KR102670042B1 - 고주파 통신 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파 통신 제어 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 수신되는 고주파 신호에 포함된 정보를 기초로 데이터 처리기기의 모드를 변경하는 고주파 통신 제어 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고주파 통신 제어 시스템은 기저 대역 신호를 입력받아 데이터 신호로 변환하여 데이터 처리기기로 출력하는 신호변환부, 상기 신호변환부에서 출력되는 신호를 기초로 상기 데이터 처리기기로 모드 전환 신호를 출력하는 MCU부를 포함한다.

Description

고주파 통신 제어 시스템{EHF wireless data communication control system}

본 발명은 고주파 통신 제어 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 수신되는 고주파 신호에 포함된 정보를 기초로 데이터 처리기기의 모드를 변경하는 고주파 통신 제어 시스템에 관한 것이다.

EHF(Extreme High Frequency)는 주파수 대역이 30GHz 내지 300GHz인 전파를 말하며, 이러한 고주파를 사용하는 EHF통신 기술은 1mm 내지 10mm의 파장을 가지고 있어 밀리미터파 통신 기술이라고도 불리며 최근 급격한 관심을 받고 있다.

이러한 고주파 통신은 높은 주파수로 인하여 데이터의 초고속 광대역 전송이 가능하고, 안테나 및 송수신 장치의 소형화, 경량화가 가능하며 지향성이 매우 좋다는 장점을 가지고 있다.

한편, 최근 디스플레이의 대형화 및 고해상도화에 따른 정보의 대용량화, 컴퓨터의 성능 증가 및 유동 데이터의 증가 등에 의한 데이터의 대용량화 등으로 인하여 대용량 데이터를 빠르게 전송할 수 있는 전송 속도 증가에 대한 수요가 기하급수적으로 증가하고 있으며, 이러한 추세에 발맞추어 고주파 통신을 이용한 무선 통신 기술 또한 많은 개발이 이루어지고 있다.

종래의 초고속 데이터 통신은 일반적으로 광케이블을 이용한 유선 통신이 주를 이루었으며, 기술적인 용이성 및 무선 통신의 대역 한계 등으로 인하여 초고속 데이터 통신은 현재까지는 유선 통신 기술을 이용하는 것이 일반적인 경향이었다.

그런데, 스마트폰의 등장 이후로 무선 통신에 대한 대중의 요구가 점점 강해지고 있고, 그러한 분위에 맞추어 종래의 유선 키보드, 마우스, 스피커 등 다양한 기기들이 점차 무선으로 연결되고 있다.

이러한 분위기에 발맞추어 최근에는 다중 디스플레이 장치가 개발되어 상용화 되었으며, 여기서 다중 디스플레이 장치는 영상이나 문자 등 다양한 정보를 디스플레이에 표시하고, 네트워크로 원격 관리하는 디지털 기기를 말한다.

다중 디스플레이 장치는 복수의 디스플레이가 정렬되어 한꺼번에 또는 각각 영상을 출력하도록 구성되는데, 이때 정렬성 및 설치성 등을 감안하여 현재 상용화된 다중 디스플레이 장치는 서로 마주보도록 마련된 고주파 통신 칩을 통하여 서로 통신하도록 구성된다.

따라서, 다중 디스플레이 장치를 구성하는 각 영상 처리 기기들은 서로 고주파 통신을 통해 대용량 영상 데이터를 빠른 속도로 안정적으로 주고받을 수 있다.

그런데, 현재 다중 디스플레이 장치를 구성하는 각 영상 처리 기기들은 설치 및 배열 특성상 각각의 색감, 해상도, 필터 등을 조정하거나 모드를 변경하기 위한 별도의 물리적인 키를 구비하기 어려워 그러한 모드 또는 세부 조정을 제어하기 위한 제어 시스템이 필요한 실정이다.

