KR100634212B1 - Method and apparatus for transmitting data based OFDM - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통신시스템에 있어서, 특히 근거리에서 무선으로 1Gb/s급 고속 전송을 가능하게 하면서도, 전송 데이터 양에 따라 회로 각 부분의 동작시간을 조절하여, 통신 시스템 및 SoC(System-on-a-Chip)의 전력소모를 줄일 수 있는 직교분할다중화 방식의 데이터 전송방법 및 장치에 관한 것이다.In the communication system, in particular, while enabling high-speed transmission of 1Gb / s in a short distance wirelessly, by adjusting the operation time of each part of the circuit according to the amount of data transmitted, the communication system and SoC (System-on-a- The present invention relates to an orthogonal division multiplexing data transmission method and apparatus capable of reducing power consumption of a chip.

본 발명에 따른 직교분할다중화 방식의 데이터 전송방법은 송신기에 입력되는 데이터로부터 선정된 전송 모드에 적합한 복수의 패킷들을 형성하는 단계와, 상기 데이터의 전송률을 판단하는 단계와, 상기 판단결과, 저전송률로 판단된 경우, 상기 복수의 패킷 각각을 복수의 부패킷으로 분할하는 단계와, 상기 분할된 부패킷을 전송하는 단계를 포함하고, 상기 부패킷의 전송시에 송신기의 전원공급시간을 줄이는 것을 특징으로 한다.In the orthogonal division multiplexing data transmission method according to the present invention, the method includes: forming a plurality of packets suitable for a transmission mode selected from data input to a transmitter, determining a transmission rate of the data; And determining that each of the plurality of packets is divided into a plurality of subpackets, and transmitting the divided subpackets, thereby reducing a power supply time of a transmitter when the subpackets are transmitted. It is done.

고속 무선(High-speed Wireless), 직교주파수분할다중화(OFDM) 방식, 초광대역(UWB,Ultra-WideBand), 송수신기(Transceiver), 무선 개인영역네트워크(WPAN) High-speed Wireless, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), Ultra-Wide Band (UWB), Transceiver, Wireless Personal Area Network (WPAN)

Description

직교주파수분할다중화 방식의 데이터 전송방법 및 장치{Method and apparatus for transmitting data based OFDM}Method and apparatus for orthogonal frequency division multiplexing data transmission

도 1은 종래의 직교주파수분할다중화(OFDM) 방식에 사용되는 송수신시스템을 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing a transmission and reception system used in a conventional orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 송수신 시스템의 구조를 도시한 블록도.2 is a block diagram showing the structure of a transmission and reception system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 송수신 시스템을 사용한 경우와 종래의 송수신 시스템을 사용한 경우의 전송률과 평균 소모전력의 관계를 비교하여 나타낸 그래프.3 is a graph showing a comparison between the transmission rate and the average power consumption when using a transmission and reception system according to the present invention and a conventional transmission and reception system.

도 4는 본 발명에 따른 송수신 시스템의 전력소모 절감 방법을 개념적으로 설명하기 위해, 상기 송수신 시스템의 시간에 따른 데이터 전송률 및 전력소모량의 관계를 나타낸 도면.4 is a view showing the relationship between the data rate and power consumption over time of the transmission and reception system in order to conceptually describe a method of reducing power consumption of the transmission and reception system according to the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 직교분할다중화 방식의 데이터 전송방법을 나타낸 흐름도.5 is a flowchart illustrating a data transmission method using an orthogonal multiplexing method according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

200: OFDM 송신기 202: 패킷 구성부           200: OFDM transmitter 202: packet construction unit

204: 패킷 분할부 206: OFDM 변조부           204: packet division unit 206: OFDM modulation unit

208: 아날로그/RF부 210: 미세상태제어부           208: analog / RF section 210: fine state control section

212: OFDM 수신기 214: RF/디지털부           212: OFDM receiver 214: RF / digital part

216: OFDM 복조부 218: 패킷 조합부           216: OFDM demodulator 218: Packet combiner

본 발명은 전력소모를 줄일 수 있는 직교분할다중화 방식의 데이터 전송방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an orthogonal multiplexing data transmission method and apparatus for reducing power consumption.

차세대의 초고속 무선통신 시스템은, 근거리에서 1Gb/s 급 이상의 고속 데이터 전송의 실현을 목표로 개발되고 있다. 근거리 초고속 무선통신 네트워크 기술로서 현재 유력한 것은, IEEE 802.11n 표준으로 연구되고 있는 차세대 무선랜(Wireless Local Area Network: WLAN)과 IEEE 802.15.3a 표준으로 개발중인 고속 무선 개인영역네트워크 (Wireless Personal Area Network:WPAN) 기술이다. 여기서, 상기 차세대 무선랜(WLAN)은 매체접근제어(Media Access Control:MAC)계층에서 100Mb/s 이상의 실제적인 데이터 전송성능(actual throughput)을 보장하기 위한 기술이다.Next generation ultra high-speed wireless communication systems are being developed with the goal of realizing high-speed data transmission of 1Gb / s or more in the near field. The most prominent short-range high-speed wireless network technology is the next-generation wireless local area network (WLAN), which is being studied under the IEEE 802.11n standard, and the high-speed wireless personal area network under development with the IEEE 802.15.3a standard: WPAN) technology. Here, the next-generation wireless LAN (WLAN) is a technology for guaranteeing the actual data throughput (actual throughput) of 100Mb / s or more in the Media Access Control (MAC) layer.

또한, 상기 차세대 무선랜은, 기존의 IEEE 802.11a/g 규격 무선랜과의 하위 호환성(backward compatibility)을 유지하기 위해, 물리계층(Physical Layer)에서 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:OFDM)방법을 기본적으로 이용하고 있다. 상기 직교주파수분할다중화 방식은 서브 채널의 스펙트럼이 상호 직교성을 유지하면서 서로 중첩되어 있어 스펙트럼 효율이 좋다.In addition, the next-generation wireless LAN, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) in the physical layer (Physical Layer) in order to maintain backward compatibility with the existing IEEE 802.11a / g standard WLAN The method is basically used. In the orthogonal frequency division multiplexing scheme, the spectrums of sub-channels overlap each other while maintaining mutual orthogonality, so that spectral efficiency is good.

한편, 고속 무선 개인영역네트워크(WPAN)용 신호전송 물리계층으로는 기저신 호 대역폭 528MHz의 초광대역 직교주파수분할다중화 방법과, 전송데이터에 확산 코드를 곱하여 디에스에스에스(DSSS,Direct-Sequence Spread Spectrum) 방법으로 신호 대역폭을 3GHz 이상의 초광대역 신호로 변환하여 전송하는 DS-UWB(Direct Sequence-Ultra WideBand) 방법이 국제표준기술로 유력해지고 있다. 상기한 각각의 방법에 대한 상세한 설명은 IEEE 802.15.3a 표준화 작업반 (working group)의 자료를 참조한다.On the other hand, the signal transmission physical layer for the high-speed wireless personal area network (WPAN) is an ultra-wideband orthogonal frequency division multiplexing method with a baseband signal bandwidth of 528 MHz, and a spreading code multiplied by the DSSS (Direct-Sequence Spread Spectrum) As a method, the DS-UWB (Direct Sequence-Ultra WideBand) method, which converts a signal bandwidth into an ultra-wideband signal of 3 GHz or more and transmits it, has become a leading international standard technology. For a detailed description of each of the above methods, refer to the data of the IEEE 802.15.3a standardization working group.

