KR101672440B1 - Sun 기술을 이용한 양방향 무선 동시 동보시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 IEEE 802.15.4g Smart Metering Utility Network (SUN) 기술을 이용하여 반경 1 km 이상 떨어진 거리에 설치된 최대 256개 이상의 무선 방송 스피커 노드들을 관리하여 긴급 재난 방송을 하는 양방향 방송장치에 관한 것이다.

Description

SUN 기술을 이용한 양방향 무선 동시 동보시스템{Bi-directional wireless broadcasting system using smart utility network}

본 발명은 SUN을 이용한 양방향 무선 동보시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 IEEE 802.15.4g Smart Metering Utility Network (SUN) 기술을 이용하여 반경 1 km 이상 떨어진 거리에 설치된 최대 256개 이상의 무선 방송 스피커 노드들을 관리하여 긴급 재난 방송을 하는 양방향 방송장치에 관한 것이다.

긴급 재난 방송과 긴급 대피 지시 등을 위한 방송용 장비는 대부분 유선으로 중앙 제어시스템과 접속되고 있어 설치비용이 높고 유지 보수가 어려운 문제점이 있다. 특히, 폭우나 산불 등 재난이 발생하기 쉬운 산간 지역은 건물이나 전신주 등의 기반 시설이 없는 경우가 많아, 재난 방송을 위해 별도의 유선 선로 설치에 시간과 비용 측면에서 어려움이 있다. 또한, 유선 전송 선로 자체에 문제가 발생한 경우 이에 대한 보수가 복잡하고 복구 시간이 길어질 수 있다.

따라서 재난으로 인한 피해를 최소화하고 신속히 복구하기 위해 멀리 떨어진 재난 방송용 스피커를 무선 링크로 연결하고 긴급 재난 방송 및 긴급 대피 지시 등의 음성 정보를 디지털 데이터로 전달할 수 있는 기술이 필요하다. 무선 링크를 사용하면 음성 정보를 전달하기 위한 유선 선로를 생략할 수 있으므로 설치가 용이하고, 장애가 발생한 경우에도 방송 스피커가 설치된 지점만 확인하여 신속히 복구할 수 있으며, 필요한 장소에 방송용 스피커를 임시로 쉽게 설치할 수 있는 장점이 있어 긴급 재난 구호에 효율적으로 사용할 수 있다.

IEEE 802.15.4g Smart Metering Utility Network(SUN) 기술은 우리나라에서 917 ~ 923.5 MHz 대역을 할당하여, 주로 원격 검침이나 원격 제어를 위한 디지털 데이터를 보낼 수 있으며 음성 정보를 디지털 데이터로 전송하는 기술이다.

종래의 기술로서 특허문헌 1에 전화를 이용한 재난 경보용 앰프 방송시스템이 제시되어 있으나, 유선 선로 설치에 시간과 비용이 많이 들고, 유선 전송 선로 자체에 문제가 발생한 경우 이에 대한 보수가 복잡하고 복구 시간이 길어질 수 있는 문제점이 있다.

1. 한국공개특허 제2006-0113037호

상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 설치비용이 적게 들고 유지보수 및 관리가 용이하도록 SUN 기술을 이용하여 스피커를 무선 링크로 연결하여 멀티캐스팅을 할 수 있는 긴급 재난 방송용 양방향 동보시스템을 제공하고자 한다.

상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명은, 820 ~ 960MHz 대역에서 최대 200 kbps의 통신 속도를 제공하는 RF 송수신기, 오디오 데이터를 압축하는 오디오 코덱, 상기 RF 송수신기와 SPI통신을 통해 상기 오디오 코덱의 압축 데이터를 주고받는 마이크로프로세서(MCU) 및 중앙관제시스템과 1:n의 다수 무선 방송 스피커 노드를 포함하되, 상기 무선 방송 스피커 노드는 우선순위에 따라 발언권을 획득하여 중앙관제시스템에 음성 데이터를 송신하고, 상기 중앙관제시스템은 수신된 음성 데이터를 다른 무선 방송 스피커 노드에게 전달하는 것을 특징으로 하는 양방향 동보시스템이다.

상기 오디오 코덱은 오디오 데이터를 ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation) 방식으로 압축한 것을 특징으로 하고, 상기 MCU와 오디오 코덱 간에는 I²C 통신을 하여 초기 레지스터 값을 설정하고, 초기 설정이 완료된 후에는 I²S 통신을 통해 오디오 데이터를 주고받는 것을 특징으로 한다.

