KR20050035655A

KR20050035655A - Method of searching frequency hopping sequence in uwb system

Info

Publication number: KR20050035655A
Application number: KR1020030071372A
Authority: KR
Inventors: 최윤화; 최형욱; 김소영; 홍진우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2005-04-19

Abstract

본 발명은 주파수 도약 시퀀스를 사용하는 멀티 밴드 UWB(Ultra Wide Band) 및 UWB OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) 시스템에 있어서 새로운 피코넷을 형성하거나 디바이스(DEV)가 피코넷 코디네이터(이하 PNC; PicoNet Coordinator)에 결합할 시 이미 할당된 주파수 도약 시퀀스를 피해 새로운 주파수 도약 시퀀스를 할당받거나 현재 PNC가 사용하고 있는 주파수 도약 시퀀스를 검색하는 방법에 관한 것이다.The present invention provides a new piconet in a multi-band ultra wide band (UWB) and orthogonal frequency-division multiplexing (OFW OFDM) system using a frequency hopping sequence, or a device (DEV) in a piconet coordinator (hereinafter referred to as PNC). This method relates to a method for retrieving a frequency hopping sequence that is currently being used by a PNC or a new frequency hopping sequence, which is avoided when it is already allocated.

본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 시스템에서의 주파수 도약 시퀀스를 검색하는 방법은 채널 스캔 요구를 받아서 주파수 도약 시퀀스의 시작을 알리기 위한 동기 채널을 검출하는 단계, 주파수를 도약하여 주파수 도약 코드의 시퀀스 채널의 신호를 순차적으로 검출하는 단계, 및 상기 시퀀스 채널 신호의 검출 결과에 따라 업데이트한 주파수 도약 코드 세트를 이용하여 새로운 피코넷을 형성하는 단계로 이루어 진다.A method for searching for a frequency hopping sequence in a UWB system according to an embodiment of the present invention includes detecting a synchronization channel for notifying the start of a frequency hopping sequence by receiving a channel scan request, and jumping the frequency to sequence a channel of the frequency hopping code. And sequentially detecting the signal of the signal and forming a new piconet using the updated frequency hopping code set according to the detection result of the sequence channel signal.

본 발명에 따르면, 주파수 도약 시퀀스를 사용하는 멀티 밴드 UWB 시스템 및 UWB OFDM 시스템에서 멀티 피코넷을 구성하거나 새로운 디바이스의 결합시 코드 획득(Code Acquisition) 문제를 해결하여 PNC와 디바이스(DEV)사이에 데이터 전송을 가능하게 하는데 효과가 있다.According to the present invention, data is transmitted between a PNC and a device (DEV) by solving a code acquisition problem when configuring a multi piconet or combining new devices in a multi-band UWB system and a UWB OFDM system using a frequency hopping sequence. It is effective to make it possible.

Description

METHOD OF SEARCHING FREQUENCY HOPPING SEQUENCE IN UWB SYSTEM

본 발명은 UWB 시스템에서의 주파수 도약 시퀀스를 검색하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 주파수 도약 시퀀스를 사용하는 멀티 밴드 UWB 및 UWB OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) 시스템에 있어서 새로운 피코넷을 생성하거나 디바이스가 PNC에 결합할 시 이미 할당된 주파수 도약 시퀀스를 피해 새로운 시퀀스를 할당받거나 현재 PNC가 사용하고 있는 주파수 도약 시퀀스를 검색하는 방법{통신 이론에서는 이를 코드 획득(Code Acquisition) 이라함}에 관한 것이다.The present invention relates to a method for retrieving a frequency hopping sequence in a UWB system. More specifically, in multiband UWB and UWB orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) systems that use frequency hopping sequences, a new sequence can be avoided when creating a new piconet or when a device joins the PNC. It relates to a method of retrieving a frequency hopping sequence that is assigned or currently used by the PNC (in communication theory, this is called code acquisition).

디지털 기술이 발달함에 따라 우리는 주변에서 다양한 디지털 제품을 쉽게 접할 수 있게 되었고 디지털 제품을 통하여 편리한 생활을 누리고 있다. DVD 플레이어, 케이블 STB(SeTop Box), DVCR(Digital Video Cassette Recorder), DTV(Digital TV), 또는 PC(Personal Computer)와 같이 다양한 디지털 제품들이 현재 출시되었거나 개발 중에 있다. 이러한 디지털 제품들은 단독으로 사용될 수도 있지만 하나의 네트워크로 연결해서 사용할 수 있다. 이러한 네트워크를 개인영역 네트워크(Personal Area Network; 이하 "PAN"이라 함)이라고 하는데, 과거의 PAN은 주로 케이블 등 유선망으로 구축하였으나, 무선 통신 기술이 발달함에 따라 점차 무선 LAN이 증가하고 있다.As digital technology develops, we can easily access various digital products around us and enjoy convenient life through digital products. Various digital products, such as DVD players, cable STBs (SeTop Boxes), Digital Video Cassette Recorders (DVCRs), Digital TVs (DTVs), or Personal Computers (PCs), are currently available or under development. These digital products can be used alone, but can be connected to one network. Such a network is called a personal area network (hereinafter, referred to as a "PAN"). In the past, PANs were mainly constructed by wired networks such as cables, but wireless LANs are gradually increasing as wireless communication technologies are developed.

