KR20020049786A - The Transmission Interface Device Of Wireless High Speed Physical Layer For Wiress LAN System - Google Patents

The Transmission Interface Device Of Wireless High Speed Physical Layer For Wiress LAN System Download PDF

Info

Publication number
KR20020049786A
KR20020049786A KR1020000079074A KR20000079074A KR20020049786A KR 20020049786 A KR20020049786 A KR 20020049786A KR 1020000079074 A KR1020000079074 A KR 1020000079074A KR 20000079074 A KR20000079074 A KR 20000079074A KR 20020049786 A KR20020049786 A KR 20020049786A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transmission
data
buffer
physical layer
transmission rate
Prior art date
Application number
KR1020000079074A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100367088B1 (en
Inventor
김유진
이상민
정해원
이형호
Original Assignee
오길록
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오길록, 한국전자통신연구원 filed Critical 오길록
Priority to KR10-2000-0079074A priority Critical patent/KR100367088B1/en
Publication of KR20020049786A publication Critical patent/KR20020049786A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100367088B1 publication Critical patent/KR100367088B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/02Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12WLAN [Wireless Local Area Networks]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/18Selecting a network or a communication service
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00Connection management
    • H04W76/10Connection setup

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

PURPOSE: An interface device and method for high-speed physical layer transmission suitable for a wireless LAN(Local Area Network) is provided to quickly and efficiently perform an interface with a wireless physical layer by composing a multiple transmission and receipt queue classified according to a transmission rate and processing data through N addressing using a module with a circular buffer type. CONSTITUTION: A demultiplexer(611) classifies inputted data into a plurality of packets according to a transmission rate and inputs the classified data to each transmission circular buffer(613a-613c) according to the control of a transmission buffer controller by the transmission rate. A multiplexer(612) transmits the data stored in each transmission circular buffer(613a-613c) to a wireless physical layer(200) according to the control of the transmission buffer controller. The transmission buffer controller controls the demultiplexer(611) and the multiplexer(612). A demultiplexer(621) classifies the data inputted through the wireless physical layer(200) into a plurality of packets according to the transmission rate, and inputs the classified data to each receipt circular buffer(623a-633c) according to the control of a receipt buffer controller(620) by the transmission rate. A multiplexer(622) transmits the data stored in each receipt circular buffer(623a-633c) to an MAC(Medium Access Control) controller(300) according to the control of the receipt buffer controller(620). The receipt buffer controller(620) controls the demultiplexer(621) and the multiplexer(622).

Description

무선 LAN에 적합한 고속 물리계층 전송용 인터페이스 장치 및 방법{The Transmission Interface Device Of Wireless High Speed Physical Layer For Wiress LAN System}Interface device and method for high speed physical layer transmission suitable for wireless LAN {The Transmission Interface Device Of Wireless High Speed Physical Layer For Wiress LAN System}

본 발명은 고속 무선 LAN 데이터 통신에 관한 것으로, 보다 특징적으로는, 무선 LAN 액세스 포인트(Access Point:AP)를 통해 이더넷에 접속되는 무선 이동 단말 장치의 매체접근제어처리 장치(MAC Device) 중 무선 물리계층과의 인터페이스를 이루는 무선 고속 물리계층 전송 인터페이스 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to high-speed wireless LAN data communication, and more particularly, to a wireless physical medium of a MAC device of a wireless mobile terminal device connected to Ethernet through a wireless LAN access point (AP). A wireless high speed physical layer transport interface device and method for interfacing with a layer are provided.

산업사회가 발달함에 따라 정보량은 날로 폭주하고 방대한 정보를 신속 정확하게 이용하고자 하는 이용자의 욕구 또한 급증하게 되었다. 따라서 이와 같은 방대한 정보의 신속, 정확한 교류를 위해서는 필연적으로 고속 데이터 전송 기술을 필요로 하게 되었다. 또한 최근 회로 및 부품 기술의 발달과 허가 없이 사용할 수 있는 주파수 대역의 가용성, 그리고 휴대형 컴퓨터의 보급 등으로 인해 어느 정도의 이동성이 보장 되고 고속의 데이터를 전송 할 수 있는 무선 LAN에 대한 관심이 늘어 나고 있어 많은 무선 LAN제품들이 업자에 의해 개발 보급되고 있는 실정이다.As the industrial society develops, the volume of information is increasing day by day, and the user's desire to use the vast amount of information quickly and accurately has also increased. Therefore, high-speed data transmission technology is inevitably required for rapid and accurate exchange of such a large amount of information. In addition, the recent advances in circuit and component technology, the availability of frequency bands that can be used without permission, and the proliferation of portable computers have increased interest in wireless LANs, which guarantee some mobility and transmit high-speed data. Therefore, many wireless LAN products are developed and distributed by vendors.

초기 무선 LAN의 개발 단계에서는 표준적인 아키텍쳐가 존재하지 않았으나, 근래에는 무선 LAN의 표준화중 하나로서, IEEE 802.11위원회에서 권고한 아키텍쳐에 기반으로한 표준화가 진행 되었다. 무선 LAN의 무선 물리계층 전송 기술은 크게 스프레드 스팩트럼 전송 방식, 적외선 전송방식, 주파수 호핑방식, OFDM변복조방식을 이용한 전송방식으로 나눌 수 있다.In the early stages of wireless LAN development, no standard architecture existed. In recent years, standardization based on the architecture recommended by the IEEE 802.11 Committee has been conducted as one of the standardization of wireless LANs. Wireless physical layer transmission technology of a wireless LAN can be broadly classified into a transmission method using a spread spectrum transmission method, an infrared transmission method, a frequency hopping method, and an OFDM modulation and demodulation method.

무선 LAN의 매체접근제어(Media Access Control:MAC)프로토콜은 여러 가지 상이한 전송기술에서 사용이 가능하도록 설계되어야 한다. 일반적으로 무선 LAN 등에서는 다수의 사용자가 하나의 무선 채널을 공유하기 때문에 사용자간의 전송을 적절히 제어하지 못하면 무선 채널상에서 사용자간의 정보가 충돌되어 정보전송이 불가능해지거나 성능이 저하되는 경우가 발생하게 된다. 이처럼 다수의 사용자가 공유하는 전송 매체에 대한 사용 권한을 제어하는 기법을 MAC 이라 한다.The Media Access Control (MAC) protocol of wireless LANs should be designed to be used in a variety of different transmission technologies. In general, a plurality of users share one wireless channel in a wireless LAN, and thus, if the user does not properly control the transmission between users, information collision between users on the wireless channel may result in information transmission or performance deterioration. . As described above, a technique for controlling the use authority for a transmission medium shared by multiple users is called a MAC.

일반적인 무선 LAN시스템의 주요 기능은 다음과 같다.The main functions of the general wireless LAN system are as follows.

첫째, 프레임(MSDU:MAC Service Data Unit)전송서비스 이다. 이것은 전송 지연에 둔감한 비동기 데이터 전송 서비스와 일정 시간이내의 프레임 전송 지연을 요구하는 동기 데이터 전송 서비스를 모두 수용하여야 한다.First, it is a frame (MSDU: MAC Service Data Unit) transmission service. It must accommodate both asynchronous data transfer services that are insensitive to transmission delays and synchronous data transfer services requiring frame transmission delays within a certain time.

두번째로, 복수의 물리계층 수용이다. 사용되는 무선 물리매체(스프레드 스팩트럼 전송 방식, 적외선 전송방식, 주파수 호핑방식, OFDM변복조 방식 등)를 선정할 때, 전송속도(1M~56Mbps)와 전송 에러 발생률(목표는 동축케이블의 경우와 같이 10-8수준)을 고려하여야 한다.Second is the acceptance of multiple physical layers. When selecting the wireless physical media (spread spectrum transmission method, infrared transmission method, frequency hopping method, OFDM modulation and demodulation method) to be used, the transmission rate (1M ~ 56Mbps) and transmission error occurrence rate (the target is 10 Level 8) should be considered.

세번째는, 단말장치의 이동성이다. 서비스 제공 영역의 범위와 영역 내에서의 단말기의 통신 형태(고정, 반고정, 이동) 및 이동 속도(보행, 반송차 등의 주행 속도등)를 고려하여야 한다.Third is the mobility of the terminal device. Consideration should be given to the scope of the service provision area and the type of communication of the terminal (fixed, semi-fixed, and moved) and the speed of travel (walking, traveling speed, etc.).

네번째는, 서비스 제공 영역의 확정성과 네트워크 상호 접속이다. 기본 구성이 용이하여야 하며 분배 시스템과 액세스 프인트(Access Point:AP)를 이용하여ESS(Extended Service Set)로 확장할 수 있어야 한다. 또한, 기존의 LAN, WAN과의 접속이 용이하여야 한다.Fourth, the determinism and network interconnection of the service providing area. Basic configuration should be easy and extendable to Extended Service Set (ESS) using distribution system and Access Point (AP). In addition, the connection with the existing LAN and WAN should be easy.

다섯번째는, 다른 무선LAN 또는 무선 시스템과의 공존이다. 여러 개의 무선 LAN이 중복하여 사용 될 때에도 각각의 운용은 독립적으로 이루어져야 한다. 이럴 때 전송 채널 획득의 경쟁, 서비스 영역간의 간섭에 대하여 충분한 고려가 있어야 한다. 보안문제로 정보의 암호화 방법(통신 프로토콜 상에서 하는 방법과 응용계층에서 이루어지는 방법 등)과 허가 받지 않은 단말로부터의 액세스를 방지하여야 한다.Fifth, coexistence with other wireless LANs or wireless systems. Even when multiple wireless LANs are used in duplicate, each operation must be done independently. In this case, sufficient consideration should be given to contention of transmission channel acquisition and interference between service areas. As a security issue, information encryption methods (such as those performed over communication protocols and methods at the application layer) and access from unauthorized terminals should be prevented.

여섯번째로, 이동 단말에서의 운용을 고려하여 전지로 구동이 가능한 저 소비전력 이어야 하며, 이를 위하여 절전모드 등을 고려하여야 한다.Sixth, the low power consumption that can be driven by the battery in consideration of the operation in the mobile terminal, for this purpose should consider the power saving mode.

IEEE 802.11위원회에서 확정한 무선 LAN의 표준 규격에서 MAC 계층은 여러 대의 단말이 최소의 간섭과 최대의 성능으로 공유하는 채널을 효율적으로 사용하기위한 제어, 즉 공동전송으로 데이터를 송출 할 때의 경쟁을 제어하고 전송로의 이상 유무를 검출하고 있다.In the standard specification of wireless LAN determined by the IEEE 802.11 committee, the MAC layer controls competition for transmitting data through co-transmission, that is, to efficiently use a channel shared by multiple terminals with minimum interference and maximum performance. It controls and detects the abnormality of the transmission path.

