KR101764655B1 - 공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치는, 어레이 안테나(array antenna); 상기 어레이 안테나로 빔포밍하여 신호를 수신하는 수신 신호 처리부; 및 탐색 공간 내에서 빔포밍 방향을 순차 전환하며 얻는 각 센싱 방향 신호를 스펙트럼 분석한 후, 상기 센싱 방향 사이의 센싱되지 않은 미센싱 방향에 대한 스펙트럼을 보간법으로 획득하여 탐색 공간 전체에 대한 공간 스펙트럼을 얻는 공간 스펙트럼 분석부를 포함하고, 스캔 시간을 단축하고 연산량이 감소되며, 이에, 유휴 주파수 대역이 있는 방향의 동적 변화에 신속하게 적응함으로써 주파수 자원의 재활용률을 극대화할 수 있다.

Description

공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치{RADIO APPARATUS FOR SENCING SPACE FREQUENCY SPECTRUM}
본 발명은 공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탐색 공간 전체에 대해 부분적으로 탐지한 주파수 스펙트럼에 근거하여 미 탐지 공간의 스펙트럼을 보간법으로 얻는 공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치에 관한 것이다.
최근 무선장치의 급속한 보급 확대에 수반하여 주파수 자원의 부족 문제가 대두되고 있다.
특히, 군사적으로 전자파를 이용한 전자전의 중요성이 부각됨에 따라 주파수 자원을 효율적으로 이용하여 전자전에서 우위를 확보하기 위한 노력도 하고 있다.
여기서, 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위해서는 유한한 주파수 대역 내에서 사용하고 있지 아니하는 유휴 주파수 대역의 동적 변화에 적응하여 재활용률을 극대화하여야 한다.
그런데 다수의 무선장치가 동일 주파수 대역을 사용할 시에, 유휴 주파수 대역은 시간적으로 동적 변화하지기도 하지만 공간상에서도 동적 변화가 있다.
주파수 대역을 공용하는 환경에서 상호 간섭을 줄이고 공평성을 보장하며 전송률 및 품질 향상을 얻기 위해 어레이 안테나를 이용하며, 이에 따르면, 어레이 안테나를 구성하는 각각의 안테나 신호에 빔형성을 위한 가중치를 곱하는 기법을 사용한다.
이러한 어레이 안테나를 이용한 통신 환경에서의 유휴 주파수 대역은 공간상에서 동적 변화가 존재한다.
이에, 일본 공개특허 2013-207557은 탐색 공간을 N 개의 공간으로 등분한 후, 각 등분한 공간에 대해 순차적으로 빔 형성하며 수신한 신호의 스펙트럼을 분석하고, 분석 결과에 따라 유휴 주파수 대역을 찾아 송신 신호의 방사 패턴을 결정하는 기술을 제시하였다. 또한, 한국 공개특허 10-2015-0095008에 기술된 스펙트럼 센싱 방법 및 장치는 관심 주파수 대역 내에서 기존 사용자가 현재 사용하지 않고 비어 있는 주파수 대역을 찾는 기술로서 빔포밍 방향을 변화시켜 스캔하는 과정에서 신호원의 신호와 일치하는 빔포밍 방향을 찾은 후 해당 방향의 스펙트럼을 센싱한다.
