KR102058728B1

KR102058728B1 - Method for calculating fairness index and method for allocating resources based on the fairness index in coexistence management system

Info

Publication number: KR102058728B1
Application number: KR1020130025473A
Authority: KR
Inventors: 이동훈; 강현덕; 정병장
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2012-09-15
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2019-12-23
Also published as: KR20140036104A

Abstract

본 발명에 따른, 공존 관리 시스템에서 공존 매니저들(Coexistence Managers) 간에 자원 할당의 공평성을 나타내는 척도인 페어니스 인덱스(fairness index) 산출 방법은, 공존 매니저들 각각에 대하여, 해당 공존 매니저에 할당된 자원의 양을 해당 공존 매니저에 요구되는 자원의 양으로 정규화하여, 정규화된 자원 할당량을 산출하는 단계; 및 상기 공존 매니저들 각각에 대하여 산출된 상기 정규화된 자원 할당량들을 이용하여 상기 페어니스 인덱스를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, a method of calculating a fairness index, which is a measure of fairness of resource allocation among coexistence managers, for each of the coexistence managers, the resources allocated to the coexistence managers. Calculating a normalized resource quota by normalizing the amount of the P with the amount of resources required for the coexistence manager; And calculating the fairness index by using the normalized resource quotas calculated for each of the coexistence managers.

Description

Method for calculating fairness index and method for allocating resources based on the fairness index in coexistence management system}

본 발명은 공존 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공존 관리 시스템에서 자원 할당의 공평성을 나타내는 척도로서 페어니스 인덱스를 산출하는 방법 및 상기 페어니스 인덱스를 기반으로 자원을 할당하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a coexistence management system, and more particularly, to a method of calculating a fairness index as a measure of fairness of resource allocation in a coexistence management system and a method of allocating resources based on the fairness index.

현재 통신 시스템에서는 고속의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service, QoS)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.In current communication systems, active researches are being conducted to provide users with various quality of service (QoS) services having high transmission speeds. In such a communication system, studies are being actively conducted to provide a large capacity service having various QoS using limited resources, for example, frequency resources. In particular, due to the development of radio communication technology and the emergence of new wireless communication services, the need for more efficient use of finite frequency resources is emerging.

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.In order to increase the utilization efficiency of the limited frequency resources in the communication system, it is possible to optimize the performance of the communication system, for example, to maximize the spectral efficiency through multiple access, encoding, modulation, information compression, etc. Minimized interference has been proposed, and a frequency sharing scheme has been proposed to increase the efficiency of use of frequency resources by using a frequency band usable in a frequency band already in use, such as a TV band.

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 어려움이 있다.Here, frequency sharing in a frequency band usable in a frequency band already in use, such as the aforementioned TV band, is a frequency that can be used without interfering with a primary incumbent having preferential use rights for the TV band. Since the band should be used, it is important to detect the usable frequency band by checking whether the primary license holder uses the frequency band in the TV band. In addition, when there are a plurality of different systems that want to use the available frequency band detected in the TV band, the available frequency may be due to a difference in a communication method, for example, a wireless connection method, between the plurality of different systems. There is a difficulty in coexistence for using the band.

상호 공존 기술은 다양한 동적 스펙트럼 접근(Dynamic Spectrum Access, DSA) 기술이 출현할 것으로 예상되는 코어(core) 주파수(30㎒~10㎓)에서 서로 다른 통신 프로토콜을 이용하는 무선 기기들이 유해 혼신(harmful interference) 없이 상호 공존하도록 하는 스펙트럼 관리 기술이다. DSA 기술은 현재의 정적(Static) 스펙트럼 관리 기술에 상반되는 개념으로서, 무선 기기의 주변 전파환경에 따라 스펙트럼을 동적(Dynamic)으로 관리하여 주파수 이용의 유연성과 효율성을 극대화하는 무선접속 및 관리 기술이다. IEEE 802, SCC 41 등의 무선 서비스 별로 다양하게 출현하는 주파수 공유기술에 대비하여 국가 스펙트럼 관리 측면에서 복수개의 공유기술을 효과적으로 운용할 수 있는 상호 공존 기준을 도출하는 기술개발을 하고 있다.Co-existence technology is a cause of harmful interference between wireless devices using different communication protocols at core frequencies (30 MHz to 10 GHz) where various dynamic spectrum access (DSA) technologies are expected to emerge. It is a spectrum management technique that allows for mutual coexistence. DSA technology is a concept contrary to current static spectrum management technology. It is a wireless access and management technology that maximizes the flexibility and efficiency of using frequency by managing spectrum dynamically according to the radio wave environment of wireless devices. . In preparation for various frequency sharing technologies such as IEEE 802 and SCC 41, various technologies are being developed to derive mutual coexistence standards to effectively manage multiple sharing technologies in terms of spectrum management.

국내에서는 주파수 경매제, 허가 및 비면허대역의 공유 등 혼잡한 전파환경 속에서 최적의 주파수 효율성을 확보하기 위한 다양한 공유 기술의 통합적인 상호공존 조건에 대한 연구가 체계적으로 이루어지고 있지 않고 있다. 국제 표준화기구인 IEEE 802.19에서는 IEEE 802 표준간의 공존 문제를 다루는 wireless coexistence working group (WG)에서 면허 및 비면허 대역에서의 주파수 공유 무선 시스템 간의 coexistence 시나리오, 상호 공존성 분석, 상호 공존을 위한 공유 메커니즘 등에 관한 기술적 이슈들이 논의되고 있다.In Korea, research on integrated coexistence conditions of various sharing technologies has not been conducted systematically to secure optimum frequency efficiency in crowded radio environment such as frequency auction system, sharing of licensed and unlicensed bands. IEEE 802.19, the International Organization for Standardization, provides information on coexistence scenarios, coexistence analysis, and sharing mechanisms for coexistence between wireless systems in frequency-licensed and unlicensed bands in the wireless coexistence working group (WG). Technical issues are being discussed.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공존 관리 시스템에서 자원 할당의 공평성을 나타내는 척도로서 페어니스 인덱스를 산출하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a method for calculating a fairness index as a measure of fairness of resource allocation in a coexistence management system.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 공존 관리 시스템에서 자원 할당의 공평성을 나타내는 척도인 페어니스 인덱스를 기반으로 자원을 공평하고 효과적으로 할당하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for fair and effective allocation of resources based on a fairness index, which is a measure of fairness of resource allocation in a coexistence management system.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른, 공존 관리 시스템에서 공존 매니저들(Coexistence Managers) 간에 자원 할당의 공평성을 나타내는 척도인 페어니스 인덱스(fairness index) 산출 방법은, 공존 매니저들 각각에 대하여, 해당 공존 매니저에 할당된 자원의 양을 해당 공존 매니저에 요구되는 자원의 양으로 정규화하여, 정규화된 자원 할당량을 산출하는 단계; 및 상기 공존 매니저들 각각에 대하여 산출된 상기 정규화된 자원 할당량들을 이용하여 상기 페어니스 인덱스를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, in the coexistence management system, a method for calculating a fairness index, which is a measure of fairness of resource allocation among coexistence managers, for each of the coexistence managers, Calculating a normalized resource quota by normalizing an amount of resources allocated to the coexistence manager with an amount of resources required for the coexistence manager; And calculating the fairness index by using the normalized resource quotas calculated for each of the coexistence managers.

일 실시예에서, 상기 페어니스 인덱스를 산출하는 단계는, 상기 공존 매니저들의 수, 상기 정규화된 자원 할당량들의 합의 제곱 및 상기 정규화된 자원 할당량들의 제곱들의 합을 이용하여 상기 페어니스 인덱스를 산출할 수 있다.In one embodiment, calculating the fairness index may calculate the fairness index using a sum of the number of coexistence managers, the sum of squares of the normalized resource allocations, and the squares of the normalized resource allocations. have.

일 실시예에서, 상기 페어니스 인덱스를 산출하는 단계는, 상기 정규화된 자원 할당량들의 합의 제곱을 상기 공존매니저들의 수와 상기 정규화된 자원 할당량들의 제곱들의 합의 곱으로 나눈 값을 상기 페어니스 인덱스로 산출할 수 있다.In an embodiment, the calculating of the fairness index may include calculating the fairness index by dividing the square of the sum of the normalized resource quotas by the product of the sum of the coexistence managers and the sum of the squares of the normalized resource quotas. can do.

일 실시예에서, 상기 해당 공존 매니저에 할당된 자원의 양은, 해당 공존 매니저에 할당된 대역폭과 해당 공존 매니저에 할당된 점유율(occupancy)의 곱일 수 있다.In an embodiment, the amount of resources allocated to the coexistence manager may be a product of a bandwidth allocated to the coexistence manager and an occupancy allocated to the coexistence manager.

