KR101558624B1 - 무선 마이크로폰 비콘 시스템에서 보호 장치를 초기화하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 마이크로폰 비콘 시스템에서 보호 장치를 초기화하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선 마이크로폰 비콘 시스템에서 보호 장치(PD)를 초기화하는 방법 및 장치를 개시한다. 상기 방법은, 소정 시간 구간 동안 비콘 채널을 감시하는 단계; 비콘 전송을 제어하며 부 보호 장치(SPD)가 정보를 전송할지의 여부를 결정하는 임의의 주 보호 장치(PPD)가 존재하는지를 결정하는 단계; 상기 PPD가 존재하는 경우, 상기 PD를 SPD로서 동작시키고, 상기 PPD로 상기 정보를 전송하기 이전에 미리 정해지는 초기화 시간 주기 동안 대기하는 단계; 상기 PPD가 존재하지 않는 경우, 상기 PD를 PPD로서 동작시키고, 비콘 프레임들을 송신하는 단계를 포함한다.

Description

무선 마이크로폰 비콘 시스템에서 보호 장치를 초기화하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR INITIALIZING PROTECTING DEVICE AND PROTECTION DEVICE IN WIRELESS MICROPHONE BEACON SYSTEM}
본 발명은 무선 인지(Cognitive Radio: CR) 기반 무선 통신 시스템 분야에 관한 것으로서, 무선 마이크로폰 비콘 시스템에서 보호 장치를 초기화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
비승인 주파수 대역에서의 장비 응용과 동적 스펙트럼 할당에 기반한 무선 인지 기법이 전개됨에 따라, 신속하고 신뢰성있는 무선 제어 채널이 점점 더 요구된다. 이 제어 채널은 무선 비콘으로 설정가능하다. 전형적으로, 이러한 비콘은 모든 종류의 무선 채널에서 견고하도록 요구된다. 더욱이, 승인된 무선 장비 또는 기타 비승인 무선 장비에서 간섭을 일으키는 것을 회피하기 위해, 비콘은 매우 낮은 송신 전력을 가지며 짧아야 한다. 여기서, IEEE 802.22.1에서 정의된 비콘은 요건을 충족하는 전형적인 비콘이다.
일반적으로, 프로토콜 IEEE 802.22.1에서는 두 종류의 비콘 송신 장치, 즉 제 1 보호 장치(Primary protecting device: PPD)와 제 2 보호 장치(Secondary protecting device: SPD)가 각각 정의된다. PPD는 비콘 송신의 제어에서 주도적인 역할을 담당하며, 해당 인증된 장치를 보호하기 위해 주기적인 비콘을 사용한다. 따라서, 대부분의 경우에, PPD는 비콘을 WRAN(wireless regional access network)의 SPD와 가입자 댁내 장비(Consumer premise equipment: CPE)에게 송신한다. 일정한 특정의 타임 슬롯에서, SPD는 간헐적으로 비콘 데이터를 PPD에게 송신함으로써 PPD로 하여금 전체 채널 점유율, 지리적 위치 등의 정보를 획득하여 모든 비콘 데이터를 결합하고 CPE로 방송하도록 할 필요가 있다.
도 1은 프로토콜 IEEE 802.22.1D1.0에서 정의된 슈퍼 프레임의 구조를 도시한다. 슈퍼 프레임(101)은 31개의 타임 슬롯을 포함한다. 각 슬롯은 32개의 DQPSK 심볼을 포함한다. 또한 슈퍼 프레임은 2개의 병렬 로직 채널로 구성된다. 제 1 채널은 동기화 채널(102)이다. 그리고 제 2 채널은 비콘 채널(103)이다. 동기화 채널(102)은 일련의 동기화 버스트를 포함한다. 슈퍼 프레임은 또한 특정 타임 슬롯을 포함하는데, 상기 특정 타임 슬롯은 PPD와 SPD에 의해 코딩과 디코딩을 수행하기 위한 충분한 턴-라운드 시간, 여기서 수신 구간 RTS(Request To Send)(104)와 ACK/NACK 송신을 위한 ANP(Acknowledgement/No Acknowledgement Period)(105)을 포함한다.
