KR20010033697A - 클록 동기화가 있는 무선 네트워크 - Google Patents

클록 동기화가 있는 무선 네트워크 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 네트워크 노드들을 가진 무선 네트워크에 관한 것이고, 네트워크 노드들 각각은 무선 매체를 통해 데이터를 교환하도록 배열된 적어도 하나의 전기장치와 적어도 하나의 라디오 장치로 구성된다. 네트워크 노드는 모든 전기장치와 상기 라디오 장치에 클록을 공급하기 위한 클록공급원을 포함한다. 주 네트워크 노드로 지정된 네트워크 노드는 라디오 장치를 통해 클록공급원의 전원에 의존하는 동기화 패턴을 전송한다. 부 네트워크 노드들로 언급된 모든 다른 네트워크 노드들은 가장 높은 거리등급에 할당된 주 네트워크로부터의 거리에 의존하여, 서로 다른 계층적으로 정렬된 거리등급들에 할당된다. 거리등급의 모든 부 네트워크 노드들은 각각의 라디오 장치를 통해서 각각의 클록공급원의 클록에 의존하고 상기 거리등급을 특징화하는 동기화 패턴을 전송한다. 부 네트워크 노드는 계층적으로 더 높은 거리등급의 적어도 하나의 수신된 동기화 패턴에 의해 클록공급원을 동기화한다.

Description

클록 동기화가 있는 무선 네트워크{Wireless network with clock synchronization}
상기 종류의 무선 네트워크는 엘마 토로크에 의해 Funkschau No.22,pp.20에서 25에 실린 문서"Technologie drahtloser Netze"로부터 공지되었는데, 상기 문서는 복수의 네트워크 노드가 있는 무선 네트워크의 구성을 기술하고 있다. 복수의 전기장치, 예를들어, 모니터, 컴퓨터 등과 라디오 장치는 네트워크 노드에서 버스 시스템을 통하여 상호접속되어있다. 데이터는 각각의 네트워크 노드의 상기 라디오 장치를 통하여 다른 라디오 장치들과 교환된다. 상기 문서는 모든 네트워크 노드들의 클록동기화는 언급하고 있지 않다.
본 발명은 복수의 네트워크 노드가 있는 무선 네트워크에 관한 것이고, 네트워크 노드 각각은 무선 매체를 통해 데이터를 교환하도록 배열된 적어도 하나의 전기장치와 적어도 하나의 라디오 장치로 구성되어 있다.
도 1은 복수의 네트워크 노드들이 있는 무선 네트워크를 도시한 도면.
도 2는 네트워크 노드의 블록도.
도 3은 도 2에 도시된 상기 네트워크 노드에 사용된 라디오 장치의 실시예를 도시한 도면.
도 4는 라디오 장치에 의해 전송된 동기화 패턴들에 관한 전송도.
본 발명의 목적은 개별적인 네트워크 노드들의 클록들이 서로 동기화되는 무선 네트워크를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라,
네트워크 노드가 모든 전기 장치와 상기 라디오 장치에 클록을 공급하가 위한 클록공급원을 포함하고,
주 네트워크 노드로 지정된 네트워크 노드가 라디오 장치를 통하여 클록공급원의 클록에 의존하는 동기화 패턴을 전송하도록 배열되고,
부 네트워크 노드로 지정된 모든 다른 네트워크 노드들이, 가장 높은 거리 등급에 할당된 주 네트워크로부터의 거리에 의존하여, 서로 다른 계층적으로 정렬된 거리 등급들에 할당되고,
거리 등급의 모든 부 네트워크 노드들이, 각각의 라디오 장치를 통하여, 각각의 클록공급원의 클록에 의존하고 상기 거리 등급을 특징화하는 동기화 패턴을 전송하도록 배열되고,
부 네트워크 노드가, 계층적으로 더 높은 거리 등급의 적어도 하나의 수신된 동기화 패턴에 의해 클록공급원을 동기화하도록 배열되는 것을, 특징으로 하는 상기와 같은 종류의 무선 네트워크에 의해 달성된다.
본 발명에 따라 주 네트워크 노드는 상기 무선 매체를 통하여 동기화 패턴을 전송하고, 상기 동기화 패턴은 계층적으로 가장 낮은 거리 등급의 부 네트워크 노드가 상기 주 네트워크 노드의 클록공급원의 클록에 의해 간접적으로 동기화되도록 상기 다양한 거리 등급에서 부 네트워크 노드들에 의해 전송된다.
청구항 2는 어떻게 부 네트워크 노드가 활성화 후에 거리등급을 알아내는지를 밝힌 것이다. 이동 부 네트워크 노드와 주 네트워크 노드의 경우에 부 네트워크 노드의 거리 등급은 변하기 쉽다. 청구항 3과 4는 모든 경우에서 최적 거리등급을 결정하기 위해 이동 부 네트워크에 의해 취해진 단계들을 기술한다.
부 네트워크 노드는 주어진 동기화 패턴이 적당한 수신품질로 수신되었는지 결정하도록 배열된 상관기(correlator)를 포함한다. 청구항 5에 밝힌 것처럼 동기화 패턴이 대기하고 있는 시간동안 부 네트워크 노드는 상기 수신된 신호와 저장된 동기화 패턴을 서로 상관시키고, 상기 상관 결과가 기대값과 일치한다면 상기 동기화 패턴의 수신을 표시하도록 배열된다. 청구항 6과 7은 부 네트워크 노드의 클록동기화를 위해 동기화 순간의 결정을 기술한다.
