KR100978652B1

KR100978652B1 - 스펙트럼 검출 알고리듬 및 방법

Info

Publication number: KR100978652B1
Application number: KR1020070098325A
Authority: KR
Inventors: 허영식; 이창호; 이정석; 김기홍; 김학선
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2010-08-30
Also published as: FR2906657B1; CN101155423A; US7860197B2; DE102007046595A8; GB0719063D0; DE102007046595A1; FI20075665A0; CN101155423B; KR20080029917A; GB2442571B; FR2906657A1; US20080080604A1; FI20075665L; GB2442571A

Abstract

인지 무선(cognitive radio) 및 기타 애플리케이션에 사용되는 스펙트럼 검출 알고리듬 및 방법이 제공된다. 상기 스펙트럼 검출 알고리듬 및 방법은 복수의 채널을 갖는 입력 스펙트럼을 수신하는 단계; 하나 또는 그 이상의 차지된(occupied) 후보 채널(candidate channel)과 베이컨트(vacant) 후보 채널을 결정하기 위해 상기 복수의 입력 스펙트럼에 대한 개략적인 스캔(coarse scan)을 실시하는 단계- 상기 개략적인 스캔은 제1 해상도 대역폭(resolution bandwidth) 및 제1 주파수 제거 증가분(sweep increment)과 관련됨-; 실제로 차지된 채널 및 실제로 베이컨트 채널을 결정하기 위해 상기 차지된 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널에 대한 정밀한 스캔(fine scan)을 실시하는 단계- 상기 정밀한 스캔은 제2 해상도 대역폭 및 제2 주파수 제거 증가분과 관련됨-; 및 상기 실제로 차지된 채널 및 실제로 베이컨트 채널의 표시정보를 저장하는 단계를 포함한다.

인지 무선, 스펙트럼 검출, 후보 채널, 스트롱, 위크, 베이컨트

Description

스펙트럼 검출 알고리듬 및 방법{SPECTRUM-SENSING ALGORITHMS AND METHODS}

본 발명은 인지 무선(cognitive radio) 애플리케이션에 관한 것으로 더욱 상세하게는 스펙트럼 검출 알고리듬 및 기타의 결정 밥업에 관한 것이다.

미국 및 다른 여러나라들에서, 연방 통신 위원회(FFC)와 같은 공식 기구는 개인뿐만 아니라 기업체, 지방 정부, 주정부와 같은 단체의 통신 요구를 총족시키기 위해 무선 스펙트럼의 사용을 규제한다. 더욱 상세하게, 연방 통신 위원회는 상업용 또는 공공용으로 많은 수의 스펙트럼 세그먼트를 단체 및 개인들에게 허가한다(license). 이러한 허가는 엔터티 및 개인들(허가받은 자들(licensees))에게 특정 지리적 영역에서 특정 양의 시간 동안 각각이 허거받은 스펙트럼 세그먼트를 사용할 수 있는 독점적인 권리를 허용한다. 이러한 허가된 스펙트럼 세그먼트는 다른 소스로부터 간섭을 방지하거나 감소시키기 위해 필요한 것으로 알려져 있다. 그러나, 특정 스펙트럼 세그먼트가 특정 시간, 특정 위치에서 사용되지 않는다면(특정 시간, 특정 위치에서 사용되지 않는 스펙트럼을 "가용 스펙트럼"이라 함), 다른 장 치들은 통신을 위해 이 가용 스펙트럼을 사용할 수 있어야 한다. 이러한 가용 스펙트럼의 사용은 무선 스펙트럼 또는 그 일부의 더욱 효율적인 사용을 가능하게 한다.

인지 무선(Cognitive Radio: CR)는 현재 낮은 사용도(current low usage)에 대한 또는 무선 스펙트럼의 사용 시의 해결책으로 알려져 있다. 인지 무선은 환경의 실시간 조건에 무선 동작 특성을 적용함으로써 유연하고 효율적이며 신뢰성 있는 스펙트럼 사용을 가능하게 하는 기술이다. 인지무선은, 특정 사용자에 대해 이미 허가된 주파수 대역에서 현재 동작하는 장치와 간섭을 발생시키지 않으면서 지능적인 방법으로 사용되지 않는 많은 양의 스펙트럼을 사용하게할 수 있다. 인지무선은 무선 기술(예를 들어, 소프트웨어 정의 무선(software-defined radio), 주파수 변환(frequency agility), 파워 제어(power control) 등)의 급속하고 현저한 발전에 의해 가능하게 되었으며, 광대역 스펙트럼 검출, 실시간 스펙트럼 할당 및 포착, 실시간 측정 제공(measurement dissemination) 등과 같은 혁신적인 기술의 사용으로 특징지울 수 있다.

따라서, 효율적이고 정확한 방법으로 차지되지 않은 스펙트럼 세그먼트의 위치를 찾기 위해, 인지 무선 시스템에는 스펙트럼 검출 알고리듬 및 방법이 요구된다. 이러한 스펙트럼 검출 알고리듬 및 방법의 제약은, 주된 스펙트럼 사용자가 인지 무선 사용자를 위해 어떠한 스펙트럼 사용 정보도 제공하지 않는다는 것이다.

추가적인 제악은, 주된 스펙트럼 사용자 신호가 인지 무선 수신기와 근접한 위치의 송신기 또는 매우 이격된 장소에 위치한 송신기로부터 온다는 점이다. 따라 서, 스펙트럼 검출 알고리듬 및 방법은 현재의 스펙트럼 사용자들 사이의 링크에 요구되는 민감도보다 더 낮은, 극도로 낮은 파워 레벨을 갖는 주 신호를 검출할 필요가 있다. 더욱이, 이 주 스펙트럼 사용자 신호 또는 인지 무선 사용자 신호 또는 인지 무선 사용자 신호는 인지 무선 수신기의 동적 범위(dynamic range)를 벗어나기에 충분한 신호 파워를 가질 수 있다. 수신된 신호의 이러한 넓은 동적 범위는 검출 신뢰도 뿐만 아니라 검출 민감도를 보장하는데 매우 어려운 문제가 될 수 있다. 이러한 넓은 범위의 신호 레벨에 임계값이 적용되는 경우 이는 오류 경고를 위한 오검출 이벤트를 발생시킬 수 있다. 그렇지 않다면, 더욱 우수한 검출 민감도를 제공하기 위해 오류 경고 비율을 증가시킬 것이다. 그러므로, 임계값 선택은 스펙트럼 검출 알고리듬 및 방법의 균일한 성능을 위한 매우 중요한 인자가 될 수 있다.

전술한 제약들이 해소된 후에는, 광대역 주파수 스팬(span)에 대한 스펙트럼 검출에 소요되는 시간이 최소화되어야 한다는 더 큰 제약들이 있다. 다시 말하면, 스펙트럼 검출 알고리듬 및 방법을 통해 전체 스펙트럼 효율을 향상시키도록 검출 시간이 최소화되어야 한다. 따라서, 인지 무선 시스템에서 스펙트럼 검출 알고리즘 및 방법은 효율적이고 정확한 방법으로 차지되지 않은 스펙트럼 세그먼트를 찾는 기술이 요구된다.

