KR100914323B1 - 주파수 공유 무선 시스템의 주파수 이용효율 평가방법 - Google Patents

주파수 공유 무선 시스템의 주파수 이용효율 평가방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 TV 대역에서의 DTV(Digital TV) 시스템과 스펙트럼 오버레이 방식의 인지무선 시스템이 주파수를 공유할 때, 주파수 공유 기술에 의한 주파수 이용 효율을 효과적으로 평가할 수 있는 방법에 관한 것으로, 복수의 주파수 대역 중 각각의 주파수 대역을 사용하는 제1 무선 시스템과, 상기 주파수 대역을 공유하는 제2 무선 시스템을 갖는 무선 환경에서 주파수 이용 효율 평가 방법에 있어서, (a) 상기 제1 무선 시스템에 대한 설계 파라미터와, 상기 제2 무선 시스템의 설계 파라미터를 이용해 단위 면적당 실 커버리지를 계산하는 단계; 및 (b) 상기 계산된 단위 면적당 실 커버리지를 이용해 주파수 이용 효율을 평가하는 단계를 포함하고, 상기 단위 면적당 실 커버리지는, 각각의 주파수 대역을 사용하는 상기 제1 무선 시스템들의 각 커버리지와 각각의 주파수 대역을 사용하는 상기 제2 무선 시스템들의 각 커버리지를 합한 값에서 주파수 대역별로 중복되는 모든 중복 영역을 감산하여 계산된다.
주파수, 공유, 효율, 이용, 평가, DTV, 대역, 무선, 통신

Description

주파수 공유 무선 시스템의 주파수 이용효율 평가방법{Spectrum Utilization Efficiency Evaluation Method of Radio System by using A Spectrum Overlay Sharing Technique}
본 발명은 주파수를 공유하는 무선 시스템의 주파수 이용 효율 평가방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 TV 대역에서의 DTV(Digital TV) 시스템과 스펙트럼 오버레이 방식의 인지무선 시스템이 주파수를 공유할 때, 주파수 공유 기술에 의한 주파수 이용 효율을 평가하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-046-03, 과제명: 전파자원 이용 기반 기술 개발].
전파통신 기술의 발전과 새로운 무선 통신 서비스의 등장으로 인해 유한한 주파수 자원을 좀 더 효율적으로 사용해야 할 필요성이 제기되고 있다. 주파수 이용 효율을 증대시키기 위해서는 무선 통신 시스템의 성능 최적화(예를 들어, 다중 접속, 부호화 기술, 변조 효율, 정보 압축 기술 등)를 통한 스펙트럼 효율 극대화 및 다른 무선 통신 시스템과의 간섭을 최소화하는 방법 등이 사용되고 있다.
한편, 상기 방법들과는 다른 접근 방법으로. 이미 이용중인 주파수 대역에서 주파수 이용 효율을 증가시키기 위한 주파수 공유 기술이 연구되고 있다. 주파수 공유 기술은, 도 1에 도시된 바와 같이, 2차 사용자가 넓은 주파수 대역을 이용하여 아주 낮은(도 1에 도시된 바와 같이 noise floor와 유사한 정도) 전력밀도로 기존 사용자들에게 간섭을 주지 않고 스펙트럼을 공유하는 스펙트럼 언더레이(underlay) 방법과, 1차 면허권자가 주파수를 사용하지 않는 경우에 2차 사용자가 1차 면허권자에게 간섭을 주지 않으면서 해당 주파수를 공유하는 스펙트럼 오버레이(overlay) 방법이 있다.
스펙트럼 언더레이 방식의 대표적인 예로 초광대역(ultra wide band) 기술이 있다. 그리고,　인지무선(Cognitive Radio) 기술은 스펙트럼 오버레이 방식의 대표적인 기술이다.
현재 국제 표준화 단체인 IEEE 802.22 WRAN(Wireless Regional Area Network) 워킹그룹에서는 TV 대역에서의 주파수 이용 효율을 증대시키기 위해 인지무선 기술과 관련된 표준화에 대해 활발히 논의하고 있다.
