KR100572051B1 - Apparatus and method for transmitting a wireless data - Google Patents
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Abstract
본 발명은 채널 간섭에 의한 데이터 손실을 최소화하는 근거리 무선 데이터 전송장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 장치는 기본적으로 송신하고자 하는 데이터에 리던던시를 추가하여 출력하는 송신 데이터 생성부와, 수신 백워드 패킷에 포함된 데이터를 원래의 데이터로 복원 출력하는 수신 데이터 처리부를 포함하며,The present invention relates to a short-range wireless data transmission apparatus and method for minimizing data loss due to channel interference. The apparatus basically includes a transmission data generator for adding redundancy to data to be transmitted and outputting the received backward packet. It includes a receiving data processing unit for restoring and outputting the included data to the original data,
입력되는 실시간 데이터를 메모리에 저장하고, 패킷화하는데 필요한 분량 만큼의 실시간 데이터를 상기 메모리에서 독출하여 상기 송신 데이터 생성부로 출력하되, 백워드 패킷을 통해 이전 프레임의 실시간 데이터 재전송 요청 수신시마다 상기 메모리에 저장되는 데이터 변화량을 체크하여 상기 이전 프레임의 실시간 데이터를 재전송하거나 채널변경을 요청하는 메모리 컨트롤러와;Stores the input real-time data in the memory and reads out the amount of real-time data necessary for packetization from the memory and outputs the real-time data to the transmission data generator, each time a real-time data retransmission request of a previous frame is received through a backward packet. A memory controller which checks the amount of change in the stored data and retransmits the real-time data of the previous frame or requests a channel change;
상기 송신 데이터 생성부로부터 출력되는 실시간 데이터를 헤더정보와 함께 포워드 패킷화하여 설정 채널을 통해 전송하되, 대체 채널 테스트 주기 마다 채널 간섭이 없는 채널을 찾아 대체 채널로 저장하고 상기 메모리 컨트롤러의 채널변경 요청시 현재 설정 채널을 상기 대체 채널로 변경 제어하는 송수신 컨트롤러와;Forward the real-time data output from the transmission data generation unit together with header information and transmit it through a setting channel, and find a channel without channel interference every alternate channel test period, store the channel as an alternate channel, and request a channel change of the memory controller. A transmission / reception controller for changing and controlling a current current setting channel to the replacement channel;
상기 포워드 패킷과 백워드 패킷을 슬레이브측과 무선 인터페이스하기 위한 RF 송수신부;를 더 포함함을 특징으로 한다.And an RF transceiver for wirelessly interfacing the forward packet and the backward packet with a slave side.
주파수 선택, 채널 간섭, 대체 채널.Frequency selection, channel interference, alternate channel.
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 근거리 무선 데이터 전송장치의 블록구성도.1 is a block diagram of a short-range wireless data transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 데이터 전송장치간에 송수신되는 패킷 구조 예시도.2 is an exemplary packet structure transmitted and received between wireless data transmission apparatuses according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 근거리 무선 데이터 전송을 위해 필요한 대체 채널 탐색과정을 설명하기 위한 도면.3 is a diagram illustrating an alternative channel discovery process required for short-range wireless data transmission according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 지속적인 간섭이 설정 채널에 발생하는 경우의 채널 변경 과정을 설명하기 위한 도면.4 is a diagram illustrating a channel change process when continuous interference occurs in a set channel according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 3에서 설명한 대체 채널 탐색과정을 시간축상에 나타낸 도면.FIG. 5 is a diagram illustrating an alternative channel searching process described with reference to FIG. 3 on a time axis; FIG.
도 6은 도 4에서 설명한 채널 변경과정을 시간축상에 나타낸 도면.FIG. 6 is a diagram illustrating a channel change process described with reference to FIG. 4 on a time axis; FIG.
본 발명은 근거리 무선 데이터 전송 시스템에 관한 것으로, 특히 데이터 손실을 최소화하기 위해 필요한 근거리 무선 데이터 전송장치 및 방법에 관한 것이 다.The present invention relates to a short range wireless data transmission system, and more particularly, to a short range wireless data transmission apparatus and method required for minimizing data loss.
2.4GHz ISM(Industrial Scientific Medical) 주파수 대역을 이용하는 블루투스와 무선랜 기술이 사용하는 스펙트럼 확산 방법으로는 주파수 호핑 방식(Frequency Hopping Spread Spectrum:FHSS)과 직접 확산방식(Direct Sequence Spread Spectrum:DSSS)이 있다.Spectrum spreading methods used by Bluetooth and WLAN technology using the 2.4 GHz Industrial Scientific Medical (ISM) frequency band include frequency hopping spread spectrum (FHSS) and direct sequence spread spectrum (DSSS). .
직접 확산방식(DSSS)은 확산 코드를 데이터에 승산하여 확산신호를 얻는 방법이고, 주파수 호핑방식(일명 주파수 도약방식)은 확산코드에 따라서 주파수 대역을 천이하는 방식이다. 특히, 주파수 호핑방식은 확산시켜야 할 신호의 반송파 주파수를 호핑 패턴에 따라 일정시간 간격으로 주파수를 도약하며 전송하는 방식으로서, 시간 평균으로 협대역 신호를 광대역 신호로 변환하는 방식이다. 이와 같은 주파수 호핑방식은 각 국가들의 표준에 맞는 ISM 밴드내에서 임의의 호핑 패턴을 만들고, 이 패턴에 맞는 주파수로 데이터를 전송하여 주파수 중복을 최소화하고, 빠른 주파수 변환으로 다중 경로에 의한 손실을 적게 하며, 구성이 간단하다는 장점이 있어 현재 저가형 무선 장치(예:블루투스)에 많이 이용되고 있다.The direct spreading method (DSSS) is a method of obtaining a spreading signal by multiplying a spreading code by data, and the frequency hopping method (also known as frequency hopping) is a method of shifting a frequency band according to a spreading code. In particular, the frequency hopping method is a method in which a carrier frequency of a signal to be spread is hopped at a predetermined time interval and transmitted according to a hopping pattern. The frequency hopping method converts a narrowband signal into a wideband signal with a time average. This frequency hopping method creates a random hopping pattern within the ISM band that meets the standards of each country, and transmits data at the frequency that meets the pattern to minimize frequency duplication. In addition, the simple configuration is widely used in low-cost wireless devices (such as Bluetooth).
