KR101072063B1 - Ｃｓｍａ/ｃａ 무선 네트워크에 기초한 무선 인지 시스템에서의 전송 전력을 할당하는 방법 - Google Patents

Ｃｓｍａ/ｃａ 무선 네트워크에 기초한 무선 인지 시스템에서의 전송 전력을 할당하는 방법 Download PDF

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Abstract

CSMA/CA 무선 네트워크에 기초한 무선 인지 시스템에서의 전송 전력을 할당하는 방법이 개시된다. 전송 전력을 할당하는 방법은 프라이머리 시스템과 세컨더리 시스템 간의 거리를 산출하는 단계 및 상기 거리에 따른 최대 전송 전력 결정 조건을 고려하여 상기 세컨더리 시스템에 할당될 최대 전송 전력을 결정하는 단계를 포함한다.
무선 인지 네트워크, CSMA/CA, 언더레이, 캐리어 센싱

Description

ＣＳＭＡ/ＣＡ 무선 네트워크에 기초한 무선 인지 시스템에서의 전송 전력을 할당하는 방법{METHOD FOR ALLOCATING TRANSMISSION POWER IN COGNITIVE RADIO SYSTEM BASED ON CSMA/CA WIRELESS NETWORK}
본 발명은 무선 인지 시스템에서의 전송 전력을 할당하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 인지 언더레이 방식에 있어 프라이머리 시스템에 미치는 간섭량을 최소화하고자 세컨더리 시스템이 사용할 수 있는 최대 전송 전력을 할당하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-F-013-01, 과제명: 스펙트럼 공학 및 밀리미터파대 전파자원 이용기술개발].
최근 다양한 무선 통신의 발달로 무선 애플리케이션의 개발과 사용이 매우 빠르게 진행되고 있다. 새로운 무선 서비스의 개발은 무선 주파수에 대한 수요를 급격하게 증가시키고 있으며, 주파수의 가치 또한 급격히 높아져 가고 있다. 이처럼 과거와는 달리, 주파수 자원의 수요가 공급보다 매우 많아져 주파수 부족 현상이 심각하게 대두하고 있다. 사용되지 않은 주파수 자원을 효율적으로 이용할 수 있는 기술을 개발한다면, 주파수 자원 부족 현상을 쉽게 해결할 수 있다.
무선 인지 (cognitive radio) 기술은 사용 효율이 낮거나 사용되지 않은 주파수 자원의 이용 효율을 극대화하고자 동적으로 스펙트럼을 할당하는 기술이다. 다시 말하면, 주 사용자 (primary user)에 의해 할당된 주파수 자원을 부 사용자 (cognitive/secondary user)가 사용할 수 있도록 허락하는 기술이다. 이 기술에서 주파수 사용은 주 사용자에게 더욱 높은 우선권이 있으며, 부 사용자는 해당 주파수를 사용함에 주 사용자의 서비스 질 (quality of service) 을 떨어뜨리는 간섭을 일으켜서는 안 된다.
결국, 무선 인지 기술에 따른 제한 조건을 만족하면서, 부 사용자에게 최대한의 전송 전력을 할당하여 신호를 전송할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 CSMA/CA 무선 네트워크 환경의 무선 인지 시스템에서 세컨더리 시스템에게 최대 전송 전력을 할당하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 CSMA/CA 무선 네트워크 환경의 무선 인지 시스템에서 세컨더리 시스템의 전송과 무관하게 프라이머리 시스템의 전송을 보장하기 위한 최대 전송 전력을 할당하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 CSMA/CA 무선 네트워크 환경의 무선 인지 시스템에서 캐리어 센싱 임계값에 따라 주파수 공유시 발생하는 네트워크의 간섭을 최소화할 수 있는 최대 전송 전력을 할당하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 CSMA/CA 무선 네트워크 환경의 무선 인지 시스템에서 프라이머리 시스템의 전송을 감지할 수 있도록 세컨더리 시스템의 최대 캐리어 센싱 임계값을 결정하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전송 전력을 할당하는 방법은 프라이머리 시스템과 세컨더리 시스템 간의 거리를 산출하는 단계 및 상기 거리에 따른 최대 전송 전력 결정 조건을 고려하여 상기 세컨더리 시스템에 할당될 최대 전송 전력을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 프라이머리 시스템은 반송파 감지 다중 접속 방식(carrier sense multiple access with collision avoidance: CSMA/CA)에 따라 신호를 전송할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 세컨더리 시스템에 할당될 최대 전송 전력을 결정하는 단계는 상기 산출된 거리에 따른 상기 프라이머리 시스템의 수신단에서의 신호 대 잡음 및 간섭비(SINR)에 관한 제1 전송 전력 결정 조건을 만족하는 최대 전송 전력을 결정하는 단계 및 상기 산출된 거리에 따른 상기 프라이머리 시스템의 캐리어 센싱 임계값에 관한 제2 전송 전력 결정 조건을 만족하는 