磁場通信ネットワークのための無線通信方法及びコーディネータの復調装置
【課題】 多数のセンサーノードを短時間で認識することができるようにする磁場通信ネットワークのための無線通信方法及びコーディネータの復調装置を提供する。
【解決手段】 本発明の磁場通信ネットワークのための無線通信方法は、磁場通信ネットワークにおけるコーディネータにより行われ、応答を要請する要請信号をセンサーノードに送信する(ａ)段階と；センサーノードから受信した応答信号のうちいずれか１つを選択する(ｂ)段階と；前記(ｂ)段階で選択した応答信号に該当するセンサーノードに承認信号を伝送する (ｃ)段階と；前記(ｃ)段階の承認信号を受けられなかったセンサーノードが再送信する応答信号のうちいずれか１つを選択する(ｄ)段階；及び前記(ｄ)段階で選択した応答信号に該当するセンサーノードに承認信号を伝送する(ｅ)段階とを含んでなる。
【解決手段】 本発明の磁場通信ネットワークのための無線通信方法は、磁場通信ネットワークにおけるコーディネータにより行われ、応答を要請する要請信号をセンサーノードに送信する(ａ)段階と；センサーノードから受信した応答信号のうちいずれか１つを選択する(ｂ)段階と；前記(ｂ)段階で選択した応答信号に該当するセンサーノードに承認信号を伝送する (ｃ)段階と；前記(ｃ)段階の承認信号を受けられなかったセンサーノードが再送信する応答信号のうちいずれか１つを選択する(ｄ)段階；及び前記(ｄ)段階で選択した応答信号に該当するセンサーノードに承認信号を伝送する(ｅ)段階とを含んでなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁場通信ネットワークのための無線通信方法及びコーディネータの復調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は電磁波の発生原理を説明するための図面である。
【０００３】
周知のように、アンテナ(例えば、ダイポールアンテナ)に交流電圧を印加すると電場が発生し、アンテナに交流電流が流れることになって磁場が発生する。この時、アンテナからの距離ｄ(λ(波長)/２π)より電磁場がアンテナから分離されながら電磁波になって空間を伝播することになる。
【０００４】
ここで、磁場領域（magnetic field）とは、アンテナからλ/２πまでの領域を称え、この領域内での通信を磁場通信という。
【０００５】
このような磁場通信技術は既存のＲＦＩＤ技術及びＵＳＮ（ubiquitous sensor network）技術とは異なり、水、土、金属の周辺でも無線通信が可能な技術であって、既存の無線通信技術の限界点を克服することができる核心技術である。
【０００６】
したがって、本出願人は磁場通信技術に対する知的財産権と連係された国家標準化及び国際標準化を通じて国家競争力を高め、また世界市場の先占のために磁場通信に関する標準技術を研究する中、本発明に至ることになった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は多数のセンサーノードを認識することができるようにする磁場通信ネットワークのための無線通信方法及びコーディネータの復調装置を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明の磁場通信ネットワークのための無線通信方法は、磁場通信ネットワークにおけるコーディネータにより行われ、応答を要請する要請信号をセンサーノードに送信する(ａ)段階と；センサーノードから受信した応答信号のうちいずれか１つを選択する(ｂ)段階と；前記(ｂ)段階で選択した応答信号に該当するセンサーノードに承認信号を伝送する(ｃ)段階と；前記(ｃ)段階の承認信号を受けられなかったセンサーノードが再送信する応答信号のうちいずれか１つを選択する(ｄ)段階；及び前記(ｄ)段階で選択した応答信号に該当するセンサーノードに承認信号を伝送する(ｅ)段階とを含んでなる。
【０００９】
前記(ｂ)段階は、センサーノードから受信した応答信号をクロック信号とミキシングするミキシング段階と；前記ミキシングされた信号を積分する積分段階と；前記ミキシングされた信号の１/２データシンボル区間ごとに、前記積分段階の積分結果である現在積分値と前記現在積分値の以前積分値とを比べる比較段階；及び前記比較段階の比較結果によって出力データを決定する段階とを含んでなることが望ましい。
【００１０】
また、前記(ａ)段階は、前記コーディネータがセンサーノードに信号を送信することができる要請区間、センサーノードが前記コーディネータあるいは他のセンサーノードに信号を送信することができる応答区間及びデータ送受信区間の終わりを示す非活性区間から構成されたデータ送受信区間において、前記要請区間の時に行われることが望ましい。
【００１１】
また、前記(ｃ)段階及び前記(ｅ)段階は、前記応答区間の時に行われることが望ましい。
【００１２】
また、センサーノードにより行われる磁場通信ネットワークのための無線通信方法は、コーディネータが送信する応答を要請する要請信号を受信する(ａ)段階と；前記要請信号を受信することにより、応答信号を前記コーディネータに送信する(ｂ)段階；及び前記コーディネータから承認信号が受信されない場合、前記応答信号を再送信する(ｃ)段階とを含んでなる。ここで、前記(ｂ)段階及び前記(ｃ)段階は、前記応答区間の時に行われることが望ましい。
【００１３】
また、前記センサーノードは、前記非活性区間の時に前記コーディネータとデータ送受信が可能である。
【００１４】
また、磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置は、クロック信号を発生させるクロック発生部と；センサーノードから受信されるノード信号を前記クロック信号とミキシングするミキサーと；前記ミキシングされた信号を積分する積分器；及び前記ミキシングされた信号の１/２データシンボル区間ごとに、前記積分段階の積分結果である現在積分値と前記現在積分値の以前積分値とを比べ、前記比較の結果により出力データを決定するデータ演算部とを含んでなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の磁場通信ネットワークのための無線通信方法及びコーディネータの復調装置によれば、多数のセンサーノードが同時にコーディネータに応答して信号が重なってもコーディネータでは信号を取り出すことができる。これにより、磁場通信ネットワークにおいてコーディネータと多数のセンサーノードとの間には信号衝突の恐れがなく、円滑な通信が可能である。また、コーディネータは選択的な受信ができて多数のセンサーノードを短時間で認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電磁波の発生原理を説明するための図面である。
【図２】本発明の一実施例による磁場通信ネットワークの構成図である。
【図３】本発明によるデータ送受信区間の構造を示した図面である。
【図４】本発明によるフレーム構造を示した図面である。
【図５】本発明の一実施例による磁場通信ネットワークのための無線通信方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施例による磁場通信ネットワークのための無線通信方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明によるセンサーノードの状態ダイヤグラムを示した図面である。
【図８】本発明によるコーディネータの状態ダイヤグラムを示した図面である。
【図９】本発明の一実施例による磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置の構成図である。
【図１０】本発明の他の実施例による磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置の構成図である。
