WO2022139035A1 - 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법 및 시스템 - Google Patents

다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법 및 시스템 Download PDF

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WO2022139035A1
WO2022139035A1 PCT/KR2020/019080 KR2020019080W WO2022139035A1 WO 2022139035 A1 WO2022139035 A1 WO 2022139035A1 KR 2020019080 W KR2020019080 W KR 2020019080W WO 2022139035 A1 WO2022139035 A1 WO 2022139035A1
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transmitter
signal
receiver
signal strength
communication
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PCT/KR2020/019080
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French (fr)
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송기동
은기찬
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지앨에스 주식회사
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/382—Monitoring; Testing of propagation channels for resource allocation, admission control or handover
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/318—Received signal strength
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005—Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0009—Control or signalling for completing the hand-off for a plurality of users or terminals, e.g. group communication or moving wireless networks

Definitions

  • the present invention relates to a smart handover method and system using multiple receivers, and more particularly, to a smart handover using multiple receivers that find and hand over a receiver capable of smooth communication by communicating with multiple receivers when performing ultra-high frequency communication It relates to an over method and system.
  • EHF extremely high frequency
  • the frequency is high, broadband transmission is possible, and since the wavelength is short, miniaturization and weight reduction of the antenna and transmission/reception device are possible, and the frequency reuse rate is high.
  • the usage scenario that 60GHz WPAN communication is targeting is the high-speed transmission of data based on close proximity, and it can be largely distinguished from the Near Field Communication (NFC) technology that stipulates communication at a distance of less than 10cm.
  • NFC Near Field Communication
  • the transmitter transmits a signal to multiple receivers located within a receivable range to request signal transmission for communication; When the transmitter transmits a signal for communication by acceptance from multiple receivers, receiving the corresponding signal; measuring, by the transmitter, the signal strength of the received signal, and determining whether the signal strength exceeds a preset signal strength; checking, by the transmitter, a receiver that has transmitted a signal strength that satisfies a reference signal strength among signals of multiple receivers through a receiver unique identification code; The transmitter performs a handover to communicate with a corresponding receiver that has transmitted a signal strength that satisfies a reference signal strength.
  • the transmitter further includes the step of performing handover by selecting a receiver (receiver with the best signal state) having the largest signal strength value.
  • a handover method is a handover method using a transmitter and multiple receivers performing ultra-high frequency communication, comprising: periodically transmitting a status signal from multiple receivers; checking, by the transmitter, whether the status signal is received; and performing, by the transmitter, a handover to communicate with a receiver in which the status signal is received for a predetermined period.
  • the transmitter calculates a measured signal strength value, and selects a receiver that transmits the largest signal strength, and performs handover.
  • a handover system includes: a transmitter for performing ultra-high frequency communication; When a plurality of receivers are provided and spaced apart from each other to communicate with the transmitter, the transmitter requests a signal for communication from multiple receivers located within a communicable range, and receives a signal for communication from the multiple receivers through the communication unit. Determines whether the received signals exceed the reference signal strength, checks the receiver that satisfies the reference signal strength, and if there are multiple receivers satisfying the reference signal strength, calculates the reception strength strength, and the receiver and the hand with the largest reception strength strength It is characterized in that the control command for performing the over is executed.
  • the transceiver includes a communication unit and a transmission/reception unit each performing a communication function, and the communication unit and the transmission/reception unit are manufactured in the form of a micro-communication chip or communication module in the 30-300 GHz band for transmitting and receiving very high frequencies.
  • the transmitter includes: a control unit that receives and pre-stores a unique identification code for each receiver in order to identify a receiver that satisfies the reference signal strength, classifies it, and selectively performs handover with the corresponding receivers; Further comprising a measuring unit that measures the signal strength of the received signal and provides the control unit to determine whether the reference signal strength is satisfied, wherein the receiver receives a request from the transmitter to transmit a signal, and when the transmitter requests a handover, a control unit for performing communication with the corresponding transmitter;
  • the transmitter side further includes a signal generator for generating the status signal so as to determine whether the corresponding receiver is in a good signal state by checking the signal strength of the status signal, and transmitting the generated status signal to the transceiver to transmit the generated status signal.
  • the communication unit includes: a data collection unit for receiving command data related to communication operation control from the control unit; It further includes a module for transmission and a module for reception that receives the microwave electromagnetic wave according to the command data.
  • the transmission module includes an oscillator (VCO, PLL) that generates a very high frequency electromagnetic wave signal, a modulator that performs modulation based on the signal generated by the oscillator, and an amplifier that amplifies the modulated ultra high frequency electromagnetic wave signal received from the modulator. (PA), and an antenna for transmitting the amplified ultra-high frequency electromagnetic wave signal.
  • VCO oscillator
  • PLL phase locked loop
  • PA amplifier
  • the transceiver is characterized in that the transceiver for a TV set-top box.
  • the smart handover method using the multiple receivers of the present invention has the advantage of enabling smart handover to enable straightness and seamless data transmission to the user, even if multiple antennas are not used in the form of a group like the beamforming method.
  • handover communication can be performed so that electronic devices in various fields can communicate smoothly.
