KR102198103B1 - 사물 인터넷 기반의 시스템에서 통신을 수행하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

사물 인터넷 기반의 시스템에서 통신을 수행하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 양상에 따른 사물 인터넷 기반 수신기는 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국으로부터 신호를 수신받는 신호 수신부, 상기 기지국이 지원하는 상기 사물 인터넷 모드를 상기 수신받은 신호를 기초로 판단하는 모드 판단부 및 상기 사물 인터넷 기반의 통신과 관련된 기능을 처리하며, 상기 복수의 사물 인터넷 모드를 각각 지원하고, 상기 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 상기 모드 판단부가 판단한 상기 기지국이 지원하는 상기 사물 인터넷 모드에 기초하여 동작하는 기능부를 포함한다.

Description

사물 인터넷 기반의 시스템에서 통신을 수행하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMMUNICATING IN INTERNET OF THINGS SYSTEM}
본 발명은 사물 인터넷 기반의 시스템에서 통신을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이며, 보다 자세하게는 복수의 사물 인터넷 모드를 모두 지원하는 사물 인터넷 기반 수신기를 이용하여, 기지국이 복수의 사물 인터넷 모드 중 어떤 사물 인터넷 모드만을 지원하는지 여부와 상관없이 사물 인터넷 기반의 통신을 수행할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
LTE 표준을 관장하는 국제기구인 3GPP는 사물 인터넷(Internet of Things)을 위한 LTE 버전의 표준화를 진행하고 있다. 현재 표준화의 후보로는 잘 알려진 바와 같이 NB-LTE와 NB-CIoT(Narrow Band Cellular Internet of Things) 2가지가 있다. NB-LTE의 경우, 현재의 LTE와 같이 하향 링크에서는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 및 15KHz sub-carrier spacing을 사용하고 상향 링크에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)를 사용한다. 반면, NB-CIoT의 경우, 상향 링크에서는 FDMA(Frequency Division Multiple Access)와 GMSK(Gaussian low-pass-filtered Minimum Shift Keying)를 사용하므로 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 이슈가 없기 때문에 NB-LTE에 비하여 저가의 단말 제조가 가능하다.
전술한 2가지 후보가 경쟁한 결과, 이들이 합쳐진 형태인 NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)가 승인되었다. 아울러, 최종적으로는 이러한 2가지 후보가 모두 포함되도록 표준화가 진행될 가능성이 높다.
그런데, 2가지 후보를 모두 포함하도록 표준화가 진행된다고 하더라도, 사물 인터넷 기반의 통신 시스템에서 하나의 사업자는 하나의 모드(전술한 2가지 후보 중 어느 하나를 지칭)만을 지원하는 기지국을 운용할 가능성이 높다. 이는 하나의 사업자가 2가지 모드의 기지국을 각각 운용하기에는 기지국의 숫자가 많지 않기 때문이다.
이 경우, 기지국과 사물 인터넷 기반의 통신을 수행하는 단말(또는 장치)은 1가지 모드만을 지원하는 것보다는 2가지 모드를 모두 지원하는 것이 바람직하다.
아울러, 사물 인터넷에서의 핵심 특성은 '저전력', '소형화', '단순화'이다. 또한, 사물 인터넷 기반의 단말을 생산함에 있어서, 이러한 단말의 대량 생산을 통한 '단가 절감' 또한 중요한 이슈에 해당한다. 이러한 관점에서 살펴보면, 전술한 2가지의 사물 인터넷 모드 모두를 지원하는 단말을 구현함에 있어서, 단말이 2가지 모드 각각을 지원하는 칩셋을 하나씩 구비하여 총 2개의 칩셋을 포함하도록 하는 것보다는 2가지 모드를 모두 지원하는 하나의 칩셋을 포함하도록 하는 것이, 단말의 '소형화', '단순화' 및 '단가 절감' 측면에서 바람직하다.
다만, 종래에는 2가지 이상의 모드를 1개의 칩셋에서 모두 지원하도록 구현한 사물 인터넷 기반 단말기가 없었다.
한국공개특허, 10-2015-7000724 (2015.09.23.공개)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 사물 인터넷 기반의 단말이 2가지 이상의 모드를 1개의 칩셋에서 모두 지원하도록 구현함으로써, 소형이면서도 단순하고 단가 절감이 가능한 멀티 모드의 사물 인터넷 기반 수신기를 제공하는 것이다.
