KR100846727B1 - Enhanced ieee 802.15.3 mac protocol for efficient support of sops based on mc-cdma uwb system - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 은 IEEE 802.15.3의 슈퍼프레임(Superframe)을 나타내는 구성이 도시된 도,1 is a diagram illustrating a configuration illustrating a superframe of IEEE 802.15.3.
도 2 는 피코넷을 페어런트/차일드(Parent/Child) 또는 페어런트/네이버(Parent/Neighbor)방식으로 구성하는 방법의 슈퍼프레임(Superframe)을 나타내는 구성도이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a superframe of a method of configuring a piconet in a parent / child or parent / neighbor method.
도 3은 본 발명에 따른 MC-CDMA 기반 UWB System에서 동시에 동작하는 피코넷 간의 간섭 완화 방법이 도시된 순서도,3 is a flowchart illustrating a method for mitigating interference between piconets operating simultaneously in an MC-CDMA based UWB system according to the present invention;
도 4는 두 개의 피코넷이 중첩된 모습이 도시된 도,4 is a view illustrating two piconets overlapping;
도 5 내지 도 6은 두 개의 피코넷이 중첩된 경우의 본 발명에 따른 피코넷 간의 간섭 완화 방법의 제 1 실시예가 도시된 순서도,5 to 6 are flowcharts illustrating a first embodiment of an interference mitigation method between piconets according to the present invention when two piconets overlap;
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 슈퍼프레임의 구성의 일례가 도시된 도,7 is a diagram illustrating an example of a configuration of a superframe according to the first embodiment of the present invention;
도 8은 세 개의 피코넷이 중첩된 모습이 도시된 도8 is a view illustrating three piconets overlapping each other;
도 9 내지 도 10은 세 개의 피코넷이 중첩된 경우의 본 발명에 따른 피코넷 간의 간섭 완화 방법의 제 2 실시예가 도시된 순서도이다.9 to 10 are flowcharts illustrating a second embodiment of an interference mitigation method between piconets according to the present invention when three piconets overlap.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 슈퍼프레임의 구성의 일례가 도시된 도,11 is a diagram showing an example of the configuration of a superframe according to a second embodiment of the present invention;
본 발명은 피코넷 간의 간섭을 제거하는 방법에 관한 것으로서, 특히 중첩된 영역을 갖는 피코넷 간의 간섭을 제거하고 처리량을 증가시키는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for removing interference between piconets, and more particularly, to a method for removing interference and increasing throughput between piconets having overlapping areas.
차세대 무선통신 기술인 UWB (Ultra wideband)는 저전력으로 넓은 스펙트럼 주파수를 통해 많은 양의 디지털 데이터를 전송하기 위한 무선기술로서, UWB에 관한 표준화는 IEEE 802.15.3. 즉, 무선 PAN 규격 제정을 위한 워킹 그룹(Working Group)에서 진행되고 있다. IEEE 802.15.3. Working Group에서 개발한 High-Rate WPAN 기술은 근거리에서 무선 디바이스간의 초고속 멀티미디어 전송을 지원하는 통신규약을 말한다. Ultra wideband (UWB), a next-generation wireless communication technology, is a wireless technology for transmitting a large amount of digital data through a wide spectrum frequency at low power. The standardization of UWB is IEEE 802.15.3. In other words, a working group for establishing a wireless PAN standard is in progress. IEEE 802.15.3. High-Rate WPAN technology developed by Working Group refers to a communication protocol that supports high-speed multimedia transmission between wireless devices at short range.
IEEE 802.15.3 MAC 프로토콜은 저전력으로 높은 전송률의 무선 개인영역 네트워크 (WPAN)를 지원하기 위해 설계된 것으로서, 피코넷 코디네이터(Piconet Coordinator:이하, ‘PNC’)를 중심으로 피코넷이라 하는 애드혹 네트워크 (Ad Hoc Network)를 기반으로 하며, 디바이스 (Device:이하, ‘DEV’)간의 무간섭 연결을 위해 하나의 피코넷 내에서 TDMA (Time Division Multiple Access: 시분할 다중접속)의 원리로 동작된다. The IEEE 802.15.3 MAC protocol is designed to support high-rate wireless personal area networks (WPANs) at low power, and is an ad hoc network called a piconet around a piconet coordinator (PNC). It operates on the principle of Time Division Multiple Access (TDMA) within one piconet for interference-free connection between devices (hereinafter, referred to as 'DEV').
