KR101125684B1 - 인지 무선 시스템에서의 빈 채널 탐색 방법 - Google Patents

인지 무선 시스템에서의 빈 채널 탐색 방법

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KR101125684B1
KR101125684B1 KR1020090111835A KR20090111835A KR101125684B1 KR 101125684 B1 KR101125684 B1 KR 101125684B1 KR 1020090111835 A KR1020090111835 A KR 1020090111835A KR 20090111835 A KR20090111835 A KR 20090111835A KR 101125684 B1 KR101125684 B1 KR 101125684B1
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Abstract

2차 사용자로서 인지 무선 시스템의 통신 중에 면허 사용자가 출현한 경우 센싱 시간과 센싱 정보 전송 시간의 비교를 이용하여 현재 사용 중인 채널에서 통신을 중단하고 다른 채널로의 이동을 위해 빈 채널 탐색 오류 확률과 처리율 관점에서 효율적인 빈 채널을 탐색하는 방법이 제공된다. 인지 무선 시스템에서의 통신 과정 중에 인지 무선 운영 채널에 면허 사용자가 출현한 경우 주파수 채널당 채널 센싱 시간과 채널 센싱 결과의 정보 수집 시간의 비교 결과에 따라 채널 목록을 하나의 채널마다 다수의 인지 무선 기기에 제공하여 상기 다수의 인지 무선 기기에서 센싱한 채널 목록 및 채널 점유 여부 판정 정보를 구비한 채널 센싱 결과들을 중앙 노드로 수집하는 한 채널당 협력 센싱 방식으로 빈 채널을 확인 및 탐색하거나, 상기 다수의 채널이 포함된 채널 목록을 동시에 상기 다수의 인지 무선 기기에 제공하여 상기 다수의 인지 무선 기기에서 센싱한 채널 목록 및 채널 점유 여부 판정 정보를 구비한 채널 센싱 결과들을 상기 중앙 노드로 수집하는 다수 채널당 협력 센싱 방식으로 빈 채널을 확인 및 탐색한다.
인지 무선 시스템, 빈 채널 탐색

Description

인지 무선 시스템에서의 빈 채널 탐색 방법{Search method of vacant channel in cognitive radio systems}
본 발명은 인지 무선(cognitive radio; 이하 'CR'라 함) 시스템에서의 빈 채널 탐색에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주어진 운용 주파수 대역에 면허 사용자가 있고, 면허(licensed) 사용자에게 아무런 간섭을 주지 않는 전제하에 2차 사용자인 CR 시스템에서의 빈 채널을 탐색하는 방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템의 발전에 따라 무선 통신 시스템에서 제공되어야 하는 서비스의 종류들이 다양화되고 있다. 더욱이, 다양한 양질의 서비스를 안정적으로 제공하기 위해, 고속의 무선 데이터 전송 기술이 요구된다. 고속의 무선 데이터 전송 기술을 이룩하기 위한 다양한 시스템 및 기법들이 제안되었으나, 더 빠르고 더 저렴한 가격으로 데이터를 고속 전송하기 위한 기술이 끊임없이 연구되고 있다. 또한, 급속히 발전하는 무선 통신 시스템은 기존의 기술과의 공존 문제로 인하여 별도의 주파수 대역을 필요로 한다. 하지만, 주파수 자원은 한정되어 있으며, 현재 대부분의 주파수 자원은 기존의 시스템에 의해 점유되어 있다.
하지만, 특정 시스템에 의해 점유되어 있는 주파수 자원이라 할지라도, 해당 주파수 대역이 언제나 사용 중인 것이 아니다. 따라서, 최근 주파수 자원이 사용되지 않는 구간을 감지하고, 감지된 구간에서 상기 주파수 자원을 사용할 수 있는 방안이 고려되고 있다. 이와 같이 특정 시스템에서 점유되어 있지만 일시적으로 사용되지 않는 주파수 자원을 재활용함으로써, 무선 통신을 수행할 수 있도록 고안된 시스템에 CR 기반의 무선 통신 시스템이다.