무선 시스템의 주파수 이용 효율의 평가를 위해서는 먼저 스펙트럼 이용효율을 나타내는 지표가 필요하다. 이에 대해 ITU-R SM. 1046 권고와 미국 NTIA 보고서에서 정의한 무선 시스템의 스펙트럼 이용효율(SUE: Spectrum Utilization Efficiency)은 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112007090699532-pat00001
여기서 M은 전송된 정보량을 나타내고, B는 무선 대역폭을 나타내며, S는 무선 통신 시스템이 서비스되는 기하학적 공간(일반적으로 무선 통신 커버리지 지역)을 나타내고, T는 서비스 시간을 나타낸다.
전술한 스펙트럼 이용효율(SUE)에 대한 정의는 모든 무선 시스템에 일반적으로 적용되는 정의이다. 하지만, 다양한 무선 시스템은 서로 갖는 특성이 각각 다르기 때문에, 스펙트럼 이용 효율을 나타내는 방법도 이에 따라 조금씩 달라질 수 있다.　예를 들어, 점대점 마이크로 웨이브 무선 시스템의 경우 장거리 신호 전송이 주요 목적이므로, 송수신 거리가 주요 요소로 추가되며, 방송인 경우는 서비스 영역이 주요 요소로 추가된다.
위와 같은 기존의 주파수 이용효율 지표는 주파수 공유 환경을 고려하지 않고 주어진 주파수 대역에서 사용되는 특정 무선 통신 시스템에 대한 주파수 이용 효율(예를 들면, 채널용량)을 평가하는데 사용되어 왔다. 특히, 인지무선 시스템과 같이 오버레이 주파수 공유 방식을 이용하여 이미 이용중인 주파수 대역을 공유하는 경우, 기존의 주파수 이용효율 평가 지표를 이용하여 주파수 이용효율을 평가하는 것은 적절하지 않다.
다시 말해, 일반적인 무선 통신 시스템의 주파수 이용효율을 평가하는데 사용되는 커버리지면적당 채널용량 또는 방송시스템의 주파수이용효율을 나타내는데 사용되는 주파수당 커버리지면적과 같은 기존의 주파수 이용효율 평가 지표로는 TV 대역에서 DTV 시스템과 스펙트럼 오버레이 방식의 인지무선 시스템의 주파수 공유에 의한 주파수 이용 효율을 평가하는 데는 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, TV 대역에서의 DTV(Digital TV) 시스템과 스펙트럼 오버레이 방식의 인지무선 시스템이 주파수를 공유할 때, 주파수 공유 기술에 의한 주파수 이용 효율을 효과적으로 평가할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방법은, 할당된 주파수 대역에서 적어도 어느 하나의 특정 주파수를 사용하는 제1 무선 시스템과, 상기 제1 무선 시스템에 할당된 상기 주파수 대역을 공유하여 사용하는 제2 무선 시스템을 갖는 무선 환경에서 주파수 이용 효율 평가 방법에 있어서, (a) 상기 제1 무선 시스템에 대한 설계 파라미터와, 상기 제2 무선 시스템의 설계 파라미터를 이용해 단위 면적 당 실 커버리지를 계산하는 단계; 및 (b) 상기 계산된 단위 면적당 실 커버리지를 이용해 주파수 이용 효율을 평가하는 단계를 포함한다.
바람직하게는 특정 주파수를 사용하는 상기 제1 무선 시스템의 커버리지와 특정 주파수를 사용하는 상기 제2 무선 시스템의 커버리지가 부분 중첩되는 경우, 상기 단위 면적당 실 커버리지는, 특정 주파수를 사용하는 상기 제1 무선 시스템들의 각 커버리지와 특정 주파수를 사용하는 상기 제2 무선 시스템들의 각 커버리지를 합한 값에서 주파수별로 중복되는 모든 중복 영역을 감산하여 계산된다.
바람직하게는 제1 주파수를 이용하는 상기 제1 무선 시스템의 셀과 상기 제2 주파수를 이용하는 상기 제1 무선 시스템의 셀의 중복영역은, 상기 제1 무선 시스템의 셀 반경과 두 셀 중심 간의 거리 정보를 이용해 계산된다.
바람직하게는 제1 주파수를 이용하는 상기 제2 무선 시스템의 셀과 제2 주파수를 이용하는 상기 제2 무선 시스템의 셀의 중복영역은, 상기 제2 무선 시스템의 셀 반경과 각 셀 중심 간의 거리와 중첩되는 상기 제2 무선 시스템의 셀 개수 정보를 이용해 계산된다.
