KR100609142B1 - 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한매체접근 제어 장치 - Google Patents

유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한매체접근 제어 장치 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은, 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1394 장치 등과 같은 유선 장치로부터의 유선 데이터를 무선 데이터로 변환하여 무선랜 등과 같은 무선 장치로 전송하고 무선랜 등과 같은 무선 장치로부터의 무선 데이터를 유선 데이터로 변환하여 IEEE 1394 장치 등과 같은 유선 장치로 전송하여 유무선 장치 사이의 인터페이스를 제공하기 위한, 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치에 있어서, 유선 장치로부터 전송받은 유선 데이터를 이용하여 무선 데이터를 생성하거나, 무선 장치로부터 전송받은 무선 데이터를 이용하여 유선 데이터를 생성하기 위한 프레임 생성 수단; 상기 프레임 생성 수단에서 생성한 무선 데이터에 FCS(Frame Check Sequence) 정보를 삽입하여 상기 무선 장치로 실시간으로 전송하기 위한 송신 수단; 무선 장치로부터 수신한 무선 데이터의 유효성을 실시간으로 검사하기 위한 수신 수단; 및 상기 상기 프레임 생성 수단에서 생성한 무선 데이터 에 FCS(Frame check Sequence) 정보를 삽입하여 상기 무선 장치로 실시간으로 전송하거나, 상기 무선 장치로부터 수신한 무선 데이터의 유효성을 실시간으로 검사하도록 상기 송신 수단과 수신 수단을 제어하기 위한 프로토콜 제어 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 IEEE 802.11e 방식의 매체접근 제어 장치 등에 이용됨.
무선 장치, 유선 장치, 인터페이스, IEEE 802.11e, 매체접근 제어

Description

유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치{Media Access Controller for rapid transmitting data between wire device and wireless device}
도 1 은 본 발명에 따른 IEEE 802.11e 방식의 MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임에 대한 일실시예 구조도,
도 2 는 본 발명에 따른 무선 1394용 아이트리플이 802.11e 방식의 매체접근 제어 장치에 대한 일실시예 전체 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 무선 1394용 아이트리플이 802.11e 방식의 매체접근 제어 장치에 대한 일실시예 상세 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
21 : 프로토콜 적응 계층부(PAL) 22 : 제 1 컨트롤 레지스터부
23 : 제 1 송신 저장부 24 : 제 1 수신 저장부
25 : 아이트리플이 802.11e MAC부 26 : 제 2 컨트롤 레지스터부
27 : 제 2 송신 저장부 28 : 제 2 수신 저장부
29 : 물리 계층부
본 발명은 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1394 장치 등과 같은 유선 장치로부터의 유선 데이터를 무선 데이터로 변환하여 무선랜 등과 같은 무선 장치로 전송하고 무선랜 등과 같은 무선 장치로부터의 무선 데이터를 유선 데이터로 변환하여 IEEE 1394 장치 등과 같은 유선 장치로 전송하여 유무선 장치 사이의 인터페이스를 제공하기 위한, 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치에 관한 것이다.
이하의 일예에서는 무선 1394 용 IEEE 802.11e 방식의 매체접근 제어 장치를 예로 들어 설명하기로 한다.
일반적으로 가정 내에서 다중 컴퓨팅, 제어, 감시 및 통신 장비간의 연결 및 통합을 가능하게 해줌으로써 정보의 저장, 관리, 전달이 가능하게 해주는 집합체를 가리켜 홈 네트워크라 한다.
최근 들어 홈 네트워크는 PC(Personal Computer) 보급의 급격한 확산과 인터넷의 대중화로 인해 보다 간단하고, 편리하며, 신뢰성있는 서비스 요구를 충족시키기 위해 그 수요가 증대되고 있다.
홈 네트워크와 관련한 기술은 HomePNA(Home Phone-line Network Alliance), PLC(Power Line Communication), IEEE 1394(Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394), 이더넷(Ethernet)과 같은 유선 기술과 무선 PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth), 무선랜(Wireless Area Network)과 같은 무선 기술이 있다.
무선 기술은 새로운 배선을 설치할 필요가 없고, 사용이 쉽고, 이동이 자유롭다는 장점을 가지고 있어 사용자의 선호도가 높다.
반면, IEEE 1394 기술은 등시성(Isochronous) 전송이 가능한 통신 기술로 대량의 멀티미디어 데이터의 전송에 적합한 유선 기술이다. 그러나, 이러한 기술이 적용된 IEEE 1394 장치는 가까이 위치한 IEEE 1394 장치와의 네트워크 구성은 간편하나, 전송거리의 한계 및 전송선로 포설 등의 문제로 먼 거리의 IEEE 1394 장치와의 네트워크 구성이 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 이를 무선 장치와 연계하여 유선 영역은 IEEE 1394로 접속하고, 무선 영역은 기존의 무선 장치를 이용하여 두 장치를 하나의 시스템으로 구성하는 무선 1394(wireless 1394) 기술이 요구되고 있다.
