KR101881414B1 - 통신 시스템에서 자원 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 제1주파수 대역에 대한 사용 권한을 갖지 않는 복수의 시스템들을 포함하는 통신 시스템에서 복수의 주파수 자원들을 공유하도록 관리하는 자원 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 상기 제1주파수 대역에서 상기 복수의 시스템들이 사용 가능한 주파수 대역이 검색되면, 상기 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 제공하는 TVWS 데이터 베이스(TVWS DB: TV White Space Data Base)로부터 상기 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 획득하고, 상기 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 바탕으로, 상기 제1주파수 대역을 채널 분류(channel classification)하며, 상기 제1주파수 대역의 채널 분류에서 상기 복수의 시스템들의 동작 채널을 할당한다.

Description

통신 시스템에서 자원 관리 시스템 및 방법{System and method for managing resource in communication system}
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 복수의 주파수 자원들을 공유하도록 관리하는 자원 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
현재 통신 시스템에서는 고속의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)의 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 통신 시스템에서는, 한정된 자원, 예컨대 주파수 자원을 이용하여 다양한 QoS를 가지는 대용량의 서비스를 제공하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 전파 통신 기술의 발전과 새로운 무선 통신 서비스의 등장으로 인해 유한한 주파수 자원을 보다 효율적으로 사용해야 할 필요성이 부각되고 있다.
이렇게 통신 시스템에서 한정된 주파수 자원의 이용 효율을 증대시키기 위한 방안으로, 통신 시스템의 성능을 최적화, 예컨대 다중 접속, 부호화, 변조, 정보 압축 등을 통해 스펙트럼 효율을 극대화하고, 아울러 다른 방식의 통신 시스템과의 간섭을 최소화하는 방안들이 제안되었으며, 또한 TV 대역과 같이 이미 이용 중인 주파수 대역에서 사용 가능한 주파수 대역을 이용함으로써 주파수 자원의 이용 효율을 증가시키는 주파수 공유 방안이 제안되었다.
여기서, 전술한 TV 대역과 같이 이미 이용 중인 주파수 대역에서 사용 가능한 주파수 대역에서의 주파수 공유는, 상기 TV 대역에 대해 우선적인 사용 권한을 갖는 1차 면허권자(incumbent)에 간섭을 주지 않고 사용 가능한 주파수 대역을 사용하여야 함으로, 상기 TV 대역에서 1차 면허권자의 주파수 대역 사용 여부를 확인하여 사용 가능한 주파수 대역의 검출이 중요하다. 또한, 이렇게 TV 대역에서 검출한 사용 가능한 주파수 대역을 사용하고자 하는 복수의 서로 다른 시스템들이 존재할 경우, 상기 복수의 서로 다른 시스템들 간의 통신 방식, 예컨대 무선 접속 방식 등의 차이로 인해, 상기 사용 가능한 주파수 대역을 사용하기 위한 공존(coexistence)에 있어 문제점이 있다.
다시 말해, 현재 통신 시스템에서는, 전술한 바와 같이 TV 대역에서 검출한 사용 가능한 주파수 대역을 사용하고자 하는 복수의 서로 다른 시스템들이 존재할 경우, 상기 복수의 서로 다른 시스템들이 상기 검출한 사용 가능한 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 구체적인 자원 관리 방안이 존재하지 않으며, 특히 서로 다른 통신 방식의 시스템들이 상기 사용 가능한 주파수 대역을 사용하기 위해 공존하여 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위한 방안이 존재하지 않다.
따라서, 통신 시스템에서 TV 대역과 같이 이미 사용 중인 주파수 대역에서 사용 가능한 주파수 대역을 검출한 후, 복수의 서로 다른 시스템들, 예컨대 서로 다른 통신 방식의 시스템들이 공존하여 상기 검출한 사용 가능한 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 자원 관리 방안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 자원 관리 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 통신 시스템에서 이미 사용 중인 주파수 대역에서 사용 가능한 주파수 대역을 복수의 시스템들이 공존(coexistence)하여 효율적으로 사용하기 위한 자원 관리 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은, 통신 시스템에서 복수의 시스템들이 공존하여 TV 대역에서 사용 가능한 주파수 대역을 사용하도록 주파수 자원을 관리하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
아울러, 본 발명의 또 다른 목적은, 통신 시스템에서 공존하는 복수의 시스템들의 채널 할당 요청에 따라 TV 대역의 사용 가능한 주파수 대역을 복수의 시스템들에 할당하여 사용하도록 주파수 자원을 관리하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은, 제1주파수 대역에 대한 사용 권한을 갖지 않는 복수의 시스템들을 포함하는 통신 시스템에서 자원 관리 시스템에 있어서, 상기 제1주파수 대역에서 상기 복수의 시스템들이 사용 가능한 주파수 대역이 검색되면, 상기 사용 가능한 주파수 대역에서 상기 복수의 시스템들의 공존 및 주파수 공유를 위해 상기 복수의 시스템들을 관리하는 공존 매니저(CM: Coexistence Manager); 상기 복수의 시스템들의 정보 및 상기 공존 매니저의 정보를 송수신하는 공존 인에이블러(CE: Coexistence Enabler); 및 상기 복수의 시스템들에 대한 상기 공존 매니저의 제어를 지원하는 공존 디스커버리 및 정보 서버(CDIS: Coexistence Discovery and Information Server);를 포함하며; 상기 공존 매니저는, 상기 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 바탕으로, 상기 제1주파수 대역을 채널 분류(channel classification)하여, 상기 복수의 시스템들의 동작 채널(operating channel)을 할당한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 제1주파수 대역에 대한 사용 권한을 갖지 않는 복수의 시스템들을 포함하는 통신 시스템에서 상기 제1주파수 대역의 자원을 관리하는 방법에 있어서, 상기 제1주파수 대역에서 상기 복수의 시스템들이 사용 가능한 주파수 대역이 검색되면, 상기 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 제공하는 TVWS 데이터 베이스(TVWS DB: TV White Space Data Base)로부터 상기 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 획득하는 단계; 상기 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 바탕으로, 상기 제1주파수 대역을 채널 분류(channel classification)하는 단계; 및 상기 제1주파수 대역의 채널 분류에서 상기 복수의 시스템들의 동작 채널을 할당하는 단계;를 포함한다.
본 발명은, 통신 시스템에서 복수의 시스템들이 공존(coexistence)하여 TV 대역과 같이 이미 사용 중인 주파수 대역에서 사용 가능한 주파수 대역을 사용하도록 주파수 자원을 관리함으로써, 한정된 주파수 자원을 보다 효율적으로 사용하여 주파수 자원의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 자원 관리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 자원 관리 시스템의 채널 할당(channel allocation) 동작을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 자원 관리 시스템의 채널 분류(channel classification)를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은, 통신 시스템, 예컨대 인지 무선(CR: Cognitive Radio, 이하 'CR'이라 칭하기로 함) 시스템, IEEE 802.19 기반의 시스템, 또는 IEEE 802.22 기반의 시스템에서 TV 대역에서와 같이 이미 사용 중인 주파수 대역에서 사용 가능한 주파수 대역, 예컨대 유휴 주파수 대역(WS: White Space, 이하 'WS'라 칭하기로 함)을 검출하여 효율적으로 사용하기 위한 자원 관리 시스템 및 방법을 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, CR 시스템, 및 IEEE 802.19와 IEEE 802.22 기반의 시스템을 일 예로 하여 설명하지만, 본 발명에서 제안하는 자원 관리 방안은 다른 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는, 통신 시스템에서 서로 다른 복수의 시스템들이 공존(coexistence)하여 TV 대역에서 사용 가능한 주파수 대역을 효율적으로 사용하도록 하는 자원 관리 시스템 및 방법을 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 통신 시스템에서 사용 가능한 주파수 대역의 공유를 위한 자원 관리 시스템의 각 객체들이 상호 공존하며, 서로 다른 복수의 시스템들, 특히 서로 다른 통신 방식, 예컨대 무선 접속 방식의 시스템들이 공존하여, TV 대역에서와 같이 이미 사용 중인 주파수 대역에서 사용 가능한 주파수 대역을 공유하도록 하며, 그에 따라 주파수 자원의 사용 효율을 향상시킨다.