물리층이 제공하는 비트 시리얼 전송 기능을 사용하여 프레임(MSDU: MAC Layer Service Data Unit)을 전송하는 것은 매체 액세스 제어 방식의 가장 기본적인 기능인 유선LAN과 차이가 없다. 유선 LAN에서는 케이블을 한 개의 채널로 보고, 이것을 복수의 단말중 어느 것과 공유 시킬 것인가 하는 문제가 MAC계층의 주요 과제이다. 그런데, 무선 매체는 통상 변조 신호를 이용하는 것으로서 복수의 채널을 가지고 있다고 생각한다. 따라서 무선 LAN의 MAC계층에서는 단일 채널의공유 방법 뿐만 아니라, 복수 채널의 관리도 필요하다. 유선LAN과 같이 프레임을 하나의 사용자가 단말에 보내는 것, 모든 단말에 방송(Broadcast)하는 것, 특정한 그룹에 속한 단말에 보내는 방송(Multicast)이 필요하게 된다.Transmission of a frame (MSDU: MAC Layer Service Data Unit) using the bit serial transmission function provided by the physical layer is no different from the wired LAN, which is the most basic function of the media access control method. In a wired LAN, the problem of viewing a cable as one channel and sharing it with a plurality of terminals is a major problem of the MAC layer. By the way, it is assumed that a wireless medium has a plurality of channels by using a modulated signal. Therefore, in the MAC layer of the wireless LAN, not only a single channel sharing method but also multiple channel management are required. Like a wired LAN, it is necessary for one user to send a frame to a terminal, broadcast to all terminals, and broadcast to a terminal belonging to a specific group.

송신하는 단말이 프레임을 송신을 하는 것으로부터 사용자 단말에서 수신 되기까지 걸리는 시간을 프레임 전송 지연이라 부른다. 전송지연의 경우 무선 LAN의 MAC계층 프레임을 전송하는 서비스로서, 비동기식 서비스와 동기식 서비스가 있다. 이 외에도 신호의 충돌 시에 수신 강도가 큰 신호는 정상적으로 수신되고, 수신 강도가 작은 신호가 사라지는 문제 등이 있다. 무선 매체의 품질은 유선 매체에 비교하여 열세이기 때문에 비트 에러를 포함한 프레임 전송 에러의 빈도가 높다.The time it takes for a transmitting terminal to transmit a frame to be received at a user terminal is called a frame transmission delay. In case of transmission delay, there are asynchronous service and synchronous service for transmitting MAC layer frame of wireless LAN. In addition, when a signal collides, a signal having a large reception strength is normally received, and a signal having a small reception strength disappears. Since the quality of wireless media is inferior to wired media, the frequency of frame transmission errors including bit errors is high.

따라서, 보다 강력한 에러 검출 기능이 무선 LAN의 MAC계층에 요구 된다. 유선 LAN의 MAC계층에는 일반적으로 에러 검출 기능을 가지고 있고 재송신 등의 회복 기능은 상위 프로토콜 계층에서 하게 된다. 그러나 무선 LAN의 MAC계층에서는 에러 검출 기능뿐만 아니라 에러 회복 기능도 필요 하다. 에러 회복 기능을 MAC계층에 함께 넣는가 아닌가는 물리계층에서의 전송 품질을 얼마만큼 향상시킬 수 있는중요한 역할을 한다.Therefore, a more powerful error detection function is required in the MAC layer of the wireless LAN. The MAC layer of a wired LAN generally has an error detection function, and recovery functions such as retransmission are performed at a higher protocol layer. However, the MAC layer of the wireless LAN requires error recovery as well as error detection. Whether the error recovery function is included in the MAC layer plays an important role in improving the transmission quality in the physical layer.

무선 LAN의 MAC방식에 대하여, 위성 통신등에서 사용되는 TDMA를 기반으로 하는 방식과 ALOHA나 CSMA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)라고 하는 패킷 무선을 기반으로 하는 방식 등이 있다.The MAC method of the wireless LAN includes a TDMA-based method used in satellite communication and a packet radio-based method called ALOHA or Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA).

IEEE 802.11 무선 LAN의 MAC은 기본적으로 프레임 간격 제어방식인 CSMA/CA로 동작하며 Hidden terminal문제를 해결 하기 위해서 RTS/CTS 및 네트워크 위치벡터를 사용한다. 분산 제어방식을 기본으로 하며, 폴링(Polling)에 의한 중앙 제어 방식도 선택사항으로 사용하고 있다.The MAC of IEEE 802.11 wireless LAN basically operates with CSMA / CA, which is a frame interval control method, and uses RTS / CTS and network location vector to solve the hidden terminal problem. Based on distributed control method, central control method by polling is also used as an option.

IEEE 802.11에서 선정한 프로토콜은 CSMA/CA프로토콜로서, 기존의 유선 근거리 통신망에 사용한 CSMA/CD방식과는 차이가 있다. 무선 통신에서는 유선에서와는 달리 패킷간의 충돌을 감지할 수 없기 때문에 충돌을 회피하는 CSMA/CA방식이 필요하다.The protocol selected by IEEE 802.11 is a CSMA / CA protocol, which is different from the CSMA / CD scheme used in a wired local area network. In wireless communication, unlike wired, collision between packets cannot be detected, so a CSMA / CA scheme for avoiding collision is required.

MAC프로토콜은 경쟁(Contention)서비스와 비경쟁(Contention Free)서비스로 나뉘어지는데, 경쟁 서비스는 일반적인 컴퓨터 통신으로서 파일의 전송과 같은 비동기성 데이터의 서비스를 담당하며, DCF(Distributed Coordination Function)에 의하여 처리되고, DCF는 CSMA/CA방식을 기본으로 하고 있고, 비경쟁 서비스는 음성이나 화상과 같은 지연에 민감한 전송에 대한 서비스로서, PCF(Point Coordination Function)에 의하여 처리 된다. IEEE 802.11의 MAC프로토콜에서는 경쟁 서비스와 비경쟁 서비스를 함께 처리할 수 있도록 설계 되었다.The MAC protocol is divided into contention service and contention free service. Competitive service is a general computer communication service that handles asynchronous data such as file transfer, and is processed by DCF (Distributed Coordination Function). DCF is based on CSMA / CA method, and non-competitive service is a service for delay sensitive transmission such as voice and video, and is processed by PCF (Point Coordination Function). The MAC protocol of IEEE 802.11 is designed to coexist with competing services and non-competitive services.

무선 채널의 경우에 수신 에너지는 송신 전력에 비하여 수십dB가 작기 때문에 충돌 검출이 어렵다. 따라서, CSMA/CA의 기본적인 동작은 CSMA/CD와 동일하며, 충돌이 일어나지 않도록 사전에 이를 피하는 방식으로 다음과 같은 3가지 형태로 분류할 수 있다.In the case of a wireless channel, collision detection is difficult because the received energy is tens of dBs smaller than the transmit power. Therefore, the basic operation of CSMA / CA is the same as CSMA / CD, and can be classified into three types as follows in a manner that avoids collision in advance.

첫째, p-persistent CSMA로 트래픽의 상황에 따라 p를 변화시키는 방식이다.First, p-persistent CSMA changes p according to traffic conditions.

둘째, 우선순위에 의하여 프레임 간격이나, 재전송 간격에 차이를 두는 방식이다.Second, there is a difference in frame interval or retransmission interval according to priority.

셋째, 랜덤 펄스 송출 방식으로 패킷을 송출하려고 하는 노드로부터의 펄스가 송출되는지의 여부를 조사하여 충돌이 발생하는지의 여부를 판정하는 것이다.Thirdly, it is determined whether or not a collision occurs by examining whether or not a pulse from a node which is trying to send a packet is sent out in a random pulse sending method.

일반적으로 CSMA/CA방식에는 Hidden Node문제가 발생하여 데이터 처리량의 급속한 감소를 발생시킬 우려가 있어 이에 대한 보완책이 필요하다. Hidden Node란 서로의 송신이 검출되지 못하는 경우로서, 이 때 심각한 충돌이 발생하는 것을 의미한다. IEEE 802.11의 MAC프로토콜은 1-persistent CSMA를 기본으로 프레임 간격(IFS: Inter Frame Space)제어에 의한 충돌 회피 기능을 부가한 프로토콜을 채용하고 있다.In general, the CSMA / CA method may cause a hidden node problem and cause a rapid decrease in data throughput. Therefore, a countermeasure is required. Hidden Node is a case where the transmission of each other is not detected, which means that a serious collision occurs at this time. The IEEE 802.11 MAC protocol employs a protocol that adds collision avoidance by inter-frame space (IFS) control based on 1-persistent CSMA.

이것은 첫 단계로, 송신하려고 하는 프레임을 가진 단말에서 케리어 감지(carrier sense)에 의해 다른 단말기가 송신을 하고 있는가를 확인하다. 두번째 단계로는 충돌회피(Collision Avoidance)기능으로 매체가 idle임을 확인한 후에, 랜덤한 시간 간격을 선택하여 이 시간 간격 안에도 매체가 idle인 것을 확인한다. 이러한 조건이 만족이 되었을 때 패킷을 송신하고, 만족이 되지 않는다면, carrier sense를 계속한다. 세번째 단계는 프레임간의 우선 순위이다. 이것은 프레임 전송 시간 간격의 길이로 프레임의 우선 순위를 조절 하는 것 이다. 즉, 여러 개의 내부프레임간격(IFS:Inter Frame Spacing)을 사용한다. DCF는 우선 순위가 높은 것부터 전송하는데 그 순위는 다음과 같다.This is the first step, in which a terminal having a frame to be transmitted checks whether another terminal is transmitting by carrier sense. In the second step, the collision avoidance function confirms that the medium is idle, and then selects a random time interval to verify that the medium is idle even within this time interval. When this condition is met, the packet is sent. If not, the carrier sense is continued. The third step is the priority between frames. This is to adjust the priority of frames by the length of the frame transmission time interval. That is, several internal frame spacings (IFS) are used. DCF transmits the highest priority in order of priority.

1순위는 짧은 우선순위(short priority)로서 즉각적인 응답(ACK 및 CTS프레임, 세그먼트화된 데이터 프레임의 버스트 전송)을 하기 위하여 사용되며, 이러한 IFS를 SIFS라 부른다. 2순위는 PCF 우선권으로서 집중 제어시에 사용되며, 동기식데이터 통신에 사용된다. 이러한 IFS를 PIFS라 부른다. 3순위는 DCF 우선권으로서 비동기 데이터 통신(데이터 또는 RTS전송)에 사용되며, 이러한 IFS를 DIFS라 부른다.Priority 1 is used to make an immediate response (ACK and CTS frames, burst transmission of segmented data frames) as a short priority, and this IFS is called SIFS. The second priority is used for centralized control as PCF priority and is used for synchronous data communication. This IFS is called PIFS. The third priority is DCF priority, which is used for asynchronous data communication (data or RTS transmission), and this IFS is called DIFS.

이를 다시 정리하면, 우선 길이가 가장 짧은 SIFS(Short Inter Frame Space)가 있다. SIFS는 가장 짧은 지연으로서, 가장 높은 우선 순위를 갖는 음성, 화상 등의 데이터 전송 시 사용되고, 중간 길이의 PIFS(Point Coordination Function Inter Frame Space)는 비경쟁 서비스에서 단말의 폴링(polling)시에 사용된다.To recap, first there is the shortest short Inter Frame Space (SIFS). SIFS is the shortest delay and is used for data transmission of voice, video, etc. having the highest priority, and intermediate length PIFS (Point Coordination Function Inter Frame Space) is used for polling of a terminal in a non-competitive service.