일 실시예에서, 상기 해당 공존 매니저에 요구되는 자원의 양은, 해당 공존 매니저에 등록된, 데이터 송수신을 수행하는 개체들인 WSO들(White Space Objects) 각각의 요구 대역폭과 요구 점유율(occupancy)의 곱들의 합일 수 있다.In one embodiment, the amount of resources required for the coexistence manager is the product of the requested bandwidth and the occupancy of each of the White Space Objects, which are entities performing data transmission and reception, registered with the coexistence manager. It can be sum.

일 실시예에서, 상기 정규화된 자원 할당량은 다음 수학식을 이용하여 산출될 수 있다.In one embodiment, the normalized resource allocation may be calculated using the following equation.

여기서,

은 m번째 공존 매니저에 대한 상기 정규화된 자원 할당량을,

은 m번째 공존 매니저에 등록된, 데이터 송수신을 수행하는 개체들인 WSO들(White Space Objects)의 수를,

은 m번째 공존 매니저에 등록된 n번째 WSO의 요구 대역폭을,

은 m번째 공존 매니저에 등록된 n번째 WSO의 요구 점유율(occupancy)을,

은 m번째 공존 매니저에 할당된 자원의 양을,

은 m번째 공존 매니저에 할당된 대역폭을,

은 m번째 공존 매니저에 할당된 점유율을 나타낸다.here,

Is the normalized resource quota for the mth coexistence manager,

Is the number of WSOs (White Space Objects), which are entities that perform data transmission and reception, registered with the mth coexistence manager.

Is the requested bandwidth of the nth WSO registered in the mth coexistence manager,

Is the occupancy of the nth WSO registered in the mth coexistence manager,

Is the amount of resources allocated to the mth coexistence manager,

Is the bandwidth allocated to the mth coexistence manager,

Represents the share allocated to the mth coexistence manager.

일 실시예에서, 상기 페어니스 인덱스를 산출하는 단계는 다음 수학식을 이용하여 산출할 수 있다.In an embodiment, the calculating of the fairness index may be calculated using the following equation.

여기서,

는 상기 페어니스 인덱스를,

은 m번째 공존 매니저에 대한 상기 정규화된 자원 할당량을,

은 상기 공존 매니저들의 수를 나타낸다.here,

Is the fairness index,

Is the normalized resource quota for the mth coexistence manager,

Represents the number of coexistence managers.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른, 공존 관리 시스템에서 공존 매니저들(Coexistence Managers) 간에 자원 할당의 공평성을 나타내는 척도인 페어니스 인덱스(fairness index)를 기반으로 공존 매니저들 간에 자원을 할당하는 방법에서, 상기 페어니스 인덱스는 공존 매니저들 각각의 정규화된 자원 할당량을 이용하여 산출되며, 여기서 상기 정규화된 자원 할당량은 해당 공존 매니저에 할당된 자원의 양을 해당 공존 매니저에 요구되는 자원의 양으로 정규화하여 산출되고, 상기 방법은, 각 공존 매니저에 할당할 자원의 양의 초기값을 결정하는 단계; 상기 결정된 초기값을 토대로 공존 매니저들 각각에 대하여 상기 정규화된 자원 할당량을 산출하고 이를 이용하여 상기 페어니스 인덱스를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 페어니스 인덱스를 소정 쓰레숄드 값과 비교하고, 그 비교 결과에 따라 적어도 일부의 공존 매니저들 간에 자원을 재할당하는 단계; 및 상기 재할당된 결과를 토대로 상기 적어도 일부의 공존 매니저들 각각에 대하여 상기 정규화된 자원 할당량을 재산출하고 이를 이용하여 상기 페어니스 인덱스를 재산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, in the coexistence management system, resources are allocated between coexistence managers based on a fairness index, which is a measure of fairness of resource allocation between coexistence managers. In the method, the fairness index is calculated using the normalized resource quota of each of the coexistence managers, wherein the normalized resource quota is the amount of resources allocated to the coexistence manager as the amount of resources required for the coexistence manager. Calculated by normalization, the method comprising: determining an initial value of an amount of resources to be allocated to each coexistence manager; Calculating the normalized resource allocation amount for each of the coexistence managers based on the determined initial value and calculating the fairness index using the normalized resource allocation amount; Comparing the calculated fairness index with a predetermined threshold value and reallocating resources among at least some coexistence managers according to the comparison result; And recalculating the normalized resource allocation for each of the at least some coexistence managers based on the reassigned result and using the same to recalculate the fairness index.

일 실시예에서, 상기 자원 할당 방법은, 상기 재산출된 페어니스 인덱스를 가지고 상기 재할당하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the resource allocation method may further include repeating the reallocating with the reclaimed fairness index.

일 실시예에서, 상기 재할당하는 단계는, 상기 산출된 페어니스 인덱스가 상기 소정 쓰레숄드 값보다 작으면 상기 적어도 일부의 공존 매니저들 간에 자원을 재할당할 수 있다.In one embodiment, the reallocating may reassign resources between the at least some coexistence managers if the calculated fairness index is less than the predetermined threshold value.

일 실시예에서, 상기 결정하는 단계는, 가용 대역폭들의 합을 상기 공존 매니저들의 수로 나눈 값을 상기 각 공존 매니저에 할당할 자원의 양의 초기값으로 결정할 수 있다.In an embodiment, the determining may include determining a value obtained by dividing the sum of available bandwidths by the number of coexistence managers as an initial value of the amount of resources to be allocated to each coexistence manager.

일 실시예에서, 상기 재할당하는 단계는, 상기 공존 매니저들 중 상기 정규화된 자원 할당량이 최소인 제1 공존 매니저와 상기 정규화된 자원 할당량이 최대인 제2 공존 매니저를 추출하는 단계; 및 상기 제1 공존 매니저와 상기 제2 공존 매니저에 자원을 재할당하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the reallocating step may include: extracting a first coexistence manager having the minimum normalized resource quota among the coexistence managers and a second coexistence manager having the maximum normalized resource quota; And reallocating resources to the first coexistence manager and the second coexistence manager.

일 실시예에서, 상기 제1 공존 매니저와 상기 제2 공존 매니저에 자원을 재할당하는 단계는, 상기 제2 공존 매니저에 할당된 자원의 일부가 상기 제1 공존 매니저에 재분배되도록 자원을 재할당할 수 있다.In an embodiment, reallocating resources to the first coexistence manager and the second coexistence manager may include reallocating resources such that a portion of the resources allocated to the second coexistence manager are redistributed to the first coexistence manager. Can be.

일 실시예에서, 상기 제1 공존 매니저와 상기 제2 공존 매니저에 자원을 재할당하는 단계는, 상기 제2 공존 매니저의 상기 정규화된 자원 할당량과 상기 제1 공존 매니저의 상기 정규화된 자원 할당량이 동일하도록 상기 제2 공존 매니저에 할당된 자원의 일부를 상기 제1 공존 매니저에 재분배할 수 있다.In one embodiment, reallocating resources to the first coexistence manager and the second coexistence manager, wherein the normalized resource quota of the second coexistence manager and the normalized resource quota of the first coexistence manager are equal. A portion of the resources allocated to the second coexistence manager may be redistributed to the first coexistence manager.

상기된 본 발명에 의하면, 공존 관리 시스템에서 공존 매니저들 간에 자원 할당의 공평성을 나타내는 척도로서 페어니스 인덱스를 산출할 수 있다.According to the present invention described above, the fairness index can be calculated as a measure of fairness of resource allocation among coexistence managers in the coexistence management system.

또한 상기된 본 발명에 의하면, 공존 관리 시스템에서 공존 매니저들 간에 자원 할당의 공평성을 나타내는 척도인 페어니스 인덱스를 기반으로 공존 매니저들 간에 자원을 공평하고 효과적으로 할당할 수 있다.In addition, according to the present invention described above, resources can be allocated fairly and effectively among coexistence managers based on a pairness index, which is a measure of fairness of resource allocation among coexistence managers in a coexistence management system.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공존 관리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 페어니스 인덱스 산출 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 페어니스 인덱스를 기반으로 공존 매니저들 간에 자원을 할당하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3의 350단계, 즉 구체적인 자원 재할당 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 공존 매니저들 간에 페어니스 인덱스 정보를 요청하고 응답하는 과정을 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing the structure of a coexistence management system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a fairness index calculation method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of allocating resources among coexisting managers based on the fairness index according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating step 350 of FIG. 3, that is, a specific resource reallocation method, according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a process of requesting and responding to fairness index information between coexistence managers.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, the substantially identical components are represented by the same reference numerals, and thus redundant description will be omitted. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 실시예는, 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 공존 관리 시스템에 적용된다. 여기서, 본 발명의 실시예에서는, CR 시스템, 및 IEEE 802.19와 IEEE 802.22 기반의 시스템을 일 예로 하여 설명하지만, 본 발명은 다른 통신 시스템에도 적용될 수 있다.Embodiments of the present invention are already used as in TV bands in communication systems, such as Cognitive Radio (CR) systems, IEEE 802.19 based systems, or IEEE 802.22 based systems. The present invention is applied to a coexistence management system for detecting and efficiently using a frequency band usable in an existing frequency band, for example, an idle frequency band (WS: white space). Here, in the embodiment of the present invention, a CR system and a system based on IEEE 802.19 and IEEE 802.22 are described as an example, but the present invention can be applied to other communication systems.