  • it provides optimal communication conditions for home appliances that are used in fixed positions, such as transmission between TV and set-top box. can do.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining the overall concept of a smart handover system using multiple receivers according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a detailed configuration of the transmitter/receiver of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a view showing the detailed configuration of the communication unit and the transmission module of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a smart handover method using multiple receivers according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a smart handover method using multiple receivers according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an internal configuration when the communication unit of FIG. 2 is designed in the form of a communication chip.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining the overall concept of a smart handover system using multiple receivers according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing the detailed configuration of the transmitter/receiver of FIG. 1
  • FIG. 3 is a view showing the detailed configuration of the communication unit and the transmission module of FIG. 2 .
  • the smart handover system using the multiple receivers of the present invention includes a transmitter 100 that performs ultra-high frequency communication, and a plurality of receivers 200 that are provided and spaced apart from each other to communicate with the transmitter 100 .
  • the transceiver is a transceiver for home appliances, and can be used as a transceiver for, for example, a video device, a game machine, a PC, and a TV set-top box, and the set-top box is characterized in that it is utilized when transmitting and receiving signals between a TV and a TV set-top box.
  • the transmitter 100 includes a communication unit 110 , a control unit 120 , a measurement unit 130 , and a determination unit.
  • the communication unit 110 may be manufactured in the form of a microcommunication chip or communication module having a size of several millimeters in the 30 to 300 GHz band, preferably in the 60 GHz band, for transmitting and receiving ultra-high frequencies.
  • the high-speed proximity communication method applied at this time can comply with IEEE 802.15.3e HRCP (High-Rate Close Proximity Point to Point Communication), and uses millimeter wave bands of 60 GHz, 70 GHz, and 80 GHz bands, with a transmission speed of up to 7 Gbps, It should be about 14 Gbps.
  • HRCP High-Rate Close Proximity Point to Point Communication
  • Zigbee, UWB (Ultra Wide Band), and Lora (Long Range) communication can be used by changing the communication chipset as needed.
  • the transceivers 100 and 200 having a different configuration from the communication unit can be manufactured in the form of a communication chip, and the chipset is LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) with a 60GHz chipset to have a high dielectric constant in the 60GHz band for high-speed proximity communication. It is designed as a board, and a 60GHz chipset is mounted. If necessary, it can be manufactured to further include a USB interface and a DP port for external device connection or firmware upgrade.
  • LTCC Low Temperature Co-fired Ceramic
  • the control unit 120 performs a function of controlling to selectively handover from the multi-receiver 200 according to signal strength.
  • the control unit 120 requests a signal for communication from the multiple receivers 200 located within a communicable range, and when receiving a communication signal from the multiple receiver 200 through the communication unit 110 , the reference signal of the received signals It is determined whether the strength is exceeded, the receiver 200 satisfying the reference signal strength is checked, and when there are a plurality of receivers 200 satisfying the reference signal strength, the reception intensity is calculated, and the receiver ( 200) and a control command for performing handover.
  • the reference signal strength may be a signal strength threshold value of a wireless communication link or a communication signal strength value capable of smooth data communication.
  • the controller 120 receives and pre-stores a unique identification code for each receiver 200 in order to check the receiver 200 that satisfies the reference signal strength, and selectively performs handover with the corresponding receivers 200 by classifying them. can be done
  • the measurement unit 130 may measure the signal strength of the received signal, and provide the control unit 120 to determine whether the reference signal strength is satisfied.
  • the communication unit 110 includes a data collection unit 111 that receives command data related to communication operation control from the control unit 120 , and the command data received from the data collection unit 111 . It further includes a control module 112 for transmitting the to the transmission module, a transmission module 113 for transmitting a very high frequency electromagnetic wave according to command data, and a receiving module 118 for receiving an ultra high frequency electromagnetic wave according to the command data.
  • the transmission module 113 referring to FIG. 3 , an oscillator (VCO, PLL, 114) that generates an ultra-high frequency electromagnetic wave signal, and a modulator that performs modulation based on the signal generated by the oscillator 114 (Modulator, 115), an amplifier (PA) 116 for amplifying the modulated very high frequency electromagnetic wave signal received from the modulator 115, and an antenna 117 for transmitting the amplified very high frequency electromagnetic wave signal.
  • the receiving module 118 also performs the same configuration and function for receiving-side communication similarly to the transmitting module 113 .
  • the oscillator 114 is a voltage-controlled oscillator that generates a signal of a 60 GHz band, which is an ultra-high frequency, and can prevent frequency fluctuation and can be varied to a desired frequency, and in particular, a phase locked loop (PLL) for fixing the 60 GHz frequency may be further included.
  • PLL phase locked loop
  • the modulator 115 performs demodulation, and specifically, on-off keying (OOK) modulation.
  • OOK on-off keying
  • Two or more receivers 200 are provided to selectively communicate under the control of the transmitter 100 , and may be disposed to be spaced apart from each other at positions facing the transmitter 100 .
  • the transmitter 100 may receive different signal strengths received from the receiver 200 .