그러나 일반적인 주파수 호핑방식에서는 전 주파수 대역에 대한 간섭원의 유무에 상관없이 호핑을 하기 때문에 간섭이 존재하는 특정 주파수로 호핑할 경우 패킷의 손실이 발생할 수 있다. 이러한 경우 실시간 전송되어야 하는 데이터(음성, 오디오, 비디오)의 경우에는 에러 복구가 되지 않으면 품질의 저하를 가져올 수 밖에 없다.However, in the general frequency hopping method, since a hopping is performed regardless of the presence or absence of an interference source for all frequency bands, packet loss may occur when hopping at a specific frequency where interference exists. In this case, in case of data (voice, audio, video) that needs to be transmitted in real time, if the error recovery is not performed, the quality is inevitably deteriorated.
이에 대한 대비로 블루투스(Spec. ver.1.2)에서는 AFH(Adaptive Frequency Hopping)라는 간섭이 발생하는 주파수를 일정기간 모니터링 했다가 해당 주파수를 피해서 호핑하는 방식을 취하고, 덧붙여 실시간 데이터를 전송할때 간섭이 발생하여 에러가 발생하면 같은 데이터를 최대 2번 더 재전송하는 방법을 채택하고 있다.In contrast, Bluetooth (Spec. Ver.1.2) monitors a frequency where AFH (Adaptive Frequency Hopping) interference occurs for a certain period of time and then hops away from the frequency.In addition, interference occurs when real-time data is transmitted. If an error occurs, the same data is retransmitted up to two more times.
그러나 상술한 대비책도 지속적인 채널간섭으로 인한 데이터 손실을 막을 수는 없다. 왜냐하면 같은 데이터를 2번 더 전송하더라도 지속적인 채널 간섭에 의해 에러가 발생하게 되면 새로운 대체 채널로의 전환이 이루어질 수는 있으나, 이전에 반복 전송된 데이터에 대해서는 이미 소실된 상태가 되기 때문이다.However, the above countermeasures cannot prevent data loss due to continuous channel interference. This is because even if the same data is transmitted two times, if an error occurs due to continuous channel interference, switching to a new alternative channel may be performed, but previously lost data is already lost.
따라서 본 발명의 목적은 채널을 호핑하지 않고서 채널 간섭으로 야기될 수 있는 데이터의 손실을 최소화할 수 있는 근거리 무선 데이터 전송장치 및 그 방법을 제공함에 있으며,Accordingly, an object of the present invention is to provide a short-range wireless data transmission apparatus and method thereof capable of minimizing data loss that may be caused by channel interference without hopping a channel.
더 나아가 지속적인 채널 간섭으로 야기될 수 있는 데이터의 손실을 최소화하면서 채널 간섭이 적은 대체 채널로 전환할 수 있는 근거리 무선 데이터 전송장치 및 그 방법을 제공함에 있다.Furthermore, the present invention provides a short-range wireless data transmission apparatus and method capable of switching to an alternative channel with less channel interference while minimizing data loss that may be caused by continuous channel interference.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 장치는 송신하고자 하는 데이터에 에러복원을 위한 리던던시를 추가하여 출력하는 송신 데이터 생성부와, 수신 백워드 패킷에 포함된 리던던시를 이용하여 오류비트를 찾아 원래의 데이터로 복원 출력하는 수신 데이터 처리부를 포함하는 마스터측 무선 데이터 전송장치로서,An apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is to add an error redundancy to the data to be transmitted by adding a redundancy for restoring and to output error bits by using the redundancy included in the received backward packet A master-side wireless data transmission device including a reception data processing unit for finding and restoring and outputting original data,
입력되는 실시간 데이터를 메모리에 저장하고, 패킷화하는데 필요한 분량 만큼의 실시간 데이터를 상기 메모리에서 독출하여 상기 송신 데이터 생성부로 출력하되, 백워드 패킷을 통해 이전 프레임의 실시간 데이터 재전송 요청 수신시마다 상기 메모리에 저장되는 데이터 변화량을 체크하여 상기 이전 프레임의 실시간 데이터를 재전송하거나 채널변경을 요청하는 메모리 컨트롤러와;Stores the input real-time data in the memory and reads out the amount of real-time data necessary for packetization from the memory and outputs the real-time data to the transmission data generator, each time a real-time data retransmission request of a previous frame is received through a backward packet. A memory controller which checks the amount of change in the stored data and retransmits the real-time data of the previous frame or requests a channel change;
상기 송신 데이터 생성부로부터 출력되는 실시간 데이터를 헤더정보와 함께 포워드 패킷화하여 설정 채널을 통해 전송하되, 대체 채널 테스트 주기 마다 채널 간섭이 없는 채널을 찾아 대체 채널로 저장하고 상기 메모리 컨트롤러의 채널변경 요청시 현재 설정 채널을 상기 대체 채널로 변경 제어하는 송수신 컨트롤러와;Forward the real-time data output from the transmission data generation unit together with header information and transmit it through a setting channel, and find a channel without channel interference every alternate channel test period, store the channel as an alternate channel, and request a channel change of the memory controller. A transmission / reception controller for changing and controlling a current current setting channel to the replacement channel;
상기 포워드 패킷과 백워드 패킷을 슬레이브측과 무선 인터페이스하기 위한 RF 송수신부;를 포함함을 특징으로 한다.And an RF transceiver for wirelessly interfacing the forward packet and the backward packet with a slave side.
