KR100494874B1 - 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 시분할 이중 통신방식(TDD : Time Division Duplex)의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은, 송수신 모드 전환시 초기 반응속도의 향상을 위해 프레임 예측 및 비교를 통해 무선통신 프로토콜을 처리하는 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 반응지연시간을 줄이기 위해 송신 데이터를 기준으로 수신 데이터를 예측하여 저장하는 제 1 단계; 상기한 송신 데이터에 대응하는 실제의 데이터를 수신하는 제 2 단계; 저장되어 있는 상기 수신 예측 데이터를 상기 수신 데이터와 비교하여 해당하는 수신 예측 데이터를 파악하는 제 3 단계; 및 주어진 송신시간에 상기 수신 데이터에 해당하는 상기 수신 예측 데이터를 바탕으로 준비된 송신 예측 데이터를 송출하는 제 4 단계를 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 시분할 이중 통신방식의 무선통신 서비스 등에 이용됨.

Description

시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법{Method for processing Protocol using the Frame Prediction and Comparison in TDD wireless Communication System}

본 발명은 시분할 이중 통신방식(TDD : Time Division Duplex)의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프레임(frame) 예측(prediction) 및 비교를 통해 초기반응시간(turn around time)을 줄인 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.

도 1 은 일반적인 무선통신 시스템의 구성예시도이다.

도 1 에서는 기지국(BS : Base Station, 11)과 이동무선국(MS : Mobile Station, 12)를 통해 본 발명이 적용되는 일반적인 무선통신 시스템의 일 예를 나타내고 있다.

시분할 이중 통신방식(TDD)은 무선통신 시스템에서 상향링크(uplink, 101)와 하향링크(down link, 102)에 필요한 주파수 대역을 별도로 할당하지 않고, 단일 주파수 대역을 시간적인 분할을 통해 상향링크 및 하향링크에 공용한다.

이렇게 단일 대역을 공용으로 사용하는 방식은 전달될 데이터 양에 비례한 시간동안 주파수 사용권리를 할당할 수 있어서, 미디어(전파자원) 활용을 위한 유연성이 확보되고 물리계층의 트렌시버(transceiver)를 구성하는 부품의 공용 가능성 측면에서 선호되고 있다.

그러나, TDD 방식에서는 수신모드에서 작동하던 통신 기기가 송신모드로 급격이 변화되어야 하고, 때로는 송신모드에서 작동되던 통신 기기가 수신모드로 급격히 상태를 전환하여야 한다. 이때, 모드 변환하여 안정된 반응을 할 수 있는 시간이 오래 걸린다면 그 동안은 미디어가 활용되지 않고 방치되는 상태(idle)가 되어 주파수 자원을 낭비하는 요인이 되는 문제점이 있었다.

이러한 낭비되는 시간을 가능한 줄이고자 한다면 수신한 데이터에 대한 응답을 빨리해야 한다. 이렇게 아이들타임(idle time)이 짧도록 요구되는 통신 프로토콜 규격을 구현하려면 이 부분에 대한 해결책이 있어야 한다.

첫째, 중앙 처리 장치(CPU : Central Process Unit)를 사용하는 종래기술에 대해 살펴보기로 한다.

위에서 언급한 프로토콜의 수행장치를 구현하는 법은 실용상 두 가지가 있다.

첫째로는 수신된 데이터를 읽어서 처리하는 프로그램을 작성하여 것이다. 이때, 연산 처리는 CPU 또는 마이크로 프로세서가 주체이다. 그러나, CPU나 마이크로프로세서는 해당 프로그램을 패치하고, 해독하고, 실행하는 전형적인 사이클을 반복하는 범용 프로세서이기 때문에 모드 전환을 처리하는 시간이 일정간격이상 줄이기가 힘들다.