즉, 본 발명의 실시 예에서는, 통신 시스템에서 서로 다른 복수의 시스템들 간의 공존 및 주파수 공유를 위한 자원 관리 시스템이 사용 가능한 주파수 대역을 공유하여 한정된 주파수 자원의 사용 효율을 향상시킨다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, TV 대역과 같이 이미 이용 중인 주파수 대역에서 사용 가능한 주파수 대역에서의 주파수를 공유하며, 이때 상기 TV 대역에 대해 우선적인 사용 권한을 갖는 1차 면허권자(incumbent)에 간섭을 주지 않고 상기 사용 가능한 주파수 대역을 사용하여야 함으로, 상기 TV 대역에서 1차 면허권자의 주파수 대역 사용 여부를 확인하여 사용 가능한 주파수 대역의 검출하고, 이렇게 TV 대역에서 검출한 사용 가능한 주파수 대역을 사용하고자 하는 복수의 서로 다른 시스템들이 공존 및 주파수 공유를 통해 상기 검출한 사용 가능한 주파수 대역에서 동작 채널(operating channel)을 선택하여 사용한다.
다시 말해, 본 발명의 실시 예에서는, 통신 시스템에서 서로 다른 복수의 시스템들 간의 공존 및 주파수 공유를 위한 자원 관리 시스템이 효과적인 상호공존을 위한 소정 객체가 WS에서 동작 채널을 선택하며, 이때 상기 WS에서 동작 채널을 효과적으로 선택하기 위해 상기 WS에서 사용 가능한 채널을 분류하여 채널을 할당한다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 자원 관리 시스템에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 자원 관리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 자원 관리 시스템은, TV 대역과 같이 이미 이용 중인 주파수 대역에서 사용 가능한 주파수 대역을 서로 다른 복수의 시스템들이 사용하고자 할 경우, 상기 서로 다른 복수의 시스템들에서 주파수 공유를 통해 상기 사용 가능한 주파수 대역을 사용하고자 하는 공유 디바이스들, 예컨대 TV 밴드 디바이스(TVBD: TV Band Device, 이하 'TVBD'라 칭하기로 함)1(140) 및 TVBD2(160), 상기 TVBD들(140,160) 간의 주파수 공유 효율을 향상시키기 위해 상기 TVBD들(140,160)을 관리하는 공존 매니저(CM: Coexistence Manager, 이하 'CM'이라 칭하기로 함)들, 예컨대 CM1(120) 및 CM2(130), 상기 TVBD들(140,160)에 포함되거나 또는 독립적으로 위치하여 상기 TVBD들(140,160)과 상기 CM들(120,130) 간에 통로 역할을 수행하는 공존 인에이블러(CE: Coexistence Enabler, 이하 'CE'라 칭하기로 함)들, 예컨대 CE1(140) 및 CE2(170), 상기 CM들(120,130)의 상기 TVBD들(140,160) 제어를 지원하는 서버, 예컨대 공존 디스커버리 및 정보 서버(CDIS: Coexistence Discovery and Information Server, 이하 'CIDS'라 칭하기로 함), 및 상기 TV 대역에서 사용 가능한 대역, 즉 TVWS에 대한 채널 정보를 제공하는 TVWS 데이터 베이스(TVWS DB: TVWS Data Base, 이하 'TVWS DB'라 칭하기로 함)(180)를 포함한다.
상기 TVBD들(140,160)은, 전술한 바와 같이, TV 대역에 대해 이미 사용 권한을 우선적으로 가진 1차 면허권자(이하 '주 시스템(Primary System)'이라고 칭하기로 함)가 상기 TV 대역에서 소정의 주파수 대역을 사용하지 않을 경우, 상기 TV 대역에 대해 우선적인 사용 권한을 갖지 않은 다른 사용자(이하 '부 시스템(Secondary System)'이라 칭하기로 함)이 상기 TV 대역에서 소정의 주파수 대역을 사용 가능한 주파수 대역으로 검출하여 사용하고자 하는 서로 다른 복수의 시스템들, 즉 부 시스템들의 디바이스들을 의미한다. 여기서, 상기 TVBD들(140,160)은, 한정된 주파수 자원을 보다 효율적으로 사용하기 위해 공존 및 주파수 공유를 통해 상기 소정의 주파수 대역을 공유하여 사용한다. 즉, 상기 TVBD들(140,160)은, TVWS에서 채널을 할당받아 데이터를 송수신한다.
상기 CE들(150,160)은, 전술한 바와 같이, 상기 TVBD들(140,160)에 각각 독립적으로 위치하여 상기 TVBD들(140,160)의 정보 및 상기 CM들(120,130)의 정보를 송수신한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 설명의 편의를 위해 상기 CE들(150,160)이 상기 TVBD들(140,160)에 독립적으로 존재하는 것을 중심으로 설명하지만, 상기 CE들(150,160)은 상기 TVBD들(140,160)에 포함되거나 또는 상기 CM들(120,130)에 포함될 수도 있다.
또한, 상기 CE들(150,160)은, 상기 CM들(120,130)이 각각 요청하는 해당 TVBD들(140,160)과 관련된 컨텍스트(context) 정보, 예컨대 TVBD들(140,160)의 무선 접속 방식, 전송 전력, 스펙트럼 센싱 임계값, 및 위치 등의 정보를 상기 TVBD들(140,160)에서 추출하여 상기 CM들(120,130)로 송신한다. 즉, 상기 CE들(150,160)은, 서로 다른 부 시스템들에 대한 컨텍스트 정보로서, 각 시스템들의 통신 관련 정보들을 획득하여 상기 CM들(120,130)로 송신한다.
그리고, 상기 CE들(150,160)은, 상기 TVBD들(140,160)의 관리를 위한 상기 CM들(120,130)의 요청, 예컨대 상기 TVBD들(140,160)의 컨텍스트 정보 및 구성(configuration)에 대한 요청을 수신하며, 상기 요청에 따라, 상기 TVBD들(140,160)의 컨텍스트 정보를 업데이트하고, 상기 TVBD들(140,160)의 구성을 재설정, 즉 재구성(reconfiguration)한다. 다시 말해, 상기 CE들(150,160)은, 상기 TVBD들(140,160)의 컨텍스트 정보에 대한 요청으로 상기 컨텍스트 정보의 변화된 정보, 즉 상기 TVBD들(140,160)의 이벤트 정보를 수신하며, 상기 이벤트 정보에 따라 상기 TVBD들(140,160)의 컨텍스트 정보를 업데이트한다. 또한, 상기 CE들(150,160)은, 상기 TVBD들(140,160)의 구성에 대한 요청으로 상기 TVBD들(140,160)의 구성 요소 재설정을 수신하며, 상기 구성 요소 재설정에 따라 상기 TVBD들(140,160)의 구성 요소를 재설정, 즉 재구성한다.