또한, 전술한 사물 인터넷 기반 수신기를 이용하여 사물 인터넷 기반 장치 및 사물 인터넷 기반의 통신을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 양상에 따른 사물 인터넷 기반 수신기는 복수의 사물 인터넷 모드 중 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국으로부터 신호를 수신받는 신호 수신부 및 상기 수신받은 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함하며, 상기 신호 처리부는 복수의 사물 인터넷 모드를 각각 지원하고, 상기 수신받은 신호를 기초로 상기 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 상기 기지국이 지원하는 사물 인터넷 모드인 기지국 사물 인터넷 모드를 판단하며, 상기 판단된 기지국 사물 인터넷 모드에 기초하여 동작한다.
본 발명의 일 양상에 따른 사물 인터넷 기반에서의 신호 수신 방법은 복수의 사물 인터넷 모드 중 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국으로부터 신호를 수신받는 단계, 상기 수신받은 신호를 기초로 상기 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 상기 기지국이 지원하는 사물 인터넷 모드인 기지국 사물 인터넷 모드를 판단하는 단계 및 상기 판단된 기지국 사물 인터넷 모드에 기초하여 상기 수신받은 신호를 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 양상에 따른 사물 인터넷 기반 장치는 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국으로 신호를 송신하는 송신부, 상기 기지국과의 상기 신호에 대한 송수신 절차를 제어하는 제어부 및 사물 인터넷 기반 수신기를 포함하며, 상기 사물 인터넷 기반 수신기는 상기 기지국으로부터 신호를 수신받는 신호 수신부 및 상기 수신받은 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함하고, 상기 신호 처리부는 상기 복수의 사물 인터넷 모드를 각각 지원하고, 상기 수신받은 신호를 기초로 상기 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 상기 기지국이 지원하는 사물 인터넷 모드인 기지국 사물 인터넷 모드를 판단하며, 상기 판단된 기지국 사물 인터넷 모드에 기초하여 동작한다.
본 발명의 일 양상에 따른 사물 인터넷 기반의 통신을 수행하는 방법은 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국으로부터 신호를 수신받는 단계, 상기 수신받은 신호를 기초로 상기 기지국이 지원하는 사물 인터넷 모드인 기지국 사물 인터넷 모드를 판단하는 단계, 상기 판단된 기지국 사물 인터넷 모드에 기초하여 상기 수신받은 신호를 처리하는 단계 및 상기 기지국 사물 인터넷 모드에 상응하도록 상기 기지국으로 신호를 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 양상에 따른 사물 인터넷 기반 통신 시스템은 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국 및 상기 기지국으로 신호를 송신하는 송신부, 상기 기지국과의 상기 신호에 대한 송수신 절차를 제어하는 제어부 및 사물 인터넷 기반 수신기를 포함하는 사물 인터넷 기반 장치를 포함하며, 상기 사물 인터넷 기반 수신기는 상기 기지국으로부터 신호를 수신받는 신호 수신부 및 상기 수신받은 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함하고, 상기 신호 처리부는 상기 복수의 사물 인터넷 모드를 각각 지원하고, 상기 수신받은 신호를 기초로 상기 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 상기 기지국이 지원하는 사물 인터넷 모드인 기지국 사물 인터넷 모드를 판단하며, 상기 판단된 기지국 사물 인터넷 모드에 기초하여 동작한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나의 사물 인터넷 기반 수신기가 2가지 이상의 모드를 모두 지원하도록 구현됨으로써, 이러한 사물 인터넷 기반 수신기를 포함하는 장치의 소형화 및 단순화를 실현할 수 있다.
