KR101614045B1

KR101614045B1 - 효율성이 향상된 csma/ca 통신 프로토콜을 사용하는 통신 장치 및 시스템

Info

Publication number: KR101614045B1
Application number: KR1020130106716A
Authority: KR
Inventors: 최용석; 이규열
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2016-04-20
Also published as: KR20150028072A

Abstract

본 발명은 효율성이 향상된 CSMA/CA 통신 프로토콜을 사용하는 통신 장치 및 시스템을 개시한다. 본 발명에 따른 통신 장치는 CSMA/CA 통신 프로토콜을 사용하는 통신 장치로서, RTS 신호에 전송하고자 하는 데이터의 일부를 추가하여 RTS 신호를 전송한다.

Description

효율성이 향상된 CSMA/CA 통신 프로토콜을 사용하는 통신 장치 및 시스템{COMMUNICATION UNIT AND SYSTEM USING IMPROVED EFFICIENCY CSMA/CA COMMUNICATION PROTOCOL}

본 발명은 CSMA/CA 통신 프로토콜을 사용하는 통신 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 효율성이 향상된 CSMA/CA 통신 프로토콜을 사용하는 통신 장치 및 시스템에 관한 것이다.

CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) 통신 프로토콜은 IEEE 802.11 표준에 규격화된 통신 프로토콜이다. 대한민국 공개특허공보 10-2005-0039912에는 상기 CSMA/CA 통신 프로토콜에 관한 개략적인 내용이 개시되어 있다.

도 1은 CSMA/CA 통신 프로토콜의 동작 원리를 나타내는 개념도이다.

도 1을 참조하면, 먼저 데이터를 송신하고 하는 송신측은 수신측에 RTS(Request To Send)를 전송한다. 다음, 수신측은 데이터를 수신할 준비가 되면, 송신측에 CTS(Clear To Send)를 전송한다. CTS를 수신한 송신측은 전송하고자 하는 데이터(DATA)를 전송한다. 마지막으로, 데이터(DATA)를 수신한 수신측은 데이터의 전송이 완료되었을 나타내는 ACK(ACKnowledge)를 전송한다. 이로써 데이터의 송수신이 완료된다.

도 2는 수신측이 제3의 통신 장치와 데이터 송수신을 하고 있는 경우를 나타내는 개념도이다.

도 2를 참고하면, 수신측이 제3의 통신 장치와 데이터 송수신을 먼저하고 있는 것을 확인할 수 있다. 이 경우, 송신측은 수신측에 주기적으로 RTS를 전송하는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 수신측과 제3의 통신 장치와 데이터 송수신이 끝나고, 송신측이 수신측으로부터 CTS 신호 수신 받은 이후에 데이터(DATA)의 전송이 시작된다.

이처럼, 송신측은 수신측으로부터 CTS를 수신할 때까지 RTS를 계속해서 전송하는데, 이때 RTS는 그냥 버려진다. 이에 본 발명자는 버려지는 RTS를 효율적으로 사용하여 데이터의 전송 효율성을 높일 수 있는 방법을 착안하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 인식하여 안출된 것으로서, 효율성이 향상된 CSMA/CA 통신 프로토콜을 사용하는 통신 장치 및 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 통신 장치는, CSMA/CA 통신 프로토콜을 사용하는 통신 장치로서, RTS 신호 및 CTS 신호를 송수신하도록 구성된 CSMA/CA 신호 인터페이스; 수신측 통신 장치로 전송하고자 하는 DATA 신호 중 일부 데이터를 RTS 신호 내의 미리 설정된 영역에 추가하는 RTS 추가 모듈;을 포함하고, 상기 CSMA/CA 신호 인터페이스는, 상기 RTS 추가 모듈에 의해 DATA 신호 중 일부 데이터가 추가된 RTS 신호를 상기 수신측 통신 장치로 전송하며, 상기 CSMA/CA 신호 인터페이스가 송신측 통신 장치로부터 RTS 신호를 수신하면 수신된 RTS 신호에 데이터가 추가되었는지 여부를 분석하고, 상기 수신된 RTS 신호에 데이터가 추가된 경우 추가된 데이터만 분리하는 RTS 수신 처리 모듈;을 더 포함한다.