청구항 8은 라디오 장치의 구성을 밝힌 것이다. 라디오 장치에서 프로토콜 장치는 상기 무선 매체를 위한 데이터의 전송을 위해 다양한 프로토콜들을 수행하고, 예를 들어 문턱값을 상관기에 의해 공급된 펄스 모양의 신호와 비교하여, 동기화 패턴의 수신품질이 적당한지를 결정한다. 상기 상관기는 예를 들어 상기 라디오 장치의 모뎀에 포함된다.
각각의 거리등급의 동기화 패턴들은 서로 다르다. 상기 상관기의 구성을 간단히 하기 위해, 각 동기화 패턴은 각각의 거리등급을 특징화하기 위해 동일한 부분과 부 서로 다른 부분을 포함한다. 상기 상관기는 이때 상기 동기화 패턴의 제 1 부분과 상기 동기화 패턴의 저장된 제 1 부분을 상관시키고, 적당한 수신품질의 검출후에 상기 프로토콜장치는 그다음에, 예를들어, 상기 동기화 패턴의 제 2 부분에 포함된 특징화를 평가한다.
본 발명은 복수의 네트워크 노드들을 더 포함하는 무선 네트워크의 네트워크 노드에 관한 것이기도 한데, 상기 네트워크 노드는 적어도 하나의 전기장치와 무선 매체를 통해 데이터를 교환하기 위해 배열된 적어도 하나의 라디오 장치로 구성되어 있다. 상기 네트워크 노드는 모든 전기 장치와 상기 라디오 장치에 클록을 공급하기 위한 클록공급원을 포함하고 있다. 부 네트워크 노드로 지정된 네트워크 노드는 복수의 계층적으로 정렬된 거리등급들의 부분을 형성하는 거리등급에 속한다. 상기 거리등급은 가장 높은 거리 등급에 할당된 주 네트워크 노드로부터의 거리에 의존한다. 상기 부 네트워크 노드는 라디오 장치를 통하여 상기 관련된 클록공급원의 클록에 의존하고 거리등급을 특징화하는 동기화 패턴을 전송하고, 계층적으로 더 높은 거리 등급의 적어도 하나의 수신된 동기화 패턴에 의해 클록공급원을 동기화하도록 배열된다.
본 발명의 실시예가 여기서부터 도면들을 참조하여 상세히 기술될 것이다.
도 1은 복수의 네트워크 노드들(1에서 12)을 가진 무선 네트워크를 도시한 도면이다. 네트워크 노드들(1에서 12)은 라디오 링크(link)들을 통해 각각의 유용한 데이터와 제어 데이터와 동기화 데이터를 교환한다. 상기 데이터 교환과 상기 회로수단을 가능한 간단히 유지하기 위해 상기 네트워크 노드들(1에서 12)은 상기 네트워크 노드(1)에 의해 공급된 주 클록에 동기화된다. 상기 네트워크 노드는 상기 주 네트워크 노드(1)로 지정된다. 다른 네트워크 노드들은 부 네트워크 노드들(2에서 12)로 언급된다.
네트워크 노드(1에서 12)는 라디오 장치(13)와 몇가지 전기 장치(14에서 17)와 버스 시스템(18)을 포함한다. 전기장치(14에서 17)는 비디오 레코더와 모니터와 튜너와 CD 플레이어등일 수 있다. 상기 라디오 장치(13)와 상기 전기 장치(14에서 17)는 유용한 데이터와 제어 데이터와 동기화 데이터를 상기 버스 시스템(18)을 통해 교환한다. 상기 전기 장치(14에서 17)와 상기 라디오 장치(13)는 상기 라디오 링크를 통해 상기 주 클록에 동기화될 것이다,
상기 주 네트워크 노드(1)의 주 클록은 전기 장치(14에서 17)에 포함된 클록공급원에 의해 제공된다. 주 클록공급원으로 언급된 상기 클록공급원은, 그러나, 전기장치(14에서 17)바깥에서 상기 버스시스템(18)에 접속되어 있다. 다른 네트워크 노드들(2에서 12)의 각각에 존재하는 상기 클록공급원은 부 클록공급원으로 언급되고 부 클록을 제공한다. 상기와 같은 부 클록공급원은 부 네트워크 노드(2에서 12)의 전기 장치(14에서 17)의 부분을 형성하거나, 완비된 방식으로, 관련되는 상기 버스 시스템(18)에 접속된다. 부 네트워크 노드(2에서 12)의 부 클록공급원은 부 클록공급원이 주 클록과 함께 생산하는 부 클록을 동기화할수 있게 직접적으로 또는 다른 부 네트워크 노드들을 통해 상기 주 네트워크 노드(1)로부터 동기화 데이터를 수신한다. 네트워크 노드들(1에서 12)에서 라디오 장치(13)들은 라디오 링크들을 통해 상기 동기화 데이터의 교환을 구성한다.
