KR100932069B1 - 무선통신기기의 거리 기반 빔 조절 장치 및 방법 - Google Patents

무선통신기기의 거리 기반 빔 조절 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100932069B1
KR100932069B1 KR1020070132004A KR20070132004A KR100932069B1 KR 100932069 B1 KR100932069 B1 KR 100932069B1 KR 1020070132004 A KR1020070132004 A KR 1020070132004A KR 20070132004 A KR20070132004 A KR 20070132004A KR 100932069 B1 KR100932069 B1 KR 100932069B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
user terminal
service providing
providing apparatus
distance
response message
Prior art date
Application number
KR1020070132004A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090064707A (ko
Inventor
김용선
이우용
김진경
김경표
권형진
이재섭
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020070132004A priority Critical patent/KR100932069B1/ko
Publication of KR20090064707A publication Critical patent/KR20090064707A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100932069B1 publication Critical patent/KR100932069B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0212—Power saving arrangements in terminal devices managed by the network, e.g. network or access point is master and terminal is slave
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/18—TPC being performed according to specific parameters
    • H04W52/28—TPC being performed according to specific parameters using user profile, e.g. mobile speed, priority or network state, e.g. standby, idle or non transmission
    • H04W52/283—Power depending on the position of the mobile

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

거리 기반 빔 조절 방법이 개시된다. 거리 기반 빔 조절 방법은 사용자 단말이 서비스 제공 장치와 연결을 맺는 단계, 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 거리를 측정하는 단계, 상기 사용자 단말이 상기 측정된 거리 정보를 참조하여 빔(beam) 폭 및 송신 전력을 조절하는 단계, 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 데이터 요청 메시지를 전송하고 상기 서비스 제공 장치로부터 데이터 응답 메시지를 수신하는 단계 및 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치와 데이터를 송수신하는 단계를 포함한다.
어레이 안테나(array antenna), 레이저 빔, 연관(association) 메시지, 레인징(ranging) 메시지, 비컨(beacon) 메시지, 빔 폭, 송신 전력, 빔 서칭(searching), 빔 포밍(forming)

Description

무선통신기기의 거리 기반 빔 조절 장치 및 방법{Apparatus and Method for Beam Control Based On Distance Between Wireless Terminals}
본 발명은 60GHz 대역을 이용한 무선 통신에서와 같이 매우 넓은 대역폭으로 인해 송신장치와 수신장치 간의 거리측정의 정밀도가 높고 전파의 직진 특성이 높은 환경에서 매우 유용하게 사용될 수 있는 거리기반 빔 조절 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2007-S-002-01, 과제명: Multi-Gigabit 무선 인터페이스 기술 개발].
종래에는, 지하철역 등 사람들이 많은 지역에서 광고, 동영상 등의 각종 정보를 제공하는 서비스 제공 장치로부터 데이터를 직접 사용자 단말에 저장하는 방법이 제공되지 않아 사용자가 눈으로 확인하거나 직접 기록해야 하는 문제점이 있었다.
그리고, RFID, 휴대폰 문자메시지 등을 이용하는 방법도 매우 제한적이었고, 저장할 수 있는 데이터 용량도 매우 작은 단점이 있었다.
또한, 무선랜 등을 이용하여 서비스 제공 장치로부터 사용자 단말로 정보를 전달하는 방법도 있으나 이러한 방법은 주로 브로드캐스트에 의한 방법으로 사용자가 원하는 정보만을 받아 볼 수 없는 단점이 있고, 고용량 데이터 전송을 위해서는 긴 시간이 소요되는 문제점이 있다.
최근, USB 인터페이스가 대부분의 전자기기에 고속 인터페이스로 채택되어 있어 이를 무선으로 제공하여 공간적 제약을 완화해 보자는 움직임이 있다.
그러나 이러한 방법 또한 많은 사용자가 동일 채널을 이용해서 데이터를 송수신해야 하는 상황에서는 간섭 문제와 전력 소모 문제를 해결하기 힘들다.
빔 포밍(forming)을 사용하지 않고 데이터를 송수신하면 비교적 간단하게 구현 가능하지만 전력 소모가 크고 간섭이 많이 일어난다. 반면, 빔 포밍을 사용하게 되면 빔을 탐색하여 송수신 장치간 빔을 서로 일치시키기 위한 오버헤드(overhead)가 크고, 전력 제어 또는 빔 조절 등의 방법이 함께 사용되지 않으면 역시 간섭 등의 문제가 발생할 수 있다.
기존의 방식에서는 거리를 측정하기 위한 여러 가지 방식들이 제안된 바 있고, 그 중 IEEE 802.15.4a 에서는 2.4GHz 또는 국내 기준으로 3.1～4.8 GHz 및 7.2～10.2 GHz 의 초광대역(UWB: Ultra WideBand)을 이용하여 단말 또는 장치의 위치를 파악하는 방법에 관한 표준화가 2007년 8월 완료되었다.