도 1은 802.15.3 무선 PAN(Wireless Personal Area Network)을 도시하는 것으로, 본 도에서 보는 바와 같이, 다수의 독립적인 데이터 디바이스들(DEV)이 서로 통신하게 하는 무선 애드 혹(Ad Hoc) 통신 시스템을 피코넷(PicoNet)이라한다. 무선 PAN 상에서의 모든 장치는 피코넷 코디네이터(PicoNet Coordinator; 이하, PNC라고 함)에서 제공하는 정보에 따라서 무선 전송 매체(Wireless Medium; WM)에 접근할 수 있다. 상기 정보는 비콘(Beacon)을 통하여 브로드캐스트되며(broadcast), 하나의 피코넷은 PNC에 의하여 정의되는 PNID(피코넷 ID)와 BSID(Beacon Source ID)에 의하여 결정된다. 하나의 피코넷은 피코넷 코디네이터(PNC)가 중심이 되어 같은 피코넷에 있는 디바이스(DEV)로 송신하고자 하는 데이터의 양만큼 시간 슬롯을 할당하여 각 디바이스들이 애드-혹(Ad-hoc) 환경으로 데이터를 송수신한다. WPAN의 물리층(Physical Layer)은 UWB(Ultra Wide Band) 무선 통신 기술을 사용하여 데이터를 전송한다.1 illustrates an 802.15.3 wireless wireless personal area network (PAN), as shown in this figure, a wireless ad hoc communication system that allows multiple independent data devices (DEVs) to communicate with each other. This is called piconet. All devices on the wireless PAN can access the Wireless Medium (WM) according to the information provided by the PicoNet Coordinator (hereinafter referred to as PNC). The information is broadcast through a beacon, and one piconet is determined by a PNID (Peanet ID) and BSID (Beacon Source ID) defined by the PNC. One piconet is allocated by the piconet coordinator (PNC) and allocates time slots as much as the amount of data to be sent to devices on the same piconet (DEV), allowing each device to send and receive data in an ad-hoc environment. do. The physical layer of the WPAN transmits data using an ultra wide band (UWB) wireless communication technology.

미국 FCC(Federal Communications Commission)에서는 2002년 2월 3.1GHz에서 10.6GHz까지의 주파수 밴드를 UWB에 잠정적으로 할당하였다. UWB 무선 통신의 최대 전송 속도는 100Mbps이며, 이용가능한 전송거리는 5m 내지 10m 이다. UWB 통신이 커버하는 거리를 제한함으로써 얻는 이점은 전파의 출력이 작아지므로 소비 전력을 낮출 수 있고, 이로 인해 휴대용 기기에 용이하게 적용가능하며 저비용으로 구현이 가능하다는 것이다.The U.S. Federal Communications Commission (FCC) temporarily allocated UWB frequency bands from 3.1 GHz to 10.6 GHz in February 2002. The maximum transmission speed of UWB wireless communication is 100 Mbps, and the available transmission distance is 5m to 10m. The advantage of limiting the distance covered by UWB communications is that the output of the radio waves is smaller, which lowers power consumption, making it easy to apply to portable devices and at low cost.

도 2는 멀티밴드 UWB 시스템의 주파수 스펙트럼을 나타낸 것이다. 즉, 3.1 GHz부터 10.6 GHz까지 UWB 무선 통신에 할당된 주파수 밴드와 이 주파수 밴드를 수 백 MHz 단위의 서브 밴드로 나눈 주파수 스펙트럼을 나타낸 것이다. 본 도에서 보는 바와 같이, 해당 주파수 밴드를 수 개의 서브 밴드로 나누어 사용하는 UWB 시스템을 멀티밴드 UWB 시스템이라고 한다.2 shows the frequency spectrum of a multiband UWB system. That is, it shows the frequency band allocated to UWB wireless communication from 3.1 GHz to 10.6 GHz and the frequency spectrum divided by subbands of several hundred MHz. As shown in the figure, a UWB system that uses a frequency band divided into several subbands is called a multiband UWB system.

