KR100630132B1 - 홈네트워크에서 서브 반송파 다중송신방식을 이용한초광대역 시그널의 전송 방법 및 장치 - Google Patents

홈네트워크에서 서브 반송파 다중송신방식을 이용한초광대역 시그널의 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 홈네트워크에서 서브 반송파 다중송신방식을 이용한 초광대역 시그널의 전송 방법 및 장치로서, 초광대역(UWB)전송이 가능한 기기에서 UWB신호를 전송하는 과정과, UWB트랜스시버에서 상기 UWB신호를 수신하여, 서브반송파 다중송신방식(SCM)과 혼합기로 전달하는 과정과, 상기 UWB신호를 혼합기로 전달하는 중에 유선 광 데이터를 유선 광데이터 송수신기에서 수신하여 광신호로 처리하고 상기 혼합기로 전달하는 과정과, 상기 혼합기에서 유선 광데이터 신호에 상기 UWB신호를 혼합하여 광 송수신기로 전달하는 과정과, 상기 광 송수신기에서는 상기 혼합된 신호를 광라인으로 전송하고 목적지 광 송수신기에서 수신된 데이터를 대역통과필터(BPF)로 전달하는 과정과, 상기 대역통과필터에서 유선 광데이터와 UWB신호를 추출하고, 상기 UWB트랜스시버에서 상기 UWB신호를 수신하고자 하는 기기로 전송하는 과정을 특징으로 한다.
W-PAN, IEEE 1394, UWB(Ultra Wide Band), SCM(SubCarrier Multiplex)

Description

홈네트워크에서 서브 반송파 다중송신방식을 이용한 초광대역 시그널의 전송 방법 및 장치{METHOD FOR ULTRA WIDE BAND SIGNAL TRANSMISSION USING SUBCARRIER MULTIPLEX IN A HOME NETWORK}
도 1은 종래 기술에 따른 UWB 송신기와 수신기의 구조를 도시한 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 UWB 홈 네트워크의 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UWB신호와 IEEE1394데이터의 동시전송 과정을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UWB 홈 네트워크의 구조를 도시한 도면.
본 발명은 초광대역(Ultra Wide Band, 이하 "UWB"라 칭함)을 이용한 홈 네트워크(Home Network)에 관한 것으로서, 특히 UWB 신호를 전송하기위해 서브반송파 다중송신 방식(SubCarrier Multiplex, 이하 "SCM"이라 칭함)을 이용한 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
요즘 홈 네트워크의 W-PAN(Wireless Personal Area Network) 통신방법 중 가장 각광받고 있는 UWB는 미국의 군사용 무선기술로 개발되어 오던 기술로 2002년 2월 미국연방통신위원회(FCC: Federal Communications Commission)가UWB(3.1GHz ~ 10.6GHz)의 상용 사용을 인가함으로써 일반 통신에 개방되었다. 상기 UWB 기술은 반송파를 이용하지 않고 펄스 변조한 신호를 그대로 공간에 방사하므로 기존의 무선통신 영역이외의 거리 계측(location awareness)이나 레이더 기술에도 응용이 가능하다. 국제전기전자학회(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 이하 "IEEE"라 칭함)802에서는 IEEE802.15.3a에서 개인용 무선네트워크(Wireless Personal Area Network, 이하 "WPAN"이라 칭함) 응용에 물리층 고속화로 UWB의 표준을 제정하고 있다.
IEEE802의 활동 중에서 대표적인 화제가 되는 것은 IEEE802.11이다. IEEE802.11의 대상이 사무실용 무선네트워크(WLAN: Wireless Local Area Network)인데 반하여 IEEE802.15는 WPAN을 규정한다. LAN과 PAN의 차이점은 네크워크의 단위가 커버하는 범위에 있다. LAN은 기본적으로 통신 거리가 100m 정도이고, PAN은 10m 이내를 통신 범위로 정한다.
