KR20080066257A - Ｃｒ 환경의 통신 방법 및 그 장치 - Google Patents

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KR20080066257A
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김재명
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Abstract

본 발명은 무선 인지(Cognitive Radio) 기술에서, 인컴번트 사용자의 등장 여부를 정확히 검출하기 어려운 종래 문제점을 해결하기 위한 CR 환경의 통신 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명은 타겟셀(target cell)의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자(incumbent user)가 이웃셀(neighbor cell)에 등장시, 적어도 하나 이상의 후보 채널을 통하여, 상향링크 신호를 중복하여 전송하는 단계와, 상기 전송된 상향링크 신호가 감지된 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 요인 때문인지 여부를 판단하는 단계와, 그리고 상기 판단 결과, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 요인 때문인 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 변경하는 단계를 포함하여 이루어 지는 CR 환경의 통신 방법을 제공한다. 따라서, 본 발명에 의하면, CR 환경에서 인컴번트 사용자의 등장 여부를 정확히 알아낼 수 있고, 상기 인컴번트 사용자에 대한 잔섭 현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
CR, 인컴번트 사용자, 터미널

Description

ＣＲ 환경의 통신 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR COMMUNICATING BETWEEN TERMINALS IN A COGNITIVE RADIO TECHNIQUE}
도 1은 종래 기술에 따른 CR 환경의 이웃셀과, 타겟셀을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 CR 환경의 이웃셀과, 타겟셀의 제1실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따라, 인컴번트 사용자의 등장 여부를 이웃셀 측이, 타겟셀 측에 알려 주는 방법을 예시한 도면(플로우 차트)이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따라, 인컴번트 사용자의 등장 여부를 타겟셀 측에서 판단하는 방법을 예시한 도면(플로우 차트)이다.
도 5는 본 발명에 따른 CR 환경의 이웃셀과, 타겟셀의 제2실시예를 도시한 도면이다.
그리고, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따라, 인컴번트 사용자의 등장 여부를 이웃셀 측이, 타겟셀 측에 알려 주는 방법을 예시한 도면(플로우 차트)이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100,200,500: 타겟셀 101,201,501: 타겟셀의 기지국
150,250,550: 이웃셀 151,251,551: 이웃셀의 기지국
152,252,552: 이웃셀내 인컴번트 사용자
153,253,553: 이웃셀과 인접한셀의 일부를 점유하는 인컴번트 사용자
본 발명은 CR 환경의 통신 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, CR 환경에서 인컴번트 사용자가 임의의 간섭 현상(interference phenomenon) 없이, 해당 주파수를 사용할 수 있는 기술에 관한 것이다.
급속히 발전하는 다양한 형태의 무선 통신 기술로 인하여, 사용 가능한 주파수 대역이 거의 포화 상태에 이르렀고, 특히 낮은 주파수 대역을 사용하기는 더욱 어려워졌다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 최근에 있어서, 할당되어 있지만 실제로는 사용되지 않고, 비어 있는 주파수를 감지해서, 감지된 주파수를 여러 기기 등이 공유하여 사용할 수 있는 무선 인지(Cognitive Radio ; CR) 기술이 논의되고 있다.
상기 무선 인지(CR) 기술의 장점 중 하나는, 특히 경제성에 있다. 무선 주파수 대역을 돈을 내지 않고 사용함으로써, 기존의 무선 통신 서비스 보다 가격이 저렴해 지는 장점이 있다. 그리고, 상기 CR 기술은, 다중 채널에 대한 무선 채널 관리와 분배, 간섭 검출 기술로서, 향후 차세대 무선 통신과 연동하여 서로 상호 보완적으로 사용될 개연성이 있다. 예를 들어, 셀룰러(cellular) 환경에서 발생하는 음영지역이나, 셀의 크기를 제고시켜야 하는 시골 지역 등에서, CR 기술은 주파수 간섭을 일으키지 않고, 효과적으로 고속데이터를 전송할 수 있는 도구로 사용될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 CR 환경의 이웃셀과, 타겟셀을 도시한 도면이다. 이하, 도 1을 참조하여, 종래 CR 환경에서 이웃셀에 등장한 인컴번트 사용자로 인하여, 간섭 현상이 불가피하게 발생하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 현재 무선 인지(CR) 기술을 사용하는 타겟셀(100)의 기지국(101)은, 채널 X를 이용하여, 타겟셀(100)내 터미널들(102,103)에게 통신 서비스를 제공하고 있다. 이 때, 이웃셀(150)내 인컴번트 사용자(152) 또는 이웃셀과 인접한 셀의 일부를 점유하는 인컴번트 사용자(153)가, 채널 X를 사용하며 등장한다.