기본 CSMA/CA알고리즘은 우선, 패킷이 발생되면, DIFS만큼 지연을 갖고 채널의 상태를 감지한다. 만약, 이때 체널이 비어있으면 패킷을 전송하고, 채널이 사용 중이면 채널이 빌 때까지 기다린 후 Backoff알고리즘에 의한 지연을 가진 후 재전송을 시도한다.The basic CSMA / CA algorithm first detects the state of the channel with a delay of DIFS when a packet is generated. If the channel is empty at this time, the packet is transmitted. If the channel is in use, it waits until the channel is empty, and then retransmits with a delay caused by the backoff algorithm.

이러한 MAC기능은 송신시 MAC계층에서 물리계층으로 MPDU를 보내는데, 본 발명에서 사용된 물리계층은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,직교 주파수분할 다중화)의 멀티캐리어 변복조 방식을 사용한다.The MAC function transmits an MPDU from the MAC layer to the physical layer during transmission, and the physical layer used in the present invention uses an OFDM multi-carrier modulation and demodulation scheme (Orthogonal Frequency Division Multiplexing).

싱글캐리어방식이 종래의 수신 기술의 연장선에서 멀티패스를 보정한 것에 비해, 멀티캐리어방식은 수신하는 파형 자체를 근본적으로 멀티패스에 대해 강하게 하고 있다는 것이 특징이다. 멀티패스의 문제는 전송속도가 고속이 될수록 영향도 커지는 것을 의미한다. 이를 위해 멀티패스의 영향을 감소시키기 위해서는 고속의 신호를 저속의 신호로 분할하여 주파수 축상에서 FDM(Frequency Division Multiplexing)기술로 다중화하여, 전체적으로는 원래와 동일한 고속 신호를 만든다.In contrast to the single-carrier method, which compensates for the multipath as an extension of the conventional reception technology, the multicarrier method essentially makes the received waveform itself strong against the multipath. The problem of multipath means that the higher the transmission speed, the greater the impact. To this end, in order to reduce the effects of multipath, the high-speed signal is divided into low-speed signals and multiplexed by frequency division multiplexing (FDM) on the frequency axis, thereby producing the same high-speed signal as a whole.

이와 같이 저속의 채널을 여러 개 사용하면 각각의 채널은 저속이므로 멀티패스의 영향을 거의 받지 않는다. 채널을 복수 사용함으로 인해 전송되는 데이터의 양은 고속 채널 하나와 같으므로 전체적으로는 고속 전송이 가능해진다.If multiple low speed channels are used, each channel is low speed and thus is hardly affected by multipath. By using multiple channels, the amount of data transmitted is the same as that of one high-speed channel, so that high-speed transmission is possible as a whole.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)는 멀티캐리어의 기술을 멀티패스에 대해 더욱 강하게 만든 것 이다. 송신기에서 OFDM의 채널 배치는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 사용한다.Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) makes multicarrier technology stronger for multipath. Channel arrangement of OFDM in the transmitter uses an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT).

시간 축에서 직렬로 입력되는 비트 스트림을 N채널의 멀티 캐리어로 만들기 위해서는 우선, 신호 열을 N개 비트 병렬로 변환한다. 다음에 그것을 N개의 변조기에 입력한다. 이때 일반적으로 직렬로부터 병렬로의 변환 시에 오류 정정이나 신호를 랜덤화하기 위한 인터리브라는 처리도 이루어 진다. 그리고, 각 변조기의 출력을 IFFT에 입력한다.In order to make the bit streams input in series on the time axis into N-channel multicarriers, the signal sequence is first converted to N bits in parallel. It is then input to N modulators. At this time, in general, an interleaver for randomizing a signal and correcting an error during conversion from serial to parallel is also performed. Then, the output of each modulator is input to the IFFT.

IFFT를 수행하여 1/N(bps)단위로 차례차례 출력되는 샘플신호 묶음을 다른 출력의 묶음과 분리하여 멀티패스에 대한 특성을 향상시키기 위해 IFFT후의 신호에 대해 '가드 인터벌(Guard Interval)이라 하는 시간을 추가 한다. OFDM에서는 반사파가 추가된 가드 인터벌보다 짧을 경우에는 멀티패스에 대해 우수한 특성을 갖는다. 가드 인터벌에는 IFFT에서 생성된 파형의 일부분을 이용한다. 이 결과 IFFT의 처리 시간은 일정하게 유지 되면서 이 시간중 IFFT출력인 샘플신호와 가드인터벌을 투입하므로 동작 속도가 상승하여 유효 데이터에 대한 속도가 빨라진다. 가드 인터벌은 멀티패스에서 늦어진 멀티패스 신호가 가드 인터벌 내에 나타나므로다음의 심볼점은 영향을 받지 않게 되는 특징이 있다.In order to improve the characteristics of the multipath by separating the sample signal bundle sequentially output in 1 / N (bps) unit from the other output bundle by performing IFFT, the signal after IFFT is called 'Guard Interval'. Add time. In OFDM, when the reflected wave is shorter than the added guard interval, it has excellent characteristics for multipath. The guard interval uses a portion of the waveform generated by the IFFT. As a result, while the processing time of the IFFT is kept constant, the input signal and the guard interval are applied during the IFFT output. During this time, the operation speed increases and the speed for valid data is increased. The guard interval has a characteristic that the next symbol point is not affected because the multipath signal delayed in the multipath appears within the guard interval.

이러한 기능을 하는 변조 후 송신을 하면, 무선 채널을 거쳐 목적지 장치에서 수신이 되며, 복조 과정을 거쳐 MAC 계층에 수신이 된다. 현재 IEEE802.11a에서 권고하는 OFDM의 전송속도는 6~54Mbps이므로 MAC계층의 고속화 처리는 필수적이다. 물리계층과 MAC계층과의 인터페이스는 일반적으로 큐(Queue) 요소(FIFO 또는 버퍼)를 두어 전송되는 MAC계층 프레임을 처리한다.When modulation and transmission are performed, the reception is performed at the destination apparatus via a wireless channel, and is received at the MAC layer through a demodulation process. Since the transmission rate of OFDM currently recommended by IEEE802.11a is 6 to 54 Mbps, it is essential to speed up the MAC layer. The interface between the physical layer and the MAC layer generally processes queued MAC layer frames by placing queue elements (FIFOs or buffers).

앞으로의 액세스방식에서는 다양한 트래픽을 가진 이동단말간의 액세스를 어떻게 효율 좋게 할 것 인가 가 기술적인 문제로 부각된다. IEEE 802.11 MAC에서 가장 기본적인 액세스 방법이 DCF이고, 이 DCF는 CSMA/CA 알고리즘을 사용한다. 이 CSMA/CA는 Hidden Terminal문제를 심각하게 다룬다.In the future, the technical problem is how to improve the access between mobile terminals with various traffic. The most basic access method in IEEE 802.11 MAC is DCF, which uses CSMA / CA algorithm. This CSMA / CA takes the hidden terminal problem seriously.

협의의 TDMA등의 방식은 통신의 시작에서 종료까지를 의미하는 보류시간(Holding Time)이 긴 음성과 화상 계열의 미디어 액세스에 적합하고, 또 랜덤 액세스 계열은 보류시간이 짧은 컴퓨터 계열의 패킷 데이터 액세스에 적합한 경향이 있다. 지금까지의 IEEE 802.11은 컴퓨터 계열의 액세스 이므로, 패킷전송이 주로 이루어지고 있다. 이러한 단점을 극복하고자, 2계층화된 구조를 가진다.Negotiations such as TDMA are suitable for media access of long-holding audio and video systems, which means from start to end of communication, and random access systems are used to access packet data of computer systems with short hold times. Tends to be suitable for Since IEEE 802.11 is a computer-based access, packet transmission is mainly performed. In order to overcome this disadvantage, it has a two-layered structure.

IEEE 802.11의 PCF와 DCF의 2계층화된 구조는 본래 DCF만으로 MAC층의 기능을 담당함에도 불구하고, DCF를 MAC층 전체의 일부로 정의하고, PCF를 추가하여 각각을 계층화하도록 하였다.The two-layered structure of IEEE 802.11 PCF and DCF was defined as a part of the entire MAC layer, even though DCF alone functions as a MAC layer, and added PCF to layer each.

IEEE 802.11의 2계층화된 구조인 PCF와 DCF의 혼합모델은 PCF가 비 충돌 계열의 액세스, DCF가 충돌 계열의 액세스 만을 언급하고 있다. 이에 PCF 반복 주기의 정밀도를 향상시키는 PCF기능은 음성이나 화상 등을 전달하는 것도 가능하기는 하다.The hybrid model of PCF and DCF, the two-layered structure of IEEE 802.11, mentions only non-collision-based access and DCF-conflict access. The PCF function, which improves the accuracy of the PCF repetition period, can also deliver audio or video.

이것은 PCF에 의한 비충돌 계열 액세스의 예이며, 액세스 영역을 반복하여 확보하기 위해 비콘(Beacon)을 송출한다. 물론, 비콘이 CSMA/CA수행 하면서 DCF에 의하여 송출되기는 하나, PCF에 의해사용되는 IFS는 PIFS를 사용하므로 우선 순위가 높다. 비콘을 반복하여 송출하는 것은 TDMA의 반복주기를 만드는 프레임과 같은 기능이 있다.This is an example of non-conflict sequence access by the PCF and sends out a beacon to repeatedly secure the access area. Of course, beacons are sent by DCF as they perform CSMA / CA, but IFS used by PCF has high priority because it uses PIFS. Repeatedly sending out a beacon has the same function as a frame making a repeating period of TDMA.

무선랜에서의 MAC은 DCF와 PCF의 2계층화를 통하여, 일반적인 QOS(Quality of Service)제어에는 협의의 TDMA와 같이 프레임을 가지고, 그 내부를 적어도 2개의 영역으로 나누어, 하나를 음성과 화상 계열의 미디어 액세스에 사용하고, 다른 하나를 컴퓨터 계열의 패킷 액세스에 사용하는 방법이다. 2개의 영역은 TDMA나 CSMA/CA와 같은 다이내믹한 영역을 할당을 행하고, 또 이 영역의 경계도 상호 트래픽의 대소 관계에 따라서 동적으로 변화 시키는 것에 의하여, 다양한 미디어에 효율 좋게 대응하는 QOS제어를 행하는 것이 일반적으로 고려되고 있다.MAC in wireless LAN has two layers of DCF and PCF. In general QOS (Quality of Service) control, it has a frame like TDMA, and the inside is divided into at least two areas, and one is divided into It is used for media access and the other for computer-based packet access. The two areas allocate dynamic areas such as TDMA and CSMA / CA, and the boundary between these areas is also dynamically changed in accordance with the magnitude of mutual traffic, thereby efficiently performing QOS control corresponding to various media. Is generally considered.

이러한 QOS제어 관한 요구와 함께 물리계층의 고속화를 요구 함에 따라, 종래의 기술은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.As the demand for the QOS control is required to speed up the physical layer, the conventional technology has the following problems.

