KR20070090377A - 전력선 통신을 이용한 무선 네트워크 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력선 통신(PLC)를 이용한 무선 네트워크 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초광대역(Ultra Wide-Band) 중계기를 통해 하나 이상의 초광대역 네트워크를 전력선으로 연결하여 서로 다른 초광대역 네트워크 사이의 통신을 지원하는 무선 네트워크 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 무선 네트워크 시스템은, 초광대역(Ultra-Wideband; UWB) 데이터 신호를 생성하는 하나 이상의 디바이스를 포함하는 제1 피코넷; 상기 초광대역 데이터 신호를 PLC 데이터 신호로 변환하는 초광대역 중계기부; 및 상기 제1 피코넷과 제2 피코넷을 물리적으로 연결하고, 상기 변환된 PLC 데이터 신호를 상기 제2 피코넷으로 전송하기 위한 전력선부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
무선 네트워크, PLC, 초광대역(UWB), 피코넷, 중계기

Description

전력선 통신을 이용한 무선 네트워크 시스템{WIRELESS NETWORK SYSTEM USING POWER LINE COMMUNICATION}
도 1은 종래의 일반적인 초광대역 네트워크 통신 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 초광대역 피코넷 사이의 통신을 위해 PLC를 이용한 무선 네트워크 시스템의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 초광대역 중계기부의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 PLC를 이용한 무선 네트워크 시스템의 데이터 송신 방법의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 PLC를 이용한 무선 네트워크 시스템의 데이터 수신 방법의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 6은 PLC를 이용한 무선 네트워크 시스템의 실제 활용례를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210: 전력선부 220, 230, 240: 초광대역 중계기부
250, 260, 270: 피코넷
251, 252, 253, 261, 262, 263, 271, 272, 273: 초광대역 디바이스
본 발명은 전력선 통신(PLC)를 이용한 무선 네트워크 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초광대역(Ultra Wide-Band) 중계기를 통해 하나 이상의 초광대역 네트워크를 전력선으로 연결하여 서로 다른 초광대역 네트워크 사이의 통신을 지원하는 무선 네트워크 시스템에 관한 것이다.
초광대역(UWB) 통신의 응용은 1960년도부터 군사적 목적으로 개발하고 있는 레이더 분야와 지하 매설물의 이미지 식별분야, 안전분야 등에서 지속적으로 연구, 개발되어 왔으며, 1990년도 이후 통신용으로 연구되기 시작하였다. 현재 초광대역 통신은 480Mbps 이상의 무선 전송속도를 제시할 수 있는 기술로서, 전기전자학회(Institute of Electrical and Electronics Engineers; IEEE) 의 802.15.3a 및 802.15.3b에서 표준화가 진행되고 있다.
초광대역 통신은 피코넷(Pico-net) 내의 디바이스들 간의 통신만을 지원하므로 멀티 홉(Multi-hop)을 지원하지 아니한다. 따라서 초광대역 통신에서는 서로 다른 초광대역 네트워크 사이의 데이터 전송이 지원되지 아니한다. 또한 이와 같이 동일 피코넷(초광대역 네트워크) 내에 속한 디바이스 간의 통신만 가능하므로, 데이터 전송거리가 짧고 통신 커버리지가 좁은 단점이 있었다.
또한, 종래의 기술에는 PLC(Power Line Communication)로 연결된 데이터 서버와 무선 디바이스 사이의 통신 시스템도 있었으나, 이는 초광대역 네트워크 사이 의 통신이 아닌 PLC 와 초광대역 네트워크를 갖춘 시스템으로서 무선 디바이스 사이의 통신을 해결할 수 있는 것은 아니었다. 이러한 종래 기술에 따른 초광대역 네트워크 시스템의 일례가 도 1에 도시되어 있다.
도 1은 종래의 일반적인 초광대역 네트워크 통신 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 하나의 피코넷(110, 120)은 초광대역 칩을 내장하고 있는 하나 이상의 초광대역 디바이스(111, 112, 113, 121, 122, 123)들로 구성되며, 동일 피코넷에 속하는 디바이스 사이에서는 통신이 수행될 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 종래 기술에 따르면, 이러한 초광대역 네트워크 시스템에서 다른 식별자를 갖는 피코넷에 속하는 디바이스 간(일례로, 111 및 121 간)의 통신은 불가능하였다.
