KR101431252B1 - 검출 및 회피를 위한 무음 기간을 제공하는 통신 디바이스 및 통신 방법 - Google Patents

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Abstract

주파수 대역들(320)의 적어도 제 1 집합에서 제 1 통신 프로토콜에 따라서 동작하는 무선 디바이스(200)에 의한 통신 시스템 및 방법(600)은, 주파수 대역들(320)의 제 1 집합에 적어도 부분적으로 겹치는 주파수 대역들(310)의 제 2 집합에서 제 2 통신 프로토콜에 따라서 동작하는 제 2 무선 디바이스의 존재를 검출하기 위한 무음 기간을 제공한다.

Description

검출 및 회피를 위한 무음 기간을 제공하는 통신 디바이스 및 통신 방법{COMMUNICATION DEVICE AND METHOD OF COMMUNICATION THAT PROVIDE A SILENT PERIOD FOR DETECTION AND AVOIDANCE}
본 특허 출원은, 2006년 12월 12일에 출원된, 미국 가특허출원 60/869,619의 35 U.S.C. §119(e) 하에서 우선권 이익을 주장하며, 상기 가특허출원 전체는, 마치 본 명세서에서 완전히 설명되는 것과 같이, 참조로써 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 무선 통신 분야에 관한 것이며, 더욱 특정하게, 다른 무선 시스템에서 동작하는 다른 무선 통신 디바이스들과의 간섭을 피하기 위해, 상기 다른 디바이스들의 존재를 검색하도록 무음 기간을 제공하는 통신 네트워크 내에서의 무선 통신 디바이스 및 무선 통신 방법에 관한 것이다.
새로운 무선 통신 서비스들과 시스템들에 대한 요구가 계속 늘어남에 따라서, 이러한 새로운 무선 시스템들에 적합한, 사용되지 않은 주파수 스펙트럼은 더욱 식별하기 어려워졌다. 한편, 많은 상황에서, 현존하는 서비스들 및 시스템들로 이전에 할당되었던 스펙트럼이 몇몇 지리적 영역에서는 실제로는 광대한 시간의 기간 동안 사용되지 않았던 것이 사실이다. 따라서, 새로운 무선 통신 서비스들 및 시스템들을 위해, 이전에 할당되었던 주파수 스펙트럼의 용도를 재설정하는 것이 일반적이 되었다.
그러나, 일반적으로 이전에 할당되었던 주파수 대역들에서 새로운 무선 디바이스들이 동작할 때, 이러한 새로운 무선 디바이스들은 이러한 주파수 대역들의 점유 사용자(incumbent user)들을 간섭으로부터 보호해야 한다는 요구사항이 있다. 이러한 상황의 한 예시는, WiMedea 초광대역(UWB: ultrawideband) 통신 프로토콜들에 따라서 동작하는 무선 통신 디바이스들의 개발에 의해 나타난다.
특히, 유럽 및 일본에서는 그 나라들에서의 규제 요구사항을 만족시키기 위해 3-4 GHz로부터의 주파수 스펙트럼에서 동작하는 UWB 무선 디바이스들에 대한 검출 및 회피(DAA: detection and avoidance)가 필수적이다. DAA의 주목적은 UWB 디바이스들이 이러한 주파수 스펙트럼에서 동작하는 근처의 점유 디바이스들을 검출하며, 그 후 UWB 무선 디바이스들에 의해 발생하는 잠재적 간섭으로부터 점유 디바이스들을 보호하기 위해 적절한 측정을 채용하는 것을 가능하게 하는 것이며, 그 역이 또한 성립한다.
특히, 최근에 생겨난, 세계적인 WiMAX 통신 프로토콜에 따라서 동작하는 점유 무선 디바이스들은 UWB 무선 디바이스들로부터의 간섭에 의해 영향을 받을 수도 있다. WiMAX 네트워크에서, 이른바 WiMAX 가입자 유닛(WiMAX subscriber unit)은, 상기 WiMAX 가입자 유닛이 먼저 "다운링크(downlink)" 신호를 WiMAX 기지국으로부터 수신할 때까지 "업링크(uplink)" 신호를 송신할 수 없다. 만일 WiMAX 가입자 유닛이, 대량의 데이터 소통량(heavy data traffic)을 갖는 하나 이상의 UWB 무선 디바이스들 근처, 및/또는 WiMAX 기지국의 커버리지(coverage) 영역의 가장자리에 위 치한다면, 상기 WiMAX 가입자 유닛은 상기 WiMAX 기지국의 신호를 수신하지 못 할 것이다. 그러한 경우, 상기 WiMAX 가입자 유닛은 업링크 송신을 개시(initiate)할 수 없다. WiMAX 가입자 유닛으로부터의 업링크 송신이 없다면, 임의의 근처의 UWB 무선 디바이스들은 상기 WiMAX 가입자 유닛과의 간섭을 회피하기 위해 상기 WiMAX 가입자 유닛을 검출하는 것이 가능하지 않을 것이다. 따라서 이는 순환적인 문제가 된다.
이러한 문제에 대한 한 해결책은 UWB 무선 디바이스들의 송신들에 무음 기간(silent period)들을 삽입하는 것이며, 그로 인해 무음 기간 동안 임의의 근처의 WiMAX 가입자는, 적어도 WiMAX 기지국으로부터 다운링크 신호를 검출하고, 링크를 확립하기 위해 업링크 신호로 응답할, 어느 정도의 기회를 가질 것이며, 상기 WiMAX 가입자는 이후 임의의 근처의 UWB 무선 디바이스들에 의해 검출될 수 있다.