최대 전송 전력을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 제1 전송 전력 결정 조건을 만족하는 최대 전송 전력을 결정하는 단계는 상기 프라이머리 시스템의 수신단에서의 신호 대 잡음 및 간섭비(SINR)가 미리 설정한 신호 대 잡음 및 간섭비를 만족하는 제1 전송 전력 결정 조건을 고려하여 최대 전송 전력을 결정할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 제2 전송 전력 결정 조건을 만족하는 최대 전송 전력을 결정하는 단계는 상기 프라이머리 시스템의 캐리어 센싱 임계값이 상기 세컨더리 시스템의 송신단에서 상기 프라이머리 시스템의 수신단에 미치는 신호의 세기보다 큰 값을 유지하는 제2 전송 전력 결정 조건을 고려하여 최대 전송 전력을 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전송 전력을 할당하는 방법은 상기 세컨더리 시스템에 미리 설정한 최소 전송 전력보다 작은 전송 전력이 할당될 경우, 상기 세컨더리 시스템의 최대 캐리어 센싱 임계값을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 프라이머리 시스템과 세컨더리 시스템 간의 거리에 따른 최대 전송 전력을 결정함으로써, 세컨더리 시스템의 신호 전송과 무관하게 프라이머리 시스템의 신호 전송이 보장될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 프라이머리 시스템의 캐리어 센싱 임계값을 고려하여 세컨더리 시스템에 할당될 전송 전력을 결정함으로써, 프라이머리 시스템의 신호 전송에 따른 서비스의 품질이 보장될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 세컨더리 시스템의 최대 캐리어 센싱 임계값을 결정함으로써, 세컨더리 시스템이 최소 전송 전력보다 낮은 전송 전력을 사용하는 경우에도 프라이머리 시스템의 신호 전송을 감지하여 프라이머리 시스템의 전송에 대해 간섭을 미치지 않도록 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명의 일실시예에 따른 전송 전력을 할당하는 방법은 프라이머리 시스템 및 세컨더리 시스템을 포함하는 무선 인지 시스템에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 시스템의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 무선 인지 시스템은 프라이머리 시스템(101) 및 세컨더리 시스템(104)을 포함할 수 있다. 여기서, 프라이머리 시스템(101)은 송신단(102) 및 수신단(103)을 포함할 수 있다. 또한, 세컨더리 시스템(104)은 송신단(105) 및 수신단(106)을 포함할 수 있다.
일례로, 무선 인지 시스템은 프라이머리 시스템(101) 및 세컨더리 시스템(104)이 주파수 대역(107)을 공유할 수 있는 무선 인지 언더레이 방식이 적용될 수 있다. 구체적으로, 무선 인지 언더레이 방식은 프라이머리 시스템(101)에 의해 할당된 주파수 대역에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 세컨더리 시스템(104)이 해당 주파수 대역을 공유하여 사용하는 것을 의미할 수 있다. 이 때, 세컨더리 시스템(104)은 넓은 주파수 대역에 걸쳐 낮은 스펙트럼 밀도의 신호를 송신함으로써, 프라이머리 시스템(101)의 전송에 간섭을 주지 않도록 신호를 송신할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 시스템은 반송파 감지 다중 접속 방식(carrier sense multiple access with collision avoidance: CSMA/CA)에 따라 신호를 전송할 수 있다. 무선 인지 시스템에서 프라이머리 시스템(101)은 공유된 주파수 대역의 캐리어(108)를 세컨더리 시스템(104)보다 우선적으로 사용할 수 있다. 이 때, CSMA/CA 방식에 의하면, 프라이머리 시스템(101)은 캐리어 센싱 범위에 포함된 세컨더리 시스템(104)이 공유된 주파수 대역을 사용하는 경우, 자신의 신호 전송을 시도하지 않고 지연할 수 있다. 이 경우, 프라이머리 시스템(101)은 신호 전송 지연에 따라 서비스의 품질이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 전송 전력을 할당하는 방법은 프라이머리 시스템(101)과 세컨더리 시스템(104) 간의 거리 및 프라이머리 시스템(101)의 캐리어 센싱 임계값을 고려하여 세컨더리 시스템(104)에 할당될 최대 전송 전력을 결정할 수 있다. 결국, 세컨더리 시스템(104)이 결정된 최대 전송 전력에 따라 신호를 전송하더라도, 프라이머리 시스템(101)은 세컨더리 시스템(104)의 신호 전송과 무관하게 신호를 전송할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 전송 전력을 할당하는 방법은 세컨더리 시스템(104)에 프라이머리 시스템(101)의 신호 전송에 영향을 주지 않는 최대 전송 전력을 결정할 수 있다.