  • receivers 200 there are three receivers 200 (the first to third receivers 200 ) is exemplified, but the number of receivers 200 may vary depending on the installation location, the type of home appliance, etc. and the present invention is not limited to a specific number.
  • the receiver 200 includes a transceiver 210 , a control unit 220 , and a signal generator 230 .
  • the transceiver unit 210 provides a communication environment for performing ultra-high frequency communication with the communication unit 110 of the transmitter 100 described above, and has the same functions and detailed structure as the transmitter 100 (data collection unit 111, control module). (112), a transmission module, a reception module, etc.).
  • the transceiver 210 periodically transmits a signal to the transmitter 100 , and at this time, the provided signal bit may include a unique identification code of the corresponding receiver 200 to be transmitted.
  • the control unit 220 may perform a signal transmission/reception command transmitted/received between the transmitters 100 at the position of the receiver 200 .
  • the controller 220 may receive a request from the transmitter 100 to transmit a signal, and when the transmitter 100 requests a handover, may communicate with the transmitter 100 by accepting the handover.
  • the signal periodically transmitted to the transmitter 100 may be a signal including data, but may be a status signal for checking a status. That is, the receiver 200 may notify the state of its own signal by transmitting the state signal generated through the signal generating unit 230 to the surroundings at a predetermined period, and the transmitter 100 receives the state signal, and By checking the signal strength, it is possible to determine whether the corresponding receiver 200 is in a good signal state.
  • the transmitter 100 may perform a signal request for communication to the receiver 200 and whether the receiver 200 receives a status signal.
  • a signal request for communication to the receiver 200 and whether the receiver 200 receives a status signal.
  • both the signal for communication and the status signal received by the signal request for communication are checked, and if both are satisfied (of the signal for communication)
  • a handover may be performed to communicate with the corresponding receiver 200 .
  • the transmitter 100 may control the receiver 200 to select the receiver 200 to be handed over according to the reliability of the communication link by classifying the state of the receiver 200 as well as the signal strength and noise.
  • the reliability of the communication link exceeds a preset reliability reference value, it may be determined as a reliable case.
  • the criterion for evaluating the reliability at least one of received signal strength indicator (RSSI), cyclic redundancy checking (CRC), and signal to noise ratio (SNR) information may be used.
  • RSSI received signal strength indicator
  • CRC cyclic redundancy checking
  • SNR signal to noise ratio
  • transceivers 100 and 200 refer to FIG. 6 , a modem for packaging and interpreting an input signal (content data) according to a wired/wireless communication protocol so as to perform ultra-high frequency communication, and a serial-to-parallel converter for serializing the packaging signal (SERDES), an RF module for mixing a serialized signal with a 60 GHz carrier frequency, and an antenna for transmitting the mixed signal to a transceiver may be further provided.
  • SERDES serial-to-parallel converter
  • a deserializer can improve data processing speed through serialization of signals.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a smart handover method using the multi-receiver 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the transmitter 100 transmits a signal to the multi-receiver 200 located in the receivable range to request signal transmission for communication, and receives this signal when transmitting a signal for communication by accepting from the multi-receiver 200 . do (S100).
  • the transmitter 100 measures the signal strength of the received signal, and determines whether the signal strength exceeds the preset stored signal strength (S102).
  • the receiver 200 that has transmitted the signal strength satisfying the reference signal strength is checked through the receiver 200 unique identification code (S104).
  • the numerical value of the signal strength is calculated, and the receiver 200 (receiver 200 with the best signal state) having the largest signal strength value is selected for communication. To do this, handover is performed (S106, S108).
  • the transmitter 100 performing handover transmits a handover request message to the receiver 200 to be handed over, and the receiver 200 transmits a handover accept message to the transmitter 100 and the transmitter 100 confirms this ) may include a process of performing a handover.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a smart handover method using the multi-receiver 200 according to another embodiment of the present invention.
  • the multi-receiver 200 periodically transmits its own state signal (heart beat signal) (S200).
  • S200 heart beat signal
  • the transmitter 100 checks whether the transmitted status signal is received (S202).
  • the transmitter 100 performs handover to communicate with the receiver 200 receiving the status signal for a predetermined period (S204).
  • the transmitter 100 measures the signal strength of the status signal, calculates a signal strength value, and transmits the highest signal strength if there are a plurality of receivers 200 receiving the status signal for a certain period. ) to perform handover.
  • control module 112 control module
  • control unit 220 controls the following unit 220 ;

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법은, 초고주파 통신을 수행하는 송신기와 다중 수신기를 이용한 핸드오버 방법에 있어서, 상기 송신기는 수신 가능한 범위에 위치한 다중 수신기로 신호를 송출하여 통신을 위한 신호 송신을 요청하는 단계; 상기 송신기는 다중 수신기로부터 수락에 의해 통신을 위한 신호를 송신하면 해당 신호를 수신하는 단계; 상기 송신기는 수신된 수신 신호의 신호강도를 측정하고, 신호강도가 미리 설정된 신호강도의 초과 여부를 판단하는 단계; 상기 송신기는 다중 수신기의 신호 중 기준 신호강도를 만족하는 신호 강도를 송신한 수신기를 수신기 고유식별코드를 통해 확인하는 단계; 상기 송신기는 기준 신호강도를 만족하는 신호강도를 송신한 해당 수신기와 통신하기 위해 핸드오버를 수행하는 단계를 포함한다.

