KR101377731B1 - 중복 무선 시스템을 동기화하는 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

다양한 독립 무선 시스템을 동기화시키기 위한 방법 및 디바이스가 개시된다. 예를 들면, 제 1 무선 프로토콜 및 제 1 스펙트럼을 사용하여 제 1 원격 고객 디바이스 세트와 통신할 수 있는 예시적인 제 1 기지국(120)은 상기 제 1 무선 프로토콜 및 제 1 스펙트럼을 이용하여 제 2 원격 고객 디바이스 세트와 통신할 수 있는 원격 기지국와 공동 존재하도록 구성된다. 제 1 기지국은 제 1 프로토콜과 제 1 스펙트럼의 무선 신호를 전송하고 수신하기 위해 구성된 물리계층(PHY) 디바이스(250), 이 PHY 디바이스에 연결된 억제 디바이스(240), 및 이 PHY 디바이스로부터 원격 무선 신호 세트를 수신하기 위해 구성된 PHY 디바이스에 연결된 매체 액세스 제어(MAC) 디바이스(230)를 포함한다.
무선, 기지국, 단말기, 원격, 스펙트럼, 물리계층

Description

중복 무선 시스템을 동기화하는 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR SYNCHRONIZING OVERLAPPING WIRELESS SYSTEMS}
본 발명은 무선 통신 네트워크에 관한 것으로, 더 상세하게는 중복의 지리적 영역에서 효율적으로 작동하도록 동일한 타입의 복수의, 독립적인 무선 통신 네트워크 능력을 개선하기 위한 방법에 대한 것이다.
라이센스가 없는 무선 서비스의 출현으로, 동일한 주파수 스펙트럼을 공유하는 복수의, 가능하게는 경쟁 무선 네트워크의 중복 동작이 더 보편적이 될 것이다. 무선 서비스의 전면적인 확산과 함께, 다양한 공동-위치 무선 네트워크(co-located wireless network) 사이의 간섭은 동일한 주파수 스펙트럼을 공유하는 무선 서비스의 개발을 방해하고, 미래를 위협하는 문제가 되고 있다.
중복 기지국(다양한 중복 무선 네트워크를 관리하는 책임을 짐)의 공동 존재(coexistence)를 손상시키는 한 가지 측면은 동기화의 부족이다. 전통적으로는, 중복 기지국 사이의 동기화는 역송(backhaul)을 통하여 문제를 야기하고 있다. 이는 기지국의 PHY 및 MAC 디자인을 단순화시키지만, 그러나 이러한 접근방식은 종종 너무 제 3 자 지원에 의존하며, 이는 이용가능하지 않을 수 있다. 다른 결점은 효율적으로 라이센스-면제 동작을 이용하는 증가하는 개수의 테크놀리지가 주어진 위치를 제공하는 경쟁 운영자들간의 협동을 위해 필요한 공통 백본의 존재를 실제적으로 배제한다는 점이다. 이는 이들 무선 테크놀리지의 적용범위가 증가함에 따라 더 악화된다(예를 들면, IEEE 802.22).
명백하게는, 동기화는 무선 시스템이 개선된 성능으로 공동 존재 및 동작 둘 다 하도록 허용하기 위해 유용할 수 있다. 동기화는 이것이 다른 동적 리소스 공유 방식이 그 위에 만들어질 수 있는 것을 허용하므로, 효율성에 대한 열쇠가 된다. 동기화가 풀기에 어려운 문제가 될 수 있는 반면에, 이를 가지는 것으로부터 얻어진 혜택은 상당해서 추구할 가치가 있다. 따라서, 중복, 가능하게는 경쟁, 무선 통신 시스템의 동기화에 관련된 새로운 테크놀리지가 바람직하다.
제 1 실시예에서, 제 1 무선 프로토콜 및 제 1 스펙트럼을 이용하여 제 1 원격 고객 디바이스의 세트와 통신할 수 있는 제 1 기지국으로서, 상기 제 1 무선 프로토콜 및 제 1 스펙트럼을 이용하여 제 2 원격 고객 디바이스의 세트와 통신할 수 있는 원격 기지국과 공동-존재하도록 구성된 기지국이 개시된다. 제 1 기지국 및 제 1 원격 고객 국 세트는,
상기 제 1 프로토콜 및 제 1 스펙트럼의 무선 신호를 전송 및 수신하기 위해 구성된 물리계층(PHY) 디바이스와, 상기 PHY 디바이스에 연결된 억제 디바이스로서, 상기 억제 디바이스는, 상기 PHY 디바이스가 상기 원격 기지국 또는 제 2 원격 사용자 세트에 의해 전송된 원격 무선 신호 세트를 검출하는 동안, 상기 PHY 디바이스가 전송을 하지 못하도록 구성된, 억제 디바이스와, 상기 PHY 디바이스에 연결되고, 상기 PHY 디바이스로부터의 원격 무선 신호 세트를 수신하기 위해 구성된 매체 액세스 제어(MAC) 디바이스로서, 상기 MAC 디바이스는 원격 디바이스의 수신된 무선 신호에 기초하여 제 2 기지국의 전송된 신호의 타이밍을 평가하기 위해 구성된 타이밍 평가 디바이스를 포함하고, 상기 MAC 디바이스는 상기 제 1 기지국과 원격 기지국, 및 제 1 고객 디바이스와 원격 고객 디바이스 사이의 신호 간섭을 줄이도록 돕기 위한 방식으로 자신의 프로토콜 타이밍을 조정하기 위해 추가로 구성되는, 매체 액세스 제어(MAC) 디바이스를 포함한다.