거리 측정의 정확도는 거리 측정을 위해 사용되는 대역폭에 의해 결정된다. 60GHz 대역 무선 통신과 같이 초광대역을 사용하는 경우에는 그 정밀도가 매우 높고 따라서 빔 폭과 거리를 세밀하게 조절함으로써 간섭 및 전력 소모를 최소화 할 수 있다.
따라서, 사용자 단말과 서비스 제공 장치간의 통신 시 주위의 다른 사용자 단말과의 간섭을 줄이고 사용자 단말의 전력 소모를 줄여, 많은 사용자가 동시에 동일 채널을 이용하여 통신할 수 있도록 하고 사용자 단말의 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있는 거리 기반 빔 조절 장치 및 방법이 요구된다.
본 발명은 사용자 단말과 서비스 제공 장치간의 통신 시 주위의 다른 사용자 단말과의 간섭을 줄이고 사용자 단말의 전력 소모를 줄임으로써, 많은 사용자가 동시에 동일 채널을 이용하여 통신할 수 있도록 하고 사용자 단말의 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있는 거리 기반 빔 조절 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 사용자가 직접 멀리 떨어져 있는 서비스 제공 장치에 사용자 단말의 방향을 정확히 일치시킴으로써 오버헤드를 줄일 수 있는 거리 기반 빔 조절 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법은 사용자 단말이 서비스 제공 장치와 연결을 맺는 단계, 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 거리를 측정하는 단계, 상기 사용자 단말이 상기 측정된 거리 정보를 참조하여 빔(beam) 폭 및 송신 전력을 조절하는 단계, 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 데이터 요청 메시지를 전송하고 상기 서비스 제공 장치로부터 데이터 응답 메시지를 수신하는 단계 및 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치와 데이터를 송수신하는 단계를 포함한다.
이 때, 사용자가 사용자 단말과 서비스 제공 장치의 방향을 일치시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 거리 기반 빔 조절 장치는 사용자 단말에서 생 성된 RF 신호를 서비스 제공 장치로 전송하고, 상기 서비스 제공 장치가 전송한 RF 신호를 수신하는 어레이 안테나 모듈, 하나 이상의 메시지와 데이터 신호를 생성하고 처리하며, 상기 어레이 안테나 모듈을 제어하는 맥(MAC) 모듈, 상기 하나 이상의 메시지와 상기 데이터 신호를 전달 받아 변조 또는 복조하는 모뎀 모듈, 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 거리를 측정하는 거리 측정 모듈, 상기 맥 모듈과 상기 모뎀 모듈에 동작 개시 신호를 전달하고, 상기 거리 측정 모듈로부터 거리 측정 결과 및 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 연결 상태 정보를 전달 받는 응용 모듈 및 상기 응용 모듈로부터 상기 거리 측정 결과 및 상기 연결 상태 정보를 전달 받아 표시하는 디스플레이 모듈을 포함한다.
본 발명에 의하면 사용자 단말과 서비스 제공 장치간의 통신 시 주위의 다른 사용자 단말과의 간섭을 줄이고 사용자 단말의 전력 소모를 줄임으로써, 많은 사용자가 동시에 동일 채널을 이용하여 통신할 수 있고 사용자 단말의 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 사용자가 직접 멀리 떨어져 있는 서비스 제공 장치에 사용자 단말의 방향을 정확히 일치시킴으로써 오버헤드를 줄일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 장치를 나타낸 블록도 이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 장치는 어레이 안테나 모듈(10), 맥(MAC) 모듈(20), 모뎀 모듈(30), 거리 측정 모듈(40), 응용 모듈(50), 디스플레이 모듈(60), 레이저 빔 발생부(70) 및 레이저 빔 발생 스위치(80)를 포함한다.
상기 어레이 안테나 모듈(10)은 사용자 단말에서 생성된 RF 신호를 서비스 제공 장치로 전송하고, 상기 서비스 제공 장치가 전송한 RF 신호를 수신한다.
이 때, 상기 어레이 안테나 모듈(10)은 상기 사용자 단말에서 생성된 RF 신호의 빔 폭 및 송신 전력을 조절하여 전송할 수 있다.
상기 맥 모듈(20)은 하나 이상의 메시지와 데이터 신호를 생성하고 처리하며, 상기 어레이 안테나 모듈(10)을 제어한다.
이 때, 상기 맥 모듈(20)은 상기 거리 측정 결과를 참조하여 상기 RF 신호의 빔 폭 및 송신 전력을 조절하기 위한 제어 신호를 상기 어레이 안테나 모듈(10)로 직접 전달하거나 상기 모뎀 모듈(30)을 통하여 전달할 수 있다.