무선 1394 기술은 대량의 멀티미디어 데이터를 실시간으로 전송할 수 있고, 새로운 배선을 포설하지 않고, 홈 네트워크의 구성이 가능하도록 하는 장점이 있다. 이 때, IEEE 1394 장치와 연동할 무선 장치로는 현재 홈 네트워크에서 각광을 받고 있는 무선랜을 사용할 수 있다.
현재, 전송거리 100M 이내에서 54Mbps 속도로 데이터를 고속 전송할 수 있고, QoS(Quality of Service) 지원이 가능한 무선랜을 IEEE 1394 장치와 연동할 수 있도록 하는 MAC(Media Access Control)에 관한 연구가 진행되고 있으므로, 향후 이를 이용한 고품질, 실시간 데이터 전송 등의 사용자 요구 사항을 충족시킬 수 있을 것으로 예상된다.
이에 따라 5GHz 대역에서 6 ~ 54Mbps의 속도로 전송 가능한 무선랜과 연동하여 실시간으로 고속의 데이터 전송이 가능하도록 하는 무선 1394용 아이트리플이 802.11e 방식의 매체접근 제어 장치가 요구되고 있다.
본 발명은 상기 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1394 장치 등과 같은 유선 장치로부터의 유선 데이터를 무선 데이터로 변환하여 무선랜 등과 같은 무선 장치로 전송하고 무선랜 등과 같은 무선 장치로부터의 무선 데이터를 유선 데이터로 변환하여 IEEE 1394 장치 등과 같은 유선 장치로 전송하여 유무선 장치 사이의 인터페이스를 제공하기 위한, 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치에 있어서, 유선 장치로부터 전송받은 유선 데이터를 이용하여 무선 데이터를 생성하거나, 무선 장치로부터 전송받은 무선 데이터를 이용하여 유선 데이터를 생성하기 위한 프레임 생성 수단; 상기 프레임 생 성 수단에서 생성한 무선 데이터에 FCS(Frame Check Sequence) 정보를 삽입하여 상기 무선 장치로 실시간으로 전송하기 위한 송신 수단; 무선 장치로부터 수신한 무선 데이터의 유효성을 실시간으로 검사하기 위한 수신 수단; 및 상기 상기 프레임 생성 수단에서 생성한 무선 데이터에 FCS(Frame check Sequence) 정보를 삽입하여 상기 무선 장치로 실시간으로 전송하거나, 상기 무선 장치로부터 수신한 무선 데이터의 유효성을 실시간으로 검사하도록 상기 송신 수단과 수신 수단을 제어하기 위한 프로토콜 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명은 IEEE 1394 포트를 구비한 HDTV(High Definition TeleVision), 디지털 캠코더, 홈시어터, 노트북 PC(Personal Computer) 등으로부터의 비동기 데이터 뿐만 아니라, 실시간 등시성 데이터를 6 ~ 54Mbps의 속도로 5GHz 대역의 무선랜 장치를 통해 전송하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 IEEE 802.11e 방식의 MAC 프로토콜 데이터 유닛(MPDU : MAC Protocol Data Unit) 프레임에 대한 일실시예 구조도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 IEEE 802.11e 방식의 MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임은 22 바이트의 MAC 헤더(11), 0 바이트에서 2312 바이트까지의 데이터를 저장하기 위한 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛(MSDU) 프레임(12) 및 FCS(Frame Check Sequence) 정보를 저장하기 위한 4 바이트의 MAC 정보(13)를 포함한다.
이를 좀 더 상세히 살펴보면, 상기 MAC 헤더(11)는 MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임의 타입을 타입(Type) 또는 서브타입(Subtype)의 형태로 표시하기 위한 2 바이트의 프레임제어(Frame control) 필드, 존속기간과 출처를 나타내기 위한 2 바이트의 존속기간/출처(Duration/ID) 필드, 송신주소(Source Address)와 수신주소(Destination Address)를 저장하기 위한 각 6 바이트의 크기를 갖는 4 개의 주소 필드, 순서제어 정보를 저장하기 위한 2 바이트의 순차제어(Sequence control) 필드, QoS 제어 정보를 저장하기 위한 2 바이트의 QoS 제어(Control) 필드를 포함한다.
또한, 상기 IEEE 802.11e MSDU(MAC Service Data Unit) 프레임(12)은 논리적 연결 제어 정보를 저장하기 위한 3 바이트의 LLC(logical link control) 필드, 프로토콜 확인을 위한 SNAP(Sub-Network Access Protocol) 필드, MAC 프로토콜 데이터 유닛 생성 정보, 버스 생성 정보 및 프로토콜 변환 정보 등을 저장하기 위한 8~40 바이트의 PAL(Protocol Adaptation Layer) 헤더, 데이터를 저장하기 위한 데이터(Subaction Data) 필드를 포함한다.