아울러 본 발명은 송신하고자 하는 데이터에 에러복원을 위한 리던던시를 추가하여 출력하는 송신 데이터 생성부와, 무선 수신된 포워드 패킷에 포함된 리던던시를 이용하여 오류비트를 찾아 원래의 데이터로 복원 출력하는 수신 데이터 처리부를 포함하는 슬레이브측 근거리 무선 데이터 전송장치로서,In addition, the present invention is a transmission data generation unit for adding the redundancy for error recovery to the data to be transmitted and output, and the received data to recover the error bit by using the redundancy included in the wireless forward packet to restore the original data A slave side short-range wireless data transmission device including a processing unit,
포워드 패킷내 기록위치정보가 지시하는 메모리 주소에 상기 수신 데이터 처리부에서 복원된 실시간 데이터를 저장하고, 그 후속 포워드 패킷의 실시간 데이터가 저장되어야 하는 메모리 주소를 지시하는 후속 기록위치 지시정보와 현재 메모리에서 출력중인 실시간 데이터의 출력위치 지시정보를 발생하여 출력하는 메모리 컨트롤러와;Storing the real-time data restored by the receiving data processing unit in a memory address indicated by the recording position information in the forward packet, and in the current memory and the subsequent recording position indication information indicating a memory address where real-time data of the subsequent forward packet should be stored. A memory controller which generates and outputs output position indication information of the output real-time data;
무선 수신된 포워드 패킷내 제어정보에 따라 설정 채널을 가변 설정하며, 상기 메모리 컨트롤러로부터 입력되는 후속 기록위치 지시정보와 출력위치 지시정보를 비실시간 데이터와 함께 백워드 패킷화하여 전송하는 송수신 컨트롤러와;A transmission / reception controller configured to variably set a setting channel according to wirelessly received forward packet control information, and to perform subsequent packetization and transmission of subsequent recording position indication information and output position indication information input from the memory controller together with non-real-time data;
상기 포워드 패킷과 백워드 패킷을 마스터측과 무선 인터페이스하기 위한 RF 송수신부;를 포함함을 특징으로 한다.And an RF transceiver for wirelessly interfacing the forward packet and the backward packet with a master side.
상술한 바와 같은 구성에 따르면, 마스터측에서는 전송하는 실시간 데이터가 기록되어야 할 메모리상의 위치정보를 지정하여 주고 슬레이브측에서는 그 실시간 데이터 다음에 기록되어야 할 위치정보를 리턴시켜 줌으로서, 마스터측에서는 지정하여 준 위치정보와 리턴된 위치정보의 비교를 통해 채널 간섭으로 인한 데이터 손실여부를 판단하여 그 데이터를 다시 재전송하여 줄 수 있는 것이다.According to the above-described configuration, the master side designates the location information on the memory in which the real-time data to be transmitted is to be recorded, and the slave side returns the location information to be recorded next to the real-time data. By comparing the information with the returned position information, it is possible to determine whether data is lost due to channel interference and retransmit the data.
이때 중요한 것은 마스터측에서 실시간 데이터를 버퍼링하고 있기 때문에, 버퍼링되고 있는 데이터량을 모니터하면서 동일한 데이터의 전송을 반복할 수 있다는 것인데, 만약 버퍼링되고 있는 메모리의 데이터 변화량이 설정된 기준치를 초과하면 간섭 없는 새로운 대체 채널로 설정 채널을 변경하여 최초 소실된 데이터부터 다시 전송하여 줌으로서, 결과적으로는 채널 간섭에 의한 데이터 손실을 방지할 수 있게 되는 효과를 얻게 되는 것이다.The important thing at this point is that the master is buffering real-time data, so that the same data can be repeated while monitoring the amount of data being buffered. By changing the setting channel to an alternate channel and transmitting the data lost first, the result is that the data loss due to channel interference can be prevented.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
우선 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 근거리 무선 데이터 전송장치의 블록구성도를 도시한 것이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 데이터 전송장치간에 송수신되는 패킷 구조를 예시한 것이다.First, FIG. 1 illustrates a block diagram of a short range wireless data transmission device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates a packet structure transmitted and received between wireless data transmission devices according to an embodiment of the present invention.