MC-CDMA 방식은 OFDM 시스템에 기반을 둔 다중접속방식으로, 동시에 다수의 사용자(유저)들을 주파수 대역 확산 및 다른 주파수 대역을 할당함으로써 관리 할 수 있다. MC-CDMA는 주파수 영역 확산을 적용한 것으로 송신측에서 각각의 유저는 OFDM 심볼 주기 동안 N 데이터 심볼을 발생시키고 확산(spreading)코드를 곱한다. 모든 유저의 심볼들을 동시에 합친 후 전송하고. 수신측에서 각각의 유저의 데이터 심볼은 FFT(Fast Fourier Transform) 아웃풋을 역확산(despreading)후 데이터(data)를 얻는 방식이다.The MC-CDMA method is a multiple access method based on an OFDM system, and can manage a plurality of users (users) by simultaneously spreading frequency bands and allocating different frequency bands. In MC-CDMA, frequency domain spreading is applied. At the transmitting side, each user generates N data symbols during an OFDM symbol period and multiplies a spreading code. Combine all user symbols at the same time and send. Each user's data symbol is a method of obtaining data after despreading FFT (Fast Fourier Transform) output.
도 1 은 IEEE 802.15.3의 슈퍼프레임(Superframe)을 나타내는 구성이 도시된 도이다. 도 1 을 참조하면, m 번째 슈퍼프레임은 비콘(Beacon)과 회선접근기간(Contention Access Period:이하, ‘CAP’) 및 채널시간 할당기간(Channel Time Allocation Period:이하, ‘CTAP')을 포함한다. 1 is a diagram illustrating a configuration illustrating a superframe of IEEE 802.15.3. Referring to FIG. 1, the m-th superframe includes a beacon, a contention access period (hereinafter referred to as 'CAP'), and a channel time allocation period (hereinafter referred to as 'CTAP'). .
매 슈퍼프레임 초기에, PNC는 피코넷의 타이밍 정보를 제공하는 비콘을 전송하고, CAP는 동시적인 데이터와 비동시적인 데이터의 접속방법을 통제한다. At the beginning of every superframe, the PNC sends a beacon that provides piconet timing information, and the CAP controls how data is accessed simultaneously and asynchronously.
CTAP는 CTA (Channel Time Allocation) 및 MCTA (Management CTA)로 구성되며, CTA는 CAP에 의해 통제된 접속방법에 따라 동시적이거나 비동시적인 데이터 통신의 연결에 이용되며, MCTA는 피코넷을 구성하는 DEV와 PNC 사이의 통신에 이용된다. CTAP consists of Channel Time Allocation (CTA) and Management CTA (MCTA), and CTA is used to connect simultaneous or asynchronous data communication according to the access method controlled by CAP. Used for communication between PNCs.
소스 DEV(source DEV)가 목적지 DEV(destination DEV)와 통신할 경우, 통신을 원하는 소스 DEV(source DEV)는 PNC에게 채널시간요청(Channel Time Request:이하, 'CTRq')을 전송한다. 여기서, PNC는 목적지 DEV(destination DEV)와의 연결을 위해 새로운 CTAs를 할당하며, 시작시간과 주기를 포함하는 모든 CTA정보는 비콘에 실어 PNC로 전송된다. 이를 ‘비콘 신호’라 하며 전송된 비콘 신호에 따라 모든 연결은 어떤 간섭도 없이 자신의 CTA동안 동작하게 된다. When the source DEV communicates with the destination DEV, the source DEV that wants to communicate transmits a Channel Time Request (hereinafter, 'CTRq') to the PNC. Here, the PNC allocates new CTAs for connection with a destination DEV, and all CTA information including a start time and a period are put in a beacon and transmitted to the PNC. This is called the “beacon signal,” and according to the transmitted beacon signal, all connections operate during their CTA without any interference.
한편, 하나 이상의 피코넷이 동시에 존재하는 영역에서 서로 다른 피코넷이 상당한 거리를 두고 떨어져 있다면 상호 간섭 (Inter Piconet Interference:이하, ‘IPI’)이 발생하지 않지만, 피코넷의 영역이 중첩되는 경우 이에 따른 간섭이 발생한다. On the other hand, if different piconets are separated by a considerable distance from one or more piconets at the same time, Inter Piconet Interference (hereinafter, referred to as 'IPI') does not occur. Occurs.