Description

다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법 및 시스템
본 발명은 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초고주파 통신 수행시 다중 수신기와의 교신에 의해 원활한 통신이 가능한 수신기를 찾아 핸드오버하는 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법 및 시스템에 관한 것이다.
최근 근거리 통신에서 각광받고 있는 밀리미터파(mm Wave)는 초고주파(Extreme High Frequency, EHF)로, 파장이 1~10mm, 주파수가 30~300GHz 대역인 전파이다.
밀리미터파의 주요 특성은 다음과 같다.
주파수가 높으므로 광대역의 전송이 가능하며, 파장이 짧음에 따라 안테나 및 송수신 장치의 소형화, 경량화가 가능하며, 주파수 재사용율이 높다.
하지만, 강한 직진성으로 인하여 장거리 통신에 부적합하며, 대기요인에 의하여 신호감쇄가 많이 발생됨에 따라, 지리 기후, 계절의 영향을 많이 받기 때문에, 초고속/대용량 전송을 위한 근거리 통신 & 소형 통신장치 구성에 적합하다.
특히, 60GHz WPAN 통신이 타겟으로 하고 있는 사용 시나리오는 근거리(Close Proximity)에 기반한 데이터의 고속 전송에 있는 것으로, 10cm 이내의 거리에서의 통신을 규정하고 있는 Near Field Communication(NFC) 기술과 대별될 수 있으나, 전송 속도에서 비교될 수 없을 정도의 비교우위에 있다.
하지만, 60GHz 통신의 직진성의 단점을 극복하기 위해 안테나의 빔 포밍(beam forming) 등의 대안이 제시되고 있지만, 빔 포밍 등의 경우, 너무 많은 전력을 소모하고 그로 인해 많은 열을 발산하는 문제가 있다.
따라서, 이를 해결하기 위해 서로 이격되어 배치된 다중 수신기를 활용하여 송신기/수신기의 페어링을 핸드오버하는 구조를 갖고, 원활한 통신이 가능한 수신기로 핸드오버를 수행하여 통신하는 방법에 대해 개발할 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 목적은 상호 이격 배치되는 둘 이상의 다중 수신기를 구비하고, 송신기로부터 수신기의 신호 상태를 체크하여, 수신 신호가 양호한 수신기와 통신하도록 핸드오버를 수행할 수 있는 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법은,초고주파 통신을 수행하는 송신기와 다중 수신기를 이용한 핸드오버 방법에 있어서, 상기 송신기는 수신 가능한 범위에 위치한 다중 수신기로 신호를 송출하여 통신을 위한 신호 송신을 요청하는 단계; 상기 송신기는 다중 수신기로부터 수락에 의해 통신을 위한 신호를 송신하면 해당 신호를 수신하는 단계; 상기 송신기는 수신된 수신 신호의 신호강도를 측정하고, 신호강도가 미리 설정된 신호강도의 초과 여부를 판단하는 단계; 상기 송신기는 다중 수신기의 신호 중 기준 신호강도를 만족하는 신호 강도를 송신한 수신기를 수신기 고유식별코드를 통해 확인하는 단계; 상기 송신기는 기준 신호강도를 만족하는 신호강도를 송신한 해당 수신기와 통신하기 위해 핸드오버를 수행하는 단계를 포함한다.
상기 송신기는 만약 기준 신호강도를 만족하는 수신기가 복수 개인 경우에는 신호강도의 수치를 산출하는 단계; 상기 송신기는 신호강도의 수치가 가장 큰 수신기(신호 상태가 가장 양호한 수신기)를 선택하여 핸드오버를 수행하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드오버 방법은, 초고주파 통신을 수행하는 송신기와 다중 수신기를 이용한 핸드오버 방법에 있어서, 다중 수신기에서 상태신호를 주기적으로 송출하는 단계; 상기 송신기는 상기 상태신호의 수신 여부를 확인하는 단계; 상기 송신기는 상기 상태신호가 일정 주기동안 수신되는 수신기와 통신하도록 핸드오버를 수행하는 단계를 포함한다.
상기 송신기는 만약 일정 주기동안 상태신호가 수신되는 수신기가 복수 개인 경우, 상태신호의 신호강도를 측정하는 단계; 상기 송신기는 측정된 신호강도 수치를 산출하여 가장 큰 신호강도를 송출한 수신기를 선택하여 핸드오버 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 시스템은, 초고주파 통신을 수행하는 송신기; 복수로 마련되고, 상호 이격 배치되어 송신기와 통신하는 수신기를 포함하되, 상기 송신기는 통신 가능한 범위 내에 위치한 다중 수신기에 통신을 위한 신호를 요청하고, 다중 수신기로부터 통신을 위한 신호를 통신부를 통하여 수신하면 수신 신호들의 기준 신호강도 초과 여부를 판단하고, 기준 신호강도를 만족하는 수신기를 확인하며, 기준 신호강도 만족하는 수신기가 복수인 경우, 수신강도 세기를 산출하고, 수신강도 세기가 가장 큰 수신기와 핸드오버를 수행하는 제어 명령을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 송수신기는 통신 기능을 수행하는 통신부와 송수신부를 각각 구비하고, 상기 통신부와 송수신부는, 초고주파를 송수신하기 위한 30~300GHz 대역의 초소형 통신 칩이나 통신 모듈 형태로 제작되는 것을 특징으로 한다.