여기서, 도 3 에 도시되어 있는 프레임 생성부(304)는 상기 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임의 데이터 필드에 저장되는 데이터량 또는 채널 상태에 따라 다수의 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임으로 분할할 수 있는데, 이 때 상기 순차제어 필드에 관련 정보를 표시한다.
도 2 는 본 발명에 따른 무선 1394용 아이트리플이 802.11e 방식의 매체접근 제어 장치에 대한 일실시예 전체 구성도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 1394용 아이트리플이 802.11e 방식의 매체접근 제어 장치는, IEEE 1394 장치의 프로토콜 적응 계층부(PAL)(21)로부터 전송받은 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임(12)을 저장하기 위한 제 1 송신 저장부(DPRAM: Dual Port Random Access Memory)(23), IEEE 802.11e MAC부(25)에서 추출한 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임(12)을 저장하기 위한 제 1 수신 저장부(DPRAM: Dual Port Random Access Memory)(24), 상기 제 1 송신 저장부(23)에 저장되어 있는 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임(12)을 이용하여 IEEE 802.11e 방식의 MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임을 생성하여 물리 계층부(PHY)(29)로 전달하고, 무선랜의 물리 계층부(PHY)(29)로부터 전달받은 IEEE 802.11e 방식의 MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임에서 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임(12)을 추출하여 상기 프로토콜 적응 계층부(21)로 전달하기 위한 IEEE 802.11e MAC부(25), 상기 프로토콜 적응 계층부(21)와 IEEE 802.11e MAC부(25) 사이의 데이터(프레임) 송수신 정보를 저장하기 위한 제 1 컨트롤 레지스터부(22), 상기 IEEE 802.11e MAC부(25)에서 생성한 IEEE 802.11e 방식의 MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임을 저장하기 위한 제 2 송신 저장부(FIFO: First In First Out)(27), 물리 계층부(29)로부터 전달받은 IEEE 802.11e 방식의 MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임을 저장하기 위한 제 2 수신 저장부(FIFO: First In First Out)(28), IEEE 802.11e MAC부(25)와 물리 계층부(29) 사이의 데이터(프레임) 송수신 정보를 저장하기 위한 제 2 컨트롤 레지 스터부(26)를 포함한다.
여기서, 상기 송신 DPRAM(23)과 수신 DPRAM(24)은 상기 프로토콜 적응 계층부(PAL)(21)와 상기 IEEE 802.11e MAC부(25) 사이의 데이터 전송을 원할하게 하는 기능을 수행하고, 상기 송신 FIFO(27)와 수신 FIFO(28)는 상기 IEEE 802.11e MAC부(25)와 물리 계층부(29) 사이의 데이터 전송을 원할하게 하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 물리 계층부(29)는 IEEE 802.11a 방식을 이용한다.
도 3 은 본 발명에 따른 무선 1394용 아이트리플이 802.11e 방식의 매체접근 제어 장치에 대한 일실시예 상세 구성도이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 1394용 아이트리플이 802.11e 방식의 매체접근 제어 장치는, 제 1 컨트롤 레지스터부(22), 제 1 송신 저장부(23), 제 1 수신 저장부(24), IEEE 802.11e MAC부(301 내지 322), 제 2 컨트롤 레지스터부(26), 제 2 송신 저장부(27), 제 2 수신 저장부(28)를 포함한다.
여기서, 상기 IEEE 802.11e MAC부(301 내지 322)는 하기의 구성 요소들을 포함한다.
먼저, 제 1 저장부(DPRAM) 제어기(301)는 프로토콜 적응 계층부(21)로부터 전송받은 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임(12)을 저장하도록 제 1 송신 저장부(DPRAM)(23)를 제어하고, MAC 데이터 서비스부(303)로부터 전달받은 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임(12)을 저장하도록 제 1 수신 저장부(DPRAM)(24)를 제어한다.
그리고, 컨트롤 레지스터 관리부(SM MLME: Station Management Max subLayer Management Entity)(302)는 상기 컨트롤 레지스터부(22)에 저장되어 있는 데이터(프레임)의 송수신 정보를 관리한다.
그리고, MAC 데이터 서비스부(303)는 상기 제 1 저장부 제어기(301)로부터 전달받은 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임(12)의 유효성을 검사한다.
그리고, 프레임 생성부(304)는 상기 MAC 데이터 서비스부(303)로부터 전달받은 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임(12) 또는 관리 프레임 생성부(MLME STA : Max subLayer Management Entity STAtion)(307)로부터 전달받은 관리 프레임에 MAC 헤더(11)를 삽입하거나, 제 2 저장부 제어기(305)로부터 전달받은 IEEE 802.11e 방식의 MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임에서 MAC 헤더(12) 및 FCS(Frame Check Sequence) 필드를 제거한다.
또한, 프레임 생성부(304)는 MAC 데이터 서비스부(303)로부터 전달받은 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임의 크기가 임의의 값보다 클 경우에 일정 크기로 분할하여 다수의 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임을 생성하거나, 제 2 저장부 제어기(305)로부터 전달받은 분할된 다수의 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임을 원래의 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임으로 조합한다.