특히, CPU나 마이크로프로세서는 시스템 구성에 필요한 인터페이스 장치가 많이 필요하다. 이 때문에 소형 기기(단말기류를 지칭)를 제작할 때는 각각의 전용 CPU를 사용하지 않고, 하나의 CPU로 여러 기능을 효율적으로 처리하는 구조로 설계를 한다. 그래서 프로그램의 작성시 실시간 운영체제 등을 장착한다. 이러한 요인들로 인해서 모드 전환시간이 더욱 길어진다.

도 2 는 인터럽트 처리 지연을 나타내는 일반적인 CPU 처리의 일예시도이다.

도 2 에서는 상기한 바와 같은 이유로 모드 전환시간이 길어지고 있음을 나타내고 있다.

둘째, 전용 칩을 사용하는 종래기술에 대해 살펴보기로 한다.

프로토콜을 빨리 처리하는 다른 방식으로는 전용 칩을 만드는 것이다. 전용 칩은 규격에서 지정하는 프로토콜 처리를 목적으로 한 해당 규격 전용의 칩{MAC(media access control) coprocessor}을 만들어서 사용하는 것을 말한다. 이 방식은 고속을 지원할 수 있고 모드전환도 빨리 할 수 있는 장점을 갖지만 특정규격 지원 전용으로 제작되기 때문에 한번 제작하고 나면 기능이 고정되어버리기 때문에 유연성이나 확장성이 부족하다.

세째, 병렬 프로세서를 사용하는 종래기술에 대해 살펴보기로 한다. 이는 도 3 을 참조하여 설명한다.

도 3 은 일반적인 병렬 프로세싱(parallel processing) 구조를 나타낸 일예시도이다.

프로토콜 처리목적으로 도 3에 도시된 바와 같이 마이크로프로세서 칩 여러 개를 사용하면 고속의 데이터도 병렬로 처리하기 때문에 속도 개선측면에서 아주 유리하다. 그러나, 소형 기기에서는 경제성이 문제가 되기 때문에 적절치 않다. 특히, 복수의 마이크로프로세서를 사용해도 초기반응시간에 대한 개선효과는 보장되지 않는 문제점이 있다.

도 4 는 종래의 프로토콜 처리 방법에 대한 진화단계별 비교를 나타내고 있는 일예시도이다.

여러 칩을 병렬로 이용하는 병렬 프로세싱 방식은 초기반응시간을 개선할 수 없고, 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한,프로토콜 규격에 전용의 처리 칩을 개발하여 사용하면 고속반응이 보장될 수도 있으나, 다른 프로토콜에 대한 적용성이 떨어져서 유연성이 문제가 된다.

마지막으로, 일반적으로, 프로토콜을 처리하는 장치인, CPU 또는 마이크로프로세서가 실행하도록 프로그래밍하는 방식이 있으나 시스템 운용에 필요한 여러 인터럽트로 인해 지연시간이 길어지는 문제점이 있었다.

도 4 에서는 각각의 방식들이 가지는 장단점들을 비교 설명하고 있다.

결론적으로, 상기한 바와 같은 여러 종래의 기술들은 각각이 장점과 함께 단점을 가지고 있어 TDD 방식에서 효율적으로 아이들타임(Idle time)을 처리하기가 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 송수신 모드 전환시 초기 반응속도의 향상을 위해 프레임 예측 및 비교를 통해 무선통신 프로토콜을 처리하는 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에 적용되는 프로토콜 처리 방법에 있어서, 반응지연시간을 줄이기 위해 송신 데이터를 기준으로 수신 데이터를 예측하여 저장하는 제 1 단계; 상기한 송신 데이터에 대응하는 실제의 데이터를 수신하는 제 2 단계; 저장되어 있는 상기 수신 예측 데이터를 상기 수신 데이터와 비교하여 해당하는 수신 예측 데이터를 파악하는 제 3 단계; 및 주어진 송신시간에 상기 수신 데이터에 해당하는 상기 수신 예측 데이터를 바탕으로 준비된 송신 예측 데이터를 송출하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에, 반응지연시간을 줄이기 위해 송신 데이터를 기준으로 수신 데이터를 예측하여 저장하는 제 1 기능; 상기한 송신 데이터에 대응하는 실제의 데이터를 수신하는 제 2 기능; 저장되어 있는 상기 수신 예측 데이터를 상기 수신 데이터와 비교하여 해당하는 수신 예측 데이터를 파악하는 제 3 기능; 및 주어진 송신시간에 상기 수신 데이터에 해당하는 상기 수신 예측 데이터를 바탕으로 준비된 송신 예측 데이터를 송출하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.