상기 송신기는 기준 신호강도를 만족하는 수신기를 확인하기 위해 수신기마다 고유식별코드를 전송받아 기저장하고, 구분하여 해당 수신기들과 선택적으로 핸드오버를 수행하는 제어부; 수신 신호의 신호강도를 측정하고, 제어부에서 기준 신호강도를 만족하는지 판단하도록 제공하는 측정부를 더 포함하고, 상기 수신기는 송신기의 요청을 받아 신호를 전송하고, 송신기에서 핸드오버 요청시 핸드오버 수락에 의해 해당 송신기와 통신을 수행하는 컨트롤부; 송신기측에서 상태신호의 신호강도를 체크하여 해당 수신기가 양호한 신호 상태인지 판단할 수 있도록 상기 상태신호를 생성하고, 생성된 상태신호 송출을 위해 송수신부로 전송하는 신호생성부를 더 포함한다.
상기 통신부는 상기 제어부로부터 통신 동작 제어와 관련된 명령데이터를 수신하는 데이터수집부와, 상기 데이터수집부로부터 수신된 명령데이터를 송신용 모듈에 전달하는 제어모듈과, 명령데이터에 따라 초고주파 전자기파를 송신하는 송신용 모듈, 명령데이터에 따라 초고주파 전자기파를 수신하는 수신용 모듈을 더 포함한다.
상기 송신용 모듈은 초고주파 전자기파 신호를 생성하는 발진기(VCO, PLL)와, 발진기에서 생성된 신호를 기초로 변조를 수행하는 변조기(Modulator)와, 변조기로부터 수신한 변조된 초고주파 전자기파 신호를 증폭시키는 증폭기(PA)와, 증폭된 초고주파 전자기파 신호를 송신하는 안테나를 더 포함한다.
상기 송수신기는 TV 셋톱박스용 송수신기인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법은 빔포밍 방식처럼 다수의 안테나를 군의 형태로 쓰지 않더라도, 직진성과 사용자에게 끊김없는 데이터 전송이 가능하도록 스마트한 핸드오버가 가능한 장점이 있다.
또한, 이를 활용하여 다양한 분야의 전자기기에서 원활한 통신이 가능하도록 핸드오버 통신을 수행할 수 있으며, 특히 TV와 셋톱박스 간 전송 등, 위치가 대부분 고정되어 사용되는 가전제품에서 최적의 통신 조건을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 시스템의 개념을 전체적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 송/수신기의 세부 구성을 보인 도면이다.
도 3은 도 2의 통신부 및 송신용모듈의 세부 구성을 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 도 2의 통신부를 통신 칩 형태로 설계시 내부 구성을 예시적으로 보인 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 시스템의 개념을 전체적으로 설명하기 위한 블록도이며, 도 2는 도 1의 송/수신기의 세부 구성을 보인 도면이며, 도 3은 도 2의 통신부 및 송신용모듈의 세부 구성을 보인 도면이다.
본 발명의 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 시스템은 초고주파 통신을 수행하는 송신기(100)와, 복수로 마련되고 상호 이격 배치되어 송신기(100)와 통신할 수 있는 다중 수신기(200)를 포함한다.
또한, 상기 송수신기는 가전제품용 송수신기이며, 예컨대 영상기기, 게임기, PC, TV 셋톱박스용 송수신기로 사용될 수 있으며, 셋톱박스의 경우 TV와 TV 셋톱박스 간에 신호 송수신시 활용되는 것을 특징으로 한다.
송신기(100)는 도 2를 참조하면, 통신부(110), 제어부(120), 측정부(130) 및 판단부를 포함한다.
통신부(110)는 초고주파를 송수신하기 위한 30~ 300GHz 대역, 바람직하게는 60GHz 대역의 수 mm 크기의 초소형 통신 칩이나 통신 모듈 형태로 제작될 수 있다.
이때 적용되는 초고속 근접 통신 방식으로는 IEEE 802.15.3e HRCP(High-Rate Close Proximity Point to Point Communication)을 따를 수 있으며, 60GHz, 70GHz, 80GHz 대역의 밀리미터파 대역을 사용하여, 전송 속도가 최대 7Gbps, 14Gbps 정도되도록 한다. 이외에도 필요에 따라 통신 칩셋을 변경하여 Zigbee, UWB(Ultra Wide Band), Lora(Long Range) 통신을 이용할 수도 있다.
또한, 통신부와 다른 구성을 포함한 송수신기(100, 200)를 통신 칩 형태로 제작할 수 있으며, 칩셋은 초고속 근접통신을 위해 60GHz 대역에서 높은 유전율을 갖도록 60GHz 칩셋을 적용한 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 보드로 설계하며, 60GHz 칩셋을 실장하게 되며, 추가로 필요에 따라 외부장치 연결이나 펌웨어 업그레이드 등을 위한 USB 인터페이스, DP 포트 등이 더 포함되도록 제작될 수 있다.
