KR20040077974A

KR20040077974A - 통신 디바이스 및 이의 동작 방법 및 통신 네트워크

Info

Publication number: KR20040077974A
Application number: KR10-2004-7012890A
Authority: KR
Inventors: 멜피그나노디에고
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2004-09-07
Also published as: AU2003247430A1; EP1479195A1; WO2003071741A1; CN1636357A; JP2005518714A; US20050107103A1

Abstract

본 발명은 다수의 무선 모듈(20)이 그 내부에 집적된 무선 포인트(12)를 포함하는 무선 통신 장치를 개시한다. 각 모듈(20)은 공유 자원 네트워크(a shared resources network)(10) 내의 마스터 유닛으로서 구성가능하며, 임의의 다른 무선 통신 모듈의 고유 클록(28)과 무관하게 자신을 클록킹하는 자신의 고유 클록(native clock)(28)을 포함한다. 상기 각 모듈(20)은 자신의 베이스밴드 제어기(24) 및 송수신기(26)를 더 포함하며, 자신의 고유 클록(28)에 의해 규정된 타임슬롯들(timeslots) 내에 패킷을 전송함으로써 하나 이상의 사용자 단말기(16)와의 무선 통신을 위해 적응된다. 각 모듈(20)은 상기 동일한 액세스 포인트(12) 내부로 집적된 2 개의 상기 모듈(10)의 패킷 전송들이 서로 동기화되도록 상기 무선 통신 모듈(20)들을 실질적으로 동기화하는 데 사용되는 신호를 공급하는 적어도 하나의 외부 입력부(18,180;30)를 포함한다.

Description

통신 디바이스 및 이의 동작 방법 및 통신 네트워크{WIRELESS COMMUNICATIONS ARRANGEMENTS WITH SYNCHRONIZED PACKET TRANSMISSIONS}

무선 유닛을 기반으로 하는 무선 통신 시스템들 및 이들을 적어도 임시적으로 공유 자원 네트워크 내부로 그룹화하는 데 사용되는 접속부들이 알려져 있다. 현재 구현되고 있는 이러한 통상적인 타입의 네트워크는 단거리 주파수 호핑 및 비조정 네트워크(a short-range, frequency-hopping and uncoordinated network)의 형태이며 본 기술 분야에서는 "블루투스"(TM) 통신으로서 알려져 있다. 이러한 통신은 블루투스 표준 방식에 의해 제어되며 블루투스 통신과의 일치를 위한 모든 사양들은 현재의 블루투스 표준 방식과 이에 대한 정보를 보유하고 있는 블루투스 SIG(Special Interests Group)(www.bluetooth.com)에서 찾을 수 있다.

블루투스 통신에 대한 유용한 내용은 "Bluetooth, Connect Without Wires"(저자: Jennifer Bray 및 Charles F. Sturman, 출판사 : Prentice Hall PTR, ISBN 0-13-089840-6)의 텍스트에서 찾을 수 있다.

더 오래된 종래 기술은 가령 WO 01/20940, US5940431 및 미국 공보 출원 2001/0005368A1 및 2001/0033601A1에서 찾을 수 있으며 이들 문헌에서는 본 기술 분야의 현재의 상태에 대한 몇몇 측면들이 개시되어 있다.

블루투스 모듈/디바이스는 본 기술 분야에서 지칭되는 "대기(standby) 상태와 "접속(connection)" 상태인 두 주요 상태로 존재한다. 대기 상태는 블루투스 디바이스가 다른 디바이스와 어떠한 링크도 하지 않은 디폴트 상태(default state)이다. 다른 블루투스 디바이스와의 링크를 확립하여 접속 상태를 성취하기 위해서, 두 개의 절차가 순차적으로 실행되어야 하는데 이 두 절차는 "조회(inquiry)" 절차 및 "호출(page)" 절차로서 지칭된다.

임의의 디바이스도 조회 메시지를 발행할 수 있으며 이 조회 상태는 잠재적 마스터 유닛 또는 슬레이브 유닛의 어드레스를 획득하는 데 사용되는데, 이 어드레스는 DAC(Device Access Code)로서 지칭된다. 이 조회 절차는 디바이스들 간의 접속을 확립하지 않고 오직 호출 절차가 이를 확립한다. 조회 절차는 접속을 위한 잠재적 후보를 식별하여 이들의 어드레스를 수집한다. 일단 한 디바이스가 가령 조회 절차에 의해서 획득된 다른 디바이스의 DAC를 알았다면, 그 디바이스는 그 다른 디바이스를 호출한다. 이 호출 절차가 성공적이면, 호출하는 디바이스 및 호출받는 디바이스가 서로 접속 상태로 들어가며 이로써 이들은 상호작용하여 데이터 패킷을 교환한다.