상기 CM들(120,130)은, 상기 TVBD들(140,160) 간의 주파수 공유 효율을 향상 시키기 위해 동작 주파수 할당, 전송 전력 할당, 및 전송 시간 할당 등을 결정한다. 다시 말해, 상기 CM들(120,130)은, 전술한 TV 대역에서 사용 가능한 주파수 대역에 대한 상기 TVBD들(140,160) 간의 주파수 공유 효율을 향상 시키기 위해, 상기 사용 가능한 주파수 대역에서 상기 TVBD들(140,160)의 동작 주파수 할당, 전송 전력 할당, 및 전송 시간 할당을 수행한다.
여기서, 상기 CM들(120,130)은, 상기 TVBD들(140,160) 간의 주파수 공유 효율을 보다 향상시키기 위해, 자신에게 해당하지 않는 TVBD들의 CM들, 예컨대 인접 CM(neighbor CM)들과의 정보 송수신, 예컨대 TVBD들의 컨텍스트 정보 및 이벤트 정보를 송수신하여 상기 사용 가능한 주파수 대역에서 해당하는 TVBD의 동작 주파수 할당, 전송 전력 할당, 및 전송 시간 할당을 수행한다. 이때, 상기 CM들(120,130)은, 자신에게 해당하지 않는 TVBD들의 컨텍스트 정보 및 이벤트 정보를 다른 CM들(예컨대 인접 CM들)과 직접 송수신하여 획득하거나, 또는 CDIS(110)를 통해 다른 CM들과 송수신하여 획득한다. 아울러, 상기 CM들(120,130)은, 외부 데이터 베이스, 예컨대 TVWS DB(180)를 통해 주 시스템에서의 스펙트럼 사용에 관한 정보, 다시 말해 TV 대역에서 사용 가능한 채널에 대한 채널 정보를 획득하거나, 다른 CM들에게 자신들에게 해당하는 TVBD들의 구성 요소 재설정을 요청한다.
상기 CDIS(110)는, 전술한 바와 같이, TV 대역에서 사용 가능한 주파수 대역에 대해 상기 TVBD들(140,160)의 주파수 공유를 위한 상기 CM들(120,130)의 제어 동작을 지원한다. 즉, 상기 CDIS(110)는, 상기 CM들(120,130)로부터 상기 TVBD들(140,160)의 컨텍스트 정보 및 이벤트 정보를 수신하여 저장하며, 상기 CM들(120,130)의 요청에 따라 상기 TVBD들(140,160)의 컨텍스트 정보 및 이벤트 정보를 상기 CM들(120,130)로 송신한다. 아울러, 상기 CDIS(110)는, 외부 데이터 베이스, 예컨대 TVWS DB(180)를 통해 주 시스템에서의 스펙트럼 사용에 관한 정보, 다시 말해 TV 대역에서 사용 가능한 채널에 대한 채널 정보를 획득하여 저장한다.
상기 TVWS DB(180)는, 상기 TVWS에서 사용 가능한 채널에 대한 채널 정보, 즉 공유 채널 정보를 CM들(120,130)로 제공하며, 상기 채널 정보는 상기 TVWS DB(180)에 등록 및 식별 번호가 인증된 TVBD들에게만 제공된다.
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 자원 관리 시스템은, TV 대역과 같이 주 시스템에서 이미 이용 중인 주파수 대역에서 사용 가능한 주파수 대역을 부 시스템들이 공유하여 사용, 즉 상기 TVBD들(140,160)의 공존 및 주파수 공유를 위해, 상기 TVWS DB(180), 상기 CDIS(110), 상기 CM들(120,130), 및 상기 CE들(140,160)을 포함한다. 여기서, 상기 TVBD들(140,160)은, 전술한 바와 같이 상기 사용 가능한 주파수 대역을 공유하여 사용하기 위한 부 시스템들의 디바이스들로서 기지국(BS: Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 함), 액세스 포인트(AP: Access Point, 이하 'AP'라 칭하기로 함), 서비스 액세스 포인트(SAP: Service Access Point, 이하 'SAP'라 칭하기로 함), 및 단말 등이 될 수 있다. 또한, 상기 부 시스템들은, 전술한 바와 같이 사용 가능한 주파수 대역을 공유하기 서로 다른 복수의 시스템들로서, 서로 다른 통신 방식의 시스템들, 예컨대 IEEE 802.19 기반의 시스템 및 IEEE 802.22 기반의 시스템 등이 될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 자원 관리 시스템은, 이미 이용 중인 주파수 대역에서 사용 가능한 주파수 대역에 대한 상기 TVBD들(140,160)의 공존 및 주파수 공유를 위해, TV 대역에서 사용 가능한 채널(available channel)을 분류한 후, 상기 TVBD들(140,160)이 사용하도록 할당하여 TVWS에서 동작 채널을 선택한다. 즉 서로 다른 복수의 시스템들 간의 공존 및 주파수 공유를 위한 자원 관리 시스템이 효과적인 상호 공존을 위해 소정 객체, 예컨대 CM들(120,130)이 상기 TVWS에서 동작 채널을 선택하며, 이때 상기 TVWS에서 동작 채널을 효과적으로 선택하기 위해 상기 TVWS에서 사용 가능한 채널을 분류하여 채널을 할당한다.
여기서, 상기 주파수 관리 시스템은, 복수의 시스템의 상호 공존 시에, 해당 영역에서 사용 가능한 채널의 수보다 주파수 공유를 통해 상호 공존하고자 하는 시스템들의 수가 많음으로, 상호 공존을 위한 상기 복수의 시스템들, 예컨대 TVBD들의 동작 채널을 선택할 경우, 개별 TV 채널 할당(individual TV channel allocation) 방식, 동종 TVBD들 간 TV 채널 공유(Shared TV channel allocation by TVBD of same/similar type) 방식, 및 이기종 TVBD들 간 TV 채널 공유(Shared TV channel allocation by TVBD of dissimilar type) 방식 등을 이용하여 동작 채널을 선택/할당한다.
상기 개별 TV 채널 할당 방식은, TV 채널을 각 TVBD들에게 개별적으로 서로 다른 채널을 적응적으로 할당하는 방식이며, 그에 따라 상기 개별 TV 채널 할당 방식은, TVBD들 간 스펙트럼 겹침이 발생하지 않음으로, 서로 간섭을 발생시키지 않으며, 또한 TVBD들에게 적절한 TV 채널을 할당함으로써 TVBE들의 상호 공존을 지원한다. 그리고, 상기 동종 TVBD들 간 TV 채널 공유 방식은, 2개 이상의 동종 TVBD들, 즉 동일한 무선 접속 방식을 사용하는 TVBD들이 동일한 TV 채널을 공유하는 방식으로, 이때 동종 TVBD들에게 2개 이상의 TV 채널을 공유하도록 할당할 수 있다. 여기서, 상기 동종 TVBD들 간에 TV 채널을 공유하는 경우 동종 공존(self-coexistence) 알고리즘을 이용하여 동종 TVBD들 간에 발생하는 간섭을 감소시킨다. 예컨대 동종 TVBD들, 즉 동종 시스템으로, 2개 이상의 IEEE 802.22 시스템은, 온-디맨드 프레임 컨텐션(ODFC: On-Demand Fame Contention, 이하 'ODFC'라 칭하기로 함)와 같은 동종 공존 알고리즘을 이용하여 IEEE 802.11 시스템들 간에 채널 공유를 한다. 또한, 상기 이기종 TVBD들 간 TV 채널 공유 방식은, 2개 이상의 이기종 TVBD들, 즉 상이한 무선 접속 방식을 사용하는 TVBE들이 동일한 TV 채널을 공유하는 방식으로 이기종 시스템간 상호 공존 알고리즘을 이용하여 이기종 TVBD간에 발생하는 간섭을 최소화한다.
