KR100592598B1 - UWB-based Wireless Bridge - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은, 초광대역 방식의 무선 브리지 장치에 관한 것임.The present invention relates to an ultra wideband wireless bridge device.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
본 발명은, 유선 직렬 데이터를 QoS(Quality of Service : 서비스 품질)가 보장되는 초광대역(UWB : Ultra Wide Band) 신호로 변환하여 무선 전송하고, 초광대역(UWB) 신호를 유선 직렬 데이터로 역변환하여 제공하기 위한, 초광대역(UWB) 방식의 무선 브리지 장치를 제공하는데 그 목적이 있음.The present invention converts wired serial data into an ultra wide band (UWB) signal that guarantees QoS (Quality of Service (QoS)), and wirelessly transmits the signal. The inverse conversion of the ultra wide band (UWB) signal to wired serial data is performed. The purpose of the present invention is to provide an ultra wideband (UWB) type wireless bridge device.
3. 발명의 해결 방법의 요지3. Summary of the Solution of the Invention
본 발명은, 초광대역(UWB) 방식의 무선 브리지 장치에 있어서, 유선으로 연결되어 있는 직렬버스장치로부터 수신한 물리계층 신호를 링크계층 데이터로 부호화하고, 프로토콜 변환 수단으로부터 수신한 링크계층 데이터를 물리계층 신호로 복호화하기 위한 물리계층 처리 수단; 상기 물리계층 처리 수단으로부터 전달받은 링크계층 데이터를 등시성 데이터 및 비동기 데이터로 분리하여 경로 설정 및 동기 기능을 수행하고 상기 분리한 등시성 데이터 및 비동기 데이터를 프로토콜적응계층(PAL) 데이터로 다중화하는 과정을 거쳐 매체접근제어 데이터로 변환하며, 초광대역 신호 송수신 수단으로부터 전달받은 매체접근제어 데이터를 프로토콜적응계층(PAL) 데이터로 변환한 후 등시성 데이터 및 비동기 데이터로 분류하여 경로 설정 및 동기 기능을 수행하고 상기 분류한 등시성 데이터 및 비동기 데이터를 링크계층 데이터로 다중화하기 위한 상기 프로토콜 변환 수단; 상기 프로토콜 변환 수단으로부터 수신한 매체접근제어 데이터를 초광대역(UWB) 신호로 변환하여 안테나를 통하여 송출하고, 상기 안테나를 통하여 수신한 초광대역(UWB) 신호를 매체접근제어 데이터로 변환하기 위한 상기 초광대역 신호 송수신 수단; 및 상기 물리계층 처리 수단, 상기 프로토콜 변환 수단, 및 상기 초광대역 신호 송수신 수단을 제어하고 관리하기 위한 제어 수단을 포함함.The present invention relates to an ultra-wideband (UWB) type wireless bridge device, wherein the physical layer signal received from a serial bus device connected by wire is encoded into link layer data, and the link layer data received from the protocol conversion means is physically encoded. Physical layer processing means for decoding the layer signal; The link layer data received from the physical layer processing means is separated into isochronous data and asynchronous data to perform path setting and synchronization functions, and the separated isochronous data and asynchronous data are multiplexed into protocol adaptation layer (PAL) data. Converts the medium access control data, converts the medium access control data received from the ultra wideband signal transmission / reception means into PAL data, and classifies it into isochronous data and asynchronous data to perform the path setting and synchronization function Said protocol conversion means for multiplexing one isochronous data and asynchronous data into link layer data; The second to convert the medium access control data received from the protocol conversion means into an ultra wide band (UWB) signal and to transmit the same through an antenna, and to convert the ultra wide band (UWB) signal received through the antenna into media access control data. Wideband signal transmission and reception means; And control means for controlling and managing said physical layer processing means, said protocol conversion means, and said ultra-wideband signal transmission and reception means.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 무선 브리지 장치 등에 이용됨.The present invention is used in a wireless bridge device and the like.
근거리개인영역무선네트워크 시스템, UWB(초광대역) 방식, IEEE 1394, 무선 브리지 장치Short Range Personal Area Wireless Network System, UWB (Ultra Wideband), IEEE 1394, Wireless Bridge Device
Description
도 1은 본 발명이 적용되는 근거리개인영역무선네트워크 시스템의 일실시예 구성도,1 is a configuration diagram of an embodiment of a short-range personal area wireless network system to which the present invention is applied;
도 2는 본 발명에 따른 초광대역(UWB) 방식의 무선 브리지 장치의 일실시예 구성도,2 is a configuration diagram of an embodiment of an ultra wide band (UWB) wireless bridge device according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 IEEE 802.15.3 매체접근제어부의 일실시예 상세 구성도,3 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the IEEE 802.15.3 media access control unit according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 초광대역(UWB) 송수신부의 일실시예 상세 구성도.Figure 4 is a detailed configuration of an embodiment of an ultra-wideband (UWB) transceiver according to the present invention.
도 5는 본 발명에 이용되는 IEEE 802.15.3 피코넷 슈퍼프레임의 일실시예 구조도,5 is a structural diagram of an embodiment of an IEEE 802.15.3 piconet superframe used in the present invention;
도 6은 본 발명에 이용되는 IEEE 802.15.3 MSDU 프레임의 일실시예 구조도,6 is a structural diagram of an embodiment of an IEEE 802.15.3 MSDU frame used in the present invention;
도 7은 본 발명에 이용되는 IEEE 802.15.3 MPDU 프레임의 일실시예 구조도이다.7 is a structural diagram of an embodiment of an IEEE 802.15.3 MPDU frame used in the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawing
11 : IEEE 1394 장치 12 : UWB 방식 무선 1394 브리지 장치11: IEEE 1394 device 12: UWB type wireless 1394 bridge device
13 : UWB 방식 피코넷 코디네이터 21 : IEEE 1394 물리계층부13: UWB method piconet coordinator 21: IEEE 1394 physical layer unit
22 : IEEE 1394 링크계층부 23a : 제 1 트랜잭션부22: IEEE 1394 link layer unit 23a: first transaction unit
23b : 제 2 트랜잭션부 24 : 고성능 직렬버스 브리지 23b: second transaction part 24: high performance serial bus bridge
25 : IEEE 802.15.3 프로토콜적응계층부25: IEEE 802.15.3 protocol adaptation layer unit
26 : IEEE 802.15.3 매체접근제어부 27 : UWB 송수신부26: IEEE 802.15.3 media access control unit 27: UWB transceiver
28 : 안테나 29 : 제어부28 antenna 29 control unit
30 : 프로토콜 변환부30: protocol conversion unit
본 발명은, 초광대역(UWB) 방식의 무선 브리지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유선 IEEE 1394 데이터와 같은 유선 직렬 데이터를 QoS(Quality of Service : 서비스 품질)가 보장되는 초광대역(UWB : Ultra Wide Band) 신호로 변환하여 무선 전송하고, 초광대역(UWB) 신호를 유선 직렬 데이터로 역변환하여 제공하기 위한, 초광대역(UWB) 방식의 무선 브리지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra wideband (UWB) type wireless bridge device, and more particularly, to ultra-wideband (UWB: Ultra), in which wired serial data such as wired IEEE 1394 data is guaranteed. The present invention relates to an ultra wideband (UWB) type wireless bridge device for converting into a wide band signal for wireless transmission and inversely converting an ultra wideband (UWB) signal into wired serial data.
