KR100898333B1 - 무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법 - Google Patents

무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법 Download PDF

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Abstract

이 발명은 상황에 따라 적응적으로 주파수대역폭 및/또는 전력밀도를 조절하여 신호를 전송함으로써, 소비전력을 최소화함과 아울러 대역폭 활용의 효율성을 극대화할 수 있는 무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법에 관한 것이다.
이 발명에 따른 무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법은, 다수의 노드로 이루어진 무선인지 기반 이동통신시스템에서, 송신 노드가 목적지 노드에게 적응 주파수대역폭 및 적응 전력밀도를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 방법에 있어서, 상기 송신 노드가 주변 단말들의 전송 신호세기 및 간섭 크기를 측정하여 사용 가능한 대역을 계산하는 제1단계와, 상기 목적지 노드에서 수신 가능한 주파수 대역을 계산하는 제2단계와, 상기 제1단계에서 계산된 대역 및 제2단계에서 계산된 대역에 포함된 적응 주파수대역폭을 계산하는 제3단계와, 상기 송신 노드가 주변 단말들의 수신 전력밀도가 제1임계값보다 작은 제1송신 전력밀도를 계산하는 제4단계와, 상기 송신 노드가 목적지 노드의 수신 전력밀도가 제2임계값보다 큰 제2송신 전력밀도를 계산하는 제5단계와, 상기 송신 노드가 상기 제1송신 전력밀도보다 작고 상기 제2송신 전력밀도보다 큰 적응 송신 전력밀도를 계산하는 제6단계와, 상기 송신 노드가 상기 제3단계에서 계산한 적응 주파수대역폭 및 상기 제6단계에서 계산한 적응 송신 전력밀도를 이용하여 상기 목적지 노드에게 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 제7단계를 포함한다.
전력밀도, 적응적, 대역폭, 무선인지, 차세대 이동통신, 언더레이, underlay

Description

무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법 {underlay transmission method in cognitive radio based wireless communication system}
이 발명은 무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상황에 따라 적응적으로 주파수대역폭 및/또는 전력밀도를 조절하여 신호를 전송함으로써, 소비전력을 최소화함과 아울러 대역폭 활용의 효율성을 극대화할 수 있는 무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법에 관한 것이다.
이동통신기술들은 일상생활에서 더욱 밀접하게 사용되고 있으며 다양한 형태의 이동통신기술들이 급속한 속도로 발전하고 있다. 제2세대라고 불리는 CDMA 통신기술을 지나, 현재는 IMT2000이라는 제3세대 무선통신기술을 사용하여 음성 이외의 데이터 정보를 통신할 수 있게 되었다. 최근에는 와이브로(Wibro)나 차세대 이동통신시스템을 통해 데이터를 보다 빠르고 싸게 공급하는 기술들이 개발되고 있다.
새로이 개발되는 이동통신시스템은 기존 기술과의 공존 문제로 인하여 기존 기술에서는 사용하지 않는 주파수대역을 할당받아 사용하게 된다. 현재 다양한 형태의 이동통신시스템의 개발로 말미암아 수 기가헤르츠(GHz) 대역의 주파수는 거의 다 할당되어서 사용할 수 있는 여지가 거의 없다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로서, J. Mitola는 무선인지(CR; Cognitive Radio) 기술을 제안하였는데, 이 무선인지(CR: Cognitive Radio) 기술은 주변 환경을 감지하여 주파수, 변조방식, 출력 등의 무선 송신 파라미터를 결정하는 무선 기술로, 지역과 시간에 따라 빈 주파수를 자동으로 찾아 주변의 허가된 무선국을 보호하면서 목적하는 통신을 가능토록 하는 기술이다.
이 무선인지 기술은 이동통신 수요 증가로 말미암아 주파수 자원이 고갈되는 현 시점에서 주파수 자원 활용의 효율성을 높일 수 있는 기술로 부상되고 있다.
