KR100930521B1 - 무선 인지 무선통신 시스템에서 셀 간 동기화 방법 - Google Patents

무선 인지 무선통신 시스템에서 셀 간 동기화 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100930521B1
KR100930521B1 KR1020070133688A KR20070133688A KR100930521B1 KR 100930521 B1 KR100930521 B1 KR 100930521B1 KR 1020070133688 A KR1020070133688 A KR 1020070133688A KR 20070133688 A KR20070133688 A KR 20070133688A KR 100930521 B1 KR100930521 B1 KR 100930521B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
packet
base station
cpe
cell
node
Prior art date
Application number
KR1020070133688A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080058217A (ko
Inventor
바오웨이 지
윌리엄 조셉 셈퍼
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Publication of KR20080058217A publication Critical patent/KR20080058217A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100930521B1 publication Critical patent/KR100930521B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2662—Arrangements for Wireless System Synchronisation
    • H04B7/2671—Arrangements for Wireless Time-Division Multiple Access [TDMA] System Synchronisation
    • H04B7/2678—Time synchronisation
    • H04B7/2687—Inter base stations synchronisation
    • H04B7/2696—Over the air autonomous synchronisation, e.g. by monitoring network activity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/10—Arrangements for initial synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/001—Synchronization between nodes
    • H04W56/0015—Synchronization between nodes one node acting as a reference for the others
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/004—Synchronisation arrangements compensating for timing error of reception due to propagation delay
    • H04W56/0045—Synchronisation arrangements compensating for timing error of reception due to propagation delay compensating for timing error by altering transmission time
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/0055—Synchronisation arrangements determining timing error of reception due to propagation delay
    • H04W56/006—Synchronisation arrangements determining timing error of reception due to propagation delay using known positions of transmitter and receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00—Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/16—Interfaces between hierarchically similar devices
    • H04W92/20—Interfaces between hierarchically similar devices between access points

Abstract

본 발명은 무선 인지(CR : Cognitive Ratio) 무선통신 시스템에서 셀(cell)들 간 동기화에 관한 것으로, 제1셀 내에 위치한 제1노드가, 제1패킷 및 송신 프레임의 시작점과 상기 제1패킷의 송신 시점 간의 시간 차를 나타내는 송신 오프셋(transmission offset) 값을 송신하는 과정과, 제2셀 내에 위치한 제2노드가, 상기 송신 오프셋 값과 상기 제1패킷의 전파 지연(propagation delay) 값을 합산하고, 수신 프레임의 시작점과 상기 제1패킷의 수신 시점 간의 시간 차를 나타내는 수신 오프셋(reception offset) 값을 감산함으로써, 프레임 슬라이드(frame slide) 값을 산출하는 과정을 포함하여, 송신 오프셋, 수신 오프셋, 전파 지연을 모두 고려하여 셀 간 동기화를 수행함으로써, 정확한 동기화를 이룰 수 있다.
동기화(synchronization), 전파 지연(propagation delay), 프레임 슬라이드(frame slide)

Description

무선 인지 무선통신 시스템에서 셀 간 동기화 방법{METHOD FOR SYNCRONIZING BETWEEN CELLS IN CORGNITIVE RADIO WIRELESS COMMUNICATION SYSTE}
본 발명은 무선 인지(CR : Cognitive Radio) 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 무선 인지 무선통신 시스템에서 중첩된 셀(cell)들 간 동기화하기 위한 방법에 관한 것이다.
시 분할 복신(Time Division Duplex, 이하 'TDD'라 칭함) 방식에서는 시분할 다중화(time-division multiplexing)를 이용하여 송수신 신호들을 분리한다. 마찬가지로, 주파수 분할 복신(Frequency Division Duplex, 이하 'FDD'라 칭함) 방식에서는 주파수 분할 다중화(frequency-division multiplexing)를 이용하여 송수신 신호들을 분리한다. FDD 및 TDD 시스템에서는, 모든 기지국(BS : Base Station)이 공통 네트워크 타이밍 신호에 대하여 시간 동기화될 것을 권장하고 있다. 상기 네트워크 타이밍 신호가 손실되는 경우에, 기지국들은 계속 동작하여 네트워크 타이밍 신호가 복구되었을 때 능동적으로 네트워크 타이밍 신호를 다시 동기화해야 한다.
자기 공존(self-coexistence)은 동일한 종류의 다중 무선 시스템들이 동시에 존재하는 경우, 즉, 공존(coexistence)하는 경우에 발생한다. IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.22에서, 자기 공존은 여러 개의 중첩 IEEE 802.22 셀들이 존재하는 것을 의미한다.
정확한 네트워크 시간 동기화는 일반적인 TDD 시스템에서, 특히, 자기 공존 상태에 있는 경우에는 필수적이다. 예를 들면, 두 개의 CPE(Customer Premise Equipment), 즉, CPE-a 및 CPE-b가 두 개의 기지국들, 즉, 기지국-a 및 기지국-b 사이의 중첩 지역에 존재하는 경우에, 상기 두 개의 기지국들이 동기화되지 않았다면 CPE-a 와 CPE-b 사이에서의 상향링크(uplink) 송신에 의해서 CPE-b와 기지국-b 사이의 하향링크(downlink) 수신이 끊길 수 있다. 또한, 정확한 네트워크 시간 동기화는 소프트 핸드오프(soft-handoff), 이동성 관리, 셀 간 통신(inter-cell communication) 및 위치설정을 지원하는데 필요하다. IEEE 802.22 시스템에서 스펙트럼을 신뢰성 있게 감지하려면, 시스템 전반적으로 휴지 기간(quiet period)을 설정하도록 이웃 셀들을 동시에 휴지시키는 것이 바람직하다. 이웃 셀들간의 동기화가 더 정확할수록, 시스템 전반적인 휴지 구간 또는 공존 슬롯을 배치(align)하는데 필요한 보호 시간(guard time)이 줄어든다.
IEEE 802.22 규격에 따르면, 무선(over the air)으로 중첩 기지국들을 동기화하는 방식이 사용된다. 이때, 두 개의 사용자 장치 사이의 전파 지연은 무시되는 것으로 간주하고 있으나, 이러한 가정은 항상 적절하다고는 할 수 없다. 만일, 두 개의 사용자 장치 사이의 거리가 10 km인 경우에, 약 33 μsec의 전파 지연이 발생 할 수 있다. 따라서, 기지국들 간 보다 정확한 동기화를 위한 연구가 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선 인지(CR : Cognitive Radio) 무선통신 시스템에서 정확한 시간 동기화를 구현하기 위한 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선 인지 무선통신 시스템에서 중첩된 셀을 갖는 기지국들 간의 자기 공존(self-coexistence) 및 동기화를 수행하기 위한 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선 인지 무선통신 시스템에서 송신 오프셋(transmission offset), 수신 오프셋(reception offset), 전파 지연(propagation delay)을 고려하여 동기화를 수행하기 위한 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선 인지 무선통신 시스템에서 동기화를 위한 전파 지연 값을 획득하기 위한 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 무선 인지(CR : Cognitive Ratio) 무선통신 시스템에서 셀(cell)들 간 동기화 방법은, 제1셀 내에 위치한 제1노드가, 제1패킷 및 송신 프레임의 시작점과 상기 제1패킷의 송신 시점 간의 시간 차를 나타내는 송신 오프셋(transmission offset) 값을 송신하는 과정과, 제2셀 내에 위치한 제2노드가, 상기 송신 오프셋 값과 상기 제1패킷의 전파 지연(propagation delay) 값을 합산하고, 수신 프레임의 시작점과 상기 제1패킷의 수신 시점 간의 시간 차를 나타내는 수신 오프셋(reception offset) 값을 감산함으로써, 프레임 슬라이드(frame slide) 값을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 무선 인지 무선통신 시스템은, 제1셀 내에 위치하며, 제1패킷 및 송신 프레임의 시작점과 상기 제1패킷의 송신 시점 간의 시간 차를 나타내는 송신 오프셋을 송신하는 제1노드와, 제2셀 내에 위치하며, 상기 송신 오프셋 값과 상기 제1패킷의 전파 지연 값을 합산하고 수신 프레임의 시작점과 상기 제1패킷의 수신 시점 간의 시간 차를 나타내는 수신 오프셋 값을 감산함으로써, 프레임 슬라이드 값을 산출하는 제2노드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
무선 인지(CR : Cognitive Radio) 무선통신 시스템에서 송신 오프셋(transmission offset), 수신 오프셋(reception offset), 전파 지연(propagation delay)을 모두 고려하여 셀 간 동기화를 수행함으로써, 정확한 동기화를 이룰 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구 체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 무선 인지(CR : Cognitive Radio) 무선통신 시스템에서 셀 간 동기화하기 위한 기술에 대해 설명한다.
이하 본 발명은 WRAN (Wireless Regional Area Network) Part 22에 대한 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.22 규격(standard) 초안을 참조하여 설명한다. 일반적인 IEEE 802 규격들에서 자기 공존(self-coexistence) 문제가 고려되는 것은 규격(specification)이 사실상 완성된 후이다. 이와 달리, 상기 IEEE 802.22 규격의 §6.21.2를 참조하면, 상기 IEEE 802.22 규격은 자기 공존 문제에 대하여 능동적(proactive)인 접근을 취하고 있다. 또한, 상기 IEEE 802.22 규격은 MAC(Media Access Control) 계층에 자기 공존 프로토콜들과 알고리즘들을 초기 규격의 개념 및 정의의 일부로써 포함할 것을 규정하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 IEEE 802.22 기지국들 및 다수의 CPE(Customer Premises Equipment)들은 동일한 인근 영역에서 동작할 수 있다. 무선 인터페이스(air interface) 수준에서 적절한 조치가 취해졌다고 가정하면, 자기 간섭으로 인해 IEEE 802.22 시스템은 쓸모없게 된다. 방향성 안테나가 상기 CPE들에서 사용된다 할지라도, 자기 공존 문제들이 모두 해결되지는 않는다. 더욱이, IEEE 802.22 서비스 영역(coverage)의 범위가 100km까지 증가할 수 있다는 점은 더욱 문제 상황 을 악화시킨다. 따라서, 간섭 범위 및 인접한 다른 IEEE 802.22 셀들에 미치는 영향은 기존의 어떠한 비면허(unlicensed) 대역 활용 기술보다 크다.
상기 도 1을 참조하면, CPE-a(105) 및 CPE-b(106)는 기지국-a(101)의 셀-a(103) 및 기지국-b(102)의 셀-b(104)의 중첩 영역에 존재한다. CPE-a(105)는 기지국-a(101)의 방향에 따라서 공존 비콘 프로토콜(Coexistence Beacon Protocol, 이하 'CBP'라 칭함) 패킷을 송신한다. CPE-b(106)는 상기 CBP패킷을 수신하고, 수신된 CBP패킷을 기지국-b(102)로 송신한다. 여기서, 기지국-a(101)와 CPE-a(105) 간 전파 지연(propagation delay)은 τ1이고, 기지국-b(103)와 CPE-b(106) 간 전파 지연은 τ2, CPE-a(105)와 CPE-b(106) 간 전파 지연은 τ3이다.