이 때, 상기 제어 신호는 빔 각도를 조절하기 위한 계수(coefficient) 값, 빔 폭을 조절하기 위한 계수 값 및 송신 전력 조절을 위한 레지스터 설정 값에 대한 정보를 포함할 수 있다.
즉, 상기 맥 모듈(20)은 제어 신호를 통해 상기 어레이 안테나 모듈(10)을 구성하는 복수 개의 안테나 중 신호 전송에 관여하는 안테나의 수를 증감시켜 상기 RF 신호의 빔 폭을 조절하고, 상기 어레이 안테나 모듈(10)의 송신 전력을 증감시 켜 빔의 도달 거리를 조절할 수 있다.
이 때, 상기 하나 이상의 메시지는 비컨(beacon) 요청 메시지, 연관(association) 요청 메시지, 레인징(ranging) 요청 메시지, 데이터 요청 메시지, 연관 해제(disassociation) 요청 메시지 및 상기 각 요청 메시지에 대응하는 응답 메시지를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 맥 모듈(20)은 상기 비컨 요청 메시지 및 상기 비컨 요청 메시지에 대응하는 비컨 응답 메시지를 이용하여 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 시간 동기를 맞출 수 있다.
이 때, 상기 맥 모듈(20)은 상기 연관 요청 메시지 및 상기 연관 요청 메시지에 대응하는 연관 응답 메시지를 이용하여 상기 사용자 단말을 상기 서비스 제공 장치에 연결시키거나, 상기 연관 해제 요청 메시지 및 상기 연관 해제 요청 메시지에 대응하는 연관 해제 응답 메시지를 이용하여 상기 사용자 단말을 상기 서비스 제공 장치로부터 연결을 해제시킬 수 있다.
상기 모뎀 모듈(30)은 상기 하나 이상의 메시지와 상기 데이터 신호를 전달 받아 변조 또는 복조한다.
이 때, 상기 모뎀 모듈(30)은 상기 비컨 요청 메시지, 상기 연관 요청 메시지, 상기 레인징 요청 메시지, 상기 데이터 요청 메시지, 상기 연관 해제 요청 메시지 및 상기 맥 모듈(20)에서 생성된 데이터 신호를 상기 맥 모듈(20)로부터 전달 받아 변조하여 상기 어레이 안테나 모듈(10)로 전달하고, 상기 각 요청 메시지에 대응하는 응답 메시지 및 상기 서비스 제공 장치가 전송한 데이터 신호를 상기 어 레이 안테나 모듈(10)로부터 전달 받아 복조하여 상기 맥 모듈(20)로 전달할 수 있다.
상기 거리 측정 모듈(40)은 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 거리를 측정한다.
이 때, 상기 거리 측정 모듈(40)은 상기 레인징 요청 메시지 및 상기 레인징 요청 메시지에 대응하는 레인징 응답 메시지를 이용하여 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 거리를 측정할 수 있다.
상기 응용 모듈(50)은 상기 맥 모듈(20)과 상기 모뎀 모듈(30)에 동작 개시 신호를 전달하고, 상기 거리 측정 모듈(40)로부터 거리 측정 결과 및 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 연결 상태 정보를 전달 받는다.
상기 디스플레이 모듈(60)은 상기 응용 모듈(50)로부터 상기 거리 측정 결과 및 상기 연결 상태 정보를 전달 받아 표시한다.
상기 레이저 빔 발생부(70)는 레이저 빔을 생성하고 방사시키며, 상기 모뎀 모듈(30)로 레이저 빔 발생 상태 신호를 전달할 수 있다.
즉, 상기 레이저 빔 발생부(70)에서 레이저 빔이 생성되면 그 전까지 슬립(sleep) 모드에 있던 상기 모뎀 모듈(30)이 온(ON) 되어 동작하기 시작하고, 상기 레이저 빔 발생이 중단되거나 사용자가 상기 레이저 빔 발생 스위치(80)를 통해 상기 레이저 빔 발생부(70)를 오프(off)시키면 상기 모뎀 모듈(30)은 다시 슬립(sleep) 모드로 들어간다.
상기 레이저 빔 발생 스위치(80)는 상기 레이저 빔 발생부(70)를 온/오프시 키고, 상기 응용 모듈(50)에 연결되어 있어 상기 응용 모듈(50)로 상기 레이저 빔 발생부(70)의 온/오프 상태 정보를 전달한다.