도 1을 참고하면, 프라이머리 시스템(101)의 송신단(102)이 주파수 대역(107)의 캐리어(108)을 통해 수신단(103)에 신호를 전송한다고 가정한다. 만약, 세컨더리 시스템(104)의 캐리어 센싱 범위에 프라이머리 시스템(101)이 속하지 않는 경우, 세컨더리 시스템(104)의 송신단(105)는 프라이머리 시스템(101)에서의 신호 전송을 감지하지 못하고 수신단(106)에게 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 프라이머리 시스템(101)과 세컨더리 시스템(104)의 신호 전송에 의해 서로 간섭을 주게 되어, 전송되는 신호 품질이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 전송 전력을 할당하는 방법은 CSMA/CA 방식에 의한 캐리어 센싱 임계값을 고려하여 세컨더리 시스템(104)에 할당할 최대 전송 전력을 결정할 수 있다. 그러면, 세컨더리 시스템(104)의 송신단(105)은 결정된 최대 전송 전력에 따라 신호를 전송하더라도, 프라이머리 시스템(101)의 송신단(102)이 신호를 전송하는 것에 간섭을 주지 않을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 언더레이 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2의 그래프에서, 도면부호(201)는 할당된 주파수에 대해 우선적으로 사 용할 수 있는 프라이머리 시스템의 전송 전력(Ppt)을 나타낸다. 그리고, 도면 부호(201)는 상기 할당된 주파수에 대해 프라이머리 시스템과 공유할 수 있는 세컨더리 시스템의 전송 전력(Spt)을 나타낸다. 앞에서 이미 언급했듯이, 프라이머리 시스템과 세컨더리 시스템을 포함하는 무선 인지 시스템은 무선 인지 언더레이 방식에 따라 신호를 전송할 수 있다.
즉, 프라이머리 시스템은 주파수 사용에 대해 사용 면허 대역을 얻어 신호를 전송할 수 있다. 그리고, 세컨더리 시스템은 상기 사용 면허 대역을 포함한 전체 주파수 대역에 대해 충분히 낮은 전력으로 신호를 전송할 수 있다. 따라서, 세컨더리 시스템은 사용 면허 대역을 공유하지만, 프라이머리 시스템의 신호 전송에 간섭을 주지 않도록 신호를 전송할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 시스템에서의 전송 전력을 할당하는 방법을 도시한 플로우차트이다.
일례로, 무선 인지 시스템은 무선 인지 언더레이 방식이 적용될 수 있다. 그리고, 무선 인지 시스템은 반송파 감지 다중 접속 방식(CSMA/CA)에 따라 신호를 전송하는 프라이머리 시스템과 세컨더리 시스템을 포함할 수 있다.
단계(S301)에서, 전송 전력을 할당하는 방법은 프라이머리 시스템과 세컨더리 시스템 간의 거리를 산출할 수 있다. 이 때, 전송 전력을 할당하는 방법은 프라이머리 시스템의 송신단과 프라이머리 시스템의 수신단 사이의 거리를 산출할 수 있다. 또한, 전송 전력을 할당하는 방법은 프라이머리 시스템의 수신단과 세컨더 리 시스템의 송신단 사이의 거리를 산출할 수 있다.
단계(S302)에서, 전송 전력을 할당하는 방법은 산출된 거리에 따른 최대 전송 전력 결정 조건을 고려하여 세컨더리 시스템에 할당될 최대 전송 전력을 결정할 수 있다.