이 무선인지 기반 이동통신시스템의 신호 송수신방법으로는 오버레이(overlay) 전송방법과, 언더레이(underlay) 전송방법이 있다.
오버레이(overlay) 전송방법은 도 1에 도시된 바와 같이 전체 주파수 스펙트럼 중 비어있는 스펙트럼 홀을 찾아서 그 찾아진 스펙트럼 홀의 주파수를 이용하여 데이터를 전송하는 방법이다. 언더레이(underlay) 전송방법은 도 2에 도시된 바와 같이 넓은 주파수 대역에 신호세기를 잡음레벨(noise level)보다 크지 않게 송신하는 방법이다.
오버레이 전송방법은 스펙트럼 홀과 같이 사용 가능한 자원이 있을 때만 데이터 통신을 할 수 있지만 전송거리가 긴 반면, 언더레이 전송방법은 넓은 주파수 대역에 노이즈 레벨로 신호를 출력하므로 언제든지 사용할 수 있지만 전송거리가 짧다는 단점이 있다.
언더레이 전송방법은 울트라 와이드 밴드(Ultra Wide Band) 시스템에서와 같이 수 나노(Nano) 또는 피코(pico) 초의 매우 좁은 펄스를 사용하여 매우 넓은 주파수대역에 걸쳐 매우 낮은 스펙트럼 전력밀도가 존재하고 이는 높은 보안성, 높은 데이터전송특성, 정확한 거리 및 위치측정의 높은 해상도를 제공하여, 다중경로 영향에 강인한 특성을 보인다. 특히 기존의 무선 시스템과는 달리 반송파를 사용하지 않고 기저대역에서 통신이 이루어지므로 송수신기의 구조가 간단해지며 낮은 비용으로 송수신기를 제작할 수 있다.
종래의 언더레이 전송방법은 주파수 대역폭과 신호의 전력밀도가 고정되어 있기 때문에, 일정한 주파수 대역폭과 전력밀도로 데이터를 송수신할 뿐이고 상황에 맞게 유동적으로 변화시킬 수 없다.
즉, 종래의 언더레이 전송방법으로 신호를 전송하는 단말은, 고정된 주파수 대역폭과 전력밀도를 이용하여 목적지 노드에게 신호를 전송하기 때문에, 소비 전력이 낭비되고 대역폭을 효과적으로 활용할 수 없는 문제점이 있다.
즉, 전체적인 주파수의 사용빈도가 높을 때에는 주파수 대역폭과 전력밀도를 낮추어야 이웃하는 단말과의 간섭을 줄일 수 있으나, 종래의 언더레이 전송방법은 고정된 전력밀도와 주파수 대역폭을 이용하기 때문에 이웃한 주변 단말들에게 신호가 전달되어 많은 간섭을 야기시키게 되는 문제점이 있다. 또한, 전체적인 주파수의 사용빈도가 높지 않은 경우에는 주파수대역폭과 전력밀도를 높이면 주파수 자원 을 효율적으로 사용할 수 있으나, 종래의 언더레이 전송방법은 그 주파수대역폭과 전력밀도가 고정되어 있기 때문에 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 없는 문제점이 있다.