참고적으로 본 발명의 실시예에 따른 마스터측 근거리 무선 데이터 전송장치는 예를 들어 광매체에서 재생된 신호를 처리하는 디코더(AC-3)로부터 실시간 데이터(R/L SURROUND)를 입력받아 도 1에 도시한 구성들에 의해 패킷화하여 근거리 무선 송신하는 역할을 수행한다. 그러면 슬레이브측 근거리 무선 데이터 전송장치는 상기 무선 송신된 패킷을 수신하여 처리함으로서 스피커를 통해서는 광매체에서 재생된 오디오 음이 출력될 수 있다. 이러한 과정을 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면,For reference, the master-side short-range wireless data transmission apparatus according to an embodiment of the present invention receives real-time data (R / L SURROUND) from a decoder (AC-3) that processes a signal reproduced on an optical medium, for example. Packetized according to the configuration shown in Figure 2 performs the role of short-range wireless transmission. Then, the slave side short-range wireless data transmission apparatus receives and processes the wirelessly transmitted packet, so that audio sound reproduced from an optical medium may be output through a speaker. This process will be described in more detail with reference to the accompanying drawings,
우선 본 발명의 실시예에 따른 근거리 무선 데이터 전송장치는 메모리 컨트롤러(100), 메모리(110), 송신 데이터 생성부(120), 수신 데이터 처리부(130), 송수신 컨트롤러(140), RF 송수신부(150)를 포함한다.First, the apparatus for short-range wireless data transmission according to an embodiment of the present invention includes a
근거리 무선 데이터 전송장치가 마스터로 작동할 경우의 메모리 컨트롤러(100)는 디코더로부터 입력되는 실시간 데이터를 메모리(110)에 저장하고, 패킷화하는데 필요한 분량 만큼의 실시간 데이터를 상기 메모리(110)에서 독출하여 후술할 송신 데이터 생성부(120)로 출력한다. 또한 마스터측 메모리 컨트롤러(100)는 슬레이브측으로부터 전송된 백워드 패킷을 통해 이전 프레임에서 전송한 실시간 데이터의 재전송 요청이 있으면 상기 메모리(110)에 저장된 데이터 변화량을 체크하여 이전 프레임에 전송한 실시간 데이터를 재전송하거나 송수신 컨트롤러(140)로 채널변경을 요청하는 역할을 수행한다.When the short range wireless data transmitter operates as a master, the
이러한 채널변경 요청과 메모리(100)에 저장된 데이터 변화량 체크는 첨부 도면 도 3, 4를 참조하여 후술하기로 한다. The channel change request and the data change amount check stored in the
한편 무선 데이터 전송장치가 슬레이브로 작동하는 경우라면, 상기 메모리 컨트롤러(100)는 마스터측으로부터 전송된 포워드(forward) 패킷내 기록위치정보가 지시하는 메모리(110) 주소에 후술할 수신 데이터 처리부(130)에서 복원된 실시간 데이터를 저장하고, 그 후속 포워드 패킷의 실시간 데이터가 저장되어야 하는 메모리(110) 주소를 지시하는 후속 기록위치 지시정보와 현재 메모리(110)에서 출력중인 실시간 데이터의 출력위치 지시정보를 발생하여 출력하는 역할을 수행한다. 이 역시 첨부 도면 도 3가 도 4에서 상세히 설명하기로 한다.On the other hand, if the wireless data transmission device is operating as a slave, the
마스터측과 슬레이브측의 송신 데이터 생성부(120)는 송신하고자 하는 데이터(실시간 데이터와 비실시간 데이터)에 적어도 에러복원을 위한 리던던시를 추가하여 출력하는 역할을 수행한다. 이러한 송신 데이터 생성부(100)는 일반적인 근거리 무선 데이터 전송장치에서와 같이 실시간 데이터를 압축하기 위한 압축부와, 압축된 실시간 데이터를 스크램블링하기 위한 스크램블러, RS 인코더 및 인터리버, FEC(Forward Error Correction) 인코더를 포함한다.The transmission
수신 데이터 처리부(130)는 수신된 패킷(포워드 패킷, 백워드 패킷)에 포함된 리던던시를 이용하여 오류비트를 찾아 원래의 데이터로 복원 출력한다. 이러한 수신 데이터 처리부(130)는 상기 송신 데이터 생성부(120)에서 처리된 데이터를 복원하기 위해서 디인터리버, RS 디코더, 디스크램블러, 복원부 및 FEC 디코더를 포 함한다.The received
한편 마스터측의 송수신 컨트롤러(140)는 상기 송신 데이터 생성부(120)로부터 입력되는 실시간 데이터 및 비실시간 데이터를 헤더정보와 함께 포워드 패킷화하여 설정 채널을 통해 전송한다. 또한 송수신 컨트롤러(140)는 대체 채널 테스트 주기 마다 채널 간섭이 없는 채널을 찾아 대체 채널로 저장하고, 상기 메모리 컨트롤러(100)로부터 채널변경 요청시 현재 설정되어 있는 채널(이하 설정 채널이라 함)을 상기 대체 채널로 변경하여 슬레이브와 통신 수행한다. 이를 위한 프로그램 데이터는 송수신 컨트롤러(140) 내부에 구비된 내부 메모리에 저장된다.On the other hand, the transmission and
이와 반대로 슬레이브측의 송수신 컨트롤러(140)는 마스터측으로부터 전송된 포워드 패킷내 제어정보에 따라 현재 설정 채널을 대체 테스트 채널 혹은 대체 채널로 가변 설정하며, 슬레이브측 메모리 컨트롤러(100)로부터 입력되는 후속 기록위치 지시정보와 출력위치 지시정보를 비실시간 데이터와 함께 백워드(backward) 패킷화하여 전송하는 역할을 수행한다.On the contrary, the transmission /
참고적으로 상술한 송수신 컨트롤러(140)는 싱보(sync)정보를 검출할 수 있는 기능이 부여되어 있다. 그리고 도 1에서는 메모리 컨트롤러(100)와 송수신 컨트롤러(140)를 분리하여 도시하였으나, 메모리 컨트롤러(100)와 송수신 컨트롤러(140)를 원칩 IC로 구현할 수도 있으며, 송신 데이터 생성부(120)와 수신 데이터 처리부(130)를 더 포함하여 원칩 IC로 구현할 수도 있다.For reference, the above-described transmission and
한편 마스터와 슬레이브측 근거리 무선 데이터 전송장치에 공히 존재하는 RF 송수신부(150)는 상대측 전송장치와 패킷을 무선 인터페이스하는 역할을 수행한다.On the other hand, the
이하 마스터와 슬레이브측 근거리 무선 데이터 전송장치 사이에 송수신되는 패킷을 도 2를 참조하여 설명하면,Hereinafter, a packet transmitted and received between a master and a slave side short-range wireless data transmitter will be described with reference to FIG. 2.