도 3은 라디오 장치의 실시예를 도시한 도면이다. 라디오 장치(13)의 인터페이스 회로(19)는 상기 버스 시스템(18)와 접속되어 있고 상기 버스 시스템(18)으로부터 라디오 장치(13)를 향한 데이터를 수신하고, 가능하면 포맷적응후에 상기 데이터를 상기 라디오 장치(13)의 프로토콜 장치(20)에 가한다. 그리고, 상기 인터페이스 회로(19)는 상기 프로토콜 장치(20)에 의해 공급된 데이터를 상기 버스 시스템(18)에 가한다. 상기 인터페이스 회로(19)와 트로토콜 장치(20)에 부가하여 상기 라디오 장치(13)는 모뎀(21)과 고주파회로(22)와 안테나(23)도 포함한다. 상기 고주파 회로(22)는 안테나(23)에 의해 수신된 데이터를 상기 모뎀(21)을 통해 상기 프로토콜 장치(20)에 가한다.
예를 들어 처리기 시스템으로 구성된 상기 프로토콜 장치(20)는 상기 인터페이스 회로(19)에 의해 공급된 데이터로부터 패킷유닛(unit)을 형성하거나 상기 모뎀(21)에 의해 공급된 패킷유닛들로부터 상기 인터페이스 회로(19)에 의한 처리에 적당한 데이터를 형성한다. 상기 수신된 데이터에 부가하여 패킷유닛은 상기 프로토콜 장치(20)에 의해 형성된 제어정보도 포함한다. 상기 프로토콜 장치(20)는 LLC층(LLC=논리적 링크 제어)과 MAC층(MAC=매체 접근 제어)을 위한 프로토콜들을 활용한다. 상기 MAC층은 라디오 장치(13)에 의해 상기 라디오 전송 매체에의 다중 접근을 제어하고, 상기 LLC층은 흐름과 에러의 체크를 수행한다.
도 1의 상기 무선 네트워크에서 상기 네트워크 노드들(1에서 12)사이의 데이터 교환은 TDMA와 FDMA 또는 CDMA방법(TDMA=시간분할 다중접근, FDMA=주파수분할 다중접근, CDMA=코드분할 다중접근)에 따라 발생할 수 있다. 상기 방법들은 결합될 수도 있다. 데이터는 주어진 할당된 채널들에서 전송된다. 채널은 주파수범위와 시간범위와, 예를들어 CDMA방법의 경우에는, 확산부호(spread code)에 의해서도 정의된다.
상기 무선 네트워크는 빌딩들에서(예를 들어 가정내에서) 특히 유리하게 사용될 수 있다. 빌딩들내에서의 데이터의 전송동안, 데이터는 종종 저전력만으로 전송된다. 그러므로 예를들어 상기 주 네트워크 노드에서 가장 멀리 떨어진 부 네트워크 노드까지 동기화 데이터를 전송시키기 위해 특별한 단계들이 무선 네트워크에서 취해져야 한다. 상기 목적은 상기 동기화 데이터를 전송시키는 상기 중간의 부 네트워크 노드들에 의해 이루어진다. 그러므로 거리등급 RDC(i)를 가진 네트워크 노드들의 계층적 구조는 상기 무선 네트워크에서 형성된다. 상기 주 네트워크 노드(1)만이 거리등급 RDC(0)에 속한다. 상기 주 네트워크 노드(1)에 의해 직접 동기화된 모든 부 네트워크 노드들은 거리등급 RDC(1)에 속한다. 상기 거리등급 RDC(1)의 하나 이상의 부 네트워크 노드들에 의해 직접 동기화된 모든 부 네트워크 노드들은 거리등급 RDC(2)에 속한다. 일반적으로 말하면 거리등급 RDC(i)의 구성요소들은 거리등급 RDC(i-1)의 하나 이상의 부 네트워크 노드들에 의해, 또는 RDC(i-1)=RDC(0)의 경우에는 상기 주 네트워크 노드에 의해 동기화된 모든 부 네트워크 노드들에 의해 형성된다.
도 1에 도시된 무선 네트워크의 실시예에서 상기 부 네트워크 노드들(2와 3과 4)은 상기 거리등급 RDC(1)에 속하는데, 상기 부 네트워크 노드들(2와 3과 4)은 주 네트워크 노드(1)로부터 확실히 평가할 수 있는 라디오 신호들을 수신할 수 있기 때문이다. 상기 거리등급 RDC(1)의 바깥 한계는 도 1의 타원(25)에 의해 상징화된다. 타원(24)은 거리등급 RDC(0)을 상징화한다. 거리등급 RDC(2)는 부 네트워크 노드들(5에서 8)을 포함한다. 부 네트워크 노드(5)는 부 네트워크 노드(2)에 의해 직접 동기화되고, 부 네트워크 노드들(6과 7)은 부 네트워크 노드들(3과 4)에 의해 직접 동기화되고, 부 네트워크 노드(8)는 부 네트워크 노드(4)에 의해 직접 동기화된다고 가정한다. 상기 거리등급 RDC(2)의 바깥 한계는 타원(26)에 의해 상징화된다. 거리등급 RDC(3)는 부 네트워크 노드들(9에서 12)을 포함한다. 부 네트워크 노드(9)는 부 네트워크 노드들(7과 8)에 의해 직접 동기화되고, 부 네트워크 노드(10)는 부 네트워크 노드(5)에 의해 직접 동기화되고, 부 네트워크 노드(11)는 부 네트워크 노드(6)에 의해 직접 동기화되고, 부 네트워크 노드(12)는 부 네트워크 노드들(6과 7)에 의해 직접 동기화 된다고 가정한다. 타원(27)은 상기 거리등급 RDC(3)의 바깥 한계를 상징화한다.