이하의 일예에서는 IEEE 1394 용 무선 브리지를 예로 들어 설명하기로 한다.In the following example, a wireless bridge for IEEE 1394 will be described as an example.
현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 주변기기 인터페이스인 EIDE(Enhanced Integrated Drive Electronics)는 속도가 느리고, 확장성의 제한이 많다. 이에 비해, 스카시(SCSI) 방식은 확장성은 뛰어 나지만 비교적 고가이며 표준이 정해져 있 지 않다고 봐도 될 정도로 업체마다 프로토콜과 드라이버가 조금씩 다르며, 이론상으로는 확장을 손쉽게 할 수 있다지만 실제로는 각 주변기기 간의 특성으로 인하여 확장하는데 어려움이 많다. 이러한 단점을 보완하고 주변기기(특히 고속의 주변기기)를 하나의 케이블로 연결하기 위하여 개발된 새로운 표준 규격이 바로 IEEE 1394이다. Enhanced Integrated Drive Electronics (EIDE), a commonly used peripheral interface now, is slow and has many scalability limitations. On the other hand, the SCSI (SCSI) method is excellent in scalability but relatively expensive, and protocols and drivers are slightly different from one vendor to another, and in theory, it can be easily extended. There is a lot of difficulty to expand. IEEE 1394 is a new standard designed to address these shortcomings and to connect peripherals (especially high-speed peripherals) with a single cable.
IEEE 1394는 애플사와 텍사스인스트루먼트사(TI)가 공동으로 제창한 새로운 직렬버스 인터페이스(Serial Bus Interface) 규격으로서, "FireWire"라는 코드네임으로 개발되어 미국전기전자기술자협회(IEEE)에서 1995년 12월에 공식적으로 협약하고 표준화한 것이다. IEEE 1394를 이용하면 주변기기(특히 고속의 주변기기)를 하나의 케이블로 연결하여 편리하게 사용할 수 있다.IEEE 1394 is a new serial bus interface standard jointly proposed by Apple and Texas Instruments (TI), developed under the code name "FireWire", and was adopted by the American Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) in December 1995. Formally agreed and standardized. With IEEE 1394, you can connect peripherals (especially high-speed peripherals) with a single cable for convenient use.
한편, 요즈음 우리는 흔히 여러 가지 전자장치(노트북, 컴퓨터, 휴대폰, 개인휴대단말기(PDA), MP3 플레이어 등)를 몸에 지니고 다닌다. 그런데, 이러한 장치들을 유선으로 연결하는 것은 매우 번거로운 일이며, 애플리케이션 또한 상호 호환되지 않기 때문에 서로 연동시키는 것이 불가능하였다. 이러한 개인 장치 간에 무선 네트워크를 구성하여 장치 간의 유선 케이블을 없애고, 애플리케이션 간 정보 교환을 가능하도록 한 기술을 근거리개인영역무선네트워크(WPAN : Wireless Personal Area Networks)라 한다.On the other hand, these days we often carry various electronic devices (laptops, computers, mobile phones, personal digital assistants, MP3 players, etc.). However, connecting these devices by wire is very cumbersome, and because the applications are also not compatible with each other, it is impossible to link them together. A technology that forms a wireless network between such personal devices to eliminate wired cables between devices and enables information exchange between applications is called wireless personal area networks (WPANs).
근거리개인영역무선네트워크(WPAN)는 여러 개의 장치들이 서로 통신할 수 있도록 하는 애드 혹(ad hoc) 데이터 통신 시스템으로서, 비교적 짧은 거리 내(반경 10m)에서 비교적 적은 사용자 간에 정보를 전달하는 데 목적이 있다. 또한, 근거리 개인영역무선네트워크(WPAN)는 기반시설과 거의 상관이 없으므로 다양한 장치(개인용컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 개인휴대단말기(PDA), 프린터, 마이크, 스피커, 헤드셋, 바코드 판독기, 센서, 디스플레이 디바이스, 이동통신단말기 등)에 구현할 수 있는 값싸고 전력효율이 좋은 기술이다. 이러한 근거리개인영역무선네트워크(WPAN : Wireless Personal Area Networks)는 초광대역(UWB) 통신 방식을 사용하여 효과적으로 구현될 수 있다.Local Area Network (WPAN) is an ad hoc data communication system that allows multiple devices to communicate with each other. Its purpose is to convey information between relatively few users within a relatively short distance (10m radius). have. In addition, short-range personal area wireless networks (WPANs) have little to do with infrastructure, so a variety of devices (personal computers, portable computers, personal digital assistants (PDAs), printers, microphones, speakers, headsets, barcode readers, sensors, display devices, It is a cheap and power efficient technology that can be implemented in mobile communication terminals. Such short-range wireless personal area networks (WPANs) can be effectively implemented using an ultra wideband (UWB) communication scheme.