도 3은 종래의 멀티밴드 UWB 시스템의 주파수 도약 시퀀스의 일 예를 나타낸 것이다. 하나의 코드에 해당하는 시간의 길이를 칩(Chip)(310)이라 한다. 멀티밴드 UWB 시스템은 멀티 피코넷을 지원하기 위하여 각 서브 밴드에 쇼트 코드(Short Code)를 곱한 멀티-캐리어(예컨대, 32-캐리어, 64-캐리어, 등등) CDMA(Multi-Carrier Code Division Multiple Access) 방법과 각 피코넷이 일정 시간 동안 동시에 같은 주파수를 쓰지 않도록 설계한 주파수 도약 다중 접속 방법(Frequency Hopping Multiple Access)을 사용한다. 그러나, 현재 UWB 시스템 표준화에서 멀티밴드 UWB 시스템을 위해서 주파수 도약 다중 접속 방법을 사용하여 멀티 피코넷을 지원하는 방법이 유력하다. 본 도에서 보는 바와 같이, 길이가 7인 시간-주파수 코드로서 제 1 코드 열(0 코드 열)(320)는 동기화를 위한 코드로서 파일롯 신호인 비콘 신호에 실려 주파수 도약 시퀀스의 시작을 알리는 코드 열이며, 상기 0 코드를 제외한 나머지 6개의 코드는 충돌하지 않는 코드 세트로 그룹핑되어 최대 6개의 코드 세트, 즉 6 개의 멀티 피코넷을구성을 가능하게 한다.3 shows an example of a frequency hopping sequence of a conventional multiband UWB system. The length of time corresponding to one code is called a chip 310. Multi-band UWB system uses a multi-carrier (eg, 32-carrier, 64-carrier, etc.) multi-carrier code division multiple access (CDMA) method, in which each subband is multiplied by a short code to support multiple piconets. The frequency hopping multiple access method is designed so that and each piconet do not use the same frequency simultaneously for a certain period of time. However, in the current UWB system standardization, a method of supporting multiple piconets using a frequency hopping multiple access method for a multiband UWB system is prominent. As shown in the figure, the first code string (0 code string) 320 as a time-frequency code of length 7 is carried on a beacon signal that is a pilot signal as a code for synchronization to indicate the start of a frequency hopping sequence. The remaining six codes except for the zero code are grouped into non-conflicting code sets to enable a maximum of six code sets, that is, six multi piconets.

도 4는 종래의 UWB OFDM 시스템의 주파수 도약 시퀀스를 사용하여 데이터를 전송하는 방법을 나타낸 것이다. 즉, UWB OFDM 및 UWB의 주파수 밴드를 수 개의 서브 밴드로 분할하여 OFDM 변조(Modulation) 방법을 사용하여 데이터를 송수신하는 시간-주파수 관계를 나타낸 것이다.4 illustrates a method of transmitting data using a frequency hopping sequence of a conventional UWB OFDM system. That is, the frequency bands of UWB OFDM and UWB are divided into several subbands, and a time-frequency relationship for transmitting and receiving data using an OFDM modulation method is shown.

이상과 같이, 멀티밴드 UWB 시스템이든 UWB OFDM 시스템이든 주파수 도약을 사용하여 멀티 피코넷을 형성하고자 한다면, 즉 새로운 피코넷을 생성하거나 기존의 피코넷에 새로운 디바이스가 결합(Association)할 경우 현재 사용하고 있는 주파수 도약 시퀀스의 패턴을 인지할 필요가 있다. 이를 통신 이론에서는 코드 획득(Code Acquisition)이라 한다. 새로운 PNC가 새로운 피코넷을 형성하고자 하는 경우에는, 현재 주파수 도약 시퀀스를 이용하여 활성화된 피코넷이 몇 개가 있으며 각 피코넷들은 어떤 주파수 도약 시퀀스를 사용하는지를 인지해야만 현재 사용하고 있지 않은 주파수 도약 시퀀스를 새롭게 할당받아 새로운 피코넷이 동작가능하게 할 수 있다. 또한, 새로운 디바이스가 기존의 피코넷에 결합할 시 현재 사용하고 있지 않는 피코넷의 주파수 도약 시퀀스를 찾음으로써 기존의 피코넷에 참여하여(join) 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다.As described above, if a multi-bandon UWB system or a UWB OFDM system intends to form a multi-piconet using frequency hopping, that is, when a new piconet is created or a new device is associated with an existing piconet, the frequency hopping is currently used. We need to recognize the pattern of the sequence. In communication theory, this is called code acquisition. If a new PNC wants to form a new piconet, it must be aware of how many piconets are active using the current frequency hopping sequence, and each piconet must be newly assigned a frequency hopping sequence that is not currently in use. The new piconet can be made operational. In addition, when a new device joins an existing piconet, it can find a frequency hopping sequence of a piconet that is not currently being used to enable data transmission by joining the existing piconet.

그러나, 아직까지 종래의 UWB 표준화에서 주파수 도약 코드 테이블이 제시되어 있지만 주파수 도약 시퀀스 테이블에 대한 코드 획득 문제는 다루어지고 있지 않다.However, although the frequency hopping code table is presented in the conventional UWB standardization, the code acquisition problem for the frequency hopping sequence table is not addressed.