본 출원 명세서에서는 이러한 피코넷 사이의 통신이 되지 않는 멀티 홉의 불가능성의 문제를 극복하고 전력선 통신을 이용하여 초광대역 신호를 전송할 수 있는 시스템과 기존의 하나 이상의 초광대역 네트워크를 상호 연결하는 경우 발생할 수 있는 음영 지역을 최소화하여 초광대역 통신의 활용범위를 확장할 수 있는 무선 네트워크 시스템의 구성을 제시한다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 고속 PLC를 이용하여 피코넷 사이의 통신을 위한 무선 네트워크 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 초광대역 중계기를 제공함으로써, 초광대역 피코넷 사이의 통신이 되지 않는 멀티 홉의 불가능성의 문제를 극복하는 무선 네트워크 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 PLC를 이용해 전력선이 연결된 곳이면 초광대역 신호를 전송할 수 있으므로, 추가적인 배선 없이 기존의 전력선을 이용하여 무선 네트워크 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 무선 신호를 사용하는 네트워킹 시 발생할 수 있는 음영지역을 최소화할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 고속 PLC를 이용함으로써 초광대역의 활용 범위를 확장해 주는 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하고, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 초광대역(Ultra-Wideband; UWB) 데이터 신호를 생성하는 하나 이상의 디바이스를 포함하는 제1 피코넷; 상기 초광대역 데이터 신호를 PLC 데이터 신호로 변환하는 초광대역 중계기부; 및 상기 제1 피코넷과 제2 피코넷을 물리적으로 연결하고, 상기 변환된 PLC 데이터 신호를 상기 제2 피코넷으로 전송하기 위한 전력선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 일측에 따르는 무선 네트워크 전송 시스템의 중계기(relay) 수단에 있어서, 제1 피코넷에 속하는 하나 이상의 디바이스 간에 전송되는 초광대역(UWB) 데이터 신호의 송수신을 담당하는 안테나부; 상기 초광대역 데이터 신호를 상기 PLC 데이터 신호로 변환하는 신호 변환기; 상기 초광대역 데이터 신호의 피코넷 식별자를 확인하고, 상기 피코넷 식별자에 따라 상기 초광대역 데이터 신호를 라우팅하는 초광대역 모듈부; 및 상기 변환된 PLC 데이터 신호를 멀티플렉싱(multiplexing)하여 상기 전력선부로 전송하는 고속 PLC 모뎀부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 중계기가 제공된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고속 PLC를 이용한 무선 네트워크 시스템에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 초광대역 피코넷 사이의 통신을 위해 PLC를 이용한 무선 네트워크 시스템의 일례를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 (고속) PLC를 이용한 무선 네트워크 시스템은 하나 이상의 피코넷(250, 260, 270), 초광대역 중계기부(220, 230, 240) 및 전력선부(210)으로 구성된다.
도 2를 참조하면, 무선 네트워크 시스템의 하나 이상의 피코넷(250, 260, 270)은 각각 초광대역 디바이스(251, 252, 253, 261, 262, 263, 271, 272, 273)들을 포함하고, 당업자라면 주지하는 것과 같이, 피코넷(250, 260, 270)은 각각 고유의 피코넷 식별자에 의해 식별될 수 있다.
제1 피코넷(250)에서 발생한 초광대역 신호를 제2 피코넷(260)으로 전송하기 위해 기존의 전력선부(210)가 피코넷 네트워크 사이를 연결해 주는 역할을 수행한다. 초광대역 신호의 전력선부(210)을 통한 전송을 위해 초광대역 중계기부(220, 230, 240)가 초광대역 데이터 신호를 PLC 데이터 신호로 변환하고, 피코넷 식별자 에 따라 초광대역 데이터 신호를 라우팅(Routing)하며 또한 변환된 PLC 데이터 신호를 전송한다. 이와 같이 변환된 PLC 데이터 신호는 전력선부(210)를 통하여 제2 피코넷(260)으로 전송된다.
이하 도 3에 도시된 초광대역 중계기부의 상세한 구성을 설명하면 아래와 같다.