계층적으로 구성된 일시적 의존이 i≤n인 n 거리등급들 RDC(i)를 통해 상기 주 네트워크 노드에서 거리등급 RDC(n)의 적어도 하나의 부 네트워크 노드까지 형성되므로 부 네트워크 노드의 각각의 부 클록은 상기 주 네트워크 노드의 주 클록에 동기화된다. 그러나 상기 무선 네트워크에서의 전파지연이 무시할정도로 작을 때에만 상기의 내용이 유지된다.
상기 전파지연은 상기 부 클록 신호들과 상기 주 클록 신호 사이의 위상이동을 일으킨다. 상기 전파지연은, 예를들어, 두개의 네트워크 노드들사이의 테스트 메시지의 전파시간을 측정하여 측정될 수 있다. 모든 네트워크 노드들이 가정내 환경(예를들어 30 m)의 작은 반지름내에 위치할 때, 상기 동기화를 위한 전파지연을 고려하는 것이 필요하지 않을 것이다.
i＞1인 거리등급 RDC(0) 또는 RDC(i-1)의 주 또는 부 네트워크 노드로 부터 거리등급 RDC(1) 또는 RDC(i)의 부 네트워크 노드로의 상기 동기화 데이터의 전송이 여기서부터 자세히 기술될 것이다. 주 또는 부 네트워크 노드는 N 비트들(예를들어 N=40)로 구성된 주어진 동기화 패턴을 전송한다. 거리등급 RDC(i)의 모든 부 네트워크 노드들은 i≠j 인 다른 거리등급들 RDC(j)의 부 네트워크 노드들의 동기화 패턴 및 주 네트워크 노드의 동기화 패턴과 구별되는 같은 동기화패턴을 사용한다. 부 네트워크 노드에서 동기화패턴을 수신하는 라디오 장치에서 상관기에 의해 동기화 패턴의 검출능력을 향상시키기 위해, 동기화 패턴은 적당한 자동상관 성질과, 다른 동기화 패턴들과의 약간 교차된 상관화를 나타내야 한다.
적어도 MAC층에서 주 네트워크와 부 네트워크 노드들(1에서 12)사이의 데이터의 라디오 전송을 위해 프레임(frame)-동기화 신호 RS의 사용도 이루어진다. 상기 프레임은 동기화 데이터와 제어 데이터와 유용한 데이터를 위한 몇가지 시간 슬롯들을 포함한다. 프레임의 지속기간은 여기서부터 문자 D로 표현된다.
i≥0 인 거리등급 RDC(i)의 동기화 패턴 P(i)는 주 또는 부 네트워크 노드들(1에서 12)에 의해 주기적으로 전송된다. 두개의 동일한 동기화 패턴들 사이의 시간거리들은 상기 프레임-동기화된 신호 RS의 지속시간 D에 대응한다. 이미 기술된 대로 주 네트워크 노드나 i＞1인 거리등급 RDC(i-1)의 하나이상의 부 네트워크 노드들로부터 i≥0인 거리등급 RDC(i)의 부 네트워크 노드에 의해 수신된 동기화패턴은 거리등급 RDC(0)의 주 클록이나 거리등급 RDC(i-1)의 부 클록과 함께 부 클록의 동기화에 사용된다. 그래서 계층적으로 구성된 일시적 의존이 거리등급 RDC(0)의 주 네트워크 노드와 i＞0 인 다른 모든 거리등급들 RDC(i)의 부 네트워크 노드들사이에서 발생한다.
도 4는 상기 프레임-동기화 신호의 프레임과 관련하여 i≥0 인 동기화 패턴 P(i)의 전송도를 도시한 도면이다. 상기 주 네트워크 노드(1)는 우선 동기화 패턴 P(0)을 전송한다. 상기 동기화 패턴의 지속시간은 Tp가 된다. 상기 시간은 거리등급 RDC(1)의 모든 부 네트워크 노드들의 라디오 장치들(13)이 수신모드로부터 전송모드로 전환하기에 충분한 시간을 가지도록 선택되어야 하는 대기기간 Ta에 의해 이어진다. 상기 거리등급 RDC(1)의 모든 부 네트워크 노드들은 그 후에 지속시간 Tp의 동가화패턴 P(1)을 전송한다. 상기 거리등급 RDC(2)의 각각의 부 네트워크 노드는 상기 거리등급 RDC(1)의 하나 이상의 부 네트워크 노드들로부터 동기화 패턴 P(1)을 수신한다. P(1)의 서로 다른 전송기들사이의 지연들은 수신된 동기화 패턴을 처리하고 라디오 장치(13)에서 모뎀(21)의 부분을 형성하는 상관기에 대해 무시할 정도로 작다고 가정된다. 지속시간 Ta의 후속하는 대기기간 후에 상기 거리등급 RDC(2)의 각각의 부 네트워크 노드는 그러므로 부 클록을 상기 거리등급 RDC(1)의 부 클록에 동기화시켰다. 상기 거리등급 RDC(1)의 부 클록이 거리등급 RDC(0)의 주 클록에 동기화되므로 상기 거리등급 RDC(2)의 부 클록은 상기 거리등급(0)의 주 클록에 간접적으로 동기화된다. 거리등급 RDC(2)의 모든 부 네트워크 노드들은 그다음에 동기화 패턴 P(2)를 전송한다. 상기 동기화 동작들은 상기 부 클록이 가장 먼 거리등급 RDC(n)에서 모든 부 네트워크 노드들에 대해 주 클록에 간접적으로 동기화될 때까지 계속된다.
