KR100627793B1 - Wireless lan apparatus using tdma/tdd mac protocol and method and system for constructing mac by software upgrade - Google Patents
Wireless lan apparatus using tdma/tdd mac protocol and method and system for constructing mac by software upgrade Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 TDMA/TDD 방식의 MAC 프로토콜을 활용한 무선랜 브리지 장치 및 소프트웨어 업그레이드 방식으로 MAC을 구현하기 위한 방법과 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a WLAN bridge device utilizing a TDMA / TDD MAC protocol and a method and system for implementing MAC using a software upgrade.
본 발명은 IP 코어망과 연결된 제 1 무선랜 브리지(이하, '마스터'라고 함), 기지국과 연결된 다수의 제 2 무선랜 브리지(이하, '슬레이브'라고 함)를 이용한 무선 중계 링크를 구성함에 있어서, 상기 마스터 및 상기 슬레이브는, RF 신호를 송수신하고, 무선랜 물리 계층 표준에 따라 RF 신호를 인코딩(Encoding) 또는 디코딩(Decoding)하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 모뎀/RF(Radio Frequency) 모듈; 상기 OFDM 모뎀/RF 모듈에서 디코딩된 물리 계층의 정보를 처리하여 TDMA(Time Division Multiple Access) / TDD(Time Division Duplex) 방식의 MAC(Medium Access Control) 프레임을 구성한 후 상위 계층으로 전송하거나 상기 상위 계층으로부터 수신된 상기 TDMA/TDD 방식의 MAC 프레임을 상기 물리 계층의 정보로 만들어 상기 OFDM 모뎀/RF 모듈로 전송하는 기능을 수행하는 TDMA MAC 모듈; 및 상기 IP 코어망과 상기 마스터 간 또는 상기 기지국과 상기 슬레이브 간 송수신되는 데이터를 처리하고 핑(Ping) 요청에 대한 응답과 SNMP(Simple Network Management Protocol) 메시지를 처리하는 기능을 수행하는 네트워크 인터페이스 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 TDMA/TDD 방식의 MAC 프로토콜을 활용한 무선랜 브리지 장치를 제공한다.The present invention is to configure a wireless relay link using a first wireless LAN bridge (hereinafter referred to as a "master") connected to an IP core network, a plurality of second wireless LAN bridge (hereinafter referred to as "slave") connected to a base station In one embodiment, the master and the slave transmit and receive an RF signal, and perform an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modem / radio frequency (RF) module for encoding or decoding an RF signal according to a WLAN physical layer standard. ; Process the information of the physical layer decoded by the OFDM modem / RF module to form a medium access control (MAC) frame of a time division multiple access (TDMA) / time division duplex (TDD) scheme, and then transmit to a higher layer or the upper layer A TDMA MAC module configured to convert the TDMA / TDD MAC frame received from the physical layer into information of the physical layer and transmit the information to the OFDM modem / RF module; And a network interface module configured to process data transmitted and received between the IP core network and the master or between the base station and the slave, and to process a response to a ping request and a Simple Network Management Protocol (SNMP) message. Provided is a WLAN bridge device utilizing a MAC protocol of the TDMA / TDD scheme.
본 발명에 의하면, 기존의 무선랜 브리지 기술보다 높은 데이터 전송률과 안정성을 제공할 수 있으며, 대용량 트래픽도 원활히 전송할 수 있는 효과가 있다. 또한 공중용 무선랜이나 휴대 인터넷(Wibro)을 포함한 무선 인터넷 사용자에 대한 서비스 품질 향상과 서비스 사업자의 네트워크 구축 비용을 절감시키는 데 기여할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a higher data rate and stability than the conventional WLAN bridge technology, and there is an effect of smoothly transmitting a large amount of traffic. In addition, it can contribute to improving service quality for wireless Internet users, including public wireless LAN or Wibro, and reducing service provider's network construction cost.
무선랜, 브리지, TDMA, TDD, MAC, 프로토콜, FPGA, VHDL WLAN, Bridge, TDMA, TDD, MAC, Protocol, FPGA, VHDL
Description
도 1은 IEEE 802.11 계열의 무선랜이 사용하는 MAC 프로토콜의 프레임의 구조를 나타내는 도면,1 is a view showing the structure of a frame of the MAC protocol used by the IEEE 802.11 WLAN,
도 2는 MAC 프로토콜에 따른 어드레스 필드의 값을 나타내는 도면,2 is a diagram illustrating a value of an address field according to a MAC protocol;
도 3은 종래의 무선랜 MAC에서 사용하는 CSMA/CA 프로토콜에 의한 매체 접근 방법을 나타내는 도면,3 is a diagram illustrating a medium access method using a CSMA / CA protocol used in a conventional WLAN MAC;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 중계 링크의 시스템 구성도,4 is a system configuration diagram of a wireless relay link according to a preferred embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선랜 브리지 장치의 구성도,5 is a configuration diagram of a wireless LAN bridge device according to an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 TDMA MAC 모듈에서 구현되는 TDMA/TDD 방식의 MAC프로토콜의 프레임 구조를 나타내는 도면,6 is a diagram illustrating a frame structure of a MAC protocol of a TDMA / TDD scheme implemented in a TDMA MAC module according to an embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소프트웨어 업그레이드(Software Upgrade) 방식으로 TDMA/TDD MAC 프로토콜을 구현하기 위한 시스템 구성도,7 is a system configuration diagram for implementing a TDMA / TDD MAC protocol in a software upgrade method according to an embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 FPGA 서버의 구성도,8 is a configuration diagram of an FPGA server according to a preferred embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소프트웨어 업그레이드 방식으로 MAC을 구현하기 위한 방법을 나타내는 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a method for implementing a MAC by a software upgrade method according to a preferred embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
400: IP 코어망 410: 마스터400: IP core network 410: master
420: 슬레이브 500: 네트워크 인터페이스 모듈420: slave 500: network interface module
510: TDMA MAC 모듈 520: OFDM 모뎀/RF 모듈510: TDMA MAC module 520: OFDM modem / RF module
700: FPGA 서버 710: 호스트 서버700: FPGA server 710: host server
712: 호스트 CPU 714: 호스트 CPU 메모리712: host CPU 714: host CPU memory
800: FPGA 802: 소프트웨어 CPU800: FPGA 802: software CPU
804: 소프트웨어 시스템 메모리 810: 이더넷 포트804: software system memory 810: Ethernet port
820: 플래시 메모리 820: flash memory
본 발명은 TDMA(Time Division Multiple Access) / TDD(Time Division Duplex) 방식의 MAC(Medium Access Control)을 활용한 무선랜 브리지 장치 및 소프트웨어 업그레이드(Software Upgrade) 방식의 MAC 구현 방법과 MAC 구현 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 고속 데이터 통신에서 필요한 특정 지점간 연결에 대해 무선랜 기술을 적용하여 무선 중계 링크를 구성함에 있어서, 기존의 무선랜 액세스 포인트 기술을 활용하는 브리지 기술보다 우수한 전송 성능을 보장하기 위해 무선랜 모뎀에 TDMA/TDD 방식의 MAC 기술을 적용한 무선랜 브리지 장치 및 소프 트웨어 CPU와 해당 CPU상에서 동작하는 프로그램을 구현하는 방식을 통해 무선랜 브리지의 동작에 필요한 MAC을 구현하는 방법과 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless LAN bridge device and a software upgrade (MAC) implementation method using a time division multiple access (TDMA) / time division duplex (MAD) method and a MAC implementation system. will be. More specifically, in order to configure a wireless relay link by applying WLAN technology to a specific point-to-point connection required for high-speed data communication, to guarantee transmission performance superior to that of a bridge technology utilizing the existing WLAN access point technology. A method for implementing a MAC for operating a WLAN bridge and a system by implementing a WLAN bridge device, a software CPU, and a program running on the CPU using the TDMA / TDD MAC technology in the WLAN modem. It is about.