도 1은 종래의 직교주파수분할다중화(OFDM) 방식에 따른 송수신 시스템을 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, OFDM 송신기(100)는, 상위의 응용계층 및 맥(MAC) 계층을 거쳐 입력되는 페이로드 데이터 신호로부터 패킷을 형성하고 OFDM 변조하는 OFDM 변조부(100a)와, 디지털-아날로그 변조를 통해 아날로그 신호로 변환한 후에 RF단과 안테나를 거쳐 전자파 신호를 송신하는 아날로그/RF부(100b)로 이루어진다. 구체적으로, OFDM 변조부(100a)는, 입력된 데이터를 변환시키는 스크램블러(Scrambler)(102), 상기 입력된 데이터를 부호화시키는 부호화부(Encoder)(104), 인접한 비트간의 에러(error)를 줄이기 위한 인터리버(Interleaver)(106), 비트스트림 데이터를 I-Q 성상도(Constellation) 상의 복소수 데이터로 변환시키는 맵퍼(Mapper)(108), OFDM 수신단의 채널 추정용으로 필요한 파일럿 신호를 추가하는 파일럿 삽입부(Pilot Insert)(110), 주파수영역 신호를 푸리에 변환에 의해 시간영역 신호로 변환하는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부(112), 다중경로 페이딩에 대응하기 위한 적절한 보호 구간(GI,Guard Interval) 및 순환보호구간(CP,Cyclic Prefix) 신호를 추가하는 보호구간 및 순환 보호구간 삽입부(114)를 포함한다.1 is a block diagram illustrating a transmission and reception system according to a conventional orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme. Referring to FIG. 1, the OFDM transmitter 100 includes an OFDM modulator 100a for forming and OFDM modulating a packet from a payload data signal input through an upper application layer and a MAC layer, and digital-analog. After conversion to an analog signal through modulation is made of an analog / RF unit (100b) for transmitting an electromagnetic signal through the RF terminal and the antenna. In detail, the OFDM modulator 100a may include a scrambler 102 for converting input data, an encoder 104 for encoding the input data, and an error between adjacent bits. An interleaver 106, a mapper 108 for converting bitstream data into complex data on an IQ constellation, and a pilot inserter for adding a pilot signal necessary for channel estimation of an OFDM receiver. Pilot Insert (110), an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) unit 112 for transforming a frequency domain signal into a time domain signal by Fourier transform, an appropriate guard interval (GI) for coping with multipath fading, and It includes a guard interval and a cyclic guard interval inserting unit 114 for adding a cyclic protection interval (CP) signal.

한편, 아날로그/RF부(100b)는, 프리앰블 신호와 OFDM 심볼 신호를 합치고, 스퓨리어스 신호를 줄이기 위해 선택적으로 필터 기능을 수행하는 파형 형성부(Wave Shaping)(116), 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환부(DAC)(118), 아날로그 신호에 대한 필터링 및 증폭 기능을 수행하는 비비에이(BBA,Baseband Analog)부(120), 상기 신호를 RF 신호로 변환하는 상향변환 믹서 배열부(RF Up-conversion Mixer Array)(122), 증폭부(124), 안테나(126) 및 주파수 신호를 생성하는 주파수 합성부(Frequency Synthesizer)(128)를 포함한다.Meanwhile, the analog / RF unit 100b includes a wave shaping unit 116 that combines the preamble signal and the OFDM symbol signal and selectively performs a filter function to reduce the spurious signal, and converts the digital data into an analog signal. Digital-to-analog converter (DAC) 118, the baseband analog (BBA) unit 120 to perform the filtering and amplification function for the analog signal, up-converting mixer array unit for converting the signal into an RF signal (RF Up-conversion Mixer Array) 122, an amplifier 124, an antenna 126, and a frequency synthesizer 128 for generating a frequency signal.

OFDM 수신기(130)는, 안테나를 통해 수신된 전자파 신호를 증폭하고 디지털 데이터로 변환하는 RF/디지털부(130a)와, OFDM 복조를 통해 데이터를 복원하는 OFDM 복조부(130b)를 포함한다. 구체적으로, RF/디지털부(130a)는 안테나(132)에서 수신된 신호를 증폭하는 증폭부(134), 상기 증폭부의 출력신호를 기저대역 신호로 변환시키는 하향변환 믹서 배열부(RF Down-conversion Mixer Array)(136), 기저대역 아날로그 신호에 대한 저역통과 필터 기능을 수행하는 저역통과필터(138), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부(ADC)(140), 수신단의 이득을 디지털 신호처리에 적합하도록 조절하는 자동이득조절부(AGC,Automatic Gain Control)(142), 프레임 동기 및 심볼 동기 등의 신호처리를 수행하는 동기부(Synchronizer)(144)를 포함한다.The OFDM receiver 130 includes an RF / digital unit 130a for amplifying and converting an electromagnetic wave signal received through an antenna into digital data, and an OFDM demodulator 130b for restoring data through OFDM demodulation. Specifically, the RF / digital unit 130a includes an amplifier 134 for amplifying a signal received from the antenna 132 and a down-converting mixer arrangement for converting an output signal of the amplifier into a baseband signal. Mixer Array (136), low pass filter 138 for performing a low pass filter function for the baseband analog signal, an analog / digital converter (ADC) 140 for converting an analog signal into a digital signal, the gain of the receiving end An automatic gain control unit (AGC) 142 for adjusting the digital signal processing to be suitable for digital signal processing, and a synchronous unit 144 for performing signal processing such as frame synchronization and symbol synchronization.

한편, OFDM 복조부(130b)는, 보호 구간(GI,Guard Interval) 및 순환보호구간(CP,Cyclic Prefix) 신호를 제거하는 보호구간 및 순환보호구간 제거부(146), 시간 영역 신호를 푸리에 변환에 의해 주파수영역 신호로 변환하는 FFT(Fast Fourier Transform)부(148), 신호의 증폭이나 전송 과정에서 생기는 변형을 보정하기 위하여 증폭이나 전송로에 삽입하고, 그 특성을 종합해서 균일화하는 기능을 갖게 하는 등화부(150), 상기 FFT부(148)와 등화부(150)에 연결되어 반송파의 위상 및 시간을 추적하는 반송파 위상 및 시간 추적부(152), 복소수 데이터를 다시 비트스트림 데이터로 변환시키는 디맵퍼(Demapper)(154), 디인터리버(Deinterleaver)(156), 데이터를 복호화 시키는 복호화부(Decoder)(158) 및 스크램블을 제거하는 디스크램블러(160)를 포함한다.Meanwhile, the OFDM demodulator 130b performs Fourier transform on a guard interval and a cyclic guard interval remover 146 for removing a guard interval (GI) and a cyclic guard interval (CP) signal, and a time domain signal. Fast Fourier Transform (FFT) unit 148 converts a frequency domain signal into a frequency domain signal, and inserts it into an amplification or transmission path to correct distortion occurring during amplification or transmission of a signal, and has a function of synthesizing and uniformizing the characteristics thereof. A carrier phase and time tracking unit 152 connected to the equalizer 150, the FFT unit 148, and the equalizer 150 to track the phase and time of a carrier, and converts complex data back into bitstream data. A demapper 154, a deinterleaver 156, a decoder 158 for decoding data, and a descrambler 160 for removing scrambles are included.