일례로, 전송 전력을 할당하는 방법은 산출된 거리에 따른 프라이머리 시스템의 수신단에서의 신호 대 잡음 및 간섭비(SINR)에 관한 제1 전송 전력 결정 조건을 만족하는 최대 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 때, 전송 전력을 할당하는 방법은 프라이머리 시스템의 수신단에서의 신호 대 잡음 및 간섭비(SINR)가 미리 설정한 신호 대 잡음 및 간섭비를 만족하는 제1 전송 전력 결정 조건을 고려하여 최대 전송 전력을 결정할 수 있다.
일례로, 전송 전력을 할당하는 방법은 하기 수학식 1에 따른 제1 전송 전력 결정 조건을 고려하여 세컨더리 시스템에 할당될 최대 전송 전력(Pst)을 결정할 수 있다.
Figure 112008088011336-pat00001
Figure 112008088011336-pat00002
여기서,
Figure 112008088011336-pat00003
는 프라이머리 시스템의 수신단에서의 신호 대 잡음 및 간섭비를 의미한다. Ppt는 프라이머리 시스템의 송신단에 할당된 전송 전력을 의미하고, Pst는 세컨더리 시스템의 송신단에 할당될 전송 전력을 의미한다. 이 때, Ppt는 고정된 값일 수 있다. 그리고, Pst는 Pmin ≤ PSt ≤ Pmax 를 만족할 수 있다.
즉, 프라이머리 시스템의 수신단에서의 신호 대 잡음 및 간섭비는 거리에 따른 프라이머리 시스템의 송신단이 프라이머리 시스템의 수신단에 미치는 신호의 세기 및 거리에 따른 세컨더리 시스템의 송신단에서 프라이머리 시스템의 수신단에 미치는 신호의 세기를 이용하여 결정될 수 있다.
그리고, PPt(dx)′, PSt(dy)′는 각각 path loss 모델 (
Figure 112008088011336-pat00004
)에 따른 프라이머리 시스템의 송신단과 세컨더리 시스템의 송신단에서 각각 프라이머리 시스템의 수신단에 미치는 신호의 세기를 의미한다. 그리고, dx는 프라이머리 시스템의 송신단과 프라이머리 시스템의 수신단 사이의 거리를 의미하고, dy는 프라이머리 시스템의 수신단과 세컨더리 시스템의 송신단 사이의 거리를 의미한다.
그리고 SINRreq는 프라이머리 시스템의 수신단에서 신호의 수신 여부를 결정하기 위해 미리 정의한 신호 대 잡음 및 간섭비이다. 이 때, SINRreq는 고정되어 있기 때문에 프라이머리 시스템과 세컨더리 시스템 간의 거리 정보에 따라 세컨더 리 시스템이 신호 전송을 시도하면 안 되는 지역 v(no-talk region)가 결정될 수 있다.
일례로, 전송 전력을 할당하는 방법은 산출된 거리에 따른 상기 프라이머리 시스템의 캐리어 센싱 임계값에 관한 제2 전송 전력 결정 조건을 만족하는 최대 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 때, 전송 전력을 할당하는 방법은 프라이머리 시스템의 캐리어 센싱 임계값이 세컨더리 시스템의 송신단에서 프라이머리 시스템의 수신단에 미치는 신호의 세기보다 큰 값을 유지하는 제2 전송 전력 결정 조건을 고려하여 최대 전송 전력을 결정할 수 있다.
일례로, 전송 전력을 할당하는 방법은 하기 수학식 2에 따른 제2 전송 전력 결정 조건을 고려하여 세컨더리 시스템에 할당될 최대 전송 전력(Pst)을 결정할 수 있다.
Figure 112008088011336-pat00005
여기서,
Figure 112008088011336-pat00006
는 프라이머리 시스템의 캐리어 센싱 임계값을 의미하고,
Figure 112008088011336-pat00007
는 path loss 모델에 따라 세컨더리 시스템의 송신단에서 프라이머리 시스템의 송신단까지 미치는 신호의 세기를 의미한다. 제2 전송 전력 결정 조건에 따르면, 프라이머리 시스템의 캐리어 센싱 임계값은 세컨더리 시스템의 신호 전송에 따라 미치는 신호의 세기보다 큰 값을 유지함으로써, 프라이 머리 시스템은 세컨더리 시스템의 신호 전송과 상관없이 언제든지 신호 전송을 위한 채널에 접근할 수 있다.