상기 라디오 장치(13)의 상관기는 모뎀(21)의 부분을 형성한다. 동기화 패턴 P(i)를 저장된 동기화 패턴 Ps(i)와 상관시키는 라디오 장치(13)에서의 상관기의 기능은, 예를 들어, 모뎀(21)에 포함된 처리시스템에 의해 모방될 수 있다. 상기 상관기는 저장된 동기화 패턴 Ps(i)에 대응하는 동기화 패턴 P(i)의 수신후에 펄스를 공급한다. 상기 펄스의 최대치는 부 클록공급원의 동기화에 관한 동기화 순간을 표시한다. 상기 동기화 순간은 그 이상의 처리과정을 위해 상기 프로토콜 장치(20)에 가해진다. 상기 동기화 순간을 알아내는 것도, i＞0 인 동기화패턴 P(i-1)의 수신후에, 부 네트워크 노드가, 상기 수신된 동기화 패턴과 함께 동기화된 자신의 동기화 패턴 P(i)를 수신할 수 있다는 것을 보장하기 위해 필요하다.
각각의 부 네트워크 노드에서 라디오 거리등급 RDC(i)에 대한 상기 동기화 패턴 P(i)의 지속시간과 대기시간 Ta는, 예를들어, 부 클록공급원에서의 룩-업 테이블로부터 얻어질 수 있다. 이에 관련해서 다양한 거리등급들 RDC(i)의 모든 동기화 패턴들 P(i)의 지속시간은 같다고 가정된다. i＞0 인 상기 거리등급 RDC(i)의 부 네트워크 노드가 동기화 패턴 P(i-1)을 완전히 수신한 후에, 주 네트워크 노드의 동기화 패턴 P(0)의 시작순간과 거리등급 RDC(i-1)의 부 네트워크 노드의 수신된 동기화 패턴 P(i-1)의 종료순간 사이의 일정한 시간 부분이 계산될 수 있다. 상기 일정한 시간 부분은 후속하는 대기시간 Ta도 고려되어야 한다는 조건하에 i*(Tp+Ta)에 달하게 된다. 이로인해 주 클록에서 정확한 동기화가 가능해진다.
주 네트워크 노드의 절대시간에의 동기화도 상기 부 네트워크 노드들에서 발생할 수 있다. 상기 절대시간은 필요한데, 절대시간에 관한 주어진 순간들에서 동작이 발생해야 하기 때문이다. 멀리 전송된 동기화 패턴들 P(0)의 총수 s(s=0,1,2,...)는 상기 주 네트워크 노드에 의해 전송되고 상기 부 네트워크 노드들에 의해서 전송된다. 상기 거리등급 RDC(i)의 부 네트워크 노드에서 총수 s의 수신후에, 관련된 지역시간이 다음 공식 s*D+i*(Tp+Ta)에 따라 동기화 패턴 P(i)의 시작에 대해 계산된다. 상기 총수 s는 동기화 패턴P(i)에 부착될 수 있다. 거리등급 RDC(i)의 부 네트워크 노드에 의한 동기화 패턴 P(i-1)의 수신후에, 총수 s가 보충자료에서 유도되고, 전송될 새로운 동기화 패턴 P(i)에 부착된다.
동기화 채널은 상기 동기화 패턴 P(i)를 전송하기 위해서 사용된다. 총수 s는 ,그러나, 모든 거리등급들의 네트워크 노드들에 의해 직접적 또는 간접적으로 수신된 제어 또는 유용한 채널을 통하여 전송될 수 있다. 간접적 수신이란 네트워크 노드의 데이터가 하나 이상의 네트워크 노드들을 통해서 다른 네트워크 노드로 전송된다는 것을 의미한다. 상기 총수 s는 프레임 s-1동안 전송되어야 한다.
동작하게 한 후의 주 또는 부 네트워크 노드에 의한 거리등급 RDC(i)의 자동적 결정이 여기서부터 기술될 것이다. 스위칭 온 후에 부 네트워크 노드는 동기화 패턴 P(0)의 수신품질을 우선 결정한다. 측정결과가 문턱값 q를 초과할때 더 이상의 측정은 수행되지 않는다. 부 네트워크 노드는 그래서 상기 거리등급 RDC(1)에 속한다. 그다음에 상기 부 네트워크 노드의 라디오 장치(13)는 관련된 순간들에서 동기화 패턴들 P(1)을 전송한다. 상기 측정결과가 상기 문턱값 q를 초과하지 않으면 상기 부 네트워크 노드는 동기화 패턴 P(1)에 대한 수신품질을 측정한다. 상기 측정값이 문턱값 q를 초과하지 않으면 상기과정은 동기화 패턴 P(2)에 대해 계속된다. 일반적으로 말하면 부 네트워크 노드는 상기 문턱값 q를 초과하는 수신품질이 동기화 패턴 P(i-1)에 대해 측정될 때까지 상기 측정과정을 계속할 것이다. 그다음에 부 네트워크 노드는 상기 거리등급 RDC(i)에 속하고 그 후에 상기 주 클록에 일시적으로 의존하여 동기화 패턴 P(i)를 전송한다.