상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 이 발명의 목적은, 환경에 따라 주파수대역폭 및/또는 전력밀도를 적응적으로 조절하여, 전체 시스템의 전력소비를 최소화하고 주파수 자원의 활용도를 극대화하며 끊김없는 통신서비스를 제공하는 무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법은, 다수의 노드로 이루어진 무선인지 기반 이동통신시스템에서, 송신 노드가 목적지 노드에게 고정 주파수대역폭 및 적응 전력밀도를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 방법에 있어서, 상기 송신 노드가 주변 단말들의 수신 전력밀도가 제1임계값보다 작은 제1송신 전력밀도를 계산하는 제1단계와, 상기 송신 노드가 목적지 노드의 수신 전력밀도가 제2임계값보다 큰 제2송신 전력밀도를 계산하는 제2단계와, 상기 송신 노드가 상기 제1송신 전력밀도보다 작고 상기 제2송신 전력밀도보다 큰 적응 송신 전력밀도를 계산하는 제3단계와, 상기 송신 노드가 상기 고정된 대역폭 및 상기 제3단계에서 계산한 적응 송신 전력밀도를 이용하여 상기 목적지 노드에게 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 제4단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 따른 무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법 은, 다수의 노드로 이루어진 무선인지 기반 이동통신시스템에서, 송신 노드가 목적지 노드에게 적응 주파수대역폭 및 고정 전력밀도를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 방법에 있어서, 상기 송신 노드가 주변 단말들의 전송 신호세기 및 간섭 크기를 측정하여 사용 가능한 대역을 계산하는 제1단계와, 상기 목적지 노드에서 수신 가능한 주파수 대역을 계산하는 제2단계와, 상기 제1단계에서 계산된 대역 및 제2단계에서 계산된 대역에 포함된 적응 주파수대역폭을 계산하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 계산한 적응 주파수대역폭 및 고정 전력밀도를 이용하여 상기 목적지 노드에게 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 제4단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 따른 무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법은, 다수의 노드로 이루어진 무선인지 기반 이동통신시스템에서, 송신 노드가 목적지 노드에게 적응 주파수대역폭 및 적응 전력밀도를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 방법에 있어서, 상기 송신 노드가 주변 단말들의 전송 신호세기 및 간섭 크기를 측정하여 사용 가능한 대역을 계산하는 제1단계와, 상기 목적지 노드에서 수신 가능한 주파수 대역을 계산하는 제2단계와, 상기 제1단계에서 계산된 대역 및 제2단계에서 계산된 대역에 포함된 적응 주파수대역폭을 계산하는 제3단계와, 상기 송신 노드가 주변 단말들의 수신 전력밀도가 제1임계값보다 작은 제1송신 전력밀도를 계산하는 제4단계와, 상기 송신 노드가 목적지 노드의 수신 전력밀도가 제2임계값보다 큰 제2송신 전력밀도를 계산하는 제5단계와, 상기 송신 노드가 상기 제1송신 전력밀도보다 작고 상기 제2송신 전력밀도보다 큰 적응 송신 전력 밀도를 계산하는 제6단계와, 상기 송신 노드가 상기 제3단계에서 계산한 적응 주파수대역폭 및 상기 제6단계에서 계산한 적응 송신 전력밀도를 이용하여 상기 목적지 노드에게 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 제7단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
이 발명에 따르면 주파수대역폭이 고정된 상태에서 주변 단말의 간섭 세기에 따라 적응적으로 송신 전력밀도를 조절함으로써, 적은 복잡도로 데이터 송수신 효율을 극대화할 수 있다.
또한, 이 발명에 따르면 송신 전력밀도가 고정된 상태에서 주변 단말의 간섭 세기에 따라 적응적으로 주파수 대역폭을 조절함으로써, 적은 복잡도로 데이터 송수신 효율을 극대화할 수 있다.
또한, 이 발명에 따르면 적응적으로 송신 전력밀도와 주파수 대역폭을 조절함으로써, 시스템의 소비 전력을 최소화하면서 데이터 송수신 효율을 극대화할 수 있으며, 전체 대역폭 활용 효율을 높일 수 있다.
[제1실시예]
도 3은 이 발명의 제1실시예에 따른 언더레이 전송방법을 도시한 동작 흐름도이다.
제1실시예에 따른 언더레이 전송방법은 전력밀도를 적응적으로 조절한 언더레이 전송방법으로서, 이 제1실시예에 따른 언더레이 전송방법은 무선인지 기반 이동통신시스템에서 단말이 사용할 수 있는 주파수대역이 제한적일 경우에 적용한다.
