KR101452387B1 - 다중 채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 채널관리를위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 채널관리를 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 다중채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 채널관리를 방법은, 이용가능한 채널목록으로부터 후보 채널집합을 생성하는 과정과, 상기 후보 채널집합으로부터 적어도 하나 이상의 후보 채널을 조합하여 백업 채널집합을 구성하는 과정과, 채널변경 이벤트 시, 상기 백업채널 집합을 갱신하는 과정을 포함하여, 효율적으로 다중 채널을 인지무선 통신에 이용할 수 있다.

인지무선, 스펙트럼 관리, 다중 채널, 채널바운딩(Channel Bonding), 채널병합(Channel Aggregation), 확장 OFDMA(Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access).

Description

다중 채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 채널관리를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANAGING SPECTRUM IN COGNITIVE RADIO SYSTEM SUPPORING MULTI-CHANNEL OPERATION}

본 발명은 인지무선 시스템에 관한 것으로, 특히 다중 채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 채널관리 방법 및 장치에 관한 것이다.

오늘날 이동통신의 발달로 인해 다양한 여러 종류의 이동통신시스템이 서로 다른 주파수를 사용하며 공존하고 있다. 이처럼 여러 종류의 이동통신이 서로 간섭을 일으키지 않기 위해 서로 다른 주파수 자원을 할당받아 사용하고 있다. 이 때문에 제한된 무선 주파수 자원으로 모든 이동통신에 서로 다른 주파수를 할당할 수 없기 때문에 효율적으로 주파수 대역을 사용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

예를 들면, 지역과 시간에 따라 사용하지 않는 주파수를 자동으로 검색하여 주변의 허가된 이동통신 시스템을 보호하면서 목적하는 통신이 가능하도록 만들어 주는 인지무선(Cognitive Radio: CR) 기술이 있다. 즉, 상기 인지무선 기술은 다양한 폭으로 흩어져 있고 점유되는 시간이 계속 변경되는 유휴 스펙트럼을 검색하여 그 환경에 맞는 주파수 대역폭, 출력, 변조 방식 등을 판단하여 재활용토록 함으로써 제한된 자원인 주파수의 효율성을 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 인지무선 통신시스템 개념을 설명하기 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, TV 중계기(100)는 할당된 채널을 이용하여 서비스 영역 내에 있는 TV 수신기들(도시 하지 않음)에 영상신호를 방송한다. 제 1 인지무선 시스템(기지국(121, 122, 123)들로 구성된 시스템)은 상기 TV 중계기(100)가 채널을 통해 방송을 하지 않는 시간 동안에 채널을 공유하여 각각의 서비스 영역 내에 단말들(도시 하지 않음)을 서비스한다. 마찬가지로, 제 2 인지무선 시스템(기지국(130, 131)들로 구성된 시스템)도 TV 중계기(100)가 채널을 통해 방송을 하지 않는 시간 동안에 채널을 공유하여 각각의 서비스 영역 내에 단말들(도시 하지 않음)을 서비스한다. 하지만, 제 1 인지무선 시스템과 제 2 인지무선 시스템은 서로 간섭을 일으키지 않도록 이용할 수 있는 채널목록을 교환한다.

같은 주파수 대역으로 동작하는 다중 시스템들(TV 방송시스템, 제 1 인지무선 시스템, 제 2 인지무선 시스템, 무선 마이크로폰(110))을 관리하기 위해서, 주파수 스펙트럼은 다중 슬롯들로 나뉜다. 여기서, 상기 슬롯을 [은] 채널로 칭하기로 한다. 그리고 하나의 채널은 다중 시스템들 사이에서 주파수 자원을 할당할 때 이용되는 기본 단위이다. 예를 들면, 상기 TV 방송시스템은 어떤 특정지역 내에서 방송서비스 제공하기 위해 디자인된다. 보통 주어진 방송채널은 주파수 할당 정책에 의해 허가된 주파수 대역을 분할하여 구분된다. DTV 시스템, TV 주파수 범위는 약 100개 TV 채널들을 포함하고 있다. 각 채널은 6,7 혹은 8MHz 대역을 갖는다. 이하 TV 방송시스템처럼 허가된 주파수 대역을 이용하는 시스템을 기존 시스템(incumbent system) 혹은 제 1 시스템(primary system)으로 칭한다.

상기 기존 시스템의 다른 예로 협대역 통신 장치이고 TV 채널의 일부를 점유하는 무선 마이크로폰(110)이 있다. 이처럼 상기 제 1 인지무선 시스템과 상기 제 2 인지무선 시스템은 낮은 전력, 협대역 장치를 검출할 수 있고 검출된 채널들을 회피하여 통신을 수행한다.