초광대역(UWB: Ultra WideBand) 통신 방식은 1950년대부터 주로 보안이 요구되는 국방 관련 통신 시스템 및 레이더 등에 적용되어 사용되었다. 이러한 초광대역(UWB) 통신 방식은 1990년대에 이르러 상용 통신 시스템에 적용하기 위한 여러가지 노력이 시도되었으며, 그 결과로 2002년 2월에 미국 연방 통신 위원회(FCC)로부터 3.1 GHz 이상의 주파수 대역에서 초광대역(UWB) 통신 방식을 사용할 수 있는 허가를 획득하였으며, 많은 업체와 학교에서 초광대역(UWB) 통신 방식을 상용 시스템에 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 노력의 결과로 주로 무선 개인 통신(Wireless Personal Communication) 관련 표준화를 담당하고 있는 단체인 IEEE 산하 802.15.3 워킹 그룹을 통해 초광대역(UWB) 통신의 표준화 작업도 활발히 진행 중이다. Ultra WideBand (UWB) communication has been applied to defense-related communication systems and radars that require security since the 1950s. In the 1990s, various UWB communication methods have been tried to apply to commercial communication systems. As a result, in February 2002, the UWB communication scheme was used in the frequency band of 3.1 GHz or higher by the Federal Communications Commission (FCC). A license to use the UWB communication method has been obtained, and many companies and schools are actively researching the UWB communication method for commercial systems. As a result of these efforts, standardization of ultra-wideband (UWB) communications is being actively carried out through the 802.15.3 working group under IEEE, a group mainly responsible for standardizing wireless personal communication.
초광대역(UWB: Ultra WideBand) 통신 방식은 일반적으로 그 사용 대역폭이 중심주파수의 25% 이상으로 광대역이며, 대부분의 기존 무선기술들이 반송파(carrier) 변조(modulation) 후 전송되는 것과 달리 초광대역(UWB) 통신 시스템에서는 반송파를 사용하지 않는다. 따라서, 일반적인 협대역 통신 방식에서 요 구되는 반송파 주파수 및 위상 복원 절차가 필요하지 않으며, 그에 따라 보다 간단하게 무선 통신을 구현할 수 있다. 또한, 초광대역(UWB) 통신 방식은 이미 점유하여 사용하고 있는 주파수 대역을 공유하여 사용할 수 있는 장점이 있으며, 일반적인 협대역 통신 방식과 달리 송/수신기에서의 주파수 천이 과정이 필요하지 않기 때문에 비교적 저렴한 비용으로 통신 시스템을 구현할 수 있을 것으로 예상된다. 또한, 비교적 적은 전력 소모로 원하는 전송 속도 및 전송 거리를 확보할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 고속의 데이터 전송율을 지원하는 시스템에 적합한 방식으로 여겨지고 있다. 따라서, 초광대역(UWB) 통신 방식은 이와 같은 장점들로 인하여 근거리 초고속 전송율을 필요로 하는 차세대 무선 개인 통신 방식에 사용될 수 있을 것으로 예상된다. Ultra WideBand (UWB) communication is generally broadband with a bandwidth of more than 25% of the center frequency.UWB, unlike most conventional wireless technologies, is transmitted after carrier modulation. In a communication system, carriers are not used. Therefore, the carrier frequency and phase recovery procedures required in the conventional narrowband communication scheme are not required, and thus wireless communication can be implemented more simply. In addition, the UWB communication method has the advantage of sharing the frequency band already occupied and used, and is relatively inexpensive because the frequency shifting process is unnecessary in the transmitter / receiver unlike the conventional narrowband communication method. It is expected that a communication system can be implemented at a cost. In addition, it has the advantage of securing the desired transmission speed and transmission distance with relatively low power consumption, and is considered as a suitable method for a system supporting high data rate. Therefore, the UWB communication method is expected to be used in the next generation wireless personal communication method requiring near field high speed due to these advantages.
한편, 이와 같이 무선으로 연결된 주변기기 뿐만 아니라, IEEE 1394를 이용하여 유선으로 연결된 주변기기를 개인영역무선네트워크(WPAN)에 포함시키기 위해서는 IEEE 1394 데이터(유선)를 무선 신호로(또는 무선 신호를 IEEE 1394 데이터로) 변환해주기 위한 무선 브리지 장치가 필요하다. 이 때, 일반적인 브리지 장치는 네트워크의 MAC 주소에 기반하여 패깃 신호를 전송하는 하드웨어 장치로서, 동일한 프로토콜을 사용하는 두개의 랜(LAN)을 연결하는 역할을 한다. In order to include not only a wirelessly connected peripheral device but also a peripheral device connected by wire using IEEE 1394 in a personal area wireless network (WPAN), IEEE 1394 data (wired) is converted into a wireless signal (or a wireless signal is IEEE 1394 data). A wireless bridge device is needed for the conversion. In this case, the general bridge device is a hardware device for transmitting a packet signal based on the MAC address of the network, and serves to connect two LANs using the same protocol.
그런데, 종래에는 IEEE 1394 데이터(유선)를 무선 신호로 변환해주기 위한 장치로서 주로 IEEE 802.11b 방식의 무선 1394 브리지 장치를 이용하였다. 그런데, 종래의 IEEE 802.11b 방식의 무선 1394 브리지 장치는 2.4GHz 대역에서 최대 11Mbps 전송 속도를 제공하기 때문에 그 속도가 매우 느리고, QoS(Quality of Service) 보장이 불가능하여 실시간 등시성 오디오/비디오(A/V) 데이터를 전송하기에는 부적합한 문제점이 있었다.However, conventionally, a wireless 1394 bridge device of the IEEE 802.11b method is mainly used as a device for converting IEEE 1394 data (wired) into a wireless signal. However, the conventional IEEE 802.11b wireless 1394 bridge device is very slow because it provides a maximum transmission speed of 11 Mbps in the 2.4 GHz band, real-time isochronous audio / video (A / V) There was a problem of being unsuitable for transmitting data.
따라서, 비교적 적은 전력 소모로 원하는 전송 속도 및 전송 거리를 확보할 수 있으며, 고속의 데이터 전송율을 지원해 줄 수 있는 초광대역(UWB) 방식의 무선 브리지 장치가 절실히 요구된다.Therefore, an ultra-wideband (UWB) type wireless bridge device that can secure a desired transmission speed and transmission distance with relatively low power consumption and can support a high data rate is urgently needed.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 유선 직렬 데이터를 QoS(Quality of Service : 서비스 품질)가 보장되는 초광대역(UWB : Ultra Wide Band) 신호로 변환하여 무선 전송하고, 초광대역(UWB) 신호를 유선 직렬 데이터로 역변환하여 제공하기 위한, 초광대역(UWB) 방식의 무선 브리지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and converts wired serial data into an ultra wide band (UWB) signal that guarantees Quality of Service (QoS) and wirelessly transmits the data. An object of the present invention is to provide an ultra wideband (UWB) type wireless bridge device for inverting and providing a wideband (UWB) signal to wired serial data.