종래의 기술로는 동적 스펙트럼 관리, 동적 주파수 액세스(dynamic frequency access), 그리고 스펙트럼 풀링(pooling)에 관한 기술로써 면허 사용자의 면허 대역에서 효율적인 빈 채널 탐색에 관한 기술이 있다.
그런데 기존의 기술들은 스펙트럼 센싱을 이용한 빈 채널을 탐색하는 방법, CR 시스템이 운용 중인 채널에 면허 사용자가 출현하면 사용 중인 채널에서 다른 빈 채널로 이동해야 한다는 원론적인 원칙만을 제시하고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 2차 사용자로서 CR 시스템의 통신 중에 면허 사용자가 출현한 경우 센싱 시간과 센싱 정보 전송 시간의 비교를 이용하여 현재 사용 중인 채널에서 통신을 중단하고 다른 채널로의 이동을 위해 빈 채널 탐색 오류 확률과 처리율(throughput) 관점에서 효율적인 빈 채널을 탐색하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 빈 채널을 탐색함에 있어 면허 사용자가 존재하는 채널을 빈 채널로 오인하는 빈 채널 탐색 오류를 감소하고 CR 사용자의 전체적인 처 리율을 높이기 위하여 빈 채널 탐색 시간을 감소할 수 있는 빈 채널 탐색 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 인지 무선 시스템에서의 빈 채널 탐색 방법은 인지 무선 시스템에서의 통신 과정 중에 인지 무선 운영 채널에 면허 사용자가 출현한 경우 주파수 채널당 채널 센싱 시간과 채널 센싱 결과의 정보 수집 시간의 비교 결과에 따라 채널 목록을 하나의 채널마다 다수의 인지 무선 기기에 제공하여 상기 다수의 인지 무선 기기에서 센싱한 채널 목록 및 채널 점유 여부 판정 정보를 구비한 채널 센싱 결과들을 중앙 노드로 수집하는 한 채널당 협력 센싱 방식으로 빈 채널을 확인 및 탐색하거나, 상기 다수의 채널이 포함된 채널 목록을 동시에 상기 다수의 인지 무선 기기에 제공하여 상기 다수의 인지 무선 기기에서 센싱한 채널 목록 및 채널 점유 여부 판정 정보를 구비한 채널 센싱 결과들을 상기 중앙 노드로 수집하는 다수 채널당 협력 센싱 방식으로 빈 채널을 확인 및 탐색하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 CR 시스템의 통신 중에 면허 사용자가 출현한 경우 다른 채널로의 채널 이동을 위해 빈 채널을 탐색하는 방안을 제안하고 있다. 본 발명에서 중앙 노드에서 협력 센싱 방법을 이용하여 빈 채널을 탐색함에 있어, 각 주파수 채널의 채널 센싱 시간과 각각의 CR 기기들의 채널 센싱 결과를 중앙 노드(central node: CR 기지국 혹은 CR Access Point: AP)로 수집하는 시간을 비교하여 채널당 빈 채널 탐 색 방법 그리고 다수 채널당 빈 채널 탐색 방법을 선택하는 방안이다.
이의 두 가지 방안의 효과는 첫 번째 협력 센싱의 경우 CR 기기들이 협력 센싱으로 빈 채널을 탐색하므로 빈 채널 탐색 오류 확률을 줄일 수 있는 효과가 있고 두 번째의 경우는 신호 검출방법, 목표 오 경보 확률, 목표 신호 검출 확률, 요구되는 센싱 임계치 그리고 채널 환경에 의해 결정되는 채널 센싱 시간, 그리고 중앙 노드와 CR 기기와의 거리 및 매체 접속 제어(Media Access Control; 이하 'MAC'라 함) 프로토콜에 의해 결정되는 채널 센싱 결과 수집 시간 등의 비교에 의해 빈 채널 탐색 시간을 최소화할 수 있는 방안을 제시하고 있다.
이하, 첨부된 예시 도면에 의거하여 본 발명의 실시예에 따른 본 발명에 따른 인지 무선 시스템에서의 빈 채널 탐색 방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 특징은 CR 운용 채널(operation channel)에 면허 사용자가 출현한 경우 사용 중인 채널을 비워주고 다른 채널로 이동하여 새롭게 CR 운용 채널을 설정하기 위한 새로운 빈 채널을 탐색하는 방안이다.