상술한 바와 같이, 기존 시스템과 공존하는 인지무선 시스템은 상기 기존 시스템의 채널 사용 여부를 검출할 수 있고 상기 기존시스템의 채널 사용이 없을 시 인지무선 시스템은 사용되지 않는 채널을 이용하여 통신을 수행한다. 또한 인지무선 시스템은 사용중인 채널이 기존시스템에 의해 다시 사용될 때 상기 채널사용을 중지하고 빈 채널로 스위칭하여 통신을 유지할 수 있다.

종래에 채널 단위로 동작하는 인지무선 시스템은 하나의 채널로 통신을 하고 있다. 다시 말해 인지무선 시스템에서 하나 이상의 사용가능한 TV 채널이 검출되더라고 하나 이상의 채널을 이용하지는 않는다. 하지만, 채널바운딩(Channel Bonding), 채널병합(Channel Aggregation), 확장 OFDMA(Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access: 이하 "SOFDMA"라 칭함) 기술 같은 다중 채널을 지원하는 기술들이 개발되어 인지무선 시스템에도 적용되고 있다. 하지만 다중 채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 채널관리를 위한 기술은 제공되지 않고 있 다.

본 발명에서 다중 채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 채널관리를 위한 방법 및 장치를 제안하여 상기 문제점을 해결하고자 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 채널관리를 방법에 있어서, 이용가능한 채널목록으로부터 후보 채널집합을 생성하는 과정과, 상기 후보 채널집합으로부터 적어도 하나 이상의 후보 채널을 조합하여 백업 채널집합을 구성하는 과정과, 채널변경 이벤트 시, 상기 백업채널 집합을 갱신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널관리 방법.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 채널관리를 장치에 있어서, 이용가능한 채널목록으로부터 후보 채널집합을 생성하는 후보 채널생성부와, 상기 후보 채널집합으로부터 적어도 하나 이상의 후보 채널을 조합하여 백업 채널집합을 구성하는 백업 채널구성부와, 채널변경 이벤트 시, 상기 백업채널 집합을 갱신하는 상기 채널 갱신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널관리 장치.

상술한 바와 같이, 인지무선 시스템에서 다중 채널 동작 특성을 고려하여 다수의 채널집합으로 분류한 후 스펙트럼을 관리함으로써, 효율적으로 다중 채널을 인지무선 통신에 이용할 수 있다. 또한, 채널센싱 기술, 데이터베이스 쿼리 기술, 그리고 스펙트럼 정책 등을 고려하여 다중 채널을 관리할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명은 다중 채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 스펙트럼 관리를 위한 방법 및 장치에 대해 설명하기로 한다.

본 발명에서 기존 시스템과 인지무선 시스템이 같은 지역에 공존하는 것을 고려하기로 한다. 상기 인지무선 시스템이 기존 시스템에 간섭을 일으키지 않으며 기존시스템의 스펙트럼을 검색하여 빈 주파수 대역을 찾고, 상기 기존 장치들은 허가된 스펙트럼을 언제든지 액세스하여 사용할 수 있다(상기 도 1에서 설명된 인지무선 시스템 환경을 고려함). 또한, 상기 주파수 대역은 채널들로 분할된다. 상기 채널은 기존 시스템과 인지무선 시스템 모두를 위한 주파수 대역 할당을 위한 기본 단위로 가정한다.

이하 설명에 있어서, TV 방송 시스템처럼 허가된 주파수 대역을 이용하는 시스템을 기존 시스템(incumbent system) 혹은 제 1 시스템(primary system)으로 칭하고, 다른 시스템의 채널 대역을 검색하여 사용하는 인지무선 시스템을 제 2 시스템(secondary system)이라 칭한다.

도 2는 본 발명에 따른 인지무선 시스템의 스펙트럼 사용 맵에 대한 예를 도시하고 있다. 상기 스펙트럼 사용 맵은 비허가 주파수 대역의 사용상태에 대한 정보를 나타낸다.

제 1 시스템(primary system)과 제 2 시스템(secondary system)에서 이용할 수 있는 대역폭은 다중 끊김 없는 대역들로 분할된다. 각 분할된 대역을 채널로 칭한다. 본 발명에서 제 1 시스템과 제 2 시스템에서 모든 이용될 수 있는 채널들은 각각 정수 0,1,2,3,…인덱스로 구분된다. 예를 들면, 상기 도 2의 좌측부터 0 채널 인덱스 내지 36 채널 인덱스가 부여된다.

