KR102053954B1 - 이종 통신 송수신기간의 교차 통신 수행 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이종 통신 송수신간의 교차 통신 수행 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하나의 비콘 간격 내에서 헤드, 심볼들 및 테일로 구성되는 패킷 형태의 정보를 전송할 수 있으므로 동기를 위한 기준 신호를 주기적으로 전송하지 않더라도 헤드 검출 후 테일이 검출될 때까지 순차적인 복수의 비콘 간격 내의 심볼들을 검출하여 정보 전송율을 향상시킬 수 있고 전송 오류 확율을 줄일 수 있는 이종 통신 송수신기간의 교차 통신 수행 방법에 관한 것이다.

Description

이종 통신 송수신기간의 교차 통신 수행 방법{Cross communication between WPAN communication devices}
본 발명은 이종 통신 송수신간의 교차 통신 수행 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하나의 비콘 간격 내에서 헤드, 심볼들 및 테일로 구성되는 패킷 형태의 정보를 전송할 수 있으므로 동기를 위한 기준 신호를 주기적으로 전송하지 않더라도 헤드 검출 후 테일이 검출될 때까지 순차적인 복수의 비콘 간격 내의 심볼들을 검출하여 정보 전송율을 향상시킬 수 있고 전송 오류 확율을 줄일 수 있는 이종 통신 송수신기간의 교차 통신 수행 방법에 관한 것이다.
Wi-Fi (IEEE802.11), ZigBee (IEEE 802.15.4), Bluetooth 과 같이 동일한 주파수 대역을 갖는 이종 송수신기간의 통신을 지원하기 위한 기존 기술로서 FreeBee가 있다.
도 1은 이종 송수신기간의 통신환경을 보여주는 것으로 이종 송수신기간의 통신은 예를 들면, Wi-Fi 송신기(10)와 ZigBee 수신기(20) 간의 통신일 수 있다.
Wi-Fi와 ZigBee 통신은 모두 2.4GHz ISM밴드를 사용하고 있으므로, ZigBee는 시간축에서 Wi-Fi 비콘 메시지의 위치를 통계적으로 검출함으로써, 위치에 따른 비트 해석을 통해 정보를 교환할 수 있다. 이때 RSSI sampling 과정이 활용된다.
도 2는 종래의 FreeBee 기술을 설명하기 위한 도면이다.
이 FreeBee는 기준 위치(referenc position)가 약속되어 있고, 이 기준 위치(t)는 비콘 전송을 위한 시간축 상의 한 주기인 비콘 간격(beecan interval)의 중앙에 위치한다.
즉, 상기 비콘 간격의 시작 위치는 상기 기준 위치(t)에서 반주기(T/2)를 감한 위치이며, 상기 비콘 간격의 종료 위치는 상기 기준 위치(t)에서 반주기를 더한 위치이다.
또한, 송수신되는 정보는 비콘 시프팅(beacon shifting)에 의해 임베디디된다.
또한, 상기 비콘 시프팅은 상기 비콘 간격 내의 단위 시간만큼 천이되는 것을 의미한다.
또한, 일반적으로 상기 비콘 간격 T는 102.4ms 이고, Δ는 1.024ms이며, 하나의 비콘 간격에 15개의 Δ가 존재한다.
즉, 수신기는 상기 기준 위치(t)를 기준으로 시간축 상의 어느 위치에서 신호가 발생하였는지를 검출하고 신호가 발생한 위치가 상기 기준 위치(t)에서 얼마나 시프트되어 있는지 판단하여 해당 위치의 정보를 획득함으로써 신호를 원래 정보로 복조(demodulation)한다.
이 FreeBee 기술은 명시적인 주소 체계 없이 여러 개의 송수신기간에 동시 통신을 지원하고 기존 송수신기의 하드웨어적인 구성 변경을 필요로하지 않는 장점이 있으나 수신한 데이터가 실제 정보를 갖고 있는지 랜덤성질의 정보를 갖고 있는 비트인지 판단이 어렵다.
한편, 비동기(asynchronous) 전송을 위한 A-FreeBee 기술의 경우 추가적인 기준 비콘(reference beacon) 신호가 필요하므로 전송율이 1/2로 줄어드는 특성이 있다.
도 3은 종래의 A-FreeBee 기술을 설명하기 위한 도면이다.
