되는 신호를 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 무선송수신 모듈(760)은 무선송수신 모듈 기능회로(752)와 주파수 합성기(764) 및 DSRC 통신부(754)의 제1 PLL 제어신호발생기(757)와는 다른 제2 PLL 제어신호발생기(762)를 포함한다. 차량 단말기(750)의 DSRC 통신부(754)에서 송수신모드 제어신호(710)를 무선송수신 모듈(760)로 제공하면 이 송수신모드 제어신호(710)에 동기화하여 무선송수신 모듈(760)의 제2 PLL 제어신호발생기(762)에서 PLL 제어신호(720)가 발생된다. PLL 제어신호(720)는 주파 수 합성기(764)에 제공되어 무선송수신 모듈(760)을 송신 또는 수신 모드로 설정하기 위한 송수신 주파수를 생성한다. 즉, PLL 제어신호(720)는 차량 단말기(750)에서 발생되는 것이 아니라 무선송수신 모듈(760) 내에서 발생된다.
차량 단말기(750)의 DSRC 모뎀(756)에서 발생된 송수신모드 제어신호(710)는 무선송수신 모듈(760)의 제2 PLL 제어신호발생기(762)로 전송된다. 제2 PLL 제어신호발생기(762)에서는 송수신모드 제어신호(710)에 기초하여 송수신 주파수 설정을 위한 PLL 제어신호(720)를 생성한다. 무선송수신 모듈(760) 내의 주파수 합성기(764)는 PLL 제어신호(720)를 제공받아 무선송수신 모듈(760)의 송수신 모드 설정을 위한 주파수를 생성한다.
그러므로 차량 단말기(750)와 무선송수신 모듈(760) 사이에 PLL 제어신호(720)의 송수신을 위한 케이블의 연결이 불필요하다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에서 시간에 따라 DSRC 통신부와 무선송수신 모듈 사이에서 전송되는 신호를 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 차량 단말기(750)와 무선송수신 모듈(760)이 송신 모드 및 수신 모드로 설정되는 과정을 설명한다.
먼저 차량 단말기(750)에서 데이터를 송신하기 위해 송신 모드로 설정하는 경우를 설명한다. 차량 단말기(750)는 송신 주파수 설정을 위한 송수신모드 제어신호(Tx_Mask)를 생성한다. PLL_1은 제1 PLL 제어신호발생기(757)에서 발생된 PLL 제어신호이고, PLL_2는 제2 PLL 제어신호발생기(762)에서 발생된 PLL 제어신호(720)이다. 여기서, 송수신모드 제어신호(Tx_Mask)가 상승하면 무선통신 모 듈(760)은 송신 모드로 설정되고, 송수신모드 제어신호(Tx_Mask)가 하강하면 무선통신 모듈(760)은 수신 모드로 설정된다. 생성된 송수신모드 제어신호(Tx_Mask)는 무선송수신 모듈(760)의 제2 PLL 제어신호발생기(762)로 전송된다. 제2 PLL 제어신호발생기(762)는 송신 주파수를 설정하기 위한 PLL 제어신호(720)를 생성한다. 무선송수신 모듈(760)의 주파수 합성기(764)는 생성된 PLL 제어신호(720)를 입력받아 송신 주파수를 생성하고, 무선송수신 모듈(760)은 송신 모드로 설정된다. 무선송수신 모듈(760)이 송신 모드로 설정이 완료되면 차량 단말기(750)는 요금 정보에 관한 송신 데이터(Tx-Data)를 무선송수신 모듈(760)을 통하여 노변 기지국(770)으로 전송한다. 송신 데이터(Tx-Data)의 송신이 완료되면 무선송수신 모듈(760)은 노변 기지국(770)으로부터 수신 데이터(Rx-Data)를 수신받기 위한 수신 모드로의 전환이 필요하다. 여기서, 차량 단말기(750)는 수신 주파수 설정을 위한 송수신모드 제어신호(Tx-Mask)를 생성한다. 생성된 송수신모드 제어신호(Tx-Mask)는 무선송수신 모듈(760)의 제2 PLL 제어신호발생기(762)로 전송되고, 제2 PLL 제어신호발생기(762)는 수신 주파수를 설정하기 위한 PLL 제어신호(720)를 생성한다. 무선송수신 모듈(760)의 주파수 합성기(764)는 생성된 PLL 제어신호(720)를 입력받아 수신 주파수를 생성하고, 무선송수신 모듈(760)은 수신 모드로 설정된다. 무선 송수신 모듈(760)의 수신 모드 설정이 완료되면 차량 단말기(750)는 처리된 정보에 관한 수신 데이터를 무선송수신 모듈(760)을 통하여 노변 기지국(770)으로부터 전송받는다.
