KR101504500B1 - 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치 - Google Patents

동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치 Download PDF

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한국전자통신연구원
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Abstract

동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치는 기저대역 신호 및 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 통신신호로 생성하는 통신신호 생성부, 생성된 통신신호를 송신하고, 외부로부터 통신신호를 수신하는 인터페이스부, 수신된 통신신호를 분석하는 통신신호 분석부, 통신신호 생성부, 인터페이스부 및 통신신호 분석부에 클럭 신호를 제공하는 클럭신호 제공부 및 통신신호 생성부, 인터페이스부, 통신신호 분석부 및 클럭신호 제공부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치{Apparatus for communication using the synchronized clock signal}
본 발명은 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직교성을 갖는 디지털 신호로 통신하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-072-04, 과제명: 인체통신 컨트롤러 SoC].
종래에는 전도성을 갖는 채널 혹은 공기를 통해 근접한 기기 간에 무선 방식으로 데이터를 주고 받았으며, 디지털 변조 과정을 통해 얻어진 디지털 신호에 시분할 다중화를 적용하여 하나의 기기와 여러 기기들의 네트워크를 구성하는 통신에 이용하였다.
그러나, 종래의 기술은 비록 직교성을 갖는 디지털 신호를 이용하더라도 독립된 네트워크가 근접 및 하나의 채널 상에 존재하게 될 때, 두 네트워크 간에 심볼, 타임 슬롯 및 프레임 동기 등이 일치하지 않음으로써 직교성을 유지할 수 없어 안정적인 통신의 품질을 확보하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 직교성을 갖는 디지털 신호로 통신하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치는 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 통신신호로 생성하는 통신신호 생성부; 상기 생성된 통신신호를 송신하고, 외부로부터 통신신호를 수신하는 인터페이스부; 상기 수신된 통신신호를 분석하는 통신신호 분석부; 상기 통신신호 생성부, 인터페이스부 및 통신신호 분석부에 클럭 신호를 제공하는 클럭신호 제공부; 및 상기 통신신호 생성부, 인터페이스부, 통신신호 분석부 및 클럭신호 제공부를 제어하는 제어부;를 포함한다.
여기에서, 상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치에서 이용하는 상기 생성된 통신신호 및 상기 수신된 통신신호는 다른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치에서 이용하는 통신신호와 구분되는 직교성(orthogonality)을 갖는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 통신신호 생성부는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호에 반송파를 이용하는 변조방식을 적용하지 않는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 통신신호 생성부는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호의 주파수 대역을 한정하기 위한 필터를 포함하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 통신신호 생성부는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 증폭하기 위한 증폭기를 포함하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 인터페이스부는 근접장 통신(NFC: Near Field Communication), RFID(Radio Frequency Identification) 및 인체통신 중 어느 하나를 제공하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 인터페이스부는 무선 신호를 송수신하는 안테나; 및 정합회로;를 포함하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 인터페이스부는 상기 안테나 및 정합회로 중 적어도 하나를 보호하는 절연막을 더 포함하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치에 대한 정보를 시각적으로 나타내는 디스플레이부를 더 포함하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 디스플레이부는 상기 인터페이스부와 구성요소를 공유하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 통신신호 분석부는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 복원하기 위한 필터, 증폭기 및 비교기 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 클럭신호 제공부는 외부 장치로부터 클럭신호를 제공받는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치는 파일럿(pilot) 신호를 이용하여 동기화를 수행하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 이용하는 통신 방식과는 다른 통신 방식을 제공하는 외부통신부를 더 포함하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 외부통신부는 USB, 메모리 카드, IEEE1394, DVI, HDMI, LAN, Serial 통신, WLAN, ZigBee, RFID 및 Bluetooth 중 적어도 하나를 이용하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 제어부는 상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신을 위하여 인증을 수행하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 제어부에서 수행되는 인증은 암호키를 이용하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 제어부에서 수행되는 인증은 지문인식을 이용하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 제어부에서 수행되는 인증을 통해 결제 기능을 수행하는 것일 수 있다.