아울러, 사물 인터넷 기반 장치의 생산자는 하나의 사물 인터넷 기반 수신기를 이용하여 2가지 이상의 모드를 지원하는 장치를 생산할 수 있으므로, 사물 인터넷 기반 장치의 대량 생산에 있어 단가 절감을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 기반 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 사물 인터넷 기반 수신기의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 신호 수신부에서 시분할하여 기지국의 신호를 수신하는 것을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 신호 처리부의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 사물 인터넷 기반 장치의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 기반의 통신을 수행하는 절차를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 기반의 통신이 사물 인터넷 기반 시스템에서 수행되는 것을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 창작자의 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 사물 인터넷 기반 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 사물 인터넷 기반 장치(1000)는 사물 인터넷 기반 수신기(100), 송신부(300) 및 제어부(400)를 포함하며, 다만 이는 일 실시예에 따른 것이므로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 사물 인터넷 기반 장치(1000)는 복수의 사물 인터넷 모드 중 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국과 통신을 수행하는 장치를 지칭할 수 있다. 예를 들면, 차량 등에 탑재되어 차량과 관련된 정보를 송수신하는 장치, 신용카드 결제를 무선으로 처리하기 위한 장치, 컨테이너 박스 등에 설치되어 해당 컨테이너에 관한 정보를 제공하는 장치 등이 사물 인터넷 기반 장치일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 사물 인터넷 기반 장치(1000)는 이하의 기능을 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 메모리 및 이러한 컴퓨터 프로그램을 구동하는 마이크로프로세서에 의하여 구현될 수 있다.
한편, 여기서 복수의 사물 인터넷 모드에는 전술한 NB-LTE와 NB-CIoT가 포함된다. 다만, 추가적으로 언급되지 않은 다른 사물 인터넷 모드 또한 이러한 복수의 사물 인터넷 모드에 포함될 수 있다.
사물 인터넷 기반 수신기(100)는 기지국으로부터 신호를 수신받는다. 그리고, 사물 인터넷 기반 수신기(100)는 기지국으로부터 수신받은 신호를 기초로, 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 기지국이 지원하는 사물 인터넷 모드(이하 기지국 사물 인터넷 모드라고 지칭)를 판단한다. 또한, 사물 인터넷 기반 수신기(100)는 판단된 기지국 사물 인터넷 모드에 맞춰서 수신된 신호를 처리한다. 이러한 사물 인터넷 기반 수신기(100)의 구성 및 작용에 대한 보다 자세한 설명은 도 2 및 도 3에서 하기로 한다.
송신부(300)는 기지국으로 신호를 송신하며, 이는 사물 인터넷 기반의 통신에 있어서 송신을 담당하는 송신 모듈로 구현될 수 있다. 이 때, 송신부(300)는 기지국 사물 인터넷 모드에 따라서 신호를 송신할 수 있다. 즉, 기지국이 지원하는 사물 인터넷 모드가 NB-CIoT인지 NB-LTE인지에 따라서 신호를 송신할 수 있다. 현재 진행되고 있는 3GPP 논의의 예를 들면, 기지국이 NB-CIoT를 지원하면 GMSK(Gaussian low-pass-filtered Minimum Shift Keying) 기반으로 신호를 송신할 수 있으며, 이에 따른 동기화 및 스케쥴링 요청을 기지국으로 송신할 수 있다. 반면, 기지국이 NB-LTE를 지원하면 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 기반으로 신호를 송신할 수 있으며, 이에 따른 동기화 및 스케쥴링 요청을 기지국으로 송신할 수 있다.
이러한 송신부(300)는 복수의 사물 인터넷 모드별로 각각 복수 개가 사물 인터넷 기반 장치(1000)에 포함될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이므로 송신부(300)가 복수의 사물 인터넷 모드 각각을 모두 지원하는 1개로 구현되어 사물 인터넷 기반 장치(1000)에 포함되는 것이 배제되는 것은 아니다.
제어부(400)는 사물 인터넷 기반 장치(1000)의 전반적인 기능 수행을 제어하며, 이와 같이 동작하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 메모리 및 이러한 컴퓨터 프로그램에 의하여 동작되는 마이크로프로세서에 의하여 구현될 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 제어부(400)는 기지국과의 신호에 대한 송수신 절차를 제어할 수 있다. 예를 들면 기지국 사물 인터넷 모드가 판단되면, 제어부(400)는 송신부(300)로 하여금 기지국 사물 인터넷 모드에 상응하도록 상향 신호를 송신하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 동기화 요청 또는 스케쥴링 요청이 기지국으로 송신되도록 제어할 수 있다.