바람직하게는 제2 주파수를 이용하는 상기 제1 무선 시스템의 셀과 제1 주파수를 이용하는 상기 제2 무선 시스템의 셀의 중복영역은, 상기 제1 무선 시스템의 셀 반경(a)과, 상기 제2 무선 시스템의 셀 반경(b)과, 상기 제1 무선 시스템의 셀 중심과 상기 제2 무선 시스템의 셀 중심 간의 거리(c)와, 상기 제1 무선 시스템의 셀 반경(a)과 상기 제2 무선 시스템의 셀 반경(b)과 셀 중심 간 거리(c)에 의해 만들어지는 삼각형의 각 변의 사잇각을 이용해 계산된다.
바람직하게는 제1 주파수를 이용하는 상기 제1 무선 시스템의 셀과 제2 주파수를 이용하는 상기 제2 무선 시스템의 셀의 중복영역은, 상기 제1 무선 시스템의 셀 반경(a)과, 상기 제2 무선 시스템의 셀 반경(b)과, 상기 제1 무선 시스템의 셀 중심과 상기 제2 무선 시스템의 셀 중심 간의 거리(c)와, 상기 제1 무선 시스템의 셀 반경(a)과 상기 제2 무선 시스템의 셀 반경(b)과 셀 중심 간 거리(c)에 의해 만들어지는 삼각형의 각 변의 사잇각을 이용해 계산된다.
또한 본 발명에 따른 방법은, 할당된 주파수 대역에서 적어도 어느 하나의 특정 주파수를 사용하는 제1 무선 시스템과, 상기 제1 무선 시스템에 할당된 상기 주파수 대역을 공유하여 사용하는 제2 무선 시스템을 갖는 무선 환경에서 주파수 이용 효율 평가 방법에 있어서, (a) 상기 제1 무선 시스템에 대한 설계 파라미터와, 상기 제2 무선 시스템의 설계 파라미터를 이용해 주파수 공유에 의한 커버리지의 합을 계산하는 단계; (b) 상기 계산된 커버리지의 합에서 주파수 별로 중복되는 영역을 감산하여 실 커버리지를 계산하는 단계; 및 (c) 상기 계산된 실 커버리지를 이용해 주파수 이용 효율을 평가하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 여러 개의 주파수 대역이 존재하는 TV 대역에서의 DTV 시스템과 스펙트럼 오버레이 방식의 인지무선 방식의 WRAN 시스템이 주파수를 공유할 때, 주파수 이용효율 평가하기 위한 새로운 지표인 면적 효율을 제안함으로써, 주파수 공유기술의 성능을 정확하게 평가할 수 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
TV 대역에서 DTV 시스템에 스펙트럼 오버레이 공유기술을 이용하는 인지무선 기술이 적용되는 경우의 스펙트럼 이용효율을 분석하기 위해서는 우선 사용중인 DTV 서비스 커버리지 계산과 WRAN 셀의 설치 시나리오의 설정이 되어야 한다.
IEEEE 802.22 WRAN 표준화 그룹의 관련 문서에 따르면 주어진 영역에서 해당 주파수 대역을 이용하는 DTV 시스템의 커버리지 및 보호영역을 제외한 나머지 영역에서 DTV 시스템과의 간섭없이 해당 주파수에 대한 WRAN 시스템의 운용이 가능하다. 또한, 주어진 영역에 여러 개의 TV 주파수 대역이 존재하여 각각의 주파수 대역을 사용하는 DTV 시스템 여러 개가 존재할 수 있기 때문에, 이에 따라 각 주파수 대역에 따른 WRAN 셀의 운용이 가능하다.
본 발명에 따른 주파수 공유 기술을 이용한 무선 통신 시스템에서 주파수 이용 효율을 평가하기 위해서는 먼저 두 무선 통신 시스템에 대한 설계 계획이 수립 되어야 한다.
도 2는 f1 및 f2 주파수에 대한 주어진 영역에서의 DTV 서비스 커버리지에 따른 WRAN 기지국 배치 방법을 나타낸 것이다. 여기서 각각의 셀은 원형으로 가정된다. 이와 같은 배치 방법을 확장하면 주파수 축으로 세 개 이상의 주파수에 대한 고려도 가능하다.
도 2에서 wa는 주어진 영역의 폭과 너비를 나타내고, rd는 DTV의 서비스 커버리지를 나타내며, kc는 DTV 시스템의 보호 거리(DTV-WRAN keep-out distance)를 나타내고, rw는 WRAN 셀 반경을 나타낸다. 도 2에서 폭 kc를 갖는 도너츠 모양의 영역이 DTV 시스템의 보호영역(protection range)이다.
