KR20110042590A - 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기 - Google Patents

두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기에 관한 것으로, 저속-무선개인영역네트워크 통신에 있어서 중계될 데이터를 전송하는 노드를 송신노드라 하고 수신하는 노드를 수신노드라 하며, 중계되는 데이터를 수신하는 에스오씨(SoC) 상의 쓰레드(Thread)를 수신쓰레드라 하고 송신하는 쓰레드를 송신쓰레드라 할 때, 통신을 에스오씨에 최적화하기 위해 송신쓰레드와 수신쓰레드에 저속-무선개인영역네트워크 칩과 타이머를 하나씩 내장시키고 송신쓰레드와 수신쓰레드가 상호 데이터를 주고받는 공유버퍼(Shared Buffer)를 갖게 하며, 대역폭에 근접한 데이터 중계 속도를 갖기 위해 송신노드에서 중계하는 데이터를 수신쓰레드가 받는 수신시간과 송신쓰레드가 수신노드에 송신하는 송신시간이 중첩되게 하며, 통신 소모 전력을 줄이기 위해 수신쓰레드는 송신노드와 통신주기를 맞추어 데이터를 수신하고 송신노드가 송신하지 않는 주기에는 저속-무선개인영역네트워크 칩을 끄고 수신쓰레드도 슬립(Sleep)상태로 되었다가 다음 송신주기에 웨이크업(Wakeup) 하여 통신 전력을 줄이고 송신쓰레드도 유사한 방법으로 통신 전력을 줄이며, 무선통신 오류를 신속히 극복하기 위해 수신쓰레드의 오류처리와 송신쓰레드의 오류처리가 시간적으로 중첩되게 하며, 2.4GHz 대역에 공존하는 주파수 간섭을 피하기 위해 수신쓰레드와 송신쓰레드가 휴지(idle) 시간에 알에스에스아이(RSSI) 값이 가장 큰 채널을 찾아 통신 채널을 변경하여 무선 주파수 간섭을 피하는 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.
무선 통신로, 에스오씨, 저속무선개인영역네트워크, 중계기

Description

두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기 {LR-WPAN Repeater optimized for SoC and having two RF path}
본 발명은 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에스오씨를 사용하고 두 개의 저속-무선개인영역네트워크 칩을 사용하여 저속-무선개인영역네트워크의 대역폭인 250 Kbps에 근접하는 데이터 중계 속도로 되게 하며 무선통신에 사용되는 소비 전력을 낮추며 무선통신이 갖는 시간적 공간적 무선통신 환경변화에 따른 오류를 신속히 극복하고 저속-무선개인영역네트워크에서 사용하는 2.4GHz 대역에 공존하는 무선 랜과 브루투스 등의 주파수 간섭을 피하는 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기에 관한 것이다.
일반적으로, 저속-무선개인영역네트워크는 10미터 정도의 개인영역에 있는 다수의 기기들을 관리제어하는 파이(Phy)와 맥(MAC)단을 표준화하는 아이트리플이(IEEE)-802.15.4로 정의된 통신규격이다.
아이트리플이-802.15.4가 2003년에 제정되어 제정된 기간이 짧지만 이전부터 개발돼온 무선 센서 네트워크와 유비큐터스 환경에서 저가의 다수 센서들을 연결하는 통신 방법으로 아이트리플이-802.15.4가 부각되면서 매쉬 네트워킹 방식에 의한 통신영역 증대와 멀티-홉 라우팅에 의한 통신거리 증대와 무선통신 출력 증폭에 의한 통신거리 증대 연구로 수 킬로미터에 달하는 통신거리 증대가 이루어 졌다.
또한 멀티미디어 통신요구에 대한 연구가 진행되어 실시간 음성 데이터 송수신이 구현되었고 주파수 간섭을 피하는 방법으로 기간동기 채널변환 방법이 개발되었다. 또한 시공간적으로 변화가 심한 무선통신 환경에서 통신오류를 줄이는 다양한 방법도 개발되었다.