이러한 사물 인터넷 기반 장치(1000)는 수신된 신호를 기지국 사물 인터넷 모드에 맞춰서 처리할 수 있다. 즉, 사물 인터넷 기반 장치(1000)에 포함된 1개의 사물 인터넷 기반 수신기(100)가 2가지 이상의 모드를 모두 지원하도록 구현됨으로써 기지국의 사물 인터넷 모드가 무엇이든 상관없이 기지국 신호를 처리할 수 있다. 이하에서는 이러한 사물 인터넷 기반 수신기(100)에 대하여 보다 자세하게 살펴보기로 한다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 기반 수신기(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 2을 참조하면, 일 실시예에 따른 사물 인터넷 기반 수신기(100)는 신호 수신부(110) 및 신호 처리부(130)를 포함하며, 다만 이는 일 실시예에 따른 것이므로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
신호 수신부(110)는 기지국으로부터 신호를 수신받는 구성이다. 이러한 신호 수신부(110)는 예를 들면 RF(radio frequency) 수신기를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 전술한 바와 같이 기지국은 어느 하나의 사물 인터넷 모드만을 지원한다. 반면, 일 실시예에 따른 사물 인터넷 기반 수신기(100)를 포함하는 사물 인터넷 기반 장치(1000)는 복수의 사물 인터넷 모드 각각을 모두 지원한다. 여기서, 사물 인터넷 기반 장치(1000)가 어느 하나의 사물 인터넷 모드만을 지원하는 기지국과 통신을 수행하려면 기지국의 사물 인터넷 모드를 판단할 수 있어야 한다.
이를 위하여, 신호 수신부(110)의 동작 모드는 복수의 사물 인터넷 모드가 교번하여 선택될 수 있다. 이 때 신호 수신부(110)가 어느 하나의 동작 모드로 선택되어 신호를 수신하는 시간은 기 설정된 시간으로 설정될 수 있다. 그리고, 이와 같이 신호 수신부(110)의 동작 모드가 교번하여 선택되는 이러한 동작은 예를 들면 사물 인터넷 기반 수신기(100)를 포함하는 사물 인터넷 기반 장치(1000)가 초기 구동되거나 또는 기지국에 재접속할 때 수행될 수 있다.
이에 대하여 보다 구체적으로 살펴보기 위하여 도 3를 참조하면, 신호 수신부(110)는 처음 10ms 동안에는 사물 인터넷 모드 중 하나인 제1 모드(121)로 동작 모드가 선택된 상태에서 기지국으로부터의 신호를 수신할 수 있다. 그 다음 10ms 동안에는 신호 수신부(110)는 사물 인터넷 모드 중 다른 하나인 제2 모드(122)로 동작 모드가 선택된 상태에서 기지국으로부터의 신호를 수신할 수 있다. 그 다음 10ms 동안에는 신호 수신부(110)는 사물 인터넷 모드 중 또 다른 하나인 제n 모드(123)로 동작 모드가 선택된 상태에서 기지국으로부터의 신호를 수신할 수 있다. 그리고, 이와 같은 과정(제1 모드에서 제n 모드까지 동작 모드가 교번하여 변경되면서 신호를 수신하는 과정)정은 도 3에 도시된 바와 같이 반복하여 수행될 수 있다.
이 때, 후술하겠지만 신호 처리부(130)에 의하여 어느 하나의 모드에서 수신된 신호를 기초로 기지국 사물 인터넷 모드가 판단되면, 신호 수신부(110)는 그 즉시 동작 모드를 교번하여 변경하면서 신호를 수신하는 과정을 중단할 수 있다. 그 이후로는 사물 인터넷 기반 장치(1000)가 기지국에 재접속할 때까지, 신호 수신부(110)는 신호 처리부(130)에 의하여 판단된 기지국 사물 인터넷 모드로 신호를 수신할 수 있다.
여기서, 신호 수신부(110)가 동작 모드를 교번하여 신호를 수신하는 기술은 예를 들면 신호 수신부(110)에 포함된 도면에는 도시되지 않은 TDD(Time Division Duplex) 스위치에 의하여 구현될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것에 불과하므로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 신호 수신부(110)가 아닌 사물 인터넷 기반 장치(1000)에 포함된 제어부(400) 기타 다른 구성에 의하여 신호 수신부(110)가 동작 모드를 교번하면서 신호를 수신하는 기술이 구현될 수도 있다.