그리고, 상기 주파수 관리 시스템은, 복수의 시스템들의 상호 공존 및 주파수 공유를 위해 CM이 사용할 동작 채널을 선택, 즉 전술한 바와 같이 TVWS에서 사용 가능한 채널을 분류한 후, 분류한 사용 가능한 채널에서 채널을 할당하여 동작 채널을 선택하며, 이때 등록된 TVBD 정보를 이용하여 TV 대역에서 유휴 채널, 즉 사용 가능한 채널을 분류하고, 상기 분류한 채널에서 복수의 시스템들에게 동작 채널을 할당한다. 그러면 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 자원 관리 시스템의 CM이 TV 대역에서 사용 가능한 채널의 할당에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 자원 관리 시스템의 채널 할당(channel allocation) 동작을 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 2는, TVWS에서 TVBD들이 채널 할당을 요청할 경우, 특히 자원 관리 시스템의 CM으로부터 할당받은 동작 채널을 사용하여 사용자들에게 서비스를 제공하는 중에, 사용자들이 요구한 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)의 서비스를 제공하지 못하여, 상기 TVBD들이 새로운 동작 채널의 할당을 CM으로 요청할 경우의 상기 CM의 채널 할당 동작을 개략적으로 도시한 도면이다. 또한, 상기 자원 관리 시스템은, TVWS에서 TVBD들의 타입 및 인접 CM들에서의 채널 사용 여부에 따라 사용 가능한 채널을 TVBE들에게 동작 채널을 할당함으로, 복수의 시스템들 간의 효과적인 상호 공존 및 주파수 공유를 위해 TVWS에서의 채널 분류(channel classification)를 수행한 후, 동작 채널 할당을 수행한다.
도 2를 참조하면, 210단계에서 상기 자원 관리 시스템의 CM은, TVWS에서 공존 및 주파수 공유를 통해 사용자들에게 서비스를 제공하고자 하는 복수의 시스템들, 즉 TVBD들로부터 자신들이 사용하고자 하는 동작 채널의 할당 요청 메시지를 수신한다. 여기서, 상기 CM은, 상기 TVBD들, 특히 상기 CM으로부터 이미 할당받은 동작 채널을 사용하여 사용자들에게 서비스를 제공하는 중에, 사용자들이 제공받기를 요구한 QoS를 만족시키지 못하는 TVBD들로부터 새로운 동작 채널의 할당을 요청하는 메시지를 수신한다.
그러면, 220단계에서 상기 CM은, TV 대역에서 TVWS의 채널 분류를 확인한다. 여기서, 상기 TV 대역은, 동작 채널(operating channel), 공존 채널(coexistent channel), 가용 채널(available channel), 보호 채널(protected channel), 조건부 가용 채널(restricted channel), 불허 채널(disallowed channel), 허용 채널(allowed channel), 및 미분류 채널(unclassified channel) 등으로 분류되며, 상기 220단계에서 이러한 TV 대역에서 TVWS에 대한 채널 분류 상태를 확인한다. 상기 TV 대역에서 TVWS에 대한 채널 분류에 대해서는 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명할 것임으로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
다음으로, 230단계에서 상기 CM은, 전술한 바와 같이 TV 대역의 채널 분류에서 가용 채널이 존재하는 지를 확인한다. 즉, 상기 CM은 상기 TV 대역에서 TVBD들이 사용 가능한 채널이 존재하는 지를 확인한다.
상기 230단계에서의 확인 결과 상기 TV 대역에서 가용 채널이 존재할 경우, 240단계에서 상기 CM은, 상기 TV 대역의 가용 채널에서 상기 TVBD들의 동작 채널을 상기 TVBD들에게 할당한다. 그런 다음, 250단계에서 상기 CM은, 상기 TVBD들의 동작 채널 할당에 상응하여 상기 TV 대역에서의 채널 분류를 업데이트한 후, 상기 업데이트된 TV 대역에서의 채널 분류에 대한 채널 분류 정보를 CDIS 및 인접 CM으로 송신한다.
한편, 상기 230단계에서의 확인 결과 상기 TV 대역에서 가용 채널이 존재하지 않을 경우, 260단계에서 상기 CM은 상기 TV 대역에서 조건부 가용 채널, 다시 말해 상기 TV 대역에서 사용 제한 채널이 존재하는 지를 확인한다.
상기 260단계에서의 확인 결과 상기 TV 대역에서 조건부 가용 채널이 존재할 경우, 270단계에서 상기 CM은 상기 존재하는 조건부 가용 채널의 사용이 가능한 지를 확인한다. 즉, 상기 CM은 상기 TV 대역에서의 조건부 가용 채널을 상기 TVBD이 공존 및 주파수 공유를 통해 사용 가능한 지를 확인하며, 이때 상기 TV 대역에서의 조건부 가용 채널의 사용이 가능할 경우, 240단계에서 상기 CM은, 상기 TV 대역에서의 조건부 가용 채널에서 상기 TVBD들의 동작 채널을 상기 TVBD들에게 할당한다. 그런 다음, 전술한 바와 같이 250단계에서 상기 TV 대역의 채널 분류를 업데이트한 후, 상기 업데이트된 채널 분류 정보를 CDIS 및 인접 CM으로 송신한다.
한편, 상기 260단계에서의 확인 결과 상기 TVWS에서 조건부 가용 채널이 존재하지 않거나, 또는 상기 270단계에서의 확인 결과 상기 조건부 가용 채널을 사용하지 못할 경우, 280단계에서 상기 CM은, CM 자신에게 등록된 TVBD들과 인접 주파수 간섭을 발생하는 TVBD들, 즉 인접 CM들에 등록된 TVBD들을 고려하여, TVWS에서 CM 자신에게 등록된 TVBD들에게 동작 채널을 할당한다. 여기서, 상기 CM은, TVWS에서 TVBD들의 타입 및 인접 CM들에서의 채널 사용 여부에 따라 사용 가능한 채널을 TVBE들에게 동작 채널을 할당한다. 이때, 상기 CM은, 초기 채널 할당(Initiate_Channel_Allocation) 플래그를 셋, 예컨대 초기 채널 할당(Initiate_Channel_Allocation) 플래그를 '1'로 셋하여, 상기 사용 가능한 채널을 복수의 시스템들, 즉 TVBE들에게 채널을 할당한다. 그러면 여기서, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 TV 대역에서 사용 가능한 채널의 분류에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 자원 관리 시스템의 채널 분류(channel classification)를 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 상기 자원 관리 시스템은, TVWS에서 TVBD들의 타입 및 인접 CM들에서의 채널 사용 여부에 따라 채널 할당이 결정되므로, 복수의 시스템들 간의 효과적인 상호 공존 및 주파수 공유를 위해 도 3에 도시한 바와 같이 TV 대역에 대한 TVWS의 채널 분류를 수행한다.
도 3을 참조하면, 상기 자원 관리 시스템의 CM은, TVWS DB로부터 TV 대역에서 사용 가능한 채널, 즉 TVWS의 채널 정보를 획득하며, 상기 채널 정보를 바탕으로, 상기 복수의 시스템들이 사용 권한을 갖지 않는 TV 대역의 TV 채널(TV channels)(300)을, 불허 채널(310), 가용 채널(320), 조건부 가용 채널(330), 허용 채널(340), 동작 채널(325), 공존 채널(327), 보호 채널(342), 및 미분류 채널로 분류한다. 여기서, 상기 CM의 상기 TV 채널에서의 전술한 바와 같은 채널 분류는 일 예이며, TVWS에서 복수의 시스템들의 공존 및 주파수 공유에 따라 다양한 형태로 상기 TV 채널에서의 채널이 분류된다.
