KR102366137B1 - 전자 장치의 인지무선 통신 방법 - Google Patents

Abstract

2차 사용자(Secondary User, SU)에 대한 명령 또는 요청에 관련된 메시지를 수신하고, 메시지의 긴급 여부를 확인하고, 확인 결과 메시지가 긴급 메시지인 경우, 1차 사용자(Primary User, PU)와 경쟁하는 경쟁-기반(contention-based) 방식으로 2차 사용자와 통신하는 전자 장치 및 그의 동작 방법을 제공한다.

Description

전자 장치의 인지무선 통신 방법{COGNITIVE RARIO COMMUNICATION METHOD OF ELECTRONIC APPARATUS}

본 개시는 전자 장치의 인지무선 통신 방법에 관한 것이다.

공중 중계 노드 (Aerial Relay Node, ARN)는 공중에서 중계 게이트웨이 역할을 수행하여 지상의 인지무선 (Cognitive Radio, CR) 방식으로 운용되는 무선센서망 (Wireless Sensor Network, WSN)의 센서 노드들과 정보를 상호 교환하는 환경에서 동작한다.

ARN은 주어진 또는 스스로의 판단에 의한 궤적에 따라 이동하고, 필요시 특정한 위치에서 체류할수도 있다. 그러나 전력공급의 문제로 충분한 시간동안 체류하는 것은 한계가 있으며, 이러한 이동성에 의하여 ARN의 지상의 노드들과 통신할수 있는 범위도 변하게 된다.

WSN의 수많은 센서들은 여러 지역에 산재하여 주기적으로 정보를 수집하고, 수집한 정보를 그대로 또는 가공하여 센터 (서버)에 전송한다. 이러한 데이터 전송은 ARN과 연결이 이루어진 후에 가능하다. 이때, 센서 노드들이 모두 주파수 사용을 인가받고 동작하는 주사용자 또는 1차 사용자 (Primary User, PU) 와 같이 경쟁하여 동작하도록 하게 하는 것은 비효과적이다.

인지무선 통신은 이러한 환경에서 센서노드들이 수집한 정보를 전달하는 효과적인 수단을 제공한다. 즉, WSN 센서 노드들은 부사용자 또는 2차 사용자 (Secondary User, SU)로서 PU의 통신이 비활성화된 구간을 인지하여, 이 기간 동안만 상호 경쟁 과정을 통하여 데이터를 전달한다.

전시 상황에서 WSN이 전술 지원을 위한 감시정찰등의 목적을 위하여 운용 시, 특정 센서 노드들로부터 획득되는 정보는 전술 상황 판단에 매우 결정적일 수 있고, 상황 판단을 위하여 이들 센서 노드들의 동작 환경을 설정하거나 수집한 정보를 CR에 의한 경쟁없이 긴급히 수신하여야 할 경우가 있게 된다.

이와 같이, 특정 센서 노드에게 운용 모드 변경 등의 명령을 전달하거나 특정 센서 노드가 수집한 전황 정보 등의 정보 송신이 긴급히 요구될 때, 인지무선 통신에 단순히 우선순위 적용이 이루어진다고 하여도 이러한 긴급 임무 중심 메시지를 처리하는데 한계가 있다.

본 발명에 따르면, 전자 장치는 본 발명에서 기술되는 방법을 수행하는 프로세서를 포함하여, 인지무선 통신의 2차 사용자로 긴급한 메시지를 송수신할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 과제로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.

일 실시예에 따라, 전자 장치의 인지무선(Cognitive Radio, CR) 통신 방법에 있어서, 2차 사용자(Secondary User, SU)에 대한 명령 또는 요청에 관련된 메시지를 수신하는 단계; 상기 메시지의 긴급 여부를 확인하는 단계; 및 상기 확인 결과 상기 메시지가 긴급 메시지인 경우, 1차 사용자(Primary User, PU)와 경쟁하는 경쟁-기반(contention-based) 방식으로 상기 2차 사용자와 통신하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 인지무선(Cognitive Radio, CR) 통신을 위한 전자 장치로서, 적어도 하나의 프로그램이 저장된 메모리; 및 상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써, 2차 사용자(Secondary User, SU)에 대한 명령 또는 요청에 관련된 메시지를 수신하고, 상기 메시지의 긴급 여부를 확인하고, 상기 확인 결과 상기 메시지가 긴급 메시지인 경우, 1차 사용자(Primary User, PU)와 경쟁하는 경쟁-기반(contention-based) 방식으로 상기 2차 사용자와 통신하는 프로세서를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 상술한 동작 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 비일시적 기록매체를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 지상 통제소(Ground Command Center, GCC); 공중 중계 노드(Aerial Relay Node, ARN); 적어도 하나의 1차 사용자(Primary User, PU); 및 적어도 하나의 센서 노드(sensor node)를 포함하는 인지무선(Cognitive Radio, CR) 통신 시스템에 있어서, 상기 지상 통제소는, 상기 공중 중계 노드로 상기 적어도 하나의 센서 노드 중 제1 센서 노드에 대한 명령 또는 요청에 관련된 메시지를 송신하고, 상기 공중 중계 노드는, 상기 메시지를 수신하고, 상기 메시지의 긴급 여부를 확인하고, 상기 확인 결과 상기 메시지가 긴급 메시지인 경우, 상기 적어도 하나의 1차 사용자와 경쟁하는 경쟁-기반(contention-based) 방식으로 상기 제1 센서 노드와 통신할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항은 상세한 설명 및 도면들에 포함된다.

종래의 방법들은 인지 무선 통신으로 운영되는 2차 사용자들 간 우선순위 차별화를 사용하여, 긴급 메시지 전송을 위한 수단을 제공한다. 이 경우, 1차 사용자들의 활성화 영향이 커질 경우, 우선 순위의 효과를 구할수 없다. 본 발명은 2차 사용자와 인지무선 시스템의 동작 과정에 영향을 주지 않으면서, 긴급메시지를 PU와 대등 또는 우위에서 전달할 수 있는 수단을 제공한다.

종래의 우선순위 방법들은 서비스 별 고정된 우선순위를 지정하여 동작한다. 그러나, 전시 상황에서 공중 전술망이나 지상 전술망 운용 시에는 기존의 우선순위를 초월하는 긴급한 메시지의 순간적인 전달이 요구될 수 있다. 종래의 방법들이나 운용개념에서는 이를 수용하는 구체적인 방법론을 제공하고 있지 않다. 본 발명은 이러한 상황에 맞춘 순간적인 긴급성을 요하는 메시지의 우선적 전달의 수단을 제공한다.

본 발명에서는 공중망 운용 시 지상의 센서 노드들로 구성된 WSN과의 연동 과정에서 요구되는 긴급한 센싱 정보를 전달하는 수단을 제공한다. 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과만으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위 기재로부터 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있다.