【図１１】本発明のまた他の実施例による磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置の構成図である。
【図１２】本発明のまた他の実施例による磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置の構成図である。
【図１３】ノードＡ、ノードＢ、ノードＣが同時に応答する場合、応答信号の搬送波信号を示したグラフである。
【図１４】Ｉ１信号の入力を受けた第１積分器の積分値を示したグラフである。
【図１５】ＦＭ０エンコーディング信号の基本関数を示したグラフである。
【図１６】ＦＭ０エンコーディング信号のステートダイヤグラムである。
【図１７】本発明の一実施例による積分器及びステートマシンの信号を示した概路図である。
【図１８】本発明の一実施例による復調方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下には添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例により磁場通信ネットワークのための無線通信方法及びコーディネータの復調装置について詳細に説明する。
【００１８】
図２は本発明の一実施例による磁場通信ネットワーク（Magnetic Field Network；ＭＦＮ）の構成図である。
【００１９】
図２において、コーディネータ（MFN Coordinator: ＭＦＮＣ）１０は自分との距離がｄ(λ/２π)以内にある、すなわち、磁場領域内にあるセンサーノード(MFN sensor Node； ＭＦＮＮ)と通信し、データの送受信区間を管理するものである。また、センサーノード２０間の通信も可能である。また、磁場通信ネットワークに参与する器機は、その役目によりコーディネータ(以下、リーダーともいう)とセンサーノードに分けられるが、リーダーとセンサーノードの役目ができる。
【００２０】
図２に示すように、コーディネータが応答要請パケットを送ると、センサーノードは応答パケットを送り、応答パケットを受けたコーディネータは直ぐ受信確認パケットを送る。また、コーティネートがデータ伝送要請パケットを送ると、該当センサーノードは目的ノードにデータを伝送し、データパケットを受けた目的ノードは直ぐ受信確認パケットを送る。また、センサーノードはコーディネータの応答要請パケットなしに、緊急状況(例えば、山崩れの感知)の時、先にデータパケットを伝送することができる。この時、データパケットを受けたコーディネータ(あるいはセンサーノード)は受信確認パケットを送る。
【００２１】
図３は、本発明によるデータ送受信区間の構造を示したものである。
【００２２】
図３に示すように、本発明によるデータ送受信区間は要請区間(Request Period)、応答区間(Receive Period)及び非活性区間(inactive Period)から構成される。要請区間はコーディネータがセンサーノードに応答要請パケットを伝送する時間区間であり、応答区間はコーディネータの応答要請によりセンサーノードが応答パケットを伝送することができる時間区間であって、ネットワークの中にあるセンサーノードの個数により複数の時間スロットに分けられる。ここで、時間スロットの長さは応答パケットの長さと受信確認パケットの長さによって可変的である。また、非活性区間はデータ送受信区間の終わりを示す時間区間である。普通、非活性区間では何らのセンサーノードもデータを伝送しない。但し、例外的にセンサーノードは緊急状況が発生した際、非活性区間でコーディネータ(あるいは他のセンサーノード)にデータパケットを伝送することができる。そして非活性区間はコーディネータが要請パケットを送信する時まで続く。
【００２３】
図４は本発明によるフレーム構造を示したものである。
【００２４】
図４に示すように、本発明によるフレーム構造はセンサーノードの固有アイディー(ＭＦＮ ＩＤ)、フレームコントロール(Frame control)、データを送信するノードの住所(Source address)、データを受けるノードの住所(Destination address)、パケット番号(Sequence number)、ペイロード(payload)及びエラーチェックフィールド(Frame Check Sequence；ＦＣＳ)から構成される。
【００２５】
ここで、フレームコントロールはフレームタイプ(Frame type)、応答方式(ＡＣＫ．method)、最初のパケット表示(First Fragment)、最後のパケット表示(Last Fragment)及びプロトコルバージョン(Protocol version)などで構成される。
【００２６】
図５は本発明の一実施例による磁場通信ネットワークのための無線通信方法を説明するためのフローチャートである。
【００２７】
まず、リーダー１０は磁場領域内にどのようなセンサーノードがあるかを確認するか、磁場領域内に存在するセンサーノードにアイディーを割り当てるために、要請区間の時に接続応答信号を送信すると、該当の磁場領域内にある全てのセンサーノードは、応答信号をリーダー１０に送ることになる。
【００２８】
そうすると、リーダー１０はセンサーノードから受信した応答信号のうちいずれか１つを選択し、選択した応答信号に該当するセンサーノード２０ｂに承認信号を伝送することになる。この時、承認信号にはセンサーノードの識別情報(ＩＤ)が含まれることができる。また、承認信号の伝送は応答区間で行われることが望ましい。
【００２９】
一方、承認信号を受けたセンサーノードは、もう応答信号を送信しなくなるが、他のセンサーノードは応答信号を再伝送することになる。すなわち、センサーノードは応答信号を送ったにもかかわらず、送った時間から一定時間以内に承認信号を受けられないと応答信号を再伝送することになる。そうすると、リーダー１０は再伝送される応答信号のうちいずれか１つを選択し、選択した応答信号に該当するセンサーノード２０ａに承認信号を伝送することになる。この時の承認信号の伝送も応答区間で行われることが望ましい。
【００３０】
このような本発明の一実施例による無線通信方法により、磁場領域内にある全てのセンサーノードはリーダー１０との接続を完了することになる。
【００３１】
図６は本発明の他の実施例による磁場通信ネットワークのための無線通信方法を説明するためのフローチャートである。
【００３２】
上記のような接続過程が完了した後、リーダー１０がセンシングデータを要請するデータ要請信号を送信すると、該当の磁場領域内にある全てのセンサーノードは、応答信号(センシングデータが含まれる)をリーダー１０に送ることになる。
【００３３】
そうすると、リーダー１０はセンサーノードから受信した応答信号のうちいずれか１つを選択し、選択した応答信号に該当するセンサーノード２０ｂに承認信号を伝送することになる。この時も承認信号の送信は応答区間で行われることが望ましい。
【００３４】
一方、承認信号を受けたセンサーノードは、もう応答信号を送信しなくなるが、他のセンサーノードは応答信号を再伝送することになる。そうすると、リーダー１０は再伝送される応答信号のうちいずれか１つを選択し、選択した応答信号に該当するセンサーノード２０ａに承認信号を伝送することになる。この時の承認信号の伝送も応答区間で行われることが望ましい。
【００３５】
このような本発明の他の実施例による無線通信方法によって、リーダー１０は磁場領域内にある全てのセンサーノードからデータを受信することができるようになる。
【００３６】
図７は本発明によるセンサーノードの状態ダイヤグラムを示したものである。
【００３７】