즉, 송수신 주파수를 설정하기 위한 PLL 제어신호(720)는 무선송수신 모 듈(760)에서 생성된다. 그러므로 차량 단말기(750)와 무선송수신 모듈(760) 사이에서 PLL 제어신호(720)의 전송을 위한 케이블의 설치가 불필요하다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라 차량 단말기의 DSRC 통신부와 무선 송수신 모듈 사이에서 전송되는 신호를 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, DSRC 통신부(854)는 제1 PLL 제어신호발생기(820)와 내부 송수신모드 제어신호 발생기(830)를 포함한다. 무선송수신 모듈(860)을 송수신 모드로 제어하기 위해 제1 PLL 제어신호발생기(820)에서 내부 PLL 제어신호(822)를 생성한다. 생성된 내부 PLL 제어신호(822)와 내부 송수신모드 제어신호(833)는 내부 송수신모드 제어신호 발생기(830)로 공급되어 송수신모드 제어신호(810)를 생성한다. 생성된 송수신모드 제어신호(810)는 무선송수신 모듈(860)로 제공된다. 송수신모드 제어신호(810)는 제2 PLL 제어신호발생기(862)로 제공되어 송수신 주파수 설정을 위한 PLL 제어신호(940)를 생성한다. 주파수 합성기(864)는 PLL 제어신호(940)를 수신받아 송수신 주파수를 생성한다.
즉, 차량 단말기(850)의 DSRC 통신부(854)는 내부 PLL 제어신호(822)와 내부 송수신모드 제어신호(833)를 이용하여 송수신모드 제어신호(810)를 생성하고, 송수신모드 제어신호(810)를 이용하여 송수신 주파수를 생성한다. 그러므로 차량 단말기(850)와 무선송수신 모듈(860) 사이에서 PLL 제어신호(840)의 송수신을 위한 케이블의 연결이 불필요하다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에서 시간에 따라 DSRC 통신부와 무선송수신 모듈 사이에서 전송되는 신호를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 먼저 차량 단말기(850)에서 데이터를 송신하기 위해 송신 모드로 설정하는 경우를 설명한다. 차량 단말기(850)는 송신 주파수 설정을 위한 송수신모드 제어신호(Tx_Mask2)를 생성한다. 이때 송수신모드 제어신호(Tx_Mask2)는 내부PLL 제어신호(PLL_1)와 내부송수신모드 제어신호(Tx_Mask1)를 이용하여 내부 송수신모드 제어신호 발생기(830)에서 발생된다.
생성된 송수신모드 제어신호(Tx_Mask2)는 무선송수신 모듈(860)의 제2 PLL 제어신호발생기(862)로 전송되고, 제2 PLL 제어신호발생기(862)는 송신 주파수를 설정하기 위한 PLL 제어신호(PLL_2)를 생성한다. 무선송수신 모듈(860)의 주파수 합성기(864)는 생성된 PLL 제어신호(PLL_2)를 입력받아 송신 주파수를 생성하고, 무선송수신 모듈을 송신 모드로 설정한다. 무선송수신 모듈의 송신 모드 설정이 완료되면 차량 단말기(850)에서 요금 정보에 관한 송신 데이터(Tx-Data)를 무선송수신 모듈(860)을 통하여 노변 기지국으로 전송한다.