신호 처리부(130)는 신호 수신부(110)가 수신받은 신호를 처리하며, 이와 같이 동작하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 메모리 및 이러한 컴퓨터 프로그램에 의하여 동작되는 마이크로프로세서에 의하여 구현될 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 신호 처리부(130)는 신호 수신부(110)가 수신받은 신호가 신호 처리부(130)에서 인식되었을 때의 신호 수신부(110)의 동작 모드를 기지국 사물 인터넷 모드로 판단할 수 있다. 예를 들면, 신호 수신부(110)가 NB-LTE 모드에서 신호를 수신하였고, 수신된 신호가 신호 처리부(130)에서 인식되면, 신호 처리부(130)는 이를 기초로 기지국의 사물 인터넷 모드를 NB-LTE라고 판단한다.
이 때, 신호 처리부(130)에 의하여 기지국 사물 인터넷 모드가 판단되면, 신호 수신부(110)는 동작 모드를 교번하여 변경하면서 신호를 수신하는 동작을 중단한다. 이 후로는, 사물 인터넷 기반 장치(1000)가 기지국에 재접속하거나 사물 인터넷 기반 장치(1000)가 재부팅될 때까지, 신호 수신부(110)는 신호 처리부(130)에 의하여 판단된 기지국 사물 인터넷 모드로 신호를 수신할 수 있다.
한편, 신호 처리부(130)는 사물 인터넷 기반의 통신과 관련된 기능을 처리하며, 이러한 기능을 수행하는 다수의 구성들을 포함한다. 이러한 신호 처리부(130)에 포함된 다수의 구성들은 도 4를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 4를 참조하면, 신호 처리부(130)는 고속 푸리에 변환부(FFT, Fast Fourier Transform)(131), 사이클릭 확장 제거(remove cyclic extension)부(132), 복조 맵핑(demodulation mapping)부(133), 심볼 역다중화부(symbol demultiplexer)(134), 주파수 제공부(136) 및 주파수 분주부(137) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 신호 처리부(130)에 포함된 각 구성은 통신 분야에서 이미 공지된 기술이 적용된 구성이므로 이러한 각 구성에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 고속 푸리에 변환부(131)는 사물 인터넷 모드의 특성 중 서브 채널의 수(number of sub-channels), 그리고 서브 캐리어 스페이싱(sub-carrier spacing)과 관련된다. 사이클릭 확장 제거부(132)는 사물 인터넷 모드의 특성 중 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix)와 관련된다. 복조 맵핑부(133)는 사물 인터넷 모드의 특성 중 모듈레이션 mandatory와 관련된다. 심볼 역다중화부(134)는 사물 인터넷 모드의 특성 중 FFT size와 관련된다. 주파수 제공부(136)는 사물 인터넷 기반 장치(1000)에 기본적인 주파수를 제공하며, 예를 들면 크리스탈 오실레이터일 수 있으며, 이 때 기본적인 주파수는 19.2MHz일 수 있다. 주파수 분주부(137)는 주파수 제공부(206)가 제공하는 기본적인 주파수를 분주(dividing)하여 제공할 수 있다. 예를 들면 주파수 분주부(207)는 기본적인 주파수인 19.2MHz를 0.24MHz로 분주하여 제공할 수 있다.
신호 처리부(130)에 포함된 도 4에 도시된 구성은 복수의 사물 인터넷 모드를 각각 지원할 수 있다. 이를 위하여 신호 처리부(130)에 포함된 각 구성은 신호 처리부(130)가 판단한 기지국 사물 인터넷 모드에 따라서 다음과 같이 상이한 파라미터를 기초로 동작할 수 있다.
