KR101007009B1

KR101007009B1 - 신호간섭 없는 무선 인터넷 접속 중계기

Info

Publication number: KR101007009B1
Application number: KR1020080092274A
Authority: KR
Inventors: 고광규; 조남규
Original assignee: (주)인터브로
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2011-01-12
Also published as: JP2010074807A; KR20100033211A; US20100074162A1; US20120182928A1; JP2012114966A

Abstract

본 발명은 무선 인터넷 접속 중계기에 관한 것으로, 특히 근거리 무선통신모듈(WiFi)과 무선 광대역 통신모듈(WiMAX) 간에 신호 간섭이 없는 무선 인터넷 접속 중계기에 관한 것으로, 무선 광대역망의 기지국과 데이터 송수신하는 상태를 외부로 전달하기 위한 마스터 패킷 제어 중재기를 포함하는 무선 광대역 통신모듈과;

상기 마스터 패킷 제어 중재기로부터 전달되는 상태정보에 동기하여 클라이언트 단말들과 데이터 송신하거나 데이터 수신 제어하는 슬레이브 패킷 제어 중재기를 포함하는 근거리 무선 통신모듈;을 포함함을 특징으로 한다.

와이맥스, 와이파이, 신호간섭.

Description

신호간섭 없는 무선 인터넷 접속 중계기{A WIRELESS INTERNET CONNECTION RELAY WITHOUT AN INTERFERENCE OF SIGNAL}

본 발명은 무선 인터넷 접속 중계기에 관한 것으로, 특히 근거리 무선통신모듈(WiFi)과 무선 광대역 통신모듈(WiMAX) 간에 신호 간섭이 없는 무선 인터넷 접속 중계기에 관한 것이다.

통신기술 및 휴대 단말 관련 기술이 발전해 감에 따라 다양한 방식의 통신방식이 소개되고 있다. 그 중 근거리 무선접속(WLAN) 방식으로 불리우는 와이파이(WiFi)는 전파 전송방식을 이용한 근거리 통신방식으로서, 무선으로 데이터 송수신이 가능하고 상대적으로 비용이 저렴하다는 특징을 가지지만 고속 및 거리 제약을 받는다는 단점을 안고 있다.

이러한 단점을 극복하기 위해 개발된 통신 방식의 하나가 바로 와이브로(Wibro) 혹은 와이맥스(WiMAX)로 불리우는 무선 광대역 인터넷 접속 서비스이다. 와이맥스 서비스는 IEEE802.16d/e 기술을 기반으로 하는 서비스이며, 2.3GHz대 혹은 2.5GHz, 3.5GHz, 5GHz대의 주파수 대역을 이용하여 중저속(120Km까지 지원) 이동 중에도 고속 인터넷 접속을 가능하게 해 준다. 참고적으로 와이맥스와 같은 무 선 광대역 인터넷 접속모듈을 탑재한 단말기는 기지국(Base Station)까지 무선으로 통신하고 그 이후는 유선 또는 무선으로 인터넷 망에 연결된다.

근거리 무선 랜 방식에 비해 상대적으로 고속에서도 이동성이 편하고 그리고 거리에 제약을 받지 않는다는 점에서 와이맥스 서비스의 유용성이 높다 할 것이나, 근거리 무선 랜만 지원하는 단말기들을 통해서는 와이브로 혹은 와이맥스 서비스를 정상적으로 이용할 수 없다. 이에 근거리 무선 랜 단말기를 통해서도 와이맥스 서비스망에 접속 가능한 무선 인터넷 접속장치 혹은 중계기가 개발되기에 이르렀다.

그러나 일반 무선 인터넷 접속장치 혹은 중계기에서는 근거리 무선통신모듈(WiFi)과 무선 광대역 통신모듈(WiMAX) 간에 신호 간섭이 발생될 소지가 있다. 즉, 같은 위치에 서로 다른 무선 통신방식을 채용하는 기기가 존재하고 그 사용하는 신호대역이 유사하다면, 양 기기의 송신 및 수신 동작에서 상호간에 신호 간섭이 발생할 소지가 높다. 예를 들어 2.4GHz 대역을 사용하는 근거리 무선통신모듈의 송신 동작중에 2.3GHz 대역을 사용하는 무선 광대역 통신모듈 역시 송신 동작한다면, 인접 모듈의 전송 파워가 20 dB를 넘지 않기 때문에 신호 간섭이 문제되지 않지만, 하나의 모듈이 수신 동작하고 나머지 모듈이 송신 동작하는 경우 양 모듈간에는 신호간섭 현상이 발생하게 된다. 이러한 문제는 양모듈의 송신, 수신동작을 서로 일치시킬때 해결할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 근거리 무선통신모듈과 무선 광대역 통신모듈간에 신호간섭이 발생하지 않는 무결점 무선 인터넷 접속 중계기를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무선 인터넷 접속 중계기는,