상기 인컴번트 사용자들(152,153)은, 이웃셀(150)내에 위치하고 있지만, 이웃셀(150) 외곽에 위치한 터미널들(102,103)의 상향링크 신호의 강한 전력으로 인하여, 간섭을 받게 된다. 다만, 여기서 인컴번트 사용자(incumbent user)라 함은, 특정 채널을 사용함에 있어서, 최우선의 사용 권한을 가지는 사용자를 의미하며, 무선 인지 기술의 사용자 및 시스템은, 상기 인컴번트 사용자에게 간섭을 주어서는 안된다. 따라서, 상기 인컴번트 사용자들(152,153)의 등장으로, 무선 인지 기술을 사용하는 기지국(101) 측에서는, 채널을 변경해야 한다.
그러나, 종래 CR 환경의 통신 방법 및 그 장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.
무선 인지 기술을 사용하는 기지국 측에서, 동일한 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 등장한 경우, 채널을 신속히 변경하기 위해서는, 인컴번트 사용자의 등장 여부를 신속히 판단해야 하는데, 종래에는 그 판단이 용이하지 못한 문제점이 있었다.
특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 인컴번트 사용자(152)가 소출력 인컴번트 사용자인 경우, 100~200m 내외의 적은 영역과 저전력을 사용하기 때문에, 인컴번트 사용자의 감지와, 채널 변경이 어려운 문제점이 있었다. 왜냐하면, 인컴번트 사용자의 전력이 셀 내에 있는 경우 보다 작아서, 상기 타겟셀(100)내 터미널들(102,103) 측에서 센싱할 수 있는 범위(104)에 한계가 있기 때문이다.
상기 소출력 인컴번트 사용자라 함은, 예를 들어 와이어리스 마이크로폰(Wireless Microphone) 신호, 파트74(Part74) 신호 등을 사용하는 인컴번트 사용자를 의미할 수 있다.
한편, 인컴번트 사용자 내지는 소출력 인컴번트 사용자를 CR 기지국 측에서 신속하고, 정확하게 판단하기 위해서, 비콘을 사용하거나, 센싱 결과의 신뢰도를 제고시키는 방법 등을 고려할 수 있으나, 비콘을 사용할 경우 네트워크 구성에 추가적인 비용이 소요되는 단점이 있고, 센싱 결과의 신뢰도를 제고시키는 경우, 센싱의 알고리즘이 복잡해 지고 에러 발생 가능성이 커지는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, CR 기술을 구현함에 있어서, 인컴번트 사용자 내지는 소출력 인컴번트 사용자가 등장시, 상기 인컴번트 사용자와 동일한 채널을 사용하던 CR 채널을 신속히 변경할 수 있는 CR 환경의 통신 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은, 상기 목적을 달성함에 있어서, 비용을 최소화 하고, 에러 발생율을 감소시킬 수 있는 CR 환경의 통신 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 방법에 있어서, 타겟셀(target cell)의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자(incumbent user)가 이웃셀(neighbor cell)에 등장시, 적어도 하나 이상의 후보 채널을 통하여 중복 전송되는 상향링크 신호를 수신하는 단계와, 상기 상향링크 신호를 수신한 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 요인 때문인지 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 요인 때문인 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 변경하는 단계를 포함하여 이루어 지는 CR 환경의 통신 방법을 제공한다.