이와 같은 파라미터들을 이용하여 주어진 영역(
Figure 112007090699532-pat00002
) 내에서 DTV 셀의 중심 위치(xd, yd)를 기준으로 tier-by-tier 방식으로 WRAN 기지국의 가능한 위치를 설정하고, 이를 바탕으로 주어진 영역 내에서 두 시스템의 주파수 공유에 의한 스펙트럼 이용효율을 평가한다.
무선 통신에 대한 기존의 스펙트럼 이용 효율 평가 지표는 스펙트럼효율(spectral efficiency) 또는 채널용량이다. 스펙트럼효율 또는 채널용량은 단위 커버리지당 채널용량을 의미하며, 단위는 bits/s/Hz/㎡ 이고, 시스템 스펙트럼 효율이라고도 한다.
방송 시스템에 대한 기존의 스펙트럼 이용 효율 평가 지표는 커버리지 효 율(coverage efficiency)로, 커버리지 효율은 방송 서비스에서 중시하는 서비스 영역을 나타내기 위한 지표로, 단위 주파수당 커버리지를 의미한다. 커버리지 효율의 단위는 ㎢/Hz 이다.
본 발명에서는 인지 무선 시스템에 의한 주파수 공유 환경에서 기존의 스펙트럼 이용 효율 평가방법인 위의 두 가지 지표로 스펙트럼 이용효율을 평가하는 것이 적절치 않음에 따라, 이를 위한 개선책으로 다음과 같이 새로운 평가 지표를 제시한다.
본 발명에서 제안되는 새로운 평가 지표는 면적효율(area efficiency)이다. 면적효율은 단위 면적당 실(net) 커버리지를 의미하며, 단위는 ㎡/㎡로, 즉 비율로 표현된다. 이것은 1차 면허권자가 지역적으로 해당 주파수 대역을 사용하지 않는 경우에 사용하지 않는 주파수 대역을 공유하는 스펙트럼 오버레이 방식을 사용할 경우, 주어진 영역에서 사용되는 두 개 이상의 시스템의 커버리지가 주어진 영역을 모두 커버할 수 있도록 주파수 공유의 효과가 높다는 사실에서 얻어진 지표이다.
주어진 주파수 대역이 하나일 경우엔 각 시스템의 커버리지는 합한 것이 면적 효율이 된다. 하지만, 두 개 이상의 주파수 대역이 고려될 경우, 각 주파수 대역 별로 얻어진 각 시스템의 커버리지의 합을 단순히 더하게 되면, 커버리지의 합이 주어진 영역의 면적보다 커질 수 있기 때문에, 실(net) 커버리지의 개념을 사용해야 한다.
실 커버리지는 주어진 영역에서 각각의 주파수에 대한 주파수 공유를 통해 얻어지는 커버리지의 합에서 주파수 대역별로 중복되는 영역을 제외한 커버리지이 다. 이는 주어진 영역에서 주파수 공유에 의해 지역적으로 주어진 주파수 대역들이 얼마나 폭넓게 이용되는지를 알 수 있는 지표이다. 즉, 면적효율의 최대값은 1이며, 이는 주어진 영역의 모든 지역에서 주어진 주파수 대역들이 사용될 수 있고, 따라서 주파수 공유에 의한 주파수 이용 효율이 최대인 경우가 된다.
도 2에서 도시된 바와 같이 해당 주파수를 이용하는 DTV 셀의 위치에 따라 WRAN 셀의 사용 가능한 영역이 결정되며, WRAN 셀의 영역은 DTV 셀과 완전중첩(Full overlap)과, 부분중첩(Partial overlap)과, 비중첩(No overlap)이 있을 수 있다.
다음, 무선 통신 시스템의 설계 계획에 따라 결정된 각종 파라미터를 이용해 주파수 이용 효율을 평가하는 방법에 대해 살펴본다.
도 2에 도시된 바와 같이 주파수 공유에 의한 주어진 영역에서의 주어진 주파수들에 따른 실 커버리지는 두 개의 DTV 셀이 완전 중첩될 경우에는 하나의 주파수 대역에 대한 DTV 및 WRAN 셀의 커버리지를 모두 더한 것이 된다. 두 개의 DTV 셀이 부분중첩 또는 비중첩될 경우에 실 커버리지를 구하기 위해서는 좀 더 복잡한 절차가 필요하며, 본 발명에서는 이를 수학적으로 구하는 방법을 제시한다. 이 경우 실 커버리지는 다음의 8가지 구성요소를 이용해 다음 수학식 1과 같이 구해진다.