본 발명은, 인지 무선 시스템에서 효율적이고 정확한 방법으로 차지되지 않은 스펙트럼 세그먼트를 찾을 수 있는 스펙트럼 검출 알고리즘 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명의 일실시형태에 따르면, 인지 무선은 제한된 주파수 스펙트럼 리소스를 사용한다. 상기 인지 무선은 주파수 변환(frequency-agile) 동작과 결합된 하나 또는 그 이상의 스펙트럼 검출 알고리듬 또는 방법을 포함할 수 있다. 이 스펙트럼 검출 알고리듬 또는 방법은 다중 해상도(multi-resolution) 검출 특성을 제공하는 웨이블릿 변환(wavelet transform)을 이용할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따른 스펙트럼 검출 알고리듬 또는 방법은 세 단계의 과정을 포함할 수 있다. 이 세 단계의 과정은, (ⅰ) 개략적인 스캐닝(coarse-scanning) 단계, (ⅱ) 정밀 스캐닝(fine-scanning) 단계, 및 (ⅲ) 최종 결정 단계이다. 본 발명의 다른 실시형태는 상기 세 단계를 대체하는 다른 단계 또는 상기 세 단계가 결합된 더 적은 수의 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 상기 결정 단계에서, 이중 모드 임계값(예를 들어, 스트롱-모드(strong-mode) 및 위크-모드(weak-mode) 임계값)을 사용하여 채널 사용 상태를 결정하기 위해 스펙트럼 측정 결과에 이중 테스팅 방법(즉, 채널 파워 테스팅 및 피크-카운트(peak-count) 테스팅)이 적용될 수 있다. 더하여, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 모드 특정 평균화 옵션(mode specific averaging option)이 전체 검출 시간을 최소화하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 일실시형태에 따르면, 스펙트럼 검출 방법이 제공된다. 상기 방법은, 복수의 채널을 갖는 입력 스펙트럼을 수신하는 단계와, 하나 또는 그 이상의 차지된(occupied) 후보 채널 및 베이컨트(vacant) 후보 채널을 결정하기 위해 상기 입력 스펙트럼의 복수의 채널에 대한 개략적 스캔(coarse scan)을 수행하는 단계와, 실제(actually) 차지된 채널 및 실제 베이컨트 채널을 결정하기 위해 상기 차지된 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널에 대한 정밀 스캔(fine scan)을 수행하는 단계, 및 상기 실제 차지된 채널 및 실제 베이컨트 채널에 대한 표시정보를 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 개략적 스캔은 제1 해상도 대역폭 및 제1 주파수 제거 증가분(sweep increment)과 관련되며, 상기 정밀 스캔은 제2 해상도 대역폭 및 제2 주파수 제거 증가분과 관련된다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 스펙트럼 검출 방법이 제공된다. 상기 방법은 복수의 채널을 갖는 입력 무선 주파수(RF) 스펙트럼을 제공하는 단계, 및 하나 또는 그 이상의 스트롱 후보 채널, 위크 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널을 결정하기 위해 개략적 스캐닝을 이용하여 상기 입력 무선 주파수 스펙트럼의 복수의 채널을 분석하는 단계를 포함한다. 상기 개략적 스캐닝은 제1 해상도 대역폭 및 제1 주파수 제거 증가분과 관련된다. 또한, 상기 방법은, 실제로 차지된 채널 및 실제로 베이컨트 채널을 결정하기 위해 정밀 스캐닝을 이용하여 하나 또는 그 이상의 스트롱 후보 채널, 위크 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널을 분석하는 단계, 및 상기 실제로 차지된 채널 및 실제로 베이컨트 채널의 지시 정보를 저장하는 단계를 포함한다. 상기 정밀 스캐닝은 제2 해상도 대역폭 및 제2 주파수 제거 증가분과 관련된다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 스펙트럼 검출 시스템이 제공된다. 상기 시스템은, 복수의 채널을 갖는 입력 무선 주파수 스펙트럼과, 상기 입력 무선 주파수 스펙트럼으로부터 하나 또는 그 이상의 스트롱 후보 채널, 위크 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널을 결정하는 제1 수단과, 상기 하나 또는 그 이상의 스트롱 후보 채널, 위크 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널에 기초하여 실제 차지된 채널 및 실제 베이컨트 채널을 결정하는 제2 수단을 포함할 수 있다. 상기 제1 수단은 제1 해상도 대역폭 및 제1 주파수 제거 증가분에 관련되며, 상기 제2 수단은 제2 해상도 대역폭 및 제2 주파수 제거 증가분에 관련된다.

본 발명에 따르면, 인지 무선 시스템에서 스펙트럼 세그먼트 검출의 정확도와 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 기술할 것이다. 이하의 설명에서 본 발명의 모든 실시형태가 개시되는 것은 아니다. 본 발명은 매우 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에 개시되는 실시형태에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시형태들은 출원을 위한 법적 요구사항들을 충족시키기 위해 제공되는 것이다. 동일한 구성요소에는 전체적으로 동일한 참조부호가 사용된다.

본 발명의 실시형태들은 제한된 스펙트럼 리소스를 활용하기 위해 인지 무선에 사용되는 스펙트럼 검출 알고리듬 및 방법을 제공할 수 있다. 인지 무선은, 복수의 이동 통신 프로토콜 및 표준을 포함하는 넓은 주파수 범위에서 절충적인(negotiated) 그리고/또는 기회적인(opportunistic) 주파수 공유를 가능하게 한다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 인지 무선은 무선 스펙트럼에서 세그먼트의 사용을 지능적으로 검출할 수 있으며, 다른 인가된 사용자들 사이의 통신과 간섭없이 일시적으로 사용되지 않은 임의의 스펙트럼 세그먼트를 신속하게 이용할 수 있다. 이러한 인지 무선의 사용은 다양한 이종의 무선 네트워크가 서로 공존하게 할 수 있다. 이러한 무선 네트워크들은 셀룰러 네트워크, 무선 개인 영역 네트워크(PAN), 무선 로컬 영역 네트워크(LAN), 및 무선 메트로 영역 네트워크(MAN)를 포함할 수 있다. 또한, 다른 형식의 네트워크도 본 발명의 다른 실시형태에 따라 이용될 수 있다.

1. 다중 해상도 스펙트럼 스캐닝(Multi-Resolution Spectrum Scanning: MRSS)

본 발명의 일실시형태에 따르면, 인지 무선의 스펙트럼 검출 모듈은 다중 해상도 스펙트럼 검출 특성을 제공하는데 웨이블릿 변환(wavelet transform)을 이용할 수 있다. 이는 다중 해상도 스펙트럼 스캐닝(MRSS)이라 표현된다. 인지 무선의 스펙트럼 검출 모듈을 위한 MRSS의 사용은 하드웨어 부담의 증가없이 유연한 검출 해상도를 가능하게 한다.

MRSS가 실행되는 동안, 주어진 시변동 신호(time-variant signal)와 웨이블릿 변환을 위한 기초 신호(basis signal)(예를 들어, 웨이블릿 펄스) 사이의 상관(correlation)을 결정하기 위해 주어진 시변동 신호에 웨이블릿 변환이 적용된다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 상기 상관은 웨이블릿 변환의 계수(coefficient)로서 알 수 있으며, 상기 웨이블릿 변환의 계수는 초기에 아날로그 형태로 결정될 수 있다. MRSS와 함께 사용되는 웨이블릿 변환을 위한 기초 함수로서 제공되는 웨이블릿 펄스는 본 발명의 일실시형태에 따라 변동될 수 있다. 예를 들어, 웨이블릿 변환을 위한 웨이블릿 펄스는 대역폭, 캐리어 주파수 및/또는 시간 주기가 변동될 수 있다. 웨이블릿 펄스의 폭 및/또는 캐리어 주파수를 조정함으로써, 주어진 시변동 신호에 대한 웨이블릿 변환 계수를 통해 제공되는 스펙트럼 정보가 단계화 할 수 있는(scalable) 해상도 또는 다중 해상도로 나타날 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시형태에 따르면, 웨이블릿 펄스 폭 및 웨이블릿 펄스의 캐리어 주파수를 특정 범위 내에 유지시킨 후 변경함으로써, 웨이블릿 변환은 시변동 신호 의 스펙트럼의 정보 분석을 제공할 수 있다.

a. 웨이블릿 펄스 선택

상술한 바와 같이, 푸리에 변환(Fourier transform)을 포함하는 웨이블릿 변환은 기초 함수와 결합하여 시변동 신호에 적용될 수 있으며, 시간 영역에서 제공되는 신호의 스펙트럼 표현을 제공하는데 사용될 수 있다. 즉, 주어진 주파수에서 시변동 신호 및 기초 함수(예를 들어 사인파 기초 함수)의 상관(예를 들어, 웨이블릿 변환 계수)은 주파수에서 스펙트럼 요소를 제공할 수 있다.

