KR100954384B1 - 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법에 관한 것으로, 서로 다른 간섭회피방식을 사용하는 이종 시스템과의 주파수 자원 공유 시, 송신균형지수를 반영한 주파수 공유 파라미터(송신 파라미터)를 제어함으로써, 간섭회피방식의 차이로 인해 발생하는 간섭 영향 없이 주파수 이용 효율을 극대화하기 위한, 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법에 있어서, 기 설정된 간섭회피방식의 종류를 파악하는 단계; 상기 파악한 간섭회피방식에 상응하는 송신균형지수를 주파수 공유 파라미터에 반영하는 단계; 및 상기 송신균형지수가 반영된 주파수 공유 파라미터를 제어하는 제어 단계를 포함한다.
송신균형지수, 주파수 공유, 출력전력, 점유주파수대역폭, 채널점유시간, 간섭회피방식, 주파수 공유 파라미터

Description

무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법{Method for controlling parameter used frequency public ownership in wireless system}
본 발명은 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 간섭회피방식을 사용하는 이종 시스템과의 주파수 자원 공유 시, 송신균형지수를 반영한 주파수 공유 파라미터(송신 파라미터)를 제어함으로써, 간섭회피방식의 차이로 인해 발생하는 간섭 영향 없이 주파수 이용 효율을 극대화하기 위한, 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호 : 2005-S-046-03, 과제명 : 전파자원이용 기반기술개발].
최근에, 영국의 주파수 관리 기관인 OFCOM(OFfice of COMmunication)에서는, 각 무선 서비스 시스템마다 특정 주파수 자원을 할당하는 현재의 방식보다는 각 무 선 서비스 시스템이 동일 주파수 자원을 공유하도록 함으로써, 시장경제 원리에 충실하여 주파수 이용 효율을 높이는 것이 미래의 주파수 정책에 적합함을 권고하였다.
이렇게 동일 주파수 자원을 공유하기 위해서는, 무선 서비스 시스템 간의 간섭 영향을 최소화하면서 동시에 공평한 주파수 이용 조건이 적용되어야 한다.
이하, 도 1을 참조하여 동일 간섭회피방식을 사용하는 무선 서비스 시스템(이하, 동종 시스템)과의 주파수 공유를 위한 주파수 공유 파라미터 제어 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 동종 시스템들이 동일 주파수 자원을 공평하게 사용하기 위해 제어하는 주파수 공유 파라미터는, 출력전력, 점유대역폭, 및 채널점유시간을 포함한다.
이때, 출력전력이 크면 다른 서비스 시스템에 간섭 영향을 주고, 점유대역폭이 크면 다른 서비스 시스템의 주파수 이용 기회를 감소시키며, 채널점유시간이 길면 다른 서비스 시스템의 주파수 사용을 제한하기 때문에, 동종 시스템 간의 공평한 주파수 공유 파라미터 유지를 위해 송신기에서 방사되는 단위시간당 출력전력, 단위 주파수당 출력전력이 동일해야 한다.
즉, 단위시간당(단위 주파수당) 출력전력이 서비스마다 일정하게 유지되어야 동종 시스템들이 주파수를 공평하게 사용할 수 있다.
예를 들어, 특정 시스템이 기 설정된 통신거리를 벗어나 원거리까지 통신하기 위해 출력전력을 높이고자 하는 경우, 기준출력전력 및 기준 점유대역폭과 기준 채널점유시간은 시스템에 관계없이 고정된 값을 갖으므로, 점유하고 있는 주파수 대역폭(점유대역폭)을 감소시키거나 채널점유시간을 감소시켜 주파수를 공평하게 사용할 수 있도록 한다.
이를 수식으로 표현하면 하기의 [수학식 1]과 같다.
Figure 112008017324807-pat00001
이러한 동종 시스템과의 주파수 공유를 위한 주파수 공유 파라미터 제어 방법은, 서로 다른 간섭회피방식을 사용하는 이종 시스템과의 주파수 공유에 적용할 경우, 간섭회피방식의 차이에 따른 간섭 영향으로 인하여 이종 시스템과 균등하게 주파수를 이용할 수 없는 단점이 있다.
상기와 같은 종래 기술은 서로 다른 간섭회피방식을 사용하는 이종 시스템과의 주파수 공유에 적용할 경우, 간섭회피방식의 차이에 따른 간섭 영향으로 인하여 이종 시스템과 균등하게 주파수를 이용할 수 없는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.