따라서, 새로운 피코넷을 생성하거나 디바이스가 PNC에 결합할 시, 이전에 할당되어 사용중인 주파수 도약 시퀀스를 피해 새로운 시퀀스를 할당받기 위해서 현재 PNC가 사용하고 있는 주파수 도약 시퀀스를 검색할 수 있는 방법을 강구할 필요가 있다.Therefore, when creating a new piconet or when a device joins the PNC, it is possible to find a way to retrieve the frequency hopping sequence currently being used by the PNC in order to escape the previously allocated frequency hopping sequence. There is a need.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 주파수 도약 시퀀스를 사용하는 멀티 밴드 UWB 및 UWB OFDM 시스템에 있어서 새로운 피코넷을 생성하거나 디바이스가 PNC에 결합할 시 이미 할당된 주파수 도약 시퀀스를 피해 새로운 주파수 도약 시퀀스를 할당받거나 현재 PNC가 사용하고 있는 주파수 도약 시퀀스를 검색하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and in a multi-band UWB and UWB OFDM system using a frequency hopping sequence, when generating a new piconet or when a device joins a PNC, it avoids the frequency hopping sequence already allocated. An object of the present invention is to provide a method for receiving a new frequency hopping sequence or searching for a frequency hopping sequence currently being used by a PNC.

상기 실시예에 따른 상기 주파수 도약 시퀀스를 이용하는 무선 통신 시스템은 멀티 밴드 UWB 시스템 또는 UWB OFDM 시스템인 것이 바람직하다. The wireless communication system using the frequency hopping sequence according to the embodiment is preferably a multi-band UWB system or a UWB OFDM system.

상기 실시예에 따른 상기 동기 채널의 정보는 비콘 프레임에 실어 전송하는 것이 바람직하다. Preferably, the information on the sync channel according to the embodiment is carried in a beacon frame and transmitted.

상기 실시예에 따른 상기 시퀀스 채널의 신호를 순차적으로 검출하는 단계는 검출하고자 하는 시퀀스 채널을 초기화하는 단계, 상기 시퀀스 채널의 신호를 검출하기 위해 주파수 도약하는 단계, 시퀀스 채널 기간 동안 상기 시퀀스 채널의 신호가 검출되는지 판단하는 단계, 및 상기 판단 결과에 따라 상기 시퀀스 채널의 신호가 검출되면 사용중인 주파수 도약 코드 세트로 업데이트하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.The sequentially detecting the signal of the sequence channel according to the embodiment may include initializing a sequence channel to be detected, frequency hopping to detect a signal of the sequence channel, and a signal of the sequence channel during a sequence channel period. Determining whether is detected, and updating the frequency hopping code set in use when a signal of the sequence channel is detected according to the determination result.

바람직하게, 상기 실시예에 따른 UWB 시스템에서의 주파수 도약 시퀀스를 검색하는 방법은 상기 시퀀스 채널의 신호가 검출되지 않으면 상기 시퀀스 채널이 최종 시퀀스 채널인지 판단하는 단계, 및 상기 시퀀스 채널이 최종 시퀀스 채널이면 채널 등급 리스트 및 주파수 도약 코드 세트 정보 테이블을 생성하는 단계를 더 포함한다.Preferably, the method for searching for a frequency hopping sequence in the UWB system according to the embodiment includes determining whether the sequence channel is the final sequence channel if the signal of the sequence channel is not detected, and if the sequence channel is the final sequence channel. Generating a channel class list and a frequency hopping code set information table.

바람직하게, 상기 실시예에 따른 UWB 시스템에서의 주파수 도약 시퀀스를 검색하는 방법은 상기 시퀀스 채널이 최종 시퀀스 채널이 아니면 다음 시퀀스 채널로 도약하여 상기 시퀀스 채널의 신호를 검출하는 단계를 반복하는 과정을 더 포함한다.Preferably, the method for searching for the frequency hopping sequence in the UWB system according to the embodiment further comprises the step of repeating the step of detecting the signal of the sequence channel by jumping to the next sequence channel if the sequence channel is not the final sequence channel. Include.

바람직하게, 상기 실시예에 따른 UWB 시스템에서의 주파수 도약 시퀀스를 검색하는 방법은 상기 업데이트한 주파수 도약 코드 세트를 이용하여 디바이스가 PNC에 결합한다.Advantageously, the method for retrieving a frequency hopping sequence in a UWB system according to the embodiment is a device coupled to a PNC using the updated frequency hopping code set.