저속-개인영역네트워크의 프로세서로 사용하던 엠피유(MPU : Micro Control Unit)를 사용하여 통신거리 연장 기술 또는 실시간 음성 데이터 전달 기술 또는 간섭회피 네트워크 기술을 구현할 수 있으나, 저속-개인영역네트워크의 성능과 유용성을 증대하기 위해 넓은 지역에 실시간 데이터를 보내면서 주파수 간섭을 피하고 무선통신 오류를 줄이려면 엠피유는 용량과 처리속도가 부족하여 구현이 불가능해 진다.
엠피유의 용량과 처리속도 문제는 용량과 성능이 수십배 크면서도 엠피유와 가격 차이가 수배 이내인 에스오씨(SoC)를 사용하면 해결되므로 에스오씨 기반의 저속-개인영역네트워크 제품을 제닉과 프리스케일과 같은 회사에서 출시한 상태이다. 하지만 통신거리를 연장하기 위해 매쉬 네트워크나 멀티-홈 라우팅을 구현하면 도 1에서와 같이 송신노드에서 중계노드를 거처 수신노드로 중계되는 데이터는 중 계과정에서 저장 후 전송(Store and Forward) 방식으로 전달되기 때문에 데이터의 전달속도는 통신 프로토콜에서 제공하는 주파수 대역의 1/2로 줄어드는 문제가 있다.
또한 통신거리 연장을 위해 매쉬 네트워크나 멀티-홉 라우팅을 사용하는 경우 단일-홉 방식의 스타 네트워크와는 달리 통신에 소비되는 전력을 줄이기 위해 데이터를 중계하지 않는 시간을 찾아 슬립(Sleep)하였다가 데이터를 중계해야 할 시간에 웨이크업(Wateup)하기가 어렵고 홉 위치에 따라 홉과 홉 사이에 간섭되는 무선 랜이 사용하는 주파수가 달라서 간섭을 피하기 어려우며 홉과 홉 사이에서 발생되는 시공간적으로 변화가 심한 무선통신 환경에서 무선통신 오류를 신속히 해결하기가 어려워서 무선통신 오류가 발생되는 경우 통신 속도가 급격히 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 에스오씨를 사용하고 두 개의 저속-무선개인영역네트워크 칩을 사용하여 저속-무선개인영역네트워크의 대역폭인 250 Kbps에 근접하는 데이터 중계 속도로 되게 하며 무선통신에 사용되는 소비 전력을 낮추며 무선통신이 갖는 시간적 공간적 무선통신 환경변화에 따른 오류를 신속히 극복하고 저속-무선개인영역네트워크에서 사용하는 2.4GHz 대역에 공존하는 무선 랜과 브루투스 등의 주파수 간섭을 피하는 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영 역네트워크 중계기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기는 저속-무선개인영역네트워크 통신에 있어서 에프에프디(FFD : Full Function Device) 노드(Node) 규격과 기능을 갖으면서 중계될 데이터를 전송하는 노드를 송신노드라 하고 중계되는 데이터를 수신하는 노드를 수신노드라 하며, 상기 에프에프디 노드 기능을 갖으면서 중계되는 데이터를 수신하는 에스오씨(SoC : System On Chip) 상의 쓰레드(Thread)를 수신쓰레드라 하고 중계해야 되는 데이터를 송신하는 