첫째, 음성,화상,데이터 패킷을 처리하는 큐의 요소가 분리되어 있지를 않다. 특히 극단적인 성질을 갖고 있는 음성과 화상 계열의 데이터와 컴퓨터 네트워크 계열의 데이터 통합은 시스템의 성능을 저하 시킬 수가 있어 곤란하다. 종래의 무선 LAN MAC처리 장치의 아키텍쳐는 송,수신만을 분리한 하나의 큐요소(FIFO 또는버퍼)만을 가지고 있고 이러한 음성,화상, 데이터패킷을 따로 처리하는 구조는 없다. 음성, 화상, 데이터 패킷에 따라 전송율(Arrival Rate) 1/λ이 현격한 차이가 있다. 본 발명에서는 이러한 문제를 감안하여 다중 송수신 큐(Queue)구성을 가진 장치를 발명하였다. 큐의 구성 및 기능의 중요성은 종래의 기술(도 3 참조)에서 RISC 프로세서-큐-물리계층 간의 인터페이스를 모델링한 큐 모델을 생각 할 수 있다.First, the elements of the queue that process voice, image, and data packets are not separated. In particular, it is difficult to integrate the data of the audio and video series and the computer network series, which have extreme characteristics, and can degrade the system performance. The architecture of the conventional wireless LAN MAC processing apparatus has only one queue element (FIFO or buffer) that separates only transmission and reception, and there is no structure for processing such voice, image, and data packets separately. There is a noticeable difference in the Arrival Rate 1 / λ depending on the voice, image, and data packet. In view of the above problems, the present invention invents a device having multiple transmission / reception queues. The importance of the configuration and function of the queue can be considered a queue model modeling the interface between the RISC processor-cue-physical layer in the prior art (see FIG. 3).

둘째, 종래 기술은 도 5에 도시된 바와 같은 구성되어 있는데, 이러한 구조는 상기 첫번째 에서도 지적한 바와 같이, 전송율에 따른 버퍼의 분리가 이루어지지 않고 있다. 도 5에 대한 자세한 설명은 후술하도록 하겠다.Second, the prior art is configured as shown in Figure 5, as this structure is pointed out in the first, the separation of the buffer according to the transmission rate is not made. Detailed description of Figure 5 will be described later.

도 1은 본 발명이 적용되는 일반적인 무선 LAN 시스템의 구성도이다. 도 1에서 이더넷망(13)에 유선으로 연결된 기지국(10, AP(Access Point)라고도 부른다)에는 무선 송수신기가 갖추어져 있는데, 그 서비스 영역(11)이 도식적으로 점선으로 표시되어 있다. 역시 무선 송수신 기능을 갖춘 총 N 개의 이동 단말(도면에서는 간략화를 위해 "20"의 세 개만 표시됨)은 무선 채널(12)을 통하여 기지국(10)과 통신한다. 이러한 경우 N개의 이동단말(20)과 기지국(10)은 하나의 무선 채널(12)을 공유하기 때문에 일반적으로 TDMA/FDMA/CDMA 등의 다중접속 방식을 사용하여 각 이동단말에 타임슬롯이나 주파수 또는 특정한 코드를 할당하여 줌으로써 무선 채널상에서 정보의 충돌을 방지한다.1 is a block diagram of a general wireless LAN system to which the present invention is applied. In FIG. 1, the base station 10 (also called an access point (AP)) connected to the Ethernet network 13 by wire is equipped with a wireless transceiver, and the service area 11 is schematically indicated by a dotted line. A total of N mobile terminals (also shown in FIG. 3 for simplicity) are also in communication with the base station 10 via the wireless channel 12. In this case, since the N mobile stations 20 and the base station 10 share one radio channel 12, a time slot or frequency may be assigned to each mobile station using a multiple access scheme such as TDMA / FDMA / CDMA. Assigning a specific code prevents information collisions on the wireless channel.

상기 기지국은 크게 (1) 이더넷망과의 연동을 위한 IP패킷 신호처리부, (2) 매체접근제어기능을 처리하는 MAC 처리부, (3) 무선송수신부 의 3가지 기능을 처리하며 MAC 처리부는, IP패킷 신호처리부로부터 IP패킷 신호를 수신하여 가공처리한 후 MSDU를 MAC 프레임에 실어 무선 송신부로 보낸다. 반대로 무선 수신부로부터 MAC 프레임 및 MSDU 신호를 수신하여 IP패킷신호를 추출한 뒤 IP패킷 신호처리부로 보내는 기능을 담당한다.The base station roughly handles three functions: (1) an IP packet signal processor for interworking with an Ethernet network, (2) a MAC processor for processing a medium access control function, and (3) a wireless transmitter / receiver. After receiving the IP packet signal from the packet signal processor and processing it, the MSDU is loaded into the MAC frame and sent to the wireless transmitter. On the contrary, it is responsible for receiving the MAC frame and MSDU signal from the wireless receiver, extracting the IP packet signal, and sending it to the IP packet signal processor.

다음으로, 도 2는 도 1에서 이동단말(20)의 내부 단말 구성의 개략도로서, 수신시 AP(10)와의 무선 신호를 수신하는 5GHz RF처리부(24)와 25Mbps처리를 할 수 있는 OFDM모뎀부(23)가 있다. 그리고, 상기 OFDM모뎀신호를 기저대역으로 바꾸어주는 기저대역 신호처리 프로세서부(22)가 있고, 기저대역 신호로부터 MAC프레임을 처리하는 매체접근제어처리 장치(21)가 있다. MAC처리가 된 신호는 외부시스템버스(20)와 인터페이스가 된다. 여기서 외부시스템버스는 PCMCIA버스, CardBus, PCI버스, EISA버스등 다양한 시스템 버스가 될 수 있다. 송신시는 수신시의 반대의 신호 경로로 동작한다.Next, FIG. 2 is a schematic diagram of the internal terminal configuration of the mobile terminal 20 in FIG. 1, which is a 5 GHz RF processing unit 24 for receiving a radio signal with the AP 10 and an OFDM modem unit capable of 25 Mbps processing. There is 23. There is a baseband signal processing processor 22 for converting the OFDM modem signal to a baseband, and there is a media access control processing apparatus 21 for processing a MAC frame from the baseband signal. The MAC-processed signal is interfaced with the external system bus 20. Here, the external system bus can be various system buses such as PCMCIA bus, CardBus, PCI bus, and EISA bus. At the time of transmission, it operates in the opposite signal path at the time of reception.

한편, 도 3은 도 2에 도시된 매체접근처리장치(21)의 내부에 구성된 장치이다. 도 3을 통해 알 수 있듯이, 상기 매체접근처리장치(21)는 RISC 프로세서(100)-송수신큐(30,31)-무선 물리계층(200)으로 구성되며, 각각의 인터페이스를 모델링한 큐 모델이다. RISC 프로세서(100)는 MAC계층을 수행한다.3 is an apparatus configured inside the media access processing apparatus 21 shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, the apparatus for accessing media 21 is composed of a RISC processor 100, a transmission and reception queue 30, 31, and a wireless physical layer 200, and is a queue model modeling each interface. . The RISC processor 100 performs the MAC layer.

도 3을 통해 알 수 있듯이, 종래 매체접근제어 처리장치(21)에서는 5GHz대역의 OFDM의 변복조 방식을 가지는 무선 물리계층(200) 사이에 송수신 버퍼(30,31)로서 전송율의 차이와 상관 없이 동일한 버퍼를 사용하였다. 즉, 현격한 차이를 나타내는 전송율(Arrival Rate)(1/λ)를 가진 음성, 화상, 데이터 패킷 처리를 하나의 버퍼(30 또는 31)에 저장을 하는 구조를 가진다. 이러한 장치의 구조는 시스템 성능을 저하 시키는 원인이 된다.As can be seen from FIG. 3, in the conventional medium access control apparatus 21, the same as the transmit / receive buffers 30 and 31 between the wireless physical layer 200 having the OFDM demodulation scheme of the 5 GHz band regardless of the difference in data rates. Buffer was used. That is, it has a structure in which audio, image, and data packet processing having an Arrival Rate (1 / λ) indicating a significant difference is stored in one buffer 30 or 31. The structure of such a device causes a decrease in system performance.

한편, 도 3과 같은 구조에 큐잉 이론으로 Little's Law를 적용하면, 초기 시작 조건 보다 정상 상태(steady state)에서는 평균 입력 테스크(Task) 수는 큐를 지나 출력 되는 평균 출력 테스크(Task) 수와 같음을 알 수 가 있다. Little's Law는 시스템에서 평균 테스크(Task) 수, 새로운 테스크(Task)의 평균 도착 비율(arrival rate), 테스크(Task) 수행 시간과 관련이 있다. 이러한 관계는 (시스템의 평균 테스크(Task) 수 = 도착비율(Arrival rate)×평균응답시간)의 관계로 나타 낼 수 있다. 이 경우 테스크(Task)를 물리계층에서 수행 하는데 걸리는 평균 시간을 TimePhy라하고, 큐에 있는 테스크(Task)당 평균 시간을 Timequeue라 하면, 전체 응답시간(reponse time: Timesystem)은 아래와 같다.On the other hand, when Little's Law is applied to the structure as shown in Fig. 3, in the steady state rather than the initial starting condition, the average number of input tasks is equal to the average number of output tasks output through the queue. It can be seen. Little's Law relates to the average number of tasks in the system, the average arrival rate of new tasks, and the task execution time. This relationship can be expressed as the relationship of the average number of tasks in the system = arrival rate x average response time. In this case, if the average time to perform the task in the physical layer is called Time Phy and the average time per task in the queue is called Time queue , the total response time (Time system ) is as follows. .

이러한 해석을 통하여 무선 LAN MAC처리 장치 구조 중 RISC 프로세서와 무선 물리계층과 인터페이스 되는 큐(Queue) 요소의 처리 속도가 중요한 요인임을 알 수 가 있다. 물리계층을 처리하는 시간을 제외한 시간이 바로 큐 요소의 처리 시간이기 때문이다.Through this analysis, it can be seen that the processing speed of the queue element interfaced with the RISC processor and the wireless physical layer in the structure of the wireless LAN MAC processing device is an important factor. This is because the time except for processing the physical layer is the processing time of the queue element.

그런데, 종래의 기술은 무선 LAN MAC 아키텍쳐에서 DCF와 PCF의 2계층화를통하여 QOS에 대한 요구를 만족하도록 권고하고 있다. 2계층화의 권고 또한 중요 하지만, 본 발명에서 이루고자 하는 다중 송수신 큐 요소 처리 장치를 통하여 현격한 차이를 나타내는 전송율(1/λ)을 가진 음성, 화상, 데이터 패킷 처리를 효율적으로 할 수 있도록 하였다.However, the related art recommends that the wireless LAN MAC architecture satisfies the requirement for QOS through two-layered DCF and PCF. Although the recommendation of two-layering is important, the multiple transmission / reception queue element processing apparatus of the present invention enables efficient processing of voice, image, and data packets having a transmission rate (1 / λ) representing a significant difference.

앞서 언급한 바와 같이, 도 3에 도시된 바와 같은 종래 기술의 경우에는, MAC계층을 수행하는 RISC 프로세서(100)와 5GHz대역의 OFDM의 변복조 방식을 가지는 무선 물리계층(200) 사이에 송수신 버퍼(30,31)로 전송율의 차이와 상관 없이 동일한 버퍼를 사용하였다. 이러한 장치의 구조는 시스템 성능을 저하 시키는 원인이 되었다.As mentioned above, in the prior art as illustrated in FIG. 3, a transmission / reception buffer (B) between a RISC processor 100 performing a MAC layer and a wireless physical layer 200 having an OFDM demodulation scheme of 5 GHz band. 30, 31) the same buffer was used regardless of the difference in data rates. The structure of these devices contributed to the degradation of system performance.