도 1은 UWB 송신에서의 무음 기간들을 도시한다. 도 1은 어떻게 각각의 시간 기간(100)(TTOTAL)에서 모든 UWB 디바이스들이 시간 간격(110)(TSILENT) 동안 무음으로 머물러야 하는지를 도시한다. 실험들은, WiMAX 가입자 유닛들에 대한 UWB 무선 디바이스들의 영향을 최소화하기 위해, 그리고 상기 WiMAX 가입자 유닛들이 WiMAX 기지국으로부터 다운링크 신호를 "청취(hear)"하며 그 후 근처의 UWB 무선 디바이스들에 의해 검출될 수 있는 업링크 신호를 송신하기 위해, TSILENT는 약 250~300 ms여야 하며 TTOTAL은 약 900 ms여야 한다는 것을 보였다.
불행히, 250~300 ms의 무음 기간은 UWB 무선 디바이스들의 동작에 심각한, 부정적인, 영향을 갖는다. 먼저, WiMedia 통신 프로토콜을 이용하는 UWB 무선 디바이스는, 이웃에 의해 송신되는 세 개 보다 많은 수의 연속적인 비컨 신호(beacon)들을 놓쳐서는 안 된다. 그렇지 않으면, 현재의 WiMedia 규격에 따라서, 상기 UWB 디바이스는 이러한 이웃이 사라졌다고 결론을 내려야 한다. 한 UWB 디바이스로부터의 두 개의 연속적인 비컨 신호 사이의 시간 간격이 약 65 밀리초로 주어지는 경우, 비컨 신호들 사이의 65 밀리초 보다 네 배 큰, 250~300 밀리초의 무음 기간은 비컨 신호들의 정상적인 동작을 중단시킬 것이다. 또한, 무음 기간 동안 데이터 송신이 또한 정지되어야 하며, 이는 일부 UWB 응용에 대한 서비스 품질(QoS: quality of service) 요건과 쉽게 절충할 수 있다.
따라서, 동일한 주파수 스펙트럼 내의 다른 무선 통신 시스템에서 동작하는 다른 무선 통신 디바이스들과의 간섭을 회피하도록, 상기 다른 무선 통신 디바이스들의 존재를 검출하기 위한 무음 기간을 제공하는 무선 통신 시스템에서의 무선 통신 디바이스 및 무선 통신 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 동일한 주파수 스펙트럼에서 동작하는 근처의 WiMAX 가입자 유닛들과의 간섭을 회피하도록, 상기 WiMAX 가입자 유닛들의 존재를 검출하기 위한 무음 기간을 제공하는 UWB 무선 디바이스 및 대응하는 동작 방법을 제공하는 것이 특히 바람직할 것이다.
본 발명의 한 양상에서, 주파수 대역들의 적어도 제 1 집합에서 제 1 통신 프로토콜에 따라서 동작하는 제 1 무선 디바이스에 의한 통신을 위해 한 방법이 제공되며, 제 2 통신 프로토콜에 따라서 제 2 무선 디바이스들이 동작하는 하나 이상의 주파수 대역들의 제 2 집합의 적어도 한 부분에서 상기 제 1 집합 내의 하나 이상의 주파수 대역이 겹친다. 상기 방법은: (1) 하나의 시간 주기(time cycle)를 복수 개의 부분주기들(subcycles)로 분할하는 단계로서, 각각의 부분주기는 제 2 무선 디바이스가, 제 2 통신 프로토콜에 따라서 제 1 신호를 수신하고 제 2 통신 프로토콜에 따라서 제 2 신호를 송신할 정도로 충분히 긴 기간을 갖는, 시간 주기를 분할하는 단계; (2) 상기 부분주기들의 각각에서, 제 1 무선 디바이스에 사용 가능한 복수 개의 논리적 채널들 중의 하나를 선택하는 단계로서, 각각의 논리적 채널은, 제 1 집합 내의 주파수 대역들의 부분 집합 사이에서의 주파수 호핑(frequency hopping)에 대응하는 호핑 시퀀스를 이용하는, 논리적 채널을 선택하는 단계; (3) 상기 부분주기들의 각각에서, 그 부분주기에 대해 선택된 논리적 채널을 이용하여, 제 1 통신 프로토콜에 따라서 제 1 무선 디바이스로부터 신호를 송신하는 단계; 그리고 (4) 복수의 시간 주기에 걸쳐서 단계 (1) 내지 (3)을 반복하는 단계를 포함한다. 각각의 시간 주기에서, 주파수 대역들의 제 2 집합의 적어도 한 부분에서 겹치는 제 1 집합의 주파수 대역들의 각각은, 부분주기들의 적어도 하나에서 선택되는 논리적 채널들 중의 적어도 하나에 의해 사용되는 호핑 시퀀스(hopping sequence)들 중의 적어도 하나에서 제외된다(excluded).