다른 제 2 시스템들이 스펙트럼 사용 여부를 확인하는 것은 제 2 시스템의 기본 기능이라 할 수 있다. 제 2 시스템에서 그런 기본기능을 수행하기 위한 상세한 메커니즘은 본 발명에서 범위를 벗어난다. 상기 제 2 시스템의 각 기지국에서 상기 도 2에서처럼 스펙트럼 사용 맵을 이용할 수 있다. 다시 말해, 각 기지국은 채널들이 제 1 시스템 혹은 동등한 시스템(예: 다른 제 2 시스템)에 의해 점유되었는지 분명하게 알고 있다.

각 기지국은 기설정된 기준집합들에 기반하여 인지무선 통신을 위한 이용할 수 있는 채널들을 검색한다. 상기 기준은 다중 채널들의 통해 OFDMA 통신을 수행하는 상기 기지국의 능력, 상기 기지국의 서비스부하 등을 고려하여 결정될 수 있다.

상기 도 2를 보면, 채널 3, 15, 20, 25, 31은 제 1 시스템에 의해 완전히 점유된 채널(200)이다. 그리고 채널 2, 4, 14, 16, 24, 26, 30, 32는 우선 점유된 채널들(채널 3, 15, 20, 25, 31)에 인접하여 주파수할당에 따라서 간섭을 방지하기 위해 제 2 시스템에서 금지된 채널(204)이다. 상기 채널(204)은 운용자의 주파수 정책에 따라서 고려되지 않을 수 있거나 다양하게 선택될 수 있다. 채널 5는 무선 마이크로폰과 같은 협대역 기존 시스템에 의해 부분적으로 점유된 채널(202)이다.

위에서 언급한 채널들(200, 202, 204)은 제 2 시스템 동작에서 모두 사용 금지된다. 따라서, 제 2 시스템은 제 1 시스템의 스펙트럼 사용 맵을 검색한 후 이용할 수 있는 채널들을 통해 서비스를 수행한다.

상기 도 2에서 다중 채널을 할 수 있는 제 2 시스템의 동작 채널들의 예를 도시하고 있다. 즉 채널들(200, 202, 204)을 제외한 나머지 채널들 중 제 1 인지무선 시스템은 채널 6 내지 채널 13(8개 채널: 48MHz 대역폭)을 이용하고, 제 2 인지 무선 시스템은 채널 17 내지 채널 18(2개 채널: 12MHz 대역폭)을 이용하고, 제 3 인지무선 시스템은 연속적이지 않은 채널 22, 28을 이용한다. 만약 제 4 인지무선 시스템이 새로 서비스를 개시하거나 혹은 제 1, 2, 3 인지무선 시스템이 현재 사용중인 채널을 스위칭할 시 채널들(채널 0, 1, 19, 21, 23, 27, 29, 33, 34, 35, 36)을 이용할 수 있다.

본 발명은 다중 채널을 지원하는 인지무선 시스템에 초점을 맞추고 있다. 여기서, 상기 인지무선 시스템은 활성 채널집합(active channel set), 백업 채널집합(backup channel set), 후보 채널집합(candidate channel set), 점유된 채널집합(occupied channel set), 비허가 채널집합(disallowed channel set), 미분류 채널집합(unclassified channel set) 등으로 분할하여 채널관리를 수행한다.

이하 도 3에서 상기 채널집합들을 이용하여 채널관리를 수행하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 채널관리를 위한 흐름도를 도시하고 있다.

상기 도 3을 참조하면, 기지국은 300 단계에서 이용할 수 있는 채널목록(available channel list)과 이용할 수 없는 채널목록(unavailable channel list)을 데이터베이스에 문의한다. 상기 데이터베이스는 지리적 위치정보(geolocation)와 이용할 수 있는 채널목록/이용할 수 없는 채널목록을 저장하여 필요시 상기 기지국 혹은 단말로 제공한다. 상기 기지국과 단말들의 지리적 위치적 정보를 통해 제 1 시스템 보호를 위하여, 상기 기지국과 단말들이 제 1 시스템 보호구역 안에 있는지 아니면 보호구역 밖에 있는지, 보호구역 밖에 있다면 얼마나 떨어져 있는지 확인하여 주파수 및 출력전력을 조절하여 간섭을 최소화시킬 수 있다. 여기서 이용할 수 없는 채널은 영구적으로 사용이 불가한 채널을 칭한다. 그리고 이용할 수 있는 채널목록은 지리적 위치정보/데이터베이스에 의해 결정되는 단일 채널의 목록이다. 상기 이용할 수 있는 채널목록은 활성 채널집합, 백업 채널집합, 후보 채널집합, 점유된 채널집합, 비허가 채널집합, 미분류 채널집합 등으로 더 분할된다.