図７に示すように、本発明によるセンサーノードはリーダー１０が送信するＲＦ信号(キャリア信号)の電力により電源がオンとなる。このようにパワーオン(Power on)状態で要請信号を受信すると、受信した要請パケットを解釈する。解釈の結果、グループＩＤ及びノードＩＤが不一致する場合は電源はオフになり、一致する場合は応答パケットを生成してリーダー１０に送信する。送信後、待機状態で自分に対する受信確認パケットをリーダー１０から受信すると電源はオフになり、他のセンサーノードに対する受信確認パケットを受信するとまた応答パケットを生成して送信する。もし、待機状態で一定時間が過ぎても受信確認パケットが受信されない場合は電源はオフになる。また、待機状態で要請パケットを受信するとパケット解釈状態になり、また応答区間が始まる。
【００３８】
一方、センサーノードは、緊急状況の発生により自分の通信モジュールと連結されたシステムでインタラプトが発生すると電源がオンとなり、その時システムからデータを受信するとデータパケットを生成してリーダー１０又は、他のセンサーノードに送信することになる。
【００３９】
図８は本発明によるコーディネータの状態ダイヤグラムを示したものである。
【００４０】
図８に示すように、本発明によるリーダー１０は非活性区間の時にホストコンピューター(不図示)から要請信号を伝送しろという命令を受けることになる。このような伝送命令により要請パケットをセンサーノードに送信する。この後、センサーノードから応答パケットを受信すると受信した応答パケットを解釈し、受信確認パケットをセンサーノードに伝送する。その後、いずれのセンサーノードも応答信号を送らないことになると非活性区間の状態に切り替える。一方、パケット解釈状態でリーダー１０が要請パケットをまた送信するとスーパーフレームが新しく始まる。
【００４１】
以下では、図９乃至図１８を参照にして本発明によるコーディネータが多数の応答信号のうちいずれか１つを選択する方法についてより具体的に説明する。
【００４２】
図９は本発明の一実施例による磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置の構成図であり、図１０は本発明の他の実施例による磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置の構成図である。
【００４３】
図９に示すように、本発明の一実施例による復調装置はミキサー１１０、クロック発生部２１０、積分器３１０及びデータ演算部４１０を含んでなる。
【００４４】
一方、図１０に示すように、本発明の他の実施例による復調装置は第１ミキサーと第２ミキサー１１０、１２０、クロック発生部２１０、第１積分器と第２積分器３１０、３２０及び第１データ演算部と第２データ演算部４１０、４２０を含んでなる。
【００４５】
クロック発生部２１０はＣＷ信号(クロック信号)を発生させる。
【００４６】
ミキサー１１０、１２０はノードから受信されたＲＦ信号(例えば、ＡＳＫ信号)とＣＷ信号の入力を受けて混合して出力する。この時、第１ミキサー１１０及び第２ミキサー１２０に入力されるＣＷ信号は相互９０゜の位相差を有する。すなわち、クロック発生部２１０で生成されたＣＷ信号(以下、ＣＷ−１信号)は第１ミキサー１１０に直接入力され、第２ミキサー１２０には９０゜位相変化器２２０を通じて位相変化されたＣＷ信号(以下、ＣＷ−２信号)が入力される。この時、ミキサー１１０、１２０に入力されるＲＦ信号のビットデータはＦＭ０またはミラー方式でエンコーディングされた信号である。
【００４７】
積分器３１０、 ３２０はミキサーで混合した信号を積分する。この時、積分器の積分値はノードから受信されたＲＦ信号の中、入力されたレファレンス信号と位相差が最も小さなものの影響を最も大きく受ける。このような積分器３１０、３２０の積分はデータシンボルの１／２区間ごとに行われる。
【００４８】
データ演算部４１０は積分器３１０、３２０で積分された信号を格納し、所定のシンボル区間ごとに上記積分された信号値の変化を演算して出力データを決定し、制御器４１１、シンボルバウンダリー検出器４１８、第１バッファー４１２、第１比較器４１３、 第２バッファー４１４、第３バッファー４１５、第２比較器４１６及びデータ決定器４１７を含んで構成される。
【００４９】
シンボルバウンダリー検出器４１８はデータシンボルの１／２区間を検出する。
【００５０】
積分器３１０の積分値は１／２シンボル区間ごとに第１バッファー４１２に格納され、各バッファー４１２、４１４、４１５は１／２シンボル区間ごとにデータを格納する。
【００５１】
第１比較器４１３は、毎１／２シンボル区間ごとに、第１バッファー４１２に格納された積分値と現在積分器３１０の積分値とを比べて符号値を出力する。
【００５２】
第２比較器４１６は、毎１シンボル区間ごとに、第３バッファー４１５に格納されている第１比較器の結果符号値(すなわち、１シンボル区間以前に出力された第１比較器の結果符号値)と現在第１比較器４１３の結果符号値とを比べる。
【００５３】
制御器４１１はシンボルバウンダリー検出器４１８で検出されたデータシンボルの １／２区間ごとに、積分器３１０、比較器４１４、４１５及びバッファー４１３、４１５、４１６を動作するように制御する。また制御器４１１は、第１比較器４１３及び第２比較器４１６のデータ比較時点を決定するステートマシン(不図示)を含む。
【００５４】
データ決定器４１７は第２比較器４１６の比較結果によってデータを決定する。例えば、ビットデータがＦＭ０エンコーディングされたＲＦ信号の場合、データ決定器４１７は第２比較器４１６の比較結果によって２つの値(現在第１比較器の結果符号値及び１シンボル区間以前の第１比較器の結果符号値)が同一であると、「０」を出力し、２つの値が異なると「１」を出力する。
【００５５】
ビットデータがミラーエンコーディングされたＲＦ信号の場合には、データ決定器４１７は第２比較器４１６の比較結果によって２つの値(現在第１比較器の結果符号値及び１シンボル区間以前の第１比較器の結果符号値)が同一であると「１」を出力し、２つの値が異なると「０」を出力する。
【００５６】
図１１及び図１２は本発明のまた他の実施例による復調装置の構成図であり、本発明のまた他の実施例による復調装置はＡＤコンバーター(ＡＤＣ)を更に含んでなることができる。
【００５７】
以下、図１３乃至図１７を参考して、本発明による復調装置の実施例を詳しく説明する。
【００５８】
図１３はノードＡ、ノードＢ、ノードＣが同時に応答する場合、応答信号の搬送波(Ｃａｒｒｉｅｒ)信号を示したグラフである。この時、ノードＡ、Ｂ、Ｃの応答信号はＦＭ０エンコーディングとＡＳＫモジュレーションされた信号である。
【００５９】
図１３に示すように、ノードＡの搬送波信号(Ｎｏｄｅ Ａ)はクロック発生部２１０で生成されたＣＷ−１信号と位相が一致し、ノードＢの搬送波信号(Ｎｏｄｅ Ｂ)は位相変化器２２０で９０゜位相変化されたＣＷ−２信号と位相が一致し、ノードＣの搬送波信号(Ｎｏｄｅ Ｃ)はＣＷ−２よりＣＷ−１との位相差が小さい信号である。また、３つのノードの搬送波信号の大きさは同一である。このような場合、第１積分器３１０に入力される信号(Ｉ１)は以下の数式１のような信号であり、第２積分器３２０に入力される信号(Ｉ２)は以下の数式２のような信号である。
【００６０】
【数１】
【００６１】
【数２】
【００６２】
図１４はＩ１信号の入力を受けた第１積分器の積分値を示したグラフである。
【００６３】
図１４に示すように、ノードＣの信号(Ｎｏｄｅ Ｃ)とＣＷ−１の位相差がノードＡの信号(Ｎｏｄｅ Ａ)とＣＷ−１の位相差より大きいため、(Ｎｏｄｅ Ｃ * ＣＷ−１)信号の積分値が(Ｎｏｄｅ Ａ * ＣＷ−１)信号の積分値より小さい。
【００６４】
図１５はＦＭ０エンコーディング信号の基本関数を示したグラフであり、図１６はＦＭ０エンコーディング信号のステートダイヤグラムである。
【００６５】
図１５に示すように、ＦＭ０エンコーディング信号は全てのシンボルのスタートで信号レベルが変わる。そしてデータが「０」の場合にはシンボルの中間で信号レベルがもう一回変わる。
【００６６】
このような信号の特性を考え、本発明は１／２シンボル区間ごとに積分値の増減結果を比べる。
【００６７】
図１７は本発明の一実施例による積分器及びステートマシンの信号を示した概路図である。