이하 도면에 따라 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 UWB 주파수 도약 패턴 설정을 위한 MAC 층 및 물리층의 데이터 송수신을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. MAC 층(500a)은 MAC(매체 접근 제어; medium access control)을 이용하여 프레임 전달과 흐름제어, 오류 검출을 수행하는 층이며, 물리층(PHY)(500b)은 상위계층인 데이터 링크 계층에서 형성된 데이터 패킷을 전기 신호 또는 광 신호로 바꾸어 송수신하는 역할을 하는 층으로서, OSI(Open System Interconnection) 7계층 모델, 즉 개방형 상호접속시스템에서 데이터 전송을 위한 물리적 링크를 설정, 유지, 절단하는데 관련된 최하위 층이다.5 is a flowchart schematically illustrating data transmission and reception of a MAC layer and a physical layer for setting a UWB frequency hopping pattern. The MAC layer 500a is a layer that performs frame transfer, flow control, and error detection using a medium access control (MAC). The physical layer (PHY) 500b is data formed at a data link layer, which is a higher layer. A layer that converts a packet into an electrical signal or an optical signal and transmits and receives a lower layer related to establishing, maintaining, and tearing down a physical link for data transmission in an Open System Interconnection (OSI) seven-layer model, that is, an open interconnect system. .

주파수 도약을 하는 UWB 시스템에서 새로운 피코넷을 생성하고자 하는 PNC는 PHY(500b) 관점에서 각 서브 밴드의 주파수를 스캐닝 한 다음 현재 사용하고 있는 주파수 도약 시퀀스를 찾아내어 사용하지 않는 나머지 시퀀스를 찾아 새롭게 할당받아 쓰도록 하고, MAC(500a) 입장에서는 이미 주파수 도약 시퀀스를 할당 받은 피코넷의 PNC로부터 비콘 신호에 첨부되어 있는 주파수 도약 시퀀스 정보를 찾아 사용하지 않는 시퀀스를 할당받도록 한다.The PNC, which wants to create a new piconet in the frequency hopping UWB system, scans the frequencies of each subband from the PHY 500b perspective, finds the frequency hopping sequence that is currently in use, and finds the remaining sequence that is not in use. In the position of MAC 500a, the PNC of the piconet, which has already been assigned a frequency hopping sequence, searches for frequency hopping sequence information attached to the beacon signal and allocates an unused sequence.

UWB 주파수 도약 시퀀스를 사용하여 새로운 피코넷을 생성하고자 하는 PNC 및 기존의 피코넷에 결합하고자 하는 디바이스는 다음과 같은 과정을 수행한다. 먼저, MAC 층(500a)은 물리층(PHY)(500b)으로 스캔 요구 신호를 전달한다(S510). MAC 층(500a)으로부터 스캔 요구 신호를 받은 물리층(500b)은 스캔을 시작한다(S520). 물리층(500b)은 본 발명의 스캐닝 메커니즘을 이용하여 스캔한 결과를 수신한다(S530). 이후, MAC 층(500a)으로 스캔 응답 신호를 송신한다(S540). MAC 층(500a)은 주파수 도약 패턴 설정 신호를 물리층(500b)으로 전달한다. 물리층(500b)은 주파수 도약 패턴 세트 유효화 신호를 송신한다(S560). 물리층(500b)은 유효화 확인 신호를 수신한다(S570). MAC 층(500a)은 물리층(500b)으로부터 주파수 도약 패턴 세트 표시 신호를 수신한다(S580).A PNC that wants to create a new piconet using a UWB frequency hopping sequence and a device that wants to join an existing piconet perform the following process. First, the MAC layer 500a transmits a scan request signal to the physical layer (PHY) 500b (S510). The physical layer 500b receiving the scan request signal from the MAC layer 500a starts scanning (S520). The physical layer 500b receives the scan result using the scanning mechanism of the present invention (S530). Thereafter, the scan response signal is transmitted to the MAC layer 500a (S540). The MAC layer 500a transmits the frequency hopping pattern setting signal to the physical layer 500b. The physical layer 500b transmits a frequency hopping pattern set validating signal (S560). The physical layer 500b receives the validation confirmation signal (S570). The MAC layer 500a receives the frequency hopping pattern set indication signal from the physical layer 500b (S580).

