KR20060075537A - 초광대역 통신 시스템의 시간 자원 할당방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초광대역(UWB) 통신 시스템에서 송신전력을 조절하여 시간 자원을 적절히 할당하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 새로운 초광대역기기가 이미 설정된 전송반경에 포함되어 시간자원을 요구할 때, 현재의 시간자원에 여유가 있으면 요구된 시간자원을 할당해 주는 제1과정과; 상기 현재의 시간자원에 여유가 없으면, 각 초광대역기기가 다른 초광대역기기들과의 거리를 측정하고 그 측정된 거리를 근거로, 현재 자신이 데이터를 전송하고자 하는 초광대역기기와 나머지 초광대역기기들을 분리한 조절된 전송반경으로 새로운 네트워크를 구성할 수 있는지 확인하여 조건이 만족되지 않으면, 새로운 채널을 할당하거나 요구된 시간자원의 할당을 거부하는 제2과정과; 상기 조건이 만족되면, 각 초광대역기기의 송신출력을 줄여서 네트워크의 범위가 새롭게 조절된 전송반경으로 축소되도록 하여 서로 다른 네트워크로 재구성한 후 요구된 시간자원을 할당하는 제3과정에 의해 달성된다.

Description

초광대역 통신 시스템의 시간 자원 할당방법{METHOD FOR ALLOCATING TIME RESOURCE IN ULTRA WIDE BAND COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 종래 기술에 의한 무선 네트워크의 구성 예시도.

도 2는 종래 기술에 의한 초광대역기기당 시간자원 할당 예시도.

도 3은 본 발명에 의한 무선 네트워크의 구성 예시도.

도 4는 본 발명에 의한 초광대역 통신 시스템의 시간 자원 할당방법의 처리과정을 나타낸 신호 흐름도.

도 5는 본 발명에 의해 새로게 재 구성된 네트워크에 따른 초광대역기기당 시간자원 할당 예시도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

20A,20B : 전송반경 21-24 : 초광대역기기

본 발명은 초광대역(UWB; Ultra Wide Band) 통신 시스템에서 송신전력을 조절하여 시간 자원을 할당하는 기술에 관한 것으로, 특히 UWB 기술을 이용하여 네트워크를 형성한 시스템들 사이에서 새로운 시간 자원을 할당할 수 없는 경우 송신 전력을 조절하는 방식으로 새로운 네트워크를 구성하여 시간 자원을 할당 받을 수 있도록 한 초광대역 통신 시스템의 시간 자원 할당방법에 관한 것이다.

UWB 무선전송 기술은 단거리 구간에서 저전력으로 넓은 스펙트럼 주파수를 통해 수백 Mbps의 대용량의 데이터를 전송할 수 있는 무선전송 기술이다. 따라서, 이러한 UWB 무선전송 기술은 크게 두 가지의 활용이 예상된다.

첫 번째는 레이더와 관련된 것으로, UWB 무선전송 기술은 장비들간의 거리 측정이 가능하고 또한 반사등을 이용하여 사물의 거리를 알아내는데 사용될 수 있다.

두 번째로는 낮은 전력소모와 고속의 전송기술을 이용한 것으로, 일반적으로 AV와 같은 것에 송수신장치로 사용될 수 있다. 예를 들어, 집안의 피씨(PC)와 디지털 티브이, 디지털 캠코더, 홈시어터 등의 디지털 정보기기간의 제어에 사용할 수 있고, 동영상을 전송할 수 있다.

이와 같은 UWB 무선통신 기술은 기본적으로 시분할 방식으로 각 시스템 서로에게 정해진 시간에 무선 매체를 독점하여 자신이 원하는 시간에 데이터를 전송하는 방식을 사용한다. 물론, 일반 무선 랜 역시 이와 비슷한 방식을 이용하여 무선 매체를 독점하고 일정한 시간에 데이터를 전송한다.

초광대역기기간의 무선 네트워크는 도 1과 같이 구성될 수 있으며, 무선 네트워크를 구축한 각각의 시스템들이 무선 매체를 독점하고 있는 시간자원은 도 2와 같다.

일반적으로, 초광대역기기의 무선전송방식은 슈퍼프레임(superframe) 이라는 고정된 시간자원을 가지며, 네트워크를 구성하는 각 초광대역기기들은 자신들의 정보를 알리는 비컨을 비컨 구간(Beacon period) 동안 보내며, 하나의 슈퍼프레임은 비컨을 보내는 시간과 실제적인 데이터를 전송하는 시간으로 이루어진다.

상기 비컨에는 현재 네트워크를 구성하는 모든 초광대역기기들이 자신의 정보를 보내게 되므로, 각각의 초광대역기기들은 이 비컨 구간을 통해서 네트워크 내에 존재하는 초광대역기기들의 정보를 인식할 수 있게 된다. 또한, 데이터를 전송하는 시간자원할당 정보도 상기 비컨 구간을 통해 인식하게 된다.