도 1 은 본 개시에 따른 전자 장치를 나타낸다.
도 2 는 본 개시에 따른 전자 장치 또는 시스템이 사용되는 환경을 나타낸다.
도 3 은 본 개시에 따른 전자 장치의 일 실시예를 나타낸다.
도 4 는 본 개시에 따른 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 5 는 본 개시에 따른 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 6 은 본 개시에 따른 전자 장치가 다른 장치와 함께 동작하는 일 실시예를 나타낸다.
도 7 은 본 개시에 따른 전자 장치가 다른 장치와 함께 동작하는 일 실시예를 나타낸다.
도 8 은 본 개시에 따른 방법에 사용되는 패킷의 일 실시예를 나타낸다.
도 9 는 본 개시에 따른 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 10 은 본 개시에 따른 전자 장치가 다른 장치와 함께 동작할 때 시간에 따른 신호를 나타낸다.
도 11 은 본 개시에 따른 방법의 일 실시예를 나타낸다.

본 개시에 기술된 실시예는 본 개시를 제한하는 것이 아니라 예시하는 것이고, 통상의 기술자는 첨부된 청구범위에 의해 정의된 본 개시의 범주를 벗어나지 않으면서, 다수의 대안적인 실시예를 설계할 수 있다. 실시 예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

달리 반대되는 기재가 없는 한, 본 명세서에서 "인지 무선(Cognitive Radio)", "인지 무선 통신" 및 "인지 무선 네트워크"는 무선통신 장치가 주변의 주파수 스펙트럼을 분석하고, 분석 정보로부터 주변 주변상황을 인식한 다음, 인식한 정보에 기초하여 대응되는 행동을 취하는 기술을 뜻한다. 무선통신 장치의 대응행동에는 대역폭, 통신 상대방과 통신 절차, 전력제어, 전송방식 또는 전송속도 등에 대한 변경, 수정 및/또는 제어가 포함될 수 있다.

달리 반대되는 기재가 없는 한, 본 명세서에서 "1차 사용자", "주사용자", "PU(Primary User)", "PU 노드(node)"는 모두 동일한 의미를 가지며, 인지 무선 환경에서 일 주파수 대역을 다른 장치보다 우선하여 사용할 수 있는 통신 장치 등을 의미한다.

달리 반대되는 기재가 없는 한, 본 명세서에서 "2차 사용자", "부사용자", "SU(Secondary User)", "SU 노드(node)"는 모두 동일한 의미를 가지며, 인지 무선 환경에서 일 주파수 대역을 1차 사용자보다 우선하여 사용할 수 없는 통신 장치 등을 의미한다.

달리 반대되는 기재가 없는 한, 본 명세서에서 "SPU(Secondary & Primary User)"는 평상시에는 2차 사용자와 동일하지만, 일정 조건이 만족되는 경우 일시적으로 1차 사용자와 경쟁하여 통신할 수 있는 사용자를 의미한다.

달리 반대되는 기재가 없는 한, 본 명세서에서 "센서 노드"는 주변 통신 환경을 포함한 전장 정보 등을 측정할 수 있는 장치 등을 의미한다. 센서 노드는 2차 사용자로서 혹은 2차 사용자에 포함되거나, 2차 사용자를 포함하거나, 2차 사용자를 이용하여 인지무선 통신을 수행할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 반대되는 기재가 존재하지 않는 한, 단수는 물론 복수를 모두 포함한다.

본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소들 또는 어떤 단계들을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 어떤 부분이 구성요소들 또는 단계들을 반드시 모두 포함해야 하는 것은 아니고, 청구범위 또는 명세서 전체에 열거된 것 이외의 구성요소 또는 단계가 포함되는 것을 배제하는 것도 아니며, 단지 이들을 더 포함할 수 있음을 의미한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 서수를 포함하는 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 문맥상 명세서의 일 부분에서 일 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 명세서의 다른 부분에서 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 반대로 제2 구성요소도 명세서의 다른 부분에서 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 명세서에서 "매커니즘", "요소", "수단", "구성"과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.

본 명세서(특히 청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 재배열되어 행해질 수 있고, 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다. 통상의 기술자는 본 명세서에 개시된 실시예에 설계 조건 및 팩터에 따라 다양한 수정, 조합 및 변경을 부가하여 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주에 속하는 새로운 실시예를 구성할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시예를 설명한다.

도 1 는 본 개시의 적어도 하나의 실시예를 실행하는데 사용될 수 있는 전자 장치(100)의 예시적이고 단순화된 블록도를 나타낸다. 다양한 실시예에서, 전자 장치(100)는 본 개시에서 서술된 임의의 시스템 또는 방법을 구현하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 데이터 서버, 웹 서버, 휴대용 컴퓨팅 디바이스, 개인용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 워크스테이션, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone) 또는 아래에서 서술되는 임의의 다른 디바이스를 포함하는 임의의 전자 장치로서 사용되도록 구성될 수 있다.

전자 장치(100)는 메모리(120) 및 메모리(120)와 통신하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 캐시 메모리 및 메모리 제어기를 갖는 하나 이상의 프로세서(110)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 전자 장치(100)는 하나 이상의 포트(예컨대, USB(Universal Serial Bus), 헤드폰 잭, 라이트닝(Lightning) 커넥터, 썬더볼트(Thunderbolt) 커넥터 등)를 통해 전자 장치(100)에 연결될 수 있는 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 전자 장치(100)에 연결될 수 있는 디바이스는 광섬유 커넥터를 수용하도록 구성되는 복수의 포트를 포함할 수 있다. 도시된 전자 장치(100)의 구성은 디바이스의 바람직한 실시예를 예시할 목적으로 특정 예시로서만 의도된다. 도시된 전자 장치(100)에는 본 실시예들과 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 전자 장치(100)에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다.

프로세서(110)는 전자 장치(100)가 본 개시에서 서술된 임의의 실시예의 단계 또는 기능을 제공하도록 하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 전자 장치(100) 내의 메모리(120)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 전자 장치(100)를 전반적으로 제어한다. 프로세서(110)는 전자 장치(100) 내에 구비된 CPU(central processing unit), GPU(graphics processing unit), AP(application processor) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

메모리(120)는 전자 장치(100) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(120)는 전자 장치(100)에서 프로세서(110)를 통해 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(120)는 본 개시의 적어도 하나의 실시예의 기능을 제공할 수 있는 기본 프로그래밍 및 데이터 구조를 저장하는 것은 물론, 본 개시의 실시예의 기능을 제공할 수 있는 애플리케이션들(프로그램, 코드 모듈, 명령어), 드라이버들 등을 저장할 수 있다. 메모리(120)는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), CD-ROM, 블루레이 또는 다른 광학 디스크 스토리지, HDD(hard disk drive), SSD(solid state drive), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다.

