KR101307754B1 - 주파수 정책 정보를 방송하는 방법, 장치와 이를 이용하여가용 주파수 대역을 인지하는 방법과 이를 이용하는 단말및 단말의 통신 방법 - Google Patents

주파수 정책 정보를 방송하는 방법, 장치와 이를 이용하여가용 주파수 대역을 인지하는 방법과 이를 이용하는 단말및 단말의 통신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주파수 정책 정보를 방송하는 방법, 장치와 이를 이용하여 가용 주파수 대역을 인지하는 방법과 이를 이용한 단말 및 단말의 통신 방법에 대한 것이다. 본 발명에 따르면 CR 통신을 위해 단말이 지역별로 상이한 주파수 정책 정보를 획득하는 방식을 새로이 규정하여, 이를 패킷 형식으로 방송하는 주체와 이를 통해 해당 지역에서 단말이 가용 주파수 대역을 인지하고 CR 통신을 수행하는 방법을 규정함으로써, 단말의 전원이 켜진 경우 새로이 핸드오프된 경우에도 용이하게 해당 지역의 주파수 정책 정보를 획득하도록 할 수 있다.
Figure R1020060090273
주파수 정책 정보

Description

주파수 정책 정보를 방송하는 방법, 장치와 이를 이용하여 가용 주파수 대역을 인지하는 방법과 이를 이용하는 단말 및 단말의 통신 방법{Method and Apparatus For Broadcasting Frequency Policy Information, Method For Recognizing Available Frequence Band By Using The Inforamtion, Mobile Terminal and Method For Communicating Of The Mobile Terminal Using The Same}
도 1은 고정 대역폭 서비스 방식을 설명하기 위한 도면.
도 2 및 도 3은 가변 대역폭 서비스 방식을 설명하기 위한 도면.
도 4는 CR 기반 서비스 방식을 설명하기 위한 도면.
도 5는 TV 주파수 대역의 CR 공유 개념을 설명하기 위한 도면.
도 6은 CR 기반의 단말/기지국이 동작하기 위한 전반적인 구조를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 주파수 정책 정보 방송 메커니즘을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 지역별 주파수 정책 정보를 포함하는 정책 방송 패킷의 구조를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 주파수 정책 정보 방송자의 특징구성을 도시한 블록도.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 정책 정보를 방송하는 과정과 이에 따라 CR 기반 단말의 인지과정을 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 CR 통신 방법에서 단말의 동작과 각 기지국과의 신호 교환 방식을 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따라 가용 주파수 대역을 인지하고 이를 통해 CR 통신을 수행하기 위한 단말의 특징 구성을 도시한 블록도.
특허출원 제 2006-89478 호
본 발명은 무선 통신 기술에 대한 것으로, 특히 주파수 정책 정보를 방송하는 방법, 장치와 이를 이용하여 가용 주파수 대역을 인지하는 방법과 이를 이용한 단말 및 단말의 통신 방법에 관한 것이다.
미국, 영국, 일본 등에서는 유비쿼터스 시대에 수요가 더욱 증가할 것으로 예상되는 주파수가 막대한 경제적 가치를 가진 자원으로 간주하고, 국가 전략적 차원에서 주파수 관리를 위해 범 정부 차원의 노력을 기울이고 있다. 이를 위해 스펙트럼 관리툴의 개발, 중장기적인 스펙트럼 이용 계획의 수립, 시장지향적 주파수 회수 및 재배치 정책의 추진, 비면허 대역의 확대 및 명령과 통제 방식(Command & Control)에서 시장 자율에 맡기는 개방형 주파수 정책의 도입을 서두르고 있다. 또 한 각 국에서는 기존 주파수와 간섭을 최소로 할 수 있는 기술의 발전과 지역성을 고려한 주파수 공유 기술을 적극적으로 연구하고 있다.
최근에 이동 통신을 비롯한 무선 통신 방송 산업이 발전함에 따라 이들 서비스의 기반이 되는 주파수에 대한 수요가 급격하게 증가하고 있으며 주파수의 가치 또한 급격히 높아져 가고 있다. 과거에는 주파수에 대한 수요가 상대적으로 적어 신규 서비스에 대한 주파수 공급이 문제되지 않았으나, 이제는 주파수에 대한 수요가 폭발적으로 늘어남에 따라서 적기, 적소에 적절한 주파수를 공급하는 것이 매우 어려운 과제가 되고 있다. 또한 전파의 특성상 전파 특성이 우수한 선호 대역이 존재하며, 이들 대역에 대한 수요는 매우 높아, 경우에 따라서는 선호 주파수 대역을 둘러싼 사업자간 분쟁도 발생하고 있다. 즉, 주파수는 경제적으로 가치가 매우 높으며, 공급이 유한한 희소 자원으로 인식될 수 있다. 이와 같은 주파수 부족 현상을 기술적으로 타개하고자 하는 노력이 UWB(Ultra Wide Band), CR(Cognitive Radio) 등 새로운 주파수 공유 기술의 개발을 중심으로 이루어지고 있다.
본 발명은 향후 주파수를 효율적으로 사용하기 위한 상술한 무선 전송 기법의 하나인 인지무선통신(Cognitive Radio; 이하 "CR"이라 함)을 기반으로 할 때의 문제에 대한 것으로서, 종래의 통신 방식과 이러한 CR 기반 통신 방식에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.
현재 서비스중인 무선 통신 서비스들은 보통 고정된 대역폭을 사용하여 데이터를 송수신하도록 구현하고 있다. 특히 이동통신 시스템의 경우, 특정 대역에 할당받은 자원을 이용하여 셀간 주파수 배치를 통해서 최대의 성능을 얻고자 하는 방 식을 취하고 있다. 고정된 대역을 이용하여 신호를 송수신하는 기법은 그 방식에 있어서 고정된 틀을 가지고 있으며, 현재 사용하고 있는 시스템 규격에 맞추면서 더 높은 서비스 질(예를 들어, 처리율(throughput)을 높이거나, 서비스를 제공할 수 있는 사용자의 수를 증가시키는 것 등)을 지원하려면 보통은 셀 구조를 더 잘게 쪼개거나, 기존 시스템 규격을 수요에 따라서 확장하고 새로운 기반구조(infrastructure)를 설치하는 방식을 취한다.
지금까지 주파수 자원을 사용하는 방식은 고정된 대역폭(fixed bandwidth)을 이용한 서비스 방식과 근래에 들어서 다양한 대역폭 옵션을 선택적으로 적용하는 가변 대역폭(scalable bandwidth)을 이용한 서비스 방식이 주류를 이루고 있다. 고정된 대역폭을 사용하는 시스템은 서비스의 규격을 정할 때, 그 대역에 적절한 다양한 송수신 기법들을 적용하여 표준화 틀을 만들고 서비스에 임하며, 그 규격에 대한 어떠한 변화에도 서비스 시스템 전체에 변경을 가해야 하는 부담을 가지고 있다. 반면 가변 대역폭을 활용하는 표준안은 고정 대역폭의 경우보다는 대역폭의 변화와 서비스의 질에 대한 제어가 좀 더 용이하도록 설계되지만, 실제 서비스 동작상황에서는 가변 대역폭 서비스 역시 고정 대역폭 서비스와 동일하게 동작한다. 즉, 가변 대역폭을 이용하여 얻어지는 것은 대역이 넓어지거나 좁아지면서 사용되는 기술이 바뀌지 않고 같은 기법을 사용함으로써 하드웨어의 복잡성을 증가시키지 않고도 서비스의 질을 변화시키기 위한 기법이다.