상기 문턱값 q보다 높은 수신품질을 갖는 측정결과가 모든 이용가능한 동기화 패턴들 P(0)에서 P(n)까지에 대해 측정되지 않는다면 상기 거리등급을 결정하기 위한 과정이 종료된다. 그다음에 상기 측정절차가 임의로 선택된 시간 간격후에 다시 시작된다. 상기 동작들은 거리등급이 알려질 때까지 계속된다.
상기 수신품질의 측정은 라디오 장치(13)의 모뎀(21)에 의해 수행된다. 그러나, 상기 측정절차는 적절한 관련 프로토콜 장치(20)에 의해 제어된다. 더욱이, 상기 프로토콜 장치(20)는 측정 결과들을 상기 문턱값과 비교하고 비교결과에 의존하여 적절한 제어 동작을 수행한다.
상기 주와 부 네트워크 노드들이 정적이고 움직이지 않는다면 상기 수신품질을 더 체크하고 상기 거리등급을 결정하는 것이 필요하지 않다. 다른 경우, 즉 이동 주 네트워크와 이동 부 네트워크 노드들을 포함하는 경우에서 상기 거리등급의 연속된 결정이 요구된다(적응 과정). 여기서부터 주 네트워크 노드와 부 네트워크 노드들이 이동할 수 있다고 가정된다.
부 네트워크 노드는 동기화 패턴 P(m-1)을 통해 동기화된다고 가정된다. 상기 부 네트워크 노드는 그래서 거리등급 RDC(m)에 속한다. 상기 무선 네트워크에서 부 네트워크 노드들과 주 네트워크 노드가 이동할 수 있다면, 상기 수신품질은 동기화 패턴 P(m-1)뿐만 아니라 다른 모든 동기화 패턴들 P(0),P(1),...P(m-2),P(m+1),...,P(n)에 대해서도 측정되어야 한다. 상기 변화들이 대개 천천히 발생하기 때문에 단지 하나의 동기화 패턴의 측정이 각 프레임동안 요구될 것이다. 부 네트워크 노드는 동작을 하도록 수행됨에 따라 동기화 패턴의 측정된 수신품질과 상기 문턱값 q와 비교한다. 상기 동기화 패턴 P(m)에 대해 측정이 가능하거나 요구되지 않는데, 상기 동기화 패턴이 상기 측정하는 부 네트워크 노드 자체에 의해 발생되기 때문이다. 상기 비교결과는 각 시간에 완충된다.
비교결과들이 모든 동기화 패턴들에 대해 이용가능하게 된 후에, m-1＞j이고 상기 동기화 패턴들 P(j)와 P(m-1)의 수신품질이 상기 문턱값 q를 초과한다면, 가장 작은 지수 j를 가진 상기 동기화 패턴 P(j)는 j≠m인 P(m-1)에 대한 대용물로 선택된다. 그다음에 상기 동기화에 대해, 상기 부 네트워크 노드가 상기 동기화 패턴 P(m-1)에 대한 대용물로 상기 동기화 패턴 P(j)를 활용한다. 상기에 기술된 경우에서 상기 부 네트워크 노드는 상기 주 네트워크 노드의 방향으로 이동한다.
비교결과가 P(m-1)의 수신품질이 더이상 문턱값 q를 초과하지 않고, 그러나, 적어도 하나의 동기화 패턴 P(j)(j≠m 과 j≠m-1)의 수신품질이 문턱값 q를 초과한다는 것을 나타냈을때, 부 네트워크 노드는 그다음에 상기 동기화를 위해 동기화 패턴 P(m-1)의 대용물로서 동기화 패턴 P(j)를 활용해야 한다. 몇개의 동기화 패턴들 P(j)가 문턱값 q를 초과한다면 가장 작은 지수 j를 가진 동기화 패턴 P(j)가 선택된다. 동기화패턴 P(m-1)의 수신품질이 문턱값 q를 초과하지 않고 동기화 패턴 P(j)의 수신품질이 문턱값 q를 초과하는 경우에서, 부 네트워크 노드는 주 네트워크 노드로부터 떨어져서 움직이게 된다.
가장 작은 지수 j를 가진 동기화 패턴의 선택은 동기화의 안정성을 높이게 되는데, 동기화 패턴들의 최소화된 숫자만이 부 네트워크 노드의 동기화에 사용되기 때문이다.
P(j)로의 동기화의 변화후에 부 네트워크 노드는 새로운 동기화 패턴 P(j+1)을 전송하고, 상기 부 네트워크 노드는 그다음에 자신이 거리등급 RDC(j+1)에 속하는 것으로 간주한다. 상기 측정이 각각의 동기화 패턴의 수신품질이 문턱값 q아래라는 것을 나타내면, 상기 부 네트워크 노드는 자신의 동기화 패턴 P(m)의 전송을 종료시키고 후속 프레임동안 동기화 패턴 P(m)의 수신품질을 측정해야한다. 동기화 패턴 P(m)의 수신품질이 문턱값 q를 초과할 때 관련되는 부 네트워크 노드는 거리등급 RDC(m+1)에 속한다. 동기화 패턴 P(m)의 수신과 대기 기간 Ta후에 상기 부 네트워크 노드는 동기화 패턴 P(m+1)을 전송할 것이다.