즉, 본 발명은, 유선 IEEE 1394 데이터 등과 같은 유선 직렬 데이터를 QoS(Quality of Service : 서비스 품질)가 보장되는 초광대역(UWB : Ultra Wide Band) 신호로 변환하여 3.1 - 10.6GHz 대역에서 110 - 480Mbps의 전송 속도로 무선 전송하고, 초광대역(UWB) 신호를 유선 IEEE 1394 데이터로 역변환하여 제공하기 위한, 초광대역(UWB) 방식의 무선 브리지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.That is, the present invention converts wired serial data, such as wired IEEE 1394 data, into an ultra wide band (UWB) signal that guarantees Quality of Service (QoS), and 110-480 Mbps in the 3.1-10.6 GHz band. An object of the present invention is to provide an ultra wideband (UWB) type wireless bridge device for wirelessly transmitting at a transmission rate of and transmitting the ultra wideband (UWB) signal to inverted wired IEEE 1394 data.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 초광대역(UWB) 방식의 무선 브리지 장치에 있어서, 유선으로 연결되어 있는 직렬버스장치로부터 수신한 물리계층 신호를 링크계층 데이터로 부호화하고, 프로토콜 변환 수단으로부터 수신한 링크계층 데이터를 물리계층 신호로 복호화하기 위한 물리계층 처리 수단; 상기 물리계층 처리 수단으로부터 전달받은 링크계층 데이터를 등시성 데이터 및 비동기 데이터로 분리하여 경로 설정 및 동기 기능을 수행하고 상기 분리한 등시성 데이터 및 비동기 데이터를 프로토콜적응계층(PAL) 데이터로 다중화하는 과정을 거쳐 매체접근제어 데이터로 변환하며, 초광대역 신호 송수신 수단으로부터 전달받은 매체접근제어 데이터를 프로토콜적응계층(PAL) 데이터로 변환한 후 등시성 데이터 및 비동기 데이터로 분류하여 경로 설정 및 동기 기능을 수행하고 상기 분류한 등시성 데이터 및 비동기 데이터를 링크계층 데이터로 다중화하기 위한 상기 프로토콜 변환 수단; 상기 프로토콜 변환 수단으로부터 수신한 매체접근제어 데이터를 초광대역(UWB) 신호로 변환하여 안테나를 통하여 송출하고, 상기 안테나를 통하여 수신한 초광대역(UWB) 신호를 매체접근제어 데이터로 변환하기 위한 상기 초광대역 신호 송수신 수단; 및 상기 물리계층 처리 수단, 상기 프로토콜 변환 수단, 및 상기 초광대역 신호 송수신 수단을 제어하고 관리하기 위한 제어 수단을 포함한다.The present invention for achieving the above object is, in the ultra-wideband (UWB) type wireless bridge device, the physical layer signal received from the serial bus device connected by wire to the link layer data to encode the link layer data from the protocol conversion means Physical layer processing means for decoding the received link layer data into a physical layer signal; The link layer data received from the physical layer processing means is separated into isochronous data and asynchronous data to perform path setting and synchronization functions, and the separated isochronous data and asynchronous data are multiplexed into protocol adaptation layer (PAL) data. Converts the medium access control data, converts the medium access control data received from the ultra wideband signal transmission / reception means into PAL data, and classifies it into isochronous data and asynchronous data to perform the path setting and synchronization function Said protocol conversion means for multiplexing one isochronous data and asynchronous data into link layer data; The second to convert the medium access control data received from the protocol conversion means into an ultra wide band (UWB) signal and to transmit the same through an antenna, and to convert the ultra wide band (UWB) signal received through the antenna into media access control data. Wideband signal transmission and reception means; And control means for controlling and managing the physical layer processing means, the protocol conversion means, and the ultra-wideband signal transmission and reception means.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은, 초광대역(UWB) 방식의 기저대역 펄스(Pulse) 송수신기를 사용하여 무선 전송 속도가 110 - 480Mbps로서 매우 빠르고, IEEE 802.15.3 방식의 매체접근제어(MAC : Medium Access Control)를 사용하여 QoS가 보장되도록 하여, 비동기 데이터 뿐만 아니라 실시간 등시성 오디오/비디오(A/V : Audio Video) 데이터를 함께 전송할 수 있는 초광대역(UWB) 방식의 무선 브리지 장치를 제공한다.According to the present invention, an ultra wideband (UWB) baseband pulse transceiver is used for a very fast wireless transmission rate of 110 to 480 Mbps, and a medium access control (MAC) of IEEE 802.15.3 is used. Thus, the QoS is guaranteed to provide an ultra wideband (UWB) type wireless bridge device capable of transmitting not only asynchronous data but also real-time isochronous audio / video (A / V: Audio Video) data.