비컨 구간에 각각의 초광대역기기들이 전송할 시간을 설정하면, 도 1에서 초광대역기기(11),(12),(13)는 전체 수용 가능시간자원에 대해서 도 2와 같이 각각의 시간자원(T11),(T12),(T13)을 할당받게 된다. 이때, 초광대역기기(14)가 새로운 시간자원 할당 요구를 비컨을 통해 알리게 된다.

하지만, 이와 같은 경우 전체 수용 가능한 시간의 대부분이 상기 초광대역기기(11),(12),(13)에 이미 할당되었으므로 상기 초광대역기기(14)의 시간자원 할당 요구를 받아들일 수 없다.

물론, 경우에 따라서 채널을 변경하여 새로운 네트워크를 설정하거나 각각의 초광대역기기(11),(12),(13)가 이미 할당 받은 시간을 변경하여 초광대역기기(14)의 시간자원 할당 요구를 받아들일 수 있다. 단, 이와 같은 방법은 사용 가능한 채널이 존재하는 경우이거나 이미 시간할당을 받은 초광대역기기(11),(12),(13)가 자신에게 할당된 시간을 양보하는 경우에 가능하다.

그러나, 상기와 같은 채널변경이 불가능하거나, 할당받은 시간의 변경이 불 가능한 경우에는 상기 초광대역기기(14)는 시간을 할당받을 수 없게 되고, 이로 인하여 데이터를 전송할 수 없게 된다.

이와 같이 종래의 초광대역 통신 시스템에 있어서는 전체 수용 가능한 시간의 대부분이 이미 여러 초광대역기기에 할당된 상황에서 다른 초광대역기기가 무선 네트워크에 진입하여 시간자원의 할당을 요구하는 경우, 채널을 변경하여 새로운 네트워크를 설정하는 것이 불가능하거나 이미 각 초광대역기기들이 할당받은 시간을 변경할 수 없으면, 그 초광대역기기에 시간을 할당할 수 없게 되고, 이로 인하여 그 초광대역기기가 데이터를 전송할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 무선 네크워크에 새로 진입한 초광대역기기가 시간자원을 할당받지 못하는 상황에 놓이게 될 때, UWB 기술의 초광대역기기들 간의 거리측정과 송신전력의 조절 기능을 이용하여 요구된 시간자원을 할당하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제1특징은 UWB 기술의 초광대역기기들 간의 거리측정과 송신전력의 조절 기능을 이용하여 현재 수용 가능한 시간자원과 관계없이 해당 초광대역기기에 시간자원을 할당하는 것이다.

본 발명의 제2특징은 새로운 시간자원 할당이 요구될 때 기존의 요구사항들이 변형되는 것을 방지하면서 시간자원을 할당하는 것이다.

본 발명에 의한 초광대역 통신 시스템의 시간 자원 할당 방법은, 새로운 초 광대역기기가 이미 설정된 전송반경에 포함되어 시간자원을 요구하면, 현재의 시간자원의 상태가 요구사항을 받아들일 수 있는 상태인지 확인하여 조건이 만족되면, 요구된 시간자원을 할당해 주는 제1과정과; 상기 조건이 만족되지 않으면, 각 초광대역기기는 다른 초광대역기기들과의 거리를 측정하고 그 측정된 거리를 근거로, 현재 자신이 데이터를 전송하고자 하는 초광대역기기와 나머지 초광대역기기들을 분리한 조절된 전송반경으로 새로운 네트워크를 구성할 수 있는지 확인하여 조건이 만족되지 않으면, 새로운 채널을 할당하거나 요구된 시간자원의 할당을 거부하는 제2과정과; 상기 조절된 전송반경으로 새로운 네트워크를 구성할 수 있는 것으로 판명되면, 각 초광대역기기의 송신출력을 줄여서 네트워크의 범위가 새롭게 조절된 전송반경으로 축소되도록 하여 서로 다른 네트워크로 재구성한 후 요구된 시간자원을 할당하는 제3과정으로 이루어지는 것으로, 이와 같이 이루어지는 본 발명의 시간 자원 할당 처리과정을 첨부한 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 각 초광대역기기(21),(22),(23)에 대한 네트워크가 도 3과 같이 이루어진 것을 예로 하여 설명한다.

즉, 각 초광대역기기(21),(22),(23)는 기본적으로 실선이 나타내는 크기의 전송반경(20A),(20B)을 가지고 있다. 이와 같이 기본적인 전송반경(20A),(20B)을 가질 경우에 각 초광대역기기(21),(22),(23)는 하나의 네트워크를 가지게 되고 하나의 시간 자원을 공유하게 된다.