현재 면허 대역인 경우 이미 서비스 중인 1차 사용자인 면허 시스템이 있고 2차 사용자인 CR 시스템은 1차 사용자에게 간섭을 주지 않는다는 전제하에 해당 주파수 대역을 활용하여 통신해야 한다. 따라서 CR 시스템은 통신 채널을 설정하기 전에 통신 채널 접속을 위하여 빈 채널을 탐색할 뿐만 아니라 사용 주파수 대역에 대하여 주파수 채널들의 상태를 분류하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인지 무선 시스템의 채널 운용 방법을 간략 하게 설명하는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, CR 망 초기화 과정에서는 중앙 노드와 단말기는 CR 시스템의 운용 주파수 대역에서 채널 대역폭으로 구분된 채널별로 채널 상태를 분류한다(단계 100). 스펙트럼 센싱에 의해 운용 주파수 대역에서의 채널들은 빈 채널들(vacant channels), 운용 채널들, 점유 채널들(occupied channels), 및 비 허여 채널들(disallowed channels) 등으로 구분할 수 있다. 여기서 빈 채널은 면허 사용자 혹은 CR 사용자가 현재 사용하고 있지 않은 채널이고, 운용 채널은 CR 사용자가 사용 중인 채널 그리고 점유 채널은 면허 사용자가 사용 중인 채널 등이며, 비 허여 채널은 규정상 CR 사용자에게 사용이 금지된 채널이다. 도 1에서 채널 접속 과정(단계 110)에서는 인지 무선망 초기화 과정에서 빈 채널이 확보되면, 해당 채널을 이용하여 CR 운용 채널을 접속하는 과정이고, 단계 120의 채널 감시 과정은 채널 접속 후에 CR 사용자가 통신 중인 채널에 면허 사용자가 출현하였는가를 감시하는(monitoring) 과정이다. 채널 감시 결과(단계 130)에서 면허 사용자가 출현하지 않은 것으로 판단되면, CR 사용자는 계속해서 데이터 전송을 수행하고(단계 140), 그렇지 않고 면허 사용자가 출현한 것으로 판단되면, CR 사용자는 데이터 전송을 중단하고 다른 빈 채널로의 채널 이동(160)을 위해 빈 채널 탐색 과정을 수행하게 된다(단계 150). 본 발명은 면허 사용자가 출현하여 CR 사용자가 다른 빈 채널로의 채널 이동(단계 160)을 수행하기 위한 빈 채널 탐색 과정(150)에 관한 것이다.
본 발명에서는 빈 채널 확인 과정과 빈 채널 탐색 과정에서 두 가지 방안을 제안하려고 한다. 협력 센싱으로 빈 채널을 탐색하는 경우에서 탐색하고자 하는 채 널들(채널 목록)을 하나의 채널마다 CR 기기들에 알려주어 한 채널씩 협력으로 센싱하는 방법이 있고, 다수의 탐색하고자 하는 채널들(채널 목록)을 동시에 CR 기기들에게 알려주어 CR 기기들에서 센싱한 채널들의 센싱 결과들(채널 목록 및 채널 상태, 여기서 채널 상태는 각각의 채널들이 점유되어있는가 혹은 비어있는가를 판정한 정보임)을 중앙 노드로 수집하여 다수의 채널들에 대한 협력 센싱 방법으로 빈 채널을 탐색하는 방법 등으로 구분할 수 있다. 이의 두 가지 방법 중에 CR 시스템에서 어느 방법을 선택할 것인가의 결정은 주파수 채널당 채널센싱시간과 중앙 노드로의 채널 센싱 결과의 정보수집시간 등의 파라미터들을 이용하여 수행하고자 한다. 여기서 하나의 주파수 채널당 채널 센싱 시간, Tsense은 신호 검출방법, 타겟 오 경보 확률과 신호 검출확률, 요구되는 센싱 임계치(required sensing threshold), 그리고 채널 환경에 따라 변하게 되고 채널 센싱 결과의 정보수집시간은 중앙 노드에서 CR 기기로 전송되는 탐색해야 할 채널 정보의 전송 시간, Tdown 그리고 CR 기기에서 중앙 노드로 전송되는 채널 센싱 결과의 수집 시간, Tup 등의 합으로 표현된다. 상기 세 개의 파라미터를 이용하여 다음의 조건에 따라 하나의 채널당 협력 센싱 그리고 다수 채널들에 대하여 협력 센싱 후에 빈 채널을 탐색하는 방법을 결정하게 된다.
