KR101442224B1 - 무선통신에서 무선인지를 사용하는 프레임 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선통신에서 무선인지를 사용하는 프레임 및 장치에 관한 것으로, 인접한 셀간 간섭을 줄이도록 하나 이상의 ABS를 포함하고, ABS 구간에서 셀 특이적 참조 신호인 CRS를 이용하여 무선인지를 수행함으로써, 통신의 중지 없이 무선인지를 수행할 수 있다.

Description

무선통신에서 무선인지를 사용하는 프레임 및 장치{Frame and apparatus using cognitive radio in wireless communications}

본 발명은 무선통신에서 무선인지를 수행하는 프레임에 관한 것으로서, 특히 ABS(Almost Blank Subframe)을 이용하여 허가받은 주사용자를 감지하기에 적합한 프레임, 그 프레임을 이용한 장치 및 시스템에 관한 것이다.

전파는 무선통신과 방송서비스를 제공하는데 반드시 필요한 생산요소이며 기술적 한계로 수요가 급증하면 희소성이 높아지는 경제적 가치로 해석될 수 있다. 이에 대해 경제학자들은 전파를 경제적 가치가 있는 '희소한 자원'으로 인식하고 있다. 하지만 석유와 같은 화석연료처럼 사용할수록 양이 줄어드는 개념과는 다르며 언제든지 재생산되며 소멸 되지 않는 자원이다. 이러한 전파의 희소성이란 이를 사용하고 싶은 수요자들은 많은데 혼선으로 인하여 모두가 사용할 수 없는 것으로 이해할 수 있다.

전파의 희소성은 전파이용이 무료화가 될 수 없음을 의미하며 방송 및 통신 서비스를 위한 기기를 비롯하여 생활 용품에 이르기까지 많은 부가가치를 창출하고 있으며 이에 대한 매출액이 수 조원에 이르고 있다. 이와 같이 전파의 희소성이 급속하게 증가하고, 최근 국내에서는 아날로그 방송이 종료됨에 따라, TV 유휴대역(TVWS: TV White Space)에 대한 활용 방안이 지속적으로 논의되고 있다.

우리나라의 경우는 2012년 12월 31일 기점으로 아날로그 방송을 디지털 방송으로 전환하면서 방송용 700MHz 대역에 108MHz 의 TV 유휴대역이 발생하였으며, 현재까지도 이 대역의 활용방안을 정책적으로 논의하고 있는 상황이다. TV 유휴대역에 대한 활용방안을 FCC(미국), Ofcom(영국) 에서 무선인지기술을 통해서 주파수 대역의 활용을 극대화하자는 논의가 진행된 적이 있었으며, 무선인지기술은 오래 전부터 주파수 활용을 극대화시킬 수 있는 차세대 통신기술의 대안으로 제시된 바가 있다.

이와 같이, TV 유휴대역을 활용한 기술은 IEEE802.11af 에서 표준작업이 이루어졌으며, 여기에 무선인지기술을 활용하여 표준으로 정립한 사례가 IEEE802.22 이다.

한편, 이하에서 인용되는 선행기술문헌에는 아날로그 방송 종료로 인한 유휴 주파수 활용 방안 및 무선인지기술의 이점과 결점, 그리고 무선통신에서의 무선인지기술 활용 방안을 소개하였다. 하지만 국내의 무선통신 환경에서 주파수 공유를 위한 구체적인 기술을 제공하지 못한다는 점에서 한계가 존재한다.

이상과 같은 관점에서, 무선통신에서 TV 유휴대역을 활용하기 위해 국내 무선통신 환경에 적용이 가능 한 기술적 수단이 필요하다는 사실을 알 수 있다.