우선 마스터에서 슬레이브로 전송되는 포워드(forward) 패킷은 싱크(sync) 정보가 기록되는 싱크 필드와, 통신 채널 지시정보가 기록되는 제어정보필드와, 실시간 데이터의 기록위치를 지시하기 위한 기록위치정보와 메모리상의 데이터 출력위치를 지시하기 위한 출력위치정보가 기록되는 헤더필드와, 비실시간 데이터 및 실시간 데이터가 각각 기록되는 필드를 포함한다.First, the forward packet transmitted from the master to the slave includes a sync field in which sync information is recorded, a control information field in which communication channel indication information is recorded, and recording position information for indicating a recording position of real time data. And a header field in which output position information for indicating a data output position in the memory is recorded, and a field in which non-real-time data and real-time data are respectively recorded.
이에 반하여 슬레이브에서 마스터로 전송되는 백워드 패킷은 싱크 정보가 기록되는 싱크 필드와, 응답메세지(RM)가 기록되는 제어정보필드와, 실시간 데이터가 저장되어야 하는 메모리 주소를 지시하는 후속 기록위치 지시정보와 현재 메모리에서 출력중인 실시간 데이터의 출력위치 지시정보가 기록되는 헤더필드 및 비실시간 데이터가 기록되는 필드를 포함한다.In contrast, the backward packet transmitted from the slave to the master includes a sink field in which sink information is recorded, a control information field in which a response message RM is recorded, and subsequent recording position indication information indicating a memory address where real-time data should be stored. And a header field in which output position indication information of real-time data currently output from the memory is recorded, and a field in which non-real-time data is recorded.
참고적으로 상기 포워드 패킷에 포함되는 기록위치정보와 출력위치정보는 마스터측 메모리 컨트롤러(100)에서 발생되어 송수신 컨트롤러(140)로 제공되는 정보이며, 상기 백워드 패킷에 포함되는 후속 기록위치 지시정보와 출력위치 지시정보는 슬레이브측 메모리 컨트롤러(100)에서 발생되어 슬레이브측 송수신 컨트롤러(140)로 제공되는 정보이다.For reference, the recording position information and the output position information included in the forward packet are information generated by the master-
이상에서는 실시간 데이터와 비실시간 데이터를 처리하기 위한 블록 모두에 대하여 설명하였지만, 마스터와 슬레이브 용도에 맞게 회로 구성을 변경할 수 있다. 즉, 슬레이브로 사용될 경우에는 송신 데이터 생성부(120)에서 실시간 데이터 를 생성하기 위한 기능 블록들이 제거되어야 할 것이다.In the above, both blocks for processing real-time data and non-real-time data have been described, but the circuit configuration can be changed to suit the use of the master and the slave. That is, when used as a slave, functional blocks for generating real-time data in the
이하 상술한 구성을 가지는 근거리 무선 데이터 전송장치에서의 데이터 전송방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a data transmission method in the short range wireless data transmission device having the above-described configuration will be described.
일예로서 마스터와 슬레이브측 근거리 무선 데이터 전송장치 각각의 송수신 컨트롤러(140)는 시스템 초기화과정을 거쳐 데이터 패킷 전송을 위한 채널주파수를 설정한다. 이와 같이 데이터 패킷 전송을 위해 설정되는 채널을 설정 채널로 명명할 수 있다.As an example, the transmission /
본 발명의 실시예에서는 2.4GHz 대역의 79개 주파수 중에서 골고루 흩어진 10개의 주파수, 즉 8의 배수에 해당하는 주파수(0,8,16,..,72)를 연결 시도를 위한 주파수들로 선택하였다. 그 이유는 초기에 이들 주파수에서만 랜덤하게 동작하기 때문에 송수신에 성공한 주파수를 찾는 시간이 절약되기 때문이다. 상기 예시한 주파수 채널들중 한 주파수 채널에서 송수신에 성공하게 되면, 마스터측 송수신 컨트롤러(140)는 근처의 주파수 채널들도 간섭이 없다는 판단에 따라 송수신에 성공한 주파수의 근처 주파수를 첫 설정 채널(Fc)로 선택한다.In the embodiment of the present invention, 10 frequencies evenly distributed among 79 frequencies in the 2.4 GHz band, that is, frequencies corresponding to multiples of 8 (0, 8, 16, .., 72) were selected as frequencies for connection attempts. . The reason for this is that since initially operating only at these frequencies, the time for finding a successful transmission / reception frequency is saved. When transmission / reception is successful in one of the above-described frequency channels, the master transmission /
상술한 방법에 따라 설정 채널이 선택되면, 이후 마스터와 슬레이브는 설정채널(Fc)을 통해 실시간 데이터를 송수신할 수 있게 된다. 즉, 디코더로부터 출력되는 실시간 데이터는 마스터측 메모리 컨트롤러(100)를 통해 메모리(110)에 기록되기 시작한다. 본 발명의 실시예에서는 메모리(110)에 기록되는 실시간 데이터의 사이즈가 120바이트인 것으로 가정하고 메모리(110)에서 출력되는 데이터의 사이즈는 144바이트인 것으로 가정하기로 한다.When the setting channel is selected according to the above-described method, the master and the slave can transmit and receive real time data through the setting channel Fc. That is, real-time data output from the decoder starts to be recorded in the
만약 패킷화하는데 필요한 분량의 실시간 데이터가 메모리(110)에 기록되어 있다면, 메모리 컨트롤러(100)는 포워드 패킷화하는데 필요한 분량 만큼(144바이트)의 실시간 데이터를 상기 메모리(110)에서 독출하여 송신 데이터 생성부(120)로 출력하는 한편, 실시간 데이터의 기록위치를 지시하는 기록위치정보(메모리(110)에 기록된 주소정보에 해당함)를 송수신 컨트롤러(140)로 출력한다. 그러면 마스터측 송수신 컨트롤러(140)는 상기 기록위치정보가 포함된 헤더정보와 실시간 데이터 및 제어정보를 포워드 패킷화하여 RF 송수신부(150)를 통해 무선 전송한다.If the amount of real-time data necessary for packetization is recorded in the
이러한 포워드 패킷은 데이터 전송구간에서는 설정 채널을 통해, 그리고 채널 테스트 구간에서는 대체 채널을 통해 전송된다. 본 발명의 실시예에서는 도 5에 도시한 바와 같이 8개의 프레임이 하나의 슈퍼 프레임을 구성하며, 그 슈퍼 프레임내 일곱 프레임에서 설정 채널(Fc)을 통해 데이터 전송이 이루어지며 한 프레임에서 채널 테스트가 이루어지는 것으로 가정하였다.These forward packets are transmitted through the setup channel in the data transmission section and through the replacement channel in the channel test section. In the exemplary embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, eight frames constitute one super frame, and data transmission is performed through the set channel Fc in seven frames within the super frame, and a channel test is performed in one frame. Assume that it is done.