제 2 실시예에서, 제 1 무선 프로토콜 및 제 1 스펙트럼을 이용하여 제 1 원격 고객 디바이스의 세트와 통신할 수 있는 제 1 기지국과, 상기 무선 프로토콜 및 제 1 스펙트럼을 이용하여 제 2 원격 고객 디바이스의 세트와 통신할 수 있는 원격 기지국을 가지는 원격 무선 시스템 사이의 간섭을 줄이는 방법이 개시된다. 이 방법은, 상기 원격 기지국 또는 원격 사용자 세트에 의해 전송된 원격 무선 신호 세트를 검출하면서 제 1 기간 동안 상기 제 1 기지국 및 제 1 고객국 세트의 물리계층(PHY) 디바이스의 전송을 주기적으로 억제하는 단계로서, 각 제 1 억제된 기간은 상기 제 1 무선 프로토콜의 적어도 하나의 프레임 기간을 지속하는, 제 1 기지국 및 제 1 고객국 세트의 물리계층(PHY) 디바이스의 전송을 주기적으로 억제하는 단계; 및 상기 제 1 기지국과 원격 기지국 사이의 신호 간섭을 줄이기 위한 방식으로 검출 무선 신호에 기초하여 상기 제 1 기지국의 프로토콜 타이밍을 조정하는 단계를 포함한다.
제 3 실시예에서, 제 1 무선 프로토콜 및 제 1 스펙트럼을 사용하여 제 1 원격 고객 디바이스 세트와 통신할 수 있는 제 1 기지국으로서, 상기 제 1 무선 프로토콜 및 제 1 스펙트럼을 사용하여 제 2 원격 고객 디바이스의 세트와 통신할 수 있는 원격 기지국과 공동 존재하도록 구성되는 제 1 기지국이 개시된다. 제 1 기지국과 제 1 원격 고객국 세트는, 상기 제 1 프로토콜 및 상기 제 1 스펙트럼의 무선신호를 전송하고 수신하도록 구성된 물리계층(PHY) 디바이스와, 검출된 원격 무선 신호 새트에 기초하여 상기 제 1 기지국과 원격 기지국, 및 제 1 고객 디바이스와 제 2 고객 디바이스 사이의 신호 간섭을 줄이도록 돕기 위한 방식으로 상기 제 1 기지국 및 제 1 원격 고객국 세트의 프로토콜 타이밍을 조정하는 프로토콜 제어 수단으로서, 상기 프로토콜 제어 수단은 간헐적으로 검출된 무선 신호에 기초하여 프로토콜 타이밍을 조정하는데, 무선신호는 상기 원격 기지국 또는 제 2 원격 사용자 세트에 의해 전송되고, PHY 디바이스에 의해 검출되는 프로토콜 제어 수단을 포함한다.
예시적인 실시예는 첨부된 도면과 함께 읽는 경우, 다음의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 다양한 특징이 반드시 일정 비율로 도시될 필요는 없음이 강조된다. 사실, 크기는 논의의 명확화를 위해 임의적으로 증가 또는 감소될 수 있다. 응용가능하고 실용적인 어느 곳에서나, 유사 참조 번호는 유사 구성요소를 참조한다.
도 1은 중복 동작 영역을 가지는 2개의 무선 통신 시스템을 기술한 도면.
도 2는 경쟁 기지국과 더 양호하게 공동 존재하도록 구성된 예시적인 기지국의 블럭도를 도시한 도면.
도 3은 중복 무선 시스템의 검출을 위해 유용한 초기 및 주기적 "평온 기간"(quiet period)" 둘 다를 묘사한 도면.
도 4는 중복 무선 시스템 사이에서의 통신을 위한 예시적인 공동-존재 윈도우를 기술한 도면.
도 5는 중복 무선 시스템의 개선된 공동-존재에 관한 다양한 예시적 동작을 개략하는 블럭도를 도시한 도면.
다음의 상세한 설명에서, 제한이 아닌 설명을 목적으로, 특정한 세부 사항을 공개하는 예시적인 실시예가 본 교지에 따른 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 여기에 공개된 특정 세부사항을 벗어난 본 교지에 따른 다른 실시예가 첨부된 청구항의 범위 내에 있음이 본 발명의 이익을 갖는 당업자에게 명백할 것이다. 더욱이, 잘 알려진 장치 및 방법의 설명은 예시적인 실시예의 설명을 불명확하게 하지 않도록 생략될 수 있다. 이러한 방법 및 장치는 명백하게 본 교지의 범위 내에 있다.