상기 타겟셀(target cell)의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자(incumbent user)가 이웃셀(neighbor cell)에 등장시, 적어도 하나 이상의 후보 채널을 통하여 중복 전송되는 상향링크 신호를 수신하는 단계는, 기할당된 상향링크 채널과, 상기 적어도 하나 이상의 후보 채널을 통하여, 동일한 데이터가 중복하여 전송되는 상향링크 신호를 수신할 수 있다.
상기 상향링크 신호를 수신한 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 요인 때문인지 여부를 판단하는 단계는, 상기 이웃 셀에서 기사용하던 채널이 비워졌는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널이 비워진 경우에는, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장하지 않은 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 판단 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널이 비워지지 않은 경우에는, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널에 대하여 스펙트럼 센싱 프로세스를 수행하는 단계 및 상기 프로세스 수행 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널에, 인컴번트 신호가 감지된 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장하지 않은 것으로 결정할 수 있다.
상기 프로세스 수행 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널에, 인컴번트 신호가 감지되지 않은 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 것으로 결정할 수 있다.
상기 타겟셀(target cell)의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자(incumbent user)가 이웃셀(neighbor cell)에 등장시, 적어도 하나 이상의 후보 채널을 통하여 중복 전송되는 상향링크 신호를 수신하는 단계는, 터미널 측으로부터 수신할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 방법에 있어서, 타겟셀(target cell)의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자(incumbent user)가 이웃셀(neighbor cell)에 등장시, 상기 인컴번트 사용자가 사용하는 채널을 통하여 중복 전송되는 상향링크 신호를 수신하는 단계 및 상기 상 향링크 신호를 수신한 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 변경하는 단계를 포함하여 이루어 지는 CR 환경의 통신 방법을 제공한다.
상기 CR 채널은, 상기 타겟셀의 기지국(base station)과, 터미널(terminal)간 통신 채널을 의미할 수 있다.
상기 인컴번트 사용자는, 특정 채널을 사용함에 있어서, 최우선의 사용 권한을 가지는 사용자를 의미할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 장치에 있어서, 타겟셀(target cell)의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자(incumbent user)가 이웃셀(neighbor cell)에 등장시, 적어도 하나 이상의 후보 채널을 통하여 중복 전송되는 상향링크 신호를 수신하는 수신부와, 상기 상향링크 신호를 수신한 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 요인 때문인지 여부를 판단하는 판단부 및 상기 판단 결과, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 요인 때문인 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 변경하는 변경부를 포함하여 이루어 지는 CR 환경의 통신 장치를 제공한다.
상기 수신부는, 기할당된 상향링크 채널과, 상기 적어도 하나 이상의 후보 채널을 통하여, 동일한 데이터가 중복하여 전송되는 상향링크 신호를 수신할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널이 비워졌는지 여부를 판단하고, 그리고 상기 판단 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널이 비워진 경우에 는, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장하지 않은 것으로 결정할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 판단 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널이 비워지지 않은 경우에는, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널에 대하여 스펙트럼 센싱 프로세스를 수행하고, 그리고 상기 프로세스 수행 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널에, 인컴번트 신호가 감지된 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장하지 않은 것으로 결정할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 프로세스 수행 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널에, 인컴번트 신호가 감지되지 않은 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 것으로 결정할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 장치에 있어서, 타겟셀(target cell)의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자(incumbent user)가 이웃셀(neighbor cell)에 등장시, 상기 인컴번트 사용자가 사용하는 채널을 통하여 중복 전송되는 상향링크 신호를 수신하는 수신부 및 상기 상향링크 신호를 수신한 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 변경하는 변경부를 포함하여 이루어 지는 CR 환경의 통신 장치를 제공한다.
상기 CR 채널은, 상기 타겟셀의 기지국(base station)과, 터미널(terminal)간 통신 채널을 의미할 수 있다.