따라서, 사용자가 상기 레이저 빔을 이용하여 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 향하도록 방향을 정확히 맞출 수 있고, 이에 따라 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간 방향을 일치시키기 위해 필요한 오버헤드를 줄일 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 장치에 의하면, 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 거리 정보를 참조하여 상기 어레이 안테나 모듈(10)이 상기 맥 모듈(20)의 제어를 받아 빔 폭 및 송신 전력을 조절함으로써 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 통신 시 주위의 다른 사용자 단말과의 간섭을 줄여 많은 사용자가 동시에 동일 채널을 이용하여 통신할 수 있고, 상기 사용자 단말의 전력 소모를 줄여 상기 사용자 단말의 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법은 사용자 단말이 서비스 제공 장치와 연결을 맺는 단계(S210), 사용자 단말과 서비스 제공 장치간의 거리를 측정하는 단계(S220), 사용자 단말이 빔 폭 및 송신 전력을 조절하는 단계(S230), 사용자 단말이 서비스 제공 장치로부터 데이터 응답 메시지를 수신하는 단계(S240) 및 사용자 단말이 서비스 제공 장치와 데이터를 송수신하 는 단계(S250)를 포함한다.
상기 사용자 단말이 서비스 제공 장치와 연결을 맺는 단계(S210)는 사용자 단말이 하나 이상의 요청 메시지를 생성하여 서비스 제공 장치로 전송하고, 이에 대응하는 하나 이상의 응답 메시지를 상기 서비스 제공 장치로부터 수신하여 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치와 연결을 맺는 단계이다.
상기 사용자 단말과 서비스 제공 장치간의 거리를 측정하는 단계(S220)는 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간 타임스탬프(time stamp)가 포함된 레인징 메시지를 주고 받음으로써 그 시간차를 이용하여 거리를 측정하는 단계이다.
상기 사용자 단말이 빔 폭 및 송신 전력을 조절하는 단계(S230)는 상기 사용자 단말이 상기 측정된 거리 정보를 바탕으로 어레이 안테나(array antenna)를 이용하여 빔(beam) 폭 및 송신 전력을 조절하는 단계이다.
이 때, 상기 어레이 안테나는 복수 개의 안테나로 구성되는데, 안테나의 수가 증가할수록 동일한 송신 전력으로 빔 폭을 보다 좁게 형성할 수 있다.
그리고, 상기 어레이 안테나의 송신 전력을 조절하여 빔의 도달 거리를 증감시킬 수 있다.
상기 사용자 단말이 서비스 제공 장치로부터 데이터 응답 메시지를 수신하는 단계(S240)는 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 데이터 요청 메시지를 전송하고, 상기 서비스 제공 장치로부터 상기 데이터 요청 메시지에 대응하는 데이터 응답 메시지를 수신하는 단계이다.
상기 사용자 단말이 서비스 제공 장치와 데이터를 송수신하는 단계(S250)는 상기 사용자 단말이 상기 데이터 응답 메시지를 수신한 후, 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치와 데이터를 주고 받는 단계이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법에서 사용자 단말이 서비스 제공 장치와 연결을 맺는 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 사용자 단말이 서비스 제공 장치와 연결을 맺는 상기 단계(S210) 사용자 단말과 서비스 제공 장치의 방향을 일치시키는 단계(S310), 비컨 요청 메시지를 전송하고 비컨 응답 메시지를 수신하는 단계(S320) 및 연관 요청 메시지를 전송하고 연관 응답 메시지를 수신하는 단계(S330)를 포함할 수 있다.
상기 S310 단계는 사용자가 사용자 단말이 서비스 제공 장치로 향하도록 방향을 맞추는 단계이다.
이 때, 상기 S310 단계는 상기 사용자 단말에 설치된 레이저 빔 포인터를 이용하여 방향을 일치시키는 단계일 수 있다.
따라서, 사용자가 상기 레이저 빔 포인터를 이용하여 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 향하도록 방향을 정확히 맞출 수 있고, 이에 따라 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간 방향을 일치시키기 위해 필요한 오버헤드를 줄일 수 있다.
상기 S320 단계는 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 비컨 요청 메시지를 전송하고 상기 서비스 제공 장치로부터 상기 비컨 요청 메시지에 대응하는 비컨 응답 메시지를 수신하는 단계이다.
상기 S330 단계는 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 연관 요청 메시지를 전송하고 상기 서비스 제공 장치로부터 상기 연관 요청 메시지에 대응하는 연관 응답 메시지를 수신하여 상기 서비스 제공 장치와 연결을 맺는 단계이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법에서 비컨 응답 메시지를 수신하는 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 비컨 요청 메시지를 전송하고 비컨 응답 메시지를 수신하는 상기 단계(S320)는 비컨 요청 메시지를 전송하는 단계(S410), 서비스 제공 장치가 빔 서칭 및 빔 포밍을 수행하는 단계(S420) 및 비컨 응답 메시지를 수신하는 단계(S430)를 포함할 수 있다.
상기 S410 단계는 상기 사용자 단말이 가장 큰 송신 전력으로 상기 서비스 제공 장치로 비컨 요청 메시지를 전송하는 단계이다.