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 주파수 도약 패턴 검색을 위한 스캐닝 알고리즘을 나타내는 흐름도이다. 도 3에 도시된 멀티 밴드의 서브 밴드 중 7 개의 서브 밴드를 사용하여 서로 같은 시간에 사용하지 않도록 설계한 6 개의 주파수 도약 코드 세트 패턴 중 사용중인 주파수 도약 패턴을 검색하기 위한 스캐닝 알고리즘이다. 먼저, MAC 층이 PHY 층으로 채널 스캔 요구 신호를 전송한다(S610). PHY 층은 동기 채널인 시퀀스 채널 0의 신호를 검출한다(S620). 상기 시퀀스 채널 0은 주파수 도약 시퀀스의 시작을 알리기 위한 채널로서 파일롯(Pilot) 신호인 비콘 신호에 정보를 실어 전송한다. 이후, 검출하고자 하는 시퀀스 채널 N을 초기화한다(N=1)(S630). 상기 초기화된 시퀀스 채널 N의 신호를 검출하기 위해 주파수 도약한다(S640). 동기 채널을 제외한 시퀀스 채널 기간 동안 시퀀스 채널 N의 신호가 검출되는가 판단한다(S650). 상기 판단(S650) 결과에 따라 시퀀스 채널 N의 신호가 검출되면, 검출된 칩(chip) 기간을 카운트하고, 상기 카운트에 해당하는 주파수 도약 코드 세트로 업데이트한다(S651). 이후, 채널 등급 리스트 및 주파수 도약 코드 세트 정보 테이블을 생성한다(S652). 상기 판단(S650) 결과에 따라 동기 채널을 제외한 시퀀스 채널 기간동안 시퀀스 채널 N의 신호가 검출되지 않으면, 검출하고자 하는 시퀀스 채널 N이 최종 시퀀스 채널인가 판단한다(S660). 상기 판단 결과(S660)에 따라 검출하고자 하는 시퀀스 채널 N이 최종 시퀀스 채널이 아니면, 시퀀스 채널 N을 1 증가시킨다(N=N+1)(S661). 이후, 시퀀스 채널 N의 신호를 검출하기 위해 주파수 도약한다(S640). 상기 판단 결과(S650)에 따라 동기 채널을 제외한 시퀀스 채널 기간동안 시퀀스 채널 N의 신호가 계속 검출되지 않으면, 상기 단계(S660, S661, 및 S640)를 검출하고자 하는 시퀀스 채널 N이 최종 시퀀스 채널일 때까지 반복한다. 상기 단계를 통해 생성된 주파수 도약 코드 세트 정보 테이블을 이용하여 새로운 PNC가 새로운 피코넷을 생성하고자 하는 경우 및 새로운 디바이스가 현재 사용중인 피코넷에 결합하고자 하는 경우에, 현재 사용중인 피코넷의 개수 및 각 피코넷이 사용하고 있는 주파수 도약 시퀀스를 검색하여 현재 사용하고 있지 않은 주파수 도약 시퀀스를 새롭게 할당받는다. 상기 할당받은 주파수 도약 코드 세트를 통해서 PNC와 디바이스(DEV)사이에 데이터를 전송한다. 6 is a flowchart illustrating a scanning algorithm for searching a UWB frequency hopping pattern according to an embodiment of the present invention. A scanning algorithm for searching for a frequency hopping pattern in use among six frequency hopping code set patterns designed to not be used at the same time using seven subbands among the multiband subbands shown in FIG. 3. First, the MAC layer transmits a channel scan request signal to the PHY layer (S610). The PHY layer detects a signal of sequence channel 0 which is a synchronization channel (S620). The sequence channel 0 is a channel for notifying the start of the frequency hopping sequence and transmits information on a beacon signal, which is a pilot signal. Thereafter, the sequence channel N to be detected is initialized (N = 1) (S630). Frequency hopping to detect the signal of the initialized sequence channel N (S640). It is determined whether a signal of the sequence channel N is detected during the sequence channel period except for the synchronization channel (S650). When the signal of the sequence channel N is detected according to the result of the determination (S650), the detected chip period is counted and updated with the frequency hopping code set corresponding to the count (S651). Thereafter, a channel class list and a frequency hopping code set information table are generated (S652). If the signal of the sequence channel N is not detected during the sequence channel period excluding the synchronization channel according to the result of the determination (S650), it is determined whether the sequence channel N to be detected is the final sequence channel (S660). If the sequence channel N to be detected is not the final sequence channel according to the determination result (S660), the sequence channel N is increased by one (N = N + 1) (S661). Thereafter, frequency hopping to detect the signal of the sequence channel N (S640). If the signal of the sequence channel N is not continuously detected during the sequence channel period excluding the synchronization channel according to the determination result (S650), when the sequence channel N to detect the steps (S660, S661, and S640) is the final sequence channel. Repeat until. When the new PNC wants to create a new piconet using the frequency hopping code set information table generated through the above steps, and when a new device wants to join the piconet currently in use, the number of piconets in use and each piconet It searches for the frequency hopping sequence in use and newly allocates the frequency hopping sequence that is not currently used. Data is transmitted between the PNC and the device DEV through the assigned frequency hopping code set.