상기 동작 채널(325)은, 상기 TV 채널(300)에서, 공존 및 주파수 공유를 통해 TV 채널(300)을 공유하는 하나의 시스템, 즉 TVBD 또는 동일한 무선 접속 방식을 이용하는 복수의 시스템들, 즉 TVBD들에 할당된 서브주파수 자원의 집합을 의미한다. 여기서, 상기 서브주파수 자원은, 1차 면허권 시스템, 즉 주 시스템이 사용할 수 있는 전체 주파수 대역에서 일부분의 주파수 대역으로, 채널로 나타낼 수 있다. 또한, 상기 동작 채널(325)은, 상기 TV 채널(300)의 가용 채널(320)과 조건부 가용 채널(330)에서 할당된다.
상기 공존 채널(327)은, 상기 TV 채널(300)에서, 동일하거나 또른 서로 다른 무선 접속 방식을 이용하는 둘 이상의 시스템들, 즉 TVBD들에 할당된 서브주파수 자원의 집합을 의미하며, 상기 TV 채널(300)의 상기 동작 채널(325)에서 할당된다.
상기 가용 채널(320)은, 상기 TV 채널(300)에서, 지역적 또는 시간적으로 1차 면허권 시스템, 즉 주 시스템에 의해 사용되지 않고 미리 정의된 수준 이상의 채널 품질(channel quality)을 만족하여, 공존 및 주파수 공유를 통해 적어도 하나의 시스템, 즉 TVBD에 할당 가능한 서브주파수 자원의 집합을 의미한다. 즉, 상기 가용 채널(320)은, 상기 TV 채널(300)에서, 복수의 시스템들, 즉 TVBD들이 공존 및 주파수 공유를 통해 사용 가능한 채널을 의미하며, 상기 TV 채널(300)에서 할당된다.
상기 보호 채널(342)은, 상기 TV 채널(300)에서, 1차 면허권 시스템, 즉 주 시스템에 의해 사용되어 복수의 시스템들, 즉 TVBD들에 할당이 불가능한 서브주파수 자원의 집합을 의미, 즉 상기 복수의 시스템들에서의 사용이 불가능한 채널을 의미한다.
상기 조건부 가용 채널(330), 다시 말해 사용 제한 채널은, 상기 TV 채널(300)에서, 주파수 대역과 관련된 규정(regulation)에 의해 복수의 시스템들에 제한적으로 할당이 가능한 서브 주파수 자원의 집합을 의미한다. 예컨대, 인접 서브주파수 자원이 상기 주 시스템에 의해 사용되어, 공존 및 주파수 공유를 통해 상기 복수의 시스템들에 제한적으로 할당이 가능한 서브주파수 자원은, 상기 조건부 가용 채널(330)에 포함된다. 여기서, 제F서브주파수 자원의 인접 서브주파수 자원은, 제F±1서브주파수 자원 또는 제F±2서브주파수 자원 등으로 정의된다. 이때, 상기 조건부 가용 채널(330)에 포함되는 서브주파수 자원은, 복수의 시스템들, 즉 TVBD들에 할당되지 않은 주파수 자원을 의미한다. 그리고, 상기 조건부 가용 채널(330)의 서브주파수 자원은, 해당 주파수 대역의 인접 서브주파수 자원에서 주 시스템이 사용하는 전력 레벨과 확연하게 구별되는 낮은 전력 레벨을 사용하도록 하여 상기 해당 주파수 대역을 복수의 시스템들에 할당됨에 따라, 상기 복수의 시스템들에 제한적으로 할당된다.
상기 불허 채널(310)은, 상기 TV 채널(300)에서, 주파수 대역과 관련된 규정(regulation)에 의해 복수의 시스템들의 사용이 금지된 서브주파수 자원, 즉 상기 복수의 시스템들로의 할당이 금지된 서브주파수 자원의 집합을 의미한다.
상기 미분류 채널(344)은, 상기 TV 채널(300)에서, 전술한 동작 채널(325), 공존 채널(327), 가용 채널(320), 조건부 가용 채널(330), 보호 채널(342), 및 불허 채널(310)로의 채널 분류에 해당되지 않는 서브주파수 자원의 집합을 의미한다. 즉, 상기 미분류 채널(344)은, 상기 TV 채널(300)에서, 해당 서브주파수 자원의 상태가 확인되지 않은 서브주파수 자원의 집합을 의미한다.
이렇게 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 관리 시스템의 CM은, 상기 TV 채널(300)을 채널 분류하며, 이러한 채널 분류를 위해서 상기 CM은, TVWS DB, CDIS, 인접 CM, 및 자신에게 등록된 CE들과 TVBD들 간에 메시지를 송수신한다. 우선, 상기 CM은, 전술한 바와 같은 TV 대역에서 TVWS에 대한 채널 분류를 위해 TVWS DB 또는 자신에게 등록된 CE로부터 유휴 채널 정보, 즉 TVWS의 채널 정보를 획득하며, 이러한 채널 정보를 획득하기 위한 상기 채널 정보의 요청 메시지로, 가용 채널 요청(AvailableChannel_Request) 메시지 또는 CM 가용 채널 요청(CM_AvailableChannel_Request) 메시지를, TVWS DB 또는 CM 자신에게 등록된 CE로 송신한다.
여기서, 상기 TVWS의 채널 정보를 요청하는 상기 가용 채널 요청(AvailableChannel_Request) 메시의 헤더(header) 및 페이로드(payload)는 표 1과 같이 나타낼 수 있다. 또한, 상기 TVWS의 채널 정보를 요청하는 상기 CM 가용 채널 요청(CM_AvailableChannel_Request) 메시지의 헤더 및 페이로드는 표 2와 같이 나타낼 수 있으며, 상기 CM 가용 채널 요청(CM_AvailableChannel_Request) 메시지의 데이터 타입(data type)은 표 3과 같이 나타낼 수 있다.
Header
Information element Data type Description
sourceIdentifier = CM_ID CX_ID Source identifier
destinationIdentifier = CE_ID CX_ID Destination identifier
ACKPolicy BOOLEAN Request to send an acknowledgement of reception
Payload
Information element Data type Description
None

Header
Information element Data type Description
sourceIdentifier = CM_ID CX_ID Source identifier
destinationIdentifier = TVWSDB_ID CX_ID Destination identifier
ACKPolicy BOOLEAN Request to send an acknowledgement of reception
Payload
Information element Data type Description
requestedTimeStamp TIME Time of the request
deviceFCCID FCC ID of the TVBD network or device
deviceSN Serial number of the TVBD network or device
deviceLocation DeviceLocation Location of the TVBD network or device
antennaHeight REAL Antenna height of the TVBD network or device
networkType NetworkType E.g., fixed mode 2
…
삭제
CX_ID ::= ENUMERATED{
CE_ID,
CM_ID,
CDIS_ID,
TVWSDB_ID
}
DeviceLocation ::= SEQUENCE{
coordinateX REAL,
coordinateY REAL,
coordinateZ REAL
}
NetworkType ::= ENUMERATED{
fixed,
mode2,
…
}
또한, 상기 CM이, 전술한 바와 같이 TVWS의 채널 정보를 획득하기 위해, 상기 가용 채널 요청(AvailableChannel_Request) 메시지 또는 상기 CM 가용 채널 요청(CM_AvailableChannel_Request) 메시지를, TVWS DB 또는 CM 자신에게 등록된 CE로 송신함에 따라, 상기 CM은, 상기 가용 채널 요청(AvailableChannel_Request) 메시지 또는 상기 CM 가용 채널 요청(CM_AvailableChannel_Request) 메시지에 대한 응답 메시지로, 상기 TVWS의 채널 정보가 포함된 가용 채널 응답(AvailableChannel_Response) 메시지 또는 가용 채널 알림(AvailableChannel_Announcement) 메시지를 상기 TVWS DB 또는 CM 자신에게 등록된 CE로부터 수신한다.