무선인지 기반 이동통신시스템에서는 주파수 대역을 센싱(sensing)하여 비어있는 대역을 찾아서 그 비어있는 대역을 이용하여 통신을 하게 된다. 이때, 기존 단말들이 대부분의 주파수 대역을 사용하고 있어서 신규 단말이 사용할 수 있는 미사용대역이 한정된 경우, 즉 해당 신규단말이 언더레이 전송을 하게 되면 기존 단말의 사용 주파수대역과 겹치게 될 경우에는 해당 신규단말이 그 주파수 대역을 사용하지 못하도록 규제하고 있다.
이와 같이 이 발명에서는 단말이 사용할 수 있는 주파수 대역이 제한적인 경우 전력밀도만을 적응적으로 조절하여 언더레이 전송하는 방법을 제안한다.
전력밀도는 언더레이 전송에서 주파수대역에 얼마나 큰 신호세기의 전력이 분포되어 있는지를 나타낸다. 이 경우 주파수대역폭은 고정된 것으로 가정한다.
언더레이 전송에서는 신호세기를 잡음 레벨(noise level)로 낮게 분포하여 다른 주변 단말들의 서비스에 영향을 미치지 않아야 한다. 즉, 송신 단말에서 송신하는 신호에 따른 수신 단말의 수신 전력밀도는 아래의 수학식 1과 같다.
Prx[dB] = Ptx ·1/d [dB]
여기서, Ptx는 송신 단말의 송신 전력밀도이고, Prx는 수신 단말의 수신 전력 밀도이고, d는 송신 단말과 수신 단말 사이의 거리이다. 송신 단말이 목적지 노드에게 언더레이 전송을 할 경우, 이 송신 단말의 언더레이 전송에 의한 주변 단말의 수신 전력밀도(Prx)가 임계값(p1)보다 크면 주변 단말들에게 간섭을 미친다고 판단한다. 송신 단말의 현재 설정된 전력밀도가 주변 단말들에게 간섭을 미치면 송신 단말은 전력밀도를 낮추어 주변 단말들에게 미치는 간섭을 최소화한다. 또한, 송신 단말의 언더레이 전송에 의한 목적지 노드의 수신 전력밀도가 임계값(p2)보다 작으면 송신 단말이 전송한 신호가 목적지 노드에 수신되지 못할 것으로 판단하여, 전력밀도를 증가시킨다.
이 제1실시예에 따른 언더레이 전송방법은 적응 전력밀도 및 고정 대역폭을 이용한 언더레이 전송방법으로서, 적은 복잡도를 이용하여 다른 사용자들에 대한 간섭을 최소화하면서 전송효율을 증가시킬 수 있다.
도 3를 참조하여, 송신 단말에서의 제1실시예에 따른 언더레이 전송방법을 설명한다.
먼저, 송신 단말은 주변 단말들의 수신 전력밀도가 임계값(P1)보다 작은 송신 전력밀도(Ptx1)를 계산한다(S31). 다음, 목적지 노드의 수신 전력밀도가 임계값(P2)보다 큰 송신 전력밀도(Ptx2)를 계산한다(S32). 다음, Ptx2 < Ptx < Ptx1인 적응 전력밀도(Ptx)를 결정한다(S33). 고정된 대역폭과 적응 전력밀도(Ptx)를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송한다(S34).
이 제1실시예에 따른 송신 단말의 시스템 구성은 기존의 언더레이 전송방식의 송신 단말의 시스템 구성과 동일한 바, 구체적인 구성에 대한 설명은 생략한다. 다만, 종래의 송신 단말은 고정된 대역폭과 고정된 전력밀도를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하나, 이 발명의 송신 단말은 전력밀도를 적응적으로 계산한 후 고정된 대역폭과 적응 전력밀도를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 방법에 있어서만 차이가 있다. 이러한 방법으로 인한 구성의 차이는 이 기술분야에서의 통상적인 지식 수준의 당업자라면 충분히 인지가능한 수준에 불과하다.
[제2실시예]
도 4는 이 발명의 제2실시예에 따른 언더레이 전송방법을 도시한 동작 흐름도이다.