도 2 는 본 개시에 따른 전자 장치(100) 또는 시스템(200)이 사용되는 환경을 나타낸다. 일 실시예에서, 인지무선 통신 시스템(200)은 지상 통제소(Ground Command Center, GCC)(220), 적어도 하나의 공중 중계 노드(Aerial Relay Node, ARN)(211, 212, 213), 적어도 하나의 1차 사용자(241, 242) 및 적어도 하나의 센서 노드(251, 252)를 포함할 수 있다. 지상 통제소(220)는 공중 중계 노드(211, 212, 213)를 통해서 공중 중계 노드(Aerial Relay Node, ARN)(211, 212, 213), 1차 사용자(241, 242) 또는 센서 노드(251, 252)의 정보를 수집하거나, 정보를 수집하기 위한 요청을 송신하거나, 공중 중계 노드(Aerial Relay Node, ARN)(211, 212, 213), 1차 사용자(241, 242) 또는 센서 노드(251, 252)로 정보를 제공할 수 있다. 지상 통제소(220)가 각 노드로 제공하는 정보는 주로 각 노드들에 대한 제어 명령 정보 등이 될 수 있다.

일 실시예에서, 지상 통제소(220)는 공중 중계 노드로 적어도 하나의 센서 노드 중 제1 센서 노드(251)에 대한 명령 또는 요청에 관련된 메시지를 송신할 수 있다. 도 2 에서는 지상 통제소(220)가 제1 통신 링크(291) 및 제1 공중 중계 노드(211)를 통해 제1 센서 노드(251)과 통신하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시를 위한 것일 뿐 시스템(200)은 이에 한정되지 않는다. 즉, 제2 센서 노드(252)와 같이 제1 공중 중계 노드(211)의 통신 영역에서 벗어난 센서 노드와 통신하기 위하여 제2 공중 중계 노드(212)는, 제1 공중 중계 노드(211)가 지상 통제소(220)로부터 수신한 명령 또는 요청을 제1 공중 중계 노드(211)로부터 지형(230)을 넘어 제2 통신 링크(292)를 통해 수신하고, 제2 공중 중계 노드(212)가 수신한 정보를 직접 제2 센서 노드(252)로 전달할 수 있다. 마찬가지로, 제3 공중 중계 노드(213)는, 제2 공중 중계 노드(211)가 전달받은 명령 또는 요청을 제3 통신 링크(293)를 통해 수신하고, 다른 센서 노드로 명령 또는 요청을 송신할 수 있다. 이와 같이 공중 중계 노드는 라우터의 역할을 수행하여 지상 통제소(220), 다른 공중 중계 노드 또는 센서 노드의 메시지를 중계하여 시스템(200)에 포함되는 각 노드로 전달할 수 있다.

1차 사용자는 공중 중계 노드가 제공하는 채널의 사용을 인가 받은 통신 노드로서, 다른 1차 사용자와 경쟁하여 데이터를 전송할 수 있다. 1차 사용자는 공중 중계 노드를 엑세스 포인트(Access Point, AP)로 하여 상호간에 통신을 수행하거나, 다른 노드 또는 지상 통제소(220)과 통신을 수행할 수 있다.

센서 노드는 1차 사용자가 비활성화 시 각 센서 노드들 사이에서 경쟁을 통하여 승리한 센서 노드가 데이터를 송수신 하는 인지무선 방식으로 동작할 수 있다. 센서 노드들의 특성상 모든 센서들이 공중 중계 노드와 통신할 수도 있으나, 전력 이용의 효율을 위하여 클러스터를 구성하여, 클러스터의 헤더가 되는 센서 노드가 클러스터 내 센서 노드의 정보를 취합한 후 이들을 대표하여 공중 중계 노드와 통신할 수도 있다. 예를 들어, 도 2 의 일정 범위 내의 센서 노드들이 클러스터로 구성된 다음, 제1 센서 노드(251)가 클러스터 내 센서 노드의 정보를 취합하여 제1 공중 중계 노드(211)와 통신할 수 있다.

센서 노드는 평상시에는 1차 사용자가 네트워크가 사용 중일 때 지상 통제소(220)와 통신할 수 없다. 예를 들어, 1차 사용자(241)가 1차 사용자(242)와 경쟁하여 네트워크를 사용하여 데이터를 송수신 하는 도중에는 제1 센서 노드(251)가 데이터를 송수신할 수 없다. 하지만 전시 상황과 같은 위급한 상황에서, 제1 센서 노드(251)로 명령을 송신하거나, 제1 센서 노드(251)가 수집한 정보를 지상 통제소(220)에서 수신해야 하는 상황이 있을 수 있다. 이러한 경우 위와 같이 제1 센서 노드(251)가 1차 사용자(241) 등에 우선하지 못하여 통신할 수 없다면, 긴급 상황 발생 시 빠르게 대처할 수 없게 될 수 있다. 따라서, 공중 중계 노드는, 지상 통제소로부터 메시지를 수신하고, 메시지의 긴급 여부를 확인하고, 확인 결과 메시지가 긴급 메시지인 경우, 적어도 하나의 1차 사용자와 경쟁하는 경쟁-기반(contention-based) 방식으로 제1 센서 노드와 통신할 수 있다. 공중 중계 노드는 전자 장치(100)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(100)는 적어도 하나의 프로그램이 저장된 메모리 및 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써, 2차 사용자(Secondary User, SU)에 대한 명령 또는 요청에 관련된 메시지를 수신하고, 메시지의 긴급 여부를 확인하고, 확인 결과 메시지가 긴급 메시지인 경우, 1차 사용자(Primary User, PU)와 경쟁하는 경쟁-기반(contention-based) 방식으로 2차 사용자와 통신하는 프로세서를 포함할 수 있다. 이 때, 2차 사용자는 센서 노드를 포함하거나, 센서 노드에 포함되거나, 센서 노드의 역할을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 경쟁-기반 방식은 CSMA/CA(Carrier-Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식을 포함할 수 있다. 본 개시에 따라 CSMA/CA 방식의 통신을 활용하는 실시예는 도 10 과 관련하여 후술할 설명에서 기술한다.

상술한 바와 같이 긴급한 메시지를 전달해야 하는 경우, 공중 중계 노드 또는 전자 장치(100)의 프로세서(110)는 센서 노드 또는 2차 사용자를 1차 사용자와 경쟁하도록 하여 통신할 수 있다. 이는 마치 센서 노드 또는 2차 사용자를 일시적으로 1차 사용자처럼 보아 다른 1차 사용자와 경쟁하여 통신하는 것으로 볼 수 있다. 본 개시에서 이렇게 일시적으로 1차 사용자의 자격이 부여되어 다른 1차 사용자와 경쟁하여 통신할 수 있는 센서 노드 또는 2차 사용자는"SPU(Secondary & Primary User)"로 칭한다. SPU는 GCC로부터 긴급 메시지 교환이 요구된 센서 노드 또는 2차 사용자로서, 다른 1차 사용자와 채널 경쟁을 통하여 데이터 송수신을 수행한다. 긴급한 임무-중심 데이터 전달이 종료된 SPU는 다시 센서 노드 또는 2차 사용자로 환원된다.