여기서, 상기 TVWS의 채널 정보가 포함된 가용 채널 응답(AvailableChannel_Response) 메시지의 헤더 및 페이로드는 표 4와 같이 나타낼 수 있고, 상기 가용 채널 응답(AvailableChannel_Response) 메시지의 데이터 타입은 표 5와 같이 나타낼 수 있다. 또한, 상기 TVWS의 채널 정보가 포함된 가용 채널 알림(AvailableChannel_Announcement) 메시지의 헤더 및 페이로드는 표 6과 같이 나타낼 수 있다.
Header
Information element Data type Description
sourceIdentifier = CE_ID or TVWSDB_ID CX_ID Source identifier
destinationIdentifier = CM_ID CX_ID Destination identifier
ACKPolicy BOOLEAN Request to send an acknowledgement of reception
Payload
Information element Data type Description
listOfAllowedTVWSChNumber ListOfAllowedTVWSChNumber
OPTIONAL		 Allowed TVWS channel number list
constOfChUses ConstOfChUses
OPTIONAL		 Channel user constraint
Note: Information elements below are repeated for each available frequency.
startFreq REAL OPTIONAL Start frequency
stopFreq REAL OPTIONAL Stop frequency
txPowerLimit REAL OPTIONAL Transmit power limit
aggregatedInterference
ControlParameters		 AggregatedInterferference
ControlParameters		 Aggregated interference control parameters
ListOfAllowedTVWSChNumber ::= SEQUENCE OF INTEGER

ConstOfChUseID :: = ENUMERATED{
regulationMaxTxPower,
regulationMaxAntGain,
regulationMaxAntHeight,
regulationTVDBUpdateTime,
OutOfBandEmissionLimit,
…
}

ConstOfChUseValue :: = CHOICE{
regulationMaxTxPower REAL,
regulationMaxAntMaxGain REAL,
regulationAntMaxHeight REAL,
regulationTVDBUpdateTime REAL,
OutOfBandEmissionLimit REAL,
…
}

ConstOfChUse : : = SEQUENCE{
constOfChUseID ConstOfChUseID,
constOfChUseValue ConstOfChUseValue
}

ConstOfChUses : : = SEQUENCE OF ConstOfChUse

AggregatedInterferferenceControlParameters :: = SEQUENCE{
ReferencePointID INTEGER,
Geolocation ReferencePointGeolocation,
ACS REAL,
Antenna height REAL,
Antenna gain REAL,
Protection ratio REAL,
…
}
ReferencePointGeolocation :: = ENUMERATED {
Latitude REAL,
Longitude REAL,
Altitude REAL,
…
}

Header
Information element Data type Description
sourceIdentifier = CE_ID or TVWSDB_ID CX_ID Source identifier
destinationIdentifier = CM_ID CX_ID Destination identifier
ACKPolicy BOOLEAN Request to send an acknowledgement of reception
Payload
Information element Data type Description
listOfAllowedTVWSChNumber ListOfAllowedTVWSChNumber
OPTIONAL		 Allowed TVWS channel number list
constOfChUses ConstOfChUses OPTIONAL Channel user constraint
Note: Information elements below are repeated for each available piece of frequency.
networkID NetworkID OPTIONAL E.g., BSSID
startFreq REAL OPTIONAL Start frequency
stopFreq REAL OPTIONAL Stop frequency
txPowerLimit REAL OPTIONAL Transmit power limit
aggregatedInterference
ControlParameters		 AggregatedInterferference
ControlParameters		 Aggregated interference control parameters
삭제
이렇게 상기 자원 관리 시스템의 CM은, 상기 TVWS의 채널 정보를 요청하는 상기 가용 채널 요청(AvailableChannel_Request) 메시지 또는 상기 CM 가용 채널 요청(CM_AvailableChannel_Request) 메시지, 및 상기 TVWS의 채널 정보가 포함된 가용 채널 응답(AvailableChannel_Response) 메시지 또는 가용 채널 알림(AvailableChannel_Announcement) 메시지를 송수신하여, 상기 TVWS의 채널 정보를 획득하며, 상기 획득한 TVWS의 채널 정보를 바탕으로 도 3에 도시한 바와 같이 상기 TV 대역에서 TVWS에 대한 채널 분류를 수행, 즉 TV 대역의 채널을 분류한다. 그리고, 상기 채널 분류된 TV 대역에서 사용 가능한 채널을 공존 및 주파수 공유를 통한 복수의 시스템들, 즉 TVBD들의 동작 채널로 상기 TVBD들에 채널 할당한다.
즉, 상기 자원 관리 시스템의 CM은, 상기 TV 대역의 채널 분류를 수행한 후, 채널 할당을 통해 상기 TV 대역에서 사용 가능한 채널을 복수의 시스템들, 즉 TVBD들에게 동작 채널로 할당하며, 상기 TVBD들은, 공존 및 주파수 공유를 통해 할당된 동작 채널에서 사용자들에게 통신 서비스를 제공한다. 이때, 사용자들이 요구한 QoS를 만족하는 통신 서비스를 제공하지 못할 경우, 상기 TVBD들은 상기 CM으로 새로운 동작 채널의 할당을 요청하는 할당 요청 메시지를 송신한다.
여기서, 상기 TVBD들은, 상기 할당 요청 메시지로서, 사용자들이 요구한 QoS를 만족시키기 위한 새로운 동작 채널 할당의 이벤트가 발생됨을 알리는 이벤트 메시지로, 이벤트 지시(Event_Indication) 메시지 또는 이벤트 확인(Event_Confirm) 메시지를 상기 CM으로 송신한다. 즉, 상기 TVBD들은, 상기 이벤트 지시(Event_Indication) 메시지 또는 이벤트 확인(Event_Confirm) 메시지를 CM으로 송신하여, TVWS에서 새로운 동작 채널의 할당을 CM에게 요청한다. 그리고, 상기 이벤트 지시(Event_Indication) 메시지의 헤더 및 페이로드는 표 7과 같이 나타낼 수 있고, 상기 이벤트 지시(Event_Indication) 메시지의 데이터 타입은 표 8과 같이 나타낼 수 있으며, 또한 상기 이벤트 확인(Event_Confirm) 메시지의 헤더 및 페이로드는 표 9와 같이 나타낼 수 있다.