상술한 바와 같이 무선통신 서비스에 대한 수요가 급증하고 다양한 기술이 출현하게 됨에 따라서 주파수에 대한 수요가 공급을 초과하는 현상이 발생하고, 이 로 인하여 수 GHz 대역, 특히 주파수 특성이 우수한 낮은 주파수 대역은 사용할 수 있는 여유 대역이 거의 존재하지 않는 문제를 해결하기 위하여, CR 기법이 등장했는데, 이 기법은 1999년 Mitola가 제시한 기법으로 주파수 대역을 좀 더 효율적으로 사용하고자 하는 의도에서 실제로 사용되지 않고 비어 있는 주파수를 감지하여 이를 효율적으로 공유하여 사용하는 방식이다. 즉, CR은 기본적으로 소프트웨어 규정 무선통신(software defined radio: SDR)을 기반으로 구현되며, 스펙트럼을 검색하고 사용되지 않는 스펙트럼으로 선택하여 기본 통신 대역으로 설정하거나, 검색된 서비스 종류에 따라서 SDR 구조(architecture)에 변형을 가해서 서비스 종류를 변화시키거나, 서비스의 질을 변화시키는 것을 스스로 판단해서 결정할 수 있다. 이러한 기본 개념과 현재 다양한 무선 서비스들이 활동중인 것을 감안하면, 향후 각 개인이 들고다닐 무선 단말은 하나의 융합된 형태가 될 것으로 판단되고, 결국 이는 CR 단말의 형태가 적합할 것으로 예상된다.
이와 같이 현재 논의되고 있는 주파수 관리 기법에 따른 통신 방식을 구분하면 상술한 바와 같이 1) 고정 대역폭 통신 방식, 2) 가변 대역폭 통신 방식, 3) CR기반 통신 방식으로 나눌 수 있으며, 이들의 동작방식에 대해서 도면과 함께 간략히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 고정 대역폭 서비스 방식을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 고정 대역폭 서비스 방식은 현재 이동통신 시스템(CDMA 또는 GSM)이나 무선랜(802.11 또는 HiperLAN), 무선 PAN(802.15)과 같이 초기 표준화 단계에서 정해진 대역폭을 이용해서 서비스를 제공하고 있다. 이 서비스 대역폭은 정부로부터 주파수 사용허가를 받거나 혹은 공개된 주파수 대역에 대해서 일정한 양만큼 사용하고 있다. 이 서비스의 특징은 도 1에 도시된 바와 같이 시간에 따른 주파수 대역폭의 증가나 감소가 전혀 없다는 것이고, 정해진 대역폭 내에서의 서비스는 대역폭 내에서 최적화되어 있는 형태이다. 도 1은 이와 같이 현재 트래픽의 양의 관계없이 이미 정해진 대역폭을 계속 사용하는 것을 도시하고 있다.
도 2 및 도 3은 가변 대역폭 서비스 방식을 설명하기 위한 도면이다.
가변 대역폭 서비스 방식은 도 2와 도 3에 각각 도시된 바와 같이 두 가지 형태로 나뉠 수 있다. 이들은 기지국의 서비스 대역이 일정한 상태에서 단말이 사용하는 대역폭이 가변인 형식과, 기지국이 사용하는 대역폭도 역시 가변인 형식이다. 먼저 기지국이 사용하는 대역폭이 고정되고 그 중에서 단말이 서비스를 받는 대역폭이 가변인 경우의 예를 도 2에 도시하였다. 이 서비스의 예는 OFDM을 사용하는 802.16이나 802.20, 혹은 3GPP LTE와 같은 서비스와, CDMA 방식에서는 채널을 묶어서 단말에 할당하는 방식인 EV-DO 또는 EV-DV를 예를 들 수 있다. 이러한 서비스들은 기지국이 사용하는 총 대역폭이 정해져 있고, 단말이 사용하는 대역폭은 해당 기지국으로부터 특정 대역폭을 할당받아서 서비스를 접근하는 방식이다. 이 경우도 시스템 설치 시에 기지국이 사용할 대역폭이 정해진다.
반면 도 3과 같이 기지국이 서비스하는 대역폭이 시간에 따라서 변화하는 경우도 가능하다. 이 경우는 802.22에서 CR을 수용하면서 발생한 서비스 모델이다. 즉, 각 시간별로 사용가능한 스펙트럼을 감지하고 기지국이 가능한 대역폭 내에서 자신의 서비스를 확장한다. 이때 단말에서의 요구 조건은 마찬가지로 그 대역폭을 모두 수용할 수 있어야 한다. 도 3은 이와 같이 기지국과 단말이 이용하는 주파수 대역이 시간에 따라 변화하는 모습을 예시적으로 도시하고 있다.
도 4는 CR 기반 서비스 방식을 설명하기 위한 도면이다.
CR은 기본적으로 특정한 기법을 지정하지 않는다. 단지 현재 스펙트럼 자원을 보다 효율적으로 사용하기 위해서 단말의 구성이 스펙트럼 자원에 따라 변화하는 것을 CR이라고 한다. 도 4는 스펙트럼에서 사용되지 않은 곳이 있을 경우 CR 단말이 어떻게 접근하는지 보여준다. 관찰하고자 하는 스펙트럼 대역이 있고 그 대역에서 사용되지 않는 영역이 발견되면 그 영역 내에서 CR로 구현하고자 하는 통신 서비스를 제공한다. 이 서비스는 고정 대역 서비스가 될 수도 있고 가변 대역 서비스가 될 수도 있다. 단지 기존 서비스와 다른 점은 사용하는 스펙트럼이 시간에 따라서 변화하므로 이를 관리하기 위한 프로토콜과 학습과정이 필요하다는 것이 다르다. 현재 CR을 구현하는 표준안은 802.22 WRAN 시스템이다. 또한, 이러한 CR 기반 통신 방법에서 이용되는 수퍼 프레임의 구조와 이에 따른 CR 통신 방법에 대해서는 본 발명자에 의해 발명되고, 본 출원인에 의해 출원되었으며 여기에 참조로서 포함된 "협대역 모드 단말에 끊김 없는 통신 서비스를 제공하기 위한 수퍼 프레임 구조 및 이를 이용한 데이터 통신 방법"(특허출원 제 2006-89478 호)에 상세히 개시되어 있다.
이러한 설명을 바탕으로 CR은 주변 무선 환경을 인지하고 무선 환경에 최적인 통신 파라미터를 자체적으로 결정해 타 기기에 간섭을 주지 않고 무선 신호를 송수신하는 기술로 정의할 수 있다. 일반적으로 대부분의 국가에서 개인용 근거리 무선 기기들은 비허가(unlicensed) 주파수 대역을 사용하고 있다. 하지만 허가 없이 사용하는 주파수 대역은 한정되어 있고 나머지 부분은 거의 다른 용도로 할당되어 있어 신규 서비스를 위한 주파수 대역 확보가 어렵다. 그러나 실제 주파수 사용 현황을 살펴보면 상황은 조금 달라진다. 2GHz 이상에서는 많은 주파수 대역이 실제 사용되고 있지 않으며, 1GHz 이하의 TV나 이동통신 등 주요 주파수 대역에서도 시간, 공간적으로 사용이 되지 않는 주파수 대역들이 존재한다. FCC(Federal Communications Commission)에서는 주파수의 실제 사용률에 대한 연구를 진행하여, 일시적으로나 지역적으로 변화하는 평균 주파수 사용률을 조사해본 결과 약 15%에서 85% 정도의 사용률을 보이고 있는 것으로 분석하였다. 이에 FCC에서는 2003년 12월에 주파수 사용 효율을 올리고자 NPRM(Notice of Proposed Rulemaking)을 발표하여, 비어 있는 주파수에 대한 중복 사용 가능성에 대한 내용을 발표하였으며, 이로써 주파수 부족 문제를 많이 완화할 수 있는 계기가 마련되었다.