【００６８】
以下の実施例では、ノードＡはデータ「０ ０ １ ０」を伝送し、ノードＣはデータ「１ ０ ０ ０」を伝送する。また容易に説明するために１００％ＡＳＫモジュレーション及びＮ_Ｃａｒｒｉｅｒ(１シンボル当たりＣａｒｒｉｅｒ個数)＝１６に基づいて本実施例を説明するが、これは本発明のＡＳＫモジュレーションインデックス及びＮ_Ｃａｒｒｉｅｒ値を前述の値に限定するものではない。
【００６９】
図１７に示すように、ノードＡ及びノードＣの信号が入力されると、制御器４１１に含まれたステートマシン(不図示)は１シンボル間隔で値が循環される。
【００７０】
ステートマシンの値が０の時、第１比較器４１３は積分器３１０の現在の積分値と第１バッファー４１２に格納された積分値とを比べてその符号を格納する。最初のシンボルでは現在の積分値がもっと大きいので「＋」が第２バッファー４１４に格納される。
【００７１】
その後、第１比較器４１３はまたステートマシン値が０になる時、積分器３１０の現在の積分値と第１バッファー４１２に格納された積分値とを比べ、その比較結果符号値は「＋」値になり、その値は第２バッファー４１４に格納される。第２バッファー４１４に格納されていた値はステートマシン値が変わるごとに、すなわち１／２シンボルごとに第３バッファー４１５に伝達される。
【００７２】
第２比較器４１６は現在の第１比較器４１４の符号値と１シンボルの前に格納された第１比較器４１４の符号値(この値は現在第３バッファー４１５に格納されている)とを比べる。その比較結果、データ決定器４１７は２つの値が同一であるので「０」でデコーディングを行う。
【００７３】
このような段階を繰り返して、またステートマシン値が「０」になると第２比較器４１６は２つの値を比べ、現在の符号値は「−」であり、１シンボル前の符号値は「＋」であるので、２つの符号値が異なって「１」でデコーディングされる。
【００７４】
前述のような段階を繰り返しながら、第１データ演算部４１０はノードＡの信号をデコーディングする。
【００７５】
このように、本発明はシンボルのバウンダリーで積分値の増減を比べてデコーディングすることにより、多数個のノードが同時に応答して信号が重ね合った場合でも一番大きい信号を取り出してデコーディングを行うことができる。
【００７６】
また、前述の手続きと同様に、第２積分器３２０と第２データ演算部４２０によりノードＢの信号がデコーディングされる。したがって、同時に２つのノード信号が入力されてもこれをそれぞれ区別してデコーディングを行うことができる。
【００７７】
図１８は本発明の一実施例による復調方法を説明するためのフローチャートである。
【００７８】
図１８に示すように、本発明による復調方法は、ミキシング段階、積分段階及びデータ演算段階を含む。
【００７９】
ミキサー１１０はＣＷ信号とＲＦ信号の入力を受けてその２つの信号を混合する。
【００８０】
積分器３１０はミキサーで混合した信号を積分する。
【００８１】
第１比較器４１４は１／２シンボル区間ごとに現在積分段階の積分値と以前積分段階の積分値とを比べて(Ｓ８０２)、その符号値を決定して格納する(Ｓ８０３)。
【００８２】
第２比較器４１６は１シンボル区間ごとに第１比較器の現在符号値と第１比較器の １シンボル区間以前の符号値とを比べる(Ｓ８０４)。
【００８３】
第２比較器４１６による第２比較段階の比較結果により、データ決定器４１７は２つの値が同一であると出力データを「０」で決定し(Ｓ８０６)、２つの値が異なると出力データを「１」で決定して(Ｓ８０７)これを出力する。
【００８４】
前述の手続きは、シンボルバウンダリー検出器４１８によって検出された１／２シンボル区間ごとに行われ(Ｓ８０１)、これは入力信号の終了時まで行う(Ｓ８０８)。
【００８５】
所定のシンボル区間ごとに現在積分段階の積分値と以前積分段階の積分値とを比べる比較段階及び、その比較結果により出力データを決定するデータ決定段階を含み、比較段階及びデータ決定段階はシンボルバウンダリー検出段階で検出された毎１／２シンボル区間ごとに実行される。
【００８６】
本発明の磁場通信ネットワークのための無線通信方法及びコーディネータの復調装置は前述の実施例に限らず、本発明の技術思想が許容する範囲で多様に変形して実施することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁場通信ネットワークのための無線通信方法及びコーディネータの復調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は電磁波の発生原理を説明するための図面である。
【０００３】
周知のように、アンテナ(例えば、ダイポールアンテナ)に交流電圧を印加すると電場が発生し、アンテナに交流電流が流れることになって磁場が発生する。この時、アンテナからの距離ｄ(λ(波長)/２π)より電磁場がアンテナから分離されながら電磁波になって空間を伝播することになる。
【０００４】
ここで、磁場領域（magnetic field）とは、アンテナからλ/２πまでの領域を称え、この領域内での通信を磁場通信という。
【０００５】
このような磁場通信技術は既存のＲＦＩＤ技術及びＵＳＮ（ubiquitous sensor network）技術とは異なり、水、土、金属の周辺でも無線通信が可能な技術であって、既存の無線通信技術の限界点を克服することができる核心技術である。
【０００６】
したがって、本出願人は磁場通信技術に対する知的財産権と連係された国家標準化及び国際標準化を通じて国家競争力を高め、また世界市場の先占のために磁場通信に関する標準技術を研究する中、本発明に至ることになった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は多数のセンサーノードを認識することができるようにする磁場通信ネットワークのための無線通信方法及びコーディネータの復調装置を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明の磁場通信ネットワークのための無線通信方法は、磁場通信ネットワークにおけるコーディネータにより行われ、応答を要請する要請信号をセンサーノードに送信する(ａ)段階と；センサーノードから受信した応答信号のうちいずれか１つを選択する(ｂ)段階と；前記(ｂ)段階で選択した応答信号に該当するセンサーノードに承認信号を伝送する(ｃ)段階と；前記(ｃ)段階の承認信号を受けられなかったセンサーノードが再送信する応答信号のうちいずれか１つを選択する(ｄ)段階；及び前記(ｄ)段階で選択した応答信号に該当するセンサーノードに承認信号を伝送する(ｅ)段階とを含んでなる。
【０００９】
前記(ｂ)段階は、センサーノードから受信した応答信号をクロック信号とミキシングするミキシング段階と；前記ミキシングされた信号を積分する積分段階と；前記ミキシングされた信号の１/２データシンボル区間ごとに、前記積分段階の積分結果である現在積分値と前記現在積分値の以前積分値とを比べる比較段階；及び前記比較段階の比較結果によって出力データを決定する段階とを含んでなることが望ましい。
【００１０】
また、前記(ａ)段階は、前記コーディネータがセンサーノードに信号を送信することができる要請区間、センサーノードが前記コーディネータあるいは他のセンサーノードに信号を送信することができる応答区間及びデータ送受信区間の終わりを示す非活性区間から構成されたデータ送受信区間において、前記要請区間の時に行われることが望ましい。
【００１１】
また、前記(ｃ)段階及び前記(ｅ)段階は、前記応答区間の時に行われることが望ましい。
【００１２】
また、センサーノードにより行われる磁場通信ネットワークのための無線通信方法は、コーディネータが送信する応答を要請する要請信号を受信する(ａ)段階と；前記要請信号を受信することにより、応答信号を前記コーディネータに送信する(ｂ)段階；及び前記コーディネータから承認信号が受信されない場合、前記応答信号を再送信する(ｃ)段階とを含んでなる。ここで、前記(ｂ)段階及び前記(ｃ)段階は、前記応答区間の時に行われることが望ましい。
