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단비 정
6 years ago
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1 최재원 * Development Methods and Design of a Wireless CCTV System based on the Binary-CDMA Technology Jae-Won Choi* 이논문은 2010 학년도경성대학교학술연구비지원에의하여연구되었음. 요 약 Binary CDMA 는음성 영상등의멀티미디어데이터를초고속으로우수한전송품질로통신할수있는우리나라가개발한새로운표준무선통신기술이다. 본논문에서는케이블의설치나매설작업없이원하는장소에자유롭게설치할수있는 Binary CDMA 기반의무선 CCTV 시스템개발을위한시스템의개발방법및설계에관해연구하였다. ABSTRACT Binary CDMA is a new standard technology for wireless communication developed by our country that makes high speed communications and good quality of services. In this paper we researched the development methods and design of a wireless CCTV System based on the Binary-CDMA technology that makes it freely installed in any place without cables and laying works. 키워드무선 CCTV, 바이너리 CDMA, 무선통신 Key word Wireless CCTV, Binary CDMA, Wireless Communication * 종신회원 : 경성대학교컴퓨터학부정교수접수일자 : 심사완료일자 :

2 Ⅰ. 서론 Ⅱ. Binary-CDMA CCTV 시스템 폐쇄회로텔레비전 (CCTV: Closed Circuit Television) 은특정공간에설치된카메라에찍힌영상정보를폐쇄적인유선또는무선전송로를통해특정한수신자에게전송하는시스템을말한다. CCTV는초기에공장, 작업장, 백화점등을모니터링하기위해설치 운영되었으나, 최근에는범죄예방등의목적으로주택가, 전철, 도서관등공공장소로확대되고있다. Binary CDMA는우리나라가개발한새로운무선통신기술로 2009년 1월국제표준 (ISO) 으로최종제정되었다. 이로인해 2010년 125억불로예상되는세계무선네트워크시장에참여국이아니주도국으로진출할수있는기반을마련하게된것이다. 과거근거리무선통신제품개발을위해비싼로열티에도불구하고블루투스, 지그비와같은외국표준기술을적용해오던국내기업들이 Binary CDMA 기술을적용한응용제품의개발을더욱활발히진행하게될것이다. Binary CDMA는디지털기기를무선연결하여음성, 영상, 데이터등을자유롭게통신할수있는기술로서기존의근거리무선통신기술에비해데이터전송품질 (QoS) 을개선한최대 55Mbps의초고속데이터전송이가능한근거리무선통신기술이다. 시장조사기관 IMS에따르면 CCTV 카메라시장은 2007년 77억달러에서 2012년 144억달러로두배가량성장하며, 네트워크기능을제공하는 IP 카메라부문은 2007년 12억달러에서 2012년 57억달러로 5배가량성장할것을예상하였다.[1] 국내는물론전세계무선 CCTV 산업의높은성장잠재력에비해아직까지절대적인강자기업이부재한상황이라이에대한연구는기술적측면은물론경제 산업적측면에서도중요한의미를가진다. 이에본논문에서는 Binary CDMA 기반무선 CCTV 시스템개발을위한시스템의개발방법및설계에관해연구하였다. 이를위해먼저시스템요구사항을분석하고, TCP/IP 계층구조에기초한각계층별주요기술개발내용을정의한후이의개발방법과설계에대해연구하였다. 고속의광대역멀티미디어통신으로고화질영상의무선송수신을가능하도록하는 Binary CDMA 통신기술에대한소개와이를기반으로케이블의설치나매설작업없이원하는장소에자유롭게설치할수있는 Binary-CDMA 무선 CCTV 시스템의개발을위한요구사항을분석하였다. 2.1 Binay CDMA 기술 1) Binary CDMA 기술 Binary-CDMA 기술은디지털기기들을무선으로연결하여음성, 영상, 데이터등을자유롭게주고받을수있는기술로서기존의근거리무선통신기술에비해데이터전송품질 (QoS) 을개선한최대 55Mbps의초고속데이터전송및저전력소모의녹색기술이고, 기존의 CDMA와 TDMA 기술의장점을특화시킨기술이다.[2] 기지국없이도최대 500m까지데이터 ( 영상, 음성 ) 송수신이가능하고, 100m 이내근거리에서는이동속도 80km/h에서도영상과음성의송수신이되는등타근거리무선통신에비해탁월한원거리무선송수신과고화질 (HDTV급) 영상의무선송수신이가능하다. 무선 LAN, Bluetooth, Zigbee 등기존통신시스템과상호간섭없이동시에사용할수있고, 하나의네트워크에최대 250개의디지털기기들이접속하여자유롭게멀티미디어데이터교환을할수있다. 2) Binary CDMA 전송방식기존 CDMA의전송방식은여러개의입력신호를동시에전송하기위해각각의입력신호에서로다른직교코드를곱하여채널간의직교성을보장한후, 각채널신호를모두합하여동시에전송한다. 전송된신호는수신단에서송신시사용한직교코드와동일한코드를곱하여 Correlation을취하고, 그결과를이용하여각각의채널의정보를재생한다. 여러채널을동시에더해서전송하게되면개개의채널신호는 Binary 파형일지라도합해진전체신호는멀티레벨신호로바뀌게된다. 이러한멀티레벨신호를송신단에서전송하기위해서는 RF 모듈이직선성이뛰어난선형증폭기 (Linear Amplifier) 를사용해야만하고, 수신단에서도멀티레벨 323