또한, 본 발명의 실시예에서 상기 공존 관리 시스템은, 통신 시스템에서 서로 다른 복수의 시스템들이 공존(coexistence)하여 TV 대역에서 사용 가능한 주파수 대역을 효율적으로 사용하도록 한다. 여기서, 본 발명의 실시예에서는, 통신 시스템에서 사용 가능한 주파수 대역의 공유를 위한 공존 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.In an embodiment of the present invention, the coexistence management system allows a plurality of different systems to coexist in a communication system to efficiently use a frequency band available in a TV band. Here, in the embodiment of the present invention, each object of the coexistence management system for sharing the frequency band usable in the communication system is mutually coexist, a plurality of different systems, in particular a system of different communication methods, such as a wireless access These devices coexist, sharing the available frequency bands in the frequency bands already in use, such as in the TV bands, thereby improving the use efficiency of frequency resources.

즉, 본 발명의 실시예에서는, 통신 시스템에서 서로 다른 복수의 시스템들 간의 공존 및 주파수 공유를 위한 공존 관리 시스템이 사용 가능한 주파수 대역을 공유하여 한정된 주파수 자원의 사용 효율을 향상시킨다. 여기서, 본 발명의 실시예에서는, 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 실시예에서는, 통신 시스템에서 서로 다른 복수의 시스템들 간의 공존 및 주파수 공유를 위한 자원 관리 시스템이 효과적인 공존을 위해 소정 객체가 WS에서 동작 채널을 선택하며, 이때 상기 WS에서 동작 채널을 효과적으로 선택하기 위해 상기 WS에서 사용 가능한 채널을 분류하여 채널을 할당한다.That is, in the embodiment of the present invention, a coexistence management system for coexistence and frequency sharing between a plurality of different systems in a communication system shares an available frequency band to improve use efficiency of limited frequency resources. Here, in the embodiment of the present invention, a frequency in a frequency band that can be used in a frequency band already in use, such as a TV band, is shared, and at this time, to a primary incumbent having a preferential use right for the TV band. Since the available frequency band should be used without interference, it is necessary to check whether the primary license holder uses the frequency band in the TV band, to detect the available frequency band, and to use the available frequency band detected in the TV band. A plurality of different systems select and use an operating channel in the detected usable frequency band through coexistence and frequency sharing. In other words, in an embodiment of the present invention, a resource management system for coexistence and frequency sharing between a plurality of different systems in a communication system selects an operation channel in a WS for effective coexistence, wherein the operation is performed in the WS. In order to effectively select a channel, the channels available in the WS are classified and allocated.

여기서, 상기 공존 관리 시스템은, 상기 TV 대역에서 사용 가능한 대역, 즉 TVWS에서 서로 다른 복수의 시스템들 간의 효율적인 공존 및 주파수 공유를 위해, 메시지 송수신 절차(procedure)를 수행한다. 다시 말해, 상기 공존 관리 시스템은, 상기 TVWS를 사용하는 복수의 시스템들의 효과적인 공존 및 주파수 공유를 위해, 상기 공존 관리 시스템의 각 객체들 간에 메시지를 송수신하며, 특히 등록(registration), 공존 정보 수집(coexistence information gathering), 공존 결정 메이킹(coexistence decision making), 재구성(reconfiguration), 관리(measurement), 및 이벤트(event)에 대한 메시지를 송수신하여, 상기 TVWS에서 상기 복수의 시스템들의 공존 및 주파수 공유 효율을 향상시킨다.Here, the coexistence management system performs a message transmission and reception procedure for efficient coexistence and frequency sharing between a plurality of different systems in a band usable in the TV band, that is, TVWS. In other words, the coexistence management system transmits and receives a message between each object of the coexistence management system for effective coexistence and frequency sharing of a plurality of systems using the TVWS, and in particular, registration, coexistence information collection ( Send and receive messages about coexistence information gathering, coexistence decision making, reconfiguration, management, and events to improve coexistence and frequency sharing efficiency of the plurality of systems in the TVWS. Improve.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공존 관리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing the structure of a coexistence management system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 공존 관리 시스템은, TV 대역과 같이 이미 이용 중인 주파수 대역에서 사용 가능한 주파수 대역, 즉 TVWS를 서로 다른 복수의 시스템들이 사용하고자 할 경우, 상기 서로 다른 복수의 시스템들에서 주파수 공유를 통해 상기 사용 가능한 주파수 대역을 사용하고자 하는 공유 디바이스들로서 데이터 송수신을 수행하는 개체들인 WSO들(White Space Objects)(140, 160), 상기 WSO들(140,160) 간의 주파수 공유 효율을 향상시키기 위해 상기 WSO들(140,160)을 관리하는 공존 매니저(CM: Coexistence Manager, 이하 'CM'이라 칭하기로 함)들, 예컨대 CM1(120) 및 CM2(130), 상기 WSO들(140,160)에 포함되거나 또는 독립적으로 위치하여 상기 WSO들(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 WSO들(140,160)의 제어를 지원하는 서버, 예컨대 공존 디스커버리 및 정보 서버(CDIS: Coexistence Discovery and Information Server, 이하 'CIDS'라 칭하기로 함)(110), 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.Referring to FIG. 1, the coexistence management system may use a frequency band usable in a frequency band that is already in use, such as a TV band, that is, when a plurality of systems want to use TVWS, different frequencies in the different systems. In order to improve the frequency sharing efficiency between the WSOs (White Space Objects) 140 and 160, which are entities that perform data transmission and reception as sharing devices that intend to use the available frequency band through sharing, the WSOs 140 and 160. Coexistence Manager (CM), which manages WSOs 140 and 160 (hereinafter referred to as 'CM'), such as CM1 120 and CM2 130, included in the WSOs 140 and 160 or independently Coexistence Enabler (CE), which is located below and serves as a path between the WSOs 140 and 160 and the CMs 120 and 130, for example, CE1 140. CE2 (170), a server that supports the control of the WSOs (140, 160) of the CMs (120, 130), such as coexistence discovery and information server (CDIS) will be referred to as "CIDS" 110, and a TVWS database (TVWS DB) (hereinafter, referred to as TVWS DB) that provides channel information on a band usable in the TV band, that is, TVWS. .

상기 WSO들(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)가 상기 TV 대역에서 소정의 주파수 대역을 사용 가능한 주파수 대역으로 검출하여 사용하고자 하는 서로 다른 복수의 시스템들, 즉 부 시스템들의 디바이스들을 의미한다. 여기서, 상기 WSO들(140,160)은, 한정된 주파수 자원을 보다 효율적으로 사용하기 위해 공존 및 주파수 공유를 통해 상기 소정의 주파수 대역을 공유하여 사용한다. 즉, 상기 WSO들(140,160)은, TVWS에서 채널을 할당받아 데이터를 송수신한다. WSO는 TV 밴드 디바이스(TVBD: TV Band Device, 이하 'TVBD'라 칭하기로 함) 또는 TVBD들의 네트워크일 수 있다. As described above, the WSOs 140 and 160 may be configured by a primary license holder (hereinafter referred to as a “primary system”) that has a priority to use the TV band. If the frequency band is not used, another user who does not have a preferential use right for the TV band (hereinafter referred to as a 'secondary system') may use a predetermined frequency band in the TV band. It refers to devices of a plurality of different systems, that is, sub-systems to be detected and used as a band. Here, the WSOs 140 and 160 share and use the predetermined frequency band through coexistence and frequency sharing in order to use limited frequency resources more efficiently. That is, the WSOs 140 and 160 are allocated channels in the TVWS to transmit and receive data. The WSO may be a TV Band Device (TVBD), or a network of TVBDs.