도 1은 본 발명이 적용되는 근거리개인영역무선네트워크 시스템의 일실시예 구성도이다.1 is a block diagram of an embodiment of a short-range personal area wireless network system to which the present invention is applied.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 근거리개인영역무선네트워크 시스템은 초광대역 방식 피코넷 코디네이터(13), 초광대역(UWB) 방식 무선 1394 브리지 장치(12), 및 다수의 IEEE 1394 장치(11)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a short-range personal area wireless network system to which the present invention is applied includes an
이 때, IEEE 1394 장치(11)는 IEEE 1394 포트를 내장한 디지털 캠코더, HDTV, 홈 시어터(Home Theater), 개인용 컴퓨터(PC) 등과 같은 디지털 가전기기들로서, IEEE 1394 버스를 이용하여 초광대역(UWB) 방식 무선 1394 브리지 장치(12)에 연결되어, 비동기 데이터 뿐만 아니라 실시간 등시성 오디오/비디오(A/V) 데이 터를 100Mbps - 3.2Gbps의 빠른 전송 속도로 전송하는 기능을 제공한다. In this case, the IEEE 1394
또한, 초광대역(UWB) 방식 무선 1394 브리지 장치(12)는 IEEE 1394 장치(11)와 유선으로 연결되고, 외부의 초광대역(UWB) 방식 피코넷 코디네이터(13) 및 타 초광대역(UWB) 방식 무선 1394 브리지 장치와 초광대역 신호를 송수신한다. 즉, 초광대역(UWB) 방식 무선 1394 브리지 장치(12)는 IEEE 1394 장치(11)로부터의 IEEE 1394 데이터를 듀얼 밴드(Dual Band) 방식의 초광대역(UWB) 신호로 변환하는 기능을 수행하고, 듀얼 밴드(Dual Band) 방식의 초광대역(UWB) 신호를 IEEE 1394 데이터로 역변환하는 기능을 수행한다. In addition, the ultra-wideband (UWB) wireless 1394
한편, 초광대역(UWB) 방식 피코넷 코디네이터(Piconet Coordinator)(13)는 근거리개인영역무선네트워크(WPAN : Wireless Personal Area Network)의 조정자 및 스케쥴러(Scheduler) 기능을 수행한다. 근거리개인영역무선네트워크(WPAN)는 두개 이상의 디바이스(장치)의 연결, 즉 피코넷(piconet)의 형성으로부터 시작된다. 이 때, 피코넷(piconet)이 형성되면 피코넷에 속한 임의의 디바이스(장치)가 피코넷 코디네이터(PNC : PicoNet Coordinator)가 되어 기본 타이밍을 제공하고, 서비스품질(QoS) 요구사항을 제어하게 되는데, 바로 초광대역(UWB) 방식 피코넷 코디네이터(13)가 이러한 기능을 담당하는 디바이스(장치)이다.Meanwhile, the UWB-
초광대역(UWB) 방식 피코넷 코디네이터(Piconet Coordinator)(13)는 도 5에 도시된 바와 같은 IEEE 802.15.3 피코넷 슈퍼프레임을 생성하여 초광대역(UWB) 방식 무선 1394 브리지 장치(12) 또는 다른 초광대역(UWB) 장치(Device)에게 기본적인 망 동기 시간을 제공하며, 미리 설정된 서비스 품질(QoS) 정책과 데이터 전송을 위한 채널 타임(CT : Channel Time) 자원을 기반으로 하여 연결을 설정하고, 피코넷(Piconet) 상의 망 자원 할당 및 절전(Power Save) 모드 관리 기능 등을 수행한다. Ultra-Wideband (UWB) Piconet Coordinator (13) generates an IEEE 802.15.3 Piconet superframe as shown in FIG. 5 to generate a UWB-based wireless 1394
한편, 본 발명이 적용되는 IEEE 802.15.3 기반의 네트워크는 액세스포인트(AP : Access Point)에 기반을 둔 네트워크가 아니라, 기본적으로 애드 혹(Ad Hoc) 네트워크를 기반으로 한다. IEEE 802.15.3에서는 매체접근제어(MAC) 방식으로 시분할다중접속(TDMA : Time Division muliple Access) 방식을 채택하고 있으며 "슈퍼프레임"이라고 하는 시간적인 배치 구조 안에 매체접근제어(MAC) 프레임을 넣는 구조로 되어 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 슈퍼프레임은 제어정보가 기술되는 비콘(Beacon), 랜덤 액세스 제어가 실행되는 경쟁 접속 구간(CAP : Contention Access Period), 및 데이터가 수납되는 채널 시간 할당 구간(CTAP : Channel Time Allocation Period)이라는 세 종류의 블록으로 구성되어 있다. Meanwhile, the IEEE 802.15.3 based network to which the present invention is applied is not based on an access point (AP), but is basically based on an ad hoc network. IEEE 802.15.3 adopts Time Division Multiple Access (TDMA) as a medium access control (MAC) method and embeds a medium access control (MAC) frame in a temporal arrangement structure called a "super frame." It is. That is, as shown in FIG. 5, the superframe includes a beacon in which control information is described, a contention access period (CAP) in which random access control is performed, and a channel time allocation section in which data is stored ( It consists of three types of blocks called CTAP: Channel Time Allocation Period.
이하의 설명에서는 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 초광대역(UWB) 방식의 무선 1394 브리지 장치(12)의 동작 과정을 더욱 상세히 살펴보기로 한다. In the following description, an operation of the ultra wide band (UWB) wireless 1394
도 2는 본 발명에 따른 초광대역(UWB) 방식 무선 1394 브리지 장치의 일실시예 구성도이다.2 is a configuration diagram of an ultra wide band (UWB) wireless 1394 bridge device according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초광대역(UWB) 방식의 무선 브리지 장치는, IEEE 1394 물리계층부(21), 프로토콜 변환부(30), 초광대역(UWB) 송수신부(27) 및 제어부(29)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the wireless bridge device of the ultra wide band (UWB) system according to the present invention includes an IEEE 1394