차량 단말기(850)는 송신 데이터(Tx-Data) 송신을 완료하면 노변 기지국으로부터 수신 데이터(Rx-Data)를 수신 받아야하기 때문에 무선송수신 모듈(860)을 수신 모드로 전환이 필요하다. 차량 단말기(850)는 수신 주파수 설정을 위한 송수신모드 제어신호(Tx_Mask2)를 생성한다. 생성된 송수신모드 제어신호(Tx_Mask2)는 무선송수신 모듈(860)의 제2 PLL 제어신호발생기(862)로 전송되고, 제2 PLL 제어신호발생기(862)는 수신 주파수를 설정하기 위한 PLL 제어신호(PLL_2)를 생성한다. 무선송수신 모듈(960)의 주파수 합성기(964)는 생성된 PLL 제어신호(PLL_2)를 입력받아 수신 주파수를 생성하여 무선송수신 모듈(860)을 수신 모드로 설정한다. 무선송 수신 모듈(860)의 수신 모드 설정이 완료되면 차량 단말기(850)는 처리된 정보에 관한 수신 데이터(Rx_Data)를 무선송수신 모듈(860)을 통하여 노변 기지국으로부터 전송 받는다.
도 4 및 도9를 다시 참조하면, 차량 단말기(750, 850)의 송신 모드 설정 시 차량 단말기(750, 850)의 DSRC 모뎀(756, 856)에서 송수신모드 제어신호(Tx-Mask, Tx_Mask1)의 발생시점과 송신 데이터(Tx-Data)를 송신하는 송신시점 사이에서 주파수 발생이 완료되어야 한다. 일반적으로 위상제어를 완료한 후 송신 모드 설정이 안정화가 될 때까지는 소정의 시간이 소요된다. 이때 송신 모드 설정이 안정화되는 시간을 단축하기 위해 패스트 락(Fast Lock) 기능을 활용하면 소정의 시간 내에 송신 주파수의 위상제어가 완료될 수 있다.
그러나 소정의 시간 내에 송신 주파수를 안정적으로 설정하지 못하면 통신오류가 발생한다. 그러므로 송신 주파수 설정을 위한 송수신모드 제어신호(Tx-Mask, Tx_Mask2)의 발생 시간을 앞당김으로써 주파수 발생을 완료하여 송신 모드가 안정화되기 위한 소정의 시간을 늘일 수 있다. 즉, 송수신모드 제어신호(Tx_Mask2)의 발생 시간을 내부 송수신모드 제어신호(Tx_Mask1)의 발생 시간보다 앞당기기 위하여 차량 단말기에 송수신모드 제어신호 발생기(830)를 더 포함한다. 그리고 송수신모드 제어신호(Tx_Mask2)의 하강 시점은 내부 송수신모드 제어신호(Tx_Mask1)의 하강 시점과 동일하다.
도 10은 버퍼 회로 및 트위스트 페어 케이블을 포함하는 차량 단말기와 무선송수신 모듈을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 차량 단말기(750)와 무선송수신 모듈(760)에는 각각 RS-422 또는 RS-485 중 어느 하나의 버퍼 회로(780)가 구성되어 송수신모드 제어신호(710)와 송신 데이터 및 수신 데이터를 전송한다. 버퍼 회로(780)를 사용하면 차량 단말기(750)와 무선송수신 모듈(760) 사이에서 전송 길이를 늘릴 수 있다.
또한 차량 단말기(750)와 무선송수신 모듈(760)을 연결하는 데이터전송케이블은 외부의 간섭을 막아 데이터 전송시 발생되는 오류를 줄이면서 케이블의 길이를 연장할 수 있는 트위스트 페어 케이블(792)로 구성되어 송수신모드 제어신호(710)와 송신 데이터 및 수신 데이터를 전송한다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 버퍼 회로(780)와 트위스트 페어 케이블(792)을 적용한 것으로 본 명세서에서는 설명되지 않았으나, 제2 실시예에도 동일하게 버퍼 회로(780)와 트위스트 페어 케이블(792)을 적용할 수 있다.