상기 RF 송수신기의 최대 출력은 10 dBm이고 전력증폭기를 추가하여 출력을 조절하며, 사용 주파수는 820 ~ 960 MHz 것을 특징으로 한다.

상기 무선 방송 스피커 노드와 중앙관제시스템은 양방향 통신을 위해 half-duplex 방식 전송 프로토콜을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 양방향 동보시스템은 SUN기술을 이용하여 820 ~ 960MHz를 사용하고, 전송신호 세기는 10mW 이내로 하며, 전송 거리는 1 km 이상으로 함으로써 설치비용이 적게 들고 유지보수 및 관리가 용이하다.

또한, 1개의 중앙 관제시스템으로부터 최대 256개 이상의 무선 스피커 노드를 접속하여 방송이 가능하며, 중앙 관제시스템과 각 무선 스피커 노드 간에 양방향으로 음성 데이터를 전달할 수 있다.

또한, 다수의 무선 방송 스피커 노드가 현지 상황을 전송하기 위해 음성 정보를 전송하고자 하는 경우, 우선순위에 따라 하나의 노드를 송신 가능하도록 선정하고, 이 노드로부터 음성 정보를 중앙 관제시스템이 수신 받은 후, 중앙관제시스템이 이를 다른 모든 노드에게 전달하도록 설계되었으며, 이를 위해 half-duplex 방식의 양방향 음성 정보 전송 프로토콜을 구현할 수 있다.

또한, 필요에 따라 방송 스피커만을 쉽게 설치할 수 있고, 태양전지 등으로 전력을 해결할 수 있어, 설치 및 유지 관리 비용이 적고 장애 발생 시 신속하게 해결할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 양방향 동보시스템을 개념도.
도 2는 FSK방식의 IEEE 802.15.4g SUN 시스템의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 양방향 동보시스템의 블록도.
도 4는 본 발명에 사용된 RF 송수신기 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 upstream 음성 정보 전송을 위한 발언권 획득 순서도.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 도면을 참고하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 하나의 발명을 설명하기 위한 것으로서 권리범위는 예시된 실시예에 한정되지 아니하고, 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것을 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.

도 1은 본 발명에 따른 양방향 동보시스템을 개념적으로 보여주고 있다. 중앙 방송 관제시스템은 최대 256개 이상의 방송 스피커를 관리 및 제어하며, 1 GHz 이하의 무선 채널을 사용하여 디지털 음성정보(PCM 또는 ADPCM)를 평균속도 100 kbps까지 전송하여 무선 방송 스피커에서 방송될 수 있도록 한다. 중앙 방송 관제시스템의 송신 안테나에서 무선 방송 스피커의 수신 안테나 사이에 장애물이 없는 line-of-sight 환경에서는 10 mW 출력의 무선 신호가 1 km 이상 도달할 수 있다.

중앙 방송 관제시스템과 무선 방송 스피커 사이에 장애물이 존재하는 경우 1 GHz 이하 주파수 대역일지라도 10 mW의 출력으로는 1 km 거리에 안정적으로 도달하기 어려울 수 있기 때문에 본 발명에서는 필요에 따라 송신 신호를 10 mW 이상으로 설정할 수 있도록 하였다.

중앙 방송 관제시스템이 무선 방송 스피커로 전달하는 방송 내용은 주로 자동 음성 처리 시스템에서 제공하는 긴급 재난, 구호 방송 내용이며, 사전에 녹음된 내용이 될 수 도 있고, 실시간으로 중앙 방송 관제시스템에서 마이크로 입력된 내용일 수도 있다.

각 방송 스피커에는 오디오 출력 기능 외에 마이크 입력 기능이 함께 탑재되어 있어 중앙 방송 관제시스템으로 음성 정보를 보낼 수 있게 되어 있으므로, 각 무선 방송 스피커가 설치되어 있는 위치에서 재난 발생 상황이나 긴급 구호 진행 상황 등을 실시간으로 보고하여 인접한 다른 지역에도 진행 상황을 정확하게 양방향으로 전달할 수 있다.

도 2는 FSK방식의 IEEE 802.15.4g SUN 시스템의 블록도로서 우리나라에서 917 ~ 923.5 MHz 대역을 사용한다. 이 대역에서는 주로 원격 검침이나 원격 제어를 위한 디지털 데이터를 보낼 수 있으며 음성 정보를 디지털 데이터로 전송할 수도 있다.