그러나, 상기한 종래의 직교주파수분할다중화(OFDM)방식에 사용되는 송수신기를 이용하여, 데이터 전송속도 1Gb/s급 초고속 무선통신용 베이스밴드 모뎀 칩을 구현할 경우, 디지털 칩을 구동하는 클록 속도와 디지털/아날로그 변환부(118), 아날로그/디지털 변환부(140)의 샘플링 클록 속도, RF 증폭부(124, 134)의 대역폭 등이 증가하여, 전력 소비량이 높아지는 문제가 발생한다.However, when a baseband modem chip for data transmission rate 1Gb / s ultra-high speed wireless communication is implemented by using a transceiver used in the conventional orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) method, the clock speed and the digital / The sampling clock speed of the analog converter 118, the analog / digital converter 140, and the bandwidth of the RF amplifiers 124 and 134 increase, resulting in a problem of increased power consumption.

따라서, 전력소비에 대한 특별한 고려를 하지 않을 경우, 1Gb/s급 초고속 전송용으로 제작된 모뎀 칩을 이용하여 1Mb/s급의 저속 전송을 하게 되면, 데이터 전송속도에 비해 과도하게 많은 전력을 소모하여 비효율적이 된다. 예를 들어 1Gb/s급 전송에 적합한 광대역 OFDM 방식으로 제작된 칩을 이용하여 오디오 신호를 전송할 경우, 블루투스 등과 같이 낮은 속도에 최적화된 칩에 비해 높은 전력을 소모하게 된다. 즉, 데이터 전송률이 100Mb/s 이하인 종래의 무선 통신 시스템에서는 심각하게 대두되지 않았던 전송률에 따른 전력소모의 관리 문제가, 최대 전송률이 1Gb/s 급 이상으로 높아지고 전력소모가 증가함에 따라 더욱 중요한 문제가 된다.Therefore, if there is no special consideration on power consumption, if the 1Mb / s-class low-speed transmission using the modem chip manufactured for 1Gb / s-class high-speed transmission consumes excessively more power than the data rate. It becomes inefficient. For example, when transmitting an audio signal using a chip manufactured in a wideband OFDM scheme suitable for 1Gb / s transmission, it consumes higher power than a chip optimized for low speed such as Bluetooth. In other words, in the conventional wireless communication system having a data rate of 100 Mb / s or less, the problem of managing power consumption according to the transmission rate, which is not seriously raised, becomes more important as the maximum data rate rises to 1Gb / s or more and power consumption increases. do.

현재, 전력소모를 줄이기 위한 기술로는, 데이터를 전송하지 않는 유휴(idle) 상태에서 칩의 동작을 중지시키고 전력 공급을 줄이는 대기모드(standby mode) 및 휴면모드(sleep mode)를 이용하는 방법과, 프로세서 칩에 공급되는 클럭 속도를 낮추거나 차단하는 클럭 게이팅 (clock gating) 방법 (USP 6,609,209) 등이 있다.At present, a technique for reducing power consumption includes a method of using a standby mode and a sleep mode to stop a chip operation and reduce power supply in an idle state in which no data is transmitted; A clock gating method (USP 6,609,209) that lowers or cuts off the clock speed supplied to the processor chip.

그러나, 전자의 휴면모드를 이용하는 기술은 전송 시스템 전체를 활성상태(active state)에서 휴면 또는 대기 상태로 전환하거나 그 역과정으로 상태를 전환시키는데 상당한 시간이 소요되는 문제점이 있다.However, the technique using the electronic sleep mode has a problem in that it takes a considerable time to transition the entire transmission system from the active state to the dormant or standby state, or the reverse process.

또한, 음성/오디오 신호와 같이, 요구되는 전송속도는 낮으나 통화시간 또는 오디오 청취 시간동안 지속적으로 시스템이 활성상태에 있어야 하는 동기적 연결 (SCO,Synchronous Connection Oriented) 또는 스트리밍(Streaming) 응용 분야에는 적용하기 어려운 문제점이 있다.It is also applicable to synchronous connection (SCO) or streaming applications where the required transmission rate is low, but the system must remain active during talk time or audio listening time, such as voice / audio signals. There is a problem that is difficult to do.

한편, 클럭 게이팅 기술은 컴퓨터 또는 디지털 프로세서에는 적합하나, 클럭 신호와 무관하게 동작하는 다수의 아날로그 및 RF 회로가 포함된 무선 전송 시스템에 적용하기에는 충분하지 못한 문제점이 있다.On the other hand, the clock gating technique is suitable for a computer or a digital processor, but there is a problem that it is not sufficient to apply to a wireless transmission system including a plurality of analog and RF circuits that operate independently of the clock signal.

또한, 통신 시스템은 컴퓨터와 달리 클럭 및 타이밍 정보가 매우 중요하고 칩 개발 단계에서 통신 규격에 최적화된 클럭들을 선택하여 설계가 이루어지므로, 클럭 신호의 변경을 위해서는 통신 시스템 전체 구조의 대폭적인 변경과 표준 규격의 변경까지도 요구된다. 따라서, 1Gb/s급 초고속 무선 통신이 가능한 광대역 전송 시스템에서 저속의 스트리밍 데이터를 효율적으로 전송할 수 있는 광대역 저전력 기술이 필요하다.In addition, unlike computer, clock and timing information is very important and communication system is designed by selecting clocks optimized for communication standard at the stage of chip development. Changes to the specification are required. Accordingly, there is a need for a broadband low power technology capable of efficiently transmitting low-speed streaming data in a broadband transmission system capable of 1Gb / s ultra high speed wireless communication.

따라서, 본 발명의 목적은 근거리에서 무선으로 1Gb/s급 고속 전송을 가능하게 하면서도, 일례로 음성/오디오 전송과 같이 데이터율이 낮은 응용분야에서는 동작 시간을 줄이는 등 전송 데이터 양에 따라 회로 각 부분의 동작시간을 조절하여, 통신 시스템 및 SoC(System-on-a-Chip)의 전력소모를 줄일 수 있는 직교분할다중화 방식의 데이터 전송방법 및 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to enable high-speed 1Gb / s transmission at short distances, while reducing the operation time in low data rate applications such as voice / audio transmission. The present invention provides an orthogonal multiplexing data transmission method and apparatus that can reduce power consumption of a communication system and a system-on-a-chip (SoC) by adjusting the operation time of the system.