3 한국해양정보통신학회논문지제 15 권제 2 호 신호를 Analog-to-Digital 변환을하여멀티 Bit 디지털신호로바꿔멀티 Bit 연산과멀티 Bit Correlation을취하는복잡한과정을거쳐야만수신신호의복조가가능한단점을가진다. 반면 Binary-CDMA의전송방식은그림 1과같이멀티레벨신호를 Binary 파형으로바꾸어일반적인 TDMA용 RF 모듈을이용해서멀티채널 CDMA 신호를전송하고, 수신단에서도멀티비트연산대신 Binary 연산만으로도수신신호를복조할수있게되어송수신시스템의구조를획기적으로단순하게만들수있다. 그림 1. Binary-CDMA 전송방식 Fig. 1. Transmission Method of Binary-CDMA 2 고속의데이터통신으로고화질영상의서비스품질 (QoS) 이이루어지도록 UDP 소켓을이용한실시간전송, UDP Connection 을이용한통신성능향상, 멀티쓰레드기반의다중접속서버구현, 송수신버퍼의크기및소켓옵션의조절, 송수신프레임의버퍼링, 네트워크버퍼링과처리방식의효율화를통한네트워크드라이버및 HW 구조개선을한다. 2) 멀티미디어표준인터페이스의지원과설치가자유로운이동형무선영상전송기 1 기존의상용 CCTV 카메라와 DVR 연결을위한표준영상 오디오인터페이스를제공하여기종에제약을받지않고자유롭게임의의상용 CCTV 카메라와 DVR을연결하여 CCTV 시스템을구축할수있도록한다. 2 삼성에서제공한 S3C6400 Multi-Format Code(MFC) 의 Encoder/Decoder 라이브러리의 API와처리절차를따라차세대동영상압축표준인 H.264를이용한실시간영상압축과전송이이루어지도록한다. 3 기지국없이도 200~300m 범위내에선어느정도의지형지물에도케이블의설치나매설작업없이원하는장소에이동형무선영상전송기와무선 CCTV 중계기를자유롭게설치할수있도록한다. 2.2 시스템요구사항본연구의 Binary-CDMA 무선 CCTV 시스템의목표는케이블의설치나매설작업없이원하는장소에자유롭게설치할수있는이동형무선영상전송기와무선 CCTV 중계기를개발하는데있다. 무선영상전송기와 CCTV 중계기에 TCP/IP를탑재하여자유롭게설치된 CCTV 카메라의영상을인터넷을통해실시간으로전송가능하고, 고속의광대역멀티미디어통신으로 HDTV 급고화질영상의무선송수신이가능하도록하고자한다. 본 Binary-CDMA 무선 CCTV 시스템개발을위한구체적인요구사항은다음과같다. 1) 고화질영상을위한통신속도및전송품질개선 1 HDTV급고화질영상의위해채널별로초당 30 ~ 40 프레임의무선송수신이가능하도록한다. 압축시프레임당 30 KB를갖는 IPTV를기준하여채널별로 7 ~ 9 Mbps 통신속도를유지하도록하고, 최소 4개 ( 최대 8개 ) 의동시채널을지원하도록한다. 3) 다중채널의동영상동시통신과각종네트워크제어를지원하는무선 CCTV 중계기 1 최소 4채널 ( 최대 8채널 ) 동영상 음성의동시통신을지원하고, 고화질영상의다중채널동시통신이효율적이도록멀티쓰레드기반의다중접속서버로구현한다. 제어용채널과데이터용채널을분리하여통신링크설정및망관리는신뢰성있는 TCP 소켓의제어용채널을이용하고, 동영상과음성은빠른실시간전송을위해 UDP 소켓의데이터용채널을이용한다. 2 삼성에서제공한 S3C6400 Multi-Format Codec (MFC) 의 Encoder/Decoder 라이브러리의 API와처리절차를따라차세대동영상압축표준인 H.264를이용한실시간영상압축과전송이이루어지도록한다. 3 수신한 CCTV 카메라영상을직접연결된 DVR를통해녹화및실시간모니터링이가능할뿐만아니라녹화중에도재생과네트워크모니터링이동시에가능한 Triplex 중계기능을지원하고, 양방향오디오, 네트워크모니터링기능을제공한다. 324