주파수 공유에 의한 실 커버리지 = f1 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀 면적 + f2 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀 면적 - f1 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀과 f2 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀의 중복영역 + f1 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀 면적 + f2 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀 면적 - f1 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀과 f2 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀의 중복영역 - f2 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀과 f1 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀의 중복영역 - f1 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀과 f2 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀의 중복영역
수학식 1에서 f1 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀 면적과, f2 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀 면적과, f1 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀 면적과, f2 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀 면적은 DTV 셀과 WRAN 셀 반경에 의해 쉽게 구할 수 있다.
그리고, f1 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀과 f2 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀의 중복영역과, f1 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀과 f2 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀의 중복영역과, f2 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀과 f1 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀의 중복영역은 셀들의 중복 형태에 따라 다음과 같이 구할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, f1 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀과 f2 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀이 c＜2a의 조건으로 일부 중복되는 경우, 중복영역은 다음의 수학식 2와 같이 구할 수 있다.
Figure 112007090699532-pat00003
수학식 2에서 a는 DTV 셀의 반경이며, c는 두 DTV 셀 중심 간의 거리이다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, cj,i ＜ 2b의 조건으로 f1 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀과 f2 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀이 일부 중복되는 경우, 중복영역은 다음 수학식 3과 같이 구해질 수 있다.
Figure 112007090699532-pat00004
수학식 3에서 M은 f2 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀의 개수이고 Nj은 f2 주파수 대역을 이용하는 j번째 WRAN 셀과 중첩되는 f1 주파수 대역을 이용하는 WRAN셀의 개수이며, b는 WRAN 셀의 반경이고, cj,i는 f2 주파수 대역을 이용하는 j번째 WRAN 셀과 이와 중첩되는 f1 주파수 대역을 이용하는 i번째 WRAN셀 중심간의 거리이다.
다음, f2 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀과 f1 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀의 중복영역은 다음의 4가지 경우로 나누어 계산될 수 있다. 아래 과정은 f2 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀과 이와 중첩되는 f1 주파수 대역을 이용하는 하나의 WRAN 셀에 대한 것으로, 중첩되는 WRAN 셀이 두 개 이상일 경우 동일한 과정을 해당 WRAN 셀 마다 반복해 그 결과들을 모두 더함으로써 계산될 수 있다.
첫째, 0 ≤ c ≤ (a-b) 인 경우, 즉 f1 WRAN 셀이 f2 DTV 셀 영역에 완전히 포함되는 경우는 WRAN 셀의 면적이 중복 영역과 동일하다.
둘째, c ≥ (a+b)인 경우, 즉 f1 WRAN 셀이 f2 DTV 셀 영역에 전혀 포함되지 않은 경우에는 중복 영역은 0이다.
셋째,
Figure 112007090699532-pat00005
인 경우, 즉 도 5에 도시된 바와 같이 f1 WRAN 셀이 f2 DTV 셀 영역에 부분적으로 포함되는 경우에는 중복 영역은 다음 수학식 4와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112007090699532-pat00006
수학식 4에서 a는 DTV 셀의 반경이고, b는 WRAN 셀의 반경이며, c는 WRAN 셀과 DTV셀 중심간의 거리이다. 각 α는 삼각형 abc의 변 ac간의 사잇각이며, 각 β는 삼각형 abc의 변 bc간의 사잇각이다.
넷째,
Figure 112007090699532-pat00007
인 경우, 즉 도 6에 도시된 바와 같이 f1 WRAN 셀이 f2 DTV 셀 영역에 도 5에 도시된 것보다 더 많은 부분이 중첩된 경우에는 다음 수학식 5와 같이 중복 영역이 계산된다.
Figure 112007090699532-pat00008
수학식 5에서 a는 DTV 셀의 반경이고, b는 WRAN 셀의 반경이며, c는 WRAN 셀과 DTV셀 중심간의 거리이다. 각 α는 삼각형 abc의 변 ac간의 사잇각이며, 각 γ는 삼각형 abc의 변 bc간의 사잇각의 보각(supplementary angle)이다.