두 종류의 비콘 프레임이 기지국 내(intra-BS) 및 기지국 간(inter-BS) 통신에 사용될 수 있다. 이러한 비콘 프레임은 매 수퍼 프레임(super frame)의 시작점에서 기지국에 의해 송신되는 수퍼 프레임 헤더(header)로 정의된다. 기지국 비콘은 오직 기지국에 의해 송신된다. 기지국 간(inter-BS), 또는, WRAN(Wireless Rural Area Network) 간(inter-WRAN) 통신에서 사용되는 CBP패킷은 CPE 또는 기지국에 의해 송신된다. CBP패킷은 인접한 IEEE 802.22 셀들 중에서 자기 공존성을 향상시킬 목적으로 사용된다. CBP패킷은 기지국의 제어를 받아 활성(active) 자기 공존 윈도우(self-coexistence window) 구간 동안 송수신되며, 동일한 비콘 MAC 헤더를 공유한다. 자기 공존성을 향상시킬 목적으로 제공되는 CBP패킷은 자기 공존 비콘으로 불리기도 한다.
CBP패킷은 현재 셀에 관한 정보 및 CPE와 해당 기지국 간 트래픽 흐름에 관한 정보를 제공한다. 특히, CPE와 기지국 간의 트래픽 흐름에 관한 정보는 비콘 정보 요소(Information Element, 이하 'IE'라 칭함)를 이용하여 전달된다. 비콘 IE는 CBP패킷 페이로드(payload)에 포함되며, CPE에 의해 송신되는 모든 CBP패킷에 포함된다. CBP패킷은 페이로드에 하나 이상의 IE를 포함할 수 있다.
비콘 IE를 통해 자기 공존을 위해 요구되는 기본 정보를 제공하기 위해, CPE에 의해 송신되는 CBP패킷은 페이로드에 적어도 하나의 비콘 IE를 포함해야 한다. 또한, CPE에 의해 송신되는 CBP패킷은 하나의 하향(Down Stream, 이하 'DS'라 칭함)/상향(Up Stream, 이하 'US'라 칭함) 경계(boundary) IE를 포함할 수 있다. 또한, 기지국에 의해 송신되는 CBP패킷은 적어도 하나의 하향/상향 경계 IE를 포함하며, 하나 이상의 비콘 IE를 포함할 수 있다.
비콘 IE는 CPE와 해당 기지국 간의 트래픽 예약에 대한 정보를 제공한다. 단, 트래픽 예약이 없는 CPE는 CBP패킷을 보낼 필요가 없다. CPE에 의해 송신되는 모든 CBP패킷들은 적어도 하나의 비콘 IE를 포함해야 한다. 다른 기지국에 속하는 노드, 즉, CPE 또는 기지국은, CBP패킷을 이용하여 간섭완화 스케줄링 (interference-free scheduling)과 같은 기법을 수행함으로써, 기지국들 간의 공존성을 향상시킬 수 있다.
실제 구현에서 발생할 수 있는 심각한 자기 간섭(self-interference) 문제를 해결하기 위하여, CBP 프로토콜이 이용된다. CBP는 공존 비콘 송신을 기반으로한 BE(Best-Effort) 프로토콜이다. 중첩된 기지국들의 동기화 기법을 고려할 때, 그리 고, CPE들이 기지국에 지속적으로 종속되지는 않는다는 사실을 고려할 때, 공존 비콘이 성공적으로 전달될 가능성은 매우 놓다. CBP 이외에도, 렌터/오퍼러(renter/offerer) 알고리즘 및 채널 할당 방식과 같은 다양한 기법이 구현될 수 있다.
상기 CBP패킷의 구조는 도 2에 도시되 바와 같다. 상기 도 2를 참조하면, CBP패킷(100)은 프리앰블(preamble)(121), SCH(Superframe Control Header)(122), CBP MAC PDU(Protocol Data Unit)(123)로 구성된다. CBP패킷(100)의 시작 부분에 위치한 프리앰블(121)은 모든 무선 인지 네트워크에서 공통되며, 수퍼 프레임 프리앰블과는 다르다. 프리앰블(121)에 이어 SCH(122)가 위치한다. 무선 인지 시스템 셀에 대한 정보를 포함하는 SCH(122) 및 CPE와 서빙 기지국 간 자원 예약 정보를 포함하는 CBP MAC PDU(123)를 모두 송신함으로써, CPE는 자기 공존성을 향상시키기 위해 필요한 모든 정보를 전달한다. 즉, CBP를 통해, CPE 또는 기지국은 수신단에게 충분한 정보를 제공하여 중첩 셀들 간에 만족할 만큼 양호한 공존성을 달성하게 하는 비콘을 송신할 수 있다. 비콘은 셀 간(inter-cell) 통신을 위한 것으로, CPE의 셀 및 서빙 기지국과의 하향/상향 대역폭 할당에 관한 상세한 정보를 전달한다.
CMAC(Cognitive MAC)에서, 상향 맵(MAP) 메시지 및 하향 맵 메시지에 명시되는 공존 IUC(coexistence Interval Usage Code)를 사용하여 공존 비콘들이 스케줄링된다. 공존 비콘을 스케줄링하는 경우, 맵 IE에 포함된 CID(Connection IDentifier)는 어떤 CPE가 스케줄 시간 내에 비콘을 보내야 하는지를 나타낸다. CID는 유니캐스트(unicast) ID, 멀티캐스트(multicast) ID 또는 브로드캐스 트(broadcast) ID 중 하나일 수 있다. CID가 멀티캐스트 ID인 경우, 다수의 CPE들이 동일한 스케줄 시간 동안에 공존 비콘을 송신할 수 있도록, 기지국은 스펙트럼 효율을 향상시키고 공존 비콘의 효용성을 최대화하는 클러스터링(clustering) 알고리즘을 활용할 수 있다. CID의 종류에 상관없이, CPE는 항상 MAP IE에 포함된 CID에 CPE가 포함되는지 여부를 확인하고, 스케줄된 공존 IUC 동안에 어떻게 동작할지 결정한다.
공존 IUC는 채널 접속(access)이 경쟁(contention)에 의존하는 일정 기간을 정의한다. 즉, 이 기간 동안, CPE는 경쟁 접속(contention access) 방식으로 채널에 접속하여 공존 비콘을 전달한다. 경쟁 기반 접속 방식이 공존 비콘 송신을 위해 선호되는 이유는 스펙트럼 효율을 최대화하기 때문이다. 대부분의 경우, 기지국은 비콘을 송신하기 위해 단지 하나의 CPE만을 스케줄링하는 것이 아니라, 다수의 CPE들이 동일한 시간 범위(time span) 내에서 비콘을 송신하도록 스케줄링함으로써 공존성을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 클러스터링 알고리즘과 함께 사용되는 경우, 경쟁 기반 방식의 효율은 최대화된다. 왜냐하면, 기지국이 동일한 공존 IUC에 대하여 동일한 물리적 클러스터에 속하지 않은 CPE들만을 스케줄링하기 때문이다.
인접한 다른 802.22 셀들로부터의 공존 비콘 수신 확률을 최대화하기 위하여, 프레임의 일부 구간 동안 CPE는 서빙 기지국에 한정되지 않은 상태에 있다. CPE가 서빙 기지국에 한정되는 경우는 데이터를 기지국으로부터 수신하거나 기지국으로 송신하기 위해 스케줄링하는 경우이며, 이는 상향 맵 메시지 및 하향 맵 메시지를 통하여 알 수 있다. 상기 프레임 동안의 나머지 시간에, CPE는 매체(medium) 를 청취(listening)하고 공존 비콘을 검색한다. 이로 인해, 수신 성공 확률 및 CBP의 효율은 현저하게 증가한다. 공존 비콘을 청취/수신하는 동안 CPE가 서빙 기지국과의 동기를 잃은 경우, 다음 프레임의 시작 부분에서 다시 서빙 기지국과의 동기화를 실행한다.
CBP 비콘을 검색하기 위해 기지국이 사용할 수 있는 또 다른 기법으로써, 수동 모드(passive mode)에서 공존 UIC를 스케줄링하는 방식이 있다. 특히, 수동 모드에서 정의하고 있는 시간에서는 CBP패킷을 검색하는 동안, CPE는 매체에 대해 어떤 송신도 수행하지 않고 단순히 청취만을 수행한다.
CBP의 효율을 증가시키기 위해서, 기지국과 CPE들 간 할당된 상향/하향 대역폭은 연속된 프레임들 동안 변경되지 않아야 한다. 이는, 공존 비콘에 실리는 상기 정보가 적어도 최소한의 기간(duration) 동안 유효하도록 하기 위함이다. 이에 따라, 공존 비콘을 수신하는 수신단이 자기 간섭 완화 기법(self-interference mitigation mechanism)을 수행하기 위한 충분한 시간을 확보하게 된다. 또한, 기지국은 CPE에게 대역폭을 할당하는 임의의 시간에, 이전 할당에 기초한 상기 대역폭을 상기 CPE로 할당해야 한다. 즉, 기지국은 이전 프레임과 거의 유사한 조합(combination)의 슬롯과 논리적 채널을 CPE에게 할당한다. 이로써, 인접 노드들이 항상 할당에 관한 정보를 가지고 있고, 할당 정보가 변경되지 않기 때문에, 상기 CPE에 의해서 송신되어야할 공존 비콘의 개수를 줄일 수 있다. 다른 최적화(optimization) 방식도 CBP의 효율을 증가시키고, 공존 비콘의 송신 빈도를 줄이기 위해서 사용될 수 있다.
다른 셀들에 속하는 인접한 CPE들로부터 공존 비콘들을 수신한 CPE는 공존성을 개선하기 위해 상기 정보를 다양한 방식으로 이용할 수 있다. CPE가 가장 먼저 하고자 하는 바는 수신된 정보를 기지국으로 전달하는 것이다. 그 결과, 기지국은 CPE로부터 수신된 또는 CPE로 송신되는 다양한 상향/하향 트래픽을 스케줄링하는 간섭 없는(interference-free) 스케줄링 알고리즘을 수행할 수 있다. 또한, 상기 정보는 대역폭을 요청하기 위하여 사용된다. 즉, 상향 대역폭 할당을 기지국에 요청할 때, CPE는 간섭을 미치는 인접한 다른 CPE들에게 할당된 할당 시간을 피하기 위해 필요한 정보를 나타내는 제한 요소(constraint element)들을 제공할 수 있다.