2003년 12월에 FCC NPRM에서 CR 기술에 의한 주파수 공용 사용 가능성이 언급된 이후 이를 현실적인 시스템으로 개발하려는 노력이 2004년 11월 첫 회의를 시작한 IEEE802.22에서 이루어지고 있다. 본 기구에서는 도 5에 도시한 바와 같이 TV 대역에서 CR 기술을 적용한 WRAN에 대해서 표준화를 논의하고 있다.
도 5는 TV 주파수 대역의 CR 공유 개념을 설명하기 위한 도면이다.
IEEE 802.22에서는 도 5에 도시된 바와 같이 TV 대역을 공유하면서 WRAN서비스를 제공하는데, 서비스 단위는 사용 가능한 TV 채널(도 5는 6MHz TV 채널로 도시함)의 정수배로 결정된다. 즉, 도 5에서 "미사용 TV 채널"로 도시된 바와 같이 기 지국이 파악한 사용되지 않는 TV 채널이 있다면, 이 채널을 WRAN 서비스에 사용한다. 그리고 표준안에서 제시한 범위 내에서 TV 채널이 연속적으로 사용가능하다면, 이 채널들을 묶어서 하나의 대역으로 사용하며, 이때 전체를 이용한 서비스를 제공한다. 도 5는 이러한 일례로서 미사용 TV 채널 환경에 맞춰 다중 캐리어로 전송하는 예를 도시하고 있다. 또한, 단말에서는 기지국의 이러한 채널 상황을 모두 파악하고 마찬가지로 자신의 수신 능력을 늘려야 한다.
한편, 기존의 주파수 정책은 국가별, 지역별로 이동 통신용, 무선랜용 등의 주파수 대역 및 주파수 할당 규격 등이 일정하지 않다. 따라서, CR 단말이 올바르게 동작하기 위해서는 이러한 지역별 주파수 정책에 대한 정보를 보유하고 있어야 하며, 이 정보를 바탕으로 CR 단말이 앞으로 주파수 대역에 접근할 때 통신 서비스 선택과 통신 시스템의 동작을 관장한다. 그러나 기존의 주파수 정책 및 기존의 통신 방법에는 임의의 지역에서 주파수 정책에 대한 정보를 획득하기 위한 방법이 정의되어 있지 않다. 따라서 CR 기반의 단말이 임의의 지역에서 파워를 켰을 때 또는 이동할 때 그 영역에 해당하는 주파수 정책을 인식하지 못하고 CR 기반의 단말이 해당 영역의 주파수에 적합한 통신 시스템으로 변환할 수 없는 문제점이 생긴다. 더욱이 주파수 정책이 기존과 같이 일률적으로 명령과 통제 방식(Command & Control)으로 정하여 지는 것이 아니라 시장 자율에 맡기는 개방형 주파수 정책으로 진행되는 경우 이러한 지역별 주파수 정책 정보 획득 방식의 부재는 큰 문제가 될 수 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명의 목적은 단말이 임의 지역에서 해당 지역의 주파수 정책에 대한 정보를 획득할 수 있도록 정책 방송 패킷(Policy Broadcasting Packet)을 방송하는 주체에 대해 규정하고, 이에 의한 주파수 정책 정보 방송 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 더 구체적으로 본 발명은 단말이 임의의 지역에서 원활하게 CR 통신을 수행하도록 하기 위한 상술한 정책 방송 패킷의 형식 및 이에 포함되는 정보의 내용을 규정하여, 효율적으로 높은 품질의 CR 통신이 구현되도록 하는 것을 의도한다.
아울러, 이러한 주파수 정책 정보 방송을 이용하여 단말이 원활하게 CR 통신을 수행하기 위한 단말의 통신 방법을 규정하고, 특히 단말이 원하는 서비스 방식에 있어서 CR 통신을 위한 가용 주파수 대역을 인지하는 방법을 구체적으로 규정하여 주파수 효율적이고 사용자가 원하는 서비스 방식의 CR 통신을 구현하도록 하는데 본 발명의 또 다른 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 주파수 정책 정보 방송 방법은 지역별 주파수 정책 정보를 포함하는 정책 방송 패킷을 생성하는 단계; 및 생성된 상기 정책 방송 패킷을 방송하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 지역별 주파수 정책 정보는, 지역별 주파수 할당 상황, 할당된 주파수 대역에서의 서비스의 종류, 및 상기 서비스 각각에 따른 가용 주파수 대역을 센싱하기 위한 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 정책 방송 패킷 은, 단말이 상기 정책 방송 패킷과 동기를 맞추기 위한 프리엠블, 상기 지역별 주파수 정책 정보의 헤더 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
아울러, 여기에서의 지역별 주파수 정책 정보 헤더는, 상기 지역별 주파수 정책 정보가 최신 정보인지 여부를 확인하기 위한 정보, 상기 지역별 주파수 정책 정보가 적용되는 위치에 대한 정보, 및 상기 지역별 주파수 정책 정보의 길이 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 주파수 정책 정보 방송 장치는 지역별 주파수 정책 정보를 포함하는 정책 방송 패킷을 생성하는 패킷 생성부; 및 상기 패킷 생성부가 생성한 상기 정책 방송 패킷을 방송하는 방송부를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 단말의 통신 방법은, 지역별 주파수 정책 정보를 포함하는 정책 방송 패킷을 수신하는 단계; 상기 단말의 현재 위치 정보를 획득하는 단계; 상기 지역별 주파수 정책 정보 중 획득된 상기 위치에 해당하는 주파수 정책에 따라 가용 주파수 대역을 센싱하는 단계; 및 상기 가용 주파수 대역을 센싱한 경우, 상기 가용 대역을 통해 통신을 개시하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 지역별 주파수 정책에 대한 정보는, 지역별 주파수 할당 상황, 할당된 주파수 대역에서의 서비스의 종류, 및 상기 서비스 각각에 따른 가용 주파수 대역을 센싱하기 위한 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 가용 주파수 대역 센싱 단계는, 상기 위치에 해당하는 지역의 할당된 주파수 대역에서의 서비스 중 소정의 서비스를 선택하는 단계; 선택한 상기 서비스의 현재 존재 여부 및 상기 서비스가 이용하는 주파수 대역이 상기 서비스 사용자에 의해 이용되는지 여부를 센싱하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 현재 위치 정보 획득 단계는, GPS 또는 갈릴레오 위성을 통해 상기 단말의 위치를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 통신 개시 단계 이전에 획득된 상기 지역별 주파수 정책 정보는 제 1 지역별 주파수 정책 정보이며, 상기 통신 개시 단계 이후, 제 2 지역별 주파수 정책 정보를 포함하는 정책 방송 패킷을 수신하는 단계; 및 수신된 상기 제 2 지역별 주파수 정책 정보가 상기 제 1 지역별 주파수 정책 정보와 상이한 경우, 상기 제 1 지역별 주파수 정책 정보를 상기 제 2 지역별 주파수 정책 정보로 갱신하는 단계를 추가적으로 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 단말의 통신 방법은 상기 단말이 보유하는 지역별 주파수 정책에 대한 정보 중 상기 단말의 위치에 해당하는 주파수 정책에 따라 가용 주파수 대역을 센싱하는 단계; 및 상기 가용 주파수 대역을 센싱한 경우, 상기 사용가능한 대역을 통해 통신을 개시하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 단말의 가용 주파수 대역 인지 방법은, 지역별 주파수 정책 정보를 포함하는 정책 방송 패킷을 수신하는 단계; 단말의 현재 위치 정보를 획득하는 단계; 및 상기 지역별 주파수 정책 정보 중 획득된 상기 위치에 해당하는 주파수 정책에 따라 가용 주파수 대역을 센싱하는 단계를 포함한다.