쓰레드를 송신쓰레드라 할 때, 저속-무선개인영역네트워크를 에스오씨에 최적화하기 위해 두개 이상의 피시아이(PCI : Peripheral component interconnect) 버스와 두 개 이상의 독립 타이머와 타이머 인터럽트를 갖는 에스오씨에 두 개의 저속-무선개인영역네트워크 칩을 두 개의 피시아이로 각각 연결하고 송신쓰레드와 수신쓰레드가 상호 독립적으로 구동되는 멀티-쓰레드 환경을 만들고 송신쓰레드와 수신쓰레드에 저속-무선개인영역네트워크 칩과 타이머를 하나씩 내장하게 하고 송신쓰레드와 수신쓰레드가 상호 데이터를 주고받을 수 있는 공유버퍼(Shared Buffer)를 갖게 한다. 여기서 멀티-쓰레드 환경은 저속-무선개인영역 중계기에 최적화 시킨 멀티-쓰레드가 될 수 있고 응용프로그램을 구동하기 쉽고 외장 메모리나 시리얼 통신 또는 엘씨디와 키패드 등을 사용하기 위한 디바이스 드라이버를 포함하는 마이크로씨 운영체제(mCOS)나 프리알티 운영체제(FreeRTOS) 또는 임베디드 리눅스 등이 될 수도 있으며, 에스오씨는 제어의 편리성과 다양한 기능을 제공하기 위해 엘씨디와 키패드와 시리얼 통신과 외장 메모리와 유에스비 포트와 이더넷 등을 외장장치로 포함 할 수도 있다. 상기 멀티-쓰레드 환경으로 멀티-타스크 운영체제의 멀티-타스크 환경을 사용하는 경우는 상기 송신쓰레드와 상기 수신쓰레드는 송신타스크와 수신타스크로 구현되고, 멀티-프로세스 운영체제의 멀티-프로세스 환경을 사용하는 경우 상기 송신쓰레드와 상기 수신쓰레드는 송신프로세스와 수신프로세스로 구현될 수 있다.
또한 저속-무선개인영역네트워크의 대역폭인 250Kbps에 근접하는 데이터 중계 속도를 갖기 위해 송신노드에서 중계하는 데이터를 수신쓰레드가 받으면서 공유버퍼에 저장하고 송신쓰레드는 공유버퍼에 저장된 중계해야할 데이터를 읽으면서 수신노드에 송신하여 중계되는 데이터의 수신시간과 송신시간이 중첩되게 하여 데이터를 중계하는 과정에서 수신/저장 후 송신하는 방식에 따른 주파수 대역폭이 반으로 줄어드는 현상과 달리 통신 규격에 정의된 주파수 대역폭에 근접하는 데이터 전송 속도를 갖게 하며, 통신에 사용되는 소모 전력을 줄이기 위해 상기 수신쓰레드는 내장한 타이머로 송신노드가 송신하는 주기와 맞추어 동작하여 중계되는 데이터를 수신하고 송신노드가 송신하지 않는 주기에는 내장한 저속-무선개인영역네트워크 칩을 끄고 수신쓰레드도 슬립(Sleep)상태로 되었다가 송신노드의 다음 송신주기에 웨이크업(Wakeup)하여 중계 데이터를 수신하게 하여 송신노드의 송신이 없는 동안 수신쓰레드는 전력을 소모하지 않고 상기 송신쓰레드도 내장한 타이머로 수신노드가 수신하는 주기와 맞추어 중계될 데이터를 송신하고 수신노드가 수신하지 않는 주기에는 내장한 저속-무선개인영역네트워크 칩을 끄고 송신쓰레드도 슬립상태로 되었다가 수신노드의 다음 수신주기에 웨이크업(Wakeup)하여 중계될 데이터를 송신하게 하여 수신노드가 수신할 수 없는 주기 동안 송신쓰레드도 전력을 소모하지 않는다.