본 발명은 고주파 통신을 이용한 시스템에서 데이터 처리기기의 모드를 용이하고 안정적으로 변경할 수 있는 고주파 통신 제어 시스템을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 고주파 통신 제어 시스템은 기저 대역 신호를 입력받아 데이터 신호로 변환하여 데이터 처리기기로 출력하는 신호변환부, 상기 신호변환부에서 출력되는 신호를 기초로 상기 데이터 처리기기로 모드 전환 신호를 출력하는 MCU부를 포함한다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 신호변환부는 기저 대역 신호를 디지털 신호로 변환하는 CMOS부, 상기 CMOS부에서 출력되는 신호의 레벨을 변환하여 상기 데이터 처리기기로 출력하는 레벨변환부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 CMOS부는 한 쌍의 신호 전달 라인을 통해 차동신호를 상기 레벨변환부로 전달하되, 상기 신호 전달 라인 각각에서 차동신호가 분기되어 각각 상기 MCU로 전달될 수 있다.

한편, 상기 레벨변환부는 한 쌍의 신호 전달 라인을 통해 차동신호를 상기 데이터 처리기기로 전달하되, 상기 신호 전달 라인 각각에서 차동신호가 분기되어 각각 상기 MCU로 전달될 수 있다.

또 한편, 상기 CMOS부는 한 쌍의 신호 전달 라인을 통해 상기 레벨변환부로 신호를 전달하고 상기 레벨변환부는 한 쌍의 신호 전달 라인을 통해 상기 데이터 처리기기로 신호를 전달하되, 상기 CMOS부에서 상기 레벨변환부로 전달되는 신호 중 어느 하나와, 상기 레벤변환부에서 상기 데이터 처리기기로 전달되는 신호 중 어느 하나가 각각 상기 MCU로 전달될 수 있다.

여기서, 상기 레벨변환부는 CML(Current mode logic)회로일 수 있다.

또한, 상기 데이터 처리기기는 FPGA(Field Programmable Gate Array)일 수 있다.

한편, 상기 고주파 통신 제어 시스템은 고주파 대역 신호를 수신할 수 있는 고주파 신호 수신부, 상기 고주파 신호 수신부에서 수신되는 고주파 신호를 전달받아 기저 대역 신호로 변환하는 대역변환부를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 대역변환부는 고주파 신호 수신부에서 전달되는 고주파 신호를 수신하고 증폭하여 잡음을 최소화시키는 저잡음증폭기(LNA), 상기 저잡음증폭기(LNA)로부터 전달되는 신호를 복조하는 복조기(Detector), 상기 복조기(Detector)로부터 전달되는 신호의 잡음을 제거하는 제한기(Limiter)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 고주파 신호는 30GHz 내지 300GHz 대역을 포함할 수 있다.

본 발명은 신호변환부에서 출력되는 차동신호를 기초로 MCU부가 데이터 처리기기로 모드 전환 신호를 출력하도록 구성됨으로써 고주파 통신을 이용한 시스템에서 데이터 처리기기의 모드를 용이하고 안정적으로 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고주파 통신 제어 시스템의 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 고주파 통신 제어 시스템의 신호 분기 경로에 대한 제1실시예를 나타낸 구성도.
도 3은 도 1에 도시된 고주파 통신 제어 시스템의 신호 분기 경로에 대한 제2실시예를 나타낸 구성도.
도 4는 도 1에 도시된 고주파 통신 제어 시스템의 신호 분기 경로에 대한 제3실시예를 나타낸 구성도.
도 5는 도 1에 도시된 고주파 통신 제어 시스템의 대역변환부의 구성도.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 고주파 통신 제어 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 고주파 통신 제어 시스템의 신호 분기 경로에 대한 제1 실시예를 나타낸 구성도이다.

도 3은 도 1에 도시된 고주파 통신 제어 시스템의 신호 분기 경로에 대한 제2 실시예를 나타낸 구성도이고, 도 4는 도 1에 도시된 고주파 통신 제어 시스템의 신호 분기 경로에 대한 제3 실시예를 나타낸 구성도이며, 도 5는 도 1에 도시된 고주파 통신 제어 시스템의 대역변환부의 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따른 고주파 통신 제어 시스템은 데이터 처리기기와 통신할 수 있도록 연결되며, 수신 받은 신호에 포함된 신호를 기초로 데이터 처리 기기(D)의 모드를 변경 및/또는 제어하는 역할을 한다.

여기서, 데이터 처리 기기(D)는 모니터, 데이터 저장장치, 다중 디스플레이 장치, 디지털 사이니지 모듈 등 데이터 및/또는 영상을 처리 및/또는 출력할 수 있는 기기일 수 있으며, 한 예로서 디지털 사이니지에 요소 구성인 디스플레이 모듈일 수 있으며, FPGA(Field Programmable Gate Array)일 수도 있다.