본 발명의 일 특징에 따른 직교분할다중화 방식의 데이터 전송방법이 제공된다. 상기 방법은, 송신기에 입력되는 데이터로부터 선정된 전송 모드에 적합한 복수의 패킷들을 형성하는 단계와, 상기 데이터의 전송률을 판단하는 단계와, 상기 판단결과, 저전송률로 판단된 경우, 상기 복수의 패킷 각각을 복수의 부패킷으로 분할하는 단계와, 상기 분할된 부패킷을 전송하는 단계를 포함하고, 상기 부패킷의 전송시에 송신기의 전원공급시간을 줄이는 것을 특징으로 한다. 상기 판단결과, 고전송률로 판단된 경우, 상기 패킷을 분할없이 전송한다. 상기 저전송률은 전송률이 10Mb/s 미만인 것을 특징으로 한다. 상기 분할된 부패킷의 전송 단계는, 상기 분할된 각 부패킷의 전송 종료시점부터 다음 부패킷의 전송 시작지점까지 상기 송신기의 전원공급시간을 줄이는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, an orthogonal division multiplexing data transmission method is provided. The method may include forming a plurality of packets suitable for a transmission mode selected from data input to a transmitter, determining a transmission rate of the data, and when the determination result is a low transmission rate, the plurality of packets. And dividing each into a plurality of subpackets, and transmitting the divided subpackets, and reducing a power supply time of a transmitter when the subpackets are transmitted. If it is determined that the transmission rate is high, the packet is transmitted without division. The low transmission rate is characterized in that the transmission rate is less than 10Mb / s. The transmitting of the divided subpackets may include reducing a power supply time of the transmitter from a transmission end point of each divided subpacket to a transmission start point of a next subpacket.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 직교분할다중화 방식의 데이터 송신 장치가 제공된다. 상기 송신 장치는, 상위 응용계층 및 맥(MAC) 계층에서 생성된 페이로드 데이터로부터 선정된 전송모드에 적합한 복수의 패킷을 형성 및 저장하기 위한 패킷 구성수단; 상기 저장된 패킷의 전송률을 판단하여 저전송률로 판단되면, 상기 복수의 패킷 각각을 복수개의 부패킷으로 분할하기 위한 패킷분할 수단; 상기 패킷 또는 부패킷의 페이로드 데이터를 직교주파수분할 변조하기 위한 변조 수단; 상기 변조된 신호를 아날로그 신호로 변환 및 RF 송신하기 위한 아날로그/RF 수단; 상기 부패킷의 전송시에 상기 변조 수단 및 상기 아날로그/RF 수단의 전원공급시간을 줄이기 위한 미세상태제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another feature of the present invention, an orthogonal multiplexing data transmission apparatus is provided. The transmitting device includes: packet constructing means for forming and storing a plurality of packets suitable for a transmission mode selected from payload data generated in an upper application layer and a MAC layer; Packet dividing means for dividing each of the plurality of packets into a plurality of subpackets when the transmission rate of the stored packet is determined to be a low transmission rate; Modulation means for quadrature frequency division modulation of the packet or subpacket; Analog / RF means for converting and modulating the modulated signal into an analog signal; And fine state control means for reducing the power supply time of the modulation means and the analog / RF means during transmission of the subpacket.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 상세한 설명은 단지 예시적인 목적으로 제공되는 것이며 본 발명의 개념을 임의의 특정된 물리적 구성에 한정하는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following detailed description is provided for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the inventive concept to any particular physical configuration.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 송수신 시스템의 구조를 도시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 상기 송수신 시스템의 송신기(200)는, 패킷 구성부(202), 패킷 분할부(204), OFDM 변조부(206), 아날로그/RF부(208) 및 미세상태제어부(210)를 포함한다.2 is a block diagram showing the structure of a transmission and reception system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the transmitter 200 of the transmission / reception system includes a packet constitution unit 202, a packet division unit 204, an OFDM modulator 206, an analog / RF unit 208, and a fine state control unit 210. ).

패킷 구성부(202)는 물리계층(Physical Layer)과 상위 계층을 연결시키는 PHY-SAP(Physical Layer Service Access Point)의 일부로서, 한 실시예에서는 상위계층인 매체접근제어(MAC,Media Access Control) 계층에서 형성된 페이로드(Payload) 데이터에 제어 파라메터에 따라 헤더(Header)와 헤더체크부(HCS,Header Check Sequence), 테일 비트(Tail Bits), 오류체크부(FCS), 패드 비트(Pad Bits) 등을 앞뒤로 부가하여 패킷을 형성하고 이를 저장하는 기능을 수행한다. 다른 실시예에서, 패킷 구성부(202)는 다수의 페이로드 데이터를 모아서 더 큰 크기의 패킷을 형성하는 기능도 수행할 수 있다.The packet constitution unit 202 is a part of a physical layer service access point (PHY-SAP) connecting a physical layer and a higher layer, and in one embodiment, a media access control (MAC), which is a higher layer. Header, Header Check Sequence (HCS), Tail Bits, Error Check Units (FCS), and Pad Bits according to control parameters It adds back and forth to form a packet and stores it. In another embodiment, the packet constructing unit 202 may also perform a function of collecting a plurality of payload data to form a packet of a larger size.

패킷 분할부(204)는 전송하고자 하는 패킷의 전송률을 판단하여 저전송률로 판단된 경우에 패킷 구성부(202)에 의해 형성된 패킷을 더 짧은 길이의 부패킷(Sub-packet)으로 분할하는 기능을 수행한다. 일 실시예에서, 저전송률로 판단하는 기준은 전송률이 10Mb/s 미만인 경우이다.The packet dividing unit 204 determines the transmission rate of the packet to be transmitted, and divides the packet formed by the packet constitution unit 202 into sub-packets of shorter length when it is determined that the transmission rate is low. Perform. In one embodiment, the criterion for determining the low transmission rate is when the transmission rate is less than 10 Mb / s.

다음, OFDM 변조부(206)는 패킷의 페이로드 데이터를 OFDM 변조하는 역할을 수행한다. 구체적으로, OFDM 변조부(206)는 패킷의 페이로드 데이터 부분을 변환시키는 스크램블러(Scrambler), 부가(Convolutional)코딩 또는 터보(Turbo)코딩, 엘디피씨(LDPC,Low Density Parity Check)코딩 등의 기능을 수행하는 전방오류정정(FEC,Forward Error Correction) 부호화부(Encoder), 인접한 비트간의 에러(error)를 줄이기 위한 인터리버(Interleaver), 비트스트림 데이터를 I-Q 성상도(Constellation) 상의 복소수 데이터로 변환시키는 N-QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 맵퍼, OFDM 수신단의 채널 추정용으로 필요한 파일럿 신호를 추가하는 파일럿 삽입부(Pilot Insert), 주파수영역 신호를 푸리에 변환에 의해 시간영역 신호로 변환하는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부, 다중경로 페이딩에 대응하기 위한 적절한 보호구간(GI,Guard Interval) 및 순환보호구간(CP,Cyclic Prefix) 신호를 추가하는 보호구간 및 순환보호구간 삽입부, 수신단의 프레임 (Frame)동기, 심볼(Symbol)동기, 채널 추정, 오프셋 보상 등의 핵심적인 신호처리에 필요한 신호를 생성하는 프리앰블 생성부(Preamble Generator), 프리앰블 신호와 OFDM 심볼 신호를 합치고 스퓨리어스 신호를 줄이기 위해 선택적으로 필터 기능을 수행하는 파형 형성부(Wave Shaping)를 포함한다.Next, the OFDM modulator 206 performs OFDM modulation on the payload data of the packet. Specifically, the OFDM modulator 206 functions as a scrambler, a convolutional coding or a turbo coding, a low density parity check (LDPC) coding for converting a payload data portion of a packet. Forward Error Correction (FEC) Encoder to perform the error, an interleaver to reduce errors between adjacent bits, and convert the bitstream data into complex data on the IQ constellation. Quadrature Amplitude Modulation (N-QAM) mapper, Pilot Insertion for adding pilot signals necessary for channel estimation of OFDM receivers, and Inverse Fast Fourier (IFFT) for converting frequency-domain signals into time-domain signals by Fourier transform Transform unit, protection zone and cyclic protection to add appropriate guard interval (GI) and cyclic prefix (CP) signals to cope with multipath fading A preamble generator, a preamble generator, and a preamble signal and an OFDM symbol signal for generating signals necessary for core signal processing such as an interval inserter, frame synchronization of a receiver, symbol synchronization, channel estimation, and offset compensation. Wave shaping is included to selectively filter to combine and reduce the spurious signal.