몇몇 종래 기술 장치에서의 액세스 포인트는 조회 동작과 호출 동작을 순차적으로 수행하도록 해야 하기 때문에, 접속이 이루어지기 전에 불필요한 지연 상태가 존재할 수 있다. 이는 특히 액세스 포인트가 조회 메시지 전송에 대한 다수의 응답을 수신하거나 이미 접속된 슬레이브 유닛으로부터 핸드오프(handoff)에 대한 다수의 요청을 수신할 경우에 그러하다. 또한, 모든 이러한 동작들을 수행하는 동일한 무선 모듈이 또한 그의 피코넷(pinconet) 내의 각 슬레이브 유닛과의 상호작용을 위해서 각 액세스 포인트 내부에서 공유되어야 한다. 그러므로, 응답 속도 및 용량이 소정의 종래 기술의 제안 사항에 대해서도 개선될 수 있는 장치가 필요하다.

무선 통신 모듈의 비용이 감소됨에 따라서, 시스템의 전체 용량을 증가시키기 위해서 다수의 모듈을 단일 통신 디바이스 내부로 집적시키는 것이 유리하다. 이러한 애플리케이션의 한 실례는 블루투스 통신을 지원할 수 있는 네트워크의 단일 액세스 포인트 내부로 몇 개의 모듈들을 집적시키는 것이다. 그러나, 블루투스 클록이 자유롭게 동작하는 특성으로 인해서 이러한 다수의 집적된 모듈들의 비조정된 주파수 호핑 패턴들(uncoordinated frequency hopping patterns) 간에 간섭이 존재할 수 있다.

발명의 개요

본 발명의 목적은 개선된 무선 통신 장치, 특히 단일 통신 디바이스 내부로 집적된 무선 통신 모듈 그룹을 포함하는 개선된 무선 통신 장치를 제공하는 것이다.

이에 따라, 본 발명은 그 내부에 집적된 무선 통신 모듈들의 그룹을 포함하는 통신 디바이스를 제공하는데, 상기 무선 통신 모듈 각각은 가령 LAN과 같은 공유 자원 네트워크(a shared resources network)의 마스터 유닛으로서 구성가능하며, 상기 그룹 내의 임의의 다른 무선 통신 모듈의 고유 클록과 무관하게 자신을 클록킹하는 자신의 고유 클록(native clock)을 포함하고, 자신의 베이스밴드 제어기 및 송수신기를 더 포함하며, 자신의 고유 클록에 의해 규정된 타임슬롯들(timeslots) 내에 패킷을 전송함으로써 가령 이동 단말기 또는 고정 단말기와 같은 하나 이상의 사용자 단말기와의 무선 통신을 위해 적응되고, 상기 동일한 통신 디바이스 내부로 집적된 2 개의 상기 모듈의 패킷 전송들이 서로 동기화되도록 상기 무선 통신 모듈들을 실질적으로 동기화하는 데 사용되는 신호를 공급하는 적어도 하나의 외부 입력부를 포함한다. 바람직하게는, 동일한 통신 디바이스 내부에 집적된 2 개의 상기 통신 모듈들의 패킷 전송 간에는 어떠한 부분적인 충돌도 존재하지 않거나 감소된 부분적 충돌이 존재할 뿐이다.

상기 무선 통신 모듈들은 자신의 고유 클록의 동기화에 의해서 동기화된다. 이러한 동기화는 상기 각 베이스밴드 제어기가 동일한 사전 할당된 값을 그의 각각의 상기 모듈의 고유 클록 레지스터 내부로 실질적으로 동시에 기록함으로써 성취된다. 상기 베이스밴드 제어기는 바람직하게는 상기 디바이스의 초기화 시에 상기 사전 할당된 값을 기록하도록 상기 외부 입력부를 통해 개시된다.

상기 외부 입력부는 가령 상기 각 모듈에 공통적인 초기화, 리셋 또는 인터럽트 신호를 제공함으로써 상기 모듈들을 동기화하는 인터럽트 라인(an interrupt line)을 포함한다.

상기 무선 통신 모듈들은 가령 상기 외부 입력부를 통해 상기 각 모듈에 제공되는 공통 발진기를 각 모듈 간에 사용함으로써 동기화될 수 있다.

상기 동기화는 상기 다수의 모듈들 간에 상기 타임슬롯들을 실질적으로 정렬시키며 바람직하게는 상기 타임슬롯들의 경계들을 정렬시킨다.

상기 동기화로 인해서 상기 각 패킷 전송은 상기 디바이스의 다른 상기 무선 통신 모듈로부터의 다른 패킷 전송에 의해서 성공적으로 수행되거나 실질적으로 완전하게 무산된다.

상기 디바이스는 상기 디바이스로부터 상기 공유 자원 네트워크로의 액세스를 제어하는 호스트 프로세서를 더 포함한다. 상기 다수의 무선 통신 모듈은 상기 호스트 프로세서를 통해서 상기 공유 자원 네트워크로 접속된다. 상기 무선 통신 모듈들 중 하나 이상의 모듈은 호스트 제어기 인터페이스(HCI)를 통해 상기 호스트 프로세서에 접속된다.