초고속 유무선 인터넷 기술 발전과 서비스의 확산으로 인해 다양한 형태의 무선 인터넷 서비스 요구가 증가하고 있다. 이에 따라 통신 서비스 제공자들은 보다 저렴하고 대용량 데이터 전송이 가능한 무선 통신 시스템에 대한 개발과 구축을 추진하고 있다. 대표적인 예가 동기방식 이동전화 시스템에서의 Ev-Do 시스템과 비동기방식 이동전화 시스템에서의 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 기술이다. 더불어, 휴대 인터넷이나 공중용 무선랜과 같은 IP 기반 전송 기술들이 개발되어 상용화가 이루어지고 있다. 이러한 기술들은 대부분 무선의 편리성을 추구하기 위해 사용자와의 종단 연결을 무선 기술로 사용하게 된다. 따라서, 기지국이나 액세스 포인트(AP: Access Point)와 같은 사용자 단말과의 무선 인터페이스를 지원하는 네트워크 접속 장비가 요구된다. Due to the development of high-speed wired and wireless Internet technology and the proliferation of services, demands for various types of wireless Internet services are increasing. Accordingly, communication service providers are pursuing the development and construction of a wireless communication system that can be cheaper and transmit a large amount of data. Representative examples are Ev-Do system in synchronous mobile phone system and HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) technology in asynchronous mobile phone system. In addition, IP-based transmission technologies such as portable Internet and public wireless LAN have been developed and commercialized. Most of these technologies use end-to-end connection as a wireless technology for the convenience of wireless. Accordingly, there is a need for network connection equipment that supports a radio interface with a user terminal such as a base station or an access point (AP).
기지국이나 액세스 포인트와 같은 장비들은 이동전화의 코어망 또는 IP 코어망과 같은 유선 통신망으로의 접속이 필요하며, 서비스의 커버리지 확보를 위해서 분산하여 구축되어야 한다. 따라서, 무선 인터넷 서비스 제공을 위해서는 분산되어 설치된 기지국이나 액세스 포인트와 유선 통신망을 연결하는 중계 링크의 설치가 필요하다. 이동전화 시스템에서는 대부분 전용회선을 설치하여 신뢰성과 안정성이 보장되는 서비스를 제공하고 있으나 높은 설치비 및 운용, 유지, 보수 등의 비용이 문제점으로 대두되고 있다. 이를 대체하기 위한 기술로 상대적으로 데이터 전송에 대한 신뢰도나 안정성은 떨어지지만 구축 및 운용 비용이 저렴한 무선 브리지 기술 이 대두되었다. 실제로, 음성 통화를 제외한 대부분의 서비스들은 전용회선에서의 데이터 전송 신뢰도 및 안정성보다 낮은 수준의 전송 신뢰도 및 안정성을 요구하므로, 중계 링크로 저가의 무선랜을 활용한 브리지 기술의 상용화가 이루어지고 있다. Equipments such as base stations and access points require access to wired communication networks, such as mobile phone core networks or IP core networks, and must be distributed and deployed to secure service coverage. Therefore, in order to provide a wireless Internet service, it is necessary to install a relay link connecting a wired communication network with a base station or access point that is distributed and installed. Most mobile phone systems provide services that guarantee reliability and stability by installing dedicated lines, but high installation costs and operating, maintenance, and maintenance costs are emerging as problems. As a technology to replace this, wireless bridge technology, which has relatively low reliability and stability in data transmission but has low construction and operation cost, has emerged. In fact, most services except voice calls require a lower level of transmission reliability and stability than data transmission reliability and stability on leased lines, and thus, commercialization of bridge technology using low-cost wireless LANs has been achieved as relay links.
도 1은 IEEE 802.11 계열의 무선랜이 사용하는 MAC 프로토콜의 프레임 구조를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a frame structure of a MAC protocol used by an IEEE 802.11 WLAN.
도 1을 참조하면, 통상적인 MAC 프로토콜은 해당 프레임에 대한 형식(Type)이나 분할 정도(Fragmentation) 정보를 포함하는 프레임 제어(Frame Control) 필드, 절전 모드일 경우 결합 식별자(AID: Association Identity) 정보를 포함하고 그 외의 경우에는 각각의 프레임 종류에 따라 다른 Duration 값을 가지는 Duration/ID 필드, 4개의 어드레스 필드, 순차 제어(Sequence Control) 필드, 프레임 몸체(Frame Body) 필드 및 CRC(Cyclic Redundancy Check) 필드를 포함한다.Referring to FIG. 1, a typical MAC protocol includes a frame control field including type or fragmentation information for a corresponding frame, and association identifier (AID) information in the power saving mode. In other cases, the Duration / ID field, the four address fields, the sequence control field, the frame body field, and the cyclic redundancy check (CRC) have different duration values according to each frame type. Contains a field.
여기서 4개의 어드레스 필드는 기본 서비스 셋 식별자(BSSID: Basic Service Set Identifier), 목적지 주소(DA: Destination Address), 소스 주소(SA: Source Address), 수신기 주소(RA: Receiver Address) 및 프레임 제어 필드 내의 ToDS 및 FromDS와 결합하여 도 2와 같은 값을 가진다.The four address fields are shown in the Basic Service Set Identifier (BSSID), Destination Address (DA), Source Address (SA), Receiver Address (RA), and Frame Control fields. In combination with ToDS and FromDS, it has a value as shown in FIG. 2.
도 2는 MAC 프로토콜에 따른 어드레스 필드의 값을 나타낸 도면으로, 도 2와 같은 구조를 가지는 이유는 애드혹(Ad-hoc) 모드 및 절전 모드를 지원하고 반송파 감지 다중 접근/충돌 예방(CSMA/CA: Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)을 지원하기 위함이다.FIG. 2 is a diagram illustrating the value of an address field according to the MAC protocol, and the reason for having the structure as shown in FIG. This is to support Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance.