도 1은 중복 동작 영역, 존 A와 존 B를 가지는, 2개의 중복 무선 통신 시스 템(A 및 B)을 기술한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통신 시스템(A)은 안테나(130A)를 가지는 제 1 기지국(120A)을 포함하되, 이 제 1 기지국(120A)은 지원 통신 백본/네트워크(110A)에 연결된다. 유사하게는, 통신 시스템(B)은 안테나(130B)를 갖는 제 2 기지국(120B)을 포함하되, 이 제 2 기지국(120B)은 제 2 지원 통신 백본/네트워크(110B)에 연결된다. 도 1에 의해 기술된 바와 같이, 예시적인 통신 백본(110A 및 110B)는 제 2 기지국(120B)과 동기화하도록 제 1 기지국(120A)을 인에이블하기 위해 사용될 수 있는 공통 유선 인프라구조를 가지고 있지 않다. 그러나, 본 발명의 다양한 방법 및 시스템은 이러한 공통 백본이 이용 가능한지 아닌지에 관계없이 적용될 수 있음을 주목하자.
동작에서, 제 1 기지국(120A)은 예를 들면, 각 프레임이 다양한 다운스트림과 업스트림 슬롯으로 분할되는 일반적으로 이련의 프레임을 갖는 프로토콜을 가지는 무선 시분할 다중 액세스(TDMA: Time Division Multiple Access) 프로토콜(예를 들면, IEEE 802.22)을 사용하여, 존 A에 존재하는 다양한 고객 디바이스(예를 들면, 이동 컴퓨터 또는 특수 재택 기기(CPE: Customer Premise Equipment))와 통신할 수 있다. 유사하게는, 제 2 기지국(120B)은 제 1 기지국(120A)과 동일한 TDMA 프로토콜(및 동일한 주파수 스펙트럼)을 사용하여 존 B에 존재하는 제 2 고객 디바이스 세트와 통신할 수 있다. 존 A 및 존 B의 지리적 및 스펙트럼 중복의 정도가 주어진다면, 2개의 기지국(120A 및 120B) 및 해당 고객 디바이스로부터의 전송이 모두를 손상시켜 서로를 간섭할 수 있음이 명백하다. 따라서, 중복 무선 통신 시스템(A 및 B)은 이러한 협동이 아주 적거나 또는 어느 하나에도 손상이 없는 경우 협 동에 의해 둘 다 이익을 볼 수 있다.
본 실시예에서, 경쟁 통신 시스템(A 및 B)은 서로의 무선 방출을 모니터링하고, 이 모니터링된 방출에 기초하여 상호 간섭을 줄일 수 있는 방식으로 그들 자신의 무선 방출의 다양한 측면을 수정함으로써 협동할 수 있다. 예를 들면, 통신 시스템(B)를 모니터링함으로써, 제 1 통신 시스템(A)은 통신 시스템(B)의 프로토콜 타이밍을 유도하고 상호 간섭을 축소하기 위한 방식으로 그 자신의 프로토콜 타이밍을 조정할 수 있다.
이러한 공개 목적을 위하여, "프로토콜 타이밍"이라는 용어는 이것이 무선 신호에 관련됨에 따라, 프레임 경계 및 (일부 경우에서는) 슈퍼프레임 및/또는 슬롯 경계가 발생하고 주기적으로 계속 발생해야하는 시간을 참조할 수 있다. 프로토콜 타이밍은 또한 특정 시그널링 비트/바이트/워드에 관련된 타이밍, 업스트림 대 다운스트림 패킷 전송의 예상 타이밍, 특수 목적용 통신 윈도우의 타이밍 등을 포함할 수 있다.
도 1로 돌아가면, 또한 만일 무선 통신 시스템(A 및 B)를 위한 통신 프로토콜이 무선 통신 시스템(A 및 B) 사이에서 유용한 정보와 커맨드를 전달하기 위해 디자인될 수 있다면, 더 좋은 협동이 있을 수 있음을 이해해야 한다. 더욱이, 만일 다양한 고객 디바이스가 또한 무선 통신 시스템(A 및 B) 사이에서 유용한 정보 및 커맨드를 전달할 수 있다면, 협동은 개선될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 이러한 협동 정보 및 커맨드는 "공동 존재 비콘 프로토콜"(CBP: Coexistence Beacon Protocol)의 측면으로서 명칭될 수 있다. 일반적으로 경쟁 무선 시스템뿐만 아니라 CBP에 관한 추가 정보가 미국 특허 출원 제60/733,518호뿐만 아니라, Carlos Cordeiro의 "A Congnitive PHY/MAC Proposal for IEEE 802.22 WRAN Systems"(2005년11월, 문서 번호 IEEE 802.22-05/0105r0)에서 발견될 수 있으며, 이 둘 다는 그들의 전체 내용이 참조로 여기에 병합된다.
도 2는 유리한 검출, 메시지-전달(message-passing) 및 동기화 테크닉을 사용함으로써 경쟁 기지국과 더 좋게 공동-존재하도록 구성되는 예시적인 기지국(120)의 블럭도를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 예시적인 기지국(120)은 제어기(210), 메모리(220), 매체 액세스 제어(MAC) 디바이스(230), 억제 디바이스(240), 물리계층(PHY) 디바이스(250) 및 입/출력 디바이스(290)를 포함한다. 이 MAC(230)은 타이밍 평가 디바이스(232), 동기화 디바이스(234) 및 공동-존재 디바이스(236)를 포함한다. 이 PHY(250)는 검출 디바이스(252)를 포함하고, 안테나(미도시)에 연결할 수 있는 링크를 갖는다. 이 입/출력 디바이스(290)는 임의 개수의 테크놀리지를 통해 통신 백본에 연결될 수 있다.