예를 들면, 고속 푸리에 변환부(131)는 기지국 사물 인터넷 모드가 NB-LTE인 경우 서브 채널의 수(number of sub-channels)를 12개, 서브 캐리어 스페이싱을 15KHz로 하여 동작하는 반면 NB-CIoT인 경우에는 48개 및 3.75KHz로 하여 동작할 수 있다. 사이클릭 확장 제거부(132)는 기지국 사물 인터넷 모드가 NB-LTE인 경우 사이클릭 프리픽스를 9/10 samples(4.7/5.2us)로 하여 동작하는 반면, NB-CIoT인 경우에는 6 samples(25us)로 하여 동작할 수 있다. 복조 맵핑부(133)는 기지국 사물 인터넷 모드가 NB-LTE인 경우와 NB-CIoT인 경우 각각 기지국으로부터 수신되는 신호 레벨의 최소 기준이 상이하게 설정된 상태로 동작할 수 있다. 심볼 역다중화부(134)는 기지국 사물 인터넷 모드가 NB-LTE인 경우 FFT size가 128로 하여 동작하는 반면, NB-CIoT인 경우 FFT size가 64로 하여 동작할 수 있다. 그리고, 주파수 제공부(136)는 기지국 사물 인터넷 모드가 NB-LTE인 경우 19.2MHz를 이용하여 동작할 수 있지만, NB-CIoT인 경우 0.24MHz를 이용하여 동작할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 신호 처리부(130)의 각 구성은 NB-LTE 모드 및 NB-CIoT 모드를 모두 지원할 수 있으며, 신호 처리부(130)에 의하여 판단된 기지국 사물 인터넷 모드에 상응하도록 동작할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 전술한 신호 처리부(130)에 포함된 각 구성 뿐만 아니라 도 4에 도시되지는 않았으나 추가적으로 신호 처리부(130)에 포함될 수 있는 구성을, 도 1에 도시된 사물 인터넷 기반 장치(1000)의 구성과 함께 예시적으로 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 신호 처리부(130)에 의하여 기지국 사물 인터넷 모드가 판단되면, 기지국 사물 인터넷 모드에 대한 정보는 고속 푸리에 변환부(131), 사이클릭 확장 제거부(132), 복조 맵핑부(133), 심볼 역다중화부(134) 또는 주파수 분주부(137)로 제공될 수 있으며, 이러한 정보에 의해서 각각의 구성(131 내지 134, 137)은 기지국 사물 인터넷 모드에 상응하는 파라미터를 기초로 동작할 수 있다. 한편, 도 5에 도시된 기타 ADC(209), 시간/주파수 동기화부(210), 병렬 to 직렬 변환부(211) 등은 통신 분야에서 이미 공지된 기술이 적용된 구성이므로 이러한 각 구성에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 하나의 사물 인터넷 기반 수신기는 2가지 이상의 모드를 모두 지원하도록 구현됨으로써, 이러한 사물 인터넷 기반 수신기를 포함하는 사물 인터넷 기반 장치의 소형화 및 단순화를 실현할 수 있다. 아울러, 사물 인터넷 기반 장치의 생산자는 하나의 사물 인터넷 기반 수신기를 이용하여 2가지 이상의 모드를 지원하는 장치를 생산할 수 있으므로, 사물 인터넷 기반 장치의 대량 생산에 있어 단가 절감을 실현할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 사물 인터넷 기반 수신기에서 수행하는 기능은 방법에 의하여 구현될 수 있다. 이 경우 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국으로부터 신호를 수신받는 단계, 상기 기지국이 지원하는 기지국 사물 인터넷 모드를 상기 수신받은 신호를 기초로 판단하는 단계 및 상기 판단하는 단계에 의하여 판단된 상기 기지국 사물 인터넷 모드를 기초로 통신을 수행하는 단계가 실행될 수 있는데, 이러한 단계 및 기술되지 않은 내용은 도 2 내지 도 5에 도시된 내용을 그대로 원용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 기반의 통신을 수행하는 절차를 도시한 도면이다. 이러한 사물 인터넷 기반의 통신을 수행하는 절차는 도 1 에 도시된 사물 인터넷 기반 장치(1000)에 의하여 수행될 수 있다. 아울러, 도 6에 도시된 각각의 절차는 실시예에 따라서 적어도 하나 이상이 수행되지 않거나 도시되지 않은 절차가 추가로 수행될 수 있으며, 절차가 수행되는 순서가 변경될 수 있다.
도 6을 참조하면, 사물 인터넷 기반의 통신을 수행하는 절차는 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국으로부터 신호를 수신받는 단계(S100), 상기 기지국이 지원하는 사물 인터넷 모드인 기지국 사물 인터넷 모드를 상기 수신받은 신호를 기초로 판단하는 단계(S110), 상기 판단된 기지국 사물 인터넷 모드에 기초하여 상기 수신받은 신호를 처리하는 단계(S120) 및 상기 기지국 사물 인터넷 모드에 상응하도록 상기 기지국으로 신호를 송신하는 단계(S130)를 포함하도록 수행된다.
이하에서는, 도 7을 도 1 내지 도 6과 함께 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷 기반의 통신이 사물 인터넷 기반의 통신 시스템에서 수행되는 것을 살펴보기로 한다.
도 7을 참조하면, 사물 인터넷 기반의 통신 시스템은 사물 인터넷 기반 장치(1000) 및 기지국(10)을 포함할 수 있다.