일례로, 전송 전력을 할당하는 방법은 제1 전송 전력 결정 조건과 제2 전송 전력을 만족하는 최대 전송 전력을 세컨더리 시스템의 최대 전송 전력으로 결정할 수 있다. 이 때, 제1 전송 전력 결정 조건에 따른 최대 전송 전력과 제2 전송 전력 결정 조건에 따른 최대 전송 전력 중 작은 값이 세컨더리 시스템의 최대 전송 전력으로 결정될 수 있다.
단계(S103)에서, 전송 전력을 할당하는 방법은 세컨더리 시스템에 미리 설정한 최소 전송 전력보다 작은 전송 전력이 할당될 경우, 세컨더리 시스템의 최대 캐리어 센싱 임계값을 계산할 수 있다. 일례로, 전송 전력을 할당하는 방법은 프라이머리 시스템의 송신단에서 세컨더리 시스템의 송신단에 미치는 신호의 세기보다 작은 값을 유지하도록 최대 캐리어 센싱 임계값을 계산할 수 있다.
일례로, 전송 전력을 할당하는 방법은 하기 수학식 3에 따라 세컨더리 시스템의 최대 캐리어 센싱 임계값(CS_threshold(St))을 계산할 수 있다.
Figure 112008088011336-pat00008
여기서, PPt(dx + dx)′는 path loss 모델에 따른 프라이머리 시스템의 송신단에서 세컨더리 시스템의 송신단에 미치는 신호의 세기를 의미할 수 있다. 그리고, CS_threshold(St)는 세컨더리 시스템의 최대 캐리어 센싱 임계값을 의미할 수 있다.
상기 수학식 3에 따르면, 프라이머리 시스템이 신호 전송이 존재하는 경우, 세컨더리 시스템에 할당되는 전송 전력이 미리 설정한 최소 전송 전력보다 낮더라도, 세컨더리 시스템은 프라이머리 시스템의 신호 전송을 감지할 수 있다. 결국, 세컨더리 시스템은 프라이머리 시스템의 신호 전송을 감지하여 자신의 신호 전송을 지연함으로써 프라이머리 시스템이 사용하고 있는 채널의 접근 기회를 줄일 수 있다. 즉, 프라이머리 시스템의 신호 전송이 존재하는 경우, 세컨더리 시스템의 신호 전송이 이루어지지 않도록 함으로써, 필요 없는 세컨더리 시스템의 간섭을 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 CSMA/CA 무선 네트워크에서 캐리어 센싱 임계값을 필요성을 설명하기 위한 일례를 도시한 도면이다.
앞에서 이미 언급했듯이, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 시스템은 프라이머리 시스템과 세컨더리 시스템을 포함한다. 그리고, 프라이머리 시스템과 세컨더리 시스템은 CSMA/CA 방식에 따라 신호를 전송할 수 있다.
도 4는 프라이머리 시스템의 송신단(102)의 캐리어 센싱 범위인 Tcs(pt)(402)에 세컨더리 시스템의 송신단(106)이 포함되는 것을 나타낸다. 그리고, 도 4를 참고하면, 세컨더리 시스템의 송신단(106)의 캐리어 센싱 범위인 Tcs(St)(403)에 프라이머리 시스템의 송신단(102)가 포함되지 않는 것을 알 수 있다.
도 4의 경우, 세컨더리 시스템의 송신단(106)의 캐리어 센싱 범위(403)에 프라이머리 시스템의 송신단(102)이 포함되지 않기 때문에, 세컨더리 시스템의 송신단(106)은 프라이머리 시스템의 송신단(102)의 신호 전송을 감지할 수 없다. 그러면, 세컨더리 시스템의 송신단(106)은 계속해서 세컨더리 시스템의 수신단에 신호를 전송할 수 있다.
그러나, 프라이머리 시스템의 송신단(102)의 캐리어 센싱 범위(401)에 세컨더리 시스템의 송신단(106)이 포함되지 때문에, 프라이머리 시스템의 송신단(102)은 세컨더리 시스템의 신호 전송을 감지할 수 있다. 결국, 프라이머리 시스템의 송신단(102)은 세컨더리 시스템의 신호 전송을 감지하면 자신의 신호 전송을 지연하게 되어 신호 전송 기회를 박탈당할 수 있다. 즉, 프라이머리 시스템의 입장에서 신호 대 잡음 및 간섭비는 보장될 수 있으나, 적은 신호 전송 횟수로 인해 서비스의 질이 저하될 수 있다.