무선 광대역망의 기지국과 데이터 송수신하는 상태를 출력하기 위한 마스터 패킷 제어 중재기를 포함하는 무선 광대역 통신모듈과;

상기 마스터 패킷 제어 중재기로부터 출력되는 상태정보에 동기하여 클라이언트 단말들과 데이터 송신하거나 데이터 수신 제어하는 슬레이브 패킷 제어 중재기를 포함하는 근거리 무선 통신모듈;을 포함함을 특징으로 하며,

상기 슬레이브 패킷 제어 중재기는 상기 상태정보에 맞춰 동작모드를 상기 무선 광대역 통신모듈과 일치시킴을 특징으로 한다.

이와 같이 근거리 무선 통신모듈과 무선 광대역 통신모듈의 동작모드가 송신 혹은 수신모드로 일치되어 동작하므로, 양 통신모듈 상호간에 신호간섭 현상이 제거될 수 있는 것이다.

더 나아가 본 발명의 실시예에 따른 무선 인터넷 접속 중계기의 마스터 패킷 제어 중재기는 상기 기지국과의 데이터 수신구간에서 데이터 수신모드 알림메세지를 상기 슬레이브 패킷 제어 중재기로 전달하거나, 슬레이브 패킷 제어 중재기로부터의 상태정보 전송 요청에 응답하여 현재 상태정보를 전달하여 줄 수 있다.

상기 상태정보로서 적어도 다운링크 종료알림 메세지, 기지국과의 데이터 송신완료 알림메세지, 데이터 수신모드 알림메세지를 포함함을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면, 무선 광대역망의 기지국과 데이터 송수신하는 무선 광대역 통신모듈의 현재상태를 근거리 무선통신 모듈로 전달함으로써, 중계기 내부에 근거리 무선통신 모듈은 무선 광대역 통신모듈이 송신모드라면 자신 또한 데이터 송신만을 수행하고, 무선 광대역 통신모듈이 수신모드라면 근거리 무선통신 모듈 역시 데이터 수신만을 허가함으로서, 양 통신모듈이 서로 다른 모드로 동작하여 발생할 수 있는 신호간섭 현상을 원천적으로 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한, 그리고 추가적인 양상을 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

우선 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 (휴대용)무선 인터넷 접속 중계기(200)의 주변 구성도를 도시한 것이다. 도 1에 도시한 바와 같이 휴대용 무선 인터넷 접속 중계기(200)는 IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEEE802.11g중 어느 하나의 통신규격을 따르는 근거리 무선통신모듈(210)을 탑재하여 휴대용 단말기(100,110)와 접속 가능하고, 무선랜 프로토콜과는 상이한, 예를 들면 IEEE802.16e 기술을 기반으로 하는 무선 광대역 통신모듈(220)을 탑재하여 무선 광대역망에 접속 가능하다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 무선 인터넷 접속 중계기(200)는 무선랜 접속 가능한 단말들(100,110)을 무선 광대역망을 통해 무선 인터넷 접속할 수 있도록 지원 하는 중계기 역할을 담당한다. 이러한 무선 인터넷 접속 중계기(200)의 구성을 도 2 내지 도 4를 참조하여 부연 설명하면,

우선 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 인터넷 접속 중계기(200)의 블럭구성도를 예시한 것이며, 도 3은 도 2에 도시한 근거리 무선통신(WiFi)모듈(210)과 무선 광대역(WiMAX) 통신모듈(220)의 블럭구성도를 예시한 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 무선 인터넷 접속 중계기(200)는 기본적으로 무선랜 모듈 탑재된 클라이언트 단말들(100,110)과 무선랜 프로토콜 방식에 기초하여 통신 수행하기 위한 근거리 무선통신모듈(210)과, 무선 광대역망의 기지국(300)과 통신 수행하기 위한 무선 광대역 통신모듈(230)을 포함한다.