웨이블릿 변환의 기초 함수로서 이용되는 웨이블릿 펄스는 본 발명의 일실시형태에 따라 변동될 수 있다. 특히, 본 발명의 일실시형태에 따르면, 웨이블릿 펄스로 이용되는 특정 형식의 기초 함수는 추가적으로 설계가 자유로운(freedom-of-design) 해상도 대역폭(resolution bandwidth)을 갖는다. 웨이블릿 펄스의 폭 및 캐리어 주파수를 조정함으로써, 웨이블릿 변환 상관에 의해 제공되는 스펙트럼 정보는 단계화할 수 있는(scalable) 해상도 또는 다중 해상도로 나타날 수 있다. 도 1a는 본 발명의 일실시형태에 따른 서로 다른 펄스 폭을 갖는 두 개의 웨이블릿 파형(w₁(t), w₂(t))을 도시한다. 도 1b는 본 발명의 일실시형태에 따라 서로 다른 해상도 대역폭을 갖는 도 1a에 도시된 웨이블릿 파형의 대응되는 스펙트럼을 도시한다.

b. MRSS 실시를 위한 블록도

도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 MRSS 프론트-엔드(front-end)(200)의 일례를 도시한 블록도이다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, MRSS 프론트-엔드(200)는 아날로그 웨이블릿 파형 생성기(204)와, 아날로그 곱셈기들(206a, 206b)과, 아날로그 적분기들(208a, 208b), 및 타이밍 클럭(209)을 포함한다. 타이밍 클럭(209)은 웨이블릿 생성기(204), 아날로그 적분기들(208a, 208b) 및/또는 샘플 엔드 홀드(S/H) 회로들(228a, 228b)에 의해 이용되는 타이밍 신호를 제공한다.

도 2를 참조하면, 웨이블릿 생성기(204)는 주어진 국부 발진기(LO)(214) 주파수를 갖는 I- 및 Q- 사인 캐리어인 cos(2πf_kt)(220a) 및 sin(2πf_kt)(220b)를 이용하여 변조되는 일련의 웨이블릿 펄스(w(t))를 생성한다. 이를 통해 일련의 변조된 웨이블릿 펄스 w_I,k(t)(222a) 및 w_Q,k(t)(222b)가 생성된다. I- 및 Q- 사인 캐리어(220a, 220b)를 이용하여, I-성분 신호(220a)는 Q-성분 신호(220b)와 크기가 동일하고 90°의 위상차를 가질 수 있다. 웨이블릿 변환의 일부로서, 일련의 변조된 웨이블릿 펄스 w_I,k(t)(222a) 및 w_Q,k(t)(222b)는 각각의 아날로그 곱셈기들(206a, 206b)에 의해 시변동 입력 신호 r(t)(216)와 곱셈되어 아날로그 입력 신호 y_I,k(t)(224a) 및 y_Q,k(t)(224b)를 생성하고 이들은 각각 아날로그 적분기들(208a, 208b)로 입력된다. 아날로그 적분기(208)는 웨이블릿 변환 아날로그 상관값들 z_I,k(t)(226a) 및 z_Q,k(t)(226b)를 출력한다.

본 발명의 일실시형태에 따르면, 이 아날로그 상관값들 z_I,k(t)(226a) 및 z_Q,k(t)(226b)는 주어진 스펙트럼 폭(즉, 스펙트럼 검출 해상도)을 갖는 웨이블릿 펄스 w(t)(218)를 이용하여 계산될 수 있다. 국부 발진기(214) 주파수의 I- 및 Q- 사인 캐리어(220a, 220b)는 특정 증가분(increment)을 이용하여 제거(sweep)된다. 따라서, 시변동 입력 신호 r(t)(216) 내의 신호 파워 크기 및 주파수 값은, 관심있는 스펙트럼 범위에서 아날로그 상관값들 z_I,k(t)(226a) 및 z_Q,k(t)(226b)으로 검출될 수 있다.

더욱 상세하게, 좁은 웨이블릿 펄스 w(t)(218) 및 국부발진기(214) 주파수의 큰 튜팅 스텝 크기를 적용함으로써, 본 발명의 일실시형태에 따른 MRSS 프론트-엔드(200)는 신속하고 개략적인 방법으로 매우 넓은 스펙트럼 스팬을 시험할 수 있다. 반대로, 매우 정밀한 스펙트럼 검사는 넓은 웨이블릿 펄스 w(t)(218) 및 정밀하고 작은 국부 발진기(214) 주파수의 조정을 통해 구현할 수 있다. 웨이블릿 변환, 다중 해상도를 포함하는 변조된 웨이블릿 펄스 w_I,k(t)(222a) 및 w_Q,k(t)(222b)에 적용될 수 있는 이러한 단계화 할 수 있는 특성은 임의의 추가적인 디지털 하드웨어 부담 없이 얻을 수 있다.

아날로그 적분기(208a, 208b)의 출력에서 결정된 아날로그 상관값들 z_I,k(t)(226a) 및 z_Q,k(t)(226b)는 아날로그-디지털 변환기들(ADCs)(210a, 210b)로 제공될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 아날로그-디지털 변환기들(ADCs)(210a, 210b)이 아날로그 상관값들 z_I,k(t)(226a) 및 z_Q,k(t)(226b)를 적절하게 디지털화 하도록 하기 위해, 샘플 엔드 홀드(S/H) 회로들(228a, 228b)이 아날로 그 상관값들 z_I,k(t)(226a) 및 z_Q,k(t)(226b)의 전압을 유지하기 위해 제공될 수 있다. 디지털화된 상관값들(230a, 230b)은 스펙트럼 사용 상태의 처리 및 결정을 위해 후신호 처리 모듈(post-signal prcessing module)(212)에 제공된다.

도 3의 (a) 내지 (c)는 웨이블릿 펄스의 사용을 통해 주파수 영역에서 단계화 할 수 있는 해상도 제어를 도시한다. 도 3의 (a)는 본 발명의 일실시형태에 따른 입력 RF 신호 스펙트럼의 일례를 도시한다. 도 3의 (b)는 본 발명의 일실시형태에 따른 개략적 또는 정밀 방법에 의한 스팩트럼 검출의 일례를 도시한다. 더욱 상세하게, 도 3의 (b)에서 MRSS 시뮬레이션 결과는 세 개의 입력 신호에 대해 무딘 피크를 갖는 광대역 스펙트럼 형상을 도시한다. 도 3의 (c)는 본 발명의 일실시형태에 따른 정밀 또는 정교한 방법에 의한 스펙트럼 검출의 일례를 도시한다. 더욱 상세하게, 도 3의 (c)에서, 각 신호에 대한 날카로운 피크가 나타난다. 이는 검출 해상도 면에서 더 나은 검출 성능을 나타낸다.

도 3의 (b)에 의해 도시된 개략적인 MRSS 과정은 도 3의 (c)에 도시된 정밀한 MRSS 과정과 비교할 때 검출 시간을 더욱 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시형태에 따른 전체 MRSS 과정은 신속하고 개략적인 방법으로 광대역 스펙트럼에 대한 시험을 수행할 수 있으며, 필요한 경우 하드웨어 부담을 증가시키지 않으면서 정밀한 방법으로 수행될 수도 있다.

2. 스펙트럼 검출 및 결정 과정

본 발명의 일실시형태에 따르면, 스펙트럼 검출의 정확도 및 신뢰성을 향상하기 위해, 세 단계의 스펙트럼 검출 및 결정 과정이 이용될 수 있다. 도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른 스펙트럼 검출 및 결정 과정을 도시한 흐름도의 일례이다.

도 4를 참조하면, 개략적(coarse) 스캐닝 과정이 초기화 될 수 있다(402). 개략적 스캐닝 단계는 광대역 스펙트럼에 대한 채널 파워를측정하고, 각 단위 채널(unit channel)을 세가지의 후보 채널(candidate channel) 중 하나로 분류한다(404). 상기 세가지의 후보 채널은 베이컨트 채널(vacant channel), 스트롱 신호 채널(strong signal channel) 및 위크 신호 채널(weak signal channel)이다. 뒤이어 정밀 스캐닝 과정이 초기화 되고(406), 정밀 스캐닝 과정을 통해 상기 결정된 후보 채널들이 정밀한 방법으로 스캐닝 될 수 있다(408). 이 정밀 스캐닝 과정(408)에서 각 채널에 대한 이중 검사(채널 파워 검사 및 피크-카운트(peak-count) 검사)가 수행될 수 있다. 각 채널이 두 검사를 모두 통과하면, 결정 단계는 각 채널에 대한 스펙트럼 사용 상태가 "비어있음(vacant)" 또는 "차지됨(occupied)"인지 최종 결과를 보고한다.