하지만, 일본 공개특허 2013-207557 및 한국 공개특허 10-2015-0095008은 탐색 공간 전체에 대해 스캔하여야 하므로, 탐색 시간 및 계산량이 많아 동적으로 변하는 유휴 주파수 대역을 신속하게 탐지하기 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 시공간 상의 주파수 사용 환경을 신속하게 인지하여 적응적 및 효율적으로 주파수를 공유 사용할 수 있게 하는 공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치는, 어레이 안테나(array antenna); 상기 어레이 안테나로 빔포밍하여 신호를 수신하는 수신 신호 처리부; 및 탐색 공간 내에서 빔포밍 방향을 순차 전환하며 얻는 각 센싱 방향 신호를 스펙트럼 분석한 후, 상기 센싱 방향 사이의 센싱되지 않은 미센싱 방향에 대한 스펙트럼을 보간법으로 획득하여 탐색 공간 전체에 대한 공간 스펙트럼을 얻는 공간 스펙트럼 분석부를 포함하고, 스캔 시간을 단축하고 연산량이 감소되며, 이에, 유휴 주파수 대역이 있는 방향의 동적 변화에 신속하게 적응함으로써 주파수 자원의 재활용률을 극대화할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 센싱 방향 사이의 간격은 빔 폭(beamwidth)에 비해 상대적으로 큰 간격으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 탐색 공간을 격자 구조로 구획한 후 각 격자점을 상기 센싱 방향으로 하여 수신 신호로 스펙트럼을 얻고, 격자점 간의 상하 방향 중간, 폭 방향 중간 및 대각선 방향 중간을 미센싱 방향으로 하여 보간법으로 스펙트럼을 얻을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 공간 스펙트럼 분석부에 의한 상기 미센싱 방향의 스펙트럼은 상기 센싱 방향에 대한 신호의 스펙트럼에 대해 주파수 별로 보간법을 적용하여 얻을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 공간 스펙트럼으로부터 유휴 주파수 대역이 있는 빔포밍 방향을 송신 또는 수신할 빔포밍 방향으로 결정하고 상기 결정된 방향의 유휴 주파수 대역을 사용할 주파수 대역으로 결정하는 빔 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수신 신호 처리부는, 상기 어레이 안테나를 구성하는 각각의 안테나의 수신 신호에 개별적으로 가중치를 곱셈하는 위상/진폭 조절기; 상가 가중치를 곱셈한 수신 신호를 합산하여 빔포밍된 신호를 얻는 신호결합기; 및 상기 어레이 안테나를 구성하는 각각의 안테나의 배치 위치에 맞춰 빔포밍 방향에 대응되는 가중치를 조절하는 빔 형성부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 공간 스펙트럼 분석부는, 상기 빔 형성부를 제어하여 빔포밍 방향을 순차적으로 전환함으로써 상기 탐색 공간을 부분적으로 스캔하게 하는 센싱 방향 조절부; 및 순차 전환하는 각 빔포밍 방향별 수신 신호의 스펙트럼을 분석하여 상기 탐색 공간 전체에 대한 공간 스펙트럼을 얻는 스펙트럼 분석부를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치는, 탐색 공간 전체에 대해 스캔하여 스펙트럼을 얻지 아니하고 선별적으로 스캔하여 얻는 스펙트럼에 근거한 보간법으로 스캔할 시에 누락시킨 공간의 스펙트럼을 얻을 수 있다.
따라서, 스캔 시간을 단축하고 연산량이 감소되며, 이에, 유휴 주파수 대역이 있는 방향의 동적 변화에 신속하게 적응함으로써 주파수 자원의 재활용률을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치의 블록 구성도를 도시한다.
도 2는 탐색 공간 중에 빔포밍하여 스펙트럼을 얻는 센싱 공간과 빔포밍하지 아니한 미 센싱 공간을 보여준다.
도 3은 각 센싱 방향 별로 얻은 스펙트럼을 도시한 그래프이다.
도 4는 도 3에서 미센싱 방향의 스펙트럼을 인접하는 센싱 방향 스펙트럼으로 얻어 채워넣는 그래프이다.
도 5는 시공간 상의 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈", "블록" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 하기에서 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치의 블록 구성도를 도시한다.
도 1에 도시한 블록 구성도를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치는 어레이 안테나(10), 어레이 안테나(10)를 통해 수신되는 신호를 빔포밍 신호처리하여 빔포밍된 신호를 얻는 수신 신호 처리부(20) 및 송신할 신호를 빔포밍 신호처리하여 빔포밍된 방사 패턴의 신호를 어레이 아테나(10)를 통해 송신하는 송신 신호 처리부(30)를 포함하는 통상의 무선장치에 있어서, 수신 신호 처리부(20)를 이용하여 공간 스펙트럼을 얻는 공간 스펙트럼 분석부(40)와, 무선장치에서 사용할 주파수 대역을 공간 스펙트럼에 근거하여 결정하는 빔 제어부(50)를 더욱 포함하여 구성된다.
어레이 안테나(10)를 이용한 수신 신호 처리부(20) 및 송신 신호 처리부(30)는 예를 들어 일본 공개특허 2013-207557에서 공지된 기술이지만, 본 발명에 따르면 공간 스펙트럼 분석부(40)가 수신 신호 처리부(20)에 연계하여 동작하므로, 수신 신호 처리부(20)에 대해 간략하게 설명한다.