또 다른 활용으로, CPE가 기지국으로 어떠한 정보도 보내지 않을 수 있다. 여기서, CPE는 할당에 관련된 임의의 제한 요소들을 요청하고, 기지국은 트래픽 제한 요청(Traffic Constraint Request; TRC-REQ) 메시지를 CPE로 보낸다. 상기 정보는 그 밖의 다른 용도도 이용하는 것도 가능하다.
CBP패킷들은 CMAC에서 다양한 목적으로 사용된다. 예를 들어, 자기 공존뿐만 아니라, 동기를 설정하고 유지하는 목적으로 사용된다. 기지국이 자기 공존 IUC를 언제 어떤 모드(수동 또는 능동 모드)에서 스케줄링할 것인지를 판단하는 과정은 가장 구현에 의존적이다. 반면에, 이 과정은 통상 동작(normal operation) 동안에 모든 프레임에서 실행되도록 권장된다.
이러한 판단 과정에서 기지국을 지원하기 위하여, CMAC은 필요한 정보를 제공할 수 있다. 이 경우, CBP를 실행할 때 기본적으로 CPE 통계 보고서를 이용할 것이 권장된다. 예를 들어, 판단 기준(decision criterion)은 하나 이상의 CPE의 패 킷 에러율(PER : Packet Error Rate)이 CBP당 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우로 정의될 수 있으며, 이는 기지국으로 하여금 공존 IUC를 적어도 해당 CPE에 대하여 스케줄링하게 한다. 기지국을 위한 또 다른 간단한 방식은 특정 주파수로 고정적으로(statically) 스케줄링된 자기 공존 윈도우 내에서 의사 랜덤(pseudo-random) 절차이다. 단, 모드는 의사 랜덤 모드이다. 판단 과정에서 다른 통계치들, 예를 들어, 트래픽 패턴을 고려할 수 있다는 점에서 이러한 절차는 의사-랜덤 과정으로 불리운다.
예약 기반 무선통 시스템에서 사용되는 모든 기존 솔루션의 기능을 저하시키는 주요 측면은 공통 채널(co-channel) 중첩 기지국들 간 동기화가 결여되어 있다는 점이다. 동기화는 해결하기 어려운 문제이지만 해결해야 할 가치가 있다. 그 이유는 신뢰할 수 있는 동기화가 이루어질 경우 얻게 되는 장점이 크기 때문이다.
일반적으로, 중첩 기지국들 간 동기화는 백홀(backhaul)을 통해 다뤄진다. 이로 인해, 물리 계층 및 MAC 계층의 설계가 간소화되지만, 주요한 단점은 제 3자에게 의존한다는 점이다. 특히, IEEE 802.22에 있어서, 이 방식의 치명적인 단점은 면허 면제(license-exempt) 기능(operation)을 이용하려 한다는 점이다. 주어진 위치를 제공하는 경쟁 사용자들(operators) 사이에서 공통 백본이 존재할 가능성은 거의 없고, 존재한다고 가정할 수도 없다. 이러한 상황은 IEEE 802.22 셀들로부터 기대되는 훨씬 긴 서비스 영역 범위로 인해 더욱 악화된다.
IEEE 802.22에서 공존성은 중요하기 때문에, IEEE 802.22 시스템이 최대 성능으로 동작하기 위해서는 동기화가 매우 중요하다. IEEE 802.22인 경우, 동기화는 자기 공존뿐만 아니라 기존 사용자 보호(incumbent protection)에 있어서도 필요하다. 기존 사용자 보호에 있어서, 동기화하려는 중첩 기지국들의 휴지 구간(quite periods)을 허용하기 때문에, 동기화는 유용하다. 이로 인해, 기존 사용자 검출(incumbent detection) 확률이 더 증가하게 된다. 이와 반대로, 중첩이 랜덤하게 일어난다면 기존 사용자 검출 확률은 감소하게 된다. 자기 공존의 경우, 자기 공존 기법은 동기화에 의해 더욱 효율이 증가한다. 따라서, IEEE 802.22 셀들을 중첩함으로써 무선 자원(radio resources)을 효율적으로 공유할 수 있다.
시간축에서 프레임을 조절함으로써 중첩된 기지국들 간의 동기화를 허용하기 위한 의무적인 기법은 어떠한 종류의 고정된 백홀에도 의존하지 않으려는 관점에서 무선(over-the-air) 접근의 문제를 언급하고 있다. 그러나, 이 방법이 백홀을 통해서 동작할 수 없다는 뜻은 아니다.
임의의 동기화 기법을 유효하게 하기 위해서, 전체적으로 프레임 타이밍에 약간의 제한이 가해져야 한다. CMAC을 사용하는 경우에, 수퍼 프레임들은 시간적 측면에서 동일하고 고정된 길이를 갖거나, 또는, 수퍼 프레임들은 최소 길이 수퍼 프레임의 정수배(integral multiple)여야 한다. 또한, 수퍼 프레임 내의 개별 프레임들은 동일한 고정된 크기를 갖고, 프레임은 최소 길이 프레임의 정수배여야 한다. 이는 중첩 셀들 간 동기화를 설정하는 것뿐만 아니라, 매우 적은 오버헤드로 동기화를 유지할 수 있게 한다.
IEEE 802.22 기지국들이 사용 가능한 GPS(Global Positioning System) 장치를 구비하지 않았다고 가정하자. 이 경우, 동기화를 위해 기지국들이 특정 시점에 서 수퍼 프레임들을 단지 초기화하는 선택적 요구 사항이 추가될 수 있다.
IEEE 802.22 셀은 동기화를 설정하기 위해 중첩 IEEE 802.22 셀들을 능동적으로 검색할 뿐만 아니라, 인접한 다른 셀들이 이를 검색할 수 있는 기술을 제공한다. CPE가 송신 또는 수신 상태가 아닌 경우, CPE는 항상 비콘들을 스캐닝해야 한다. 그 밖에, 성공적인 동기화 가능성을 현저하게 높이기 위하여 두 개의 또 다른 기법이 사용된다. 즉, 자기 공존 휴지 구간 및 자기 공존 윈도우 방식이 수동 모드 및 능동 모드에서 모두 사용된다.
기존 사용자들(incumbents)을 검출하기 위한 목적에 더불어, 기지국은 자기 공존의 목적으로 휴지 구간을 스케줄링하며, 이러한 휴지 구간은 자기 공존 휴지 기간으로 불린다. 그러나, 일반적으로 기지국이 휴지 구간 발생에 대하여 자유 선택권이 있는 경우라도, 이러한 휴지 구간은 기존 사용자들을 검출하는데 필요한 휴지 구간만큼 자주 필요하지는 않다. 실제로, 시스템 성능 및 반응성(responsiveness)에 주요한 영향을 미치지 않으면서도, 자기 공존 휴지 구간은 밤과 같이 낮은 피크 시간에 스케줄링될 수 있다. 이러한 시간 동안에는, CPE들과 기지국은 모두 CBP패킷 또는 SCH패킷들을 검색하게 되며, 이때 패킷들은 다른 IEEE 802.22 셀들에 속한 중첩 IEEE 802.22 CPE에 의해서 송신된다. 기지국에 전원이 켜질 때마다, 적어도 하나의 자기 공존 휴지 기간이 경과하기 전에는, 기지국은 능동 모드(CBP 송신)에서 자기 공존 윈도우들을 스케줄링하지 않는다. 왜냐하면, 새로운 IEEE 802.22 셀이 인접한 다른 IEEE 802.22 셀들과 먼저 동기화를 실행한 후에 CBP패킷들을 이용하여 새로운 셀의 존재를 알리는 과정을 실행할 수 있는 확률을 높이 기 위함이다.
자기 공존 휴지 구간은 항상 수퍼 프레임의 경계(boundaries) 내에서 스케줄링되어야 하며, 램덤하게 스케줄링되어 중첩 기지국들이 서로를 성공적으로 검출하는 확률을 높여야 한다. 휴지 구간의 지속 기간(duration)은 일반적으로 한 프레임이다. 기지국은 [0, FS-1] 사이의 프레임 번호를 랜덤하게 선택한다. 수퍼 프레임 번호는 [0, NSTQP]에서 발생되고, 이때 NSTQP는 기존 사용자를 검출하는 휴지 기간(incumbent quiet period) 내의 수퍼 프레임 개수다. NSTQP는 TTQP 필드로부터 쉽게 도출된다. 이렇게 하여, 자기 공존 휴지 구간의 주파수가 기존 사용자를 검출하는 상기 휴지 구간(incumbent quiet period)과 동일한 값이 된다. 중첩 기지국 개수의 증가 혹은 감소를 추정할 수 있다면(예를 들어, CPE가 보고한 PER 통계 또는 백홀 신호를 통하여), 상기와 같은 과정은 기지국에 의해서 동적으로 변경될 수 있음이 명백하다.
자기 공존 윈도우 또한 이러한 목적으로 사용되며, 항상 상향 수퍼 프레임의 끝 부분에서 기지국에 의해서 스케줄링된다. 자기 공존 휴지 구간과 자기 공존 윈도우의 첫번째 중요한 차이점은 단위 시간(time granularity)에 있다. 전자가 적어도 전체 프레임을 차지하는데 반해서, 후자는 프레임의 부분에서 발생한다. 두번째 차이점으로, 또한 가장 현저한 차이점일 수도 있는 차이점은, 자기 공존 휴지 구간 동안에 CPE들과 기지국은 어떤 형태의 송신도 하지 않고 단지 채널을 감지하기만 한다. 그러나 자기 공존 윈도우 동안, 기지국에 의해 스케줄링되는 경우(능동 모드에서 자기 공존인 경우), CPE들은 CBP패킷을 송신할 수 있다. 기지국은 수동 또는 능동 자기 공존 구간을 스케줄링할 것인지를 결정하기 위한 판단 과정을 이용할 수 있다.
CBP패킷 또는 SCH패킷이 수신되면, 기지국 및 CPE들은 프레임 오프셋을 기록한다. 성공적인 동기화를 위해, 프레임 오프셋의 정확한 기록은 매우 중요하다. 도 3은 기지국1 및 기지국2 사이의 전파 지연이 무시해도 좋을 만큼 작은 경우에, 송신 오프셋(transmission offset)과 수신 오프셋(reception offset)의 관계를 도시한 것이다. 상기 도 3을 참조하면, 송신 오프셋은 기지국1에서 (수퍼)프레임의 시작부분에 연관되어 표현되고, 수신 오프셋은 기지국2에서 (수퍼)프레임의 시작부분에 연관되어 표현된다. 다시 말해, 송신 오프셋은 특정 패킷의 송신 시점과 송신단의 (수퍼)프레임 시작시점 간 시간 차를 의미하며, 수신 오프셋은 특정 패킷의 수신 시점과 수신단의 (수퍼)프레임 시작시점 간 시간 차를 의미한다. 송신 오프셋 및 수신 오프셋은 중첩 셀들 간 동기화를 이루는데 주요한 요소이다.