도 3은 도 2의 초광대역 중계기부의 일례를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 초광대역 중계기부(320)는 PLC 모뎀부(321), 신호 변환기(322), 초광대역 모듈부(323), 안테나부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
안테나부(324)는 초광대역 중계기부 내의 디바이스와 동일한 피코넷에 속하는 디바이스들 사이의 초광대역 RF 신호의 송수신을 담당한다.
초광대역 모듈부(323)는 초광대역 통신 프로토콜에 따른 통신을 수행하기 위한 무선 통신 모듈 기능 및 송수신되는 데이터의 목적지 정보(destination address)에 따른 데이터 송수신 기능을 수행한다.
신호 변환기(322)는 초광대역 데이터 신호와 PLC 데이터 신호 사이의 신호를 변환하는 것으로서, 초광대역 데이터 신호의 포맷을 PLC 데이터 신호의 포맷으로 변환하고, 상기 변환된 PLC 데이터 신호는 고속 PLC 모뎀부(321)에서 전력선부(310)를 통해 다른 피코넷으로 전송된다.
도 3에 도시된 본 발명에 따른 고속 PLC를 이용한 무선 네트워크 시스템의 송수신 동작을 도 4 및 도 5을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 PLC를 이용한 무선 네트워크 시스템의 데이터 송신 방법의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 고속 PLC를 이용한 무선 네트워크 시스템의 송신 동작을 상세히 설명하면 아래와 같다.
제1 피코넷에 포함된 디바이스에서 제2 피코넷에 속하는 디바이스로 전송될 데이터가 발생된다(단계(410)).
단계(420)에서, 발생된 초광대역 데이터 신호는 안테나부(324)를 거쳐 초광대역 중계기부(320)의 초광대역 모듈부(323)로 전송된다.
단계(430)에서, 초광대역 모듈부(323)는 수신된 초광대역 데이터 신호의 피코넷 식별자를 확인하고, 피코넷 식별자가 자신의 식별자, 즉 현재 초광대역 중계기부(320)이 위치한 피코넷의 피코넷 식별자와 동일한 경우, 단계(440)에서 동일 피코넷 내 디바이스간의 통신으로 판단한다.
또한, 단계(430)에서 초광대역 데이터 신호의 피코넷 식별자가 현재 초광대역 중계기부(320)가 위치한 피코넷의 피코넷 식별자와 상이한 경우에는 단계(450)으로 천이한다.
단계(450)에서, 초광대역 모듈부(323)는 신호 변환기로 초광대역 데이터 신호를 중계(relay)한다. 신호 변환기(322)는 수신된 초광대역 데이터 신호를 PLC 데이터 신호로 변환하고 변환된 PLC 데이터 신호를 고속 PLC 모뎀부(321)로 전송한다. 고속 PLC 모뎀부(321)는 변환된 PLC 데이터 신호를 전력선부(310)를 통해 다른 피코넷으로 전송한다.
도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 PLC를 이용한 무선 네트워크 시스템의 데이터 수신 방법의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 고속 PLC를 이용한 무선 네트워크 시스템의 수신 동작을 상세히 설명하면 아래와 같다.
고속 PLC 모뎀부(321)는 전력선부(310)로부터 PLC 데이터 신호를 수신한다(단계(510)).
단계(520)에서 PLC 모뎀부(321)는 상기 PLC 데이터 신호의 피코넷 식별자를 확인하여 자신의 식별자, 즉 현재 초광대역 중계기부(320)가 위치한 피코넷의 피코넷 식별자와 동일하지 않은 경우, 단계(540)에서 수신된 PLC 데이터 신호를 무시(discard)한다.
또한 단계(520)에서 PLC 데이터 신호의 피코넷 식별자가 동일한 경우에는 PLC 모뎀부(321)는 신호 변환기(322)로 데이터를 중계한다. 신호 변환기(322)는 PLC 데이터 신호를 초광대역 데이터 신호로 변환하여 초광대역 모듈부(323)로 전송한다. 초광대역 모듈부(323)는 신호 변환기(322)로부터 변환된 초광대역 데이터 신호가 수신되면, 초광대역 데이터 신호의 목적지 주소를 확인하고 안테나부(324)를 거쳐 해당 목적지 디바이스로 데이터 신호를 전송한다.