제어부(120)는 다중 수신기(200)로부터 신호 강도에 따라 선택적으로 핸드오버하도록 제어하는 기능을 수행한다.
구체적으로 제어부(120)는 통신 가능한 범위 내에 위치한 다중 수신기(200)에 통신을 위한 신호를 요청하고, 다중 수신기(200)로부터 통신을 위한 신호를 통신부(110)를 통하여 수신하면 수신 신호들의 기준 신호강도 초과 여부를 판단하고, 기준 신호강도를 만족하는 수신기(200)를 확인하며, 기준 신호강도 만족하는 수신기(200)가 복수인 경우, 수신강도 세기를 산출하고, 수신강도 세기가 가장 큰 수신기(200)와 핸드오버를 수행하는 제어 명령을 수행한다. 여기서 기준 신호강도는 무선 통신 링크의 신호 세기 임계치 값이나, 원활한 데이터 통신이 가능한 통신 신호 세기값 등이 될 수 있다.
또한, 제어부(120)는 기준 신호강도를 만족하는 수신기(200)를 확인하기 위해 수신기(200)마다 고유식별코드를 전송받아 기저장하고, 구분하여 해당 수신기(200)들과 선택적으로 핸드오버를 수행할 수 있다.
측정부(130)는 수신 신호의 신호강도를 측정하고, 제어부(120)에서 기준 신호강도를 만족하는지 판단할 수 있도록 제공할 수 있다.
즉, 수신 신호의 신호강도가 기준 신호를 초과하는 경우, 신호가 양호한 경우로 판단하고, 수신 신호의 신호강도가 기준 신호를 초과하지 않는 경우, 신호가 불량한 경우로 판단할 수 있다.
나아가, 통신부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(120)로부터 통신 동작 제어와 관련된 명령데이터를 수신하는 데이터수집부(111)와, 데이터수집부(111)로부터 수신된 명령데이터를 송신용 모듈에 전달하는 제어모듈(112)과, 명령데이터에 따라 초고주파 전자기파를 송신하는 송신용 모듈(113), 명령데이터에 따라 초고주파 전자기파를 수신하는 수신용 모듈(118)을 더 포함한다.
또한, 송신용 모듈(113)은, 도 3을 참조하면 초고주파 전자기파 신호를 생성하는 발진기(VCO, PLL, 114)와, 발진기(114)에서 생성된 신호를 기초로 변조를 수행하는 변조기(Modulator, 115)와, 변조기(115)로부터 수신한 변조된 초고주파 전자기파 신호를 증폭시키는 증폭기(PA, 116)와, 증폭된 초고주파 전자기파 신호를 송신하는 안테나(117)를 더 포함한다. 또한 수신용 모듈(118)도 송신용 모듈(113)과 유사하게 수신측 통신을 위한 동일한 구성 및 기능을 수행한다.
또한 발진기(114)는 초고주파인 60GHz 대역의 신호를 생성하는 전압 제어 발진기이며, 주파수 변동을 방지하고 원하는 주파수로 가변할 수 있으며, 특히 60GHz 주파수 고정을 위한 PLL(Phase Locked Loop)이 더 포함될 수 있다.
상기 변조기(115)는 복조를 수행하며, 구체적으로 OOK(OnOff Keying) 변조를 수행할 수 있다.
수신기(200)는 송신기(100)의 제어에 의해 선택적으로 통신하기 위해 둘 이상 복수 개가 구비되며, 송신기(100)와 대향되는 위치에서 수신기(200) 간에 상호 이격되어 배치될 수 있다.
이와 같이 수신기(200)가 상호 이격 배치된 상태에서 송신기(100)는 수신기(200)로부터 수신되는 신호 강도가 다르게 수신될 수 있다.
또한, 도 1의 실시예에서는 수신기(200)가 3개인 경우(제1~제3수신기(200))를 예를 들었으나, 수신기(200)의 개수는 설치 장소, 가전제품의 종류 등에 따라 달라질 수 있으며, 본 발명이 특정 개수에 한정되는 것은 아니다.
수신기(200)는 도 2를 참조하면, 송수신부(210), 컨트롤부(220) 및 신호생성부(230)를 포함한다.
송수신부(210)는 상술한 송신기(100)의 통신부(110)와 초고주파 통신을 수행하기 위한 통신 환경을 제공하며, 송신기(100)와 동일한 기능 및 세부 구조(데이터수집부(111), 제어모듈(112), 송신용모듈, 수신용모듈 등)를 포함한다.
또한 송수신부(210)는 송신기(100)로 신호를 주기적으로 송신하며, 이때 제공되는 신호비트에는 해당 수신기(200)의 고유식별코드를 포함하도록 하여 전송될 수 있다.
컨트롤부(220)는 수신기(200)의 위치에서 송신기(100)간에 송수신되는 신호 송수신 명령을 수행할 수 있다.