도 11은 버퍼 회로 및 트위스트 페어 케이블을 포함하고 I2C방식으로 통신하는 차량 단말기와 무선송수신 모듈을 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 차량 단말기(750)와 무선송수신 모듈(760)에는 각각 RS-422 또는 RS-485 중 어느 하나의 버퍼 회로(780)가 구성되어 제1 I2C 제어기(920)에서 발생된 PLL 제어신호는 전송되지 않고, DSRC 모뎀(756)에서 발생한 송수신모드 제어신호(710)와 송신 데이터 및 수신 데이터를 전송한다. 차량 단말기(750)에서 전송된 송수신모드 제어신호(710)는 무선송수신 모듈(760)의 제2 I2C 제어기(940)로 입력된다. 제2 I2C 제어기(940)에서는 제어신호로써 I2C_Data와 I2C_CLK 신호를 주파수 합성기(764)로 전송하여 송수신 주파수를 생성한다. 즉, 차량 단말 기 내의 제1 I2C 제어기(920)는 사용되지 않고, 무선송수신 모듈 내의 제2 I2C 제어기(940)가 내장되어 있는 것이다. I2C 방식은 예를 들어, FCI(Future Communications IC INc.)에서 제조되는 FC3850 칩에서 사용되고 있다.
버퍼 회로(780)를 사용하면 차량 단말기(750)와 무선송수신 모듈(760) 사이에서 전송 길이를 늘릴 수 있다. 또한 차량 단말기(750)와 무선송수신 모듈(760)을 연결하는 데이터전송케이블은 외부의 간섭을 막아 데이터 전송시 발생되는 오류를 줄이면서 케이블의 길이를 연장할 수 있는 트위스트 페어 케이블(792)로 구성되어 송수신모드 제어신호(710)와 송신 데이터 및 수신 데이터를 전송한다.
본 발명은 PLL 제어신호 발생기(762)와 주파수 합성기(764)를 직렬 통신 방식(SPI)으로 PLL 제어를 설정하는 방법에 대하여 설명하였으나, 2개의 케이블을 이용한 통신 방법(I2C)에서도 PLL 제어 설정을 적용할 수 있다. 다시 말하면, 일반적으로 PLL 제어 설정은 3개의 케이블 선을 사용한 직렬 통신 방식에서 사용되나, PLL 제어 설정시 2개의 케이블 선을 이용하는 통신 방법(I2C)에서도 사용된다. 따라서, 본 발명에 의하면 직렬 통신 방식(SPI)과 2개의 케이블을 이용한 통신 방법(I2C)에서 각각 3개, 2개의 케이블 선을 줄이는 효과를 갖는다.
도 12는 노변기지국과 노변 기지국의 무선송수신 모듈이 분리되어 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명은 차량 단말기(750)와 무선송수신 모듈(760)을 데이터전송케이블(730)로 연결하는 경우에 대하여 설명하였으나, 노변 기지국(770)에서 노변 기지국 무선송수신 모듈(776)을 데이터전송케이블(730)로 연결하여 분리 구성할 수도 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 무선통신기는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 자동요금 징수장치의 일실시예로 무선송수신 모듈이 차량 단말기에 포함된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 자동요금 징수장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 차량 단말기의 DSRC 통신부와 무선송수신 모듈 사이에서 전송되는 신호를 도시한 도면이다.
도 4는 시간에 따라 DSRC 통신부와 무선송수신 모듈 사이에서 전송되는 신호를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 무선송수신 모듈이 차량 단말기에서 분리되어 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 차량 단말기의 DSRC 통신부와 무선송수신 모듈 사이에서 전송되는 신호를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에서 시간에 따라 DSRC 통신부와 무선송수신 모듈 사이에서 전송되는 신호를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라 차량 단말기의 DSRC 통신부와 무선 송수신 모듈 사이에서 전송되는 신호를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에서 시간에 따라 DSRC 통신부와 무선송수신 모듈 사이에서 전송되는 신호를 도시한 도면이다.