상기와 같은 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치에 따르면, 종래의 통신 장치의 문제점인 낮은 데이터 전송율을 극복할 수 있다. 즉, 저속의 데이터 전송은 물론 고속의 데이터 전송 특성을 나타낼 수 있으며, 고속의 데이터 전송 특성을 이용하여 보다 다양한 서비스를 제공할 수 있을 것이다. 또한, 동기화 시스템을 갖는 장치에서 동기화된 클럭을 이용하고, 디지털 변조 과정을 거쳐 만들어진 직교성을 갖는 디지털 신호를 이용하여, 근접한 네트워크 및 하나의 채널 내에 존재하는 여러 개의 네트워크들 간에 지속적인 통신의 품질 확보가 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치로 근접장 통신 서비스를 제공하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치로 인체 통신 서비스를 제공하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치의 네트워크 구성 예이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치를 활용한 센서 네트워크의 예이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치(100)는 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 통신신호로 생성하는 통신신호 생성부(110); 상기 생성된 통신신호를 송신하고, 외부로부터 통신신호를 수신하는 인터페이스부(120); 상기 수신된 통신신호를 분석하는 통신신호 분석부(130); 상기 통신신호 생성부, 인터페이스부 및 통신신호 분석부에 동기된 클럭 신호를 제공하는 클럭신호 제공부(140); 및 상기 통신신호 생성부, 인터페이스부, 통신신호 분석부 및 클럭신호 제공부를 제어하는 제어부(150);를 포함한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치(100)는 고속의 데이터를 전달하는 방법으로 반송파를 이용하는 주파수 변조 방식이 아닌, 기저 대역 신호 또는 기저 대역 신호에 디지털 변조 과정을 적용하여 얻어진 통신신호를 송신하고, 수신된 통신신호를 복원하는 방식을 이용하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치(100)에서 이용하는 상기 생성된 통신신호 및 상기 수신된 통신신호는 다른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치에서 이용하는 통신신호와 구분되는 직교성(orthogonality)을 갖는 특징이 있다.
즉, 제1 통신장치 및 이와 대향하는 통신장치에서 이용하는 통신신호는 제2 통신장치 및 이와 대향하는 통신장치에서 이용하는 통신신호와 구분되며, 이것은 상기 두 통신신호가 서로 직교성(orthogonality)을 갖는 특징에 기인하는 것이다.
다음으로, 통신신호 생성부(110)는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 통신신호로 생성하는 것일 수 있다.
또한, 상기 통신신호 생성부(110)는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호에 반송파를 이용하는 변조방식을 적용하지 않는 것일 수 있다.
즉, 상기 통신신호 생성부(110)는 일반적인 무선 통신에 사용되는 주파수 연속 변조 방식을 이용하지 아니하므로, 반송파를 필요로 하지 않는다. 따라서, 보다 높은 데이터 전송율을 확보할 수 있을 것이다.
예를 들면, 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호는 디지털 로직에 사용되는 0과 1을 전압의 값으로 표시한 것으로 TTL 혹은 CMOS 레벨과 같은 신호를 포함하며, 이러한 신호는 디지털 논리 회로를 통해 생성될 수 있을 것이다.
또한, 디지털 논리 회로를 통한 변조는 확산 과정을 포함하며, 생성된 디지털 신호는 광대역의 주파수 특성을 가지므로, 이를 제한하기 위한 필터의 구성도 가능하다. 정보를 입력 받아 디지털 논리 회로를 통해 확산 변조 과정을 거치고 및 필터를 통과한 신호는 인터페이스를 거쳐 인접한 기기와 통신하게 될 것이다.
또한, 상기 통신신호 생성부(110)는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호의 주파수 대역을 한정하기 위한 필터를 포함할 수 있다.
디지털 변조 수단을 통해 생성된 신호는 기본적으로 넓은 대역폭을 가지며, rising(혹은 falling) time이 빠를수록 더욱 더 넓은 대역폭을 가지게 된다. 이는 다른 대역을 사용하는 전자기기에 영향을 줄 수 있으므로, 불필요한 전자기파를 제거하고 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위해 필터를 사용할 수 있다.