상기 동기화 절차가 허용 가능한 구간 내에서 수렴될지 판단하기 위하여, 동기화 절차 수행 전 기지국은 수렴 규칙(convergence rule)을 이용한다. 수렴 규칙을 정확하게 적용하면 모든 시나리오에서 동기화의 수렴이 보장된다. 수학적으로 표현하면, 셀i의 기지국i는 하기 <수학식 1>이 만족하는 경우 인접 셀j의 기지국j로 동기화를 시도한다.
Figure 112007091197738-pat00001
Figure 112007091197738-pat00002
상기 <수학식 1>에서, 상기 FSi는 기지국i의 프레임 길이, 상기 FNi는 기지국i에 패킷이 수신된 프레임 번호, 상기 FDCi는 기지국i의 프레임 구간 코드, 상기 RO는 수신 오프셋, 상기 TO는 송신 오프셋, 상기 GuardBand는 가드 밴드 길이, 상기 SymbolSize는 심벌의 크기를 의미한다.
FSi = FSj = FS 및 FDCi = FDCj = FDC인 조건을 고려하면, 상기 <수학식 1>은 하기 <수학식 2>와 같이 간략화된다.
Figure 112007091197738-pat00003
Figure 112007091197738-pat00004
상기 <수학식 2>에서, 상기 FS는 프레임 길이, 상기 FNi는 기지국i에 패킷이 수신된 프레임 번호, 상기 FDC는 프레임 구간 코드, 상기 RO는 수신 오프셋, 상기 TO는 송신 오프셋, 상기 GuardBand는 가드 밴드 길이, 상기 SymbolSize는 심벌의 크기를 의미한다.
따라서, 기지국은 수렴 규칙을 대체가능한 모든 동기화에 각각에 대해 적용한 후. 수렴 규칙을 만족하는 경우에만 동기화 절차를 진행한다. 수렴 규칙을 대체 가능한 모든 동기화에 적용한 후에도, 수렴 규칙을 만족하는 여러가지 선택 가능성이 남아 있을 수도 있다. 기지국은 한번에 하나씩 중첩 기지국과 동기화를 시도한다. 선택된 패킷에 대응되는 중첩 셀과 이미 동기화되었다는 것을 인식하지 않는 한, 상기 기지국은 즉시 FSL-REQ 메시지를 셀 내의 모든 CPE들에게 브로드캐스팅하고, 프레임 슬라이드의 스케줄 시간까지 그 어떤 추가적인 능동 모드 자기 공존 간격(interval)을 스케줄링하지 않는다.
FSL-REQ 메시지를 구성하는데 있어서, 슬라이드 카운트(slide count)(401) 및 슬라이드 양(slide amount)(403)은 도 4에 도시된 바와 같이 계산된다. 슬라이드 카운트(401)는 중첩 기지국의 수퍼 프레임 시작 바로 전의 프레임의 개수와 동일하며, 슬라이드 양(403)은 중첩 기지국의 수퍼 프레임 시작에서의 슬롯의 개수와 동일하다. 상세하게, 슬라이드 양(403) 및 슬라이드의 방향(direction)은 하기 <수학식 3>과 같이 계산된다.
Figure 112007091197738-pat00005
Figure 112007091197738-pat00006
상기 <수학식 3>에서, 상기 SlideAmout는 슬라이드 양, 상기 FDC는 프레임 구간 코드, 상기 RO는 수신 오프셋, 상기 TO는 송신 오프셋, 상기 Direction은 슬라이드 방향을 의미한다.
CPE가 자기 공존 절차를 중단하고 통상(normal) 동작으로 복귀하는 동안, 기지국으로부터 FSL-REQ 메시지가 수신될 때까지, CPE는 수신되는 CBP패킷 또는 SCH패킷을 기지국으로 보고해야 한다. CBP패킷 또는 SCH패킷이 기지국 자신에 의해서 검출되었는지, 또는, CBP패킷 또는 SCH패킷이 CPE의 보고로 인해 수신되었는지의 여부에 상관없이, 기지국은 상술한 바에 따라 동기화를 수행한다. 기지국 측에서의 볼 때 주요 차이점은, 하나의 SCH패킷 또는 CBP패킷에 대해 CPE들이 서로 다른 수신 오프셋 정보를 보고한다는 점이다. 왜냐하면, 송신단과 각 CPE 간의 전파 지연이 서로 다르기 때문이다. 이 경우, 서로 다른 수신 오프셋 정보들은 동일한 셀에 관한 것이므로, 어느 하나를 선택할지는 실시 예에 따라 얼마든지 달라질 수 있다. 서로 다른 전파 지연을 극복하기 위해, 상기 <수학식 1> 및 <수학식 2>에서의 보호 대역들을 허용할 필요가 있다.
프레임을 왼쪽 또는 오른쪽으로 슬라이딩할 때라도, 기지국은 항상 동일하게, 즉, 본래의 데이터 통신을 정상적으로 수행해야한다. 즉, 도 4를 참조하면, 스케줄링된 슬라이드 시간에, 기지국은 새로운 수퍼 프레임의 송신을 시작한다. 이때, 프레임 슬라이드에 의한 데이터 통신의 장애가 발생하지 않도록, 기지국 스케줄러는 상향 및 하향 송신에서 스케줄링할 때 슬라이드를 고려해야 한다. 또한, 상기 도 4에 도시된 바와 같이, 프레임 슬라이드로 인해 조각 프레임(partial frame)(405)이 발생한다. 조각 프레임(405)의 활용 방안은 실시 예에 따라 달라진다. 예를 들어, 기지국은 조각 프레임(405)를 휴지 기간으로 사용할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 기지국은 조각 프레임(405) 시간 동안 데이터 통신을 수행하며, 따라서, 데이터 통신에 대한 자원 낭비는 발생하지 않는다. 또 다른 실시 예에 따라, 기지국은 조각 프레임(405)을 유휴 기간(idle time)으로 이용한다. 유휴 기간으로 이용하는 방식은 조각 프레임(405)의 크기가 단지 몇 개의 슬롯일 때 바람직하다.
일단 동기화가 이루어지면, 이를 유지하는 것은 더 간단하다. 일단 프레임이 이동(shift)되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 기지국은 자기 공존 윈도우를 일정 주기로 상향 부프레임(subframe)의 끝부분에 포함시킨다. 동기화의 확인 및 유지는 자기 공존 윈도우 동안에 CBP패킷을 주기적으로 교환함으로써 수행된다. 제1CBP패킷이 중첩 셀로부터 성공적으로 수신되면, 동기화는 완성 및 확인된다. 이때, 기지국은 자기 공존 윈도우를 계속 포함시키며, 이는 트래픽 제한 정보를 교환함으로써 더욱 향상된 자기 공존성을 이루는 것이 주요 목적이다. 물론, CBP패킷의 교환으로 인한 긍정적인 효과는 중첩 셀들이 더 쉽게 동기화 상태로 남아 있을 수 있다는 점에 있다. 이로 인해, 모든 무선 인지 셀들에 대한 최상의 성능 이득이 보장된다.
무선 인지 무선통신 시스템에서 전파 지연이 크다는 점을 고려해볼 때, 기지국 관점에서 동기화된 것이 모든 CPE들에 대하여 정확하게 동기화되었음을 의미하지는 않는다. 왜냐하면, 서로 다른 CPE들은 서로 다른 전파 지연이 겪기 때문이다. 전파 지연의 불일치를 해결하고, 프리앰블 송신 및 경쟁 지연 간격(backoff interval)을 수용하기 위해, 기지국은 적절한 보호 대역과 함께 자기 공존 윈도우를 스케줄링한다. 이때, 보호 대역은 적어도 3개의 슬롯을 포함하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 기지국은 보호 대역을 제공할 수 있고, 적어도 하나의 CBP패킷을 송신 및 수신하는데 있어서 최악의 시나리오를 고려할 수 있다.
셀 내에서의 프레임 슬라이드가 기지국과 하나 이상의 CPE로부터 보고된 결과에 의한 것이라면, 이러한 CPE들은 동기화 추적을 계속해야 한다. 유지 단계(maintenance phase) 동안 지속적인 동기화 확인을 위해, CPE들은 주기적으로 CBP패킷을 동기화된 셀로 송신하거나, 또는, CBP패킷을 동기화된 셀로부터 수신한다. 유지 단계 동안, CPE는 기지국으로부터 수신된 모든 CBP패킷들에 대한 보고는 하지 않는다. 단, 기지국에 대한 제어 정보 교환은 더 향상된 자기 공존을 위해서, 그리고, 간섭 완화 스케줄링을 구현하기 위해 필요한 제어 정보 교환만으로 제한된다.
도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 동기화 절차를 설명하면 다음과 같다.
CPE-a(105)는 수퍼 프레임에 포함된 CBP패킷을 송신한다. 또한, CPE-a(105)는 셀-a(103)에서 사용되는 수퍼 프레임의 시작점을 기준으로 CBP패킷의 송신 오프셋 정보를 표시한다. 여기서, 송신 오프셋 정보는 CPE-a(105) 또는 기지국-a(101)에 의해 전달될 수 있다. CPE-a(105) 또는 기지국-a(101)는 송신 오프셋 정보를 MAC 헤더, IE, CBP패킷의 PDU에 포함시키거나, 또는, 미리 정의된 신호에 포함시킨다. 여기서, 송신 오프셋 정보는 현재 프레임이 송신되는 물리 계층 PDU의 제1슬롯의 시작점을 기준으로 하는 슬롯 단위 오프셋을 지시하는 정보이다. CBP패킷을 검출한 CPE-b(106)는 셀-b(104)에서 사용되는 수퍼 프레임의 시작점을 기준으로 수신 오프셋을 표시한다. CPE-b(106)는 CBP패킷을 수신했음을 기지국-b(103)로 보고한다. 이때, 다음과 같이 두 가지 가정이 존재한다. 첫째, 송신 오프셋과 수신 오프셋 모두 셀 전체에 대한 것이고, 둘째, CPE-a(105) 및 CPE-b(106) 사이의 전파 지연은 무시할 수 있으며, 기지국-b(102)는 송신 오프셋과 수신 오프셋 간의 차이, 즉, 셀-b의 수퍼 프레임 타이밍을 셀-a의 수퍼 프레임 타이밍에 맞추기 위한 조절 값을 알고 있다. 첫째 가정에 따라, CBP패킷이 CPE-a(105)에 의해 송신되더라도, CPE-a(105)는 송신 오프셋을 기지국-a(101)를 기준으로 계산한다. 그러므로, 기지국-b(102)는 항상 송신 오프셋이 기지국-a(101)에 관련하여 정의된다는 가정을 할 수 있다. 동일한 방식이 수신 오프셋에도 적용된다. 즉, 수신 오프셋이 CPE-b(106)에 의해 측정되고, 기지국-b(102)로 보고되더라도, 기지국-b(102)는 항상 수신 오프셋이 기지국-b(102)를 기준으로 정의됨을 확신한다. 왜냐하면, 기지국-b(102) 또는 CPE-b(106)는 마지막 수신 오프셋이 기지국-b(102)에 관련되도록 기지국-b(102) 및 CPE-b(106) 간의 전파 지연을 고려할 수 있기 때문이다. 일반적으로, 기지국-b(102) 및 CPE-b(106) 간의 전파 지연은 레인징(ranging) 절차에 의해서 알려진다. 다시 말해, CBP패킷이 어떤 방식으로 송신되고 수신되더라도, 송신 오프셋과 수신 오프셋 모두 해당 기지국들을 기준으로 정의된 것으로 가정한다.