마지막으로 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 단말은 지역별 주파수 정책 정보를 포함하는 정책 방송 패킷을 수신하는 패킷 수신부; 단말의 현재 위치 정보를 획득하는 위치정보획득부; 상기 지역별 주파수 정책 정보 중 상기 위치정보획득부가 획득한 상기 위치에 해당하는 주파수 정책에 따라 가용 주파수 대역을 센싱하는 센싱부; 및 상기 센싱부가 상기 가용 주파수 대역을 센싱한 경우, 상기 가용 대역을 통해 통신을 개시하는 송신부를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 설명에서 설명할 "정책 방송 패킷(Policy Broadcasting Packet)"의 구조는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구조뿐만 아니라, 그 밖에 당업자가 용이하게 실시하도록 하기 위한 세부사항을 포함하나, 본 발명이 목적하는 효과를 획득하기 위한 구조를 포함하는 한 그 밖의 세부적인 구성은 다른 구성으로 변경하여 사용할 수 있다. 또한, 이하의 설명에서 기지국과 통신하는 대상으로서 "단말", "사용자 기기" 등의 용어를 예로서 사용하나, 기지국과 본 발명에 따른 CR 통신을 수행할 수 있는 한 이들 용어에 구속될 필요 없고 임의의 주체가 이에 해당할 수 있다.
한편, 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명은 상술한 바와 같이 향후 주파수를 효율적으로 사용하기 위한 무선 전송 기법의 하나인 무선 인지(CR)를 기반으로 할 때 CR 단말들을 지원하기 위한 주파수 정책 방송 메커니즘을 제공하고, 이에 따른 단말의 CR 통신 방법을 제공하고자 한다. 이하에서는 이를 위해 CR의 구조와 이러한 구조에 의할 경우 주파수 정책 방송 메커니즘을 어떻게 규정하고, 이에 따른 통신 방식은 어떠한 방식을 취하는 것이 효율적일지에 대해 설명한다.
도 6은 CR 기반의 단말/기지국이 동작하기 위한 전반적인 구조를 도시한 도면이다.
각 블록에 대해서 설명하면 다음과 같다. CR단말/기지국에서 통신 신호를 처리하는데 관여하는 구조는 실제 통신을 수행하는 통신 시스템(601), 주파수 정책에 대한 관리를 수행하는 정책 엔진(Policy Engine: 602), 그리고 순시적인 스펙트럼 변화를 추적하여 적절한 대응을 하는 인지 엔진(Cognitive Engine: 603)으로 구분될 수 있다.
한편, CR단말/기지국은 각 나라나 지역에 따른 주파수 정책에 의하여 가용 주파수 및 관찰 주파수 대역을 설정할 수 있고, 어떠한 서비스가 가능한지에 대해서 정책 도메인(Policy Domain: 604)에서 정보를 획득할 수 있다. 이 정보를 바탕으로 CR 단말/기지국이 앞으로 채널에 접근할 때 이 정책에 근거하여 통신 서비스 선택과 통신 시스템의 동작을 관장한다.
또한, 인지 엔진(603)은 현재 스펙트럼의 사용 현황과 정책 엔진(602)이 제공하는 정보에 따라서 어떤 주파수에 어떤 서비스를 수행할 것인가를 결정하고 통신 시스템에 대한 최적화 및 통신 프로토콜에 대한 제어를 수행한다. 통신 시스템은 외부 환경, 및 RF 채널(605)의 변화, 즉 스펙트럼의 변화를 수용할 수 있는 통신 규격을 수용하고 있어야 한다.
CR 기반의 단말이 동작하기 위해서는 도 6에서와 같이 CR단말은 정책 도메인(604)으로부터 각 나라나 지역에 따른 주파수 정책을 수신해야 하고, 이에 따라서 가용 주파수 및 관찰 주파수 대역을 설정할 수 있고 어떠한 서비스가 가능한지에 대한 정보를 획득해야 한다. 그러나, 현재 CR 통신 방법은 이와 같은 기역별 정책 정보를 단말이 획득하는 방식에 대해 규정하고 있지 않으며, 이는 단말이 정책 정보의 변경이 있거나, 외부 환경 및 RF 채널(605)의 변화를 센싱하기 위한 파라미터 등에 변경이 있는 경우, 단말의 위치가 변경된 경우, 또는 단말의 전원이 처음으로 켜진 경우 등에 용이하게 대처할 수 없는 문제가 있다.
한편, 현행 전파 이용 제도는 무선국 허가/검사, 무선 기기 형식 검정/등록, 정보 기기 전자파 적합 등록 등 기기 인증 및 불법 설비 단속 등 전파 자원의 효율 적인 관리 측면에서 시행되고 있다. 이와 같이 국내의 전파 이용 제도는 아직 명령과 통제(Command & Control)방식이 대부분(90% 이상)이지만 향후에는 새로운 전파 이용 시장 창출을 촉진하고 관련 산업의 발전을 도모할 수 있도록 시장 지향적으로 유연성 있게 전환하는 것이 필요한 시점이다. 이와 같이 전파 이용 제도가 시장 지향적인 방식으로 전환될 경우 단말이 지역별 주파수 정책에 대한 정보를 획득하기 위한 수단은 더욱 절실해질 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 주파수 정책 정보 방송 메커니즘을 다음과 같이 제안한다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 주파수 정책 정보 방송 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 따르면, 임의의 시스템을 통해서 각 지역별 또는 국가별 해당하는 주파수 정책 및 CR 단말들(705a, 705b, 705c)이 동작하기 위한 정보를 방송(broadcast)하는 방식을 제안한다. 상술한 임의의 시스템은 TV 방송국, 위성 또는 임의 기지국에서 서비스가 가능하며, 상술한 지역별 주파수 정책 정보의 방송이 가능한 경우 특정 시스템으로 한정할 필요는 없다. 이하에서는 이를 "정책 방송자(Policy Broadcaster; 701)" 또는 "정책 방송 장치"로 지칭하기로 한다.