일반적으로, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 피코넷을 페어런트/차일드(Parent/Child) 또는 페어런트/네이버(Parent/Neighbor)방식으로 구성하는 방법이 사용되어 왔다. In general, a method of constructing a piconet in a parent / child or parent / neighbor manner has been used to solve such a problem.
도 2는 피코넷을 페어런트/차일드(Parent/Child) 또는 페어런트/네이버(Parent/Neighbor)방식으로 구성하는 방법의 슈퍼프레임(Superframe)을 나타내는 구성도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a superframe of a method of configuring a piconet in a parent / child or parent / neighbor method.
도 2를 참조하여 피코넷을 페어런트/차일드(Parent/Child) 또는 페어런트/네이버(Parent/Neighbor)로 구성하는 방법에 관해 살펴보면, PNC가 다른 피코넷의 존재를 발견할 경우, PNC는 발견된 피코넷과 페어런트/차일드 또는 페어런트/네이버 관계를 형성함으로써, 페어런트 피코넷은 하나 이상의 종속 피코넷(Dependent Piconet) 즉, 차일드 또는 네이버 피코넷을 가질 수 있다. 이때, 차일드 피코넷 및 네이버 피코넷의 데이터 전송은 페어런트 피코넷의 private CTA 내에 존재한다. Referring to FIG. 2, a method of configuring a piconet as a parent / child or a parent / neighbor, when the PNC detects the presence of another piconet, the PNC detects the piconet and the parent. By forming a / child or parent / neighbor relationship, a parent piconet can have one or more dependent piconets, ie, child or neighbor piconets. At this time, the data transmission of the child piconet and NAVER piconet is present in the private CTA of the parent piconet.
차일드 또는 네이버 피코넷 슈퍼프레임은 도 2 에 도시된 바와 같이, 페어런트 피코넷의 Private-CTA2에 존재한다. 그러나 상술한 방식은 차일드 슈퍼프레임과 네이버 슈퍼프레임이 동작하는 동안 페어런트 피코넷의 DEVs는 통신할 수 없어 피코넷의 처리량이 제한되는 문제점이 있다.The child or neighbor piconet superframe is in Private-CTA2 of the parent piconet, as shown in FIG. However, the above-described method has a problem in that throughput of the piconet is limited because the DEVs of the parent piconet cannot communicate while the child superframe and the neighbor superframe are in operation.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, MC-CDMA 기반 UWB System에서 중첩된 피코넷이 간섭없이 동시에 동작하도록 하는 피코넷 간의 간섭 완화 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method for mitigating interference between piconets so that overlapping piconets operate simultaneously without interference in an MC-CDMA based UWB system.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 MC-CDMA 기반 UWB System에서 동시에 동작하는 피코넷 간의 간섭 완화 방법은 피코넷 코디네이터와 다수의 디바이스 및 중개자 디바이스에 의해 형성되는 피코넷 간의 간섭 완화 방법에 있어서, 피코넷이 중첩되었는지 확인하는 제 1 단계, 상기 중첩된 피코넷에서 서로 다른 피코넷에 속하는 두 개의 링크만 동시에 동작하도록 슈퍼프레임 정보를 재구성하는 제 2 단계 및 상기 피코넷 코디네이터가 상기 슈퍼프레임 정보를 담은 비콘 신호를 방송하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진다.In order to solve the above problems, an interference mitigation method between piconets operating simultaneously in an MC-CDMA based UWB system according to the present invention is a method for mitigating interference between piconets formed by a piconet coordinator and a plurality of devices and intermediary devices. A first step of checking whether the overlapped piconet is a second step of reconstructing superframe information such that only two links belonging to different piconets in the overlapped piconet are simultaneously operated, and the piconet coordinator broadcasts the beacon signal containing the superframe information It comprises a third step.