본 발명은 시분할 이중 통신방식(TDD)을 사용하는 무선통신 프로토콜(wireless communication protocol)에서 패킷(packet)의 송수신 간의 모드(transmission and receive mode) 전환에 소요되는 반응시간(turn around time) 지연(latency)을 줄이기 위한, 즉 빠른 반응시간과 재설정 가능한 프로토콜 처리 형태를 특징으로 한다. 이러한 본 발명은 미디어 접근 프로토콜 제어(MAC) 장치 등에서 효율적으로 이용될 수 있다.

송수신모드의 전환에 대한 반응 시간을 빠르게 하기 위해서 수신된 값에 대한 해석 및 처리시간(processing time)을 줄여야 하는데, 이에 대해서는 데이터를 송신할 때 수신이 예측 가능한 몇 가지의 패턴 값을 미리 저장하여 놓고 기다렸다가 실제 데이터 수신 즉시 비교하는 방법을 활용한다.

이러한 본 발명에 따른 방법은 두 데이터 프레임간에 비교를 하기 위한 간단하면서도 효율적인 구조를 가지며, 프로토콜의 요구 규격이 수정될 때 예측되는 수신 패턴을 재설정할 수 있어 사양의 변경에 유연하게 대처 할 수 있다. 또한, 이러한 본 발명이 적용되는 상기한 MAC 장치와 같은 프로토콜 처리 전용장치가 예측 데이터와 실수신 데이터를 비교한 후에 송신 시점이 되면 정확하게 고정적인 프리엠블을 미리 송출하게 함으로써 반응시간 지연을 줄이는 효과를 경제적으로 얻을 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 대해 정리하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 단일 CPU를 활용한 하드웨어를 구성하고, 프로토콜 수행할 프로그램을 작성하여 처리할 때 얻을 수 있는 유연성과 경제성을 살리면서도 모드전환 반응시간 지연을 줄일 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 이것은 전체적인 CPU 속도의 향상을 의미하는 것과는 다른 개념이다. 이는 무선통신 프로토콜 처리를 위한 송수신 모드 전환시 초기 반응속도의 향상에 관한 것이다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 5 내지 도 9 를 통해 본 발명에 따른 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법에 대해 설명한다.

본 발명에서는 고속 패킷을 TDD 방식으로 전달하는 규격인 'IEEE802.11'의 MAC 프로토콜 구현을 한 예로 들어서, 수신된 프레임에 대한 응답 송신을 함에 있어 처리시간을 단축할 수 있는 유연한 방법을 제시한다.

이 방법은 프레임의 송신을 실시할 때 수신될 프레임을 미리 예측하는 방법을 사용한다. 특히, 수신이 예측되는 프레임의 헤더를 몇 가지 만들어서 저장을 해두었다가 실제 수신 프레임과 비교를 하는 방식을 이용한다. 'IEEE802.11' 규격에서 프레임의 헤더는 포맷이 정해져 있으며, 송신에 대해 얻을 수 있는 수신기의 반응은 몇 가지로 한정되어 있다. 그래서 이를 대부분 예측할 수도 있다. 예측된 프레임을 수신하면 이에 따른 프레임의 송신 동작을 개시한다.