본 발명의 다른 양상에서, 제 1 무선 디바이스는 주파수 대역들의 적어도 제 1 집합에서 제 1 통신 프로토콜에 따라서 통신하도록 적응되며, 제 1 집합 내의 주파수 대역들 중의 하나 이상은, 제 2 통신 프로토콜에 따라서 제 2 무선 디바이스가 통신하는 하나 이상의 주파수 대역들의 제 2 집합의 적어도 한 부분에서 겹친다. 제 1 무선 디바이스는: 수신기, 송신기, 그리고 무선 수신기 및 무선 송신기에 유효하게 연결된 적어도 하나의 안테나를 포함한다. 무선 디바이스는: (1) 하나의 시간 주기를 복수 개의 부분주기들로 분할하는데, 각각의 부분주기는, 제 2 무선 디바이스가 제 2 통신 프로토콜에 따라서 제 1 신호를 수신하고 제 2 프로토콜에 따라서 제 2 신호를 송신하기에 충분한 긴 주기를 가지며; (2) 부분주기들의 각각에서, 제 1 무선 디바이스에 사용 가능한 복수 개의 논리적 채널들 중의 하나를 선택하는데, 각각의 논리적 채널은 제 1 집합 내의 주파수 대역들의 한 부분집합 사이의 주파수 호핑에 대응하는 호핑 시퀀스를 이용하고; (3) 그 부분주기에 대해 선택된 논리적 채널을 이용하여, 부분주기들의 각각에서 제 1 통신 프로토콜에 따라서 신호를 송신하며; 그리고 (4) 복수의 시간 주기들에 걸쳐서 단계 (1) 내지 (3)을 반복한다. 각각의 시간 주기에서, 주파수 대역들의 제 2 집합의 적어도 한 부분에 겹치는 제 1 집합의 주파수 대역들의 각각은, 부분주기들 중의 적어도 하나에서 선택되는 논리적 채널들 중의 적어도 하나에 의해 사용되는 호핑 시퀀스들 중의 적어도 하나에서 제외된다.
도 1은 초-광대역(UWB) 송신에서의 무음 기간들을 도시하는 도면.
도 2는 한 무선 디바이스의 한 실시예의 기능적 블록도.
도 3은 3-4 GHz 주파수 스펙트럼에서의 WiMAX와 WiMedia UWB 신호들의 채널화를 도시하는 도면.
도 4는 제 1 통신 프로토콜에 따라서 동작하는 무선 디바이스에 대한 검출- 및-회피(DAA)의 한 실시예를 도시하는 도면.
도 5는 제 1 통신 프로토콜에 따라서 동작하는 한 무선 디바이스에 대한 이중-영역 무음 기간(dual-domain silent period)의 한 예시적 실시예를 도시하는 도면.
도 6은 가까이에 있는 보호되는 통신 디바이스들의 존재를 검출하기 위해 무음 기간을 제공하는 통신 방법을 도시하는 순서도.
도 2는 한 무선 디바이스(100)의 기능적 블록도이다. 당업자에 의해 인식될 것과 같이, 도 2에 도시된 다양한 "부분들(parts)" 중의 하나 이상은, 소프트웨어로 제어되는 마이크로프로세서, 배선에 의한(hard-wired) 논리 회로들, 또는 그들의 조합을 이용하여 물리적으로 구현될 수도 있다. 또한, 설명의 목적을 위해 도 2에서는 그 부분들이 기능적으로 분리되어있지만, 그 부분들은 임의의 물리적 구현에서 다양하게 결합될 수도 있다.
무선 디바이스(200)는 송수신기(210), 프로세서(220), 메모리(230), 그리고 안테나 시스템(240)을 포함한다.
송수신기(210)는 수신기(212)와 송신기(214)를 포함하며, 무선 통신 네트워크의 표준 프로토콜들에 따라서 무선 디바이스(200)가 무선 통신 네트워크 내의 다른 무선 디바이스들과 통신하도록 하는 기능을 제공한다. 예컨대, 한 실시예에서 무선 디바이스(200)는, WiMedia 규격에 따르는 통신 프로토콜을 이용하여 동작하도록 적응되는 UWB 무선 디바이스이다.
프로세서(220)는, 무선 디바이스(200)의 기능을 제공하기 위해, 메모리(230)와 함께 하나 이상의 소프트웨어 알고리즘을 실행하도록 구성된다. 유익하게, 프로세서(220)는, 그 프로세서가 무선 디바이스(200)의 다양한 기능들을 수행하도록 하는 실행 가능한 소프트웨어 코드를 저장하기 위한 그 프로세서 자체의 메모리(예컨대, 비휘발성 메모리)를 포함한다. 대안적으로, 실행 가능한 코드는 메모리(230) 내의 지정된 메모리 위치들에 저장될 수도 있다.
도 2에서, 한 실시예에서 안테나 시스템(240)은, 무선 디바이스(200)가 복수의 방향에서 다른 무선 디바이스들과 통신하기 위해 복수의 안테나 빔으로부터 선택하도록 하는 능력을 제공하는 지향성(directional) 안테나 시스템일 수도 있다. 한 실시예에서, 지향성 안테나 시스템(240)은, 각각의 안테나가 한 안테나 빔에 대응하는, 복수의 안테나를 포함한다. 다른 실시예에서, 지향성 안테나 시스템(249)은, 복수의 상이한 방향으로의 빔을 형성하기 위해 복수의 상이한 안테나 요소들을 조합할 수 있는, 조종 가능한(steerable) 안테나를 포함한다.
다음의 논의에서, 한 예시적 실시예는, WiMedia 통신 프로토콜에 따라서 동작하는 UWB 무선 디바이스인, 가까이에 있는 보호되는(protected) WiMAX 통신 디바이스의 존재를 검출하기 위해 무음 기간을 제공하는 방법에 대해 설명된다. 이러한 명확한 예시는 설명의 목적을 위해 제공되며 본 명세서, 또는 그 이후의 청구항들의 가르침의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 3은 3-4 GHz 주파수 스펙트럼에서의 WiMAX와 WiMedia UWB 신호들의 채널화를 도시한다.