한편, 도 5는 도 3에 도시된 바와 같은 절차를 수행하는 도 2에 도시된 종래 매체접근제어 장치(21)의 세부 구조도로서, 도 5를 통해 알 수 있는 바와 같이, MAC 계층을 수행하는 RISC 프로세서(100)와 5GHz대역의 OFDM의 변복조 방식을 가지는 무선 물리계층(200) 사이 데이터 교환이 송수신 버퍼(500,510)에서 도 3과 같이 이루어 지고, 이를 제어하는 MAC제어기(300)와 송수신제어기(520)로 구성된다.Meanwhile, FIG. 5 is a detailed structural diagram of the conventional medium access control apparatus 21 shown in FIG. 2 performing the procedure as shown in FIG. 3. As can be seen from FIG. 5, the RISC performing the MAC layer. The exchange of data between the processor 100 and the wireless physical layer 200 having the OFDM demodulation scheme of 5 GHz band is performed in the transmission and reception buffers 500 and 510 as shown in FIG. 3, and the MAC controller 300 and the transmission / reception controller 520 controlling the same are illustrated in FIG. It is composed of

상기 MAC 제어기(300)는 송수신제어기(520)와 함께 RISC 프로세서(100), 메모리(110)와의 인터패이시스를 가지면서 미디어 액세스 제어 계층의 프로토콜을 수행한다. 시스템 성능의 결정은 위에서 설명한 Little's Law의 설명 처럼 큐에 있는 테스크(Task)당 평균 시간을 Timequeue 의 고속화가 상당히 중요하다.The MAC controller 300 performs the protocol of the media access control layer while having an interface with the RISC processor 100 and the memory 110 together with the transceiver controller 520. Determining system performance is very important in speeding up the time of the average time per task in the queue, as described in Little's Law, above.

도 5에 도시된 바와 같은 구성을 가지는 종래 기술에서는, 메모리(110)과 송수신버퍼(500,510)과의 데이터 전송을 메모리 복사, DMA에 의한 방법 등으로 구성을 하였다. 이 때, 버퍼디스크립터(530)에 메모리에 저장된 MAC 프레임의 어드레스, 길이 등을 저장하여 MAC 제어기(300)가 이 내용을 보고 송수신제어기(520)를 제어하여 데이터의 전송을 처리한다. 이 때, 부가적으로 메모리(110)와 송수신버퍼(500,510)와의 어드레스 결정을 옵셋조정기(540)에서 한다.In the prior art having the configuration as shown in Figure 5, the data transfer between the memory 110 and the transmission and reception buffers (500, 510) is configured by a memory copy, a DMA method or the like. At this time, the address, length, etc. of the MAC frame stored in the memory are stored in the buffer descriptor 530 so that the MAC controller 300 sees the contents and controls the transmission / reception controller 520 to process data transmission. At this time, the address controller 540 performs address determination between the memory 110 and the transmission / reception buffers 500 and 510.

이러한 종래의 구조는, 앞서 종래 기술의 문제점 검토에서 언급한 바와 같이, 전송율에 따른 버퍼의 분리가 이루어 지지 않고 있다. 또한, 송수신 버퍼(500,510)의 제어는 버퍼디스크립터(530)에 저장된 내용을 기반으로 메모리(110)와의 데이터 전송이 이루어 진다. 송수신 버퍼(500,510)는 일반적으로 FIFO로 구성이 된다. 이러한 동작은 5GHz대역의 OFDM의 변복조 방식을 가지는 무선 물리계층(200)의 고속 동작 시에 FIFO로 구성된 버퍼의 동작은 FIFO가 가득차 오버헤드(overhead)가 발생 되거나, MAC 제어기(300)가 메모리(110)로 메모리 복사나 DMA기능이 완성 되지를 못했을 경우 문제가 될 수 있는 단점이 있다.In the conventional structure, as mentioned in the above-described problem in the prior art, the separation of the buffer according to the transmission rate is not made. In addition, the control of the transmission and reception buffers 500 and 510 is performed to transmit data to the memory 110 based on the contents stored in the buffer descriptor 530. The transmit / receive buffers 500 and 510 are generally configured as FIFOs. This operation is performed in the high-speed operation of the wireless physical layer 200 having the OFDM modulation and demodulation scheme of the 5 GHz band. 110) can be a problem if the memory copy or DMA function is not completed.

고속 동작을 하는 무선 물리계층(200)을 통해 송수신 되는 데이터는 임시적인 데이터로서 데이터 버퍼(500,510)에 저장되어 메모리 관리가 이루어 진다. 따라서, 동적인 메모리 할당을 해야 하는 실시간 미디어 엑세스 제어 프로토콜 처리인 경우 해당하는 버퍼 메모리 용량에 맞도록 크기를 결정해야 하며, 그 방법은 크게 두 가지로 나뉜다.Data transmitted and received through the wireless physical layer 200 for high speed operation is stored in the data buffers 500 and 510 as temporary data and memory management is performed. Therefore, in the case of real-time media access control protocol processing that requires dynamic memory allocation, the size must be determined to fit the corresponding buffer memory capacity, and the method is largely divided into two methods.

첫째, 선형 어드레스 연산을 하는 FIFO버퍼인데, 이 방법은 읽기 지시자,쓰기 지시자가 버퍼의 마지막 위치에 도달했는지를 검토해야 하므로 실시간으로 동작하는 시스템의 병목현상을 일으킬 수가 있다. 이러한 문제점이 종래 기술의 문제점이 될 수 있다.The first is a FIFO buffer that performs linear addressing. This method requires bottlenecking of the system running in real time because it needs to check whether the read and write indicators have reached the end of the buffer. This problem may be a problem of the prior art.

둘째, 이러한 문제를 제거 하기 위해서 본 발명에서는 도 7 도시한 바와 같은 원형 버퍼의 기능을 이용한다. 이 버퍼는 포인터가 버퍼의 끝에 도달 했을 때, 버퍼 어드레스 계산을 동적으로 하거나, 경우에 따라서는 버퍼의 시작 위치에 포인터를 놓기도 한다. 그런데, 이러한 원형버퍼가 가지는 문제점인 버퍼의 시작을 언제 재 설정할지 알기 위해 다음에 사용될 데이터 포인터가 검사 되어야 하는데, 이러한 것은 일부 부가적인 오버해드가 될 수가 있다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 모듈로 어드레싱(Modulo Addressing) 방식을 채용 했으며, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.Second, in order to eliminate this problem, the present invention uses the function of the circular buffer as shown in FIG. This buffer either dynamically calculates the buffer address when the pointer reaches the end of the buffer, or in some cases places the pointer at the beginning of the buffer. However, to find out when to reset the start of the buffer, which is a problem with these circular buffers, the next data pointer to be used must be examined, which can be an additional overhead. In order to solve this problem, the present invention employs a modulo addressing method, which will be described in detail later.

대한민국 특허 제211921호(특허권자:현대전자산업 주식회사)에는 유선 LAN에 적용되는 역다중화 기법을 무선 LAN에 도입시켜 무선 채널을 통해 고속 데이터 전송 및 멀티미디어 서비스가 가능하도록 한 무선 LAN의 고속 데이터 전송장치가 개시되어 있는데, 구체적으로는 물리계층부 내의 다수의 물리계층에서 전송되는 수신 전계 강도를 정합하고 그 정합한 수신 전계 강도에 따라 확보 채널을 결정하며, 상기 결정된 확보 채널수에 따라 사용자 데이터를 역다중화하는 기법을 사용하고 있다.Korean Patent No. 211921 (Patent holder: Hyundai Electronics Co., Ltd.) has a high-speed data transmission apparatus for wireless LAN that introduces a demultiplexing technique applied to a wired LAN to a wireless LAN to enable high-speed data transmission and multimedia services through a wireless channel. In detail, the reception field strengths transmitted from a plurality of physical layers in the physical layer unit are matched, and an acquisition channel is determined according to the matching reception field strengths, and the user data is demultiplexed according to the determined number of acquisition channels. The technique is used.

또한, 대한민국 특허 제138001호(특허권자:인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션)는 무선 근거리 통신망에 적합한 매체 접근 제어 방법에 관한 특허로서, 구체적으로 MAC 프로토콜에서 시간이 분할되어 있는 시분할 고정 프레임 구조 중에서 고정 프레임 구조는 각각의 헤더에 따라 3개의 주기로 구성되는데, 이 세 개의 주기는 가변 경계 기술을 사용하여 변동될 수 있어, 이를 통해 기지국에서 이동국의 수를 예측하여 이동국으로의 전송 시도를 제어함으로써 높은 전송 효율을 얻는 기술이 개시되어 있다.In addition, Korean Patent No. 138001 (Patent Holder: International Business Machines Corporation) is a patent for a medium access control method suitable for a wireless local area network. Specifically, among the time-division fixed frame structures having time division in the MAC protocol, the fixed frame structures are respectively It consists of three periods according to the header of the three periods, which can be varied using a variable boundary technology, which allows the base station to predict the number of mobile stations to control transmission attempts to the mobile stations. Is disclosed.

그러나, 상기 두 개의 대한민국 특허는, 후술하는 바와 같이, MAC 기능의 구현을 위한 고유의 하드웨어적인 수단을 채용하여 고속 무선 물리계층의 인터페이스 를 실현하는 본원의 특징과는 구분되는 것이다.However, the two Korean patents, as will be described later, is distinguished from the features of the present application that implements the interface of the high-speed wireless physical layer by adopting a unique hardware means for the implementation of the MAC function.

도 5는 종래 기술의 매체 접근 제어 처리장치(21) 구성도 이다.5 is a configuration diagram of a media access control processing apparatus 21 of the prior art.

수신시 도 2의 기저대역신호 프로세서(22)에서 받은 데이터는 무선물리계층(200)이 되며 도 5의 매체접근 제어 처리장치(21)에서는 수신시 수신FIFO(510)를 거쳐 MAC 제어기(300)와 송수신제어기(520) 를 통하여 MAC 프레임을 만든다. 이 때, RISC 프로세서(100)는 IP 패킷으로 변환하는 연산 수행을 하게 된다. RISC 프로세서(100)의 연산 수행시 필요한 임시 파리미터 값은 메모리(110)에 값을 저장하여 RISC 프로세서(100)와 메모리 제어기(120)를 통하여 엑세스를 한다.Upon reception, the data received from the baseband signal processor 22 of FIG. 2 becomes the wireless physical layer 200, and the media access control processing apparatus 21 of FIG. 5 receives the MAC controller 300 via the reception FIFO 510 upon reception. MAC frame is made through the transmit / receive controller 520. At this time, the RISC processor 100 performs an operation of converting into an IP packet. Temporary parameter values required for the operation of the RISC processor 100 are stored in the memory 110 to be accessed through the RISC processor 100 and the memory controller 120.