본 발명에서는 IEEE 802.15.4g SUN 기술을 이용하여 음성 및 음향신호 전송용 특정 소 출력 무선기기에 할당된 925 ~ 937.5MHz 대역에도 적용하였다. 본 발명에 따른 양방향 동보시스템은 820 ~ 960MHz 대역에서 최대 200 kHz 대역폭을 갖는 무선 신호를 전송하며, 최대 75개의 채널 중 하나를 선택하여 동작한다. 무선 방송 스피커가 설치되는 지역에서 동일한 무선 대역을 다른 기기가 이미 사용하고 있는 경우, 다른 전송 채널을 선택함으로써 상호간의 간섭을 피할 수 있다.

본 발명에서 사용한 대역폭은 데이터 전송 속도에 따라 달라질 수 있으며, 이는 무선 방송 스피커가 설치된 지역에서 해당 전파 신호를 사용하고 있는 다른 기기들과의 상호 간섭이 얼마나 발생하는가에 따라 조정하여 설치할 수 있다. 기본적으로 순간속도 200 kbps에서는 채널 대역폭을 200 kHz로 설정하며, 서로 다른 데이터 속도에 따라 표 1에서 보는 것과 같이 채널 대역폭을 설정할 수 있다.

무선 채널 전송 신호의 크기는 전파관리기본법 무선설비규칙의 준한 특정 소 출력 무선기기의 전송 신호 세기는 10 mW 이내로 설정하도록 규정하고 있다. 이 규정에 따라 본 발명에서는 무선 채널 전송 신호는 10 mW 이내로 설정하는 것을 기본으로 하나, 설치 장소에 따라 중앙 방송 관제시스템과 무선 방송 스피커 사이에 장애물이 존재하는 경우, 10 mW의 전송 신호로는 1 km 이상의 거리에 안정적으로 도달하지 못해 비트 에러가 많이 발생하기 때문에 송신 신호를 더 크게 증폭시켜 전송할 수 있어야 한다.

본 발명에서는 송신 무선 신호의 세기를 다양하게 설정할 수 있도록 소프트웨어 모듈을 개발하였으며, 송신 신호 세기는 -10dBm에서 +14dBm까지 설정가능하다. 무선 방송 스피커가 설치되는 지역이 산간 계곡이나 해안가, 평야 등으로서 주변에 강한 무선 전파에 의해 영향을 받는 설비가 없을 경우, 송신 출력 신호 세기를 10 mW 이상으로 설정할 수도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 양방향 동보시스템의 블록도로서, 안테나, RF 송수신기, 마이크로프로세서(MCU), 오디오 코덱 및 외부 단말기와의 유선통신을 위한 USB 시리얼 포트로 구성된다.

도 4는 본 발명에 사용된 RF 송수신기 블록도로서, 저전력 운용과 최대 200 kbps급의 통신 속도를 제공한다. RF 송수신기와 MCU사이는 SPI통신을 통해 데이터를 주고받으며, SPI 통신은 I²C 통신과는 달리 전이중(full duplex)방식으로서 송신과 수신이 동시에 이루어진다.

오디오 코덱은 저전력 스테레오 오디오 코덱칩으로서, 마이크로부터 받아들인 오디오 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC와 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 DAC 모듈이 장착되어 있으며, 오디오 신호의 증폭율을 일정하게 유지 해주는 AGC(Automatic Gain Control)기능을 지원한다. 또한, 최대 48Ksps의 스테레오를 지원하며, 노이즈 방지 필터 및 프로그램 가능한 PLL 회로를 제공함으로써 보다 유동적인 오디오 세팅이 가능하다.

무선 방송 스피커 노드와 중앙 방송 관제시스템은 모두 동일한 오디오 칩을 사용한다.

MCU와 오디오 코덱 간에는 I²C 통신을 하여 초기 레지스터 값을 설정하며, 초기 설정이 완료된 후에는 I²S 통신을 통해 오디오 데이터를 주고받는다. I²S 통신의 Left 채널의 MSB(Most Significant Bit)는 Bit Clock(CLK)의 2번째 rising edge로부터 시작된다. Right 채널 역시 마찬가지로 Bit CLK의 2번째 rising edge로부터 MSB가 시작하게 되는데 Left, Right 채널 순으로 반복 하며 Data bit를 전송하게 된다. 본 발명에서 사용된 초기 설정은 샘플링 레이트 16 ksps의 모노 방식으로 데이터 워드를 16 bit로 하고 있다