국내 전파환경에서 Cognitive Radio 기술 활용 방안에 관한 연구, 서울과학기술대학교, 김인선, 2008.02, 공개, 91-93쪽

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 아날로그 방송이 종료됨에 따라, 무선통신에서 무선인지기술을 이용하여 TV 유휴대역을 활용할 수 있는 프레임을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 아날로그 방송이 종료됨에 따라, 무선통신에서 무선인지기술을 이용하여 TV 유휴대역을 활용할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

또한, 상기된 프레임을 이용하여 무선인지를 수행하는 무선통신 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른, 인접한 셀간 간섭을 줄이도록 하나 이상의 ABS(Almost blank Subframe)를 포함하고, 상기 ABS 구간에서 셀 특이적 참조 신호인 CRS(Cell Specific Reference Signal)를 이용하여 무선인지(Cognitive Radio)를 수행하는 것을 특징으로 하는 프레임을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 무선통신은 FDD(Frequency Division Duplex) 방식의 LTE-A(Long Term Evolution Advanced) 규격을 따르는 프레임일 수도 있다.

또한, 상기 프레임은 상기 프레임을 형성하는 0번 내지 9번 서브프레임 중 상기 0번 및 상기 5번을 제외하는 서브프레임에 상기 ABS를 배치하는 프레임일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 프레임은 상기 ABS가 배치된 주기를 4회 반복하는 프레임일 수 있다.

본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, TV 유휴대역을 이용하여 무선통신을 수행하는 기지국에 있어서, 하나 이상의 ABS(Almost blank Subframe)을 포함하는 프레임을 이용하여 무선인지를 수행하고, 상기 무선인지는 상기 ABS 구간에서 셀 특이적 참조 신호인 CRS(Cell Specific Reference Signal)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 기지국을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 무선통신은 FDD(Frequency Division Duplex) 방식의 LTE-A(Long Term Evolution Advanced) 규격을 따르는 기지국일 수 있다.

또한, 상기 프레임은 상기 프레임을 형성하는 0번 내지 9번 서브프레임 중 상기 0번 및 상기 5번을 제외하는 서브프레임에 상기 ABS를 배치하는 기지국일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 프레임은 상기 ABS가 배치된 주기를 4회 반복하는 기지국일 수 있다.

상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상기 기재된 무선인지를 수행하는 프레임을 이용하여 무선통신 시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면, ABS 구간에서 CRS를 이용하여 무선인지를 구현하는 프레임을 제안함으로써, 통신의 중단 없이 무선인지를 수행할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 국내 아날로그 방송 종료로 인한 TV 유휴대역 주파수를 국내 무선통신 환경에서 적용가능 하도록 활용할 수 있다.

도 1은 이중통신에서 FDD방식과 TDD방식의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신에서 무선인지를 이용하는 프레임을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선인지의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 ABS를 통해 무선통신에서 간섭을 극복하는방법을 도시한 도면이다.
도 5는 ABS가 없는 무선통신에서 셀간 간섭을 제거하는 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선인지 기술에 사용하기 적합한 서브프레임인 ABS를 도시한 도면이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신에서 무선인지를 이용하는 기지국을 도시한 도면이다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기존 LTE대역 주파수를 사용하는 단말들을 도시한 도면이다.
도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선인지를 통해 TV 유휴대역 주파수를 사용하는 단말들을 도시한 도면이다.
도 8c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선인지를 통해 TV 대역 주파수 및 TV 유휴대역 주파수를 사용하는 단말들을 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예들을 설명하기에 앞서 본 발명의 실시예들이 구현, 활용되는 환경에서 발생하고 있는 문제점을 제시하고, 이에 기초하여 안출된 본 발명의 기본 아이디어를 제시하도록 한다.

앞서 지적한 바와 같이, 국내 아날로그 방송이 종료됨에 따라 발생한 TV 유휴대역을 활용함에 있어서, 무선인지 기술을 이용하여 주파수 공유하는 방법이 제안되었으나, 현재까지 국내 무선통신 환경에서 무선인지 기술을 사용하여 TV 유휴대역을 활용하는 구체적인 기술은 제공하지 못하고 있다.