그리고 무선통신이 갖는 시간적 공간적 무선통신 환경변화에 따른 무선통신 오류를 신속히 극복하기 위해 수신쓰레드는 무선통신 수신되는 데이터를 프로세서 인터럽트 처리 방식으로 수신하면서 무선통신 환경변화로 인한 패킷오류와 패킷로스 등 다양한 오류 상황을 처리하고 공유버퍼에 수신한 데이터 쓰기는 오류가 거의 없으므로 피디시(PDC:Peripheral DMA Control) 방식으로 처리하여 무선통신 수신과 공유버퍼에 수신한 데이터 쓰기를 동시에 실행하고 송신쓰레드의 공유버퍼 읽기는 오류가 거의 없으므로 피디시를 사용하고 송신쓰레드의 무선통신 출력은 프로세서 인터럽트 처리 방식을 사용하여 무선통신 환경변화로 인한 넥(Nack) 발생 등 다양한 송신 오류를 처리하게 하여 공유버퍼 읽기와 무선통신 송신을 동시에 실행하여 무선통신 수신오류 처리와 송신오류 처리가 시간적으로 중첩되게 처리하며, 저속-무선개인영역네트워크에서 사용하는 2.4GHz 대역에 공존하는 무선 랜과 브루투스 등의 주파수 간섭을 피하기 위해 수신쓰레드와 송신쓰레드가 미리정한 임계 시간보다 긴 시간동안 휴지(idle) 시간을 갖게 될 때 수신쓰레드와 중계 데이터를 전송하는 송신노드가 짝이 되고 송신쓰레드와 중계 데이터를 받는 수신노드가 짝이 되어 통신채널을 변경해가면서 알에스에스아이(RSSI: Receive Signal Strength Indication)를 포함하는 주기정보를 송수신하여 알에스에스아이 값의 가장 큰 채널 을 찾고 알에스에스아이 값의 가장 큰 채널로 통신 채널을 변경하여 무선 주파수 간섭을 피하는 기능을 갖는다.
본 발명인 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기는, 기존 저속-무선개인영역네트워크가 데이터를 중계하는 경우 저장 후 전송 방식으로 대역폭이 반으로 줄어드는 것과는 달리 대역폭에 근접하는 데이터 중계 속도를 갖는다. 또한 피어-투-피어 통신 방식의 매쉬 네트워크나 멀티-홈 라우팅에서 중계기들 전체의 슬립과 웨이크업 시간동기를 맞추기가 어려워 슬립시간이 없거나 슬립 시간이 짧아 무선통신에 사용되는 소모 전력이 큰 것과는 달리 데이터를 전달하는 송신단과 데이터를 중계 받는 수신단을 한쌍으로 슬립과 웨이크업을 맞추면 되기 때문에 쉽게 시간동기를 구현 할 수 있어 슬립 되는 시간을 길게 할 수 있으므로 무선통신에 사용되는 소비 전력을 낮추게 된다. 또한 본 발명에서는 무선통신이 갖는 시간적 공간적 무선통신 환경변화에 따른 오류를 수신측과 송신측에서 동시에 처리하게 되므로 신속히 통신 오류를 극복할 수 있다. 또한 통신 채널의 선택은 중계 데이터를 송신하는 측과 수신하는 측이 한 쌍으로 중계되는 각 단계마다 다른 채널을 사용 할 수 있으므로 각 단계마다 다른 주파수가 사용되어 무선 랜과 브루투스 등과 간섭되는 주파수를 쉽게 피할 수 있다는 장점을 가지게 한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적인 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예인 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기의 구성도이다.
도 3에서 본 발명의 구성물이지만 본 발명을 설명하는데 필요하지 않는 구성물과 연결도는 도면의 복잡성을 피하기 위해 생략하였고, 본 발명이 하드웨어와 하드웨어를 구동하는 소프트웨어로 구성되어 하드웨어 구성물과 소프트웨어 구성물을 함께 표현하였다. 또한 구성물의 번호는 하드웨어와 소프트웨어의 구분이 쉽게 되는 순서로 부여하였지만 구성물의 위치는 하드웨어와 소프트웨어 구분에 따르지 않고 본 발명을 도시하여 설명하는데 가장 적절해 보이는 위치에 놓았다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기(300)는 송신노드(100)과 수신 노드(400)와 통신하며 그 구성은 에스오씨(310)와 저속-무선개인영역네트워크 칩(320)과 멀티-쓰레드 환경(330)을 포함한다. 그리고 에쓰오씨(310)는 내장된 피씨아이(311), 타이머(312), 피디씨(313), 에이아이씨(314), 에쓰램(315), 프레쉬 메모리(316)를 포함하며 멀티-쓰레드 환경(330)은 수신쓰레드(331), 송신쓰레드(332), 공유버퍼(333)를 포함한다.