오디오 코덱에 입력된 오디오 신호는 16bit word length의 디지털 데이터가 되어 16 ksps 속도로 출력된다. 따라서 출력 데이터의 속도는 16 bit X 16 ksps = 256 kbps이다. 본 발명에서의 무선 RF 모듈의 전송 속도는 순간속도 최대 200 kbps이므로 해당 오디오 데이터를 압축해서 전송해야 하는데, 여기에서는 기본적으로 ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation) 방식을 이용한다. ADPCM은 표본으로 삼은 신호의 짧은 구간에 따라 예측 데이터를 동적으로 결정하고 기존 데이터와의 차이를 부호화 하는 방식으로서, 데이터의 용량을 줄이면서도 잡음 없이 음성 신호를 복원할 수 있다.

오디오 코덱은 입력 신호를 디지털 신호로 변환한 후 MCU의 플래시 메모리에 직접 접근하여 데이터를 써주게 된다. MCU는 저장된 데이터를 실시간으로 압축한 후 RF 송수신기를 이용해 전송한다. RF 송수신기에서 받은 오디오 데이터는 MCU에서 압축을 풀고 DAC를 이용해 아날로그 신호로 이용해 복원한 후 스피커로 출력된다.

오디오 코덱은 I²S 프로토콜 통해 MCU에게 오디오 데이터를 전달하는데, MCU의 플래시 메모리에 256 byte씩 두 부분을 할당하여 오디오 칩에서 메모리로 DMA를 통해 직접 버퍼에 데이터를 기록하며, 일정량 이상의 데이터가 쌓이거나 일정한 시간이 지나면 MCU에서 읽어 오는 방식을 취한다. 이 과정에서 총 10ms 정도의 지연이 발생한다. 음성 전달 시스템에 있어 총 지연 시간이 150ms 미만일 경우 사람이 인지하지 못하는데, Encoding과 Decoding 시간을 모두 고려하여 20ms 미만의 데이터 처리 지연이 발생하므로 아무런 문제가 없다. 본 시스템에서 사용된 ADPCM 방식은 16 bit의 코드를 4bit ADPCM 코드로 변환하므로 256 kbps의 오디오 데이터를 64 kbps급의 ADPCM 코드로 압축한다. 이는 무선 RF 모듈의 네트워크 오버헤드 부분을 제외한 통신 용량보다 충분히 낮은 용량으로써 보다 확장성 있는 데이터 트래픽을 제공할 수 있다.

ADPCM Encoding과 Decoding 방식은 이번 ADPCM 값을 기반으로 Quantizer step size를 구해낸다. 바로 다음 샘플 n+1의 step size ss(n+1)은 수학식 1과 같다.

이 수식은 두 가지 단계의 Lookup Table에 의해 계산된다. 첫 번째 단계는 ADPCM Code의 Magnitude를 결정하는 것으로서 샘플 값 L(n)에 따라 M(L(n))의 값을 결정한다. 표 2는 M(L(n))값에 대한 변환 테이블이다. 두 번째 단계에서는 첫 번째 단계에서 나온 값과 기존의 step size로부터 표 3의 테이블을 참조하여 새로운 step size를 계산한다.

프레임 손실이 발생하는 경우 하나 건너 하나씩의 음성 샘플을 무시하는 간단한 압축 방식(decimation)이 ADPCM보다 음성 품질이 우수할 수 있다. 본 발명에서는 ADPCM 외에 하나 건너 하나씩 음성 샘플을 무시하는 압축 방법이 추가로 구현하였다. 기존 256 kbps의 오디오 데이터에서 하나 건너 하나씩 음성 샘플을 무시하면 128 kbps의 오디오 데이터가 되므로, 최대 200 kbps의 데이터 전송률을 지원하는 본 시스템에서 충분히 전송 가능하다.

중앙 방송 관제시스템으로부터 1 km 이상 떨어진 원격 지점에 실제 긴급 재난 방송, 긴급 대피 지시 음성 정보가 방송되는 무선 방송 스피커 노드가 장착된다.

무선 방송 스피커 노드에는 외부 오디오 기기를 접속시킬 수 있는 인터페이스가 제공된다. 우선 스피커를 접속할 수 있는 오디오 출력 포트와 마이크로부터 오디오 신호를 입력 받을 수 있는 오디오 입력 포트가 설치되어 있다. 중앙 관제시스템으로부터 무선 전송 채널을 통하여 전달된 음성 정보는 오디오 신호 처리 DAC 모듈을 거쳐 스피커로 출력 된다.

