KR20100050217A - 근거리 무선통신 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 단말의 데이터 전송 속도 향상 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 근거리 무선통신(Near Field Communication : NFC) 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 단말의 데이터 전송 속도 향상 장치 및 방법에 관한 것으로서, NFC 전력을 측정하는 과정과, 근사치 전력 테이블에서, 상기 측정된 NFC 전력에 대응하는 변조방식을 검출하는 과정과, 상기 검출된 변조 방식으로 데이터를 변조하는 과정과, 상기 변조된 데이터를 NFC 방식을 이용하여 전송하는 과정을 포함하여, 간단한 알고리즘으로 AMC를 적용하여 NFC의 가장 큰 약점인 데이터 전송 속도를 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
NFC(Near Field Communication), AMC(Adaptive Modulation & Coding), 근사치 전력 테이블(Approximate Power Table), 데이터 전송 속도
Description
본 발명은 근거리 무선통신(Near Field Communication : NFC) 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 단말의 데이터 전송 속도 향상 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 근사치 BER 방정식(Approximate BER equation)을 이용하여 변조 방식별 전력 임계치를 나타내는 근사치 전력 테이블(Approximate Power Table)을 생성하고, 이를 이용하여 NFC 방식에 AMC(Adaptive Modulation & Coding)를 적용함으로써, NFC 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 단말의 데이터 전송 속도를 향상시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
기기 및 장비의 발전에 따라, 이동통신 단말기는 일상생활에서 없어서는 안될 필수요소가 되었으며, 이에 더 나아가 이메일(E-mail), DMB(Digital Multimedia Broadcasting), DAB(Digital Audio Broadcasting), DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld) 등 높은 대역폭을 필요로 하는 서비스가 증가하였다. 또한 개개인이 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistants)를 비롯하여 개인 이동통신 단말기를 사용함에 따라, 이동통신 서비스 및 방송 시스템(Broadcasting system) 외 기지국(Base Station)이 필요없는 근거리 통신 방식의 필요성이 대두되었다.
상기 기지국이 없는 근거리 통신 방식의 대표적인 표준인 NFC(Near Field Communication)는, 13.56MHz 대역의 높은 주파수를 사용하는 RFID 기술을 응용하여 최대 20cm 이내의 근거리 범위(Range)에서 낮은 전력으로 데이터를 전송할 수 있는 비접촉식 근거리 무선통신 기술로서, 106kbps, 212kbps, 424kbps의 전송 속도를 지원한다. 상기 NFC를 이용하면, 사용자의 인위적인 조작 없이도 두 개 이상의 단말기를 근접시키면 전화번호와 같은 기본적인 정보는 물론 mp3 파일이나 사진 등의 데이터를 주고받을 수 있다. 하지만, 상기 NFC는 고정된 변조 방식(ASK(Amplitude-Shift Keying) 혹은 PSK(Phase Shift Keying))을 사용하기 때문에 전송속도가 낮은 단점이 있다.
한편, GSM(Global System for Mobile communications), GPRS(General Packet Radio Service), CDMA(Code Division Multiple Access)와 같은 일반적인 휴대전화망을 이용하는 장거리 통신 방식의 경우, 다중 경로 페이딩(Multipath fading)에 의한 경로 손실(path loss)로 인해 시간과 장소에 따라 데이터 전송속도 및 BER(Bit Error Rate)이 민감하게 변화한다. 따라서 기지국은 BER과 전력(Power)을 체크하여 전력 제어 및 고정적인 변조(Fixed modulation) 방법을 통하여 데이터를 전송하게 된다. HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access)와 같은 휴대전화망을 이용하는 경우, 기지국은 AMC(Adaptive modulation & Coding) 방식을 사용하여 데이터를 전송하게 된다. 즉, 기지국은 타겟(Target) BER을 체크하고 변조방식에 따른 전력을 체크하여, 전력에 적합한 변조방식으로 데이터를 전송하게 된다.