그러나, 상기 동기화 패턴 P(m)의 수신품질이 문턱값 q를 초과하지 않는다면 부 네트워크 노드는 랜덤(random) 기간후에 동기화 패턴을 다시 시작해야만 한다. 그러므로 상기 동기화 과정은 다시 시작되어야 하는데, 부 네트워크 노드가, 인접하는 부 네트워크 노드들이 없기 때문에, 평가할 수 있는 동기화 패턴을 수신하지 않기 때문이다.
이미 언급된 대로 거리등급 RDC(i)의 부 네트워크 노드는 하나만이 아닌 복수의 거리등급 RDC(i-1)의 복수의 부 네트워크 노드들로부터 동기화 패턴들 P(i-1)을 수신할 수 있다. 거리등급 RDC(i-1)의 서로 다른 부 네트워크로부터 같은 동기화 패턴들 P(i-1)을 수신하는, 거리등급 RDC(i)의 부 네트워크 노드의 상관기는 개별적인 동기화 패턴들 P(i-1)에 대한 출력 신호들의 겹침으로 인한 출력신호를 발생시킨다.
k＞1인 동기화 패턴들의 k가 다양한 전송 부 네트워크 노드들로부터 동시에 수신될 때 부 네트워크 노드를 수신하는 상관기는 전송하는 부 네트워크 노드로부터 단일 동기화 패턴을 수신한 후에 펄스 모양의 신호와 같은 파형을 갖는 펄스 모양의 신호를 출력한다. 그러나, k동기화 패턴들의 수신후에 상관기에 의해 출력된 펄스모양의 신호는 단일 동기화 패턴의 수신후에 상관기에 의해 출력된 펄스 모양의 신호보다 높은 신호대 잡음비를 갖는다. 모든 k 동기화 패턴의 수신은, 부 네트워크 노드의 송신기와, 관련되는 부 네트워크 노드의 수신기에서의 신호처리지연과, 전파지연이 고려되지 않는다면, 동시에 이상적 경우를 나타낸다. 상기 이상적 경우에서 k 동기화 패턴들의 수신은 동기화 평가를 향상시킨다.
실제로, 그러나, 부 네트워크 노드들의 송신기와, 관련되는 부 네트워크 노드의 수신기의 신호처리지연과, 전파지연은 고려되어야 한다. 송신기들과 수신기들의 신호처리지연은 구경측정과정에 의해 감소될 수 있다. 상기 전파지연은 상기한 대로, 모든 부 네트워크 노드들이 작은 반지름내에 위치한다면, 무시할정도로 작게 될 것이다. 상기 조건하에서 k 동기화 패턴들의 수신 후에 상관기에 의해 공급된 펄스 모양의 신호는 이상적 경우에 비하여 작은 신호 대 잡음비를 가지고 있으나, 상기 신호 대 잡음비는 단일 동기화 패턴만의 수신의 경우보다 높을 것이다.
부 네트워크 노드에서 프로토콜 장치(20)는 상기 동기화 순간을 결정하기 위해 상기 연관된 상관기에 의해 공급된 펄스 모양의 신호들을 평가한다. 상기 펄스 모양의 상관기의 출력신호가 하나 이상의 수신된 동기화 패턴의 지속기간 Tp와 후속하는 대기 기간 Ta동안 단일 최대값을 갖는 펄스를 포함한다면 상기 최대값은 동기화 순간에 대응할 것이다.
상관기의 펄스모양의 출력신호가 하나 이상의 수신된 동기화 패턴의 지속기간 Tp와 후속하는 대기 기간 Ta동안 대략 같은 크기의 복수의 최대값들을 갖는 펄스를 포함한다면, 상기 최대값들의 순간들의 평균값은 상기 동기화 순간에 대응할 것이다. 예를들어 펄스모양의 신호는 3개의 최대값들을 포함한다. 상기 펄스의 최대값들은 t1과 t2와 t3의 순간에 발생한다. 상기 동기화 순간 ts는 그다음에 공식 (t1+t2+t3)/3에 의해 주어진다.
여기까지 기술된 무선 네트워크의 실시예에서 부 네트워크 노드는 수신된 동기화 패턴의 모든 N비트들을 평가하는 상관기가 갖춰져 있다. 더욱이 상기 무선네트워크에서 모든 서로 다른 거리등급들에 요구되는 동기화 패턴들은 부 네트워크 노드에 저장되어야 한다. 상기 내용은 W＜N인 상관기에서 평가에 요구되는 동기화 부분으로서 동기화 패턴의 상기 N비트들의 W비트들을 사용하여 간략해질 수 있다. 나머지 N-W 비트들은 거리등급을 특성화하는 숫자를 암호화하는데 사용된다. 상관기는 그래서 간략화될 수 있고 서로 다른 동기화 패턴들의 저장은 감소될 수 있다. 상기 거리등급 RDC(0)에서 주 네트워크 노드에 대해, 예를들어, 숫자 0이 사용됨에 반하여, 상기 거리등급 RDC(1)의 부 네트워크 노드들에 대해 숫자 1이 사용되고, 숫자 2는 상기 거리등급 RDC(2)의 부 네트워크 노드들에 사용된다. 일반적으로, 숫자 i는 상기 거리등급 RDC(i)의 부 네트워크 노드를 특징지운다.
수신된 동기화 패턴의 제 1 의 W비트들이 부 네트워크 노드에서 비교된 후에 부 네트워크 노드의 프로토콜 장치(20)는 상기 동기화 패턴의 나머지 N-W 비트들을 평가한다. 상기 N-W비트들은 거리등급을 특징지우는 숫자를 포함한다.