4 4) TCP/IP 기반의 CCTV 네트워크모니터링과시스템확장성고려 1 Binary-CDMA MAC 계층과기존 IP 네트워크계층간의망연동을실현하여네트워크소켓라이브러리이용하여무선영상전송기와 CCTV 중계기의응용프로그램을개발할수있도록한다. 2 무선영상전송기와 CCTV 중계기에 TCP/IP를탑재하여자유롭게설치된 CCTV 카메라의영상을직접 DVR을통해출력하거나인터넷을통해실시간으로전송할수있는무선 IP 카메라및무선 CCTV 네트워크시스템으로응용가능하도록한다. 3 원격지에서사업장의현황을생생하게파악할수있는 CCTV 네트워크모니터링과 MMC(Man-Machine Communication) 기능을이용한원격 CCTV 카메라의 on/off 제어와모션제어등다양한시스템제어가가능하도록하고, 향후시스템확장을위해 CCTV 중계기를 2 계층구조로가져갈수있도록설계되어야한다. 버로실시간전송할수있는무선 IP 카메라및무선 CCTV 네트워크시스템으로확장가능하다. 그림 2. Binary CDMA 기반의무선 CCTV 시스템 Fig. 2. Wireless CCTV System based on Binary CDMA Ⅲ. Binary-CDMA CCTV 시스템설계 TCP/IP 계층구조에기초한 Binary-CDMA 무선 CCTV 시스템의각계층별주요기술개발내용은다음과같다. 영상 음성멀티미디어통신보드와 RF 통신모듈을통합하고, Binary-CDMA 드라이버와망연동모듈을추가하여리눅스커널을재구성설치하고, 무선영상전송기과무선 CCTV 중계기의응용프로그램을네트워크프로그래밍하여 Binary-CDMA 무선 CCTV 시스템을개발한다. 본시스템의개발을위해 TCP/IP 계층구조를기초로각계층별주요기술개발내용을정의하고이의개발방법과설계에대해연구하였다. 3.1 시스템구조 Binary-CDMA 무선 CCTV 시스템은그림 2와같이자유롭게설치된 CCTV 카메라들의영상을전송하는다수의이동형무선영상전송기와영상전송기들로부터수신된영상을 DVR을통해녹화하고영상출력장치에출력하여실시간모니터링이가능하도록중계하는무선 CCTV 중계기로구성되어있다. 무선영상전송기와 CCTV 중계기에 TCP/IP를탑재하여 CCTV 카메라영상은무선인터넷을통해영상전송기에서 CCTV 중계기로전송되고, 이는 DVR을통해녹화 출력하거나유선인터넷을통해원거리의 CCTV 서 3.2 시스템설계 Binary-CDMA 무선 CCTV 시스템개발을위한각계층별개발방법과설계는다음과같다 영상 음성멀티미디어통신보드및 RF모듈제작 Binary-CDMA 기반의무선통신환경에서동영상 음성의멀티미디어통신을지원하는하드웨어통신보드와 RF 통신모듈을제작한다. 기존의상용 CCTV 카메 325

한국해양정보통신학회논문지제 15 권제 2 호 라및디지털비디오레코드 (DVR) 연결을위한표준영상 음성인터페이스를지원한다.

이는 CCTV 카메라및 DVR / TV 등의연결을위한표준영상 음성인터페이스를지원한다. 3) 무선영상 음성멀티미디어통신전용 CPU 삼성의 S3C6410 멀티미디어무선통신전용 CPU를사용하여연결된각종멀티미디어장비의영상 음성데이터를인코딩하여전송하고디코딩하여수신하는고속의무선통신을지원한다.[3] 3.2.