이 때, 상기 사용자 단말은 상기 서비스 제공 장치가 얼마만큼의 거리에 떨어져 있는지 알 수 없으므로 처음에는 가장 큰 송신 전력을 사용하여 상기 비컨 요청 메시지를 전송한다.
상기 S420 단계는 상기 서비스 제공 장치가 빔 포밍(beam forming)을 사용할 경우, 상기 사용자 단말에 대한 빔 서칭(beam searching)을 수행하고 상기 사용자 단말 방향으로 빔 포밍을 수행하는 단계이다.
따라서, 상기 서비스 제공 장치가 빔 포밍을 수행하면 상기 서비스 제공 장치의 전력 소모를 줄일 수 있다.
상기 S430 단계는 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로부터 비컨 응답 메시지를 수신하는 단계이다.
따라서, 타임스탬프가 포함된 상기 비컨 요청 메시지와 상기 비컨 응답 메시지를 통해 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 시간 동기를 맞출 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법에서 사용자 단말과 서비스 제공 장치간의 거리 측정 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 사용자 단말과 서비스 제공 장치간의 거리를 측정하는 상기 단계(S220)는 레인징 요청 메시지를 전송하는 단계(S510) 및 레인징 응답 메시지를 수신하고 거리를 측정하는 단계(S520)를 포함할 수 있다.
상기 S510 단계는 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 레인징 요청 메시지를 전송하는 단계이다.
상기 S520 단계는 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로부터 상기 레인징 요청 메시지에 대응하는 레인징 응답 메시지를 수신하여 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 거리를 측정하는 단계이다.
이 때, 상기 사용자 단말은 상기 레인징 요청 메시지를 전송할 때 자신의 로컬 타임을 의미하는 타임스탬프를 삽입하여 전송하고, 상기 레인징 요청 메시지를 수신한 상기 서비스 제공 장치는 역시 자신의 타임스탬프가 삽입된 상기 레인징 응답 메시지를 상기 사용자 단말로 전송하며, 상기 레인징 응답 메시지를 수신한 상기 사용자 단말은 그 시간차를 통해 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 거리를 측정할 수 있다. 이 때, 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 시간 동기는 상기 비컨 요청 메시지와 상기 비컨 응답 메시지를 통해 맞추어져 있다고 가정한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법에서 사용자 단말이 서비스 제공 장치로부터 데이터 응답 메시지를 수신하는 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 사용자 단말이 서비스 제공 장치로부터 데이터 응답 메시지를 수신하는 상기 단계(S240)는 빔 폭 및 송신 전력을 재조절하는 단계(S610) 및 데이터 요청 메시지를 재전송하고 데이터 응답 메시지를 수신하는 단계(S620)를 더 포함할 수 있다.
상기 S610 단계는 상기 사용자 단말이 요구 비트오류율(BER: Bit Error Rate)을 만족하지 못하거나 오류가 발생하여 상기 데이터 응답 메시지를 수신하지 못한 경우 상기 사용자 단말이 어레이 안테나를 이용하여 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 거리 정보를 참조하여 빔 폭 및 송신 전력을 재조절하는 단계이다.
상기 S620 단계는 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 데이터 요청 메시지를 재전송하고 상기 서비스 제공 장치로부터 상기 재전송된 데이터 요청 메시지에 대응하는 데이터 응답 메시지를 수신하는 단계이다.
이 때, 상기 사용자 단말이 상기 데이터 응답 메시지를 수신할 때까지 상기 S610 단계와 상기 S620 단계는 반복적으로 수행될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법에서 사용자 단말이 서비스 제공 장치와 연결을 종료하는 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 사용자 단말이 서비스 제공 장치와 데이터를 송수신하는 상기 단계(S250)는 연관 해제 요청 메시지를 전송하는 단계(S710) 및 연관 해제 응답 메시지를 수신하여 연결을 종료하는 단계(S720)를 더 포함할 수 있다.
상기 S710 단계는 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 연관 해제(disassociation) 요청 메시지를 전송하는 단계이다.
상기 S720 단계는 상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로부터 상기 연관 해제 요청 메시지에 대응하는 연관 해제 응답 메시지를 수신하여 상기 서비스 제공 장치와 연결을 종료하고 통신 대기 상태에 들어가는 단계이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법에서 사용자 단말이 빔 폭 및 송신 전력을 조절하는 과정을 나타낸 상태도이다.
도 8을 참조하면, 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법에서 사용자 단말이 빔 폭 및 송신 전력을 조절하는 과정은 리셋(reset) 단계(S810), 레이저 빔 발생 스위치 온(ON) 단계(S820), 레인징 응답 메시지 수신 단계(S830), 거리 측정 완료 신호 수신 단계(S840), 빔 폭 및 송신 전력 조절 완료 신호 수신 단계(S850), 오류 발생 신호 수신 단계(S860), 데이터 송수신 완료 신호 수신 단계(S870) 및 연관 해제 응답 메시지 수신 단계(S880)를 포함한다.