여기서, 데이터 처리 기기(D)의 모드를 변경 및/또는 제어한다는 것은 데이터 처리 기기(D)의 절전/기동 모드를 전환시키는 것을 의미할 수 있으며, 한편 디스플레이 모듈의 화면 밝기, 명암, 선명도, 색상 조절, 감마 조정과 같은 설정값을 변경시키는 것을 의미할 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 고주파 톤신 제어 시스템은 고주파 대역에서 통신을 수행할 수 있으며, 이때 고주파 신호는 30GHz 내지 300GHz 대역을 포함할 수 있다.

고주파 통신 제어 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 신호변환부(100), MCU부(200)를 포함하며, 고주파 신호 수신부(도시되지 않음) 및 대역변환부(300)를 더 포함할 수 있다.

신호변환부(100)는 기저 대역(baseband) 신호를 입력받아 데이터 신호로 변환하여 데이터 처리 기기(D)로 전송한다.

이러한 신호변환부(100)는 물리계층(Physical layer)에서 동작할 수 있으며, CMOS부(110) 및 레벨변환부(120)를 포함할 수 있다.

CMOS부(110)는 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)회로를 포함할 수 있으며, CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)회로는 입력되는 기저대역 신호를 전류손실(loss) 없이 레벨변환부(120)로 전달할 수 있다.

이러한 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)는 PMOS(P-channel Metal Oxide Semiconductor)와 NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor)가 상보적 대칭으로 사용되는 논리 구조(공정)로서, 자세한 구조 및 원리는 공지 기술이므로 여기서는 설명을 생략한다.

레벨변환부(120)는 CMOS부(110)로부터 전달되는 신호의 레벨을 변환하여 데이터 처리 기기(D)로 전달하는 역할을 한다.

이러한 레벨변환부(120)는 전류 또는 전압의 레벨을 변환할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 레벨변환부(120)는 CML(전류 모드 로직, Current Mode Logic) 회로일 수 있다.

여기서, CML(전류 모드 로직, Current Mode Logic)회로는 반도체 논리 디바이스의 일종으로, 차동 연결된 전류 스위치를 사용하여 구성한 비포화형 고속 논리 회로를 의미한다.

본 발명의 실시예에 따른 고주파 통신 제어 시스템은 고주파 통신 환경 하에서 작동하기 때문에 고속 동작 신호 처리가 필수적이다.

이를 위해 고속 동작 신호처리 회로들은 CML(전류 모드 로직, Current Mode Logic)이라는 기법을 이용하여 구현되는데, 일반적으로 차동 증폭기에 저항 소자를 부하로 사용한 형태로 구성되며, 이는 CMOS부(110)보다 높은 동작 속도를 달성하여 데이터 흐름의 병목 현상 방지 및 안정적인 신호 전달을 위함이다.

이러한 CML(전류 모드 로직, Current Mode Logic) 회로는 차동 신호로 데이터가 전송될 수 있기 때문에 노이즈 측면에서도 장점을 가지고 있으며, 따라서 10Gbps 이상급의 고속 동작을 필요로 하는 장치를 구성하는 기가 대역 집적회로에는 대부분 CML(전류 모드 로직, Current Mode Logic) 회로를 사용하고 있다.

이러한 CML(전류 모드 로직, Current Mode Logic) 또한 전술한 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)와 마찬가지로 공지 기술이므로 자세한 구조 및 원리는 더이상 설명을 생략한다.

MCU부(200)는 신호변환부(100)의 신호를 기초로 데이터 처리 기기(D)에 모드 전환 신호를 출력하는 역할을 한다.

이를 위해 MCU(Micro Controller Unit)부(200)는 신호변환부(100)로부터 신호를 전달받는데, 이러한 신호가 분기되어 전달되는 신호 분기 경로는 여러가지 경우가 있을 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 신호 분기 경로의 제1 실시예로서, CMOS부(110)는 한 쌍의 신호 전달 라인을 통해 차동신호를 상기 레벨변환부(120)로 전달하되, 상기 신호 전달 라인 각각에서 차동신호가 분기되어 각각 상기 MCU부(200)로 전달될 수 있다.