Tsense> k(Tdown + Tup)
여기에서 k 값은 1보다 큰 값으로 주어진다. 따라서 수학식 1을 만족하면 하 나의 채널당 CR 기기에 탐색할 채널 정보(채널 목록)를 전송하고 채널 센싱 결과를 수집하여 중앙 노드에서 협력 센싱으로 빈 채널을 결정하는 방법을 선택하고, 그렇지 않으면 다수의 채널들을 CR 기기들에 전송하여 전송된 모든 채널들에 채널 센싱을 수행한 후에 CR 기기들의 채널 센싱 결과들을 중앙 노드로 수집하여 중앙 노드에서 다수의 채널에 대한 채널 센싱 결과들을 이용하여 빈 채널을 결정하는 방법을 선택하게 된다.
도 2는 도 1의 빈 채널 탐색 과정(150)에 대하여 본 발명의 주요한 절차도로서, 본 발명의 실시예에 따른 인지 무선 시스템에서의 센싱 시간과 센싱 정보 전송/수집 시간의 비교를 이용한 빈 채널 탐색 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 2에서 Tsense, Tdown, Tup 계산과정(200)에서 Tsense는 신호 검출 방법, 목표 오 경보 확률, 목표 신호 검출확률, 요구되는 센싱 임계치(required sensing threshold), 그리고 채널 환경 등을 고려하여 스펙트럼 센싱 방식에 의해 결정되고, Tdown 및 Tup 등은 중앙 노드와 CR 기기와의 거리와 MAC 프로토콜에 의해 결정된다. 따라서 Tsense, Tdown, Tup 등은 시스템 파라미터 결정 과정에서 쉽게 결정할 수 있다. 이의 세 개의 파라미터를 이용하여 수학식 1을 만족하면 한 채널당 협력 센싱 과정을 수행하고(단계 220), 그렇지 않으면 다수 채널당 협력 센싱 과정으로 빈 채널을 확인하고 탐색하게 된다(단계 230). 이의 두 가지의 채널탐색 과정은 도 3 및 도 4에 자세하게 설명하고 있다.
도 3은 하나의 주파수 채널에 대한 채널 센싱 시간이 수학식 1을 만족하는 경우로서, 도 2에 도시된 한 채널당 협력 센싱 방식에 의한 빈 채널 탐색 방법을 설명하는 흐름도이다. 즉, 채널 센싱 시간이 중앙 노드(CR 기지국 혹은 CR AP)에서 각각의 CR 기기에서 센싱한 채널 센싱 결과를 수집하는 시간보다 긴 경우에 수행하는 방안이다. 즉, 다수의 채널에 대하여 동시에 채널 센싱을 수행하게 되면 긴 채널 센싱 시간이 유발되고 결과적으로 전체적인 채널 이동시간이 길게 되어 규정을 어기게 되거나 CR 시스템의 전체적인 처리율을 저하하는 결과를 초래하게 된다. 따라서 도 3의 특징은 하나의 채널씩 CR 기기들이 센싱을 수행하여 하나의 채널에 대한 CR 기기들의 채널 센싱 결과를 중앙 노드로 수집하여 협력 센싱에 의하여 빈 채널 확인/탐색을 수행하는 것이다.