상기 CE들(150,160)은, 전술한 바와 같이, 상기 WSO들(140,160)에 각각 독립적으로 위치하여 상기 WSO들(140,160)의 정보 및 상기 CM들(120,130)의 정보를 송수신한다. 여기서, 본 발명의 실시예에서는, 설명의 편의를 위해 상기 CE들(150,160)이 상기 WSO들(140,160)에 독립적으로 존재하는 것으로 설명하지만, 상기 CE들(150,160)은 상기 WSO들(140,160)에 포함되거나 또는 상기 CM들(120,130)에 포함될 수도 있다.As described above, the CEs 150 and 160 are positioned independently of the WSOs 140 and 160 to transmit and receive information of the WSOs 140 and 160 and the information of the CMs 120 and 130. Here, in the embodiment of the present invention, for the sake of convenience, the CEs 150 and 160 are described as being independently present in the WSOs 140 and 160, but the CEs 150 and 160 may be connected to the WSOs 140 and 160. It may be included or may be included in the CMs (120, 130).

또한, 상기 CE들(150,160)은, 상기 CM들(120,130)이 각각 요청하는 해당 WSO들(140,160)과 관련된 컨텍스트(context) 정보, 예컨대 WSO들(140,160)의 무선 접속 방식, 전송 전력, 스펙트럼 센싱 임계값, 및 위치 등의 정보를 상기 WSO들(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.In addition, the CEs 150 and 160 may include context information related to corresponding WSOs 140 and 160 requested by the CMs 120 and 130, for example, wireless access scheme, transmission power, and spectrum sensing of the WSOs 140 and 160. Information such as a threshold value and a location is extracted from the WSOs 140 and 160 and transmitted to the CMs 120 and 130. That is, the CEs 150 and 160 obtain context-related information of different sub-systems and transmit the communication related information of the respective sub-systems to the CMs 120 and 130.

그리고, 상기 CE들(150,160)은, 상기 WSO들(140,160)의 관리를 위한 상기 CM들(120,130)의 요청, 예컨대 상기 WSO들(140,160)의 컨텍스트 정보 및 구성(configuration)에 대한 요청을 수신하며, 상기 요청에 따라, 상기 WSO들(140,160)의 컨텍스트 정보를 업데이트하고, 상기 WSO들(140,160)의 구성을 재설정, 즉 재구성(reconfiguration)한다. 다시 말해, 상기 CE들(150,160)은, 상기 WSO들(140,160)의 컨텍스트 정보에 대한 요청으로 상기 컨텍스트 정보의 변화된 정보, 즉 상기 WSO들(140,160)의 이벤트 정보를 수신하며, 상기 이벤트 정보에 따라 상기 WSO들(140,160)의 컨텍스트 정보를 업데이트한다. 또한, 상기 CE들(150,160)은, 상기 WSO들(140,160)의 구성에 대한 요청으로 상기 WSO들(140,160)의 구성 요소 재설정을 수신하며, 상기 구성 요소 재설정에 따라 상기 WSO들(140,160)의 구성 요소를 재설정, 즉 재구성한다.The CEs 150 and 160 receive a request of the CMs 120 and 130 for managing the WSOs 140 and 160, for example, a request for context information and configuration of the WSOs 140 and 160. In response to the request, the context information of the WSOs 140 and 160 is updated, and the configuration of the WSOs 140 and 160 is reset, that is, reconfigured. In other words, the CEs 150 and 160 receive the changed information of the context information, that is, the event information of the WSOs 140 and 160 as the request for the context information of the WSOs 140 and 160, and according to the event information. The context information of the WSOs 140 and 160 is updated. In addition, the CEs 150 and 160 receive a component reset of the WSOs 140 and 160 as a request for the configuration of the WSOs 140 and 160 and configure the WSOs 140 and 160 according to the component reset. Reset, or reconfigure, an element.

상기 CM들(120,130)은, 상기 WSO들(140,160) 간의 주파수 공유 효율을 향상시키기 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 WSO들(140,160) 간의 주파수 공유 효율을 향상시키기 위해, 상기 사용 가능한 주파수 대역에서 상기 WSO들(140,160)의 동작 주파수 할당, 전송 전력 할당, 및 전송 시간 할당 등의 자원 할당을 수행한다.The CMs 120 and 130 determine an operation frequency allocation, a transmission power allocation, a transmission time allocation, and the like, to improve frequency sharing efficiency between the WSOs 140 and 160. In other words, the CMs 120 and 130 are configured to adjust the frequency sharing efficiency of the WSOs 140 and 160 in the usable frequency band in order to improve the frequency sharing efficiency between the WSOs 140 and 160 for the frequency band available in the aforementioned TV band. Resource allocation such as operating frequency allocation, transmit power allocation, and transmit time allocation are performed.

여기서, 상기 CM들(120,130)은, 상기 WSO들(140,160) 간의 주파수 공유 효율을 보다 향상시키기 위해, 자신에게 해당하지 않는 WSO들의 CM들, 예컨대 인접 CM(neighbor CM)들과의 정보 송수신, 예컨대 WSO들의 컨텍스트 정보 및 이벤트 정보를 송수신하여 상기 사용 가능한 주파수 대역에서 해당하는 WSO의 동작 주파수 할당, 전송 전력 할당, 및 전송 시간 할당을 수행한다. 이때, 상기 CM들(120,130)은, 자신에게 해당하지 않는 WSO들의 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 WSO들의 구성 요소 재설정을 요청한다.The CMs 120 and 130 may transmit and receive information with CMs of WSOs that do not correspond to them, for example, neighbor CMs, in order to further improve frequency sharing efficiency between the WSOs 140 and 160. Context information and event information of the WSOs are transmitted and received to perform operation frequency allocation, transmission power allocation, and transmission time allocation of the corresponding WSO in the available frequency band. In this case, the CMs 120 and 130 may acquire and transmit context information and event information of WSOs that do not correspond to other CMs (eg, neighboring CMs) directly or through other CDs through the CDIS 110. Obtain by sending and receiving. In addition, the CMs 120 and 130 obtain information on spectrum use in the main system, that is, channel information on a channel available in a TV band through an external database such as the TVWS DB 180 or other CMs. Ask them to reset the components of their WSOs.

상기 CDIS(110)는, 전술한 바와 같이, TV 대역에서 사용 가능한 주파수 대역에 대해 상기 WSO들(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 WSO들(140,160)의 컨텍스트 정보 및 이벤트 정보를 수신하여 저장하며, 상기 CM들(120,130)의 요청에 따라 상기 WSO들(140,160)의 컨텍스트 정보 및 이벤트 정보를 상기 CM들(120,130)로 송신한다. 아울러, 상기 CDIS(110)는, 외부 데이터베이스, 예컨대 TVWS DB(180)를 통해 주 시스템에서의 스펙트럼 사용에 관한 정보, 다시 말해 TV 대역에서 사용 가능한 채널에 대한 채널 정보를 획득하여 저장한다.As described above, the CDIS 110 supports a control operation of the CMs 120 and 130 for frequency sharing of the WSOs 140 and 160 with respect to a frequency band usable in the TV band. That is, the CDIS 110 receives and stores context information and event information of the WSOs 140 and 160 from the CMs 120 and 130, and requests the WSOs 140 and 160 according to a request of the CMs 120 and 130. Context information and event information are transmitted to the CMs 120 and 130. In addition, the CDIS 110 obtains and stores information on spectrum use in the main system, that is, channel information on channels available in a TV band, through an external database such as the TVWS DB 180.

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 WSO들에게만 제공된다.The TVWS DB 180 provides channel information, that is, shared channel information, for the channels available in the TVWS to the CMs 120 and 130, and the channel information is registered and identified with the TVWS DB 180. Only to authorized WSOs.

여기서, 상기 WSO들(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.Here, the WSOs 140 and 160 are base stations (BSs) hereinafter referred to as BSs as devices of sub-systems for sharing and using the available frequency bands as described above. AP, an access point (hereinafter referred to as "AP"), a service access point (SAP: Service Access Point, referred to as "SAP"), and a terminal. In addition, the sub-systems are a plurality of different systems to share the usable frequency band as described above, and may be systems of different communication methods, for example, an IEEE 802.19 based system and an IEEE 802.22 based system. .