상기 인컴번트 사용자는, 특정 채널을 사용함에 있어서, 최우선의 사용 권한을 가지는 사용자를 의미할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, CR 환경에서 인컴번트 사용자의 등장 여부를 정확히 알아낼 수 있고, 상기 인컴번트 사용자에 대한 잔섭 현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 나아가, 상기 효과를 얻으면서도, 비용 및 에러 발생을 최소화할 수 있는 추가적인 효과도 있다.
이하에서는, 첨부된 도면들 및 상기 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 CR 환경의 이웃셀과, 타겟셀의 제1실시예를 도시한 도면이다. 이하, 도 2를 참조하여, 타겟셀이 CR 채널을 사용하던 중, 이웃셀에 상기 CR 채널과 동일한 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 등장시, 상기 CR 채널을 변경하는 과정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 상기 CR 채널이란 용어는, CR 기술에 따라 현재 사용 중인 주파수 대역을 의미하는 것으로 볼 수 있다.
무선 인지 기술을 사용하는 시스템에서, 모든 셀들은 무선 인지 기술 사용자간의 효율적인 무선 자원 공유를 위해, 인접한 셀들의 주파수 사용 현황을 알고 있어야 한다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 이웃셀(250)은 스펙트럼 센싱시에, 인접한 셀(예를 들어, 타겟셀(200) 등)의 주파수 까지 센싱을 하여야 한다.
만약, 상기 이웃셀(250)과 인접한 타겟셀(200)이 사용하는 주파수를 사용하는 인컴번트 사용자 또는 인컴번트 사용자들(252,253)이 등장한 경우, 이를 감지한 이웃셀(250)내 터미널들(254,255)은, 주파수 동적 할당의 효율성을 제고시키기 위하여, 후보 채널을 통해 각 터미널들(254,255)의 상향링크 데이터를 중복하여 송신한다.
한편, 상기 타겟셀(200)의 터미널(202) 및 기지국(201)은, 후보 채널의 사용 가능 여부를 판단하기 위하여, 특별한 사정이 없는 한, 항상 후보 채널을 모니터링 한다. 만약, 상기 모니터링 결과, 상기 후보 채널에 신호의 존재가 검출되면, 인컴번트 사용자의 등장 때문인지 여부를 판별하고, 상기 판별 결과, 인컴번트 사용자의 등장 때문인 경우에는, CR 채널을 변경하게 된다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 3 내지 도 4에 대한 설명을 통하여, 보다 구체화 될 수 있다. 그리고, 상기 터미널은, 기지국과 통신 가능한 단말기를 의미하며, 예를 들어 휴대폰 등이 될 수도 있다. 상기 후보 채널(candidate channel)은, 현재 사용하지 않고 있으나, 동작 채널(active channel)로 사용할 수 있는 채널을 의미하며, 보다 상세한 설명은 후술하도록 하겠다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따라, 인컴번트 사용자의 등장 여부를 이웃셀 측이, 타겟셀 측에 알려 주는 방법을 예시한 도면(플로우 차트)이다. 이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따라, 인컴번트 사용자의 등장 여부를 이웃셀 측이, 타겟셀 측에 알려 주는 방법을 설명하면 다음과 같다.
우선, 이웃셀의 터미널 측에서는, 상기 이웃셀과 인접한 셀들에서 사용하는 채널을 사용하는 인컴번트 사용자 내지는 소출력 인컴번트 사용자가 등장하였는지 여부를 판단하기 위하여, 휴지 시간에 상기 이웃셀과 인접한 셀들에서 사용하는 채널을 센싱한다(S300). 참고적으로, 상기 이웃셀과 인접한 셀은, 예를 들어 도 2에 도시된 타겟셀 등이 될 수도 있다.
상기 센싱 결과(S300), 상기 이웃셀의 터미널은, 상기 이웃셀과 인접한 셀에서 사용하는 채널로, 인컴번트 사용자가 감지되었는지 여부를 판단한다(S301). 상기 판단 결과(S301), 감지한 경우, 이웃셀내 터미널은, 이러한 상황을 이웃셀의 기지국에 보고한다(S302). 또는, 이웃셀의 터미널의 센싱 결과를 이용하여, 이웃셀의 기지국이 직접 인컴번트 사용자의 등장 여부를 판단할 수도 있다.