WiMAX에 대한 현재의 주파수 스펙트럼 할당은, 200 MHz의 대역폭을 갖는 주파수 대역들(310){즉, 3.4-3.6 GHz로부터의 대역 "A"(310-1), 그리고 3.6-3.8 GHz로부터의 대역 "B"(310-2)}을 제공한다. 또한, 종국의(eventual) 장래의 대역폭 확장 또한 200 MHz 스텝(step)으로{3.8-4.0 GHz로부터의 대역 "C"(310-3), 4-4.2 GHz로부터의 대역 "D"(310-4), 등} 제공될 것이라는 것이 예상된다(그리고 바람직하다).
한편, WiMedia 통신 프로토콜을 사용하는 UWB 무선 디바이스들은 대역 그룹(Band Group) 1에서 동작할 수도 있으며, 이는 3.168 GHz에서 4.752 GHz에 걸친 세 개의 528-MHz 주파수 대역 320-1부터 320-3까지(대역 1, 대역 2, 그리고 대역 3)를 포함한다.
또한, WiMedia 무선 프로토콜에 따라서 통신하는 UWB 무선 디바이스는 65,535 μsec, 또는 약 65 밀리초의 수퍼프레임(superframe)을 기초로 하여 동작한다. 각각의 수퍼프레임 동안, UWB 무선 디바이스는, 각각 약 312.5 나노초의 심볼 주기(symbol period)를 갖는, 직교 주파수 분할 다중화(OFDM: orthogonal frequency division multiplex) 된 심볼들을 송신한다.
한 실시예에서, UWB 무선 디바이스는, 미리 정의된 호핑 시퀀스에 따라서, 주파수 대역들(대역 1, 대역 2, 그리고 대역 3) 사이에서 매 심볼 주기마다 주파수 호핑을 한 번씩 할 수도 있다. 그러한 경우, 각각의 미리 정의된 호핑 시퀀스는, UWB 무선 디바이스를 위한 동작의 논리적 채널을 정의한다. 아래의 표 1은 사용 가능한 논리적 채널들과 그 논리적 채널들의 호핑 시퀀스들을 나타낸다.
Figure 112009035414583-pct00001
표 1에 나타난 것과 같이, 논리적 채널들의 각각은, 대역 그룹 1 내의 주파수 대역들(대역 1, 대역 2 그리고 대역 3)의 한 부분집합 사이에서의 주파수 호핑에 대응하는 호핑 시퀀스를 사용한다.
도 3으로부터, 만일 한 UWB 무선 디바이스가 충분히 긴 시간의 기간(예컨대, 250-300 밀리초) 동안 대역 1에서의 송신을 회피한다면, 대역 A(3.4-3.6 GHz)에서 동작하는 임의의 근처의 WiMAX 가입자는, WiMAX 기지국으로부터 다운링크 신호를 "청취(hear)"하고 그 후, 근처의 UWB 디바이스들에 의해 검출될 수 있는, 업링크 신호를 송신하기에 충분한 시간을 가질 것이라는 것을 알 수 있다. 즉, 만일 한 UWB 무선 디바이스가 충분히 긴 시간의 기간(예컨대, 250-300 밀리초) 동안 대역 1에서의 송신을 회피하면, 그 UWB 무선 디바이스는 대역 A에서 동작하는 임의의 WiMAX 가입자에 대한 검출-및-회피(DAA)를 수행할 수 있다. 마찬가지로, 만일 한 UWB 무선 디바이스가 충분히 긴 시간의 기간(예컨대, 250-300 밀리초) 동안 대역 2에서의 송신을 회피한다면, 대역 B, C 또는 D에서 동작하는 임의의 근처의 WiMAX 가입자에 대한 DAA가 수행될 수 있다.
이러한 목적을 위해, 도 4 내지 도 6에 관하여 아래에서 설명되는 것과 같이, 이중-영역(예컨대, 시간 영역과 주파수 영역) 무음 기간 배치가 제공된다.
먼저, 도 4는, WiMedia 통신 프로토콜에 따라서 동작하는 UWB 디바이스에 대한 검출-및-회피(DAA) 시간 주기(400)의 한 실시예를 도시한다.
도 4에서, 각각의 시간 주기(400)는 복수의 부분주기들(410)로 분할된다는 것을 알 수 있다. 각각의 부분주기(410)는 차례대로 N 개의 수퍼프레임을 포함한다. 적어도 250-300 밀리초의 무음 기간을 제공하는 요구사항을 기초로 하며, 그리고 약 65 밀리초의 수퍼프레임 주기가 주어진다면, 한 예시적 실시예에서 N=5 이다. 그러나 다른 실시예들에서, N은 상이한 정수 값일 수 있다. 또한, 약 900 밀리초마다 반복되는 WiMAX 가입자에 대한 무음 기간을 제공하기 위해, 각각의 DAA 시간 주기는, 각각 N=5 개의 수퍼프레임으로 이루어진, 부분주기(410) 세 개를 포함하며, 각각의 시간 주기(410)의 총 주기는 약 975 밀리초가 된다. 물론, 임의의 특정 상황에 대한 고유의 이익을 제공하기 위해, 시간 주기(400)의 기간, 부분주기(410)의 기간, 그리고 각각의 시간 주기(400) 내의 부분주기들(410)의 개수는 조정될 수 있다.