Header
Information element Data type Description
sourceIdentifier = CE_ID or CM_ID CX_ID Source identifier
destinationIdentifier = CM_ID CX_ID Destination identifier
ACKPolicy BOOLEAN Request to send an acknowledgement of reception
Payload
Information element Data type Description
eventParams EventParams List of event parameters

EventDescr ::= ENUMERATED{
SINRThresholdReached,
QoSDegradation,
MisLocatedTVBDDetected,
…
}

MisLocatedTVBDDetectedInfo ::= SEQUENCE{
networkID NetworkID,
listOfoperatingFrequency SEQUENCE OF SEQUENCE{startFeq REAL, stopFreq REAL}
OPTIONAL,
listOfChannelNumber SEQUENCE OF INTEGER OPTIONAL
}
AddInfo ::= CHOICE{
misLocatedTVBDDetectedInfo MisLocatedTVBDDetectedInfo,
…
}
EventParams ::= SEQUENCE{
eventDescr EventDescr,
addInfo AddInfo OPTIONAL
}
삭제
Header
Information element Data type Description
sourceIdentifier = CM_ID CX_ID Source identifier
destinationIdentifier = CE_ID or CM_ID CX_ID Destination identifier
ACKPolicy BOOLEAN Request to send an acknowledgement of reception
Payload
Information element Data type Description
None
이렇게 상기 TVBD들로부터 새로운 동작 채널의 할당을 요청하는 할당 요청 메시지로서 상기 이벤트 지시(Event_Indication) 메시지 또는 이벤트 확인(Event_Confirm) 메시지를 수신한 CM은, 도 2에서 설명한 바와 같이, 상기 TV 대역에서 사용 가능한 채널, 다시 말해 상기 TVWS의 가용 채널 또는 조건부 가용 채널에서 상기 TVBD들의 동작 채널을 상기 TVBD들에게 할당한다. 그리고, 상기 CM은, 도 2에서 설명한 바와 같이, 상기 TVWS에서 상기 TVBD들로의 동작 채널의 할당에 상응하여, 상기 TVBD들로의 동작 채널 할당을 도 3에서 설명한 채널 분류에 반영하기 위해 상기 TV 대역의 채널 분류를 업데이트하며, 상기 업데이트된 채널 분류에 대한 채널 분류 정보를 CDIS 및 인접 CM으로 송신한다.
즉, 상기 CM은, 상기 TVWS에서 상기 TVBD들로 동작 채널을 할당한 후, 업데이트된 채널 분류 정보를 상기 CDIS 및 인접 CM으로 송신하며, 이때 상기 CM은, 상기 채널 분류 정보가 포함된 메시지로서, 채널 분류 알림(ChannelClassification_Announcement) 메시지, 인접 정보 알림(NeighborInformation_Announcement) 메시지, 또는 인접 정보 확인(NeighborInformation_Confirm) 메시지를 상기 CDIS 및 인접 CM으로 송신한다. 예컨대, 상기 CM은, 상기 채널 분류 정보를 포함하는 채널 분류 알림(ChannelClassification_Announcement) 메시지를 상기 CDIS로 송신하고, 상기 채널 분류 정보를 포함하는 상기 인접 정보 알림(NeighborInformation_Announcement) 메시지 또는 인접 정보 확인(NeighborInformation_Confirm) 메시지를 상기 인접 CM으로 송신한다.
여기서, 상기 채널 분류 정보를 포함한 채널 분류 알림(ChannelClassification_Announcement) 메시지의 헤더 및 페이로드는 표 10과 같이 나타낼 수 있고, 상기 채널 분류 알림(ChannelClassification_Announcement) 메시지의 데이터 타입은 표 11과 같이 나타낼 수 있다. 또한, 상기 채널 분류 정보를 포함한 인접 정보 알림(NeighborInformation_Announcement) 메시지의 헤더 및 페이로드는 표 12와 같이 나타낼 수 있고, 상기 인접 정보 알림(NeighborInformation_Announcement) 메시지의 데이터 타입은 표 13과 같이 나타낼 수 있다. 그리고, 상기 채널 분류 정보를 포함한 인접 정보 확인(NeighborInformation_Confirm) 메시지의 헤더 및 페이로드는 표 14와 같이 나타낼 수 있다.
Header
Information element Data type Description
sourceIdentifier = CM_ID CX_ID Source identifier
destinationIdentifier =CM_ID or CE_ID CX_ID Destination identifier
ACKPolicy BOOLEAN Request to send an acknowledgement of reception
Payload
Information element Data type Description
Note: Information elements below are repeated for each TVBD network or device.
networkID NetworkID Network ID
chClassInfo ChClassInfo Channel classification information of the CE
NetworkID::= ENUMERATED{
BSSID,
…
}
OperatingChannelInfo :: = SEQUENCE {
operatingChannelNumber INTEGER,
listOfNetworkID SEQUENCE OF NetworkID,
…
}
ChClassInfo :: = SEQUENCE {
availableChannelList SEQUENCE OF INTEGER,
restrictedChannelList SEQUENCE OF INTEGER,
protectedChannelList SEQUENCE OF INTEGER,
unclassifiedChannelList SEQUENCE OF INTEGER,
operatingChannelList SEQUENCE OF OperatingChannelInfo,
coexistenceChannelList SEQUENCE OF OperatingChannelInfo,
…
}

Header
Information element Data type Description
sourceIdentifier = CM_ID CX_ID Source identifier
destinationIdentifier = CM_ID CX_ID Destination identifier
ACKPolicy BOOLEAN Request to send an acknowledgement of reception
Payload
Information element Data type Description
sourceTVBDIdentifier CX_ID CE_ID of the TVBD network or device served by the source CM
sourceNetworkTechnology NetworkTechnology E.g., 802.11af, 802.22
networkType NetworkType TVBD network or device type
sourceListOfSupportedChannelNumber ListOfSupportedChannelNumber OPTIONAL List of supported channel number
sourceListOfOperatingChannelNumber ListOfOperatingChannelNumber OPTIONAL List of operating channel number
sourceListOfSupportedFrequencies ListOfSupportedFrequencies OPTIONAL List of supported frequencies
sourceListOfOperatingFrequencies ListOfOperatingFrequencies OPTIONAL List of operating frequencies
sourceNetworkCapabilities NetworkCapabilities Device and network capabilities that have an effect on coexistence decision making
sourceSubscribedService SubscribedService Coexistence service subscription
managingCM BOOLEAN Indicates whether this TVBD network or device shall be managed by source CM or destination CM
chClassInfo ChClassInfo OPTIONAL Channel classification information
scheduledTimeEnd BOOLEAN OPTIONAL Indicate whether this TVBD network or device finished scheduled time when channel is shared

SubscribedService::= ENUMERATED{
information,
management,
interCMNeighbors,
allNeighbors
}
SubscribedService::= ENUMERATED{
information,
management,
interCMNeighbors,
allNeighbors
}
삭제
Header
Information element Data type Description
sourceIdentifier = CM_ID CX_ID Source identifier
destinationIdentifier = CM_ID CX_ID Destination identifier
ACKPolicy BOOLEAN Request to send an acknowledgement of reception
Payload
Information element Data type Description
None
이렇게 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 자원 관리 시스템은, CM에 등록된 TVBD들로의 채널 할당을 위해, 채널 분류를 통해 TV 대역에서 TVWS에 대한 채널을 분류하며, 상기 분류된 TV 대역의 채널에서 사용 가능한 채널, 다시 말해 가용 채널 또는 조건부 가용 채널에서 TVBD들의 동작 채널을 할당한다. 또한, 이렇게 할당받은 동작 채널에서 공존 및 주파수 공유를 통해 상기 TVBD들이 사용자들에게 통신 서비스를 제공하는 중에, 사용자들이 요구한 QoS를 만족하는 통신 서비스를 제공하지 못하여 상기 TVBD들이 새로운 동작 채널을 요청할 경우, 상기 TV 대역에서 분류된 채널을 확인하여 TVBE들에게 사용 가능한 채널, 즉 가용 채널 또는 조건부 가용 채널에서 TVBD들의 동작 채널을 할당한다.