이 때 사용되는 필터는 채널을 통해 전달되는 신호의 감쇄 및 수신기를 통해 입력되는 특성을 고려하여 저주파 통과 필터, 대역 통과 필터, 고주파 통과 필터, 대역 제한 필터를 선택하고 각 필터의 차단 주파수를 결정할 수 있다. 이러한 필터의 구현에 있어서 디지털 회로를 통한 구현 및 아날로그 회로를 통한 구현이 모두 가능하다.
특히, 인체를 채널로 하는 통신에 있어서 인체가 갖는 통과 대역 특성으로 인해 송신기에서 인터페이스를 통해 인체로 출력되는 기저대역 및 디지털 신호는 채널을 통과한 후 저주파 신호의 정보가 손상될 뿐만 아니라 전자기기로부터 인체에 유기되는 간섭 신호와 함께 수신기에 입력된다.
따라서, 인체를 통과한 신호는 저주파 대역에서 많은 감쇄를 겪게 되고, 인체에 유기되는 간섭 신호 또한 저주파 대역에 많이 존재하게 된다. 이러한 특성을 고려하여 기존 수신기는 고주파 통과 필터 혹은 대역 통과 필터를 이용하여 구성할 수 있다.
또한, 상기 통신신호 생성부(110)는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 증폭하기 위한 증폭기를 포함할 수 있다.
다음으로, 인터페이스부(120)는 상기 생성된 통신신호를 송신하고, 외부로부터 통신신호를 수신하는 것일 수 있다.
상기 인터페이스부(120)는 근접장 통신(NFC: Near Field Communication), RFID(Radio Frequency Identification) 및 인체통신 중 어느 하나를 제공하는 것일 수 있다.
상기 인터페이스부(120)에서 상기 근접장 통신(NFC: Near Field Communication) 및 RFID(Radio Frequency Identification) 중 어느 하나를 제공하는 경우에, 상기 인터페이스부(120)는 무선 신호를 송수신하는 안테나; 및 정합회로;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 인터페이스부(120)에서 인체통신을 제공하는 경우에, 접촉에 의한 전극 형태로 구성될 수도 있다.
더불어, 상기 인터페이스부(120)는 전도성을 갖는 물질로 구성되어 기기의 기구물 안쪽에 내장될 수 있으며, 사용자의 편의를 위해 노출될 수 있다. 노출될 경우, 사용자의 안전 및 기기의 보호를 위해 상기 인터페이스부(120)는 상기 안테나 및 정합회로 중 적어도 하나를 보호하는 절연막을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 인터페이스부(120)는 투명 전극의 형태로 구성될 수 있으며, 투명 전극의 경우 또한 신호 전달 특성을 개선하기 위한 일정한 패턴을 가질 수 있다.
다음으로, 통신신호 분석부(130)는 상기 인터페이스부(120)를 통하여 수신된 통신신호를 분석하는 것일 수 있다.
상기 통신신호 분석부(130)는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 복원하기 위한 필터, 증폭기 및 비교기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디지털 신호를 복원하기 위한 간단한 구조로 통신신호가 인터페이스를 거쳐 통신신호 분석부(130)의 필터로 입력된다. 필터는 송신 신호를 복원하기 위한 주파수 응답 특성을 가지며, 증폭기를 거친 신호는 비교기(comparator)를 거쳐 디지털 신호로 복원될 수 있다.
이와 같이 복원된 디지털 신호는 clock and data recovery 회로를 거쳐 데이터와 클럭이 복원되고, 복원된 디지털 신호는 디지털 복조 수단을 거쳐 복원된다. 상기 clock and data recovery 회로는 다른 주파수 오차 보정 기능을 사용할 경우에 생략될 수 있다. 송수신 간의 시간분할 기능을 위한 스위치를 사용할 수도 있을 것이다.