이후, 상기 기지국은 302 단계에서 점유된 채널집합과 비허가 채널집합을 초기화하기 위해 상기 데이터베이스에 문의한다. 상기 점유된 채널집합은 기존시스템 혹은 다른 시스템이 사용중인 채널들의 집합이다. 이 채널집합에 대해 채널센싱을 자주 할 필요는 없지만, 백업 채널집합을 구성하기에 앞서서 주어진 시간 내에 다른 채널집합과 독립적으로 채널센싱이 수행된다. 상기 비허가 채널집합은 인지무선 시스템에 금지된 채널들의 집합으로 보통 이 채널집합에 대한 정보는 데이터베이스에 의해 제공된다. 상기 비허가 채널집합은 반영구적(quasi-permanent)이거나 운용자 협약에 의해 스케줄링될 수 있다.

이후, 상기 기지국은 304 단계에서 다수의 미분류 채널집합에 포함된 채널들에 대해 이용할 수 있는 채널인지 다른 시스템에 의해 점유된 채널인지를 결정하기 위해 채널센싱을 수행한다. 상기 미분류 채널집합은 아직 채널센싱되지 않은 채널집합으로, 채널상태에 따라 후보 채널집합으로 구성되지 위해 채널센싱이 수행된다.

이후, 상기 기지국은 306 단계에서 상기 302 단계 내지 상기 304 단계의 결과로부터 후보 채널집합을 생성한다. 즉, 이용할 수 있는 채널목록에서 점유된 채널집합과 비허가 채널집합을 제외하고 다수의 미분류 채널집합의 사용가능한 채널들을 포함하면 후보채널 집합이 구성된다. 상기 후보 채널집합은 미래에 동작에 이용할 수 있는 채널집합으로 이 채널들에 대해 채널센싱이 드물게 일어나는 백업 채널집합과 다르다. 한 채널이 후보 채널집합에서 백업 채널집합으로 구성되기 전에 자주 채널 센싱이 수행되어야 한다.

이후, 상기 기지국은 308 단계에서 후보 채널집합을 우선순위에 따라 정렬하여 백업 채널집합으로 구성한다. 상기 백업 채널집합은 즉시 인지무선 시스템에서 이용할 수 있는 채널집합이다. 상기 인지무선 시스템이 동작중인 채널사용을 중지하고 다른 채널로 스위칭할 시 후보채널들을 우선순위에 따라 정렬하여 보관함으로써 필요시 바로 벡업 채널을 사용할 수 있다. 종래 시스템은 백업 채널집합의 채널을 통해 전송하지 않고 자주 채널센싱 후에 후보채널을 선택하여 전송한다.

앞서 다중 채널들을 동시에 이용하기 위해 가능한 다중 기술로써, 채널바운딩(Channel Bonding), 채널병합(Channel Aggregation), 확장 OFDMA(Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access: 이하 "SOFDMA"라 칭함) 기술을 언급하였다. 다중 채널을 구성하는 방법에 따라 백업 채널집합은 세 가지 경우에 따라 구성될 수 있다.

첫째, 끊김 없고 고정된 채널 개수로 동작하는 경우이다. 상기 기술들은 고정된 대역폭을 갖는 끊김 없는 다중 채널들만을 이용한다(채널 바운딩). 상기 도 2에서 채널 0, 1, 19, 21, 23, 27, 29, 33, 34, 35, 36은 이용될 수 있는 후보채널이다. 끊김 없는 2개 채널의 동작을 할 수 있는 인지무선 시스템은 상기 도 2에서 채널 17, 18을 사용중이다. 상기 인지무선 시스템은 스펙트럼을 스캔하여 활성 채널집합과 후보 채널집합을 아래와 같이 생성할 수 있다.

활성 채널집합은 {{6~13}, {17~18}, {22, 28}}이고, 백업 채널집합은 {{0, 1},{33, 34}, {34, 35}, {35, 36}}이 된다. 채널 19, 21, 23은 각각 자신의 인접채널이 모두 금지되거나 사용중으로 끊김 없는 2개 채널을 구성할 수 없기 때문에 사용가능한 후보 채널이지만 바로 이용될 수 없다.