A-FreeBee 기술의 경우 FreeBee와 비교하여 기준 위치(referenc position)가 정해져 있지 않고 동기를 위한 별도의 기준 신호가 먼저 송신되며, 수신기는 기준 신호가 발생하는 위치(t)를 기준으로 비콘 간격(T)만큼 떨어진 위치(t')에 기준 위치로 인식한 후, 기준 위치에서 얼마나 시프트된 위치에 신호가 존재하는지 검출하여 정보를 획득한다.
도 3에서는 두번째 비콘 간격에서 t'-Δ 위치에서 신호가 존재하고 이 위치의 정보를 획득한다.
한편, A-FreeBee 기술은 각 비콘 간격(T1,T2,T3,T4)에서 하나의 신호만이 검출되므로, 한 주기를 건너 뛰면서 기준 신호를 검출하고 기준 신호가 검출된 다음 주기에서 비콘 정보획득을 위한 신호를 검출한다.
즉, 한 주기 건너 기준 위치 확인을 위한 기준 신호를 검출하여야 하므로 매 주기마다 비콘 정보를 검출할 수 없어 FreeBee 기술과 비교하여 정보 전송율이 1/2로 줄어드는 것이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 송신기와 수신기 간의 비동기 전송을 지원하면서도 정보 전송율을 개선하고 전송 오류 확률을 줄일 수 있는 이종 통신 송수신기간의 교차 통신 수행 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이종 통신 송수신기간의 교차 통신을 수행하는 이종 통신 송수신기간의 교차 통신 수행 방법으로, 송신기와 수신기 간에 약속된 비컨 간격(beacon interval) 내에서 헤드(head) 위치와 상기 헤드 위치에서 비컨 시프팅(veacon shifting)을 위한 복수의 단위 시간(Δ)만큼 이격된 테일(tail) 위치를 설정하고, 상기 헤드 위치와 상기 테일 위치 사이의 각 단위 시간을 특정한 정보인 심볼을 전송하기 위한 심볼(symbol) 위치로 설정하는 단계; 및 통신이 시작되고 상기 수신기는 상기 송신기로부터 시간축 상에서 신호를 수신하여 헤드를 검출하고, 테일이 검출될 때까지 심볼들을 검출하여 정보를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 통신 송수신기간의 교차 통신 수행 방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 헤드와 상기 테일은 서로 다른 비컨 간격 내에서 검출된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 헤드와 상기 테일 사이에는 복수의 심볼들이 검출된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 심볼들은 서로 다른 비컨 간격 내에서 검출된다.
또한, 본 발명은 이종 통신을 수행하는 송신기 및 수신기를 포함하고, 상기 송신기와 상기 수신기는 상기 교차 통신 수행 방법으로 교차 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 이종 통신 송수신 시스템을 더 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 교차 통신 수행 방법은 헤드 검출을 통해 비동기 전송을 수행할 수 있는 한편, 테일이 검출될 때까지 동기를 위한 신호 검출이 필요없으므로 A-FreeBee 기술과 비교하여 정보 전송율을 매우 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 교차 통신 수행 방법에 의하면, 정패진 패킷의 형태로 정보전송이 이루어지므로 패킷 형태에 맞지 않는 신호가 전송될 경우 빠르게 전송 오류 검출이 가능하고 전송 오류 확률을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 이종 송수신기간의 통신환경을 보여주는 도면,
도 2는 종래의 FreeBee 기술을 설명하기 위한 도면,
도 3은 종래의 A-FreeBee 기술을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 교차 통신 수행 방법에 이용되는 패킷 형태를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 교차 통신 수행 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 교차 통신 수행 방법은 이종의 통신을 이용하는 송수신기간의 비콘 전송 위치를 정보화함으로써 정보를 송수신할 수 있는 통신 방법이다.
예를 들면, 상기 송수신기들 중, 송신기는 Wi-fi 송신기일 수 있고, 수신기는 ZigBee 수신기일 수 있다.
또한, 상기 송수신기들은 하나의 이종 통신 송수신 시스템으로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 교차 통신 수행 방법은 종래의 FreeBee 및 A-FreeBee와 비교하여 전체 전송은 패킷형태로 이루어진다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 교차 통신 수행 방법에 이용되는 패킷 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 교차 통신 수행 방법은 패킷형태로 이루어지며, 이 패킷은 헤드(Head), 복수의 심볼(Symbols) 및 테일(Tail)을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 패킷은 하나의 정해진 비콘 간격(T) 내의 시간축 상에서 위치에 따른 식별성을 가지며 선택적으로 전송된다.