그리고, 제 2 저장부(DPRAM) 제어기(305)는 프레임 생성부(304)에서 MAC 헤더(11)가 삽입된 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임(12)을 내부 송신 저장부(TX Queue(DPRAM))(308)에 저장하거나, 내부 수신 저장부(RX Queue(DPRAM))(309)에 저장되어 있는 프레임을 확인하여 관리 프레임이면 관리 프레임 생성부(307)로 전달하고, 데이터 프레임이면 프레임 생성부(304)로 전달한다.
그리고, MAC 관리 서비스부(306)는 파워 관리 및 매체접근 제어 정보 베이스(MIB: MAC Information Base)를 관리한다.
그리고, 관리 프레임 생성부(307)는 관리 프레임을 수신하여 인증(Authentication)을 수행하거나, 무선랜 채널에 연결(Join), 결합(Association)하고, 무선랜의 프로토콜에 따른 결합(Association), 인증(Authentication), 비이컨(beacon) 송신을 위한 관리 프레임을 생성하여 프레임 생성부(304)로 전달한다.
지금까지 언급한 상기 각 구성요소들은 소프트웨어 로직에서 동작하는 것이 바람직하고, 이하 언급할 각 구성요소들은 하드웨어 로직에서 동작하는 것이 바람직하다.
먼저, 내부 송신 저장부(308)는 프레임 생성부(304)에서 MAC 헤더(11)가 삽입된 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임을 저장한다.
그리고, 내부 수신 저장부(309)는 프레임 유효성 검사부(320)에서 유효성 검사를 한 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임을 저장한다.
그리고, 송수신 레지스터부(Data/Control Register TX/RX)(310)는 내부 송신 저장부(308) 및 내부 수신 저장부(309)의 송수신 정보를 저장한다.
그리고, 제 3 컨트롤 레지스터부(311)는 송수신 레지스터부(310)에 저장되어 있는 송수신 정보를 관리하며, 하기의 각 구성요소로 해당 정보를 전달한다.
그리고, 제 3 저장부(DPRAM) 제어기(312)는 내부 송신 저장부(308)에 저장되어 있는 MAC 헤더(11)가 삽입된 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임을 송신 프로토콜 제어부(313)로 전송한다.
그러면, 송신 프로토콜 제어부(TX Coordination)(313)는 채널상태 관리부(319)로부터 수신 프로토콜 제어부(314)를 통하여 전달받은 정보 및 백오프 검출부(316)로부터 전달받은 정보를 이용하여 송신 데이터 전송부(317)의 프레임 송신 시기 및 송신 여부를 결정한다. 여기서, 송신 프레임에 따라 RTS(Request To Send) 프레임을 생성하여 데이터 프레임을 전송하기 전에 먼저 전송한 후, 수신 프로토콜 제어부(RX Coordination)(314)에서 RTS 프레임의 응답 프레임인 CTS(Clear To Send)를 수신함에 따라 송신 데이터 전송부(317)로 송신 프레임의 전송을 지시한다. 이 때, 송신 프레임의 전송 완료는 수신 프로토콜 제어부(314)에서 응답 프레임을 수신하였음을 확인함에 따라 가능하며, 송신 완료를 송수신 레지스터부(310)를 통해 관리 프레임 생성부(307)에 알린다.
또한, 송신 프로토콜 제어부(313)는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식을 사용하는 IEEE 802.11e의 DCF(Distributed Coordination Function), HCF(Hybrid Coordination Function) 경쟁기반(Contention Access), HCF(Hybrid Coordination Function) 제어기반(Controlled Access) 기능을 이용하여 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임이 무선랜에 전송되도록 하는 RTS 프레임, CTS 프레임, 응답(ACK) 프레임, ATIM(Announcement Traffic Indication Message) 프레임 등의 제어 프레임을 생성한다.
그리고, 수신 프로토콜 제어부(314)는 채널상태 관리부(319)로부터 전달받은 NAV(Network Allocation Vector) 정보를 관리하며, 수신 프로토콜을 관리/제어한다.
그리고, 랜덤 발생기(315)는 백오프 검출부(316)에서 백오프 타임을 산출하는데 이용되는 0부터
Figure 112004020609915-pat00001
사이의 임의의 수를 생성한다.
그리고, 백오프 검출부(316)는 랜덤 발생기(315)에서 생성한 임의의 수와 슬롯타임 값과의 곱을 통해 백오프 타임을 산출하여 무선 채널상의 송신 채널 사용 여부를 검출한다. 이렇게 산출한 백오프 타임은 송신 프로토콜 제어부(313)로 전달되어 송신 프로토콜 제어부(313)가 프레임 전송을 결정하는데 이용된다.