만약 채널 17, 18을 사용하는 인지무선 시스템은 기존시스템이 채널 17, 18를 사용하는 것을 검출하게 되면, 채널 17, 18의 사용을 중지하고 백업 채널집합에 있는 우선순위가 높은 채널조합(예: {0, 1},{33, 34}, {34, 35}, {35, 36})중 하나로 스위칭해야 한다. 예를 들면, 기준이 채널간섭을 기준으로 우선순위를 정하게 되면, 사용중인 인접채널들과 멀리 떨어져 있는 채널조합{34, 35}이 우선순위가 가장 높을 것이다.

둘째 끊김 없는 채널들로 동작하지만 선택된 채널들을 유동적으로 사용할 수 있는 경우이다. 즉, 광대역 동작을 하는 시스템 다중 인접한 채널들로 광대역 동작할 수 있다. 그러나 기존 시스템 혹은 다른 시스템들에 간섭을 주지 않기 위해서 대역 내에서 하나 혹은 여러 채널을 통해 유동적으로 전송을 할 수 있다. 이런 시스템의 예로 광대역 IFFT(Inverse Fast Fourier Tramsform)/FFT 연산을 수행하는 확장 OFDMA 시스템을 고려할 수 있다. 확장 OFDMA 시스템은 광대역 채널 중 사용하지 않는 채널에 대해 널 반송파를 할당함으로써 하나 혹은 여러 개 채널을 동작시킬 수 있다.

상기 도 2에서, 백업 채널집합은 {{0}, {1}, {19}, {21}, {23}, {27}, {29}, {32}, {33}, {34}, {35}, {36}, {0, 1}, {19, 21}, {21, 23}, {23, 27}, {27, 29}, {29, 33}, {33, 34}, {34, 35}, {35, 36}, {19, 21, 23}, {21, 23, 27}, {23, 27, 29}, {27, 29, 33}, {29, 33, 34}, {33, 34, 35}, {34, 35, 36}, {27, 29, 33, 34}, {29, 33, 34, 35}, {33, 34, 35, 36}, {29, 33, 34, 35, 36}}으로 생성될 수 있다. 예를 들면, 채널 29 내지 채널 36인 8개 채널 중 사용 중인 채널 30, 31, 32에 널 반송파를 할당함으로써 채널조합{29, 33, 34, 35, 36}을 얻을 수 있다.

첫 번째 채널바운딩의 경우보다 두 번째의 확장 OFDMA 경우가 더 선택적으로 백업 채널집합을 구성할 수 있다.

상기 백업 채널집합에서 효율적인 대역폭을 최대화하는 기준으로 우선순위를 정하면, 최대 대역폭을 갖는 채널조합{29, 33, 34, 35, 36}이 우선순위가 가장 높다.

셋째, 끊김 있고 비연속적인 채널들을 동작하는 경우이다. 인지무선 시스템은 다중 RF 장치를 지원한다면 끊김 있고 비연속적인 채널 동작을 할 수 있다. 이런 기술의 예로 다중 RF 모듈을 채택하여 비연속적인 채널들을 사실상 독립적으로 동작시키는 채널병합이 있다. 상기 채널병합은 채택된 RF 모듈의 개수에 의해 영향을 받는다.

상기 도 2에서 백업 채널집합은 사용가능한 후보 채널들로부터 비연속적인 2개의 채널조합을 구성하면 되기 때문에, 백업 채널집합은

채널조합으로 구성된다.

채널공간을 최대화하는 기준으로 우선순위를 정하게되면, 55개의 채널조합중 {0, 36}이 가장 높은 우선순위를 갖는다.

이후, 상기 기지국은 310 단계에서 채널 추가 혹은 채널 스위칭이 필요한지를 판단하여, 필요 없을 시 해당모드로 진행한다. 상기 해당모드는 상기 300 단계 내지 상기 308 단계를 반복수행할 수 있다. 여기서, 채널 스위칭 동작은 인지무선 시스템에서 사용중인 어떤 채널(활성 채널)에 대해 기존 시스템이 다시 사용하려 할 때, 인지무선 시스템은 사용중인 채널을 중지하고 다른 사용가능한 채널로 이동하는 것을 말하고, 채널추가 동작은 새로운 인지무선 시스템의 출현으로 채널을 추가하는 것을 말한다.