한편 무선통신은 그 특성상 항상 상향과 하향 통신이 동시에 이루어져야 하기 때문에, 이중통신(Duplex)을 한다. 상기 이중통신를 구현하는 방법은 FDD(Frequency Division Duplex)와 TDD(Time Division Duplex)의 두 가지 방식이 있다. 상기의 이중통신을 구현하는 FDD방식과 TDD방식은 이하에서 도 1를 참조하여 설명하도록 한다.

도 1은 이중통신에서 FDD방식(11)과 TDD방식(12)의 구조를 도시한 도면으로서, 먼저 FDD방식(11)은 상향링크(13)와 하향링크(14)를 서로 다른 주파수 채널에서 전송하고, 각 주파수 대역마다 상향링크(13)와 하향링크(14)가 동기화되며, 상향링크(13)와 하향링크(14) 사이에 간격인 듀플렉스 스페이싱(duplex spacing)(15)이 존재함으로써, 상향링크(13)와 하향링크(14)의 간섭을 방지하여 양방향 통신이 가능하다.

반면, TDD방식(12)은 상향링크(13)와 하향링크(14)를 동기화시키지 않고, 하나의 스펙트럼(17)만 존재하며, 하나의 링크에서 상향링크(13)와 하향링크(14)가 짧은 시간적인 간격을 두고 상향링크(13)와 하향링크(14)를 계속 전환함으로써, 양방향 통신이 가능하다. 이때, 상향링크(13)와 하향링크(14)가 전환되는 과정에서 간섭을 방지하기 위해 GP(Guard Period)(16)가 존재한다.

이제 다시 무선통신에서 무선인지를 사용하는 기술에 대해서 설명한다. 상기 TV 유휴대역을 무선통신에서 사용하기 위해서는 PU(primary user)의 출현을 감지할 수 있는 수단이 필요하다. 상기 TDD방식의 경우 상기 GP는 통신을 하지 않는 구간으로 상기 TDD방식의 무선통신에서 무선인지를 사용함에 있어서, 상기 PU의 출현을 감지하는 수단으로 활용이 가능하다.

반면, 국내 무선통신에서 채택하고 있는 상기 FDD방식의 경우는 상기 TDD방식의 상기 GP가 없어, 상기 PU의 출현을 감지할 수 있는 수단이 없다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 FDD방식의 국내 무선통신 환경에서 무선인지를 사용함에 있어서, 통신 중단 없는 PU 감지를 위해 ABS구간에서 CRS를 이용하여 PU의 출현을 감지할 수 있는 기술적 수단을 제안하고자 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

이하 본 발명의 실시예들은 국내 무선통신에서 사용되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식의 LTE-A(Long Term Evolution Advanced) 규격을 따른다는 가정하에 진행된다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 무선인지를 통해 사용할 수 있는 유휴 주파수 대역은 TV 유휴대역에 국한되지 않으며, 상기 TV 유휴대역이 아닌 사용 가능한 다른 유휴 주파수 대역으로 대체 될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신에서 무선인지를 이용하는 프레임을 도시한 도면으로서, CR-LTE 프레임(Cognitive Radio-Long Term Evolution Frame)(20)을 포함한다.

CR-LTE 프레임(20)은 FDD방식의 무선통신에서 무선인지를 사용하여 TV대역(23)인 PU의 출현을 감지하기 위하여, CR-LTE 프레임(20)은 서로 다른 종류의 셀들 간에 간섭이 발생하지 않도록 상기 간섭을 제거하기 위해 특정한 패턴의 프레임으로 구성되는 서브프레임인 ABS(22)를 포함하고, ABS(22)는 셀 특이적 참조 신호인 CRS(24)를 이용하여 상기 PU의 출현을 감지하여 무선인지를 수행할 수 있다.