도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동기화 절차를 설명하면 다음과 같다.
기지국-a(101)는 CBP패킷(100)을 기지국-b(102)로 직접 송신한다. CBP패 킷(100)은 기지국-a(101)에 의해서 송신 오프셋 구간에서 송신되고, 전파 지연(τ) 경과 후에 기지국-b(102)에게 수신된다. 그리고, 기지국-b(102)는 수신 오프셋을 측정한다. 송신 오프셋과 전파 지연(τ)의 합은 수신 오프셋과 프레임 슬라이드(△)의 합과 같다. 상기 도 3에서 송신단와 수신단 간의 전파 지연(τ)은 매우 작다 가정하여 무시되었지만, 실제로는 전파 지연이 크기 때문에, 무시될 수 없다. CBP 송신단과 CBP 수신단 간의 전파 지연(τ)을 알지 못하면, 기지국-b(102)는 프레임 슬라이드(△)를 계산할 수 없고, 따라서, 기지국-b(102)는 기지국-a(101)과 동기화할 수 없다. 즉, 동기화 정확도는 전파 지연 정보의 획득 유무에 의해 직접적으로 영향을 받는다. 다시 말해, 둘째 가정이 항상 적절한 것은 아니다. 두 개의 기지국들 간 거리가 30km인 경우에, 전파 지연은 약 100 μsec이다. 또 다른 실시 예에 따르는 경우, 기지국-b는 직접 CPE-a로부터 CBP패킷을 수신할 수 있다. 이 경우에, 전파 지연은 약 수십 μsec이다. 예를 들어, 셀 반지름이 10km인 경우, 약 33 μsec의 동기화 에러가 발생한다.
도 8을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 동기화 절차를 설명하면 다음과 같다.
CPE-a(105)는 기지국-a(101)의 셀-a(103)와 기지국-b(102)의 셀-b(104) 간 중첩 영역에 위치한다. CPE-a(105)는 기지국-a(101)의 방향에 따라서 CBP패킷을 송신하고, 기지국-b(102)는 CBP패킷을 수신한다. 기지국-a(101)와 CPE-a(105) 사이의 전파 지연은 τ1이고, 기지국-b(102)와 CPE-a(105) 사이의 전파 지연은 τ2이다. 기존 방식을 사용하면, 동기화 에러는 약 수십 μsec이다. 그러므로, 기지국-b(102)는 전파 지연(τ2)을 모르는 상태에서는 기지국-a(101)와 송신을 동기화할 수 없다.
본 발명은 CBP패킷을 송신할 때 전파 지연을 고려한 정확한 네트워크 동기화 방법에 관한 것이다. 두 개의 기지국들이 서로에 대하여 동기화를 수행할 때, 두 기지국들 간 전파 지연을 계산하여 제거해야 한다. 예를 들어, 전파 지연 정보의 획득은 기지국-a와 기지국-b가 중앙 데이터베이스로부터 서로의 위치를 얻어낸다는 가정하에 쉽게 이루어질 수 있다. 또 다른 방법은 CBP패킷에 송신기의 위치 정보를 포함시키는 방법이다. 이 경우, 수신기는 이미 수신기 자신의 위치를 알고 있어야 한다. CPE가 CBP패킷을 송신하는 경우, 수신단은 CPE 또는 기지국일 수 있다. 그러면 전파 지연 정보는 핸드쉐이킹(handshaking) 절차를 통하여 획득될 수 있다.
무선(over the air)으로 셀 동기화를 지원하기 위해서는, 기지국은 이웃하는 기지국의 위치를 알고 있어야 한다. 여기에 대한 정보는 셀 설치 동안에 프로비저닝(provisioning)을 통하여 얻을 수 있다. 이 경우, 서로 다른 공급자(vendor)들의 기지국들이 인접하여 존재하는 경우, 공급자가 정보 공유를 원하지 않는다면 셀 동기화에 문제가 생길 수 있다. 다른 방식으로, 기지국에 의해 송신되는 각 SCH에서 기지국의 위치 메시지를 포함하여, 이웃 기지국이 전파 지연을 계산하고, 전파 지연으로 인한 오차를 제거함으로써 셀 동기화를 달성하도록 하는 것이다. 이 방식의 문제점은 위치 메시지로 인한 SCH의 오버헤드 증가이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 중첩 셀들을 동기화할 때 전파 지연을 고려한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 송신단은 송신단의 위치 정보를 포함하는 CBP패킷을 송신하고, 수신단은 전파 지연을 계산하고, 전파 지연으로 인한 오차를 제거함으로써 셀 동기화를 수행한다. 상기 위치 정보는 위치 설정 IE를 포함하는 SCH에 의해서 전달되거나, 또는, 위치 IE를 포함하는 CBP에 의해서 전달된다. 수신단은 서빙 기지국으로 계산된 전파 지연을 보고할 수 있다. 또는, 수신단은 서빙 기지국으로 송신단의 위치 정보를 보고할 수 있고, 기지국은 위치 정보에 근거하여 전파 지연을 계산할 수 있다. 여기서, 기지국이 수신단의 위치 정보를 알 필요가 있다면, 수신단은 수신단과 송신단 모두의 위치 정보를 송신할 수 있다. 이때, 송신기는 자신의 위치를 확인하는 기능, 예를 들어, GPS (Global Positioning System)를 이용하는 위치 확인 기능을 가져야한다. 만일, 위치 데이터베이스가 사용 가능하다면, 정확한 위치 대신에 송신단 식별자가 CBP 메시지에 포함될 수 있다. 이에 따라, 수신단은 상기 식별자를 이용하여 위치 데이터베이스에서 송신단의 위치를 확인할 수 있다. 또한, 수신단이 수신단의 정확한 위치를 알고 있으며, 수신단이 송신단은 일정 반경 내에 존재함을 인지하는 경우, 위치 정보로 인한 CBP 메시지의 오버헤드를 줄일 수 있다. 즉, LIB(Least Important Bit)들만을 사용하여 송신단의 위치가 표현될 수 있다.
본 발명에 실시 예에 따르면, 송신단은 양방향(two-way) 통신을 통해 셀 간(inter-cell) 전파 지연을 측정하고, CBP패킷을 이용하여 전파 지연에 관한 정보를 전달한다. 셀 간 전파 지연은 도 6에 도시된 실시 예에서는 τ3, 도 8에 도시된 실시 예에서는 τ2이다. 이때, 셀 간 전파 지연이 두 개의 CPE들 사이, 또는, 기지국과 CPE 사이에 발생하더라도, 셀 간 전파 지연을 측정할 때 새로운 송신 절차가 필요하다. 기본적으로 이러한 측정 과정에서는, 전파 지연을 측정할 때 즉각적인 후속 송신(follow-up transmission)이 필요하다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 자기 공존 윈도우의 활용을 도시하고 있다. 도 9에서 도시된 바와 같이, 기지국은 CBP패킷이 자기 공존 윈도우를 이용하여 송신되도록 스케줄링한다. 스펙트럼 효율을 최대화하기 위하여, 자기 공존 윈도우의 일부 구간은 채널 액세스가 경쟁에 기반한 구간(period of time)으로 정의된다. 다시 말해, 경쟁에 기반한 구간 동안, CPE들은 경쟁 기반으로 CBP패킷을 송신한다. 즉, 기지국-a 는 셀-a 내의 CPE들 중 [0 ~ 7]의 경쟁 윈도우를 통해 경쟁 기반으로 CBP패킷을 송신할 다수의 CPE들을 선택한다. 이에 따라, 선택된 CPE들은 CBP패킷 송신을 위한 경쟁을 한다. 다른 실시 예에 따라, 기지국-a는 CBP패킷을 송신할 하나의 CPE만을 선택할 수 있다. 기지국-b는 셀-b 내의 CPE들 중 CBP패킷을 수신할 다수의 CPE들을 선택한다. CBP패킷이 수신되었다면, 후속 메시지(follow-up message), 즉, 또 다른 CBP패킷이 다시 비슷한 경쟁 기반으로 송신되어야 한다. 즉, 선택된 CPE들은 후속 메시지를 송신하기 위해 경쟁한다. CBP패킷을 송신한 CPE-ai는 후속 메시지를 수신하고, CBP패킷을 송신한 CPE-bi와의 전파 지연을 계산한다. 그 결과, 정확한 셀 동기화가 이루어진다. 필요에 따라, 제1CBP패킷을 송신하는 경쟁에서 이긴 CPE-ai는 또 다른 후속 메시지를 CPE-bi로 송신할 수 있다.
상술한 절차의 일 예가 도 10에 도시되어 있다. 기지국-a는 셀-a 내의 CPE들 중 경쟁 윈도우(201)에서 제1CBP패킷을 송신할 다수의 CPE들을 선택한다. 그 결과, CPE-a1이 경쟁에서 승리하여 제1CPE 패킷을 송신한다. τ3로 표현된 전파 지연 후, 상기 CBP패킷은 셀-b 내의 다수의 CPE들에게 수신된다. 그러면, 기지국-b는 셀-b 내의 CPE들 중 제1CBP패킷을 수신할 다수의 CPE들을 선택한다. 제1CBP패킷을 수신한 후, 선택된 다수의 CPE들은 제2CBP패킷, 즉, 후속 메시지 송신을 위해 경쟁 윈도우(202)에서 경쟁한다. 그 결과, CPE-b2가 경쟁에서 승리하여 제2CBP패킷을 송신한다. τ3로 표현된 전파 지연 후, 상기 제2CBP패킷은 CPE-a1에 도달한다. CPE-a1는 제2패킷을 수신하고 CPE-a1와 CPE-b2 간의 전파 지연을 계산한다. 그 결과, 정확한 셀 동기화가 이루어진다. 추가적으로, CPE-a1는 또 다른 후속 메시지를 보내고, 그 결과 CPE-b2는 CPE-b2와 CPE-a1 간 전파 지연을 계산할 수 있다.