상기 상황을 보고 받은 이웃셀의 기지국은, 이를 다시 타겟셀 측으로 보고해 주어야 할 필요성이 존재한다. 이를 위하여, 상기 이웃셀의 기지국은, 이웃셀내 터미널, 특히 타겟셀과 인접한 터미널에게, 상향링크시 기지국으로 전송하기 위한 신호를 후보 채널과, 상향링크 채널을 사용하여 동시에 전송하도록 명령한다(S303). 물론, 상기 터미널 대신에, 터미널 클러스터를 이용할 수도 있으며, 상기 터미널 클러스터는, 2개의 터미널로 이루어진 경우를 의미한다. 이 때, 불필요 한 간섭의 발생을 줄이기 위하여, 타겟셀과 인접한 터미널의 상향링크 신호에게만 명령을 하도록 한다.
상기 기지국으로부터 명령을 받은 터미널 또는 터미널 클러스터는, 기지국으로의 상향링크 채널과, 후보 채널을 사용하여, 상향링크 신호를 중복 전송한다(S304). 즉, 별도의 기기나, 추가적인 채널을 개입하지 않고, 후보 채널을 이용하는 것만으로, 용이하게 인컴번트 사용자의 등장을 확인할 수가 있다. 다만, 후보 채널로 신호가 검출되는 경우가, 본 발명에서 의도하지 않은 케이스일 수도 있는 바, 이들을 구별하는 기술이 필요하다. 이에 대해서는, 도 4에 대한 설명에서 후술하겠다.
한편, 상기 설명에서는, 단수의 후보 채널을 사용하는 것만을 예시하였지만, 후보 채널이 다수개 존재하는 경우에는, 다수의 후보 채널군을 사용하여 동일한 신호를 전송함으로써, 신호 판별의 정확성을 제고시킬 수도 있다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따라, 인컴번트 사용자의 등장 여부를 타겟셀 측에서 판단하는 방법을 예시한 도면(플로우 차트)이다. 이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따라, 인컴번트 사용자의 등장 여부를 타겟셀 측에서 판단하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 즉, 후보 채널로 신호가 들어온 경우, 이것이 타겟셀에서 사용하는 CR 채널과 동일한 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장하였기 때문인지 여부를 판별하는 방법을 설명하고자 한다.
본 발명의 실험 결과, 후보 채널로 신호가 인가되는 경우는, 3가지의 경우가 있다.
첫 째, 이웃셀이 사용하는 채널로 인컴번트 사용자가 등장함으로 말미암아, 채널이 변화되는 경우이다. 둘 째, 이웃셀이 사용하는 채널의 신호 대 간섭비(Signal to Noise Ratio ; SNR)가 일정 수준 이하로 감소된 경우이다. 그리고, 셋 째, 전술한 바와 같이, 타겟셀이 사용하는 채널로 인컴번트 사용자가 등장한 경우이다. 한편, 상기 첫 째 경우와, 둘 째 경우는 이웃셀에서 후보 채널 또는 후보 채널군을 점유하는 대신, 다른 채널을 비우게 된다. 따라서, 첫 째 경우와, 둘 째 경우는, 사용하던 채널의 사용 유무를 판별하여, 타겟셀이 사용하는 CR 채널로 인컴번트 사용자가 등장하였기 때문에 검출되는 신호인지 여부를 판단할 수가 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 우선, 타겟셀의 터미널은, 후보 채널을 통해 인가되는 신호가 감지되는지 여부를 판단한다(S400). 상기 판단 결과(S400), 상기 타겟셀의 터미널은, 임의의 신호가 감지된 경우, 이웃셀 측에서 기존에 사용하던 채널이 비워졌는지 여부를 판단한다(S401). 상기 S401 단계는, 상기 이웃셀에서 사용하던 채널이 변경된 이유가, 이웃셀이 사용하는 채널로 인컴번트 사용자가 등장하였기 때문인지 또는, 이웃셀이 사용하는 채널의 신호 대 간섭비가 일정 수준 이하로 떨어졌기 때문인지 여부를 확인하기 위한 절차이다.