【００１３】
また、前記センサーノードは、前記非活性区間の時に前記コーディネータとデータ送受信が可能である。
【００１４】
また、磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置は、クロック信号を発生させるクロック発生部と；センサーノードから受信されるノード信号を前記クロック信号とミキシングするミキサーと；前記ミキシングされた信号を積分する積分器；及び前記ミキシングされた信号の１/２データシンボル区間ごとに、前記積分段階の積分結果である現在積分値と前記現在積分値の以前積分値とを比べ、前記比較の結果により出力データを決定するデータ演算部とを含んでなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の磁場通信ネットワークのための無線通信方法及びコーディネータの復調装置によれば、多数のセンサーノードが同時にコーディネータに応答して信号が重なってもコーディネータでは信号を取り出すことができる。これにより、磁場通信ネットワークにおいてコーディネータと多数のセンサーノードとの間には信号衝突の恐れがなく、円滑な通信が可能である。また、コーディネータは選択的な受信ができて多数のセンサーノードを短時間で認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電磁波の発生原理を説明するための図面である。
【図２】本発明の一実施例による磁場通信ネットワークの構成図である。
【図３】本発明によるデータ送受信区間の構造を示した図面である。
【図４】本発明によるフレーム構造を示した図面である。
【図５】本発明の一実施例による磁場通信ネットワークのための無線通信方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施例による磁場通信ネットワークのための無線通信方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明によるセンサーノードの状態ダイヤグラムを示した図面である。
【図８】本発明によるコーディネータの状態ダイヤグラムを示した図面である。
【図９】本発明の一実施例による磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置の構成図である。
【図１０】本発明の他の実施例による磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置の構成図である。
【図１１】本発明のまた他の実施例による磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置の構成図である。
【図１２】本発明のまた他の実施例による磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置の構成図である。
【図１３】ノードＡ、ノードＢ、ノードＣが同時に応答する場合、応答信号の搬送波信号を示したグラフである。
【図１４】Ｉ１信号の入力を受けた第１積分器の積分値を示したグラフである。
【図１５】ＦＭ０エンコーディング信号の基本関数を示したグラフである。
【図１６】ＦＭ０エンコーディング信号のステートダイヤグラムである。
【図１７】本発明の一実施例による積分器及びステートマシンの信号を示した概路図である。
【図１８】本発明の一実施例による復調方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下には添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例により磁場通信ネットワークのための無線通信方法及びコーディネータの復調装置について詳細に説明する。
【００１８】
図２は本発明の一実施例による磁場通信ネットワーク（Magnetic Field Network；ＭＦＮ）の構成図である。
【００１９】
図２において、コーディネータ（MFN Coordinator: ＭＦＮＣ）１０は自分との距離がｄ(λ/２π)以内にある、すなわち、磁場領域内にあるセンサーノード(MFN sensor Node； ＭＦＮＮ)と通信し、データの送受信区間を管理するものである。また、センサーノード２０間の通信も可能である。また、磁場通信ネットワークに参与する器機は、その役目によりコーディネータ(以下、リーダーともいう)とセンサーノードに分けられるが、リーダーとセンサーノードの役目ができる。
【００２０】
図２に示すように、コーディネータが応答要請パケットを送ると、センサーノードは応答パケットを送り、応答パケットを受けたコーディネータは直ぐ受信確認パケットを送る。また、コーティネートがデータ伝送要請パケットを送ると、該当センサーノードは目的ノードにデータを伝送し、データパケットを受けた目的ノードは直ぐ受信確認パケットを送る。また、センサーノードはコーディネータの応答要請パケットなしに、緊急状況(例えば、山崩れの感知)の時、先にデータパケットを伝送することができる。この時、データパケットを受けたコーディネータ(あるいはセンサーノード)は受信確認パケットを送る。
【００２１】
図３は、本発明によるデータ送受信区間の構造を示したものである。
【００２２】
図３に示すように、本発明によるデータ送受信区間は要請区間(Request Period)、応答区間(Receive Period)及び非活性区間(inactive Period)から構成される。要請区間はコーディネータがセンサーノードに応答要請パケットを伝送する時間区間であり、応答区間はコーディネータの応答要請によりセンサーノードが応答パケットを伝送することができる時間区間であって、ネットワークの中にあるセンサーノードの個数により複数の時間スロットに分けられる。ここで、時間スロットの長さは応答パケットの長さと受信確認パケットの長さによって可変的である。また、非活性区間はデータ送受信区間の終わりを示す時間区間である。普通、非活性区間では何らのセンサーノードもデータを伝送しない。但し、例外的にセンサーノードは緊急状況が発生した際、非活性区間でコーディネータ(あるいは他のセンサーノード)にデータパケットを伝送することができる。そして非活性区間はコーディネータが要請パケットを送信する時まで続く。
【００２３】
図４は本発明によるフレーム構造を示したものである。
【００２４】
図４に示すように、本発明によるフレーム構造はセンサーノードの固有アイディー(ＭＦＮ ＩＤ)、フレームコントロール(Frame control)、データを送信するノードの住所(Source address)、データを受けるノードの住所(Destination address)、パケット番号(Sequence number)、ペイロード(payload)及びエラーチェックフィールド(Frame Check Sequence；ＦＣＳ)から構成される。
【００２５】
ここで、フレームコントロールはフレームタイプ(Frame type)、応答方式(ＡＣＫ．method)、最初のパケット表示(First Fragment)、最後のパケット表示(Last Fragment)及びプロトコルバージョン(Protocol version)などで構成される。
【００２６】
図５は本発明の一実施例による磁場通信ネットワークのための無線通信方法を説明するためのフローチャートである。
【００２７】
まず、リーダー１０は磁場領域内にどのようなセンサーノードがあるかを確認するか、磁場領域内に存在するセンサーノードにアイディーを割り当てるために、要請区間の時に接続応答信号を送信すると、該当の磁場領域内にある全てのセンサーノードは、応答信号をリーダー１０に送ることになる。
【００２８】