도 7은 도 6에 제시된 스캐닝 알고리즘을 예를 들어 상세히 설명하기 위한 주파수 도약 코드 세트를 나타낸 것이다. 주파수 도약 코드(710 및 740)는 이미 기존의 PNC가 사용 중인 주파수 도약 코드 세트이며, 도약 코드(720, 730, 750, 및 760)는 상기 PNC가 사용하고 있지 않은 주파수 도약 코드 세트이다. 상기 주파수 도약 코드 세트(710 및 740) 중 시퀀스 채널 1은 상기 채널 1의 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 및 LQI(Link Quality Indicator) 파라미터를 측정한 결과, 채널 품질(Channel Quality)의 기준값 이하로 평가되어 기존의 PNC가 사용하고 있지 않은 시퀀스 채널이다. 도 6에 제시된 흐름도에 따르면, 먼저 동기 채널인 시퀀스 채널 0을 검출한다. 이후, 시퀀스 채널 1의 신호를 검출하기 위해 주파수 도약한다. 그러나, 기존의 PNC가 주파수 도약 코드 세트(710 및 740)를 사용하고 있지만 시퀀스 채널 1의 신호를 검출할 수 없다. 다음 시퀀스 채널인 시퀀스 채널 2를 검출하기 위해 주파수 도약한다. 이후, 시퀀스 채널 0의 신호를 검출한 후 시퀀스 채널 2의 신호를 검출할 때까지 칩(chip) 구간을 카운트한다. 주파수 도약 코드 세트 기간 동안, 두번째 칩 구간 및 네번째 칩 구간에 시퀀스 채널 2의 신호가 검출되는 것을 알 수 있다. 이로써, 기존의 피코넷이 비콘 신호에 실린 주파수 도약 코드 세트 정보를 통해서 주파수 도약 코드 0(710) 및 주파수 도약 코드 3(740)은 사용중이며 주파수 도약 코드 세트(720, 730, 750, 및 760)는 사용하고 있지 않은 도약 코드임을 알 수 있다. 멀티 피코넷을 구성하기 위해 새로운 피코넷을 생성하거나 디바이스가 기존의 피코넷에 결합할 시 미사용중인 주파수 도약 코드 세트를 통해서 PNC와 디바이스(DEV)사이에 데이터를 전송한다. FIG. 7 shows a frequency hopping code set for explaining the scanning algorithm shown in FIG. 6 in detail. Frequency hopping codes 710 and 740 are frequency hopping code sets already in use by existing PNCs, and hopping codes 720, 730, 750 and 760 are frequency hopping code sets not used by the PNC. Sequence channel 1 of the frequency hopping code sets 710 and 740 measures the received signal strength indicator (RSSI) and the link quality indicator (LQI) parameter of the channel 1, and is evaluated to be equal to or less than a reference value of channel quality. The sequence channel is not used by the existing PNC. According to the flowchart shown in FIG. 6, sequence channel 0, which is a synchronization channel, is first detected. Then, frequency hopping to detect the signal of sequence channel 1. However, although the conventional PNC is using frequency hopping code sets 710 and 740, it cannot detect the signal of sequence channel 1. Frequency hopping to detect the next sequence channel, sequence channel 2. Thereafter, after detecting the signal of the sequence channel 0, the chip interval is counted until the signal of the sequence channel 2 is detected. It can be seen that during the frequency hopping code set period, signals of sequence channel 2 are detected in the second chip period and the fourth chip period. Thus, the frequency hopping code 0 (710) and the frequency hopping code 3 (740) are in use and the frequency hopping code sets (720, 730, 750, and 760) by the existing piconet through the frequency hopping code set information carried in the beacon signal. You can see that it's an unused jump code. When creating a new piconet, or when a device joins an existing piconet, it transfers data between the PNC and the device (DEV) through an unused set of frequency hopping codes.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 채널을 검출하는 과정을 개략적으로 나타낸 것이다. 초기 PNC는 동기 신호를 제공하기 위하여 시퀀스 채널 0을 통해서 파일롯 신호를 전송한다. 먼저, 새로운 피코넷을 생성하거나 기존의 피코넷에 결합하고자 하는 디바이스가 임의의 순간에 스캐닝을 시작한다(S810). 다음으로, 시퀀스 패턴을 동기화하기 위해서 시퀀스 채널 0의 신호를 검출한다(S820).8 schematically illustrates a process of detecting a synchronization channel according to an embodiment of the present invention. The initial PNC transmits a pilot signal on sequence channel 0 to provide a synchronization signal. First, a device that wants to create a new piconet or join an existing piconet starts scanning at a random moment (S810). Next, in order to synchronize the sequence pattern, the signal of the sequence channel 0 is detected (S820).