반대로 송신시에는 IP 패킷을 MAC 프레임으로 변환하여 MAC 제어기(300)와 송수신제어기(520)를 통하여 송신 FIFO(500)를 거쳐 무선 물리계층(200)으로 보내지게 된다. 이 무선 물리계층(200)은 도 2의 기저대역신호 프로세서(22)로 MAC 프레임을 보낸다. 도 2의 외부 시스템 버스(20)(예: PCMCIA, PCI, ISA, EISA, CardBus등)와 RISC 프로세서(100)간의 인터페이스를 가지게 된다. 일단 만들어진 IP 패킷은 외부 공유메모리에 저장이 되며 이 데이터를 바로 외부 버스에 실어주는역할도 한다.On the contrary, the IP packet is converted into a MAC frame and transmitted to the wireless physical layer 200 through the transmission FIFO 500 through the MAC controller 300 and the transmission / reception controller 520. This radio physical layer 200 sends a MAC frame to the baseband signal processor 22 of FIG. An interface between the external system bus 20 (eg, PCMCIA, PCI, ISA, EISA, CardBus, etc.) and the RISC processor 100 of FIG. 2 is provided. Once created, the IP packet is stored in the external shared memory, and this data is also loaded on the external bus.

MAC 제어기(300)에 사용되는 메모리 복사, DMA제어는 송수신시 송수신FIFO(500,510)의 내용을 RISC 프로세서(100)의 동작에 관계없이 바로 외부 휘발성 메모리에 넣어주는 역할을 한다. 또한, 송신시에는 외부 공유 휘발성 메모리의 내용을 MAC 프레임 생성부 슬레이브를 거쳐 송수신 FIFO(500,510)로 데이터를 보내준다. 외부 비휘발성 메모리에는 매체 접근제어 처리장치(21)를 동작시키기 위한 펌웨어 데이터가 저장 되어 있다.Memory copy and DMA control used in the MAC controller 300 plays a role of directly inserting the contents of the transmission / reception FIFOs 500 and 510 into the external volatile memory regardless of the operation of the RISC processor 100. In addition, during transmission, the contents of the external shared volatile memory are transmitted to the transmission / reception FIFOs 500 and 510 via the MAC frame generation slave. The external nonvolatile memory stores firmware data for operating the media access control processor 21.

MAC 제어기(300)는 송수신제어기(520)과 함께 RISC 프로세서(100), 메모리(110)와의 인터페이스를 가지면서 미디어 액세스 제어 계층의 프로토콜을 수행한다. 메모리(110)와 송수신버퍼(500,510)와의 데이터 전송을 메모리 복사, DMA에 의한 방법 등으로 동작 된다. 이 때, 버퍼디스크립터(530)에 메모리에 저장된 MAC 프레임의 어드레스, 길이 등을 저장하여 MAC제어기(300)가 이 내용을 보고 송수신제어기(520)을 제어하여 데이터의 전송을 처리한다. 이 때, 부가적으로 메모리(110)와 송수신버퍼(500,510)와의 어드레스 결정을 옵셋조정기(540)에서 한다.The MAC controller 300 performs the protocol of the media access control layer while having an interface with the RISC processor 100 and the memory 110 together with the transceiver controller 520. Data transmission between the memory 110 and the transmission and reception buffers 500 and 510 may be performed by a memory copy, a DMA method, or the like. At this time, the address, length, and the like of the MAC frame stored in the memory are stored in the buffer descriptor 530 so that the MAC controller 300 sees the contents and controls the transmission / reception controller 520 to process data transmission. At this time, the address controller 540 performs address determination between the memory 110 and the transmission / reception buffers 500 and 510.

본 발명은 상기 언급한 종래 단일 송수신큐를 사용하는 인터페이스 방식의 단점을 해소시키기 위해 도출된 것으로, 전송율에 따라 구분된 다중 송수신 큐를 채용하여 이를 원형 버퍼 방식의 모듈로 N 어드레싱을 통해 처리함으로써 무선 물리계층과의 인터페이스를 고속이며 효율적으로 가능하게 하는 인터페이스 장치 및방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was derived to solve the above-mentioned disadvantages of the interface method using a single transmit / receive queue, and employs multiple transmit / receive queues classified according to data rates and processes them through N addressing in a circular buffer type module. An object of the present invention is to provide an interface device and method for enabling high speed and efficient interface with a physical layer.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선 LAN의 개략적 구성도;1 is a schematic block diagram of a wireless LAN to which the present invention is applied;

도 2는 도 1에 도시된 이동단말(MT)의 개략적 구성도;2 is a schematic configuration diagram of a mobile terminal MT shown in FIG. 1;

도 3은 종래의 단일 송수신 큐(Queue) 요소(FIFO 또는 버퍼)를 가지는 큐(Queue)모델 구성도;3 is a queue model configuration diagram having a conventional single transmit / receive queue element (FIFO or buffer);

도 4는 본 발명의 적절한 실시예에 따른 다중 송수신 큐 요소를 가지는 큐 모델 구성도;4 is a queue model diagram having multiple transmit and receive queue elements in accordance with a preferred embodiment of the present invention;

도 5은 종래의 단일 송수신 큐 요소를 제어하는 매체접근제어 처리 장치;5 is a media access control processing apparatus for controlling a conventional single transmit / receive queue element;

도 6은 본 발명의 적절한 실시예에 다른 다중 송수신 큐 요소를 제어하는 매체접근제어 처리 장치; 및6 is a media access control processing apparatus for controlling multiple transmit / receive queue elements in accordance with a suitable embodiment of the present invention; And

도 7은 본 발명에 따른 다중 송수신 큐 요소를 제어하는 원형버퍼의 모듈로 N wraparound 어드레싱 방법을 설명하는 도이다.7 is a diagram illustrating a modular N wraparound addressing method of a circular buffer for controlling multiple transmit / receive queue elements according to the present invention.

*도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명* Brief description of the main symbols in the drawings

40 : 분할 송신 큐 41 : 분할 수신 큐40: split send queue 41: split receive queue

100 : RISC 프로세서 200 : 무선 물리계층100: RISC processor 200: wireless physical layer

300 : MAC 제어기 610 : 송신 버퍼 제어기300: MAC controller 610: transmit buffer controller

620 : 수신 버퍼 제어기 613a∼613c, 623a∼623c : 원형 버퍼620: Receive buffer controllers 613a to 613c, 623a to 623c: circular buffer

본 발명의 제1 측면에 따르면, 무선 LAN 액세스 포인트(AP)를 통해 이더넷에 접속되는 이동 단말 장치에 사용되며 MAC 프레임 데이터 처리를 위한 RISC 프로세서와 무선 물리계층간의 인터페이스가 이루어지는 매체접근제어장치에 있어서, 송신 데이터를 처리하는 송신큐 및 수신 데이터를 처리하는 수신큐 각각은 전송율별로 구분되어 처리된 복수개의 패킷을 저장하여 모듈로 N 어드레싱으로 제어되는 복수개의 원형 버퍼로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 매체접근제어장치가 제공된다.According to a first aspect of the present invention, a medium access control apparatus used in a mobile terminal device connected to an Ethernet through a wireless LAN access point (AP) and configured to interface between a RISC processor and a wireless physical layer for processing MAC frame data. And a transmission queue for processing the transmission data and a reception queue for processing the reception data are configured with a plurality of circular buffers controlled by modulo N addressing by storing a plurality of packets which are divided and processed according to transmission rates. An access control device is provided.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 무선 LAN 액세스 포인트(AP)를 통해 이더넷에 접속되는 이동 단말 장치에 사용되는 매체접근제어장치에서 MAC 프레임 데이터 처리를 위한 RISC 프로세서와 무선 물리계층간의 인터페이스 장치에 있어서, 입력되는 MAC 프레임 데이터를 전송율에 따라 구분된 각각의 패킷별로 처리하여 상기 무선 물리계층으로 전송하는 송신부; 및 상기 무선 물리계층으로부터 수신되는 MAC 프레임 데이터를 전송율에 따라 구분된 각각의 패킷별로 처리하는 수신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치가 제공된다.According to a second aspect of the present invention, there is provided an interface device between a RISC processor and a wireless physical layer for processing MAC frame data in a medium access control device used for a mobile terminal device connected to Ethernet through a wireless LAN access point (AP). A transmitter configured to process the input MAC frame data for each packet classified according to a transmission rate and transmit the received MAC frame data to the wireless physical layer; And a receiver configured to process MAC frame data received from the radio physical layer for each packet classified according to a transmission rate.

또한, 본 발명의 제3 측면에 따르면, 무선 LAN 액세스 포인트(AP)를 통해 이더넷에 접속되는 이동 단말 장치에 사용되는 매체접근제어장치에서 MAC 프레임 데이터 처리를 위한 RISC 프로세서와 무선 물리계층간의 인터페이스 방법이 제공되는데, 상기 방법은, 상기 MAC 프레임 데이터를 전송율별로 복수개의 패킷으로 구분하고, 상기 구분된 패킷 각각을 전송율별로 복수개의 원형 버퍼에 저장시킨 후, 상기 원형 버퍼를 모듈로 N 어드레싱을 통해 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to a third aspect of the present invention, an interface method between a RISC processor and a wireless physical layer for processing MAC frame data in a medium access control apparatus used for a mobile terminal device connected to Ethernet through a wireless LAN access point (AP) The method includes: dividing the MAC frame data into a plurality of packets for each transmission rate, storing each of the divided packets in a plurality of circular buffers for each transmission rate, and then controlling the circular buffer through modular N addressing. Characterized in that.

지금부터 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 적절한 실시예를 단지 예의 방법으로 상세히 설명하도록 하겠다.Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, by way of example only, with reference to the accompanying drawings.

도 4를 참고하면, 미디어 엑세스 제어 계층을 수행하는 RISC프로세서(4-1)와 5GHz대역의 OFDM의 변복조 방식을 가지는 무선 물리계층(4-4) 사이에 송수신 버퍼(4-2, 4-3)로 전송율의 차이에 따른 송수신 버퍼를 분리하여 다중 송신 큐(4-2)와 다중 수신 큐(4-3)으로 분리하여 각각 현격한 차이를 나타내는 전송율(Arrival Rate) 1/λ를 가진 음성, 화상, 데이터 패킷 처리를 효율적으로 할 수 있도록 하였다.Referring to FIG. 4, transmission and reception buffers 4-2 and 4-3 are provided between a RISC processor 4-1 performing a media access control layer and a wireless physical layer 4-4 having an OFDM demodulation scheme of 5 GHz band. ), Which separates the transmission and reception buffer according to the difference of transmission rates, and divides the transmission / reception buffer into multiple transmission queues 4-2 and multiple reception queues 4-3, respectively, and has a significant difference (Arrival Rate) of 1 / λ, Image and data packet processing can be efficiently performed.

도 4는 도 2의 매체접근처리장치(2-4)의 내부에 구성된 장치에 호환성을 가지고 사용된다. 도 4에 도시된 바와 같은 본원의 적절한 실시예에 따른 매체접근처리장치의 구성은 RISC프로세서(4-1)-다중 송수신큐(4-2,4-3)-무선물리계층(4-4)로 구성되며 각각의 인터페이스를 모델링한 큐 모델이다. RISC프로세서(4-1)는 미디어 엑세스 제어 계층을 수행한다. 5GHz대역의 OFDM의 변복조 방식을 가지는 무선 물리계층(4-4) 사이에 송수신 버퍼(4-2, 4-3)로 전송율의 차이에 따라 버퍼를 분리한 다중 버퍼를 사용하였다. 즉, 현격한 차이를 나타내는 전송율(Arrival Rate) 1/λ를 가진 음성, 화상, 데이터 패킷 처리를 각각의 버퍼(4-2 또는 4-3)에저장을 하는 구조를 가진다. 이러한 구조의 장점으로 시스템의 성능을 높일 수 있다.FIG. 4 is used interchangeably with the device configured inside the medium access processing device 2-4 of FIG. As shown in FIG. 4, a configuration of a media access processing apparatus according to a preferred embodiment of the present application is a RISC processor 4-1-multiple transmit / receive queues 4-2 and 4-3-a wireless physical layer 4-4. It is composed of a queue model modeling each interface. The RISC processor 4-1 performs a media access control layer. Multiple buffers having separate buffers according to the transmission rate difference between the transmission and reception buffers 4-2 and 4-3 between the wireless physical layer 4-4 having OFDM modulation and demodulation scheme of 5GHz band were used. That is, it has a structure in which audio, image, and data packet processing having an Arrival Rate 1 / λ representing a significant difference is stored in each buffer 4-2 or 4-3. The advantage of this structure is that the performance of the system can be improved.