도 3의 한 채널당 협력 센싱 방안에서 빈 채널 확인 과정과 빈 채널 탐색 과정으로 구분할 수 있다. 빈 채널 확인 과정의 경우 이전의 빈 채널들에서 현재 상태에서의 빈 채널 확인을 위해 M(양의 정수)개의 이전 빈 채널들에 대한 정렬 과정이 수행된다(단계 300). 협력 센싱을 이용한 빈 채널 확인 과정은 중앙 노드가 CR 기기들에게 탐색할 채널을 알려주고, CR 기기들로부터 채널 센싱 결과들을 수집하여 빈 채널를 확인하여(단계 310), 빈 채널이 있는 지의 여부를 판단한다(단계 315). 단계 315의 판단에서 중앙 노드는 CR 기기들의 채널 센싱 결과들을 이용하여 협력 센싱을 수행하는데 본 발명에서는 AND-규칙 방안을 제안하고 있다. 따라서 K개의 CR 기기(센서)들이 모두 빈 채널이라고 선언한 채널에 대하여 빈 채널로 선언하게 되고 확인된 빈 채널로 이동 과정을 수행하고(단계 320), 빈 채널 확인/탐색 과정이 종료하게 된다. 그렇지 않고 빈 채널을 탐색하지 못하게 되면 단계 330으로 진행하여 M을 하나씩 줄여가면서(M = M - 1), 단계 310 및 그 다음 단계를 반복하게 되고, 단계 335로 진행하여 M이 영(0)이 되면(M = 0) 빈 채널 확인 과정은 종료하고 빈 채널 탐색 과정으로 넘어간다(단계 340). 이 경우 빈 채널 확인/탐색 성공확률 Ps v은 다음 수학식 2로 주어진다.
Figure 112009070982212-pat00001
여기에서 P(H0)는 CR 시스템에 주어진 운용 주파수 대역에서 면허 사용자 신호가 존재하지 않을 확률이고, Pf,i는 i-번째 CR 기기(센서)의 빈 채널 탐색/확인 과정에서 오 경보 확률이다. 그리고 면허 사용자가 존재하는 주파수 채널을 빈 채널로 선언할 확률, 즉 빈 채널 탐색 오류 확률 Pe v은 다음 수학식 3으로 주어진다.
Figure 112009070982212-pat00002
여기서 P(H1)는 CR 시스템에 주어진 운용 주파수 대역에서 면허 사용자 신호가 존재할 확률이고, Pd,i는 i-번째 CR 기기(센서)의 빈 채널 탐색/확인 과정에서 신호 검출확률이다.
본 발명에서 협력 센싱의 효과는 수학식 3의 빈 채널 탐색 오류 확률을 낮게 하는 것이다. 만약에 점유 채널을 빈 채널로 선언하게 되면, 채널 이동 후에 계속해서 기존의 면허 사용자에게 간섭을 주게 되는 상황이 발생하게 된다.
빈 채널 탐색 과정도 빈 채널 확인 과정과 동일하게 수행된다. 이 경우 이미 M개의 이전 빈 채널들에 대해서는 빈 채널 확인 과정에 의해 채널 센싱이 수행된 경우이므로 M개의 이전 빈 채널들과 비허여 채널들을 제외한 나머지 채널들에 대하여 채널 센싱이 수행된다.
즉, 비 허여 채널들 및 M개의 이전 빈 채널들을 제외한 N(N은 정수)개의 채널들에 대한 정렬 과정을 수행한다(단계 340).
그후, 상기 중앙 노드에서 협력 센싱에 의하여 빈 채널을 탐색하여(단계 350), 빈 채널이 있는 지의 여부를 판단한다(단계 355). 이 경우 K개의 인지 무선 기기들이 모두 빈 채널이라고 선언한 채널에 대하여 빈 채널로서 선언하고 확인된 빈 채널로 이동 과정을 수행한다(단계 360).
상기 빈 채널을 탐색하지 못하게 되면 단계 370으로 진행하여 N을 하나씩 줄여가면서(N = N-1), 단계 350 및 단계 355를 반복하게 되고, 단계 380으로 진행하여 상기 N이 영이 되면(N = 0) 빈 채널 탐색 과정은 종료한다.