영상 음성멀티미디어통신보드블록도 Fig. 3. Block Diagram of Multimedia Communication Board 2) 대우전자부품 RF 통합모듈 KWPAN1200은 Binary CDMA를지원하는 Koinonia 의규격을만족하는 SoC IC 이다.

5 한국해양정보통신학회논문지제 15 권제 2 호 라및디지털비디오레코드 (DVR) 연결을위한표준영상 음성인터페이스를지원한다. 1) 영상 음성멀티미디어통신보드 Binary CDMA 기반의동영상 음성의멀티미디어통신을지원하는멀티미디어통신보드는전자부품연구원 (KETI) 의 Binary CDMA SoC (KWPAN1200) 칩과 RF IC를가지는대우전자부품의 RF 통합모듈과삼성 S3C6410 멀티미디어전용 CPU를시스템통합하여제작한다. 이는 CCTV 카메라및 DVR / TV 등의연결을위한표준영상 음성인터페이스를지원한다. 3) 무선영상 음성멀티미디어통신전용 CPU 삼성의 S3C6410 멀티미디어무선통신전용 CPU를사용하여연결된각종멀티미디어장비의영상 음성데이터를인코딩하여전송하고디코딩하여수신하는고속의무선통신을지원한다.[3] Binary-CDMA MAC 계층통신프로토콜구현전자부품연구원의 KWPAN1200은 Binary CDMA MAC 계층과 PHY 계층을내장하고있는 SoC IC 이고, 고속의멀티미디어무선통신을지원한다.[4] 그림 3. 영상 음성멀티미디어통신보드블록도 Fig. 3. Block Diagram of Multimedia Communication Board 2) 대우전자부품 RF 통합모듈 KWPAN1200은 Binary CDMA를지원하는 Koinonia 의규격을만족하는 SoC IC 이다. ARM7TDMI core를내장하고 Koinonia를구현하기위한 MAC과 PHY를내장하고있으며, 2.4G 대역의 RF IC를외부에장착한모듈형태의제품이다. RF 통합모듈은 Binary CDMA 기반의고속의광대역무선통신을지원한다. 그림 5. Binary CDMA SoC (KWPAN1200) Fig. 5. Binary CDMA SoC (KWPAN1200) Binary-CDMA MAC 계층과 IP 계층의망연동네트워크계층의 IP 프로토콜은하부물리망을인터네트워킹망정합으로통합함으로써사용자로하여금하부물리망에의존적이지않은하나의거대한인터넷통합망에서단일주소체계로임의의통신단말간통신을가능하게한다. Binary-CDMA의 MAC 계층과 IP 계층의망연동은개념적으로기존 CSMA/CD의 Ethernet 혹은 CSMA/CA의 IEEE 무선 LAN과 IP 계층간의망연동과동일하므로리눅스커널의망연동모듈을수정한후재컴파일하고설치하여 Binary-CDMA MAC 계층과 IP 계층의망연동을실현한다. 그림 4. Binary-CDMA RF 통합모듈 Fig. 4. Binary-CDMA RF Integration Module 네트워크소켓프로그래밍라이브러리구축 Binary-CDMA MAC 계층과기존의 IP 네트워크계층간의망연동이이루어지면네트워크소켓라이브러리와삼성의멀티미디어코덱라이브러리를이용하여무선영상전송기와 CCTV 중계기의응용프로그램을개발할수있다. 멀티미디어코덱라이브러리로 CCTV 영상을인코딩 / 디코딩하고, 데이터전송은네트워크소켓라이브러리를이용한다. 326

그림 6. 무선 CCTV 시스템소프트웨어아키텍쳐 Fig. 6. Software Architecture of Wireless CCTV System 3.2.5 이동형무선영상전송기응용프로그램개발동영상 음성의멀티미디어통신을할수있는이동형무선영상전송기의응용프로그램을개발한다. 고화질 (HDTV급) 영상의무선송수신을위해차세대동영상압축표준인 H.

1) S3C6410 MFC Encoder/Decoder 소프트웨어구조 S3C6410 MFC Encoder/Decoder 소프트웨어패키지는사용자영역의 MFC Encoder/ Decoder 라이브러리와 OS 영역의 MFC 디바이스드라이버 2개파트로구성되어있다.[5] S3C6410 MFC Encoder/Decoder의소프트웨어구조는그림 7과같다.