적어도 2 개의 상기 무선 통신 모듈은 상이한 통신 태스크에 전용되며 하나의 상기 모듈은 상기 디바이스의 범위 내에 존재하지만 상기 디바이스에 현재 접속되지 않은 사용자 단말기를 캡쳐(capture)하는 데 전용된다.

상기 디바이스는 무선 LAN의 액세스 포인트를 포함하며 상기 LAN은 가령 블루투스 프로토콜에 따라서 동작하는 주파수 호핑 통신 네트워크를 포함한다. 그러나, 본 발명은 여기로만 한정되는 것은 아니며 전송 매체로서 확산 적외선을 포함할 수 있다.

본 발명은 또한 그 내부에 집적된 무선 통신 모듈들의 그룹을 포함하는 통신 디바이스를 동작시키는 방법을 제공하되, (a) 상기 각 무선 통신 모듈을 공유 자원 네트워크의 마스터 유닛으로서 구성하는 단계와, (b) 상기 각 무선 통신 모듈의 각각의 고유 클록을 사용하여 상기 그룹 내의 임의의 다른 무선 통신 모듈과 무관하게 상기 각 무선 통신 모듈을 클록킹하는 단계와, (c) 상기 무선 통신 모듈들 중 하나 이상의 모듈이 상기 고유 클록들에 의해 규정된 타임슬롯들(timeslots) 내에 패킷들을 전송함으로써 하나 이상의 사용자 단말기와의 무선 통신을 하는 단계와, (d) 상기 무선 통신 모듈들 간에 상기 타임슬롯들을 실질적으로 정렬하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 이 방법으로 인해서 동일한 통신 디바이스 내부에 집적된 2 개의 상기 통신 모듈들의 패킷 전송 간에는 어떠한 부분적인 충돌도 존재하지 않거나 감소된 부분적 충돌이 존재할 뿐이다.

이 방법은 고유 클록들의 동기화에 의해서 상기 무선 통신 모듈들을 동기화하는 단계를 포함한다. 각 상기 무선 통신 모듈은 베이스밴드 제어기를 포함하며 상기 동기화는 상기 베이스밴드 제어기가 각각의 상기 무선 통신 모듈의 고유 클록 레지스터 내부로 동일한 사전 할당된 값을 실질적으로 동시에 기록함으로써 성취된다. 이 방법은 바람직하게는 상기 디바이스를 초기화할 시에 상기 사전 할당된 값을 기록하도록 외부 입력부를 통해 상기 베이스밴드 제어기를 개시하는 단계를 포함한다. 상기 외부 입력부는 가령 상기 각 모듈에 초기화, 리셋 또는 인터럽트 신호를 공통적으로 실질적으로 동시에 인가함으로써 상기 모듈들을 동기화하는 인터럽트 라인을 포함한다.

본 방법은 상기 외부 입력부를 통해 상기 무선 통신 모듈 간에 공통 발긴기를 제공하고 이를 상기 각 모듈에 대해서 사용함으로써 상기 무선 통신 모듈들을 동기화하는 단계를 포함한다.

본 방법은 상기 다수의 모듈들 간에 상기 타임슬롯들을 실질적으로 정렬시킴으로써, 바람직하게는 상기 타임슬롯들의 경계들을 정렬시킴으로써 상기 무선 통신 모듈들을 동기화하는 단계를 포함한다.

본 방법의 상기 동기화 단계로 인해서 상기 각 패킷 전송은 상기 디바이스의 다른 상기 무선 통신 모듈로부터의 다른 패킷 전송에 의해서 성공적으로 수행되거나 실질적으로 완전하게 무산된다.

본 방법은 상기 다수의 무선 통신 모듈을 호스트 프로세서를 통해서 상기 공유 자원 네트워크로 접속하는 단계와, 상기 무선 통신 모듈들 중 하나 이상의 모듈을 호스트 제어기 인터페이스(HCI)를 통해 상기 호스트 프로세서로 접속하는 단계를 포함한다.

본 방법은 적어도 2 개의 상기 무선 통신 모듈을 상이한 통신 태스크에 전용시키는 단계와, 하나의 상기 무선 통신 모듈을 상기 디바이스의 범위 내에 존재하지만 상기 디바이스에 현재 접속되지 않은 사용자 단말기를 캡쳐(capture)하는 데에만 전용시키는 단계를 포함한다.

본 방법은 무선 LAN의 액세스 포인트로서 상기 디바이스를 사용하는 단계를 포함하되, 상기 무선 LAN은 가령 블루투스 프로토콜에 따라서 동작하는 주파수 호핑 통신 네트워크를 포함한다.

본 발명은 또한 본 발명의 통신 디바이스에 따른 적어도 하나의 통신 디바이스를 포함하거나 상기 본 방법에 따라서 동작하는 통신 디바이스를 포함하는 통신 네트워크를 제공하며, 상기 디바이스는 바람직하게는 상기 네트워크의 액세스 포인트로서 구성된다.

본 발명은 이제 첨부 도면을 참조하여 오직 예시적으로 설명된다.