UWB 무선 디바이스는 따라서 일련의 반복되는 시간 주기들(400)에 걸쳐서 송신하며, 각각의 시간 주기는 복수의 부분주기들을 더 포함한다.
도 4의 시간 주기(400), 그리고 표 1의 논리적 채널들이 주어진다면, 이중-영역 무음 기간은 다음과 같이 제공된다.
도 5는 UWB 무선 디바이스에 대한 이중-영역 무음 기간(500)의 한 예시적 실시예를 도시한다. 이중-영역 무음 기간(500)은 시간 주기들, 부분주기들의 배치를 포함하며, 그리고, 도 3의 주파수 대역들 A-D 중의 임의의 주파수 대역에서, 임의의 WiMAX 가입자가 임의의 UWB 무선 디바이스들의 가까이에서 동작하는 것을 보증하는 논리적 채널들은 WiMAX 기지국으로부터 다운링크 신호를 "청취"하고 그 후, 근처의 UWB 디바이스들에 의해 검출될 수 있는, 업링크 신호를 송신하기에 충분한 시간을 가질 것이다.
특히, 이중-영역 무음 기간(500)은: UWB 무선 디바이스가 표 1의 논리적 채널들 중의 임의의 논리적 채널을 이용하여 송신할 수도 있는 제 1 부분주기(510-1); UWB 무선 디바이스가 표 1의 논리적 채널들 6, 7 및 10을 이용하여 송신만 할 수도 있는 제 2 부분주기(510-2); UWB 무선 디바이스가 표 1의 논리적 채널들 5, 7 및 9를 이용하여 송신만 할 수도 있는 제 3 부분주기(510-3)를 포함한다. 이러한 배치에 따라서, 특정 WiMAX 가입자가 주파수 대역들 A-D 중의 어느 대역에서 동작하는지에 상관없이, 그 가입자가 WiMAX 기지국으로부터 다운링크 신호를 "청취"하고 그 후, 근처의 UWB 디바이스들에 의해 검출될 수 있는, 업링크 신호를 송신할 수도 있도록, 그 가입자는 항상 매 970 밀리초의 주기마다 약 325 밀리초의 무음 기간을 경험할 것이다. 예컨대, 3400-3696 MHz로부터의 주파수들에서 동작하는 임의의 WiMAX 가입자는 부분주기 510-2 동안 무음 기간을 경험할 것이며, 그 시간 동안, 그 가입자 근처의 모든 WiMedia 디바이스들은 오직 주파수 대역 1 및/또는 주파수 대역 3 만을 포함하는 논리적 채널들에서 동작할 것이다. 마찬가지로, 3696-4200 MHz로부터의 주파수들에서 동작하는 임의의 WiMAX 가입자는 부분주기 510-3 동안 무음 기간을 경험할 것이며, 그 시간 동안, 그 가입자 근처의 모든 WiMedia 디바이스들은 오직 주파수 대역 1 및/또는 주파수 대역 3을 포함하는 논리적 채널들에서 동작할 것이다.
위에서 설명된 예시에서, 부분주기 510-3 동안, 논리적 채널들 5, 7 및 9 중의 임의의 논리적 채널이 이용될 수 있을지라도, 논리적 채널 9가 선호될 수도 있다. 예컨대, 만일 UWB 무선 디바이스가 오직 하나의 주파수 대역에서 송신하며, 호핑을 하지 않는다면, 논리적 채널들 5와 7에 대한 경우와 같이, 조절적(regulatory) 제한들로 인해, 최대 허용 가능 송신 전력은 실질적으로 (예컨대, 50% 만큼) 감소되어야 할 것이다. 한 실시예에서, 각각의 부분주기 동안, UWB 무선 디바이스는, 가장 많은 수의 주파수 대역 사이에서 호핑하는 호핑 시퀀스를 사용하는, 사용 가능한 논리적 채널들 사이에서 논리적 채널들을 선택한다.
세 개의 부분 주기(510-1 내지 501-3)와 그들의 대응하는 논리적 채널들의 배치의 순서는 임의의 순서로 전환될 수도 있다는 것이 이해될 것이다{예컨대, 부분주기(510-2)는 논리적 채널 5, 7 및 9에 대응할 수도 있으며 부분 주기(510-3)는 논리적 채널 6, 7 및 10에 대응할 수도 있다}.
위에서 설명된 예시에서, 오직 UWB 무선 디바이스에 대한 주파수 대역 1과 2만이, WiMAX 가입자들이 동작할 수도 있는, 주파수 대역 A-D에서 겹치는 것이 보이며 주파수 대역 3은, WiMAX 가입자들이 동작할 수도 있는, 주파수 대역 A-D 중의 어느 대역에서도 겹치지 않는 것이 보인다. 따라서 이러한 예시에서는 이중-영역 무음 기간(500)이 주파수 대역 1과 2에서 250-300 밀리초의 무음 기간을 제공할 것만이 요구된다. 따라서, 표 1의 사용 가능한 논리적 채널들 중의 어느 채널이라도 제 1 부분주기(510-1)에서 사용될 수 있으며, 주파수 대역 1과 2에 대한 무음 시간은 부분주기(510-2와 510-3)에서 제공될 수 있다.