제2실시예에 따른 언더레이 전송방법은 주파수대역폭을 적응적으로 조절한 언더레이 전송방법으로서, 이 제2실시예에 따른 언더레이 전송방법은 무선인지 기반 이동통신시스템에서 송신 단말의 송신 전력밀도가 제한되거나, 하드웨어적인 문제에 의해서 전력밀도를 증가시키기 어렵거나, 주변 단말에게 미치는 간섭의 영향이 커져서 전력밀도를 적응적으로 조절할 수 없는 경우에 적용한다.
이 제2실시예에서는 고정된 전력밀도와 적응적으로 조절되는 주파수 대역폭을 이용하여 언더레이 방식으로 신호를 전송한다. 송신 단말은 주변 단말들로부터의 수신 신호와 간섭의 크기를 측정하여 사용 가능한 주파수 대역폭을 계산한다.
무선인지 기반 이동통신시스템에서는 스펙트럼 센싱(spectrum sensing) 과정을 통하여 주파수 대역의 사용빈도와 각 주파수대역에 존재하는 신호들의 전력을 알 수 있다. 이를 통하여 어떠한 대역에 어느 정도 크기의 신호가 존재하는 지에 대한 스펙트럼 맵 정보를 인지할 수 있다. 스펙트럼 센싱 결과, 기존 단말이 사용하지 않은 미사용 주파수구간이 충분히 넓은 경우, 송신 단말은 주파수 대역폭을 증가시켜서 언더레이의 전송효율을 증가시키고, 미사용 주파수구간이 충분히 넓지 않은 경우에는, 송신 단말은 주파수 대역폭을 감소시켜서 다른 주변 단말에 대한 간섭 현상을 최소화하는 범위 내에서 언더레이 전송을 수행한다.
또한, 현재 설정된 언더레이 전송에서의 주파수 대역폭이 목적지 노드에서의 수신 가능한 대역폭에 맞게 설정되어 있는 지를 확인하여 그 주파수 대역폭을 적응적으로 조절한다.
목적지 노드의 하드웨어 구조에 따라서 목적지 노드가 수신할 수 있는 대역의 폭과 범위가 한정될 수 있다. 이와 같은 정보는 목적지 노드가 송신 단말에게 자신의 수신능력(capability)을 알려주는 과정을 통해 송신 단말이 그에 대한 정보를 얻고, 현재의 대역폭이 목적지 노드의 수신 가능한 대역폭보다 작게 설정되어 있다면 다른 주변 단말들에 대한 간섭이 증가되지 않는 범위 내에서 대역폭을 증가시켜서 언더레이 전송을 수행한다.
도 4를 참조하여, 송신 단말에서의 제2실시예에 따른 언더레이 전송방법을 설명한다.
먼저, 송신 단말은 주변 단말들의 전송 신호세기 및 간섭 크기를 측정한 다(S41). 다음, 주변 단말들에 의해 사용되지 않는 미사용 스펙트럼 영역의 대역폭(W1)을 계산하고(S42), 목적지 노드에서 수신 가능한 대역 범위(W2)를 계산한다(S43). 다음, W2 범위 내에서 W < W1인 적응 주파수 대역폭(W)를 결정한다(S44). 고정된 전력밀도(P)와 적응 주파수 대역폭(W)을 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송한다(S45).
이 제2실시예에 따른 송신 단말의 시스템 구성은 기존의 언더레이 전송방식의 송신 단말의 시스템 구성과 동일한 바, 구체적인 구성에 대한 설명은 생략한다. 다만, 종래의 송신 단말은 고정된 대역폭과 고정된 전력밀도를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하나, 이 발명의 송신 단말은 주파수 대역폭을 적응적으로 계산한 후 적응 주파수대역폭과 고정된 전력밀도를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 방법에 있어서만 차이가 있다. 이러한 방법으로 인한 구성의 차이는 이 기술분야에서의 통상적인 지식 수준의 당업자라면 충분히 인지가능한 수준에 불과하다.