프레임의 송신시에 프리엠블과 물리계층의 헤더가 먼저 송신되기 때문에 이를 송출하는 동작을 순서적으로 수행한다면 반응시간 지연을 줄인 효과를 얻을 수 있다. 때에 따라서는 물리계층의 헤더와 아울러 추가적인 데이터 예측이 가능할 경우에 이를 자동 송출한다면 반응시간의 지연감소에 더욱 효과적이다.

도 5 는 본 발명에 따른 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법에 있어서 무선통신 프레임의 포맷을 나타낸 일실시예 설명도이다.

'IEEE802.11' 규격에서 미디어로 송출되는 모든 패킷 프레임은, 도 5에 도시된 프리엠블과 같이 프리엠블이 앞부분에 항시 존재한다. 'IEEE802.11a'규격 무선통신 시스템의 수신국에서 전파신호를 받아 데이터를 복구할 수 있도록 약속된 고정 신호인 프리엠블(preamble)을 다음의 [수학식 1]과 같이 만들어, 송신 프레임의 가장 앞부분에서 먼저 송신하는 것이다.

상기한 [수학식 1]은 다음의 [수학식 2]와 [수학식 3]에 대입해서 신호가 만들어진다.

여기서, 는 1.6㎲이다. 또한, 는 상기한 'IEEE802.11a' 규격에서 제시된 창함수이고, 와 는 'IEEE802.11a' 규격에서 제시된 수열이다.

상기한 바와 같은 신호는 고정적인 신호이기 때문에 미리 만들어서 테이블(table) 형태로 메모리에 저장했다가 처리할 수도 있다. 이 신호(PLCP preamble)를 공중으로 송출하는데 걸리는 기간 16[㎲](도 5에 도시된 프레임 포맷의 아래쪽) 후에 실용의 가변 데이터가 송출된다.

도 6 은 일반적인 무선통신 프레임의 데이터 송수신(frame transfer) 절차를 설명하는 일예시도이다.

프레임을 수신한 지정 수신국은 이에 대한 응답으로 인지응답(ACK) 프레임을 송신한다. 도면에서 보면 "fragment 0"에 대한 응답반응 속도가 아주 빠르다(도 5의 SIFS). 인지응답을 받고 나면 다음의 "fragment 1"이 연이어 송출된다. 이를 처리하기 위해서 일반적인 CPU의 정상적인 프로그램 처리 방식으로는 곤란하다. 이 문제는 상기한 도 2의 CPU 처리의 예에서 나타낸 것처럼 가장 빠른 인터럽트로 처리할 경우에 조차 하드웨어 반응 속도와 운영체제의 인터럽트 반응 속도 등이 누계되면서 빠른 응답속도를 기대하기 어렵기 때문이다.

인지응답은 지정 수신국이 깨지지 않은 응답을 받았음을 알리는 것이기 때문에 복잡한 판단 연산 프로그램의 수행 이전에, 프로그램의 수행 절차를 거치지 않고 곧장 본 발명에 따라 응답을 시작하면 된다. 이때, 위에서 말한 프리엠블이 제일 먼저 송출된다. 인지응답 이외의 복잡한 응답 값의 송신도 프리엠블이 제일 먼저 송출되는 것은 동일하다.

즉, 본 발명에 따른 방법을 채용하면 송수신 모드의 전환시간이 미디어 관점(안테나에서 관측과 동일)에서 보는 시간과 CPU의 수행관점에서 보는 시간의 차이가 발생한다. 이는 도 8 을 통해 제시된 동작 흐름도에 나타나 있다. 본 발명은 이 차이 시간 만큼 초기반응시간(turnaround time)을 줄일 수 있다.

도 7 은 본 발명에 따른 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법에 있어서 프레임의 예측과 비교를 위한 저장 데이터에 대한 일실시예 설명도이다.

도 7 에서는 고정 값, 범위 값, 무관한 값 등을 구별하여 실제 수신 데이터와 수신예측 데이터를 비교할 수 있도록 한다.