즉, 아이들 상태에서 상기 리셋 단계(S810)를 거쳐 레이저 빔 발생 감지 또는 통신 대기 상태로 천이하고, 상기 레이저 빔 발생 감지 또는 통신 대기 상태에서 상기 레이저 빔 발생 스위치 온 단계(S820)를 거쳐 연결 요청 상태로 천이하며, 상기 연결 요청 상태에서 상기 레인징 응답 메시지 수신 단계(S830)를 거쳐 거리 측정 상태로 천이하고, 상기 거리 측정 상태에서 상기 거리 측정 완료 신호 수신 단계(S840)를 거쳐 빔 폭 및 송신 전력 조절 상태로 천이하며, 상기 빔 폭 및 송신 전력 조절 상태에서 상기 빔 폭 및 송신 전력 조절 완료 신호 수신 단계(S850)를 거쳐 데이터 송수신 상태로 천이한다.
이 때, 상기 데이터 송수신 상태로 천이 후에 요구 비트오류율(BER: Bit Error Rate)을 만족하지 못하거나 오류가 발생하여 데이터 요청 메시지에 대한 응답을 받지 못한 경우 상기 오류 발생 신호 수신 단계(S860)를 거쳐 다시 상기 빔 폭 및 송신 전력 조절 상태로 되돌아가서 빔 폭 및 송신 전력을 재조절한 후 상기 데이터 송수신 상태로 천이한다. 마찬가지로, 데이터 요청 메시지에 대한 응답을 받을 때까지 빔 폭 및 송신 전력을 재조절한다.
다음, 상기 데이터 송수신 상태에서 상기 데이터 송수신 완료 신호 수신 단계(S870)를 거쳐 연결 해제 요청 상태로 천이하고, 상기 연결 해제 요청 상태에서 상기 연관 해제 응답 메시지 수신 단계(S880)를 거쳐 상기 레이저 빔 발생 감지 또는 통신 대기 상태로 천이한다.
도 9의 (a)는 빔 조절을 하지 않은 상태의 사용자 단말 A와 서비스 제공 장치 B의 빔 형성 관계를 도시한 도면이다.
도 9의 (a)를 참조하면, 사용자 단말 A는 빔 조절을 하지 않은 상태이고, 서비스 제공 장치 B는 전방향의 빔을 형성하고 있다.
따라서, 상기 사용자 단말 A는 전력 소모가 많고, 근접한 다른 사용자 단말과 동시에 통신할 경우 간섭이 발생할 우려가 있다.
도 9의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따라 빔 조절을 수행한 사용자 단말 A와 빔 포밍을 수행하지 않은 서비스 제공 장치 B의 빔 형성 관계를 도시한 도면이다.
도 9의 (b)를 참조하면, 사용자 단말 A는 빔 조절을 수행한 상태이고, 서비스 제공 장치 B는 전방향의 빔을 형성하고 있다.
따라서, 상기 사용자 단말 A는 상기 도 9의 (a)에 도시된 사용자 단말 A 보다 전력 소모가 적고, 근접한 다른 사용자 단말과 동시에 통신할 경우 간섭이 발생할 우려가 적다.
도 9의 (c)는 본 발명의 일실시예에 따라 빔 조절을 수행한 사용자 단말 A와 빔 포밍을 수행한 서비스 제공 장치 B의 빔 형성 관계를 도시한 도면이다.
도 9의 (c)를 참조하면, 사용자 단말 A는 빔 조절을 수행한 상태이고, 서비스 제공 장치 B는 상기 사용자 단말 A 방향으로 빔 포밍을 수행한 상태를 나타낸다.
따라서, 상기 사용자 단말 A는 상기 도 9의 (a)에 도시된 사용자 단말 A 보다 전력 소모가 적고, 근접한 다른 사용자 단말과 동시에 통신할 경우 간섭이 발생할 우려가 적으며, 상기 서비스 제공 장치 B는 빔 포밍을 수행하여 상기 도 9의 (a) 또는 상기 도 9의 (b)에 도시된 서비스 제공 장치 B 보다 전력 소모가 적음을 알 수 있다.
도 10의 (a)는 사용자 단말 A와 사용자 단말 C가 빔 조절을 수행하지 않아 간섭이 발생한 상태를 도시한 도면이다.
도 10의 (a)를 참조하면, 사용자 단말 C와 서비스 제공 장치 D의 통신 중에 사용자 단말 A와 사용자 단말 C가 통신을 시도한 상태를 나타낸다.
따라서, 상기 사용자 단말 A와 상기 사용자 단말 C의 빔 간에 간섭이 발생한 상태임을 알 수 있고, 빔 조절을 수행하지 않은 상기 사용자 단말 A의 전력 소모가 많음을 알 수 있다.