WPAN에서 이러한 통신이 커버하는 거리를 제한함으로써, 전파의 출력이 작아지므로 소비전력을 낮출 수 있고, 소비전력이 낮으므로 휴대용 기기들을 쉽게 적용 가능하며, 이러한 점들은 저비용으로 이어진다.
상기와 같은 UWB는 단거리 구간에서 낮은 전력으로 넓은 스펙트럼 주파수를 통해 많은 양의 디지털 데이터를 전송하기 위한 무선기술로서 제한 거리가 최대 10m이기 때문에 하나의 트랜스시버(transceiver)로 집 전체를 커버하지 않고 유선망(예를 들어, 광IEEE1394)으로 각 방을 연결한다. 각 방 내부에서는 UWB를 사용하는 방식(solution)을 사용하며, 각 방마다 트랜스시버가 하나씩 존재한다.
도 1은 종래 기술에 따른 UWB 송신기와 수신기의 구조를 도시한 도면이다.
UWB 트랜스시버는 송신기(transmitter)(100)와 수신기(receiver)(130) 구조로 되어 있다.
변조기(Modulator)(105)는 방안에 있는 UWB신호 전송이 가능한 기기로부터 발생되는 전기적인 펄스 신호나 비트를 받아서 전송 링크로 보낼 수 있는 변형된 형태의 전기적 신호로 변환시켜 준다.
코드생성기(Code Generator)(110)는 코드를 생성하며, 변조기(105)로부터의 데이터 신호와 코드 생성기(110)에서 나온 코드와 클럭 발진기(Clock Oscillator)(115)에서 출력된 클럭 신호는 시간지연기(Programmable Time Delay)(120)로 전달된다. 상기 시간지연기(120)내에서는 코드화된 데이터 신호에 대해 지연처리를 실시한 후 펄스 생성기(125)로 전달된다. 상기 펄스 생성기(125)는 상기 지연처리된 신호에 대해 주파수 설정이나 펄스의 폭과 전압을 조정하며, 송신 파형을 만들어 내어 수신기(130)로 상기 송신 파형을 전송한다.
상기 수신기(130)의 상관기(Correlator)(140)에서는 승수기(142)와 적분기(144)와S/H(Sample and Hold)(146)을 통하여 수신된 신호를 분리한다.
상기 상관기(140)에서 출력된 신호는 기저대역 신호처리부(Baseband signal processing)(160)를 통하여 기저대역의 데이터 신호로 변환되고, 획득 및 추적 제어(acquisition & tracking control)를 위해 시간지연기(150)로 전달된다. 한편, 코드생성기(165)에서 생성된 코드와, 클럭 발진기(145)에서 발생된 클럭 신호도 상기 시간지연기(150)로 전달된다. 상기 시간지연기(150)에서 코드화된 데이터 신호에 대해 지연처리를 실시한 후, 펄스 생성기(155)로 전달한다. 펄스생성기(155)는 상기 지연처리된 신호에 대해 전기적 신호(파형)를 만들어내며, 상기 펄스 신호는 다음 수신된 신호를 동기화할 수 있도록 상관기(140)로 입력된다.
도 2는 종래 기술에 따른 UWB 홈 네트워크의 구조를 도시한 도면이다.
상기 핸드폰(205)에서 동영상파일을 UWB신호로 변환하고, 디지털에서 아날로그의 변환(Digital To Analog Convertor, 이하 "DAC"라 칭함)하여 상기 방1(200)의UWB 트랜스시버(transceiver)에 전송하면 UWB 물리계층(PHY)(210)에서는 상기 UWB신호를 수신하고, 아날로그에서 디지털로의 변환(Analog To Digital Convertor, 이하 "ADC"라 칭함)을 통해 매체 접근 제어(Media Access Controller, 이하 "MAC"라 칭함)계층(215)으로 전달한다. 상기 MAC계층(215)에서는 상기 디지털 변환된 UWB신호로부터 패킷 데이터를 검출한다. 상기 패킷 데이터는 글루 계층(Glue Layer)(220)에 의해 1394LLC(Logical Link Control)(225)로 전달된다. 상기 1394 LLC(225)과 1394PHY(230)는 상기 패킷 데이터를 1394포멧에 맞게 변환시킨다. 상기 1394포맷의 데이터는 광 송수신기(235)로 전달된다. 상기 광 송수신기(235)는 레이져다이오드(LD:Laser Diode)(도시하지 않음)를 이용하여 상기 1394PHY(230)로 부터의 디지털 신호를 광 신호로 변환한 후, 광라인(플라스틱 광섬유(POF:Plastic Optical Fiber)/다중모드 광섬유(MMF:Multi Mode Fiber))(250)을 통하여 방2(250)의 광 송수신기(255)로 전송한다.