상기 송신노드(300)는 저속-무선개인영역네트워크 통신에 있어서 에프에프디(FFD : Full Function Device) 노드(Node) 규격과 기능을 갖으면서 중계될 데이터를 송신하는 노드이고 상기 수신노드(400)는 저속-무선개인영역네트워크 통신에 있어서 에프에프디 노드 규격과 기능을 갖으면서 중계될 데이터를 수신하는 노드이다.
상기 에스오씨(310)는 내장 구성물로 두개 이상의 에스피아이(SPI : Serial Paripheral Interface)와 두개 이상의 독립된 타이머와 피디씨(PDC : Periphral DMA Controller), 에이아이씨(AIC : Advanced Interrupt Controller), 에스램(SRAM : Static RAM), 프레쉬 메모리를 갖으며 이들을 버스로 연결하고 있어 데이터를 전달하고 제어를 할 수 있다.
상기 피씨아이(311)는 저속-무선개인영역네트워크 칩(320)을 에스오씨에 연결하는 역할을 하며, 상기 피디씨(313)는 에스오씨의 연산기능 도움 없이 주변장치로부터 데이터를 에스램에 전달하거나 에스램에 있는 데이터를 주변장치에 전달하는 역할을 한다. 상기 에이아이씨(314)는 인터럽트를 처리 한다.
상기 에스램(315)은 멀티-쓰레드 환경의 쓰레드 스케줄링과 인터럽트 핸들러 와 수신쓰레드와 송신쓰레드와 공유버퍼가 구성되는 램 환경을 제공하며 상기 프레쉬 메모리(316)는 실행되기 전 상태의 프로그램과 실행속도가 낮아도 되는 멀티-쓰레드 환경 코드와 텍스트와 변경되지 않는 데이터를 저장한다.
저속-무선개인영역네트워크를 에스오씨에 최적화하기 위해 상기 멀티-쓰레드 환경(330)은 수신쓰레드(331)와 송신쓰레드(332)가 동작되는 환경을 제공하며 상기 송신쓰레드(331)는 멀티-쓰레드 환경(330) 상에서 저속-무선개인영역네트워크 칩(320)과 타이머(312)를 제어하고 송신노드(100)으로부터 중계되는 데이터 받아서 공유버퍼(333)에 저장한다. 또한 상기 수신쓰레드(332)는 멀티-쓰레드 환경(330) 상에서 저속-무선개인영역네트워크 칩(320)과 타이머(312)를 제어하고 공유버퍼(333)에 저장된 중계해야 할 데이터를 수신노드(400)에 전송한다.
여기서 상기 멀티-쓰레드 환경은 저속-무선개인영역네트워크 중계기에 최적화 시킨 멀티-쓰레드가 될 수 있고 응용 프로그램을 구동하기 쉽고 외장 메모리나 시리얼 통신 또는 엘씨디와 키패드 등을 사용하기 위한 디바이스 드라이버를 포함하는 마이크로씨 운영체제나 프리알티 운영체제 또는 임베디드 리눅스 등이 될 수도 있으며, 에스오씨는 제어의 편리성과 다양한 기능을 제공하기 위해 엘씨디와 키패드와 시리얼 통신과 외장 메모리와 유에스비 포트와 이더넷 등을 외장장치로 포함 할 수도 있다.
또한 저속-무선개인영역네트워크의 대역폭인 250Kbps에 근접한 데이터 중계 속도를 갖기 위해 송신노드(100)에서 중계하는 데이터를 수신쓰레드(331)가 받으면서 공유버퍼(333)에 저장하고 송신쓰레드(332)는 공유버퍼(333)에 저장된 중계해야 할 데이터를 읽으면서 수신노드(400)에 송신하여 중계되는 데이터의 수신시간과 송신시간이 중첩되게 하여 데이터 중계과정에서 수신/저장 후 송신하는 방식에 따른 주파수 대역폭이 반으로 줄어드는 현상과 달리 통신 규격에 정의된 주파수 대역폭에 근접하는 데이터 전송속도를 갖도록 한다.