도 10의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따라 사용자 단말 A와 사용자 단말 C가 빔 조절을 수행하여 간섭이 발생하지 않은 상태를 도시한 도면이다.
도 10의 (b)를 참조하면, 사용자 단말 A와 사용자 단말 C는 빔 조절을 수행한 상태이고, 서비스 제공 장치 B와 서비스 제공 장치 D는 전방향의 빔을 형성하고 있다.
따라서, 빔 조절을 수행한 상기 사용자 단말 A와 상기 사용자 단말 C의 빔 간에 간섭이 발생하지 않은 상태임을 알 수 있고, 상기 사용자 단말 A는 빔 조절을 수행하지 않은 상기 도 10의 (a)에 도시된 사용자 단말 A 보다 전력 소모가 적음을 알 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법에 의하면, 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 거리 정보를 참조하여 상기 사용자 단말이 상기 어레이 안테나를 이용하여 빔 폭 및 송신 전력을 조절함으로써 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 통신 시 주위의 다른 사용자 단말과의 간섭을 줄여 많은 사용자가 동시에 동일 채널을 이용하여 통신할 수 있고, 상기 사용자 단말의 전력 소모를 줄여 상기 사용자 단말의 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 거리 기반 빔 조절 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해 져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법에서 사용자 단말이 서비스 제공 장치와 연결을 맺는 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법에서 비컨 응답 메시지를 수신하는 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법에서 사용자 단말과 서비스 제공 장치간의 거리 측정 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법에서 사용자 단말이 서비스 제공 장치로부터 데이터 응답 메시지를 수신하는 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법에서 사용자 단말이 서비스 제공 장치와 연결을 종료하는 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 거리 기반 빔 조절 방법에서 사용자 단말이 빔 폭 및 송신 전력을 조절하는 과정을 나타낸 상태도이다.
도 9의 (a)는 빔 조절을 하지 않은 상태의 사용자 단말 A와 서비스 제공 장치 B의 빔 형성 관계를 도시한 도면이다.
도 9의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따라 빔 조절을 수행한 사용자 단말 A와 빔 포밍을 수행하지 않은 서비스 제공 장치 B의 빔 형성 관계를 도시한 도면이다.
도 9의 (c)는 본 발명의 일실시예에 따라 빔 조절을 수행한 사용자 단말 A와 빔 포밍을 수행한 서비스 제공 장치 B의 빔 형성 관계를 도시한 도면이다.
도 10의 (a)는 사용자 단말 A와 사용자 단말 C가 빔 조절을 수행하지 않아 간섭이 발생한 상태를 도시한 도면이다.
도 10의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따라 사용자 단말 A와 사용자 단말 C가 빔 조절을 수행하여 간섭이 발생하지 않은 상태를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
S810: 리셋 S820: 레이저 빔 발생 스위치 온
S830: 레인징 응답 메시지 수신 S840: 거리 측정 완료 신호 수신
S850: 빔 폭 및 송신 전력 조절 완료 신호 수신
S860: 오류 발생 신호 수신 S870: 데이터 송수신 완료 신호 수신
S880: 연관 해제 응답 메시지 수신

Claims (9)

  1. 사용자 단말에 설치된 레이저 빔 포인터를 이용하여 상기 사용자 단말과 서비스 제공 장치의 방향을 일치시키는 단계;
    상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 비컨(beacon) 요청 메시지를 전송하고 상기 서비스 제공 장치로부터 비컨 응답 메시지를 수신하는 단계;
    상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 연관(association) 요청 메시지를 전송하고 상기 서비스 제공 장치로부터 연관 응답 메시지를 수신하여 상기 서비스 제공 장치와 연결을 맺는 단계;
    상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 레인징(ranging) 요청 메시지를 전송하는 단계;
    상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로부터 레인징 응답 메시지를 수신하여 상기 사용자 단말과 상기 서비스 제공 장치간의 거리를 측정하는 단계;
    상기 사용자 단말이 상기 측정된 거리 정보를 참조하여 빔(beam) 폭 및 송신 전력을 조절하는 단계;
    상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 데이터 요청 메시지를 전송하고 상기 서비스 제공 장치로부터 데이터 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 데이터를 송신하는 단계
    를 포함하는 거리 기반 빔 조절 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    비컨 응답 메시지를 수신하는 상기 단계는,
    상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 비컨 요청 메시지를 전송하는 단계;
    상기 서비스 제공 장치가 빔 서칭 및 빔 포밍을 수행하는 단계; 및
    상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로부터 비컨 응답 메시지를 수신하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 기반 빔 조절 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    데이터 응답 메시지를 수신하는 상기 단계는,
    상기 사용자 단말이 상기 데이터 응답 메시지를 수신하지 못한 경우 빔 폭 및 송신 전력을 재조절하는 단계; 및
    상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 데이터 요청 메시지를 재전송하고 상기 서비스 제공 장치로부터 데이터 응답 메시지를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 기반 빔 조절 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    데이터를 송신하는 상기 단계는,
    상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치와 연결을 종료하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 기반 빔 조절 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    연결을 종료하는 상기 단계는,
    상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로 연관 해제(disassociation) 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 사용자 단말이 상기 서비스 제공 장치로부터 연관 해제 응답 메시지를 수신하여 연결을 종료하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 기반 빔 조절 방법.