そうすると、リーダー１０はセンサーノードから受信した応答信号のうちいずれか１つを選択し、選択した応答信号に該当するセンサーノード２０ｂに承認信号を伝送することになる。この時、承認信号にはセンサーノードの識別情報(ＩＤ)が含まれることができる。また、承認信号の伝送は応答区間で行われることが望ましい。
【００２９】
一方、承認信号を受けたセンサーノードは、もう応答信号を送信しなくなるが、他のセンサーノードは応答信号を再伝送することになる。すなわち、センサーノードは応答信号を送ったにもかかわらず、送った時間から一定時間以内に承認信号を受けられないと応答信号を再伝送することになる。そうすると、リーダー１０は再伝送される応答信号のうちいずれか１つを選択し、選択した応答信号に該当するセンサーノード２０ａに承認信号を伝送することになる。この時の承認信号の伝送も応答区間で行われることが望ましい。
【００３０】
このような本発明の一実施例による無線通信方法により、磁場領域内にある全てのセンサーノードはリーダー１０との接続を完了することになる。
【００３１】
図６は本発明の他の実施例による磁場通信ネットワークのための無線通信方法を説明するためのフローチャートである。
【００３２】
上記のような接続過程が完了した後、リーダー１０がセンシングデータを要請するデータ要請信号を送信すると、該当の磁場領域内にある全てのセンサーノードは、応答信号(センシングデータが含まれる)をリーダー１０に送ることになる。
【００３３】
そうすると、リーダー１０はセンサーノードから受信した応答信号のうちいずれか１つを選択し、選択した応答信号に該当するセンサーノード２０ｂに承認信号を伝送することになる。この時も承認信号の送信は応答区間で行われることが望ましい。
【００３４】
一方、承認信号を受けたセンサーノードは、もう応答信号を送信しなくなるが、他のセンサーノードは応答信号を再伝送することになる。そうすると、リーダー１０は再伝送される応答信号のうちいずれか１つを選択し、選択した応答信号に該当するセンサーノード２０ａに承認信号を伝送することになる。この時の承認信号の伝送も応答区間で行われることが望ましい。
【００３５】
このような本発明の他の実施例による無線通信方法によって、リーダー１０は磁場領域内にある全てのセンサーノードからデータを受信することができるようになる。
【００３６】
図７は本発明によるセンサーノードの状態ダイヤグラムを示したものである。
【００３７】
図７に示すように、本発明によるセンサーノードはリーダー１０が送信するＲＦ信号(キャリア信号)の電力により電源がオンとなる。このようにパワーオン(Power on)状態で要請信号を受信すると、受信した要請パケットを解釈する。解釈の結果、グループＩＤ及びノードＩＤが不一致する場合は電源はオフになり、一致する場合は応答パケットを生成してリーダー１０に送信する。送信後、待機状態で自分に対する受信確認パケットをリーダー１０から受信すると電源はオフになり、他のセンサーノードに対する受信確認パケットを受信するとまた応答パケットを生成して送信する。もし、待機状態で一定時間が過ぎても受信確認パケットが受信されない場合は電源はオフになる。また、待機状態で要請パケットを受信するとパケット解釈状態になり、また応答区間が始まる。
【００３８】
一方、センサーノードは、緊急状況の発生により自分の通信モジュールと連結されたシステムでインタラプトが発生すると電源がオンとなり、その時システムからデータを受信するとデータパケットを生成してリーダー１０又は、他のセンサーノードに送信することになる。
【００３９】
図８は本発明によるコーディネータの状態ダイヤグラムを示したものである。
【００４０】
図８に示すように、本発明によるリーダー１０は非活性区間の時にホストコンピューター(不図示)から要請信号を伝送しろという命令を受けることになる。このような伝送命令により要請パケットをセンサーノードに送信する。この後、センサーノードから応答パケットを受信すると受信した応答パケットを解釈し、受信確認パケットをセンサーノードに伝送する。その後、いずれのセンサーノードも応答信号を送らないことになると非活性区間の状態に切り替える。一方、パケット解釈状態でリーダー１０が要請パケットをまた送信するとスーパーフレームが新しく始まる。
【００４１】
以下では、図９乃至図１８を参照にして本発明によるコーディネータが多数の応答信号のうちいずれか１つを選択する方法についてより具体的に説明する。
【００４２】
図９は本発明の一実施例による磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置の構成図であり、図１０は本発明の他の実施例による磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置の構成図である。
【００４３】
図９に示すように、本発明の一実施例による復調装置はミキサー１１０、クロック発生部２１０、積分器３１０及びデータ演算部４１０を含んでなる。
【００４４】
一方、図１０に示すように、本発明の他の実施例による復調装置は第１ミキサーと第２ミキサー１１０、１２０、クロック発生部２１０、第１積分器と第２積分器３１０、３２０及び第１データ演算部と第２データ演算部４１０、４２０を含んでなる。
【００４５】
クロック発生部２１０はＣＷ信号(クロック信号)を発生させる。
【００４６】
ミキサー１１０、１２０はノードから受信されたＲＦ信号(例えば、ＡＳＫ信号)とＣＷ信号の入力を受けて混合して出力する。この時、第１ミキサー１１０及び第２ミキサー１２０に入力されるＣＷ信号は相互９０゜の位相差を有する。すなわち、クロック発生部２１０で生成されたＣＷ信号(以下、ＣＷ−１信号)は第１ミキサー１１０に直接入力され、第２ミキサー１２０には９０゜位相変化器２２０を通じて位相変化されたＣＷ信号(以下、ＣＷ−２信号)が入力される。この時、ミキサー１１０、１２０に入力されるＲＦ信号のビットデータはＦＭ０またはミラー方式でエンコーディングされた信号である。
【００４７】
積分器３１０、 ３２０はミキサーで混合した信号を積分する。この時、積分器の積分値はノードから受信されたＲＦ信号の中、入力されたレファレンス信号と位相差が最も小さなものの影響を最も大きく受ける。このような積分器３１０、３２０の積分はデータシンボルの１／２区間ごとに行われる。
【００４８】
データ演算部４１０は積分器３１０、３２０で積分された信号を格納し、所定のシンボル区間ごとに上記積分された信号値の変化を演算して出力データを決定し、制御器４１１、シンボルバウンダリー検出器４１８、第１バッファー４１２、第１比較器４１３、 第２バッファー４１４、第３バッファー４１５、第２比較器４１６及びデータ決定器４１７を含んで構成される。
【００４９】
シンボルバウンダリー検出器４１８はデータシンボルの１／２区間を検出する。
【００５０】
積分器３１０の積分値は１／２シンボル区間ごとに第１バッファー４１２に格納され、各バッファー４１２、４１４、４１５は１／２シンボル区間ごとにデータを格納する。
【００５１】
第１比較器４１３は、毎１／２シンボル区間ごとに、第１バッファー４１２に格納された積分値と現在積分器３１０の積分値とを比べて符号値を出力する。
【００５２】
第２比較器４１６は、毎１シンボル区間ごとに、第３バッファー４１５に格納されている第１比較器の結果符号値(すなわち、１シンボル区間以前に出力された第１比較器の結果符号値)と現在第１比較器４１３の結果符号値とを比べる。
【００５３】
制御器４１１はシンボルバウンダリー検出器４１８で検出されたデータシンボルの １／２区間ごとに、積分器３１０、比較器４１４、４１５及びバッファー４１３、４１５、４１６を動作するように制御する。また制御器４１１は、第１比較器４１３及び第２比較器４１６のデータ比較時点を決定するステートマシン(不図示)を含む。
【００５４】