다음으로, 클럭신호 제공부(140)는 상기 통신신호 생성부(110), 인터페이스부(120) 및 통신신호 분석부(130)에 동기된 클럭 신호를 제공하는 것일 수 있다. 즉, 내부에 클럭회로를 포함하여 구성되고, 내부의 클럭회로에서 생성된 신호를 상기 통신신호 생성부(110), 인터페이스부(120) 및 통신신호 분석부(130)에 제공하는 것일 수 있다.
한편, 상기 클럭신호 제공부(140)는 외부 장치로부터 클럭신호를 제공받는 것일 수 있다. 즉, 내부에 클럭회로를 포함하지 않더라도, 외부 장치로부터 기준이 되는 클럭신호를 제공받고, 제공받은 클럭신호를 상기 통신신호 생성부(110), 인터페이스부(120) 및 통신신호 분석부(130)에 제공하는 것일 수도 있다.
또한, 수신측에서 동기된 클럭신호를 제공받지 못하는 경우가 발생하면, 상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치(100)는 파일럿(pilot) 신호를 주기적으로 송수신하여 동기화를 수행할 수도 있을 것이다.
다음으로, 제어부(150)는 상기 통신신호 생성부(110), 인터페이스부(120), 통신신호 분석부(130) 및 클럭신호 제공부(140)를 제어하는 것일 수 있다.
즉, 상기 제어부(130)는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치(100)에 필요한 제어 동작을 대부분 수행하는 것으로, 상기 통신신호 생성부(110), 인터페이스부(120), 통신신호 분석부(130) 및 클럭신호 제공부(140)를 제어하며, 아래에서 언급되는 디스플레이부(160) 및 외부통신부(170)를 제어하는 것일 수 있다.
더불어, 상기 제어부(150)는 상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신을 위하여 인증을 수행하는 것일 수 있으며, 상기 인증은 암호키를 이용하는 것일 수 있으며, 지문인식을 이용하는 것일 수 있다.
또한, 상기 제어부(150)에서 수행되는 인증을 통해 결제 기능을 수행할 수도 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신장치(100)는 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 통신신호로 생성하는 통신신호 생성부(110); 상기 생성된 통신신호를 송신하고, 외부로부터 통신신호를 수신하는 인터페이스부(120); 상기 수신된 통신신호를 분석하는 통신신호 분석부(130); 상기 통신신호 생성부, 인터페이스부 및 통신신호 분석부에 클럭 신호를 제공하는 클럭신호 제공부(140); 및 상기 통신신호 생성부, 인터페이스부, 통신신호 분석부 및 클럭신호 제공부를 제어하는 제어부(150);를 포함한다.
도 2를 다시 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신장치(100)는 상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치에 대한 정보를 시각적으로 나타내는 디스플레이부(160)를 더 포함할 수 있을 것이다.
상기 디스플레이부(160)는 통신이 가능한 외부 장치를 시각적으로 나타내는 것일 수 있으며, 상기 인터페이스부(120)와 구성요소를 공유하는 것일 수도 있을 것이다.
예를 들면, 디스플레이부(160)를 갖는 장치에 있어서 상기 인터페이스부(120)는 전도성을 갖는 투명한 소재를 이용하여 사용자에게 보다 직관적인 서비스의 제공을 위해 디스플레이부(160)의 표면에 존재할 수 있다.
디스플레이부(160) 표면에 존재하는 인터페이스부(120)에 절연막을 추가하는 구성도 가능하다. 또한, 디스플레이부(160)의 구성에 필요한 전도성 막을 인터페이스부(120)로 이용할 수도 있다.
일반적인 평면 디스플레이 장치를 구성할 때, 영상 정보를 표시하기 위해 다수의 가로 전극과 다수의 세로 전극의 구성을 투명한 전극에 신호를 주어 그 위치의 셀이 발광하도록 하는 원리를 이용하는데, 이때 사용되는 투명 전극을 이용하여, 인터페이스부(120)로 이용할 수 있을 것이다.
또한, 사용자의 접촉 및 입력 패턴을 인식하는 기능이 포함된 디스플레이부(160)는 영상 표시 장치 위에 접촉을 인식하기 위한 투명한 전도성 층이 존재하게 되는데, 이 층을 이용하여 접촉을 인식하여 인식된 접촉의 투명 전극을 통해 디지털 신호 전송을 위한 인터페이스부(120) 구성이 가능할 것이다.