A. 개략적 스캐닝 단계(coarse scanning stage)

본 발명의 일실시형태에 따른 개략적 스캐닝 과정은 낮은(coarse) 해상도의 MRSS를 이용하여 넓은 스팬(span)에 대한 입력 RF 스펙트럼을 검사한다. 각 채널에 대한 개략적 MRSS 결과는, 해당 채널 인덱스를 세가지 카테고리- 베이컨트 후보 채널, 스트롱 신호 수신 후보 채널 및 위크 신호 수신 후보 채널-로 분류하기 위한 이중 임계값과 비교될 수 있다. 도 5는 본 발명의 일실시형태에 따른 개략적 스캐닝 과정의 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 먼저 MRSS 과정이 초기화될 수 있다(502). 이어, 넓은 스팬(span)에 대한 입력 RF 스펙트럼이, 낮은(coarse) 해상도의 MRSS 파라미터(블록(506)에 의해 제공되는)로 스캔되어, 각 단위 채널(K)에 대한 파워 측정값(P_CH,k)이 제공된다. 이 개략적인 MRSS 파라미터는 웨이블릿 대역폭(Bw_c), 주파수 제거 증가분(Fsw_c), 목표 주신호(target primary signal)의 대역폭(Bt), 시작 주파수(Fstart), 종료 주파수(Fstop), 및 개략적 MRSS 스캔에 대한 반복 회수를 결정하는 평균의 회수(Navg)를 포함한다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 웨이블릿 대역폭(Bw_c) 및 주파수 제거 증가분(Fsw_c)는 하기의 식 1 및 식 2에 따라 목표 주신호의 대역폭(Bt)와 관련된 것일 수 있다.

[식 1]

Bw_c = (Bt/2)

[식 2]

Fsw_c = Bt

파워 측정값(P_CH,k)에서 노이즈의 영향을 감소시키기 위해, 개략적 MRSS 스캔(504)은 Navg회 반복될 수 있고, 파워 측정값(P_CH,k)은 각 채널(K)에 대해 평균으로 결정될 수 있다(508). 따라서, 개략적 MRSS 스캔(504)은, 반복 카운터 카운터(Itr)이 Navg의 한계값에 이를 때까지(510) 각 회수마다 증가하는 반복 카운 터(Itr)을 이용하여(512) Navg회 반복될 수 있다.

평균의 회수(Navg)가 증가함에 따라 k번째 채널에 대한 평균 파워 측정값(P_CH,k)은 실질적으로 입력 노이즈의 영향을 받지 않는 소정 값으로 수렴할 수 있다. 그러나, 평균 과정은 개략적 스펙트럼 검출 과정에 소요되는 검출 시간을 증가시킬 수 있다. 따라서, 평균의 회수(Navg)는 노이즈의 영향을 받지 않으면서 동시에 최소화될 수 있거나 바람직한 개략적 스펙트럼 검출 시간을 얻을 수 있도록 선택되어야 한다.

본 발명의 일실시형태에 따르면, 채널(K)에 대한 평균 파워 측정값(P_CH,k)이 결정된 후, 평균 파워 측정값(P_CH,k)은 선택적으로 dB 스케일로 변환될 수 있다(512). 이어, 채널(K)를 차지된(occupied)(예를 들어, 위크(weak), 스크롱(strong)) 후보 채널 또는 베이컨트(vacant) 후보 채널로 분류하기 위해, 상기 평균 파워 측정값(P_CH,k)은 적어도 두개의 임계 테스트에 적용된다(514, 520).

일반적으로, 주스펙트럼(primary spectrum) 사용자 신호가 넓은 범위의 파워 레벨을 가질 수 있으므로, 본 발명의 일실시형태에 따르면 이중 임계 테스트가 사용될 수 있다. 즉, 넓은 범위의 신호 레벨 파워에 적용되는 하나의 임계값은, 오결정의 발생(misdetection event) 및 오류 경고율(false alarm rate)로 인해 충분하지 못할 수 있다. 예를 들어, 하나의 임계값이 너무 높게 설정되면, 차지된 것으로 검출될 채널(K)의 수가 너무 적을 수 있다. 반대로, 하나의 임계값이 너무 낮게 설정되면, 차디죈 것으로 검출된 채널(K)의 수가 너무 많을 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시형태에 따라 개략적 스펙트럼 검출 과정의 바람직한 동적 범위(dynamic range)를 제공하기 위해, 이중 모드 임계 레벨이 평균 채널 파워값(P_CH,k)에 적용될 수 있다(514, 520). 이중 모드 임계 테스트- 스트롱 모드를 위한 스트롱 임계(TH_S) 테스트(514) 및 위크 모드를 위한 위크 임계 (TH_W) 테스트-를 이용하여 상기 채널 파워값(P_CH,k)을 비교함으로써, 각 채널(K)는 베이컨트 후보채널 또는 차지된(스트롱, 위치) 후보 채널으로 분류될 수 있다. 특히, 특정 채널(K)에 대한 채널 파워값(P_CH,k)이 스트롱 임계(TH_S) 테스트(514) 및 위크 임계(TH_W) 테스트(520)를 모두 만족하지 못하면, 해당 채널(K)은 노이즈 레벨의 파워를 수신한 베이컨트(vacant) 후보채널로 분류될 수 있으며, 베이컨트 후보 채널 인덱스에 부가될 수 있다(524). 특정 채널에 대한 채널 파워값(P_CH,k)이 스트롱 임계(TH_S) 테스트(514)를 충족시킨다면, 해당 채널(K)는 스트롱 신호를 수신한 차지된 후보 채널로 분류될 수 있으며, 스트롱 후보 채널 인덱스에 부가될 수 있다(518). 특정 채널에 대한 채널 파워값(P_CH,k)이 스트롱 임계(TH_S) 테스트(514)를 충족시키기 못하지만 위크 임계(TH_W) 테스트(520)를 충족시킨다면, 해당 채널은 위크 신호를 수신한 차지된 후보 채널로 분류될 수 있으며, 위크 후보 채널 인덱스에 부가될 수 있다(518). 도 6은 본 발명의 일실시형태에 따라 예시적인 복수의 채널(K)에 적용되는 스트롱 임계(TH_S) 및 위크 임계(TH_W)를 도시한다.

본 발명의 일실시형태에 따르면, 두 개의 임계 레벨-스트롱 임계(TH_S)(514) 및 위크 임계(TH_W)(520)-는, 도 5의 블럭(516)에 의해 제공되는 특정 임계 파라미터값에 기반하여 하기 식 3 및 식 4에 따라 결정된다.

[식 3]

TH_S = N_global_db + (D/U)_dB + CNRdb_min

[식 4]

TH_W = N_global_db + DNRdb_min

상기 식 3에서 (D/U)_dB는 주신호 수신 이벤트의 바람직한 신호 파워 레벨과 바람직하지 않은 신호 파워 레벨의 비율일 수 있다. 상기 식 3 및 식 4에서 CNRdb_min은 스펙트럼 검출 기법의 민감도를 나타내는 신호 수신에 대한 캐리어 대 노이즈 비율일 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 상기 식 3 및 식 4에서 전체 노이즈 기준 레벨(global noise reference level)(N_global_db)은 개략적 MRSS 스캔된 파워값(P_CH,k)의 최소값일 수 있다.

국부적 노이즈 기준 측정값(local noise reference estimation value)이 임계 레벨 선택에 사용될 때, 광 범위의 신호 파워 레벨을 갖는 다양한 신호 수신의 경우에 적용될 수 없다. 이 노이즈 기준 레벨의 신뢰성을 향상하기 위해, 상기 전체 노이즈 기준 레벨(N_global_db)은, 적어도 하나의 베이컨트 채널을 보고하기에 충분한 매우 광대역 스펙트럼에 대해 스캔된 노이즈 레벨 측정값으로부터 선택될 수 있다. 더하여, 이 전체 노이즈 기준 레벨(N_global_db)은 이후 설명되는 정밀 스캐닝 과정에서 채널 파워 테스트의 기준으로서 사용될 수 있다.