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 MC-CDMA 기반 UWB System에서 동시에 동작하는 피코넷 간의 간섭 완화 방법이 도시된 순서도이다.3 is a flowchart illustrating an interference mitigation method between piconets operating simultaneously in an MC-CDMA based UWB system according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명은 중첩된 피코넷에서 두 개로 제한된 링크를 이용하고 피코넷의 제한된 링크에 다른 확산 행렬을 할당하는 방식을 이용하는 방법에 관한 것으로서, 피코넷이 중첩되었는지 중첩되지 않았는지를 확인하는 제 1 단계(S100), 구분된 피코넷이 동시에 간섭 없이 동작하기 위해 각 CTA동안 동시에 동작할 수 있는 피코넷의 링크의 수를 서로 다른 피코넷에 속하는 두 개의 링크로 제한하고, 두 개로 제한된 각각의 링크에 다른 확산 행렬을 할당하는 제 2 단계(S200), 슈퍼프레임을 재할당하는 과정이 끝나면 시니어 피코넷 코디네이터(Senior PNC)는 재할당된 슈퍼프레임정보를 담은 비콘 신호를 전송하는 제 3 단계(S300)를 포함하여 이루어진다. 위 과정의 MC-CDMA UWB 시스템에서는 하나의 심볼이 두 번 전송되는데, 수신기에서 신호 검출시, Joint MMSE(Minimum Mean Square Error) 측정방식이 채택될 수 있다.Referring to FIG. 3, the present invention relates to a method of using two limited links in an overlapped piconet and assigning a different spreading matrix to the limited links of the piconet. In step 1 (S100), the number of piconets that can be operated simultaneously during each CTA is limited to two links belonging to different piconets so that separate piconets can operate simultaneously without interference. A second step of allocating a spreading matrix (S200), and after the process of reallocating a superframe, the senior piconet coordinator (Senior PNC) includes a third step (S300) of transmitting a beacon signal containing the reallocated superframe information. It is done by In the MC-CDMA UWB system of the above process, one symbol is transmitted twice, and when a signal is detected by the receiver, a joint minimum mean square error (MMSE) measurement method may be adopted.
구체적으로 설명하면, 먼저 피코넷이 중첩되어 있는지를 확인한 후 통신을 원하는 디바이스들에 의해 생성되는 링크를 파악한다. Specifically, first, check whether the piconets overlap, and then identify the links generated by the devices wishing to communicate.
그리고 중첩된 피코넷의 여러 피코넷 코디네이터 중에서 시니어 피코넷 코디네이터를 선정한다. 여기서, 시니어 피코넷 코디네이터를 선정하는 방법의 일례는 각 중첩영역에 존재하는 중개자 디바이스(IDEV, Intermediate DEV)들을 가장 많이 포함하는 피코넷 코디네이터를 시니어 코디네이터로 선정하는 것이다.The senior piconet coordinator is selected from the multiple piconet coordinators of the nested piconets. Here, one example of the method of selecting the senior piconet coordinator is to select a piconet coordinator including the most intermediate devices (IDEV, Intermediate DEV) existing in each overlapping region as the senior coordinator.
중개자 디바이스(IDEV)는 중첩된 영역에 존재하는 디바이스로 각 피코넷이 중첩되는 영역에서 적어도 하나 이상 존재한다.The intermediary device IDEV is a device existing in the overlapped area, and at least one intermediary device exists in the overlapped area.
상기 중개자 디바이스는 적어도 2 이상의 피코넷으로부터 비콘 신호를 수신한다. 각 피코넷에 포함된 디바이스는 상기와 같이 적어도 2 이상의 피코넷으로부터 비콘 신호를 수신하는지 여부를 검사하여 중개자 디바이스를 선정할 수 있다.The intermediary device receives beacon signals from at least two piconets. A device included in each piconet may select an intermediary device by checking whether a beacon signal is received from at least two piconets as described above.
시니어 피코넷 코디네이터가 선정되면, 시니어 피코넷 코디네이터는 동시에 여러 디바이스들이 통신을 원하는 경우, 상기 링크들을 2개씩 그룹을 생성하여 슈퍼프레임의 각 CTA에 할당하되, 각 CTA에 할당되는 두 개의 링크들은 서로 다른 피코넷의 링크여야 한다. 즉, 하나의 피코넷에서 한 개의 링크만 하나의 CTA동안 통신을 하는 것이다. 하지만 하나의 CTA동안 최대 통신가능한 링크는 중첩된 모든 피코넷들 중에서 2개로 제한하는 것이다.When a senior piconet coordinator is selected, the senior piconet coordinator creates a group of two links and assigns them to each CTA of the superframe when multiple devices simultaneously want to communicate, but two links assigned to each CTA are different from each other. Must be a link to That is, only one link in one piconet communicates during one CTA. However, the maximum communicable link during a CTA is limited to two of all overlapping piconets.