아날로그/RF부(208)는 디지털-아날로그 변조를 통해 아날로그 신호로 변환한 후에 RF단과 안테나를 거쳐 전자파 신호를 송신하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 아날로그/RF부(208)는 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환부(DAC), 기저대역 아날로그 신호에 대한 필터링 및 증폭 기능을 수행하는 비비에이(BBA,Baseband Analog)부, 기저대역 신호를 RF 신호로 변환하는 고주파 상향변환 믹서 배열부(RF Up-conversion Mixer Array), 고주파 광대역 증폭부, 광대역 안테나, 광대역에 걸친 복수 톤의 주파수 신호를 생성하는 다중 주파수 합성부(Multi-Frequency Synthesizer)를 포함한다.The analog / RF unit 208 converts an analog signal through digital-analog modulation and transmits an electromagnetic signal through an RF terminal and an antenna. Specifically, the analog / RF unit 208 includes a digital / analog converter (DAC) for converting digital data into an analog signal, and a baseband analog (BBA) unit for filtering and amplifying a baseband analog signal. RF up-conversion mixer array for converting baseband signals to RF signals, high frequency wideband amplifier, wideband antenna, and multi-frequency synthesizer for generating multi-tone frequency signals over wideband -Frequency Synthesizer).

한편, 본 발명은 상기한 주요 구성요소 중에서 광대역 안테나를 제외한 아날로그/RF부(208)의 주요 세부 요소들이 모두 단일칩의 형태로 집적된 반도체 칩의 제작을 목표로 한다. 즉, 각 요소는 모두 저전압 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 또는 SiGe 소자로 구성되어, 고집적 반도체 기술을 이용하여 단일 칩으로 집적하기에 적합하다.On the other hand, the present invention aims to fabricate a semiconductor chip in which all of the major components of the analog / RF unit 208 except for the broadband antenna among the main components are integrated in the form of a single chip. That is, each element is composed of a low voltage complementary metal oxide semiconductor (CMOS) or SiGe device, which is suitable for integration into a single chip using a highly integrated semiconductor technology.

미세상태제어부(210)는 OFDM 변조부(206) 및 아날로그/RF부(208)의 각 구성요소의 활성 상태를 데이터 전송률에 따라 제어하는 역할을 하며, 특히 데이터 전송률이 낮을 때, 전원공급시간을 줄이는 역할을 한다.The micro state controller 210 controls the active states of the components of the OFDM modulator 206 and the analog / RF unit 208 according to the data rate, and particularly when the data rate is low, It serves to reduce.

한편, OFDM 수신기(212)는, 안테나를 통해 수신된 전자파 신호를 증폭하고 디지털 데이터로 변환하는 RF/디지털부(214)와, OFDM 복조를 통해 데이터 패킷을 복원하는 OFDM 복조부(216) 및 패킷 조합부(218)를 포함한다.The OFDM receiver 212 includes an RF / digital unit 214 for amplifying and converting an electromagnetic wave signal received through an antenna into digital data, and an OFDM demodulator 216 and a packet for restoring a data packet through OFDM demodulation. Combination unit 218 is included.

RF/디지털부(214) 및 OFDM 복조부(216)는 도 1에 도시된 종래 시스템의 RF/디지털부(130a) 및 OFDM 복조부(130b)에 대응하는 블록들로서 이들의 기능 및 이를 구성하는 세부 요소들 역시 도1 에 도시된 바와 같이 이미 공지된 요소들이므로, 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.The RF / digital unit 214 and the OFDM demodulator 216 are blocks corresponding to the RF / digital unit 130a and the OFDM demodulator 130b of the conventional system shown in FIG. 1, and their functions and details configuring the same. Since the elements are also known elements as shown in Fig. 1, detailed description thereof will be omitted.

패킷 조합부(218)는 OFDM 복조부(216)에 의해 복원된 데이터 패킷이 부패킷인 경우에 이들을 조합하여 선정된 송신 모드에 적합한 패킷으로 형성한 후에 출력한다.When the data packet recovered by the OFDM demodulator 216 is a subpacket, the packet combiner 218 combines them to form a packet suitable for the selected transmission mode and outputs the packet.

도 3은 본 발명에 따른 송수신 시스템을 사용한 경우와 종래의 송수신 시스템을 사용한 경우의 전송률과 평균 소모전력의 관계를 비교하여 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing a comparison between the transmission rate and the average power consumption when using a transmission and reception system according to the present invention and a conventional transmission and reception system.

도 3(a)는 본 발명에 따른 송수신 시스템을 사용한 경우의 전송률과 평균 소모전력과의 관계를 나타낸 그래프로서, 상기 송수신 시스템은 전송률과 평균 소모전력이 정비례 관계를 유지하는 것으로 나타나 있다. 즉, 전송률이 작은 경우에는 평균 소모전력도 적게 소비하게 되며, 전송률이 큰 경우에는 평균 소모전력도 비례하여 커지게 된다.3 (a) is a graph showing the relationship between the transmission rate and the average power consumption when the transmission and reception system according to the present invention is used, and the transmission and reception system shows that the transmission rate and the average power consumption maintain a directly proportional relationship. That is, when the transmission rate is small, the average power consumption is also consumed less. When the transmission rate is large, the average power consumption is also increased proportionally.

반면, 도 3(b)에 도시된 종래의 송수신 시스템을 사용한 경우의 전송률과 평균 소모전력과의 관계를 나타낸 그래프를 참조하면, 상기 전송률과는 상관없이 거 의 일정한 전력을 소비하는 것을 알 수 있다.On the other hand, referring to the graph showing the relationship between the transmission rate and the average power consumption when using the conventional transmission and reception system shown in Figure 3 (b), it can be seen that almost constant power consumption regardless of the transmission rate. .

즉, 도 1과 같은 종래의 OFDM 기반 광대역 송수신 시스템에서는, 가장 많은 전력을 소모하는 블록인 디지털/아날로그 변환부(DAC)(118) 및 아날로그/디지털 변환부(ADC)(140), RF 증폭부(124, 134), IFFT부(112), FFT부(148)의 동작이 데이터 전송률과 무관하게 거의 일정하여, 전송률이 낮아지더라도 시스템 전체의 전력소모 감소 효과가 크지 않다.That is, in the conventional OFDM-based wideband transmission / reception system as shown in FIG. 1, the digital / analog converter (DAC) 118, the analog / digital converter (ADC) 140, and the RF amplification unit, which consume the most power, are used. 124, 134, the operation of the IFFT unit 112, FFT unit 148 is almost constant regardless of the data rate, so even if the rate is low, the power consumption reduction effect of the entire system is not significant.