만약 채널 추가 혹은 채널 스위칭이 필요시 312 단계로 진행하여 채널 추가 시 백업 채널집합에 있는 우선순위가 높은 적어도 하나 이상의 채널조합을 백업 채널집합에서 제외하고 활성 채널집합으로 추가한다. 그리고, 채널 스위칭 동작일 시 백업 채널집합에 있는 우선순위가 높은 적어도 하나 이상의 채널조합을 백업 채널집합에서 제외하고 활성 채널집합으로 추가한다. 또한 활성 채널집합중 중지된 채널을 활성 채널집합에서 제외하고 점유된 채널집합에 포함시킨다. 여기서, 상기 활 성 채널집합은 현 인지무선 시스템에 의해 사용되는 채널집합이다.

이후, 본 발명의 채널관리 절차를 종료한다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인지무선 시스템에서 채널집합을 업데이트하기 위한 흐름도를 도시하고 있다.

상기 도 4를 참조하면, 기지국은 400 단계에서 이용할 수 있는 채널 집합에 있는 채널 n을 이용할 수 없을 때 402 단계로 진행하여 채널 n을 점유된 채널집합에 추가하고 채널 n을 포함하는 후보 채널집합과 백업 채널집합, 활성 채널집합에서 제거한다.

이후, 상기 기지국은 404 단계에서 상기 채널 스위칭 여부를 확인하여, 채널 스위칭을 수행할 시 406 단계로 진행하여 백업 채널집합으로부터 우선순위가 높은 채널조합을 선택하여 활성 채널집합에 추가한다. 그리고 408 단계로 진행하여 활성 채널집합에서 제거된 채널 n 대신 새로 추가된 채널로 스위칭을 수행한다.

만약, 상기 404 단계에서 채널 스위칭을 수행하지 않을 시 410 단계로 진행하여 현 활성 채널집합을 유지한다.

이후, 본 발명의 채널집합 업데이트 절차를 종료한다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인지무선 시스템에서 채널집합을 업데이트하기 위한 흐름도를 도시하고 있다.

상기 도 5를 참조하면, 기지국은 500 단계에서 점유된 채널집합/비허가 채널 집합에 있는 채널 n을 이용할 수 있을 시 502 단계로 진행하여 점유된 채널집합 혹은 비허가 채널집합에 있는 채널 n를 제거한다.

이후, 상기 504 단계에서 후보 채널집합 및 백업 채널집합에 채널 n를 추가하여 업데이트한다. 경우에 따라서 채널 n은 백업 채널집합에 포함되지 않을 수도 있다.

이후, 본 발명의 채널집합 업데이트 절차를 종료한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 채널관리를 위한 장치를 도시하고 있다.

상기 도 6을 참조하면, 기지국은 채널정보 획득부(600), 채널센싱부(602), 채널 분류부(604), 후보 채널 생성부(606), 백업 채널 구성부(608), 채널갱신부(610)를 포함하여 구성된다. 여기서, 채널관리를 위한 장치 위주로 장치구성을 하였고 일반적인 기지국의 기능을 수행하는 장치블럭은 생략하였다.

상기 채널정보 획득부(600)는 이용할 수 있는 채널목록(available channel list)과 이용할 수 없는 채널목록(unavailable channel list)을 데이터베이스에 문의하고, 그리고 점유된 채널집합과 비허가 채널집합을 초기화하기 위해 상기 데이터베이스에 문의하여 상기 채널분류부(604)로 제공한다.

그리고, 상기 채널 센싱부(602)는 다수의 미분류 채널집합에 포함된 채널들에 대해 이용할 수 있는 채널인지 다른 시스템에 의해 점유된 채널인지를 결정하기 위해 채널센싱을 수행하여 결과를 상기 채널정보 획득부(600)로 제공한다. 상기 미 분류 채널집합은 아직 채널센싱되지 않은 채널집합으로, 채널상태에 따라 후보 채널집합으로 구성되지 위해 채널센싱이 수행된다.

상기 채널 분류부(604)는 상기 채널정보 획득부(600)로부터의 이용할 수 있는 채널목록과 점유된 채널집합과 비허가 채널집합에 대한 정보, 다수의 미분류 채널집합에 포함된 사용가능한 채널 정보를 제공받아 채널집합들을 분류한 후 상기 후보 채널생성부(606)로 출력한다. 또한, 미분류된 채널집합에 대해 채널센싱을 상기 채널 센싱부(602)에 요청한다. 상기 채널 센싱부(602)는 미분류된 채널집합과 후보 채널집합의 채널들에 대해 채널 센싱을 수행한다.

상기 후보 채널생성부(606)는 채널 분류부(604)로부터 결과를 이용하여 후보 채널집합을 생성하여 백업 채널구성부(608)로 출력한다. 즉, 이용할 수 있는 채널목록에서 점유된 채널집합과 비허가 채널집합을 제외하고 다수의 미분류 채널집합의 사용가능한 채널들을 포함하면 후보채널 집합이 구성된다.