따라서, 프라이머리 시스템의 캐리어 센싱 임계값을 고려하여 세컨더리 시스템에 할당될 전송 전력을 결정하는 것이 중요하다. 본 발명의 일실시예에 따른 전송 전력을 할당하는 방법은 고정된 프라이머리 시스템의 캐리어 센싱 임계값을 고려하여 세컨더리 시스템의 최대 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 경우, 세컨더리 시스템이 할당된 최대 전송 전력에 따라 신호를 전송하더라도, 프라이머리 시스템의 송신단은 이와 무관하게 신호 전송 기회를 박탈당하지 않고 신호를 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명이 일실시예에 따른 프라이머리 시스템과 세컨더리 시스템 간의 거리를 산출하는 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 프라이머리 시스템의 송신단(102)과 수신단(103) 및 세컨더리 시스템의 송신단(105)를 도시하고 있다. 전송 전력을 할당하는 방법은 프라이머리 시스템과 세컨더리 시스템 사이의 거리를 산출할 수 있다. 구체적으로, 전송 전력을 할당하는 방법은 프라이머리 시스템의 송신단(102)과 수신단(103) 사이의 거리(dx)와 프라이머리 시스템의 수신단(103)과 세컨더리 시스템의 송신단(105) 사이의 거리(dy)를 산출할 수 있다.
상기 수학식 1을 참고하면, 프라이머리 시스템의 수신단(103)의 기준으로 dx에 따라 프라이머리 시스템의 송신단(102)에 의한 신호의 세기 및 dy에 따라 프라이머리 시스템의 송신단(105)에 의한 신호의 세기를 이용하여 제1 전송 전력 결정 조건이 결정될 수 있다. 그리고, 상기 수학식 2를 참고하면, dx와 dy의 거리 합에 따라 세컨더리 시스템의 송신단(105)에 의한 신호의 세기를 이용하여 제2 전송 전력 결정 조건이 결정될 수 있다.
여기서, 프라이머리 시스템의 수신단(103)에 대한 신호 대 잡음 및 간섭비가 정해지면, dx와 dy에 따라 세컨더리 시스템의 송신단(105)에서 신호 전송을 시도할 수 없는 지역 v가 결정될 수 있다. 즉, 프라이머리 시스템의 수신단(103)의 신호 전송 범위는 dy-v에 기초하여 결정될 수 있다. 만약, 세컨더리 시스템의 송신단(105)이 v 지역 내에 있는 세컨더리 시스템의 수신단에 신호 전송을 수행하면, 세컨더리 시스템의 신호 전송에 의해 간섭이 발생하여 미리 설정된 프라이머리 시스템의 수신단(103)에 대한 신호 대 잡음 및 간섭비를 충족하지 못할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전송 전력 결정 조건에 따라 결정된 최 대 전송 전력을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 도 6은 제1 전송 전력 결정 조건을 만족하는 최대 전송 전력(601)과 제2 전송 전력 결정 조건을 만족하는 최대 전송 전력(602)을 나타낸다. 각각의 최대 전송 전력은 세컨더리 시스템에 할당될 수 있다.
도 6에서, 프라이머리 시스템의 송신단과 세컨더리 시스템의 송신단 사이의 거리가 d(dx+dy)인 경우, 세컨더리 시스템의 송신단에 할당될 최대 전송 전력은 각각 x와 y로 결정된다. 일례로, 전송 전력을 할당하는 방법은 x와 y 중 작은 전송 전력을 세컨더리 시스템에 할당할 수 있다.