여기서, ABS(22)가 상기 PU의 출현을 감지하기 위하여 이용하는 CRS(24)는, 셀 내 모든 단말에게 전송되는 참조 신호로, 채널 추정에 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 CRS(24)를 이용하여 셀 전체에 상기 참조 신호를 보냄으로써, CRS(24)를 셀 전체에 송수신하여 PU의 출현을 감지할 수 있다.

보다 구체적으로, 현재의 여러 통신 시스템에서 상향링크(Uplink) 또는 하향링크(Downlink)를 통하여 통신 환경 등에 대한 정보를 상대 장치에 제공하기 위하여 여러 가지 참조 신호들이 제안되고 있다. 상기 참조 신호인 CRS(24)는 송신기와 수신기에 알려진 기 정의된 신호이며, 상기 수신기가 신호전파매체(Signal propagation medium)를 추정하기 위하여 전형적으로 전송된다. 상기 하향링크의 경우, 셀 특이적 참조 신호인 CRS(24)가 사용될 수 있으며, CRS(24)는 셀 내 모든 단말에게 전송되는 참조 신호로 채널 추정에 사용가능 함으로써, 통신 중단 없는 무선인지에 적합할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선인지의 동작 과정을 도시한 도면이다.

무선인지는 아날로그 방송의 종료로 인해 발생한 비어있는 주파수 대역을 무선통신에서 적극적으로 사용하여 주파수 효율을 극대화시킬 수 있다.

여기서, 허가 받지 않은 SU(Secondary User)가 무선인지를 이용해서 TV 유휴대역을 사용하고 있다면, 허가를 받은 PU(Primary User) 즉, TV대역의 출현을 감지하기 위해서 지속적으로 상기 SU가 사용중인 주파수 대역을 감지해야 한다. 상기 SU가 상기 PU를 정확히 감지하기 위해서 데이터 전송(32)구간 사이에 통신을 멈추는 시간을 quiet period(31)라고 하며, 상기 시간 동안 PU를 감지하는 활동을 in-band sensing 이라고 한다. 상기 SU는 상기 PU의 출현을 감지하면 즉시 다른 주파수 대역으로 옮겨야 하며, 이를 위해 사용 가능한 다른 주파수 대역을 미리 확보해두어야 하는 것을 out-of-band sensing 이라고 한다.

이와 같이, 무선인지는 상기 in-band sensing 과 상기 out-of-band sensing 을 통하여, 주변 주파수를 감지하여 비어 있는 주파수 정보를 활용하여 통신을 하는 기술로서, 상기 PU가 현재 상기 SU가 사용중인 주파수를 사용하는 경우에는 언제든지 상기 SU는 상기 PU에게 간섭을 주지 않고 상기 out-of-band sensing 과정을 통해 확보한 다른 비어 있는 주파수 대역으로 전환하여 통신을 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 ABS를 통해 무선통신에서 간섭을 극복하는 방법을 도시한 도면이다.

다수의 셀들로 구성된 셀룰러(cellular) 환경에서는, 한정된 주파수 자원을 효율적으로 이용할 수 있도록 각 셀은 인접한 셀의 주파수 자원을 재사용할 필요가 있다. 특히, 이러한 주파수 재사용(frequency reuse)은 인접한 셀 경계에 위치한 단말에게 심각한 신호 간섭을 유발할 수 있기 때문에, 해당 단말의 서비스 품질이 저하되고 셀의 전반적인 전송효율이 낮아질 수 있다. 상기 인접한 셀 경계에 위치한 단말에게 심각한 신호 간섭을 제어하기 위해 기존 LTE(Rel-8,9) 규격에서는 X2 인터페이스(interface)를 이용하여 극심한 간섭을 극복할 수 있었다. 상기의 LTE(Rel-8,9) 규격에서의 X2 인터페이스를 이용한 극심한 간섭(43)제거는 이하에서 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.

도 5는 ABS가 없는 무선통신에서 셀간 간섭을 제거하는 방법을 도시한 도면이다.