1 Camera Codec Path를경유하여 MFC Frame Buffer에 Camera Raw Data 영상복사 2 Frame Buffer에저장된 Camera Raw Data를 Encoding 후 MFC Stream Buffer로출력 3 Stream Buffer에저장된압축 Data를외부 Data Buffer 에복사 ( 혹은네트워크전송 ) 4 외부

6 그림 6. 무선 CCTV 시스템소프트웨어아키텍쳐 Fig. 6. Software Architecture of Wireless CCTV System 이동형무선영상전송기응용프로그램개발동영상 음성의멀티미디어통신을할수있는이동형무선영상전송기의응용프로그램을개발한다. 고화질 (HDTV급) 영상의무선송수신을위해차세대동영상압축표준인 H.264를이용하여실시간영상압축과전송을한다. 이를위해리눅스커널 를기반으로삼성제공의 Multimedia Acceleration 드라이버를이용하여 MFC(MultiFormatCodec) Encoding/Decoding을한다. 1) S3C6410 MFC Encoder/Decoder 소프트웨어구조 S3C6410 MFC Encoder/Decoder 소프트웨어패키지는사용자영역의 MFC Encoder/ Decoder 라이브러리와 OS 영역의 MFC 디바이스드라이버 2개파트로구성되어있다.[5] S3C6410 MFC Encoder/Decoder의소프트웨어구조는그림 7과같다. 2) CCTV 카메라영상의입 출력이동경로 CCTV 카메라영상의입 출력시 S3C6410 MFC CODEC 메모리이동은다음과같다. 1 Camera Codec Path를경유하여 MFC Frame Buffer에 Camera Raw Data 영상복사 2 Frame Buffer에저장된 Camera Raw Data를 Encoding 후 MFC Stream Buffer로출력 3 Stream Buffer에저장된압축 Data를외부 Data Buffer 에복사 ( 혹은네트워크전송 ) 4 외부 Data Buffer에저장된압축 Data를 Stream Buffer 에복사 ( 혹은네트워크수신 ) 5 Stream Buffer에저장된압축 Data를 Decoding 후 MFC Frame Buffer로출력 6 MFC Frame Buffer에저장된복원 Data를 LCD 상에출력이때 MFC Encoder와 Decoder는공용의 Frame Buffer 와 Stream Buffer를사용하므로데이터의입 출력에따른동기 (SYNC) 가중요하다. 3 외부 Data Buffer 쓰기단계는무선영상전송기가 Encoding된압축 Data를 TCP/IP 무선네트워크를통해 CCTV 중계기로전송하는단계에해당하고, 4 외부 Data Buffer 읽기단계는 CCTV 중계기가압축 Data를네트워크를통해수신하는단계에해당한다. 그림 7. S3C6410 MFC Encoder/Decoder 소프트웨어구조 Fig. 7. Software Architecture of S3C6410 MFC Encoder/Decoder 그림 8. CCTV 카메라영상의입출력이동경로 Fig. 8. In-Out Route of CCTV Camera Images 327

한국해양정보통신학회논문지제 15 권제 2 호 3.2.6 무선 CCTV 중계기응용프로그램개발 4채널 ( 최대 8채널 ) 동영상 음성의동시통신을지원하는무선 CCTV 중계기응용프로그램개발한다. 1) H.264 영상출력데이터흐름무선영상전송기와 CCTV 중계기는 HDTV급고화질영상의무선송수신을위해차세대동영상압축표준인 H.264를이용하여실시간으로영상을압축하고전송한다.

[6] 붉은선으로표시된 1~6은무선영상전송기가카메라영상을입력받아 Encoding한후압축 Data를 TCP/IP 무선네트워크를통해 CCTV 중계기로전송하는과정에해당하고, 1~7은 CCTV 중계기가네트워크를통해수신한압축 Data를 Decoding 한후 LCD에출력하는과정에해당한다. 그림 10.