본 발명은 무선 통신 장치에 관한 것이며, 특히 무선 통신 모듈 그룹이 구역 네트워크로의 액세스 포인트와 같은 단일 통신 디바이스 내부로 집적되는 무선 통신 장치에 관한 것이다.

도 1은 다수의 무선 모듈을 포함하는 액세스 포인트의 기본 아키텍쳐의 도면,

도 2(a) 및 도 2(b)는 도 1에 따른 기본 장치의 타임 슬롯 사용의 실례를 도시한 도면,

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수정을 포함하는 도 1에 따른 기본 장치의 도면,

도 5는 도 3 및 도 4에 따른 장치의 타임 슬롯 사용의 실례를 도시한 도면.

본 발명은 이제 소정의 실시예를 참조하여 기술될 것이지만 본 발명은 이 실시예로 한정되는 것이 아니라 첨부된 청구 범위에 의해 한정된다. 또한, 본 발명은 주로 LAN를 참조하여 기술될 것이지만 여기로만 한정되는 것은 아니다. 네트워크는 그 내의 하드웨어 자원들이 공유되고 각 하드웨어 네트워크 요소가 임의의 다른 네트워크 요소로부터 액세스될 수 있는 SRN(공유 자원 네트워크)의 임의의 형태일 수 있다. 본 발명에 따른 SRN은 CAN, LAN 또는 WAN과 거의 동일한 것으로 고려될 수 있지만 용어 SRN은 본 발명이 잘 알려진 CAN, WAN 또는 LAN의 특정 측면들, 가령 경쟁 방식, 이더넷, 토큰 링 또는 무선 LAN으로 한정되지 않음을 나타낸다. 특히, 본 발명은 이동 유닛과 마스터 유닛 간의 단거리 무선 접속과 연관된 PAN(a personal area network)에 관련된다. 또한, PAN, LAN 또는 WAN의 토폴러지는 본 발명에 대한 제약 사항으로서 고려되지 않으며, 가령 물리적 버스형(bus physical), 물리적 별형(star physical), 분포된 별형(distributed star), 물리적 링형(ring physical), 논리적 버스형(bus logical), 논리적 링형(ring logical) 모두가 적절하게 사용될 수 있다. 가령 IEEE 802.3, IEEE 802.4, IEEE 802.5, ANSI X3T9.5(FDDI, I 및 Ⅱ)와 같은 다양한 통신 표준 방식들이 LAN를 위해 생성되었으며 이들의 어레이가 본 발명에서 유리하게 사용된다. LAN 및 WAN 설계 및 구성은 가령 Christa Anderson 및 Mark Minasi에 의해 1999년 SYBEX Network Press에서 출판된 "Mastering Local Area Networks" 또는 Fred Halsall에 의해서 1996년에 Addison-Wiley에서 출판된 "Data Communications, Computer networks and Open Systems"에 상세하게 개시되어 있다. 다양한 타입의 무선 LAN이 표준화되었거나 통상적으로 사용되고 있으며 그의 실례는 IEEE 802.11, IEEE 802.11HR(스프레드 스펙트럼) 표준 방식 및 DECT, 블루투스, HIPERLAN, 확산 또는 포인트 투 포인트 자외선을 기반으로 하는 시스템 등이 있다. 무선 LAN은 Jim Geier에 의해서 1999년에 Macmillan Technical Publishing에서 출판된 "Wireless LAN"에서 상세하게 설명되어 있다. 용어 "무선" 통신은 본 발명에 따라서 와이어, 동축 케이블, 광섬유 케이블과 같은 물리적 접속부를 필요로 하지 않는 통신의 임의의 형태를 포함한다. 가령, 본 발명은 전송 매체로서 확산 적외선을 사용하는 것을 포함한다.

본 발명의 모든 실시예들은 블루투스 프로토콜에 따라 통신하는 마스터 유닛 및 슬레이브 유닛을 포함할 수 있다. 이러한 시스템의 특징은 다음과 같은 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