이와 같이, 일반적인 휴대전화망을 이용한 데이터 전송방식에서는 기지국이 존재하여 복잡한 알고리즘 적용이 가능하여, 각 상황에 맞도록 전송속도를 증가시킬 수 있다. 그러나 기지국이 없이 포인트 투 포인트(Point to Point) 방식을 사용하는 NFC 방식에서는 복잡한 알고리즘의 적용이 어렵다. 따라서, 상기 NFC는 간단한 통신 알고리즘과 낮은 전력(power)으로 인해 전송 속도의 한계를 나타내는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 NFC 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 단말의 데이터 전송 속도 향상 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 근사치 BER 방정식(Approximate BER equation)을 이용하여 변조 방식별 전력 임계치를 나타내는 근사치 전력 테이블(Approximate Power Table)을 생성하고, 이를 이용하여 NFC 방식에 AMC(Adaptive Modulation & Coding)를 적용함으로써, NFC 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 단말의 데이터 전송 속도 향상 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 이동통신 단말기의 NFC 방식을 이용한 데이터 전송 방법은, NFC 전력을 측정하는 과정과, 근사치 전력 테이블에서, 상기 측정된 NFC 전력에 대응하는 변조방식을 검출하는 과정과, 상기 검출된 변조 방식으로 데이터를 변조하는 과정과, 상기 변조된 데이터를 NFC 방식을 이용하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 이동통신 단말기의 NFC(Near Field Communication) 방식을 이용한 데이터 전송 장치는, NFC 전력을 측정하는 NFC 전력 측정부와, 근사치 전력 테이블을 저장하는 저장부와, 상기 근사치 전력 테이블에서, 상기 측정된 NFC 전력에 대응하는 변조방식을 검출하는 변조 방 식 검출부와, 상기 검출된 변조 방식으로 데이터를 변조하고, 상기 변조된 데이터를 NFC 방식을 이용하여 전송하는 NFC 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 근사치 BER 방정식(Approximate BER equation)을 이용하여 변조 방식별 전력 임계치를 나타내는 근사치 전력 테이블(Approximate Power Table)을 생성하고, 이를 이용하여 NFC 방식에 AMC(Adaptive Modulation & Coding)를 적용함으로써, 간단한 알고리즘으로 AMC를 적용하여 NFC 방식의 가장 큰 약점인 데이터 전송 속도를 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명은 근사치 BER 방정식(Approximate BER equation)을 이용하여 변조 방식별 전력 임계치를 나타내는 근사치 전력 테이블(Approximate Power Table)을 생성하고, 이를 이용하여 NFC 방식에 AMC(Adaptive Modulation & Coding)를 적용함으로써, NFC 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 단말의 데이터 전송 속 도 향상 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다.
상기 NFC의 경우, 최대 20cm 이내의 근거리 범위(Range)에서 LOS(Line Of Sight)로 통신하므로, 다중 경로 페이딩(Multipath fading)이 존재하지 않는 특성이 있다. 따라서, 데이터 통신시 실시간으로 BER 체크 및 복잡한 전력 제어를 하지 않고, 근사치 BER 방정식(Approximate BER equation)을 이용하여 변조 방식별 전력 임계치를 나타내는 근사치 전력 테이블(Approximate Power Table)을 생성한 후, 이를 이용하여 NFC 방식에 AMC(Adaptive Modulation & Coding)를 적용할 수 있다.
먼저, NFC 시스템에서 한 심볼(symbol)당 전송할 수 있는 비트의 수를 n이라 하면, 한 심볼당 n 비트를 전송할 수 있는 전력 임계치(Power Threshold)는 하기 <수학식 1>을 이용하여 계산할 수 있다.
여기서, 데이터 통신을 할 수 있는 최소한의 BER(Target BER), 즉 을 일정한(constant) 값으로 가정하여, 상기 <수학식 1>을 n-ary QAM 변조의 BER 표현식으로 정리하면, 하기 <수학식 2>와 같이 근사치 BER 방정식으로 정리될 수 있다.
여기서, 상기 은 데이터 종류에 따라 가변적으로 설정한다. 따라서, 상기 <수학식 2>의 근사치 BER 방정식을 이용하여 변조 방식별 전력 임계치를 나타내는 근사치 전력 테이블을 생성할 수 있다.
n (Spectral Efficiency) | [dB] | Modulation |
1 | 5.4805 | BPSK |
2 | 10.2517 | QPSK |
3 | 13.9314 | 8QAM |
4 | 17.2414 | 16QAM |
5 | 20.3914 | 32QAM |
6 | 23.4739 | 64QAM |
7 | 26.5185 | 128QAM |
8 | 29.5459 | 256QAM |
따라서 데이터 전송 시, BER 체크 및 전력 제어 없이, 상기 근사치 전력 테이블을 이용하여 NFC 방식에 AMC를 적용할 수 있다.
즉, NFC 방식을 이용하여 데이터를 전송하고자 하는 단말은 NFC 전력을 측정하고, 이를, 하기 <수학식 3>과 같이, 근사치 전력 테이블의 전력 임계치와 비교한다.