먼저, 사물 인터넷 기반 장치(1000)가 전원 ON되거나 기지국에 재접속하고자 하는 경우(S200), 사물 인터넷 기반 장치(1000)는 기지국(10)에 접속을 시도한다(S210).
그리고 도 2에 도시된 신호 수신부(110)는, 기지국(10)으로부터의 신호를 복수의 사물 인터넷 모드 각각에 대하여 시분할하여 수신하는 모드로 동작한다(S220).
기지국(10)으로부터 신호가 수신되면(S230), 도 2에 도시된 신호 처리부(130)는 신호 수신부(110)가 수신한 신호를 기초로 기지국(10)이 지원하는 기지국 사물 인터넷 모드를 판단한다(S240). 이 때, 신호 처리부(130)는 기지국(10)으로부터 수신된 신호가 인식되면, 이러한 신호가 수신되었을 때의 신호 수신부(110)의 동작 모드를 기지국 사물 인터넷 모드로 판단할 수 있음은 전술한 바와 같다.
다음으로, 도 1 에 도시된 송신부(300)는 신호 처리부(130)에 의하여 판단된 기지국 사물 인터넷 모드에 따라서 기지국(10)과 통신을 수행한다. 예를 들면, 송신부(300)는 기지국(10)으로 업링크 신호를 송신할 수 있으며(S250), 동기화(S260) 및 스케쥴링을 요청(S270)할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 하나의 사물 인터넷 기반 수신기는 2가지 이상의 모드를 모두 지원하도록 구현됨으로써, 이러한 사물 인터넷 기반 수신기를 포함하는 장치의 소형화 및 단순화를 실현할 수 있다.
아울러, 사물 인터넷 기반 장치의 생산자는 하나의 사물 인터넷 기반 수신기를 이용하여 2가지 이상의 모드를 지원하는 장치를 생산할 수 있으므로, 사물 인터넷 기반 장치의 대량 생산에 있어 단가 절감을 실현할 수 있다.
본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면 3GPP에서의 사물 인터넷 기반 장치의 저전력화, 소형화 및 단순화를 실현할 수 있다.
10: 기지국
1000: 사물 인터넷 기반 장치
100: 사물 인터넷 기반 수신기
110: 신호 수신부 130: 신호 처리부

Claims (8)

  1. 복수의 사물 인터넷 모드 중 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국으로부터 신호를 수신받는 신호 수신부; 및
    상기 수신받은 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함하며,
    상기 신호 처리부는,
    복수의 사물 인터넷 모드를 각각 지원하고, 상기 수신받은 신호를 기초로 상기 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 상기 기지국이 지원하는 사물 인터넷 모드인 기지국 사물 인터넷 모드를 판단하며, 상기 판단된 기지국 사물 인터넷 모드에 기초하여 동작하고,
    상기 신호 수신부는 상기 복수의 사물 인터넷 모드가 기 설정된 시간 동안 교번하도록 설정된 상태에서 상기 신호를 수신하는 사물 인터넷 기반 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 수신부는,
    상기 사물 인터넷 기반 수신기가 초기 구동되거나 또는 상기 기지국에 재접속하면, 상기 복수의 사물 인터넷 모드가 상기 신호 수신부의 동작 모드로 교번하여 설정되면서 상기 신호를 수신받고,
    상기 신호 처리부는,
    상기 수신받은 신호가 인식되었을 때의 상기 신호 수신부의 동작 모드를 상기 기지국 사물 인터넷 모드로 판단하고,
    상기 신호 수신부는
    상기 신호 처리부에 의해 상기 사물 인터넷 모드가 판단되면, 상기 동작 모드가 변경되는 것을 중단하는 사물 인터넷 기반 수신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    고속 푸리에 변환부, 사이클릭 확장 제거(remove cyclic extension)부, 복조 맵핑(demodulation mapping)부 및 심볼 역다중화부(symbol demultiplexer) 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 고속 푸리에 변환부, 상기 사이클릭 확장 제거부, 상기 복조 맵핑부 및 상기 심볼 역다중화부 각각은 상기 복수의 사물 인터넷 모드를 각각 지원하며, 상기 기지국이 지원하는 상기 사물 인터넷 모드에 기초하여 동작하는
    사물 인터넷 기반 수신기.