상기 송신 데이터 전송부(317)는 송신 프로토콜 제어부(313)로부터의 송신 지시에 따라 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임 형식의 데이터를 바이트 단위로 송신한다. 이 때, 프레임이 비이컨(Beacon)이나 검증요구(Prove Request)와 같은 타임 스탬프(Time Stamp)를 필요로 하는 프레임일 경우에 타임 스탬프를 삽입한다. 또한, 프레임 헤더부터 프레임 바디까지에 대한 에러를 검출하는데 이용되는 32비트의 FCS(Frame Check Sequence) 필드를 추가한다.
그리고, 송신 인터페이스 제어부(321)는 송신 데이터 전송부(317)로부터 전달받은 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임 형식의 데이터를 제 2 송신 저장부(27)에 저장하며, 물리 계층부(29)와 IEEE 802.11e MAC부(25) 사이의 데이터 송신을 위한 인터페이스 신호를 생성, 관리, 제어하는 기능을 수행한다.
그리고, 수신 인터페이스 제어부(322)는 물리 계층부(29)와 IEEE 802.11e MAC부(25) 사이의 데이터 수신을 위한 인터페이스 신호를 생성, 관리, 제어하는 기능을 수행하며, 제 2 수신 저장부(28)에 저장되어 있는 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임 형식의 데이터를 프레임 유효성 검사부(320)로 전달한다.
그러면, 프레임 유효성 검사부(320)는 수신 인터페이스 제어부(322)로부터 전달받은 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임 형식의 데이터의 수신 주소값 확인 및 중복프레임 검출 등의 유효성을 검사한 후 수신 필터부(318)로 전달한다.
또한, 프레임 유효성 검사부(320)는 NAV값 추출, 비이컨(Beacon) 프레임 수신에 따른 타임 스탬프(Time Stamp) 추출, 응답(ACK) 프레임 수신에 따른 수신 프로토콜 제어부(314)로의 알림 기능을 수행한다.
그리고, 수신 필터부(318)는 프레임 유효성 검사부(320)로부터 전달받은 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임의 에러 발생 확인, CRC(Cyclic Redundancy Checking) 확인, 프로토콜 버전 확인, 수신 바이트 수의 일치 검사 등의 에러 발생 여부를 검출한다.
그리고, 채널상태 관리부(319)는 물리 계층부(29)로부터 전달받은 CCA(Clear Channel Assessment)와 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임의 MAC 헤더(11)의 기간(Duration) 필드에 기록된 채널 예약시간을 이용하여 NAV값을 산출한다. 또한, 이렇게 산출한 NAV값을 이용하여 채널 상태를 관리하며, 채널 상태에 따른 시간 기준 신호를 생성하여 수신 프로토콜 제어부(314)를 통해 송신 프로토콜 제어부(313)로 전달한다.
한편, 본 발명에 따른 무선 1394용 아이트리플이 802.11e 방식의 매체접근 제어 장치의 동작에 대해 살펴보면 하기와 같다.
먼저, IEEE 1394 장치의 프로토콜 적응 계층부(21)에서 물리 계층부(29)로의 프레임 전송 과정에 대해 살펴보면, IEEE 1394 장치의 프로토콜 적응 계층부(21)로부터 제 1 송신 저장부(23)와 제 1 컨트롤 레지스터부(22)를 통해 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임을 전송받으면, 제 1 저장부 제어기(301)는 제 1 송신 저장부(23)에 저장되어 있는 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임 데이터를 MAC 데이터 서비스부(303)로 전달한다.
그러면, MAC 데이터 서비스부(303)는 전달받은 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임의 유효성을 검사한 후, 프레임 생성부(304)로 전달한다.
그러면, 프레임 생성부(304)는 MAC 헤더(11)를 조립하여 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임 형식의 데이터를 생성한다. 이 때, IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임의 길이에 따라 하나 이상의 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임으로 나누어 다수의 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임을 생성할 수도 있다.
그러면, 제 2 저장부 제어기(305)는 프레임 생성부(304)에서 생성한 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임이 하드웨어 로직에서 사용 가능하도록 내부 송신 저장부(308)에 저장한다.
이후, 제 3 저장부 제어기(312)는 내부 송신 저장부(308)에 저장되어 있는 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임을 송신 프로토콜 제어부(313)로 전달한다. 이 때, 하드웨어 로직의 제어와 정보교환을 위해 사용되는 송수신 레지스터부(310)의 레지스터 값은 하드웨어 로직 내의 제 3 컨트롤 레지스터부(311)에 의해 제어되어 송신 프로토콜 제어부(313) 및 각 하드웨어 로직내의 사용처로 전달된다.