도 4는 협력 센싱 과정에서 중앙 노드(CR 기지국 혹은 CR AP)로의 채널 센싱 결과를 수집하는 시간이 하나의 채널을 센싱하는 시간보다 긴 경우로서, 도 4는 도 2에 도시된 다수 채널당 협력 센싱 방식에 의한 빈 채널 탐색 방법을 설명하는 흐름도이다.
이 경우에는 도 3에서와 동일한 방식으로 하나의 채널씩 CR 기기들이 협력으 로 채널을 센싱하게 되면, 채널 센싱(신호 검출) 시간이 중앙 노드로의 채널 센싱 결과를 수집하는 시간이 더 긴 경우로 결과적으로 긴 중앙 노드로의 채널 센싱 결과의 수집시간으로 인하여 전체적인 채널탐색시간이 크게 되는 단점이 있다. 이 경우는 중앙 노드와 CR 기기와의 거리 및 MAC 프로토콜에 의해 협력 센싱에서 각 CR 기기로부터 채널 센싱 결과를 중앙 노드로의 수집하는 시간이 길기 때문에 동시에 CR 기기들에게 탐색할 다수의 채널 정보(채널목록)를 전송하고 다수 채널들의 채널 센싱 결과들을 중앙 노드로 동시에 수집하는 방법이다. 그런데 이 경우에서 또 다른 방법은 중앙 노드에서 동시에 탐색할 채널 정보들과 탐색할 채널들의 순서 등을 CR 기기들에게 알려주고 CR 기기들에서 한 채널씩 센싱한 채널 센싱 결과를 중앙 노드로 전송하여 중앙 노드에서 협력 센싱을 수행하는 방법도 제안하고 있다.
도 4에서도 도 3에서와 동일한 방식으로 빈 채널 확인 과정과 빈 채널 탐색 과정으로 구분할 수 있다. 도 3과 같이 빈 채널 확인을 위한 M개의 이전의 빈 채널 정렬 과정은 동일하게 수행된다(단계 400). 이 방안에서 전체 M개 채널들에 대해서 CR 기기들은 빈 채널을 탐색할 수 있으나, 운용 주파수 대역에서 빈 채널들이 많은 경우는 CR 기기들에게 탐색할 채널 정보를 전송하기 이전에 동시에 탐색할 채널들의 수를 작게 하고, 운용 주파수 대역에서 빈 채널들이 적은 경우에는 동시에 탐색할 채널들의 수를 크게 조절한다. 이러한 방법은 L의 값을 P(H0)와 P(H1)에 의해 결정할 수 있는데 L은 1과 같거나 보다 크고 M보다는 작게 설정한다. 이와 같은 원칙하에 M/L개의 채널들에 대한 CR 기기들의 빈 채널 확인 과정은 채널센싱을 이용하 여 M/L개의 채널들에 대한 센싱 결과를 중앙 노드로 전송한다(단계 410). 중앙 노드에서는 M/L개의 채널 센싱 결과를 이용하여 빈 채널 확인 과정을 수행하여(단계 420), 빈 채널이 있는 지의 여부를 판단한다(단계 425). 이 경우 CR 기기들의 채널 센싱 결과들을 이용하는데 본 발명에서는 AND-규칙 방안을 제안하고 있다. 따라서 K개의 CR 기기(센서)들이 모두 빈 채널이라고 선언한 채널에 대하여 최종적으로 빈 채널로 선언하게 되고 확인된 빈 채널로 채널 이동 과정을 수행하고(단계 430), 빈 채널 탐색 과정을 종료하게 된다. 그렇지 않고 빈 채널을 탐색하지 못하게 되면, 단계 440으로 진행하여 L을 하나씩 줄여가면서(L = L-1), 단계 410 내지 단계 425를 반복 수행하고, 단계 445로 진행하여 L이 영(0)이 되면(L = 0) 빈 채널 확인 과정은 종료하고 빈 채널 탐색 과정으로 넘어간다.
빈 채널 탐색 과정도 빈 채널 확인 과정과 동일하게 수행된다. 이 경우 이미 M개의 이전 빈 채널들에 대해서는 빈 채널 확인 과정에 의해 채널 탐색이 수행된 경우이므로 M개의 이전 빈 채널들과 비허여 채널들을 제외한 나머지 채널들에 대하여 채널 탐색을 수행하게 된다.