이하 임시 설정되는 테스트용 대체 채널을 테스트하여 실제 대체 채널로서 저장하기 까지의 과정을 도 3과 도 5를 참조하여 부연 설명하면,Hereinafter, referring to FIGS. 3 and 5, a process of testing a test replacement channel that is temporarily set and storing the test replacement channel as an actual replacement channel will be described in detail.
우선 마스터와 슬레이브측 송수신 컨트롤러(140)는 상호간 통신을 위한 채널 주파수를 설정(200단계)한다. 이를 위에서는 설정채널(Fc)로 언급하였다.First, the master and slave
하나의 간섭 없는 설정채널(Fc)이 형성되면 마스터측 송수신 컨트롤러(140)는 도 2에 도시한 바와 같은 구조의 포워드 패킷을 형성하여 실시간 데이터를 전송하는데, 이때 전송되는 포워드 패킷의 제어정보에는 AM메세지가 기록되어 전송(210단계)된다. 상기 AM메세지는 현재의 설정채널(Fc)을 통해 백워드 패킷을 전송하라 는 일종의 명령어이다. 이와 같이 AM메세지가 포함된 포워드 패킷을 수신한 슬레이브측 송수신 컨트롤러(140)는 그에 응답하여 RM(Response Message)메세지가 제어정보에 포함된 백워드 패킷을 마스터측으로 전송(220단계)한다.When one set-up channel Fc is formed without interference, the
그러면 마스터측 송수신 컨트롤러(140)는 설정 채널(Fc)을 통해 수신되는 백워드 패킷의 싱크 필드 에러 비트수를 누적(230단계)한다. 이는 채널간섭의 존재여부를 검사하기 위한 방법으로서 경우에 따라서는 수신 패킷에 삽입된 실시간 데이터 혹은 비실시간 데이터의 비트 에러수로 검사할 수도 있다.Then, the
상기 백워드 패킷의 싱크 필드 에러 비트수를 누적한 마스터측 송수신 컨트롤러(140)는 이후 대체 채널 테스트 주기가 도래하였는가를 검사(240단계)한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 대체 채널 테스트 주기를 도 5에 도시한 바와 같은 슈퍼 프레임 주기, 즉 8번째 프레임 마다 도래하는 것으로 가정하였다. 만약 240단계의 검사결과 대체 채널 테스트 주기가 도래하지 않았다면 마스터측 송수신 컨트롤러(140)는 현재의 채널, 즉 설정채널(Fc)을 통해 AM메세지가 포함된 포워드 패킷을 다시 슬레이브측으로 전송하고, 그에 응답하는 RM메세지가 포함된 백워드 패킷을 수신하여 싱크 필드 에러 비트수를 누적하여 간다. 본 발명의 실시예에 따를 경우 마스터측 송수신 컨트롤러(140)는 일곱 프레임의 백워드 패킷들에 대한 싱크 필드 에러 비트수를 누적하게 된다.In
만약 240단계의 검사결과 대체 채널 테스트 주기가 도래하였다면, 마스터측 송수신 컨트롤러(140)는 테스트용 대체 채널로의 변경을 지시하는 AMTx 메세지가 포함된 포워드 패킷을 슬레이브측으로 송신(250단계)한후 자신도 테스트용 대체 채 널로 설정채널을 변경한다. 상기 AMTx 메세지에는 테스트용 대체 채널 정보가 포함되어진다. 참고적으로 상기 대체 채널 테스트 구간에서 임시 설정되는 테스트용 대체 채널은 현재 설정채널(Fc)에서 약정된 거리만큼 충분히 이격되어 있는 주파수 채널로 설정하는 것이 바람직하다. 그 이유는 채널 간섭이 발생한 설정채널(Fc) 주변 주파수에서도 간섭이 발생할 확률이 높기 때문에 이를 회피하기 위함이다. 도 5에서는 상기 테스트용 대체 채널을 F1으로 표기하였다.If the replacement channel test cycle arrives as a result of
한편 슬레이브측 송수신 컨트롤러(140)는 수신된 포워드 패킷내 제어정보가 설정채널의 변경을 요청하는 AMTx메세지이면(260단계) 현재의 설정채널(Fc)을 수신된 포워드 패킷에서 지시하고 있는 테스트용 대체 채널로 변경(270단계)한다. 그리고 슬레이브측 송수신 컨트롤러(140)는 해당 테스트용 대체 채널을 통해 RM메세지가 포함된 백워드 패킷을 송신(280단계)한다.On the other hand, the slave side transmit / receive
따라서 마스터측 송수신 컨트롤러(140)는 테스트용 대체 채널을 통해 백워드 패킷을 수신할 수 있으며, 그 수신된 백워드 패킷의 싱크 필드 에러비트수를 산출(300단계)하여 현재의 테스트용 대체 채널이 양호한 대체 채널로서 설정될 수 있는가를 판단(310단계)할 수 있다. 판단방법으로는 슈퍼 프레임내 대체 채널 테스트 구간에서의 싱크 필드 에러 비트수와 해당 슈퍼 프레임내 데이터 전송구간에서의 싱크 필드 에러 비트수 누적 평균치를 비교함으로서 가능하다.Accordingly, the
만약 테스트용 대체 채널(F1)을 통해 수신되는 백워드 패킷의 싱크 필드 에러 비트수가 동일 슈퍼 프레임내의 데이터 전송 구간에서 설정채널(Fc)을 통해 수신된 백워드 패킷의 싱크 필드 에러 비트수의 누적 평균치 보다 작다면, 그 테스트 용 대체 채널(F1)은 채널 간섭이 미약한 것으로 판단할 수 있다.If the number of sync field error bits of the backward packet received through the test replacement channel F1 is the cumulative average value of the number of sync field error bits of the backward packet received through the setting channel Fc in the data transmission interval in the same super frame. If smaller, the test replacement channel F1 may determine that channel interference is weak.