1. 스프레드 스펙트럼 기술로서의 저속 주파수 호핑(즉, 호핑 레이트가 변조 레이트보다 느림),

2. 마스터 유닛이 호핑 시퀀스(hopping sequence)를 설정할 수 있는 마스터 유닛 및 슬레이브 유닛,

3. 각 디바이스는 그의 자신의 클록 및 자신의 어드레스를 가짐,

4. 마스터 유닛의 호핑 시퀀스는 그의 어드레스로부터 적어도 부분적으로 결정될 수 있음,

5. 하나의 마스터 유닛과 통신하는 슬레이브 유닛 세트 모두는 (마스터 유닛)의 동일한 호핑 주파수를 가지며 피코넷(piconet)을 형성함,

6. 피코넷들이 공통 슬레이브 유닛을 통해 링크되어 스캐터넷(a scatternet)을 형성함,

7. 슬레이브 유닛과 마스터 유닛 간의 TDMA(Time Division Multiplex transmissions),

8. 슬레이브 유닛과 마스터 유닛 간의 TDDA(Time Division Duplex transmissions),

9. 슬레이브 유닛과 마스터 유닛 간의 전송들은 동기적 또는 비동기적임,

10. 마스터 유닛은 슬레이브 유닛이 전송할 수 있는 시기를 결정함,

11. 슬레이브 유닛은 오직 마스터 유닛에 의해서 어드레싱될 때에만 응답함,

12. 클록들이 자유롭게 동작함,

13. 비조정된 네트워크, 특히 2.4 GHz 무허가 ISM 대역에서 동작하는 비조정된 네트워크,

14. 애플리케이션으로 하여금 그 구역 내의 다른 블루투스 디바이스를 찾게 하는 소프트웨어 스택,

15. 다른 디바이스들은 탐색/조회 절차에 의해 발견됨,

16. 하드 핸드 오버(hard hand-over).

용어 "저속 주파수 호핑"은 호핑 주파수가 변조 주파수보다 저속임을 말하며 고속 주파수 호핑은 호핑 레이트가 변조 레이트보다 고속임을 말한다. 본 발명은 저속 주파수 호핑 또는 고속 주파수 호핑으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 또한 오직 블루투스 프로토콜로만 한정되는 것이 아니라 가령 주파수 호핑과 같은 스프레드 스펙트럼 기술을 사용하며 실제의 브로드캐스트된, 비콘 또는 파일럿 채널(a true broadcast, beacon or pilot channel)이 없는 접속 지향형(가령, 회로 스위치형) 무선 장치를 위해 임의의 적합한 프로토콜을 포함할 수 있다. 이러한 장치들 중 몇몇은 각 마스터 유닛이 기지국 역할을 하며 셀(cell)이 그의 커버 구역(coverage area)으로 고려될 수 있는 비조정된 셀룰러 시스템으로 지칭된다.

여러 도면에서, 무선 통신 장치는 블루투스 표준 및 프로토콜로 동작하는 무선 통신 네트워크과 그의 통신이 양립하는 LAN과 같은 공유 자원 네트워크를 포함한다. 이 공유 자원 네트워크는 가령 무선 LAN 또는 유선 LAN과 같은 상술된 임의의 공유 자원 네트워크의 형태일 수 있다. LAN 액세스 포인트(12)에 접속된 LAN 세그먼트(10)만이 도시된다. 액세스 포인트(12)은 호스트 프로세서(도시되지 않음)를 포함하는 액세스 포인트 호스트(14)를 포함한다.

액세스 포인트(12)는 이동 무선 단말기 또는 고정 무선 단말기(16)(도면에서는 오직 이동 단말기만이 도시되었지만 여기에만 한정되는 것은 아님)로의 액세스를 제공하는 무선 액세스 포인트이다. 이 액세스 포인트(12)는 가령 무선 모듈 또는 확산 적외선 모듈과 같은 다수의 무선 통신 모듈을 포함한다. 본 발명의 실시예로서, 서로 독립하는 다수의 블루투스 무선 모듈(20)(1,2,...N)이 동일한 액세스 포인트(12) 내부로 집적되고 각 무선 모듈(20)은 호스트 제어기 인터페이스(HCI)에 의해서 LAN 호스트(14)에 접속된다. 무선 모듈(20)은 LAN 호스트(14)를 통해서 LAN(10)과 통신하며 이동 무선 단말기 또는 고정 무선 단말기(16)와의 무선 LAN(피코넷)을 형성한다. 무선 모듈은 자신의 송수신기(26)를 사용하여 이 피코넷 내부의 슬레이브 유닛(16)으로서 구성된 하나 이상의 이동 또는 고정 무선 단말기(16)와의 무선 통신을 위해 적응되는 블루투스 마스터 유닛으로서 구성된다. 슬레이브 유닛과 마스터 유닛 간의 무선 통신은 블루투스 표준을 따라 주파수 호핑 패턴을 사용한다. 각 무선 모듈(20)은 집적된 칩세트(22,24,26,28)의 형태로 되며 각 칩세트는 위상 동기 루프(PLL)(22) 및 그 모듈의 개별 무선 송수신기(26)와 연관된 프로그램가능한 베이스밴드 프로세서(BB Proc)(24)를 포함한다.

무선 모듈(20)은 슬레이브 유닛(16)과 통신에 성공할 경우에 피코넷을 생성한다. 각 무선 모듈(20)은 그의 블루투스(BT) 클록 레지스터(28)에 의해 표현된 자신의 고유 클록을 가지며 그 피코넷의 주파수 호핑 패턴은 그 모듈의 어드레스 및 각각의 마스터 유닛(1,2,...N)의 고유 클록에 의해서 결정된다. 여기서, 모듈(20) 내에서 블루투스 고유 클록은 "자유롭게 동작하는 발진기에 의해 제공된 24 비트 카운터의 값"으로 규정될 수 있으며, 이 클록은 그의 무선 모듈(20)을 위한 타임슬롯을 결정한다. 도 1의 기본 장치에서, 각 무선 모듈(20)은 자신의 발진기 및 자신의 24 비트 카운터(28)를 포함하며 이들은 임의의 다른 무선 모듈(20) 내의 클록과 전혀 무관하게 동작한다.