즉, 중앙노드에서 비 허여 채널들 및 M개의 이전 빈 채널들을 제외한 N(N은 정수)개의 채널들에 대한 정렬 과정을 수행한다(단계 450).
그 후 중앙노드에서 인지무선 기기들에게 N개의 채널목록과 L값을 전송하고 인지무선 기기들로부터 N/L개의 채널들에 대한 센싱 결과를 상기 중앙 노드로 전송하여(단계 460) 상기 N/L개의 채널들에 대한 상기 다수의 인지 무선 기기의 빈 채널 탐색을 수행하고(단계 470), 빈 채널이 있는 지를 판단한다(단계 475).이러한 방법은 L의 값을 P(H0)와 P(H1)에 의해 결정할 수 있는데 L은 1과 같거나 보다 크고 N보다는 작게 설정한다.
이 경우, AND-규칙으로 K개의 인지 무선 기기들이 모두 빈 채널이라고 선언한 채널에 대하여 빈 채널로서 선언하고 확인된 빈 채널로 이동 과정을 수행한다(단계 480).
상기 빈 채널을 탐색하지 못하게 되면 단계 490으로 진행하여 L을 하나씩 줄여가면서(L = L - 1), 단계 460 및 470을 반복하게 되고 단계 495로 진행하여 상기 L이 영이 되면(L = 0) 빈 채널 탐색 실패 메시지를 출력하고(단계 500), 빈 채널 탐색 과정을 종료한다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
본 발명에 따른 인지 무선 시스템에서의 빈 채널 탐색 방법은 인지 무선 시스템에서의 빈 채널을 탐색하는데 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인지 무선 시스템의 채널 운용 방법을 간략하게 설명하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인지 무선 시스템에서의 센싱 시간과 센싱 정보 전송 시간의 비교를 이용한 빈 채널 탐색 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 도 2에 도시된 한 채널당 협력 센싱 방식에 의한 빈 채널 탐색 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 도 2에 도시된 다수 채널당 협력 센싱 방식에 의한 빈 채널 탐색 방법을 설명하는 흐름도이다.

Claims (7)

  1. 인지 무선 시스템에서의 통신 과정 중에 인지 무선 운영 채널에 면허 사용자가 출현한 경우 주파수 채널당 채널 센싱 시간과 채널 센싱 결과의 정보 수집 시간의 비교 결과에 따라 하나의 채널만이 수록된 채널 목록을 다수의 인지 무선 기기에 제공하여 상기 다수의 인지 무선 기기에서 센싱한 채널 목록 및 채널 점유 여부 판정 정보를 구비한 채널 센싱 결과들을 중앙 노드로 수집하는 한 채널당 협력 센싱 방식으로 빈 채널을 확인 및 탐색하거나, 다수의 채널들이 수록된 채널 목록을 동시에 상기 다수의 인지 무선 기기에 제공하여 상기 다수의 인지 무선 기기에서 센싱한 채널 목록 및 채널 점유 여부 판정 정보를 구비한 채널 센싱 결과들을 상기 중앙 노드로 수집하는 다수 채널당 협력 센싱 방식으로 빈 채널을 확인 및 탐색하되,
    하기의 수학식을 만족하면 상기 한 채널당 협력 센싱 방식으로 빈 채널을 확인 및 탐색하고, 하기의 수학식을 만족하지 못할 경우에는 다수 채널당 협력 센싱 방식으로 빈 채널을 확인 및 탐색하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 시스템에서의 빈 채널 탐색 방법.