즉, CMOS부(110)에서 2개의 신호 전달 라인을 통해 차동 신호가 각각 레벨변환부(120)로 전달되는데, 이때 상기 2개의 신호 전달 라인 각각에서 신호가 분기되어 MCU부(200)로 전달되며, MCU부(200)는 이러한 신호에 기초하여 상기 신호에 데이터 처리 기기(D)에 대한 제어 신호 및/또는 모드 전환 신호가 포함된 경우 데이터 처리 기기(D)에 모드 전환 신호를 출력함으로써 데이터 처리 기기(D)를 제어할 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 신호 분기 경로의 제2 실시예로서, 레벨변환부(120)는 한 쌍의 신호 전달 라인을 통해 차동신호를 상기 데이터 처리 기기(D)로 전달하되, 상기 신호 전달 라인 각각에서 차동신호가 분기되어 각각 상기 MCU부(200)로 전달될 수 있다.

즉, 레벨변환부(120)에서 2개의 신호 전달 라인을 통해 차동 신호가 각각 데이터 처리 기기(D)로 출력되는데, 이때 상기 2개의 신호 전달 라인 각각에서 신호가 분기되어 MCU부(200)로 전달되며, MCU부(200)는 이러한 신호에 기초하여 상기 신호에 데이터 처리 기기(D)에 대한 제어 신호 및/또는 모드 전환 신호가 포함된 경우 데이터 처리 기기(D)에 모드 전환 신호를 출력함으로써 데이터 처리 기기(D)를 제어할 수 있다.

또 한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 신호 분기 경로의 제3 실시예로서, CMOS부(110)는 한 쌍의 신호 전달 라인을 통해 레벨변환부(120)로 신호를 전달하고 레벨변환부(120)는 한 쌍의 신호 전달 라인을 통해 데이터 처리 기기(D)로 신호를 전달하되, CMOS부(110)에서 레벨변환부(120)로 전달되는 신호 중 어느 하나와, 레벨변환부(120)에서 데이터 처리 기기(D)로 전달되는 신호 중 어느 하나가 각각 MCU부(200)로 전달될 수 있다.

즉, CMOS부(110)에서 2개의 신호 전달 라인을 통해 차동 신호가 각각 레벨변환부(120)로 전달되고, 레벨변환부(120)에서 2개의 신호 전달 라인을 통해 차동 신호가 각각 데이터 처리 기기(D)로 출력되는데, 이때 레벨변환부(120)로 전달되는 신호 중 하나에서 신호가 분기되어 MCU부(200)로 전달되고, 데이터 처리 기기(D)로 전달되는 신호 중 어느 하나가 MCU부(200)로 전달되며, MCU부(200)는 이러한 신호에 기초하여 상기 신호에 데이터 처리 기기(D)에 대한 제어 신호 및/또는 모드 전환 신호가 포함된 경우 데이터 처리 기기(D)에 모드 전환 신호를 출력함으로써 데이터 처리 기기(D)를 제어할 수 있다.

고주파 신호 수신부는 고주파 대역 신호를 수신할 수 있도록 마련되며, 수신용 또는 송수신용 안테나일 수 있다. 여기서, 안테나는 내장형일 수 있으며, 별도로 마련되는 외장형 안테나일 수도 있다.

대역변환부(300)는 고주파 신호 수신부에서 수신되는 고주파 신호를 전달받아 기저 대역(baseband) 신호로 변환하는 역할을 하며, 이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 저잡음증폭기(310), 복조기(320), 제한기(330)를 포함할 수 있다.

저잡음증폭기(310)는 외부로부터 전송되는 고주파 대역의 주파수 신호를 수신하고 증폭하여 잡음을 최소화시킨다.

이렇게 수신되어 증폭된 신호는 복조기(320)로 전달되며, 복조기(320)는 이러한 신호를 전달받아 주파수 신호와 데이터 신호를 분리하는 복조 작업을 수행한다. 여기서 복조시에는 미리 설정된 변복조 방식(예를 들면 OOK(On-Off Keying))에 따라 복조가 수행될 수 있다.

제한기(330)는 복조기(320)로부터 전달되는 신호의 잡음을 제거하는 역할을 하며, 이렇게 제거된 신호를 데이터 처리 기기(D)를 향해 전송한다.