비록 도 2의 예시적인 기지국(120)이 버스로된 아키텍처를 사용할지라도, 임의의 다른 아키텍처가 당업자에 알려져 있을 수 있는 바와 같이 사용될 수 있음을 이해해야한다. 예를 들면, 다양한 실시예에서, 다양한 콤포넌트(210 - 290)는 일련의 별도 버스 또는 매우 특수화된 아키텍처로 배열된 전용 로직의 집합을 통하여 함께 연결된 별도 전자 콤포넌트의 형태를 취할 수 있다.
또한, 위에 리스트된 콤포넌트(230-290)의 일부는 메모리(220)에 존재하는 소프트웨어/펌웨어 루틴의 형태를 취할 수 있고 제어기(210), 또는 다른 제어기에 의해 실행되는 별도 서버/컴퓨터 내에 있는 별도 메모리에 존재하는 소프트웨어/펌웨어 루틴에 의해 실행될 수 있다.
더욱이, 다양한 원격 고객 디바이스가 원격 고객 디바이스상의 콤포넌트가 기지국(120)의 콤포넌트(210 - 290)와 동일한 복잡성을 소유하는 것이 필요하지 않을 수 있는 주의사항(caveat)과 함께 도 2에 도시되고, 여기에 기술된 기지국(120)의 이들 구성요소(210 - 290)와 유사한 기능성을 갖는 유사 콤포넌트를 가질 수 있으며, 따라서 도 2의 콤포넌트 중 일부는 생략될 수 있음(예를 들면, 동기화 디바이스(234))을 또한 이해해야 한다.
도 2를 참조하면, 예시적인 기지국(120)이 그 "정규" 동작을 시작하기전에, 즉 이것이 그 다양한 고객 디바이스를 위한 연속적인 통신 서비스를 제공하기 전에, 기지국(120)은 자신, 관련된 고객 디바이스, 및 가능하게는 영향을 받을 수 있는 다른 모든 기지국을 위한 평온한 "리스닝" 기간을 개시할 수 있다.
이 초기의 평온 기간 동안, 억제 디바이스(240)는 PHY(250)가 이미 능동적으로 통신 서비스를 제공할 수 있는 다른 무선 시스템에 대해 수동적으로 "리스닝"하는 것을 허용하면서 PHY(250)가 전송하는 것을 막을 수 있다. 이 예시적인 PHY(250)는 도 2의 기지국(120)에 의한 사용을 위해 의도된 동일한 프로토콜 및 주파수 스펙트럼을 사용하여 외부 통신 서비스를 검출하기 위해 그 검출 디바이스(252)를 사용한다. 이들 신호가 검출되면, 이들은 디지털 데이터 스트림으로 변환되고, 이는 순차로 MAC(230)에서의 타이밍 평가 디바이스(232)에 제공된다.
일단 데이터 스트림이 수신되면, 타이밍 평가 디바이스(232)는 외부 무선 신 호의 프로토콜 타이밍을 결정하기 위해 이 데이터 스트림을 사용할 수 있다.
기지국(120)의 경우에서, 타이밍 평가 디바이스(232)가 검출된 무선 신호의 프로토콜 타이밍을 평가한 이후, 동기화 디바이스(234)는 MAC(230)이 기지국(120)에 의해 생성된 임의의 무선 신호와 원격 기지국에 의해 생성된 무선 신호 사이에서의 잠재적인 간섭을 감소 또는 최소화시키도록 보조하기 위한 이러한 방식으로 그 자신의 프로토콜 타이밍을 조정하도록 야기할 수 있다. 제 1 원격 고객 디바이스의 경우에서, 외부 무선 신호의 결과 발생하는 타이밍은 순차로 이전에 기술된 바와 같이 계속될 수 있는 제 1 기지국(120)에 전달될 수 있다.
일부 실시예에서, 이러한 동기화는 검출된 원격 기지국에 의해 생성된 프레임 경계의 시작과 부합하도록 프레임 경계의 시작을 일치(align)시키는 것으로 단순히 이루어질 수 있다. 이 실시예는 임의의 각 로컬 및 원격 프레임이 일치됨(예를 들면, 프레임 1 - 프레임 1, 프레임 2 - 프레임 2 등)을 요구하지 않고, 프레임 경계만이 일치되는 것을 단순히 요구한다.
그러나, 다른 실시예에서, 각 프레임, 슈퍼 프레임, 슈퍼 프레임의 세트 등을 일치시키는 것은 유용할 수 있다. 슈퍼 프레임을 일치시킴으로써, 프레임 경계 뿐만 아니라 프레임(즉, 프레임 1 - 프레임 1, 프레임 2 - 프레임 2 등), 슬롯 경계, 특정 시그널링 비트 등이 일치될 수 있음이 가정된다.