무선 광대역 통신모듈(220)은 본 발명의 구현을 위해 무선 광대역망의 기지국(300)과 데이터 송수신하는 상태를 출력하기 위한 마스터 패킷 제어 중재기를 포함하며, 근거리 무선통신모듈(210)은 상기 마스터 패킷 제어 중재기로부터 출력되는 상태정보에 동기하여 클라이언트 단말들(100,110)과 데이터 송신하거나 데이터 수신 제어하는 슬레이브 패킷 제어 중재기를 포함한다. 상기 "동기"라 함은 무선 광대역 통신모듈(220)과 근거리 무선통신모듈(210)의 동작모드를 일치시키는 것을 말한다. 즉, 슬레이브 패킷 제어 중재기는 마스터 패킷 제어 중재기로부터 전달되는 상태정보에 맞춰 송수신 동작모드를 무선 광대역 통신모듈과 일치시킨다.

참고적으로 상기 마스터 패킷 제어 중재기는 적어도 다운링크 종료알림 메세지, 기지국과의 데이터 송신완료 알림메세지, 데이터 수신모드 알림메세지를 상태 정보로서 상기 슬레이브 패킷 제어 중재기로 전달하는데, 이에 대해서는 도 4에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

한편 본 발명의 실시예에 따른 중계기(200)는 상술한 통신모듈(210,220) 외에 교류상용전원을 다운 컨버젼하여 공급하기 위한 전원공급부와, 그 전원에 의해 충전 가능한 배터리를 더 포함할 수 있다.

도 3은 도 2중 근거리 무선통신모듈(210)과 무선 광대역 통신모듈(220)의 블럭구성도를 예시한 것으로 이하 도 3을 참조하면,

우선 근거리 무선통신모듈(210)과 무선 광대역 통신모듈(220)은 각각 전처리부(211,221)를 포함한다. 전처리부(211,221)는 클라이언트 단말(100,110) 혹은 기지국(300)과 각각 무선 송수신되는 RF신호를 송신신호와 수신신호로 분리하기 위한 필터와, RF신호를 각각 송수신 처리하기 위한 송수신부, 그리고 송수신부에서 처리된 신호를 각각의 무선통신규격에 따라 변조 및 복조 처리하기 위한 모뎀을 포함하는 구성을 말한다.

한편 근거리 무선통신모듈(210)의 프로토콜/패킷 처리부(213)는 무선랜 규격인 IEEE802.11a/b/g와 같은 무선 MAC 프로토콜에 따라 무선랜 패킷의 입출력을 제어하고, 무선랜 패킷을 와이맥스 패킷으로 처리한다. 이러한 프로토콜/패킷 처리부(213)는 WiFi RF PHY 처리부와 WiFi MAC 처리부 및 슬레이브 패킷 제어 중재기(215)에 의해 제어되는 버퍼 메모리를 포함한다. 상기 버퍼 메모리에는 패킷 처리된 수신 데이터가 일시 저장되며 상기 슬레이브 패킷 제어 중재기(215)에 의해 무선 광대역 통신모듈(220)로의 출력이 제어된다.

슬레이브 패킷 제어 중재기(215)는 후술할 마스터 패킷 제어 중재기(225)로부터 전달되는 상태정보에 동기하여 클라이언트 단말들(100,110)과 데이터 송신하거나 데이터 수신 제어하는 역할을 담당한다. 보다 구체적으로 슬레이브 패킷 제어 중재기(215)는 마스터 패킷 제어 중재기(225)로부터 데이터 수신모드 알림메세지(Rx Request)가 전달되면 프로토콜/패킷 처리부(213)를 제어하여 클라이언트 단말들(100,110)과의 데이터 송신을 일시 차단(자제)한다. 만약 마스터 패킷 제어 중재기(225)로부터 다운링크 종료알림 메세지(Status)가 전달되면 데이터 수신모드가 종료한 것으로 인지하고 데이터 송신을 진행한다. 더 나아가 마스터 패킷 제어 중재기(225)로부터 기지국과의 데이터 송신완료 알림메세지(Clear to Send:CTS)가 전달되면 데이터 수신 수행 가능하다.

이상과 같이 슬레이브 패킷 제어 중재기(215)는 마스터 패킷 제어 중재기(225)로부터 전달되는 각종 상태정보 메세지에 대응하여 근거리 무선통신모듈(210)의 데이터 송수신 동작을 제어한다.