상기 IEEE 1394 물리계층부(21)는 IEEE 1394 버스로 연결되어 있는 IEEE 1394 장치로부터의 IEEE 1394 신호를 송수신하는 기능을 수행하고, 100Mbps - 3.2Gbps의 IEEE 1394 링크데이터를 부호화(Encoding)하고 복호화(Decoding)하는 기능을 수행하며, 버스 중재(Bus Arbitration) 기능을 수행한다. The IEEE 1394
상기 프로토콜 변환부(30)는 상기 IEEE 1394 물리계층부(21)로부터 전달받은 링크계층 데이터를 등시성 데이터 및 비동기 데이터로 분리하여 경로 설정 및 동기 기능을 수행하고 상기 분리한 등시성 데이터 및 비동기 데이터를 프로토콜적응계층(PAL) 데이터로 다중화하는 과정을 거쳐 매체접근제어 데이터로 변환하며, 상기 초광대역(UWB) 송수신부(27)로부터 전달받은 매체접근제어 데이터를 프로토콜적응계층(PAL) 데이터로 변환한 후 등시성 데이터 및 비동기 데이터로 분리하여 경로 설정 및 동기 기능을 수행하고 상기 분리한 등시성 데이터 및 비동기 데이터를 링크계층 데이터로 다중화하는 기능을 수행한다.The protocol conversion unit 30 separates the link layer data received from the IEEE 1394
상기 프로토콜 변환부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, IEEE 1394 링크계층부(22), 제 1 트랜잭션부(23a), 고성능 직렬버스 브리지(24), 제 2 트랜잭션부(23b), IEEE 802.15.3 프로토콜적응계층부(25), 및 IEEE 802.15.3 매체접근제어부(26)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the protocol conversion unit 30 includes an IEEE 1394
상기 IEEE 1394 링크계층부(22)는 IEEE 1394 사이클 제어 기능을 수행하고, 패킷 송수신 기능을 수행한다. 또한, IEEE 1394 물리계층부(21)로부터 IEEE 1394 링크데이터를 수신하여 브리지 등시성 데이터와 트랜잭션(Transaction) 비동기 데이터로 분리하여 브리지 등시성 데이터는 고성능 직렬버스 브리지(24)로 전달하고, 트랜잭션(Transaction) 비동기 데이터는 제 1 트랜잭션부(23a)로 전달하는 기능을 수행한다. 역으로, 상기 IEEE 1394 링크계층부(22)는 고성능 직렬버스 브리지(24)로부터 수신한 브리지 등시성 데이터와 제 1 트랜잭션부(23a)로부터 수신한 트랜잭션(Transaction) 비동기 데이터를 다중화하여 생성한 IEEE 1394 링크데이터를 IEEE 1394 물리계층부(21)로 전달하는 기능을 수행한다. The IEEE 1394
상기 제 1 트랜잭션부(23a)는 IEEE 1394 링크계층부(22)로부터 수신한 비동기 데이터(읽기 요청/응답 패킷, 쓰기 요청/응답 패킷, 잠금 요청/응답 패킷)를 비동기 서브액션 데이터(읽기 요청/응답 서브액션 데이터, 쓰기 요청/응답 서브액션 데이터, 잠금 요청/응답 서브액션 데이터)로 변환한 후 고성능 직렬버스 브리지(24)로 전달한다. 또한, 상기 제 1 트랜잭션부(23a)는 고성능 직렬버스 브리지(24)로부터 수신한 비동기 서브액션 데이터(읽기 요청/응답 서브액션 데이터, 쓰기 요청/응답 서브액션 데이터, 잠금 요청/응답 서브액션 데이터)를 비동기 데이터(읽기 요청/응답 패킷, 쓰기 요청/응답 패킷, 잠금 요청/응답 패킷)로 변환한 후 IEEE 1394 링크계층부(22)로 전달한다.The first transaction unit 23a receives asynchronous data (read request / response packet, write request / response packet, lock request / response packet) received from the IEEE 1394
상기 고성능 직렬버스 브리지(24)는 제 1 트랜잭션부(23a) 및 IEEE 1394 링크계층부(22)로부터 수신한 비동기 데이터 및 등시성 데이터의 프레임 정보를 분석하여 경로를 설정하고, 사이클 타이머(Cycle Timer)에 따른 동기 기능을 수행한다. 또한, 상기 고성능 직렬버스 브리지(24)는 제 2 트랜잭션부(23b) 및 IEEE 802.15.3 PAL부(25)로부터 수신한 비동기 서브액션 데이터 및 등시성 데이터의 프레임 정보를 분석하여 경로를 설정하고, 사이클 타이머(Cycle Timer)에 따른 동기 기능을 수행한다.The high performance
그리고, 상기 고성능 직렬버스 브리지(24)는 망 구조의 변화시 상호 연결된 직렬버스들의 브리지 포털들이 서로 협동하여 망 구성을 갱신하는 넷 업데이트(Net Update) 기능을 수행하며, 글로벌 노드 아이디(Global Node ID) 구성 기능을 수행한다. In addition, the high performance
상기 제 2 트랜잭션부(23b)는 고성능 직렬버스 브리지(24)로부터 수신한 비동기 서브액션 데이터(읽기 요청/응답 서브액션 데이터, 쓰기 요청/응답 서브액션 데이터, 잠금 요청/응답 서브액션 데이터)를 비동기 데이터(읽기 요청/응답 패킷, 쓰기 요청/응답 패킷, 잠금 요청/응답 패킷)로 변환한 후 IEEE 802.15.3 PAL부(25)로 전달한다. 또한, 상기 제 2 트랜잭션부(23b)는 IEEE 802.15.3 PAL부(25)로부터 수신한 비동기 데이터(읽기 요청/응답 패킷, 쓰기 요청/응답 패킷, 잠금 요청/응답 패킷)를 비동기 서브액션 데이터(읽기 요청/응답 서브액션 데이터, 쓰기 요청/응답 서브액션 데이터, 잠금 요청/응답 서브액션 데이터)로 변환한 후 고성능 직렬버스 브리지(24)로 전달한다. The second transaction unit 23b asynchronously synchronizes the asynchronous subaction data (read request / response subaction data, write request / response subaction data, lock request / response subaction data) received from the high performance
상기 IEEE 802.15.3 PAL(Protocol Adaptation Layer : 프로토콜적응계층)부(25)는 고성능 직렬버스 브리지(24)로부터 수신한 등시성 데이터 및 제 2 트랜잭션부(23b)로부터 수신한 비동기 데이터를 다중화하고, 이를 도 6에 도시된 바와 같은 IEEE 802.15.3 맥 서비스 데이터 유닛(MSDU : MAC Service Data Unit) 프레임 형태의 프로토콜적응계층(PAL) 데이터로 변환하여 상기 IEEE 802.15.3 매체접근제어부(26)로 전달하는 기능을 수행한다. 역으로, 상기 IEEE 802.15.3 프로토콜적응계층부(25)는 IEEE 802.15.3 매체접근제어부(26)로부터 PAL(Protocol Adaptation Layer : 프로토콜적응계층) 데이터를 수신하여 등시성 데이터 및 비동기 데이터로 분리한 후에, 등시성 데이터는 고성능 직렬버스 브리지(24)로 전달하고 비동기 데이터는 제 2 트랜잭션부(23b)로 전달하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 IEEE 802.15.3 프로토콜적응계층부(25)는 IEEE 1394 환경에서 동작하는 응용 서비스를 위한 관리 서비스, 트랜잭션 서비스 및 등시성 서비스를 지원한다. The IEEE 802.15.3 PAL (Protocol Adaptation Layer)