본 실시예의 기지국(120)이 위에 기술된 초기 평온/일치 기간을 실행할 수 있을지라도, MAC(230)이 초기에 원격 기지국 프로토콜에 대하여 완전히 일치된 신호 프로토콜을 생성한다면, 클럭 드리프트(drift) 및 다른 시스템의 불완전성은 로 컬 및 원격 프레임 경계로 하여금 시간에 걸쳐 서로에 대해 드리프트를 야기한다는 것이 인식되어야 한다. 덧붙여, 다른 무선 시스템은 동일한 리소스를 사용해서, 그리고 중복하는 지리적 위치에서 동작을 시작할 수 있다.
이들 경우를 없애기 위해, 이들 기지국(120)은 추가로 로컬 및 원격 프로토콜 타이밍을 재일치시키기 위해 주기적이고 간헐적인 평온 리스닝 기간을 사용할 수 있다.
또한, "자체-공동 존재 평온 기간(self-coexistence quiet period)"로 명칭된 이들 주기적이고 간헐적인 평온 리스닝 기간은 빈번할 필요가 없으며, 기지국이 이들의 발생 및 주파수를 선택하기 위해 완전한 자유를 가질 수 있을지라도, 모든 슈퍼프레임에서 자체-공동 존재 평온 기간을 규칙적으로 스케쥴링하는 것이 유익할 수 있으며, 중복(overlapping) 기지국 및/또는 원격 고객 디바이스는 성공적으로 서로를 검출하는 확률을 증가시키기 위해 랜덤하게 이루어질 수 있다. 평온 기간의 지속 기간은 일반적으로 하나의 프레임 크기 미만이지만, 그러나 또한 하나의 프레임의 지속기간이 될 수 있고, 가능하게는 복수 프레임의 지속기간이 될 수 있다.
도 3은 위에 기술된 바와 같이, 초기 평온 시간과 함께 램덤/의사-랜덤하게 발생된 자체 공동 존재 평온 시간 선택을 가지는 이러한 예시적인 무선 전송 신호를 기술한다. 도 3에 기술된 바와 같이, 예시적인 무선 신호의 프로토콜은 슈퍼 프레임 SFO ... SFNS-1의 반복 세트가 후속하는 초기 평온 시간(310)을 가지며, 여기서 NS는 세트에서의 슈퍼프레임의 개수를 정의한다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 슈퍼 프레임 SFO ... SFNS-1은 프레임 FO ... SFFS-1의 사전 결정된 세트를 가질 수 있으며, 여기서 FS는 슈퍼 프레임에서의 슈퍼 프레임의 개수를 정의한다. 본 예시의 경우, 슈퍼 프레임 SFK의 프레임 FN은 간헐적인 평온 기간이 매 NS x FS 프레임 기간마다 발생하도록 랜덤하게 선택된다.
각 평온 프레임 FN 동안, 억제 디바이스(240)는 검출 디바이스(252)가 임의의 원격 무선 신호를 검출하는 것을 허용하면서 PHY 전송을 억제할 수 있다. 검출된 신호를 사용하면, 타이밍 평가 디바이스(252)는 다시 원격 무선 신호의 프로토콜 타이밍을 평가할 수 있고, 동기화 디바이스(234)는 MAC으로 하여금 원격 기지국의 프로토콜 타이밍에 근접하도록(정확히는 아니더라도) 그 프로토콜 타이밍을 "슬라딩"시키기 위해 수렴 루틴을 적용할 수 있다.
임의의 수의 가능한 수렴 규칙이 동기화 디바이스에 의해 사용될 수 있을지라도, 수렴을 보증하면서도 수용가능한 수렴 시간을 제한하는 것이 바람직할 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 수렴 규칙(들)의 현명한 선택은 성능을 최적화하기 위해 바람직할 수 있다.
MAC(230)의 프로토콜 타이밍이 조정될 때마다, 이러한 슬라이드를 위한 시간은 만일 슈퍼 프레임 경계 또는 슈퍼 프레임 경계 세트에서 라면 최적이 될 수 있음을 이해해야 할 것이다. 타이밍 슬라이드가 임의 데이터 통신을 중단시키지 않도록, MAC(230)은 장래 업스트림 및 다운스트림 전송을 스케쥴링을 할 경우 슬라이드를 설명할 수 있으며, 그리고 만들어진 임의의 타이밍 조정과 조화시키고 확인하기 위해 고객 디바이스 및 다른 기지국과 통신하려고 추가로 힘쓰게 된다. 기지국(120)을 구비한 중앙화된 액세스 시스템의 경우, 프로토콜 타이밍을 조정하는 것은 기지국(120)의 책임일 수 있으며, 이 타이밍은 모든 원격 고객 디바이스에 의해 발표되고 이 모든 원격 고객 디바이스가 따르게 된다.
도 2로 다시 돌아가면, MAC(230)의 공동-존재 디바이스(236)는 "자체-공동 존재 윈도우(self-coexistence window)"의 사용에 의해 타이밍 조정을 조화시키고 확인하기 위해 사용될 수 있다. 도 4는 프레임 FM, 슈퍼 프레임 SFL의 종단에 위치된 다수의 업스트림 슬롯 중 일부로서 이러한 예시적인 자체-공동 존재 윈도우를 기술한다. 이 자체-공동 존재 윈도우는 평온 윈도우 - 신호 지연 전파를 설명하기 위해 한 측면상의 보호 대역(guard band)을 갖는 일반적으로 소수의 슬롯만큼 길 필요는 없다.