본 발명의 실시예에서, TVWS의 공존 및 주파수 공유를 위해서 WSO들은 그에 해당하는 CM에 등록된다. 그리고 CM은 자신과 이웃한 CM들에게 자신을 등록한다. 즉, CM들 각각에는 자신과 이웃한 CM들이 등록된다. In an embodiment of the present invention, WSOs are registered in the corresponding CM for coexistence and frequency sharing of TVWS. The CM then registers itself with its neighbors. That is, each of the CMs and neighboring CMs are registered.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 공존 관리 시스템은, 이미 이용 중인 주파수 대역에서 사용 가능한 주파수 대역에 대한 상기 WSO들(140,160)의 공존 및 주파수 공유를 위해, 특히 전술한 바와 같이 상기 TVWS에서 복수의 시스템들, 예컨대 상기 WSO들(140,160)의 효율적인 공존 및 주파수 공유를 위해, 소정의 메시지들을 송수신하여, 등록 절차, 공존 정보 수집 절차, 공존 결정 메이킹 절차, 재구성 절차, 관리 절차, 및 이벤트 절차를 수행한다. 즉, 상기 공존 관리 시스템의 각 객체들 간에 소정 메시지 송수신을 통해 전술한 바와 같은 절차들을 수행하며, 그에 따라 TVWS에서 복수의 시스템들이 효과적으로 공존 및 주파수 공유를 통해 주파수 사용 효율을 향상시킨다.In addition, the coexistence management system in the communication system according to the embodiment of the present invention, for the coexistence and frequency sharing of the WSOs (140,160) for the frequency band available in the frequency band already in use, in particular as described above the TVWS In order to efficiently coexist and share frequency of a plurality of systems, such as the WSOs 140 and 160, by sending and receiving predetermined messages, a registration procedure, coexistence information collection procedure, coexistence determination making procedure, reconfiguration procedure, management procedure, and event Perform the procedure. That is, the above-described procedures are performed by transmitting and receiving a predetermined message between the objects of the coexistence management system, and accordingly, a plurality of systems in the TVWS effectively improve the frequency use efficiency through coexistence and frequency sharing.

상기 공존 관리 시스템은, 관리(management) 모드와 자율(autonomous) 모드(또는 정보(information) 모드)로 운용되며, 상기 관리 모드에서 CM이 지시하는 주파수 공유 디바이스, 즉 WSO의 설정 및 구성에 대한 재설정을 상기 WSO에 반영하며, 상기 자율 모드에서 CE가 CM으로부터 제공받은 공존 및 주파수 공유 관련 정보를 바탕으로 스스로 공존 및 주파수 공유 결정을 내리며, 이러한 공존 및 주파수 공유 결정을 상기 WSO의 설정 및 구성에 대한 재설정을 상기 WSO에 반영한다. 또한, 상기 자원 관리 시스템은, 중앙 집중적 토폴로지(centralized topology) 및 분산적 토폴로지(distributed topology)에서 운용되며, 상기 중앙 집중적 토폴로지에서는, 복수의 CM들에서 임의의 하나의 마스터(master) CM에 복수의 슬레이브(slave) CM이 연결되고, 이때 상기 슬레이브 CM들은 WSO들 간의 공존 및 주파수 공유를 위해 상기 마스터 CM의 제어를 받는다. 그리고, 상기 분산적 토폴로지에서는, 복수의 CM들에서 임의의 하나의 CM과 상기 하나의 CM의 인접 CM들 간의 협상(negotiation)을 통해 WSO들 간의 공존 및 주파수 공유를 이루도록 한다.The coexistence management system operates in a management mode and an autonomous mode (or information mode), and resets the configuration and configuration of a frequency sharing device, ie, WSO, which is indicated by the CM in the management mode. Is reflected in the WSO, and in the autonomous mode, the CE makes coexistence and frequency sharing decisions on the basis of the coexistence and frequency sharing related information provided from the CM, and the coexistence and frequency sharing decisions are applied to the setting and configuration of the WSO. Reset the reset to the WSO. In addition, the resource management system is operated in a centralized topology and a distributed topology, in the centralized topology, a plurality of CMs to any one master CM in a plurality of CMs. A slave CM is connected, where the slave CMs are controlled by the master CM for coexistence and frequency sharing between WSOs. In the distributed topology, coexistence and frequency sharing between WSOs are achieved through negotiation between any one CM and neighboring CMs of the one CM in a plurality of CMs.

관리 모드 기반의 공존 관리 시스템에서 WSO들의 상호 공존 문제에 있어서 중요한 이슈 중의 하나는 자원 할당의 공평성(fairness)이다. 본 발명의 실시예에서는, 공존 매니저들 간에 자원 할당의 공평성을 나타내는 척도인 페어니스 인덱스(fairness index)를 산출하는 방법과, 상기 페어니스 인덱스를 기반으로 공존 매니저들 간에 자원을 할당하는 방법을 제안한다. One of the important issues in the coexistence of WSOs in management mode based coexistence management system is fairness of resource allocation. According to an embodiment of the present invention, a method of calculating a fairness index, which is a measure of fairness of resource allocation among coexistence managers, and a method of allocating resources among coexistence managers based on the fairness index, are proposed. do.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 페어니스 인덱스 산출 방법을 나타내는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a fairness index calculation method according to an embodiment of the present invention.

중앙 집중적 토폴로지의 경우 본 실시예에 따른 페어니스 인덱스의 산출은 마스터 CM이 수행할 수 있으며, 분산적 토폴로지의 경우 본 실시예에 따른 페어니스 인덱스의 산출은 임의의 CM이 수행하거나 CM들이 협업하여 수행할 수 있다.In the case of the centralized topology, the master CM may calculate the fairness index according to the present embodiment. In the case of the distributed topology, the fairness index according to the present embodiment may be performed by any CM or by the CMs. Can be done.

본 실시예에서, 인접 공존 매니저들 각각에는 자원이 할당되어 있으며, 구체적으로, 대역폭(bandwidth)과 그 대역폭에서의 점유율(occupancy)(예컨대, 시간적 점유율)이 할당되어 있다. 또한, 인접 공존 매니저들 각각에는 인접 WSO들이 등록되어 있으며, 각 WSO마다 요구 대역폭과 요구 점유율이 사전에 지정된다.In this embodiment, each of the adjacent coexistence managers is allocated a resource, and specifically, bandwidth and occupancy in the bandwidth (eg, temporal occupancy) are allocated. In addition, neighbor WSOs are registered in each of the neighbor coexistence managers, and the requested bandwidth and the request occupancy rate are previously specified for each WSO.

210단계에서, 공존 매니저는 공존 매니저들 각각에 대하여, 해당 공존 매니저에 할당된 자원의 양을 해당 공존 매니저에 요구되는 자원의 양으로 정규화하여, 정규화된 자원 할당량을 산출한다. 여기서 각 공존 매니저에 할당된 자원의 양은 해당 공존 매니저에 할당된 대역폭과 해당 공존 매니저에 할당된 점유율의 곱으로 정의될 수 있다. 또한 각 공존 매니저에 요구되는 자원의 양은 해당 공존 매니저에 등록된 WSO들이 요구하는 자원의 양들의 합으로 정의되고, 따라서 이것은 WSO들 각각의 요구 대역폭과 요구 점유율의 곱들의 합으로 정의될 수 있다.In step 210, the coexistence manager normalizes the amount of resources allocated to the coexistence manager with the amount of resources required for the coexistence manager, and calculates a normalized resource allocation for each coexistence manager. The amount of resources allocated to each coexistence manager may be defined as the product of the bandwidth allocated to the coexistence manager and the occupancy rate allocated to the coexistence manager. In addition, the amount of resources required for each coexistence manager is defined as the sum of the amounts of resources required by the WSOs registered in the coexistence manager, and thus it can be defined as the sum of the products of the required bandwidth and the required occupancy of each of the WSOs.

210단계에서 산출되는 정규화된 자원 할당량은 다음 수학식과 같이 표현될 수 있다. The normalized resource allocation calculated in step 210 may be expressed as the following equation.

여기서,

은 m번째 공존 매니저에 대한 정규화된 자원 할당량을,

은 m번째 공존 매니저에 등록된 WSO들의 수를,

은 m번째 공존 매니저에 등록된 n번째 WSO의 요구 대역폭을,

은 m번째 공존 매니저에 할당된 자원의 양을,

은 m번째 공존 매니저에 할당된 대역폭을,

은 m번째 공존 매니저에 할당된 점유율을 나타낸다.here,

Is the normalized resource quota for the mth coexistence manager,

Is the number of WSOs registered to the mth coexistence manager,

Is the occupancy of the nth WSO registered in the mth coexistence manager,

Is the amount of resources allocated to the mth coexistence manager,

Is the bandwidth allocated to the mth coexistence manager,

Represents the share allocated to the mth coexistence manager.

220단계에서, 공존 매니저는 210단계를 통하여 산출된 공존 매니저들 각각의 정규화된 자원 할당량들을 이용하여 페어니스 인덱스를 산출한다.In step 220, the coexistence manager calculates a fairness index using normalized resource quotas of each of the coexistence managers calculated in step 210.