다시 도 5를 참조하면, 입력 RF 스펙트럼에 대한 개략적 스캐닝 과정이 수행된 후, 각 채널 사용 상태의 최종 결정을 위해, "베이컨트" 채널, "스트롱" 채널 및 "위크" 채널에 해당하는 세 카테고리(Iv, Is 및 Iw)로 분류된 채널 인덱스 리스트가 정밀 스캐닝 및 시험 과정으로 전달될 수 있다(526).

B. 정밀 스캐닝 단계(Fine scanning stage)

도 5의 블록(524, 518 및 522)에서 생성된 후보 채널 인덱스 리스트(Iv, Is 및 Iw)는, 각 채널 카테고리에 상응하는 시험 방법 및 기준을 통해 정밀 스캐닝 과정에서 상세하게 검사된다. 도 7은 본 발명의 일실시형태에 따른 정말 스캐닝 과정의 흐름도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 베이컨트, 스트롱 또는 위크 후보 채널 인덱스(Is, Iw, Iv)는 각각 베이컨트-빈(vacant-bin) 후보 테스트(704), 스트롱-빈(strong-bin) 후보 테스트(702) 및 위크-빈(weak-bin) 후보 테스트(706)에 제공된다.

베이컨트 후보 채널 인덱스(Iv) 상의 채널(K)이 베이컨트 채널으로 확인되면(718), 해당 채널(K)는 베이컨트 채널으로 선언될 수 있다(720). 반면, 베이컨트 후보 채널 인덱스(Iv) 상의 채널(K)이 베이컨트 채널으로 확인되지 않으면(718), 해당 채널에는 추가적으로 위크-빈 후보 테스트(706)가 실행될 수 있다.

유사하게, 스트롱 후보 채널 인덱스(Is) 상의 채널(K)이 스트롱 채널인 것으로 확인 되면(708), 해당 채널(K)은 스트롱 채널으로 선언될 수 있다(710). 반면, 스트롱 후보 채널 인덱스(Is) 상의 채널(K)이 스트롱 채널인 것으로 확인되지 않는다면(708), 해당 채널(K)에는 추가적으로 위크-빈 후보 테스트(706)가 실행될 수 있다.

유사하게, 위크 후보 채널 인덱스(Iw) 또는 블록(708, 718)으로부터 채널(K)가 위크 채널인 것으로 확인되면(714), 해당 채널(K)는 위크 채널 또는/및 차지된 채널로 선언될 수 있다(716, 712). 반면, 채널(K)가 위크 채널인 것으로 확인되지 않으면(714), 차지되지 않은 채널(즉, 베이컨트 채널)으로 선언될 수 있다(720).

도 7에 제안된 베이컨트-빈(vacant-bin) 후보 테스트(704), 스트롱-빈(strong-bin) 후보 테스트(702) 및 위크-빈(weak-bin) 후보 테스트(708)는 도 8a 내지 8d 및 도 9을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.

B.1. 베이컨트-빈 채널 테스트(Vacant-Bin channel testing)

도 8a 내지 8d를 참조하면, 베이컨트 채널 후보를 검사하기 위해, 베이컨트 후보 채널 인덱스(Iv)에 기재된 각 채널 스펙트럼이, 블럭(971)에 의해 제공되는 높은(fine) 해상도의 MRSS 파라미터를 이용하여 블록(970)에서 정밀하게 스캔될 수 있다. 블록(970)에서의 정밀 스캐닝은 복수의 분산된(discrete) 파워값(P_K,m)을 생성한다. 이 파워값(P_K,m)은 정밀 스캐닝 조건을 이용한 K 번째 채널에 대해 스캔된 m번째 분산된 파워값을 나타낸다. 도 9는 정밀 스캐닝 조건을 이용한 스캐닝에 의해 획득된 분산된 파워값(P_K,m)의 일례를 도시한다.

블록(971)에 의해 제공되는 정밀 MRSS 파라미터들은, 웨이블릿 제거 주파 수(Fw_f), 주파수 제거 증가분(Fsw_f), 및 목표 주신호(target primary signal)의 대역폭(Bt)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 웨이블린 대역폭(Bw_f) 및 주파수 제거 증가분(Fsw_f)는 하기 식 5 및 식 6에 따라 목표 주신호의 대역폭(Bt)와 관련될 수 있다.

[식 5]

Bw_f = (1/20)·Bt ~ (1/10)·Bt

[식 6]

Fsw_f = Bw_f

정밀한 MRSS 결과(즉, 베이컨트 후보 채널 인덱스(Iv) 내에 기재된 각 채널(K)에 대한 분산 파워값(P_K,m))에 대한 채널 파워 테스트를 수행하기 위해, 평균 채널 파워(P_CH,k)는 하기 식 7에 따라 각 채널(K)에 대한 분산 파워값(P_K,m)을 평균함으로써 계산될 수 있다(954). 하기 식 7에서, M은 채널당 정밀 스캔된 피크의 전체 수이다.

[식 7]

본 발명의 일실시형태에 따르면, 베이컨트 후보 채널 인덱스(Iv) 내의 각 채널(K)에 대한 평균 채널 파워(P_CH,k)는 선택적으로 dB 스케일로 변환될 수 있 다(974). 블록(976)에서, 각 채널(K)에 대한 평균 채널 파워(P_CH,k)는 임계값(Pthrs)와 비교될 수 있다. 상기 임계값(Pthrs)는 전술한 개략적 스캐닝 단계로부터의 전체 노이즈 기준(N_global_db)(블록(977)의해 제공되는)일 수 있다. 상기 평균 채널 파워(P_CH,k)가 전체 노이즈 기준(N_global_db)보다 작으면, 해당 채널은 최종 결정 단계로 전달될 수 있으며, 베이컨트 채널로 기록될 수 있다(986). 그렇지 않은 경우, 위크 신호 수신에 대한 더욱 자세한 검사를 위해 채널 인덱스는 위크 채널 인덱스(Iw)로 더해진다. 이는 블록(950) 및 그에 이어지는 블록들에 대한 설명에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.

B.2. 스트롱-빈 채널 테스트(Strong-Bin channel testing)

도 8a 내지 8d를 참조하면, 스트롱 채널 후보를 검사하기 위해, 스트롱 후보 채널 인덱스(Is)에 기재된 각 채널 스팩트럼이, 블럭(904)에 의해 제공된 높은 해상도의 MRSS 파라미터를 이용하여 상기 식 5 및 식 6에 따라 스캔될 수 있다(902). 정밀한 MRSS 결과(즉, 스트롱 후보 인덱스(Is)에 기재된 각 채널(K)에 대한 분산 파워값(P_K,m))를 얻기 위한 채널 파워 테스트가 수행될 수 있도록, 식 7에 따라 각 채널(K)에 대한 분산 파워값(P_K,m)을 평균함으로써 평균 채널 파워(P_CH,K)가 계산될 수 있다(906).

본 발명의 일실시형태에 따르면, 스트롱 후보 채널 인덱스(Is) 내의 각 채널에 대한 평균 채널 파워(P_CH,K)는 선택적으로 dB 스케일로 변환될 수 있다(908). 이 어, 스트롱 후보 인덱스(Is) 내의 각 채널에 대한 상기 평균 채널 파워(P_CH,K)는 개략적 스캐닝 단계(910)으로부터의 스트롱 모드 임계값(TH_S)과 같은 임계값(Pthrs)와 비교될 수 있다. 상기 평균 채널 파워(P_CH,K)가 상기 스트롱 모드 임계값(TH_S)보다 크면(910), 해당 채널은 스트롱 신호 수신에 대한 더욱 상세한 조사를 위해 피크-카운트 테스트(914)로 전달된다. 그렇지 않은 경우, 채널 인덱스는 위크 신호 수신에 대한 더욱 상세한 조사를 위해 위크 채널 인덱스(Iw)에 더해진다(950).