도 6은 PLC를 이용한 무선 네트워크 시스템의 실제 활용례를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 1의 종래의 초광대역 네트워크는 피코넷 간 데이터 통신이 불가능하지만, 본 발명에 의한 고속 PLC를 이용한 무선 네트워크 시스템에서는 피코넷 간 통신이 가능해진다. 즉, 제1 피코넷에 속하는 셋탑박스(652)와 TV(632), 홈씨어터(642)와 스피커(622)간의 데이터 통신이 가능하게 된다.
또한 기존의 무선 통신은 당업자라면 주지하는 것과 같이, 그 특성상 음영지역을 갖게 된다. 그러나 본 발명에 따른 PLC 중계기(620, 630, 640, 650)가 설치될 수 있는 지역이라면 상기 음영지역 문제는 해결될 수 있다.
또한, 초광대역 통신은 통신 커버리지가 상대적으로 좁은 단거리 통신이고, 장애물 통과 시 신호 감쇄 등 통신성능의 저하를 일으킬 수 있다. 그러나 본 발명에 따르면, 초광대역 네트워크의 거리 제약을 극복할 수 있다. 즉, 멀리 떨어져 있는 셋탑박스(652)와 TV(632), 홈씨어터(642)와 스피커(622)가 설치 위치와 무관하게 연결될 수 있으므로 초광대역 통신의 활용범위가 넓어질 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명에 따르면, 고속 PLC를 이용하여 피코넷 사이의 통신을 위한 무선 네트워크 시스템이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 초광대역 중계기를 제공함으로써, 초광대역 피코넷 사이의 통신이 되지 않는 멀티 홉의 불가능성 문제를 극복하는 무선 네트워크 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, PLC를 이용해 전력선이 연결된 곳이면 초광대역 신호를 전송할 수 있으므로, 추가적인 배선 없이 기존의 전력선을 이용하여 무선 네크워크 시스템이 제공될 수 있다
또한, 본 발명에 따르면, 무선 신호를 사용하는 네트워킹 시 발생할 수 있는 음영지역을 최소화할 수 있는 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 고속 PLC를 이용함으로써 초광대역의 활용 범위를 확장해 주는 시스템이 제공될 수 있다.

Claims (4)

  1. 초광대역(Ultra-Wideband; UWB) 데이터 신호를 생성하는 하나 이상의 디바이스를 포함하는 제1 피코넷;
    상기 초광대역 데이터 신호를 PLC 데이터 신호로 변환하는 초광대역 중계기부; 및
    상기 제1 피코넷과 제2 피코넷을 물리적으로 연결하고, 상기 변환된 PLC 데이터 신호를 상기 제2 피코넷으로 전송하기 위한 전력선부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 디바이스에서 생성되는 상기 초광대역 데이터 신호는 피코넷 식별자와 목적지 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 초광대역 중계기부는,
    상기 제1 피코넷에 속하는 상기 디바이스 간의 상기 초광대역 데이터 신호 송수신을 담당하는 안테나부;
    상기 초광대역 데이터 신호를 상기 PLC 데이터 신호로 변환하는 신호 변환기;
    상기 초광대역 데이터 신호의 피코넷 식별자를 확인하고, 상기 피코넷 식별자에 따라 상기 초광대역 데이터 신호를 라우팅하는 초광대역 모듈부; 및
    상기 변환된 PLC 데이터 신호를 멀티플렉싱(multiplexing)하여 상기 전력선부로 전송하는 고속 PLC 모뎀부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.
  4. 무선 네트워크 전송 시스템의 중계기(relay) 수단에 있어서,
    제1 피코넷에 속하는 하나 이상의 디바이스 간에 전송되는 초광대역(UWB) 데이터 신호의 송수신을 담당하는 안테나부;
    상기 초광대역 데이터 신호를 상기 PLC 데이터 신호로 변환하는 신호 변환기;
    상기 초광대역 데이터 신호의 피코넷 식별자를 확인하고, 상기 피코넷 식별자에 따라 상기 초광대역 데이터 신호를 라우팅하는 초광대역 모듈부; 및
    상기 변환된 PLC 데이터 신호를 멀티플렉싱(multiplexing)하여 상기 전력선부로 전송하는 고속 PLC 모뎀부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 중계기.
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