그러나, 만일 주파수 대역 3이, WiMAX 가입자가 동작할 수도 있는, 임의의 주파수 대역들에서 겹쳤다면, 이중-영역 무음 기간(500)은, 제 1 부분주기(510-1)에서 UWB 무선 디바이스가 오직 논리적 채널 5, 6 및 8을 이용하여 송신할 수 있도록 수정될 수도 있으며, 그에 의해 주파수 대역 3에 무음 기간을 제공한다.
위에서 설명된 방법은 3400-4200 MHz 주파수 스펙트럼에서 동작하는 WiMAX 가입자 유닛들에게 매 975 ms 마다 325 ms의 무음 기간이 제공될 것을 보장한다. 그러므로, WiMAX 가입자 유닛들은 무시할 수 있을 정도의 "입장" 지연("entry" delay)으로 WiMAX 기지국과의 업링크 데이터 송신을 확립할 수 있다. 또한, 유익하게, UWB 디바이스들은 오직 임의의 주어진 시간에서 특정 주파수들에서만 무음이므로, 그러한 긴 무음 기간은 UWB 디바이스들의 비컨 또는 데이터 송신에 영향을 미치지 않는다.
위에서 설명된 예시는, 상이한 수의 주파수 대역에서 상이한 통신 프로토콜을 이용하여 동작하며 상이한 무음 기간 요구사항 등을 갖는 상이한 디바이스들에 대해서 추정될 수 있다.
일반적으로, 이중-영역 무음 기간은 다음과 같이 적용될 수 있다. 제 1 집합 내의 하나 이상의 주파수 대역들은 제 2 집합의 주파수 대역들의 적어도 한 부분에 겹치는, 적어도 제 1 집합의 주파수 대역들에서 제 1 통신 프로토콜에 따라서 동작하는 제 1 무선 디바이스와, 적어도 제 2 집합의 주파수 대역들에서 제 2 통신 프로토콜에 따라서 동작하는 제 2 무선 디바이스를 고려해보자. 그러한 경우, 각각의 시간 주기에서, 제 2 집합의 주파수 대역들의 적어도 한 부분에 겹치는, 제 1 집합의 주파수 대역들의 각각은, 부분주기들 중의 적어도 하나에서 선택되는 논리적 채널들 중의 적어도 하나에 의해 사용되는 호핑 시퀀스들 중의 적어도 하나에서 제외되도록 이중-영역 무음 기간이 배치되어야 한다. 이는 다양한 방법들로 달성될 수 있다. 한 실시예에서, 각각의 부분주기에서, 선택된 논리적 채널은, 제 1 집합의 주파수 대역들 중의 적어도 하나를 제외시키는 호핑 시퀀스를 사용한다. 다른 실시예에서, 각각의 부분주기에서, 선택된 논리적 채널은, 제 1 집합의 주파수 대역들 중의 대응하는 대역을 제외시키는 호핑 시퀀스를 사용한다. 또 다른 실시예에서, 각각의 시간 주기에 걸쳐서, 제 1 집합의 주파수 대역들의 각각은, 부분주기들 중의 적어도 하나에서 선택되는 논리적 채널들 중의 적어도 하나에 의해 사용되는 호핑 시퀀스들 중의 적어도 하나에서 제외된다. 제 1 집합 내의 주파수 대역들과 제 2 집합의 주파수 대역들 사이의 겹침의 특성에 따라서 다른 배치들이 가능하다.
도 6은 주파수 대역들의 적어도 제 1 집합 내에서 제 1 통신 프로토콜에 따라서 동작하는 제 1 무선 디바이스에 대한 통신 방법(600)을 도시하는 순서도이며, 제 2 (보호되는 또는 점유하는) 무선 디바이스는 주파수 대역들의 적어도 제 2 집합에서 제 2 통신 프로토콜에 따라서 동작하고, 제 1 집합 내의 주파수 대역들 중의 하나 이상은 주파수 대역들의 제 2 집합의 적어도 한 부분에서 겹친다. 상기 방법은 가까이에 있는 제 2 무선 디바이스의 존재를 검출하기 위해 제 1 무선 디바이스에 대한 무음 기간을 제공한다.
제 1 단계(610)에서, 하나의 시간 주기는 복수의 부분주기로 분할된다. 각각의 부분주기는 제 2 무선 디바이스가 제 2 통신 프로토콜에 따라서 제 1 신호를 수신하며 제 2 통신 프로토콜에 따라서 제 2 신호를 송신하기에 충분한 긴 기간을 갖는다. 제 1 무선 디바이스는 제 2 신호를 검출할 수도 있으며 따라서 제 2 무선 디바이스의 존재를 검출할 수도 있다.
단계(620)에서, 부분주기들의 각각에서, 제 1 무선 디바이스는, 제 1 무선 디바이스에 사용 가능한 복수의 논리적 채널들 중의 하나를 선택한다. 각각의 논리적 채널은, 제 1 집합 내의 주파수 대역들 중의 한 부분집합에서의 주파수 호핑에 대응하는 호핑 시퀀스를 사용한다. 각각의 시간 주기에서, 주파수 대역들의 제 2 집합의 적어도 한 부분에 겹치는 제 1 집합의 주파수 대역들의 각각은, 부분주기들 중의 적어도 하나에서 선택되는 논리적 채널들 중의 적어도 하나에 의해 사용되는 호핑 시퀀스들 중의 적어도 하나에서 제외된다. 이는 제 1 디바이스의 가까이에 있는 제 2 디바이스들 중의 어느 하나의 검출을 위한 이중-영역 무음 기간을 제공한다.