일 실시예에서 SPU는 단일한 장치가 아닐 수 있으며, 공중 중계 노드 및 2차 사용자가 함께 동작하여 SPU의 역할을 할 수 있다. 도 3 은 이러한 실시예를 도시한다. 도 3 에 도시된 각 블록들은 각각이 단일한 장치일 수도 있지만, 각 블록이 여러 장치의 집합일 수도 있고, 단일한 장치가 각 블록의 역할을 모두 수행할 수도 있음은 당업자에게 자명하다. 전자 장치(100)의 프로세서(110)는 메모리(120)에 저장된 프로그램을 실행하여, 도 3 에 도시된 각 블록들의 역할을 수행할 수 있다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 제1 공중 중계 노드(310)는 AAC(Air-to-Air Communication)(311), SBS(Send Buffer System)(312), RBS(Receive Buffer System)(313), PRA(Priority Agent)(314), SPUCA(SPU Communcation Agent)(315), AGC(Air-to-Ground Communication)(316), PUC(PU Communication)(317), SUC(SU Communication)(319), 및 SPUC(SPU Communication)(318)을 포함할 수 있다.

AAC(311)는 제2 공중 중계 노드(320)와의 공대공 통신 또는 지상 통제소와의 통신을 담당할 수 있다.

SBS(312) 및 RBS(313)는 송신 및 수신 데이터 처리를 위한 버퍼를 포함한다. SBS(312) 및 RBS(313)는 메시지의 우선순위에 따른 버퍼 및 버퍼들에 누적된 데이터의 전송을 담당하는 스케줄러와 스케줄러를 동작시키는 방법이 포함할 수 있다.

PRA(314)는 데이터의 우선순위를 식별하고, 우선순위에 따라 데이터 전송을 차별화 처리하는 에이전트 소프트웨어로 구현될 수 있다. 송신 및 수신되는 데이터의 우선순위에 따라 PRA(314)는 SBS(312)와 RBS(313)의 해당 우선순위 버퍼에 데이터를 저장할 수 있다.

AGC(316)는 제1 공중 중계 노드(310)와 지상에 있는 노드들(예를 들어, 1차 사용자, 2차 사용자 또는 SPU 등) 간의 공대지 통신을 담당하여, 메시지 송수신에 대한 공통적인 처리를 할 수 있다.

PUC(317)는 1차 사용자와 제1 공중 중계 노드(310) 사이의 통신을 담당할 수 있다. 이 때 PUC(317)는 엑세스 포인트의 역할을 수행하여 통신 범위내 1차 사용자의 데이터를 수신한 다음, 직접 혹은 AAC(311)를 통해 다른 1차 사용자 또는 제2 공중 중계 노드(320)로 데이터를 전송할 수 있다.

SUC(319)는 2차 사용자들과 제1 공중 중계 노드(310) 사이의 통신을 담당할 수 있다. 이 때 SUC(319)는 엑세스 포인트의 역할을 수행하여 통신 범위내 2차 사용자의 데이터를 수신한 다음, 직접 혹은 AAC(311)를 통해 다른 2차 사용자 또는 제2 공중 중계 노드(320)로 데이터를 전송할 수 있다. SUC(319)는 탐지(sensing)-경쟁-데이터 전송의 과정에 따라서 메시지 전달을 수행할 수 있다.

SPUCA(315)는 지상 통제소가 센서 노드 또는 2차 사용자들을 대상으로 전송하는 메시지를 분석하여 긴급성 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 긴급성을 갖는 메시지인 경우, 상기 센서 노드 또는 상기 2차 사용자를 SPU로 전환하거나, SPU로 간주하고 SPUC(318)에서 처리되도록 할 수 있다.

도 4 는 SPUCA(315)가 동작하는 방법의 일 실시예를 나타낸다. 일 실시예에서, 프로세서(110)는 2차 사용자에 대한 명령 또는 요청에 대한 대응을 요구하는 메시지의 긴급 여부를 확인하고, 확인 결과 메시지가 긴급 메시지인 경우, 1차 사용자와 경쟁하는 경쟁-기반 방식으로 2차 사용자와 통신할 수 있다. 구체적으로, 단계 S410에서, SPUCA(315)가 동작을 개시할 수 있다. 단계 S420에서, SPUCA(315)는 지상 통제소가 i번째 2차 사용자(SU_i)에 대하여 전송하는 메시지를 확인할 수 있다. 단계 S430에서 SPUCA(315)가 메시지를 확인하고, 긴급한 경우 단계 S441과 같이 SPUC(318)에서 메시지를 처리하도록 하고, 긴급하지 않은 경우 단계 S442와 같이 SUC(319)에서 메시지를 처리하도록 할 수 있다. SPUC(318)에서 메시지를 처리하는 경우, 메시지는 다른 1차 사용자와의 경쟁으로 처리될 수 있고, SUC(319)에서 메시지를 처리하는 경우, 메시지는 1차 사용자의 통신보다 우선하지 않는 다른 2차 사용자와의 경쟁으로 처리될 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(110) 또는 SPUCA(315)는 메시지를 파싱하고, 파싱한 결과를 기초로 메시지의 긴급 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 메시지는 메시지의 긴급 여부를 결정하는 플래그 등의 데이터를 포함할 수 있고, 프로세서(110) 또는 SPUCA(315)는 메시지를 파싱하여 플래그 등의 데이터를 확인한 다음, 메시지의 긴급 여부를 확인할 수 있다.

도 5 는 SPUC(318)가 동작하는 방법의 일 실시예를 나타낸다. 일 실시예에서, 프로세서(110)는 명령 또는 요청에 대한 대응을 요구하는 송수신 요구 패킷을 구성하고, 2차 사용자로 송수신 요구 패킷을 송신할 수 있다. 구체적으로, 단계 S510에서 SPUC(318)가 동작을 개시할 수 있다. 단계 S520에서 SPUC(318)는 메시지의 형식을 확인하고, 메시지가 2차 사용자에 대한 명령 또는 요청으로 구별할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(110) 또는 SPUC(318)는 메시지를 파싱하고, 파싱한 결과를 기초로 메시지가 2차 사용자에 대한 명령 또는 요청으로 구별할 수 있다. 예를 들어, 메시지는 메시지의 타입을 2차 사용자에 대한 명령 또는 요청으로 구별하는 플래그 등의 데이터를 포함할 수 있고, 프로세서(110) 또는 SPUC(318)는 메시지를 파싱하여 플래그 등의 데이터를 확인한 다음, 메시지를 명령 또는 요청으로 구별할 수 있다. 다른 예를 들어, 2차 사용자에 대한 명령과 요청은 서로 다른 메시지 필드를 포함하거나, 메시지의 포맷 또는 형태가 서로 달라, 프로세서(110) 또는 SPUC(318)는 메시지를 파싱하여 그 형태를 확인한 다음, 메시지를 명령 또는 요청으로 구별할 수 있다.

메시지가 명령인 경우, 단계 S531에서 SPUC(318)는 송수신 요구 패킷으로서 RTS(Ready To Send) 패킷을 구성할 수 있다. 메시지가 요청인 경우, 단계 S532에서 SPUC(318)는

패킷을 구성할 수 있다. 일반적인 RTS(Ready To Send)/CTS(Clear To Send) 방식에 사용되는 패킷의 형태와 구별하기 위하여, 단계 S531에서 SPUC(318)는 메시지가 명령인 경우 SRTS 패킷을 구성할 수 있다. 마찬가지로 메시지가 요청인 경우, 단계 S532에서 SPUC(318)는

패킷을 구성할 수 있다. SRTS 및

패킷의 형태는 후술한다. SRTS 및

패킷은 일반적인 RTS 패킷과 유사하게, 통신 채널을 확보하는 용도로 사용되는 패킷이다. 단계 S540에서 SPUC(318)는 메시지의 긴급한 전송을 위하여 1차 사용자와 경쟁하여 구성한 송수신 요구 패킷, 즉, RTS,

, SRTS 또는

패킷을 전송할 수 있다.