이러한 종래의 MAC 프로토콜의 구조는 고정된 기지국과 이동성이 있는 이동 통신 단말기 사이의 데이터 통신에서 신뢰성을 향상시키지만, 애드혹 모드나 절전 모드가 불필요한 고정형 기지국과 기지국 사이의 데이터 통신에서는 MAC 프로토콜 내의 4개의 어드레스 필드나 Duration/ID 같은 필드는 부하로만 작용하게 된다. 따라서 효율적인 TDMA 방식을 사용하는 고정형 기지국의 데이터 통신에는 종래의 MAC 프로토콜 구조는 부적당하게 된다.Although the structure of the conventional MAC protocol improves reliability in data communication between a fixed base station and a mobile mobile terminal, four addresses in the MAC protocol are required for data communication between a fixed base station and a base station, which do not require an ad hoc mode or a power saving mode. Fields or fields such as Duration / ID will only act as a load. Therefore, the conventional MAC protocol structure is inadequate for data communication of a fixed base station using an efficient TDMA scheme.
도 3은 종래의 무선랜 MAC에서 사용하는 CSMA/CA 프로토콜에 의한 매체 접근 방법을 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a medium access method using a CSMA / CA protocol used in a conventional WLAN MAC.
노드 1(Source)에서 노드 2(Destination)로 데이터를 전송하고자 하는 경우 노드 1은 먼저 매체가 사용 중인지를 감지하여 사용 중이지 않을 경우 RTS 프레임을 보냄으로써 전송 절차를 개시한다. RTS 프레임은 전송을 위해 매체를 예약하는 것과 함께 매체를 사용하고자 하는 다른 노드들의 전파 발생을 정지시킨다. RTS를 수신한 노드 2는 CTS로 응답하게 된다. RTS 프레임과 마찬가지로 CTS 프레임은 다른 노드들의 매체로의 접근을 막는다. In case of transmitting data from Node 1 (Source) to Node 2 (Destination),
NAV(네트워크 할당 벡터: Network Allocation Vector)는 매체 상의 반송파를 감지하는 기능을 수행하여 무선링크가 예약된 경우의 시간 정보를 알려준다.NAV (Network Allocation Vector) performs a function of detecting a carrier on a medium and informs time information when a radio link is reserved.
매체를 예약한 노드 1과 노드 2 간에는 데이터의 전송이 이루어지며 데이터를 전송받은 노드 2는 긍정 혹인 응답으로서 ACK(Acknowledgement)를 전송한다.Data is transmitted between
이러한 경쟁 방식의 CSMA/CA 프로토콜은 간단하게 구현할 수 있는 장점이 있으나, 고정된 기지국 또는 액세스 포인트로 이루어지는 무선 중계 링크에서 사용하 는 경우 경쟁에 의한 충돌 발생으로 데이터의 전송 효율이 떨어지게 된다.This competitive CSMA / CA protocol has the advantage of being simple to implement, but when used in a wireless relay link consisting of a fixed base station or access point, the transmission efficiency of the data is reduced due to contention due to contention.
한편, 무선랜 브리지 장비에는 무선통신을 위해 필요한 물리 계층 모뎀 칩과 물리 계층에서 수신된 물리 계층 정보를 재조립하고 처리해서 상위 계층으로 넘겨주는 역할을 하는 MAC 계층 칩이나 보드 등의 개발이 필요하다. 일반적으로 물리 계층 모뎀 칩은 정확한 동기 셋팅 및 빠른 하드웨어 처리가 필요한 부분이기 때문에 ASIC 칩이나 FPGA를 통해 구현되며, MAC 계층은 물리 계층과 원칩 형태로 ASIC화되어 개발되기도 하나, 보통의 개발 구현 단계에서는 FPGA에 VHDL 코딩을 통해서 구현된다. On the other hand, WLAN bridge equipment requires the development of a physical layer modem chip required for wireless communication and a MAC layer chip or board that reassembles, processes and hands over the physical layer information received from the physical layer to a higher layer. . In general, physical layer modem chips are implemented through ASIC chips or FPGAs because they require precise synchronization settings and fast hardware processing. The MAC layer is developed in the form of physical layers and one-chip ASICs. Implemented through VHDL coding on the FPGA.
그러나 위와 같은 개발 방법은 몇 가지 문제점을 안고 있다. However, the above development method has some problems.
첫째, 개발 단계에서는 MAC 구현을 위한 구성이나 알고리즘이 자주 변경된다. 그런데 VHDL로 작성되는 경우 코드를 컴파일하여 해당 이미지를 FPGA 보드에 넣는 과정에 불필요한 시간이 많이 소요된다. 따라서 빠른 시간 내에 개발이 필요한 경우 개발 시간의 단축에 어려움이 존재한다.First, in the development stage, the configuration or algorithm for MAC implementation is frequently changed. However, if it is written in VHDL, it takes a lot of unnecessary time to compile the code and put the image on the FPGA board. Therefore, when development is required in a short time, there is a difficulty in shortening development time.
둘째, 개발 시 오류 수정이나 기능 검증을 위해 디버깅 작업을 수행해야 하나 FPGA 보드로 개발하는 경우 기존의 상위 언어에 비해 디버깅이나 오류 검출 작업이 어렵다는 단점이 존재한다.Second, debugging should be done for error correction or function verification during development. However, when developing with an FPGA board, there is a disadvantage that debugging or error detection is more difficult than that of the existing upper language.
마지막으로 C언어와 같은 상위 레벨의 언어에 비해 FPGA 보드 개발은 하드웨어에 매우 의존적이며 VHDL과 같은 언어들은 초보자들이 접근하기에는 매우 불편하다는 단점이 또한 존재한다. Finally, FPGA board development is highly hardware dependent compared to higher level languages like C, and languages like VHDL are also very inconvenient for beginners to access.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 고속 데이터 통신에서 필요한 특정 지점간 연결에 대해 무선랜 기술을 적용하여 무선 중계 링크를 구성함에 있어서, 기존의 무선랜 액세스 포인트 기술을 활용하는 브리지 기술 보다 우수한 전송 성능을 보장하기 위해 무선랜 모뎀에 TDMA/TDD 방식의 MAC 기술을 적용한 무선랜 브리지 장치 및 소프트웨어 CPU와 해당 CPU상에서 동작하는 프로그램을 구현하는 방식을 통해 무선랜 브리지의 동작에 필요한 MAC을 구현하는 방법과 그 시스템을 제공함을 그 목적으로 한다. In order to solve this problem, the present invention, in the configuration of a wireless relay link by applying a wireless LAN technology for a specific point-to-point connection required in high-speed data communication, the transmission is superior to the bridge technology utilizing the existing wireless LAN access point A method for implementing a MAC required for the operation of a WLAN bridge by implementing a WLAN bridge device and a software CPU and a program running on the CPU using a TDMA / TDD MAC technology to guarantee the performance of the WLAN modem. And to provide the system.