마지막으로, f1 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀과 f2 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀의 중복영역은 앞서 설명한 f2 주파수 대역을 이용하는 DTV 셀과 f1 주파수 대역을 이용하는 WRAN 셀의 중복영역을 계산하는 방법과 동일한 방법으로 계산할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨 터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1은 주파수 공유 기술을 설명하기 위한 도면,
도 2는 각각의 주파수 대역을 사용하는 DTV 시스템 커버리지에 따른 WRAN 기지국 설치 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 실 커버리지 계산 방법을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (10)

  1. 할당된 주파수 대역에서 적어도 어느 하나의 특정 주파수를 사용하는 제1 무선 시스템과, 상기 제1 무선 시스템에 할당된 상기 주파수 대역을 공유하여 사용하는 제2 무선 시스템을 갖는 무선 환경에서 주파수 이용 효율 평가 방법에 있어서,
    (a) 상기 제1 무선 시스템에 대한 설계 파라미터와, 상기 제2 무선 시스템의 설계 파라미터를 이용해 단위 면적당 실 커버리지를 계산하는 단계; 및
    (b) 상기 계산된 단위 면적당 실 커버리지를 이용해 주파수 이용 효율을 평가하는 단계
    를 포함하는 주파수 공유 무선 시스템의 주파수 이용효율 평가방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    특정 주파수를 사용하는 상기 제1 무선 시스템의 커버리지와 특정 주파수를 사용하는 상기 제2 무선 시스템의 커버리지가 부분 중첩되는 경우, 상기 단위 면적당 실 커버리지는,
    특정 주파수를 사용하는 상기 제1 무선 시스템들의 각 커버리지와 특정 주파수를 사용하는 상기 제2 무선 시스템들의 각 커버리지를 합한 값에서 주파수별로 중복되는 모든 중복 영역을 감산하여 계산되는 것을 특징으로 하는 주파수 공유 무선 시스템의 주파수 이용효율 평가방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 주파수 대역별로 중복되는 모든 중복 영역은,
    제1 주파수를 이용하는 상기 제1 무선 시스템의 셀과 제2 주파수를 이용하는 상기 제1 무선 시스템의 셀의 중복영역과, 상기 제1 주파수를 이용하는 상기 제2 무선 시스템의 셀과 상기 제2 주파수를 이용하는 상기 제2 무선 시스템의 셀의 중복영역과, 상기 제2 주파수를 이용하는 상기 제1 무선 시스템의 셀과 상기 제1 주파수를 이용하는 상기 제2 무선 시스템의 셀의 중복영역과, 상기 제1 주파수를 이용하는 상기 제1 무선 시스템의 셀과 상기 제2 주파수를 이용하는 상기 제2 무선 시스템의 셀의 중복영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 공유 무선 시스템의 주파수 이용효율 평가방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 주파수를 이용하는 상기 제1 무선 시스템의 셀과 상기 제2 주파수를 이용하는 상기 제1 무선 시스템의 셀의 중복영역은,
    상기 제1 무선 시스템의 셀 반경과 두 셀 중심 간의 거리 정보를 이용해 계산되는 것을 특징으로 하는 주파수 공유 무선 시스템의 주파수 이용효율 평가방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 주파수를 이용하는 상기 제2 무선 시스템의 셀과 상기 제2 주파수를 이용하는 상기 제2 무선 시스템의 셀의 중복영역은,
    상기 제2 무선 시스템의 셀 반경과 각 셀 중심 간의 거리와 중첩되는 상기 제2 무선 시스템의 셀 개수 정보를 이용해 계산되는 것을 특징으로 하는 주파수 공유 무선 시스템의 주파수 이용효율 평가방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 주파수를 이용하는 상기 제1 무선 시스템의 셀과 상기 제1 주파수를 이용하는 상기 제2 무선 시스템의 셀의 중복영역은,
    상기 제1 무선 시스템의 셀 반경(a)과, 상기 제2 무선 시스템의 셀 반경(b)과, 상기 제1 무선 시스템의 셀 중심과 상기 제2 무선 시스템의 셀 중심 간의 거리(c)와, 상기 제1 무선 시스템의 셀 반경(a)과 상기 제2 무선 시스템의 셀 반경(b)과 셀 중심 간 거리(c)에 의해 만들어지는 삼각형의 각 변의 사잇각을 이용해 계산되는 것을 특징으로 하는 주파수 공유 무선 시스템의 주파수 이용효율 평가방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 주파수를 이용하는 상기 제1 무선 시스템의 셀과 상기 제2 주파수를 이용하는 상기 제2 무선 시스템의 셀의 중복영역은,
    상기 제1 무선 시스템의 셀 반경(a)과, 상기 제2 무선 시스템의 셀 반경(b)과, 상기 제1 무선 시스템의 셀 중심과 상기 제2 무선 시스템의 셀 중심 간의 거리(c)와, 상기 제1 무선 시스템의 셀 반경(a)과 상기 제2 무선 시스템의 셀 반경(b)과 셀 중심 간 거리(c)에 의해 만들어지는 삼각형의 각 변의 사잇각을 이용해 계산되는 것을 특징으로 하는 주파수 공유 무선 시스템의 주파수 이용효율 평가방법.