따라서 본 발명은 서로 다른 간섭회피방식을 사용하는 이종 시스템과의 주파 수 자원 공유 시, 송신균형지수를 반영한 주파수 공유 파라미터(송신 파라미터)를 제어함으로써, 간섭회피방식의 차이로 인해 발생하는 간섭 영향 없이 주파수 이용 효율을 극대화하기 위한, 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 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 발명의 방법은, 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법에 있어서, 기 설정된 간섭회피방식의 종류를 파악하는 단계; 상기 파악한 간섭회피방식에 상응하는 송신균형지수를 주파수 공유 파라미터에 반영하는 단계; 및 상기 송신균형지수가 반영된 주파수 공유 파라미터를 제어하는 제어 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 동일한 주파수 자원을 이용하는 이종 시스템들을 위해서 포괄적인 기술기준을 적용할 때, 서로 다른 시스템들이 공평하게 주파수 자원을 이용할 수 있도록 송신 파라미터를 제어한다.
또한, 본 발명은 서로 다른 이종시스템 사이의 간섭영향을 줄이고, 각 무선 시스템들에 공평한 주파수 이용 기회를 제공함으로써, 주파수 이용 효율을 극대화하고, 새로운 서비스가 출현하는 경우 주파수의 사용이 쉬워 시장 출현이 용이하게 한다.
즉, 본 발명은 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위해서 서로 다른 이종 시스템들이 동일한 주파수를 공유할 때, 공평한 송신 기회를 제공하여 이종 시스템 사이의 간섭 영향을 줄이고, 다양한 시스템들이 공평한 주파수 이용 기회를 가짐으로써 주파수 이용효율을 극대화하고, 새로운 서비스가 출현하는 경우 주파수를 쉽게 이용할 수 있어서 제품의 시장 출현에 용이하다.
또한, 본 발명은 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위해서, 서로 다른 간섭회피기술을 사용하는 무선 시스템이 동일한 주파수를 공유할 때, 간섭회피기술 간 간섭영향이 서로 다르므로, 이를 고려하여 간섭회피기술 간 송신균형지수를 도입하고, 대역폭, 전송시간, 및 방사전력 등의 송신 파라미터를 조절하여 서로 다른 무선 시스템 간의 공평한 송신기회를 제공한다.
상기와 같은 본 발명은, 서로 다른 간섭회피방식을 사용하는 이종 시스템과의 주파수 자원 공유 시, 송신균형지수를 반영한 주파수 공유 파라미터(송신 파라미터)를 제어함으로써, 간섭회피방식의 차이로 인해 발생하는 간섭 영향 없이 주파수 이용 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 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 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 무선 시스템은 UWB(Ultra-WideBand), RFID(Radio Frequency IDentification), 지그비(ZigBee) 등의 WPAN(Wireless Personal Area Networks) 시스템을 포함한다.
도 2 는 본 발명에 따른 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 2의 설명에 앞서, 먼저 송신균형지수에 대해 살펴보기로 한다.
일반적으로, 동일 주파수 대역에서 서로 다른 간섭회피기술을 사용하는 이종 시스템과 주파수를 공유하는 경우, 간섭회피기술별로 타 시스템에 미치는 간섭 영향이 서로 다르고, 이는 주파수 공유 대역을 사용하는 이종 시스템과의 공평한 주파수 공유를 방해하는 요인이 된다. 따라서 이를 보완하기 위한 파라미터의 도입이 필요하며, 이를 송신균형지수라 정의한다.
이러한 송신균형지수의 도출은, 현재 무선 시스템이 주로 사용하고 있는 간 섭회피기술 중 대표적인 LBT(Listen Before Talk), FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum), 및 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 방식을 고려하였다.
여기서, 각 간섭회피기술의 특징에 대해 살펴보면, LBT 방식은 무선 시스템이 송신하려는 특정 주파수 대역이 현재 사용 중인지 검색하여, 사용되지 않는 주파수 대역에서 송신하여 간섭확률을 줄인다.
또한, FHSS 방식은 일정 주파수 대역에서 점유하는 최대시간을 규정하여 최대시간 송신 후에는 다른 주파수 대역으로 이동(Hopping)하여 송신함으로써 간섭확률을 줄인다.
또한, DSSS 방식은 전송 대역폭을 넓게 하여 상대적인 출력전력을 낮게 함으로써 간섭확률을 줄인다.
다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 기 설정된 간섭회피방식의 종류를 파악한다(201).
이후, 상기 파악한 간섭회피방식에 상응하는 송신균형지수를 주파수 공유 파라미터에 반영한다(202). 이는 하기의 [수학식 2]와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112008017324807-pat00002
이후, 상기 송신균형지수가 반영된 주파수 공유 파라미터를 제어한다(203).
여기서, 송/수신기로부터의 출력전력 조절 요청에 따라 점유대역폭 또는 채널점유시간을 조절한다. 즉, 출력전력 증가 요청인 경우 점유대역폭을 감소시키거나 채널점유시간을 감소시키고, 출력전력 감소 요청인 경우 점유대역폭을 증가시키거나 채널점유시간을 증가시킨다.