상기 RTS 추가 모듈은, 상기 RTS 신호에 예비 bits가 포함된 경우, 상기 예비 bits에 데이터의 일부를 추가할 수 있다.

상기 RTS 추가 모듈은, 상기 RTS 신호에 예비 bits가 포함되지 않은 경우, 상기 RTS 신호에 포함된 오류체크 앞에 데이터의 일부를 추가할 수 있다.

상기 통신 장치는, 상기 RTS 수신 처리 모듈이 분리한 상기 추가된 데이터를 상기 RTS 수신 처리 모듈로부터 전달받아 상기 추가된 데이터를 처리하는 RTS 데이터 처리 모듈;을 더 포함하고, 상기 RTS 수신 처리 모듈은, 상기 수신된 RTS 신호에 데이터가 추가되었는지 여부를 분석하기 전에 상기 수신된 RTS 신호의 오류여부를 검사할 수 있다.

삭제

상기 RTS 데이터 처리 모듈은, 상기 추가된 데이터를 저장하는 버퍼; 및 상기 버퍼에 저장된 데이터를 메모리 장치에 저장하는 DMA;를 포함하여, 상기 추가된 데이터가 상기 메모리 장치에 저장되도록 한다.

상기 통신 장치는, 상기 CSMA/CA 신호 인터페이스가 데이터가 추가된 적어도 하나 이상의 RTS를 수신한 경우, 수신된 데이터의 양에 관한 정보를 상기 CTS 신호 내의 미리 설정된 영역에 추가하는 CTS 추가 모듈을 더 포함하고, 상기 CSMA/CA 신호 인터페이스는, 상기 CTS 추가 모듈이 추가한 정보가 포함된 CTS 신호를 전송할 수 있다.

상기 CTS 추가 모듈은, 상기 CTS 신호에 예비 bits가 포함된 경우, 상기 예비 bits에 수신된 데이터의 양에 관한 정보를 추가할 수 있다.

상기 CTS 추가 모듈은, 상기 CTS 신호에 예비 bits가 포함되지 않은 경우, 상기 CTS 신호에 포함된 오류체크 앞에 수신된 데이터의 양에 관한 정보를 추가할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 장치는 복수의 통신 장치를 포함하는 통신 시스템의 일 구성 요소가 될 수 있다. 상기 복수의 통신 장치는, 배터리 팩을 관리하는 다수의 배터리 관리 장치일 수 있다.

본 발명에 따르면, 데이터의 전송 효율성을 높일 수 있다. 특히 무선 CAN 통신에 효율적이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 CSMA/CA 통신 프로토콜의 동작 원리를 나타내는 개념도이다.
도 2는 수신측이 제3의 통신 장치와 데이터 송수신을 하고 있는 경우를 나타내는 개념도이다.
도 3은 CSMA/CA 통신 프로토콜에 사용되는 신호의 프레임 구조를 도시한 구조도이다.
도 4는 본 발명에 따른 통신 장치에 포함된 RTS 수신 처리 모듈 및 RTS 데이터 처리 모듈을 간략하게 나타내는 블럭도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 통신 장치는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) 통신 프로토콜을 사용하는 통신 장치이다. CSMA/CA 통신 프로토콜은 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 통신 프로토콜이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

본 발명에 따른 통신 장치는 RTS에 전송하고자 하는 데이터의 일부를 추가하여 RTS 신호를 전송하는 것이 특징이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서 본 명세서에서 사용될 용어를 먼저 정리하겠다.

RTS(Request To Send) 신호란, 수신측에 데이터의 전송이 가능한지 물어보는 신호를 의미한다.

CTS(Clear To Send) 신호란, RTS 신호를 수신한 수신측에서 데이터의 수신이 가능하다고 RTS 신호를 전송한 송신측에 응답하는 신호이다.