본 발명의 제 1 목적에 의하면, IP 코어망과 연결된 제 1 무선랜 브리지(이하, '마스터'라고 함), 기지국과 연결된 다수의 제 2 무선랜 브리지(이하, '슬레이브'라고 함)를 이용한 무선 중계 링크를 구성함에 있어서, 상기 마스터 및 상기 슬레이브는, RF 신호를 송수신하고, 무선랜 물리 계층 표준에 따라 RF 신호를 인코딩(Encoding) 또는 디코딩(Decoding)하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 모뎀/RF(Radio Frequency) 모듈; 상기 OFDM 모뎀/RF 모듈에서 디코딩된 물리 계층의 정보를 처리하여 TDMA(Time Division Multiple Access) / TDD(Time Division Duplex) 방식의 MAC(Medium Access Control) 프레임을 구성한 후 상위 계층으로 전송하거나 상기 상위 계층으로부터 수신된 상기 TDMA/TDD 방식의 MAC 프레임을 상기 물리 계층의 정보로 만들어 상기 OFDM 모뎀/RF 모듈로 전송하는 기능을 수행하는 TDMA MAC 모듈; 및 상기 IP 코어망과 상기 마스터 간 또는 상기 기지국과 상기 슬레이브 간 송수신되는 데이터를 처리하고 핑(Ping) 요청에 대한 응답과 SNMP(Simple Network Management Protocol) 메시지를 처리하는 기능을 수행하는 네트워크 인터페이스 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 TDMA/TDD 방식의 MAC 프로토콜을 활용한 무선랜 브리지 장치를 제공한다.According to a first object of the present invention, a first WLAN bridge (hereinafter referred to as a "master") connected to an IP core network and a plurality of second WLAN bridges (hereinafter referred to as "slaves") connected to a base station are used. In configuring a wireless relay link, the master and the slave, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modem for transmitting and receiving RF signals and encoding or decoding the RF signals according to the WLAN physical layer standard. RF (Radio Frequency) module; Process the information of the physical layer decoded by the OFDM modem / RF module to form a medium access control (MAC) frame of a time division multiple access (TDMA) / time division duplex (TDD) scheme, and then transmit to a higher layer or the upper layer A TDMA MAC module configured to convert the TDMA / TDD MAC frame received from the physical layer into information of the physical layer and transmit the information to the OFDM modem / RF module; And a network interface module configured to process data transmitted and received between the IP core network and the master or between the base station and the slave, and to process a response to a ping request and a Simple Network Management Protocol (SNMP) message. Provided is a WLAN bridge device utilizing a MAC protocol of the TDMA / TDD scheme.
본 발명의 제 2 목적에 의하면, FPGA(Field Programmable Gate Array), 플래시 메모리 및 이더넷 포트를 구비한 FPGA 서버, 호스트 CPU와 호스트 CPU 메모리를 구비하는 호스트 서버 및 TDMA(Time Division Multiple Access) MAC(Medium Access Control) 모듈을 포함하는 시스템에서 소프트웨어 업그레이드(Software Upgrade) 방식으로 MAC을 구현하는 방법에 있어서, (a) 상기 FPGA 서버의 상기 FPGA가 VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)로 작성되어 컴파일된 CPU 코드와 시스템 메모리 코드를 실행시켜 소프트웨어 CPU 및 소프트웨어 시스템 메모리를 생성하는 단계; (b) 상기 FPGA 서버의 상기 플래시 메모리에 임베디드 운영체제(Embedded OS)와 상기 임베디드 운영체제가 지원하는 프로그래밍 언어로 작성된 MAC 코드를 저장하는 단계; (c) 상기 소프트웨어 CPU가 상기 임베디드 운영체제와 상기 MAC 코드를 읽어들여 TDMA/TDD(Time Division Duplex) 방식의 MAC 프로토콜을 구현을 위한 데이터를 생성하는 단계; (d) 상기 호스트 서버를 통해 상기 데이터를 상기 TDMA MAC 모듈로 전송하는 단계; 및 (e) 상기 TDMA MAC 모듈에서 상기 데이터를 이용하여 상기 TDMA/TDD 방식의 MAC 프로토콜을 구현하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트웨어 업그레이드 방식의 MAC 구현 방법을 제공한다. According to a second object of the present invention, an FPGA server having a field programmable gate array (FPGA), a flash memory and an Ethernet port, a host server having a host CPU and a host CPU memory, and a time division multiple access (TDMA) medium (MAC) A method of implementing a MAC by a software upgrade method in a system including an Access Control module, the method comprising: (a) the FPGA of the FPGA server is written and compiled in a Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language (VHDL); Generating a software CPU and a software system memory by executing the CPU code and the system memory code; (b) storing an embedded operating system and MAC code written in a programming language supported by the embedded operating system in the flash memory of the FPGA server; (c) the software CPU reading data from the embedded operating system and the MAC code to generate data for implementing a TDMA / TDD (Time Division Duplex) MAC protocol; (d) transmitting the data to the TDMA MAC module via the host server; And (e) implementing the TDMA / TDD MAC protocol using the data in the TDMA MAC module.
본 발명의 제 3 목적에 의하면, 소프트웨어 업그레이드(Software Upgrade) 방식을 통해 MAC(Medium Access Control)을 구현하기 위한 시스템에 있어서, VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)로 구현된 소프트웨어 CPU와 소프트웨어 시스템 메모리를 사용하여 임베디드 운영체제(Embedded OS)가 지원하는 프로그래밍 언어로 작성된 MAC 코드를 실행시켜 TDMA(Time Division Multiple Access) / TDD(Time Division Duplex) 방식의 MAC 프로토콜을 구현하기 위한 데이터를 생성하는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 서버; 상기 FPGA 서버에서 생성된 상기 데이터를 전송받아 TDMA/TDD 방식의 MAC 프로토콜을 구현하는 TDMA MAC 모듈; 및 호스트 CPU 및 호스트 CPU 메모리를 구비하고, 상기 FPGA 서버와 TDMA MAC 모듈 사이의 통신을 매개하고 SNMP(Simple Network Management Protocol) 메시지의 처리를 포함한 상기 시스템의 관리를 담당하는 호스트 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트웨어 업그레이드 방식의 MAC 구현 시스템을 제공한다. According to a third object of the present invention, in a system for implementing a medium access control (MAC) through a software upgrade method, a software CPU and software implemented in a VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) FPGA that uses system memory to execute MAC code written in a programming language supported by the Embedded OS to generate data for implementing the Time Division Multiple Access (TDMA) / Time Division Duplex (TDD) type MAC protocol (Field Programmable Gate Array) server; A TDMA MAC module configured to receive the data generated by the FPGA server and implement a TDMA / TDD MAC protocol; And a host server having a host CPU and a host CPU memory, which mediates communication between the FPGA server and the TDMA MAC module and is responsible for managing the system including processing of Simple Network Management Protocol (SNMP) messages. It provides a software upgrade system MAC implementation system.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 중계 링크의 시스템 구성도이다.4 is a system configuration diagram of a wireless relay link according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 무선 중계 링크의 시스템은 IP 코어망(400), IP 코어망(400)과 연결된 제 1 무선랜 브리지(이하, '마스터'라고 함)(410), 기지국과 연결되어 있는 다수의 제 2 무선랜 브리지(이하, '슬레이브'라고 함)(420), 이동통신 단말기(430)를 포함하여 구성되어 있다.As shown in FIG. 4, a system of a wireless relay link is connected to an
IP 코어망(400)은 이동통신 단말기(430)로부터 데이터 통신의 요청이 있는 경우 데이터 통신 서비스를 제공한다.The
이동통신 단말기(430)는 무선 중계 링크를 이용하여 데이터 통신이 가능한 단말기로, PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러 폰, PCS(Personal Communication Service)폰, GSM(Global System for Mobile) 폰, W-CDMA(Wideband CDMA)폰, CDMA-2000폰, MBS(Mobile Broadband System)폰 및 노트북 컴퓨터 등을 포함한다.