수신 신호 처리부(20)는 어레이 안테나(10)를 구성하는 각각의 안테나의 수신 신호에 개별적으로 가중치를 곱셈하는 위상/진폭 조절기(21), 가중치를 곱셈한 수신 신호를 합산하여 빔포밍된 신호를 얻는 신호결합기(22), 및 어레이 안테나(10)를 구성하는 각각의 안테나의 배치 위치에 맞춰 빔포밍 방향에 대응되는 가중치를 조절하는 빔 형성부(23)를 포함한다.
여기서, 가중치는 빔포밍을 위한 위상 및 진폭을 조절하는 값이다.
이와 같이 구성되는 수신 신호 처리부(20)는 각 안테나의 수신 신호에 대한 가중치를 빔포밍 방향에 맞게 조절함으로써, 빔포밍 방향으로 도래하는 신호를 수신하고, 빔포밍 방향 이외의 방향에서 도래하는 신호를 널링(nulling)시킬 수 있다.
한편, 빔폭(beamwidth)은 고이득을 위해 좁게 할 수 있으나 너무 좁으면 예를 들어 레이더의 경우 시간 영역 상에서 얻을 수 있는 데이터 양이 너무 적게 되므로, 사용 용도 및 환경에 따라 적절한 크기로 설계한다.
본 발명에 따르면, 어레이 안테나(10)의 각 안테나로 수신되는 신호에 대해 빔포빙을 위한 위상 및 진폭을 개별적으로 조절한 후 합산하여 빔포밍된 신호를 얻는 수신 신호 처리부(20)를 제어하여 공간 스펙트럼을 얻는 공간 스펙트럼 분석부(40)와, 공간 스펙트럼에 근거하여 사용 주파수 대역을 결정하는 빔 제어부(50)를 더욱 포함한다.
상기 공간 스펙트럼 분석부(40)는 빔 형성부(23)를 제어하여 빔포밍 방향을 순차적으로 전환함으로써 탐색 공간(1)을 부분적으로 스캔하게 하는 센싱 방향 조절부(41), 및 순차 전환하는 각 빔포밍 방향별 수신 신호의 스펙트럼을 분석하여 탐색 공간(1) 전체에 대한 공간 스펙트럼을 얻는 스펙트럼 분석부(42)를 포함하며, 도 2 및 도 3을 참조하며 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 탐색 공간 중에 빔포밍하여 스펙트럼을 얻는 센싱 공간과 빔포밍하지 아니한 미 센싱 공간을 보여준다.
도 2는 폭방향 및 상하방향으로 안테나를 배열한 2차원 배열 어레이 안테나(10)를 이용하여 입체각으로 표현되는 탐색 공간(1) 상의 주파수 사용 상황을 탐지하는 상황을 보여준다. 이에 따르면, 탐색 공간(1) 중에 빔포밍하여 스펙트럼을 얻는 센싱 공간(2)이 부분적으로 표시되어 있다.
도 2를 참조하면, 상기 센싱 방향 조절부(41)는 빔폭(beamwidth, 4)에 비해 상대적으로 큰 간격으로 빔포밍 방향을 순차 전환한다.
구체적으로 설명하면, 어레이 안테나(10)를 중심으로 한 입체각으로 표현되는 탐색 공간(1)은 어레이 안테나(10)를 중심으로 한 구면 중 입체각 내의 구면으로 나타낼 수 있다.
이때의 구면을 격자 구조로 구획한 후 각 격자점을 센싱 방향(2)으로 하여 빔포밍하며, 도면에는 편의상 평면으로 펼친 형상으로 보여주었다. 여기서, 각 격자점의 상하 방향 간격 및 폭방향 간격은 빔폭(4)에 비해 상대적으로 크게 하여 센싱 방향(2) 간의 상하 방향(h) 중간, 폭 방향(w) 중간 및 대각선 방향(d) 중간에 미센싱 방향(3)이 존재하게 되며, 도 2에 예시한 도면을 참조하면, 센싱 방향(3)의 상하 방향 간격 및 폭방향 간격은 빔폭(4)의 거의 2배로 하였다.
여기서 결정되는 각 센싱 방향(2)을 순차 스캔할 시에, 탐색 공간(1)의 중심에 가까운 것부터 시작하여 외곽으로 순차 스캔하는 것이 좋다. 이는 실질적으로 탐색 공간(1)의 중심에 가까운 방향을 빔포밍하며 통신하게 되기 때문이다. 물론, 여기서의 스캔은 센싱 방향(2)을 순차 변경하는 것이다.
이와 같이 각 센싱 방향(2)을 스캔하는 센싱 방향 조절부(41)는 스펙트럼 분석부(42)와 연동된다.