상기 IEEE 802.15.3 매체접근제어부(26)는 IEEE 802.15.3 프로토콜적응계층부(25)로부터 도 6에 도시된 바와 같은 IEEE 802.15.3 맥 서비스 데이터 유닛(MSDU : MAC Service Data Unit) 프레임 형태의 PAL(Protocol Adaptation Layer : 프로토콜적응계층) 데이터를 수신하여 도 7에 도시된 바와 같은 IEEE 802.15.3 맥 프로토콜 데이터 유닛(MPDU : MAC Protocol Data Unit) 프레임 형태의 MAC 데이터로 변환하여 초광대역(UWB) 송수신부(27)로 전달하는 기능을 수행한다. 역으로, 상기 IEEE 802.15.3 매체접근제어부(26)는 초광대역(UWB) 송수신부(27)로부터 IEEE 802.15.3 맥 프로토콜 데이터 유닛(MPDU : MAC Protocol Data Unit) 프레임 형태의 MAC 데이터를 수신하여 IEEE 802.15.3 맥 서비스 데이터 유닛(MSDU : MAC Service Data Unit) 프레임 형태의 PAL 데이터로 역변환하여 IEEE 802.15.3 프로토콜적응계층부(25)로 전달한다. The IEEE 802.15.3 medium
또한, 상기 IEEE 802.15.3 매체접근제어부(26)는 여러 개의 초광대역(UWB) 방식 무선 1394 브리지들이 한 개의 무선 채널을 공유할 수 있도록 한다. 즉, 상기 IEEE 802.15.3 매체접근제어부(26)는 도 5에 도시된 바와 같은 IEEE 802.15.3 피코 넷 슈퍼프레임에 따라 선택적인 경쟁 접속 구간(CAP : Contention Access Period)에서는 전송감지다중접속/충돌회피(CSMA/CA : Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식으로 명령 데이터 및 비동기 데이터를 전송하고, 기본적인 채널 시간 할당 구간(CTAP : Channel Time Allocation Period)에서는 시분할 다중 접속(TDMA : Time Division Multiple Access) 방식으로 관리 데이터, 명령 데이터, 비동기 데이터, 및 QoS를 지원하는 실시간 등시성 오디오/비디오 데이터를 함께 전송한다. In addition, the IEEE 802.15.3 medium
한편, 상기 초광대역(UWB) 송수신부(27)는 IEEE 802.15.3 매체접근제어부(26)로부터 IEEE 802.15.3 맥 프로토콜 데이터 유닛(MPDU : MAC Protocol Data Unit) 프레임 형태의 MAC 데이터를 수신하여, 3.1 - 10.6GHz 대역에서 110 - 480Mbps의 전송 속도를 제공하는 듀얼 밴드(Dual Band) 방식의 초광대역(UWB) 신호로 변환하여 안테나(28)를 통하여 송출하고, 안테나(28)를 통하여 수신한 초광대역(UWB) 신호를 IEEE 802.15.3 맥 프로토콜 데이터 유닛(MPDU : MAC Protocol Data Unit) 프레임 형태의 MAC 데이터로 역변환하여 IEEE 802.15.3 매체접근제어부(26)로 전달한다. Meanwhile, the
상기 안테나(28)는 3.1 - 10.6GHz 대역의 초광대역(UWB) 신호를 송수신하는 기능을 수행한다. The
상기 제어부(29)는 IEEE 1394 물리계층부(21), IEEE 1394 링크계층부(22), 제 1 트랜잭션부(23a), 제 2 트랜잭션부(23b), 고성능 직렬버스 브리지(24), IEEE 802.15.3 프로토콜적응계층부(25), IEEE 802.15.3 매체접근제어부(26), 및 초광대 역(UWB) 송수신부(27)를 제어하고 관리한다.The control unit 29 includes an IEEE 1394
도 3은 본 발명에 따른 IEEE 802.15.3 매체접근제어부의 일실시예 상세 구성도이다.Figure 3 is a detailed block diagram of an embodiment of the IEEE 802.15.3 media access control unit according to the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 IEEE 802.15.3 매체접근제어부(26)는, 크게 송신부(31) 및 수신부(32)를 포함한다. 여기서, 상기 송신부(31)는 송신 큐(311), 송신 관리부(312), 송신 프로토콜 제어부(313), MPDU 생성부(314)를 포함하는 송신부(31), 및 수신 큐(321)를 포함하고, 상기 수신부(32)는 수신 관리부(324), 수신 프로토콜 제어부(322), 및 MAC 수신부를 포함한다.As shown in FIG. 3, the IEEE 802.15.3 medium
먼저, 상기 송신 큐(311)는 IEEE 802.15.3 프로토콜적응계층부(25)로부터 수신한 IEEE 802.15.3 MSDU 프레임 형태의 프로토콜적응계층(PAL) 데이터를 일시적으로 저장하였다가 순서대로 송신 프로토콜 제어부(313)로 전달하는 기능을 수행하고, 송신 관리부(312)로부터 수신한 제어/관리 송신데이터를 일시적으로 저장하였다가 순서대로 송신 프로토콜 제어부(313)로 전달한다. First, the
상기 송신 관리부(312)는 제어부(29)의 제어에 따라 응답(ACK : Acknowledgement) 프레임 등과 같은 제어 데이터 및 초광대역(UWB) 방식 피코넷 코디네이터(13)와의 통신을 위한 관리 데이터를 생성하여 송신 큐(311)로 전달한다. The transmission manager 312 generates control data such as an acknowledgment (ACK) frame and management data for communication with the UWB-
상기 송신 프로토콜 제어부(313)는 송신 큐(311)로부터 전달받은 MSDU 프레임 형태의 프로토콜적응계층(PAL) 데이터를 여러 개의 초광대역(UWB) 방식 무선 1394 브리지 장치들이 한 개의 무선 채널을 공유할 수 있도록 전송감지다중접속/충 돌회피(CSMA/CA : Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식 또는 시분할 다중 접속(TDMA : Time Division Multiple Access) 방식에 따라 제어하여 해당 시점에 MPDU 생성부(314)로 전달한다.The transmission
즉, 송신 프로토콜 제어부(313)는 IEEE 802.15.3 피코넷 슈퍼프레임에 설정된 선택적인 경쟁 접속 구간(CAP : Contention Access Period)에서는 전송감지다중접속/충돌회피(CSMA/CA) 방식에 따라 송신 큐(311)로부터 전달받은 MSDU 프레임 형태의 프로토콜적응계층(PAL) 데이터 중 명령 데이터 및/또는 비동기 데이터를 MPDU 생성부(314)로 전송하고, 기본적인 채널 시간 할당 구간(CTAP : Channel Time Allocation Period)에서는 시분할 다중 접속(TDMA) 방식에 따라 송신 큐(311)로부터 전달받은 MSDU 프레임 형태의 프로토콜적응계층(PAL) 데이터 중 명령 데이터, 관리 데이터, 비동기 데이터, 및/또는 실시간 등시성 오디오/비디오(A/V) 데이터를 MPDU 생성부(314)로 전달한다. That is, the
상기 MPDU 생성부(314)는 송신 프로토콜 제어부(313)로부터 수신한 프로토콜 제어 데이터(명령 데이터, 관리 데이터, 비동기 데이터, 실시간 등시성 오디오/비디오 데이터)에 매체접근제어 헤더(MAC Header) 및 매체접근제어 트레일러(MAC Trailer)를 생성하여, MPDU 프레임 형태의 맥(MAC) 데이터로 변환한 후, 초광대역(UWB) 송수신부(27)로 전달한다. The