상기한 바와 같은 내용들을 바탕으로 본 발명에 따른 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법의 동작을 살펴본다.

무선통신 서비스를 제공하는 시스템을 대표하는 기지국(BS) 또는 사용자를 대표하는 이동무선국(MS)에서의 프레임 수신이 완료되면, 수신국(station)을 지정하는 어드레스와 수신프레임의 종류 및 성격을 포함하는 헤더부를 비교 버퍼에 넣고, 미리 예견된 몇 종류의 헤더와 서로 비교한다.

이때, 비교는, '해당 없음 비트'를 제외하고, 고정 값이 예상되는 위치의 비트를 비교하고, 범위 값의 지정이 예상되는 위치를 비교한다. 이는 하기의 도 9를 통해 다시 한 번 설명한다. 이때, 비교를 위한 요구조건이 해당비트 위치에 플래그(flag)로 지정된다. 고정 값이 요구되는 위치에는 기준이 되는 고정 값과 비교하여 "1", "0" 을 판단하고, 범위 값이 존재할 위치에는 최소값과 최대값사이의 값이 인지를 판단해서 예측된 프레임인지를 판정한다.

비교 결과, 동일하다는 판정이 나면, 응답 프레임의 송신이 필요한 시점에 규격이 정하는 값을 송신 개시한다. 단, 이때 복잡한 데이터를 송출해야 하는 경우 송신 프레임의 전반부에 위치해 있는 프리엠블 등, 예측 가능한 고정적인 값을 먼저 송출하면서 이에 따른 소요시간의 여유 동안 프로토콜 처리연산을 수행중인 CPU에서 송신데이터를 마련하여 전달해온다는 가정을 한 것이다.

상기한 바를 바탕으로 본 발명에 따른 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법의 일실시예 흐름도를 도 8과 도 9를 통해 설명한다.

도 8 은 본 발명에 따른 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법에 대한 개략적인 일실시예 흐름도이다.

우선, 통신이 개시되면, 송신데이터가 있는지를 검사한다(801). 검사 결과, 송신 데이터가 있으면, 송신프레임을 만들고(802), 이를 송신한다(803). 그리고, 수신예측 프레임을 저장한다(804). 물론, 이 수신예측 프레임은 상기한 송신프레임을 바탕으로 하여 만들어진다.

송신데이터가 있는지를 검사한 결과, 송신데이터가 없으면, 기존의 상황을 바탕으로 수신 프레임을 예측하여 저장한다(804).

수신예측 프레임을 저장한 다음에는 프레임이 수신될 때까지 대기한 후 이를 수신한다(805).

다음으로, 저장되어 있는 수신예측 프레임과 실제로 수신된 프레임을 서로 비교하여, 같은지 다른지를 판단한다(806).

판단 결과, 미리 예측되어 수신 프레임과 실제로 수신된 프레임이 다르면 상기한 송신 프레임 만들기 과정(801~803)을 반복하여 해당 프레임을 송신한다. 즉, 예측된 범위를 넘어섰음으로 기존처럼 프레임을 처리하는 것이다.

저장되어 있는 수신예측 프레임과 실제로 수신된 프레임을 서로 비교하여, 같은지 다른지를 판단한 결과, 저장되어 있는 수신예측 프레임과 같다면, 이를 바탕으로 실제의 수신 프레임 처리 과정을 건너뛰고 해당되는 프리엠블을 먼저 송신하고(807), 다음으로 데이터를 송신한다(808). 즉, 수신예측 프레임과 실제로 수신된 프레임이 맞아 떨어짐으로 해서 실제의 수신 프레임 확인 과정을 간략히 하고 보다 빠르게 다음 과정으로 진입하는 것이다. 그리고, 프리엠블을 송신하는 동안에 수신 프레임에 대해 처리하여, 실제의 데이터 또한 보다 빠르게 전달할 수 있는 것이다.