마스터(410)는 IP 코어망(400)과 연결되어 이동통신 단말기(430)의 데이터 요청에 따라 IP 코어망(400)에 접속하고자 하는 슬레이브(420)에 대해 대역을 할당하고, 요청된 데이터를 슬레이브(420)로 다운로드하는 역할을 수행한다.The
슬레이브(420)는 이동통신 단말기(430)로부터 IP 코어망(400)으로의 데이터의 요청이 있는 경우, 무선 중계 링크를 통해 IP 코어망(400)에 접근하기 위해 마스터(410)에 대역 요구 정보를 송신하고 마스터(410)로부터 할당받은 대역에서 데이터를 업로드하는 기능을 수행한다. When there is a request for data from the
무선 중계 링크에서의 마스터와 슬레이브 간의 통신은 TDMA/TDD 방식의 MAC 프로토콜에 의해 이루어지는데 이를 위한 마스터와 슬레이브의 구성 및 프로토콜 구조에 대해서는 후술한다.The communication between the master and the slave in the wireless relay link is performed by the MAC protocol of the TDMA / TDD scheme. The configuration and protocol structure of the master and the slave for this purpose will be described later.
도 4는 본 발명의 개념적인 설명을 위한 것이며, 무선 중계 링크의 시스템은 구성은 무선랜이나 향후의 휴대 인터넷에 이용될 수 있다. 무선랜 서비스에 이용되는 경우 무선랜 브리지 장치(410, 420)는 액세스 포인트로 구현되고, 휴대 인터넷에 이용되는 경우 마스터(410)는 ACR(Access Control Router), 슬레이브(420)는 RAS(Radio Access Station)를 통해 구현될 수 있으며, 이동통신 단말기는 무선랜 서비스나 휴대 인터넷 서비스를 제공받을 수 있는 기능을 추가로 포함하게 된다.4 is for conceptual description of the present invention, the configuration of the wireless relay link system can be used in the wireless LAN or future portable Internet. When used for the WLAN service, the
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선랜 브리지 장치(410, 420)의 구성도를 나타내는 도면이다.5 is a diagram showing the configuration of a wireless LAN bridge device (410, 420) according to a preferred embodiment of the present invention.
무선랜 브리지 장치(410, 420)는 네트워크 인터페이스 모듈(500), TDMA MAC 모듈(510), OFDM 모뎀/RF 모듈(520)를 포함하여 구성된다.The
OFDM 모뎀/RF 모듈(520)은 RF 신호를 송수신하고, 무선랜 물리 계층 표준에 따라 RF 신호를 인코딩(Encoding) 또는 디코딩(Decoding)하는 기능을 수행한다.The OFDM modem /
무선랜의 물리 계층은 MAC과 무선 전송 프레임을 연결해 주는 물리 계층 수렴 절차(PLCP: Physical Layer Convergence Procedure)와 PLCP로부터 넘겨받은 모든 비트를 안테나를 사용하여 공중으로 전파하는 역할을 수행하는 물리 매체 의존(PMD: Physical Medium Dependent)의 두 개의 부계층으로 나누어진다.The physical layer of a wireless LAN has a physical layer convergence procedure (PLCP) that connects a MAC and a wireless transmission frame and a physical medium dependency that propagates all bits received from the PLCP to the air using an antenna. It is divided into two sublayers (PMD: Physical Medium Dependent).
OFDM 모뎀은 IEEE 802.11a 규격의 모뎀으로서 무선 전송 기술로는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 사용한다. OFDM 방식이란 하나의 무선 신호를 서로 직교하는 다수의 부반송파에 인코딩하여 전송하는 방 식으로 대역폭 당 전송 속도를 향상시키고 다중경로(Multipath) 간섭 등을 방지할 수 있는 방식이다. An OFDM modem is an IEEE 802.11a standard and uses an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme as a wireless transmission technology. The OFDM method is a method of encoding and transmitting one radio signal to a plurality of subcarriers orthogonal to each other to improve transmission speed per bandwidth and prevent multipath interference.
TDMA MAC 모듈(510)은 OFDM 모뎀/RF 모듈(500)에서 디코딩된 물리 계층의 정보를 처리하여 TDMA/TDD 방식의 MAC 프레임을 구성한 후 상위 계층으로 전송하거나 상위 계층에서 내려온 TDMA/TDD 방식의 MAC 프레임을 물리 계층의 정보로 만들어 OFDM 모뎀/RF 모듈(500)로 전송하는 기능을 수행한다. The
네트워크 인터페이스 모듈은 IP 코어망과 마스터 간 또는 기지국과 슬레이브 간 송수신되는 데이터를 처리하고 핑(Ping) 요청에 대한 응답이나 SNMP(Simple Network Management Protocol) 메시지를 처리하는 기능 등을 수행한다. 핑이란 지정한 IP 주소 통신 장비의 접속성을 확인하기 위한 명령으로, 대상이 되는 장비가 가동되고 있는지, 통신망이 연결되어 있는지의 여부를 확인할 때 이용한다. 통신 규약으로는 인터넷 제어 메시지 프로토콜(ICMP)을 사용한다. SNMP란 TCP/IP의 게이트웨이 관리 프로토콜(SGMP: Simple Gateway Management Protocol)을 바탕으로 개발된 TCP/IP의 망 관리 프로토콜로서 라우터나 허브 등 망 기기의 망 관리 정보를 망 관리 시스템에 보내는 데 사용된다. The network interface module processes data transmitted and received between the IP core network and the master or between the base station and the slave, and performs a function such as a response to a ping request or a simple network management protocol (SNMP) message. Ping is a command to check the connectivity of a specified IP address communication device. It is used to check whether a target device is running or a communication network is connected. The communication protocol uses the Internet Control Message Protocol (ICMP). SNMP is a network management protocol of TCP / IP developed based on the Simple Gateway Management Protocol (SGMP) of TCP / IP. It is used to send network management information of network devices such as routers and hubs to the network management system.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 TDMA MAC 모듈에서 구현되는 TDMA/TDD 방식의 MAC 프로토콜의 프레임 구조를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a frame structure of a MAC protocol of a TDMA / TDD scheme implemented in a TDMA MAC module according to an embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 것처럼, TDMA/TDD 방식의 MAC 프로토콜의 프레임은 맵(MAP) 필드, 하향링크(DownLink) 필드, 상향링크(UpLink) 필드, Slave MAC Message(이하, 'SMM'이라고 함) 필드로 구성된다.As shown in FIG. 6, the frame of the TDMA / TDD MAC protocol includes a map (MAP) field, a downlink field, an uplink field, and a slave MAC message (hereinafter, referred to as 'SMM') field. It consists of.