データ決定器４１７は第２比較器４１６の比較結果によってデータを決定する。例えば、ビットデータがＦＭ０エンコーディングされたＲＦ信号の場合、データ決定器４１７は第２比較器４１６の比較結果によって２つの値(現在第１比較器の結果符号値及び１シンボル区間以前の第１比較器の結果符号値)が同一であると、「０」を出力し、２つの値が異なると「１」を出力する。
【００５５】
ビットデータがミラーエンコーディングされたＲＦ信号の場合には、データ決定器４１７は第２比較器４１６の比較結果によって２つの値(現在第１比較器の結果符号値及び１シンボル区間以前の第１比較器の結果符号値)が同一であると「１」を出力し、２つの値が異なると「０」を出力する。
【００５６】
図１１及び図１２は本発明のまた他の実施例による復調装置の構成図であり、本発明のまた他の実施例による復調装置はＡＤコンバーター(ＡＤＣ)を更に含んでなることができる。
【００５７】
以下、図１３乃至図１７を参考して、本発明による復調装置の実施例を詳しく説明する。
【００５８】
図１３はノードＡ、ノードＢ、ノードＣが同時に応答する場合、応答信号の搬送波(Ｃａｒｒｉｅｒ)信号を示したグラフである。この時、ノードＡ、Ｂ、Ｃの応答信号はＦＭ０エンコーディングとＡＳＫモジュレーションされた信号である。
【００５９】
図１３に示すように、ノードＡの搬送波信号(Ｎｏｄｅ Ａ)はクロック発生部２１０で生成されたＣＷ−１信号と位相が一致し、ノードＢの搬送波信号(Ｎｏｄｅ Ｂ)は位相変化器２２０で９０゜位相変化されたＣＷ−２信号と位相が一致し、ノードＣの搬送波信号(Ｎｏｄｅ Ｃ)はＣＷ−２よりＣＷ−１との位相差が小さい信号である。また、３つのノードの搬送波信号の大きさは同一である。このような場合、第１積分器３１０に入力される信号(Ｉ１)は以下の数式１のような信号であり、第２積分器３２０に入力される信号(Ｉ２)は以下の数式２のような信号である。
【００６０】
【数１】
【００６１】
【数２】
【００６２】
図１４はＩ１信号の入力を受けた第１積分器の積分値を示したグラフである。
【００６３】
図１４に示すように、ノードＣの信号(Ｎｏｄｅ Ｃ)とＣＷ−１の位相差がノードＡの信号(Ｎｏｄｅ Ａ)とＣＷ−１の位相差より大きいため、(Ｎｏｄｅ Ｃ * ＣＷ−１)信号の積分値が(Ｎｏｄｅ Ａ * ＣＷ−１)信号の積分値より小さい。
【００６４】
図１５はＦＭ０エンコーディング信号の基本関数を示したグラフであり、図１６はＦＭ０エンコーディング信号のステートダイヤグラムである。
【００６５】
図１５に示すように、ＦＭ０エンコーディング信号は全てのシンボルのスタートで信号レベルが変わる。そしてデータが「０」の場合にはシンボルの中間で信号レベルがもう一回変わる。
【００６６】
このような信号の特性を考え、本発明は１／２シンボル区間ごとに積分値の増減結果を比べる。
【００６７】
図１７は本発明の一実施例による積分器及びステートマシンの信号を示した概路図である。
【００６８】
以下の実施例では、ノードＡはデータ「０ ０ １ ０」を伝送し、ノードＣはデータ「１ ０ ０ ０」を伝送する。また容易に説明するために１００％ＡＳＫモジュレーション及びＮ_Ｃａｒｒｉｅｒ(１シンボル当たりＣａｒｒｉｅｒ個数)＝１６に基づいて本実施例を説明するが、これは本発明のＡＳＫモジュレーションインデックス及びＮ_Ｃａｒｒｉｅｒ値を前述の値に限定するものではない。
【００６９】
図１７に示すように、ノードＡ及びノードＣの信号が入力されると、制御器４１１に含まれたステートマシン(不図示)は１シンボル間隔で値が循環される。
【００７０】
ステートマシンの値が０の時、第１比較器４１３は積分器３１０の現在の積分値と第１バッファー４１２に格納された積分値とを比べてその符号を格納する。最初のシンボルでは現在の積分値がもっと大きいので「＋」が第２バッファー４１４に格納される。
【００７１】
その後、第１比較器４１３はまたステートマシン値が０になる時、積分器３１０の現在の積分値と第１バッファー４１２に格納された積分値とを比べ、その比較結果符号値は「＋」値になり、その値は第２バッファー４１４に格納される。第２バッファー４１４に格納されていた値はステートマシン値が変わるごとに、すなわち１／２シンボルごとに第３バッファー４１５に伝達される。
【００７２】
第２比較器４１６は現在の第１比較器４１４の符号値と１シンボルの前に格納された第１比較器４１４の符号値(この値は現在第３バッファー４１５に格納されている)とを比べる。その比較結果、データ決定器４１７は２つの値が同一であるので「０」でデコーディングを行う。
【００７３】
このような段階を繰り返して、またステートマシン値が「０」になると第２比較器４１６は２つの値を比べ、現在の符号値は「−」であり、１シンボル前の符号値は「＋」であるので、２つの符号値が異なって「１」でデコーディングされる。
【００７４】
前述のような段階を繰り返しながら、第１データ演算部４１０はノードＡの信号をデコーディングする。
【００７５】
このように、本発明はシンボルのバウンダリーで積分値の増減を比べてデコーディングすることにより、多数個のノードが同時に応答して信号が重ね合った場合でも一番大きい信号を取り出してデコーディングを行うことができる。
【００７６】
また、前述の手続きと同様に、第２積分器３２０と第２データ演算部４２０によりノードＢの信号がデコーディングされる。したがって、同時に２つのノード信号が入力されてもこれをそれぞれ区別してデコーディングを行うことができる。
【００７７】
図１８は本発明の一実施例による復調方法を説明するためのフローチャートである。
【００７８】
図１８に示すように、本発明による復調方法は、ミキシング段階、積分段階及びデータ演算段階を含む。
【００７９】
ミキサー１１０はＣＷ信号とＲＦ信号の入力を受けてその２つの信号を混合する。
【００８０】
積分器３１０はミキサーで混合した信号を積分する。
【００８１】
第１比較器４１４は１／２シンボル区間ごとに現在積分段階の積分値と以前積分段階の積分値とを比べて(Ｓ８０２)、その符号値を決定して格納する(Ｓ８０３)。
【００８２】
第２比較器４１６は１シンボル区間ごとに第１比較器の現在符号値と第１比較器の １シンボル区間以前の符号値とを比べる(Ｓ８０４)。
【００８３】
第２比較器４１６による第２比較段階の比較結果により、データ決定器４１７は２つの値が同一であると出力データを「０」で決定し(Ｓ８０６)、２つの値が異なると出力データを「１」で決定して(Ｓ８０７)これを出力する。
【００８４】
前述の手続きは、シンボルバウンダリー検出器４１８によって検出された１／２シンボル区間ごとに行われ(Ｓ８０１)、これは入力信号の終了時まで行う(Ｓ８０８)。
【００８５】
所定のシンボル区間ごとに現在積分段階の積分値と以前積分段階の積分値とを比べる比較段階及び、その比較結果により出力データを決定するデータ決定段階を含み、比較段階及びデータ決定段階はシンボルバウンダリー検出段階で検出された毎１／２シンボル区間ごとに実行される。
【００８６】
本発明の磁場通信ネットワークのための無線通信方法及びコーディネータの復調装置は前述の実施例に限らず、本発明の技術思想が許容する範囲で多様に変形して実施することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場通信ネットワークにおけるコーディネータにより行われ、
応答を要請する要請信号をセンサーノードに送信する(ａ)段階と；
センサーノードから受信した応答信号のうちいずれか１つを選択する(ｂ)段階と；
前記(ｂ)段階で選択した応答信号に該当するセンサーノードに承認信号を伝送する(ｃ)段階と；
前記(ｃ)段階の承認信号を受けられなかったセンサーノードが再送信する応答信号のうちいずれか１つを選択する(ｄ)段階；及び
前記(ｄ)段階で選択した応答信号に該当するセンサーノードに承認信号を伝送する(ｅ)段階とを含んでなる磁場通信ネットワークのための無線通信方法。
【請求項２】
前記(ｂ)段階は、
センサーノードから受信した応答信号をクロック信号とミキシングするミキシング段階と；
前記ミキシングされた信号を積分する積分段階と；