상기 스펙트럼 분석부(42)는 각 센싱 방향(2)을 순차 스캔할 시에 각 센싱 방향(2)으로 빔포밍하여 얻는 신호를 스펙트럼 분석한 후, 분석한 센싱 방향(2)의 스펙트럼에 보간법을 적용하여 상기한 미센싱 방향(3)에 대한 스펙트럼을 얻으며, 이에, 센싱 방향(2)의 스펙트럼과 미센싱 방향(3)의 스펙트럼으로 이루어지는 탐색 공간(1) 전체에 대한 공간 스펙트럼을 완성한다.
도 3은 각 센싱 방향 별로 얻은 스펙트럼을 도시한 그래프이다. 도 3에 예시한 그래프를 보면 각 센싱 방향(2)별로 빔포밍하여 수신한 신호의 주파수 성분을 얻게 되지만, 센싱 방향(2) 사이의 미센싱 방향(3)에 대한 스펙트럼은 누락된다.
이에, 상기 스펙트럼 분석부(42)는 센싱 방향(2)별로 얻은 스펙트럼에 보간법을 적용하여 미센싱 방향(3)에 대한 스펙트럼을 얻는다.
이때의 보간법은 센싱 방향(2)의 스펙트럼에 대해 주파별로 보간법을 적용하는 것이다.
예를 들면, 미센싱 방향(3)의 스펙트럼은 인접하는 센싱 방향(3)의 스펙트럼을 주파수별로 평균하여 각 주파수에 대한 파워 값을 얻는 선형보간 방식으로 생성할 수 있다. 다른 예로서, 뉴턴 보간법 또는 에르미트 보간법을 적용할 수도 있다.
도 4는 도 3에서 미센싱 방향의 스펙트럼을 인접하는 센싱 방향 스펙트럼으로 얻어 채워넣는 그래프이다. 또한, 도 5는 시공간 상의 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
한편, 도 4에 도시한 바와 같이 탐색 공간(1) 전체에 대해 누락 없이 공간 스펙트럼을 얻을 수 있고, 아울러, 시간 연속적으로 공간 스펙트럼을 얻게 되면, 도 5에 도시한 바와 같이 시공간 상의 스펙트럼을 얻게 된다. 여기서, 공간 축은 센싱 방향(2) 및 미센싱 방향(3)을 포함하는 전체 방향에 대해 순번을 매겨 표현한 축이다.
이와 같이 얻은 시공간 상의 공간 스펙트럼은 빔 제어부(50)에 전달된다. 그리고, 상기 빔 제어부(50)는 무선장치에서 사용할 주파수 대역을 공간 스펙트럼에 근거하여 결정한다.
구체적인 예로서, 상기 빔 제어부(50)는 도 4에 도시한 시공간 스펙트럼의 결과에서 사용하고 있지 아니하는 유휴 주파수 대역(5)이 있는 빔포밍 방향을 선택하여 송신 또는 수신할 시의 빔포밍 방향으로 하고 해당되는 유휴 주파수 대역(5)을 사용하게 하는 방식, 사용 중인 주파수 대역과의 간섭을 최소화하기 위해 빔포밍 방향을 조절하는 방식, 송신 신호의 방사 패턴에 의한 간섭을 줄이기 위해 지향성 강도를 조절하는 방식 등을 채용할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 무선장치를 사용할 시에, 무선통신을 하기 직전 또는 무선통신 중의 유휴 타이밍에 맞춰 어레이 안테나(10), 수신 신호 처리부(20), 공간 스펙트럼 분석부(40) 및 빔 제어부(50)에 의한 사용 주파수 대역 결정 과정을 수행하는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명의 실시 예는 공간 스펙트럼 분석부(40)가 무선장치의 어레이 안테나(10) 및 수신 신호 처리부(20)를 이용하게 구성하는 것으로 설명하였으나, 어레이 안테나(10), 수신 신호 처리부(20) 및 공간 스펙트럼 분석부(40)만으로 구성되게 할 수 있다.
즉, 어레이 안테나(10), 수신 신호 처리부(20) 및 공간 스펙트럼 분석부(40)로 구성되어 시공간 스펙트럼에 대한 자료를 얻는 장치로 구성되는 것이다. 물론, 이 장치에서는 얻는 시공간 스펙트럼에 따라 다른 무선장치의 사용 주파수 대역을 결정할 것이다. 여기서, 상기한 빔 제어부(50)를 추가함으로써, 사용 주파수 대역의 결정 과정도 수행하게 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치는, 탐색 공간 전체에 대해 스캔하여 스펙트럼을 얻지 아니하고 선별적으로 스캔하여 얻는 스펙트럼에 근거한 보간법으로 스캔할 시에 누락시킨 공간의 스펙트럼을 얻을 수 있다.