다른 시스템 유지 이슈와 동시에, 시간-슬라이드/동기화의 위에 언급된 조화 및 확인은 자체-공동 존재 윈도우 동안 주기적인 패킷 전송 및 수신을 통하여 조절될 수 있다. 예를 들면, 제 1 기지국이 프로토콜 타이밍 조정을 한 이후, 일단 제 1 "비콘 패킷"이 성공적으로 중복 셀로부터 수신된다면, 동기화는 완료 및 확인된 것으로 여겨질 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 공동-존재 윈도우를 사용하여 전송 및 수신된 임의 패킷은 위에 논의된 "공동 존재 비콘 프로토콜(CBP: Coexistence Beacon Protocol"에 해당할 수 있으며, 이 CBP 하에 전송된 패킷은 "비콘 패킷"으로 명칭될 수 있다.
도 5는 경쟁 기지국의 개선된 공동-존재에 관한 다양한 예시적인 동작의 윤곽을 나타낸 블럭도이다. 이 프로세스는 초기 평온 리스닝 기간이 원격 기지국에 의해 생성된 신호을 검출하기 위해 기지국에 의해 수행된다. 다음, 단계(504)에서, 원격 기지국의 프로토콜의 타이밍이 평가되고, 기지국의 전송된 신호의 필요한 동기화가 수행된다. 제어는 단계(506)를 계속한다.
단계(506)에서, 주기적 평온/리스닝 프레임을 위한 타이밍(또는 다른 시간 기간)이 정의될 수 있다. 다음으로, 단계(508)에서, 주기적인 공동-존재 기간을 위한 타이밍이 정의될 수 있다. 이후, 단계(510)에서, 기지국은 단계(504)에서 정의된 바와 같이 프로토콜 타이밍을 사용하여 전송을 시작할 수 있고, 단계(506 및 508)에서 정의된 바와 같이 평온 및 공동-존재 기간을 갖는다. 제어는 단계(512)를 계속한다.
단계(512)에서, 스케줄링된 평온 시간이 실행되고, 원격 기지국 또는 원격 고객 디바이스로부터의 신호가 검출될 수 있다. 다음으로, 단계(514)에서, 스케줄링된 공동-존재 윈도우가 실행될 수 있고 임의의 적합한 공동-존재 데이터가 교환될 수 있다. 제어는 단계(516)를 계속한다.
단계(516)에서, 임의 필요한 타이밍 평가 및 수렴 루틴은 기지국의 프로토콜 타이밍을 원격 기지국에 일치시키기 위해 필요한 임의의 동기화 동작, 예를 들면 "슬라이딩"과 동시에 수행될 수 있다. 다음으로 단계(518)에서, 확인 동작은 위에 논의된 CBP를 사용하여 수행될 수 있다 - 일반적으로는 후속 공동-존재 윈도우를 통하여 수행될 수 있다. 이후, 제어는 단계(512)로 뒤로 점프하고 해당 기지국이 동작을 중지할 때까지 필요한 만큼 단계(512 - 518)를 연속적으로 반복 수행한다.
위에 기술된 시스템 및/또는 방법이 컴퓨터-기반 시스템 또는 프로그램가능한 로직과 같은 프로그램 가능한 디바이스를 사용하여 구현되는 다양한 실시예에서, 위에 기술된 시스템 및 방법은 "C", "C++", "포트란", "파스칼", "VHDL" 등과 같은 다양한 알려진 또는 후에 개발된 프로그래밍 언어 중 하나를 사용하여 구현될 수 있음을 이해해야 한다.
따라서, 위에 기술된 시스템 및/또는 방법을 구현하기 위해 컴퓨터와 같은 디바이스에 명령할 수 있는 정보를 포함할 수 있는, 마그네틱 컴퓨터 디스크, 광 디스크, 전자 메모리 등과 같은 다양한 저장 매체가 준비될 수 있다. 일단 적합한 디바이스가 이 저장 매체에 포함된 정보 및 프로그램에 대한 액세스를 갖는다면, 이 저장 매체는 이 디바이스에 정보 및 프로그램을 제공할 수 있으며, 따라서 디바이스가 위에 기술된 시스템 및/또는 방법을 수행하는 것을 가능하게 한다.
예를 들면, 만일 소스 파일, 목적 파일, 실행가능한 파일 등과 같은 적합한 자료를 포함하는 컴퓨터 디스크가 컴퓨터에 제공된다면, 이 컴퓨터는 이 정보를 수신하고, 적절하게 그 자체를 구성하고 다양한 기능을 구현하기 위해 위의 그림 및 흐름도에서 개략된 다양한 시스템 및 방법의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 이 컴퓨터는 위에 기술된 시스템 및/또는 방법의 다른 구성요소에 관련한 디스크로부터 정보의 다양한 부분을 수신하고, 이 개별 시스템 및/또는 방법을 구현하며, 위에 기술된 개별 시스템 및/또는 방법의 기능을 조화시킬 수 있다.