스트롱 채널 파워 테스트가 블록(910 및 914)에서 통과될 때, 스트롱 후보 인덱스(Is) 내에 기재된 각 채널(K)에 대한 분산 파워값(P_K,m)은 블록(912)로부터 적어도 일부 획득된 주어진 임계값(Pthrs)와 비교될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 이 임계값(Pthrs)은 도 9에 도시된 것과 같은 각 채널(K)에 대한 분산 파워값(P_K,m)의 최대 최소값의 평균 또는 중간값(PM_K)일 수 있다. 이 임계값(Pthrs)보다 큰 파워값을 갖는 피크의 수가 블록(916, 918)에서 카운트될 수 있다. 특히, 블록(914)에서, 분산 파워값(P_K,m)이 상기 임계값(Pthrs)보다 큰 경우, 피크 카운트는 증가할 수 있다(918). 그렇지 않은 경우에는, 피크 카운트는 그대로 유지되거나 증가하지 않을 수 있다(916). 블록(914-918)에서의 피크 카운트 과정은, 각 채널(K)에 대한 분산 파워값(P_K,m)의 전체 수(B_s)가 검사될 때 까지(920), 분리 카운터(interative counter)(i)가 증가되면서(921)반복될 수 있다. 이어, 각 채널(K)에 대한 최종 피크-카운트 결과가 주어진 피크-카운트 임계값(N_peak_s)과 비 교된다(922). 상기 피크-카운트가 상기 피크-카운트 임계값(N_peak_s)보다 크면(922), 이 채널은 피크-카운트 테스트도 통과하게 된다. 이 때, 해당 채널 인덱스가 최종 결정 단계로 전달되고 스트롱 신호 수신 채널로 기록된다(982). 이에 반해, 이 채널(K)이 피크-카운트 테스트를 통과하지 못하면, 이 채널 인덱스는 위크 신호 수신에 대한 더욱 상세한 검사(950)를 위해 위크 채널 인덱스(Iw)에 더해진다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 이 스트롱 채널 테스트는 인접한 스트롱 신호 스펙트럼에 의한 에일리어스(alise)에 대한 잠재적인 오류-경보(false-alarm)를 방지할 수 있다.

B.3. 위크-빈 채널 테스트(Weak-Bin channel testing)

계속 도 8a 내지 도 8d를 참조하면, 위크 후보 채널 인덱스 리스트(Iw)는 다음의 세부분으로 이루어진다: (ⅰ)개략적 스캐닝 단계에서 위크 후보 채널으로 분류된 채널 인덱스 번호, (ⅱ) 채널 파워 테스트를 실패함으로써 베이컨트 채널 테스트로부터 전달된(976) 채널 인덱스 번호, (ⅲ) 채널 파워 테스트 또는 피크-카운트 테스트를 실패함으로써 스트롱 채널 테스트로부터 전달된(922) 채널 인덱스 번호. 이러한 위크 채널 후보를 검사하기 위해, 후보 채널 인덱스(Iw)에 기재된 각 채널 스펙트럼은, 블록(953)에 의해 제공되는 높은 해상도의 MRSS 파라미터를 이용하여 상기 식 5 및 식 6에 기재된 것과 유사하게 스캔될 수 있다(952).

정밀한 MRSS 결과(즉, 위크 후보 채널 인덱스(Iw) 내의 각 채널(K)에 대한 분산 파워값(P_K,m))를 얻기 위한 채널 파워 테스트가 수행될 수 있도록, 식 7에 따 라 각 채널에 대한 분산 파워값(P_K,m)을 평균함으로써 평균 채널 파워(P_CH,K)가 계산된다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 위크 후보 채널 인덱스(Iw) 내의 각 채널(K)에 대한 평균 채널 파워(P_CH,K)는 선택적으로 dB 스케일로 변환될 수 있다(956). 블록(958)에서, 각 채널(K)에 대한 상기 평균 채널 파워(P_CH,K)는 개략적 스캐닝 단계로부터의 위크 모드 임계값(TH_W)일 수 있는 임계값(Pthrs)와 비교될 수 있다. 상기 평균 채널 파워(P_CH,K)가 상기 위크 모드 임계값(TH_W)보다 크면(958), 해당 채널(K)은 위크 신호 수신에 대한 더욱 상세한 조사를 위해 피크-카운트 테스트(960)로 전달된다. 그렇지 않은 경우, 채널 인덱스 번호는 최종 결정 단계로 전달되고 베이컨트 채널로 기록된다(986). 본 발명의 일실시형태에 따르면, 이 위크 채널 테스트는 인접한 스트롱 신호 스펙트럼으로부터의 에일리어스(alise)에 의한 또는 낮은 해상도 스케닝으로부터의 채널 파워 측정에 의한 잠재적인 오류-경보(false-alarm)를 방지할 수 있다.

위크 채널 파워 테스트가 블록(958 및 960)에서 통과될 때, 위크 후보 인덱스(Iw) 내에 기재된 각 채널(K)에 대한 분산 파워값(P_K,m)은 블록(960)로부터 적어도 일부 획득된 주어진 임계값(Pthrs)와 비교될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 이 임계값(Pthrs)은 도 9에 도시된 것과 같은 각 채널(K)에 대한 분산 파워값(P_K,m)의 최대 최소값의 평균 또는 중간값(PM_K)일 수 있다. 이 임계값(Pthrs)보다 큰 파워값을 갖는 피크의 수가 블록(962, 964)에서 카운트될 수 있다. 특히, 블 록(960)에서, 분산 파워값(P_K,m)이 상기 임계값(Pthrs)보다 큰 경우, 피크 카운트는 증가할 수 있다(964). 그렇지 않은 경우에, 피크 카운트는 그대로 유지되거나 증가하지 않을 수 있다(962). 블록(960-964)에서 기술된 피크 카운트 과정은, 각 채널(K)에 대한 분산 파워값(P_K,m)의 전체 수(B_w)가 검사될 때 까지(966), 분리 카운터(interative counter)(i)가 증가되면서(967)반복될 수 있다. 이어, 각 채널(K)에 대한 최종 피크-카운트 결과가 주어진 피크-카운트 임계값(N_peak_w)과 비교된다. 상기 피크-카운트가 상기 피크-카운트 임계값(N_peak_w)보다 크면(968), 이 채널은 피크-카운트 테스트도 통과하게 된다. 이 때, 해당 채널 인덱스가 최종 결정 단계로 전달되고 위크 신호 수신 채널로 기록된다(984). 이에 반해, 이 채널(K)이 피크-카운트 테스트를 통과하지 못하면, 이 채널 인덱스는 최종 결정 단계로 전달되고 베이컨트 채널에 기록된다(986).

상기 분산 파워값(P_K,m)에 대한 노이즈의 영향을 최소화하기 위해, 블록(902, 952, 970)에서 정밀 스캐닝 단계에 평균 과정이 적용될 수 있다. 따라서, 블록(902, 952, 970)에서의 정밀 MRSS 스캐닝는 스트롱, 위크 및 베이컨트 채널에 대해 각각 N_s, N_w 및 N_v 회 반복될 수 있다. 스트롱 후보 채널 리스트 내의 신호 스펙트럼은, 베이컨트 또는 위크 후보 채널 리스트 내의 신호 스펙트럼과 비교하여 비교적 더 큰 신호 대 노이즈(SNR) 비율을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시형태에 따르면, N_w 또는 N_v와 비교할 때 N_s는 충분히 작을 값을 가질 수 있 다. N_s, N_w 및 N_v의 다양한 조합을 선택함으로써, 정밀 스캐닝 단계에 소요되는 스펙트럼 검출 시간이 전체 스펙트럼 검출 시간을 절약할 수 있도록 최적화될 수 있다.