특히 컨트롤부(220)는 송신기(100)의 요청을 받아 신호를 전송하고, 송신기(100)에서 핸드오버 요청시 핸드오버 수락에 의해 해당 송신기(100)와 통신을 수행할 수 있다.
송신기(100)로 주기적으로 송신되는 신호는 데이터를 포함하는 신호일 수 있으나, 상태를 체크하기 위한 상태신호일 수 있다. 즉, 수신기(200)는 신호생성부(230)를 통하여 생성되는 상태신호를 일정 주기로 주변으로 송출하여 자신의 신호 상태를 알릴 수 있으며, 송신기(100)는 상태신호를 수신하고, 해당 상태신호의 신호강도를 체크하여 해당 수신기(200)가 양호한 신호 상태인지 판단할 수 있다.
나아가, 송신기(100)는 수신기(200)에 통신을 위한 신호 요청과, 수신기(200)의 상태신호 수신 여부를 같이 수행할 수 있다. 이와 같은 경우에는 수신기(200)의 상태신호 송출 주기를 길게 설정하도록 하여, 통신을 위한 신호 요청에 의해 수신되는 통신을 위한 신호와 상태신호를 모두 체크하여, 모두 만족하는 경우(통신을 위한 신호의 기준 신호강도 초과 및 상태신호 정상 수신되는 경우)에 해당 수신기(200)와 통신하도록 핸드오버를 수행할 수도 있다.
나아가, 송신기(100)는 수신기(200)의 상태를 신호강도뿐 만 아니라, 노이즈 등을 구분하여 통신 링크의 신뢰도에 따라 핸드오버할 수신기(200)를 선택하도록 제어할 수도 있다.
예컨대, 통신 링크의 신뢰도가 미리 설정된 신뢰도 기준값을 초과하는 경우 신뢰할 수 있는 경우로 판단할 수 있다. 여기서, 상기 신뢰도를 평가하는 기준은 RSSI(received signal strength indicator), CRC(Cyclic Redundancy Checking), SNR(signal to noise ratio) 정보 중 적어도 어느 하나를 활용할 수 있다.
또한 송수신기(100, 200)는 도 6을 참조하면, 초고주파 통신을 수행할 수 있도록 입력신호(컨텐츠 데이터)를 유무선 통신 프로토콜에 따라 패키징 및 해석하는 모뎀, 패키징 신호의 직렬화를 수행하는 직병렬변환기(SERDES), 직렬화 신호를 60GHz 캐리어 주파수와 믹싱(mixing)하는 RF모듈 및 믹싱 신호를 송수신기로 전송하는 안테나(antenna)가 더 구비될 수도 있다. 직병렬변환기는 신호의 직렬화를 통해 데이터 처리 속도를 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 수신기(200)를 활용한 스마트 핸드오버 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저 송신기(100)는 수신 가능한 범위에 위치한 다중 수신기(200)로 신호를 송출하여 통신을 위한 신호 송신을 요청하고, 다중 수신기(200)로부터 수락에 의해 통신을 위한 신호를 송신하면 이 신호를 수신한다(S100).
송신기(100)는 수신된 수신 신호의 신호강도를 측정하고, 신호강도가 미리 설정되어 저장된 신호강도의 초과 여부를 판단한다(S102).
다중 수신기(200)의 신호 중 기준 신호강도를 만족하는 신호 강도를 송신한 수신기(200)를 수신기(200) 고유식별코드를 통해 확인한다(S104).
만약 기준 신호강도를 만족하는 수신기(200)가 복수 개인 경우에는 신호강도의 수치를 산출하고, 신호강도의 수치가 가장 큰 수신기(200)(신호 상태가 가장 양호한 수신기(200))를 선택하여 통신하기 위해 핸드오버를 수행한다(S106, S108).
핸드오버를 수행하는 송신기(100)는, 핸드오버할 수신기(200)측으로 핸드오버 요청 메시지를 송신하고, 수신기(200) 측에서 핸드오버 수락 메시지를 송신기(100)측으로 전송하고 이를 확인한 송신기(100)가 핸드오버 수행하는 과정을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 수신기(200)를 활용한 스마트 핸드오버 방법을 나타낸 순서도이다.
다중 수신기(200)에서는 자신의 상태신호(heart beat signal)를 주기적으로 송출한다(S200).
송신기(100)에서는 상기 송출된 상태신호가 수신되는지 여부를 확인한다(S202).
송신기(100)는 일정 주기동안 상태신호가 수신되는 수신기(200)와 통신하도록 핸드오버 수행한다(S204).
또한, 송신기(100)는 만약 일정 주기동안 상태신호가 수신되는 수신기(200)가 복수 개인 경우, 상태신호의 신호강도를 측정하고, 신호강도 수치를 산출하여 가장 큰 신호강도를 송출한 수신기(200)를 선택하여 핸드오버 수행할 수 있다.