각 무선 방송 스피커는 긴급 상황에서 각 지점의 현재 상황을 중앙 관제시스템으로 전송할 수 있는 기능을 가지며, 오디오 입력장치에 마이크를 접속하고, 중앙 관제시스템으로부터 전송 승인을 받으면, 오디오 정보를 보낼 수 있다. 무선 방송 스피커 노드로부터 입력되는 음성 정보는 중앙 관제시스템에 의해 다른 무선 방송 스피커들에게 전달될 수 있다.

무선 방송 스피커 노드는 외부 장착 스피커 및 마이크를 쉽게 설치 또는 제거할 수 있도록 일반 상용 헤드폰 오디오 입력 및 오디오 출력 접속 단자를 제공한다. 무선 방송 스피커 노드에는 오디오 정보 전송 승인을 요청할 수 있는 버튼이 설치되어 있으며, 이 버튼은 중앙 관제시스템으로 전송 승인을 요청하게 되고, 승인 여부는 LED lamp를 사용하여 알려줄 수 있다.

무선 방송 스피커 노드는 중앙 관제시스템에서 전달된 오디오를 출력하는 기능뿐만 아니라 스피커 노드에서 마이크를 통해 음성 데이터를 중앙 관제시스템에 전달하는 기능도 구현되어 있다. 해당 스피커 노드 지역의 현장 상황을 보고할 수 있도록 지원되는 기능이며, 이를 위해 중앙 관제시스템과 각 스피커 노드 간에 양방향 데이터 전달이 가능하다. 양방향 데이터 전송속도는 최대 평균 100 kbps, 순간속도는 200 kbps이다. 각 스피커 노드의 발언권은 중앙 관제 노드에서 결정되며, 스피커 노드는 같이 장착된 버튼에 이용해 발언권 신청을 하고, 중앙 관제 노드에서 허가 메시지를 받게 되면 LED 점등이 켜지는 것으로 입력 시작을 알리게 된다.

중안 관제시스템에서는 최대 256개 이상의 무선 방송 스피커 노드들을 관리하고, 긴급 재난 방송 및 긴급 대피 지시 음성 정보를 방송할 수 있다. 또한 전체 스피커를 4 ~ 8개의 그룹으로 구성하여, 각 그룹별로 서로 다른 방송 내용이 전달될 수 있도록 하기 위해서 통신 프로토콜과 함께 각각의 그룹들을 관리 할 수 있도록 중앙처리장치에서 각각의 노드들의 그룹화를 할 수 있다.

중앙 관제시스템과 각 무선 스피커 노드간의 데이터 전송은 하나의 무선 채널을 시간 분할 방식(Time Division Multiplexing, TDM)으로 송신 및 수신을 할 수 있다. 즉, 다수의 무선 방송 스피커 노드가 현지 상황을 전송하기 위해 음성 정보를 전송하고자 하는 경우, 우선순위에 따라 하나의 노드를 송신 가능하도록 선정하고, 이 노드로부터 음성 정보를 중앙 관제시스템이 수신 받은 후, 중앙관제시스템이 이를 다른 모든 노드에게 전달하며, 이를 위해 half-duplex 방식의 양방향 음성 정보 전송 프로토콜을 사용할 수 있다.

본 발명에서 1개의 중앙 관제시스템은 최대 256개 이상의 스피커 노드의 접속을 관리하며, 브로드캐스팅을 통한 전체 스피커 노드에 대한 방송이 가능하다. 또한 중앙 관제시스템은 각 스피커 노드를 ID 관리를 통해 식별할 수 있으며, 이를 이용해 전체 스피커 노드를 4 ~ 8개의 그룹으로 구성하여 각 그룹별 서로 다른 방송 내용을 전달할 수 있다. 또한 스피커 노드에서 방송권 권한 획득을 위한 발언권 획득에 관한 메시지를 받으면 각 발언권 우선순위에 따라 발언권한 부여 메시지를 해당 스피커 노드에 전달할 수 있으며, 발언권을 획득한 스피커 노드의 음성 데이터를 모든 스피커 노드에 재전송할 수도 있다.