일 실시예에서, 프로세서(110)는 2차 사용자로부터 송수신 요구 패킷에 대응하는 송수신 가능 패킷을 수신하고, 송수신 가능 패킷의 수신에 대응하여 2차 사용자로 명령 또는 요청을 송신할 수 있다. 예를 들어, 송수신 가능 패킷은 RTS,

, SRTS 또는

패킷에 각각 대응하는 CTS,

, SCTS 또는

패킷일 수 있다. 도 6 은 이러한 프로세스를 포함하는 일 실시예를 나타낸다. 지상 통제소(610)는 단계 S610에서 SPUCA(620)로 메시지를 송신할 수 있다. SPUCA(620)는 상술한 방법을 통해 메시지의 긴급 여부를 확인하고, 단계 S620과 같이 SPUC(630)으로 메시지를 전달할 수 있다. 메시지가 긴급 메시지인 경우, SPUC(630)은 메시지를 확인하여 메시지가 2차 사용자에 대한 명령인지 확인할 수 있다. 확인 결과 메시지가 2차 사용자에 대한 명령이라면, SPUC(630)는 1차 사용자와 경쟁할 수 있다. 구체적으로, SPUC(630)는 DIFS(Distributed Inter Frame Space) 및 BO(Backoff) 만큼의 시간을 대기한 다음, 다른 1차 사용자의 송신이 확인되지 않는 경우, 단계 S631에서와 같이 SPU(640)로 SRTS를 송신할 수 있다. DIFS는 경쟁-기반 통신 방법에서, 네트워크를 구성하는 각 노드들이 송신 전에 기다려야 하는 고정된 시간 간격을 의미할 수 있다. BO는 네트워크를 구성하는 각 노드들이 송신 전에 추가로 기다려야 하는 임의의 시간 간격을 의미할 수 있다. 여기서 SPU(640)는 상술한 바와 같이, 일시적으로 1차 사용자의 자격이 부여되어 다른 1차 사용자와 경쟁하여 통신할 수 있는 센서 노드 또는 2차 사용자를 의미할 수 있다. 즉, 2차 사용자에 대한 메시지가 긴급 메시지로 확인되면, 상기 2차 사용자를 SPU(640)로 간주하고 프로세서(110) 또는 SPUC(630)가 1차 사용자와의 경쟁을 수행할 수 있다.

SPU(640)는 SRTS를 수신한 다음, SIFS(Short Inter Frame Space) 만큼의 시간을 대기한 다음, 단계 S632에서 SRTS에 대응하는 SCTS를 SPUC(630)로 송신할 수 있다. SIFS는 고정된 대기 시간 간격을 의미할 수 있다. 구체적으로, SIFS는 네트워크의 각 노드들이 그들의 송수신 이후 그 다음의 송수신을 수행하기 위하여 대기해야 하는 최소 시간간격을 포함할 수 있다. SCTS는 SRTS의 수신이 정상적으로 잘 이루어졌으며, SPUC(630)가 명령을 송신하면 SPU(640)가 수신할 준비가 되어있음을 의미할 수 있다. 또한, SCTS는 SPU(640) 또는 SPUC(630) 주변의 다른 1차 사용자 혹은 공중 중계 노드에게도 송신될 수 있다. 이 경우, 주변의 노드는 SPU(640)가 긴급한 명령을 수신하는데 방해가 되지 않도록 자신의 데이터 송신을 제한 또는 금지할 수 있다. 이는 인지무선 통신에서 서로 다른 노드들의 데이터 송신으로 인해 수신인 노드가 왜곡된 데이터를 수신하게 되는 것을 방지하는 이점이 있다.

SPUC(630)는 SCTS를 수신한 다음, SIFS 만큼의 시간을 대기하고, 단계 S640에 따라 명령(command)을 SPU(640)로 송신할 수 있다. SPU(640)는 명령을 수신하고, SIFS 만큼의 시간을 대기한 다음, 단계 S650에 따라 ACK를 SPUC(630)로 송신할 수 있다. ACK 신호는 명령이 정상적으로 수신되었음을 SPUC(630)에게 알리는 역할을 한다. 또한 ACK 신호는 주변 노드에게도 송신될 수 있으며, 이 경우 주변 노드는 명령의 송수신 절차가 끝났음을 알게 되어, 자신의 송수신을 위한 경쟁에 참여할 수 있게 될 수 있다.

일 실시예에서, SPU(640) 또는 명령을 수신한 2차 사용자(예를 들어, 긴급 명령을 실행하기 위하여 일시적으로 1차 사용자와 경쟁이 허가된 2차 사용자)는 단계 S660에 따라 ACK 신호를 송신하기 이전, 이후 또는 ACK 신호를 송신함과 동시에 명령을 실행할 수 있다.

도 7 은 본 개시에 따른 다른 실시예를 나타낸다. 지상 통제소(710)는 단계 S710에서 SPUCA(720)로 메시지를 송신할 수 있다. SPUCA(720)는 상술한 방법을 통해 메시지의 긴급 여부를 확인하고, 단계 S720과 같이 SPUC(730)으로 메시지를 전달할 수 있다. 메시지가 긴급 메시지인 경우, SPUC(730)은 메시지를 확인하여 메시지가 2차 사용자에 대한 요청인지 확인할 수 있다. 확인 결과 메시지가 2차 사용자에 대한 요청이라면, SPUC(730)는 1차 사용자와 경쟁할 수 있다. 구체적으로, SPUC(630)는 DIFS 및 BO 만큼의 시간을 대기한 다음, 다른 1차 사용자의 송신이 확인되지 않는 경우, 단계 S731에서와 같이 SPU(740)로

를 송신할 수 있다. DIFS는 경쟁-기반 통신 방법에서, 네트워크를 구성하는 각 노드들이 송신 전에 기다려야 하는 고정된 시간 간격을 의미할 수 있다. BO는 네트워크를 구성하는 각 노드들이 송신 전에 추가로 기다려야 하는 임의의 시간 간격을 의미할 수 있다. 여기서 SPU(740)는 상술한 바와 같이, 일시적으로 1차 사용자의 자격이 부여되어 다른 1차 사용자와 경쟁하여 통신할 수 있는 센서 노드 또는 2차 사용자를 의미할 수 있다. 즉, 2차 사용자에 대한 메시지가 긴급 메시지로 확인되면, 상기 2차 사용자를 SPU(740)로 간주하고 프로세서(110) 또는 SPUC(730)가 1차 사용자와의 경쟁을 수행할 수 있다.