결론적으로, 마스터측 송수신 컨트롤러(140)는 주기적으로 돌아오는 슈퍼 프레임내 대체 채널 테스트 구간에서 우선적으로 하나의 테스트용 대체 채널을 설정하고, 그 채널을 통해 수신되는 백워드 패킷의 싱크 필드 에러 비트수가 해당 슈퍼 프레임내 데이터 전송구간에서 수신된 백워드 패킷의 싱크 필드 에러 비트수 누적 평균치 보다 작다면, 그 테스트용 대체 채널을 실제 대체 채널로 저장한다. 그리고 반복되는 슈퍼 프레임내 대체 채널 테스트 구간마다 상기 저장된 실제 대체 채널에 채널 간섭이 발생하는지를 상술한 210단계 내지 310단계를 통해 지속적으로 검사한다. 만약 실제 대체 채널에 지속적인 간섭이 발생한다면, 새로운 테스트용 대체 채널 F2를 새로이 설정(320단계)하여 채널간섭 여부 체크하고, 체크결과 이상이 없으면 그 테스트용 대체 채널 F2를 새로운 대체 채널로 설정하는 방식으로 대체 채널을 설정해 놓는다.In conclusion, the master transmitter /
이하 설정 채널(Fc)을 통해 전송되는 실시간 데이터가 지속적인 채널 간섭으로 인해 대체 채널(F1 혹은 F2)을 통해 새로이 전송되기 까지의 과정을 도 4와 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a process of transmitting the real time data transmitted through the configuration channel Fc to the new channel through the replacement channel F1 or F2 due to continuous channel interference will be described with reference to FIGS. 4 and 6.
우선 설정채널(Fc)을 통해 포워드 패킷화되어 전송되는 실시간 데이터는 슬레이브측 수신 데이터 처리부(130)를 통해 복원되어 슬레이브측 메모리 컨트롤러(100)의 제어에 따라 메모리(110)에 저장된다. 이때 저장되는 위치는 수신 포워드 패킷에 포함된 기록위치정보(예를 들면 A0)가 지시하는 메모리 주소일 것이다. 상기 기록위치정보(A0)가 지시하는 메모리 주소에 실시간 데이터의 저장이 완 료되면, 슬레이브측 메모리 컨트롤러(100)는 후속 포워드 패킷의 실시간 데이터가 저장되어야 하는 메모리 주소를 지시하는 후속 기록위치 지시정보(예를 들면 A1)를 발생하여 슬레이브측 송수신 컨트롤러(140)로 출력한다. 상기 후속 기록위치 지시정보(A1)는 백워드 패킷에 포함되어 마스터측 메모리 컨트롤러(100)로 입력된다. 참고적으로 슬레이브측 메모리 컨트롤러(100)는 미리 설정된 임계값을 초과하는 양의 실시간 데이터가 메모리(110)에 채워져야만 그 저장된 실시간 데이터의 출력이 이루어지도록 메모리(110)를 제어하고, 아울러 현재 메모리(110)에서 출력중인 실시간 데이터의 출력위치 지시정보(An)를 발생하여 슬레이브측 송수신 컨트롤러(140)로 출력한다. 이러한 출력위치 지시정보(An)에 의해서 서로 다른 시간에 마스터와 연결되는 슬레이브들의 실시간 데이터 출력을 동기시킬 수 있다. 즉, 슬레이브측 메모리 컨트롤러(100)는 포워드 패킷내 출력위치정보가 지시하는 메모리 주소에 실시간 데이터가 저장되어 있으면 그 실시간 데이터를 메모리(100)에서 독출하여 출력 제어하는 것이다.First, the real-time data, which is forward packetized and transmitted through the configuration channel Fc, is restored by the slave-side
이상에서 설명한 슬레이브측 메모리 컨트롤러(100)의 동작에 따르면, 슬레이브측 메모리 컨트롤러(100)에서는 후속 기록위치 지시정보와 출력위치 지시정보가 발생되어 슬레이브측 송수신 컨트롤러(140)로 입력되고, 슬레이브측 송수신 컨트롤러(140)는 입력된 상기 정보들과 비실시간 데이터를 백워드 패킷화하여 마스터측으로 전송하게 된다.According to the operation of the slave-
이에 따라 마스터측에서는 후속 기록위치 지시정보와 출력위치 지시정보가 포함된 백워드 패킷을 수신하게 되고, 상기 정보들은 수신 데이터 처리부(130)에서 복원되어 마스터측 메모리 컨트롤러(100)로 입력된다.Accordingly, the master side receives a backward packet including subsequent write position indication information and output position indication information, and the information is restored by the
마스터측 메모리 컨트롤러(100)는 복원된 정보들로부터 이전 프레임에서 전송한 실시간 데이터의 재전송 요청여부를 검사(400단계)할 수 있다. 검사방법으로는 이전 프레임에 전송한 실시간 데이터의 기록위치정보와 백워드 패킷내 후속 기록위치 지시정보를 비교함으로서 가능하다. 예를 들면, 이전 프레임에서 전송한 실시간 데이터의 기록위치정보가 A0인데 백워드 패킷을 통해 수신된 후속 기록위치 지시정보가 A0라면 채널 간섭으로 인해 실시간 데이터가 정상적으로 전송되지 않았다는 것을 의미한다.The
이와 같은 방법으로 데이터 재전송 요청여부를 판단하여 재전송 요청상황이라고 판단되면 마스터측 메모리 컨트롤러(100)는 그러한 재전송 요청이 연속하였는지를 검사(410단계)한다. 검사결과 연속되는 간섭 상황이 아니라면 메모리 컨트롤러(100)는 현재 메모리(110)에 저장된 데이터량, 즉 메모리량을 기억(420단계)하고 이전 프레임에서 전송한 실시간 데이터를 설정 채널(Fc)을 통해 재전송하여 준다.In this way, if it is determined whether the data retransmission request is a retransmission request situation, the master-