그리고 통신에 사용되는 소모 전력을 줄이기 위해 상기 수신쓰레드(331)는 내장한 타이머(312)로 송신노드(100)가 송신하는 주기와 맞추어 동작하여 중계되는 데이터를 수신하고 송신노드(100)가 송신하지 않는 주기에는 내장한 저속-무선개인영역네트워크 칩(320)을 끄고 수신쓰레드(331)도 슬립(Sleep)상태로 되었다가 송신노드(100)의 다음 송신주기에 웨이크업(Wakeup)하여 중계 데이터를 수신하게 하여 송신노드(100)의 송신이 없는 동안 수신쓰레드(331)는 전력을 소모하지 않고 상기 송신쓰레드(332)도 내장한 타이머(312)로 수신노드(400)가 수신하는 주기와 맞추어 중계될 데이터를 송신하고 수신노드가 수신하지 않는 주기에는 내장한 저속-무선개인영역네트워크 칩(320)을 끄고 송신쓰레드(332)도 슬립상태가 되었다가 수신노드(400)의 다음 수신주기에 웨이크업(Wakeup)하여 중계될 데이터를 송신하게 하여 수신노드(400)가 수신할 수 없는 주기 동안 송신쓰레드(332)도 전력을 소모하지 않는다.
그리고 무선통신이 갖는 시간적 공간적 무선통신 환경변화에 따른 무선통신 오류를 신속히 극복하기 위해 수신쓰레드(331)는 송신노드(100)로부터 수신되는 데이터를 에이아이씨(314)가 제공하는 프로세서 인터럽트 처리 방식으로 수신하면서 패킷오류와 패킷로스 등 다양한 오류 상황을 처리하고 공유버퍼(333)에 수신한 데 이터 쓰기는 오류가 거의 없으므로 피디시(313)를 사용하는 방식으로 처리하여 무선통신 수신과 공유버퍼(333)에 수신한 데이터 쓰기를 동시에 실행하고 송신쓰레드(332)의 공유버퍼(333) 읽기는 오류가 거의 없으므로 피디시(313)를 사용하고 송신쓰레드(332)의 무선통신 출력은 에이아이씨(314)가 제공하는 프로세서 인터럽트 처리 방식을 사용하여 넥(Nack) 발생 등 다양한 송신 오류를 처리하게 하여 공유버퍼(333) 읽기와 무선통신 송신을 동시에 실행하여 무선통신 수신오류 처리와 송신오류 처리가 시간적으로 중첩되게 처리하며,
저속-무선개인영역네트워크에서 사용하는 2.4GHz 대역에 공존하는 무선 랜과 브루투스 등의 주파수 간섭을 피하기 위해 수신쓰레드(331)와 송신쓰레드(332)가 미리정한 임계 시간보다 긴 시간동안 휴지(idle) 시간을 갖게 될 때 수신쓰레드(331)와 중계 데이터를 전송하는 송신노드(100)가 짝이 되고 송신쓰레드(332)와 중계 데이터를 받는 수신노드(400)가 짝이 되어 통신채널을 변경해가면서 알에스에스아이(RSSI: Receive Signal Strength Indication)를 포함하는 주기정보를 송수신하여 알에스에스아이 값이 가장 큰 채널을 찾고 알에스에스아이 값이 가장 큰 채널로 통신 채널을 변경하여 무선 주파수 간섭을 피하는 기능을 갖는다.