SPU(740)는

를 수신한 다음, SIFS 만큼의 시간을 대기한 다음, 단계 S732에서

에 대응하는

를 SPUC(730)로 송신할 수 있다. SIFS는 고정된 대기 시간 간격을 의미할 수 있다. 구체적으로, SIFS는 네트워크의 각 노드들이 그들의 송수신 이후 그 다음의 송수신을 수행하기 위하여 대기해야 하는 최소 시간간격을 포함할 수 있다.

는

의 수신이 정상적으로 잘 이루어졌으며, SPUC(730)가 요청을 송신하면 SPU(740)가 수신할 준비가 되어있음을 의미할 수 있다. 또는 SPU(740)가 요청에 대응하는 프레임(frame) 또는 데이터를 송신할 준비가 되어 있음을 의미할 수 있다. 또한,

는 SPU(740) 또는 SPUC(730) 주변의 다른 1차 사용자 혹은 공중 중계 노드에게도 송신될 수 있다. 이 경우, 주변의 노드는 SPU(740)가 긴급한 요청을 수신하거나 요청에 대응하는 프레임을 송신하는데 방해가 되지 않도록 자신의 데이터 송신을 제한 또는 금지할 수 있다. 이는 상술한 바와 같이 인지무선 통신에서 서로 다른 노드들의 데이터 송신으로 인해 수신인 노드가 왜곡된 데이터를 수신하게 되는 것을 방지하는 이점이 있다.

SPUC(730)는

를 수신한 다음, 요청(request)을 SPU(740)로 송신할 수 있다. 하지만

는 요청(request)의 역할을 함께 수행할 수도 있으며, 이러한 경우

이외 별도의 요청 신호가 SPU(740)로 송신될 필요는 없을 수 있다. 따라서 이러한 경우, SPU(740)는 별도의 요청 신호의 수신 없이, SIFS 만큼의 시간을 대기한 다음, 단계 S740에 따라 프레임을 SPUC(730)로 송신할 수 있다. 프레임은 지상 통제소(710)에서의 요청에 대응하는 SPU(740)의 센서 데이터 또는 전장 정보 등을 포함할 수 있다. SPUC(730)는 프레임을 수신하고, SIFS 만큼의 시간을 대기한 다음, 단계 S750에 따라 ACK를 SPU(740)로 송신하고, 단계 S760에 따라 프레임을 지상 통제소(710)로 송신할 수 있다. ACK 신호는 프레임이 정상적으로 수신되었음을 SPU(740)에게 알리는 역할을 한다. 또한 ACK 신호는 주변 노드에게도 송신될 수 있으며, 이 경우 주변 노드는 명령의 송수신 절차가 끝났음을 알게 되어, 자신의 송수신을 위한 경쟁에 참여할 수 있게 될 수 있다.

도 8 은 본 개시에 따른 송수신 요구 패킷(SRTS 및

) 및 송수신 가능 패킷(SCTS 및

)의 일 실시예를 나타낸다. 일 실시예에서, SRTS,

, SCTS 및

는 공통적인 필드를 포함할 수 있다. 예를 들어, SRTS,

, SCTS 및

는 오류 검출을 위한 FCS(Frame Control Sequence) 필드를 포함할 수 있다. 또한 예를 들어, SRTS,

, SCTS 및

는 일반 헤더(General header) 필드를 포함할 수 있다. 일반 헤더 필드는 데이터 프레임의 전송 시간 또는 채널 사용 시간(duration)에 관한 정보를 포함할 수 있고, 데이터 프레임의 타입에 관한 요약된 정보를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 프로세서(110) 또는 SPUC는 메시지가 명령에 관한 메시지인 경우, 송수신 요구 패킷의 제1 필드를 제1 식별자에 대응시키고, 메시지가 요청에 관한 메시지인 경우, 송수신 요구 패킷의 제1 필드를 제2 식별자에 대응시킬 수 있다. 또한 일 실시예에서, 2차 사용자 또는 SPU는, 제1 필드가 제1 식별자에 대응되는 경우, 명령을 수신하고, 명령에 대응하는 동작을 수행하고, 제1 필드가 제2 식별자에 대응되는 경우, 요청에 대응하는 정보를 전자 장치(100) 또는 SPUC로 송신하도록 구성될 수 있다. 이는 2차 사용자 또는 SPU가 제1 필드의 내용을 확인하는 것 만으로, 2차 사용자 또는 SPU가 제1 필드의 내용에 따라 명령을 수신하고 명령을 실행하여 명령에 대응하는 동작을 수행할지 또는 요청에 따른 정보를 전송할지 판단할 수 있게 되어 송수신 요구 패킷의 형태를 간단하게 통일할 수 있는 이점이 있다.

일 실시예에서, 제1 필드는 송수신 요구 패킷의 수신자를 나타내고, 제1 식별자는 2차 사용자 또는 SPU에 관한 MAC(Media Access Control) 주소를 포함하고, 제2 식별자는 전자 장치(100) 또는 SPUC에 관한 MAC 주소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신 요구 패킷은 SRTS 또는

일 수 있고, SRTS 및

의 제1 필드는 RA(Receiver Address) 필드일 수 있고, 제1 식별자는 2차 사용자 또는 SPU에 포함되는 디바이스의 MAC 주소일 수 있고, 제2 식별자는 전자 장치(100) 또는 SPUC에 포함되는 디바이스의 MAC 주소일 수 있다. SRTS 패킷은 2차 사용자 또는 SPU가 지상 통제소로부터 송신된 명령을 실행하도록 하기 위한 패킷이므로, 수신인을 나타내는 RA 필드가 2차 사용자 또는 SPU에 포함되는 디바이스의 MAC 주소를 포함할 수 있다.

패킷은 2차 사용자 또는 SPU가 지상 통제소로 정보를 전송하도록 하기 위한 패킷이므로, 수신인을 나타내는 RA 필드가 전자 장치(100) 또는 SPUC에 포함되는 디바이스의 MAC 주소를 포함할 수 있다.

이 경우, 2차 사용자 또는 SPU는 전자 장치(100) 또는 SPUC로부터 송수신 요구 패킷을 수신한 다음, 송수신 요구 패킷의 RA 필드를 확인하고, RA 필드의 내용에 2차 사용자 또는 SPU에 포함되는 디바이스의 MAC 주소가 포함되는 것을 확인한 경우, 수신한 송수신 요구 패킷이 SRTS 패킷이라고 판단할 수 있다. 2차 사용자는 이후, 전자 장치(100) 또는 SPUC로부터 명령을 수신하고, 명령에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.

또한, 2차 사용자 또는 SPU는 전자 장치(100) 또는 SPUC로부터 송수신 요구 패킷을 수신한 다음, 송수신 요구 패킷의 RA 필드를 확인하고, RA 필드의 내용에 전자 장치(100) 또는 SPUC에 포함되는 디바이스의 MAC 주소가 포함되는 것을 확인한 경우, 수신한 송수신 요구 패킷이

패킷이라고 판단할 수 있다. 2차 사용자는 이후, 전자 장치(100) 또는 SPUC로 요청에 대응하는 정보를 송신할 수 있다.