여기서, 상기 근사치 전력 테이블에서 최대값으로 설정된 n의 경우, n+1이 존재하지 않으므로, 상기 <수학식 3> 대신 만을 만족하면 된다. 이후, 상기 <수학식 3>을 만족하는 을 검색하고, 상기 근사치 전력 테이블에서 상기 검색된 에 대응하는 변조 방식을 검출한 후, 상기 검출된 변조 방식으로 데이터를 변조하여 전송한다.
예를 들어, 상기 <표 1>의 근사치 전력 테이블을 사용하는 경우, 아래와 같이 데이터의 변조 방식을 검출하여, 데이터를 변조 및 전송할 수 있다.
5.4805 ≤ NFC 전력 〈 10.2517 ===> BPSK으로 변조
10.2517 ≤ NFC 전력 〈 13.9314 ===> QPSK으로 변조
13.9314 ≤ NFC 전력 〈 17.2414 ===> 8QAM으로 변조
17.2414 ≤ NFC 전력 〈 20.3914 ===> 16QAM으로 변조
20.3914 ≤ NFC 전력 〈 23.4739 ===> 32QAM으로 변조
23.4739 ≤ NFC 전력 〈 26.5185 ===> 64QAM으로 변조
26.5185 ≤ NFC 전력 〈 29.5459 ===> 128QAM으로 변조
29.5459 ≤ NFC 전력 ===> 256QAM으로 변조
도 1은 본 발명에 따른 NFC 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 단말의 장치 구성을 도시한 블럭도이다.
도시된 바와 같이, 단말은 제어부(100), NFC 전력 측정부(102), 변조 방식 검출부(104), NFC 통신부(106), 입력부(108), 표시부(110), 저장부(112)를 포함하여 구성된다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 제어부(100)는 상기 단말의 전반적인 동작을 위한 제어 및 처리를 수행하며, 특히 본 발명에 따라 근사치 전력 테이블(114)을 이용하여 NFC 방식에 AMC(Adaptive Modulation & Coding)를 적용함으로써, NFC 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 단말의 데이터 전송 속도를 향상시키기 위한 제어 및 처리를 수행한다.
상기 NFC 전력 측정부(102)는 사용자의 NFC 방식을 이용한 데이터 전송 메뉴의 선택에 따라 NFC 전력을 측정한다.
상기 변조 방식 검출부(104)는 사용자의 NFC 방식을 이용한 데이터 전송 메뉴의 선택에 따라 상기 저장부(112)에서 근사치 전력 테이블(114)을 추출하고, 상기 추출된 근사치 전력 테이블(114)에서, 상기 NFC 전력 측정부(102)에 의해 측정된 NFC 전력에 대응하는 변조방식을 검출한다. 즉, 상기 변조 방식 검출부(104)는 상기 추출된 근사치 전력 테이블(114)을 이용하여 변조 방식별 전력 임계치와 상기 측정된 NFC 전력을 비교하고, 이로써 상기 측정된 NFC 전력이 상기 <수학식 3>을 만족하는지 여부를 검사한다. 만약, 상기 측정된 NFC 전력이 상기 <수학식 3>을 만족할 경우, 상기 변조 방식 검출부(104)는 상기 근사치 전력 테이블에서 상기 <수학식 3>을 만족하는 에 대응하는 변조 방식을 검출한다.
상기 NFC 통신부(106)는 NFC 방식을 이용한 데이터 전송이 가능한 지역에서 다른 단말과 데이터를 송/수신한다. 특히 본 발명에 따라, 상기 NFC 통신부(106)는 상기 변조 방식 검출부(104)에 의해 검출된 변조 방식으로 데이터를 변조하고, 상기 변조된 데이터를 NFC 방식을 이용하여 전송한다.
상기 입력부(108)는 다수의 기능키들을 구비하여 사용자가 누르는 키에 대응하는 데이터를 상기 제어부(100)로 제공한다. 상기 표시부(110)는 상기 단말의 동작 중에 발생되는 상태 정보, 숫자 및 문자들을 디스플레이한다.
상기 저장부(112)는 상기 단말의 전반적인 동작에 필요한 프로그램 및 각종 정보들을 저장하며, 특히 본 발명에 따라 근사치 전력 테이블(114)를 저장한다. 여기서, 상기 근사치 전력 테이블(114)은 변조 방식별 전력 임계치에 대한 테이블로서, 상기 변조 방식별 전력 임계치는 상기 <수학식 2>의 근사치 BER 방정식을 이용하여 계산할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 NFC 방식을 이용하여 데이터를 전송하기 위한 방법의 절차를 도시한 흐름도이다.