도 1은 종래 저속-무선개인영역네트워크 중계노드 구성도이고,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기 상세 구성도이다.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100... 송신노드 200... 중계노드
300...두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기
310... 에스오씨(SoC) 311... 피씨아이(PCI)
312... 타이머(Timer) 313... 피디씨(PDC)
314... 에이아이씨(AIC) 315... 에쓰램(SRAM)
316... 프레쉬 메모리(FLASH MEMORY)
320...저속-무선개인영역네트워크 칩
330... 멀티-쓰레드(Multi-Thread) 환경 331... 수신쓰레드
332... 송신쓰레드 333... 공유버퍼
400... 수신노드

Claims (5)

  1. 저속-무선개인영역네트워크 통신에 있어서 에프에프디(FFD : Full Function Device) 노드(Node) 규격과 기능을 갖으면서 중계될 데이터를 전송하는 노드를 송신노드라 하고 중계되는 데이터를 수신하는 노드를 수신노드라 하며, 상기 에프에프디 노드 기능을 갖으면서 중계되는 데이터를 수신하는 에스오씨(SoC : System On Chip) 상의 쓰레드(Thread)를 수신쓰레드라 하고 중계해야 되는 데이터를 송신하는 쓰레드를 송신쓰레드라 할 때,
    상기 저속-무선개인영역네트워크를 에스오씨에 최적화하기 위해 두개 이상의 피시아이(PCI : Peripheral component interconnect) 버스와 두 개 이상의 독립 타이머와 타이머 인터럽트를 갖는 에스오씨에 두 개의 저속-무선개인영역네트워크 칩을 두 개의 피시아이로 각각 연결하고 송신쓰레드와 수신쓰레드가 상호 독립적으로 구동되는 멀티-쓰레드 환경을 만들고 송신쓰레드와 수신쓰레드에 저속-무선개인영역네트워크 칩과 타이머를 하나씩 내장하게 하고 송신쓰레드와 수신쓰레드가 상호 데이터를 주고받을 수 있는 공유버퍼(Shared Buffer)를 갖게 하며,
    상기 저속-무선개인영역네트워크의 대역폭인 250Kbps에 근접하는 데이터 중계 속도를 갖기 위해 송신노드에서 중계하는 데이터를 수신쓰레드가 받으면서 공유버퍼에 저장하고 송신쓰레드는 공유버퍼에 저장된 중계해야할 데이터를 읽으면서 수신노드에 전송하여 중계되는 데이터의 수신시간과 송신시간이 중첩되게 하여 데이터 중계과정에서 수신/저장 후 송신하는 방식에 따른 주파수 대역폭이 반으로 줄 어드는 현상과 달리 통신 규격에 정의된 주파수 대역폭에 근접하는 데이터 전송속도를 갖으며,
    상기 수신쓰레드는 통신에 사용되는 소모 전력을 줄이기 위해 내장한 타이머로 송신노드가 송신하는 주기와 맞추어 동작하여 중계되는 데이터를 수신하고 송신노드가 송신하지 않는 주기에는 내장한 저속-무선개인영역네트워크 칩을 끄고 수신쓰레드도 슬립(Sleep)상태로 되었다가 송신노드의 다음 송신주기에 웨이크업(Wakeup)하여 중계 데이터를 수신하게 하여 송신노드의 송신이 없는 동안 수신쓰레드는 전력을 소모하지 않고 송신쓰레드는 내장한 타이머로 수신노드가 수신하는 주기와 맞추어 중계될 데이터를 송신하고 수신노드가 수신하지 않는 주기에는 내장한 저속-무선개인영역네트워크 칩을 끄고 송신쓰레드도 슬립상태로 되었다가 수신노드의 다음 수신주기에 웨이크업하여 중계될 데이터를 송신하게 하여 수신노드가 수신할 수 없는 주기 동안 송신쓰레드도 전력을 소모하지 않으며,
    상기 무선통신이 갖는 시간적 공간적 무선통신 환경변화에 따른 무선통신 오류를 신속히 극복하기 위해 수신쓰레드는 수신되는 데이터를 프로세서 인터럽트 처리 방식으로 수신하면서 무선통신 환경변화로 인한 패킷오류와 패킷로스 등 다양한 오류 상황을 처리하고 공유버퍼에 수신한 데이터 쓰기는 오류가 거의 없으므로 피디시(PDC:Peripheral DMA Control) 방식으로 처리하여 무선통신 수신과 공유버퍼에 수신한 데이터 쓰기를 동시에 실행하고 송신쓰레드의 공유버퍼 읽기는 오류가 거의 없으므로 피디시를 사용하고 송신쓰레드의 무선통신 출력은 프로세서 인터럽트 처리 방식을 사용하여 넥(Nack) 발생 등 다양한 송신 오류를 처리하게 하여 공유버퍼 읽기와 무선통신 송신을 동시에 실행하여 무선통신 환경변화로 인한 무선통신 수신오류 처리와 송신오류 처리가 시간적으로 중첩되게 하여 신속히 처리하며,