상기

은 '정규화된' 자원 할당량인 바,

이 모든 공존 매니저들에 대하여 동일하다면, '완전히' 공평하다고 볼 수 있다. 본 실시예에서는 상기

을 이용하여 페어니스 인덱스를 산출하되, 인접 공존 매니저들의 수

,

값들의 합의 제곱

, 및

값의 제곱들의 합

을 이용하여 페어니스 인덱스를 산출한다. 구체적으로, 상기

들의 합의 제곱을 상기

과 상기

의 제곱들의 합의 곱으로 나눈 값을 페어니스 인덱스로 산출할 수 있다.remind

Is a 'normalized' resource quota,

If all of these co-existence managers are the same, then they are 'completely' fair. In this embodiment,

To calculate the fairness index, but the number of adjacent coexistence managers

,

Square of sum of values

, And

Sum of squares of values

Calculate the fairness index using. Specifically, the

Recall the square of the sum of

And said

The value divided by the product of the sums of squares of may be calculated as a fairness index.

220단계에서 산출되는 페어니스 인덱스

는 다음 수학식과 같이 표현될 수 있다.Fairness index calculated in step 220

Can be expressed as the following equation.

상기

는 0에서 1 사이의 값을 가지며, 완전히 공평한 케이스에서는 1을, 완전히 불공평한 케이스에서는 0의 값을 가지는 바, 공존 매니저들 간 자원 할당의 공평성을 직관적으로 나타낼 수 있다. 예컨대, 모든 공존 매니저들에 대하여 상기

값이 동일한 경우, 상기

는 다음과 같이 1의 값을 가지게 된다.remind

Has a value between 0 and 1, and has a value of 1 in a completely unfair case and a value of 0 in a completely unfair case, which can intuitively indicate fairness of resource allocation among coexistence managers. For example, for all coexistence managers

If the values are the same,

Has a value of 1 as follows:

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 페어니스 인덱스를 기반으로 공존 매니저들 간에 자원을 할당하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of allocating resources among coexisting managers based on a pairness index according to an embodiment of the present invention.

중앙 집중적 토폴로지의 경우 본 실시예에 따른 자원 할당은 마스터 CM이 수행할 수 있으며, 분산적 토폴로지의 경우 본 실시예에 따른 자원 할당은 임의의 CM이 수행하거나 CM들이 협업하여 수행할 수 있다.In the centralized topology, resource allocation according to the present embodiment may be performed by the master CM. In the distributed topology, resource allocation according to the present embodiment may be performed by any CM or by the CMs in cooperation.

본 실시예에서, 공존 매니저에 자원을 할당하는 것은 공존 매니저에 대역폭과 점유율을 할당하는 것을 의미하고, 할당된 자원의 양은 대역폭과 점유율의 곱으로 정의된다. 인접 공존 매니저들 각각에는 인접 WSO들이 등록되어 있으며, 각 WSO마다 요구 대역폭과 요구 점유율이 사전에 지정된다. 또한, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여, TVWS DB로부터 제공되는 사용 가능한 채널들은 인접 CM들과 인접 WSO들에 대하여 동일한 것으로 가정하기로 한다. In this embodiment, allocating resources to the coexistence manager means allocating bandwidth and occupancy to the coexistence manager, and the amount of allocated resources is defined as a product of bandwidth and occupancy. Neighbor WSOs are registered in each of the neighbor coexistence managers, and a request bandwidth and a request occupancy rate are previously assigned to each WSO. In addition, in this embodiment, for convenience of description, it is assumed that the available channels provided from the TVWS DB are the same for the neighbor CMs and the neighbor WSOs.

310단계에서, 공존 매니저는 각 공존 매니저에 할당할 자원의 양의 초기값을 결정한다. 여기서 각 공존 매니저에는 할당되는 초기값은 모두 동일한 값으로 결정될 수 있다. 예컨대, 모든 가용 채널들의 대역폭들의 합을 인접 공존 매니저들의 수로 나눈 값이 상기 초기값이 될 수 있다. m번째 공존 매니저에 할당할 초기값

은 다음 수학식과 같이 표현될 수 있다. In step 310, the coexistence manager determines an initial value of the amount of resources to be allocated to each coexistence manager. Here, all initial values allocated to each coexistence manager may be determined to be the same value. For example, the initial value may be obtained by dividing the sum of bandwidths of all available channels by the number of adjacent coexistence managers. Initial value to assign to mth coexistence manager

Can be expressed as the following equation.

여기서,

은 인접 공존 매니저들의 수를 나타낸다.here,

Represents the number of neighbor coexistence managers.

또한, 초기값

에 따라서 각 공존 매니저에 할당할 대역폭과 점유율은 적절한 값으로 결정될 수 있다.Also, the initial value

Accordingly, the bandwidth and occupancy to be allocated to each coexistence manager may be determined as appropriate values.

320단계에서, 공존 매니저는 위와 같이 결정된 초기값을 토대로, 공존 매니저들 각각에 대하여 정규화된 자원 할당량

을 산출한다. 정규화된 자원 할당량은 전술한 바와 같이, 해당 공존 매니저에 할당된 자원의 양의 초기값을 해당 공존 매니저에 요구되는 자원의 양으로 정규화하여 산출된다. m번째 공존 매니저에 대한 정규화된 자원 할당량은 다음 수학식과 같이 표현될 수 있다.In step 320, the coexistence manager normalizes resource allocation for each of the coexistence managers based on the initial value determined as described above.

To calculate. As described above, the normalized resource allocation is calculated by normalizing the initial value of the amount of resources allocated to the coexistence manager to the amount of resources required for the coexistence manager. The normalized resource allocation for the mth coexistence manager can be expressed as the following equation.

여기서,

은 m번째 공존 매니저에 대한 정규화된 자원 할당량을,

은 m번째 공존 매니저에 등록된 WSO들의 수를,

은 m번째 공존 매니저에 등록된 n번째 WSO의 요구 대역폭을,

은 m번째 공존 매니저에 등록된 n번째 WSO의 요구 점유율(occupancy)을 나타낸다.here,

Is the normalized resource quota for the mth coexistence manager,

Is the number of WSOs registered to the mth coexistence manager,

Represents the occupancy of the nth WSO registered in the mth coexistence manager.

330단계에서, 공존 매니저는 상기 320단계를 통하여 산출된 각 공존 매니저에 대한 정규화된 자원 할당량을 이용하여 페어니스 인덱스를 산출한다. 페어니스 인덱스

는 다음 수학식과 같이 표현될 수 있다.In step 330, the coexistence manager calculates a fairness index using the normalized resource allocation amount for each coexistence manager calculated in step 320. Fairness Index

Can be expressed as the following equation.

340단계에서, 공존 매니저는 산출된 페어니스 인덱스를 소정의 쓰레숄드 값 Th와 비교한다. 상기 쓰레숄드 값은 페어니스 인덱스를 가지고 자원 할당이 공평한지를 가늠하는 기준이 되는 값으로, 페어니스 인덱스가 쓰레숄드 값보다 작다면 자원 할당이 불공평한 것으로 간주하고, 페어니스 인덱스가 쓰레숄드 값 이상이라면 자원 할당이 공평한 것으로 간주할 수 있다. 상기 쓰레숄드 값은 0보다 크고 1보다 작은 임의의 값으로 미리 설정될 수 있고, 시스템 환경에 따라 또는 운영 환경에 따라 변경될 수 있다. In step 340, the coexistence manager compares the calculated fairness index with a predetermined threshold value Th. The threshold value is a criterion for determining whether the resource allocation is fair with the fairness index. If the fairness index is smaller than the threshold value, the resource allocation is considered to be unfair, and the fairness index is greater than or equal to the threshold value. If so, resource allocation can be considered fair. The threshold value may be preset to any value greater than 0 and less than 1, and may vary according to system environment or operating environment.

따라서 페어니스 인덱스와 쓰레숄드 값의 비교 결과, 페어니스 인덱스가 쓰레숄드 값보다 작지 않다면, 380단계로 진행하여, 앞서 할당된 자원을 가지고 자원 할당을 완료한다.Therefore, if the fairness index is not less than the threshold value as a result of the comparison between the pairiness index and the threshold value, the process proceeds to step 380 to complete resource allocation with the previously allocated resources.

그러나 페어니스 인덱스와 쓰레숄드 값의 비교 결과, 페어니스 인덱스가 쓰레숄드 값보다 작다면, 350단계로 진행하여, 적어도 일부의 공존 매니저들 간에 자원을 재할당한다. 예컨대, 정규화된 자원 할당량이 최소인 공존 매니저와 정규화된 자원 할당량이 최대인 공존 매니저 간에 자원을 재분배함으로써, 결과적으로 페어니스 인덱스가 증가하도록 공존 매니저들 간에 자원을 재할당한다. 자원 재할당의 구체적인 방법은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다. However, if the fairness index is smaller than the threshold value as a result of the comparison between the threshold value and the threshold value, the process proceeds to step 350 to reallocate resources among at least some coexistence managers. For example, by redistributing resources between a coexistence manager with the smallest normalized resource quota and a coordinating manager with the highest normalized resource quota, consequently reallocating resources among the coexisting managers to increase the fairness index. A detailed method of resource reallocation will be described later with reference to FIG. 4.