또한, 상기 헤드와 상기 심볼들 및 상기 테일은 단위 시간(Δ)만큼 이격되어 순차적으로 위치한다.
즉, 헤드 위치(t)와 테일 위치(t+Δ9)는 복수의 단위 시간(Δ)만큼 이격되어 있으며, 그 사이에 복수의 심볼 위치들(t+Δ,...t+8Δ)이 순차적으로 존재한다.
또한, 각 심볼 위치에는 서로 다른 특정한 심볼들이 설정되어 복조에 이용된다.
또한, 도 4에서는 3비트의 정보로 이루어지는 심볼의 예를 도시하였으며, 이경우 심볼 위치는 데이터 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111을 인식하기 위해 여덟 개로 구성된다.
또한, 헤드 위치, 심볼 위치들 및 테일 위치는 순차적으로 Δ만큼 비컨 시프팅이 이루어질 수 있다.
또한, 한 비컨 간격 내에서 패킷의 위치 이외의 위치는 사용하지 않는다(unused).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 교차 통신 수행 방법을 설명하기 위한 일 예이다.
전술하였듯이 송신기와 수신기 간에 패킷 형태가 설정되면, 통신이 시작되고 상기 수신기는 상기 송신기로부터 시간축 상에서 신호를 수신한다.
먼저, 헤드가 검출되면, 헤드가 검출된 시간을 헤드 위치(t)로 설정하고, 상기 헤드 위치(t)에서 비컨 간격만큼 떨어진 위치에서 다시 패킷의 전송이 개시된다.
도 5에 도시한 바와 같이 헤드 검출 후 비컨 간격만큼 시간이 경과하고 그 후 2Δ의 위치에서 비컨 신호가 존재하면 그 비콘 신호는 심볼 '001'로 복조되고, 또한, 그 다음 헤드 위치에서 7Δ만큼 경과한 후 비컨 신호가 존재하면, 그 비콘 신호는 심볼 '110'으로 복조된다.
또한, 그 다음 헤드 위치에서 9Δ만큼 경과한 후 비컨 신호가 존재하면 테일이 검출되는 것으로 '001', '110'의 정보 획득이 완료된다.
즉, 본 발명의 교차 통신 수행 방법은 한번 헤드가 검출되면 테일의 검출까지 복수의 비콘 간격 내에서 동기를 위한 신호가 필요없이 연속적으로 심볼을 검출할 수 있으므로 A-FreeBee 기술과 비교하여 전송량을 매우 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 교차 통신 수행 방법에 의하면, 정패진 패킷의 형태로 정보전송이 이루어지므로 패킷의 형태에 맞지 않는 신호가 전송될 경우 빠르게 전송 오류 검출이 가능하고 전송 오류 확률을 줄일 수 있는 장점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
10:Wi-Fi 송신기 20:ZigBee 수신기

Claims (5)

  1. 이종 통신 송수신기간의 교차 통신을 수행하는 이종 통신 송수신기간의 교차 통신 수행 방법으로,
    송신기와 수신기 간에 약속된 비콘 간격(beacon interval) 내에서 헤드(head) 위치와 상기 헤드 위치에서 비콘 시프팅(beacon shifting)을 위한 복수의 단위 시간(Δ)만큼 이격된 테일(tail) 위치를 설정하고, 상기 헤드 위치와 상기 테일 위치 사이의 각 단위 시간을 특정한 정보인 심볼을 전송하기 위한 심볼(symbol) 위치로 설정하는 단계; 및
    통신이 시작되고 상기 수신기는 상기 송신기로부터 시간축 상에서 신호를 수신하여 헤드를 검출하고, 테일이 검출될 때까지 심볼들을 검출하여 정보를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 통신 송수신기간의 교차 통신 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드와 상기 테일은 서로 다른 비콘 간격 내에서 검출되는 것을 특징으로 하는 이종 통신 송수신기간의 교차 통신 수행 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 헤드와 상기 테일 사이에는 복수의 심볼들이 검출되는 것을 특징으로 하는 이종 통신 송수신기간의 교차 통신 수행 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 심볼들은 서로 다른 비콘 간격 내에서 검출되는 것을 특징으로 하는 이종 통신 송수신기간의 교차 통신 수행 방법.
  5. 이종 통신을 수행하는 송신기 및 수신기를 포함하고,
    상기 송신기와 상기 수신기는 제 1 항 내지 제 4 항 중, 어느 한 항의 방법으로 교차 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 이종 통신 송수신 시스템.
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