[제3실시예]
도 5는 이 발명의 제3실시예에 따른 언더레이 전송방법을 도시한 동작 흐름도이다.
제3실시예에 따른 언더레이 전송방법은 전력밀도와 주파수대역폭을 적응적으로 계산하고, 그 적응 전력밀도와 적응 주파수 대역폭을 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송한다.
언더레이 전송은 다른 주변 단말들에게 간섭을 야기하지 않기 위해 신호세기를 낮추어 잡음레벨 정도의 전력밀도로 넓은 주파수대역으로 신호를 전송하는 방법이다. 종래의 언더레이 전송방법은 고정된 주파수 대역폭 및 고정된 전력밀도로 신호를 전송하였으나, 이 발명의 제3실시예에서는 전체 주파수대역의 크기 및 점유상황, 간섭의 정도, 목적지 노드와의 거리, 목적지 노드의 수신 가능한 대역 범위에 따라 적응적으로 전력밀도와 주파수 대역폭을 계산하고, 적응 전력밀도 및 적응 주파수 대역폭을 이용하여 신호를 전송한다.
즉, 전체 주파수대역에서 주변 단말들에 의한 간섭이 전반적으로 큰 경우에는 송신 단말은 넓은 대역을 이용하여 낮은 전력밀도로 신호를 전송하여 주변 단말들에게 미치는 간섭의 영향을 최소화시킨다. 또한, 일정 대역폭에서 주변 단말들의 사용이 빈번하지 않은 상황에서는 상대적으로 좁은 대역에서 큰 전력밀도로 신호를 전송한다. 이 경우에는 큰 전력밀도로 신호를 전송하더라도 다른 주변 단말들의 사용이 빈번하지 않기 때문에 다른 주변 단말들에게 미치는 간섭의 영향을 무시할 수 있다. 이러한 이 발명에 따른 좁은 주파수대역에서도 충분히 큰 전력밀도를 이용하여 데이터를 전송함으로써, 데이터의 전송률을 향상시키고 서비스 품질을 보장할 수 있다.
도 6은 전체적인 간섭의 크기가 크고 대역폭이 충분히 확보되는 경우에 넓은 주파수대역을 이용하여 낮은 전력밀도로 언더레이 전송하는 예가 도시되어 있고, 도 7은 전체적인 간섭의 크기가 작고 대역폭이 충분히 확보되지 않은 경우에 상대적으로 작은 주파수대역을 이용하여 높은 전력밀도로 언더레이 전송하는 예가 도시 되어 있다.
도 5를 참조하여, 송신 단말에서의 제3실시예에 따른 언더레이 전송방법을 설명한다.
먼저, 송신 단말은 주변 단말들의 전송 신호세기 및 간섭 크기를 측정한다(S51). 다음, 주변 단말들에 의해 사용되지 않는 미사용 스펙트럼 영역의 대역폭(W1)을 계산하고(S52), 목적지 노드에서 수신 가능한 대역 범위(W2)를 계산한다(S53). 다음, W2 범위 내에서 W < W1인 적응 주파수 대역폭(W)를 결정한다(S54).
다음, 송신 단말은 수학식 1을 이용하여 주변 단말들의 수신 전력밀도가 임계값(P1)보다 작은 송신 전력밀도(Ptx1)를 계산하고(S55), 또한 수학식 1을 이용하여 목적지 노드의 수신 전력밀도가 임계값(P2)보다 큰 송신 전력밀도(Ptx2)를 계산한다(S56). 다음, Ptx2 < Ptx < Ptx1인 적응 전력밀도(Ptx)를 결정한다(S57).
다음, 송신 단말은 적응 주파수 대역폭(W)과 적응 전력밀도(Ptx)를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송한다(S58).