또한, 각 채널시간할당(CTA)에 할당된 두 개의 링크의 간섭을 최소화하기 위해 서로 다른 확산코드를 가진 확산 행렬을 이용하여 상기 두 개의 링크에 상기 확산코드를 곱해준다.In addition, in order to minimize interference of two links allocated to each channel time allocation (CTA), the spreading codes are multiplied by the spreading codes using spreading matrices having different spreading codes.
표 1은 제한된 두 링크에 적용될 서로 다른 확산 코드를 가진 확산 행렬의 일례가 나타난 표이다.Table 1 shows an example of a spreading matrix having different spreading codes to be applied to two limited links.
본 발명에 따른 MC-CDMA 기반 UWB System에서 동시에 동작하는 피코넷 간의 간섭 완화 방법은 상기 표 1 에 도시된 확산코드에 한정되지 않는다. The interference mitigation method between piconets operating simultaneously in the MC-CDMA based UWB system according to the present invention is not limited to the spreading codes shown in Table 1 above.
본 발명에서 사용되는 슈퍼프레임의 구성을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the configuration of the super frame used in the present invention.
슈퍼프레임은 비콘(Beacon)과 회선접근기간(Contention Access Period:이하, ‘CAP’) 및 채널시간 할당기간(Channel Time Allocation Period:이하, ‘CTAP')을 포함한다. 슈퍼프레임의 비콘 영역에는 각 중첩된 피코넷의 타이밍 정보를 가진 비콘들이 슬롯에 순차적으로 할당된다. 만약 두 개의 피코넷이 중첩된 경우 비콘1, 비콘2가 순차적으로 슬롯에 할당되고, 세 개의 피코넷이 중첩된 경우에는 비콘1, 비콘2, 비콘3이 슬롯에 할당된다.The superframe includes a beacon, a contention access period (hereinafter referred to as "CAP"), and a channel time allocation location (hereinafter referred to as "CTAP"). In the beacon area of the superframe, beacons with timing information of each overlapping piconet are sequentially allocated to the slots. If two piconets overlap,
CTAP는 CTA (Channel Time Allocation) 및 MCTA (Management CTA)로 구성되며, CTA는 CAP에 의해 통제된 접속방법에 따라 동시적이거나 비동시적인 데이터 통신의 연결에 이용되며, MCTA는 피코넷을 구성하는 DEV와 PNC 사이의 통신에 이용된다. CTAP consists of Channel Time Allocation (CTA) and Management CTA (MCTA), and CTA is used to connect simultaneous or asynchronous data communication according to the access method controlled by CAP. Used for communication between PNCs.
상기 각 CTA에는 상술한 2개의 링크 그룹들이 할당된다. 즉 각 CTA에는 2개의 링크만 통신을 하되, 상기 2 개의 링크는 서로 다른 피코넷의 링크들이므로 서로 간섭없이 동작하게 되는 것이다.Each of the above-mentioned CTAs is assigned two link groups. That is, only two links communicate with each CTA, and the two links operate on different piconets and operate without interference.
마지막으로 시니어 피코넷 코디네이터는 상기와 같은 슈퍼프레임 정보를 가진 비콘 신호를 자신의 피코넷에 속하는 디바이스들에게 방송한다. 상기 비콘 신호를 수신한 디바이스 중에서 중개자 디바이스는 이를 주위의 노멀 피코넷 코디네이터에게 전송하고, 다시 노멀 피코넷 코디네이터는 자신의 피코넷에 속하는 디바이스들에게 이를 방송한다.Finally, the senior piconet coordinator broadcasts the beacon signal having the superframe information to devices belonging to its own piconet. Among the devices receiving the beacon signal, the intermediary device transmits it to the surrounding normal piconet coordinator, and the normal piconet coordinator broadcasts it to devices belonging to its own piconet.
상기 슈퍼프레임 정보에 따라 해당 피코넷들의 링크들은 해당되는 CTA에서 동작하게 되는 것이다.According to the superframe information, the links of the corresponding piconets operate in the corresponding CTA.