이때, 상기 자원 관리 시스템, 특히 상기 CM은, 상기 TV 대역의 채널을 분류하고, 상기 TV 대역에서의 사용 가능한 채널, 즉 TVWS의 채널 수와 인접 CM에서의 TVWS들의 사용 여부에 따라 적응적으로 CM에 등록된 TVBD들의 동작 채널을 할당함으로써, 동작 채널을 효과적으로 할당하여, 상기 TVWS에서 복수의 시스템들이 상호 공존 및 주파수 공유를 효율적으로 수행한다. 특히, 상기 자원 관리 시스템의 CM은, 복수의 시스템들의 시스템 환경에 따라 적응적으로 동작 채널을 할당하기 위해, 채널 특성에 따라 채널을 구분하여 WS 대역에서 사용 가능한 채널을 동작 채널로 할당하도록 효과적으로 채널을 분류한다. 아울러, 상기 자원 관리 시스템의 CM은, 복수의 시스템들의 시스템 환경에 따라 적응적으로 동작 채널을 할당하기 위해, TVWS에서 사용 가능한 채널의 수와 인접 시스템, 즉 인접 CM의 수에 따라 동작 채널을 할당함으로써, WS 대역에서 사용 가능한 채널을 동작 채널로 효과적으로 채널을 할당한다.
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 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 제1주파수 대역에 대한 사용 권한을 갖지 않는 TV 밴드 디바이스(TV Band Device, TVBD)들을 포함하는 통신 시스템에서 자원 관리 시스템에 있어서,
    상기 제1주파수 대역에서 상기 TV 밴드 디바이스들의 사용 가능한 주파수 대역이 검색되면, 상기 사용 가능한 주파수 대역에서 상기 TV 밴드 디바이스들의 공존 및 주파수 공유를 위해 상기 TV 밴드 디바이스들을 관리하는 공존 매니저(CM: Coexistence Manager);
    상기 TV 밴드 디바이스들의 정보 및 상기 공존 매니저의 정보를 송수신하는 공존 인에이블러(CE: Coexistence Enabler); 및
    상기 TV 밴드 디바이스들에 대한 상기 공존 매니저의 제어를 지원하는 공존 디스커버리 및 정보 서버(CDIS: Coexistence Discovery and Information Server);를 포함하며;
    상기 공존 매니저는, 상기 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 바탕으로, 상기 제1주파수 대역을 채널 분류(channel classification)하여, 상기 TV 밴드 디바이스들의 동작 채널(operating channel)을 할당하되,
    상기 TV 밴드 디바이스들이 QoS(Quality of Service)에 기초하여 새로운 동작 채널의 할당 요청을 수행하는 경우, 상기 공존 인에이블러는 이벤트 메시지를 상기 공존 매니저로 전송하고,
    상기 공존 매니저는 상기 제 1 주파수 대역의 채널 분류를 업데이트하고, 상기 업데이트된 채널 분류에 대한 채널 분류 정보를 인접(neighbor) 공존 매니저들로 송신하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 제공하는 TVWS 데이터 베이스(TVWS DB: TV White Space Data Base);를 더 포함하며;
    상기 공존 매니저는, 상기 TVWS 데이터 베이스 및 상기 공존 인에이블러로 요청 메시지를 송신하여 상기 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공존 매니저는, 상기 요청 메시지에 상응하여 상기 TVWS 데이터 베이스 및 상기 공존 인에이블러로부터 상기 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 요청 메시지 및 상기 응답 메시지는, 헤더(header), 페이로드(payload), 및 데이터 타입(data type)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이벤트 메시지는, 헤더(header), 페이로드(payload), 및 데이터 타입(data type)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공존 매니저는, 상기 이벤트 메시지를 수신하여, 상기 제1주파수 대역의 채널 분류를 확인하고, 상기 제1주파수 대역의 채널 분류에서, 가용 채널(available channel) 및 조건부 가용 채널(restricted channel)을 상기 새로운 동작 채널로 할당하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 공존 매니저는, 상기 채널 분류를 통해 상기 제1주파수 대역을, 동작 채널(operating channel), 공존 채널(coexistent channel), 가용 채널(available channel), 보호 채널(protected channel), 조건부 가용 채널(restricted channel), 불허 채널(disallowed channel), 허용 채널(allowed channel), 및 미분류 채널(unclassified channel)로 분류하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 공존 매니저는, 상기 가용 채널 및 상기 조건부 가용 채널에서 복수의 상기 TV 밴드 디바이스들의 동작 채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 시스템.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 공존 매니저는, 상기 채널 분류 정보를 포함하며, 헤더(header), 페이로드(payload), 및 데이터 타입(data type)을 포함하는 메시지를 상기 공존 디스커버리 및 정보 서버와 상기 인접 공존 매니저로 송신하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 공존 매니저는, 개별 TV 채널 할당(individual TV channel allocation) 방식을 통해 상기 사용 가능한 주파수 대역에서 상기 TV 밴드 디바이스들의 동작 채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 공존 매니저는, 동종 및 이종 디바이스들 간 TV 채널 공유(Shared TV channel allocation) 방식을 통해 상기 사용 가능한 주파수 대역에서 상기 TV 밴드 디바이스들의 동작 채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 시스템.
  14. 제1주파수 대역에 대한 사용 권한을 갖지 않는 TV 밴드 디바이스들을 포함하는 통신 시스템에서 상기 제1주파수 대역의 자원을 관리하는 방법에 있어서,
    상기 제1주파수 대역에서 상기 TV 밴드 디바이스들의 사용 가능한 주파수 대역이 검색되면, 상기 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 제공하는 TVWS 데이터 베이스(TVWS DB: TV White Space Data Base)로부터 상기 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 획득하는 단계;
    상기 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 바탕으로, 상기 제1주파수 대역을 채널 분류(channel classification)하는 단계; 및
    상기 제1주파수 대역의 채널 분류에서 상기 TV 밴드 디바이스들의 동작 채널을 할당하는 단계;를 포함하되,
    상기 TV 밴드 디바이스들이 QoS(Quality of Service)에 기초하여 새로운 동작 채널의 할당 요청을 수행하는 경우, 공존 인에이블러로부터 이벤트 메시지를 수신하고,
    상기 제 1 주파수 대역의 채널 분류를 업데이트하고, 상기 업데이트된 채널 분류에 대한 채널 분류 정보를 인접(neighbor) 공존 매니저들로 송신하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 방법.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 새로운 동작 채널의 할당 요청에 상응하여 상기 제1주파수 대역의 채널 분류를 확인하고, 상기 제1주파수 대역의 채널 분류에서, 가용 채널(available channel) 및 조건부 가용 채널(restricted channel)을 상기 새로운 동작 채널로 할당하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 채널 분류하는 단계는, 상기 제1주파수 대역을, 동작 채널(operating channel), 공존 채널(coexistent channel), 가용 채널(available channel), 보호 채널(protected channel), 조건부 가용 채널(restricted channel), 불허 채널(disallowed channel), 허용 채널(allowed channel), 및 미분류 채널(unclassified channel)로 분류하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 할당하는 단계는, 상기 가용 채널 및 상기 조건부 가용 채널에서 상기 TV 밴드 디바이스들의 동작 채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 방법.
  19. 삭제
  20. 제14항에 있어서,
    상기 할당하는 단계는, 개별 TV 채널 할당(individual TV channel allocation) 방식과, 동종 및 이종 디바이스들 간 TV 채널 공유(Shared TV channel allocation) 방식 중 하나의 방식을 통해 상기 TV 밴드 디바이스들의 동작 채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 방법.
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