  8. 할당된 주파수 대역에서 적어도 어느 하나의 특정 주파수를 사용하는 제1 무선 시스템과, 상기 제1 무선 시스템에 할당된 상기 주파수 대역을 공유하여 사용하는 제2 무선 시스템을 갖는 무선 환경에서 주파수 이용 효율 평가 방법에 있어서,
    (a) 상기 제1 무선 시스템에 대한 설계 파라미터와, 상기 제2 무선 시스템의 설계 파라미터를 이용해 주파수 공유에 의한 커버리지의 합을 계산하는 단계;
    (b) 상기 계산된 커버리지의 합에서 주파수 별로 중복되는 영역을 감산하여 실 커버리지를 계산하는 단계; 및
    (c) 상기 계산된 실 커버리지를 이용해 주파수 이용 효율을 평가하는 단계
    를 포함하는 주파수 공유 무선 시스템의 주파수 이용효율 평가방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    제1 주파수를 이용하는 상기 제1 무선 시스템의 셀과 제2 주파수를 이용하는 상기 제1 무선 시스템의 셀의 중복영역은,
    상기 제1 무선 시스템의 셀 반경과 두 셀 중심 간의 거리 정보를 이용해 계산되는 것을 특징으로 하는 주파수 공유 무선 시스템의 주파수 이용효율 평가방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    제1 주파수를 이용하는 상기 제2 무선 시스템의 셀과 제2 주파수를 이용하는 상기 제2 무선 시스템의 셀의 중복영역은,
    상기 제2 무선 시스템의 셀 반경과 각 셀 중심 간의 거리와 중첩되는 상기 제2 무선 시스템의 셀 개수 정보를 이용해 계산되는 것을 특징으로 하는 주파수 공유 무선 시스템의 주파수 이용효율 평가방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5785249B2 (ja) * 2010-04-01 2015-09-24 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 種々の種類のアクセスポイントが共存できるように情報を提供する方法
WO2012030175A2 (en) 2010-09-03 2012-03-08 Lg Electronics Inc. Method of making a coexistence decision on hybrid topology
CN103517295B (zh) * 2012-06-18 2016-12-28 电信科学技术研究院 认知无线电系统中确定、辅助确定备用频点的方法及装置
US10889930B2 (en) 2018-07-12 2021-01-12 Gracewood Management, Inc. Quilting frame and clip assembly
CN111314950B (zh) * 2020-02-18 2023-03-28 中国联合网络通信集团有限公司 一种频谱使用率的评价方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060065304A (ko) * 2004-12-10 2006-06-14 삼성전자주식회사 개선된 하이브리드 이중화 방식 기반의 무선 통신 시스템

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5924036A (en) * 1996-02-13 1999-07-13 Airnet Communications Corp. Code-division multiple-access cellular system employing overlaid cells
GB0008540D0 (en) * 2000-04-06 2000-05-24 Nokia Networks Oy Provision of location service apparatus
US7269151B2 (en) * 2002-04-22 2007-09-11 Cognio, Inc. System and method for spectrum management of a shared frequency band
US20070223419A1 (en) * 2006-03-24 2007-09-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for sharing spectrum in a wireless communications network
US8023956B2 (en) * 2006-04-28 2011-09-20 Stmicroelectronics, Inc. Scheduling methods for connection-based, over-the-air, inter-system communications for wireless networks

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060065304A (ko) * 2004-12-10 2006-06-14 삼성전자주식회사 개선된 하이브리드 이중화 방식 기반의 무선 통신 시스템

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