RTS 구간(104) 동안에, PPD는 SPD로부터의 비콘 송신 요청 정보를 감시한다. 또한 ANP(105) 동안에, PPD는 SPD에 의해 비콘 정보를 송신할지 여부 및 어느 SPD가 이 작업을 수행할지에 관한 결정 정보를 방송한다.
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초기화 과정 동안에서, 비콘 프레임의 구조는 도 2에서 도시된다. 슈퍼 프레임은 2개의 병렬 논리 채널로 구성된다. 제 1 논리 채널은 동기화 채널(202)이고 제 2 채널은 비콘 채널(203)이다. 도 1에서 도시된 것과의 차이점으로서, 동기화 채널(202)은 전체 31개 타임 슬롯을 차지하며, 비콘 채널(203)은 PPDU 데이터와 제로 패딩 정보 슬롯의 30개의 타임 슬롯으로 구성된다.
도 3에서 도시된 비콘 물리계층 PPDU 프레임의 구조에서, 프레임의 제 1 바이트(301)는 PHR 정보로서, 7개의 예비 비트(303)와 하나의 초기화 비트(302)를 포함한다. PPD가 30초 동안 지속하는 초기화 단계에 있는 경우에, 초기화 비트는 PPD 상위 계층에 의해 "1"로 설정된다.
초기화 비트가 "1"인지 여부를 확인함으로써, SPD는 PPD가 초기화 단계 인지 여부를 결정한다.
현재의 IEEE 802.22.1D1.0에서, 일 비트만이 초기화 비트로서 정의된다. 또한, 현재 표준에서의 미래의 과제 중 하나는 어떻게 이러한 초기화 비트 정보를 정확하게 수신하는 것이다. 현재의 업무 인력에서, 이러한 문제에 관한 몇가지 관련 솔루션이 제안되었다. 예를 들어, 특정 회사는 대부분의 정보 비트가 수신기에서 정확하게 수신되어야 한다는 규칙에 근거하여, PPD가 초기화 단계에 있는지 여부를 결정할 수 있도록 초기화 비트가 프레임에서 반복되어야 함을 제기하였지만, 다른 회사는 초기화 1 비트의 개수가 비콘 프레임의 PHR에서 변경되지 않는다는 전제하에서 PPD가 초기화 단계에 있는지 여부를 결정하도록 여러 개의 연속적인 정확한 초기화 비트가 수신되어야 함을 제안하였다.
제 1 솔루션에서, 즉 프레임에서 초기화 비트를 반복하기 위해, 구현은 매우 단순하고 용이하게 되지만, 채널이 느리게 변경되거나 신호-대-잡음비가 매우 낮은 경우에는 초기화 1 비트에 관하여 수신기에서의 어떠한 분명한 개선사항이 없게 된다.
제 2 솔루션에서, 즉 여러개의 연속적인 프레임에서 초기화 비트를 수신하기 위해, 판정의 정확도는 개선될 수 있다. 하지만, 더 많은 수신 지연이 시스템에 도입되며, 이에 따라 수신기의 복잡도가 증가한다.
따라서 IEEE 802.22.1과 같은 시스템에서 기존의 솔루션들 중 최종 솔루션을 결정하는 것과 관계없이 시스템 효율을 향상시키기 위해 보호 장치 PD를 초기화하기 위한 연구를 필요로 하게 되었다.
본 발명은 무선 마이크로폰 비콘 시스템에서 보호 장치 PD를 초기화하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 무선 마이크로폰 비콘 시스템에서 보호 장치(PD: Protection Device)를 초기화하는 방법에 있어서, 상기 PD는 프라이머리 보호 장치(PPD:Primary PD)의 존재를 위해서 상기 PD가 동작하는 채널을 서칭하는 단계와, 상기 PD는 상기 PPD의 부재 또는 존재를 결정하기 위해서 상기 서치된 채널을 모니터링하는 단계, 및 만약, 상기 채널 상에 상기 PPD가 존재하지 않을 경우, 상기 PD는 상기 PPD로서 활성화하고, 비코닝(beaconing)을 시작하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 무선 마이크로폰 비콘 시스템에서 사용되는 보호 장치(PD: Protection Device)에 있어서, 프라이머리 보호 장치(PPD:Primary PD)의 존재를 위해서 상기 PD가 동작하는 채널을 서칭하고, 상기 PPD의 부재 또는 존재를 결정하기 위해서 상기 서치된 채널을 모니터링하고, 만약, 상기 채널 상에 상기 PPD가 존재하지 않을 경우, 상기 PPD로서 활성화하고, 비코닝(beaconing)을 시작하는 제어부를 포함한다.