상기 광 송수신기(255)의 검파기(detector)(도시하지 않음)는 상기 광라인(250)을 통해 디지털 신호를 수신한다. 1394PHY(260)와 1394LLC(265)에서는 상기 디지털 신호로부터 1394포멧의 물리적인 데이터를 검출하고, 글루계층(270)에서는 상기 검출된 1394포멧의 데이터를 복원한다. MAC계층(275)으로 전달한다. 상기 MAC계층(275)은 상기 전달된 데이터를 디지털 UWB 신호로 변환한다. 상기 MAC(275)에서 출력된 디지털 UWB신호는 UWB PHY(280)에서 UWB신호로 변환되고, DAC를 통하여 아날로그 신호로 변환된 후, 노트북 컴퓨터(298)는 전송된다. 상기 노트북 컴퓨터(298)도 ADC를 통하여 상기 UWB 신호로부터 동영상 파일을 추출한다.
상기된 바와 같이 동작하는 종래 기술에 의한 UWB 홈 네트워크 구조는 DAC(핸드폰)->ADC(UWB 트랜스시버)->DAC(UWB 트랜스시버)->ADC(노트북 컴퓨터)의 과정과, 복잡한 UWB신호의 생성과 변복조 과정을 거치기 때문에 이에 따른 구현의 어려움이 초래된다.
또한 방 간의 코어는 유선(광IEEE1394 etc.)을 사용하므로 UWB 통신으로 유 선을 점유할 경우 동시에 다른 유선 데이터 사용자는 선로를 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 홈네트워크에서 서브 반송파 다중송신방식을 이용한 초광대역 신호의 전송 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 홈네트워크에서 초광대역 신호와 유선 데이터를 동시에 전송하기 위하여 서브 반송파 다중 송신방식의 이용방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 실시예는, 홈 네트워크에서 서브 반송파 다중송신방식을 이용한 초광대역 시그널의 전송 방법에 있어서, 제 1구역에 위치한 초광대역(UWB)전송이 가능한 송신기기에서 UWB신호를 무선상으로 전송하는 과정과, 상기 제 1구역에 위치한 제 1트랜스시버에서 무선상으로 상기 UWB신호를 수신하고, 상기 UWB신호를 유선 광 데이터 신호와 혼합하는 과정과, 상기 제 1트랜스시버에서 상기 혼합된 신호를 광 신호로 변환하여 광 라인을 통해 제 2구역으로 전송하는 과정과, 상기 제 2구역에 위치한 제 2트랜스시버에서 상기 광라인을 통해 수신된 광신호를 대역통과필터(BPF)에 의해 필터링하여 UWB신호를 추출하는 과정과, 상기 대역통과필터링된 UWB신호를 무선상으로 전송하는 과정과, 상기 제2구역에 위치한 UWB 전송이 가능한 수신기기에서 상기 UWB신호를 수신하는 과정을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예는, 홈 네트워크에서 서브 반송파 다중송신방식을 이용한 초광대역 시그널의 전송 장치에 있어서, 제 1구역에 위치하며 초광대역(UWB)신호를 무선상으로 전송하는 송신기기와, 무선상으로 상기 UWB신호를 수신하고, 상기 UWB신호를 유선 광 데이터 신호와 혼합하여, 광라인을 통해 제 2구역으로 전송하는 제 1트랜스시버와, 상기 제 2구역에 위치하며 상기 광라인을 통해 수신된 광 신호를 대역통과 필터링 함으로써 상기 UWB신호를 추출하고, 상기 추출한 UWB신호를 무선상으로 전송하는 제 2트랜스시버와, 상기 제 2구역에 위차하며 무선상으로 상기 UWB신호를 수신하는 수신기기로 구성됨을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐를 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
