KR101475226B1 - 다중 입출력 통신 기술을 이용하는 인지 무선 통신 시스템 - Google Patents

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Abstract

다중 입출력 통신 기술을 이용한 인지 무선 통신 시스템이 제공된다. 인지 무선 통신 시스템에 속하는 인지 무선 기지국은 복수의 안테나들, 복수의 단말들 중 센싱 단말을 포함하는 센싱 단말 그룹을 설정하고, 복수의 안테나들 및 복수의 단말들 사이에 형성된 채널들을 이용하여 센싱 단말이 가상의 센싱 시간을 확보할 수 있도록 전송 신호를 생성할 수 있다. 그리고, 센싱 단말은 확보된 가상의 센싱 시간을 이용하여 프라이머리 시스템의 신호를 센싱할 수 있다.
인지 무선, cognitive radio, MIMO, 널링(nulling), 센싱, quiet time, 채널

Description

다중 입출력 통신 기술을 이용하는 인지 무선 통신 시스템{COGNITIVE RADIO COMMUNICATION SYSTEM USING MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT COMMUNICATION SCHEME}
본 발명은 기지국에 복수의 안테나들이 설치된 경우, 프라이머리 사용자의 신호를 효율적으로 센싱하는 인지 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 기술에 관한 다양한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 그 중 가장 부각되고 있는 기술 중 하나가 인지 무선(Cognitive Radio, CR) 기술이다.
인지 무선 기술을 이용하는 인지 무선 통신 시스템은 한정된 주파수 자원을 재활용하여 보다 효율적으로 주파수 자원을 사용한다. 인지 무선 기술에 따르면, 세컨더리(secondary) 시스템에 속하는 세컨더리 기지국 및 세컨더리 단말은 프라이머리(primary) 시스템에서 사용되지 않는 무선 자원을 주기적 또는 비주기적으로 센싱(Sensing)하여 사용 가능한(available) 주파수 자원을 인지하고, 인지된 사용 가능한 주파수 자원을 이용하여 데이터를 송/수신한다.
다만, 사용 가능한 주파수 자원에 대하여 프라이머리 시스템이 우선 권한을 가지므로, 세컨더리 시스템의 신호와 프라이머리 시스템의 신호가 충돌할 염려가 있는 경우, 세컨더리 기지국 및 세컨더리 단말은 통신 동작을 정지하거나, 사용 중인 주파수 자원을 변경하여야 한다.
또한, 공간 영역에서 다수의 채널들을 이용하여 통신하는 MIMO(Multiple Input Multiple Output, MIMO) 통신 시스템이 주목받고 있다. MIMO 통신 시스템에 속하는 기지국의 복수의 안테나들과 사용자들 사이에는 다수의 채널들이 형성됨으로써, 다이버시티 이득이 얻어질 수 있다.
인지 무선 기술을 사용하는 세컨더리 통신 시스템이 MIMO 통신 시스템인 경우, MIMO 통신 기술과 인지 무선 기술을 잘 융합할 필요가 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 복수의 안테나들, 복수의 단말들 중 적어도 하나의 센싱 단말을 포함하는 적어도 하나의 센싱 단말 그룹을 설정하는 그룹 설정부 및 상기 복수의 안테나들 및 상기 복수의 단말들 사이에 형성된 채널들을 이용하여 상기 적어도 하나의 센싱 단말이 센싱 시간을 확보할 수 있도록 전송 신호를 생성하는 신호 생성부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 센싱 단말의 동작 방법은 고속 센싱 기법에 따라 프라이머리 사용자의 존재를 인지하고, 상기 프라이머리 사용자의 존재와 관련된 정보를 인지 무선 기지국으로 보고하는 단계 및 상기 인지 무선 기지국이 전송 신호를 전송하는 동안, 상기 프라이머리 사용자의 신호를 센싱하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국의 동작 방법은 복수의 단말들 중 적어도 하나의 센싱 단말을 포함하는 적어도 하나의 센싱 단말 그룹을 설정하는 단계, 복수의 안테나들 및 상기 복수의 단말들 사이에 형성된 채널들을 이용하여 상기 적어도 하나의 센싱 단말이 센싱 시간을 확보할 수 있도록 전송 신호를 생성하는 단계 및 상기 복수의 안테나들을 통해 상기 적어도 하나의 센싱 단말 및 상기 적어도 하나의 나머지 단말을 위해 동시에(simultaneously) 상기 전송 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 복수의 단말들 중 파인 센싱(fine sensing)을 수행하는 적어도 하나의 센싱 단말을 포함하는 적어도 하 나의 센싱 단말 그룹을 설정하는 그룹 설정부 및 상기 적어도 하나의 센싱 단말이 업링크 시간 구간에서 센싱 시간을 확보할 수 있도록 상기 복수의 단말들 중 업링크 통신을 수행하는 적어도 하나의 업링크 통신 단말을 결정하는 업링크 통신 단말 결정부를 포함한다.
이 때, 상기 업링크 통신 단말 결정부는 상기 복수의 단말들의 전송 파워, 상기 적어도 하나의 센싱 단말의 위치, 상기 복수의 단말들의 위치들 또는 상기 복수의 단말들로 인해 상기 적어도 하나의 센싱 단말에서 발생하는 간섭의 허용 가능 임계치(tolerable threshold) 중 적어도 하나를 고려하여 상기 적어도 하나의 업링크 통신 단말을 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국의 동작 방법은 복수의 단말들 중 파인 센싱(fine sensing)을 수행하는 적어도 하나의 센싱 단말을 포함하는 적어도 하나의 센싱 단말 그룹을 설정하는 단계 및 상기 적어도 하나의 센싱 단말이 업링크 시간 구간에서 센싱 시간을 확보할 수 있도록 상기 복수의 단말들 중 업링크 통신을 수행하는 적어도 하나의 업링크 통신 단말을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 센싱 단말에서 수신되는 신호가 널(null)이 되도록 전송 신호를 생성함으로써, 센싱 단말은 전송 신호를 수신하는 동안 프라이머리 사용자의 신호를 센싱할 수 있다. 따라서, 센싱 단말이 프라이머리 사용자의 신호를 센싱하기 위한 별도의 센싱 시간 또는 quiet time이 요구되지 않으므로, 인지 무선 통신 시스템의 용량(capacity)이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국 및 센싱 단말은 주파수 분할 다중화 시스템에도 적용될 수 있으며, 무선 자원의 사용 효율을 높일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 프라이머리 시스템 및 세컨더리 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 세컨더리 시스템(110)은 세컨더리 기지국(111) 및 세컨더리 단말(112)을 포함하며, 프라이머리 시스템(120)은 프라이머리 기지국(121) 및 프라이머리 단말(122)을 포함한다.