이 발명의 제3실시예와 같이 적응 전력밀도와 적응 주파수 대역폭을 이용하여 언더레이 전송을 할 경우, 시스템을 구성하는 각 노드들은 주변 단말과의 간섭 크기에 적응적으로 신호세기를 조절함으로써 데이터 송수신시에 시스템의 전력 소비를 최소화할 수 있으며, 이로 인해 데이터 송수신의 효율을 극대화할 수 있다. 또한, 주파수 대역폭을 적응적으로 조절하여 전체 대역폭 활용 효율을 극대화할 수 있다.
이 발명을 활용하면 높은 서비스 품질을 제공하는 한편, 주변 단말들에게 간섭의 영향을 최소하기 위해 송신 단말과 목적지 노드의 거리를 고려하여 전력밀도 및 주파수대역폭을 조절할 수 있다.
예컨대, 송신 단말과 목적지 노드 사이의 거리가 먼 경우에는 전자기파의 전파(propagation) 특성에 의해서 신호의 손실에 의한 영향이 클 것이므로 좁은 대역폭을 사용하더라도 상대적으로 높은 전력밀도를 이용하여 신호를 전송하는 것이 유리하다. 이 경우, 높은 전력밀도의 언더레이 전송에 의해서 주변 단말에게 간섭을 주면 안되기 때문에 주변 단말들의 상황을 파악하여 영향을 미치지 않을 범위내에서 전력밀도를 높여서 신호를 전송한다. 주변 단말들의 상황을 파악하는 방법으로서, 주변 단말들에 의한 간섭 정도를 측정하는 방법이 있다. 송신 단말은 자신이 사용하고자 하는 주파수 대역에서 다른 주변 단말에 의한 간섭의 정도를 측정하고 간섭의 크기가 일정 기준치보다 크면 전력밀도를 높이지 않는다. 다른 주변 단말에 의한 간섭의 영향이 송신 단말에게 크게 작용한다면 송신 단말이 송신 전력밀도를 높이면 그 주파수 대역에서 다른 주변 단말들에게 미칠 수 있는 간섭의 영향을 커지기 때문이다.
마지막으로 목적지 노드가 수신 가능한 대역범위를 벗어나지 않도록 주파수대역폭을 조절한다. 넓은 대역폭을 사용할 수 있는 상황이더라도 목적지 노드가 수신 가능한 대역범위를 벗어나지 않는 범위에서 전력밀도를 조절하여 언더레이 전송을 한다.
이 제3실시예에 따른 송신 단말의 시스템 구성은 기존의 언더레이 전송방식의 송신 단말의 시스템 구성과 동일한 바, 구체적인 구성에 대한 설명은 생략한다. 다만, 종래의 송신 단말은 고정된 대역폭과 고정된 송신 전력밀도를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하나, 이 발명의 송신 단말은 주파수 대역폭과 송신 전력밀도를 적응적으로 계산한 후 적응 주파수대역폭과 적응 송신 전력밀도를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 방법에 있어서만 차이가 있다. 이러한 방법으로 인한 구성의 차이는 이 기술분야에서의 통상적인 지식 수준의 당업자라면 충분히 인지가능한 수준에 불과하다.
이상에서 이 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 이 발명의 가장 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 무선인지 기반 이동통신시스템에서의 오버레이 전송방법을 도시한 도면,
도 2는 무선인지 기반 이동통신시스템에서의 언더레이 전송방법을 도시한 도면,
도 3은 이 발명의 제1실시예에 따른 언더레이 전송방법을 도시한 동작 흐름도,
도 4는 이 발명의 제2실시예에 따른 언더레이 전송방법을 도시한 동작 흐름도,
도 5는 이 발명의 제3실시예에 따른 언더레이 전송방법을 도시한 동작 흐름도,
도 6은 전체적인 간섭의 크기가 크고 대역폭이 충분히 확보되는 경우에 넓은 주파수대역을 이용하여 낮은 전력밀도로 언더레이 전송하는 예를 도시한 도면,
도 7은 전체적인 간섭의 크기가 작고 대역폭이 충분히 확보되지 않은 경우에 상대적으로 작은 주파수대역을 이용하여 높은 전력밀도로 언더레이 전송하는 예를 도시한 도면이다.