단계(630)에서, 부분주기들의 각각에서 제 1 무선 디바이스는 그 부분주기에 대해 선택되는 논리적 채널을 이용하여 제 1 통신 프로토콜에 따라서 신호를 송신한다.
제 1 무선 디바이스가 데이터를 송신하기를 희망하는 동안에 단계 610 내지 단계 630은 복수의 시간 주기에 걸쳐서 반복된다.
선호되는 실시예들이 본 명세서에서 개시되었지만, 본 발명의 개념과 범위 내에 머무르는 많은 수의 변형이 가능하다. 본 명세서, 도면 및 청구항들의 검사 후에, 그러한 변형들은 당업자에게 명확해 질 것이다. 그러므로 본 발명은, 첨부되는 청구항들의 사상 및 범위 이내를 제외하고는 제한되어서는 안 된다.
본 발명은 무선 통신 분야에 이용 가능하며, 더욱 특정하게, 다른 무선 시스템에서 동작하는 다른 무선 통신 디바이스들과의 간섭을 피하기 위해, 상기 다른 디바이스들의 존재를 검색하도록 무음 기간을 제공하는 통신 네트워크 내에서의 무선 통신 디바이스 및 무선 통신 방법에 이용 가능하다.

Claims (20)

  1. 적어도 제 1 집합의 주파수 대역들(320)에서 제 1 통신 프로토콜에 따라서 동작하는 제 1 무선 디바이스(200)에 의한 통신 방법(600)에 있어서, 상기 제 1 집합 내의 하나 이상의 주파수 대역(320)은, 제 2 무선 디바이스가 제 2 통신 프로토콜에 따라서 동작하는, 하나 이상의 주파수 대역들(310)의 제 2 집합의 적어도 한 부분에서 겹치는, 통신 방법으로서,
    (1) 각각의 부분주기(510)가, 상기 제 2 무선 디바이스가 상기 제 2 통신 프로토콜에 따라서 제 1 신호를 수신하고 상기 제 2 통신 프로토콜에 따라서 제 2 신호를 송신하기에 충분한 긴 기간을 갖는, 복수의 부분 주기(510)로 하나의 시간 주기(500)를 분할하는 단계(610);
    (2) 상기 부분주기들(510)의 각각에서, 상기 제 1 무선 디바이스에 사용 가능한 복수의 논리적 채널 중의 하나를 선택하는 단계로서(620), 각각의 논리적 채널은 상기 제 1 집합 내의 주파수 대역들(320)의 한 부분집합 사이에서의 주파수 호핑에 대응하는 호핑 시퀀스를 사용하는, 선택하는 단계;
    (3) 상기 부분주기들(510)의 각각에서, 해당 부분주기(510)에 대해 선택되는 논리적 채널을 이용하여, 상기 제 1 통신 프로토콜에 따라서 상기 제 1 무선 디바이스(200)로부터 신호를 송신하는 단계(630);
    (4) 복수의 시간 주기(500)에 걸쳐서 단계 (1) 내지 단계 (3)을 반복하는 단계
    를 포함하며,
    각각의 시간 주기(500)에서, 상기 주파수 대역들(310)의 제 2 집합의 적어도 한 부분에 겹치는 상기 제 1 집합의 각각의 주파수 대역(320)은, 상기 부분주기들(510) 중의 적어도 하나에서 선택되는 논리적 채널들 중의 적어도 하나에 의해 사용되는 호핑 시퀀스들 중의 적어도 하나에서 제외되는, 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 부분주기(510)에서, 상기 선택되는 논리적 채널은, 상기 제 1 집합의 주파수 대역들(320) 중의 적어도 하나를 제외시키는 호핑 시퀀스를 사용하는, 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서, 각각의 부분주기(510)에서, 상기 선택되는 논리적 채널은, 주파수 대역들의 제 2 집합의 적어도 한 부분에 겹치는 상기 제 1 집합의 주파수 대역들(320) 중의 하나의 대역을 제외시키는 호핑 시퀀스를 사용하는, 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서, 각각의 시간 주기(500)에 걸쳐서, 상기 제 1 집합의 주파수 대역들(320)의 각각은, 상기 부분주기들(510) 중의 적어도 하나에서 선택되는 논리적 채널들 중의 적어도 하나에 의해 사용되는 호핑 시퀀스들 중의 적어도 하나에서 제외되는, 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서, 각각의 부분주기(510)에서 상기 제 1 무선 디바이스(200)에 사용 가능한 복수의 논리적 채널 중의 하나를 선택하는 단계는, 상기 제 1 집합 내의 가장 많은 수의 주파수 대역(320)을 포함하는 부분집합에서 호핑하는 호핑 시퀀스를 사용하는, 사용 가능한 논리적 채널들 중의 하나를 선택하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 주파수 대역들(320)의 제 1 집합은 세 개의 주파수 대역을 포함하고, 상기 시간 주기(500)는, 각각 적어도 200 밀리초의 길이를 갖는 복수의 부분주기(510)로 분할되며, 각각의 시간 주기는 0.9초에서 1.0초의 길이를 갖는, 통신 방법.
  7. 제6항에 있어서, 사용 가능한 논리적 채널들의 수는 열 개(ten)인, 통신 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 사용 가능한 논리적 채널들과 및 그 채널들의 대응하는 호핑 시퀀스들은 다음의 표
    Figure 112009035414583-pct00002
    를 따르는, 통신 방법.
  9. 제6항에 있어서, 각각의 부분주기(510)는, 상기 제 1 통신 프로토콜을 따르는 다섯 개의 수퍼프레임을 포함하는, 통신 방법.