따라서, 본 발명은 근거리에서 무선으로 1Gb/s급 고속 전송을 가능하게 하면서도, 일례로 음성/오디오 전송과 같이 데이터율이 낮은 응용분야에서는 동작 시간을 줄이는 등 전송 데이터 양에 따라 회로 각 부분의 동작시간을 조절하여, 통신 시스템 및 SoC 칩의 전력소모를 줄일 수 있다.Therefore, the present invention enables high-speed 1Gb / s transmission at short distances, while reducing the operation time in applications with low data rates such as voice / audio transmission. By adjusting the time, the power consumption of the communication system and SoC chip can be reduced.

또한, 본 발명은 1Gb/s급 페이로드(payload) 데이터 전송 성능을 갖는 고속 무선 개인영역 네트워크(WPAN)와, 낮는 전송률의 스트리밍 모드에 대해서도 낮은 전력소모가 가능하다.In addition, the present invention enables low power consumption even in a high-speed wireless personal area network (WPAN) having a 1Gb / s payload data transmission performance and a low transmission rate streaming mode.

도 4는 본 발명에 따른 데이서 송신시의 전력소모 절감 방법을 개념적으로 설명하기 위해, 상기 송수신 시스템의 시간에 따른 데이터 전송률 및 전력소모량의 관계를 나타낸 도면으로서, 도 4(a)는 종래의 송수신기로 데이터 전송시 전력소모량을 나타낸 그래프로 블루투스를 일례로 한 그래프이고, 도 4(b)는 본 발명에 따른 광대역 송수신기로 데이터 전송시 전력소모량을 나타낸 그래프이다.4 is a view illustrating a relationship between data rate and power consumption according to time of the transmission / reception system in order to conceptually describe a method of reducing power consumption during data transmission according to the present invention. FIG. A graph showing power consumption when transmitting data to a transceiver is a graph showing Bluetooth as an example, and FIG. 4 (b) is a graph showing power consumption when transmitting data to a broadband transceiver according to the present invention.

도 4(a)를 참조하면, 상기 블루투스는 데이터 전송속도가 최대 1Mb/s으로 본 발명에 의한 통신 시스템 또는 IEEE 802.11a/b/g 무선랜에 비해 전송속도가 매우 낮지만, 음성 통화 등의 저속 저전력 통신에 적합하도록 설계된 통신 프로토콜 표준의 일종이다. 일반적으로 음성 통화에 요구되는 전송속도는 64kb/s 이내로서 상당히 낮은 편이나, 통화가 지속되는 동안 두 개의 통신 장치인 마스터 기기(Master Device)와 슬레이브 기기(Slave Device)는 항상 활성 동작상태(active state)를 유지하고 있어야 하며, 시간적으로 동기 상태를 유지해야 하므로, 이를 동기적 연결(SCO,Synchronous Connection-Oriented) 링크라 한다.Referring to Figure 4 (a), the Bluetooth data transmission rate is up to 1Mb / s, but the transmission rate is very low compared to the communication system or IEEE 802.11a / b / g wireless LAN according to the present invention, such as voice calls It is a kind of communication protocol standard designed for low speed and low power communication. In general, the transmission rate required for a voice call is considerably lower than 64kb / s, but the two communication devices, the master device and the slave device, are always active during the call. state (Synchronous Connection-Oriented) link.

일례로, 종래의 기술에서는 TDD(Time Division Duplex) 방식에서 첫번째 저전력 슬레이브 기기(DEV1LP)가 동기적 연결(SCO) 패킷 신호를 송신하는 시간(t1) 동안에, 상기 첫번째 저전력 슬레이브 기기의 송신단 전체는 항상 활성(active) 상태를 유지하면서 약 20mW 이내의 낮은 전력을 소모한다. 이러한 종래의 블루투스에서 사용되던 방식을 고속 광대역 OFDM 송수신 시스템에 적용하면, 광대역 OFDM 송수신 시스템에서 소모하는 기본적인 전력이 수백 mW 이상이므로 패킷 전송시간(t1) 동안 계속 활성(active) 상태를 유지하는 것은 비효율적이다.For example, in the related art, during the time t1 when the first low power slave device DEV1LP transmits a synchronous connection (SCO) packet signal in a time division duplex (TDD) scheme, the entire transmitting end of the first low power slave device is always present. It consumes low power within about 20mW while remaining active. If the conventional method used in the conventional Bluetooth is applied to a high-speed broadband OFDM transmission and reception system, the basic power consumed by the broadband OFDM transmission and reception system is several hundred mW or more, so it is inefficient to keep active for the packet transmission time t1. to be.

종래의 고속 무선 개인영역네트워크(IEEE 802.15.3a)용 광대역 OFDM 전송방식에도 스트리밍 모드를 지원하기 위한 패킷이 정의되어 있으나 패킷 동기 시퀀스 및 프레임 동기, 채널 추정 시퀀스로 구성된 피엘씨피(PLCP) 프리앰블의 길이가 5.625 us에 달하여, 프리앰블에 의한 패킷 오버헤드(overhead)가 높은 편이다.In the conventional broadband OFDM transmission scheme for high-speed wireless personal area network (IEEE 802.15.3a), although the packet for supporting the streaming mode is defined, the length of a PLCP preamble including a packet synchronization sequence, a frame synchronization, and a channel estimation sequence Reaches 5.625 us, and the packet overhead due to the preamble is high.

통상 한 패킷 내에서 페이로드 데이터가 차지하는 시간은 하기 수학식 1에 의해 추정된다.In general, the time occupied by payload data in one packet is estimated by Equation 1 below.

T_data = T_sym * R_data / (N_DBPS * R_packet)       T_data = T_sym * R_data / (N_DBPS * R_packet)

상기 수학식 1에서, T_sym은 한 OFDM 심볼의 간격(interval), R_data는 요구되는 데이터 전송률, N_DBPS는 OFDM 심볼당 데이터 비트 수, R_packet은 초당 전송되는 패킷 수 (패킷 전송률)를 의미한다.      In Equation 1, T_sym denotes an interval of one OFDM symbol, R_data denotes a required data rate, N_DBPS denotes a number of data bits per OFDM symbol, and R_packet denotes a number of packets transmitted per second (packet rate).

일반적으로 패킷 크기가 일정 크기 이상 커지면 패킷 오류율(PER,Packet Error Rate)이 증가하여 재전송에 따른 성능 저하가 현저하게 발생하므로, OFDM 방식에 기반한 종래의 고속 무선 개인영역네트워크 기술에서는 한 패킷의 페이로드 데이터 크기를 최대 4095 바이트까지로 제한하고 있다. 따라서 페이로드 크기와 코딩율을 고려한 패킷 전송률은 하기 수학식 2와 같이 추정된다.In general, if the packet size is larger than a certain size, the packet error rate (PER) increases, which causes a significant performance degradation due to retransmission. Therefore, in the conventional high-speed wireless personal area network technology based on the OFDM method, one packet payload is used. The data size is limited to a maximum of 4095 bytes. Therefore, the packet transmission rate considering the payload size and the coding rate is estimated as shown in Equation 2 below.