Claims (5)

  1. 다수의 노드로 이루어진 무선인지 기반 이동통신시스템에서, 송신 노드가 목적지 노드에게 고정 주파수대역폭 및 적응 전력밀도를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 송신 노드가 주변 단말들의 수신 전력밀도가 제1임계값보다 작은 제1송신 전력밀도를 계산하는 제1단계와,
    상기 송신 노드가 목적지 노드의 수신 전력밀도가 제2임계값보다 큰 제2송신 전력밀도를 계산하는 제2단계와,
    상기 송신 노드가 상기 제1송신 전력밀도보다 작고 상기 제2송신 전력밀도보다 큰 적응 송신 전력밀도를 계산하는 제3단계와,
    상기 송신 노드가 상기 고정 주파수대역폭 및 상기 제3단계에서 계산한 적응 송신 전력밀도를 이용하여 상기 목적지 노드에게 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 제4단계를 포함한 것을 특징으로 하는 무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 주변 단말의 수신 전력밀도는 상기 송신 노드의 송신 전력밀도에 비례하고 상기 송신 노드와 주변 단말과의 거리에 반비례하며, 상기 목적지 노드의 수신 전력밀도는 상기 송신 노드의 송신 전력밀도에 비례하고 상기 송신 노드와 목적지 노드와의 거리에 반비례한 것을 특징으로 하는 무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법.
  3. 다수의 노드로 이루어진 무선인지 기반 이동통신시스템에서, 송신 노드가 목적지 노드에게 적응 주파수대역폭 및 고정 전력밀도를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 송신 노드가 주변 단말들의 전송 신호세기 및 간섭 크기를 측정하여 사용 가능한 대역을 계산하는 제1단계와,
    상기 목적지 노드에서 수신 가능한 주파수 대역을 계산하는 제2단계와,
    상기 제1단계에서 계산된 대역 및 제2단계에서 계산된 대역에 포함된 적응 주파수대역폭을 계산하는 제3단계와,
    상기 제3단계에서 계산한 적응 주파수대역폭 및 고정 전력밀도를 이용하여 상기 목적지 노드에게 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 제4단계를 포함한 것을 특징으로 하는 무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법.
  4. 다수의 노드로 이루어진 무선인지 기반 이동통신시스템에서, 송신 노드가 목적지 노드에게 적응 주파수대역폭 및 적응 전력밀도를 이용하여 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 송신 노드가 주변 단말들의 전송 신호세기 및 간섭 크기를 측정하여 사용 가능한 대역을 계산하는 제1단계와,
    상기 목적지 노드에서 수신 가능한 주파수 대역을 계산하는 제2단계와,
    상기 제1단계에서 계산된 대역 및 제2단계에서 계산된 대역에 포함된 적응 주파수대역폭을 계산하는 제3단계와,
    상기 송신 노드가 주변 단말들의 수신 전력밀도가 제1임계값보다 작은 제1송신 전력밀도를 계산하는 제4단계와,
    상기 송신 노드가 목적지 노드의 수신 전력밀도가 제2임계값보다 큰 제2송신 전력밀도를 계산하는 제5단계와,
    상기 송신 노드가 상기 제1송신 전력밀도보다 작고 상기 제2송신 전력밀도보다 큰 적응 송신 전력밀도를 계산하는 제6단계와,
    상기 송신 노드가 상기 제3단계에서 계산한 적응 주파수대역폭 및 상기 제6단계에서 계산한 적응 송신 전력밀도를 이용하여 상기 목적지 노드에게 언더레이 전송방식으로 신호를 전송하는 제7단계를 포함한 것을 특징으로 하는 무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 적응 송신 전력밀도와 적응 주파수대역폭은 반비례한 것을 특징으로 하는 무선인지 기반 이동통신시스템의 언더레이 전송방법.
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