이하, 본 발명의 제 1 실시예로 두 개의 피코넷이 중첩된 경우를 살펴보겠다.Hereinafter, a case in which two piconets overlap with each other according to the first embodiment of the present invention will be described.
도 4는 두 개의 피코넷이 중첩된 모습이 도시된 도이다. 두 개의 피코넷이 중첩된 경우를 도 4를 이용하여 자세히 설명하면 PNC-1과 PNC-2를 갖는 피코넷 1과 2가 중첩된 상태로 존재하고 각각 피코넷은 시니어 피코넷 코디네이터(Senior PNC)를 갖는 피코넷과 노말 피코넷 코디네이터(Normal PNC)를 갖는 피코넷으로 나눈다. 4 is a diagram illustrating two piconets overlapped. The case in which two piconets overlap with each other will be described in detail with reference to FIG. 4. Piconets 1 and 2 having PNC-1 and PNC-2 are present in an overlapped state, and each piconet has a piconet having a senior piconet coordinator (Senior PNC). Divide into piconets with normal piconet coordinator (Normal PNC).
구체적으로 원으로 표시된 디바이스(DEV)는 피코넷 1에 포함된 디바이스 이며, 사각형으로 표시된 디바이스(DEV)는 피코넷 2 에 포함된 디바이스이다. 중첩된 영역의 중개자 디바이스(Intermediate DEV)는 검은 원으로 표시되며, 각 피코넷의 중심에는 피코넷 코디네이터(PNC)가 각각 위치한다.In more detail, the device DEV indicated by a circle is a device included in
각 피코넷의 디바이스에서 통신을 하고자 하는 경우, 소스와 목적지를 연결하는 링크가 L-1 과 L-2가 각각 발생할 수 있다. 이 경우 도 3에서는 중첩된 두 개의 피코넷은 동시에 동작이 가능한 링크 L-1과 L-2를 갖게 된다.If the device of each piconet wants to communicate, L-1 and L-2 may be generated in the link connecting the source and the destination, respectively. In this case, in FIG. 3, two overlapping piconets have links L-1 and L-2 that can operate simultaneously.
도 5 내지 도 6 는 상기와 같이 두 개의 피코넷이 중첩된 경우의 본 발명에 따른 피코넷 간의 간섭 완화 방법의 제 1 실시예가 도시된 순서도이다. 먼저 도 5를 참조하면, 제 1 단계에서 피코넷들이 중첩된 상태로 존재하는지 확인한다(S110). 중첩된 피코넷에 존재하는 여러 디바이스들(DEVs)은 피코넷으로부터 비콘 신호를 수신한다(S120). 비콘 신호를 수신한 디바이스(DEV)는 또 다른 비콘 신호를 수신하였는지를 확인하고(S130), 디바이스(DEV)가 다른 비콘 신호를 수신한 경우 상기 디바이스는 중개자 디바이스(IDEV)가 되고, 중첩된 피코넷을 시니어 피코넷 코디네이터(senior PNC)를 갖는 피코넷과 노말 피코넷 코디네이터(normal PNC)를 갖는 피코넷으로 구분하기 위해 수용능력을 조사한다(S140). 가장 많은 수용 능력을 갖는 피코넷 코디네이터(PNC)를 시니어 피코넷 코디네이터(senior PNC)로 선택한다(S150). 비콘 신호를 수신하지 못한 DEV는 자신의 영역의 PNC로부터 슈퍼프레임 조정정보가 포함된 비콘 신호를 수신하면 된다(S160).5 to 6 are flowcharts illustrating a first embodiment of an interference mitigation method between piconets according to the present invention when two piconets overlap as described above. First, referring to FIG. 5, it is checked whether piconets exist in an overlapping state in a first step (S110). Various devices DEVs existing in the overlapped piconets receive a beacon signal from the piconets (S120). The device DEV receiving the beacon signal checks whether another beacon signal is received (S130), and when the device DEV receives another beacon signal, the device becomes the intermediary device IDEV, and the overlapped piconet Capacity is examined to distinguish between piconets having a senior piconet coordinator (senior PNC) and piconets having a normal piconet coordinator (normal PNC) (S140). The piconet coordinator (PNC) having the highest capacity is selected as the senior piconet coordinator (senior PNC) (S150). DEV not receiving the beacon signal may receive a beacon signal including the superframe adjustment information from the PNC of its area (S160).