R_packet = R_data / (N_payload * R_coding)       R_packet = R_data / (N_payload * R_coding)

상기 수학식 2에서, N_payload는 패킷내 페이로드 비트수, R_coding은 전방오류정정 코딩율(FEC coding rate)을 의미한다. 일례로, 종래의 고속 무선 개인영역네트워크 표준에 기반하여 QPSK 변조 55Mb/s 모드로 1Mb/s급 스트리밍 데이터를 전송하려 할 경우,      In Equation 2, N_payload denotes the number of payload bits in the packet, and R_coding denotes a forward error correction coding rate. For example, to transmit 1Mb / s-class streaming data in QPSK modulated 55Mb / s mode based on the conventional high speed wireless personal area network standard,

T_data = 312.5ns/symbol * 1Mb/s / (17bit/symbol * 100 packet/s)      T_data = 312.5ns / symbol * 1Mb / s / (17bit / symbol * 100 packet / s)

= 184 us/packet             = 184 us / packet

의 시간동안 활성(active) 상태를 유지하면서 전력을 소모한다.It consumes power while remaining active for a period of time.

또한, 패킷 프리앰블과 PHY 헤더, 맥(MAC) 헤더, 헤더체크부(HCS,Header Check Sequence), 테일 비트(Tail Bits), 오류체크부(FCS), 패드 비트(Pad Bits) 등을 합 치면 패킷당 약 190us 정도의 시간동안 활성(active) 상태를 유지해야 한다. (IEEE 802.15.3a 문서 참조)The packet preamble, PHY header, MAC header, header check sequence (HCS), tail bits (Tail Bits), error check unit (FCS), pad bits (Pad Bits), etc. It should be active for about 190us per hour. (See IEEE 802.15.3a documentation)

한편, 도 4(b)를 참조하면, 본 발명에 따른 광대역 송수신기는 16-QAM 변조된 1Gb/s급 고속 통신 모드를 이용하여 데이터를 전송하며, 이 경우 수학식 2를 적용하면,Meanwhile, referring to FIG. 4 (b), the broadband transceiver according to the present invention transmits data using a 16-QAM modulated 1Gb / s-class high speed communication mode. In this case, when Equation 2 is applied,

T_data = 312.5ns/symbol * 1Mb/s / (300bit/symbol * 100 packet/s)       T_data = 312.5ns / symbol * 1Mb / s / (300bit / symbol * 100 packet / s)

= 10.4 us/packet               = 10.4 us / packet

의 매우 짧은 시간(tH1)동안에만 동작 상태를 유지하면 되므로, 16-QAM OFDM이 QPSK에 비해 송신부 전체의 동작 상태로 인한 전력소모가 약 2배 정도 증가되더라도, 패킷을 전송하는 시간동안의 평균적인 전력소모는, 184us / (10.4us * 2) = 8.8 배 더 줄어드는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면 동작 상태의 시간을 줄임으로서 전력소모를 획기적으로 줄이는 효과를 얻을 수 있다.It is only necessary to maintain the operation state for a very short time (tH1), so even if 16-QAM OFDM consumes about twice as much power due to the operating state of the transmitter as compared to QPSK, the average time during packet transmission Power consumption can be reduced by 184us / (10.4us * 2) = 8.8 times. That is, according to the present invention, it is possible to achieve the effect of dramatically reducing the power consumption by reducing the time of the operating state.

도 5는 본 발명에 일실시예에 따른 직교분할다중화 방식의 데이터 전송방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 먼저 광대역 OFDM 송수신 칩이 포함된 기기(DEV)가 동작을 시작하고, PNC(Pico-net Coordinator)와 기기(DEV)간 초기 연결이 이루어지는 과정은 종래의 무선 개인영역네트워크(WPAN) 및 무선랜(WLAN)과 유사하다.5 is a flowchart illustrating a data transmission method using an orthogonal division multiplexing method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, first, a device (DEV) including a wideband OFDM transmission / reception chip starts operation, and an initial connection between a pico-net coordinator (PNC) and a device (DEV) is performed. WPAN) and WLAN.

상기 초기 연결이 이루어진 다음, 전송하고자 하는 스트리밍 데이터로부터 OFDM 방식에 적합한 패킷들을 형성한다(S500). 일실시예에서, 패킷들은 16QAM OFDM 방식의 1Gb/s 모드에 맞도록 형성한다. 다음, 전송하고자 하는 스트리밍 데이 터의 요구되는 전송률이 10Mb/s 미만인지 판단한다(S502). 상기 판단결과, 상기 전송하고자 하는 스트리밍 데이터의 요구되는 전송률이 10Mb/s 미만으로 낮고, 전송 거리가 짧은 경우에는 프리앰블 등의 오버헤드를 줄이기 위해 상기 패킷의 페이로드 데이터 부분을 다시 복수개의 더 작은 부패킷(sub-packet)으로 분할한다(S504). 일실시예에서, 상기 전송 거리가 짧은 경우는 통상 3m 미만의 거리이다.After the initial connection is made, packets suitable for the OFDM scheme are formed from the streaming data to be transmitted (S500). In one embodiment, the packets are formed to conform to the 1 Gb / s mode of the 16QAM OFDM scheme. Next, it is determined whether the required data rate of the streaming data to be transmitted is less than 10Mb / s (S502). As a result of the determination, when the required data rate of the streaming data to be transmitted is low as less than 10Mb / s, and the transmission distance is short, the payload data portion of the packet may be reconstructed into a plurality of smaller parts to reduce overhead such as a preamble. The packet is divided into sub-packets (S504). In one embodiment, the short transmission distance is typically less than 3m.

다음, 상기 분할된 각 부패킷의 전송 종료시점부터 다음번 부패킷의 전송 시작 시점까지 기저대역 변조부 및 아날로그/RF부의 전력공급을 줄이면서 상기 부패킷을 전송한다(S506).Next, the subpacket is transmitted while reducing the power supply of the baseband modulator and the analog / RF unit from the end of transmission of each divided subpacket to the start of transmission of the next subpacket (S506).

다음, 단계 508에서, 하나의 송신 프레임이 모두 끝났는지를 판단하고, 상기 송신 패킷 프레임이 끝났으면, 수신모드로 전환하며(S516), 상기 송신 프레임이 끝나지 않았다면, 단계 506 이전으로 진입하여, 상기 하나의 프레임 송신이 끝날때까지 부패킷 전송을 반복 수행한다.Next, in step 508, it is determined whether all one transmission frame is finished, and when the transmission packet frame is over, switch to the reception mode (S516), and if the transmission frame is not over, enter step 506, and enter the The subpacket transmission is repeated until the frame transmission is completed.

한편, 단계 502의 판단 결과, 전송하고자 하는 스트리밍 데이터의 요구되는 전송률이 10Mb/s 이상이면, 종래의 방식과 유사하게 물리계층의 OFDM 송신부 및 RF 송신부를 활성화시켜 패킷을 전송한다.On the other hand, as a result of the determination in step 502, if the required data rate of the streaming data to be transmitted is 10Mb / s or more, similarly to the conventional method, the packet is activated by activating the OFDM transmitter and the RF transmitter of the physical layer.