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본 발명에서 제안된 방법에 따르면, 표준 IEEE 802.22.1의 기존의 문서에서의 초기화 비트가 절약될 뿐만 아니라 PD 설계가 타이머의 관점에서 단순화된다. 이에 부가하여, 본 발명은 비콘 시스템에서 임의의 기타 기존의 과정을 수정할 필요가 없게 한다.
도 1은 무선 마이크로폰 비콘 시스템에서의 비-초기화 단계에서 슈퍼 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 무선 마이크로폰 비콘 시스템에서의 초기화 단계에서 슈퍼 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 무선 마이크로폰 비콘 시스템에서의 물리 프레임 구조를 도시한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PD와 무선 마이크로폰의 블록도이며, 여기서 (a)는 PD의 블록도이며, (b)는 PD 내장형 무선 마이크로폰의 개략도이고, (c)는 PD 외측에 있는 무선 마이크로폰의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PD가 파워 온된 이후에 초기화 과정을 수행하는 동작 흐름을 도시한다.
도 4(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 장치 PD의 기능 블록도이다. 여기서, 보호 장치 PD (401)는 수신기(402)와 송신기(403)를 포함할 수 있다. 그리고 수신기(402)는 비콘 수신기(404), 채널 감시 타이머(T1, 405), 채널 감시 결정기(408), 초기화 과정 타이머(T2, 406) 및 초기화 과정 결정기(407)를 포함한다.
수신기(402)에 있어서, 비콘 수신기(404)는 주위 PD로부터의 비콘 정보를 검출하고 수신하는데 사용된다. 채널 감시 결정기(408)는 비콘 수신기(404)로부터의 검출 결과에 따라 감시된 결과에 관한 결정을 수행하는데 사용된다. 즉 채널 감시 타이머(T1, 405)의 제어하에서, 특정 T1 기간 내에서 해당 PD 주위에 임의의 PPD가 존재하는지 여부에 관한 결정을 수행한다. 초기화 과정 결정기(407)는 채널 감시 결정기(408)와 초기화 과정 타이머(406) 모두로부터의 정보에 따라 PD(401)의 초기화 과정이 완료되었는지 여부를 결정하는데 사용된다. PD(401)가 PPD인 것으로 채널 감시 결정기(408)가 결정하면, 이후 초기화 과정 결정기(407)와 초기화 과정 타이머(T2, 406) 모두로부터의 정보에 따라 도 2에 도시된 연속적인 비콘 프레임을 이후의 T2 기간에서 송신하도록 결정된다. 그리고 채널 감시 결정기(408)에 의해 PD(401)가 SPD인 것으로 결정되면, 이후에 초기화 과정 결정기(407)와 초기화 과정 타이머 T2(406) 모두로부터의 정보에 따라 PD(401)는 요청 정보 등의 정보를 송신하지 않으며 이후의 T2 기간에서 수신 상태에 머물러 있게 된다.
다음으로, 초기화 과정 결정기(407)로부터의 결정 결과는 PD(401)의 송신기(403)로 송신되어 송신기가 서비스 중에 있는지를 결정하게 된다.
무선 마이크로폰를 정상적으로 동작하도록 PD를 이용하기 위하여, 무선 마이크로폰의 구조에서의 적절한 수정을 가하는 것이 필요하다. 비콘 기능을 가지며 무선 마이크로폰 장치(410)와 PD(413)가 협력하여 형성되는 무선 마이크로폰 장치(409)의 구조는 도 4(b)와 4(c)에서 도시된다.
도 4(b)에서, 비콘 기능을 가지는 무선 마이크로폰 장치(409)는 무선 마이크로폰 장치(410) 내부의 PD (413)을 의미한다. 말하자면, 무선 마이크로폰 장치(410)는 무선 마이크로폰 수신기(411), 무선 마이크로폰 송신기(412) 및 PD (413)를 포함한다.