이후, 송신 프로토콜 제어부(313)는 채널상태 관리부(319)로부터 수신 프로토콜 제어부(314)를 통하여 전달받은 정보 및 백오프 검출부(316)로부터 전달받은 정보를 이용하여 송신 시기 및 송신 여부를 결정하여 송신 데이터 전송부(317)로 전송한다. 또한, 송신 프로토콜 제어부(313)는 송신 프레임에 따라 RTS 절차를 수행한다. 이 때, RTS 프레임을 생성하여 전송한 후, 수신 프로토콜 제어부(314)로부터 RTS 프레임의 응답 프레임인 CTS 프레임의 수신 여부에 따라 송신 프레임의 전송 여부를 지시한다. 이 때, 송신 프레임의 전송의 완료는 수신 프로토콜 제어부(314)가 응답 프레임을 수신하였음을 확인함으로써 가능하다. 또한, 송신 완료 여부를 송수신 레지스터부(310)를 통해 관리 프레임 생성부(307)에 알린다.
한편, 송신 프로토콜 제어부(313)로 백오프 검출 결과를 알리는 기능을 수행하는 백오프 검출부(316)는 랜덤 발생기(315)에서 생성한 0부터 CW 사이의 값 중 임의 수를 이용하여 백오프 시간을 산출하고, 상기 산출한 백오프 시간이 경과한 후 채널이 점유되어 있지 않을 경우에 송신 가능을 알린다.
그러면, 송신 프로토콜 제어부(313)는 백오프 검출부(316)로부터의 송신 정보에 따라 송신 여부를 결정한다.
그러면, 송신 데이터 전송부(317)는 송신 프로토콜 제어부(313)의 송신 결정에 따라 송신 프로토콜 제어부(313)로부터 전달받은 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 서비스 데이터 유닛 프레임을 바이트 단위로 송신 인터페이스 제어부(321)로 전달한다. 이 때, MAC 헤더(11)부터 프레임 바디(12)까지의 에러를 검출하는데 이용하는 FCS(Frame Check Sequence) 필드를 추가하여 전송한다. 이 때, 전송하는 프레임이 비이컨(Beacon)이나 인증요구(Prove Request)와 같은 타임 스탬프(Time Stamp)를 필요로 하는 프레임인지 확인한 후, 필요로 하는 프레임이면 타임 스탬프를 삽입한다.
이후, 송신 데이터 전송부(317)로부터 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임 데이터를 전달받은 송신 인터페이스 제어부(321)는, 이를 제 2 송신 저장부(27)에 바이트 단위로 저장한다. 또한, 물리 계층부(29)와 IEEE802.11e 방식의 매체접근제어 장치간의 송신을 위한 인터페이스 신호를 생성, 관리, 제어한다.
한편, 물리 계층부(21)에서 IEEE 1394 장치의 프로토콜 적응 계층부(21)로의 데이터 전송 과정에 대해 살펴보면, 수신 인터페이스 제어부(322)는 제 2 수신 저장부(28)에 저장되어 있는 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임을 프레임 유효성 검사부(320)로 전달한다.
그러면, 프레임 유효성 검사부(320)는 전달받은 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임의 수신 주소값 확인, 중복 프레임 검출 등의 유효성을 검사한 후, 수신 필터부(318)로 전송한다. 이 때, 프레임 유효성 검사부(320)는 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임의 NAV값 추출, 비이컨(Beacon) 프레임 수신 시 타임 스탬프(Time Stamp) 추출 및 전달, 응답(ACK) 프레임 송신 여부 판별 후 수신 프로토콜 제어부(314)에 통보하는 기능을 수행한다.
그러면, 수신 필터부(318)는 전달받은 프레임 데이터의 에러 수신 확인, CRC 확인, 프로토콜 버전 확인, 수신 바이트 수의 검사 등을 수행한 후, 수신 프로토콜 제어부(314)로 전달한다.
그러면, 수신 프로토콜 제어부(314)는 전달받은 프레임 데이터에서 필요 정보를 확인, 추출한 후 제 3 저장부 제어기(312)로 전달한다.
이후, 수신 프로토콜 제어부(314)는 전달받은 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임을 제 3 저장부 제어기(312)로 전달한다. 이 때, 응답 프레임의 전송이 필요할 경우 송신 프로토콜 제어부(313)에 응답 프레임을 송출한다.
그러면, 제 3 저장부 제어기(312)는 전달받은 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임을 MAC 소프트웨어 로직에서 확인할 수 있도록 내부 수신 저장부(309)에 저장하며, 소프트웨어 로직 내의 제 2 저장부 제어기(305)는 내부 수신 저장부(309)에 저장된 프레임을 읽어내어 프레임 생성부(304)로 전달한다.
이후, 프레임 생성부(304)는 수신된 프레임에서 MAC 헤더(11) 및 FCS 필드를 제거하고, 프레임 타입에 따라 관리 프레임의 경우에는 관리 프레임 생성부(307)로 전달하며, 데이터 프레임의 경우에는 MAC 데이터 서비스부(303)로 전달한다.
이 때, 전달받은 IEEE 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임이 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임을 하나 이상으로 분할한 프레임인지 여부를 판단하여 분할된 프레임인 경우 하나의 IEEE802.11e MSDU 프레임으로 조립한 후 에 프로토콜 적응 계층부(21)에 이를 알린다.
이후, MAC 데이터 서비스부(303)는 전달받은 데이터 프레임의 유효성을 검사한 후 제 1 저장부 제어기(301)로 전달한다.