상술한 정책 방송자(701)에 의해 방송되는 정보는 단말들(705a, 705b, 705c)의 설정, 제공되는 통신 서비스, 주파수 규제 등을 제어하기 위한 것으로 각 지역별 및 국가의 주파수 할당 규격, 해당 주파수 대역에서 가능한 서비스 등에 대한 정보를 포함된다. 여기서 '가능한 서비스'는 특정 지역에서 이용 가능한 주파수 대 역에서 서비스되는 각각의 통신 방식, 예를 들어 도 7의 WLAN 통신 서비스(702), 3G 통신 서비스(703), 및 기타 다른 접속 네트워크 서비스(704) 등을 의미하며, 각각의 하나의 서비스를 제공하는 복수의 통신 시스템에 존재할 수 있다(예를 들어, WLAN 통신 서비스(702)가 두 서비스 제공자에 의해 제공되는 시스템 1, 2에 의해 제공되는 경우). 이와 같이 가능한 서비스에 대한 정보를 방송할 때, 어떤 특징(feature)을 측정해서 센싱(sensing)할 것인지에 대한 정보도 포함하는 것이 가능하다. 이와 같이 방송되는 정보의 전송 형태 및 이러한 정보에 포함되는 내용에 대해서는 이하에서 더 구체적으로 설명하며, 이를 설명의 편의를 위해 '지역별 주파수 정책 정보'로 통칭하기로 한다.
CR 기반 단말(705a, 705b, 705c)은 상술한 지역별 주파수 정책 정보를 획득하면 자신의 위치와 비교하고, 자신의 위치에 해당하는 지역의 규정을 통해서 인지과정을 거치며, 이를 통해 통신 환경을 설정한다. 이를 위해 단말(705a, 705b, 705c)은 자기의 정확한 위치를 알 수 있는 방법이 있어야 하며, GPS나 갈릴레오(Galileo) 위성을 통한 자기 위치 파악은 CR 단말 특성상 추가 비용 없이 구현 가능한 장점을 가진다.
한편, 상술한 바와 같이 정책 정보 방송자에 의해 방송되는 지역별 주파수 정책 정보에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 지역별 주파수 정책 정보를 포함하는 정책 방송 패킷의 구조를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시형태에서는 도 7과 관련하여 상술한 지역별 주파수 정책 정보를 그 밖의 필요한 정보를 포함하여 패킷 형태로 방송하는 방식을 제안하며, 이를 "정책 방송 패킷(Policy Broadcasting Packet)"이라 지칭한다. 먼저, 본 발명의 일 실시형태에 따른 정책 방송 패킷은 단말이 정책 방송 패킷과 동기를 맞추기 위한 프리엠블(Preamble; 801), 전달되는 지역별 주파수 정책 정보에 대한 정보를 전달하는 주파수 정책 정보 헤더(Policy Profile Header: PPH; 802), 및 주파수 정책 정보를 전달하기 위한 주파수 정책 정보 MAC PDU(Policy Profile MAC PDU(Protocel Data Unit) :PP MAC PDU; 803)를 포함할 수 있다.
상술한 구조 중 프리엠블(801)은 특정 시퀀스 데이터(예를 들어, 시퀀스 A)로 구성되며, CR 기반의 단말이 상술한 정책 정보 방송자와 동기를 맞추는데 이용될 수 있는 한 임의의 시퀀스가 이용될 수 있다.
다음으로, PPH(802)는 단말이 수신한 정보가 최신 정보임을 확인하기 위한 카운트(count) 또는 시간 등의 정보로서 최종 갱신 정보(Last Update Information; 802a)를 포함할 수 있다. 이는 정책 정보 방송자에서 PDU의 내용이 변경될 때 카운트를 하나씩 증가시키거나 시간 값을 변경하여 구성될 수 있으며, 예를 들어 카운트인 경우, 정책 정보 방송자의 패킷이 변경되면 카운트를 하나 증가시켜서 방송하고 이것을 수신한 단말이 자신이 가진 카운트와 동일하면 정책 관련 정보, 즉, PP MAC PDU를 갱신하지 않고, 이전에 정책 정보 방송자로부터 수신한 카운트와 다를 경우에 정보를 갱신한다. 시간의 경우도 마찬가지로, 정책 정보 방송자가 패킷을 전송하는 시간과 단말이 이전에 수신한 시간을 비교해서 가장 최근의 정보로 갱신하도록 할 수 있다.
그 밖에도, PPH(802)는 해당 주파수 패킷이 적용되는 지역에 대한 정보(802b), 예를 들어 경도와 위도범위, 경도와 위도를 포함하는 좌표와 적용되는 범위에 대한 정보 형태의 위치 정보를 포함할 수 있으며, PDU 길이에 대한 정보(802c) 역시 포함되는 것이 바람직하다.
한편, PP MAC PDU(803)는 각 지역에서의 주파수 할당 상황(803a), 할당된 주파수 대역에서의 서비스의 종류(803b), 및 이러한 서비스 각각에 따른 가용 주파수 대역을 센싱하기 위한 파라미터 정보(803c) 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로 각 지역에서의 주파수 할당 상황은 지역별로 이용가능한 주파수 대역에 대한 정보를 포함하며, 예를 들어 특정 지역에서 사용가능한 주파수 대역이 주파수 대역 1, 주파수 대역 2, 주파수 대역 3을 포함함을 나타낼 수 있고, 이와 같이 할당된 주파수 대역에서의 서비스의 종류에 대한 정보는 상술한 예에서 주파수 대역 1에서는 무선랜(WLAN)이, 주파수 대역 2에서는 무선팬(WPAN)이, 주파수 대역 3에서는 셀룰러 통신이 서비스됨을 나타낼 수 있다. 또한, 서비스 각각에 따른 실제 가용 주파수 대역을 센싱하기 위한 파라미터 정보(803c)는 시스템을 검색할 때 어떤 정보를 계산하거나 검출하면, 해당 시스템을 쉽게 찾아낼 수 있는지에 대한 정보로서 예를 들어 CDMA의 경우 사용되는 시퀀스의 종류에 대한 정보, OFDM의 경우 대역폭과 프리엠블에 대한 정보, FM, AM 등의 편이변조(Shist Keying)에 대한 정보, 주기정상상태 특성(cyclostationary characteristic) 등의 정보를 포함할 수 있으며, 이를 통해 CR 단말은 해당 서비스에서 해당 주파수 대역이 주 사용자(primary user)에 의해 사용되고 있는지 등을 센싱하여 실제 가용 주파수 대역을 검출할 수 있다. 여기서 '주 사용자(primary user)'는 CR 방식 통신이 아닌 종래 해당 주파수 대역에서 서비스되는 통신 방식(예를 들어 WLAN, WMAN 등; 이하 '주 서비스(primary service)'라 한다)에 의한 서비스를 이용하는 사용자를 의미한다.
아울러 PP MAC PDU(803)는 그 밖에도 각 서비스의 전력 규제 상황(power profile) 등을 포함하는 주파수 규제 상황에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 단말이 서비스받기를 원하는 특정 서비스를 제공하는 사업자가 복수인 경우 이러한 사업자의 시스템을 구분하기 위한 사업자 정보 등을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
이와 같은 주파수 정책 정보를 방송함으로써 CR 단말은 자신의 위치에 해당하는 지역의 주파수 정책에 대한 정보를 용이하게 획득하여 실제 가용 주파수 대역을 효율적으로 센싱할 수 있다.