데이터(DATA) 신호란, 실제 전송하고자 하는 데이터가 담긴 신호이다.

ACK(ACKnowledge) 신호란, 수신측에서 데이터를 잘 받았다고 송신측에 보내는 응답 신호이다.

도 3은 CSMA/CA 통신 프로토콜에 사용되는 신호의 프레임 구조를 도시한 구조도이다.

도 3을 참조하면, '패킷 타입', '채널 사용시간', '수신 어드레스', '송신 어드레스', '데이터' 및 '오류체크'로 각각의 신호가 구성된 것을 확인할 수 있다.

상기 '패킷 타입'은 신호의 종류는 나타내는 부분으로, 'frame control'이라고도 한다.

상기 '채널 사용시간'은 말 그대로 채널을 사용하는 시간을 나타내는 부분으로, 'duration'이라고도 한다.

상기 '수신 어드레스'는 신호를 수신하는 측의 주소를 나타내는 부분이고, 상기 '송신 어드레스'는 신호를 전송하는 측의 주소를 나타내는 부분으로, 'address'로 불린다.

상기 '데이터'는 전송하고자 하는 데이터가 포함된 부분이다.

상기 '오류체크'는 전송된 신호에 오류가 발생하였는지 여부를 검사하기 위해 송신측에 추가로 붙이는 bits이다.

상기 신호의 구성에 대해서는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진바, 상세한 설명은 생략하도록 한다.

다시 한번 말하자면, 본 발명은 RTS에 전송하고자 하는 데이터의 일부를 추가하여 RTS 신호를 전송하는 것이 특징이다. 상술하였듯이, RTS 신호는 수신측에서 CTS 신호를 전송할 때까지 반복적으로 전송된다. 따라서, RTS 신호를 그냥 버리지 않고, RTS 신호에 전송하고자 하는 데이터의 일부를 추가하여 시간 및 신호자원을 아끼고 데이터 전송의 효율성을 향상시킬 수 있다. 이와 같이, 수신측으로 전송하고자 하는 DATA 신호 중 일부 데이터를 RTS 신호 내의 미리 설정된 영역에 추가하는 기능을 수행하는 구성은 RTS 추가 모듈이라고 지칭될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 RTS 추가 모듈은, 상기 RTS 신호에 예비 bits가 포함된 경우, 상기 예비 bits에 데이터의 일부를 추가한다. 경우에 따라 상기 예비 bits는 상기 '패킷 타입(frame control)' 부분에 위치할 수 있다. 따라서, 보내고자 하는 데이터의 일부를 상기 예비 bits의 크기에 맞추어 전송한다. 하지만 본 발명이 상기 '패킷 타입(frame control)' 부분에 위치한 예비 bits에 데이터의 일부를 추가하는 것에 제한되지 않는다. RTS 신호 내에 예비 bits가 있는 경우, 상기 예비 bits의 위치에 관계없이 전송하고자 하는 데이터의 일부를 추가할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 RTS 추가 모듈은, 상기 RTS 신호에 예비 bits가 포함되지 않은 경우, 상기 RTS 신호에 포함된 오류체크 앞에 데이터의 일부를 추가한다. 도 3을 참조하면, 오류체크 앞에 데이터의 일부를 추가하는 것을 확인할 수 있다. 물론 본 실시예는 송신측과 수신측에서 오류체크 앞 부분은 데이터의 일부가 추가된 위치라는 것이 미리 약속되어 있어야 한다.

본 발명에 따른 통신 장치는 종래 CSMA/CA 통신 프로토콜을 사용하는 통신 장치와 달리, 제3의 통신 장치와 통신을 송수신하는 중에도 데이터의 일부가 추가된 RTS를 처리할 수 있어야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 통신 장치는, 수신된 RTS 신호를 처리하는 RTS 수신 처리 모듈 및 수신된 RTS에 포함된 데이터를 처리하는 RTS 데이터 처리 모듈을 더 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 통신 장치에 포함된 RTS 수신 처리 모듈(20) 및 RTS 데이터 처리 모듈(30)을 간략하게 나타내는 블럭도이다.