맵 필드는 마스터(410)에서 슬레이브(420)로 대역 할당 정보를 포함하는 맵 정보를 브로드캐스팅(Broadcasting)하는 구간으로 맵 정보에는 다음과 같은 정보들이 포함된다.The map field is a section for broadcasting map information including band allocation information from the
- 소스 주소(SA: Source Address)와 목적지 주소(DA: Destination Address)Source Address (SA) and Destination Address (DA)
- 맵 정보의 중복 수신을 방지하기 위한 맵 정보의 순서 번호-Sequence number of map information to prevent duplicate reception of map information
- 맵 필드, 하향링크 필드, 상향링크 필드, 레인징 및 SMM 필드의 식별을 위한 필드 타입 정보Field type information for identification of a map field, a downlink field, an uplink field, a ranging, and an SMM field
- 각 필드의 길이-Length of each field
- 마스터와 슬레이브 간의 동기화를 위한 마스터 타임 정보Master time information for synchronization between master and slave
- 특정 슬레이브에 대한 주소와 명령코드로 구성된 특정 슬레이브 명령 정보-Specific slave command information consisting of address and command code for a specific slave
- 슬레이브 별 상향링크 필드에서의 대역 할당 정보-Band allocation information in the uplink field for each slave
- SMM 필드의 시작 시간에 대한 정보Information about the start time of the SMM field
- 슬레이브 별 업로드 데이터에 대한 ACK 정보-ACK information about upload data for each slave
특정 슬레이브 명령 정보란 특정 슬레이브의 동작 주파수를 변경시키거나, 동작을 일시적으로 정지시키는 등의 정보를 의미한다The specific slave command information means information such as changing an operating frequency of a specific slave or temporarily stopping the operation.
또한 슬레이브 별 업로드 데이터에 대한 ACK 정보는 후술할 하향링크 필드에서 송신되나, 맵 필드에도 포함되는 이유는 이전 수신 프레임에서 업로드 데이터를 전송하였으나 현 프레임에서 다운로드 받을 데이터가 없는 슬레이브의 경우 하향링크 필드에서 ACK 정보를 전송받을 수 없으므로 맵 필드에서 전송하기 위함이다.In addition, the ACK information about the upload data for each slave is transmitted in a downlink field to be described later, but the reason included in the map field is that the slave transmits upload data in a previous reception frame but has no data to download in the current frame. This is to transmit in the map field because ACK information cannot be received.
하향링크 필드는 마스터(410)에서 슬레이브(420)로 다운로드 데이터를 브로 드캐스팅하는 구간으로 다운로드 데이터에는 다음과 같은 정보가 포함된다.The downlink field is a section for broadcasting the download data from the
- 소스 주소 및 목적지 주소Source and destination addresses
- 중복 수신을 방지하기 위한 상기 하향링크 필드의 순서번호Order number of the downlink field to prevent duplicate reception;
- 맵 필드, 하향링크 필드, 상향링크 필드, 레인징 및 SMM 필드의 식별을 위한 필드 타입 정보 Field type information for identification of a map field, a downlink field, an uplink field, a ranging, and an SMM field
- 슬레이브 별 업로드 데이터에 대한 ACK 정보-ACK information about upload data for each slave
상향링크 필드는 마스터(410)가 할당한 대역에서 슬레이브(420)가 마스터(410)로 업로드 데이터를 전송하는 구간으로 업로드 데이터에는 다음과 같은 정보가 포함된다.The uplink field is a section in which the
- 소스 주소 및 목적지 주소Source and destination addresses
- 중복 수신을 방지하기 위한 상향링크 필드의 순서번호-Sequence number of uplink field to prevent duplicate reception
- 맵 필드, 하향링크 필드, 상향링크 필드, 레인징 및 SMM 필드의 식별을 위한 필드 타입 정보Field type information for identification of a map field, a downlink field, an uplink field, a ranging, and an SMM field
- 하향링크 필드에서 마스터로부터 다운로드 받은 데이터에 대한 ACK 정보-ACK information about the data downloaded from the master in the downlink field
- 다음번 프레임에서의 대역 요구 정보 -Bandwidth request information in the next frame
현 프레임에서 데이터를 업로드시키는 슬레이브(420)가 다음번 프레임에서도 업로드할 데이터가 있는 경우 현 프레임의 업로드 데이터에 대역 요구 정보를 담아 전송하게 된다. 그리고 무선 중계망에 새로이 액세스하는 슬레이브(420)는 후술할 SMM 필드에서 대역 요구 정보를 전송한다. When there is data to be uploaded in the next frame, the
SMM 필드는 슬레이브에서 마스터로 SMM을 전송하는 구간으로 SMM은 다음과 같은 정보를 포함한다.The SMM field is a section in which the SMM is transmitted from the slave to the master. The SMM includes the following information.