기존 LTE(Rel-8,9) 규격에서는 인접한 셀인 메크로 셀(Macro Cell)(41)과 스몰 셀(Small Cell)(42)의 경계에서 극심한 간섭(Severe Interference)(53)이 발생하게 되며, 극심한 간섭(43)을 극복하기 위해 X2 인터페이스(interface)를 이용하여 극심한 간섭(43)을 극복할 수 있었다. 즉, 셀 중심과 셀 경계의 주파수 대역을 나누지 않고, X2 인터페이스를 통한 인접한 셀 간 정보교환을 이용하여 효율적인 셀 간 간섭제어를 함으로써, 단말들의 전송률을 높일 수 있었다.

이제 도 4로 돌아가 ABS를 통해 무선통신에서 간섭을 극복하는 방법을 계속해서 기술하도록 한다.

LTE-A(Rel-10, 11) 규격에서는 ABS(22)는 서브프레임(21)과 같은 시간자원을 이종 셀들이 나누어 사용하는 TDM(Time Division Multiplexing) 기반의 셀간 간섭의 조정 방식이다. 다수의 서브프레임(21)들로 구성된 임의의 주기적인 구간내의 프레임 패턴 구조 자체를 가변적으로 구성함으로써 간섭이 조정될 수 있다.

보다 구체적으로, 서로 다른 종류의 셀인 메크로 셀(41)과 스몰 셀(42)간에 간섭이 발생하지 않도록 프레임 패턴이 구성된다. 즉, 메크로 셀(41)의 1, 3, 6, 및 7번째 서브프레임은 거의 비어있는데(almost blank) 이 비어있는 서브프레임이 ABS(22)이며, ABS(22)를 메크로 셀(41)의 인접한 셀인 스몰 셀(42)이 거의 전용으로 이용함으로써, 메크로 셀(41)과 스몰 셀(42)간의 간섭이 조정될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선인지 기술에 사용하기 적합한 서브프레임인 ABS를 도시한 도면이다.

서로 다른 종류의 셀들 간에 간섭이 발생하지 않도록 상기 간섭을 제거하기 위해 특정한 패턴의 프레임으로 구성되는 서브프레임(21)을 ABS(22)라 한다. 여기서, ABS(22)는 서브프레임(21)을 통하여 전송되는 제어정보, 데이터 정보, 시그널링(채널측정 및 동기화 등을 위해 전송되는 신호들) 등을 전송하지 않고, 단말과의 통신에 필요한 최소한의 정보인 제어 정보 및 데이터 정보, 시그널링, 시스템 정보만을 전송하거나 전송신호의 파워를 최대로 줄인 서브프레임(21)일 수 있다.

또한, ABS(22)는 프레임(60)을 형성하는 0번 내지 9번 서브프레임 중 상기 0번 및 상기 5번을 제외하는 서브프레임(21)에 상기 ABS(22)를 배치할 수 있다. 상기 0번 내지 5번의 서브프레임(21)의 경우 단말과 동기화(Synchronization)에 필요한 신호를 포함하고 있음으로 제외한다. 여기서, 상기 동기화에 필요한 신호는 PSS(Primary synchronization signal) 및 SSS(Secondary synchronization signal)를 포함하고, PSS신호 및 SSS신호는 기지국 또는 셀을 식별하는 물리 셀 식별자(physical cell ID: PCI)를 기반으로 생성되며, 단말은 상기 PSS신호 및 상기 SSS신호로부터 상기 PCI를 확인함으로써, 신호가 어떠한 기지국 또는 셀로부터 수신된 것인지를 구분할 수 있다. 서브프레임(21)에 배치되는 ABS(22)의 개수와 위치는 프레임마다 달라질 수 있다. 상기 서브프레임(21)에 배치되는 ABS(22)의 개수와 위치는 통신을 수행하는 송신자와 수신자 간에 미리 설정된 약속에 의해 정해지거나, 랜덤하게 정해질 수도 있다. 또는 프레임에 실어 보내는 신호의 크기에 따라 달라질 수도 있다.