도 4를 참조하면, CSMA/CA 신호 인터페이스(10)에 RTS 신호가 입력된다. 상기 CSMA/CA 신호 인터페이스(10)는 수신측이 제3의 통신과 송수신을 하는 도중에 RTS 신호를 수신하는 역할을 한다. 상기 CSMA/CA 신호 인터페이스(10)는 RTS 신호 외에 CTS 신호 및 ACK 신호를 더 처리할 수도 있다.

상기 CSMA/CA 신호 인터페이스(10)는 수신한 RTS 신호를 RTS 수신 처리 모듈(20)에게 전달한다. 상기 RTS 수신 처리 모듈(20)은 수신된 RTS 신호의 오류 발생여부를 검사하고, 수신된 RTS 신호에 추가된 데이터의 일부가 있는지 여부를 검사하고, 수신된 RTS 신호에 데이터가 추가된 경우 추가된 데이터만 분리하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 RTS 수신 처리 모듈(20)은 수신된 RTS 신호의 오류여부를 검사하는 검사 모듈, 수신된 RTS 신호에 데이터가 추가되었는지 여부를 분석하는 분석 모듈 및 수신된 RTS 신호에 데이터가 추가된 경우 추가된 데이터만 분리하는 처리 모듈을 포함할 수 있다.

상기 RTS 수신 처리 모듈(20)은 추가된 데이터를 상기 RTS 데이터 처리 모듈(30)에게 전달한다. 상기 RTS 데이터 처리 모듈(30)은 추가된 데이터를 메모리 장치에 저장하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 RTS 데이터 처리 모듈(30)은 RTS 신혼에 포함된 데이터를 저장하는 버퍼; 및 상기 버퍼에 저장된 데이터를 메모리 장치에 저장하는 DMA를 포함할 수 있다.

상기 DMA란 직접 메모리 접근(Direct Memory Access) 장치로서, 주변장치들(하드디스크, 그래픽 카드, 네트워크 카드, 사운드 카드 등)이 메모리에 직접 접근하여 읽거나 쓸 수 있도록 하는 기능을 가진 장치를 말한다. DMA가 RTS 신호에 포함된 데이터를 직접 메모리 장치에 저장시키면, 중앙처리장치(CPU)가 데이터 처리에 관여하지 않아도 되므로 통신 장치의 성능이 향상될 수 있다.

마지막으로, 상기 RTS 수신 처리 모듈(20)은 처리된 데이터를 상기 중앙연산처리(CPU) 인터페이스(40)로 전달한다. 이로서, RTS 신호에 데이터의 일부가 추가된 경우 수신측에서 추가된 데이터의 일부를 처리할 수 있다.

본 발명에 따른 통신 장치는, 데이터가 추가된 적어도 하나 이상의 RTS를 수신한 경우, 수신된 데이터의 양에 관한 정보를 추가한 CTS 신호를 전송한다. 이와 같이, 데이터가 추가된 적어도 하나 이상의 RTS를 수신한 경우, 수신된 데이터의 양에 관한 정보를 CTS 신호 내의 미리 설정된 영역에 추가하는 기능을 수행하는 구성은 CTS 추가 모듈이라고 지칭될 수 있다.

일 예로, 상기 CTS 추가 모듈은, 상기 CTS 신호에 예비 bits가 포함된 경우, 상기 예비 bits에 수신된 데이터의 양에 관한 정보를 추가한다.

다른 예로, 상기 CTS 추가 모듈은, 상기 CTS 신호에 예비 bits가 포함되지 않은 경우, 상기 CTS 신호에 포함된 오류체크 앞에 수신된 데이터의 양에 관한 정보를 추가한다.