KR1020070132004A 2007-12-17 2007-12-17 무선통신기기의 거리 기반 빔 조절 장치 및 방법 KR100932069B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070132004A KR100932069B1 (ko) 2007-12-17 2007-12-17 무선통신기기의 거리 기반 빔 조절 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070132004A KR100932069B1 (ko) 2007-12-17 2007-12-17 무선통신기기의 거리 기반 빔 조절 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090064707A KR20090064707A (ko) 2009-06-22
KR100932069B1 true KR100932069B1 (ko) 2009-12-15

Family

ID=40993227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070132004A KR100932069B1 (ko) 2007-12-17 2007-12-17 무선통신기기의 거리 기반 빔 조절 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100932069B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030069825A (ko) * 2002-02-21 2003-08-27 삼성전자주식회사 안테나 어레이를 포함하는 이동 통신 장치 및 방법
KR20040016491A (ko) * 2002-08-17 2004-02-25 주식회사 엘지텔레콤 안테나 빔폭 가변에 따른 고정 이득 안테나 시스템 및이를 이용한 안테나의 이득 고정방법
KR20050098973A (ko) * 2002-09-27 2005-10-12 인터디지탈 테크날러지 코포레이션 빔 성형 안테나들을 이용하는 무선 통신 시스템들에서모바일 유닛 핸드오버를 제공하는 모바일 통신 시스템 및방법
KR20050111845A (ko) * 2004-05-24 2005-11-29 삼성전자주식회사 배열 안테나 시스템에서 간섭전력 추정을 이용한 빔 형성장치 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030069825A (ko) * 2002-02-21 2003-08-27 삼성전자주식회사 안테나 어레이를 포함하는 이동 통신 장치 및 방법
KR20040016491A (ko) * 2002-08-17 2004-02-25 주식회사 엘지텔레콤 안테나 빔폭 가변에 따른 고정 이득 안테나 시스템 및이를 이용한 안테나의 이득 고정방법
KR20050098973A (ko) * 2002-09-27 2005-10-12 인터디지탈 테크날러지 코포레이션 빔 성형 안테나들을 이용하는 무선 통신 시스템들에서모바일 유닛 핸드오버를 제공하는 모바일 통신 시스템 및방법
KR20050111845A (ko) * 2004-05-24 2005-11-29 삼성전자주식회사 배열 안테나 시스템에서 간섭전력 추정을 이용한 빔 형성장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090064707A (ko) 2009-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9877158B2 (en) Wi-Fi scan scheduling and power adaptation for low-power indoor location
TWI603106B (zh) 在擁擠室內環境中裝置位置之判定技術
US8126030B2 (en) Multi-mode wireless communication device and method
US20230130855A1 (en) Tag device in wireless communication system, electronic device, communication method, and storage medium
WO2019001411A1 (zh) 电子装置、无线通信设备和无线通信方法
CN114007183B (zh) 定位方式的触发方法及通信装置
US7969920B2 (en) Communication roaming systems and methods
US20210368358A1 (en) Electronic equipment, user equipment, wireless communication method, and storage medium
WO2021008495A1 (zh) 波束配置方法和装置
US9992728B2 (en) Information processing device and information processing method
US10123249B2 (en) Information processing device and information processing method
US11871365B2 (en) User equipment for satellite communication
US20100079337A1 (en) Portable electronic device, and system and method for tracking positions of the same
US10034223B2 (en) Generation and management of communication paths between information processing devices
KR100932069B1 (ko) 무선통신기기의 거리 기반 빔 조절 장치 및 방법
US8824450B2 (en) Synchronising a communications device
US8737352B2 (en) Communication system, mobile terminal and communication method
US10075898B2 (en) Information processing device and information processing method
CN114679203A (zh) 物联网通信系统和方法
US20200404557A1 (en) Wireless communication device and wireless communication method
KR20210137840A (ko) Uwb 시스템
WO2022253128A1 (zh) 用于无线通信的电子设备和方法、计算机可读存储介质
WO2023179437A1 (zh) 自发自收感知方法及相关产品
WO2023078163A1 (zh) 用于无线通信的电子设备和方法、计算机可读存储介质
WO2023159495A1 (zh) 通信方法、终端设备、网络设备、芯片和存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121129

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130730

Year of fee payment: 19