7 한국해양정보통신학회논문지제 15 권제 2 호 무선 CCTV 중계기응용프로그램개발 4채널 ( 최대 8채널 ) 동영상 음성의동시통신을지원하는무선 CCTV 중계기응용프로그램개발한다. 1) H.264 영상출력데이터흐름무선영상전송기와 CCTV 중계기는 HDTV급고화질영상의무선송수신을위해차세대동영상압축표준인 H.264를이용하여실시간으로영상을압축하고전송한다. 그림 9는무선영상전송기가입력받은카메라영상을 CCTV 중계기로전송하고이를 LCD에출력하는데이터흐름을나타낸것이다.[6] 붉은선으로표시된 1~6은무선영상전송기가카메라영상을입력받아 Encoding한후압축 Data를 TCP/IP 무선네트워크를통해 CCTV 중계기로전송하는과정에해당하고, 1~7은 CCTV 중계기가네트워크를통해수신한압축 Data를 Decoding 한후 LCD에출력하는과정에해당한다. 그림 10. 카메라영상 Encoding/Decoding 절차 Fig. 10. Camera Image Encoding/Decoding Procedure 3 각 Interface 에대한 Buffer 초기화진행 A. Camera : Codec Path Buffer 초기화 B. MFC: Frame / Stream Buffer 초기화 4 Application 상에서 Camera Codec Path를활성화 5 Camera Codec Path로부터입력되는 YCbCr 4:2:0 Raw Data를 MFC H.264 Encoder로전달 6 전달된 YCbCr 4:2:0 Raw Data를 Frame Buffer에저장한후 Encoding 시작 7 Encoding된 H.264 Data Stream을 Stream Buffer에저장 그림 9. H.264 출력을위한인코딩 / 디코딩데이터흐름 Fig. 9. Encoding/Decoding Data Flow for H.264 Display 2) 카메라영상의인코딩 / 디코딩절차무선영상전송기에서카메라영상을전송하기위한 Encoding 절차는다음과같다.[7] 1 초기시작 2 Camera Interface와 MFC Codec으로각각분기되어초기화시작 3) 멀티쓰레드기반의다중채널통신 CCTV 중계기는다중채널의동시통신을위해각각의영상전송기의통신요청이있을때마다쓰레드를생성하여각각의쓰레드가각영상전송기로부터수신된영상의중계기능을담당하도록하여빠른실시간통신이이루어지도록한다. (1) 멀티쓰레드방식으로서버구현 CCTV 중계기는최소 4채널 ( 최대 8채널 ) 동영상 음성의동시통신을지원하고, 다중채널의동시통신을위한구현방법으론 1 프로세스생성을통한멀티태스킹서버의구현 2 Select 함수를이용한멀티플렉싱서버의구현 3 쓰레드를기반으로한멀티쓰레딩서버의구현이있다. 멀티태스킹방식은클라이언트의서비스요청 328