이하에서는 이와 같은 주파수 정책 정보를 방송하는 정책 정보 방송자의 구성에 대해 살펴본다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 주파수 정책 정보 방송자의 특징구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 주파수 정책 정보 방송자(901)는 그 기능에 따라 도 9에 도시된 바와 같이 패킷 생성부(902) 및 방송부(903)를 포함할 수 있다. 패킷 생성부(901)는 주파수 정책에 대한 정보를 입력받아 도 8에 도시된 바와 같은 정책 방송 패킷을 생성하며, 필요에 따라 입력되는 주파수 정책에 대한 정보가 변경되는 경우 카운트를 증가하거나, 변경된 시점에 대한 정보를 정책 방송 패 킷에 삽입할 수 있으며, 이를 위해 카운트/시간 기록부(902a)를 포함할 수도 있다. 상술한 패킷 생성부에 입력되는 정책 정보는 해당 주파수 정책의 변경사항을 수용하도록 충분한 주기로 갱신되는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같은 패킷 생성부(902)에 의해 생성된 정책 방송 패킷을 입력받은 방송부(903)는 해당 정책 방송 패킷을 일정 주기를 가지고 방송할 수 있다.
본 발명에 따른 정책 정보 방송자(901)는 상술한 바와 같은 구성을 가지는 한 임의의 주체가 될 수 있으며, 통신 시스템에서 이용되는 TV 방송국, 위성 또는 임의의 기지국이 상술한 구성을 포함함으로써 정책 정보 방송자(901)로 기능할 수 있으며, 그 밖에 별도의 주체를 정책 정보 방송자(901)로 기능하도록 구현할 수도 있음은 상술한 바와 같다.
한편, 단말이 상술한 바와 같은 지역별 주파수 정책 정보 방송을 수신하여 CR 통신을 수행하는 방식에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 주파수 정책 정보를 방송하는 과정과 이에 따라 CR 기반 단말의 인지과정을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 도 10은 CR 기반의 단말(1006)이 전원을 켜는 순간부터, 정책 정보 방송자(1001)에 동기를 맞추고 메시지를 판독하는 과정과 CR 단말(1006)이 서비스에 접속하려는 경우 예를 들어, WLAN(1004), WMAN 계열의 통신 서비스(1003)에 접속을 시도하는 경우의 시나리오이다
CR 기반의 단말(1006)이 전원을 켜면, 정책 정보 방송자(1001)와 동기를 맞추고 정책 정보 방송자(1001)가 방송하는 패킷으로부터 주파수 정책에 관련된 정보 를 수신한다. 이때 단말(1006)이 이전에 정책 정보 방송자(1001)로부터 수신한 정보가 가장 최근에 정책 정보 방송자(1001)로부터 수신한 정보와 비교해서 정보가 변경된 경우에는 기존에 수신한 정보를 갱신한다. 이와 같은 정보의 변경 여부는 도 8의 PPH(802)에 포함된 최종 갱신 정보(802a)의 카운트 또는 시간을 통해 판정될 수 있다.
상술한 패킷 수신을 통해 단말(1006)은 정책 정보 방송자(1001)로부터 지역별로 가능한 시스템과 해당 주파수 대역, 주파수 규제, 실제로 특정 시스템이 있는지 없는지, 존재한다면 현재 사용되고 있는지의 여부를 어떤 특징 파라미터를 이용해서 측정할 것인지에 대한 센싱 방법 등을 수신하고, 이 중에서 단말(1006)의 현재 위치에 해당하는 정책 정보를 획득한다. 예를 들어 단말이 CR BS #1(1007a) 영역 내에 위치한다면, 해당 위치에 할당된 대역폭에서 이용가능한 서비스로서 정책 방송 패킷에 포함된 정보는 WMAN(1003), WLAN(1004), WRAN(1002)의 서비스가 가능하며, 각 시스템별 해당 주파수 대역 정보, 및 주파수 규제, 시스템별 센싱을 위한 파라미터 정보 등을 포함할 수 있다. 여기서, 도 10은 CR BS #1(1007a) 및 CR BA #2(1007b)를 각 서비스를 제공하는 기지국들(WRAN BS, WMAN BS, WLAN BS 등)과 별도의 주체로서 도시하였으나, 일반적으로 CR BS는 WRAN, WMAN, WLAN 등의 서비스를 모두 제공할 수 있는 기지국으로서 WRAN BS, WMAN BS, WLAN BS 등을 포함하는 주체로 상정할 수 있다. 따라서, 도 10에서 CR BS #1(1007a) 영역에서 가능한 서비스로서 WRAN(1002), WMAN1003), WLAN(1004)를 포함한다면, CR BS #1(1007a)는 WRAN BS, WMAN BS, WLAN BS 등을 포함하는 것으로 생각할 수 있다. 물론, 이들을 필요에 따 라 별개의 주체로서 구현할 수도 있음은 당업자에게 자명하다.
상술한 패킷을 수신한 후, 단말(1006)은 원하는 서비스, 예를 들면, WMAN(1003), WLAN(1004)을 선택하고 해당 시스템이 실제 존재하는지, 혹은 CR 기지국(1007a)을 검색하기 전에 특정 주파수 대역이 주 사용자(primary user)에 의해 사용되고 있는지의 여부를 확인하기 위해서 각 시스템에 해당하는 주파수 대역을 센싱할 수 있다. 해당 시스템의 주파수 대역을 주 사용자가 사용하고 있다면, 단말은 비콘(beacon) 등을 통해서 주 사용자가 존재함을 CR 기지국(1007a)으로 보고하고, 주 사용자가 존재하지 않고 사용 가능한 주파수 대역이면, 해당 기지국 예를 들면, CR BS #1(1007a)과의 동기를 획득하고 서비스를 시작할 수 있다.
한편, CR 단말(1006)이 CR 기지국(1007a)과 서비스가 지속되는 중에도 정책 정보를 수신할 수 있으며, 단말(1006)이 정책 정보 방송자(1001)로부터 이전에 수신한 정책 정보와 새로이 수신된 정책 정보가 상이한 경우, 기존의 정보를 새로이 갱신할 수 있다.
도 10과 관련하여 상술한 본 발명의 일 실시형태에서는 정책 정보 방송자(1001)가 지역별 주파수 정책 정보를 포함하는 정책 방송 패킷을 방송형태로 송신하는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 가용 주파수 대역 인지 방법 및 CR 통신 방법은 단말(1006)이 상술한 지역별 주파수 정책 정보를 획득할 수 있는 한 임의의 방식에 의해 전송될 수 있으며, 이는 예를 들어 정책 정보 방송자(1001)의 온-디멘드(On-Demand) 방식에 의해 지역별 주파수 정책 정보의 송신 등이 될 수도 있다. 다만, CR 통신을 위한 다수의 단말의 유입, 지 역별 주파수 정책 정보 요청에 따른 상향링크의 자원 낭비 등의 관점에서 상술한 바와 같은 방송 형태의 전송이 보다 바람직할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에서는 단말(1006)이 자신의 위치 정보를 획득하기 위해 별도의 위치 획득 단계를 수행하는 것으로 설명하였으나, 단말의 위치는 단말의 통신을 수행하기 위한 임의의 다른 과정을 통해 획득되어 있을 수 있으며, 본 발명에 따른 가용 주파수 대역 인지 및 CR 통신을 위해 반드시 별도로 수행될 필요는 없다.
한편, 이하에서는 상술한 바와 같은 CR 통신 과정을 정리하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 CR 통신 방법에서 단말의 동작과 각 기지국과의 신호 교환 방식을 설명하기 위한 도면이다.