본 발명의 많은 특징 및 이점은 상세한 설명으로부터 명백하며, 따라서 이는 본 발명의 진정한 기술사상 및 범위 내에 있는 본 발명의 모든 이러한 특징 및 이점을 커버하는 것은 첨부된 청구항에 의해 의도된다. 더욱이, 다양한 수정예 및 변형예가 쉽게 당업자에게 발생할 것이므로, 본 발명을 예시되고 기술된 정확한 구성 및 동작에 한정하는 것은 바람직하지 않으며, 따라서 모든 적절한 수정 및 등가물은 본 발명의 범위 내에 있을 수 있다.
본 발명은 무선 통신 네트워크에 이용가능하다.
더 상세하게는, 본 발명은 중복의 지리적 영역에서 효율적으로 작동하도록 동일한 타입의 복수의, 독립적인 무선 통신 네트워크 능력을 개선하기 위한 방법에 이용가능하다.

Claims (22)

  1. 제 1 무선 프로토콜 및 제 1 스펙트럼을 이용하여 제 1 원격 고객 디바이스의 세트와 통신할 수 있고, 상기 제 1 무선 프로토콜 및 상기 제 1 스펙트럼을 이용하여 제 2 원격 고객 디바이스의 세트와 통신할 수 있는 원격 기지국을 갖는 원격 무선 시스템과 공동-존재하도록(co-exist) 구성되는, 제 1 기지국(120)에 있어서,
    상기 제 1 프로토콜 및 상기 제 1 스펙트럼의 무선 신호를 전송 및 수신하기 위해 구성된 PHY(물리계층: physical layer) 디바이스(250);
    상기 PHY 디바이스에 연결된 억제 디바이스(240)로서, 상기 PHY 디바이스가 상기 원격 기지국 및 상기 제 2 원격 고객 디바이스 중 적어도 하나에 의해 전송된 원격 무선 신호 세트를 검출하는 동안, 상기 PHY 디바이스가 전송을 하지 못하도록 구성된, 억제 디바이스(240); 및
    상기 PHY 디바이스에 연결되고, 상기 PHY 디바이스로부터의 원격 무선 신호 세트를 수신하기 위해 구성된 MAC(매체 액세스 제어: medium access control) 디바이스(230)를 포함하고,
    상기 MAC 디바이스는,
    수신된 상기 무선 신호에 기초하여 상기 원격 기지국 또는 상기 제 2 원격 고객 디바이스의 전송된 신호의 프로토콜 타이밍을 평가하기 위해 구성된 타이밍 평가 디바이스(232); 및
    상기 제 1 기지국과 상기 원격 기지국 사이에 공통인 주기적 공동 시간 기간을 확립하기 위한 공동-존재 디바이스(236)를 포함하고,
    각각의 공동 시간 기간은 기지국들 사이에서 메시지를 교환하기 위해 사용될 수 있고,
    상기 MAC 디바이스(230)는 상기 제 1 기지국과 제 2 무선 시스템 사이의 신호 간섭을 줄이기 위해 자신의 프로토콜 타이밍을 조정하는, 제 1 기지국.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 MAC 디바이스는 상기 원격 기지국의 전송된 신호의 프레임 경계와 상기 제 1 기지국의 전송된 신호의 프레임 경계를 일치(align)시키기 위한 방식으로 자신의 프로토콜 타이밍을 조정하도록 구성된 동기화 디바이스(234)를 포함하는, 제 1 기지국.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 MAC 디바이스는 상기 원격 기지국의 전송된 신호의 슈퍼프레임 경계와 상기 제 1 기지국의 전송된 신호의 슈퍼프레임 경계를 일치시키기 위한 방식으로 자신의 프로토콜 타이밍을 조정하도록 구성된 동기화 디바이스(234)를 포함하는, 제 1 기지국.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 억제 디바이스는 상기 제 1 기지국의 정규 동작 전송 전의 제 1 기간 동안 상기 PHY 디바이스가 전송하지 못하도록 구성되는, 제 1 기지국.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 억제 디바이스는, 반복적으로 상기 제 1 기지국의 정규 동작 동안의 다수의 제 2 기간 동안 상기 PHY 디바이스가 전송하지 못하도록 추가로 구성되는, 제 1 기지국.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 억제 디바이스는, 반복적으로 상기 제 1 기지국의 정규 동작 동안의 다수의 제 2 기간 동안 상기 PHY 디바이스가 전송하지 못하도록 구성되는, 제 1 기지국.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 기간은 지속기간에서 각 n개 프레임 길이이고, n은 0보다 큰 정수인, 제 1 기지국.
  8. 제 7 항에 있어서, n은 1인, 제 1 기지국.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 기지국은 상기 제 2 기간 동안 랜덤한 프레임 번호(random frame number)를 할당하는, 제 1 기지국.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 기지국은 상기 제 2 기간에 상기 제 1 기지국의 프로토콜을 포함하는 슈퍼프레임의 세트로부터 슈퍼프레임 번호를 추가로 할당하는, 제 1 기지국.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 기지국은 랜덤한 슈퍼프레임 번호를 할당하는, 제 1 기지국.
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 공동 시간 기간은 상기 제 1 및 원격 기지국 사이의 대역폭 리소스의 공유에 관한 메시지를 교환하기 위해 추가로 사용될 수 있는, 제 1 기지국.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 주기적 공동 시간 기간은 할당 프레임의 업스트림 타임슬롯의 세트에 삽입된(embeded) 하나 이상의 타임 슬롯으로 구성되는, 제 1 기지국.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 주기적 공동 시간 기간은 하나 이상의 보호 대역(guard band)을 포함하는, 제 1 기지국.