    상기 저속-무선개인영역네트워크에서 사용하는 2.4GHz 대역에 공존하는 무선 랜과 브루투스 등의 주파수 간섭을 피하기 위해 수신쓰레드와 송신쓰레드가 미리정한 임계 시간보다 긴 시간동안 휴지(idle) 시간을 갖게 될 때 수신쓰레드와 중계 데이터를 전송하는 송신노드가 한 쌍이 되고 송신쓰레드와 중계 데이터를 받는 수신노드가 한 쌍이 되어 통신채널을 변경해가면서 알에스에스아이(RSSI: Receive Signal Strength Indication)를 포함하는 주기정보를 송수신하여 알에스에스아이 값의 가장 큰 채널을 찾고 알에스에스아이 값의 가장 큰 채널로 통신 채널을 변경하여 무선 주파수 간섭을 피하는 기능을 갖는, 에스오씨에 최적화되고 저속-무선개인영역네트워크의 대역폭인 250 Kbps에 근접하는 데이터 중계 속도를 갖으며 저 전력 소모 무선통신을 하며 무선통신이 갖는 시간적 공간적 무선통신 환경변화에 따른 오류를 신속히 극복하고 저속-무선개인영역네트워크에서 사용하는 2.4GHz 대역에 공존하는 무선 랜과 브루투스 등의 주파수 간섭을 피하는 것을 특징으로 하는 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨(SoC)에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 멀티-쓰레드 환경으로 저속-무선개인영역 중계기에 최적화 시킨 멀티-쓰레드 환경 또는 응용프로그램을 구동하기 쉽고 외장 메모리나 시리얼 통신 또는 엘씨디와 키패드 등을 사용하기 위한 디바이스 드라이버를 포함하는 마이크로씨 운영체제(mCOS)나 프리알티 운영체제(FreeRTOS) 또는 임베디드 리눅스 등과 같은 멀티-쓰레드나 멀티-타스크나 멀티-프로세스 기능을 갖는 상용 임베디드 운영체제를 멀티-쓰레드 환경으로 사용하는 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨(SoC)에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 무선 센서 네트워크 통신 거리를 증대시키기 위하여 무선송신 측에 무선통신 출력 증폭단과 무선통신 수신 측에 수신 이득을 높이는 저 잡음 증폭단을 포함하는 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨(SoC)에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 멀티-쓰레드 환경으로 멀티-타스크 운영체제의 멀티-타스크 환경을 사용하는 경우는 상기 송신쓰레드와 상기 수신쓰레드는 송신타스크와 수신타스크로 구현하고, 멀티-프로세스 운영체제의 멀티-프로세스 환경을 사용하는 경우 상기 송신쓰레드와 상기 수신쓰레드는 송신프로세스와 수신프로세스로 구현하는 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨(SoC)에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 에쓰오씨는 제어의 편리성과 다양한 기능을 제공하기 위해 엘씨디와 키패드와 시리얼통신과 외장 메모리와 유에스비 포트와 이더넷을 외장창치로 포함하는 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨(SoC)에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기.
KR1020090099324A 2009-10-19 2009-10-19 두개의 무선 통신로를 사용하는 에스오씨에 최적화된 저속-무선개인영역네트워크 중계기 KR20110042590A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10270517B2 (en) 2014-12-16 2019-04-23 Interdigital Ce Patent Holdings Method of selectively enabling a wireless access point or repeater
CN115065746A (zh) * 2020-05-31 2022-09-16 深圳市睿耳电子有限公司 无线耳机智能找回方法和相关设备、存储介质和程序产品
CN115065746B (zh) * 2020-05-31 2024-05-31 深圳市睿耳电子有限公司 无线耳机智能找回方法和相关设备、存储介质和程序产品

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