만약, 상기 판단 결과(S401), 상기 이웃셀 측에서, 기존에 사용하던 채널이 비워진 경우라면, 이는 이웃셀이 사용하는 채널로 인컴번트 사용자가 등장하였기 때문이거나, 이웃셀이 사용하는 채널의 신호 대 간섭비가 일정 수준 이하로 감소한 경우로 간주할 수 있다. 즉, 이러한 경우는, 타겟셀에서 사용하던 채널로 인컴번트 사용자가 등장한 것이 아니므로, CR 채널을 변경하지 않는다.
한편, 상기 이웃셀 측에서, 기존에 사용하던 채널이 비워지지 않은 경우는 2가지로 나누어서, 본 발명을 설계할 필요가 있다. 즉, 상기 이웃셀 측에서, 기존에 사용하던 채널이 비워지지 않은 경우는, 첫 째, 타겟셀에서 사용하던 채널로 인컴번트 사용자가 등장한 경우일 수도 있고, 또는 둘 째, 상기 이웃셀에 인컴번트 신호가 등장한 경우일 수도 있다. 따라서, 이러한 2가지 경우를 구별하기 위하여, 기존 사용하던 채널에 대하여, 스펙트럼 센싱을 수행한다. 상기 2가지 경우에 따라, 다른 스펙트럼 센싱 결과를 나타내는 바, 당업자라면, 용이하게 2가지 케이스를 구별할 수가 있다.
다시, 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 타겟셀의 터미널은, 상기 기존에 사용하던 채널에 대한 스펙트럼 센싱 프로세를 수행한다(S402). 상기 타겟셀의 터미널은, 상기 이웃셀이 기존에 사용하던 채널에, 인컴번트 신호가 감지되는지 여부를 판단한다(S403). 상기 판단 결과(S403), 인컴번트 신호가 감지되지 않은 경우, 상기 타겟셀의 터미널은, 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 등장하였다는 정보를 상기 타겟셀내 기지국으로 보고한다(S404). 그리고, 상기 기지국은, CR 채널의 변경을 수행한다(S405). 만약, 이웃셀에서 다수의 후보 채널로 신호를 전송할 경우, 각 후보 채널을 상기와 같은 방법으로 이용하여, 타겟셀과 동일한 채널을 사용하는 인컴번트 사용자를 검출하는 프로세스의 정확도를 향상시킬 수가 있다.
도 5는 본 발명에 따른 CR 환경의 이웃셀과, 타겟셀의 제2실시예를 도시한 도면이다. 이하, 도 5를 참조하여, 타겟셀이 CR 채널을 사용하던 중, 이웃셀에 상 기 CR 채널과 동일한 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 등장시, 상기 CR 채널을 변경하는 또 다른 과정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
참고적으로, 제1실시예와, 제2실시예를 비교하면, 제1실시예는, 후보 채널을 이용하여, 인컴번트 사용자의 등장을, 타겟셀의 기지국 등에 고지해 주기만, 제2실시예는, 타겟셀이 현재 사용하는 채널에 간섭을 일으켜서, 타겟셀의 CR 채널이 변경되도록 함에 일특징이 있다.
그리고, 전술한 바와 같이, 제1실시예는, 무선 인지 기술에서 사용할 수 있는 채널이 충분하여, 후보 채널을 다수개 사용할 수 있는 경우에 적용할 수 있다. 그러나, 무선 인지 기술에서 사용할 수 있는 채널이 한정적이어서, 사용할 수 있는 후보 채널이 적은 경우에는, 제1실시예를 적용하기가 난해하다. 이러한 경우, 인접한 셀(예를 들어, 타겟셀)이 사용하는 채널에 강한 간섭을 주어서, 사용하고 있는 CR 채널의 질을 감소시켜, CR 채널이 자동으로 변경되도록 하는 것이 제2실시예이다.