또한, ABS(22)가 배치되는 주기를 ABS(22) 패턴(pattern)이라 하고, 프레임(20)은 상기 ABS 패턴을 동일하게 4회 반복하여 총 크기 40ms 인 프레임(20)을 구성할 수 있다. 부가적으로, 상기 ABS 패턴을 신호화 하여, 프레임(20)에서 상기 ABS 패턴 신호를 통해 ABS(22)와 서브프레임(21)을 구분할 수 있다.

나아가, 무선인지에 사용하기 적합한 ABS(22)의 세부적인 구성은, 상기 셀간 간섭을 줄이기 위해 최소한의 신호만으로 이루어진 서브프레임에 CRS(Cell-specific reference signal)(63)가 존재하며, 상기 CRS는 PU를 감지하는 in-band sensing에 이용될 수 있다.

한편, CRS는 안테나 포트(Antenna port)(63)의 수에 따라 증가할 수 있고, 예를 들어, 전송단(transmission point)에서 하나의 안테나 포트(63)를 사용하여 CRS를 전송한다면, 안테나 포트(63) 0에 대한 CRS만이 사용되며, 4Tx MIMO(Multiple Input Multiple Output) 전송이 적용된다면, 안테나 포트(63) 0 내지 3에 대한 CRS가 동시에 사용될 수 있다.

도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신에서 무선인지를 이용하는 기지국을 도시한 도면이다.

TV 유휴대역을 이용하여 무선통신을 수행하는 기지국은, 서로 다른 종류의 셀들 간에 간섭이 발생하지 않도록 상기 간섭을 제거하기 위해 특정한 패턴의 프레임으로 구성되는 서브프레임인 ABS(22)를 포함하고, ABS(22)는 셀 특이적 참조 신호인 CRS(64)를 셀 전체에 송수신하여 PU의 출현을 감지함으로써, 통신중단 없는 무선인지를 수행하는 기지국일 수 있다.

또한, ABS(22)는 프레임을 형성하는 0번 내지 9번 서브프레임 중 상기 0번 및 상기 5번을 제외하는 서브프레임(21)에 상기 ABS(22)를 배치하고, 상기 0번 내지 5번의 서브프레임(21)의 경우 단말과 동기화(Synchronization)에 필요한 신호를 포함하고 있음으로 제외한다. 여기서, 상기 동기화에 필요한 신호는 PSS(Primary synchronization signal) 및 SSS(Secondary synchronization signal)를 포함하고, PSS신호 및 SSS신호는 기지국 또는 셀을 식별하는 물리 셀 식별자(physical cell ID: PCI)를 기반으로 생성되며, 단말은 상기 PSS신호 및 상기 SSS신호로부터 상기 PCI를 확인함으로써, 신호가 어떠한 기지국 또는 셀로부터 수신된 것인지를 구분할 수 있다.

나아가, ABS(22)가 배치되는 주기를 ABS(22) 패턴(pattern)이라 하고, 프레임은 상기 ABS 패턴을 동일하게 4회 반복하여 총 크기 40ms 인 프레임을 구성할 수 있다. 부가적으로, 상기 ABS 패턴을 신호화 하여, 프레임에서 상기 ABS 패턴 신호를 통해 ABS(22)와 서브프레임(21)을 구분할 수 있다. 본 기지국에 대한 상세한 설명은 도 2, 도 3, 도 4, 및 도 6에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 도 2, 도 3, 도 4, 및 도 6에 대한 상세한 설명으로 대신한다.

상기 기지국은 CR-LTE 프레임을 통해 무선인지를 이용하는 소형 무선 기지국인 RRH(Remote Radio Head)일 수 있다.

도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기존 LTE대역 주파수를 사용하는 단말들을 도시한 도면이다.