무선 모듈(20)의 클록 모두가 서로 독립적이기 때문에, 단일 반송 주파수를 위한 베이스밴드 패킷 전송의 슬롯 타이밍들이 비동기화되며, 이로써 그들의 경계들이 통상적으로 실질적으로 정렬되지 않을 것으로 예상된다. 이로써, 전송 타이밍은 도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하여 도시된 바와 유사한 특성을 갖게 된다. 이 도면에서는, 세 개의 비동기화된 모듈(20)로부터의 데이터 패킷의 전송이 표현되며, 이 특정 세 개의 모듈(20)은 설명을 용이하게 하기 위해서 모듈 그룹(1,2,3...N)에서 선택된 모듈(A,B,C)이다. 오직 모듈(A,C)만이 이 순간적 시나리오에서 패킷을 전송하는 것으로 고려된다.

도 2(a) 및 도 2(b)에서 비동기화된 모듈(A,B,C)의 비조정된 주파수 호핑 패턴들 간의 간섭은 전체적인 성능을 감소시키며, 이로써 어떠한 충돌도 발생하지 않거나 완벽한 충돌이 발생하거나(도 2(a)), 부분적인 충돌이 발생한다(도 2(b)). 이러한 충돌은 동일한 액세스 포인트(12) 내부에 집적된 그룹(A,B,C) 내의 상이한 무선 모듈(A,C)에 의해서 하나 이상의 타임슬롯에서 전송되는 잠재적으로 중첩하는 패킷 데이터(a1,c1;a2,c2;a3,c3) 간에 발생한다.

완전 충돌 시에, 한 패킷 전송(a1)은 중첩된 패킷 전송(c1)을 전적으로 무산시키며, 반면에 어떠한 중첩도 없는 경우에는 두 패킷 전송(a2,c2) 모두가 완전하게 성공적으로 이루어진다. 이러한 상황은 도 2(a)의 좌측 및 우측 부분에서 각기 표현된다.

부분 충돌 시에, 부분적 중첩은 한 모듈(A)로부터의 패킷 전송(a3)과 다른 모듈(C)로부터의 패킷 전송(c3) 간에 존재한다. 이러한 상황 하에서, 데이터 패킷(a3,c3)은 부분적으로 손실 또는 완전하게 손실되며 이러한 상황은 도 2(b)에 표현된다. 부분적 중첩의 경우에, 그 효과는 경쟁 방식에 따라서 가령 ALOHA 및 슬롯형 ALOHA에서 경험된 방식과 동일한 방식으로 결정된다. 동일한 주파수에서 패킷을 전송할 시에 부분적 시간 중첩의 결과는 수신기에 의해서 보정될 수 없는 비트 에러이며 이로써 재전송이 요청될 것이다. 이는 용량 손실을 야기한다. 재전송 요청이 기존의 전송에 부가되기 때문에, 용량에 대한 영향이 심각해진다. 실제로, 재전송과 기존의 전송을 합한 전송은 매우 높은 시스템 부하를 야기하기 때문에, 보다 많은 충돌이 예상되며 이로써 보다 많은 재전송이 필요하게 된다(가령, 재전송에 대한 재전송 요청). 결과적으로, "블록킹(blocking)"으로 알려진 막대한 시스템 고장이 발생하게 된다.

도 3 및 도 4에서, 도 1의 기본 장치가 버퍼(180)를 통한 외부 입력 라인을 통해서 각각의 서로 독립하는 무선 모듈(A,B,C) 내부로 제공된 공통 발진기(18)를 사용함으로써 수정되었다. 모듈(20)(A,B,C)은 공통 리셋 회로(30)를 공유하며 이 공통 리셋은 무선 모듈 내부의 베이스밴드 프로세서(24)에서 프람프트(prompt)로서 사용되는 인터럽트, 리셋 또는 초기화 신호와 같은 외부 입력을 각 무선 모듈로 공통적으로 실질적으로 동시에 제공한다. 액세스 포인트(12)의 전력을 증가시키면, 모듈(20)(A,B,C)의 위상 동기 루프들(22)은 동기화하도록 시간을 변화시켜야 하지만 외부 발진기(18)를 사용하면 고유 클록(28)은 세 개의 칩세트들(22,24,26,28)에서는 제멋대로 이동하지(drift away) 않는다.