CR 기반의 단말의 전원이 켜지거나, 다른 기지국으로 핸드 오버하기 전에 단말은 정책 정보 방송자 기능을 갖는 임의의 시스템으로부터 정책 방송 패킷을 수신한다(단계 (1)). 정책 방송 패킷에는 단말이 정책 정보 방송자와 동기를 맞추기 위한 프리엠블, 단말이 수신한 정보가 가장 최신 정보인지 확인을 위한 정보 및 지역별 주파수 정책 정보(지역별 가능한 서비스 및 해당 주파수 대역, 주파수 할당 상황, 각 시스템을 센싱하기 위한 특징 관련 정보 등)가 포함될 수 있다. CR 기반의 단말은 GPS, 갈릴레오 위성 등을 통해서 자신의 위치 정보를 알고 있으며, 필요에 따라 별도의 위치 정보 확인 단계를 수행할 수 있다.
따라서 CR 기반의 단말은 정책 정보 방송자와 동기를 획득하고, 수신된 패킷 에 포함된 카운트 또는 송신 시간 및 정책 관련 정보를 획득한 후, 해당 지역별 주파수 정책 정보 중에서 현재 자신이 위치한 지역에 해당하는 주파수 정책을 선택해서 인지한다.
그 후, CR 기반 단말은 해당 주파수 대역에서 가능한 서비스 중(예를 들어, WMAN, WLAN, WRAN)에서 서비스받기를 원하는 서비스(예를 들어, WMAN, WLAN), 더 구체적인 예로는 서비스받기를 원하는 상기 서비스를 제공하는 시스템(예를 들어, 서비스 제공자 A에 의한 WMAN 시스템 A, 서비스 제공자 B에 의한 WLAN 시스템 B)을 선택한다(단계 (2)).
그 후, CR 기반의 단말이 CR 기지국과의 동기를 획득하기 전에 해당 시스템이 존재하는지, 주 사용자가 존재하는지 확인을 위해 센싱을 수행하려는 경우, CR 기반 단말은 단계 (2)에서 선택한 서비스 또는 시스템 각각을 단계 (1)에서 획득한 정보를 기반으로 센싱하고(단계 (3)), 해당 주파수 대역이 주 사용자에 의해 점유되어 있으면 CR 기지국(즉, 도 11에서 서비스 #1(WMAN)을 제공하는 BS, 서비스 #2(WLAN)을 제공하는 BS, 서비스 #3(WRAN)을 제공하는 BS을 포함하는 CR 기지국)으로 보고할 수 있다(단계 (4)). 이때 단말은 CR 기지국과의 동기 획득 전이므로 비콘과 같은 방법을 이용해서 보고할 수 있다. 이를 수신한 CR 기지국, 구체적으로 CR 기지국의 주파수 관리자는 각 서비스 기지국에서의 주파수 할당을 위한 후보 주파수 리스트 정보를 갱신하는데 이를 이용할 수 있다. 한편, 단말이 선택한 서비스 또는 시스템이 모두 주 사용자에 의해 사용할 수 없다면, 단말은 지역별 주파수 정책 정보에 포함된 다른 서비스를 선택할 수 있다.
그 후, CR 기반 단말이 선택한 서비스(WMAN, WLAN) 또는 시스템의 주파수 대역에 주 사용자가 존재하지 않고 사용 가능한 주파수 대역이 존재한다면, 단말은 CR 기지국 #1과 동기를 맞추는 네트워크 진입 및 초기화 과정(단계 (5))과, CR 기지국과 CR 기반 단말이 데이터를 주고 받는 일련의 데이터 통신 과정(단계 (6))을 수행한다.
또한, CR 기반의 단말은 정책 정보 방송자를 통해서 주파수 정책 정보를 지속적으로 획득할 수 있으며(단계 (7)), 만일 지역별 주파수 정책 정보가 변경되면, 이전에 CR 기반 단말이 수신한 정보를 갱신한다.
한편, 상술한 경우와 달리 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 CR 단말이 CR 서비스가 아닌 어느 특정 주 서비스(primary service)를 선택하는 경우라면, 단말은 센싱 과정을 통해 해당 서비스의 유무만을 판단한 후, 해당 서비스가 실제 존재하는 경우 해당 서비스를 제공하는 기지국(혹은 AP)에 접속할 수 있으며, 해당 서비스가 실제 존재하지 않는 경우 새로운 서비스를 선택할 수 있다.
아울러, 단말의 위치가 변하는 경우 또는 단말이 전원이 켜졌을 경우는 앞서 설명한 바와 같은 전체 일련의 순서에 따라서 단말 자신을 구성하여 서비스 및 가용 대역폭을 파악하지만, 단말이 활동 중에 규정정보를 갱신해야 한다면 도 11에서 단계 (3)의 센싱 과정부터 다시 수행해서 가용 대역폭을 확보할 수 있다.
이하에서는 상술한 바와 같이 가용 주파수 대역을 인지하여 CR 통신을 수행하기 위한 단말의 특징 구성에 대해 설명하기로 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따라 가용 주파수 대역을 인지하고 이를 통해 CR 통신을 수행하기 위한 단말의 특징 구성을 도시한 블록도이다.
도 12에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시형태에 따른 단말(1201)은 패킷 수신부(1202), 위치정보 획득부(1203), 센싱부(1204) 및 송신부(1205)를 포함할 수 있다.
먼저, 패킷 수신부(1202)는 본 발명에 따른 정책 정보 방송자로부터 방송된 정책 방송 패킷을 수신한다. 수신된 정책 방송 패킷은 단말(1201)이 정책 정보 방송자와 동기를 맞추기 위한 프리엠블을 포함하며, 이를 통해 단말(1201)이 정책 정보 방송자와 동기를 획득하는 경우 패킷 수신부(1202)는 수신된 패킷으로부터 지역별 주파수 할당 상황, 각 주파수 대역에서 이용가능한 서비스의 종류 및 이들 각각의 서비스의 이용가능 여부 및 가용 주파수 대역을 센싱하기 위한 센싱 파라미터 정보 등을 획득하여 센싱부(1204)에 전달한다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 단말은 상술한 지역별 주파수 정책 정보 중 해당되는 주파수 정책 정보를 추출하기 위해 자신의 위치 정보를 획득하는 위치정보획득부(1203)를 포함할 수 있으며, 위치정보획득부(1203)는 GPS나 갈릴레오 위성 등을 통해 자신의 위치 정보를 획득할 수 있다.
패킷 수신부(1202)로부터 주파수 정책 정보를, 그리고 위치정보획득부(1203)로부터 자신의 위치 정보를 입력받은 센싱부(1204)는 이들 정보를 통해 선택한 서비스가 실제 존재하는지, 존재한다면 해당 서비스 중 실제 이용가능한 주파수 대역이 존재하는지 여부를 센싱하여 가용 주파수 대역에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이와 같이 센싱부(1204)가 CR 통신을 위한 서비스와 가용 주파수 대역을 확보한 경 우 송신부(1205)는 이를 통해 CR 통신을 개시할 수 있다
도 12의 예에서는 패킷 수신부(1202)가 수신된 지역별 주파수 정책 정보 전체를 센싱부(1204)에 전달하고, 위지정보획득부(1203)가 획득한 위치 정보를 입력받은 센싱부(1204)가 전체 지역별 주파수 정책 정보 중 해당 정책 정보를 추출하여 센싱에 이용하는 것으로 도시하였으나, 필요에 따라 위치정보획득부(1203)에 의해 획득된 위치 정보를 패킷 수신부(1202)에서 입력받아 전체 지역별 정책 정보 중 자신이 위치한 지역의 주파수 정책 정보만을 센싱부(1204)에 제공하도록 구현하는 것 역시 물론 가능하며, 도 12의 단말(1201)이 CR 통신 방식을 수행하도록 상술한 기능들을 수행하는 한, 각 기능의 구분에 따라 특징 구성을 상이하게 구현할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면 정책 방송 패킷을 방송하는 주 체에 대해 규정하고, 이에 의한 주파수 정책 정보 방송 방법을 제공함으로써 단말의 전원이 켜지거나 핸드오프로 해당 지역에 유입된 경우 등에도 자신이 위치한 지역의 주파수 정책 정보를 용이하게 획득할 수 있고, 해당 지역에서 실제 이용 가능한 서비스 및 그 서비스에서의 가용 주파수 대역을 용이하게 센싱하여 주파수 효율성이 높은 CR 통신을 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 이러한 주파수 정책 정보 방송을 이용한 단말의 통신 방법을 규정하고, 특히 단말이 원하는 서비스 방식에 있어서 CR 통신을 위한 가용 주파수 대역을 인지하는 방법을 구체적으로 규정하여 주파수 효율적이고 사용자가 원하는 서비스 방식의 CR 통신을 구현하도록 할 수 있다.