단말(85)은 기지국(81)의 RRH(Remote Radio Head)(82)로부터 LTE 주파수 대역을 할당 받아 사용하며, DU(Digital Unit)(80)는 기지국 자원들을 컨트롤할 수 있다. 이를 DU(80)와 RRH(82) 또는 RU(Remote Unit)가 결합된 Cloud-RAN(Radio Access Network) 방식이라 할 수 있다.

여기서, RRH(82)는 제어부문(Base band)과 무선부문(Radio frequency)으로 나뉘는 기지국에서 상기 무선부문을 따로 분리하고, 하나의 기지국에 복수 개의 RRH(82)를 배치 함으로써, 상기 기지국이 처리할 수 있는 데이터 용량을 늘리면서도 기지국의 투자비를 줄이는 효과가 있을 수 있다.

도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선인지를 통해 TV 유휴대역 주파수를 사용하는 단말들을 도시한 도면이다.

도 8b를 참조하면, 도 8a에서 기술한 Cloud-RAN 방식의 LTE 시스템에서 TV 유휴대역 주파수를 사용하는 것으로서, TV Tower1(87)의 주파수 영역과 TV Tower2(88)의 주파수 영역이 중첩되는 영역에 위치한 RRH(82)는 CR(무선인지)를 통하여, 단말(86)에게 TV Tower1(87) 및 TV Tower2(88)의 주파수 대역이 아닌 TV 유휴대역 주파수를 제공할 수 있다.

도 8c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선인지를 통해 TV 대역 주파수 및 TV 유휴대역 주파수를 사용하는 단말들을 도시한 도면이다.

도 8c를 참조하면, 도 8a에서 기술한 Cloud-RAN 방식의 LTE 시스템에서 TV 주파수 및 TV 유휴대역 주파수를 사용하는 것으로서, TV Tower1(87)의 주파수 영역에 위치한 RRH(83)는 CR를 사용하여 TV Tower1(87)의 주파수 대역을 인접한 단말에게 제공한다. 이때, RRH(83)는 CR의 In-band Sensing을 이용하여 PU인 TV Tower1(87)의 출현을 감지할 수 있고, RRH(83)는 TV Tower1(87)의 출현을 감지하면, RRH(83)는 Out-of band sensing 을 이용하여 미리 확보한 사용 가능한 주파수 대역인 TV Tower2(88)의 주파수 대역과 TV 유휴 주파수 대역을 각각 단말(84)와 단말(86)에게 제공할 수 있다.

또한, TV Tower2(88)의 주파수 영역에 위치한 RRH(83)는 CR를 사용하여 TV Tower2(88)의 주파수 대역을 인접한 단말에게 제공한다. 이때, RRH(83)는 CR의 In-band Sensing을 이용하여 PU인 TV Tower2(82)의 출현을 감지할 수 있고, RRH(83)는 TV Tower2(88)의 출현을 감지하면, RRH(83)는 Out-of band sensing 을 이용하여 미리 확보한 사용 가능한 주파수 대역인 TV Tower1(87)의 주파수 대역과 TV 유휴 주파수 대역을 각각 단말(83)과 단말(86)에게 제공할 수 있다.

나아가, TV Tower1(87)의 주파수 영역과 TV Tower2(88)의 주파수 영역이 중첩되는 영역에 위치한 RRH(82)는 CR(무선인지)를 통하여, 단말(86)에게 TV Tower1(87) 및 TV Tower2(88)의 주파수 대역이 아닌 TV 유휴대역 주파수를 제공할 수 있다. 도 8a, 도 8b, 및 도 8c에 대한 상세한 설명은 도 2, 도 3, 도 4, 및 도 6에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 도 2, 도 3, 도 4, 및 도 6에 대한 상세한 설명으로 대신한다.