    [수학식]
    Tsense > k(Tdown + Tup)
    여기서, k 값은 1보다 큰 값으로 주어지고, Tsense는 상기 주파수 채널당 채널 센싱 시간, (Tdown + Tup)는 상기 채널 센싱 결과의 정보 수집 시간, Tdown은 상기 중앙 노드에서 인지 무선 기기로 제공되는 탐색 채널 정보의 전송 시간, Tup은 상기 인지 무선 기기에서 상기 중앙 노드로 제공되는 채널 센싱 결과들의 전송 시간을 나타냄.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 주파수 채널당 채널 센싱 시간(Tsense)은 신호 검출 방법, 목표 오 경보 확률, 목표 신호 검출 확률, 요구되는 센싱 임계치, 및 채널 환경을 고려하여 스펙트럼 센싱 방식에 의해 결정되고, 상기 Tdown(탐색 채널 정보 전송 시간) 및 상기 Tup(채널 센싱 결과 전송 시간)는 상기 중앙 노드와 상기 인지 무선 기기와의 거리 및 매체 접속 제어 프로토콜에 의해 결정되는 인지 무선 시스템에서의 빈 채널 탐색 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 한 채널당 협력 센싱 방식에 의한 빈 채널 확인 과정은
    (i) 중앙노드에서 이전의 빈 채널들에서 현재 상태에서의 빈 채널 확인을 위해 M개의 이전 빈 채널들에 대한 정렬 과정을 수행하는 단계;
    (ii) 상기 중앙 노드가 상기 다수의 인지 무선 기기에게 탐색할 채널을 알려주고, 협력 센싱을 이용하여 상기 다수의 인지 무선 기기로부터 채널 센싱 결과들을 수집하여 빈 채널 여부를 확인하는 단계;
    (iii) AND-규칙으로 K개의 인지 무선 기기들이 모두 빈 채널이라고 선언한 채널에 대하여 빈 채널로서 선언하고 확인된 빈 채널로 이동 과정을 수행하는 단계; 및
    (iv) 상기 빈 채널을 탐색하지 못하게 되면 M을 하나씩 줄여가면서 단계 (ii) 및 (iii)을 반복하게 되고 상기 M이 영이 되면 빈 채널 확인 과정은 종료하고 빈 채널 탐색 과정으로 넘어가는 단계를 포함하고,
    상기 한 채널당 협력 센싱 방식에 의한 빈 채널 탐색 과정은
    (v) 중앙노드에서 비 허여 채널들 및 M개의 이전 빈 채널들을 제외한 N(N은 정수)개의 채널들에 대한 정렬 과정을 수행하는 단계;
    (vi) 상기 중앙 노드에서 협력 센싱에 의하여 빈 채널을 탐색하여 빈 채널 여부를 판단하는 단계;
    (vii) K개의 인지 무선 기기들이 모두 빈 채널이라고 선언한 채널에 대하여 빈 채널로서 선언하고 확인된 빈 채널로 이동 과정을 수행하는 단계; 및
    (viii) 상기 빈 채널을 탐색하지 못하게 되면 N을 하나씩 줄여가면서 단계 ( vi) 및 (vii)을 반복하게 되고 상기 N이 영이 되면 빈 채널 탐색 과정은 종료하는 단계를 포함하는 인지 무선 시스템에서의 빈 채널 탐색 방법.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 다수 채널당 협력 센싱 방식에서 상기 중앙 노드에서 탐색할 다수의 채널들이 수록된 채널 목록과 채널들의 탐색 순서를 상기 다수의 인지 무선 기기에게 알려주고 상기 다수의 인지 무선 기기에서 한 채널씩 센싱한 채널 센싱 결과들을 상기 중앙 노드로 수집하는 형태로 상기 중앙 노드에서는 한 채널당 협력 센싱을 수행하여 빈 채널을 탐색하는 인지 무선 시스템에서의 빈 채널 탐색 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    운용 주파수 대역 내의 전체 주파수 채널들에 대하여 빈 채널들이 미리 정해진 수보다 많은 경우에는 각각 상기 다수의 인지 무선 기기로 탐색할 채널 정보를 전송하기 이전에 동시에 탐색할 채널들의 수를 감소시키고,
    운용 주파수 대역 내의 전체 주파수 채널들에 대하여 빈 채널들이 미리 정해진 수보다 적은 경우에는 각각 상기 다수의 인지 무선 기기로 탐색할 채널 정보를 전송하기 이전에 동시에 탐색할 채널들의 수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 인지 무선 시스템에서의 빈 채널 탐색 방법.
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