한편, 무선 인지 기술에서는, 주파수 사용의 효율성을 제고시키기 위하여, 채널을 몇가지 그룹으로 구분하여 사용한다. 예를 들어, 동작 채널(active channel), 후보 채널(candidate channel), 점유 채널(occupied channel), 비허가 채널(not-granted channel), 기타 채널(etc channel) 등으로 나뉘어 진다.
상기 동작 채널은, 현재 기지국과 터미널에서 사용하고 있는 채널을 의미하며, 상기 후보 채널은, 사용은 하고 있지 않지만 동작 채널로 사용할 수 있는 채널을 의미한다. 그리고, 상기 점유 채널은, 인컴번트 사용자가 사용하는 채널이어 서, 사용할 수 없는 채널을 의미하며, 상기 비허가 채널은, 규약에 의해서 사용할 수 없는 채널을 의미하고, 상기 기타 채널은, 상기 동작 채널, 상기 후보 채널, 상기 점유 채널, 그리고 상기 비허가 채널을 제외한 모든 채널을 의미한다.
특히, 상기 기타 채널은, 인컴번트 사용자에 의해 점유되어 있지는 않지만, 그 신호 대 간섭비(SNR)가 일정 레벨 이하인 채널이 대부분이다. 만약, 후보 채널 또는 동작 채널의 신호 대 간섭비가 일정 레벨 이하로 감소하면, 상기 후보 채널 또는 동작 채널은, 기타 채널로 변경된다. 당해 제2실시예는, 이러한 채널군의 이동 특성을 이용할 수도 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 만약 인컴번트 사용자 또는 인컴번트 사용자들(S552,553)이 타겟셀(500)의 채널을 점유하며 등장한 경우, 가장 시급한 문제는 인컴번트 사용자 및 인컴번트 시스템에 대한 간섭의 회피이다. 따라서, 인컴번트 사용자 또는 인컴번트 사용자들(552,553)이 타겟셀(500)의 채널을 점유한 경우, 이웃셀(550)에서는 타겟셀(500)에서의 간섭을 회피시키기 위해, 인컴번트 사용자가 사용하는 채널을 사용하여, 타겟셀(500) 근처의 터미널들(554,555)의 상향링크 신호를 강하게 전송한다. 물론, 이 때 각 터미널들(554,555)의 기지국 방향 상향링크로도 신호를 전송한다. 다만, 상기 상향링크(Uplink)는 터미널로부터 기지국으로의 방향을 의미할 수 있다.
따라서, 상기 타겟셀(500) 내부에 있으면서, 상기 터미널들(554,555)과 인접한 터미널(502)은, 동일 채널 간섭을 심하게 감지하고, 이로 인하여 채널의 신호 대 간섭비가 일정 수준 이하로 감소하게 된다. 그리고, 상기 터미널(502)은, 채널 의 신호 대 간섭비 저하로 인하여, 기지국(501)을 향해 CR 채널의 변경을 요청하게 되고, 상기 기지국(501)은 CR 채널의 변경을 수행하게 된다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따라, 인컴번트 사용자의 등장 여부를 이웃셀 측이, 타겟셀 측에 알려 주는 방법을 예시한 도면(플로우 차트)이다. 이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따라, 인컴번트 사용자의 등장 여부를 이웃셀 측이, 타겟셀 측에 고지해 주는 방법을 설명하면 다음과 같다. 다만, 전술한 도 5의 설명을, 시간흐름순에 따라 정리해서 설명한 것인 바, 상세한 설명은 생략하도록 하겠다.