블루투스 타임슬롯이 가능한 한 모듈(20)(A,B,C) 간에서 정렬되도록 하기 위해서, 모든 그룹(A,B,C)의 고유 클록 레지스터(28)는 바람직하게는 실질적으로 동시에 초기화되어야 한다. 이는 베이스밴드 프로세서(24) 내부에 내장된 펌웨어(firmware)에 의해 성취된다. 가령, 본 예시적인 실시예에서 전용 인터럽트 라인, 즉 "리셋 회로(30)"가 전력 증가 시에 외부 리셋 회로에 의해서 활성화된다. 이 리셋 회로(30)는 사전결정된 지연 후에 인터럽트 신호를 생성하며 이 인터럽트 신호는 디바이스 초기화가 진행될 수 있게 한다. 프롬프트에 응답하여, 각 베이스밴드 프로세서(24) 내에서 관련 인터럽트 서비스 루틴이 사전 할당된 값을 각각의 클록 레지스터(28) 내부에 기록하는데 여기서 이 사전 할당된 값은 그룹 내의 각 모듈(A,B,C)에 대해서 동일한 사전 할당된 값이다. 이러한 방식으로, 타임슬롯의 경계들이 적절하게 정렬되어 동일한 액세스 포인트(12) 내부에 집적된 두 개의 모듈(20)의 패킷 전송들 간에 적어도 부분적인 중첩이 발생할 수 있는 여지를 크게 감소시킨다.

이렇게 단일 액세스 포인트(12) 내부에 집적된 그룹(1,2,3,...N;A,B,C) 내의 모든 모듈(20)의 고유 클록(28)을 동기화하고 그들의 타임슬롯의 경계를 실질적으로 정렬시킴으로써 발생하는 효과가 도 5에 도시되어 있다. 도 2(a) 및 도 2(b)와 유사한 방식으로, 오직 세 개의 모듈(20)(A,B,C)만이 취해지며 이들 세 개의 모듈 중 오직 두 개의 모듈(A,C)만이 그 순간에 데이터 패킷을 전송하는 것으로 간주된다. 모든 모듈(A,B,C) 간에 타임슬롯들을 정렬시키면 다른 모듈(A,B,C)에 의해서 패킷이 동시에 전송되기 때문에 패킷 전송들이 완전하게 무산되거나(a10,c10) 전적으로 성공적으로 수행된다(a20,c20). 이러한 상황은 도 5의 좌측 및 우측에 예시적으로 표현되어 있다.

따라서, 동일한 액세스 포인트(12) 내부에 집적된 마스터 유닛(20)의 그룹(1,2,3,..N;A,B,C) 간의 클록(28)을 동기화하면 패킷(a,c) 간의 부분적인 충돌이 실질적으로 제거된다. 이는 부분적 충돌 및 완전 충돌 모두의 상황에서도 적용되며 만약에 그러하지 않다면 두 무선 모듈이 동시에 동일한 주파수에서 전송할 수 있다는 사실로 인해서 보정가능한 비트 에러가 발생하게 된다. 패킷 전송에 있어서 시간 충돌의 가능성은 반감되며, 이로써 효율적인 차원에서의 이득은 임의의 단일 액세스 포인트(12) 내부에 집적된 모듈(20)의 개수가 증가할수록 더 커진다.

블루투스 통신의 특정 실례에서, 단일 액세스 포인트(20) 내부로 다수의 모듈(20)을 집적시킴으로써, 이동 단말기(16)를 지원하기 위한 각 액세스 포인트(12)의 용량을 증가시켜서 LAN(10)의 전체 용량을 증가시키기 위해서, 현재 그 비용이 감소되고 있는 오프 더 셸프 통신 모듈(off-the-shelf communications modules)을 유리하게 사용할 수 있다. 이러한 이점은 본 발명의 사상을 벗어나지 않은 균등한 장치에서도 발생한다. 이러한 집적된 모듈(20)이 패킷을 전송하는 경우에 타임슬롯의 경계를 정렬시키게 되면 이러한 패킷 전송들 간에 적어도 부분적인 충돌이 발생할 수 있는 여지가 실질적으로 감소되기 때문에 이러한 장치의 효율 및 그의 이용 가능성은 크게 개선된다.

상술된 실시예에 대한 변형 실시예에서, 단일 액세스 포인트(12) 내부로 다수의 무선 모듈(20)를 집적시키되 상이한 모듈(20)(A,B,C)은 상이한 태스크에 전용된다. 가령, 집적된 모듈(20) 중 하나의 모듈은 액세스 포인트(12)의 범위 내에 존재하지만 이 액세스 포인트(12)에는 현재 접속되지 않은 이동 단말기(16)를 캡쳐(capture)하는 데에만 전용된다.

본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 도시 및 기술되었지만, 그의 형태 및 세부 사항에서의 변경이 본 발명의 사상 및 범위 내에서 가능함을 본 기술 분야의 당업자는 이해할 것이다. 가령, 호스트(14)를 통해 LAN(10)으로 모듈(1,2,..N)을 접속시키는 것은 선택 사항일 수 있다.