도 6는 본 발명의 적절한 실시예에 따른 매체접근처리장치의 내부 구성도이다. 도면을 통해 알 수 있듯이, 도 5와 비교해 볼 때 본원의 적절한 실시예에 따른 매체접근처리장치의 구성은 버퍼 디스크립터 및 옵셋 조정기가 없다. 송신 및 수신 버퍼제어기 수신시 도 2의 기저대역신호 프로세서(2-3)에서 받은 데이터는 무선물리계층(6-7)이 된다.6 is an internal configuration diagram of a media access processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. As can be seen from the figure, the structure of the media access processing apparatus according to the preferred embodiment of the present application as compared to Figure 5 has no buffer descriptor and offset adjuster. Upon reception of the transmit and receive buffer controllers, the data received by the baseband signal processor 2-3 in FIG. 2 becomes the radio physical layer 6-7.

도 6에 따른 매체접근제어 처리장치에서의 수신시 동작은 다음과 같다. 수신된 데이터의 종류에 따라 수신 버퍼제어기(6-6)에서 수신 데이터를 전송율(Arrival Rate) 1/λ에 따라 음성, 화상, 데이터 패킷 으로 구분하여 전송율 선택기 DMUX(6-9)에서 입력 데이터를 각각의 버퍼에 맞게 원형버퍼(6-15,6-16,6-17)에 입력을 시켜준다. 입력된 MAC프레임은 수신버퍼 제어기(6-6)의 제어를 통하여 MUX(6-8)에 입력되어 MAC제어기(6-4)로 보내어진다. 즉, 종래의 기술에서 사용되는 버퍼디스크립터(5-8), 옵셋조정기(5-9)없이 바로 원형버퍼의 동작을 통하여 MAC제어기(6-4)의 제어에 의해 메모리(6-1)로 전송이 된다.The operation upon reception in the media access control processing apparatus according to FIG. 6 is as follows. According to the type of data received, the reception buffer controller 6-6 divides the received data into voice, image, and data packets according to the Arrival Rate 1 / λ, and the input data is selected by the rate selector DMUX 6-9. Input the circular buffer (6-15, 6-16, 6-17) for each buffer. The input MAC frame is inputted to the MUX 6-8 through the control of the reception buffer controller 6-6 and sent to the MAC controller 6-4. That is, without the buffer descriptor (5-8) and the offset adjuster (5-9) used in the prior art, it is transmitted to the memory (6-1) by the control of the MAC controller (6-4) through the operation of the circular buffer immediately. Becomes

반대로 송신시에는 IP패킷을 MAC프레임으로 변환하여 송신된 데이터의 종류에 따라 송신 버퍼제어기(6-5)에서 송신 데이터를 전송율(Arrival Rate) 1/λ에 따라 음성, 화상, 데이터 패킷 으로 구분하여 전송율 선택기 DMUX(6-10)에서 입력 데이터를 각각의 버퍼에 맞게 원형버퍼(6-12,6-13,6-14)에 입력을 시켜준다. 입력된 MAC프레임은 송신버퍼 제어기(6-5)의 제어를 통하여 MUX(6-11)에 입력되어 무선 물리계층(6-7)로 보내어진다. 원형 버퍼의 동작은 [도7]의 설명에서 한다.On the contrary, when transmitting, IP packet is converted into MAC frame, and the transmission buffer controller 6-5 divides the transmission data into voice, image, and data packets according to the Arrival Rate 1 / λ according to the type of transmitted data. The rate selector DMUX (6-10) inputs the input data into the circular buffers (6-12, 6-13, 6-14) for each buffer. The input MAC frame is input to the MUX 6-11 through the control of the transmission buffer controller 6-5 and sent to the radio physical layer 6-7. The operation of the circular buffer is described in FIG.

다음으로, 도 7을 참고하면, 본 발명의 적절한 실시예에 따른 매체접근제어처리장치에서 사용하는 모듈로 어드레싱의 개념을 설명하는 개략도이다.Next, referring to FIG. 7, it is a schematic diagram illustrating the concept of modulo addressing used in a media access control processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 발명자가 고속 데이터 통신을 위해 도출한 원형버퍼는 고속의 물리계층과 고속의 인터페이스를 가지기 위한 방법이다. 상기 원형버퍼는 버퍼의 시작과 끝을 연결한 형태이다. 포인터가 버퍼의 끝에 도달 했을 때, 버퍼 어드레스 계산을 동적으로 하거나, 경우에 따라서는 버퍼의 시작 위치에 포인터를 놓기도 한다.The circular buffer derived by the inventor of the present invention for high speed data communication is a method for having a high speed physical layer and a high speed interface. The circular buffer is a form connecting the start and end of the buffer. When the pointer reaches the end of the buffer, it either dynamically calculates the buffer address or, in some cases, places the pointer at the beginning of the buffer.

그런데, 이러한 원형버퍼에서는 버퍼의 시작을 언제 재 설정할지 알기 위해 다음에 사용될 데이터 포인터가 검사 되어야 하는데, 이러한 것은 일부 부가적인 Overhead가 될 수가 있다. 본 발명자는 이러한 문제를 해결하기 위해 모듈로 어드레싱(Modulo Addressing)을 한다.However, in such circular buffers, the data pointer to be used next needs to be examined to know when to reset the start of the buffer, which can be some additional overhead. The present inventors modulo addressing to solve this problem.

원형 버퍼의 동작인 wraparound 동작의 유효 어드레스는 Base address=B, most-significant buffer size=L, least-significant buffer size=I 라고 하면, 어드레스 B로부터 B+L-1까지의 메모리 공간이 유효하다. 프로그램 수행 시 어드레스 연산은 다음과 같은 방법으로 한다.If the effective address of the wraparound operation, which is the operation of the circular buffer, is Base address = B, most-significant buffer size = L, and least-significant buffer size = I, the memory space from addresses B to B + L-1 is valid. The address operation is executed in the following way.

offset은 명령어에 따라 결정되며 wraparound동작시의 offset의 크기는 반드시 버퍼 크기 보다는 작아야 한다. 본 발명에서는 도 7에 도시된 바와 같은 송수신 버퍼의 어드레스 영역을 Base address ~ Base address + K*N+(K-1) 로 설정을 하였다. 여기서, K는 모듈로 N의 정수 배수 이고, N은 모듈로 어드레싱의 모듈로 수이다. 이 때, wraparound동작이 가능한 modulo N 의 동적인 메모리 할당을 하도록 하였다. 이렇게 하여 송수신된 MAC프레임을 각각의 전송률에 맞게 MAC제어기(6-4)와 무선물리계층(6-7)에 보낸다.The offset is determined by the command, and the size of the offset during wraparound should be smaller than the buffer size. In the present invention, the address area of the transmission and reception buffer as shown in FIG. 7 is set to Base address to Base address + K * N + (K-1). Where K is an integer multiple of modulo N and N is the modulo number of modulo addressing. At this time, modulo N's dynamic memory allocation for wraparound operation is made. In this way, the transmitted and received MAC frames are sent to the MAC controller 6-4 and the radio physical layer 6-7 according to their respective transmission rates.

본 발명에 따른 고속 물리계층 전송 인터페이스 장치 및 방법을 사용하면, 음성, 화상, 데이터 패킷에 따라 전송율(1/λ)이 현격한 차이를 보이는 데이터의 송수신의 경우 각각의 전송율에 맞게 다중 송수신 큐(Queue)구성을 하고 있어서 고속의 무선 통신에서 효율적인 시스템 성능을 나타낼 수 있고, 이러한 큐의 관리를 본 발명에서 제안된 모듈로 N 어드레싱을 하는 원형버퍼방식의 제어를 하여 고속의 무선 물리 계층과 효율적인 인터페이스를 할 수 있어 시스템 성능을 획기적으로 높일 수 있다.According to the high-speed physical layer transmission interface apparatus and method according to the present invention, in the case of transmitting and receiving data having a remarkable difference in transmission rate (1 / λ) according to voice, image, and data packet, multiple transmission / reception queues ( Queue) can be used to represent efficient system performance in high-speed wireless communication, and the control of such a queue is carried out using the circular buffer method of N addressing with the proposed module in the present invention, thereby providing an efficient interface with a high-speed wireless physical layer. This can dramatically increase system performance.

Claims (9)