세컨더리 시스템(110)은 프라이머리 시스템(120)에 할당된 무선 자원 중 일부 또는 전부를 인지 무선 기술을 이용하여 사용 가능한 무선 자원으로 인지할 수 있다. 그리고, 세컨더리 시스템(110)에 속하는 세컨더리 기지국(111) 및 세컨더리 단말(112)은 인지된 사용 가능한 무선 자원을 이용하여 서로 데이터를 송/수신할 수 있다.
이 때, 프라이머리 시스템(120)과 세컨더리 시스템(110)이 동일한 무선 자원을 사용하는 경우, 프라이머리 시스템(120)과 세컨더리 시스템(110) 사이에서 충돌이 발생할 수 있다. 그러나, 프라이머리 시스템(120)이 세컨더리 시스템(110)보다 프라이머리 시스템(120)에 할당된 무선 자원에 대하여 우선 권한을 갖는다.
따라서, 세컨더리 시스템(110)은 프라이머리 시스템(120)의 통신 동작을 방해하지 않는다는 제한을 가지고 프라이머리 시스템(120)에 할당된 무선 자원 중 일부 또는 전부를 사용할 수 있다. 결국, 세컨더리 시스템(110)에 속하는 세컨더리 기지국(111) 및 세컨더리 단말(112)은 프라이머리 시스템(120)의 신호를 센싱하고, 프라이머리 시스템(120)의 신호가 존재하지 않는 경우에 무선 자원을 사용할 수 있다.
도 2는 시간에 따른 무선 자원 사용에 대한 프라이머리 시스템 및 세컨더리 시스템의 동작을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 시간 구간 t1 및 시간 구간 t2 에서 프라이머리 시스템이 무선 자원을 사용한다.
또한, 세컨더리 시스템은 시간 구간 t3에서 프라이머리 시스템이 무선 자원을 사용하는지 여부에 대해 고속 센싱(fast sensing)을 수행한다. 일반적으로, 고속 센싱 구간 t3, t5 및 t7은 파인 센싱 구간 t8보다 짧으며, 세컨더리 시스템은 짧은 시간 동안 고속 센싱을 수행한다.
이 때, 세컨더리 시스템은 고속 센싱 구간에서 프라이머리 시스템의 신호를 수신하고, 수신된 신호의 파워(또는, 에너지)와 미리 결정된 센싱 기준 레벨을 비교함으로써 프라이머리 시스템의 신호가 존재하는지 여부를 빠르게 판단할 수 있다.
또한, 세컨더리 시스템이 시간 구간 t3 및 t5에서 고속 센싱을 수행하고, 프라이머리 시스템의 신호가 존재하지 않는 것(프라이머리 시스템이 무선 자원을 사용하고 있지 않는 것)으로 판단하는 경우, 세컨더리 시스템은 시간 구간 t4 및 t6에서 프라이머리 시스템에 할당된 무선 자원을 사용한다.
또한, 세컨더리 시스템은 시간 구간 t7에서 고속 센싱을 수행한다. 이 때, 프라이머리 시스템의 신호가 존재하는 것으로 판단되는 경우, 세컨더리 시스템은 시간 구간 t8에서 파인 센싱(fine sensing)을 수행한다. 이 때, 세컨더리 시스템은 파인 센싱 구간 t8 동안 프라이머리 시스템의 신호가 존재하는지 여부를 정밀하게 판단한다. 예를 들어, 세컨더리 시스템은 Matched filter 등을 이용하여 수신된 신호가 프라이머리 시스템의 신호인지 여부를 정밀하게 판단할 수 있다.
세컨더리 시스템이 파인 센싱을 수행하고, 프라이머리 시스템의 신호가 존재하는 것으로 최종적으로 판단하는 경우, 세컨더리 시스템은 프라이머리 시스템과의 충돌을 방지하기 위하여 무선 자원의 사용을 중단한다. 그리고 난 후, 프라이머리 시스템은 시간 구간 t9 및 t10에서 무선 자원을 사용한다.
일반적으로, 세컨더리 시스템은 상술한 바와 같이 프라이머리 시스템과의 충돌을 피한다. 그러나, 세컨더리 시스템은 종종 프라이머리 시스템의 신호가 존재함에도 불구하고 존재하지 않는 것으로 잘못 판단할 수 있으며, 프라이머리 시스템의 신호가 존재하지 않음에도 불구하고 존재하는 것으로 잘못 판단할 수 있다. 여기서, 세컨더리 시스템이 프라이머리 시스템의 신호가 존재함에도 불구하고 존재하지 않는 것으로 잘못 판단하는 확률을 간과(missed detection) 확률이라고 하며, 프라이머리 시스템의 신호가 존재하지 않음에도 불구하고 존재하는 것으로 잘못 판단하는 확률을 오보(false alarm) 확률이라고 한다.
또한, 세컨더리 시스템이 파인 센싱을 수행하는 동안, 세컨더리 시스템 내에서는 데이터 통신이 이루어지지 않는다. 즉, 파인 센싱 시간 구간 동안, 세컨더리 시스템에 속하는 세컨더리 기지국 및 세컨더리 단말들은 데이터 통신을 중단하고, 프라이머리 사용자의 신호를 정밀하게 검출한다. 이러한, 파인 센싱 시간 또는 데이터 통신이 이루어지지 않는 시간을 'quiet time'이라고 한다.
이 때, 파인 센싱 시간 구간은 고속 센싱 시간 구간보다 비교적 길므로, quiet time을 그대로 낭비하는 것은 효율적이지 못할 수 있다. 다만, 본 발명에 따르면, 'quiet time'을 필요로 하지 않거나 최소화할 수 있다. 아래에서는, 세컨더리 기지국 또는 세컨더리 단말들이 프라이머리 시스템의 신호를 센싱하기 위하여 필요로 하는 시간(예를 들어, 'quiet time')을 '센싱 시간'이라고 부르기로 한다.
또한, 아래에서 자세히 설명하겠지만, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 시스템은 다중 입출력 통신 기술을 이용하여 센싱 단말에서 수신되는 신호가 널(null)또는 거의 널(near-null)이 되도록 전송 신호를 생성함으로써, 센싱 단말은 가상의 센싱 시간을 확보할 수 있다. 따라서, 센싱 단말은 가상의 센싱 시간을 이용하여 파인 센싱을 수행하고, 파인 센싱을 위해 별도의 물리적인 센싱 시간을 요구하지 않으므로, 인지 무선 시스템은 용량(capacity)을 향상시킬 수 있다.