한편, 본 발명은 서로 다른 종류의 셀들 간에 간섭이 발생하지 않도록 상기 간섭을 제거하기 위해 특정한 패턴의 프레임으로 구성되는 서브프레임인 ABS(22)를 포함하고, ABS(22)는 셀 특이적 참조 신호인 CRS(64)를 셀 전체에 송수신하여 PU의 출현을 감지함으로써, 통신중단 없는 무선인지를 수행하는 시스템일 수 있다. 본 시스템에 대한 상세한 설명은 도 2, 도 3, 도 4, 및 도 6에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 도 2, 도 3, 도 4, 및 도 6에 대한 상세한 설명으로 대신한다.

상기된 본 발명의 실시예들에 따르면, FDD방식의 무선통신 환경에서 무선인지 기술을 사용하기 위해, ABS가 배치된 프레임에서 상기 ABS가 CRS를 송수신함으로써, PU의 출현을 감지하여 통신 중단 없는 무선인지 기술을 프레임 구조에 적용할 수 있다.

또한, 국내 아날로그 방송의 종료로 인한 TV 유휴대역을 국내 무선통신에서 사용가능한 프레임을 제안함으로써, 그 활용가치가 높다고 볼 수 있다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

20: CR-LTE 프레임(Cognitive Radio-Long Term Evolution Frame)
21: 서브프레임(Subframe)
22: ABS(Almost Blank Subframe)
24: CRS(Cell Specific Reference Signal)
23: TV 유휴대역
41: 메크로 셀(Macro Cell)
42: 스몰 셀(Small Cell)
53: 극심한 간섭(Severe Interference)
80: DU(Digital Unit)
81: 기지국
82: RRH(Remote Radio Head)
87: TV Tower1
88: TV Tower2

Claims (12)

1. FDD(Frequency Division Duplex) 방식의 무선통신 방법에 있어서,
   인접한 셀간 간섭을 줄이도록 하나 이상의 ABS(Almost blank Subframe)를 포함하고,
   상기 ABS 구간에서 셀 특이적 참조 신호인 CRS(Cell Specific Reference Signal)를 셀 전체에 송수신하여 주사용자 출현을 감지하는 무선인지(Cognitive Radio)를 수행하는 것을 특징으로 하는 프레임을 포함하는 무선통신 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 프레임은 상기 프레임을 형성하는 0번 내지 9번 서브프레임 중 상기 0번 및 상기 5번을 제외하는 서브프레임에 상기 ABS를 배치하는 것을 특징으로 하는 프레임을 포함하는 무선통신 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 프레임은 상기 ABS가 배치된 주기를 4회 반복하는 것을 특징으로 하는 프레임을 포함하는 무선통신 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 프레임의 크기는 40ms인 것을 특징으로 하는 프레임을 포함하는 무선통신 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 ABS는 서브프레임이 ABS 인지를 구분하는 ABS 패턴 신호를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임을 포함하는 무선통신 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 ABS는 단말기와 통신하기 위한 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임을 포함하는 무선통신 방법.
8. TV 유휴대역을 이용하여 무선통신을 수행하는 기지국에 있어서,
   상기 무선통신은 FDD(Frequency Division Duplex) 방식을 따르고,
   하나 이상의 ABS(Almost blank Subframe)을 포함하는 프레임을 이용하여 무선인지를 수행하고,
   상기 무선인지는 상기 ABS 구간에서 셀 특이적 참조 신호인 CRS(Cell Specific Reference Signal)를 셀 전체에 송수신하여 주사용자 출현을 감지하는 것을 특징으로 하는 기지국.
9. 삭제
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 프레임을 형성하는 0번 내지 9번 서브프레임 중 상기 0번 및 상기 5번을 제외하는 서브프레임에 상기 ABS를 배치하는 것을 특징으로 하는 기지국.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 ABS가 배치된 주기를 4회 반복하는 것을 특징으로 하는 기지국.
12. 무선통신을 수행하는 단말이 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 무선통신 방법을 이용하여 무선인지를 수행하고, 상기 단말이 복수 개 존재하여 서로 무선 통신하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템.

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