무선 LAN 액세스 포인트(AP)를 통해 이더넷에 접속되는 이동 단말 장치에 사용되며 MAC 프레임 데이터 처리를 위한 RISC 프로세서와 무선 물리계층간의 인터페이스가 이루어지는 매체접근제어장치에 있어서,A medium access control apparatus used for a mobile terminal device connected to an Ethernet through a wireless LAN access point (AP) and having an interface between a RISC processor and a wireless physical layer for processing MAC frame data, 송신 데이터를 처리하는 송신큐 및 수신 데이터를 처리하는 수신큐 각각은 전송율별로 구분되어 처리된 복수개의 패킷을 저장하여 모듈로 N 어드레싱으로 제어되는 복수개의 원형 버퍼로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 매체접근제어장치.Each of the transmission queue processing the transmission data and the reception queue processing the reception data each comprise a plurality of circular buffers controlled by modulo N addressing by storing a plurality of packets which are divided and processed by transmission rate. Control unit. 무선 LAN 액세스 포인트(AP)를 통해 이더넷에 접속되는 이동 단말 장치에 사용되는 매체접근제어장치에서 MAC 프레임 데이터 처리를 위한 RISC 프로세서와 무선 물리계층간의 인터페이스 장치에 있어서,An interface device between a RISC processor and a wireless physical layer for processing MAC frame data in a media access control device used for a mobile terminal device connected to Ethernet through a wireless LAN access point (AP), 입력되는 MAC 프레임 데이터를 전송율에 따라 구분된 각각의 패킷별로 처리하여 상기 무선 물리계층으로 전송하는 송신부; 및A transmitter for processing the input MAC frame data for each packet classified according to a transmission rate and transmitting the received MAC frame data to the wireless physical layer; And 상기 무선 물리계층으로부터 수신되는 MAC 프레임 데이터를 전송율에 따라 구분된 각각의 패킷별로 처리하는 수신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.And a receiver configured to process MAC frame data received from the radio physical layer for each packet classified according to a transmission rate. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 송신부는:The transmitting unit: 복수개의 송신 원형 버퍼;A plurality of transmit circular buffers; 입력되는 데이터를 전송율에 따라 복수개의 패킷으로 구분하고, 구분된 데이터를 송신 버퍼 제어수단의 제어에 따라 상기 송신 원형 버퍼 각각에 전송율별로 입력시키는 전송율 선택기;A transmission rate selector for dividing the input data into a plurality of packets according to the transmission rate, and inputting the divided data into each of the transmission circular buffers according to the transmission rate according to the control of the transmission buffer control means; 송신 버퍼 제어수단의 제어에 따라 상기 송신 원형 버퍼 각각에 저장되어 있는 데이터를 상기 무선 물리계층으로 전달하는 MUX; 및A MUX for transferring data stored in each of the transmission circular buffers to the wireless physical layer under control of transmission buffer control means; And 상기 전송율 선택기 및 MUX 를 제어하는 송신 버퍼 제어기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.And a transmission buffer controller for controlling the rate selector and the MUX. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 수신부는:The receiving unit: 복수개의 수신 원형 버퍼;A plurality of receive circular buffers; 상기 무선 물리계층을 통해 입력되는 데이터를 전송율에 따라 복수개의 패킷으로 구분하고, 구분된 데이터를 수신 버퍼 제어수단의 제어에 따라 상기 수신 원형 버퍼 각각에 전송율별로 입력시키는 전송율 선택기;A rate selector for dividing data input through the wireless physical layer into a plurality of packets according to a transmission rate, and inputting the divided data into each of the reception circular buffers according to a transmission rate according to a control of a reception buffer control unit; 수신 버퍼 제어수단의 제어에 따라 상기 수신 원형 버퍼 각각에 저장된 데이터를 MAC 제어기로 전달하는 MUX; 및A MUX for transferring data stored in each of the reception circular buffers to a MAC controller under control of a reception buffer control means; And 상기 전송율 선택기 및 MUX 를 제어하는 수신 버퍼 제어기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.And a reception buffer controller for controlling the rate selector and the MUX. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,The method according to claim 1, 3 or 4, 상기 원형 버퍼 각각은, 베이스 어드레스를 B, 시작 버퍼 어드레스를 L, 그리고 종료 버퍼 어드레스를 I 라고 할 때, B 로부터 B+L-1 까지의 wraparound 동작 유효 어드레스를 가지고, 프로그램 수행시,Each of the circular buffers has a wraparound operation valid address from B to B + L-1 when the base address is B, the start buffer address is L, and the end buffer address is I, 와 같은 어드레스 연산을 수행하며, 상기 오프셋(offset)의 크기는 상기 원형 버퍼 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.And performing an address operation such that the offset is smaller than the circular buffer size. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 송수신 원형 버퍼 각각의 어드레스 영역은, 베이스 어드레스부터 베이스 어드레스+K*N+(K-1)까지 설정되며, 여기서, N은 모듈로 어드레싱의 모듈로 수로 정수이고, K는 모듈로 N의 정수배수인 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.The address area of each of the transmit and receive circular buffers is set from a base address to a base address + K * N + (K-1), where N is a modulo number integer of modulo addressing, and K is an integer multiple of modulo N. Interface device characterized in that. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,The method according to claim 1, 3 or 4, 상기 전송율별로 구분되는 패킷은 음성, 화상 및 데이터인 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.The packets classified by the data rates are voice, image and data. 무선 LAN 액세스 포인트(AP)를 통해 이더넷에 접속되는 이동 단말 장치에 사용되는 매체접근제어장치에서 MAC 프레임 데이터 처리를 위한 RISC 프로세서와 무선 물리계층간의 인터페이스 방법에 있어서,In an interface method between a RISC processor and a wireless physical layer for processing MAC frame data in a media access control device used for a mobile terminal device connected to Ethernet through a wireless LAN access point (AP), 상기 MAC 프레임 데이터를 전송율별로 복수개의 패킷으로 구분하고, 상기 구분된 패킷 각각을 전송율별로 복수개의 원형 버퍼에 저장시킨 후, 상기 원형 버퍼를 모듈로 N 어드레싱을 통해 제어하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 방법.And dividing the MAC frame data into a plurality of packets for each transmission rate, storing each of the divided packets in a plurality of circular buffers for each transmission rate, and then controlling the circular buffer through modulo N addressing. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 원형 버퍼 각각을, 베이스 어드레스를 B, 시작 버퍼 어드레스를 L, 그리고 종료 버퍼 어드레스를 I 라고 할 때, B 로부터 B+L-1 까지의 wraparound 동작 유효 어드레스에서,In each of the circular buffers, when the base address is B, the start buffer address is L, and the end buffer address is I, at a wraparound operation valid address from B to B + L-1, 와 같은 어드레스 연산을 통해 제어하고, 상기 오프셋(offset)의 크기는 상기 원형 버퍼 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 인터페이스 방법.And an offset operation is smaller than the circular buffer size.
KR10-2000-0079074A 2000-12-20 2000-12-20 The Transmission Interface Device Of Wireless High Speed Physical Layer For Wiress LAN System KR100367088B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0079074A KR100367088B1 (en) 2000-12-20 2000-12-20 The Transmission Interface Device Of Wireless High Speed Physical Layer For Wiress LAN System

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0079074A KR100367088B1 (en) 2000-12-20 2000-12-20 The Transmission Interface Device Of Wireless High Speed Physical Layer For Wiress LAN System

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020049786A true KR20020049786A (en) 2002-06-26
KR100367088B1 KR100367088B1 (en) 2003-01-09

Family

ID=27683738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-0079074A KR100367088B1 (en) 2000-12-20 2000-12-20 The Transmission Interface Device Of Wireless High Speed Physical Layer For Wiress LAN System

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100367088B1 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100457538B1 (en) * 2002-12-02 2004-11-17 삼성전자주식회사 Multimedia data transmission methods in wireless LAN and point coordinator device in wireless LAN
KR20050037853A (en) * 2003-10-20 2005-04-25 엘지전자 주식회사 Method and apparatus of transmitting data by wireless lan
KR100503214B1 (en) * 2002-12-12 2005-07-25 한국전자통신연구원 MAC Frame Transmission Device and Method for the Wireless LAN Station
KR100562899B1 (en) * 2003-05-03 2006-03-21 삼성전자주식회사 Method And Device for Tranmitting or Receiving Wireless Adaptive MAC Frame
KR100578307B1 (en) * 2004-12-11 2006-05-11 한국전자통신연구원 Data processing device for medium access control protocol and method thereof
KR100602891B1 (en) * 2003-12-22 2006-07-19 한국전자통신연구원 Network interface card and dma data transmission control method for the same
KR100678972B1 (en) * 2006-01-05 2007-02-06 삼성전자주식회사 Apparatus and method for transmitting/receiving wireless data
KR100797501B1 (en) * 2004-01-08 2008-01-24 인터디지탈 테크날러지 코포레이션 Wireless communication method and apparatus for optimizing the performance of access points
KR100850514B1 (en) * 2006-12-06 2008-08-05 한국전자통신연구원 The apparatus and method for media access control of mobile communication system
US7477630B2 (en) 2002-12-27 2009-01-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Transmission controller used in media access control processing apparatus and transmission controlling method thereof
US7505483B2 (en) 2004-11-03 2009-03-17 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for transmitting WPAN MAC frames and method thereof

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100457538B1 (en) * 2002-12-02 2004-11-17 삼성전자주식회사 Multimedia data transmission methods in wireless LAN and point coordinator device in wireless LAN
KR100503214B1 (en) * 2002-12-12 2005-07-25 한국전자통신연구원 MAC Frame Transmission Device and Method for the Wireless LAN Station
US7477630B2 (en) 2002-12-27 2009-01-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Transmission controller used in media access control processing apparatus and transmission controlling method thereof
KR100562899B1 (en) * 2003-05-03 2006-03-21 삼성전자주식회사 Method And Device for Tranmitting or Receiving Wireless Adaptive MAC Frame
KR20050037853A (en) * 2003-10-20 2005-04-25 엘지전자 주식회사 Method and apparatus of transmitting data by wireless lan
KR100602891B1 (en) * 2003-12-22 2006-07-19 한국전자통신연구원 Network interface card and dma data transmission control method for the same
KR100797501B1 (en) * 2004-01-08 2008-01-24 인터디지탈 테크날러지 코포레이션 Wireless communication method and apparatus for optimizing the performance of access points
USRE44334E1 (en) 2004-11-03 2013-07-02 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for transmitting WPAN MAC frames and method thereof
US7505483B2 (en) 2004-11-03 2009-03-17 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for transmitting WPAN MAC frames and method thereof
KR100578307B1 (en) * 2004-12-11 2006-05-11 한국전자통신연구원 Data processing device for medium access control protocol and method thereof
KR100678972B1 (en) * 2006-01-05 2007-02-06 삼성전자주식회사 Apparatus and method for transmitting/receiving wireless data
WO2007078162A1 (en) * 2006-01-05 2007-07-12 Samsung Electronics Co., Ltd Apparatus for transmitting and receiving wireless data and method of transmitting and receiving wireless data
KR100850514B1 (en) * 2006-12-06 2008-08-05 한국전자통신연구원 The apparatus and method for media access control of mobile communication system

Also Published As

Publication number Publication date
KR100367088B1 (en) 2003-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10499431B2 (en) Channel access method for very high throughput (VHT) wireless local access network system and station supporting the channel access method
US9226314B2 (en) Channel access method for very high throughput (VHT) wireless local access network system
CN1643852B (en) System and method for performing fast channel switching in a wireless medium
EP1681807B1 (en) Wireless LAN Communication Method and Apparatus
EP2498564B1 (en) Efficient wireless transmission opportunity handoff
EP1968261B1 (en) Wireless communication terminal and wireless communication method
EP2050231B1 (en) Mac protocol for centrally controlled multichannel wireless local area networks
EP1881647A1 (en) Terminal control apparatus and wireless lan system
CN101123754B (en) Wireless system, wireless communication apparatus and communication method
CN100449958C (en) Apparatus and method for controlling transmission power in a wireless communication system
KR20070032719A (en) TD / TDMA wireless superframe, system for transmitting TD / TDMA super frame, superframe transmission method
US7933217B2 (en) Wireless network system and method for transmitting and receiving data in the wireless network
CN113498218A (en) Synchronous multilink wireless transmission opportunity procedure
KR20070015380A (en) Method for reducing medium access overhead in a wireless network
RU2313186C2 (en) Adaptive modulation and other physical level extensions in multi-access systems
KR100367088B1 (en) The Transmission Interface Device Of Wireless High Speed Physical Layer For Wiress LAN System
US9204466B2 (en) Method and apparatus of channel access in wireless local area network
KR20060011447A (en) Medium access control apparatus for overlaying channels network
KR20040047376A (en) Communication control method for wireless LAN
WO2005011199A2 (en) Method, access point and program product for providing bandwidth and airtime fairness in wireless networks
US20050070270A1 (en) Wireless communication apparatus
KR20040063249A (en) Method and apparatus for mac in a wireless lan
KR100281649B1 (en) Media Access Control Processing Unit in Wireless ATM System
WO2007113730A1 (en) Mobile station for a multi-channel based communications network
JP2008533797A (en) Communication quality providing steps using periodic channel time allocation

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121129

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131128

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150918

Year of fee payment: 13

R401 Registration of restoration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151221

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161220

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171220

Year of fee payment: 16

LAPS Lapse due to unpaid annual fee