그러면, 제 1 저장부 제어기(301)는 전달받은 데이터 프레임을 제 1 수신 저장부(24)에 저장한다.
한편, 관리 프레임 생성부(307)는 관리 프레임을 수신하여 인증(Authentication)을 수행하거나, 무선랜 채널에 연결(Join), 결합(Association)하고, 무선랜의 프로토콜에 따른 결합(Association), 인증(Authentication), 비이컨(beacon) 송신을 위한 관리 프레임을 생성하여 프레임 생성부(304)로 전달한다. 이 때, MAC 관리 서비스부(306)는 MIB(MAC Information Base)를 관리하는 기능을 수행하며, IEEE 802.11e 매체접근제어 장치의 파워 관리 및 물리 계층부(29)의 파워 관리의 기능을 수행한다.
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.
상기와 같은 본 발명은, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1394 장치 등과 같은 유선 장치로부터의 유선 데이터를 무선 데이터로 변환하여 무선랜 등과 같은 무선 장치로 전송하고 무선랜 등과 같은 무선 장치로부터의 무선 데이터를 유선 데이터로 변환하여 IEEE 1394 장치 등과 같은 유선 장치로 전송하여 유무선 장치 사이의 인터페이스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 IEEE 1394 포트를 구비한 HDTV(High Definition TeleVision), 디지털 캠코더, 홈시어터, 노트북 PC(Personal Computer) 등으로부터의 비동기 데이터 뿐만 아니라, 실시간 등시성 데이터를 6 ~ 54Mbps의 속도로 5GHz 대역의 무선랜 장치를 통해 외부로 전송할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치에 있어서,
    유선 장치로부터 전송받은 유선 데이터를 이용하여 무선 데이터를 생성하거나, 무선 장치로부터 전송받은 무선 데이터를 이용하여 유선 데이터를 생성하기 위한 프레임 생성 수단;
    상기 프레임 생성 수단에서 생성한 무선 데이터에 FCS(Frame Check Sequence) 정보를 삽입하여 상기 무선 장치로 실시간으로 전송하기 위한 송신 수단;
    무선 장치로부터 수신한 무선 데이터의 유효성을 실시간으로 검사하기 위한 수신 수단; 및
    상기 상기 프레임 생성 수단에서 생성한 무선 데이터에 FCS(Frame check Sequence) 정보를 삽입하여 상기 무선 장치로 실시간으로 전송하거나, 상기 무선 장치로부터 수신한 무선 데이터의 유효성을 실시간으로 검사하도록 상기 송신 수단과 수신 수단을 제어하기 위한 프로토콜 제어 수단
    을 포함하는 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유선 데이터는,
    아이트리플이 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임인 것을 특징으로 하고,
    상기 무선 데이터는,
    아이트리플이 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임인 것을 특징으로 하는 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임 생성 수단은,
    상기 유선 장치로부터 전송받은 또는 상기 유선 장치로 전송할 아이트리플이 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임의 저장을 제어하기 위한 제 1 저장부 제어 수단;
    유선 데이터(프레임)의 송수신 정보를 관리하기 위한 컨트롤 레지스터 관리 수단;
    상기 유선 장치로부터 전송받은 아이트리플이 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임의 유효성을 검사하기 위한 MAC 데이터 서비스 수단;
    상기 MAC 데이터 서비스 수단에서 유효성 검사를 한 아이트리플이 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임 또는 관리 프레임 생성 수단으로부터 전달받은 관 리 프레임에 MAC 헤더를 삽입하거나, 상기 프로토콜 제어 수단으로부터 전달받은 아이트리플이 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임에서 MAC 헤더 및 FCS(Frame Check Sequence) 필드를 제거하기 위한 데이터 프레임 생성 수단;
    파워 관리 및 매체접근 제어 정보 베이스(MIB: MAC Information Base)를 관리하기 위한 MAC 관리 서비스 수단; 및
    관리 프레임을 수신하여 인증(Authentication)을 수행하거나, 무선랜 채널에 연결(Join), 결합(Association)하고, 무선랜의 프로토콜에 따른 결합(Association), 인증(Authentication), 비이컨(beacon) 송신을 위한 관리 프레임을 생성하여 상기 데이터 프레임 생성 수단으로 전달하기 위한 상기 관리 프레임 생성 수단
    을 포함하는 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서
    상기 프레임 생성 수단은,
    상기 MAC 데이터 서비스 수단으로부터 전달받은 아이트리플이 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임의 크기가 임의의 값보다 클 경우에 일정 크기로 분할하여 다수의 아이트리플이 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임을 생성하거나, 상기 프로토콜 제어 수단으로부터 전달받은 분할된 다수의 아이트리플이 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임을 원래의 아이트리플이 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임으로 조합하는 것을 특징으로 하는 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 프로토콜 제어 수단은,