상기한 본 발명에 따른 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법의 일실시예에 있어서 저장되어 있는 수신예측 프레임과 실제로 수신된 프레임간의 비교를 통해 확인하는 과정(806)은 하기에 설명하는 도 9를 통해 보다 자세히 제시한다. 또한, 그 이후의 프리엠블 송신 과정(807)과 데이터 송신 과정(808)을 함께 설명한다.

도 9 는 본 발명에 따른 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법에 있어서 실제 수신신호와 비교하기 위해서 만들어 저장된 수신예측 프레임의 비교를 나타낸 일실시예 상세 흐름도이다.

상기한 것처럼 도 9 는 상기한 도 8에서 수신 예측 프레임과 실제로 수신된 프레임을 비교하는 과정을 보다 상세히 나타내고 있으며, 이를 바탕으로 한 프리엠블 송출과 데이터 송출을 나타내고 있다. 이를 통해 도 9의 좌측에 도시된 것처럼 송수신 모드 전환에 관련한 아이들타임(Idle time)의 변화를 비교할 수 있다.

도 9 에 제시된 흐름에 따라 설명하면, 우선 무선통신 기기가 데이터 수신을 완료하고(901), 저장되어 있는 수신 예측 프레임들 중에서 하나의 수신 예측 프레임을 선택한다(902).

그리고, 선택된 수신 예측 프레임을 실제 수신된 프레임과 비교하는데, 우선 수신 예측 프레임의 고정값과 실제 수신된 프레임의 값을 비교한다(903). 이때, 도 7에서 제시된 바와 같이 플래그(flag)를 이용한다. 즉, 비교를 위한 요구 조건이 해당하는 비트 위치에 플래그(flag)로 지정되고, 이렇게 지정된 위치 중에서 고정값이 요구되는 위치에서 예측된 값과 실제 수신된 값을 비교하는 것이다.

다음으로, 수신 예측 프레임에서 가변값으로 선택된 값을 실제로 수신된 프레임의 값과 비교한다(904). 이때도 마찬가지로 플래그(flag)를 이용하여 해당 위치를 파악하고, 그 위치에서 수신 예측 프레임에서 설정된 값의 범위 내에 실제 수신된 값이 나타나는지를 비교하는 것이다.

이렇게 하여, 고정값에서 정확하게 해당되는 값인지를 비교하고, 가변값에서 해당 범위 내에 수신된 실제의 값이 위치하는지를 비교하여 실제 수신된 프레임이 예측된 프레임인지를 판단하게 된다.

이러한 비교가 이루어진 후에는 모든 수신 예측 프레임에 대해 실제 수신된 프레임과의 비교가 이루어졌는지를 점검하여(905), 모든 수신 예측 프레임에 대해 비교가 이루어지지 않았으면, 상기한 수신 예측 프레임 선택(902)부터 고정값, 가변값에 대한 비교(903, 904)를 반복 수행한다.

그러나, 점검 결과, 모든 수신 예측 프레임에 대한 점검이 이루어졌으면, 다음 과정으로 넘어가 송신개시 타임이 되었는지를 확인한다(906).

물론, 이러한 경우에 있어서는 수신 예측 프레임이 여러개 있고, 근사한 경우가 많아 일괄적으로 여러 수신 예측 프레임과 실제 수신 프레임을 비교할 때 보다 적합하다.

이와 달리, 가능성 높은 수신 예측 프레임을 실제 수신한 프레임과 비교한 결과, 적합하다면 해당 수신 예측 프레임이 정확했 다고 판단하고 이를 바탕으로 다음 과정으로 넘어갈 수 있다.

수신 예측이 이루어진 후에는 상기한 것처럼 송신개시 타임이 되었는지를 확인하고, 확인 결과, 송신개시 타임이 되지 않았으면 지정된 소정 시간 동안 대기하다가 다시 송신개시 타임이 되었는지를 확인하는 과정(906)부터 반복 수행한다.