즉, 도 6에 따르면, y가 세컨더리 시스템에 할당될 최대 전송 전력을 의미한다. 세컨더리 시스템의 송신단이 할당될 최대 전송 전력에 따라 신호를 전송하더라도 프라이머리 시스템의 신호 전송 품질을 보장할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 시스템의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 언더레이 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 시스템에서의 전송 전력을 할당하는 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 CSMA/CA 무선 네트워크에서 캐리어 센싱 임계값을 필요성을 설명하기 위한 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명이 일실시예에 따른 프라이머리 시스템과 세컨더리 시스템 간의 거리를 산출하는 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전송 전력 결정 조건에 따라 결정된 최대 전송 전력을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101: 프라이머리 시스템
102: 송신단(Pt)
103: 수신단(Pr)
104: 세컨더리 시스템
105: 송신단(St)
106: 수신단(Sr)

Claims (10)

  1. 프라이머리 시스템(primary system)과 세컨더리 시스템(secondary system)을 포함하는 무선 인지 시스템에서 전송 전력을 할당하는 방법에 있어서,
    상기 프라이머리 시스템과 상기 세컨더리 시스템 간의 거리를 산출하는 단계; 및
    상기 거리에 따른 최대 전송 전력 결정 조건을 고려하여 상기 세컨더리 시스템에 할당될 최대 전송 전력을 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 세컨더리 시스템에 할당될 최대 전송 전력을 결정하는 단계는,
    상기 산출된 거리에 따른 상기 프라이머리 시스템의 수신단에서의 신호 대 잡음 및 간섭비(SINR)에 관한 제1 전송 전력 결정 조건을 만족하는 최대 전송 전력을 결정하는 단계; 및
    상기 산출된 거리에 따른 상기 프라이머리 시스템의 캐리어 센싱 임계값에 관한 제2 전송 전력 결정 조건을 만족하는 최대 전송 전력을 결정하는 단계
    를 포함하는 전송 전력을 할당하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머리 시스템 및 상기 세컨더리 시스템은,
    반송파 감지 다중 접속 방식(carrier sense multiple access with collision avoidance: CSMA/CA)에 따라 신호를 전송하고,
    상기 무선 인지 시스템은,
    무선 인지 언더레이 방식에 따라 상기 프라이머리 시스템에 의해 할당된 주파수 대역을 상기 세컨더리 시스템이 공유하는 것을 특징으로 하는 전송 전력을 할당하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 거리를 산출하는 단계는,
    상기 프라이머리 시스템의 송신단과 상기 프라이머리 시스템의 수신단 사이의 거리를 산출하는 단계; 및
    상기 프라이머리 시스템의 수신단과 상기 세컨더리 시스템의 송신단 사이의 거리를 산출하는 단계
    를 포함하는 전송 전력을 할당하는 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전송 전력 결정 조건을 만족하는 최대 전송 전력을 결정하는 단계는,
    상기 프라이머리 시스템의 수신단에서의 신호 대 잡음 및 간섭비(SINR)가 미리 설정한 신호 대 잡음 및 간섭비를 만족하는 제1 전송 전력 결정 조건을 고려하여 최대 전송 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 전송 전력을 할당하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프라이머리 시스템의 수신단에서의 신호 대 잡음 및 간섭비는,
    상기 거리에 따른 프라이머리 시스템의 송신단이 상기 프라이머리 시스템의 수신단에 미치는 신호의 세기 및 상기 거리에 따른 상기 세컨더리 시스템의 송신단에서 상기 프라이머리 시스템의 수신단에 미치는 신호의 세기를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 전송 전력을 할당하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전송 전력 결정 조건을 만족하는 최대 전송 전력을 결정하는 단계는,
    상기 프라이머리 시스템의 캐리어 센싱 임계값이 상기 세컨더리 시스템의 송신단에서 상기 프라이머리 시스템의 수신단에 미치는 신호의 세기보다 큰 값을 유지하는 제2 전송 전력 결정 조건을 고려하여 최대 전송 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 전송 전력을 할당하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 세컨더리 시스템에 할당될 최대 전송 전력을 결정하는 단계는,
    상기 제1 전송 전력 결정 조건 및 상기 제2 전송 전력 결정 조건을 만족하는 최대 전송 전력 중 작은 값을 상기 세컨더리 시스템의 최대 전송 전력으로 결정하는 것을 특징으로 하는 전송 전력을 할당하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 세컨더리 시스템에 미리 설정한 최소 전송 전력보다 작은 전송 전력이 할당될 경우, 상기 세컨더리 시스템의 최대 캐리어 센싱 임계값을 계산하는 단계
    를 더 포함하는 전송 전력을 할당하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 세컨더리 시스템의 최대 캐리어 센싱 임계값을 계산하는 단계는,
    상기 프라이머리 시스템의 송신단에서 상기 세컨더리 시스템의 송신단에 미치는 신호의 세기보다 작은 값을 유지하도록 상기 최대 캐리어 센싱 임계값을 계산하는 것을 특징으로 하는 전송 전력을 할당하는 방법.
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