  10. 제1항에 있어서, 각각의 주파수 호핑 동안, 하나의 직교 주파수 분할 다중화 된(orthogonal frequency division multiplexed) 심볼을 송신하는 제 1 통신 디바이스(300)를 더 포함하는, 통신 방법.
  11. 주파수 대역들(320)의 적어도 제 1 집합에서 제 1 통신 프로토콜에 따라서 통신하도록 적응되는 제 1 무선 디바이스(200)에 있어서, 상기 제 1 집합 내의 하나 이상의 주파수 대역들(320)은, 제 2 통신 프로토콜에 따라서 제 2 무선 디바이스가 통신하는, 하나 이상의 주파수 대역들(310)의 제 2 집합의 적어도 한 부분에 서 겹치는, 제 1 무선 디바이스(200)로서,
    수신기(212);
    송신기(214); 그리고
    상기 수신기(212)와 상기 송신기(214)에 유효하게 연결된 적어도 하나의 안테나(240)
    를 포함하며,
    상기 무선 디바이스(200)는
    (1) 각각의 부분주기(510)가, 상기 제 2 무선 디바이스가 상기 제 2 통신 프로토콜에 따라서 제 1 신호를 수신하고 상기 제 2 통신 프로토콜에 따라서 제 2 신호를 송신하기에 충분한 긴 기간을 갖는, 복수의 부분주기(510)로 하나의 시간 주기(500)를 분할하며(610);
    (2) 상기 부분주기들(510)의 각각에서, 각각의 논리적 채널이, 상기 제 1 집합 내의 주파수 대역들(320)의 부분집합에서의 주파수 호핑에 대응하는 호핑 시퀀스를 사용하는, 상기 제 1 무선 디바이스(200)에 사용 가능한 복수의 논리적 채널들 중의 하나를 선택하고(620);
    (3) 상기 부분주기들(510)의 각각에서, 해당 부분주기(510)를 위해 선택되는 논리적 채널을 이용해서, 상기 제 1 통신 프로토콜에 따라 신호를 송신하며(630); 그리고
    (4) 복수의 시간 주기(500)에 걸쳐서 단계 (1) 내지 단계 (3)을 반복하고;
    각각의 시간 주기(500)에서, 주파수 대역들(320)의 제 2 집합의 적어도 한 부분에서 겹치는 상기 제 1 집합의 각각의 주파수 대역(320)은, 상기 부분주기들(510) 중의 적어도 하나에서 선택되는 논리적 채널들 중의 적어도 하나에 의해 사용되는 호핑 시퀀스들 중의 적어도 하나에서 제외되는, 제 1 무선 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 각각의 부분주기(510)에서, 상기 선택되는 논리적 채널은, 상기 제 1 집합의 적어도 하나의 주파수 대역(320)을 제외시키는 호핑 시퀀스를 사용하는, 제 1 무선 디바이스.
  13. 제11항에 있어서, 각각의 부분주기(510)에서, 상기 선택되는 논리적 채널은, 주파수 대역들의 제 2 집합의 적어도 한 부분에 겹치는 상기 제 1 집합의 주파수 대역들(320) 중의 하나의 대역을 제외시키는 호핑 시퀀스를 사용하는, 제 1 무선 디바이스.
  14. 제11항에 있어서, 각각의 시간 주기(500)에 걸쳐서, 상기 제 1 집합의 주파수 대역들(320)의 각각은, 상기 부분주기들(510) 중의 적어도 하나에서 선택되는 논리적 채널들 중의 적어도 하나에 의해 사용되는 호핑 시퀀스들 중의 적어도 하나에서 제외되는, 제 1 무선 디바이스.
  15. 제11항에 있어서, 각각의 부분주기(510)에서 상기 제 1 무선 디바이스(200)에 사용 가능한 복수의 논리적 채널 중의 하나를 선택하는 것은, 상기 제 1 집합 내의 가장 많은 수의 주파수 대역(320)을 포함하는 부분집합에서 호핑하는 호핑 시퀀스를 사용하는, 사용 가능한 논리적 채널들 중의 하나를 선택하는 것을 포함하는, 제 1 무선 디바이스.
  16. 제11항에 있어서, 상기 주파수 대역들(320)의 제 1 집합은 세 개의 주파수 대역(320)을 포함하고, 상기 시간 주기(500)는, 각각 적어도 200 밀리초의 길이를 갖는 복수의 부분주기(510)로 분할되며, 각각의 시간 주기(500)는 0.9초에서 1.0초의 길이를 갖는, 제 1 무선 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 사용 가능한 논리적 채널들의 수는 열 개(ten)인, 제 1 무선 디바이스.
  18. 제17항에 있어서, 상기 사용 가능한 논리적 채널들 및 그 채널들의 대응하는 호핑 시퀀스들은 다음의 표
    Figure 112014048275072-pct00003
    를 따르는, 제 1 무선 디바이스.
  19. 제16항에 있어서, 각각의 부분주기(510)는, 상기 제 1 통신 프로토콜을 따르는 다섯 개의 수퍼프레임을 포함하는, 제 1 무선 디바이스.
  20. 제11항에 있어서, 각각의 주파수 호핑 동안, 하나의 직교 주파수 분할 다중화 된(OFDM) 심볼을 송신하는 제 1 무선 통신 디바이스(200)를 더 포함하는, 제 1 무선 디바이스.
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