수신된 데이터의 양에 관한 정보가 추가된 CTS 신호를 수신한 송신측은 상기 수신된 데이터의 양에 관한 정보를 판독하여 수신된 데이터의 이후 부분부터 DATA 신호를 통해 나머지 데이터를 전송한다. 즉, RTS 신호에 미리 데이터의 일부를 추가하여 전송한 만큼 시간을 줄일 수 있다. 특히 무선 CAN(Controller Area Network) 통신에 효율적이다.

본 발명에 따른 통신 장치는 복수의 통신 장치를 포함하는 통신 시스템의 일 구성 요소가 될 수 있다. 이때, 상기 복수의 통신 장치는 배터리 팩을 관리하는 다수의 배터리 관리 장치가 될 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10 : CSMA/CA 신호 인터페이스
20 : RTS 수신 처리 모듈
30 : RTS 데이터 처리 모듈
40 : CPU 인터페이스

Claims

CSMA/CA 통신 프로토콜을 사용하는 통신 장치에 있어서,
RTS 신호 및 CTS 신호를 송수신하도록 구성된 CSMA/CA 신호 인터페이스;
수신측 통신 장치로 전송하고자 하는 DATA 신호 중 일부 데이터를 RTS 신호 내의 미리 설정된 영역에 추가하는 RTS 추가 모듈;을 포함하고,
상기 CSMA/CA 신호 인터페이스는, 상기 RTS 추가 모듈에 의해 DATA 신호 중 일부 데이터가 추가된 RTS 신호를 상기 수신측 통신 장치로 전송하며,
상기 CSMA/CA 신호 인터페이스가 송신측 통신 장치로부터 RTS 신호를 수신하면 수신된 RTS 신호에 데이터가 추가되었는지 여부를 분석하고, 상기 수신된 RTS 신호에 데이터가 추가된 경우 추가된 데이터만 분리하는 RTS 수신 처리 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 RTS 추가 모듈은, 상기 RTS 신호에 예비 bits가 포함된 경우, 상기 예비 bits에 데이터의 일부를 추가하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 RTS 추가 모듈은, 상기 RTS 신호에 예비 bits가 포함되지 않은 경우, 상기 RTS 신호에 포함된 오류체크 앞에 데이터의 일부를 추가하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 장치는, 상기 RTS 수신 처리 모듈이 분리한 상기 추가된 데이터를 상기 RTS 수신 처리 모듈로부터 전달받아 상기 추가된 데이터를 처리하는 RTS 데이터 처리 모듈;을 더 포함하고,
상기 RTS 수신 처리 모듈은, 상기 수신된 RTS 신호에 데이터가 추가되었는지 여부를 분석하기 전에 상기 수신된 RTS 신호의 오류여부를 검사하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
삭제
제4항에 있어서,
상기 RTS 데이터 처리 모듈은, 상기 추가된 데이터를 저장하는 버퍼; 및
상기 버퍼에 저장된 데이터를 메모리 장치에 저장하는 DMA;를 포함하여, 상기 추가된 데이터가 상기 메모리 장치에 저장되도록 하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 장치는, 상기 CSMA/CA 신호 인터페이스가 데이터가 추가된 적어도 하나 이상의 RTS를 수신한 경우, 수신된 데이터의 양에 관한 정보를 상기 CTS 신호 내의 미리 설정된 영역에 추가하는 CTS 추가 모듈;을 더 포함하고,
상기 CSMA/CA 신호 인터페이스는, 상기 CTS 추가 모듈이 추가한 정보가 포함된 CTS 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제7항에 있어서,
상기 CTS 추가 모듈은, 상기 CTS 신호에 예비 bits가 포함된 경우, 상기 예비 bits에 수신된 데이터의 양에 관한 정보를 추가하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제7항에 있어서,
상기 CTS 추가 모듈은, 상기 CTS 신호에 예비 bits가 포함되지 않은 경우, 상기 CTS 신호에 포함된 오류체크 앞에 수신된 데이터의 양에 관한 정보를 추가하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제1항 내지 제4항 및 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 통신 장치;를 적어도 2 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제10항에 있어서,
상기 통신 장치는, 배터리 팩을 관리하는 배터리 관리 장치인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.