① 스피커노드로의 Broadcasting/Multicasting

중앙 관제시스템에서는 오디오 코덱으로부터 읽어 들인 오디오 데이터를 broadcasting 또는 지정된 그룹별 multicasting이 가능하다. 이를 위해 각 스피커 노드의 물리적 주소관리를 위한 테이블을 가지고 있고, 각 노드의 주소는 0x00 ~ 0xFF까지의 주소체계를 가진다. 이중 0x00과 0xFF는 broadcasting을 위한 주소로 사용된다. 0x00과 0xFF를 제외한 나머지 주소를 이용하여 각각의 스피커 노드를 그룹핑할 수 있고 이를 이용해 multicasting을 한다.

② 무선 음성 데이터 전송 속도

중앙 관제시스템에서는 오디오 코덱을 통하여 음성 데이터를 입력 받는다. 이때 음성 데이터의 sampling rate는 16 ksps이며, word length는 16 bit가 된다. 따라서 256 kbps의 속도로 데이터가 입력된다. 이 음성 데이터를 압축하여 64 kbps 또는 128 kbps의 데이터로 전송한다.

도 5는 upstream 음성 정보 전송을 위한 발언권 획득 순서도를 나타낸 것으로서, 무선 방송 스피커 노드는 보드에 장착된 스위치를 통해 중앙 관제시스템에게 발언권 획득 메시지를 전송되며, 중앙 관제시스템으로부터 발언권 허가 메시지를 받으면 부착된 LED가 점멸하고 그 때부터 음성 데이터를 전송 할 수 있게 된다. 즉, 무선 방송 스피커 노드는 중앙 관제시스템과 양방향 데이터 전달 기능이 가능하며, 각 스피커 노드와 중앙 관제시스템의 데이터 전송 속도는 최대 평균속도 100 kbps이다.

본 발명에 사용된 안테나는 820 ~ 960 MHz대역의 주파수에 임피던스가 맞춰져 있는 안테나를 사용하고 있다. 송신 세기와 밀접한 관련이 있는 antenna gain은 수치가 높을수록 송신 세기의 이득이 높지만, 가격이 올라간다는 점을 고려해, 적절한 성능(antenna gain)의 안테나를 사용하고 있다. 또한, 본 모듈의 특성상 방사를 위해 dipole 타입을 사용한다. 안테나의 성능을 최적화하기 위해서는 모듈의 RF 임피던스와 안테나의 임피던스가 동일해야 한다. 이러한 작업을 수행하기 위해 안테나를 선정한 후 임피던스 매칭을 맞추는 작업이 필요하다.

본 발명에 따른 양방향 동보시템은 상용 RF 송수신기를 사용하였고 추가적으로 전력증폭기를 사용할 수도 있다. 전송 성능을 측정하기 위해 중심 주파수를 920.9 MHz로, 전송율을 200 kbps로 고정한 후, 전송 신호의 세기와 전송 거리를 변경시키며 수신 신호 세기 및 에러율을 측정하였다.

표 4는 100 m부터 500 m 사이의 실험 측정 결과이며, 표 5는 1000 m부터 1200 m 사이의 실험 측정 결과이다.

Claims (5)

1. 긴급 재난 방송을 위한 양방향 동보시스템에 있어서,
   820 ~ 960 MHz 대역에서 최대 200 kbps의 통신 속도를 제공하는 RF 송수신기, 오디오 데이터를 압축하는 오디오 코덱 및 상기 RF 송수신기와 SPI통신을 통해 상기 오디오 코덱의 압축 데이터를 주고받는 마이크로프로세서(MCU)를 포함하는 중앙관제시스템 및
   상기 중앙관제시스템과 1:n의 관계인 다수 무선 방송 스피커 노드를 포함하되,
   상기 무선 방송 스피커 노드는 우선순위에 따라 발언권을 획득하여 중앙관제시스템에 음성 데이터를 송신하고, 상기 중앙관제시스템은 수신된 음성 데이터를 다른 무선 방송 스피커 노드에게 전달하는 것을 특징으로 하는 양방향 동보시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 오디오 코덱은 오디오 데이터를 ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation) 방식으로 압축한 것을 특징으로 하는 양방향 동보시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 MCU와 오디오 코덱 간에는 I²C 통신을 하여 초기 레지스터 값을 설정하고, 초기 설정이 완료된 후에는 I²S 통신을 통해 오디오 데이터를 주고받는 것을 특징으로 하는 양방향 동보시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 RF 송수신기의 최대 출력은 10 dBm이고 전력증폭기를 추가하여 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 양방향 동보시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 무선 방송 스피커 노드와 중앙관제시스템은 양방향 통신을 위해 half-duplex 방식 전송 프로토콜을 사용하는 것을 특징으로 하는 양방향 동보시스템.

Images