8 이있을때마다자식프로세스를생성하여서비스를제공하고, 독립적인메모리와자원의할당으로프로세스생성을위한시스템오버헤드가크다. 멀티플렉싱방식은하나의서버프로세스가시분할 (time sharing) 방식으로서비스를제공하는방식으로클라이언트와서버간의송수신데이터용량이작고송수신이연속적이지않은경우에적합하다. 즉, CCTV 시스템과같이클라이언트와서버간송수신데이터용량이크고연속적인경우에는적합하지못하다. 그러므로다수의클라이언트로부터다중채널의동시통신이요구되더라도빠른실시간통신이이루어지도록하기위해선멀티쓰레드방식으로서버를구현하는것이바람직하다. (2) TCP 제어채널과 UDP 데이터채널의분리제어용채널과데이터용채널을분리하여통신링크설정및망관리는신뢰성있는 TCP 소켓의제어용채널을이용하고, 동영상과음성은빠른실시간전송을위해 UDP 소켓의데이터용채널을이용한다. 빠른실시간통신의지원을위해제어채널과데이터채널에각각별도의쓰레드를할당하여제어와데이터채널의송수신이독립적으로이루어질수있도록한다. 그림 11. TCP 제어채널과 UDP 데이터채널의분리 Fig. 11. Separation of TCP Control and UDP Data Channels Ⅳ. 결론 Binary CDMA는음성 영상등의멀티미디어데이터를초고속으로우수한전송품질 (QoS) 로통신할수있는우리나라가개발한새로운표준무선통신기술이다. 본 논문에서는케이블의설치나매설작업없이원하는장소에자유롭게설치할수있는 Binary CDMA 기반의무선영상전송기와무선 CCTV 중계기의개발방법과설계에관해연구하였다. 이를위해먼저시스템요구사항을분석하고, TCP/IP에기초한각계층별주요기술개발내용을정의한후이의개발방법과설계에대해연구하였다. 동영상 음성의멀티미디어통신을위한멀티미디어통신보드는전자부품연구원의 Binary CDMA SoC (KWPAN1200) 칩과대우전자부품의 RF 통합모듈과삼성 S3C6410 멀티미디어전용 CPU를통합하여제작한다. KWPAN1200은 Binary-CDMA MAC과 PHY 계층을내장하고있는 SoC IC 이므로 Binary-CDMA 드라이버와망연동모듈을추가하여리눅스커널을재구성설치하여 Binary-CDMA MAC과 IP 계층의망연동을실현한다. 그리하여네트워크소켓라이브러리와삼성의멀티미디어코덱라이브러리를이용하여무선영상전송기와 CCTV 중계기의응용프로그램을개발한다. 무선영상전송기는카메라영상을입력받아 Encoding한후압축 Data를 TCP/IP 무선네트워크를통해 CCTV 중계기로전송한다. 영상전송기의응용프로그램은멀티미디어데이터의인코딩과디코딩을위해 MFC Encoder/Decoder 라이브러리의 API 함수들을호출하고, 카메라영상은 MFC Frame Buffer와 MFC Stream Buffer를경유하여소켓라이브러리의 API 함수들로네트워크전송이이루어진다. 무선 CCTV 중계기는네트워크를통해수신한압축 Data를 Decoding한후 DVR에녹화하고출력장치에출력한다. CCTV 중계기의응용프로그램은다중채널의동시통신을위해각각의영상전송기의통신요청이있을때마다쓰레드를생성하여각각의쓰레드가각영상전송기로부터수신된영상의중계를담당하도록한다. 제어메세지는신뢰성있는 TCP 소켓을이용하고, 동영상과음성은빠른실시간전송을위해 UDP 소켓을이용하여통신하고, 제어채널과데이터채널에는각각별도의쓰레드를할당하도록한다. 본연구의무선 CCTV 시스템은 Binary CDMA 기반의무선 VOIP 시스템개발에직접활용가능한기술이고, 유비쿼터스시대에발맞추어 Binary-CDMA 기술을최초상용화한시스템으로무선영상전송, 홈네트워크, 로봇제어등다양한분야에응용될것이다. 329

한국해양정보통신학회논문지제 15 권제 2 호 참고문헌 [1] CCTV 저널, CCTV 시장동향, CCTV 저널, pp.102-117, 2010년 5월호. [2] KETI, Binay CDMA Technology Overview, Wireless PAN Project Office, KETI, 2003년 2월.

9 한국해양정보통신학회논문지제 15 권제 2 호 참고문헌 [1] CCTV 저널, CCTV 시장동향, CCTV 저널, pp , 2010년 5월호. [2] KETI, Binay CDMA Technology Overview, Wireless PAN Project Office, KETI, 2003년 2월. [3] Samsung Electronics, S3C6410X Application Notes, S3C6410X RISC Microprocessor, July [4] 전자부품연구원, Koinonia 표준규격서물리계층과데이터링크계층규격, 전자부품연구원무선 PAN 사업단, 2004년 10월. [5] Samsung Electronics, S3C6400/6410 Multi-Format Codec API Document, S3C6400/6410 RISC Microprocessor, September [6] Samsung Electronics, S3C6400/6410 Scenario based Applications User's Manual, S3C6400/6410 RISC Microprocessor, July [7] Samsung Electronics, S3C6400/6410 HW Multimedia Codec(MFC) User's Guide, S3C6400/6410 RISC Microprocessor, September 최재원 (Jae-Won Choi) 1988년 2월고려대학교컴퓨터공학과 ( 공학사 ) 1990년 8월미시간주립대학교컴퓨터공학과 ( 공학석사 ) 1995년 8월건국대학교전자공학과 ( 공학박사 ) 1990년 10월~1997년 8월삼성전자정보통신연구소선임연구원 1997년 9월~ 2011년현재경성대학교컴퓨터학부정교수 관심분야 : 정보통신, 이동통신, 인터넷응용, 운영체제 330

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<30312DB8B6C0CCC5A9B7CEC6C4B9D7C0FCC6C4B9E6BCDB28C3D6B5BFC0AF292E687770> Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering 한국정보통신학회논문지 (J. Korea Inst. Inf. Commun. Eng.) Vol. 18, No. 8 : 1869~1876 Aug. 2014 Binary CDMA 무선통신기반의자동차후방카메라시스템의개발방법및설계 최재원