일 실시예에 따라, 제1 필드는 TA(Transmitter Address) 필드일 수 있다. 이러한 경우, 제1 식별자는 전자 장치(100) 또는 SPUC에 포함되는 디바이스의 MAC 주소일 수 있고, 제2 식별자는 2차 사용자 또는 SPU에 포함되는 디바이스의 MAC 주소일 수 있다. 2차 사용자 또는 SPU는 제1 필드를 확인하여, TA 필드의 내용에 2차 사용자 또는 SPU에 포함되는 디바이스의 MAC 주소가 포함되는 것을 확인한 경우, 수신한 송수신 요구 패킷이

패킷이라고 판단할 수 있다. TA 필드의 내용에 전자 장치(100) 또는 SPUC에 포함되는 디바이스의 MAC 주소가 포함되는 것을 확인한 경우, 수신한 송수신 요구 패킷이 SRTS 패킷이라고 판단할 수 있다. 당업자는 이와 유사하게 송수신 요구 패킷의 일 필드를 검사하는 방법으로 2차 사용자 또는 SPU가 명령 또는 요청을 구별할 수 있도록 전자 장치(100), SPUC, 2차 사용자 또는 SPU를 구성할 수 있음을 이해할 수 있다.

도 8 에 따라, 일 실시예에서, 송수신 요구 패킷은 명령 또는 요청에 관한 제2 필드를 포함하고, 송수신 가능 패킷은 명령 또는 요청에 관한 제3 필드를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제2 필드 및 제3 필드는 각각 메시지(Message) 필드일 수 있다.

SRTS 패킷의 메시지 필드는 2차 사용자 또는 SPU에 대한 명령에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, SRTS 패킷의 메시지 필드는 2차 사용자 또는 SPU에 대한 명령의 식별자를 포함하고, 2차 사용자 또는 SPU는 식별자를 확인한 다음, 그에 대응하는 명령을 실행할 수 있다. 또한,

패킷의 메시지 필드는 2차 사용자 또는 SPU에 대한 요청에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어,

패킷의 메시지 필드는 2차 사용자 또는 SPU에 대해 요청하는 정보의 식별자를 포함하고, 2차 사용자 또는 SPU는 식별자를 확인한 다음, 그에 대응하는 정보를 송신할 수 있다.

도 9 는 상술한 과정에 따라 2차 사용자 또는 SPU가 동작하는 일 실시예를 나타낸다. 2차 사용자 또는 SPU는 단계 S910에 따라, 동작을 개시할 수 있다. 2차 사용자 또는 SPU는 단계 S920에 따라, 통신 채널을 예약하는 SRTS 패킷 또는

패킷을 수신할 수 있다. 2차 사용자 또는 SPU는 단계 S930에서, 패킷의 RA 필드를 확인하고, 자신의 MAC 주소와 동일한지 확인할 수 있다. 만약 RA 필드의 내용이 자신의 MAC 주소와 동일하다면, 2차 사용자 또는 SPU는 단계 S941에 따라 SCTS를 전송하고, 명령을 수신할 수 있다. 만약 RA 필드의 내용이 자신의 MAC 주소와 동일하지 않다면, 2차 사용자 또는 SPU는 단계 S942에 따라

를 전송하고, 수집한 정보를 송신할 수 있다.

도 10 은 본 개시에 따른 1차 사용자, SPUC/SPU 및 2차 사용자가 서로 경쟁적으로 인지무선 통신을 수행하는 일 실시예를 나타낸다. 제1 구간(1051)의 초기에서, 통신 채널은 1차 사용자(1010)가 사용하고 있으므로, 회선은 사용 중(busy) 상태이다. 제1 구간(1051) 도중 지상 통제소가 특정 2차 사용자로 명령 또는 요청을 송신할 필요가 생기는 경우, 그 특정 2차 사용자는 SPU가 된다. SPU는 상술한 바와 같이 1차 사용자(1010)과 경쟁하여 정보를 전송할 수 있게 되고, 1차 사용자와의 경쟁은 프로세서(110) 또는 SPUC가 대신해줄 수 있다. 이에 따라 도 10의 두 번째 타임라인은 SPUC/SPU(1020)가 함께 신호를 송신하는 것으로 도시되었다. SPUC/SPU(1020)는 이에 따라 1차 사용자(1010)가 먼저 통신 채널을 사용하는 것을 확인한 다음, 1차 사용자(1010)의 전송이 끝난 직후 시간 backoff의 시간만큼만 대기 후 SRTS 또는

를 송신하여 바로 채널을 예약하고 송수신을 진행할 수 있다. 이렇게 1차 사용자(1010)의 전송이 끝난 직후 곧 채널을 예약하기 위하여, SPUC/SPU(1020)는 유동적인 NAV(Network Allocation Vector)를 활용할 수 있다. 즉, 1차 사용자(1010)가 자신의 채널 사용 시간을 미리 SRTS,

, SCTS 또는

패킷의 헤더 필드에 포함시켜서 전송할 수 있고, SPUC/SPU(1020)는 이를 확인하여 1차 사용자(1010)가 채널을 사용하는 시간만큼만 NAV를 설정하여 대기할 수 있다. 이는 제3 구간(1053)과 같이, SPUC/SPU(1020)가 데이터를 송수신하는 도중, 1차 사용자(1010)가 SPUC/SPU(1020)의 송수신의 완료를 대기하는 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

2차 사용자(1030)는 1차 사용자(1010) 또는 SPUC/SPU(1020)와 달리 고정된 시간 간격 T 에 해당하는 NAV를 활용할 수 있다. 2차 사용자(1030)는 통신 채널이 사용 중인지 자체적으로 확인하는 탐지 구간(Sensing period)에서 통신 채널이 사용 중인지 확인하고, 제2 구간(1052) 또는 제4 구간(1054)과 같이 통신 채널이 유휴 상태(idle)인 경우에만 자신의 데이터를 송신할 수 있다. 만약 제1 구간(1051) 및 제3 구간(1053)과 같이 SPUC/SPU(1020) 또는 1차 사용자(1010)가 통신 채널을 사용 중이라면, 2차 사용자(1030)는 이를 확인하고 고정된 시간 간격 T 만큼의 NAV 구간을 대기한 다음, 다시 탐지 구간을 통해 채널이 사용 중인지 확인할 수 있다.

도 11 은 일 실시예에 따른 전자 장치(100)의 동작 방법을 나타낸다. 도 11 의 동작 방법의 각 단계는 도 1 의 전자 장치(100)에 의해 수행될 수 있으므로, 도 1 과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

단계 S1110에서, 전자 장치(100)는 2차 사용자(Secondary User, SU)에 대한 명령 또는 요청에 관련된 메시지를 수신할 수 있다.

2차 사용자는 센서 노드(sensor node)를 포함할 수 있다.

단계 S1120에서, 전자 장치(100)는 메시지의 긴급 여부를 확인할 수 있다.

전자 장치(100)는 메시지를 파싱하고, 파싱한 결과를 기초로 메시지의 긴급 여부를 확인할 수 있다.