도 4(c)에서, 비콘 기능을 갖는 무선 마이크로폰 장치(409)는 PD(413)를 무선 마이크로폰 장치(410)와 구분한다. 말하자면, 무선 마이크로폰 장치(410)는 무선 마이크로폰 수신기(411)와 무선 마이크로폰 송신기(412)만으로 구성되며 무선 마이크로폰 장치(410) 외부에서 PD(413)를 구비한다.
본 발명에 따른 PD 초기화 방법을 보다 명확하게 구성하기 위해, 도 5는 파워 온되는 때부터 초기화 과정의 종료시까지의 본 발명의 새로운 PD의 동작 흐름을 도시한다. 도 5에 의하면, 본 발명에 따른 IEEE 802.22.1 PD 초기화는 하기의 단계를 포함할 수 있다.
1. PD가 파워 온된다(501);
2. PD가 감시되어야 하는 채널을 식별하며, 이후 이 채널을 2+0.01m (m∈[0,100]) 초 동안 계속하여 감시하고(502), 주위에 임의의 PPD가 존재하는지 여부를 결정한다(503);
3. 일부 PPD가 이미 이 채널에서 존재하는 경우에, PD는 SPD로서 동작하며 타이머(504)를 인에이블한다. 타이머(506)에 대한 만료시간이 도래하지 않으면, PD는 PPD로부터 비콘 정보(508)를 수신한다. 타이머(506)가 타임아웃된 때에, 초기화 과정은 완료되며 SPD는 그때부터 요청 정보(509)를 송신할 수 있게 된다.
4. 단계 3에서, 현재 채널에서 PPD가 존재하지 않는 경우에, PD는 PPD로서 동작하며 타이머(505)를 인에이블한다. 타이머(507)에 대한 만료시간이 도래하지 않으면, PD는 도 2에서 도시된 바와 같이 연속적으로 비콘 정보(511)를 방송한다. 그리고 타이머(507)가 타임아웃되면, PPD는 SPD로부터 요청 정보(비콘 프레임의 구조는 도 1에서 도시됨) 또는 비콘 정보(510)를 수신할 수 있게 된다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (12)

  1. 무선 마이크로폰 비콘 시스템에서 보호 장치(PD: Protection Device)를 초기화하는 방법에 있어서,
    상기 PD는 프라이머리 보호 장치(PPD:Primary PD)의 존재를 위해서 상기 PD가 동작하는 채널을 서칭하는 단계와,
    상기 PD는 상기 PPD의 부재 또는 존재를 결정하기 위해서 상기 서치된 채널을 모니터링하는 단계, 및
    만약, 상기 채널 상에 상기 PPD가 존재하지 않을 경우, 상기 PD는 상기 PPD로서 활성화하고, 비코닝(beaconing)을 시작하는 단계를 포함하는 보호 장치 초기화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    만약, 상기 서치된 채널 상에 상기 PPD가 존재할 경우, 상기 PD는 세컨더리 비콘 송신 장치(SPD: Secondary beacon transmission device)로서 활성화하고, 비콘 정보를 상기 PPD로부터 수신하는 과정을 포함하는 보호 장치 초기화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링하는 단계는 미리 결정된 주기 동안 수행됨을 특징으로 하는 보호 장치 초기화 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 무선 마이크로폰 비콘 시스템에서 사용되는 보호 장치(PD: Protection Device)에 있어서,
    프라이머리 보호 장치(PPD:Primary PD)의 존재를 위해서 상기 PD가 동작하는 채널을 서칭하고, 상기 PPD의 부재 또는 존재를 결정하기 위해서 상기 서치된 채널을 모니터링하고, 만약, 상기 채널 상에 상기 PPD가 존재하지 않을 경우, 상기 PPD로서 활성화하고, 비코닝(beaconing)을 시작하는 제어부를 포함하는 PD.
  8. 제 7항에 있어서,
    만약, 상기 서치된 채널 상에 상기 PPD가 존재할 경우, 상기 제어부는 상기 PD를 세컨더리 비콘 송신 장치(SPD: Secondary beacon transmission device)로서 활성화하고, 비콘 정보를 상기 PPD로부터 수신하도록 제어함을 특징으로 하는 PD.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 모니터링은은 미리 정해지는 시간 주기 내에서 수행됨을 특징으로 하는 PD.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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