  16. 제 2 항에 있어서,
    상기 동기화 디바이스는 상기 원격 기지국의 프로토콜 타이밍으로 수렴하기위해 자신의 프로토콜 타이밍을 주기적으로 조정하도록 수렴 루틴(convergence routine)을 이용하는, 제 1 기지국.
  17. 제 1 기지국(120)과 원격 무선 시스템 사이의 간섭을 줄이는 방법으로서, 상기 제 1 기지국(120)은 제 1 무선 프로토콜 및 제 1 스펙트럼을 이용하여 제 1 원격 고객 디바이스의 세트와 통신할 수 있고, 상기 원격 무선 시스템은 상기 제 1 무선 프로토콜 및 상기 제 1 스펙트럼을 이용하여 제 2 원격 고객 디바이스의 세트와 통신할 수 있는 원격 기지국을 갖는, 제 1 기지국(120)과 원격 무선 시스템 사이의 간섭을 줄이는 방법에 있어서,
    상기 원격 기지국 및 상기 제 2 원격 고객 디바이스 중 적어도 하나에 의해 전송된 원격 무선 신호 세트를 검출하면서, 제 1 기간 동안 상기 제 1 기지국의 PHY(물리계층) 디바이스(250)의 전송을 주기적으로 억제하는 단계로서, 각 제 1 억제된 기간은 상기 제 1 무선 프로토콜의 적어도 하나의 프레임 기간을 지속하는, 제 1 기지국의 PHY(물리계층) 디바이스(250)의 전송을 주기적으로 억제하는 단계와;
    상기 제 1 기지국과 제 2 무선 시스템 사이의 신호 간섭을 줄이기 위해 제 1 억제된 제 1 기간 동안 수신되는 상기 검출된 무선 신호에 기초하여 상기 제 1 기지국의 프로토콜 타이밍을 조정하는 단계와;
    기지국 및 고객 디바이스 사이에 메시지를 교환하기 위해 상기 제 1 기지국과 상기 원격 기지국 사이에 공통인 주기적인 공동 시간 기간을 확립하는 단계
    를 포함하고,
    상기 주기적인 공동 시간 기간은 상기 제 1 무선 프로토콜의 특정 할당 프레임에 삽입된 하나 이상의 시간 슬롯으로 구성되는,
    제 1 기지국과 원격 무선 시스템 사이의 간섭을 줄이는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 조정하는 단계는,
    제 1 평가 시간을 생성하기 위해 상기 제 1 억제 기간 동안 검출된 원격 무선 신호에 기초하여 상기 원격 기지국의 전송 신호에 대한 프로토콜 타이밍을 평가하는 단계;
    상기 제 1 및 원격 기지국 사이의 동기화를 개선하는 시간 변경 조정을 결정하기 위해 제 1 평가 시간 및 로컬 프로토콜 타이밍에 기초하여 수렴 프로세스를 수행하는 단계; 및
    상기 원격 프로토콜 타이밍에 상기 로컬 프로토콜 타이밍을 더 잘 일치시키기 위해 상기 로컬 프로토콜 타이밍에 상기 시간 변경 조정을 적용하는 단계를 포함하는, 제 1 기지국과 원격 무선 시스템 사이의 간섭을 줄이는 방법.
  19. 삭제
  20. 제 1 무선 프로토콜 및 제 1 스펙트럼을 사용하여 제 1 원격 고객 디바이스세트와 통신할 수 있고, 상기 제 1 무선 프로토콜 및 제 1 스펙트럼을 사용하여 제 2 원격 고객 디바이스의 세트와 통신할 수 있는 원격 기지국을 가지는 원격 무선 시스템과 공동 존재하도록 구성되는, 제 1 기지국(120)으로서,
    상기 제 1 프로토콜 및 상기 제 1 스펙트럼의 무선신호를 전송하고 수신하도록 구성된 PHY(물리계층) 디바이스(250); 및
    상기 PHY에 의해 검출된 원격 무선 신호에 기초하여 상기 제 1 기지국과 상기 원격 무선 시스템 사이의 신호 간섭을 줄이기 위해 상기 제 1 기지국의 프로토콜 타이밍을 조정하는 프로토콜 제어 수단(250)으로서, 상기 원격 기지국 및 제 2 원격 고객 디바이스 중 적어도 하나에 의해 전송된 상기 검출된 무선 신호에 기초하여 프로토콜 타이밍을 조정하는, 프로토콜 제어 수단(250)
    을 포함하고,
    상기 프로토콜 제어 수단은 상기 제 1 기지국과 원격 무선 시스템 사이의 주기적인 공동 시간 기간을 확립하기 위한 공동-존재 수단(236)을 추가로 포함하고,
    각 공동 시간 기간은 각 기지국 및 상기 제 1 및 원격 무선 시스템의 고객 디바이스 사이에서 메시지를 교환하기 위해 사용될 수 있는,
    제 1 기지국.
  21. 삭제
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 기지국은 라이센스가 없는 통신 시스템의 일부인, 제 1 기지국.
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