도 3은 복수의 안테나들을 포함하는 세컨더리 기지국, 세컨더리 사용자들 및 프라이머리 사용자를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 세컨더리 기지국은 복수의 안테나들을 포함하며, 세컨더리 기지국은 복수의 안테나들을 통하여 세컨더리 단말들(사용자 a, 사용자 b, 사용 자 c, 사용자 d)과 통신한다.
세컨더리 기지국의 복수의 안테나들과 세컨더리 단말들 사이에는 다수의 무선 채널들이 형성되며, 다수의 무선 채널들을 통하여 전송 신호가 기지국으로부터 세컨더리 단말들로 전달된다.
여기서, 프라이머리 사용자가 사용자 b의 근처에 출현하는 경우를 가정한다. 이 때, 사용자 b는 고속 센싱 기법에 따라 프라이머리 사용자의 존재를 인지할 수 있으며, 프라이머리 사용자의 신호를 파인 센싱 기법에 따라 정밀하게 센싱할 필요가 있다.
만약, 사용자 b가 파인 센싱을 수행하는 동안 세컨더리 기지국으로부터 유효한 신호 성분을 수신한다면, 사용자 b는 제대로 파인 센싱을 수행할 수 없다. 그래서, 일반적으로 세컨더리 기지국은 어떤 사용자에게도 전송 신호를 송신하지 못한다.
또한, 사용자 b가 파인 센싱을 수행하기 위해서는, quiet time이 필요하다. 이 때, 프라이머리 사용자의 신호에 대하여 파인 센싱을 수행하기 위해, 모든 사용자들이 'quiet time'을 가지는 것은 시간 자원을 낭비하는 것일 수 있다. 즉, 여러 사용자들 중 프라이머리 사용자와 가까이 있는 사용자 b만이 'quiet time'을 가지고 파인 센싱을 수행하고, 사용자 b를 제외한 나머지 사용자들(사용자 a, 사용자 c, 사용자 d)은 사용자 b가 파인 센싱을 수행하는 동안 데이터 통신을 수행하는 것이 효율적이다.
다만, 본 발명의 일실시예에 따른 세컨더리 기지국은 무선 채널들을 파악하 고, 적절히 이용하여 사용자 b에서 수신되는 신호가 널(null)이 되고, 나머지 사용자들은 유효하게 데이터를 수신할 수 있도록 전송 신호를 생성할 수 있다. 이러한 경우, 사용자 b가 파인 센싱을 수행하는 동안, 세컨더리 기지국이 전송 신호를 송신하더라도, 사용자 b에서 수신되는 신호는 널(null)이 되므로, 사용자 b는 가상의 센싱 시간을 확보할 수 있다. 따라서, 사용자 b는 가상의 센싱 시간을 이용하여 파인 센싱을 적절히 수행할 수 있다. 뿐만 아니라, 나머지 사용자들은 시간 자원의 낭비 없이 끊임없이 기지국으로부터 데이터를 수신할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 센싱 단말 그룹의 일예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 세컨더리 기지국은 복수의 세컨더리 단말들(사용자 a, 사용자 b, 사용자 c)과 통신한다.
프라이머리 사용자가 출현한 경우, 프라이머리 사용자의 신호에 대해 파인 센싱을 수행하는 센싱 단말들의 개수는 둘 이상일 수 있다. 즉, 프라이머리 사용자의 위치와 가까운 곳에 위치하는 사용자 a 및 사용자 b가 센싱 단말들로 결정되고, 센싱 단말 그룹으로 그룹핑될 수 있다.
또한, 세컨더리 기지국이 전송 신호를 송신하는 경우, 사용자 a 및 사용자 b에서 수신되는 신호는 널이 될 수 있으며, 사용자 a 및 사용자 b는 가상의 센싱 시간을 가질 수 있다. 반대로, 사용자 c는 전송 신호로부터 유효한 데이터를 검출할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 전송 신호 및 사용자들의 의해 수신되는 신호들의 일예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 세컨더리 기지국은 두 개의 안테나들(Ant.1, Ant.2)을 통해 전송 신호(X1, X2)를 사용자들(사용자 a, 사용자 b, 사용자 c)로 송신한다.
두 개의 안테나들(Ant.1, Ant.2)과 사용자들(사용자 a, 사용자 b, 사용자 c) 사이에는 다수의 무선 채널들이 형성된다. 도 5에서, Hnk는 Ant.n과 사용자 k 사이에 형성된 채널을 나타낸다.
여기서, 사용자 a 및 사용자 b가 프라이머리 사용자의 근처에 위치하고 있고, 사용자 a 및 사용자 b가 센싱 단말들로서 동일한 센싱 단말 그룹에 포함된다고 가정한다.
세컨더리 기지국은 센싱 단말들(사용자 a 및 사용자 b)에서 수신되는 신호들이 널(null)이 되도록 전송 신호(X1, X2)를 생성한다. 그리고, 기지국은 전송 신호(X1, X2)를 동시에(simultaneously) 사용자들(사용자 a, 사용자 b, 사용자 c)로 송신한다.
사용자 a에서 수신되는 신호 ra 및 사용자 b에서 수신되는 신호 rb는 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
ra = H1aX1 + H2aX2 = 0
rb = H1bX1 + H2bX2 = 0
상기 수학식 1을 참조하면, 사용자 a에서 수신되는 신호 ra 및 사용자 b에서 수신되는 신호 rb는 모두 '0'이 됨을 알 수 있다. 즉, 세컨더리 기지국이 전송 신호(X1, X2)를 끊김없이 송신하더라도, ra 및 rb는 '0'이 될 수 있으므로, 사용자 a 및 사용자 b는 가상의 센싱 시간 또는 quiet time을 확보할 수 있다. 따라서, 센싱 단말들인 사용자 a 및 사용자 b는 기지국이 전송 신호(X1, X2)를 전송하는 동안, 세컨더리 기지국으로부터 실질적으로 어떠한 신호도 수신하지 않으므로, 보다 정밀하게 파인 센싱을 수행할 수 있다.
반면에, 사용자 c는 전송 신호로부터 유효하게 데이터를 추출할 수 있다. 즉, 사용자 c에서 수신되는 신호 rc는 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
rc = H1cX1 + H2cX2
사용자 c에서 수신되는 신호 rc는 '0'이 되지 않으므로, 사용자 c는 rc로부터 유효하게 사용자 c를 위한 데이터를 검출할 수 있다.