C. 최종 결정 단계

본 발명의 일실시형태에 따르면, 스트롱 및 위크 채널 테스트를 통과한(982, 984) 채널 리스트는 차지된(occupied) 채널(예를 들어, 실제로 차지된 채널)의 최종 리스트를 제공하기 위해 통합될 수 있다(988). 상기 차지된 채널 리스트(988)는, 인지 무선 사용자 뿐만 아니라 주 스펙트럼 사용자에 대한 간섭을 회피하기 위해 매체 접근 제어(Media Access Control: MAC) 유닛으로 보고될 수 있다(990). 유사하게, 베이컨트 및 위크 채널 테스트 결과로부터의 베이컨트 채널 리스트는 베이컨트 채널(예를 들어, 실제 베이컨트 채널)의 최종 리스트를 제공하기 위해 통합될 수 있다(986). 해당 채널 리스트(986)는 잠재적인 인지 무선 링크로서 이 채널들을 할당하기 위해 매체 접근 제어 유닛에 보고될 수 있다.

전술한 설명 및 첨부 도면에 개시된 기술을 이용하여 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 많은 변형예와 다른 실시형태들을 도출해낼 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 변형예 및 다른 실시형태들은 이하 기재되는 특허 청구 범위 내에 포함되는 것으로 간주되어야 한다. 본 명세서에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 일반적이고 설명을 위한 의미로 사용되었을 뿐이며 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다.

도 1a는 본 발명의 일실시형태에 따라, 다른 펄스 폭을 갖는 웨이블릿 파형(w₁(t), w₂(t))의 예를 도시한 도면.

도 1b는 도 1a에 도시된 웨이블릿 파형의 대응되는 스펙트럼을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 MRSS 프론트-엔드 실시예를 도시한 블록도.

도 3의 (a)는 본 발명의 일실시형태에 따른 입력 RF 신호 스펙트럼의 일례를 도시한 도면이고, (b)는 본 발명의 일실시형태에 따른 개략적 방법(sparse manner)에 의한 스펙트럼 검출을 도시한 도면이며, (c)는 본 발명의 일실시형태에 따른 정밀 방법(precise manner)에 의한 스펙트럼 검출을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른 스펙트럼 검출 및 결정 과정을 도시한 흐름도.

도 5는 본 발명의 일실시형태에 따른 개략적 스캐닝 과정을 도시한 흐름도.

도 6은 본 발명의 일실시형태에 따른 개략적 MRSS의 결과의 일례를 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 일실시형태에 따른 정밀 스캐닝 과정 및 최종 결정 과정을 도시한 흐름도.

도 8a 내지 8d는 본 발명의 일실시형태에 따른 정밀 스캐닝 과정 및 최종 결정 과정을 더욱 상세하게 도시한 흐름도.

도 9는 본 발명에 따른 정밀 MRSS의 결과의 일례를 도시한 도면.

Claims

복수의 채널을 갖는 입력 스팩트럼을 수신하는 단계;

하나 또는 그 이상의 차지된 후보 채널(occupied candidate channel) 및 베이컨트 후보 채널(vacant candidate channel)을 결정하기 위해 상기 입력 스펙트럼의 상기 복수의 채널에 대한 개략적 스캔(coarse scan)을 수행하는 단계;

실제 차지된 채널(actually occupied channel) 및 실제 베이컨트 채널(actually vacant channel)을 결정하기 위해 상기 차지된 후보 채널 및 상기 베이컨트 후보 채널에 대한 정밀 스캔(fine scan)을 수행하는 단계; 및

상기 실제 차지된 채널 및 상기 실제 베이컨트 채널의 지시정보를 저장하는 단계를 포함하며,

상기 개략적 스캔은 제1 해상도 대역폭(resolution bandwidth) 및 제1 주파수 제거 증가분(frequency sweep increment)와 관련되며, 상기 정밀 스캔은 제2 해상도 대역폭 및 제2 주파수 증가분과 관련되며,

상기 개략적 스캔을 수행하는 단계는, 상기 제1 해상도 대역폭 및 상기 제1 주파수 제거 증가분에 기반하여, 상기 복수의 채널 각각에 대해 개략적 채널 파워(coarse channel power)를 측정하는 단계를 포함하고,

상기 정밀 스캔을 수행하는 단계는, 상기 차지된 후보 채널 또는 상기 베이컨트 후보 채널 각각에 해당하는 스펙트럼의 하나 또는 그 이상의 정밀 스캔된 피크에 대한 분산(discrete) 파워값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 해상도 대역폭은 상기 제2 해상도 대역폭보다 크며, 상기 제1 주파수 제거 증가분은 상기 제2 주파수 제거 증가분보다 큰 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 해상도 대역폭은 상기 개략적 스캔되는 채널 대역폭의 절반과 같거나 더 크며, 상기 제1 주파수 제거 증가분은 상기 개략적 스캔되는 채널 대역폭과 같거나 더 큰 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
제1항에 있어서,

상기 제2 주파수 해상도 대역폭은 상기 정밀 스캔되는 채널 대역폭의 절반과 같거나 더 작으며, 상기 제2 주파수 제거 증가분은 상기 정밀 스캔되는 채널 대역폭의 절반과 같거나 더 작은 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
복수의 채널을 갖는 입력 스팩트럼을 수신하는 단계;

하나 또는 그 이상의 차지된 후보 채널(occupied candidate channel) 및 베이컨트 후보 채널(vacant candidate channel)을 결정하기 위해 상기 입력 스펙트럼의 상기 복수의 채널에 대한 개략적 스캔(coarse scan)을 수행하는 단계;

실제 차지된 채널(actually occupied channel) 및 실제 베이컨트 채널(actually vacant channel)을 결정하기 위해 상기 차지된 후보 채널 및 상기 베이컨트 후보 채널에 대한 정밀 스캔(fine scan)을 수행하는 단계; 및

상기 실제 차지된 채널 및 상기 실제 베이컨트 채널의 지시정보를 저장하는 단계를 포함하며,

상기 개략적 스캔은 제1 해상도 대역폭(resolution bandwidth) 및 제1 주파수 제거 증가분(frequency sweep increment)와 관련되며, 상기 정밀 스캔은 제2 해상도 대역폭 및 제2 주파수 증가분과 관련되며,

상기 개략적 스캔을 수행하는 단계는, 상기 제1 해상도 대역폭 및 상기 제1 주파수 제거 증가분에 기반하여, 상기 복수의 채널 각각에 대해 개략적 채널 파워(coarse channel power)를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
제5항에 있어서,

상기 개략적 스캔을 수행하는 단계는, 각 채널에 대한 평균 채널 파워를 생성하기 위해 각 채널에 대해 다수회 측정된 개략적 채널 파워를 평균하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
제6항에 있어서,

상기 개략적 스캔을 수행하는 단계는, 상기 차지된 후보 채널 및 상기 베이컨트 후보 채널을 결정하기 위해, 각 채널에 대한 평균 채널 파워값과 제1 임계값 및 제2 임계값을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
복수의 채널을 갖는 입력 스팩트럼을 수신하는 단계;

하나 또는 그 이상의 차지된 후보 채널(occupied candidate channel) 및 베이컨트 후보 채널(vacant candidate channel)을 결정하기 위해 상기 입력 스펙트럼의 상기 복수의 채널에 대한 개략적 스캔(coarse scan)을 수행하는 단계;

실제 차지된 채널(actually occupied channel) 및 실제 베이컨트 채널(actually vacant channel)을 결정하기 위해 상기 차지된 후보 채널 및 상기 베이컨트 후보 채널에 대한 정밀 스캔(fine scan)을 수행하는 단계; 및

상기 실제 차지된 채널 및 상기 실제 베이컨트 채널의 지시정보를 저장하는 단계를 포함하며,

상기 개략적 스캔은 제1 해상도 대역폭(resolution bandwidth) 및 제1 주파수 제거 증가분(frequency sweep increment)와 관련되며, 상기 정밀 스캔은 제2 해상도 대역폭 및 제2 주파수 증가분과 관련되며,

상기 정밀 스캔을 수행하는 단계는, 상기 차지된 후보 채널 또는 상기 베이컨트 후보 채널 각각에 해당하는 스펙트럼의 하나 또는 그 이상의 정밀 스캔된 피크에 대한 분산(discrete) 파워값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
제8항에 있어서,

상기 하나 또는 그 이상의 정밀 스캔된 피크에 대한 분산 파워값은, 상기 차지된 후보 채널 또는 상기 베이컨트 후보 채널 각각에 해당하는 평균 정밀 채널 파워를 생성하기 위해, 다수의 정밀 스캔된 피크에 따라 평균되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
제9항에 있어서,