따라서, 스캔 시간을 단축하고 연산량이 감소되며, 이에, 유휴 주파수 대역이 있는 방향의 동적 변화에 신속하게 적응함으로써 주파수 자원의 재활용률을 극대화할 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능뿐만 아니라 각각의 구성 요소들은 별도의 소프트웨어 모듈로도 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 제어부(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다.
1 : 탐색 공간 2 : 센싱 방향
3 : 미센싱 방향 4 : 빔폭
5 : 유휴 주파수 대역 10 : 어레이 안테나
20 : 수신 신호 처리부 21 : 위상/진폭 조절기
22 : 신호결합기 23 : 빔 형성부
30 : 송신 신호 처리부 40 : 공간 스펙트럼 분석부
41 : 센싱 방향 조절부 42 : 스펙트럼 분석부
50 : 빔 제어부

Claims (7)

  1. 어레이 안테나(array antenna);
    상기 어레이 안테나를 통해 수신되는 신호를 빔포밍 신호처리하여 빔포밍된 신호를 얻는 수신 신호 처리부; 및
    탐색 공간 내에서 빔포밍 방향을 순차 전환하며 얻는 각 센싱 방향 신호를 스펙트럼 분석하여 공간 스펙트럼을 얻는 공간 스펙트럼 분석부;
    상기 공간 스펙트럼으로부터 유휴 주파수 대역이 있는 빔포밍 방향을 송신 또는 수신할 빔포밍 방향으로 결정하고 상기 결정된 방향의 유휴 주파수 대역을 사용할 주파수 대역으로 결정하는 빔 제어부를 포함하고,
    상기 센싱 방향에 대하여 상기 유휴 주파수 대역이 없는 경우, 상기 공간 스펙트럼 분석부는 상기 센싱 방향 사이의 센싱되지 않은 미센싱 방향에 대한 스펙트럼을 보간법으로 획득하여 탐색 공간 전체에 대한 공간 스펙트럼을 얻고, 상기 빔 제어부는 사용 중인 주파수 대역과의 간섭을 최소화하기 위해 상기 미센싱 방향 중 어느 한 방향으로 빔포밍 방향을 조절하고, 송신 신호의 방사 패턴에 의한 간섭을 줄이기 위해 지향성 강도를 조절하는,
    공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 센싱 방향 사이의 간격은 빔 폭(beamwidth)에 비해 상대적으로 큰 간격으로 하는,
    공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 탐색 공간을 격자 구조로 구획한 후 각 격자점을 상기 센싱 방향으로 하여 수신 신호로 스펙트럼을 얻고, 격자점 간의 상하 방향 중간, 폭 방향 중간 및 대각선 방향 중간을 미센싱 방향으로 하여 보간법으로 스펙트럼을 얻는,
    공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중에 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 공간 스펙트럼 분석부에 의한 상기 미센싱 방향의 스펙트럼은
    상기 센싱 방향에 대한 신호의 스펙트럼에 대해 주파수 별로 보간법을 적용하여 얻는,
    공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 수신 신호 처리부는,
    상기 어레이 안테나를 구성하는 각각의 안테나의 수신 신호에 개별적으로 가중치를 곱셈하는 위상/진폭 조절기;
    상가 가중치를 곱셈한 수신 신호를 합산하여 빔포밍된 신호를 얻는 신호결합기; 및
    상기 어레이 안테나를 구성하는 각각의 안테나의 배치 위치에 맞춰 빔포밍 방향에 대응되는 가중치를 조절하는 빔 형성부를 포함하는,
    공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 공간 스펙트럼 분석부는,
    상기 빔 형성부를 제어하여 빔포밍 방향을 순차적으로 전환함으로써 상기 탐색 공간을 부분적으로 스캔하게 하는 센싱 방향 조절부; 및
    순차 전환하는 각 빔포밍 방향별 수신 신호의 스펙트럼을 분석하여 상기 탐색 공간 전체에 대한 공간 스펙트럼을 얻는 스펙트럼 분석부를 포함하는,
    공간 주파수 스펙트럼 센싱 무선장치.
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