상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치에서 디스플레이부(160)의 아이콘 혹은 버튼 등을 이용할 경우, 디스플레이부(160)에 존재하는 다수의 작은 전극 등을 이용하여 인터페이스부(120)의 안테나 패턴으로 이용하는 것도 가능할 것이다.
도 2를 다시 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신장치(100)는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 이용하는 통신 방식과는 다른 통신 방식을 제공하는 외부통신부(170)를 더 포함할 수 있을 것이다. 또한, 상기 외부통신부(170)는 클럭신호 제공부(140)로부터 동기된 클럭 신호를 제공받을 수 있다.
상기 외부통신부(170)는 USB, 메모리 카드, IEEE1394, DVI, HDMI, LAN, Serial 통신, WLAN, ZigBee, RFID 및 Bluetooth 중 적어도 하나를 이용할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치로 근접장 통신 서비스를 제공하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치(100)는 근접장 통신(NFC: Near Field Communication) 및 RFID(Radio Frequency Identification) 중 어느 하나를 제공하는 것일 수 있다.
상기와 같은 근접장 통신 및 RFID 기술을 이용하면, 사용자의 인위적인 조작 없이도 두 개 이상의 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 기술 지원 단말기를 서로 근접시키는 것에 의하여 전화번호는 물론 주소록이나 게임, MP3 파일 등을 주고 받는 양방향 통신이 가능하게 된다.
예를 들면, 상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치(100)는 제2 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치(200) 및 제3 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치(300)와 근접장 통신 및 RFID 기술 중 어느 하나를 이용하여 자유롭게 통신을 할 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치로 인체 통신 서비스를 제공하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치(100)는 인체통신을 제공하는 것일 수 있다.
인체통신이란 팔, 다리 등 인체를 전송 매체로 이용해 사진, 동영상, MP3 등의 데이터를 전송하는 기술을 말한다. 인체통신 기술은 사람의 몸을 전선과 같은 매개물질로 활용해 별도의 전력 소비 없이 인체에 통하는 전류를 이용하므로, 별도의 인터넷망을 통하지 않고 손가락을 갖다 대거나 악수를 하는 것만으로도 다양한 데이터(사진, 동영상, 음원)를 전송할 수 있다.
예를 들면, 상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치(100)는 제2 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치(200) 및 제3 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치(300)와 인체통신을 이용하여 다양한 데이터(사진, 동영상, 음원)를 주고 받을 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치의 네트워크 구성 예이다.
도 5를 참조하면, 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치와 적어도 하나 이상의 주변 기기를 이용하여 네트워크를 구성할 수 있으며, 새로운 적어도 하나 이상의 주변 기기가 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치를 갖는 다른 네트워크를 구성할 수 있을 것이다.
상기 두 네트워크가 서로 근접하거나 혹은 하나의 채널을 공유하게 되는 경우를 가정해 보면, 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치에서 동기된 클럭신호를 이용할 경우, 심볼, 타임 슬롯 및 프레임 동기 중 어느 하나를 맞추어 신호를 발생하고, 직교성을 갖는 신호를 이용하여 독립된 두 개의 네트워크가 하나의 채널에 존재하더라도 서로에게 영향을 주지 않고 네트워크를 지속할 수 있게 된다.
이러한 특성을 이용할 경우, 연속 주파수 변조 과정을 거치지 않은 디지털 신호의 경우, 이전 기술들은 여러 단말과 통신을 이루기 위해 시분할 방식을 사용한 반면, 본 발명 기술은 연속 주파수 변조 과정을 거치지 않고 디지털 신호를 직접 전달하며 직교성을 갖는 신호를 이용하여 하나의 기기에서 여러 기기들과 동시에 통신을 하는 코드 분할 다중 접속이 가능할 것이다.