Claims (13)

  1. 정책 방송자가 지역별 주파수 정책 정보를 포함하는 정책 방송 패킷을 생성하는 단계; 및
    상기 정책 방송자가 생성된 상기 정책 방송 패킷을 방송하는 단계를 포함하며
    상기 정책 방송 패킷은 각 지역별 주파수 할당 정보, 할당된 주파수 대역에서 제공되는 통신 방식의 종류 및 상기 통신 방식의 종류에 각각에 따른 가용 주파수 대역을 센싱하기 위한 파라미터 정보를 더 포함하며
    상기 파라미터 정보는 시퀀스의 종류에 대한 정보, 대역폭 및 프리앰블에 대한 정보, 편이변조에 대한 정보, 주기 정상상태 특성에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 주파수 정책 정보 방송 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정책 방송 패킷은,
    단말이 상기 정책 방송 패킷과 동기를 맞추기 위한 프리엠블, 상기 지역별 주파수 정책 정보의 헤더 중 하나 이상을 더 포함하는, 주파수 정책 정보 방송 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지역별 주파수 정책 정보 헤더는,
    상기 지역별 주파수 정책 정보가 최신 정보인지 여부를 확인하기 위한 정보, 상기 지역별 주파수 정책 정보가 적용되는 위치에 대한 정보, 및 상기 지역별 주파수 정책 정보의 길이 정보 중 하나 이상을 포함하는, 주파수 정책 정보 방송 방법.
  5. 지역별 주파수 정책 정보를 포함하는 정책 방송 패킷을 생성하는 패킷 생성부; 및
    상기 패킷 생성부가 생성한 상기 정책 방송 패킷을 방송하는 방송부를 포함하며,
    상기 정책 방송 패킷은 각 지역별 주파수 할당 정보, 할당된 주파수 대역에서 제공되는 통신 방식의 종류 및 상기 통신 방식의 종류에 각각에 따른 가용 주파수 대역을 센싱하기 위한 파라미터 정보를 더 포함하며,
    상기 파라미터 정보는 시퀀스의 종류에 대한 정보, 대역폭 및 프리앰블에 대한 정보, 편이변조에 대한 정보, 주기 정상상태 특성에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 주파수 정책 정보 방송 장치.
  6. 단말의 통신 방법에 있어서,
    지역별 주파수 정책 정보, 각 지역별 주파수 할당 정보, 할당된 주파수 대역에서 제공되는 통신 방식의 종류 및 상기 통신 방식의 종류에 각각에 따른 가용 주파수 대역을 센싱하기 위한 파라미터 정보를 포함하는 정책 방송 패킷을 수신하는 단계;
    상기 단말의 현재 위치 정보를 획득하는 단계;
    상기 지역별 주파수 정책 정보 중 획득된 상기 위치에 해당하는 주파수 정책에 따라 상기 파라미터 정보를 사용하여 가용 주파수 대역을 센싱하는 단계; 및
    상기 가용 주파수 대역을 센싱한 경우, 상기 가용 대역을 통해 통신을 개시하는 단계를 포함하며,
    상기 파라미터 정보는 시퀀스의 종류에 대한 정보, 대역폭 및 프리앰블에 대한 정보, 편이변조에 대한 정보, 주기 정상상태 특성에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 통신 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 가용 주파수 대역 센싱 단계는,
    상기 위치에 해당하는 지역의 할당된 주파수 대역에서의 통신 방식의 종류 중 소정의 통신 방식을 선택하는 단계;
    선택한 통신 방식의 현재 존재 여부 및 상기 통신 방식이 이용하는 주파수 대역이 상기 통신 방식의 사용자에 의해 이용되는지 여부를 센싱하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 현재 위치 정보 획득 단계는, GPS 또는 갈릴레오 위성을 통해 상기 단말의 위치를 확인하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  10. 제 6 항, 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 개시 단계 이전에 획득된 상기 지역별 주파수 정책 정보는 제 1 지역별 주파수 정책 정보이며,
    상기 통신 개시 단계 이후,
    제 2 지역별 주파수 정책 정보를 포함하는 정책 방송 패킷을 수신하는 단계; 및
    수신된 상기 제 2 지역별 주파수 정책 정보가 상기 제 1 지역별 주파수 정책 정보와 상이한 경우, 상기 제 1 지역별 주파수 정책 정보를 상기 제 2 지역별 주파수 정책 정보로 갱신하는 단계를 추가적으로 포함하는, 통신 방법.
  11. 삭제
  12. 단말의 가용 주파수 대역 인지 방법에 있어서,
    지역별 주파수 정책 정보, 각 지역별 주파수 할당 정보, 할당된 주파수 대역에서 제공되는 통신 방식의 종류 및 상기 통신 방식의 종류에 각각에 따른 가용 주파수 대역을 센싱하기 위한 파라미터 정보를 포함하는 정책 방송 패킷을 수신하는 단계;
    단말의 현재 위치 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 지역별 주파수 정책 정보 중 획득된 상기 위치에 해당하는 주파수 정책에 따라 상기 파라미터 정보를 사용하여 가용 주파수 대역을 센싱하는 단계를 포함하며,
    상기 파라미터 정보는 시퀀스의 종류에 대한 정보, 대역폭 및 프리앰블에 대한 정보, 편이변조에 대한 정보, 주기 정상상태 특성에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 가용 주파수 대역 인지 방법.
  13. 지역별 주파수 정책 정보, 각 지역별 주파수 할당 정보, 할당된 주파수 대역에서 제공되는 통신 방식의 종류 및 상기 통신 방식의 종류에 각각에 따른 가용 주파수 대역을 센싱하기 위한 파라미터 정보를 포함하는 정책 방송 패킷을 수신하는 패킷 수신부;
    단말의 현재 위치 정보를 획득하는 위치정보획득부;
    상기 지역별 주파수 정책 정보 중 상기 위치정보획득부가 획득한 상기 위치에 해당하는 주파수 정책에 따라 상기 파라미터 정보를 사용하여 가용 주파수 대역을 센싱하는 센싱부; 및
    상기 센싱부가 상기 가용 주파수 대역을 센싱한 경우, 상기 가용 대역을 통해 통신을 개시하는 송신부를 포함하며,
    상기 파라미터 정보는 시퀀스의 종류에 대한 정보, 대역폭 및 프리앰블에 대한 정보, 편이변조에 대한 정보, 주기 정상상태 특성에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 단말.
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