한편 무선 광대역 통신모듈(220) 역시 무선 광대역망의 기지국(300)과 무선신호를 송수신하기 위한 전처리부(221)와, 상기 기지국(300)과 무선 인터넷 접속을 수행하기 위한 프로토콜/패킷 처리부(223) 및 무선 광대역망의 기지국(300)과 데이터 송수신하는 상태를 근거리 무선통신모듈(210)의 슬레이브 패킷 제어 중재기(215)로 전달하기 위한 마스터 패킷 제어 중재기(225)를 포함한다.

무선 광대역 통신모듈(220)의 프로토콜/패킷 처리부(223) 역시 WiMAX RF PHY 처리부와 WiMAX MAC 처리부 및 버퍼 메모리를 포함한다. 버퍼 메모리에는 기지국으 로부터 수신되어 패킷 처리된 데이터가 일시 저장되며 마스터 패킷 제어 중재기(225)에 의해 근거리 무선통신모듈(210)로의 출력이 제어된다. 그리고 마스터 패킷 제어 중재기(225)는 기지국과 송수신되는 WiMAX TDD 프레임의 다운링크 구간 및 업링크 구간에 따라 다운링크 종료알림 메세지(Status), 기지국과의 데이터 송신완료 알림메세지(CTS), 데이터 수신모드 알림메세지(Rx Request)를 슬레이브 패킷 제어 중재기(215)로 전달한다.

이상 설명한 근거리 무선통신모듈(210)과 무선 광대역 통신모듈(220)에는 기본적으로 송수신 패킷을 버퍼링하기 위한 메모리가 추가 포함될 것이다.

이하 도 4와 도 5를 참조하여 상술한 구성을 포함하는 무선 인터넷 접속 중계기(200)의 동작을 부연 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 실시예에 따른 통신모듈의 동작모드 동기화 흐름 및 메세지 전달 타이밍도를 예시한 것이다.

도 4와 도 5를 함께 참조하면, 우선 무선 광대역 통신모듈(220)의 마스터 패킷 제어 중재기(225)는 프로토콜/패킷 처리부(223)를 통해 데이터 수신구간, 즉 WiMAX TDD 프레임의 다운링크 구간(FCH+MAP, DL-Burst)인지를 체크(S1단계)한다. 체크결과 데이터 수신구간이면, 마스터 패킷 제어 중재기(225)는 데이터 수신모드 알림메세지(Rx Request)를 슬레이브 패킷 제어 중재기(215)로 전달(S2단계)한다.

데이터 수신모드 알림메세지(Rx Request)를 수신한 슬레이브 패킷 제어 중재기(215)는 프로토콜/패킷 처리부(213)를 통해 데이터 송신 동작을 일시 제한하고 수신모드로 동작하도록 한다. 이에 근거리 무선통신(WiFi)모듈(210)과 무선 광대 역(WiMAX) 통신모듈(220) 모두는 수신모드로 동기화(S3단계)되며, 각 통신 모듈의 프로토콜 패킷/처리부(213,223)내의 버퍼 메모리에는 수신 데이터가 순차적으로 저장된다.

만약 WiMAX TDD 프레임의 다운링크 구간((FCH+MAP, DL-Burst)이 도 5에서와 같이 종료된다면(S4단계), 마스터 패킷 제어 중재기(225)는 다운링크 종료알림 메세지(Status)를 슬레이브 패킷 제어 중재기(215)로 전달(S5단계)한다. 다운링크 종료알림 메세지(Status)를 수신한 슬레이브 패킷 제어 중재기(215)는 무선 광대역 통신모듈(220)의 동작모드가 송신모드로 전환된 것으로 인지하여 도 5에 도시한 바와 같이 수신(Rx) 동작을 일시 제한하고 송신(Tx)모드로 동작하도록 한다. 이러한 송신(Tx)모드에서 무선 광대역(WiMAX) 통신모듈(220)내의 버퍼 메모리에 저장된 데이터는 근거리 무선통신(WiFi) 모듈(210)을 통해 단말기로 전달된다.