한편, 상기 MAC 수신부(323)는 초광대역(UWB) 송수신부(27)로부터 수신한 IEEE 802.15.3 MPDU 프레임 형태의 MAC 데이터에 대하여 프레임 주소 판별 기능을 수행하고, 중복 프레임 검출 기능을 수행하며, 순차적 프레임 검사(FCS : Frame Check Sequence) 기능을 수행한다. 그리고, 매체접근제어 헤더(MAC Header) 및 매체접근제어 트레일러(MAC Trailer)를 제거하여 MSDU 수신데이터로 변환한 후 수신 프로토콜 제어부(322)로 전달한다. 이 때, 순차적 프레임 검사(FCS)란 데이터 통신에서 정보를 프레임별로 나누어 전송할 때 각 프레임의 끝에 오류 검출을 위해 추가하는 패리티나 주기적 덧붙임 검사(CRC) 등의 정보를 체크하는 것을 말한다.On the other hand, the
상기 수신 프로토콜 제어부(322)는 MAC 수신부(323)로부터 수신한 MSDU 데이터를 제어 데이터, 관리 데이터, 비동기 데이터, 등시성 데이터로 분리하여, 비동기 데이터 및 등시성 데이터는 수신 큐(321)로 전달하고, 응답(ACK) 프레임 등과 같은 제어 데이터 및 관리 데이터는 수신관리부(324)로 전달한다. The reception
상기 수신 큐(321)는 수신 프로토콜 제어부(322)로부터 수신한 프로토콜적응계층(PAL) 데이터를 일시적으로 저장하였다가 순서대로 IEEE 802.15.3 프로토콜적응계층부(25)로 전달한다.The
상기 수신 관리부(324)는 수신 프로토콜 제어부(322)로부터 수신한 제어 데이터 및 관리 데이터를 이용하여 매체접근제어(MAC) 계층의 관리 정보 베이스(MIB : Management Information Base)를 관리하고, 초광대역(UWB) 방식 피코넷 코디네이터 추적(scan) 기능을 수행하며, 타 초광대역(UWB) 장치(Device)들과의 피코넷 동기/결합 기능 및 인증 관련 기능을 수행한다.The
도 4는 본 발명에 따른 초광대역(UWB) 송수신부의 일실시예 상세 구성도이다.Figure 4 is a detailed configuration of an embodiment of an ultra-wideband (UWB) transceiver according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초광대역(UWB) 송수신부(27)는, 크게 송신부(41) 및 수신부(42)를 포함한다. 여기서, 상기 송신부(41)는 변조기(411), 펄스 발생기(412), 및 대역 통과 필터(BPF)(413)를 포함하고, 상기 수신부(42)는 잡음 증폭기(LNA)(424), 신호 검출기(423), 동기화기(422), 및 복조기(421)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the
먼저, 상기 변조기(411)는 IEEE 802.15.3 매체접근제어부(26)로부터 수신한 IEEE 802.15.3 MPDU 프레임 형태의 MAC 데이터를 초광대역(UWB) 신호로 변환하기 위하여 펄스 위치 변조(PPM : Pulse Position Modulation), 펄스 진폭 변조(PAM : Pulse Amplitude Modulation), 2진 위상 편이(BPSK : Binary Phase Shift Keying) 변조, 4진 위상 편이(QPSK : Quadrature Phase Shift Keying) 변조, 직접 순서 코드(DSC : Direct Sequence Code) 변조 등을 수행하여 MAC 데이터를 매우 좁은 폭의 펄스 신호로 변조하여 펄스 발생기(412)로 전달한다. First, the
상기 펄스 발생기(412)는 변조기(413)로부터 수신한 변조 신호에 시간 정보를 삽입하여 일련의 펄스신호를 생성한다. The
상기 대역 통과 필터(BPF)(413)는 펄스 발생기(412)로부터 수신한 펄스신호 중 3.1 - 5.15GHz 및 5.825 - 10.6GHz의 두 개의 주파수 대역(Dual Band)에 존재하는 신호는 통과시키고 이 주파수 대역을 벗어나는 신호는 제거하여 잡음을 제거한 초광대역(UWB) 신호를 안테나(28)를 통하여 송출한다.The band pass filter (BPF) 413 passes a signal existing in two frequency bands of 3.1-5.15 GHz and 5.825-10.6 GHz among the pulse signals received from the
한편, 상기 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier)(424)는 안테나(28)로부터 수신한 초광대역(UWB) 신호를 저잡음 증폭하여 신호 검출기(423)로 전달한다. The low noise amplifier (LNA) 424 low noise amplifies the ultra wide band (UWB) signal received from the
상기 신호 검출기(423)는 저잡음 증폭기(LNA)(424)로부터 증폭된 초광대역(UWB) 신호를 수신하여 상관 관계(Correlation) 방법으로 신호를 검출하고, 신호대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio) 및 위상 차이를 계산하며, 상기 검출한 신호를 동기화기(422) 및 복조기(421)로 전달하는 기능을 수행한다. The
상기 동기화기(422)는 신호 검출기(423)로부터 수신한 신호에 대한 펄스 동기를 확보하고, 초광대역(UWB) 채널 상에서 발생한 시간 지연을 보상할 수 있도록 동기 신호를 신호 검출기(423) 및 복조기(421)로 전달한다. The
상기 복조기(421)는 신호 검출기(423)로부터 수신한 신호를 동기화기(422)로부터 수신한 동기 신호에 따라 일련의 펄스신호로 복조하여, IEEE 802.15.3 MPDU 프레임 형태의 MAC 수신데이터로 변환한 후 IEEE 802.15.3 매체접근제어부(26)로 전달한다.The
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
상기와 같은 본 발명에 의한 UWB 방식 무선 브리지 장치는 가정 또는 사무실에서 직렬 포트에 연결되어 있는 유선 직렬 장치로부터의 데이터를 UWB 신호로 변환하여 무선 전송하고, UWB 신호를 유선 직렬 데이터로 역변환하는 기능을 제공함으로써, 고속의 유무선 통합 네트워크를 구축할 수 있고, 유선으로 연결된 디바이 스로부터의 고품질 오디오 및 비디오 신호를 무선으로 전송할 수 있는 효과가 있다. The UWB wireless bridge device according to the present invention as described above converts data from a wired serial device connected to a serial port in a home or office into a UWB signal for wireless transmission, and inversely converts a UWB signal into a wired serial data. By providing a high speed wired / wireless integrated network, it is possible to wirelessly transmit high quality audio and video signals from a wired device.
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