- 소스 주소 및 목적지 주소Source and destination addresses
- SMM의 중복수신을 방지하기 위한 SMM 필드의 순서 번호-Sequence number of the SMM field to prevent duplicate reception of the SMM;
- 필드 식별을 위한 필드 타입 정보Field type information for field identification
- 마스터와 슬레이브 간의 동기화를 위한 슬레이브 시간 정보-Slave time information for synchronization between master and slave
- 마스터로부터 다운로드 받은 데이터에 대한 ACK 정보 -ACK information about data downloaded from master
- 무선 중계망에 새로이 진입한 슬레이브의 대역 요구 정보-Band request information of newly entered slave in wireless relay network
마스터(410)로부터 다운로드 받은 데이터에 대한 ACK는 정보는 전술한 상향링크 필드에서 전송되나, 데이터를 다운로드 받은 슬레이브가 이전 상향링크 필드에서 대역을 요구하지 않아 현 프레임에서 데이터를 업로드할 수 없는 경우에는 ACK 정보를 전송할 수 없으므로 SMM 필드에서 ACK 정보를 전송하게 된다. If the ACK for the data downloaded from the
도 6에서 보면 각 필드 사이에는 전송 갭(Transmission GAP)이 존재하는데, 그 이유는 무선랜 모뎀에서 데이터를 무선으로 전송하기 위해서 레지스터에 관련 파라메터를 입력하고, 지우는 과정에서 발생하게 되는 모뎀 자체의 전송 지연시간과 프리앰블 전송시간 등으로 인한 것이다. 또한, 하나의 모뎀으로 하향링크와 상향링크 모두 전송하기 위해서는 각각의 상태로의 전환이 필요한데, 이때에도 전송 지연시간이 발생하게 된다. In Figure 6, there is a transmission gap between each field (Transmission GAP), the reason is that the transmission of the modem itself generated in the process of inputting and erasing the relevant parameters in the register to wirelessly transmit data in the WLAN modem This is due to delay time and preamble transmission time. In addition, in order to transmit both the downlink and the uplink to one modem, it is necessary to switch to the respective state, and the transmission delay time also occurs.
이하, 위에서 설명한 TDMA/TDD 방식의 MAC 프로토콜에 따른 동작을 설명한다. Hereinafter, an operation according to the MAC protocol of the TDMA / TDD scheme described above will be described.
먼저 맵 필드 구간에서 마스터(410)가 모든 슬레이브(420)로 맵 정보를 브로 드캐스팅하면 슬레이브는 매 프레임마다 상기 맵 필드를 디코딩하여 상향링크 필드에서의 대역 할당 정보 및 SMM 필드의 시작 시간 정보를 얻는다.First, when the
하향링크 필드 구간이 되면 마스터(410)는 모든 슬레이브(420)로 다운로드 데이터를 브로드캐스팅하고 각 슬레이브(420)는 목적지 주소를 통해 자신에게 오는 데이터만을 수신하게 된다.When the downlink field period is reached, the
상향링크 필드 구간이 되면 슬레이브(420)는 마스터(410)로부터 할당받은 대역에서 업로드할 데이터와 다음번 프레임에 대한 대역 요구 정보 및 다운로드 데이터에 대한 ACK 정보를 마스터로 전송한다.When the uplink field period is reached, the
SMM 필드 구간이 되면 슬레이브(420)에서 마스터(410)로 SMM을 전송하게 되는데, 이 구간에서 무선 중계망에 새로이 진입하려는 슬레이브들이 대역 요구 정보를 송신하게 된다.When the SMM field period is reached, the
이때 SMM의 전송에는 슬레이브 간 완전 경쟁 방식이나 Slotted-경쟁 방식이 이용된다. Slotted-경쟁 방식이란 SMM 전송 구간을 수 개로 나누어 슬레이브마다 SMM을 전송할 구간을 지정해 주고 그 구간 내에 속한 슬레이브 사이에 경쟁을 시키는 방법을 말한다. At this time, the SMM uses either a completely competitive or slotted-competitive method between slaves. The slotted-competition method is a method of dividing the SMM transmission interval into several and designating an interval to transmit the SMM for each slave and competing among the slaves within the interval.
SMM 전송 방식을 TDMA 방식이 아닌 위와 같은 방식으로 하는 이유는 새로운 슬레이브가 무선 중계망에 참여하는 경우 마스터는 새로운 슬레이브를 미리 알 수 없으므로 TDMA 구간을 할당해 줄 수 없는 문제가 발생하며, 모든 슬레이브에게 TDMA 구간을 할당하는 경우 SMM 구간이 길어져 전체 데이터 전송 구간이 줄어들기 때문에 SMM 전송 구간을 최소화하기 위함이다.The reason why the SMM transmission method is not the TDMA method as described above is because when the new slave participates in the wireless relay network, the master cannot know the new slave in advance and thus cannot allocate the TDMA interval. This is to minimize the SMM transmission interval because the SMM interval is long when the interval is allocated and the entire data transmission interval is reduced.
또한 마스터는 무선 중계망에 참여한 슬레이브의 수와 데이터 전송 요구량에 따라 MAC 프레임의 상향링크 필드, 하향링크 필드 및 SMM 필드의 길이를 가변적으로 할당할 수 있다.In addition, the master may variably allocate the lengths of the uplink field, the downlink field, and the SMM field of the MAC frame according to the number of slaves participating in the wireless relay network and the data transmission requirements.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소프트웨어 업그레이드(Software Upgrade) 방식으로 TDMA/TDD MAC 프로토콜을 구현하기 위한 시스템 구성도이다.7 is a system configuration diagram for implementing a TDMA / TDD MAC protocol by a software upgrade method according to a preferred embodiment of the present invention.
소프트웨어 업그레이드 방식으로 TDMA/TDD MAC 프로토콜을 구현하기 위한 시스템은 FPGA 서버(700), 호스트(Host) 서버(710), TDMA MAC 모듈(510)을 포함한다.The system for implementing the TDMA / TDD MAC protocol in a software upgrade method includes an
FPGA 서버(700)는 FPGA(Field Programmable Gate Array)에 VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)로 구현된 소프트웨어 CPU와 소프트웨어 시스템 메모리를 사용하여 임베디드 운영체제(Embedded OS)가 지원하는 프로그래밍 언어로 작성된 MAC 코드를 실행시켜 TDMA/TDD 방식의 MAC 프로토콜을 구현하기 위한 데이터를 생성하는 기능을 수행한다. 여기서 VHDL이란 하드웨어의 논리 설계 기술용(記述用) 언어로 에이다(Ada)를 기반으로 하여 장치 규격의 시뮬레이션, 설계, 검증 등에 적합하도록 개발된 언어이다.The
호스트 서버(710)는 호스트 CPU(712) 및 호스트 CPU 메모리(714)를 구비하여 상기 FPGA 서버(700)와 TDMA MAC 모듈(510) 사이의 통신을 위한 매개 역할을 수행하고, SNMP 메시지를 처리하는 등 시스템 전반의 관리를 담당한다.The
호스트 CPU(712)는 후술하게 될 FPGA 서버(700) 내의 플래시 메모리(820)에 저장되어 있는 임베디드 운영체제와 MAC 코드를 FPGA(800)로 전송하는 기능을 수행하고, 호스트 CPU 메모리는 호스트 CPU가 처리하고 있는 데이터나 명령어 코드를 저장한다. 이때 임베디드 운영체제와 MAC 코드의 전송은 TFTP(Trivial File Transfer Protocol)과 같은 범용 전송 프로토콜을 사용할 수 있다.The
TDMA MAC 모듈(510)은 FPGA 서버에서 생성된 데이터를 전송받아 이 데이터를 이용하여 TDMA/TDD 방식의 MAC 프로토콜을 구현하는 기능을 수행하는데, 구체적인 기능은 전술한 것과 같다.The
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 FPGA 서버의 구성도를 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating a configuration of an FPGA server according to a preferred embodiment of the present invention.