350단계를 통하여 공존 매니저들 간에 자원이 재할당되면, 360단계에서 공존 매니저는 자원이 재할당된 공존 매니저들 각각에 대하여 정규화된 자원 할당량을 재산출한다. 그리고 370단계에서 공존 매니저는 자원이 재할당된 공존 매니저들의 정규화된 자원 할당량들을 포함한, 공존 매니저들의 정규화된 자원 할당량들을 이용하여 페어니스 인덱스를 재산출한다. 360단계 및 370단계는 각각 전술한 210단계 및 220단계와 실질적으로 동일하다. 다만, 360단계를 수행하고자 할 때, 자원이 재할당된 공존 매니저들 이외의 공존 매니저들에 대하여는 이미 정규화된 자원 할당량이 산출되어 있으므로, 360단계에서는 자원이 재할당된 공존 매니저들에 대하여 정규화된 자원 할당량을 산출할 수 있다. 그러나 경우에 따라서는 360단계에서 모든 인접 공유 매니저들에 대하여 정규화된 자원 할당량을 산출할 수도 있다.If resources are reallocated among the coexisting managers in step 350, the coexistence manager recalculates the normalized resource quota for each of the coexisting managers to which the resources are reallocated. In step 370, the coexistence manager recalculates the fairness index using the normalized resource quotas of the coexistence managers, including the normalized resource quotas of the coexistence managers to which resources are reallocated. Steps 360 and 370 are substantially the same as steps 210 and 220 described above, respectively. However, since the normalized resource allocation is calculated for the coexisting managers other than the co-existing managers to which the resource is reassigned when performing the step 360, in step 360, the normalized resource for the coexisting managers to which the resource is Resource quotas can be calculated. However, in some cases, the normalized resource allocation may be calculated for all adjacent sharing managers in step 360.

페어니스 인덱스가 재산출되면, 다시 340단계로 돌아가서 재산출된 페어니스 인덱스와 상기 쓰레숄드 값이 비교되고, 비교 결과에 따라 380단계로 진행하여 자원 할당이 완료되거나, 350단계 내지 370단계가 반복된다. 따라서, 도 3을 참조하면, 350단계 내지 370단계, 즉 자원 재할당, 정규화된 자원 할당량 산출, 그리고 페어니스 인덱스 산출은, 페어니스 인덱스가 쓰레숄드 값 Th보다 작은 동안 반복되고, 페어니스 인덱스가 쓰레숄드 값 Th보다 작지 않게 되면 380단계로 진행하여 자원 할당이 완료된다. 결국, 본 실시예에 의하면, 페어니스 인덱스가 쓰레숄드 값 이상이 되도록 공존 매니저들에 자원들이 할당되게 된다. When the fairness index is recalculated, the flow returns to step 340 to compare the recalculated fairness index with the threshold value, and proceeds to step 380 according to the comparison result, and resource allocation is completed, or steps 350 to 370 are repeated. do. Thus, referring to FIG. 3, steps 350 to 370, that is, resource reallocation, normalized resource quota calculation, and fairness index calculation are repeated while the fairness index is less than the threshold value Th, If it is not smaller than the threshold value Th, the process proceeds to step 380 where resource allocation is completed. As a result, according to the present embodiment, resources are allocated to the coexisting managers so that the fairness index is equal to or greater than the threshold value.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 350단계, 즉 구체적인 자원 재할당 방법을 나타내는 흐름도이다. 본 실시예에 의하면 공존 매니저들 중 정규화된 자원 할당량이 최소인 공존 매니저와 정규화된 자원 할당량이 최대인 공존 매니저 간에 자원을 재분배한다. 본 명세서에서 편의상 전자를 제1 공존 매니저, 후자를 제2 공존 매니저라 칭하기로 한다. 이처럼 제1 공존 매니저와 제2 공존 매니저 간에 자원을 재분배하는 이유는, 정규화된 자원 할당량이 최소인 공존 매니저와 정규화된 자원 할당량이 최대인 공존 매니저가 페어니스 인덱스를 감소시키는 가장 큰 요인이 되고, 이들의 자원 할당량을 조절함으로써 페어니스 인덱스를 효과적으로 증가시킬 수 있기 때문이다. 4 is a flowchart illustrating a detailed method of reallocating resources, step 350, according to an embodiment of the present invention. According to the present exemplary embodiment, resources are redistributed between the coexistence managers having the minimum normalized resource allocation and the coexisting managers having the maximum normalized resource allocation. In the present specification, the former is referred to as a first coexistence manager and the latter as a second coexistence manager. The reason for redistributing resources between the first coexistence manager and the second coexistence manager is that the coexistence manager with the minimum normalized resource quota and the coexistence manager with the maximum normalized resource quota are the biggest factors that reduce the fairness index. This is because the fairness index can be effectively increased by adjusting their resource allocation.

351단계에서, 공존 매니저는 공존 매니저들 중 정규화된 자원 할당량이 최소인 제1 공존 매니저를 추출한다. 제1 공존 매니저를

번째 공존 매니저라 하면, 351단계는 다음과 같이 표현될 수 있다.In step 351, the coexistence manager extracts a first coexistence manager having a minimum normalized resource allocation among the coexistence managers. The first coexistence manager

For the second coexistence manager, step 351 may be expressed as follows.

352단계에서, 공존 매니저는 공존 매니저들 중 정규화된 자원 할당량이 최대인 제2 공존 매니저를 추출한다. 제2 공존 매니저를

번째 공존 매니저라 하면, 352단계는 다음과 같이 표현될 수 있다.In step 352, the coexistence manager extracts a second coexistence manager having the highest normalized resource allocation among the coexistence managers. Second coexistence manager

For the second coexistence manager, step 352 may be expressed as follows.

은 전술한 바와 같이, 해당 공존 매니저에 할당된 자원의 양을 해당 공존 매니저에 요구되는 자원의 양으로 정규화한 값이므로, 제2 공존 매니저는 요구되는 자원의 양에 비하여 할당된 자원의 양이 너무 많은 공존 매니저라 할 수 있고, 제1 공존 매니저는 요구되는 자원의 양에 비하여 할당된 자원의 양이 너무 적은 공존 매니저라 할 수 있다.

As described above, since the amount of resources allocated to the coexistence manager is normalized to the amount of resources required for the coexistence manager, the second coexistence manager has an amount of allocated resources that is too large for the required amount of resources. Many coexistence managers, and the first coexistence manager is a coexistence manager with a too small amount of allocated resources compared to the amount of resources required.

따라서, 353단계에서, 제2 공존 매니저에 할당된 자원의 일부가 제1 공존 매니저에 재분배되도록 제2 공존 매니저와 제1 공존 매니저에 자원을 재할당한다. 다시 말하면, 제1 공존 매니저와 제2 공존 매니저에 할당된 자원의 범위에서, 제2 공존 매니저에 할당된 자원은 줄이고 제1 공존 매니저에 할당된 자원을 늘리는 것이다. 이러한 제2 공존 매니저와 제1 공존 매니저에 대한 자원의 재할당은, 제2 공존 매니저와 제1 공존 매니저의 자원의 공평성을 위한 것이므로, 일 예로 제2 공존 매니저와 제1 공존 매니저의 정규화된 자원 할당량이 동일하도록 자원을 재할당하는 것일 수 있다. 즉, 상기 수학식 1을 참조하면, 분모는 특정 공존 매니저에서 고정된 값이므로, 분자

을 조정함으로써 제2 공존 매니저와 제1 공존 매니저의

값을 동일하게 할 수 있다. 분자

의 조정은 대역폭(

) 및/또는 점유율(

)의 조정을 통하여 이루어질 수 있다. 이러한 예에서 353단계는 다음 수학식과 같이 표현될 수 있다.Accordingly, in operation 353, the resource is reallocated to the second coexistence manager and the first coexistence manager so that a part of the resources allocated to the second coexistence manager are redistributed to the first coexistence manager. In other words, within the range of resources allocated to the first coexistence manager and the second coexistence manager, the resources allocated to the second coexistence manager are reduced and the resources allocated to the first coexistence manager are increased. Since the reallocation of resources for the second coexistence manager and the first coexistence manager is for the fairness of resources of the second coexistence manager and the first coexistence manager, for example, the normalized resources of the second coexistence manager and the first coexistence manager It may be to reallocate resources so that the quota is the same. That is, referring to Equation 1, since the denominator is a fixed value in a specific coexistence manager, the numerator

By adjusting the coexistence of the second and first coexistence managers.