즉, 분할되지 않은, 16QAM OFDM 방식의 1Gb/s 모드의 패킷을 전송하고(S510), 하나의 송신 프레임이 모두 끝났는지를 판단하여(S512), 상기 송신 패킷 프레임이 모두 끝났으면, 송신부 전력을 줄이고(S514), 끝나지 않았다면 상기 하나의 프레임 송신이 모두 끝날때까지 반복수행한 후에, 수신 모드로 전환한다(S516).That is, the 1Qb / s mode packet of the 16QAM OFDM scheme, which is not divided, is transmitted (S510), and it is determined whether all of one transmission frame is finished (S512). If it is not finished (S514), it repeats until all the one frame transmission is finished, and then switches to the reception mode (S516).

이와 같은 동작에 의해, 본 발명에 따른 송수신 시스템은 OFDM 심볼당 데이 터 비트 수가 300bit 이상이고, OFDM의 샘플링 주파수가 500MHz 이상으로 높아서, 1Gb/s급 고속 무선 전송이 가능하게 된다. 또한, 음성 및 오디오 전송과 같이 데이터율이 낮은 응용분야에서는 동작 시간을 줄이는 등 전송 데이터 양에 따라 회로 각 부분의 동작시간을 조절하여, 통신 시스템 및 SoC 칩의 전력소모를 줄일 수 있다.By this operation, the transmission / reception system according to the present invention has a number of data bits per OFDM symbol of 300 bits or more, and the OFDM sampling frequency is higher than 500 MHz, thereby enabling high-speed 1Gb / s-class wireless transmission. In addition, in applications with low data rates such as voice and audio transmission, the operation time of each part of the circuit may be adjusted according to the amount of data transmitted, such as reducing the operation time, thereby reducing power consumption of the communication system and the SoC chip.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다.The present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, which are merely examples and are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not possible that are not illustrated above.

예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

본 발명은 근거리에서 무선으로 1Gb/s급 고속 전송을 가능하게 하면서도, 일례로 음성/오디오 전송과 같이 데이터율이 낮은 응용분야에서는 동작 시간을 줄이는 등 전송 데이터 양에 따라 회로 각 부분의 동작시간을 조절하여, 통신 시스템 및 SoC(System-on-a-Chip)의 전력소모를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 1Gb/s급 페이로드(payload) 데이터 전송 성능을 갖는 고속 무선 개인영역 네트워크(WPAN)와, 낮는 전송률의 스트리밍 모드에 대해서도 낮은 전력소모가 가능하다.The present invention enables a 1Gb / s high-speed transmission in a short distance wirelessly, while reducing the operation time in a low data rate application such as voice / audio transmission. By adjusting, power consumption of the communication system and system-on-a-chip (SoC) can be reduced. In addition, the present invention enables low power consumption even in a high-speed wireless personal area network (WPAN) having a 1Gb / s payload data transmission performance and a low transmission rate streaming mode.

Claims (9)

송신기에 입력되는 데이터로부터 선정된 전송 모드에 적합한 복수의 패킷들을 형성하는 단계;Forming a plurality of packets suitable for a transmission mode selected from data input to the transmitter; 상기 데이터의 전송률을 판단하는 단계;Determining a transmission rate of the data; 상기 판단결과, 저전송률로 판단된 경우, 상기 복수의 패킷 각각을 복수의 부패킷으로 분할하는 단계;Dividing each of the plurality of packets into a plurality of subpackets when it is determined that the transmission rate is low; 상기 분할된 부패킷을 전송하는 단계를 포함하고, 상기 부패킷의 전송시에 상기 송신기의 전원공급시간을 줄이는 것을 특징으로 하는 직교분할다중화 방식의 데이터 전송방법.And transmitting the divided subpackets, and reducing a power supply time of the transmitter during transmission of the subpackets. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 판단결과, 고전송률로 판단된 경우, 상기 패킷을 분할없이 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교분할다중화 방식의 데이터 전송방법.And if it is determined that the transmission rate is high, transmitting the packet without segmentation. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 저전송률은 전송률이 10Mb/s 미만인 것을 특징으로 하는 직교분할다중화 방식의 데이터 전송방법.The low data rate data transmission method of orthogonal multiplexing, characterized in that the transmission rate is less than 10Mb / s. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 패킷은 16QAM OFDM 방식의 1Gb/s 전송 모드에 에 적합하게 형성되는 것을 특징으로 하는 직교분할다중화 방식의 데이터 전송방법.The packet is a quadrature multiplexed data transmission method, characterized in that the packet is formed suitable for the 1Gb / s transmission mode of 16QAM OFDM. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 분할된 부패킷의 전송 단계는, 상기 분할된 각 부패킷의 전송 종료시점부터 다음 부패킷의 전송 시작지점까지 상기 송신기의 전원공급시간을 줄이는 것을 특징으로 하는 직교분할다중화 방식의 데이터 전송방법.The transmitting of the divided subpackets is characterized in that the power supply time of the transmitter is reduced from the end of transmission of each divided subpacket to the start of transmission of the next subpacket. 상위 응용계층 및 맥(MAC) 계층에서 생성된 페이로드 데이터로부터 선정된 전송모드에 적합한 복수의 패킷을 형성 및 저장하기 위한 패킷 구성수단;Packet constructing means for forming and storing a plurality of packets suitable for a selected transmission mode from payload data generated in an upper application layer and a MAC layer; 상기 저장된 패킷의 전송률을 판단하여 저전송률로 판단되면, 상기 복수의 패킷 각각을 복수개의 부패킷으로 분할하기 위한 패킷분할 수단;Packet dividing means for dividing each of the plurality of packets into a plurality of subpackets when the transmission rate of the stored packet is determined to be a low transmission rate; 상기 패킷 또는 부패킷의 페이로드 데이터를 직교주파수분할 변조하기 위한 변조 수단;Modulation means for quadrature frequency division modulation of the packet or subpacket; 상기 변조된 신호를 아날로그 신호로 변환 및 RF 송신하기 위한 아날로그/RF 수단; 및 Analog / RF means for converting and modulating the modulated signal into an analog signal; And 상기 부패킷의 전송시에 상기 변조 수단 및 상기 아날로그/RF 수단의 전원공급시간을 줄이기 위한 미세상태제어수단Fine state control means for reducing the power supply time of the modulation means and the analog / RF means during transmission of the subpacket 을 포함하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할 방식의 데이터 송신 장치.Orthogonal frequency division scheme data transmission apparatus comprising a. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 미세상태제어수단은 상기 분할된 각 부패킷의 전송 종료시점부터 다음 부패킷의 전송 시작지점까지 상기 직교주파수분할 변조수단 및 상기 아날로그/RF 수단의 전원공급시간을 줄이는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할 방식의 데이터 송신 장치.The micro-state control means reduces the power supply time of the orthogonal frequency division modulation means and the analog / RF means from the transmission end point of each divided subpacket to the transmission start point of the next subpacket. Type data transmission device. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 패킷 분할 수단의 판단 결과 고전송률로 판단된 경우, 상기 패킷 구성수단에 의해 형성된 패킷을 분할없이 전송시키는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할 방식의 데이터 송신 장치.And a packet formed by the packet constituting means is transmitted without segmentation when it is determined that the packet segmentation means has a high transmission rate. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 패킷 분할 수단은 상기 분할된 부패킷에 프리앰블을 부가하여, 일정한 간격(interval)을 갖는 부패킷을 생성하는 것을 특징으로 하는 직교주파수분할 방식의 데이터 송신 장치.And the packet dividing means adds a preamble to the divided subpackets to generate subpackets having a predetermined interval.
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