단계 S1130에서, 전자 장치(100)는 확인 결과 메시지가 긴급 메시지인 경우, 1차 사용자(Primary User, PU)와 경쟁하는 경쟁-기반(contention-based) 방식으로 2차 사용자와 통신할 수 있다.

전자 장치(100)는 명령 또는 요청에 대한 대응을 요구하는 송수신 요구 패킷을 구성하고, 2차 사용자로 송수신 요구 패킷을 송신하고, 2차 사용자로부터 송수신 요구 패킷에 대응하는 송수신 가능 패킷을 수신하고, 송수신 가능 패킷의 수신에 대응하여 2차 사용자로 명령 또는 요청을 송신할 수 있다.

전자 장치(100)는 메시지가 명령에 관한 메시지인 경우, 송수신 요구 패킷의 제1 필드를 제1 식별자에 대응시키고, 메시지가 요청에 관한 메시지인 경우, 제1 필드를 제2 식별자에 대응시키고, 2차 사용자는 제1 필드가 제1 식별자에 대응되는 경우, 명령을 수신하고, 명령에 대응하는 동작을 수행하고, 제1 필드가 제2 식별자에 대응되는 경우, 요청에 대응하는 정보를 전자 장치(100)로 송신하도록 구성될 수 있다.

제1 필드는 송수신 요구 패킷의 수신자를 나타내고, 제1 식별자는 2차 사용자에 관한 MAC(Media Access Control) 주소를 포함하고, 제2 식별자는 전자 장치(100)에 관한 MAC 주소를 포함할 수 있다.

송수신 요구 패킷은 명령 또는 요청에 관한 제2 필드를 포함하고, 송수신 가능 패킷은 명령 또는 요청에 관한 제3 필드를 포함할 수 있다.

경쟁-기반 방식은, CSMA/CA(Carrier-Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식을 포함할 수 있다.

본 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시 예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 데이터 처리 또는 이들의 조합 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다.

Claims (11)

1. 전자 장치의 인지무선(Cognitive Radio, CR) 통신 방법에 있어서,
   2차 사용자(Secondary User, SU)에 대한 명령 또는 요청에 관련된 메시지를 수신하는 단계;
   상기 메시지의 긴급 여부를 확인하는 단계; 및
   상기 확인 결과 상기 메시지가 긴급 메시지인 경우, 1차 사용자(Primary User, PU)와 경쟁하는 경쟁-기반(contention-based) 방식으로 상기 2차 사용자와 통신하는 단계를 포함하는, 전자 장치의 인지무선 통신 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 통신하는 단계는,
   상기 명령 또는 상기 요청에 대한 대응을 요구하는 송수신 요구 패킷을 구성하는 단계;
   상기 2차 사용자로 상기 송수신 요구 패킷을 송신하는 단계;
   상기 2차 사용자로부터 상기 송수신 요구 패킷에 대응하는 송수신 가능 패킷을 수신하는 단계; 및
   상기 송수신 가능 패킷의 수신에 대응하여 상기 2차 사용자로 상기 명령 또는 상기 요청을 송신하는 단계를 포함하는, 전자 장치의 인지무선 통신 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 송수신 요구 패킷을 구성하는 단계는,
   상기 메시지가 상기 명령에 관한 메시지인 경우, 상기 송수신 요구 패킷의 제1 필드를 제1 식별자에 대응시키고, 상기 메시지가 상기 요청에 관한 메시지인 경우, 상기 제1 필드를 제2 식별자에 대응시키는 단계를 포함하고,
   상기 2차 사용자는,
   상기 제1 필드가 상기 제1 식별자에 대응되는 경우, 상기 명령을 수신하고, 상기 명령에 대응하는 동작을 수행하고, 상기 제1 필드가 상기 제2 식별자에 대응되는 경우, 상기 요청에 대응하는 정보를 상기 전자 장치로 송신하도록 구성되는, 전자 장치의 인지무선 통신 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 필드는 상기 송수신 요구 패킷의 수신자를 나타내고,
   상기 제1 식별자는 상기 2차 사용자에 관한 MAC(Media Access Control) 주소를 포함하고, 상기 제2 식별자는 상기 전자 장치에 관한 MAC 주소를 포함하는, 전자 장치의 인지무선 통신 방법.
5. 제2항에 있어서,
   상기 송수신 요구 패킷은 상기 명령 또는 상기 요청에 관한 제2 필드를 포함하고, 상기 송수신 가능 패킷은 상기 명령 또는 상기 요청에 관한 제3 필드를 포함하는, 전자 장치의 인지무선 통신 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 긴급 여부를 확인하는 단계는,
   상기 메시지를 파싱하고, 파싱한 결과를 기초로 상기 메시지의 긴급 여부를 확인하는 단계를 포함하는, 전자 장치의 인지무선 통신 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 경쟁-기반 방식은, CSMA/CA(Carrier-Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식을 포함하는, 전자 장치의 인지무선 통신 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 2차 사용자는 센서 노드(sensor node)를 포함하는, 전자 장치의 인지무선 통신 방법.
9. 인지무선(Cognitive Radio, CR) 통신을 위한 전자 장치로서,
   적어도 하나의 프로그램이 저장된 메모리; 및
   상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써,
   2차 사용자(Secondary User, SU)에 대한 명령 또는 요청에 관련된 메시지를 수신하고,
   상기 메시지의 긴급 여부를 확인하고,
   상기 확인 결과 상기 메시지가 긴급 메시지인 경우, 1차 사용자(Primary User, PU)와 경쟁하는 경쟁-기반(contention-based) 방식으로 상기 2차 사용자와 통신하는 프로세서를 포함하는, 전자 장치.
10. 전자 장치의 인지무선(Cognitive Radio, CR) 통신 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 비일시적 기록매체로서,
    상기 인지무선 통신 방법은,
    2차 사용자(Secondary User, SU)에 대한 명령 또는 요청에 관련된 메시지를 수신하는 단계;
    상기 메시지의 긴급 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 확인 결과 상기 메시지가 긴급 메시지인 경우, 1차 사용자(Primary User, PU)와 경쟁하는 경쟁-기반(contention-based) 방식으로 상기 2차 사용자와 통신하는 단계를 포함하는, 비일시적 기록매체.
11. 지상 통제소(Ground Command Center, GCC);
    공중 중계 노드(Aerial Relay Node, ARN);
    적어도 하나의 1차 사용자(Primary User, PU); 및
    적어도 하나의 센서 노드(sensor node)를 포함하는 인지무선(Cognitive Radio, CR) 통신 시스템에 있어서,
    상기 지상 통제소는,
    상기 공중 중계 노드로 상기 적어도 하나의 센서 노드 중 제1 센서 노드에 대한 명령 또는 요청에 관련된 메시지를 송신하고,
    상기 공중 중계 노드는,
    상기 메시지를 수신하고,
    상기 메시지의 긴급 여부를 확인하고,
    상기 확인 결과 상기 메시지가 긴급 메시지인 경우, 상기 적어도 하나의 1차 사용자와 경쟁하는 경쟁-기반(contention-based) 방식으로 상기 제1 센서 노드와 통신하는, 인지무선 통신 시스템.

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