방 간의 코어로 유선(광IEEE1394 etc.)을 사용하는 집안내부에서 선로는 광대역의 특성을 가지고 있다. 하지만 실제 디지털 송수신에는 아주 작은 대역폭이 사용된다. 따라서 본 발명의 요지는 서브반송파 다중송신 방식(SubCarrier Multiplex, 이하 "SCM"이라 칭함)을 이용하여 1394 데이터와 UWB 신호를 동시에 전송하고 복잡한 UWB 신호의 변환을 최소화하는 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UWB신호와 IEEE1394데이터의 동시전송 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 3은 1394데이터(300)와 UWB신호(305)가 동시에 전송되는 경우로서, 1394데이터(399)는 혼합기(Mixer)(315)로 전달되고, 휴대폰으로부터 송신되어 안테나에 의해 수신된 UWB신호는 상기 혼합기(315)로 직접 전달된다.
여기서 혼합기(315)는 SCM 광전송 방식에 의해 상기 UWB신호를 광신호에 싣는다. 상기한 구조는 UWB 송수신기 내에서 UWB 신호를 광케이블로 전송하기 위해 UWB신호를 1394 포맷으로 변환하지 않고 그대로 전송할 수 있다.
상기 혼합기(315)에서 1394데이터(300)에 상기 UWB신호를 혼합하면, 광 송신기(320)에서는 상기 혼합된 신호를 광 신호로 변환하여 광 IEEE1394 선로(325)를 통해 전송한다. 상기 전송된 신호는 상기 광 검출기(Photo Detector)(330)로 수신되어 1394데이터(350)로서 출력되는 한편, 대역통과 필터(Band Pass Filter, 이하 "BPF"라 칭함)(335)를 통하여, UWB신호(345)로서 출력된다.
상기 도 3의 UWB 신호의 전송 과정을 도 4의 실시예를 통하여 자세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UWB 홈 네트워크의 구조를 도시한 도면이다.
방1(400)의 핸드폰(405)에서 동영상 파일을 UWB 신호로 변환하여 상기 방1(400)의 UWB 트랜스시버에 전송하면, UWB 트랜스시버는 ADC 과정 없이 상기 UWB신호를 혼합기(420)로 전달한다.
또한 1394데이터(425)는 1394LLC(430)를 통해 1394PHY(435)에 전달한다. 상기 1394PHY(435)에서는 상기 1394데이터를 광데이터로 변환하여 상기 혼합기(420)에 전달한다.
상기 혼합기(440)에서는 상기 광데이터에 상기 UWB신호를 혼합하여 광라인(450)을 통하여 방2(455)의 수신기(Detector)(460)로 전송한다. 상기 UWB신호를 전송할 때 1394데이터를 동시에 전송하지 않을 경우는 1394PHY(435)에서 널데이터만을 생성하고 상기 혼합기(440)에서는 상기 널데이터에 상기 UWB신호를 혼합한다.
상기 수신기(460)에서 광신호는 1394PHY(435)를 통해 1394LLC(475)로 전달되고, 상기 1394LLC(475)는 상기 전달된 광신호로부터 1394데이터(480)를 검출한다. 또한 상기 광 신호는 BPF(485)를 통과하여 UWB신호로 변환한다. 상기 UWB신호를 안테나에 의해 상기 방 2(455)의 노트북 컴퓨터(498)로 전송된다. 상기 노트북 컴퓨터(498)에서는 상기 UWB신호를 ADC로 변환하여 동영상 파일을 검출한다.