상기 백업 채널구성부(608)는 상기 후보 채널집합을 우선순위에 따라서 정렬하여 백업 채널집합으로 구성한다. 백업 채널집합은 즉시 인지무선 시스템에서 더 이용할 수 있는 채널집합이다. 상기 인지무선 시스템이 동작중인 채널사용을 중지하고 다른 채널로 스위칭할 시 후보채널들을 우선순위에 따라 정렬하여 보관함으로써 필요시 바로 벡업 채널을 사용할 수 있다. 종래 시스템은 백업 채널집합의 채널을 통해 전송하지 않고 빈번한 채널센싱 후에 후보채널을 선택하여 전송한다.

상기 채널 갱신부(610)는 채널 변경이벤트에 따라 상기 후보 채널집합에 있는 채널 n을 이용할 수 없을 경우, 상기 채널 n을 포함하는 후보 채널집합, 백업 채널집합 및 활성 채널집합에서 제거하고, 상기 백업 채널집합으로부터 우선순위에 따라 적어도 하나 이상의 채널조합을 선택하여 활성 채널집합에 추가한다. 그리고, 상기 점유된/비허가 채널집합에서 있는 채널 n이 이용가능할 때, 상기 점유된 채널집합 혹은 상기 비허가 채널집합에서 상기 채널 n을 제거하고, 상기 후보 채널집합 및 상기 백업 채널집합에 상기 채널 n을 추가하여 업데이트한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 인지무선 통신시스템 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 인지무선 시스템의 스펙트럼 사용 맵의 예시도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 채널관리를 위한 흐름도,

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인지무선 시스템에서 채널집합을 업데이트하기 위한 흐름도,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인지무선 시스템에서 채널집합을 업데이트하기 위한 흐름도 및,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 채널관리를 위한 장치도.

Claims (22)

1. 다중채널을 지원하는 인지무선 시스템의 채널관리방법에 있어서,

   이용가능한 채널목록으로부터 후보 채널집합을 생성하는 과정과,

   상기 후보 채널집합으로부터 적어도 하나 이상의 후보 채널을 조합하여 백업 채널집합을 구성하는 과정과,

   채널변경 이벤트 시, 상기 백업채널 집합을 갱신하는 과정을 포함하고,

   상기 백업 채널집합을 구성하는 과정은, 최대 주파수 효율 및 최대 채널공간(channel spacing) 중 적어도 어느 하나를 기준으로 상기 후보 채널의 우선 순위를 결정하고, 상기 결정된 우선 순위에 따라 상기 백업 채널집합의 채널조합을 구성하는 것을 특징으로 하는 채널관리 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 후보 채널집합을 생성하는 과정은,

   이용할 수 있는 채널목록 및 이용할 수 없는 채널목록을 데이터베이스에 문의하는 과정과,

   상기 이용할 수 있는 채널목록에서 점유된 채널집합과 비허가 채널집합을 제외하고, 다수의 미분류 채널집합의 채널들을 센싱하여 해당 사용가능한 채널을 추가하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널관리 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   적어도 하나 이상의 후보 채널집합을 조합하여 상기 백업 채널조합을 구성하는 것은 다중채널 기술에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 채널관리 방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 다중채널기술 중 채널바운딩(Channel Bonding) 기술을 사용할 경우, 상기 후보채널 집합으로부터 끊김없는 적어도 하나 이상의 채널조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 채널관리 방법.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 다중채널기술 중 확장 OFDMA(Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기술을 사용할 경우, 상기 후보 채널집합으로부터 광대역 IFFT(Inverse Fast Fourier Tramsform)/FFT 연산 크기에 따라 채널조합이 구성되는 것을 특징으로 하는 채널관리 방법.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 다중채널기술 중 채널병합(Channel Aggregation) 기술을 사용할 경우 끊김 없는 채널동작에 독립적으로 상기 후보 채널집합에서 RF 모듈 개수의 조합으로 채널조합이 구성되는 것을 특징으로 하는 채널관리 방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 채널은 주파수 대역폭이 여러 대역으로 분할되어 구성되는 것을 특징으로 하는 채널관리 방법.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 후보 채널집합에 있는 채널 n을 이용할 수 없을 경우, 상기 채널 n을 포함하는 적어도 하나 이상의 후보 채널집합, 백업 채널집합 및 활성 채널집합에서 제거하는 과정과,