이것은 기존 이동 통신에서 사용하는 하나의 기지국 내에서 여러 사용자들 간에 기지국 기반을 통한 다중 접속이 아닌 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치 간에 다중 접속이 가능하다는 것을 의미한다.
인체통신에 적용될 경우, 여러 네트워크를 가진 사용자가 또 다른 여러 네트워크를 가진 사용자와 접촉 혹은 근접함에 위해 두 그룹의 네트워크가 하나의 채널을 공유할 때도 서로간의 방해 없이 연속적으로 통신이 가능할 것이다.
도 5(a)를 참조하면, 클럭신호 제공부를 갖는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치 A01과 주변 기기 B01는 C01 신호를 통해 통신을 구성하고, 주변 기기 B02는 C02 신호를 이용하여 통신한다.
두 네트워크는 기존의 시분할 방식에 의해 통신 채널 H01을 공유하여 통신할 수 있으며, C01과 C02가 직교성을 가질 경우 동시에 두 신호가 통신 채널 H01을 통해 각각 통신을 구성할 수 있으며, 이를 네트워크 N1으로 표시하였다.
이와 유사한 구성을 갖는 네트워크 N2가 근접할 경우, 디지털 신호를 이용하여 통신을 하는 네트워크 N1과 네트워크 N2는 같은 시간에 유사한 주파수 대역을 점유하고 있는 관계로 서로 간섭을 일으켜, 통신의 품질이 저하되게 된다.
시분할 방식을 통해 네트워크를 구성한다 하더라도 네트워크 N1과 네트워크 N2는 서로 time table을 공유하지 못하는 관계로 통신 품질 저하를 막을 수 없다.
두 네트워크 N1과 N2가 클럭신호 제공부를 가지고 있지 않을 경우, 통신에 사용된 신호 C01~C02, C11~C12가 모두 직교성을 가지고 있다고 하더라도 frame(or slot, symbol, chip) 동기가 맞지 않을 경우, 직교성을 유지할 수 없다.
이러한 관계로 두 네트워크가 근접 혹은 접촉할 경우, 통신의 품질이 저하되거나 잠시 두절될 수 있다.
도 5(b)를 참조하면, 두 네트워크가 더 접촉을 하게 된 경우로, 통신 채널 H01은 무선 환경과 같은 공기가 되거나 인체를 통신 채널로 한 두 사용자가 접촉을 통해 마치 하나의 통신 채널이 되는 현상을 나타낸 것이다.
도 5(b)와 같은 경우가 발생한다 하더라도, 각각의 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치 A01과 A11이 동기화 시스템의 구성 요소로, 클럭신호 제공부를 가지고 frame(or slot, symbol, chip) 동기가 맞는다면 하나의 채널을 공유하는 두 네트워크는 서로에게 간섭을 일으키지 않고 통신을 할 수 있을 것이다.
한편, 도 5(a)를 다시 참조하면, 비록 클럭신호 제공부를 가지고 있더라도 독립된 두 네트워크가 동일한 코드를 사용할 경우, 두 네트워크가 근접 및 동일한 채널 내에서 같은 코드를 사용을 방지 하지 하고, 네트워크에 참여할 수 있는 기기의 수를 늘이기 위한 수단으로 사용될 코드에 hopping 기술을 적용할 수 있다.
동기화된 시스템을 갖는 기기에서 적어도 하나의 코드를 다른 네트워크의 상태를 파악하는데 사용할 수도 있다. 이 경우 두 네트워크가 근접하거나 하나의 채널을 공유하게 될 때, 현재 각각의 네트워크에서 사용하고 있는 코드에 대한 정보를 알려주거나, 사용하고 있는 time 정보, 혹은 사용 가능한 time 정보, 직교성을 갖는 코드들의 hopping table 정보의 교환을 통해 통신의 품질을 보장할 수 있다. 다른 네트워크의 상태를 파악하기 위한 상기 코드는 직교성을 갖는 코드 중 선택하여 사용 할 수 있을 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치를 활용한 센서 네트워크의 예이다.