송신개시 타임이 되었는지를 확인한 결과, 송신개시 타임이 되었으면 송신 프리엠블을 송출하고(907), 그 다음에 데이터를 송신한다(908). 이때, 상기한 것처럼 수신예측 프레임이 실제 수신된 프레임과 같은 경우에는 송신 프리엠블도 예측 가능한 고정적인 값이 되므로 이를 먼저 송출하면서 이에 따른 소요시간의 여유 동안 프로토콜 처리연산을 수행중인 CPU에서 송신데이터를 마련하여 전달하는 것이다.

상기한 바와 같은 실시예를 가지는 본 발명은, 패킷 통신에서 반응지연시간을 줄이기 위해서 수신이 예측되는 데이터를 미리 저장하였다가 실 수신 데이터와 서로 비교하는 방식을 사용한다.

또한, 본 발명은, 프로토콜의 예측 값을 미리 저장할 때 고정 값, 구간내의 가변 값, 무관한 값으로 나누어서 데이터의 비교를 실시한다. 이를 위해 기준 값과 비교대상 비트의 위치를 지정하는 상태표시(flag) 메모리로 구성한다.

그리고, 본 발명은, TDD방식 통신기기가 수신모드에서 송신모드로 전환하는 반응지연시간을 줄이기 위해서 수신국은 자신이 호출당할 경우 약속된 타임슬롯에서 고정된 형태의 송신 패킷 헤더를 미리 송출하도록 한다. 헤더뿐만 아니라 추가적으로 예측 가능한 부분도 자동 송출하는 기능까지 가질 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 특징들로 인해 고속반응이 보장되며 재 설정이 가능한 형태의 MAC 지원장치를 제공할 수 있으며, 다중모드를 지원할 수 있는 통신 기기 또는 시스템을 구축할 수 있다.

또한, 본 발명은, 프로토콜을 수행하는 마이크로프로세서의 반응시간 지연현상을 보완하기 위해서 이용할 수 있다. 물론, 이는 'IEEE802.11'의 통신기기를 만들 때 이용할 수 있음을 의미한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은, 단일 CPU를 활용한 하드웨어를 구성하고, 프로토콜 수행할 프로그램을 작성하여 처리할 때 얻을 수 있는 유연성과 경제성을 살리면서도 모드전환 반응시간 지연을 줄일 수 있으며, 모드 전환시 초기 반응속도의 향상을 쉽게 구현할 수 있게 하여 미디어를 더욱 효율적으로 활용한 규격을 현실화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 간단하면서도 재설정이 가능하여 다양한 프로토콜을 범용 하드웨어로 수행할 수 있기 때문에 새로운 개념{재설정가능 다중모드 통신장치, 일명 SDR(soft defined radio)}의 통신장치 구현을 보다 손쉽게 이룰 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 일반적인 무선통신 시스템의 구성예시도.

도 2 는 인터럽트 처리 지연을 나타내는 일반적인 CPU 처리의 일예시도.

도 3 은 일반적인 병렬 프로세싱(parallel processing) 구조를 나타낸 일예시도.

도 4 는 종래의 프로토콜 처리 방법에 대한 진화단계별 비교를 나타내고 있는 일예시도.

도 5 는 본 발명에 따른 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법에 있어서 무선통신 프레임의 포맷을 나타낸 일실시예 설명도.

도 6 은 일반적인 무선통신 프레임의 데이터 송수신 절차를 설명하는 일예시도.

도 7 은 본 발명에 따른 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법에 있어서 프레임의 예측과 비교를 위한 저장 데이터에 대한 일실시예 설명도.

도 8 은 본 발명에 따른 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법에 대한 개략적인 일실시예 흐름도.