  4. 사물 인터넷 기반 수신기에 의하여 수행되는 사물 인터넷 기반에서의 신호 수신 방법으로서,
    복수의 사물 인터넷 모드 중 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국으로부터 신호를 수신받는 단계;
    상기 수신받은 신호를 기초로 상기 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 상기 기지국이 지원하는 사물 인터넷 모드인 기지국 사물 인터넷 모드를 판단하는 단계; 및
    상기 판단된 기지국 사물 인터넷 모드에 기초하여 상기 수신받은 신호를 처리하는 단계를 포함하고,
    상기 신호를 수신받는 단계는
    상기 복수의 사물 인터넷 모드가 기 설정된 시간 동안 교번하도록 설정된 상태에서 상기 신호를 수신하는 사물 인터넷 기반에서의 신호 수신 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 신호를 수신받는 단계는,
    상기 사물 인터넷 기반 수신기가 초기 구동되거나 또는 상기 기지국에 재접속하는지를 체크하는 단계; 및
    상기 복수의 사물 인터넷 모드가 교번하여 설정되면서 상기 신호를 수신받는 단계를 포함하고,
    상기 기지국 사물 인터넷 모드를 판단하는 단계는,
    상기 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 상기 수신받은 신호가 인식되었을 때의 사물 인터넷 모드를 상기 기지국 사물 인터넷 모드로 판단하는
    사물 인터넷 기반에서의 신호 수신 방법.
  6. 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국으로 신호를 송신하는 송신부;
    상기 기지국과의 상기 신호에 대한 송수신 절차를 제어하는 제어부; 및
    사물 인터넷 기반 수신기를 포함하며,
    상기 사물 인터넷 기반 수신기는,
    상기 기지국으로부터 신호를 수신받는 신호 수신부; 및
    상기 수신받은 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함하고,
    상기 신호 처리부는,
    상기 복수의 사물 인터넷 모드를 각각 지원하고, 상기 수신받은 신호를 기초로 상기 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 상기 기지국이 지원하는 사물 인터넷 모드인 기지국 사물 인터넷 모드를 판단하며, 상기 판단된 기지국 사물 인터넷 모드에 기초하여 동작하고,
    상기 신호 수신부는 상기 복수의 사물 인터넷 모드가 기 설정된 시간 동안 교번하도록 설정된 상태에서 상기 신호를 수신하는 사물 인터넷 기반 장치.
  7. 사물 인터넷 기반 수신기를 포함하는 사물 인터넷 기반 장치에 의하여 수행되는 사물 인터넷 기반의 통신을 수행하는 방법으로서,
    복수의 사물 인터넷 모드 중에서 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국으로부터 신호를 수신받는 단계;
    상기 수신받은 신호를 기초로 상기 기지국이 지원하는 사물 인터넷 모드인 기지국 사물 인터넷 모드를 판단하는 단계;
    상기 판단된 기지국 사물 인터넷 모드에 기초하여 상기 수신받은 신호를 처리하는 단계; 및
    상기 기지국 사물 인터넷 모드에 상응하도록 상기 기지국으로 신호를 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 신호를 수신받는 단계는
    상기 복수의 사물 인터넷 모드가 기 설정된 시간 동안 교번하도록 설정된 상태에서 상기 신호를 수신하는 사물 인터넷 기반의 통신을 수행하는 방법.
  8. 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국; 및
    상기 기지국으로 신호를 송신하는 송신부, 상기 기지국과의 상기 신호에 대한 송수신 절차를 제어하는 제어부 및 사물 인터넷 기반 수신기를 포함하는 사물 인터넷 기반 장치를 포함하며,
    상기 사물 인터넷 기반 수신기는,
    상기 기지국으로부터 신호를 수신받는 신호 수신부; 및
    상기 수신받은 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함하고,
    상기 신호 처리부는,
    상기 복수의 사물 인터넷 모드를 각각 지원하고, 상기 수신받은 신호를 기초로 상기 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 상기 기지국이 지원하는 사물 인터넷 모드인 기지국 사물 인터넷 모드를 판단하며, 상기 판단된 기지국 사물 인터넷 모드에 기초하여 동작하고,
    상기 신호 수신부는 상기 복수의 사물 인터넷 모드가 기 설정된 시간 동안 교번하도록 설정된 상태에서 상기 신호를 수신하는 사물 인터넷 기반의 통신 시스템.
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