상기 도 2를 참조하면, 단말은 201단계에서 사용자의 키 조작에 따라 NFC 방식을 이용한 데이터 전송 메뉴가 선택되는지 여부를 검사한다. 상기 NFC 방식을 이용한 데이터 전송 메뉴의 선택이 감지될 시, 상기 단말은 203단계에서 NFC 전력을 측정하고, 205단계로 진행하여 n=1로 초기화한다. 여기서, 상기 n은 한 심볼(symbol)당 전송할 수 있는 비트의 수를 의미한다.
이후, 상기 단말은 207단계에서 근사치 전력 테이블을 이용하여 변조 방식별 전력 임계치와 상기 측정된 NFC 전력을 비교하고, 이로써 상기 측정된 NFC 전력이 상기 <수학식 3>을 만족하는지 여부를 검사한다. 상기 측정된 NFC 전력이 상기 <수학식 3>을 만족하지 않을 시, 상기 단말은 215단계에서 상기 n을 1 큰 수로 갱신하고, 상기 207단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다.
반면, 상기 측정된 NFC 전력이 상기 <수학식 3>을 만족할 시, 상기 단말은 209단계로 진행하여 상기 근사치 전력 테이블에서 상기 <수학식 3>을 만족하는 에 대응하는 변조 방식을 검출한다.
이후, 상기 단말은 211단계에서 상기 검출된 변조 방식으로 데이터를 변조한 후, 213단계에서 상기 변조된 데이터를 전송한다.
이후, 상기 단말은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 근사치 전력 테이블을 이용한 AMC 적용 방법과 일반적인 AMC 적용 방법을 비교 도시한 그래프이다.
도시된 바와 같이, 실제 BER을 이용하는 일반적인 AMC 적용 방법의 경우, 0.5dB의 전력 당 10000 bit의 데이터를 1024QAM으로 전송할 경우 0.01%의 BER을 발생시킨다. 본 발명의 실시 예에 따른 근사치 BER을 이용하는 AMC 적용 방법은 일반적인 AMC 적용 방법과 거의 흡사한 BER을 발생시키는 것을 확인할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 NFC 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 단말의 장치 구성을 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 NFC 방식을 이용하여 데이터를 전송하기 위한 방법의 절차를 도시한 흐름도, 및
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 근사치 전력 테이블을 이용한 AMC 적용 방법과 일반적인 AMC 적용 방법을 비교 도시한 그래프.
Claims (8)
- 이동통신 단말기의 NFC(Near Field Communication) 방식을 이용한 데이터 전송 방법에 있어서,NFC 전력을 측정하는 과정과,근사치 전력 테이블을 이용하여, 상기 측정된 NFC 전력에 대응하는 변조방식을 검출하는 과정과,상기 검출된 변조 방식으로 데이터를 변조하는 과정과,상기 변조된 데이터를 NFC 방식을 이용하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 근사치 전력 테이블은 변조 방식별 전력 임계치를 나타내는 테이블임을 특징으로 하는 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 변조방식 검출 과정은,상기 근사치 전력 테이블에서 k번째 전력 임계치와 k+1 번째 전력 임계치의 범위 내에 상기 측정된 NFC 전력이 포함되는지 여부를 검사하는 과정과,상기 범위 내에 상기 측정된 NFC 전력이 포함될 시, 상기 근사치 전력 테이블에서, 상기 k번째 전력 임계치에 대응하는 변조 방식을 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 이동통신 단말기의 NFC(Near Field Communication) 방식을 이용한 데이터 전송 장치에 있어서,NFC 전력을 측정하는 NFC 전력 측정부와,근사치 전력 테이블을 저장하는 저장부와,상기 근사치 전력 테이블에서, 상기 측정된 NFC 전력에 대응하는 변조방식을 검출하는 변조 방식 검출부와,상기 검출된 변조 방식으로 데이터를 변조하고, 상기 변조된 데이터를 NFC 방식을 이용하여 전송하는 NFC 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 근사치 전력 테이블은 변조 방식별 전력 임계치를 나타내는 테이블임을 특징으로 하는 장치.
- 제 6 항에 있어서, 상기 변조 방식 검출부는,상기 근사치 전력 테이블에서 k번째 전력 임계치와 k+1 번째 전력 임계치의 범위 내에 상기 측정된 NFC 전력이 포함되는지 여부를 검사하는 수단과,상기 범위 내에 상기 측정된 NFC 전력이 포함될 시, 상기 근사치 전력 테이블에서, 상기 k번째 전력 임계치에 대응하는 변조 방식을 검출하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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