도 9는 멀티 피코넷을 형성하는 과정을 개략적으로 나타낸 것이다. 피코넷 1은 최대 스캔 기간 이후, 주파수 도약 패턴 A를 이용하는 새로운 피코넷을 시작한다(S910). PNC(900a)는 시퀀스 채널 0으로 동기 정보를 실은 파일롯 신호를 전송하기 시작한다(S920). 멀티 피코넷을 형성하고자 하는 PNC(900b)는 피코넷 2를 형성하기 위해서 스캔을 시작한다(S930). PNC(900b)는 임의의 사용중인 주파수 도약 패턴을 스캔하고, 시퀀스 채널 0에 동기화한다(S940). PNC(900b)는 이용가능한 주파수 도약 패턴 B를 검출한 이후, 상기 도약 패턴 B를 유효화하고 이를 이용하여 데이터를 전송하기 시작한다(S950).9 schematically illustrates a process of forming a multi piconet. Piconet 1 starts a new piconet using frequency hopping pattern A after the maximum scan period (S910). The PNC 900a starts to transmit a pilot signal carrying synchronization information on the sequence channel 0 (S920). The PNC 900b which intends to form the multi piconet starts scanning to form piconet 2 (S930). The PNC 900b scans any active frequency hopping patterns and synchronizes them to sequence channel 0 (S940). After detecting the available frequency hopping pattern B, the PNC 900b validates the hopping pattern B and starts transmitting data using the hopping pattern B (S950).

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당해 분야에서 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is possible.

본 발명에 의하면, 주파수 도약 시퀀스를 사용하는 멀티 밴드 UWB 시스템 및 UWB OFDM 시스템에서 멀티 피코넷을 구성하거나 새로운 디바이스의 결합시 코드 획득(Code Acquisition) 문제를 해결하여 PNC와 디바이스(DEV)사이에 데이터 전송을 가능하게 하는데 효과가 있다.According to the present invention, data is transmitted between a PNC and a device (DEV) by solving a code acquisition problem when configuring a multi piconet or combining new devices in a multi-band UWB system and a UWB OFDM system using a frequency hopping sequence. It is effective to make it possible.

도 1은 종래의 802.15.3 피코넷 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.1 schematically illustrates a conventional 802.15.3 piconet configuration.

도 2는 종래의 멀티 밴드 UWB 시스템의 주파수 스펙트럼을 나타낸 것이다.2 shows the frequency spectrum of a conventional multi-band UWB system.

도 3은 일반적인 멀티 밴드 UWB 시스템의 주파수 도약 시퀀스의 일 예를 나타낸 것이다.3 shows an example of a frequency hopping sequence of a general multi-band UWB system.

도 4는 종래의 UWB OFDM 시스템의 주파수 도약 시퀀스를 사용하여 데이터를 전송하는 방법을 나타낸 것이다.4 illustrates a method of transmitting data using a frequency hopping sequence of a conventional UWB OFDM system.

도 5는 UWB 주파수 도약 패턴 설정을 위한 MAC 층 및 물리층의 데이터 송수신을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart schematically illustrating data transmission and reception of a MAC layer and a physical layer for setting a UWB frequency hopping pattern.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 주파수 도약 패턴 검색을 위한 스캐닝 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a scanning algorithm for searching a UWB frequency hopping pattern according to an embodiment of the present invention.

도 7은 도 6에 제시된 스캐닝 알고리즘을 예를 들어 상세히 설명하기 위한 주파수 도약 코드 세트를 나타낸 것이다.FIG. 7 shows a frequency hopping code set for explaining the scanning algorithm shown in FIG. 6 in detail.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 채널을 검출하는 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.8 schematically illustrates a process of detecting a synchronization channel according to an embodiment of the present invention.

도 9는 멀티 피코넷을 형성하는 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.9 schematically illustrates a process of forming a multi piconet.

Claims

Detecting (a) a synchronization channel indicating the start of a frequency hopping sequence;

Frequency hopping after detecting the synchronization channel to sequentially detect a sequence channel signal of the frequency hopping sequence code; And

And (c) forming a new piconet using the updated frequency hopping code set according to the detection result of the sequence channel signal.

2. The method of claim 1, wherein the wireless communication system using the frequency hopping sequence is a multiband UWB system or a UWB OFDM system.

The method of claim 1, wherein the information on the synchronization channel is transmitted in a beacon frame.

The method of claim 1, wherein the step (b) of sequentially detecting the signal of the sequence channel

Initializing a sequence channel to be detected (b1);

Frequency hopping to detect a signal of the sequence channel (b2);

Determining (b3) whether a signal of the sequence channel is detected during a sequence channel period; And

In step (b3), if a signal of the sequence channel is detected, updating (b4) with the set of frequency hopping codes in use.

The method of claim 4, wherein in step (b3), if a signal of the sequence channel is not detected

Determining (b31) whether the sequence channel is a final sequence channel;

Generating a channel rank list and a frequency hopping code set information table (b32) if the sequence channel is the final sequence channel in step (b31). .

6. The method of claim 5, further comprising the step of repeating the step of detecting the signal of the sequence channel by jumping to the next sequence channel if the sequence channel is not the final sequence channel in step (b31). How to retrieve the frequency hopping sequence in the system.

2. The method of claim 1, wherein a device is coupled to a PNC using the updated frequency hopping code set.