도 6을 참조하면, 센서 네트워크와 같이 여러 개의 노드(혹은 슬레이브)를 관장하는 기기를 코디네이터(혹은 마스터)라고 할 때, 동기화 시스템에 기반한 통신으로 노드들 간의 통신이 가능하다.
도 6은 통신 채널 H01을 통해 센서 네트워크를 구성하고 있는 코디네이터(동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치 A01)와 센서 노드(주변 기기 B01~B03)의 구성을 보여주고 있다.
코디네이터는 센서노드 B01과 C01 신호로, 센서노드 B02와 C02 신호로, 센서 노드 B03과 C03 신호로 통신을 할 수 있다. 클럭신호 제공부를 갖는 코디네이터로부터 동기 정보를 얻은 노드가 다른 노드로 데이터를 전달하고자 할 때, 코디네이터로부터 채널을 할당 받고 다시 코디네이터를 통해 목적한 노드로 데이터를 전달할 수도 있으나, 보다 효과적인 방법도 가능할 것이다.
동기 클럭을 통해 각 센서 노드에서 발생하는 신호는 frame (or slot, symbol, chip) 동기가 맞음으로 직교성을 갖는 신호를 이용하여 코디네이터를 통하지 않고 센서 노드 간에 통신도 가능하며, 시분할 방식에서 코디네이터가 보내는 time table 정보를 이용하여 센서 노드 간에 통신도 가능할 것이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치
110: 통신신호 생성부 120: 인터페이스부
130: 통신신호 분석부 140: 클럭신호 제공부
150: 제어부 160: 디스플레이부
170: 외부통신부

Claims (19)

  1. 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 통신신호로 생성하는 통신신호 생성부;
    상기 생성된 통신신호를 송신하고, 외부로부터 통신신호를 수신하는 인터페이스부;
    상기 수신된 통신신호를 분석하는 통신신호 분석부;
    상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 이용하는 통신 방식과는 다른 통신 방식을 제공하는 외부통신부;
    상기 통신신호 생성부, 인터페이스부, 통신신호 분석부 및 외부통신부에 동기된 클럭 신호를 제공하는 클럭신호 제공부;
    상기 통신신호 생성부, 인터페이스부, 통신신호 분석부 및 클럭신호 제공부를 제어하는 제어부; 및
    상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치에 대한 정보를 시각적으로 나타내는 디스플레이부; 를 포함하고,
    상기 디스플레이부는 상기 인터페이스부와 구성요소를 공유하는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치에서 이용하는 상기 생성된 통신신호 및 상기 수신된 통신신호는 다른 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치에서 이용하는 통신신호와 구분되는 직교성(orthogonality)을 갖는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통신신호 생성부는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호에 반송파를 이용하는 변조방식을 적용하지 않는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통신신호 생성부는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호의 주파수 대역을 한정하기 위한 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 통신신호 생성부는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 증폭하기 위한 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스부는 근접장 통신(NFC: Near Field Communication), RFID(Radio Frequency Identification) 및 인체통신 중 어느 하나를 제공하는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 인터페이스부는 무선 신호를 송수신하는 안테나; 및 정합회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 인터페이스부는 상기 안테나 및 정합회로 중 적어도 하나를 보호하는 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 통신신호 분석부는 상기 기저대역 신호 및 상기 기저대역 신호에 디지털 변조를 적용한 신호 중 어느 하나의 신호를 복원하기 위한 필터, 증폭기 및 비교기 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치는 파일럿(pilot) 신호를 이용하여 동기화를 수행하는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 클럭신호 제공부는 외부 장치로부터 클럭신호를 제공받는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 외부통신부는 USB, 메모리 카드, IEEE1394, DVI, HDMI, LAN, Serial 통신, WLAN, ZigBee, RFID 및 Bluetooth 중 적어도 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 동기된 클럭신호를 이용하는 통신을 위하여 인증을 수행하는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부에서 수행되는 인증은 암호키를 이용하는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제어부에서 수행되는 인증은 지문인식을 이용하는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제어부에서 수행되는 인증을 통해 결제 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 동기된 클럭신호를 이용하는 통신 장치.
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