또한, 송/수신기로부터의 점유대역폭 조절 요청에 따라 출력전력 또는 채널점유시간을 조절한다. 즉, 점유대역폭 증가 요청인 경우 출력전력을 감소시키거나 채널점유시간을 감소시키고, 점유대역폭 감소 요청인 경우 출력전력을 증가시키거나 채널점유시간을 증가시킨다.
또한, 송/수신기로부터의 채널점유시간 조절 요청에 따라 출력전력 또는 점유대역폭을 조절한다. 즉, 채널점유시간 증가 요청인 경우 출력전력을 감소시키거나 점유대역폭을 감소시키고, 채널점유시간 감소 요청인 경우 출력전력을 증가시키거나 점유대역폭을 증가시킨다.
이때, 감소 대상 파라미터의 선택은 최소값을 초과하는 파라미터를 선택한다. 만약, 두 파라미터가 모두 최소값을 초과하는 경우에는 임의로 선택하고, 모두 최소값을 초과하지 않는 경우에는 요청을 거절한다.
도 3 은 본 발명에 따른 송신균형지수를 도출하기 위한 간섭회피방식별 간섭영향 평가 결과에 대한 일예시도로서, 간섭영향 평가를 위한 시뮬레이션 시나리오는 임의의 주파수 대역을 사용하는 피간섭원(무선 시스템)을 가정하고, 간섭원(무선 시스템)이 LBT, 또는 FHSS, 또는 DSSS 방식을 사용할 경우에 피간섭원에 미치는 간섭확률을 시뮬레이션하여 간섭회피기술별 간섭 영향을 평가하였다.
도 3에 도시된 바와 같이, Y축은 간섭원이 피간섭원에 미치는 간섭확률을 나타내며, X축은 송신균형지수 도출의 신뢰도를 높이기 위하여 피간섭 수신기의 점유대역폭을 변화시켜 다양한 조건을 고려하였다.
이를 통해, LBT 방식을 사용하고 있는 무선 시스템은 채널의 사용 유무를 감시 후 채널이 사용되지 않을 때 송신하므로, FHSS 방식, DSSS 방식을 사용하는 무선 시스템보다 타 시스템에 미치는 간섭영향이 작음을 알 수 있다.
결국, 상기 [수학식 2]와 같이 이종 시스템과 공평한 주파수 공유를 위해서는, LBT 방식을 기준으로 FHSS 방식이나 DSSS 방식을 사용하는 무선 시스템에 송신균형지수를 적용하여 출력전력을 낮추어 줌으로써, 타 시스템에 미치는 간섭영향을 줄일 수 있으며, 간섭회피기술별 간섭 영향도 균등하게 조절할 수 있다.
이때, LBT 방식의 경우 송신균형지수는 1, FHSS 방식의 경우 송신균형지수는 0.8, DSSS 방식의 경우 송신균형지수는 0.7이 바람직하다.
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 컴퓨터가 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.
본 발명은 주파수 공유 등에 이용될 수 있다.
도 1 은 종래의 동일 간섭회피방식을 사용하는 무선 서비스 시스템과의 주파수 공유를 위한 주파수 공유 파라미터에 대한 일예시도,
도 2 는 본 발명에 따른 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 3 은 본 발명에 따른 송신균형지수를 도출하기 위한 간섭회피방식별 간섭영향 평가 결과에 대한 일예시도이다.

Claims (7)

  1. 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법에 있어서,
    기 설정된 간섭회피방식의 종류를 파악하는 단계;
    상기 파악한 간섭회피방식에 상응하는 송신균형지수를 주파수 공유 파라미터에 승산하는 단계; 및
    상기 송신균형지수가 승산된 주파수 공유 파라미터를 제어하는 제어 단계
    를 포함하는 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    외부로부터의 출력전력 조절 요청에 따라 점유대역폭 또는 채널점유시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    출력전력 증가 요청인 경우 점유대역폭을 감소시키거나 채널점유시간을 감소시키고, 출력전력 감소 요청인 경우 점유대역폭을 증가시키거나 채널점유시간을 증 가시키는 것을 특징으로 하는 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    외부로부터의 점유대역폭 조절 요청에 따라 출력전력 또는 채널점유시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    점유대역폭 증가 요청인 경우 출력전력을 감소시키거나 채널점유시간을 감소시키고, 점유대역폭 감소 요청인 경우 출력전력을 증가시키거나 채널점유시간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    외부로부터의 채널점유시간 조절 요청에 따라 출력전력 또는 점유대역폭을 조절하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    채널점유시간 증가 요청인 경우 출력전력을 감소시키거나 점유대역폭을 감소시키고, 채널점유시간 감소 요청인 경우 출력전력을 증가시키거나 점유대역폭을 증가시키는 것을 특징으로 하는 무선 시스템에서의 주파수 공유 파라미터 제어 방법.
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