The values can be the same. molecule

The adjustment of the bandwidth (

) And / or share (

Can be achieved by adjusting In this example, step 353 may be expressed as the following equation.

다시 도 3을 참조하면, 위와 같이 조정된 제2 공존 매니저와 제1 공존 매니저의 할당 자원을 가지고 각 공존 매니저에 대하여 정규화된 자원 할당량을 재산출하고(360단계) 이를 기반으로 페어니스 인덱스를 재산출하게 되면, 재산출된 페어니스 인덱스는 이전보다 증가한 값이 된다. 즉, 자원 할당의 공평성이 높아지게 된다.Referring to FIG. 3 again, with the allocation resources of the second coexistence manager and the first coexistence manager adjusted as described above, the normalized resource quota for each coexistence manager is recalculated (step 360), and the fairness index is regenerated based on the same. When calculated, the recalculated fairness index is increased from the previous one. In other words, the fairness of resource allocation is increased.

도 4를 통하여 설명한 자원 재할당의 실시예는 하나의 예시에 불과하며, 본 발명의 범주 안에서 다른 형태의 자원 재할당 역시 가능하다. 예컨대, 공존 매니저들 중 정규화된 자원 할당량이 상대적으로 큰 둘 이상의 공존 매니저들과 정규화된 자원 할당량이 상대적으로 작은 둘 이상의 공존 매니저들을 추출하고, 이들 간에 자원을 재할당하는 것도 하나의 방법이 될 수 있다. 다른 예로, 제1 공존 매니저와 제2 공존 매니저의 정규화된 자원 할당량을 반드시 동일하게 하지 않더라도, 그 차이가 일정 범위 이내에 들어오도록 대역폭 및/또는 점유율을 조정할 수도 있다. The embodiment of resource reallocation described with reference to FIG. 4 is merely an example, and other types of resource reallocation may be possible within the scope of the present invention. For example, one method may be to extract two or more coexisting managers having relatively large normalized resource quotas and two or more coexisting managers having relatively small normalized resource quotas, and reallocate resources among them. have. As another example, even if the normalized resource allocation of the first coexistence manager and the second coexistence manager are not necessarily the same, the bandwidth and / or occupancy may be adjusted so that the difference is within a certain range.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페어니스 인덱스 산출 및 자원 할당 과정에서 공존 매니저들 간에 페어니스 인덱스 정보를 요청하고 응답하는 과정을 나타내는 도면이다. 도 5에서 CM(510)은 페어니스 인덱스 정보를 가지고 있지 않은 공존 매니저에 해당하고, Another CM(520)은 산출된 페어니스 인덱스 정보를 가지고 있는 공존 매니저에 해당한다. 중앙 집중적 토폴로지의 경우, Another CM(520)은 마스터 CM이고 CM(510)은 슬레이브 CM일 수 있다. 분산적 토폴로지의 경우, CM(510)과 Another CM(520)은 임의의 CM들일 수 있다. 5 is a diagram illustrating a process of requesting and responding to fairness index information between coexistence managers in a process of calculating fairness index and allocating resources according to an embodiment of the present invention. In FIG. 5, the CM 510 corresponds to a coexistence manager having no fairness index information, and another CM 520 corresponds to a coexistence manager having calculated fairness index information. In the case of a centralized topology, Another CM 520 may be a master CM and CM 510 may be a slave CM. In the case of a distributed topology, the CM 510 and Another CM 520 may be arbitrary CMs.

도 5를 참조하면, CM(510)은 Another CM(520)에게 페어니스 인덱스를 요청하는 InfoAcquiring_Request 메시지를 Another CM(520)으로 전송한다. 이에 응답하여, Another CM(520)은 페어니스 인덱스 정보와 쓰레숄드 정보가 포함된 InfoAcquiring_Response 메시지를 CM(510)으로 전송한다. 다음은 InfoAcquiring_Request / InfoAcquiring_Response 메시지의 데이터 타입을 나타낸다.Referring to FIG. 5, the CM 510 transmits an InfoAcquiring_Request message for requesting a pairness index to Another CM 520 to Another CM 520. In response, the Another CM 520 transmits an InfoAcquiring_Response message including pair index information and threshold information to the CM 510. The following shows the data type of the InfoAcquiring_Request / InfoAcquiring_Response message.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.Meanwhile, the above-described embodiments of the present invention can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optical reading medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

Claims

A method of calculating a fairness index, which is a measure of fairness of resource allocation among coexistence managers in a coexistence management system,
For each of the coexistence managers, normalizing the amount of resources allocated to the coexistence manager to the amount of resources required for the coexistence manager to calculate a normalized resource quota; And
Calculating the fairness index using the normalized resource quotas calculated for each of the coexistence managers,
And the amount of resources allocated to the coexistence manager is a product of the bandwidth allocated to the coexistence manager and the occupancy allocated to the coexistence manager.

The method of claim 1,
Computing the fairness index,
And calculating the fairness index using the sum of the number of coexistence managers, the sum of squares of the normalized resource allocations, and the squares of the normalized resource allocations.

The method of claim 2,
Computing the fairness index,
And calculating, by the fairness index, a value obtained by dividing the sum of squares of the normalized resource quotas by the product of the sum of the squares of the coexistence managers and the squares of the normalized resource quotas.

delete

The method of claim 1,
The amount of resources required for the coexistence manager,
And a sum of a product of a request bandwidth and a demand occupancy of each of the WSOs (White Space Objects), which are entities performing data transmission and reception, registered in the coexistence manager.

The method of claim 1,
The normalized resource allocation amount is calculated by using the following equation.

here,

Is the normalized resource quota for the mth coexistence manager,

Is the occupancy of the nth WSO registered in the mth coexistence manager,

Is the amount of resources allocated to the mth coexistence manager,

Is the bandwidth allocated to the mth coexistence manager,

Represents the share allocated to the mth coexistence manager.

The method of claim 1,
The calculating of the fairness index may be calculated using the following equation.

here,

Is the fairness index,

Is the normalized resource quota for the mth coexistence manager,

Represents the number of coexistence managers.

A method of allocating resources among coexistence managers based on a fairness index, a measure of fairness of resource allocation among coexistence managers in a coexistence management system,
The fairness index is calculated using the normalized resource allocation of each of the coexistence managers, wherein the normalized resource allocation is calculated by normalizing the amount of resources allocated to the coexistence manager with the amount of resources required for the coexistence manager. Become,
Determining an initial value of an amount of resources to be allocated to each coexistence manager;
Calculating the normalized resource allocation amount for each of the coexistence managers based on the determined initial value and calculating the fairness index using the normalized resource allocation amount; And
Comparing the calculated fairness index with a predetermined threshold value and reallocating resources among at least some coexistence managers according to the comparison result; And
Recalculating the normalized resource quota for each of the at least some coexisting managers based on the reallocated result and using the same to recalculate the fairness index.

The method of claim 8,
And repeating the reallocating with the reclaimed fairness index.

The method of claim 8,
The reassigning may include reallocating resources among the at least some coexisting managers when the calculated fairness index is less than the predetermined threshold value.

The method of claim 8,
The determining step,
And dividing the sum of available bandwidths by the number of coexistence managers as an initial value of the amount of resources to be allocated to each coexistence manager.

The method of claim 8,
The reallocating step,
Extracting a first coexistence manager having the minimum normalized resource allocation among the coexistence managers and a second coexistence manager having the maximum normalized resource allocation; And
Reallocating resources to the first coexistence manager and the second coexistence manager.

The method of claim 12,
Reallocating resources to the first coexistence manager and the second coexistence manager,
And reallocating resources such that a portion of the resources allocated to the second coexistence manager are redistributed to the first coexistence manager.

The method of claim 13,
Reallocating resources to the first coexistence manager and the second coexistence manager,
Redistribute a portion of the resources allocated to the second coexistence manager to the first coexistence manager such that the normalized resource quota of the second coexistence manager and the normalized resource quota of the first coexistence manager are the same. Resource allocation method.

The method of claim 8,
The fairness index is calculated using the sum of the number of coexistence managers, the sum of squares of the normalized resource allocations and the squares of the normalized resource allocations.

The method of claim 15,
And the fairness index is calculated by dividing the square of the sum of the normalized resource quotas by the product of the number of the coexisting managers and the sum of the squares of the normalized resource quotas.

The method of claim 8,
The amount of resources allocated to the coexistence manager,
And a product of bandwidth allocated to the coexistence manager and occupancy allocated to the coexistence manager.

The method of claim 8,
The amount of resources required for the coexistence manager,
And a sum of products of required bandwidth and occupancy of each of the WSOs (White Space Objects), which are entities performing data transmission and reception, registered in the coexistence manager.