도 9 는 본 발명에 따른 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법에 있어서 실제 수신신호와 비교하기 위해서 만들어 저장된 수신예측 프레임의 비교를 나타낸 일실시예 상세 흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 기지국 12 : 이동무선국

Claims (9)

1. 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에 적용되는 프로토콜 처리 방법에 있어서,

   반응지연시간을 줄이기 위해 송신 데이터를 기준으로 수신 데이터를 예측하여 저장하는 제 1 단계;

   상기한 송신 데이터에 대응하는 실제의 데이터를 수신하는 제 2 단계;

   저장되어 있는 상기 수신 예측 데이터를 상기 수신 데이터와 비교하여 해당하는 수신 예측 데이터를 파악하는 제 3 단계; 및

   주어진 송신시간에 상기 수신 데이터에 해당하는 상기 수신 예측 데이터를 바탕으로 준비된 송신 예측 데이터를 송출하는 제 4 단계

   를 포함하는 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수신 예측 데이터를 바탕으로 준비된 상기 송신 예측 데이터의 송출 소요시간 동안 프로토콜 처리연산을 수행중인 프로세싱 유닛이 상기 수신 데이터의 처리에 의한 송신 데이터를 마련하여 송출하는 제 5 단계

   를 더 포함하는 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 수신 예측 데이터는,

   고정 값, 구간내의 가변 값, 무관한 값을 구별하여 저장되어 비교시에 이를 용이하게 비교할 수 있는 데이터인 것을 특징으로 하는 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 수신 예측 데이터는,

   프레임에서의 비교대상 비트의 위치를 지정하는 상태표시(flag) 데이터; 및

   해당 위치에서 가질 수 있는 예측 값에 대한 데이터

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 3 단계는,

   상기 상태표시(flag) 데이터를 이용하여 상기 수신 예측 데이터의 고정값을 상기 수신 데이터의 해당하는 값과 비교하는 제 6 단계;

   상기 상태표시(flag) 데이터를 이용하여 상기 수신 예측 데이터의 가변값의 범위 내에 상기 수신 데이터의 해당하는 값이 있는지를 비교하는 제 7 단계; 및

   상기 고정값과 상기 가변값에 대한 비교를 바탕으로 상기 실제로 수신된 데이터에 해당하는 상기 수신 예측 데이터를 파악하는 제 8 단계

   를 포함하는 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 수신 예측 데이터는,

   상기 송신 데이터에 대응하여 일어날 수 있는 여러 경우를 대비하여 다수 개의 데이터인 것을 특징으로 하는 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제 3 단계는,

   실제로 수신된 상기 수신 데이터와 비교하기 위해 저장된 다수 개의 상기 수신 예측 데이터를 확인하는 제 6 단계;

   다수 개의 상기 수신 예측 데이터 각각에 대해 실제로 수신된 상기 수신 데이터와 비교하는 제 7 단계; 및

   비교 결과를 바탕으로 상기 수신 데이터에 해당하는 상기 수신 예측 데이터를 파악하는 제 8 단계

   를 포함하는 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에서 프레임 예측 및 비교를 통한 프로토콜 처리 방법.
8. 프로세서를 구비한 시분할 이중 통신방식의 무선통신 시스템에,

   반응지연시간을 줄이기 위해 송신 데이터를 기준으로 수신 데이터를 예측하여 저장하는 제 1 기능;

   상기한 송신 데이터에 대응하는 실제의 데이터를 수신하는 제 2 기능;

   저장되어 있는 상기 수신 예측 데이터를 상기 수신 데이터와 비교하여 해당하는 수신 예측 데이터를 파악하는 제 3 기능; 및

   주어진 송신시간에 상기 수신 데이터에 해당하는 상기 수신 예측 데이터를 바탕으로 준비된 송신 예측 데이터를 송출하는 제 4 기능

   을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 수신 예측 데이터를 바탕으로 준비된 상기 송신 예측 데이터의 송출 소요시간 동안 상기 수신 데이터의 처리에 의한 송신 데이터를 마련하여 송출하는 제 5 기능

   을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.