기지국과 CPE가 CBP패킷 및 SCH패킷을 송신하고 수신할 때 일정 처리 지연(processing delay)이 발생할 수 있다. 상기 처리 지연이 큰 경우, 기지국 또는 CPE는 지연 보상을 실시한다. 실제의 경우, 지연 보상이 이루어지지 않는 것이 일반적이다. 특히, CPE-a와 CPE-b 사이의 전파 지연은 라운드 트립(round-trip) 통신 을 이용하여 계산된다. t0에서, CPE-a는 패킷을 송신하고, t1에서 CPE-b는 이 패킷을 수신하고, t2에서 CPE-b는 또 다른 패킷을 송신하고, t3에서 CPE-a는 이 패킷을 수신한다. 이때, CPE-a는 t3 - t0 을 측정한다. t2 - t1의 값은 CPE-b에서의 전파 지연이다. 처리 지연을 무시할 수 있다면, 상기 값(t3 - t0)은 CPE-a와 CPE-b 간의 왕복 전파 지연에 해당한다. CPE-a 및 CPE-b 간의 단방향(one-way) 전파 지연은 왕복 전파 지연의 절반이다. 그러므로, t2 - t1는 전파 지연의 정확도에 영향을 미치고, 따라서 기지국 간 동기화의 정확도에 영향을 미친다. 일반적으로, 기지국 간 동기화에 대하여 25μsec의 정확도를 얻는 경우라면, 상기 처리 지연은 무시될 수 있다.
상술한 바와 같이, 중첩된 셀들 간 동기화를 위해, 전파 지연 정보가 CBP 메시지를 통해 보고된다. 셀 내 지연은 레인징 절차에 의해 측정된다. 레인징 절차를 통해, 셀에 존재하는 모든 CPE들은 기지국에 대한 송신 타이밍을 조정(align)한다. 다시 말해, 기지국은 자신에게 종속된 각 CPE의 전파 지연을 측정한다. 그러므로, 상기 도 8에 도시된 실시 예에서, τ1은 기지국-a(101)와 CPE-a (105) 사이의 일반 레인징 절차를 통해 알려지며, CPE-a(105)가 기지국-b(102)와 관련이 없으므로 τ2는 는 알려지지 않는다. 마찬가지로, 상기 도 6에 도시된 실시 예에서, τ1와 τ2은 알려지고, τ3는 알려지지 않는다. 상기 도 7에 도시되었듯이, CBP패킷의 송신단 및 수신단이 CPE인 경우, 송신 오프셋은 기지국-a(101)을 기준으로 정의되고, 수신 오프셋은 기지국-b(102)를 기준으로 정의된다. 그 이유는 기지국-a와 CPE-a 간, 기지국-b와 CPE-b 간 전파 지연이 알려져 있고, 상기 수학식들을 통해서 제거되기 때문이다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 무선 인지(CR : Cognitive Radio) 무선통신 시스템에서 중첩된 셀의 예를 도시하는 도면,
도 2는 무선 인지 무선통신 시스템에서 CBP(Coexistence Beacon Protocol) 패킷의 구성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 무선 인지 무선통신 시스템에서 송신 오프셋 및 수신 오프셋의 관계를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 무선 인지 무선통신 시스템에서 동기화를 수행하는 두 기지국들의 프레임을 비교하는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 무선 인지 무선통신 시스템에서 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 인지 무선통신 시스템에서 동기화 절차를 개략적으로 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 인지 무선통신 시스템에서 동기화에 따른 두 기지국들의 CBP 패킷 송수신 시점을 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 인지 무선통신 시스템에서 동기화 절차를 개략적으로 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 인지 무선통신 시스템에서 자기 공존 윈도우(self coexistence window)의 활용을 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 인지 무선통신 시스템에서 자 기 공존 윈도우의 활용을 도시하는 도면.

Claims (36)

  1. 무선 인지(CR : Cognitive Ratio) 무선통신 시스템에서 셀(cell)들 간 동기화 방법에 있어서,
    제1셀 내에 위치한 제1노드가, 제1패킷 및 송신 프레임의 시작점과 상기 제1패킷의 송신 시점 간의 시간 차를 나타내는 송신 오프셋(transmission offset) 값을 송신하는 과정과,
    제2셀 내에 위치한 제2노드가, 상기 송신 오프셋 값과 상기 제1패킷의 전파 지연(propagation delay) 값을 합산하고, 수신 프레임의 시작점과 상기 제1패킷의 수신 시점 간의 시간 차를 나타내는 수신 오프셋(reception offset) 값을 감산함으로써, 프레임 슬라이드(frame slide) 값을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1노드는, 상기 제1셀 내에 위치한 제1기지국 또는 상기 제1셀 내에 위치한 제1CPE(Customer Premise Equipment)이고,
    상기 제2노드는, 상기 제2셀 내에 위치한 제2기지국 또는 상기 제2셀 내에 위치한 제2CPE인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2기지국이, 상기 프레임 슬라이드 값에 따라 프레임 동기화를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제2CPE가, 상기 제1노드로부터 상기 제1패킷을 수신하고, 상기 제1패킷에 대한 수신 오프셋 값을 확인하는 과정과,
    상기 제2CPE가, 상기 수신 오프셋 값을 상기 제2기지국으로 송신하는 과정과,
    상기 제2기지국이, 상기 프레임 슬라이드 값을 산출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제2기지국이, 상기 제1노드로부터 상기 제1패킷을 수신하고, 상기 제1패킷에 대한 수신 오프셋 값을 확인하는 과정과,
    상기 제2기지국이, 상기 프레임 슬라이드 값을 산출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제2CPE가, 상기 제1노드로부터 상기 제1패킷을 수신하고, 상기 제1패킷에 대한 수신 오프셋 값을 확인하는 과정과,
    상기 제2CPE가, 상기 프레임 슬라이드 값을 산출하고, 상기 제2기지국으로 상기 프레임 슬라이드 값을 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 제1노드가, 상기 제1패킷에 자신의 지리적 위치 정보를 포함시켜 송신하는 과정과,
    상기 제2CPE가, 상기 제1패킷을 수신하고, 상기 제1패킷에 포함된 상기 제1노드의 지리적 위치 정보를 이용하여 상기 전파 지연 값을 산출하는 과정과,
    상기 제2CPE가, 상기 전파 지연 값을 상기 제2기지국으로 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 제1노드가, 상기 제1패킷에 자신의 지리적 위치 정보를 포함시켜 송신하는 과정과,
    상기 제2CPE가, 상기 제1패킷을 수신하고, 상기 제1패킷에 포함된 상기 제1노드의 지리적 위치 정보를 상기 제2기지국으로 송신하는 과정과,
    상기 제2기지국이, 상기 제1노드의 지리적 위치 정보를 이용하여 상기 전파 지연 값을 산출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 제1노드가, 상기 제1패킷에 자신의 지리적 위치 정보를 포함시켜 송신하는 과정과,
    상기 제2기지국이, 상기 제1패킷을 수신하고, 상기 제1패킷에 포함된 상기 제1노드의 지리적 위치 정보 및 자신의 지리적 위치 정보를 이용하여 상기 전파 지연 값을 산출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 제2CPE가, 라운드 트립 통신(round-trip communication) 방식을 통해 상기 제1노드와의 전파 지연 값을 측정하고, 상기 전파 지연 값을 상기 제2기지국으로 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 제2CPE가, 상기 제1셀 내에 위치한 다수의 노드들의 지리적 위치 정보 및 위치 정보에 대응되는 노드 식별 정보를 포함하는 위치 정보 데이터베이스를 획득하는 과정과,
    상기 제1노드가, 상기 제1패킷에 자신의 식별 정보를 포함시켜 송신하는 과정과,
    상기 제2CPE가, 상기 위치 정보 데이터베이스에서 상기 제1패킷에 포함된 식별 정보와 대응되는 지리적 위치 정보를 확인하고, 확인된 지리적 위치 정보를 이용하여 상기 전파 지연 값을 산출하는 과정과,
    상기 제2CPE가, 상기 전파 지연 값을 상기 제2기지국으로 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 제2기지국이, 상기 제1셀 내에 위치한 다수의 노드들의 지리적 위치 정보 및 위치 정보에 대응되는 노드 식별 정보를 포함하는 위치 정보 데이터베이스를 획득하는 과정과,
    상기 제1노드가, 상기 제1패킷에 자신의 식별 정보를 포함시켜 송신하는 과 정과,
    상기 제2기지국이, 상기 위치 정보 데이터베이스에서 상기 제1패킷에 포함된 식별 정보와 대응되는 지리적 위치 정보를 확인하고, 확인된 지리적 위치 정보를 이용하여 상기 전파 지연 값을 산출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 2항에 있어서,
    상기 제1기지국이, 제1셀 내에서 제1참조 데이터 패킷을 송신할 다수의 CPE들을 선택하는 과정과,
    상기 제1셀 내에 위치한 다수의 CPE들이, 제1구간 동안 경쟁 기반으로 제1참조 데이터 패킷을 송신하는 과정과,
    상기 제2기지국이, 제2셀 내에서 패킷을 수신할 다수의 CPE들을 선택하는 과정과,
    상기 제2셀 내에 위치한 다수의 CPE들이, 상기 제1참조 데이터 패킷에 대한 응답으로서, 제2구간 동안 경쟁 기반으로 제2참조 데이터 패킷을 송신하는 과정과,
    상기 제1셀 내에 위치한 다수의 CPE들 중 상기 제1참조 데이터 패킷의 송신을 성공한 하나의 CPE가, 상기 제2참조 데이터 패킷을 수신하고, 상기 제2셀 내의 다수의 CPE들 중 하나의 CPE와의 전파 지연 값을 산출한 후, 상기 전파 지연 값을 상기 제2기지국으로 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제1셀 내에 위치한 다수의 CPE들이, 상기 제2참조 데이터 패킷에 대한 응답으로서, 제3구간 동안 경쟁 기반으로 제3참조 데이터 패킷을 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제1셀 내에 위치한 다수의 CPE들 중 상기 제1참조 데이터 패킷의 송신을 성공한 하나의 CPE가, 상기 전파 지연 값 산출 시 상기 제1참조 데이터 패킷의 처리 지연(processing delay)를 보상하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 2항에 있어서,
    상기 제1CPE가, 상기 제1기지국의 스케줄링 결과에 따라 제1참조 데이터 패킷을 송신하는 과정과,
    상기 제2CPE가, 상기 제2기지국의 스케줄링 결과에 따라 상기 제1참조 데이터 패킷을 수신하는 과정과,
    상기 제2CPE가, 상기 제2기지국의 스케줄링 결과에 따라 제2참조 데이터 패킷을 송신하는 과정과,
    상기 제1CPE가, 상기 제2참조 데이터 패킷을 수신하고, 상기 제2CPE와의 전파 지연 값을 산출한 후, 상기 전파 지연 값을 상기 제2기지국으로 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제1CPE가, 제3참조 데이터 패킷을 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 제1셀 및 상기 제2셀은, 일부 중첩되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 무선 인지(CR : Cognitive Ratio) 무선통신 시스템에 있어서,
    제1셀 내에 위치하며, 제1패킷 및 송신 프레임의 시작점과 상기 제1패킷의 송신 시점 간의 시간 차를 나타내는 송신 오프셋(transmission offset) 값을 송신하는 제1노드와,
    제2셀 내에 위치하며, 상기 송신 오프셋 값과 상기 제1패킷의 전파 지연(propagation delay) 값을 합산하고, 수신 프레임의 시작점과 상기 제1패킷의 수신 시점 간의 시간 차를 나타내는 수신 오프셋(reception offset) 값을 감산함으로써, 프레임 슬라이드(frame slide) 값을 산출하는 제2노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제1노드는, 상기 제1셀 내에 위치한 제1기지국 또는 상기 제1셀 내에 위치한 제1CPE(Customer Premise Equipment)이고,
    상기 제2노드는, 상기 제2셀 내에 위치한 제2기지국 또는 상기 제2셀 내에 위치한 제2CPE인 것을 특징으로 하는 시스템.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 제2기지국은, 상기 프레임 슬라이드 값에 따라 프레임 동기화를 수행하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 제2CPE는, 상기 제1노드로부터 상기 제1패킷을 수신하고, 상기 제1패킷에 대한 수신 오프셋 값을 확인한 후, 상기 수신 오프셋 값을 상기 제2기지국으로 송신하고,
    상기 제2기지국은, 상기 프레임 슬라이드 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 제2기지국은, 상기 제1노드로부터 상기 제1패킷을 수신하고, 상기 제1패킷에 대한 수신 오프셋 값을 확인한 후, 상기 프레임 슬라이드 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  24. 제 20항에 있어서,
    상기 제2CPE는, 상기 제1노드로부터 상기 제1패킷을 수신하고, 상기 제1패킷에 대한 수신 오프셋 값을 확인한 후, 상기 프레임 슬라이드 값을 산출하고, 상기 제2기지국으로 상기 프레임 슬라이드 값을 송신하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  25. 제 20항에 있어서,
    상기 제1노드는, 상기 제1패킷에 자신의 지리적 위치 정보를 포함시켜 송신하고,
    상기 제2CPE는, 상기 제1패킷을 수신하고, 상기 제1패킷에 포함된 상기 제1노드의 지리적 위치 정보를 이용하여 상기 전파 지연 값을 산출한 후, 상기 전파 지연 값을 상기 제2기지국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  26. 제 20항에 있어서,
    상기 제1노드는, 상기 제1패킷에 자신의 지리적 위치 정보를 포함시켜 송신하고,
    상기 제2CPE는, 상기 제1패킷을 수신하고, 상기 제1패킷에 포함된 상기 제1노드의 지리적 위치 정보를 상기 제2기지국으로 송신하고,
    상기 제2기지국은, 상기 제1노드의 지리적 위치 정보를 이용하여 상기 전파 지연 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  27. 제 20항에 있어서,