[부호의 설명]
100 ; 송신기
110 ; 통신부
111 ; 데이터수집부
112 ; 제어모듈
120 ; 제어부
130 ; 측정부
200 ; 수신기
210 ; 송수신부
220 ; 컨트롤부
230 ; 신호생성부

Claims (10)

  1. 초고주파 통신을 수행하는 송신기와 다중 수신기를 이용한 핸드오버 방법에 있어서,
    상기 송신기는 수신 가능한 범위에 위치한 다중 수신기로 신호를 송출하여 통신을 위한 신호 송신을 요청하는 단계;
    상기 송신기는 다중 수신기로부터 수락에 의해 통신을 위한 신호를 송신하면 해당 신호를 수신하는 단계;
    상기 송신기는 수신된 수신 신호의 신호강도를 측정하고, 신호강도가 미리 설정된 신호강도의 초과 여부를 판단하는 단계;
    상기 송신기는 다중 수신기의 신호 중 기준 신호강도를 만족하는 신호 강도를 송신한 수신기를 수신기 고유식별코드를 통해 확인하는 단계;
    상기 송신기는 기준 신호강도를 만족하는 신호강도를 송신한 해당 수신기와 통신하기 위해 핸드오버를 수행하는 단계
    를 포함하는 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송신기는 만약 기준 신호강도를 만족하는 수신기가 복수 개인 경우에는 신호강도의 수치를 산출하는 단계;
    상기 송신기는 신호강도의 수치가 가장 큰 수신기(신호 상태가 가장 양호한 수신기)를 선택하여 핸드오버를 수행하는 단계
    를 더 포함하는 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법.
  3. 초고주파 통신을 수행하는 송신기와 다중 수신기를 이용한 핸드오버 방법에 있어서,
    다중 수신기에서 상태신호를 주기적으로 송출하는 단계;
    상기 송신기는 상기 상태신호의 수신 여부를 확인하는 단계;
    상기 송신기는 상기 상태신호가 일정 주기동안 수신되는 수신기와 통신하도록 핸드오버를 수행하는 단계
    를 포함하는 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 송신기는 만약 일정 주기동안 상태신호가 수신되는 수신기가 복수 개인 경우, 상태신호의 신호강도를 측정하는 단계;
    상기 송신기는 측정된 신호강도 수치를 산출하여 가장 큰 신호강도를 송출한 수신기를 선택하여 핸드오버 수행하는 단계
    를 포함하는 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 방법.
  5. 초고주파 통신을 수행하는 송신기;
    복수로 마련되고, 상호 이격 배치되어 송신기와 통신하는 수신기
    를 포함하되,
    상기 송신기는 통신 가능한 범위 내에 위치한 다중 수신기에 통신을 위한 신호를 요청하고, 다중 수신기로부터 통신을 위한 신호를 통신부를 통하여 수신하면 수신 신호들의 기준 신호강도 초과 여부를 판단하고, 기준 신호강도를 만족하는 수신기를 확인하며, 기준 신호강도 만족하는 수신기가 복수인 경우, 수신강도 세기를 산출하고, 수신강도 세기가 가장 큰 수신기와 핸드오버를 수행하는 제어 명령을 수행하는 것을 특징으로 하는 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 송수신기는
    통신 기능을 수행하는 통신부와 송수신부를 각각 구비하고,
    상기 통신부와 송수신부는, 초고주파를 송수신하기 위한 30~300GHz 대역의 초소형 통신 칩이나 통신 모듈 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 송신기는
    기준 신호강도를 만족하는 수신기를 확인하기 위해 수신기마다 고유식별코드를 전송받아 기저장하고, 구분하여 해당 수신기들과 선택적으로 핸드오버를 수행하는 제어부;
    수신 신호의 신호강도를 측정하고, 제어부에서 기준 신호강도를 만족하는지 판단하도록 제공하는 측정부를 더 포함하고,
    상기 수신기는
    송신기의 요청을 받아 신호를 전송하고, 송신기에서 핸드오버 요청시 핸드오버 수락에 의해 해당 송신기와 통신을 수행하는 컨트롤부;
    송신기측에서 상태신호의 신호강도를 체크하여 해당 수신기가 양호한 신호 상태인지 판단할 수 있도록 상기 상태신호를 생성하고, 생성된 상태신호 송출을 위해 송수신부로 전송하는 신호생성부를 더 포함하는 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 통신부는
    상기 제어부로부터 통신 동작 제어와 관련된 명령데이터를 수신하는 데이터수집부와, 상기 데이터수집부로부터 수신된 명령데이터를 송신용 모듈에 전달하는 제어모듈과, 명령데이터에 따라 초고주파 전자기파를 송신하는 송신용 모듈, 명령데이터에 따라 초고주파 전자기파를 수신하는 수신용 모듈을 더 포함하는 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 송신용 모듈은
    초고주파 전자기파 신호를 생성하는 발진기(VCO, PLL)와, 발진기에서 생성된 신호를 기초로 변조를 수행하는 변조기(Modulator)와, 변조기로부터 수신한 변조된 초고주파 전자기파 신호를 증폭시키는 증폭기(PA)와, 증폭된 초고주파 전자기파 신호를 송신하는 안테나를 더 포함하는 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 시스템.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송수신기는
    가전제품용 송수신기인 것을 특징으로 하는 다중 수신기를 활용한 스마트 핸드오버 시스템.
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