이때, 상기 제한기(330)와 데이터 처리 기기(D) 사이에 데이터의 가공 등을 위해 서데스(SerDes), 모뎀(Modem)과 같은 구성이 추가로 포함될 수 있으나, 이는 필수적이지 않으며, 시스템 요구 사양에 따라 다양하게 변형되어 적용될 수 있다.

이상으로 본 발명에 따른 고주파 통신 제어 시스템에 관하여 설명하였으며, 따라서 사용자는 본 발명에 따른 고주파 통신 제어 시스템을 채택함으로써 신호변환부에서 출력되는 차동신호를 기초로 MCU부가 데이터 처리기기로 모드 전환 신호를 출력하도록 구성됨으로써 고주파 통신을 이용한 시스템에서 데이터 처리기기의 모드를 용이하고 안정적으로 제어가 가능한 고주파 통신 제어 시스템을 사용할 수 있다.

이상으로 본 발명에 따른 고주파 통신 제어 시스템에 관하여 설명하였으며, 앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 신호변환부
200 : MCU부
300 : 대역변환부

Claims (10)

1. 기저 대역 신호를 입력받아 데이터 신호로 변환하여 데이터 처리기기로 출력하는 신호변환부; 및
   상기 신호변환부에서 출력되는 신호를 기초로 상기 데이터 처리기기로 제어신호 또는 모드 전환 신호를 출력하는 MCU부;를 포함하며,
   상기 신호변환부는,
   기저 대역 신호를 디지털 신호로 변환하는 CMOS부; 및
   상기 CMOS부에서 출력되는 신호의 레벨을 변환하여 상기 데이터 처리기기로 출력하는 레벨변환부;를 포함하며,
   상기 CMOS부는 한 쌍의 신호 전달 라인을 통해 차동신호를 상기 레벨변환부로 전달하되, 상기 신호 전달 라인에서 각각 차동신호가 분기되어 각각 상기 MCU부로 전달되거나
   또는 상기 레벨변환부는 한 쌍의 신호 전달 라인을 통해 차동신호를 상기 데이터 처리기기로 전달하되, 상기 신호 전달 라인 각각에서 차동신호가 분기되어 각각 상기 MCU부로 전달되거나
   또는 상기 CMOS부는 한 쌍의 신호 전달 라인을 통해 상기 레벨변환부로 신호를 전달하고 상기 레벨변환부는 한 쌍의 신호 전달 라인을 통해 상기 데이터 처리기기로 신호를 전달하되, 상기 CMOS부에서 상기 레벨변환부로 전달되는 신호 중 어느 하나와, 상기 레벨변환부에서 상기 데이터 처리기기로 전달되는 신호 중 어느 하나가 각각 상기 MCU부로 전달되는 것을 특징으로 하며,
   상기 MCU부는 상기 전달되는 신호에 기초하여 상기 신호에 데이터 처리기기에 대한 제어 신호 또는 모드 전환 신호가 포함된 경우 상기 데이터 처리기기에 모드 전환 신호를 출력함으로써 상기 데이터 처리기기를 제어하는 것을 특징으로 하는 고주파 통신 제어 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 레벨변환부는 CML(Current mode logic)회로인 것을 특징으로 하는 고주파 통신 제어 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 데이터 처리기기는 FPGA(Field Programmable Gate Array)인 것을 특징으로 하는 고주파 통신 제어 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 고주파 통신 제어 시스템은
   고주파 대역 신호를 수신할 수 있는 고주파 신호 수신부; 및
   상기 고주파 신호 수신부에서 수신되는 고주파 신호를 전달받아 기저 대역 신호로 변환하는 대역변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 통신 제어 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 대역변환부는,
   고주파 신호 수신부에서 전달되는 고주파 신호를 수신하고 증폭하여 잡음을 최소화시키는 저잡음증폭기(LNA);
   상기 저잡음증폭기(LNA)로부터 전달되는 신호를 복조하는 복조기(Detector); 및
   상기 복조기(Detector)로부터 전달되는 신호의 잡음을 제거하는 제한기(Limiter);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 통신 제어 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 고주파 신호는 30GHz 내지 300GHz 대역을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 통신 제어 시스템.