결국, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 시스템에서, 센싱 단말이 파인 센싱을 수행하더라도, 센싱 단말이 아닌 나머지 단말은 데이터 통신을 그대로 수행할 수 있다. 따라서, 파인 센싱을 수행하기 위한 별도의 물리적인 센싱 시간 또는 quiet time이 요구되지 않으므로, 인지 무선 통신 시스템 전체에 걸쳐 데이터 통신이 중단되지 않을 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 복수의 서브 셋들을 포함하는 센싱 단말 그룹의 일예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 센싱 단말 그룹은 두 개의 서브 셋들을 포함한다.
프라이머리 사용자의 근처에 위치한 사용자들의 수가 많은 경우, 프라이머리 사용자의 근처에 위치한 사용자들은 센싱 단말 그룹으로 그룹핑될 수 있다. 이 때, 수신되는 신호가 동시에 널(null)인 사용자들의 개수는 세컨더리 기지국의 안테나들의 개수 또는 무선 채널의 상태 등에 의해 제한될 수 있다.
센싱 단말 그룹은 네 명의 사용자들을 포함하고, 수신되는 신호가 동시에 널(null)인 사용자들의 개수가 2 이하로 제한된다고 가정한다. 이 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 센싱 단말 그룹은 사용자 a와 사용자 c를 포함하는 서브 셋 1과 사용자 b와 사용자 d를 포함하는 서브 셋 2로 구성될 수 있다.
세컨더리 기지국은 서브 셋 1에 속하는 사용자 a 및 사용자 c와 사용자 e를 위한 전송 신호를 복수의 안테나들을 통해 송신할 수 있다. 이러한 경우, 사용자 a 및 사용자 c에 의해 수신되는 신호는 'null'이 되며, 사용자 e는 전송 신호로부터 사용자 e를 위한 데이터를 추출할 수 있다. 또한, 사용자 a 및 사용자 c는 세컨더리 기지국이 전송 신호를 송신하는 동안(즉, 가상의 센싱 시간 동안), 프라이 머리 사용자의 신호에 대해 파인 센싱을 수행할 수 있다.
그리고 난 후, 기지국은 서브 셋 2에 속하는 사용자 b 및 사용자 d, 사용자 e를 위한 전송 신호를 송신하는 동안, 사용자 b 및 사용자 d는 파인 센싱을 수행하며, 사용자 e는 정상적인 데이터 통신을 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 다운링크 대역 및 업링크 대역의 일예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 시스템에는 주파수 분할 다중화(Frequency Division Duplex) 방식이 적용될 수 있고, 이러한 경우, 인지 무선 시스템에 의해 사용되는 주파수 대역은 다운링크 대역 및 업링크 대역으로 구분될 수 있다.
도 1 내지 도 6과 관련하여 설명된 바와 같이, 파인 센싱은 주로 다운링크 대역에서 수행될 수 있다. 즉, 세컨더리 기지국이 다운링크 대역을 이용하여 전송 신호를 송신하는 경우, 사용자들은 다운링크 대역에서 프라이머리 사용자의 신호에 대해 파인 센싱을 수행하여야 한다.
여기서, 도 7에 도시된 바와 같이, 초기에 업링크 대역이 X 대역이고, 다운링크 대역이 Y 링크로 결정되어 있다고 가정한다. 만약, 프라이머리 사용자의 신호의 주파수가 업링크 대역(X 대역)에 속한다면, 파인 센싱이 제대로 수행되지 않을 수 있다.
그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 세컨더리 기지국은 프라이머리 사용자의 신호의 주파수가 업링크 대역(X 대역)에 속하는 경우, X 대역을 다운링크 대역 으로 변경할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 세컨더리 기지국은 프라이머리 사용자의 사용 주파수 대역이 다운링크 대역에 포함되도록 적응적으로 다운링크 대역 및 업링크 대역을 제어할 수 있다. 결국, 프라이머리 사용자의 사용 주파수 대역은 항상 인지 무선 시스템의 다운링크 대역에 포함되도록 제어될 수 있으므로, 세컨더리 기지국 또는 세컨더리 단말들은 제어된 다운링크 대역에 대해 프라이머리 사용자의 신호를 센싱함으로써, 정확하게 프라이머리 사용자의 사용자의 신호를 센싱할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 프라이머리 사용자의 존재를 인지한다(S810). 특히, 복수의 인지 무선 단말들 중 적어도 하나는 고속 센싱 기법에 따라 프라이머리 사용자의 존재를 인지하고, 프라이머리 사용자의 존재와 관련된 정보를 인지 무선 기지국으로 보고할 수 있고, 인지 무선 기지국은 상기 정보를 기초로 프라이머리 사용자의 존재 및 위치를 파악할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 프라이머리 사용자의 사용 주파수 대역이 다운링크 대역에 포함되도록, 다운링크 대역 및 업링크 대역을 제어한다(S820).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 복수의 안테나들 및 상기 복수의 단말들 사이에 형성된 채널들을 이용하여 상기 적어도 하나의 센싱 단 말에서 수신되는 신호가 널(null)이 되고, 상기 적어도 하나의 센싱 단말과 다른 적어도 하나의 나머지 단말은 유효하게 데이터를 수신할 수 있도록 전송 신호를 생성한다(S830).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 상기 복수의 안테나들을 통해 상기 적어도 하나의 센싱 단말 및 상기 적어도 하나의 나머지 단말을 위해 동시에(simultaneously) 상기 전송 신호를 전송한다(S840).
이 때, 적어도 하나의 센싱 단말은 상기 전송 신호를 수신하는 동안, 프라이머리 사용자의 신호를 파인 센싱하고, 적어도 하나의 나머지 단말은 정상적인 데이터 통신을 수행할 수 있다.
도 8에 도시되지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 인지 무선 단말들 중 어느 하나인 센싱 단말의 동작 방법은 고속 센싱 기법에 따라 프라이머리 사용자의 존재를 인지하고, 상기 프라이머리 사용자의 존재와 관련된 정보를 인지 무선 기지국으로 보고하는 단계 및 상기 인지 무선 기지국이 전송 신호를 전송하는 동안, 상기 프라이머리 사용자의 신호를 센싱하는 단계를 포함한다.
도 8에 도시되었으나 설명되지 아니한 사항 및 센싱 단말의 동작 방법에 대해서는 도 1 내지 도 7과 관련하여 자세히 설명한 바 있으므로, 이하에서는 생략한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국, 센싱 단말 및 나머지 단말을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 시스템은 인 지 무선 기지국(910), 센싱 단말(920) 및 나머지 단말(930)을 포함한다.
인지 무선 기지국(910)은 복수의 안테나들을 포함한다.
또한, 인지 무선 기지국(910)의 그룹 설정부(911)는 복수의 단말들 중 적어도 하나의 센싱 단말(920)을 포함하는 적어도 하나의 센싱 단말 그룹을 설정한다.
또한, 인지 무선 기지국(910)의 대역 제어부(912)는 다운링크 대역 및 업링크 대역을 구별하여 사용하는 주파수 분할 다중화(Frequency Division Duplex) 시스템에서, 상기 프라이머리 사용자의 사용 주파수 대역이 다운링크 대역에 포함되도록 적응적으로 상기 다운링크 대역 및 상기 업링크 대역을 제어한다.
또한, 인지 무선 기지국(910)의 신호 생성부(913)는 상기 복수의 안테나들 및 상기 복수의 단말들 사이에 형성된 채널들을 이용하여 상기 적어도 하나의 센싱 단말(920)에서 수신되는 신호가 널(null)이 되도록 전송 신호를 생성한다. 이 때, 나머지 단말(930)은 전송 신호로부터 유효한 데이터를 추출할 수 있다.
특히, 센싱 단말(920)에서 수신되는 신호는 널(null) 또는 거의 널(near-null)이므로, 인지 무선 기지국(910)이 전송 신호를 송신하는지 여부와 관계없이 센싱 단말(920)은 파인 센싱을 수행할 수 있다. 왜냐 하면, 인지 무선 기지국(910)이 전송 신호를 하더라도, 센싱 단말(920)은 가상의 센싱 시간을 확보할 수 있기 때문이다.
위에서 설명된 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국 또는 센싱 단말은 다운링크 시간 구간에서 잘 동작할 수 있다. 예를 들어, 인지 무선 기지국이 다운링크 시간 구간을 이용하여 전송 신호를 송신하는 경우, 센싱 단말은 다운링크 시간 구간 중 일부를 가상의 센싱 시간으로 확보하고, 확보된 가상의 센싱 시간을 이용하여 파인 센싱을 수행하기 때문이다.
다만, 아래에서 자세히 설명하겠지만, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국 또는 센싱 단말은 업링크 시간 구간에서도 잘 동작할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 시스템은 센싱 단말이 업링크 시간 구간에서도 다른 단말들로부터 간섭을 많이 받지 않도록, 복수의 단말들 중 업링크 통신을 수행하는 업링크 통신 단말들을 적절히 결정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 센싱 단말(사용자 b)에 대하여 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d) 중 적어도 하나의 업링크 통신 단말을 결정하는 세컨더리 기지국을 포함하는 인지 무선 시스템을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 시스템은 복수의 세컨더리 단말들(사용자 a, b, c, d)과 세컨더리 기지국(인지 무선 기지국)을 포함한다. 그리고, 인지 무선 시스템의 세컨더리 단말들(사용자 a, b, c, d)은 프라이머리 사용자의 신호를 센싱함으로써, 인지 무선 시스템은 프라이머리 시스템을 위한 무선 자원을 사용할 수 있다.
프라이머리 사용자가 사용자 b로 접근하는 경우, 사용자 b는 프라이머리 사용자의 존재를 인지할 수 있다. 예를 들어, 사용자 b는 고속 센싱 기법에 따라 프라이머리 사용자의 신호의 에너지(또는 파워)를 측정할 수 있다. 그리고, 사용자 b는 측정된 에너지와 미리 설정된 센싱 기준 레벨을 비교하여 프라이머리 사용자가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 사용자 b가 프라이머리 사용자가 존재하는 것으로 판단하는 경우, 사용자 b는 그 판단 결과를 세컨더리 기지국으로 보고할 수 있다. 이 때, 세컨더리 기지국은 사용자 b를 파인 센싱을 수행하는 센싱 단말로 결정할 수 있다.
만약, 도 10에 도시되지 아니하였으나, 사용자 b의 위치와 인접한 위치에 다른 세컨더리 단말들이 존재한다면, 세컨더리 기지국은 사용자 b 뿐만 아니라 상기 다른 세컨더리 단말들을 모두 센싱 단말들로 결정할 수 있다. 여기서, 센싱 단말들은 적어도 하나의 센싱 단말 그룹으로 그룹핑될 수 있다. 뿐만 아니라, 센싱 단말 그룹은 적어도 하나의 센싱 단말을 포함하는 복수의 서브 셋들로 분류될 수 있다. 아래에서 자세히 설명하겠지만, 센싱 단말 그룹에 속하는 적어도 하나의 센싱 단말은 업링크 시간 구간의 전부 또는 일부 동안 업링크 통신을 수행하지 않고, 파인 센싱을 수행한다.
업링크 통신이 수행되는 경우, 센싱 단말(사용자 b)에서는 다른 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d)에 의해 간섭이 발생할 수 있다. 센싱 단말(사용자 b)이 프라이머리 사용자의 신호에 대해 정밀하게 파인 센싱을 수행하기 위해서는 센싱 단말에서 발생하는 간섭이 작아야 함에도 불구하고, 다른 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d)에 의해 발생하는 간섭은 파인 센싱을 방해하는 원인이 될 수 있다.
이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 센싱 단말(사용자 b)이 파인 센싱을 적절히 수행할 수 있도록 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d) 중 업링크 통신을 수행하는 적어도 하나의 업링크 통신 단말을 적절히 결정할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 센싱 단말(사용자 b)의 정확한 위치 및 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d)의 정확한 위치들을 GPS(Global Positioning System) 등을 통하여 알 수 있다. 이 때, 인지 무선 기지국은 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d)로 인하여 센싱 단말(사용자 b)에서 발생하는 간섭을 예측하고, 예측된 간섭을 기초로 적어도 업링크 통신 단말을 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 인지 무선 기지국은 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d)의 전송 파워, 센싱 단말(사용자 b)의 위치, 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d)의 위치들 또는 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d)로 인해 센싱 단말(사용자 b)에서 발생하는 간섭의 허용 가능 임계치(tolerable threshold) 등을 고려하여 적어도 하나의 업링크 통신 단말을 결정할 수 있다.
인지 무선 기지국은 센싱 단말(사용자 b)의 정확한 위치 및 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d)의 정확한 위치들을 알 수 있는 경우, 하기 수학식 3을 만족하도록 업링크 통신 단말을 결정할 수 있다.
Figure 112008062104577-pat00001
상기 수학식 3에서, j는 업링크 통신 단말의 인덱스, i는 센싱 단말의 인덱스 또는 센싱 단말을 포함하는 서브 셋의 인덱스, dij는 업링크 통신 단말 j와 센싱 단말 i 또는 센싱 단말을 포함하는 서브 셋 i 사이의 거리이다. 그리고, PL(dij)는 dij에 의한 경로 손실(path loss)이고, Pj는 업링크 통신 단말의 전송 파워이고,
Figure 112008062104577-pat00002
는 센싱 단말에서 발생하는 간섭의 허용 가능 임계치(tolerable threshold)이다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 복수의 단말들 중 상기 수학식 3을 만족하는 업링크 통신 단말 j를 결정할 수 있다. 여기서, 업링크 통신 단말 j는 하나의 단말을 의미할 수도 있으며, 하나 이상의 업링크 통신 단말들을 포함하는 서브 셋 j를 의미할 수도 있다.
또 다른 예를 들어, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 센싱 단말(사용자 b)의 정확한 위치 및 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d)의 정확한 위치들을 알지 못할 수도 있다. 이 때, 인지 무선 기지국은 센싱 단말(사용자 b)의 대략적인 위치 및 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d)의 대략적 위치들을 기초로 업링크 통신 단말을 결정할 수 있다. 특히, 인지 무선 기지국은 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d) 중 센싱 단말(사용자 b)이 속하는 섹터(sector)와 인접하지 않은 섹터들에 존재하는 세컨더리 단말을 업링크 통신 단말로 결정할 수 있다. 예를 들어, 인지 무선 기지국은 센싱 단말(사용자 b)이 속하는 섹터(sector)의 반대 방향 존재하는 섹터에 속하는 세컨더리 단말을 업링크 통신 단말로 결정할 수 있다.
여기서, 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d) 중 사용자 c 및 사용자 d가 업링크 통신 단말들로 결정되었다고 가정한다. 이 때, 인지 무선 기지국은 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d) 중 사용자 c 및 사용자 d가 업링크 통신 단말들로 결정되었다는 정보를 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d)로 제공할 수 있다. 따라서, 업링크 시간 구간에서, 사용자 c 및 사용자 d는 업링크 통신을 수행하고, 사용자 a는 업링크 통신을 수행하지 않을 수 있다. 뿐만 아니라, 센싱 단말(사용자 b)은 업링크 시간 구간에서 파인 센싱을 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 시스템의 동작을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 단말(세컨더리 단말)들 중 특정 단말은 프라이머리 사용자의 존재를 고속 센싱 기법을 이용하여 인지한다(S1101).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 특정 단말은 프라이머리 사용자가 존재한다는 사실을 인지 무선 기지국(세컨더리 기지국)으로 보고한다(S1102). 이 때, 인지 무선 시스템이 주파수 분할 다중화(FDD) 시스템인 경우, 상기 특정 단말은 업링크 대역을 이용하여 프라이머리 사용자가 존재한다는 사실을 인지 무선 기지국(세컨더리 기지국)으로 보고할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 상기 특정 단말의 위치 또는 프라이머리 사용자의 위치를 고려하여 파인 센싱을 수행하는 적어도 하나의 센싱 단말 또는 센싱 단말 그룹을 설정한다(S1103). 여기서, 센싱 단말 그룹은 적어도 하나의 센싱 단말을 포함하는 복수의 서브 셋들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 센싱 단말 그룹이 센 싱 단말들을 포함하는 경우, 센싱 단말 그룹을 복수의 서브 셋들로 분류한다(S1104). 이 때, 복수의 서브 셋들의 개수는 인지 무선 기지국에 설치된 안테나들의 개수에 의해 제한될 수 있다. 왜냐 하면, 인지 무선 기지국이 센싱 단말에서 수신되는 신호가 null이 되도록 전송 신호를 생성하는 것은 안테나들의 개수에 의해 제한되기 때문이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 센싱 단말이 파인 센싱을 수행하는 센싱 시간이 다운링크 시간 구간 또는 업링크 시간 구간에 속하는지 판단한다(S1105).
즉, 센싱 시간이 다운링크 시간 구간에 속하는 경우, 인지 무선 기지국은 센싱 단말이 센싱 시간을 확보할 수 있도록 전송 신호를 생성할 수 있으며, 센싱 시간이 업링크 시간 구간에 속하는 경우, 인지 무선 기지국은 센싱 단말에서 발생하는 간섭이 최소화되도록 복수의 단말들 중 업링크 통신 단말을 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 센싱 시간이 다운링크 시간 구간에 속하는 경우, 센싱 단말에서 수신되는 신호가 null이 되도록 다중 입출력 통신 기술을 이용하여 전송 신호를 생성한다(S1106). 이 때, 센싱 단말은 어떤 유효한 신호도 수신하지 않으므로, 가상의 센싱 시간을 확보할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 센싱 단말은 가상의 센싱 시간을 이용하여 파인 센싱을 수행한다(S1107). 반면에, 다른 단말들은 전송 신호를 유효하게 수신할 수 있다.
또한, 센싱 시간이 업링크 시간 구간에 속하는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국은 단말들의 정확한 위치 정보를 획득할 수 있는지 판단한다(S1108).
인지 무선 기지국이 단말들의 정확한 위치 정보를 획득할 수 있는 경우, 인지 무선 기지국은 단말들의 전송 파워, 센싱 단말에서 발생하는 허용 가능 임계치, 단말들 사이의 거리를 고려하여 단말들 중 업링크 통신을 수행하는 업링크 통신 단말을 결정한다(S1109).
인지 무선 기지국이 단말들의 정확한 위치 정보를 획득할 수 없는 경우, 인지 무선 기지국은 센싱 단말이 인지 무선 기지국의 복수의 섹터들 중 어느 섹터에 존재하는지를 고려하여, 센싱 단말에서 발생하는 간섭이 최소화되도록 업링크 통신 단말을 결정한다(S1110). 예를 들어, 복수의 단말들 중 센싱 단말이 속하는 섹터와 반대 방향에 존재하는 섹터에 속하는 단말이 업링크 통신 단말로 결정될 수 있다.
이 때, 업링크 통신 단말이 결정된 경우, 인지 무선 기지국은 복수의 단말들에게 어떤 단말이 업링크 통신 단말로 결정되었는지와 관련된 정보를 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 업링크 통신 단말은 업링크 통신을 수행한다(S1111). 업링크 통신 단말이 아닌 나머지 단말들은 업링크 시간 구간에서 업링크 통신을 수행하지 않으므로, 센싱 단말에서 발생하는 간섭이 최소화될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 센싱 단말은 업링크 시간 구간에서 파인 센싱을 수행한다(S1112). 즉, 센싱 단말에서 발생하는 간섭이 최소화되므로, 센싱 단말은 정밀하게 파인 센싱을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 인지 무선 기지국의 동작 방법 및 센싱 단말의 동작 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따라 업링크 통신 단말을 결정하는 인지 무선 기지국을 나타낸 블록도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 인지 무선 기지국(1200)은 그룹 설정부(1210), 업링크 통신 단말 결정부(1220) 및 정보 제공부(1230)를 포함한다.
그룹 설정부(1210)는 복수의 단말들(사용자 a, b, c, d) 중 파인 센싱(fine sensing)을 수행하는 적어도 하나의 센싱 단말을 포함하는 적어도 하나의 센싱 단말 그룹을 설정한다. 특히, 그룹 설정부(1210)는 프라이머리 사용자 및 복수의 단말들 사이의 거리를 기초로 적어도 하나의 센싱 단말 그룹을 설정할 수 있다.
또한, 업링크 통신 단말 결정부(1220)는 적어도 하나의 센싱 단말이 업링크 시간 구간에서 센싱 시간을 확보할 수 있도록 복수의 단말들 중 업링크 통신을 수행하는 적어도 하나의 업링크 통신 단말을 결정한다.
예를 들어, 사용자 b가 센싱 단말로 결정되었다고 가정한다. 이 때, 업링크 통신 단말 결정부(1220)는 사용자 a, c, d로 인하여 사용자 b에서 발생하는 간섭을 고려하여 사용자 a, c, d 중 적어도 하나의 업링크 통신 단말로 결정할 수 있다. 특히, 업링크 통신 단말 결정부(1220)는 사용자 a, c, d의 전송 파워, 사용자 a, b, c, d의 위치, 사용자 b에서 발생하는 간섭의 허용 가능 임계치 등을 고려하여 업링크 통신 단말을 결정할 수 있다.
또한, 정보 제공부(1230)는 사용자 a, c, d로 결정된 업링크 통신 단말과 관련된 정보를 제공한다. 따라서, 사용자 a, c, d는 상기 정보에 따라 업링크 시간 구간에서 업링크 통신을 수행하거나 수행하지 않을 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되 며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 프라이머리 시스템 및 세컨더리 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 시간에 따른 무선 자원 사용에 대한 프라이머리 시스템 및 세컨더리 시스템의 동작을 나타낸 도면이다.
도 3은 복수의 안테나들을 포함하는 세컨더리 기지국, 세컨더리 사용자들 및 프라이머리 사용자를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 센싱 단말 그룹의 일예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전송 신호 및 사용자들의 의해 수신되는 신호들의 일예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 복수의 서브 셋들을 포함하는 센싱 단말 그룹의 일예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 다운링크 대역 및 업링크 대역의 일예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국, 센싱 단말 및 나머지 단말을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 센싱 단말(사용자 b)에 대하여 세컨더리 단말들(사용자 a, c, d) 중 적어도 하나의 업링크 통신 단말을 결정하는 세컨더 리 기지국을 포함하는 인지 무선 시스템을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 시스템의 동작을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따라 업링크 통신 단말을 결정하는 인지 무선 기지국을 나타낸 블록도이다.

Claims (27)

  1. 복수의 안테나들;
    복수의 단말들 중 적어도 하나의 센싱 단말을 포함하는 적어도 하나의 센싱 단말 그룹을 설정하는 그룹 설정부; 및
    상기 복수의 안테나들을 통해 커버리지 내에 위치한 복수의 단말들로 전송할 전송 신호를 생성하되 상기 적어도 하나의 센싱 단말이 센싱 시간을 획득하여 프라이머리 사용자의 신호를 감지하고, 상기 단말들 중 상기 적어도 하나의 센싱 단말을 제외한 나머지 단말이 상기 전송 신호를 이용하여 데이터를 검출할 수 있도록 상기 전송 신호를 생성하는 신호 생성부
    를 포함하는 것을 특징으로 인지 무선 기지국.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 생성부는
    상기 적어도 하나의 센싱 단말에서 수신되는 신호가 널(null)이 되도록 상기 전송 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 안테나들은
    상기 적어도 하나의 센싱 단말 및 상기 적어도 하나의 나머지 단말을 위해 상기 전송 신호를 동시에 전송하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호 생성부는
    상기 적어도 하나의 센싱 단말 그룹이 복수의 서브 셋들을 포함하는 경우, 상기 복수의 서브 셋들에 속하는 상기 적어도 하나의 센싱 단말에서 수신되는 신호가 순차적으로 널이 되도록, 순차적으로 상기 전송 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 그룹 설정부는
    프라이머리 사용자의 존재를 인지하고, 상기 프라이머리 사용자의 위치를 기초로 상기 적어도 하나의 센싱 단말을 포함하는 상기 적어도 하나의 센싱 단말 그룹을 설정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 그룹 설정부는
    프라이머리 사용자 및 상기 복수의 단말들 사이의 거리를 기초로 상기 적어도 하나의 센싱 단말을 포함하는 상기 적어도 하나의 센싱 단말 그룹을 설정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센싱 단말 그룹에 속하는 상기 적어도 하나의 센싱 단말은 상기 전송 신호를 수신하는 동안, 프라이머리 사용자의 신호를 센싱하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 서브 셋들에 속하는 상기 적어도 하나의 센싱 단말은 상기 순차적으로 생성되는 전송 신호에 대응하여 프라이머리 사용자의 신호를 센싱하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머리 사용자의 사용 주파수 대역이 다운링크 대역에 포함되도록 적응적으로 상기 다운링크 대역 및 업링크 대역을 제어하는 대역 제어부
    를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 센싱 단말 그룹에 속하는 상기 적어도 하나의 센싱 단말은 상기 제어된 다운링크 대역을 이용하여 상기 전송 신호를 수신하는 동안, 상기 프라이머리 사용자의 신호를 센싱하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센싱 단말은 상기 제어된 업링크 대역을 이용하여 상기 프라이머리 사용자의 신호에 대한 센싱 결과를 보고하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 단말들 중 적어도 하나는 고속 센싱 기법에 따라 상기 프라이머리 사용자의 존재를 파악하고,
    상기 그룹 설정부는
    상기 복수의 단말들 중 적어도 하나로부터 상기 파악된 프라이머리 사용자의 존재와 관련된 정보를 제공받는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  12. 복수의 단말들 중 파인 센싱을 수행하는 적어도 하나의 센싱 단말을 포함하는 적어도 하나의 센싱 단말 그룹을 설정하는 그룹 설정부; 및
    상기 적어도 하나의 센싱 단말이 업링크 시간 구간에서 센싱 시간을 확보할 수 있도록 상기 복수의 단말들 중 업링크 통신을 수행하는 적어도 하나의 업링크 통신 단말을 결정하는 업링크 통신 단말 결정부
    를 포함하고,
    인지 무선 기지국은
    상기 복수의 단말들로 전송할 전송 신호를 생성하되 상기 적어도 하나의 센싱 단말이 상기 센싱 시간을 획득하여 프라이머리 사용자의 신호를 감지하고, 상기 단말들 중 상기 적어도 하나의 센싱 단말을 제외한 나머지 단말이 상기 전송 신호를 이용하여 데이터를 검출할 수 있도록 상기 전송 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 업링크 통신 단말 결정부는
    상기 복수의 단말들의 전송 파워, 상기 적어도 하나의 센싱 단말의 위치, 상기 복수의 단말들의 위치들 또는 상기 복수의 단말들로 인해 상기 적어도 하나의 센싱 단말에서 발생하는 간섭의 허용 가능 임계치 중 적어도 하나를 고려하여 상기 적어도 하나의 업링크 통신 단말을 결정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 업링크 통신 단말 결정부는
    상기 적어도 하나의 업링크 통신 단말로 인해 상기 적어도 하나의 센싱 단말에서 발생하는 간섭을 고려하여 상기 적어도 하나의 업링크 통신 단말을 결정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 그룹 설정부는
    프라이머리 사용자 및 상기 복수의 단말들 사이의 거리를 기초로 상기 적어도 하나의 센싱 단말 그룹을 설정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 단말들 중 적어도 하나는 고속 센싱 기법에 따라 상기 프라이머리 사용자의 존재를 파악하고,
    상기 그룹 설정부는
    상기 파악된 프라이머리 사용자의 존재와 관련된 정보를 기초로 상기 적어도 하나의 센싱 단말 그룹을 설정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 단말들로 상기 결정된 적어도 하나의 업링크 통신 단말과 관련된 정보를 제공하는 정보 제공부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 결정된 적어도 하나의 업링크 통신 단말과 관련된 정보를 이용하여 상기 복수의 단말들 중 상기 결정된 적어도 하나의 업링크 통신 단말과 다른 나머지 단말들은 상기 업링크 시간 구간에서 업링크 통신을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국.
  19. 복수의 인지 무선 단말들 중 어느 하나인 센싱 단말의 동작 방법에 있어서,
    고속 센싱 기법에 따라 프라이머리 사용자의 존재를 인지하고, 상기 프라이머리 사용자의 존재와 관련된 정보를 인지 무선 기지국으로 보고하는 단계; 및
    상기 인지 무선 기지국이 전송 신호를 전송하는 동안, 상기 프라이머리 사용자의 신호를 센싱하는 단계
    를 포함하고,
    상기 인지 무선 기지국은 복수의 안테나들을 통해 커버리지 내에 위치한 복수의 단말들로 전송할 상기 전송 신호를 생성하되 상기 적어도 하나의 센싱 단말이 센싱 시간을 획득하여 상기 프라이머리 사용자의 신호를 감지하고, 상기 단말들 중 상기 적어도 하나의 센싱 단말을 제외한 나머지 단말이 상기 전송 신호를 이용하여 데이터를 검출할 수 있도록 상기 전송 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 센싱 단말의 동작 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 인지 무선 기지국은 상기 센싱 단말에서 수신되는 신호가 널(null)이 되고, 상기 인지 무선 단말들 중 상기 센싱 단말과 다른 적어도 하나의 나머지 단말은 유효하게 데이터를 수신할 수 있도록 상기 전송 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 센싱 단말의 동작 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 프라이머리 사용자의 신호를 센싱하는 단계는
    파인 센싱 기법에 따라 상기 프라이머리 사용자의 신호를 센싱하는 단계인 것을 특징으로 하는 센싱 단말의 동작 방법.
  22. 복수의 단말들 중 적어도 하나의 센싱 단말을 포함하는 적어도 하나의 센싱 단말 그룹을 설정하는 단계;
    복수의 안테나들을 통해 커버리지 내에 위치한 복수의 단말들로 전송할 상기 전송 신호를 생성하되 상기 적어도 하나의 센싱 단말이 센싱 시간을 획득하여 프라이머리 사용자의 신호를 감지하고, 상기 단말들 중 상기 적어도 하나의 센싱 단말을 제외한 나머지 단말이 상기 전송 신호를 이용하여 데이터를 검출할 수 있도록 상기 전송 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 복수의 안테나들을 통하여 상기 복수의 단말들로 상기 전송 신호를 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국의 동작 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 전송 신호를 생성하는 단계는
    상기 적어도 하나의 센싱 단말에서 수신되는 신호가 널(null)이 되도록 전송 신호를 생성하는 단계이고,
    상기 전송 신호를 전송하는 단계는
    상기 적어도 하나의 센싱 단말 및 상기 적어도 하나의 나머지 단말을 위해 상기 전송 신호를 전송하는 단계인 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국의 동작 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센싱 단말은 상기 전송 신호를 수신하는 동안, 프라이머리 사용자의 신호를 센싱하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국의 동작 방법.
  25. 복수의 단말들 중 파인 센싱을 수행하는 적어도 하나의 센싱 단말을 포함하는 적어도 하나의 센싱 단말 그룹을 설정하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 센싱 단말이 업링크 시간 구간에서 센싱 시간을 확보할 수 있도록 상기 복수의 단말들 중 업링크 통신을 수행하는 적어도 하나의 업링크 통신 단말을 결정하는 단계
    를 포함하고,
    인지 무선 기지국은 복수의 안테나들을 통해 커버리지 내에 위치한 상기 복수의 단말들로 전송할 전송 신호를 생성하되 상기 적어도 하나의 센싱 단말이 상기 센싱 시간을 획득하여 프라이머리 사용자의 신호를 감지하고, 상기 단말들 중 상기 적어도 하나의 센싱 단말을 제외한 나머지 단말이 상기 전송 신호를 이용하여 데이터를 검출할 수 있도록 상기 전송 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국의 동작 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 업링크 통신 단말을 결정하는 단계는
    상기 복수의 단말들의 전송 파워, 상기 적어도 하나의 센싱 단말의 위치, 상기 복수의 단말들의 위치들 또는 상기 복수의 단말들로 인해 상기 적어도 하나의 센싱 단말에서 발생하는 간섭의 허용 가능 임계치 중 적어도 하나를 고려하여 상기 적어도 하나의 업링크 통신 단말을 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 인지 무선 기지국의 동작 방법.
  27. 제19항 내지 제26항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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