도 6을 참조하면, 제 2 단계에서 중첩된 두 개의 피코넷에서 제한된 두 개의 링크의 동작을 위해 피코넷의 슈퍼프레임에 비콘 1과 비콘 2가 각각 다른 슬롯에 할당된다(S210). 각 CTA에 동시에 동작할 수 있는 피코넷의 링크의 수를 두 개로 제한하고, 중첩된 피코넷에 균등하게 링크를 분배하여 각각의 CTA에 제한된 링크 두 개를 할당하는 동작을 한다(S220). 각 CTA에 할당된 제한된 두 개의 링크의 간섭을 최소화하기 위해 서로 다른 확산 행렬을 이용, 각각의 링크에 다른 확산코드를 곱해 준다(S230).Referring to FIG. 6,
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 슈퍼프레임의 구성의 일례가 도시된 도이다. 상기의 설명은 도 7에 도시된 그림을 통해 슈퍼프레임에서 비콘 신호의 위치와 각 CTA에서 동작하는 링크가 두 개로 제한된 것을 확인 할 수 있다.7 is a diagram illustrating an example of a configuration of a superframe according to the first embodiment of the present invention. In the above description, it can be seen from FIG. 7 that the location of the beacon signal and the link operating in each CTA are limited to two in the superframe.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예로 세 개의 피코넷이 중첩된 경우를 살펴보겠다.Next, a case in which three piconets overlap with the second embodiment of the present invention will be described.
도 8 은 세 개의 피코넷이 중첩된 모습이 도시된 도이며, 도 9 내지 도 10은 세 개의 피코넷이 중첩된 경우의 본 발명에 따른 피코넷 간의 간섭 완화 방법의 제 2 실시예가 도시된 순서도이다. 세 개 이상의 피코넷이 중첩된 경우도 마찬가지의 방법으로 동작한다.FIG. 8 is a view illustrating three piconets overlapping, and FIGS. 9 to 10 are flowcharts illustrating a second embodiment of an interference mitigation method between piconets according to the present invention when three piconets overlap. The same method works when three or more piconets overlap.
도 8 및 도 9 내지 도 10을 참조하면, 세 개의 피코넷이 중첩된 경우, 제 1 단계에서 피코넷 1과 2,3이 중첩된 상태로 존재한다(S410). 중첩된 피코넷 영역에 존재하는 DEV-A와 DEV-B는 피코넷 2와 3의 디바이스들(DEVs)의 CTA들을 위한 요청 정보를 포함하는 비콘 신호를 PNC-2와 PNC-3로부터 각각 수신한다(S420). DEV-A, DEV-B는 IDEV(Intermediate Device)로 동작하고(S430), PNC-1에게 CTAs를 위한 요청 정보신호를 담고 있는 신호를 전송한다(S440). PNC-1은 CTAs요청을 저장하고, 그 요청에 따라 슈퍼프레임 정보를 조정한다(S450). 여기서 시니어 피코넷 코디네이터는 PNC-1이다.8 and 9 to 10, when three piconets overlap, the
세 개의 피코넷이 중첩된 경우의 제 1 단계를 도 8을 이용하여 세 개의 피코넷의 예를 들어 자세히 설명하면 도시된 바와 같이 PNC-1과 PNC-2 PNC-3을 갖는 피코넷 1,2,3이 중첩된 상태로 존재하고 각각의 피코넷은 제안된 방법에 따라 동작이 가능한 링크들이 존재한다. 여기서, 피코넷 1은 IDEV-A와 IDEV-B 두 개의 IDEV가 존재하기 때문에 (중첩된 피코넷중 가장 많은 IDEV를 갖는 피코넷의 PNC를 senior PNC로 정한다) 시니어 피코넷 코디네이터(Senior PNC)를 갖는 피코넷으로 동작한다. Referring to the first step in the case where the three piconets are superimposed by using the example of the three piconets in Fig. 8 as shown in the
제 2 단계에서 동시에 간섭 없이 동작하기 위해 구분된 피코넷의 슈퍼프레임에 비콘 1과 비콘 2, 비콘3이 각각 다른 슬롯에 할당된다(S510). 각 CTA에 동시에 동작할 수 있는 피코넷의 링크의 수를 두 개로 제한하고(S520), 각각의 피코넷은 동시에 동작할 수 있는 링크를 피코넷에 균등하게 분배하여 각각의 CTA에 동시에 동작하는 링크 두 개를 할당하는 동작을 한다(S530). 각 CTA에 할당된 제한된 두 개의 링크의 간섭을 최소화하기 위해 상기 표1 에 주어진 확산 행렬을 이용, 각각의 링크에 다른 확산코드를 곱해 준다(S540). In the second step,
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 슈퍼프레임의 구성의 일례가 도시된 도이다. 상기의 설명을 도 11을 통해 자세히 설명하면 조정된 슈퍼프레임 정보인 비콘 신호의 위치와 두 개로 제한되는 링크가 각 CTA에 피코넷 1과2 피코넷 2,3 피코넷 3,1 의 방식을 이용하여 할당된 것을 확인할 수 있고, 링크의 채널 상태에 따라 이용 가능한 코드 스트림의 개수를 변화시켜 수율 향상 뿐 아니라 링크 성공 확률을 증대하도록 한다. 예로, 채널 상태가 좋을 경우 4개의 코드 스트림을 이용하고 채널상태가 나쁠 경우 1개의 코드 스트림을 이용한다.11 is a diagram illustrating an example of a configuration of a superframe according to a second embodiment of the present invention. Referring to the above description in detail with reference to FIG. In addition, the number of available code streams is changed according to the channel state of the link to improve the yield success rate and increase the link success probability. For example, if the channel state is good, four code streams are used. If the channel state is bad, one code stream is used.