상기와 같이 도4의 구조에서는 SCM 방식을 이용하여 UWB신호와 IEEE 1394데이터를 동시에 전송할 수 있으며, DAC(핸드폰)->ADC(노트북 컴퓨터)의 과정만으로 동영상 파일의 전송이 가능하다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명으로, SCM을 이용하면 UWB 신호를 처리하기 위해 UWB 트랜스시버의 송신기에서의 ADC와 수신기에서의 DAC 없이도 전송이 가능하며, IEEE1394와 같은 광 유선 선로에서 UWB 신호를 이용한 데이터 전송 중에도, 언제든지 UWB 신호의 전송이 가능한 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 홈 네트워크에서 서브 반송파 다중송신방식을 이용한 초광대역 시그널의 전송 방법에 있어서,
    제 1구역에 위치한 초광대역(UWB)전송이 가능한 송신기기에서 UWB신호를 무선상으로 전송하는 과정과,
    상기 제 1구역에 위치한 제 1트랜스시버에서 무선상으로 상기 UWB신호를 수신하고, 상기 UWB신호를 유선 광 데이터 신호와 혼합하는 과정과,
    상기 제 1트랜스시버에서 상기 혼합된 신호를 광 신호로 변환하여 광 라인을 통해 제 2구역으로 전송하는 과정과,
    상기 제 2구역에 위치한 제 2트랜스시버에서 상기 광라인을 통해 수신된 광신호를 대역통과필터(BPF)에 의해 필터링하여 UWB신호를 추출하는 과정과,
    상기 대역통과필터링된 UWB신호를 무선상으로 전송하는 과정과,
    상기 제2구역에 위치한 UWB 전송이 가능한 수신기기에서 상기 UWB신호를 수신하는 과정을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유선 광데이터는,
    광 IEEE1394데이터임을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 전송할 유선 광 데이터가 존재하지 않을 경우에는,
    상기 UWB신호를 널데이터 신호와 혼합하여 상기 광라인을 통해 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 홈 네트워크에서 서브 반송파 다중송신방식을 이용한 초광대역 시그널의 전송 장치에 있어서,
    제 1구역에 위치하며 초광대역(UWB)신호를 무선상으로 전송하는 송신기기와,
    무선상으로 상기 UWB신호를 수신하고, 상기 UWB신호를 유선 광 데이터 신호와 혼합하여, 광라인을 통해 제 2구역으로 전송하는 제 1트랜스시버와,
    상기 제 2구역에 위치하며 상기 광라인을 통해 수신된 광 신호를 대역통과 필터링 함으로써 상기 UWB신호를 추출하고,
    상기 추출한 UWB신호를 무선상으로 전송하는 제 2트랜스시버와,
    상기 제 2구역에 위차하며 무선상으로 상기 UWB신호를 수신하는 수신기기로 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 유선 광데이터는,
    광 IEEE1394데이터임을 특징으로 하는 상기 장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 제 1트랜스시버는,
    전송할 유선 광 데이터가 존재하지 않을 경우에는,
    상기 UWB신호를 널데이터 신호와 혼합하여 상기 광라인을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1트랜스시버는,
    상기 유선 광데이터를 생성하는 광 데이터 생성부와,
    무선상으로 수신한 상기 UWB신호를 유선 광 데이터 신호와 혼합하는 혼합기와,
    상기 혼합된 신호를 광 신호로 변환하여 상기 광 라인을 통해 상기 제 2구역으로 전송하는 광 송신기로 구성하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2트랜스시버는,
    상기 광라인을 통해 수신된 광신호를 필터링하여 UWB신호를 추출하는 대역통과 필터와,
    상기 대역통과필터링된 UWB신호를 무선상으로 전송하는 안테나와,
    상기 광라인을 통해 수신된 광신호로부터 유선 광데이터를 검출하는 유선 광 데이터 검출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
KR1020050000577A 2005-01-04 2005-01-04 홈네트워크에서 서브 반송파 다중송신방식을 이용한초광대역 시그널의 전송 방법 및 장치 KR100630132B1 (ko)

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