그런데, 이와 같은 상태에서 새로운 초광대역기기(24)가 상기 전송반경 (20A),(20B)에 포함되어 새로운 시간자원을 요구하면, 전체 사용 가능한 시간자원과 현재 사용중인 시간자원을 고려하여 요구사항을 받아 들일 것인지를 판단하게 되는데, 이에 대한 처리과정을 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저, 상기 설명에서와 같이 새로운 초광대역기기(24)가 상기 전송반경(20A),(20B)에 포함되어 시간자원에 대한 요구사항이 있는지를 확인한다.(S1)

상기 확인 결과 새로운 초광대역기기(24)로부터의 시간자원에 대한 요구사항이 있는 것으로 판명되면, 현재의 시간자원의 상태가 요구사항을 받아들일 수 있는 상태인지 확인을 한다.(S2)

상기 확인 결과, 현재의 시간자원이 상기 새로운 초광대역기기(24)로부터의 시간자원에 대한 요구사항을 받아들일 수 있는 정도로 여유있는 상태로 판명되면, 해당 시간자원 요구를 받아들여 시간자원을 할당해 준다.(S3)

하지만, 상기 확인 결과 현재의 시간자원이 상기 새로운 초광대역기기(24)로부터의 시간자원에 대한 요구사항을 받아들일 수 있는 정도로 여유있는 상태가 아닌 것으로 판명되면, 각각의 초광대역기기(21),(22),(23),(24)는 다른 초광대역기기들과의 거리를 측정한다.(S4)

이후, 상기 각 초광대역기기(21),(22),(23),(24)는 상기 측정된 거리를 근거로, 현재 자신이 데이터를 전송하고자 하는 초광대역기기와 나머지 초광대역기기들을 분리한 조절된 전송반경(20A'),(20B')으로 새로운 네트워크를 구성할 수 있는지 확인한다.(S5)

상기 확인 결과, 조절된 전송반경(20A'),(20B')을 새로운 네트워크로 분리하 는 것이 불가능한 것으로 판명되면, 다른 사용 가능한 채널이 있는지 확인하여 새로운 채널을 할당하거나, 또는 새로운 시간자원에 대한 요구사항을 받아 들이지 않는다.(S6)

하지만, 상기 확인 결과, 조절된 전송반경(20A'),(20B')을 새로운 네트워크로 분리하는 것이 가능한 것으로 판명되면, 상기 각 초광대역기기(21),(22), (23),(24)의 송신출력을 줄여서 네트워크의 범위가 새롭게 조절된 전송반경(20A'),(20B')으로 축소되도록 하여 서로 다른 2개의 네트워크로 재구성한다.(S7)

이때, 송신전력이 조절된 각 초광대역기기(21),(22),(23),(24)는 비컨(beacon)을 통해서 새로운 네트워크가 구성되었음을 인식하고, 그들이 가지고 있던 시간자원 할당정보를 비컨을 통해서 서로 다른 네트워크에서 알려주게 된다.

도 5는 상기와 같은 처리과정을 통해 새롭게 구성된 2개의 네트워크가 가지는 시간자원 할당 상황을 나타낸 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 무선 네크워크에 새로 진입한 초광대역기기가 시간자원을 할당받지 못하는 상황에 놓이게 될 때, UWB 기술의 초광대역기기들간의 거리측정과 송신전력의 조절 기능을 이용하여 네트워크의 범위가 새롭게 조절된 전송반경으로 축소되도록 하여 서로 다른 네트워크로 재구성한 후 요구된 시간자원을 할당 함으로써, 채널을 변경하여 새로운 네트워크를 설정하는 것이 불가능하거나 이미 각 초광대역기기들이 할당받은 시간을 변경할 수 없는 경우에도 새로운 초광대역기기에 시간자원을 할당할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 새로운 초광대역기기가 이미 설정된 전송반경에 포함되어 시간자원을 요구할 때, 현재의 시간자원에 여유가 있으면 요구된 시간자원을 할당해 주는 제1과정과;

   상기 현재의 시간자원에 여유가 없으면, 각 초광대역기기가 다른 초광대역기기들과의 거리를 측정하고 그 측정된 거리를 근거로, 현재 자신이 데이터를 전송하고자 하는 초광대역기기와 나머지 초광대역기기들을 분리한 조절된 전송반경으로 새로운 네트워크를 구성할 수 있는지 확인하여 조건이 만족되지 않으면, 새로운 채널을 할당하거나 요구된 시간자원의 할당을 거부하는 제2과정과;

   상기 조건이 만족되면, 각 초광대역기기의 송신출력을 줄여서 네트워크의 범위가 새롭게 조절된 전송반경으로 축소되도록 하여 서로 다른 네트워크로 재구성한 후 요구된 시간자원을 할당하는 제3과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초광대역 통신 시스템의 시간 자원 할당방법.
2. 제1항에 있어서, 제3과정의 서로 다른 네트워크로 재구성되는 네트워크의 수는 적어도 둘 이상인 것을 특징으로 하는 초광대역 통신 시스템의 시간 자원 할당방법.
3. 제1항에 있어서, 제3과정은 송신전력이 조절된 각 초광대역기기는 비컨을 통해서 새로운 네트워크가 구성되었음을 인식하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것 을 특징으로 하는 초광대역 통신 시스템의 시간 자원 할당방법.

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