제 3 단계에서는 슈퍼프레임을 재할당하는 과정이 끝나면 시니어 피코넷 코디네이터(senior PNC)는 재할당된 슈퍼프레임정보를 담은 비콘 신호를 전송한다.In the third step, when the process of reallocating the superframe is finished, the senior piconet coordinator (senior PNC) transmits a beacon signal containing the reallocated superframe information.
즉, 마지막으로 시니어 피코넷 코디네이터는 상기와 같은 슈퍼프레임 정보를 가진 비콘 신호를 자신의 피코넷에 속하는 디바이스들에게 방송한다. 상기 비콘 신호를 수신한 디바이스 중에서 중개자 디바이스는 이를 주위의 노멀 피코넷 코디네이터에게 전송하고, 다시 노멀 피코넷 코디네이터는 자신의 피코넷에 속하는 디바이스들에게 이를 방송한다.That is, finally, the senior piconet coordinator broadcasts the beacon signal having the above superframe information to devices belonging to its own piconet. Among the devices receiving the beacon signal, the intermediary device transmits it to the surrounding normal piconet coordinator, and the normal piconet coordinator broadcasts it to devices belonging to its own piconet.
상기 슈퍼프레임 정보에 따라 해당 피코넷들의 링크들은 해당되는 CTA에서 동작하게 되는 것이다.According to the superframe information, the links of the corresponding piconets operate in the corresponding CTA.
지금까지 상술한 본 발명은 지능적인 채널시간할당을 이용한 피코넷의 간섭 제거방법을 제안하는 것으로, 두 피코넷의 중첩됨으로써 발생하는 간섭을 제거하고, 중첩된 피코넷에 제한된 두 링크가 원활히 동작할 수 있는 특징을 갖는다.The present invention described above has proposed a method for removing interference of piconets using intelligent channel time allocation, which eliminates interference caused by overlapping two piconets, and allows two links limited to overlapped piconets to operate smoothly. Has
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.As described above and described with reference to a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as described above, it is a deviation from the scope of the technical idea It will be understood by those skilled in the art that many modifications and variations can be made to the invention without departing from the scope of the invention. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 MC-CDMA 기반 UWB System에서 동시에 동작하는 피코넷 간의 간섭 완화 방법은 MC-CDMA(다중 캐리어 - 코드 분할 다중 접속)방식과 중첩된 피코넷에서 동시에 동작하는 링크의 수를 두 개로 제한하는 방식 을 이용함으로써, 중첩된 피코넷에서 발생하는 간섭을 제거하고, 제한된 처리량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.The interference mitigation method between piconets operating simultaneously in the MC-CDMA based UWB system according to the present invention configured as described above is based on the number of links simultaneously operating in the MC-CDMA (multi-carrier-code division multiple access) scheme and the overlapped piconets. By using the two-limiting method, it is possible to remove interference from overlapping piconets and increase the limited throughput.
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