    상기 제1노드는, 상기 제1패킷에 자신의 지리적 위치 정보를 포함시켜 송신하고,
    상기 제2기지국은, 상기 제1패킷을 수신하고, 상기 제1패킷에 포함된 상기 제1노드의 지리적 위치 정보 및 자신의 지리적 위치 정보를 이용하여 상기 전파 지연 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  28. 제 20항에 있어서,
    상기 제2CPE는, 라운드 트립 통신(round-trip communication) 방식을 통해 상기 제1노드와의 전파 지연 값을 측정하고, 상기 전파 지연 값을 상기 제2기지국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  29. 제 20항에 있어서,
    상기 제1노드는, 상기 제1패킷에 자신의 식별 정보를 포함시켜 송신하고,
    상기 제2CPE는, 기 획득된 상기 제1셀 내에 위치한 다수의 노드들의 지리적 위치 정보 및 위치 정보에 대응되는 노드 식별 정보를 포함하는 위치 정보 데이터베이스에서, 상기 제1패킷에 포함된 식별 정보와 대응되는 지리적 위치 정보를 확인하고, 확인된 지리적 위치 정보를 이용하여 상기 전파 지연 값을 산출한 후, 상기 전파 지연 값을 상기 제2기지국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  30. 제 20항에 있어서,
    상기 제1노드는, 상기 제1패킷에 자신의 식별 정보를 포함시켜 송신하고,
    상기 제2기지국은, 기 획득된 상기 제1셀 내에 위치한 다수의 노드들의 지리적 위치 정보 및 위치 정보에 대응되는 노드 식별 정보를 포함하는 위치 정보 데이터베이스에서, 상기 제1패킷에 포함된 식별 정보와 대응되는 지리적 위치 정보를 확인하고, 확인된 지리적 위치 정보를 이용하여 상기 전파 지연 값을 산출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  31. 제 20항에 있어서,
    제1구간 동안 경쟁 기반으로 제1참조 데이터 패킷을 송신하는 상기 제1셀 내에 위치한 다수의 CPE들과,
    상기 제1참조 데이터 패킷에 대한 응답으로서, 제2구간 동안 경쟁 기반으로 제2참조 데이터 패킷을 송신하는 상기 제2셀 내에 위치한 다수의 CPE들을 더 포함하며,
    상기 제1셀 내의 다수의 CPE들 중 상기 제1참조 데이터 패킷의 송신을 성공한 하나의 CPE는, 상기 제2참조 데이터 패킷을 수신하고, 상기 제2셀 내의 다수의 CPE들 중 하나의 CPE와의 전파 지연 값을 산출한 후, 상기 전파 지연 값을 상기 제2기지국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 제1셀 내에 위치한 다수의 CPE들은, 상기 제2참조 데이터 패킷에 대한 응답으로서, 제3구간 동안 경쟁 기반으로 제3참조 데이터 패킷을 송신하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  33. 제 31항에 있어서,
    상기 제1셀 내의 다수의 CPE들 중 상기 제1참조 데이터 패킷의 송신을 성공한 하나의 CPE는, 상기 전파 지연 값 산출 시 상기 제1참조 데이터 패킷의 처리 지연(processing delay)를 보상하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  34. 제 20항에 있어서,
    상기 제2CPE는, 상기 제1CPE로부터 수신되는 제1참조 데이터 패킷을 수신한 후, 상기 제1참조 데이터 패킷에 대한 응답으로 제2참조 테이터 패킷을 송신하고,
    상기 제1CPE는, 상기 제2참조 데이터 패킷을 수신하고, 상기 제2CPE와의 전파 지연 값을 산출한 후, 상기 전파 지연 값을 상기 제2기지국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  35. 제 33항에 있어서,
    상기 제1CPE는, 제3참조 데이터 패킷을 송신하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  36. 제 19항에 있어서,
    상기 제1셀 및 상기 제2셀은, 일부 중첩되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
KR1020070133688A 2006-12-21 2007-12-18 무선 인지 무선통신 시스템에서 셀 간 동기화 방법 KR100930521B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US87117406P 2006-12-21 2006-12-21
US60/871,174 2006-12-21
US11/957,292 2007-12-14
US11/957,292 US8446893B2 (en) 2006-12-21 2007-12-14 Enhanced coexistence beacon protocol (ECBP) for precise intercell synchronization of overlapping wireless base stations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080058217A KR20080058217A (ko) 2008-06-25
KR100930521B1 true KR100930521B1 (ko) 2009-12-09

Family

ID=39272268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070133688A KR100930521B1 (ko) 2006-12-21 2007-12-18 무선 인지 무선통신 시스템에서 셀 간 동기화 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8446893B2 (ko)
EP (1) EP1936838A3 (ko)
KR (1) KR100930521B1 (ko)
AU (1) AU2007334906A1 (ko)
WO (1) WO2008075921A1 (ko)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8254922B2 (en) 2006-10-16 2012-08-28 Stmicroelectronics, Inc. Zero delay frequency switching with dynamic frequency hopping for cognitive radio based dynamic spectrum access network systems
US7869400B2 (en) * 2006-10-16 2011-01-11 Stmicroelectronics, Inc. Method of inter-system coexistence and spectrum sharing for dynamic spectrum access networks-on-demand spectrum contention
US8494546B2 (en) 2006-10-16 2013-07-23 Stmicroelectronics, Inc. Method of inter-system communications dynamic spectrum access network systems-logical control connections
US8437314B2 (en) * 2007-02-22 2013-05-07 Stmicroelectronics, Inc. Radio frequency architecture for spectrum access networks
US20080205332A1 (en) * 2007-02-22 2008-08-28 Stmicroelectronics, Inc. Hybrid proactive on-demand routing in wireless networks
US8411622B2 (en) * 2007-05-11 2013-04-02 Stmicroelectronics, Inc. Multi-channel inter base-station communication
US8199707B2 (en) 2007-05-11 2012-06-12 Stmicroelectronics, Inc. Inter-cell discovery and communication using time division multiple access coexistence beaconing protocol
US8780852B2 (en) 2007-05-11 2014-07-15 Stmicroelectronics, Inc. Multi-channel inter base-station communication
CN101483511B (zh) * 2008-01-09 2013-09-18 三星电子株式会社 适用于多tdd系统共存的方法
US8824432B2 (en) * 2008-01-16 2014-09-02 Stmicroelectronics, Inc. Beaconing period framing for efficient multi-channel inter-cell communications in cognitive radio networks
US8780882B2 (en) * 2008-01-16 2014-07-15 Stmicroelectronics, Inc. On-demand spectrum contention for inter-cell spectrum sharing in cognitive radio networks
KR20090092431A (ko) * 2008-02-27 2009-09-01 삼성전자주식회사 인지무선시스템에서 씨비피 전송을 위한 장치 및 방법
KR101485553B1 (ko) * 2008-07-14 2015-01-23 삼성전자주식회사 인지 무선 기반의 무선통신 시스템에서 공존 비콘 프로토콜패킷 송신 장치 및 방법
WO2010008177A2 (en) 2008-07-14 2010-01-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for transmitting coexistence beacon protocol packet in cognitive radio based wireless communication system
US20100142463A1 (en) * 2008-12-05 2010-06-10 Stmicroelectronics, Inc. Frame-based on-demand spectrum contention protocol-messaging method
US8325765B2 (en) * 2008-12-05 2012-12-04 Stmicroelectronics, Inc. Super-frame structure for dynamic spectrum sharing in wireless networks
CN102056251B (zh) * 2009-11-04 2013-04-03 中国移动通信集团公司 一种网络切换的方法、系统及设备
US8451789B2 (en) 2010-06-15 2013-05-28 Nokia Corporation Method to request resources in TV white spaces type environment
TWI562654B (en) * 2010-07-15 2016-12-11 Koninkl Philips Electronics Nv Methods and system for efficient self-coexistence of wireless regional area networks
BR112013003583A2 (pt) * 2010-08-26 2016-06-07 Thomson Licensing uso do espaço branco para dispositivos de rede local sem fio
US8412247B2 (en) * 2010-09-03 2013-04-02 Nokia Corporation Method for generating a coexistence value to define fair resource share between secondary networks
US8385286B2 (en) * 2010-09-03 2013-02-26 Nokia Corporation Resource sharing between secondary networks
WO2012036362A1 (ko) * 2010-09-16 2012-03-22 동국대학교 산학협력단 인컴번트 신호 검출 및 채널 할당을 위한 장치 및 방법
US8363602B2 (en) 2011-01-14 2013-01-29 Nokia Corporation Method, apparatus and computer program product for resource allocation of coexistent secondary networks
US8514802B2 (en) 2011-05-04 2013-08-20 Nokia Corporation Method to evaluate fairness of resource allocations in shared bands
US8929831B2 (en) 2011-07-18 2015-01-06 Nokia Corporation Method, apparatus, and computer program product for wireless network discovery based on geographical location
US8730990B2 (en) * 2011-09-15 2014-05-20 Nokia Corporation Method, apparatus, and computer program product for quiet period management in wireless networks for coexistence
US9019909B2 (en) 2011-12-06 2015-04-28 Nokia Corporation Method, apparatus, and computer program product for coexistence management
US9473946B2 (en) 2012-03-12 2016-10-18 Nokia Technologies Oy Method, apparatus, and computer program product for temporary release of resources in radio networks
US8909274B2 (en) 2012-03-12 2014-12-09 Nokia Corporation Method, apparatus, and computer program product for resource allocation conflict handling in RF frequency bands
US8942701B2 (en) 2012-08-14 2015-01-27 Nokia Corporation Method, apparatus, and computer program product for transferring responsibility between network controllers managing coexistence in radio frequency spectrum
US9107089B2 (en) 2012-11-09 2015-08-11 Nokia Technologies Oy Method, apparatus, and computer program product for location based query for interferer discovery in coexistence management system
WO2015037970A1 (en) * 2013-09-16 2015-03-19 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for network synchronization