   상기 백업 채널집합으로부터 우선순위에 따라 적어도 하나 이상의 채널조합을 선택하여 활성 채널집합에 추가하는 과정과,

   상기 활성 채널 집합에서 제거된 채널 n 대신 새로 추가된 채널로 스위칭하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널관리 방법.
9. 제 1항에 있어서,

   점유된 채널집합 및 비허가 채널집합 중 적어도 어느 하나에 있는 채널 n이 이용가능할 때, 상기 점유된 채널집합 혹은 상기 비허가 채널집합에서 상기 채널 n을 제거하는 과정과,

   상기 후보 채널집합 및 상기 백업 채널집합에 상기 채널 n을 추가하여 업데이트하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 채널관리 방법.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 인지무선 시스템은 같은 스펙트럼을 사용하는 적어도 하나 이상의 기존시스템과 같은 영역에 공존하는 것을 특징으로 하는 채널관리 방법.
11. 삭제
12. 다중채널을 지원하는 인지무선 시스템에서 채널관리를 장치에 있어서,

    이용가능한 채널목록으로부터 후보 채널집합을 생성하는 후보 채널생성부와,

    상기 후보 채널집합으로부터 적어도 하나 이상의 후보 채널을 조합하여 백업 채널집합을 구성하는 백업 채널 구성부와,

    채널변경 이벤트 시, 상기 백업채널 집합을 갱신하는 상기 채널 갱신부를 포함하고,

    상기 백업 채널 구성부는, 최대 주파수 효율 및 최대 채널공간(channel spacing) 중 적어도 어느 하나를 기준으로 상기 후보 채널의 우선순위를 결정하고, 상기 결정된 우선 순위에 따라 상기 백업 채널집합의 채널조합을 구성하는 것을 특징으로 하는 채널관리 장치.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 후보 채널집합을 생성하기 전 이용할 수 있는 채널목록 및 이용할 수 없는 채널목록을 데이터베이스에 문의하는 채널 정보 획득부와,

    상기 이용할 수 있는 채널목록에서 점유된 채널집합과 비허가 채널집합을 제외하고, 다수의 미분류 채널집합의 채널을 센싱하여 해당 사용가능한 채널을 추가하는 채널 분류부을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널관리 장치.
14. 제 12항에 있어서,

    상기 채널조합은 다중채널 기술에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 채널관리 장치.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 다중채널기술 중 채널바운딩(Channel Bonding) 기술을 사용할 경우 상기 후보채널 집합으로부터 끊김 없는 적어도 하나 이상의 채널조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 채널관리 장치.
16. 제 14항에 있어서,

    상기 다중채널기술 중 확장 OFDMA(Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기술을 사용할 경우, 상기 후보 채널집합으로부터 광대역 IFFT(Inverse Fast Fourier Tramsform)/FFT 연산 크기에 따라 채널조합이 구성되는 것을 특징으로 하는 채널관리 장치.
17. 제 14항에 있어서,

    상기 다중채널기술 중 채널병합(Channel Aggregation) 기술을 사용할 경우 끊김 없는 채널동작에 독립적으로 상기 후보 채널집합에서 RF 모듈 개수의 조합으로 채널조합이 구성되는 것을 특징으로 하는 채널관리 장치.
18. 제 12항에 있어서,

    상기 채널은 주파수 대역폭이 여러 대역으로 분할되어 구성되는 것을 특징으 로 하는 채널관리 장치.
19. 제 12항에 있어서,

    상기 채널 갱신부는

    상기 후보 채널집합에 있는 채널 n을 이용할 수 없을 경우, 상기 채널 n을 포함하는 후보 채널집합, 백업 채널집합 및 활성 채널집합에서 제거하고, 상기 백업 채널집합으로부터 우선순위에 따라 적어도 하나 이상의 채널조합을 선택하여 활성 채널집합에 추가하는 것을 특징으로 하는 채널관리 장치.
20. 제 13항에 있어서,

    상기 채널 갱신부는

    점유된 채널집합 및 비허가 채널집합 중 적어도 어느 하나에 있는 채널 n이 이용가능할 때, 상기 점유된 채널집합 혹은 상기 비허가 채널집합에서 상기 채널 n을 제거하고, 상기 후보 채널집합 및 상기 백업 채널집합에 상기 채널 n을 추가하여 업데이트하는 것을 특징으로 채널관리 장치.
21. 제 12항에 있어서,

    상기 인지무선 시스템은 같은 스펙트럼을 사용하는 적어도 하나 이상의 기존시스템과 같은 영역에 공존하는 것을 특징으로 하는 채널관리 장치.
22. 삭제

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