    상기 프레임 생성 수단에서 MAC 헤더가 삽입된 아이트리플이 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임을 저장하기 위한 내부 송신 저장 수단;
    상기 수신 수단에서 유효성 검사를 한 아이트리플이 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임을 저장하기 위한 내부 수신 저장 수단;
    상기 내부 송신 저장 수단 및 상기 내부 수신 저장 수단의 송수신 정보를 저장하기 위한 송수신 정보 저장 수단;
    상기 송수신 정보 저장 수단에 저장되어 있는 송수신 정보를 관리하기 위한 송수신 정보 저장부 관리 수단;
    상기 프레임 생성 수단에서 MAC 헤더가 삽입된 IEEE 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임을 상기 내부 송신 저장 수단에 저장하거나, 상기 내부 수신 저장 수단에 저장되어 있는 프레임을 확인하여 관리 프레임이면 상기 관리 프레임 생성 수단으로 전달하고, 데이터 프레임이면 상기 데이터 프레임 생성 수단으로 전달하기 위한 제 2 저장부 제어 수단;
    상기 내부 송신 저장 수단에 저장되어 있는 MAC 헤더가 삽입된 아이트리플이 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임을 송신 프로토콜 제어 수단으로 전송하기 위한 제 3 저장부 제어 수단;
    상기 송신 수단 및 상기 수신 수단으로부터 전달받은 정보를 이용하여 상기 송신 수단의 프레임 송신 시기 및 송신 여부를 결정하기 위한 상기 송신 프로토콜 제어 수단; 및
    상기 수신 수단으로부터 전달받은 채널상태 관리정보(NAV : Network Allocation Vector)와 수신 프로토콜을 제어하기 위한 수신 프로토콜 제어 수단
    을 포함하는 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 송신 프로토콜 제어 수단은,
    CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식을 사용하는 아이트리플이 802.11e의 DCF(Distributed Coordination Function), HCF(Hybrid Coordination Function) 경쟁기반(Contention Access), HCF(Hybrid Coordination Function) 제어기반(Controlled Access) 기능을 이용하여 아이트리플이 802.11e MAC 서비스 데이터 유닛 프레임이 무선 장치에 전송되도록 하는 RTS 프레임, CTS 프레임, 응답(ACK) 프레임, ATIM(Announcement Traffic Indication Message) 프레임과 같은 제어 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 송신 수단은,
    백오프 검출 수단에서 백오프 타임을 산출하는데 이용되는 임의의 수를 생성하기 위한 랜덤 발생 수단;
    상기 랜덤 발생 수단에서 생성한 임의의 수와 슬롯타임 값과의 곱을 통해 백오프 타임을 산출하여 무선 채널상의 송신 채널 사용 여부를 검출하기 위한 상기 백오프 검출 수단;
    상기 송신 프로토콜 제어 수단으로부터의 송신 지시에 따라 MAC 헤더가 삽입된 아이트리플이 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임에 에러를 검출하는데 이용되는 32비트의 FCS(Frame Check Sequence) 필드를 추가한 후 바이트 단위로 송신하기 위한 송신 데이터 전송 수단; 및
    상기 송신 데이터 전송 수단으로부터 전달받은 아이트리플이 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임을 관리하며, 상기 무선 장치와의 데이터 송신을 위한 인터페이스 신호를 생성, 관리, 제어하기 위한 송신 인터페이스 제어 수단
    을 포함하는 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 수신 수단은,
    상기 무선 장치와의 데이터 수신을 위한 인터페이스 신호를 생성, 관리, 제어하며, 상기 무선 장치로부터의 아이트리플이 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임 형식의 데이터를 프레임 유효성 검사 수단으로 전달하기 위한 수신 인터페이스 제어 수단;
    상기 수신 인터페이스 제어 수단으로부터 전달받은 아이트리플이 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임의 수신 주소값 확인 및 중복 프레임 검출과 같은 유효성 검사를 한 후 수신 필터링 수단으로 전달하기 위한 상기 프레임 유효성 검사 수단;
    상기 프레임 유효성 검사 수단으로부터 전달받은 아이트리플이 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임의 에러 발생 확인, CRC(Cyclic Redundancy Checking) 확인, 프로토콜 버전 확인, 수신 바이트 수의 일치 검사 등의 에러 발생 여부를 검출하기 위한 상기 수신 필터링 수단;
    상기 무선 장치로부터 수신한 CCA(Clear Channel Assessment)와 아이트리플이 802.11e MAC 프로토콜 데이터 유닛 프레임의 MAC 헤더의 기간(Duration) 필드에 기록된 채널 예약시간을 이용하여 채널상태 관리정보(NAV값)을 산출하고, 산출한 채널상태 관리정보로 채널상태를 관리하며, 채널상태에 따른 시간 기준 신호를 생성하여 상기 송신 프로토콜 제어 수단으로 전달하기 위한 채널상태 관리 수단
    을 포함하는 유무선 장치간의 고속 실시간 데이터 전송을 위한 매체접근 제어 장치.
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