이에 반하여 연속 간섭상황이라고 판단되면 마스터측 메모리 컨트롤러(100)는 430단계로 진행하여 메모리에 저장된 데이터 변화량을 계산한다. 상기 데이터 변화량은 420단계에서 기억하여 놓은 메모리량, 즉 첫 번째 재전송 요청시의 메모리량에서 현재의 메모리 량을 차감한 것이다. 이러한 실시간 데이터 재전송 구간중의 메모리 데이터 변화량이 채널변경 기준값을 초과(440단계)하면, 마스터측 메모리 컨트롤러(100)는 설정 채널(Fc)의 지속적인 간섭으로 판단함은 물론 실시간 데이터의 손실을 막기 위해서 도 3에서 테스트하여 놓은 대체 채널로의 변경을 마스 터측 송수신 컨트롤러(140)로 요청(450단계)한다.In contrast, if it is determined that the continuous interference situation, the master-
즉, 마스터측 메모리 컨트롤러(100)는 데이터 재전송 요청이 반복될때 첫 번째 재전송 요청시부터 현재까지의 메모리 데이터 변화량이 채널변경 조건을 만족하는지를 체크하고, 그 조건이 만족되면 더 이상의 재전송을 수행하지 않고 테스트하여 놓은 대체 채널로의 변경을 요청하는 것이다.That is, when the data retransmission request is repeated, the master-
이러한 요청이 있으면, 마스터측 송수신 컨트롤러(140)는 채널변경을 지시하는 AMCx메세지가 제어정보로서 포함된 포워드 패킷을 슬레이브측으로 전송함으로서, 마스터와 슬레이브는 현재의 설정 채널(Fc)을 간섭 없는 대체 채널(F1)로 채널 변경할 수 있게 되는 것이다.When such a request is made, the master transmission /
그리고 마스터측에서는 이전에 반복 재전송한 실시간 데이터를 메모리(110)에서 다시 독출하여 재전송함으로서, 슬레이브측에서는 반복 재전송된 실시간 데이터는 물론 그에 후속하는 일련의 실시간 데이터들을 전송받을 수 있게 되는 것이다.In addition, the master side reads and retransmits the previously retransmitted real-time data in the
따라서 본 발명은 지속적인 채널 간섭에 의해 대체 채널로의 변경이 이루어지더라도 실시간 데이터가 손실되지 않는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, the present invention can obtain the effect that real-time data is not lost even if the change to the alternate channel by the continuous channel interference.
참고적으로 도 6을 참조해 보면, (a)와 (b)는 설정 채널을 Fc에서 대체 채널 F1으로 변경하는 경우를 각각 예시한 것으로 이 모든 것은 설정 채널 Fc에 지속적인 채널 간섭이 존재하기 때문이다. 미설명 부호 D와 E는 슬레이브의 주파수 채널 변경 시점을 나타낸 것이다.For reference, referring to FIG. 6, (a) and (b) illustrate the case of changing the setting channel from Fc to the alternate channel F1, respectively, all of which is because there is continuous channel interference in the setting channel Fc. . Reference numerals D and E indicate the time points of changing the frequency channel of the slave.
상술한 바와 같이 본 발명은 데이터 전송에러 발생시에 마스터측에서 버퍼링되고 있는 메모리 데이터의 변화량을 모니터하면서 전송에러 발생한 데이터의 전송을 반복하되, 만약 버퍼링되고 있는 메모리 데이터의 변화량이 설정된 기준치를 초과하면 간섭 없는 새로운 대체 채널로 변경하여 최초 전송에러 발생한 데이터부터 다시 전송하여 줌으로서, 지속적 채널 간섭에 의한 채널변경이 이루어지더라도 실시간 데이터가 손실되지 않는 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다. As described above, the present invention repeats the transmission of the data generated by the transmission error while monitoring the change amount of the memory data buffered at the master side when the data transmission error occurs, but if the change amount of the buffered memory data exceeds the set reference value, the interference occurs. By changing to a new alternative channel that is not present and retransmitting data from the first transmission error, there is an advantage that the real-time data is not lost even if the channel is changed by continuous channel interference.
한편 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.On the other hand, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.
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