Claims (10)

  1. 복수의 네트워크 노드들을 가진 무선 네트워크로써, 각각의 네트워크 노드는 무선매체를 통해 데이터를 교환하도록 배열된 적어도 하나의 전기장치와 적어도 하나의 라디오 장치로 구성되는, 상기 무선 네트워크에 있어서,
    네트워크 노드가 모든 전기장치와 라디오 장치에 클록을 공급하기 위한 클록공급원을 포함하고,
    주 네트워크로 지정된 네트워크 노드가 그의 라디오 장치를 통해 클록공급원의 클록에 의존하는 동기화 패턴을 전송하도록 배열되고,
    부 네트워크 노드들로 지정된 다른 모든 네트워크 노드들이 가장 높은 거리등급에 할당된 주 네트워크 노드로부터의 거리에 의존하여, 서로 다른 계층적으로 정렬된 거리등급들에 할당되고,
    거리등급의 모든 부 네트워크 노드들이 각각의 라디오 장치를 통하여, 각각의 클록공급원에 의존하고 상기 거리등급을 특징지우는, 동기화 패턴을 전송하도록 배열되고,
    부 네트워크 노드가 계층적으로 더 높은 거리등급의 적어도 하나의 수신된 동기화 패턴에 의해 클록공급원을 동기화 하도록 배열된 것을 특징으로 하는, 무선 네트워크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    동작상태에 놓인 후에 부 네트워크 노드가,
    관련되는 거리등급의 동기화 패턴들의 측정에 의해 연관된 거리등급을 알아내고,
    상기 부 네트워크 노드 자체를 충분히 높은 수신품질을 나타내는 모든 동기화 패턴들의 가장 높은 거리등급의 상기 동기화 패턴의 상기 거리등급보다 하나의 거리등급이 낮은 상기 거리등급에 할당하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    부 네트워크 노드가 주어진 시간간격들에서 자신의 동기화 패턴을 제외한 모든 동기화 패턴들의 수신품질을 측정하도록 배열되고,
    상기 측정들의 평가후에 부 네트워크 노드가 자신을 충분히 높은 수신품질을 나타내는 모든 동기화 패턴들의 상기 가장 높은 거리 등급의 상기 동기화 패턴의 상기 거리등급보다 하나의 거리등급이 낮은 상기 거리등급에 할당하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  4. 제 3 항에 있어서,
    자신의 동기화 패턴을 제외한 모든 동기화 패턴들의 수신품질의 측정후에, 부 네트워크 노드가, 더이상 자신의 동기화 패턴을 전송하지 않고, 이제까지 전송된 상기 동기화 패턴 자체가 충분히 높은 수신품질을 나타낸다면 하나의 거리등급만큼 낮은 거리등급에 부 네트워크 노드자신을 할당하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  5. 제 1 항에 있어서,
    동기화 패턴이 대기되는 기간동안 부 네트워크 노드가, 상기 상관결과가 기대값에 대응된다면, 저장된 동기화 패턴을 가진 상기 수신 신호를 상관시키고 상기 동기화 패턴의 상기 수신을 표시하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기대시간동안 단일 동기화 패턴의 수신후에, 상기 상관기가, 최대값이 상기 클록동기화를 위한 상기 동기화 순간을 표시하는 펄스 모양의 신호를 출력하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 기대 시간동안 복수의 동기화 패턴들의 수신 후에, 상기 상관기가, 상기 클록 동기화를 위한 상기 동기화 순간이 유도되는, 복수의 최대값들을 가진 펄스 모양의 신호를 출력하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  8. 제 1 항에 있어서,
    부 네트워크 노드의 라디오 장치가 인터페이스 회로와 프로토콜 장치와 모뎀과 고주파 회로를 포함하고,
    상기 인터페이스 회로가 상기 버스 시스템과 상기 프로토콜 장치 사이의 데이터를 교환하도록 배열되고, 상기 프로토콜 장치는 적어도 무선 매체에의 데이터의 접근을 제어하고 수신된 데이터를 평가하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 노드들에 의해 전송될 모든 상기 동기화 패턴들이 동일한 부분과 거리등급을 특징화하기 위한 제 2 의 다른 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  10. 복수의 다른 네트워크 노드들을 포함하는 무선 네트워크의 네트워크 노드로써, 무선 매체를 통해 데이터를 교환하도록 배열된 적어도 하나의 전기장치와 적어도 하나의 라디오 장치로 구성되는 상기 네트워크 노드에 있어서,
    상기 네트워크 노드가 모든 전기 장치와 상기 라디오 장치에 클록을 공급하기 위한 클록공급원을 포함하고,
    부 네트워크 노드로 지정된 상기 네트워크 노드가, 가장 높은 거리등급에 속하는 주 네트워크 노드로부터의 거리에 의존하여,복수의 계층적으로 정렬된 거리등급들의 부분을 형성하며, 거리등급에 속하고,
    상기 부 네트워크 노드가 라디오 장치를 통하여 상기관련되는 클록공급원의 클록에 의존하고 거리등급을 특징지우는 동기화 패턴을 전송하도록 배열되고,
    상기 부 네트워크 노드가 계층적으로 더 높은 거리 등급의 적어도 하나의 수신된 동기화 패턴에 의해 클록공급원을 동기화하도록 배열된 것을 특징으로 하는, 무선 네트워크의 네트워크 노드.
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