FPGA 서버(700)는 FPGA(800), 호스트 서버(710)와의 통신을 위한 이더넷 포트(810), 플래시 메모리(820)를 포함한다.The
플래시 메모리(820)에는 임베디드 운영체제와 임베디드 운영체제가 지원하는 프로그래밍 언어로 작성된 TDMA/TDD 방식의 MAC 프로토콜을 구현하기 위한 MAC 코드를 저장된다. 임베디드 운영체제로는 개방형 운영체제인 임베디드 리눅스 또는 uC/OS-Ⅱ를 사용할 수 있으며, MAC 코드는 C 언어로 작성할 수 있다.The
FPGA란 프로그램이 가능한 비메모리 반도체로서, 본 발명에서는 FPGA(800)에 VHDL로 CPU와 시스템 메모리 코드를 작성하여 컴파일함으로써 소프트웨어 CPU(802)와 소프트웨어 시스템 메모리(804)가 구성되도록 한다.An FPGA is a programmable non-memory semiconductor. In the present invention, a
소프트웨어 CPU(802)는 호스트 CPU(712)에 의해 플래시 메모리(820)에 저장된 임베디드 운영체제와 MAC 코드가 FPGA(800)로 전송되면 임베디드 운영체제를 동작시키고, 임베디드 운영체제 하에서 MAC 코드를 실행시키면서 TDMA/TDD 방식의 MAC 프로토콜을 구현하기 위한 데이터를 생성하는 기능을 수행한다.The
소프트웨어 시스템 메모리(804)는 소프트웨어 CPU(802)가 처리하는 데이터나 명령어 코드를 잠시 저장하는 역할을 수행한다.The
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소프트웨어 업그레이드 방식으로 MAC을 구현하기 위한 방법을 나타내는 순서도이다. 9 is a flowchart illustrating a method for implementing a MAC by a software upgrade method according to a preferred embodiment of the present invention.
FPGA(800)에 VHDL로 CPU 코드와 시스템 메모리 코드를 작성하여 컴파일하고, FPGA(800)가 구동되면서 컴파일된 CPU 코드와 시스템 메모리 코드를 실행시켜 소프트웨어 CPU(802) 및 소프트웨어 시스템 메모리(804)를 생성하게 된다(S900).The
그리고 FPGA 서버의 플래시 메모리(820)에는 임베디드 운영체제(Embedded OS)와 임베디드 운영체제가 지원하는 언어로 작성된 MAC 코드를 저장하게 된다(S910).The
이렇게 하여 FPGA 서버(700)가 구축이 되면 호스트 CPU(712)가 부팅되면서 플래시 메모리(820)에 저장된 임베디드 운영체제와 MAC 코드를 TFTP를 통해 FPGA(800)로 전송하고(S920), FPGA(800)의 소프트웨어 CPU(802)가 부팅되면서 임베디드 운영체제를 동작시키고, 임베디드 운영체제 상에서 MAC 코드를 실행시켜 TDMA/TDD방식의 MAC 프로토콜 구현을 위한 데이터를 생성한다(S930).When the
생성된 데이터는 호스트 서버(710)를 통해 TDMA MAC 모듈(510)로 전송되고(S940), TDMA MAC 모듈에서 이 데이터를 이용하여 TDMA/TDD MAC 프로토콜을 구현하게 된다(S950).The generated data is transmitted to the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질 적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기존의 무선랜 브리지 기술보다 높은 데이터 전송률과 안정성을 제공할 수 있으며, 대용량 트래픽도 원활히 전송할 수 있는 효과가 있다. 또한 공중용 무선랜이나 휴대 인터넷(Wibro)을 포함한 무선 인터넷 사용자에 대한 서비스 품질 향상과 서비스 사업자의 네트워크 구축 비용을 절감시키는 데 기여할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to provide a higher data rate and stability than the existing WLAN bridge technology, and there is an effect of smoothly transmitting a large amount of traffic. In addition, it can contribute to improving service quality for wireless Internet users, including public wireless LAN or Wibro, and reducing service provider's network construction cost.
또한, 소프트웨어 업그레이드 방식으로 MAC을 구현함으로써 개발 도중에 발생되는 디버깅 작업이나 구조 변경, 그리고 기능 시험들을 용이하게 할 수 있는 장점이 있고, 일반적으로 C 언어와 같은 상위 레벨의 언어로 MAC 계층이나 기타 상위 계층을 구현하게 되므로 VHDL 등과 같은 하드웨어 언어로 해당 기능을 구현하는 것에 비해 보다 쉽고 좀 더 빠르게 구현할 수 있으며, 다양한 라이브러리나 오픈 소스코드를 참조해서 구현이 가능한 장점이 있다. 이를 통해 소품종 다량 생산이 필요한 특수 목적의 무선통신 장비나 빠른 개발이 필요한 무선통신 장비의 개발에 많은 기여를 할 수 있다. In addition, by implementing MAC as a software upgrade method, it facilitates debugging, structural changes, and functional tests occurring during development. In general, the MAC layer or other higher layers are used in a higher-level language such as C. Because it implements, it can be implemented more easily and faster than implementing the function in hardware language such as VHDL, and there is an advantage that can be implemented by referring to various libraries or open source codes. Through this, it is possible to contribute a lot to the development of special purpose wireless communication equipment which requires mass production of small parts or wireless communication equipment that needs rapid development.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8248994B2 (en) | 2007-09-20 | 2012-08-21 | Lg Electronics Inc. | Method of allocating resource region to reduce map overhead |
KR102165939B1 (en) * | 2019-05-14 | 2020-10-15 | 주식회사 엠제이테크널러지 | Repeater and operating method of thereof |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1117601A (en) | 1997-06-20 | 1999-01-22 | Nec Corp | High-speed radio access device |
-
2005
- 2005-04-11 KR KR1020050030041A patent/KR100627793B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1117601A (en) | 1997-06-20 | 1999-01-22 | Nec Corp | High-speed radio access device |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8248994B2 (en) | 2007-09-20 | 2012-08-21 | Lg Electronics Inc. | Method of allocating resource region to reduce map overhead |
US8649330B2 (en) | 2007-09-20 | 2014-02-11 | Lg Electronics Inc. | Method of allocating resource region to reduce map overhead |
US9084248B2 (en) | 2007-09-20 | 2015-07-14 | Lg Electronics Inc. | Method of allocating resource-area in wireless access system |
KR102165939B1 (en) * | 2019-05-14 | 2020-10-15 | 주식회사 엠제이테크널러지 | Repeater and operating method of thereof |
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