상기 베이컨트 후보 채널에 대한 상기 평균 정밀 채널 파워는, 상기 베이컨트 후보 채널이 실제 베이컨트 채널인 것을 결정하기 위해, 채널 노이즈 기준 레벨과 비교되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
제9항에 있어서,

상기 차지된 후보 채널에 대한 상기 평균 정밀 채널 파워는, 실제 차지된 체널의 적어도 일부를 결정하기 위해 제1 임계 레벨과 비교되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
제11항에 있어서,

상기 차지된 후보 채널에 대한 상기 평균 정밀 채널 파워가 상기 제1 임계 레벨을 만족하는 경우, 상기 실제 차지된 채널을 결정하기 위해, 제2 임계 레벨을 만족하는 상기 차지된 후보 채널에서의 정밀 스캔된 피크가 카운트되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
복수의 채널을 갖는 입력 무선 주파수(RF) 스펙트럼을 제공하는 단계;

하나 또는 그 이상의 스트롱(strong) 후보 채널, 위크(weak) 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널을 결정하기 위해 개략적 스캐닝을 이용하여 상기 입력 RF 스펙트럼의 복수의 채널을 분석하는 단계;

실제 차지된 채널 및 실제 베이컨트 채널을 결정하기 위해 정밀 스캐닝을 이용하여 상기 하나 또는 그 이상의 스트롱 후보 채널, 위크 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널을 분석하는 단계; 및

상기 실제 차지된 채널 및 상기 실제 베이컨트 채널의 지시정보를 저장하는 단계를 포함하며,

상기 개략적 스캐닝은 제1 해상도 대역폭 및 제1 주파수 제거 증가분과 관련되며, 상기 정밀 스캐닝은 제2 해상도 대역폭 및 제2 주파수 제거 증가분과 관련되며,

상기 개략적 스캐닝은, 상기 제1 해상도 대역폭 및 상기 제1 주파수 제거 증가분에 기반하여, 상기 입력 RF 스펙트럼의 복수의 채널 각각에 대해 개략적 채널 파워(coarse channel power)를 측정하며,

상기 정밀 스캐닝은, 상기 제2 해상도 대역폭 및 상기 제2 주파수 제거 증가분에 기반하여, 상기 하나 또는 그 이상의 스트롱 후보 채널, 위크 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널에 대한 정밀 채널 파워를 측정하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
제13항에 있어서,

상기 제1 해상도 대역폭은 상기 제2 해상도 대역폭보다 크며, 상기 제1 주파수 제거 증가분은 상기 제2 주파수 제거 증가분보다 큰 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
복수의 채널을 갖는 입력 무선 주파수(RF) 스펙트럼을 제공하는 단계;

하나 또는 그 이상의 스트롱(strong) 후보 채널, 위크(weak) 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널을 결정하기 위해 개략적 스캐닝을 이용하여 상기 입력 RF 스펙트럼의 복수의 채널을 분석하는 단계;

실제 차지된 채널 및 실제 베이컨트 채널을 결정하기 위해 정밀 스캐닝을 이용하여 상기 하나 또는 그 이상의 스트롱 후보 채널, 위크 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널을 분석하는 단계; 및

상기 실제 차지된 채널 및 상기 실제 베이컨트 채널의 지시정보를 저장하는 단계를 포함하며,

상기 개략적 스캐닝은 제1 해상도 대역폭 및 제1 주파수 제거 증가분과 관련되며, 상기 정밀 스캐닝은 제2 해상도 대역폭 및 제2 주파수 제거 증가분과 관련되며,

상기 개략적 스캐닝은, 상기 제1 해상도 대역폭 및 상기 제1 주파수 제거 증가분에 기반하여, 상기 입력 RF 스펙트럼의 복수의 채널 각각에 대해 개략적 채널 파워(coarse channel power)를 측정하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
제15항에 있어서,

상기 각 채널에 대해 측정된 개략적 채널 파워는 제1 임계값과 제2 임계값을 포함하는 이중 모드 임계값과 비교되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
제16항에 있어서,

상기 각 채널에 대해 측정된 개략적 채널 파워가 상기 제1 임계값보다 크면, 상기 각 채널은 스트롱 후보 채널로 결정되고,

상기 각 채널에 대해 측정된 개략적 채널 파워가 상기 제2 임계값보다 작으면 상기 각 채널은 베이컨트 후보 채널로 결정되고,

상기 각 채널에 대해 측정된 개략적 채널 파워가 상기 제1 임계값과 상기 제2 임계값 사이에 존재하면, 상기 각 채널은 위크 후보 채널으로 결정되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
복수의 채널을 갖는 입력 무선 주파수(RF) 스펙트럼을 제공하는 단계;

하나 또는 그 이상의 스트롱(strong) 후보 채널, 위크(weak) 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널을 결정하기 위해 개략적 스캐닝을 이용하여 상기 입력 RF 스펙트럼의 복수의 채널을 분석하는 단계;

실제 차지된 채널 및 실제 베이컨트 채널을 결정하기 위해 정밀 스캐닝을 이용하여 상기 하나 또는 그 이상의 스트롱 후보 채널, 위크 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널을 분석하는 단계; 및

상기 실제 차지된 채널 및 상기 실제 베이컨트 채널의 지시정보를 저장하는 단계를 포함하며,

상기 개략적 스캐닝은 제1 해상도 대역폭 및 제1 주파수 제거 증가분과 관련되며, 상기 정밀 스캐닝은 제2 해상도 대역폭 및 제2 주파수 제거 증가분과 관련되며,

상기 정밀 스캐닝은, 상기 제2 해상도 대역폭 및 상기 제2 주파수 제거 증가분에 기반하여, 상기 하나 또는 그 이상의 스트롱 후보 채널, 위크 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널에 대한 정밀 채널 파워를 측정하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
제18항에 있어서,

상기 정밀 스캔에 의해 분석된 스트롱 또는 위크 후보 신호에 대해, 실제 차 지된 채널 또는 실제 베이컨트 채널을 결정하기 위해, 상기 각각의 스트롱 또는 위크 후보 신호의 정밀 채널 파워 및 상기 각각의 스트롱 또는 위크 후보 채널의 스펙트럼에 관련된 다수의 피크가 측정되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
제18항에 있어서,

상기 정밀 스캐닝은 스트롱 후보 채널에 대한 스트롱-빈(strong-bin) 후보 테스트와, 위크 후보 채널에 대한 위크-빈(weak-bin) 후보 테스트 및 베이컨트 후보 채널에 대한 베이컨트-빈(vacant-bin) 후보 테스트를 포함하며,

상기 스트롱-빈 후보 테스트에 의해 상기 스트롱 후보 채널이 실제 차지된 신호인 것으로 결정되지 않으면, 상기 스트롱 후보 채널에 상기 위크-빈 후보 테스트가 더 적용되고,

상기 베이컨트-빈 후보 테스트에 의해 상기 베이컨트 후보 채널이 실제 베이컨트 신호인 것으로 결정되지 않으면, 상기 베이컨트 채널에 상기 위크-빈 후보 테스트가 더 적용되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 방법.
복수의 채널을 갖는 입력 무선 주파수(RF) 스펙트럼;

상기 입력 RF 스팩트럼으로부터 하나 또는 그 이상의 스트롱 후보 채널, 위크 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널을 결정하기 위한 제1 수단;

상기 하나 또는 그 이상의 스트롱 후보 채널, 위크 후보 채널 및 베이컨트 후보 채널에 기반하여 실제 차지된 채널 및 실제 베이컨트 채널을 결정하기 위한 제2 수단을 포함하며,

상기 제1 수단은 제1 해상도 대역폭 및 제1 주파수 제거 증가분과 관련되며, 상기 제2 수단은 제2 해상도 대역폭 및 제2 주파수 제거 증가분과 관련되며,

상기 제1 수단은, 상기 제1 해상도 대역폭 및 상기 제1 주파수 제거 증가분에 기반하여, 상기 복수의 채널 각각에 대해 개략적 채널 파워(coarse channel power)를 측정하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 검출 시스템.