前記ミキシングされた信号の１/２データシンボル区間ごとに、前記積分段階の積分結果である現在積分値と前記現在積分値の以前積分値とを比べる比較段階；及び
前記比較段階の比較結果によって出力データを決定する段階とを含んでなることを特徴とする請求項１記載の磁場通信ネットワークのための無線通信方法。
【請求項３】
前記(ａ)段階は、
前記コーディネータがセンサーノードに信号を送信することができる要請区間、センサーノードが前記コーディネータあるいは他のセンサーノードに信号を送信することができる応答区間及びデータ送受信区間の終わりを示す非活性区間から構成されたデータ送受信区間において、前記要請区間の時に行われることを特徴とする請求項２に記載の磁場通信ネットワークのための無線通信方法。
【請求項４】
前記(ｃ)段階及び前記(ｅ)段階は、
前記応答区間の時に行われることを特徴とする請求項３に記載の磁場通信ネットワークのための無線通信方法。
【請求項５】
前記承認信号にはセンサーノードの識別情報(ＩＤ)が含まれることができることを特徴とする請求項３に記載の磁場通信ネットワークのための無線通信方法。
【請求項６】
磁場通信ネットワークにおけるセンサーノードにより行われ、
コーディネータが送信する応答を要請する要請信号を受信する(ａ)段階と；
前記要請信号を受信することにより、応答信号を前記コーディネータに送信する(ｂ)段階；及び
前記コーディネータから承認信号が受信されない場合、前記応答信号を再送信する(ｃ)段階とを含んでなるが、
前記(ｂ)段階及び前記(ｃ)段階は、前記コーディネータがセンサーノードに信号を送信することができる要請区間、センサーノードが前記コーディネータあるいは他のセンサーノードに信号を送信することができる応答区間及びデータ送受信区間の終わりを示す非活性区間から構成されたデータ送受信区間において、前記応答区間の時に行われることを特徴とする磁場通信ネットワークのための無線通信方法。
【請求項７】
前記センサーノードは、前記非活性区間の時に前記コーディネータとデータ送受信が可能であることを特徴とする請求項６に記載の磁場通信ネットワークのための無線通信方法。
【請求項８】
クロック信号を発生させるクロック発生部と；
センサーノードから受信されるノード信号を前記クロック信号とミキシングするミキサーと；
前記ミキシングされた信号を積分する積分器；及び
前記ミキシングされた信号の１/２データシンボル区間ごとに、前記積分段階の積分結果である現在積分値と前記現在積分値の以前積分値とを比べ、前記比較の結果により出力データを決定するデータ演算部とを含んでなる磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置。
【請求項１】
磁場通信ネットワークにおけるコーディネータにより行われ、
応答を要請する要請信号をセンサーノードに送信する(ａ)段階と；
センサーノードから受信した応答信号のうちいずれか１つを選択する(ｂ)段階と；
前記(ｂ)段階で選択した応答信号に該当するセンサーノードに承認信号を伝送する(ｃ)段階と；
前記(ｃ)段階の承認信号を受けられなかったセンサーノードが再送信する応答信号のうちいずれか１つを選択する(ｄ)段階；及び
前記(ｄ)段階で選択した応答信号に該当するセンサーノードに承認信号を伝送する(ｅ)段階とを含んでなる磁場通信ネットワークのための無線通信方法。
【請求項２】
前記(ｂ)段階は、
センサーノードから受信した応答信号をクロック信号とミキシングするミキシング段階と；
前記ミキシングされた信号を積分する積分段階と；
前記ミキシングされた信号の１/２データシンボル区間ごとに、前記積分段階の積分結果である現在積分値と前記現在積分値の以前積分値とを比べる比較段階；及び
前記比較段階の比較結果によって出力データを決定する段階とを含んでなることを特徴とする請求項１記載の磁場通信ネットワークのための無線通信方法。
【請求項３】
前記(ａ)段階は、
前記コーディネータがセンサーノードに信号を送信することができる要請区間、センサーノードが前記コーディネータあるいは他のセンサーノードに信号を送信することができる応答区間及びデータ送受信区間の終わりを示す非活性区間から構成されたデータ送受信区間において、前記要請区間の時に行われることを特徴とする請求項２に記載の磁場通信ネットワークのための無線通信方法。
【請求項４】
前記(ｃ)段階及び前記(ｅ)段階は、
前記応答区間の時に行われることを特徴とする請求項３に記載の磁場通信ネットワークのための無線通信方法。
【請求項５】
前記承認信号にはセンサーノードの識別情報(ＩＤ)が含まれることができることを特徴とする請求項３に記載の磁場通信ネットワークのための無線通信方法。
【請求項６】
磁場通信ネットワークにおけるセンサーノードにより行われ、
コーディネータが送信する応答を要請する要請信号を受信する(ａ)段階と；
前記要請信号を受信することにより、応答信号を前記コーディネータに送信する(ｂ)段階；及び
前記コーディネータから承認信号が受信されない場合、前記応答信号を再送信する(ｃ)段階とを含んでなるが、
前記(ｂ)段階及び前記(ｃ)段階は、前記コーディネータがセンサーノードに信号を送信することができる要請区間、センサーノードが前記コーディネータあるいは他のセンサーノードに信号を送信することができる応答区間及びデータ送受信区間の終わりを示す非活性区間から構成されたデータ送受信区間において、前記応答区間の時に行われることを特徴とする磁場通信ネットワークのための無線通信方法。
【請求項７】
前記センサーノードは、前記非活性区間の時に前記コーディネータとデータ送受信が可能であることを特徴とする請求項６に記載の磁場通信ネットワークのための無線通信方法。
【請求項８】
クロック信号を発生させるクロック発生部と；
センサーノードから受信されるノード信号を前記クロック信号とミキシングするミキサーと；
前記ミキシングされた信号を積分する積分器；及び
前記ミキシングされた信号の１/２データシンボル区間ごとに、前記積分段階の積分結果である現在積分値と前記現在積分値の以前積分値とを比べ、前記比較の結果により出力データを決定するデータ演算部とを含んでなる磁場通信ネットワークのためのコーディネータの復調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−２３４１８８（Ｐ２０１１−２３４１８８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０３５４７（Ｐ２０１０−１０３５４７）
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【出願人】（５９９０２８３６４）電子部品研究院 (28)
【氏名又は名称原語表記】ＫＯＲＥＡ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
【住所又は居所原語表記】６８ Ｙａｔａｐ−ｄｏｎｇ， Ｂｕｎｄａｎｇ−ｇｕ， Ｓｅｏｎｇｎａｍ−ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４６３−８１６， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【出願人】（５９９０２８３６４）電子部品研究院 (28)
【氏名又は名称原語表記】ＫＯＲＥＡ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
【住所又は居所原語表記】６８ Ｙａｔａｐ−ｄｏｎｇ， Ｂｕｎｄａｎｇ−ｇｕ， Ｓｅｏｎｇｎａｍ−ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４６３−８１６， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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