KR102150936B1 (ko) * 2013-12-26 2020-09-03 한국전자통신연구원 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법 및 그 시스템
US10299284B2 (en) * 2015-08-31 2019-05-21 Qualcomm, Incorporated Inter-access terminal unblocking and enhanced contention for co-existence on a shared communication medium
EP3422636B1 (en) * 2016-05-11 2022-08-03 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. Communication method and communication device
KR102250450B1 (ko) * 2016-06-20 2021-05-12 현대자동차주식회사 네트워크에서 오류 검출을 위한 통신 노드의 동작 방법
US10623291B2 (en) * 2016-06-20 2020-04-14 Hyundai Motor Company Operation method of communication node for detecting link errors in network

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020000720A (ko) * 2000-06-24 2002-01-05 윤종용 동기 부호분할다중접속 통신시스템의 역방향 동기 전송방식에 대한 동기화를 위한 장치 및 방법
KR20020038562A (ko) * 2000-11-17 2002-05-23 윤종용 협대역 시분할 듀플렉싱 부호분할다중접속이동통신시스템의 전파지연 측정장치 및 방법

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2107606A1 (en) 1992-10-07 1994-04-08 Keishi Matsuno Method of establishing inter-base-station synchronization and mobile radio communication system using the method
FI106824B (fi) * 1993-07-05 2001-04-12 Nokia Networks Oy Tukiasema
JP3244610B2 (ja) * 1995-01-27 2002-01-07 株式会社日立製作所 周波数ホッピング方式無線ｌａｎシステム
KR0140130B1 (ko) * 1995-03-07 1998-07-01 김주용 디지탈이동통신 시스템 장치 및 각 서브시스템 간의 타이밍 설계 방법
US5745484A (en) * 1995-06-05 1998-04-28 Omnipoint Corporation Efficient communication system using time division multiplexing and timing adjustment control
US5959980A (en) * 1995-06-05 1999-09-28 Omnipoint Corporation Timing adjustment control for efficient time division duplex communication
US5903823A (en) * 1995-09-19 1999-05-11 Fujitsu Limited Radio apparatus with distortion compensating function
US5864549A (en) 1996-07-24 1999-01-26 Nokia Mobile Phones, Ltd. Method for the overlayed operation of two radio communication systems with reduced intersystem interference, and a radio communication system for overlayed use
US7031295B2 (en) * 1996-11-07 2006-04-18 Harris Corporation System and method for minimizing guard time in a time division duplex communication system
JP3323760B2 (ja) * 1996-11-07 2002-09-09 株式会社日立製作所 スペクトラム拡散通信システム
US6359869B1 (en) 1997-06-25 2002-03-19 Nec Corporation Mobile communication system capable of establishing frame syncronization among base stations
US5959982A (en) * 1997-08-29 1999-09-28 Adicom Wireless, Inc. Method and apparatus for adapting a time division duplex timing device for propagation delay
WO1999017470A1 (en) 1997-09-29 1999-04-08 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) A broadcast control channel structure for wideband tdma
EP1080555B1 (en) 1998-05-04 2009-08-12 Nokia Corporation Method of synchronisation of a base station network
WO1999065163A1 (en) 1998-06-08 1999-12-16 Nokia Networks Oy A method for synchronization of a cellular radio network
US6377565B1 (en) * 1998-09-29 2002-04-23 General Electric Company Adaptive propagation delay compensation for TDMA communications systems
US6332069B1 (en) * 1999-02-10 2001-12-18 Hughes Electronics Corporation Apparatus and method for grouping carriers to minimize the occurrence of call blocking in a satellite-based communications network
JP3658234B2 (ja) * 1999-03-17 2005-06-08 富士通株式会社 無線電話システムにおける遅延補正システム
US6701127B1 (en) * 1999-12-16 2004-03-02 General Dynamics Decision Systems, Inc. Burst communications method and apparatus
US6993009B2 (en) * 2000-03-10 2006-01-31 Hughes Electronics Corporation Method and apparatus for deriving uplink timing from asynchronous traffic across multiple transport streams
US20020160787A1 (en) * 2001-03-13 2002-10-31 Lucent Technologies Inc. Communications system and related method for determining a position of a mobile station
US7454217B2 (en) * 2001-10-04 2008-11-18 Stephen William Edge Method and apparatus for wireless network timekeeping and synchronization
NO20016372D0 (no) * 2001-12-27 2001-12-27 Ericsson Telefon Ab L M Arrangement for å redusere minnebehovet i en svitsj
CN1623344A (zh) * 2002-03-08 2005-06-01 诺基亚公司 在非对称软切换条件中控制功率的方法和设备
US20030210713A1 (en) * 2002-05-13 2003-11-13 Hisham Abdel-Ghaffar Estimating a time offset between link points in a communication network operating in a frequency division duplex mode
KR20040062828A (ko) * 2003-01-03 2004-07-09 삼성전자주식회사 이동통신 시스템에서 이동통신 단말기의 ｐｌｍｎ획득방법및 기지국의 ｐｌｍｎ 정보제공방법 및 그 방법을수행하는 기지국
US7643515B2 (en) * 2004-11-10 2010-01-05 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for deriving transmission timing of a downlink control channel in support of enhanced uplink operation
CN101390294B (zh) * 2005-05-10 2012-05-30 高通股份有限公司 使用多通信模式用户设备使基站同步
EP1952650A4 (en) * 2005-11-07 2011-04-06 Agency Science Tech & Res METHOD AND DEVICES FOR DETERMINING AVAILABLE FREQUENCY RANGES
JP4544240B2 (ja) * 2005-11-21 2010-09-15 Ｊｆｅスチール株式会社 管体の超音波探傷装置および超音波探傷方法
KR100666695B1 (ko) * 2005-11-29 2007-01-11 삼성전자주식회사 지연시간을 감소시킨 통신시스템
US7656855B2 (en) * 2006-04-29 2010-02-02 At&T Intellectual Property Ii, Lp Arrangement for synchronizing access points in WLAN using direct-sequence spread spectrum signaling
US20080062957A1 (en) * 2006-09-11 2008-03-13 Motorola, Inc. Method and apparatus for aligned transmissions in a wireless network
US8249616B2 (en) * 2007-08-23 2012-08-21 Texas Instruments Incorporated Satellite (GPS) assisted clock apparatus, circuits, systems and processes for cellular terminals on asynchronous networks
KR20090078723A (ko) * 2008-01-15 2009-07-20 삼성전자주식회사 무선 이동 통신 시스템에서 복합 자동 재송신 요구 방식에 기반한 신호 송수신 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020000720A (ko) * 2000-06-24 2002-01-05 윤종용 동기 부호분할다중접속 통신시스템의 역방향 동기 전송방식에 대한 동기화를 위한 장치 및 방법
KR20020038562A (ko) * 2000-11-17 2002-05-23 윤종용 협대역 시분할 듀플렉싱 부호분할다중접속이동통신시스템의 전파지연 측정장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP1936838A3 (en) 2010-05-05
KR20080058217A (ko) 2008-06-25
US8446893B2 (en) 2013-05-21
AU2007334906A1 (en) 2008-06-26
EP1936838A2 (en) 2008-06-25
US20080159258A1 (en) 2008-07-03
WO2008075921A1 (en) 2008-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100930521B1 (ko) 무선 인지 무선통신 시스템에서 셀 간 동기화 방법
US11368998B2 (en) System and method for a tracking channel
US9801073B2 (en) Method for improving self-coexistence of wireless communication networks
EP1786144B1 (en) Wireless access control method, relay station and base station
US7852821B2 (en) Signalling method of detecting hidden incumbent system in cognitive radio environment and channel fractioning method used to enable the method
JP4489294B2 (ja) 非対称上り／下り線トラヒックを有する通信システムにおけるチャネル配置
US9497636B2 (en) Apparatus and method to reduce interference between disparate communication systems
US7400894B2 (en) Method for decentralized synchronization in a self-organizing radio communication system
EP2670066B1 (en) Uplink channel configuration method in radio communication system
US20100136989A1 (en) Method and Radio Base Station for Effective Spectrum Utilization
US20070223419A1 (en) Method and system for sharing spectrum in a wireless communications network
CN102695221A (zh) 在认知无线电系统中切换信道的方法
JP4118699B2 (ja) 無線通信方法および無線通信システム
EP1378094A2 (en) Inreasing link capacity via concurrent transmissions in centralized wireless lans
GB2582788A (en) Methods and apparatus for configuring 5G new radio uplink positioning reference signals
Auer et al. Interference aware medium access for dynamic spectrum sharing
US20100226312A1 (en) Apparatus and method for transmitting coexistence beacon protocol packet in cognitive radio wireless communication system
JP4567680B2 (ja) 複数の無線セルに分割された無線通信システムの同期合わせ方法
CN101569140A (zh) 用于重叠的无线基站的精确小区间同步的增强的共存信标协议(ecbp)
EP2627051A1 (en) Avoidance of reference symbol collision in a cellular radio network
JP5538486B2 (ja) 基地局装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee