KR101486385B1 - 무선 통신 시스템에서 채널 가용성 질의 및 응답을 송수신하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 채널 가용성 질의 및 응답을 송수신하는 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에 따르면 TVWS에서 동작하는 기기가 복수개의 지리적 위치에서 사용가능한 채널 정보를 보다 정확하고 효율적으로 요청/응답하는 방안이 제공될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 채널 가용성 질의 및 응답을 송수신하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSCEIVING CHANNEL AVAILABILITY QUERY AND RESPONSE IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

이하의 설명은 무선 통신 시스템에서 채널 가용성 질의 및 응답을 송수신하는 방법 및 장치에 대한 것이다.

무선랜(wireless local area network, WLAN) 기술에 대한 표준은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준으로서 개발되고 있다. IEEE 802.11a 및 b는 2.4. GHz 또는 5 GHz에서 비면허 대역(unlicensed band)을 이용하고, IEEE 802.11b는 11 Mbps의 전송 속도를 제공하고, IEEE 802.11a는 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11g는 2.4 GHz에서 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM)를 적용하여, 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n은 다중입출력 OFDM(Multiple Input Multiple Output-OFDM; MIMO-OFDM)을 적용하여, 4 개의 공간적인 스트림(spatial stream)에 대해서 300 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n에서는 채널 대역폭(channel bandwidth)을 40 MHz까지 지원하며, 이 경우에는 600 Mbps의 전송 속도를 제공한다.

현재, TV 화이트 스페이스(TV whitespace, TVWS) 대역에서 비면허 기기(unlicensed device)의 동작을 규정하기 위한 IEEE 802.11af 표준이 개발되고 있다.

TVWS는 TV 방송을 위해 할당된 VHF(Very High Frequency) 대역(54~60, 76~88, 174~216MHz)과 UHF(Ultra High Frequency) 대역(470~698MHz)을 포함하며, 해당 주파수 대역에서 동작하는 면허 기기(licensed device; TV방송 및 무선 마이크 등)의 통신을 저해하지 않는다는 조건 하에서 비면허 기기(unlicensed device)에 대해 사용이 허가된 주파수 대역을 의미한다.

512~608MHz, 614~698MHz에서는 특수한 몇 가지 경우를 제외하고 모든 비면허 기기들에게 동작이 허용되어 있으나, 54~60MHz, 76~88MHz, 174~216MHz, 470~512MHz 대역은 고정형 기기(fixed device)간의 통신에만 허용되었다. 고정형 기기란 정해진 위치에서만 전송을 수행하는 기기를 말한다. 이하의 설명에 있어서 화이트 스페이스 대역은 상술한 TVWS를 포함하나, 이에 한정될 필요는 없다.

화이트 스페이스 대역을 사용하기 원하는 비면허 기기는 면허 기기에 대한 보호 기능을 제공해야 한다. 따라서 화이트 스페이스 대역에서 전송을 시작하기 전에 반드시 면허 기기가 해당 대역을 점유하고 있는지 여부를 확인하도록 한다. 즉, 화이트 스페이스 대역에서 면허 기기가 사용 중이지 않은 경우에만 비면허 기기의 사용이 허용될 수 있다.

이를 위하여, 비면허 기기는 인터넷 혹은 전용망을 통해 지리적-위치 데이터베이스(Geo-location DataBase; GDB) (또는 TV 대역 데이터베이스)에 접속하여 해당 지역에서 사용 가능한 채널 리스트 정보를 얻어 와야 한다. GDB는 자신에게 등록된 면허 기기의 정보와 해당 면허 기기들의 지리적 위치 및 사용 시간에 따라 동적으로 변화하는 채널 사용 정보를 저장하고 관리하는 데이터 베이스이다. 또한, 화이트 스페이스를 사용하는 비면허 기기들 간의 공존(coexistence) 문제를 해결하기 위해서, 공통 비콘 프레임(common beacon frame) 등과 같은 시그널링 프로토콜 및 스펙트럼 센싱 메커니즘(spectrum sensing mechanism) 등이 이용될 수 있다.

IEEE 802.11 시스템에서 TVWS 단말은 TVWS 스펙트럼에서 IEEE 802.11 MAC(Medium Access Control) 계층 및 PHY(Physical) 계층을 이용하여 동작하는 비면허 기기를 지칭할 수 있다. 본 문서에서 별도의 설명이 없으면 스테이션(STA)은 TVWS 스펙트럼에서 동작하는 TVWS 단말을 지칭한다.

STA은 면허 사용자(TV 사용자 및 무선 마이크 등)를 포함하여 우선 접속이 허용되는 사용자인 우선적 사용자(incumbent user)를 보호하는 기능을 제공해야 한다. 즉, 우선적 사용자가 TVWS를 사용중이면 STA는 해당 채널의 사용을 중단해야 한다. 따라서 STA는 비면허 기기가 사용할 수 있는 가용 채널(즉, 면허 기기가 사용하지 않는 채널)을 알아내서 가용 채널(available channel)에서 동작하여야 한다.

STA이 가용 채널을 알아내기 위한 방법에는, 스펙트럼 센싱 메커니즘을 수행하는 방식 및 GDB에 접속하여 TV 채널 스케줄을 알아내는 방식 등이 있다. 스펙트럼 센싱 메커니즘으로 에너지 검출(energy detection) 방식 (수신 신호의 강도가 일정 값 이상이면 우선적 사용자가 사용 중인 것으로 판단하는 방식), 특징부 검출(feature detection) 방식 (디지털 TV 프리엠블(Preamble) 이 검출 되면 우선적 사용자가 사용 중인 것으로 판단하는 방식) 등이 활용될 수 있다. 다음으로, STA는 GDB 에 접속하여 자신의 위치 정보에 기반한 GDB 정보를 획득하여 해당 위치에서 면허 기기의 채널 사용 여부를 알아야 하고, GDB로의 접속 및 정보 획득은 면허 기기를 보호하기에 충분한 빈도로 수행되어야 한다.

스펙트럼 센싱 방식 또는 GDB를 통하여, 현재 사용 중인 채널과 바로 인접해 있는 채널에서 우선적 사용자가 사용 중인 것으로 판단되면, 단말(또는 STA)과 기지국(또는 Access Point(AP))는 전송 전력을 낮추는 방식으로 우선적 사용자를 보호할 수 있다.

상술한 바와 같이 화이트 스페이스 대역에서 STA이 동작하기 위해서는 해당 화이트 스페이스 대역 내 가용 채널 정보를 획득하는 것이 필요하다. 만약, GDB에 대한 액세스 능력을 갖추고 있지 않은 STA(또는 종속(dependent) STA)의 경우에는, GDB에 대한 액세스 능력을 갖춘 STA(또는 인에이블링(enabling) STA)로부터 가용 채널에 대한 정보를 획득할 수 있으며, 이러한 가용 채널 정보 획득 과정을 채널 가용성 질의(Channel Availability Query; CAQ) 과정이라고 한다. CAQ 과정은 가용 채널 리스트를 요청하는 CAQ 요청 및 가용 채널 리스트를 제공하는 CAQ 응답 과정으로 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는 요청이 없이도(unsolicited) CAQ 응답이 제공될 수도 있다.

본 발명에서는 TVWS에서 동작하려는 기기들이 TV 대역 데이터베이스(또는 인에이블링 STA)로부터 가용 채널 리스트를 CAQ 요청/응답 절차를 통해 획득하는 경우에, 복수개의 지리적 위치에서 사용가능한 채널에 대한 정보를 요청/응답하는 방안을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 또한, 복수개의 지리적 위치에 대한 보다 정확한 가용 채널 정보를 효율적으로 요청/응답하는 방안을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 요청자 스테이션(STA)이 가용 채널 정보를 수신하는 방법은, 상기 요청자 STA의 위치 정보를 포함하는 채널 가용성 질의(CAQ) 요청 메시지를 응답자 STA에게 전송하는 단계; 및 가용 채널 리스트를 포함하는 CAQ 응답 메시지를 상기 응답자 STA로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 응답자 스테이션(STA)이 가용 채널 정보를 전송하는 방법은, 요청자 STA의 위치 정보를 포함하는 채널 가용성 질의(CAQ) 요청 메시지를 상기 요청자 STA로부터 수신하는 단계; 및 상기 CAQ 요청 메시지에 포함된 정보를 이용하여 가용 채널 리스트를 포함하는 CAQ 응답 메시지를 생성하여 상기 요청자 STA에게 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 가용 채널 정보를 수신하는 요청자 스테이션(STA)은, 상기 요청자 STA의 위치 정보를 포함하는 채널 가용성 질의(CAQ) 요청 메시지를 생성하도록 구성되는 프로세서; 및 상기 생성된 CAQ 요청 메시지를 응답자 STA에게 전송하고, 가용 채널 리스트를 포함하는 CAQ 응답 메시지를 상기 응답자 STA로부터 수신하도록 구성되는 송수신기를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 가용 채널 정보를 전송하는 응답자 스테이션(STA)은, 요청자 STA의 위치 정보를 포함하는 채널 가용성 질의(CAQ) 요청 메시지를 상기 요청자 STA로부터 수신하도록 구성되는 송수신기; 및 상기 CAQ 요청 메시지에 포함된 정보를 이용하여 가용 채널 리스트를 포함하는 CAQ 응답 메시지를 생성하고, 상기 생성된 CAQ 응답 메시지를 상기 송수신기를 통하여 상기 요청자 STA에게 전송하도록 구성되는 프로세서를 포함할 수 있다.

상기 본 발명에 따른 실시예들에 있어서 이하의 사항이 공통으로 적용될 수 있다.

상기 CAQ 요청 메시지는 상기 요청자 STA의 전송 전력 레벨에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.

상기 가용 채널 리스트는 상기 요청자 STA의 위치 정보 또는 상기 전송 전력 레벨에 대한 정보 중 하나 이상에 기초하여 결정될 수 있다.

상기 CAQ 응답 메시지는 상기 가용 채널 리스트에 속한 채널에서의 허용 전송 전력 정보를 더 포함할 수 있다.

상기 CAQ 요청 메시지는 상기 요청자 STA의 서비스 커버리지에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.

상기 위치 정보는 상기 요청자 STA의 위치에 대한 레졸루션(resolution) 정보 또는 반경(radius) 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 레졸루션 정보 또는 상기 반경 정보는 상기 요청자 STA의 서비스 커버리지를 포함하는 값을 가질 수 있다.

상기 위치 정보는 상기 요청자 STA의 복수개의 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기 CAQ 요청 메시지는 상기 요청자 STA의 FCC(Federal Communications Commission) 식별자 정보, 제조사 일련 번호 정보, 기기 타입 정보 또는 스펙트럼 마스크 타입 정보 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 가용 채널 리스트는 WSM(White Space Map)의 방식 또는 WLAN(Wireless Local Area Network) 채널 번호의 방식으로 제공될 수 있다.

상기 CAQ 응답 메시지는 상기 요청자 STA의 기기 타입 정보 또는 스펙트럼 마스크 타입 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 CAQ 요청 메시지 및 상기 CAQ 응답 메시지는 RLQP(Registered Location Query Protocol)를 이용할 수 있다.

본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.

본 발명에 따르면 TVWS에서 동작하는 기기가 복수개의 지리적 위치에서 사용가능한 채널을 보다 정확하고 효율적으로 정보를 요청/응답하는 방안이 제공될 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2 는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 또 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 4 는 WLAN 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 5 는 DSE(Dynamic STA Enablement) 등록 위치 요소 포맷을 나타내는 도면이다.
도 6 은 DSE 등록 위치 요소 바디 필드의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7 은 DSE 인에이블먼트 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 8 은 광고 프로토콜 정보 요소 포맷을 나타내는 도면이다.
도 9 는 광고 프로토콜 튜플의 구성을 나타내는 도면이다.
도 10 은 DSE 인에이블먼트 요소 포맷을 나타낸다.
도 11 은 본 발명의 일례에 따른 CAQ 요청 요소를 나타낸다.
도 12 는 본 발명의 일례에 따른 CAQ 응답 요소를 나타낸다.
도 13 은 본 발명의 일례에 따른 CAQ 요청 프레임을 나타낸다.
도 14 는 본 발명의 일례에 따른 CAQ 응답 프레임을 나타낸다.
도 15 는 스펙트럼 마스크의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 16 은 본 발명의 일례에 따른 LCI 필드의 구조를 나타내는 도면이다.
도 17 은 본 발명의 일례에 따른 복수개의 위치에 대한 정보를 포함하는 LCI 필드의 예시를 나타내는 도면이다.
도 18 은 본 발명의 다른 LCI 필드의 구조를 나타내는 도면이다.
도 19 는 본 발명의 또 다른 LCI 필드의 구조를 나타내는 도면이다.
도 20 은 본 발명의 다른 일례에 따른 CAQ 응답 요소를 나타낸다.
도 21 은 본 발명의 다른 일례에 따른 CAQ 응답 프레임을 나타낸다.
도 22 는 본 발명의 일 실시예에 따른 CAQ 요청/응답 송수신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 23 은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 IEEE 802.11 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.

IEEE 802.11 구조는 복수개의 구성요소들로 구성될 수 있고, 이들의 상호작용에 의해 상위계층에 대해 트랜스패런트한 STA 이동성을 지원하는 WLAN이 제공될 수 있다. 기본 서비스 세트(Basic Service Set; BSS)는 IEEE 802.11 LAN에서의 기본적인 구성 블록에 해당할 수 있다. 도 1 에서는 2 개의 BSS(BSS1 및 BSS2)가 존재하고 각각의 BSS의 멤버로서 2 개의 STA이 포함되는 것(STA1 및 STA2 는 BSS1에 포함되고, STA3 및 STA4는 BSS2에 포함됨)을 예시적으로 도시한다. 도 1 에서 BSS를 나타내는 타원은 해당 BSS에 포함된 STA들이 통신을 유지하는 커버리지 영역을 나타내는 것으로도 이해될 수 있다. 이 영역을 BSA(Basic Service Area)라고 칭할 수 있다. STA가 BSA 밖으로 이동하게 되면 해당 BSA 내의 다른 STA들과 직접적으로 통신할 수 없게 된다.

IEEE 802.11 LAN에서 가장 기본적인 타입의 BSS는 독립적인 BSS(Independent BSS; IBSS)이다. 예를 들어, IBSS는 2 개의 STA만으로 구성된 최소의 형태를 가질 수 있다. 또한, 가장 단순한 형태이고 다른 구성요소들이 생략되어 있는 도 1 의 BSS(BSS1 또는 BSS2)가 IBSS의 대표적인 예시에 해당할 수 있다. 이러한 구성은 STA들이 직접 통신할 수 있는 경우에 가능하다. 또한, 이러한 형태의 LAN은 미리 계획되어서 구성되는 것이 아니라 LAN이 필요한 경우에 구성될 수 있으며, 이를 애드-혹(ad-hoc) 네트워크라고 칭할 수도 있다.

STA의 켜지거나 꺼짐, STA가 BSS 영역에 들어오거나 나감 등에 의해서, BSS에서의 STA의 멤버십이 동적으로 변경될 수 있다. BSS의 멤버가 되기 위해서는, STA는 동기화 과정을 이용하여 BSS에 조인할 수 있다. BSS 기반구조의 모든 서비스에 액세스하기 위해서는, STA는 BSS에 연관(associated)되어야 한다. 이러한 연관(association)은 동적으로 설정될 수 있고, 분배시스템서비스(Distribution System Service; DSS)의 이용을 포함할 수 있다.

도 2 는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 2 에서는 도 1 의 구조에서 분배시스템(Distribution System; DS), 분배시스템매체(Distribution System Medium; DMS), 액세스 포인트(Access Point; AP) 등의 구성요소가 추가된 형태이다.

LAN에서 직접적인 스테이션-대-스테이션의 거리는 PHY 성능에 의해서 제한될 수 있다. 어떠한 경우에는 이러한 거리의 한계가 충분할 수도 있지만, 경우에 따라서는 보다 먼 거리의 스테이션 간의 통신이 필요할 수도 있다. 확장된 커버리지를 지원하기 위해서 분배시스템(DS)이 구성될 수 있다.

DS는 BSS들이 상호연결되는 구조를 의미한다. 구체적으로, 도 1 과 같이 BSS가 독립적으로 존재하는 대신에, 복수개의 BSS들로 구성된 네트워크의 확장된 형태의 구성요소로서 BSS가 존재할 수도 있다.

DS는 논리적인 개념이며 분배시스템매체(DSM)의 특성에 의해서 특정될 수 있다. 이와 관련하여, IEEE 802.11 표준에서는 무선 매체(Wireless Medium; WM)와 분배시스템매체(DSM)을 논리적으로 구분하고 있다. 각각의 논리적 매체는 상이한 목적을 위해서 사용되며, 상이한 구성요소에 의해서 사용된다. IEEE 802.11 표준의 정의에서는 이러한 매체들이 동일한 것으로 제한하지도 않고 상이한 것으로 제한하지도 않는다. 이와 같이 복수개의 매체들이 논리적으로 상이하다는 점에서, IEEE 802.11 LAN 구조(DS 구조 또는 다른 네트워크 구조)의 유연성이 설명될 수 있다. 즉, IEEE 802.11 LAN 구조는 다양하게 구현될 수 있으며, 각각의 구현예의 물리적인 특성에 의해서 독립적으로 해당 LAN 구조가 특정될 수 있다.

DS는 복수개의 BSS들의 끊김 없는(seamless) 통합을 제공하고 목적지로의 어드레스를 다루는 데에 필요한 논리적 서비스들을 제공함으로써 이동 기기를 지원할 수 있다.

AP 는, 연관된 STA들에 대해서 WM을 통해서 DS 로의 액세스를 가능하게 하고 STA 기능성을 가지는 개체를 의미한다. AP를 통해서 BSS 및 DS 간의 데이터 이동이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 2 에서 도시하는 STA2 및 STA3 은 STA의 기능성을 가지면서, 연관된 STA들(STA1 및 STA4)가 DS로 액세스하도록 하는 기능을 제공한다. 또한, 모든 AP는 기본적으로 STA에 해당하므로, 모든 AP는 어드레스 가능한 개체이다. WM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스와 DSM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스는 반드시 동일할 필요는 없다.

AP에 연관된 STA들 중의 하나로부터 그 AP의 STA 어드레스로 전송되는 데이터는, 항상 비제어 포트(uncontrolled port)에서 수신되고 IEEE 802.1X 포트 액세스 개체에 의해서 처리될 수 있다. 또한, 제어 포트(controlled port)가 인증되면 전송 데이터(또는 프레임)는 DS로 전달될 수 있다.

도 3 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 또 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 3 에서는 도 2 의 구조에 추가적으로 넓은 커버리지를 제공하기 위한 확장된 서비스 세트(Extended Service Set; ESS)를 개념적으로 나타낸다.

임의의(arbitrary) 크기 및 복잡도를 가지는 무선 네트워크가 DS 및 BSS들로 구성될 수 있다. IEEE 802.11 시스템에서는 이러한 방식의 네트워크를 ESS 네트워크라고 칭한다. ESS는 하나의 DS에 연결된 BSS들의 집합에 해당할 수 있다. 그러나, ESS는 DS를 포함하지는 않는다. ESS 네트워크는 LLC(Logical Link Control) 계층에서 IBSS 네트워크로 보이는 점이 특징이다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있고, 이동 STA들은 LLC에 트랜스패런트하게 하나의 BSS에서 다른 BSS로 (동일한 ESS 내에서) 이동할 수 있다.

IEEE 802.11 에서는 도 3 에서의 BSS들의 상대적인 물리적 위치에 대해서 아무것도 가정하지 않으며, 다음과 같은 형태가 모두 가능하다. BSS들은 부분적으로 중첩될 수 있고, 이는 연속적인 커버리지를 제공하기 위해서 일반적으로 이용되는 형태이다. 또한, BSS들은 물리적으로 연결되어 있지 않을 수 있고, 논리적으로는 BSS들 간의 거리에 제한은 없다. 또한, BSS들은 물리적으로 동일한 위치에 위치할 수 있고, 이는 리던던시를 제공하기 위해서 이용될 수 있다. 또한, 하나 (또는 하나 이상의) IBSS 또는 ESS 네트워크들이 하나 (또는 하나 이상의) ESS 네트워크로서 동일한 공간에 물리적으로 존재할 수 있다. 이는 ESS 네트워크가 존재하는 위치에 애드-혹 네트워크가 동작하는 경우나, 상이한 기관(organizations)에 의해서 물리적으로 중첩되는 IEEE 802.11 네트워크들이 구성되는 경우나, 동일한 위치에서 2 이상의 상이한 액세스 및 보안 정책이 필요한 경우 등에서의 ESS 네트워크 형태에 해당할 수 있다.

도 4 는 WLAN 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 4 에서는 DS를 포함하는 기반 구조 BSS 의 일례가 도시된다.

도 4 의 예시에서 BSS1 및 BSS2가 ESS를 구성한다. WLAN 시스템에서 STA는 IEEE 802.11 의 MAC/PHY 규정에 따라 동작하는 기기이다. STA는 AP STA 및 비-AP(non-AP) STA을 포함한다. Non-AP STA는 랩탑 컴퓨터, 이동 전화와 같이 일반적으로 사용자가 직접 다루는 기기에 해당한다. 도 4 의 예시에서 STA1, STA3, STA4 는 non-AP STA에 해당하고, STA2 및 STA5 는 AP STA 에 해당한다.

이하의 설명에서 non-AP STA는 단말(terminal), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit; WTRU), 사용자 장치(User Equipment; UE), 이동국(Mobile Station; MS), 이동단말(Mobile Terminal), 이동 가입자국(Mobile Subscriber Station; MSS) 등으로 칭할 수도 있다. 또한, AP는 다른 무선 통신 분야에서의 기지국(Base Station; BS), 노드-B(Node-B), 발전된 노드-B(evolved Node-B; eNB), 기저 송수신 시스템(Base Transceiver System; BTS), 펨토 기지국(Femto BS) 등에 대응하는 개념이다.

TV 화이트 스페이스에서 STA 의 가용 채널 리스트

TV 화이트 스페이스(TVWS)에서 우선적 사용자(incumbent user)가 아닌 STA이 동작하기 위해서, 해당 STA는 우선적 사용자를 보호하기 위하여 특정 위치에서 우선적 사용자에게 간섭을 미치지 않는 채널, 즉, 가용 채널 리스트를 획득하여야 하고 이에 따라 동작할 수 있다.

우선, TVWS에서 인에이블링 과정(enabling procedure)에 대하여 설명한다. 인에이블링이란 어떤 STA이 해당 네트워크 내에서 신호를 전송할 수 있도록 허가해주는 것을 의미한다. TVWS와 같은 면허가 필요한 대역에서 비면허 기기가 동작하는 경우에, 비면허 기기는 2 가지 타입으로 분류될 수 있다. 하나는 인에이블링(enabling) STA이고 다른 하나는 종속(dependent) STA이다.

인에이블링 STA은 다른 종속 STA을 인에이블링할 수 있는 STA으로서, 인에이블링 신호를 수신하지 않더라도 스스로 신호를 전송할 수 있으며, 네트워크를 개시할 수 있다. 반면, 종속 STA은 인에이블링 STA으로부터 인에이블링 신호를 수신해야만 신호 전송을 할 수 있으며, 인에이블링 STA의 제어에 의하여 동작할 수 있다. 인에이블먼트 과정의 대표적인 예시로서 DSE(Dynamic STA Enablement) 등록 위치 요소(Registered Location element)를 이용하는 방식과 및 RLQP(Registered Location Query Protocol)을 이용하는 방식에 대하여 이하에서 설명한다.

먼저, DSE 등록 위치 요소를 이용하는 방식에 대하여 설명한다. IEEE 802.11y 표준은 3.5GHz 대역에서 비면허 기기의 동작을 다루고, DSE(Dynamic STA Enablement) 과정에 대하여 설명한다. 이에 따르면, 인에이블링 STA은 종속 STA의 인에이블링을 위해서 DSE 등록 위치 요소를 전송할 수 있다.

도 5 는 DSE 등록 위치 요소 포맷을 나타내는 도면이다. 도 5 의 예시에서와 같이 DSE 등록 위치 요소 포맷은 1 옥텟(octet) 크기의 요소 ID 필드, 1 옥텟 크기의 길이 필드, 20 옥텟 크기의 DSE 등록 위치 요소 바디 필드를 포함할 수 있다. 도 6 은 DSE 등록 위치 요소 바디 필드의 구성을 나타내는 도면이다. 도 6 의 예시에서와 같이 DSE 등록 위치 요소 바디 필드는 위도(latitude), 경도(longitude), 고도(altitude)에 대한 정보들과 함께 데이터, 등록위치(Registered Location; RegLoc) DSE 비트 등을 포함할 수 있다. DSE 등록 위치 요소와 관련된 상세한 내용은 IEEE 802.11y 표준문서를 참조할 수 있다.

인에이블링 STA는 종속 STA에게 DSE 등록 위치 요소를 전송할 때에 RegLoc DSE 비트를 1 로 설정할 수 있다. DSE 등록 위치 요소는 비콘 프레임 또는 프로브 응답 프레임에서 전송될 수 있다. 비콘 또는 프레임 응답 프레임을 통하여 DSE 등록 위치 요소를 수신 및 디코딩한 종속 STA는 DSE 등록 위치 요소에서 지시하는 채널에 대해서 인에이블먼트 요청 프레임을 전송할 수 있다. 이에 응답하여 종속 STA이 인에이블먼트 응답 프레임을 수신함으로써 해당 종속 STA의 인에이블링 과정이 완료될 수 있다. 도 7 은 DSE 인에이블먼트 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. DSE 인에이블먼트 요청 프레임 및 응답 프레임은 도 7 의 프레임 구조를 이용하여 송수신될 수 있다.

한편, 인에이블먼트의 다른 방식으로서 RLQP(Registered Location Query Protocol)를 활용할 수도 있다. IEEE 802.11u 표준에서 정의하는 GAS(Generic Advertisement Service) 프로토콜을 사용하여 DSE 인에이블먼트를 수행할 수 있다.

GAS 프로토콜을 지원하는 STA은 상호연동 요소(interworking element)를 비콘 프레임 또는 프로브 응답 프레임에 포함시켜 전송할 수 있다. 또한, GAS 지원 STA은 광고 프로토콜 요소(Advertisement Protocol element)를 전송할 수 있으며, 여기에는 그 STA이 지원하는 광고 프로토콜 ID 에 대한 정보가 포함될 수 있다.

도 8은 광고 프로토콜 정보 요소 포맷을 나타내는 도면이다. 이러한 광고 프로토콜 정보 요소는 비콘 프레임 또는 프로브 응답 프레임을 통하여 전송될 수 있다. 광고 프로토콜 정보 요소 포맷에는 요소 ID 필드, 길이 필드, 복수개의 광고 프로토콜 튜플(tuple)을 포함할 수 있다. 도 9 는 광고 프로토콜 튜플의 구성을 나타내는 도면이다. 하나의 광고 프로토콜 튜플은 질의 응답 길이 제한(Query Response Length Limit) 필드, PAME-BI(Pre-Association Message Exchange BSSID Independent) 필드 및 광고 프로토콜 ID 로 구성될 수 있다. 질의 응답 길이 제한 필드는 질의 응답의 최대 길이를 나타낸다. PAME-BI는 광고 서버가 질의 응답을 리턴할 것인지 여부를 나타낸다. 광고 프로토콜 ID 는 STA이 지원하는 광고 프로토콜이 무엇인지 나타낸다. 아래의 표 1 은 광고 프로토콜 ID 값을 예시적으로 나타낸 것이다.

상기 표 1 에서 나타내는 바와 같이, 광고 프로토콜의 ID 값에 따라 다양한 내용이 전달될 수 있다. 예를 들어, 광고 프로토콜 ID가 4 인 경우는 RLQP를 AP에서 지원하는 것을 의미한다.

이와 같이 RLQP를 지칭하는 광고 프로토콜 튜플을 비콘 프레임 또는 프로브 응답 프레임에 포함시켜 전송하는 경우, 해당 비콘 또는 프로브 응답 프레임은 TVWS에서의 인에이블링 신호로서 사용될 수 있다. 여기서 인에이블링 신호란, 인에이블먼트가 가능함을 알려주는 신호의 의미를 가진다. 따라서, 이러한 인에이블링 신호를 수신한 STA들은, GAS 프로토콜을 사용하여 DSE 인에이블먼트 요소를 전송할 수 있다. GAS 프로토콜과 관련된 상세한 내용은 IEEE 802.11y 표준문서를 참조할 수 있다.

도 10 은 DSE 인에이블먼트 요소 포맷을 나타낸다.

도 10 의 Info ID 필드는 다음의 표 2 와 같은 정보를 포함할 수 있다. 표 2 는 RLQP 정보 ID 정의 목록을 나타낸다.

예를 들어, Info ID 필드가 1 인 경우에 DSE 인에이블먼트에 대한 요소 포맷임을 나타낼 수 있다.

도 10 과 같은 프레임 구조를 사용하여 STA 은 AP로 DSE 인에이블먼트 요청 프레임을 RLQP를 통해 전송할 수 있다. 해당 RLQP 정보는 GAS 이니셜 요청 프레임(Initial Request frame)을 사용해서 전송될 수 있다. DSE 인에이블먼트 요청 프레임을 수신한 AP는 해당 STA에게 DSE 인에이블먼트를 그랜트할 수 있다.

STA에게 DSE 인에이블먼트를 그랜트하는 경우에도 도 10과 같은 프레임 구조를 사용할 수 있다. 이 때, 각 STA 에게 고유의 ID 을 할당하며, 해당 ID 는 인에이블먼트 식별자에 해당되고, 도 10 의 Enablement Identifier 필드를 통하여 전송된다. 또한, AP는 STA 에게 가용 TV 채널 리스트를 도 10 의 white space map element body 필드를 통하여 전송할 수 있다.

한편, 표 3 은 DSE 인에이블먼트의 타입을 구분해줄 수 있는 Reason Result Code 값들을 나타낸다.

상기 표 3 에서 나타내는 바와 같이, 종속 STA이 종속 AP STA으로 동작하기를 원하는 경우, Reason Result Code의 값을 8 로 설정하여 DSE 인에이블먼트 요청 프레임을 인에이블링 STA에게 전송할 수 있다. 또는, 종속 STA 이 종속 비-AP(non-AP) STA으로 동작하기를 원하는 경우, Reason Result Code 값을 9 로 설정하여 DSE 인에이블먼트 요청 프레임을 인에이블링 STA에게 전송할 수 있다. 또는, 종속 STA이 동작하기를 원하는 타입이 없는 경우에는, Reason Result Code 값을 2 로 설정하여 DSE 인에이블먼트 요청 프레임을 인에이블링 STA에게 전송할 수 있다.

STA의 가용 TV 채널 리스트는 해당 STA 의 위치(location) 정보를 바탕으로 계산된다. STA의 위치 정보는 관리자(administrator)에 의해 등록 위치 서브(registered location server)에 저장되거나, 채널 가용성 질의(CAQ) 요청/응답 프레임을 이용하여 결정될 수 있다.

AP 는 DSE 인에이블먼트 요청 프레임에 대한 응답으로 DSE 인에이블먼트 응답 프레임을 해당 STA에게 전송할 수 있다. DSE 인에이블먼트 응답 프레임에는, 도 10 에서 나타내는 바와 같이 Enablement Identifier 필드, White Space Map element body 필드 등이 포함된다.

만약 STA의 위치가 등록 위치 서버에 등록되어 있지 않은 경우에는, DSE 인에이블먼트 응답 프레임의 Reason Result Code 값은 11로 설정될 수 있다. 이 경우, 해당 STA은 종속 AP STA으로 동작하지 못하고, White Space Map 역시 DSE 인에이블먼트 응답 프레임에 포함되지 않는다.

또는, STA의 위치가 등록 위치 서버에 등록되어 있는 경우에는, DSE 인에이블먼트 응답 프레임의 Reason Result Code 값은 10으로 설정될 수 있다. 이 경우, 해당 STA은 종속 AP STA으로 동작할 수 있으며, 위치에 기반한 White Space Map이 DSE 인에이블먼트 응답 프레임에 포함될 수 있다.

WSM(White Space Map)은 TVWS 대역의 각 TV 채널이 우선적(primary) 채널에 의해 점유되는지 여부를 STA에게 알려주기 위해 MAP의 형태로 만든 것을 의미하며, 스펙트럼 센싱 또는 DB 액세스를 통해서 그 정보가 획득될 수 있다. WSM이 종속 STA까지 전송됨으로써 STA의 AP 스캐닝 오버헤드를 줄일 수 있다. 예를 들어, TV 대역에서는 각 채널의 대역폭이 6MHz 이지만, 2.4 GHz 나 5 GHz 대역에서는 각 채널의 대역폭이 20 MHz 이므로, TV 대역에서의 스캐닝해야 하는 채널의 개수가 2.4 GHz 나 5 GHz 대역에 비하여 많기 때문에, TVWS 대역에서의 STA의 스캐닝 부담을 경감하기 위하여 WSM이 이용될 수 있다.

요컨대, 인에이블링 STA 은 TV 신호가 채널을 점유하는지 여부 및 비면허 기기가 TV 대역에서 채널을 사용할 수 있는지 여부를 종속 STA에게 전송해 줄 수 있는데, 이러한 정보는 WSM 을 이용하여 전달될 수 있다. WSM은 비콘 프레임, 프로브 응답 프레임 또는 WSM 어나운스먼트(announcement) 프레임 등의 관리 작용 프레임이나 요청에 응답하는 응답 프레임을 통하여 종속 STA에게 전송될 수 있고, 인에이블먼트 과정 중에 또는 인에이블먼트가 성공적으로 수행된 이후에 종속 STA에게 전송될 수 있다. WSM 포맷의 형태에는 제한이 없지만, 사용가능한 채널의 번호(channel number)을 시그널링되어야 한다. 여기서, 사용가능한 채널의 번호는 TV 채널 번호 또는 WLAN 채널 번호일 수도 있지만, 바람직하게는 TV 채널 번호가 시그널링될 수 있다. 또한, WSM을 통해서 각 채널 별로 허용되는 최대 전력 값을 지시(indication)할 수 있다. 또한, STA의 이동성 등에 의하여 TV 대역에서 사용가능한 채널은 시간과 장소에 따라 가변할 수 있기 때문에, WSM은 가변하는 길이를 가질 수 있고 가변하는 WSM의 길이를 명시할 수 있다. 또한, WSM의 업데이트 여부를 확인할 수 있도록 WSM의 버전을 명시할 수도 있다. 또한, WSM의 업데이트 방식으로는, 전체 채널 목록에 대해서 사용가능한 채널 목록을 전체로 업데이트할 수도 있고, 일부의 채널만 업데이트할 수도 있다.

TVWS에서 동작하기 위해서 모든 종속 STA은, 전술한 바와 같은 인에이블먼트 과정을 완료해야 한다. 여기서, non-AP STA으로 동작하고 있던 특정 종속 STA이 AP(또는 종속 AP)로서 동작하기 위해서 CAQ(Channel Availability Query) 과정을 수행할 수 있다. CAQ 과정을 수행하는 STA는 자신의 위치에 기반하여 TV 대역 데이터베이스에 직접 접속하여 자신의 위치를 등록하거나 또는 자신의 인에이블링 STA(즉, 해당 STA를 인에이블링해준 STA)을 통해서 TV 대역 데이터베이스에 등록하여 C CAQ 과정을 통해 가용 채널 정보를 획득할 수 있다. 이하에서는, 이러한 CAQ 과정을 통해 획득되는 가용 채널 정보의 정확도를 높이고 그러한 가용 채널 정보를 효율적으로 획득/제공할 수 있는 CAQ 과정에 대한 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.

CAQ 과정

이하에서는 본 발명에서 제안하는 CAQ 요청/응답 (Channel Availability Query Request/Response) 방안 및 그 포맷에 대하여 설명한다.

먼저, TVWS 대역에서의 동작에 대한 규칙에 따르면, TVWS에서 동작하기를 원하는 기기들은 TV 대역 데이터베이스에 접속하여 사용 가능한 채널리스트를 획득할 수 있다. 채널 리스트를 획득하기 위하여 기기가 데이터베이스에 제공해야 하는 정보에는 FCC 식별자 (Federal Communications Commission Identifier), 기기 제조사(Manufacturer)가 할당한 일련번호(serial number), 기기 타입(device type), 기기의 지리적-위치(Geo-location), 전송 전력에 대한 정보 등이 포함될 수 있다. 여기서, 지리적 위치는 소정의 값의 레졸루션(resolution) (오차의 범위, 또는 측정/계산의 단위)을 가질 수 있다. 예를 들어, 지리적-위치 정보는 ±50m 의 레졸루션을 가질 수 있다.

본 발명에서는 STA(예를 들어, AP로서의 동작을 원하는 STA 또는 TVWS 내에서 WSM을 획득하여 동작하기를 원하는 STA 등)이 자신의 위치 정보 등을 포함하는 CAQ 요청 메시지를 데이터 베이스(또는 인에이블링 STA)에게 전송하고, 데이터베이스(또는 인에이블링 STA)이 CAQ 요청을 보낸 STA의 위치 정보 등에 기반한 가용 채널 정보를 CAQ 응답 메시지를 통하여 해당 STA에게 제공하는 구체적인 방안에 대하여 제안한다.

이러한 CAQ 요청/응답 메시지는 전술한 바와 같은 RLQP를 통하여 송수신될 수도 있다. 아래의 표 4 는 RLQP 정보 요소에 CAQ 요청, 응답에 대한 Info ID를 새롭게 정의하는 예시를 나타낸다.

상기 표 10 에서 나타내는 바와 같이 CAQ 요청은 Info ID 2에 해당하고, CAQ 응답은 Info ID 3 에 해당할 수 있다.

도 11 은 본 발명의 일례에 따른 CAQ 요청 요소를 나타낸다. 도 12 는 본 발명의 일례에 따른 CAQ 응답 요소를 나타낸다. 도 11 및 도 12 는 RLQP에서 CAQ 요청 및 응답이 정의되는 경우에 대한 예시를 나타낸다.

도 11 에서 나타내는 바와 같이, CAQ 요청 요소에는 기존의 Info ID 필드, Length 필드, 요청자 STA 주소(Requester STA Address) 필드, 응답자 STA 주소(Responder STA Address) 필드 및 Enablement 필드(도 10 참조)에 추가적으로, 본 발명에서 제안하는 새로운 필드들이 포함될 수 있다. 구체적으로, FCC Identifier 필드, Serial Number 필드, 위치 설정 정보(Location Configuration Information; LCI) 필드, Device Type 필드, 스펙트럼 마스크 타입(Spectrum Mask Type) 필드, 전송 전력 레벨(Transmission Power Level) 필드 및 서비스 커버리지(Service Coverage) 필드 중 하나 이상이 포함될 수 있다. 도 12 에서 나타내는 바와 같이, CAQ 응답 요소에는 기존의 Info ID 필드, Length 필드, Requester STA Address 필드, Responder STA Address 필드, Enablement 필드(도 10 참조)에 추가적으로, 본 발명에서 제안하는 Device Type 필드, WSM 필드, Spectrum Mask Type 필드 중 하나 이상의 포함될 수 있다. 각각의 필드의 구체적인 내용에 대해서는 후술하여 자세하게 설명한다.

도 13 은 본 발명의 일례에 따른 CAQ 요청 프레임을 나타낸다. 도 14 는 본 발명의 일례에 따른 CAQ 응답 프레임을 나타낸다. 도 13 및 도 14 는 퍼블릭 액션 프레임(Public Action Frame)의 형태로 CAQ 요청 및 응답의 정의되는 경우에 대한 예시를 나타낸다.

도 13 에서 나타내는 바와 같이, CAQ 요청 프레임에는 기존의 Category 필드, Action 필드, Requester STA Address 필드, Responder STA Address 필드, Enablement Identifier 필드(도 7 참조)에 추가적으로, 본 발명에서 제안하는 FCC Identifier 필드, Serial Number 필드, LCI 필드, Device Type 필드, Spectrum Mask Type 필드, Transmission Power Level 필드 및 Service Coverage 필드 중 하나 이상이 포함될 수 있다. 도 14 에서 나타내는 바와 같이, CAQ 응답에는 기존의 Category 필드, Action 필드, Requester STA Address 필드, Responder STA Address 필드, Reason Result Code 필드, Enablement Identifier 필드(도 7 참조)에 추가적으로, 본 발명에서 제안하는 Device Type 필드, WSM 필드, Spectrum Mask Type 필드 중 하나 이상의 포함될 수 있다. 각각의 필드의 구체적인 내용에 대해서는 후술하여 자세하게 설명한다.

도 11 및 도 12 에서 예시하는 RLQP를 이용한 CAQ 요청/응답 요소의 형태, 또는 도 13 및 도 14 에서 예시하는 퍼블릭 액션 프레임 형태의 CAQ 요청/응답 프레임은 단지 예시적인 것일 뿐, 본 발명에서 제안하는 본 발명에서 제안하는 CAQ 요청/응답 메시지의 형태는 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 제안하는 내용은 CAQ 요청/응답에 포함되는 새로운 정보들에 대한 것이며, CAQ 요청/응답의 형태는 전술한 예시들에 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 범위는 다양한 형태의 CAQ 요청/응답을 통해서 이하에서 설명하는 CAQ 관련 정보들의 하나 이상이 송수신되는 것을 포함한다. 이하에서는 본 발명에서 제안하는 CAQ 요청/응답에 포함되는 각각의 정보(또는 필드)들의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.

Requester STA Address는 CAQ를 요청하는 STA의 주소(또는 MAC 주소)이다. Responder STA Address는 CAQ를 대행하는 STA(즉, CAQ 요청 STA를 대신하여 가용 채널 정보를 획득하고 이를 CAQ 요청 STA에게 전달하여 주는 STA)의 주소, 또는 CAQ 요청의 최종 목적지가 되는 STA의 주소이다. 다시 말하자면, Requester STA Address는 해당 CAQ를 요청하는 STA의 주소이고, Responder STA Address는 CAQ에 대한 응답(가용채널리스트, 즉, WSM을 포함하는 응답)을 리턴하는 STA의 주소라고 할 수도 있다. 여기서, WSM을 리턴하는 STA는 TVWS 대역 데이터베이스에 액세스할 수 있는 능력, 지리적-위치결정(Geo-location) 능력(즉, 자신의 위치를 파악할 수 있는 능력)을 가지는 것이 요구되며, 경우에 따라서는 다른 STA의 위치 및 자신이 서비스할 위치의 경계(boundary)를 파악하는 능력을 가지는 것이 요구된다.

또한, Responder STA가 WSM을 리턴할 때에는, 이를 요청한 STA(즉, CAQ 요청 STA)가 FCC의 규정에 따르는 STA인지를 확인할 필요가 있다. 즉, 네트워크 안정성, 보안 등을 위해서 FCC 검증되지 않은 기기는 TVWS에서 동작하는 것을 금지하는 것이 필요하다. 이를 위하여 본 발명에서는 CAQ 요청 메시지에 CAQ를 요청하는 기기의 FCC ID를 포함시키는 것을 제안한다. FCC ID가 포함된 CAQ 요청 메시지를 수신한 STA는, CAQ 요청 STA의 FCC ID가 TV 대역 데이터베이스를 통해서 검증(verification)된 경우에만 WSM을 리턴하도록 동작할 수 있다.

CAQ 요청 기기의 검증과 관련된 이러한 동작은, 전술한 바와 같은 인에이블먼트 과정과 관련성이 있다. 즉, Responder STA Address는 인에이블러 STA의 주소일 수 있고 또는 종속 AP의 주소일 수도 있다. 또한, Enablement Identifier는 인에이블러/인에이블링 STA가 할당한 ID값이 될 수 있다. 또한, 본 발명에서는 FCC에서 기기에게 할당하는 FCC ID와 함께 제조사가 기기에 할당하는 식별자인 Serial Number를 CAQ 요청 메시지에 포함시키는 것을 제안한다. 이에 따라 CAQ 요청 STA을 보다 확실하게 식별할 수 있고 검증의 신뢰성 등이 향상될 수 있다.

다음으로, 본 발명에서는 CAQ 요청 STA들의 위치 정보를 나타내는 필드인 LCI를 CAQ 요청 메시지에 포함시키는 것을 제안한다. LCI 값은 위도(latitude), 경도(longitude), 고도(altitude)를 포함하고, 경우에 따라서는 방위각(azimuth) 정보를 추가적으로 포함할 수 있다. 이러한 LCI 정보 포맷은 도 6의 DSE Registered location element body 필드의 B0 내지 B122의 123 비트로 표현될 수 있다. 여기서, resolution은 오차범위 또는 측정/계산의 단위를 의미하고, fraction은 소수부를 의미하고, interger는 정수부를 의미한다. 이와 같이 STA의 위치 정보를 CAQ 요청 메시지에 포함시킴으로써, 해당 STA에 대한 가용 채널 정보를 결정할 때에 그 위치에서 사용 가능한 채널을 용이하게 결정할 수 있다. 나아가, 이러한 위치 정보는 후술하는 스펙트럼 마스크 타입, 전송 전력 제한 등의 결정의 기초가 되기 때문에, CAQ 요청 메시지에 포함되는 경우 해당 STA에 대한 가용 채널 정보 및 해당 STA에게 허용되는 최대 전송 전력 값 등이 보다 정확하게 결정될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 CAQ 요청 STA의 기기 타입을 나타내는 device type 필드를 CAQ 요청 메시지에 포함시키는 것을 제안한다. CAQ 요청 STA이 DB에 직접/간접적으로 접속하여 가용 채널 리스트를 획득하고자 할 때, device type 에 따라 가용 채널의 리스트가 상이하게 구성되기 때문에, device type 정보를 CAQ 요청 메시지에 포함시키는 것이 필요하다. Device type은 고정 모드 기기(fixed mode device)와 개인용/휴대용 기기(Personal/Portable device)로 구분될 수 있다. 또한, 개인용/휴대용 기기는 다시 2 종류의 타입으로 구분될 수 있는데, 하나는 직/간접적으로 DB에 접속가능하고 지리적-위치 결정 능력을 가지고 네트워크를 개시(initiation)할 수 있는 모드 II 기기(mode II device)이고, 다른 하나는 주로 클라이언트로 동작하는 모드 I 기기(mode I device)이다. 여기서, 고정 모드 기기는 최대 4W 의 전력으로 신호를 전송하는 것이 허용되는 반면, 개인용/휴대용 기기는 최대 전송 전력이 100mW로 한정되는 것이 일반적이다. 따라서, 각각의 기기 타입에 따라서 주변 채널 또는 주변 기기에 미치는 간섭의 정도가 다르기 때문에, 동일한 위치에 존재하는 기기라고 하더라도 기기 타입 별로 사용가능한 채널 리스트가 달라지게 된다. 따라서, CAQ 요청에 기기 타입 정보가 포함됨으로써 보다 정확하게 가용 채널 정보가 결정될 수 있다.

또한, 동일한 기기 타입을 가지는 기기들에 대해서 상이한 스펙트럼 마스크가 지원될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 CAQ 요청 메시지에 CAQ 요청 STA가 지원하는 스펙트럼 마스크 타입 필드를 포함시키는 것을 제안한다. 스펙트럼 마스크는 주파수 대역에 대한 전력 제한을 정의하는 것이다.

아래의 표 5 는 스펙트럼 마스크의 클래스 별로 주파수 오프셋에 따른 PSD(Power Spectral Density) 감소를 나타내고, 도 15 는 표 5 에 따른 스펙트럼 마스크의 예시들을 나타내는 도면이다.

도 15(a)의 클래스 A 의 스펙트럼 마스크는 오프셋 주파수 5MHz 에서 15MHz의 범위에서 도 15(b)의 클래스 B 의 스펙트럼 마스크에 비해 더 많은 전력 감소가 적용된다. 즉, 클래스 B 의 스펙트럼 마스크를 사용하는 경우 클래스 A 의 스펙트럼 마스크를 사용하는 경우에 비하여 주변 주파수 대역에 간섭을 덜 미치게 된다. 달리 표현하자면, 스펙트럼 마스크 클래스 B 가 클래스 A 에 비하여 더욱 엄격한 요건을 가진다고 할 수 있다.

이러한 경우, 특정 스펙트럼 마스크를 사용하는 기기는 해당 스펙트럼 마스크에서 정의하는 오프셋 주파수에 따른 PSD의 최소 감소 값을 만족해야 한다. 이에 따라, 동일한 기기 타입을 가지는 기기들이라 하더라도 서로 다른 스펙트럼 마스크 클래스를 지원하는 경우에, 주변 기기 또는 주변 주파수 대역에 미치는 간섭의 정도가 상이하기 때문에, 각각의 기기에 대한 가용 채널 리스트와 허용가능한 최대 전력 값이 상이하게 주어질 수 있다. 따라서, 가용 채널 정보를 결정할 때에 스펙트럼 마스크 타입을 고려함으로써 해당 STA에 대해서 보다 정확한 가용 채널 리스트 및 허용 전송 전력 값이 결정될 수 있다.

또한, 특정 BSS내에서 AP가 사용하는 스펙트럼 마스크와 STA들이 사용하는 스펙트럼 마스크가 상이한 경우에는 비면허 기기 동작이 인하여 면허 기기에게 간섭으로 작용할 수도 있다. 구체적으로, AP가 DB에 접속하여 가용 채널 리스트를 받아올 때에, DB는 면허 기기가 해당 시점에서 특정 채널을 사용하지 않는다는 전제하에 비면허 기기가 인접 채널에 대한 대역-외-방출(out-band-emission) 요건을 만족하는 경우에, 해당 채널을 AP에게 사용가능한 채널이라고 시그널링하여 줄 수 있다. 현재 FCC에서 규정하는 인접 채널에 대한 대역-외-방출에 관한 스펙트럼 마스크는 -55dBr이다. 예를 들어, 우선적 사용자(DTV)가 13번과 15번 채널을 사용하지만 14번 채널은 사용하지 않는 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우, DB가 14번 채널이 가용 채널이라고 AP(또는 STA)에게 시그널링해주기 위해서는 (또는 DB가 14번에서 우선적 사용자의 사용이 없다고 시그널링하는 경우 AP(또는 STA)이 14번 채널을 사용하기 위해서는), 해당 AP(또는 STA)이 14번 채널을 사용할 때의 13번과 15번 채널에 대한 대역-외-방출 요건을 반드시 만족해야 한다.

따라서, AP의 스펙트럼 마스크가 이러한 대역-외-방출 요건을 완벽하게 만족한다 하더라도, AP에 연관(association)되는 특정 STA의 스펙트럼 마스크가 AP의 스펙트럼 마스크보다 엄격하지 않아서(예를 들어, AP의 스펙트럼 마스크가 도 15(b)의 클래스 B 에 해당하는데 STA의 스펙트럼 마스크가 도 15(a)의 클래스 A에 대항하는 경우), 전술한 바와 같은 요건을 만족하지 못할 수 있다. 이러한 경우, 해당 시스템은 그 즉시 상기 규정을 위반하게 되는 것이다. 따라서, 이러한 조건에 맞추어, AP가 가용 채널 리스트를 DB로 부터 획득한 후에, 연관(association) 단계에서 STA과의 스펙트럼 마스크에 대한 정보를 교환할 필요가 있다.

이를 위하여, AP는 자신의 스펙트럼 마스크에 대한 정보를 비콘 프레임 및/또는 프로브 응답 프레임에 포함시켜 전송할 수 있다. 또한, 비콘/프로브응답을 통하여 AP의 스펙트럼 마스크에 대한 정보를 수신하는 STA는, AP가 시그널링하는 스펙트럼 마스크보다 엄격한 스펙트럼 마스크를 사용하여 신호를 전송해야 한다.

한편, AP가 직접 DB에 접속하지 않고 다른 AP로 부터 자신의 가용 채널을 획득하는 경우, 예를 들어, 종속 AP가 인에이블링 STA로부터 자신의 가용채널정보(즉, WSM)을 획득하는 경우에는, 인에이블링 STA와 종속 AP 사이에서 스펙트럼 마스크에 대한 정보 교환이 수행될 필요가 있다. 이러한 스펙트럼 마스크 정보 교환은 인에이블먼트 과정에서 수행될 수도 있고, CAQ 과정에서 수행될 수도 있다. 각 경우에 대해서 DSE 인에이블먼트 요청 프레임 또는 CAQ 요청 프레임에, 종속 AP의 스펙트럼 마스크에 대한 정보(도 11 및 도 13 의 예시에서의 Spectrum Mask Type 필드)를 포함시켜 전송할 수 있다. 이를 수신하는 인에이블링 STA는 상기 종속 AP로부터 수신한 상기 종속 AP 의 위치(LCI 필드), 기기 타입(Device Type 필드) 및 스펙트럼 마스크(Spectrum Mask Type 필드)에 대한 정보를 바탕으로 DB에 가용채널정보를 요청할 수 있다. DB에서는 기기의 위치, 타입, 스펙트럼 마스크 정보를 종합적으로 고려하여 가용 채널 리스트를 결정/계산하고 이를 인에이블링 STA에게 시그널링할 수 있다. DB로부터 가용채널리스트를 수신한 인에이블링 STA는 상기 종속 AP에게 가용채널리스트(즉, WSM)를 전달할 때에, 해당 가용채널리스트가 어떤 기기 타입에 대한 것인지, 어떤 스펙트럼 마스크에 대한 것인지에 대한 정보(도 12 및 도 14 의 예시에서의 Device Type 필드, Spectrum Mask Type 필드)를 함께 전달할 수 있다. 이러한 정보는 DSE 인에이블먼트 응답 프레임 또는 CAQ 응답 프레임에 포함될 수 있다.

또는, 응답 프레임을 통하여 device type, WSM 및 spectrum mask type에 대한 정보를 전달할 때에, device type 및 spectrum mask type에 대한 정보는 WSM 안에 포함되는 형태로 전송될 수도 있다. 이러한 경우, 이를 수신한 STA들은 해당 device type과 spectrum mask를 만족하는 경우에만 해당 WSM을 사용할 수 있다.

또한, STA이 LCI, device type, spectrum mask type 등의 정보를 포함하는 CAQ 요청 메시지를 전송하면, 이를 수신한 인에이블링 STA은 CAQ 요청 STA의 위치에서 사용가능한 채널 리스트를 CAQ 응답 프레임을 통하여 CAQ 요청 STA에게 전달할 수 있다. 예를 들어, 사용가능한 채널 리스트는 WSM의 형태로 전송될 수 있다. 이 때, CAQ 응답 메시지에서는 전달되는 가용채널리스트(즉, WSM)가 어떤 device type및/또는 어떤 spectrum mask type에 적용될 수 있는 WSM인지를 알려주는 필드(device type 필드 및/또는 spectrum mask type 필드)가 WSM필드와 별도로 또는 WSM 필드 내에 포함될 수 있다.

다음으로, 본 발명에서는 CAQ 요청 메시지에 전송 전력 레벨에 대한 정보, 서비스 커버리지에 대한 정보 중 하나 또는 모두를 포함시키는 것을 제안한다. 일반적으로, STA의 서비스 커버리지는 STA가 사용하는 전송 전력의 크기에 따라 결정될 수 있다. STA이 사용하는 전송 전력의 크기는 주변 기기 및/또는 주변 주파수 대역에 대한 간섭의 크기에 직결되므로, STA이 어느 정도의 크기의 전력으로 신호를 전송하느냐에 따라 특정 채널에 대해서 DB가 사용을 허용할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 또한, 가용 채널 정보는 STA의 위치-특정(location specific)인 속성을 가지는 정보이다. 즉, STA이 어떤 위치에 존재하느냐에 따라 해당 위치에서 사용가능한 채널이 결정될 수 있다. 따라서, STA의 위치 정보를 고려하여 해당 위치에 대한 가용채널정보가 결정될 수 있는데, STA의 위치 정보에 STA의 전송 신호의 도달 거리(즉, 전송 전력에 따른 서비스 커버리지)를 함께 고려하여야 보다 정확하게 가용채널이 결정될 수 있다.

구체적으로, STA이 자신의 위치를 어느 정도의 정확도로 결정하는지에 따라 위치 관련 정보 (STA의 위치(위도, 경도 및 고도), 전송 전력, 서비스 커버리지 등)의 정확성 및 가용채널정보의 정확성이 결정된다. 즉, STA이 보고하는 자신의 위치 정보의 resolution (오차 범위 또는 측정/계산의 단위)를 정확하게 알고 자신의 전송 전력 크기에 따른 서비스 커버리지를 함께 반영하여 CAQ 요청을 할 수 있다. 여기서, 위치 정보의 resolution에 관한 사항은 LCI 필드(예를 들어, 도 11 및 도 13 의 LCI 필드)의 서브필드(sub-field) 중 특정 서브필드를 사용하여 보고될 수 있다.

도 16 은 본 발명의 일례에 따른 LCI 필드의 구체적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 16 에서 나타내는 바와 같이, LCI 필드는 위도(latitude), 경도(longitude) 및 고도(altitude)의 각각에 대한 resolution, fraction 및 integer의 서브필드들과 altitude type의 서브필드를 포함할 수 있다. 여기서, 정수부(integer) 및 소수부(fraction)으로 위도/경도/고도를 표현하는 것은 단지 예시적인 것이며, LCI 필드는 위도/경도/고도를 특정 위치 점으로 표현하는 정보 및 resolution 정보를 포함할 수도 있다. 여기서, 위도, 경도, 고도 각각에 대한 resolution 값은 규제 도메인(regulatory domain) (예를 들어, 국가, 주파수 등)에 해당하는 규정(regulation)에서 요구하는 최소 값(minimum resolution)을 만족해야 한다. 예를 들어, FCC에서 요구하는 최소 resolution은 ±100m의 resolution이다.

여기서, 전술한 예시에서와 같이 CAQ 요청 메시지에 서비스 커버리지 필드를 LCI와 필드와 별도로 구성할 수도 있지만, LCI 필드의 resolution field를 이용하여 서비스 커버리지(또는 동작 범위(operating range))에 대한 정보를 시그널링할 수도 있다. 즉, STA이 자신의 위치 및 자기 위치에 대한 resolution을 알고 있으면, 서비스 커버리지를 고려하여 수정된(modified) resolution 값을 전달하는 방식을 이용할 수도 있다. 예를 들어, STA이 자기 위치를 알고 있고 해당 위치에 대한 resolution이 100m 인 것을 알고 있는 경우에, 해당 STA이 원하는 서비스 커버리지가 100m라면 resolution 값으로서 실제의 100m가 아닌 200m에 해당하는 값을 resolution 서브필드에 포함시켜 CAQ 요청 메시지를 전송할 수 있다. STA이 존재하는 특정 위치 점을 기준으로 실제의 resolution이 100m 이라면 해당 위치 점에서 오차 범위 100m 이내에 존재한다는 것을 의미한다. 여기서, STA의 서비스 커버리지(동작 범위)가 100m 인 경우를 고려하면, 오차가 없는 경우에는 상기 특정 위치 점에서 반경 100m 범위가 서비스 커버리지가 되고, 오차가 최대인 경우에는 상기 특정 위치 점에서 최대 오차(100m) 만큼 떨어진 위치를 중심으로 100m 반경의 범위가 서비스 커버리지가 된다. 실제 resolution 값 및 원하는 서비스 커버리지를 하나의 범위로 표현하자면, 실제 resolution 값(100m)에 원하는 서비스 커버리지 범위(100m)를 더한 값에 해당하는 범위가 된다. 따라서, CAQ 요청 STA의 입장에서는 특정 위치 점을 기준으로 resolution이 200m인 것으로 보고함으로써 자신이 해당 위치 점에서 오차범위 200m 내에 존재할 수 있다는 것을 알릴 수 있고, 이는 곧 자신이 해당 위치 점에서 200m 반경 범위 내에서 동작하려고 함을 나타낼 수 있게 된다. 이와 같이, CAQ 요청 메시지의 LCI 필드의 resolution 서브필드를 활용하여 서비스 커버리지(또는 동작 범위) 정보를 전달하는 경우, CAQ 요청 메시지의 페이로드 크기를 줄임으로써 효율적인 시그널링을 달성할 수 있다.

또한, STA은 복수개의 위치에 대한 정보를 CAQ 요청 메시지에 포함시켜, 복수개의 위치에 대한 가용채널리스트를 요청할 수 있다. 도 17 은 복수개의 위치에 대한 정보를 포함하는 LCI 필드의 예시를 나타내는 도면이다. 도 17 에서 나타내는 바와 같이 Length 필드는 후속 필드들의 길이에 대한 정보를 포함하고, Length 필드의 값에 따라 Latitude Resolution 필드로부터 Altitude Integer 필드까지가 반복될 수 있다. 예를 들어, Latitude Resolution 필드로부터 Altitude Integer 필드는 총 16 옥텟(=128 비트) 길이로 구성되고, Length 필드의 값이 N×16 옥텟을 나타내면, Latitude Resolution 필드로부터 Altitude Integer 필드가 N 번 반복될 수 있다. 여기서 1 회 반복마다 하나의 위치에 대한 위도, 경도, 고도 및 resolution에 대한 정보가 포함되므로, N 회 반복되는 경우 N 개의 위치의 각각에 대한 위도, 경도, 고도 및 resolution에 대한 정보가 포함된다.

복수개의 위치 정보를 포함하는 CAQ 요청 메시지에 응답하는 CAQ 응답 메시지에는 복수개의 위치의 각각에 대한 WSM이 포함되어야 한다. 또는, CAQ 요청 STA에 요청하는 복수개의 위치 모두에서 공통적으로 사용가능한 WSM이 CAQ 응답 메시지에 포함될 수도 있다.

또는, 현재 위치를 기준으로 소정의 서비스 반경(radius)을 포함하는 영역에 공통으로 적용될 수 있는 가용 채널 리스트를 요청하고자 하는 경우에는, CAQ 요청 메시지에 포함되는 LCI 필드는 도 18 과 같은 구성을 가질 수 있다. 도 18 의 LCI 필드는 도 16 의 LCI 필드에 비하여 위도/경도/고도에 대한 반경(radius) 필드를 추가적으로 포함하는 예시에 해당한다.

또는, 전술한 예시 중에서 서비스 커버리지 정보를 수정된(modified) resolution 값으로서 표현하는 경우를 설명하였는데, 이와 반대로 resolution에 해당하는 값을 서비스 반경 정보에 포함시킬 수도 있다. 즉, 실제 resolution 의 오차범위를 고려한 서비스 반경 값(예를 들어, 실제 resolution 값에 서비스 반경을 더한 값)을 수정된(modified) Radius 필드의 값이 되도록 할 수 있다. 이 경우, Latitude Resolution, Longitude Resolution, Altitude Resolution 필드는 LCI 필드에서 생략될 수 있다. 그 대신, Latitude Radius, Longitude Radius, Altitude Radius 필드 만으로 resolution을 고려한 radius 정보를 표현할 수 있다. 도 19 에서는 이러한 경우의 LCI 포맷을 예시적으로 나타낸다. 도 19 에서 Latitude Resolution/Radius, Longitude Resolution/Radius, Altitude Resolution/Radius 가 수정된 Radius 필드를 나타낸다.

여기서, 도 18 에서와 같이 Radius 필드를 포함하는 LCI 필드 포맷을 사용하여 하나의 위치에 대한 위도/경도/고도 값을 나타내고자 하는 경우에, Latitude Radius, Longitude Radius, Altitude Radius 값들은 0으로 설정될 수 있다. 하나의 위치를 위한 가용 채널 리스트가 아니라, 소정의 서비스 반경을 커버하는 가용 채널 리스트를 결정하기 위해서는, Latitude Radius, Longitude Radius, Altitude Radius 값이 현재 위치를 기준으로 하는 서비스 반경을 나타낸다. 이때, 현재의 위치는 Latitude Fraction, Latitude Integer, Longitude Fraction, Longitude Integer, Altitude Fraction, Altitude Integer 에 의해서 표현될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 CAQ 요청 메시지를 수신한 STA가 가용 채널 리스트를 CAQ 응답 메시지를 통하여 제공할 때에, 전술한 예시들에서와 같이 TV 채널 리스트가 아닌 WLAN 채널 리스트의 형태로 전송하는 것을 제안한다. 이에 따라, 상기 도 12 의 CAQ 응답 요소는 도 20 과 같은 형태로 수정될 수 있고, 상기 도 14 의 CAQ 응답 퍼블릭 액션 프레임은 도 21 과 같은 형태로 수정될 수 있다. 구체적으로, TV 채널 리스트를 제공하는 경우에 사용하는 WSM 필드 대신에, WLAN 채널 리스트의 형태(즉, operating class 필드, channel number 필드 및 power constraint 필드)가 CAQ 응답 메시지에 포함될 수 있다. 여기서, operating class 는 규제 도메인(주파수 또는 국가) 별로 무선 동작을 위한 주파수 대역(채널)의 세트를 미리 정의하여 각 세트 별로 클래스 인덱스를 부여한 것을 의미한다. channel number 는 해당 operating class 내에서 특정 채널을 나타내기 위해 부여되는 번호이다. power constraint 는 해당 채널에서 최대 전력 값을 제한해주는 값을 의미한다. operating class 필드, channel number 필드 및 power constraint 필드의 세 필드는 반복될 수도 있다. 반복되는 횟수는 예를 들어 Length 필드의 값에 따라 결정될 수 있고, 또한 가용채널리스트로서 제공되는 채널의 개수에 따라 가변할 수 있다. 한편, 도 20 및 도 21 의 예시에서는 전술한 도 11 및 도 14 의 예시에서 설명하는 spectrum mask type 필드가 도시되어 있지 않지만, WLAN 채널 리스트의 형태로 가용채널리스트가 제공되는 경우에도 필요한 경우 spectrum mask type 필드가 포함될 수 있다.

전술한 바와 같은 CAQ 과정을 수행한 STA(또는 종속 STA)은 AP(또는 종속 AP)로서 동작할 수 있다. 즉, CAQ 과정을 통하여 STA은 자신의 위치에서 가용 채널 정보를 획득할 수 있으므로, 해당 위치에서 네트워크를 개시할 수 있게 된다. 여기서, 전술한 바와 같은 CAQ 과정을 수행하는 STA가 인에이블링 STA과의 유선 연결 또는 RLS(Registered Location Server)와의 유선 연결이 없는 모바일 AP인 경우를 가정할 수 있다. 이러한 STA이 어떤 위치에서 CAQ 과정을 완료하여 DB로부터 가용채널정보를 획득한 경우에도, 그 STA이 다른 위치로 이동한 경우에는 이동한 위치에서의 가용채널정보를 새롭게 수신할 필요가 있다 (전술한 바와 같이 복수개의 위치의 각각에 대한 또는 공통으로 적용가능한 가용 채널 정보를 미리 획득한 경우에, 획득한 가용채널정보와 연관된 복수개의 위치 이외의 위치로 이동하는 경우에 새롭게 가용채널정보를 수신할 필요가 있다). 이러한 경우에 STA는 채널 정보를 요청하기 위해서 자신의 지리적-위치 정보를 인에이블링 STA 또는 RLS 로 전달하기 위해 CAQ 요청 메시지를 전송할 수 있다. 이러한 경우, 전술한 예시들에서 변경되지 않는 정보(FCC ID 필드, Serial number 필드, Device Type 등)는 CAQ 요청 필드에 포함되지 않은 채로 전송될 수 있고, 수신측에서는 기존에 전송된 정보가 재사용될 수 있다. 보다 바람직하게는, 변경된 위치에서 전송하는 CAQ 요청 메시지에는 LCI 필드만이 포함되고, 다른 필드들은 생략되어 이전의 CAQ 요청 메시지에서 전송되었던 정보들이 재사용될 수 있다.

도 22 는 본 발명의 일 실시예에 따른 CAQ 요청/응답 송수신 방법을 나타내는 흐름도이다.

단계 S2210에서 요청자 STA는 응답자 STA에게 CAQ 요청 메시지 1 을 전송하고 응답자 STA는 이를 수신할 수 있다. 여기서, 요청자 STA가 전송하는 CAQ 요청 메시지 1 은 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 제안하는 바와 같이, 요청자 STA의 위치 정보, 전송 전력 레벨, 서비스 커버리지 등의 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, CAQ 요청 메시지는 요청자 STA는 K (K≥1) 개의 위치에서 X1 의 전송 전력으로 신호를 전송할 수 있는 채널을 알려달라는 메시지에 해당할 수 있다. 이와 동시에, CAQ 요청 메시지는 K개의 위치 각각에 대한 R1, R2, ..., RK 의 동작 범위 내에서 사용가능한, 또는 K 개의 위치의 최대 반경 Rmax에서 공통으로 사용가능한 채널을 알려달라는 메시지에 해당할 수도 있다.

단계 S2220 에서 응답자 STA는 단계 S2210에서 수신된 CAQ 요청 메시지 1 에 포함된 정보를 이용하여, 요청자 STA가 사용할 수 있는 채널을 계산하고, 이를 CAQ 응답 메시지 1 을 통하여 요청자 STA에게 전송할 수 있고, 요청자 STA는 이를 수신할 수 있다. 응답자 STA는 요청자 STA의 위치 정보, 전송 전력 레벨, 서비스 커버리지 등의 정보에 기초하여 직접 가용채널리스트를 계산할 수도 있고, 인터넷 등을 통하여 DB에 접속하여 가용채널리스트를 획득하여 요청자 STA에게 전달할 수도 있다. 예를 들어, CAQ 응답 메시지에는, 요청자 STA이 보고한 위치에서의 가용채널에 대한 정보가 포함될 수 있고, 해당 가용채널을 X2의 전송 전력으로 전송해야 한다는 전송 전력 제한에 대한 정보가 포함될 수 있다.

단계 S2230에서는 요청자 STA이 이동하여 지리적-위치가 변경될 수 있다. 이 경우, 단계 S2220 에서 획득한 가용채널정보는 변경된 지리적-위치에서 더 이상 사용할 수 없을 수 있다. 이 경우, 단계 S2240 및 S2250 에서 새로운 CAQ 요청/응답 과정이 수행될 수 있다.

단계 S2240 에서의 요청자 STA이 전송하는 CAQ 요청 메시지 2 에는 단계 S2210 에서의 CAQ 요청 메시지 1 와 동일한 구조로 생성될 수 있다. 또는, 단계 S2210의 CAQ 요청 메시지 1 에 비하여 변경된 정보만이 CAQ 요청 메시지 2 에 포함될 수도 있다.

단계 S2250 에서 응답자 STA는 CAQ 요청 메시지 2 에 포함된 정보에 기초하여 스스로 가용 채널 리스트를 계산하거나 또는 DB에 접속하여 가용 채널 리스트를 획득하여 이를 포함하는 CAQ 응답 메시지 2 를 전송할 수 있다.

위와 같은 CAQ 요청/응답 송수신 방법에 있어서 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.

도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

AP(700)는 프로세서(710), 메모리(720), 송수신기(730)를 포함할 수 있다. STA(750)는 프로세서(760), 메모리(770), 송수신기(780)를 포함할 수 있다. 송수신기(730 및 780)는 무선 신호를 송신/수신할 수 있고, 예를 들어, IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층을 구현할 수 있다. 프로세서(710 및 760)는 송수신기(730 및 760)와 연결되어 IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층 및/또는 MAC 계층을 구현할 수 있다. 프로세서(710 및 760)는 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 CAQ 요청/응답 메시지를 구성/해석하고, 가용 채널 리스트를 이용하여 화이트 스페이스 대역에서의 무선 통신을 송수신기(730 및 760)를 통하여 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 AP 및 STA의 동작을 구현하는 모듈이 메모리(720 및 770)에 저장되고, 프로세서(710 및 760)에 의하여 실행될 수 있다. 메모리(720 및 77)는 프로세서(710 및 760)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서(710 및 760)의 외부에 설치되어 프로세서(710 및 760)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다.

위와 같은 AP 및 STA 장치의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.

상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

산업상 이용가능성

상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시형태들은 IEEE 802.11 시스템을 중심으로 설명하였으나, 비면허 기기가 화이트 스페이스 대역에서 채널 가용성 질의절차를 수행할 수 있는 다양한 이동통신 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims (15)

1. 무선 통신 시스템에서 요청자 스테이션(STA)이 가용 채널 정보를 수신하는 방법으로서,
   상기 요청자 STA의 위치 정보를 포함하는 채널 가용성 질의(CAQ) 요청 메시지를 응답자 STA에게 전송하는 단계; 및
   가용 채널 리스트를 포함하는 CAQ 응답 메시지를 상기 응답자 STA로부터 수신하는 단계를 포함하고,
   상기 CAQ 응답 메시지는 상기 가용 채널 리스트에 속한 각각의 채널 별로 허용되는 전송 전력에 대한 정보를 더 포함하고,
   상기 CAQ 요청 메시지가 상기 요청자 STA의 복수개의 위치에 대한 정보를 포함하는 경우, 상기 가용 채널 리스트는 상기 요청자 STA의 상기 복수개의 위치에서 공통적으로 사용가능한 채널을 포함하며,
   상기 CAQ 요청 메시지 및 상기 CAQ 응답 메시지는 RLQP(Registered Location Query Protocol)를 이용하는, 가용 채널 정보 수신 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 CAQ 요청 메시지는 상기 요청자 STA의 전송 전력 레벨에 대한 정보를 더 포함하는, 가용 채널 정보 수신 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가용 채널 리스트는 상기 요청자 STA의 위치 정보 또는 상기 전송 전력 레벨에 대한 정보 중 하나 이상에 기초하여 결정되는, 가용 채널 정보 수신 방법.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 CAQ 요청 메시지는 상기 요청자 STA의 서비스 커버리지에 대한 정보를 더 포함하는, 가용 채널 정보 수신 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 위치 정보는 상기 요청자 STA의 위치에 대한 레졸루션(resolution) 정보 또는 반경(radius) 정보 중 하나 이상을 포함하는, 가용 채널 정보 수신 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 레졸루션 정보 또는 상기 반경 정보는 상기 요청자 STA의 서비스 커버리지를 포함하는 값을 가지는, 가용 채널 정보 수신 방법.
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 CAQ 요청 메시지는 상기 요청자 STA의 FCC(Federal Communications Commission) 식별자 정보, 제조사 일련 번호 정보, 기기 타입 정보 또는 스펙트럼 마스크 타입 정보 중 하나 이상을 더 포함하는, 가용 채널 정보 수신 방법.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 가용 채널 리스트는 WSM(White Space Map)의 방식 또는 WLAN(Wireless Local Area Network) 채널 번호의 방식으로 제공되는, 가용 채널 정보 수신 방법.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 CAQ 응답 메시지는 상기 요청자 STA의 기기 타입 정보 또는 스펙트럼 마스크 타입 중 하나 이상을 더 포함하는, 가용 채널 정보 수신 방법.
12. 삭제
13. 무선 통신 시스템에서 응답자 스테이션(STA)이 가용 채널 정보를 전송하는 방법으로서,
    요청자 STA의 위치 정보를 포함하는 채널 가용성 질의(CAQ) 요청 메시지를 상기 요청자 STA로부터 수신하는 단계; 및
    상기 CAQ 요청 메시지에 포함된 정보를 이용하여 가용 채널 리스트를 포함하는 CAQ 응답 메시지를 생성하여 상기 요청자 STA에게 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 CAQ 응답 메시지는 상기 가용 채널 리스트에 속한 각각의 채널 별로 허용되는 전송 전력에 대한 정보를 더 포함하고,
    상기 CAQ 요청 메시지가 상기 요청자 STA의 복수개의 위치에 대한 정보를 포함하는 경우, 상기 가용 채널 리스트는 상기 요청자 STA의 상기 복수개의 위치에서 공통적으로 사용가능한 채널을 포함하며,
    상기 CAQ 요청 메시지 및 상기 CAQ 응답 메시지는 RLQP(Registered Location Query Protocol)를 이용하는, 가용 채널 정보 전송 방법.
14. 무선 통신 시스템에서 가용 채널 정보를 수신하는 요청자 스테이션(STA)으로서,
    상기 요청자 STA의 위치 정보를 포함하는 채널 가용성 질의(CAQ) 요청 메시지를 생성하도록 구성되는 프로세서; 및
    상기 생성된 CAQ 요청 메시지를 응답자 STA에게 전송하고, 가용 채널 리스트를 포함하는 CAQ 응답 메시지를 상기 응답자 STA로부터 수신하도록 구성되는 송수신기를 포함하고,
    상기 CAQ 응답 메시지는 상기 가용 채널 리스트에 속한 각각의 채널 별로 허용되는 전송 전력에 대한 정보를 더 포함하고,
    상기 CAQ 요청 메시지가 상기 요청자 STA의 복수개의 위치에 대한 정보를 포함하는 경우, 상기 가용 채널 리스트는 상기 요청자 STA의 상기 복수개의 위치에서 공통적으로 사용가능한 채널을 포함하며,
    상기 CAQ 요청 메시지 및 상기 CAQ 응답 메시지는 RLQP(Registered Location Query Protocol)를 이용하는, 가용 채널 정보 수신 스테이션.
15. 무선 통신 시스템에서 가용 채널 정보를 전송하는 응답자 스테이션(STA)으로서,
    요청자 STA의 위치 정보를 포함하는 채널 가용성 질의(CAQ) 요청 메시지를 상기 요청자 STA로부터 수신하도록 구성되는 송수신기; 및
    상기 CAQ 요청 메시지에 포함된 정보를 이용하여 가용 채널 리스트를 포함하는 CAQ 응답 메시지를 생성하고, 상기 생성된 CAQ 응답 메시지를 상기 송수신기를 통하여 상기 요청자 STA에게 전송하도록 구성되는 프로세서를 포함하고,
    상기 CAQ 응답 메시지는 상기 가용 채널 리스트에 속한 각각의 채널 별로 허용되는 전송 전력에 대한 정보를 더 포함하고,
    상기 CAQ 요청 메시지가 상기 요청자 STA의 복수개의 위치에 대한 정보를 포함하는 경우, 상기 가용 채널 리스트는 상기 요청자 STA의 상기 복수개의 위치에서 공통적으로 사용가능한 채널을 포함하며,
    상기 CAQ 요청 메시지 및 상기 CAQ 응답 메시지는 RLQP(Registered Location Query Protocol)를 이용하는, 가용 채널 정보 전송 스테이션.

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