Claims

그 내부에 집적된 무선 통신 모듈들의 그룹을 포함하는 통신 디바이스에 있어서,

상기 무선 통신 모듈 각각은,

공유 자원 네트워크(a shared resources network) 내의 마스터 유닛으로서 구성가능하며,

임의의 다른 무선 통신 모듈의 고유 클록과 무관하게 자신을 클록킹하는 자신의 고유 클록(native clock)을 포함하고,

자신의 베이스밴드 제어기 및 송수신기를 더 포함하며,

자신의 고유 클록에 의해 규정된 타임슬롯들(timeslots) 내에 패킷을 전송함으로써 하나 이상의 사용자 단말기와의 무선 통신을 위해 적응되고,

상기 동일한 통신 디바이스 내부로 집적된 2 개의 상기 무선 통신 모듈의 패킷 전송들이 서로 동기화되도록 상기 무선 통신 모듈들을 실질적으로 동기화하는 데 사용되는 신호를 공급하는 적어도 하나의 외부 입력부를 포함하는

통신 디바이스.
제 1 항에 있어서,

상기 무선 통신 모듈들은 자신의 고유 클록의 동기화에 의해서 동기화되는

통신 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 동기화는 상기 각 베이스밴드 제어기가 동일한 사전 할당된 값을 각각의 상기 무선 통신 모듈의 고유 클록 레지스터 내부로 실질적으로 동시에 기록함으로써 성취되는

통신 디바이스.
제 3 항에 있어서,

상기 베이스밴드 제어기는 상기 외부 입력부를 통해 상기 디바이스의 초기화 시에 상기 사전 할당된 값을 기록하도록 하는

통신 디바이스.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 외부 입력부는 상기 각 모듈에 대해 공통적인 초기화, 리셋 또는 인터럽트 신호를 제공함으로써 상기 무선 통신 모듈들을 동기화하는 인터럽트 라인(an interrupt line)을 포함하는

통신 디바이스.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 무선 통신 모듈들은 상기 외부 입력부를 통해 상기 각 무선 통신 모듈에 제공되는 공통 발진기를 각 모듈 간에 사용함으로써 동기화되는

통신 디바이스.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 동기화는 상기 다수의 무선 통신 모듈들 간에 상기 타임슬롯들을 실질적으로 정렬시키며 바람직하게는 상기 타임슬롯들의 경계들을 정렬시키는

통신 디바이스.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 동기화로 인해서 상기 각 패킷 전송은 상기 디바이스의 다른 상기 무선 통신 모듈로부터의 다른 패킷 전송에 의해서 성공적으로 수행되거나 실질적으로 완전하게 무산되는

통신 디바이스.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 디바이스로부터 상기 공유 자원 네트워크로의 액세스를 제어하는 호스트 프로세서를 더 포함하는

통신 디바이스.
제 9 항에 있어서,

상기 다수의 무선 통신 모듈은 상기 호스트 프로세서를 통해서 상기 공유 자원 네트워크로 접속되는

통신 디바이스.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

상기 무선 통신 모듈들 중 하나 이상의 모듈은 호스트 제어기 인터페이스(HCI)를 통해 상기 호스트 프로세서에 접속되는

통신 디바이스.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

적어도 2 개의 상기 무선 통신 모듈은 상이한 통신 태스크에 전용되는

통신 디바이스.
제 12 항에 있어서,

하나의 상기 무선 통신 모듈은 상기 디바이스의 범위 내에 존재하지만 상기 디바이스에 현재 접속되지 않은 사용자 단말기를 캡쳐(capture)하는 데에만 전용되는

통신 디바이스.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 디바이스는 무선 구역 네트워크(a wireless area network)의 액세스 포인트를 포함하며,

상기 무선 구역 네트워크는 가령 블루투스 프로토콜에 따라서 동작하는 주파수 호핑 통신 네트워크(a frequency hopping communications network)를 포함하는

통신 디바이스.
그 내부에 집적된 무선 통신 모듈들의 그룹을 포함하는 통신 디바이스를 동작시키는 방법에 있어서,

(a) 상기 각 무선 통신 모듈을 공유 자원 네트워크의 마스터 유닛으로서 구성하는 단계와,

(b) 상기 각 무선 통신 모듈의 각각의 고유 클록을 사용하여 상기 그룹 내의 임의의 다른 무선 통신 모듈과 무관하게 상기 각 무선 통신 모듈을 클록킹하는 단계와,

(c) 상기 무선 통신 모듈들 중 하나 이상의 모듈이 상기 고유 클록들에 의해 규정된 타임슬롯들(timeslots) 내에 패킷들을 전송함으로써 하나 이상의 사용자 단말기와의 무선 통신을 하는 단계와,

(d) 상기 무선 통신 모듈들 간에 상기 타임슬롯들을 실질적으로 정렬하는 단계를 포함하는

통신 디바이스 동작 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 방법으로 인해서 동일한 통신 디바이스 내부에 집적된 2 개의 상기 통신 모듈들의 패킷 전송 간에는 어떠한 부분적인 충돌도 존재하지 않거나 감소된 부분적 충돌만이 존재하게 되는

통신 디바이스 동작 방법.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따르거나 제 15 항의 방법에 따라서 동작하는 적어도 하나의 통신 디바이스를 포함하는 통신 네트워크에 있어서,

상기 통신 디바이스는 바람직하게는 상기 통신 네트워크의 액세스 포인트로서 구성되는

통신 네트워크.