한편 다운링크 종료알림 메세지(Status)를 전달한 마스터 패킷 제어 중재기(225)는 WiMAX TDD 프레임의 업링크 구간(CQ/CH, ACK, Ranging UL Burst)에서 기지국(300)과 데이터 송신(S6단계)한다. 즉, 근거리 무선통신(WiFi) 모듈(210)내의 버퍼 메모리에 저장된 데이터가 무선 광대역(WiMAX) 통신모듈(220)을 통해 기지국으로 전달된다. 만약 데이터 송신구간인 업링크 구간(CQ/CH, ACK, Ranging UL Burst)이 종료(S7단계)된다면, 마스터 패킷 제어 중재기(225)는 데이터 송신완료 알림 메세지(CTS)를 슬레이브 패킷 제어 중재기(215)로 전달하여 송신모드의 종료를 알린다. 이로써 슬레이브 패킷 제어 중재기(215)는 수신 동작의 제한을 해제함으로써, 근거리 무선통신모듈(210)은 클라이언트 단말(100,110)로부터의 패킷을 수 신할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 마스터 패킷 제어 중재기(225)는 무선 광대역 통신모듈(220)의 현재상태를 근거리 무선통신 모듈로 전달함으로써, 무선 광대역 통신모듈(220)의 동작모드에 근거리 무선통신 모듈(210)의 동작모드를 동기시켜 상이한 동작모드에 기인하여 발생될 수 있는 신호간섭을 효과적으로 제거할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 상기 실시예에서는 마스터 패킷 제어 중재기(225)가 데이터 수신모드 알림메세지를 일방적으로 슬레이브 패킷 제어 중재기(215)로 전달하는 것을 예시하였으나, 슬레이브 패킷 제어 중재기(215)의 요청에 응답하여 전달할 수도 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 인터넷 접속 중계기(200)의 주변 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 인터넷 접속 중계기(200)의 블럭구성 예시도.

도 3은 도 2중 근거리 무선통신모듈(210)과 무선 광대역 통신모듈(220)의 블럭구성 예시도.

도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 실시예에 따른 통신모듈의 동작모드 동기화 흐름 및 메세지 전달 타이밍 예시도.

Claims

클라이언트 단말과 기지국간에 설치되는 무선 인터넷 접속 중계기에 있어서,

무선 광대역망의 기지국과 데이터 송수신하는 상태를 출력하기 위한 마스터 패킷 제어 중재기를 포함하는 무선 광대역 통신모듈과;

상기 마스터 패킷 제어 중재기로부터 출력되는 상태정보에 동기하여 클라이언트 단말들과 데이터 송신하거나 데이터 수신 제어하는 슬레이브 패킷 제어 중재기를 포함하는 근거리 무선 통신모듈;을 포함하는 무선 인터넷 접속 중계기.
청구항 1에 있어서, 상기 슬레이브 패킷 제어 중재기는 상기 상태정보에 맞춰 동작모드를 상기 무선 광대역 통신모듈과 일치시킴을 특징으로 하는 무선 인터넷 접속 중계기.
청구항 1에 있어서, 상기 마스터 패킷 제어 중재기는,

상기 기지국과의 데이터 수신구간에서 데이터 수신모드 알림메세지를 상기 슬레이브 패킷 제어 중재기로 전달함을 특징으로 하는 무선 인터넷 접속 중계기.
청구항 1에 있어서, 상기 슬레이브 패킷 제어 중재기는,

상기 마스터 패킷 제어 중재기로 상태정보 전송을 요청하고 그 응답에 따라 클라이언트 단말들과 데이터 송수신 제어함을 특징으로 하는 무선 인터넷 접속 중계기.
청구항 1에 있어서, 상기 무선 광대역 통신모듈과 근거리 무선 통신모듈 각각에는 상기 마스터 패킷 제어 중재기와 슬레이브 패킷 제어 중재기에 의해 데이터 출력이 제어되는 버퍼 메모리를 포함하는 프로토콜/패킷 처리부;를 포함함을 특징으로 하는 무선 인터넷 접속 중계기.
청구항 1 내지 청구항 5중 어느 한 항에 있어서, 상기 통신모듈 각각은 적어도 IEEE802.11 계열과 IEEE802.16 계열중 어느 하나의 통신규격을 따르는 통신모듈임을 특징으로 하는 무선 인터넷 접속 중계기.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 마스터 패킷 제어 중재기는 적어도 다운링크 종료알림 메세지, 기지국과의 데이터 송신완료 알림메세지, 데이터 수신모드 알림메세지를 상태정보로서 전달함을 특징으로 하는 무선 인터넷 접속 중계기.