도 10은 버퍼 회로 및 트위스트 페어 케이블을 포함하는 차량 단말기와 무선송수신 모듈을 도시한 도면이다.
도 11은 버퍼 회로 및 트위스트 페어 케이블을 포함하고 I2C방식으로 통신하는 차량 단말기와 무선송수신 모듈을 도시한 도면이다.
도 12는 노변기지국과 노변 기지국의 무선송수신 모듈이 분리되어 연결된 상태를 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 전자카드 700: 자동요금 징수 시스템
710, 810: 송수신모드 제어신호 720, 840: PLL 제어신호
750, 850: 차량 단말기 730: 데이터전송 케이블
752, 852: 무선송수신 모듈 기능 회로
754, 854: DSRC 통신부 756, 856: DSRC 모뎀
757, 820: 제1 PLL 제어신호발생기 762, 862: 제2 PLL 제어신호발생기
760, 860: 무선송수신 모듈 764, 864: 주파수 합성기
770: 노변 기지국 776: 노변 기지국 무선송수신 모듈
822: 내부 PLL 제어신호 830: 내부 송수신모드 제어신호 발생기
833: 내부 송수신모드 제어신호 840: 제2 PLL 제어신호발생기
780: 버퍼 회로 792: 트위스트 페어 케이블
920: 제1 I2C 제어기 940: 제2 I2C 제어기

Claims (7)

  1. 송수신 모드 제어 신호를 생성하는 무선 통신기 본체;
    상기 무선 통신기 본체와 분리되어 구성되며, 송수신 주파수 크기를 포함하는 제2 PLL 제어 신호를 생성하는 제2 PLL 제어 신호 발생기와 상기 제2 PLL 제어 신호 발생기에서 생성한 제2 PLL 제어 신호를 이용하여 송수신 주파수를 생성하는 RF PLL 주파수 합성기를 포함하는 무선 송수신 모듈; 및
    상기 무선 통신기 본체와 상기 무선 송수신 모듈을 전기적으로 연결하는 데이터 전송 케이블을 포함하고,
    상기 무선 통신기 본체는 상기 데이터 전송 케이블을 통하여 상기 송수신 모드 제어 신호와 송신 데이터를 상기 무선 송수신 모듈로 제공하고,
    상기 무선 송수신 모듈은 상기 데이터 전송 케이블을 통하여 수신 데이터를 상기 무선 통신기 본체로 제공하며, 상기 송수신 제어 신호를 입력받아 송수신 모드를 설정하고, 상기 RF PLL 주파수 합성기에서 생성한 상기 송수신 주파수를 이용하여 통신 대상장치와의 무선 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 분리형 무선 송수신 모듈을 갖는 무선통신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신기 본체는 자동요금징수시스템의 차량단말기이고, 상기 통신 대상장치는 상기 자동요금징수시스템의 노변기지국인 것을 특징으로 하는 분리형 무선 송수신 모듈을 갖는 무선통신기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무선통신기본체는
    내부적으로 발생되는 내부 송수신모드 제어신호와 내부 PLL 제어신호에 기초하여 상기 송수신모드 제어신호를 발생하는 송수신모드 제어신호 발생기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 무선송수신모듈을 갖는 무선통신기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 송수신 모드 제어신호는 상기 내부 송수신모드 제어신호 보다 앞서 생성되는 것을 특징으로 하는 분리형 무선 송수신 모듈을 갖는 무선통신기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무선통신기본체와 상기 무선송수신모듈은 상기 송수신모드 제어신호와 상기 송신 및 수신 데이터의 전송을 위한 버퍼 회로를 각기 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 무선송수신모듈을 갖는 무선통신기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 데이터전송케이블은 트위스트 페어 케이블(twisted pair cable)로 구성되는 것을 특징으로 하는 분리형 무선송수신모듈을 갖는 무선통신기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 무선송수신 모듈은 I2C 방식 제어기 또는 직렬통신방식(SPI) 제어기 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 무선송수신모듈을 갖는 무선통신기.
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