우선, 이웃셀의 터미널은, 이웃셀과 인접한 셀들에서 사용하는 주파수를 센싱한다(S600). 상기 인접한 셀들 중에는, 타겟셀이 포함되어 있을 수 있다. 상기 센싱 결과(S600), 상기 이웃셀의 터미널은, 인컴번트 사용자가 등장하였는지 여부를 판단한다(S601). 또는, 이웃셀의 터미널의 센싱 결과를 이용하여, 이웃셀의 기지국이 직접 인컴번트 사용자의 등장 여부를 판단할 수도 있다.
상기 판단 결과(S601), 인컴번트 사용자가 등장한 경우라면, 상기 이웃셀내 터미널 또는 터미널 클러스터 측에서는, 상기 인컴번트 사용자가 사용하는 채널 등을 통해, 상향링크 신호를 중복 전송한다(S602). 이 때, 상기 타겟셀의 터미널 측에서는, 동일 채널 간섭을 심하게 감지하고, CR 채널 변경을 타겟셀내의 기지국 측에 요청한다. 그리고, 상기 요청을 받은 기지국은, CR 채널을 변경한다(S603).
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 첫 째, 인컴번트 사용자 뿐만 아니라, 소출력 인컴번트 사용자의 등장 여부도 용이하게 확인할 수 있어서, CR 기술에서 가장 문제가 되고 있는 간섭 현상을 완벽하게 회피할 수 있는 효과가 있다.
둘 째, 본 발명은, 이웃셀에서 사용하는 후보 채널의 개수의 많고 적음에 상관없이 적용 가능한 장점이 있다.
셋 째, 본 발명에 의하면, 인컴번트 사용자를 감지하기 위하여, 고비용의 비콘을 설치할 필요가 없어서, 자원 절감에 탁월한 효과가 있다.
넷 째, 본 발명에 의하면, 인컴번트 사용자를 감지하기 위하여, 넓은 지역을 커버하는 복잡한 스펙트럼 센싱 기술을 도입할 필요가 없어서 유리하고, 복잡한 알고리즘으로 인하여 발생하는 에러 문제도 해결할 수 있는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 방법에 있어서,
    타겟셀(target cell)의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자(incumbent user)가 이웃셀(neighbor cell)에 등장시, 적어도 하나 이상의 후보 채널을 통하여 중복 전송되는 상향링크 신호를 수신하는 단계;
    상기 상향링크 신호를 수신한 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 요인 때문인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 요인 때문인 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 변경하는 단계
    를 포함하여 이루어 지는 CR 환경의 통신 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟셀(target cell)의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자(incumbent user)가 이웃셀(neighbor cell)에 등장시, 적어도 하나 이상의 후보 채널을 통하여 중복 전송되는 상향링크 신호를 수신하는 단계는,
    기할당된 상향링크 채널과, 상기 적어도 하나 이상의 후보 채널을 통하여, 동일한 데이터가 중복하여 전송되는 상향링크 신호를 수신하는
    CR 환경의 통신 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 상향링크 신호를 수신한 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 요인 때문인지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 이웃셀에서 기사용하던 채널이 비워졌는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널이 비워진 경우에는, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장하지 않은 것으로 결정하는 단계
    를 포함하는 CR 환경의 통신 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 판단 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널이 비워지지 않은 경우에는, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널에 대하여 스펙트럼 센싱 프로세스를 수행하는 단계; 및
    상기 프로세스 수행 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널에, 인컴번트 신호가 감지된 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장하지 않은 것으로 결정하는 단계
    를 포함하는 CR 환경의 통신 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 프로세스 수행 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널에, 인컴번트 신 호가 감지되지 않은 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 것으로 결정하는 단계
    를 포함하는 CR 환경의 통신 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟셀(target cell)의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자(incumbent user)가 이웃셀(neighbor cell)에 등장시, 적어도 하나 이상의 후보 채널을 통하여 중복 전송되는 상향링크 신호를 수신하는 단계는,
    터미널 측으로부터 수신하는
    CR 환경의 통신 방법.
  7. CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 방법에 있어서,
    타겟셀(target cell)의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자(incumbent user)가 이웃셀(neighbor cell)에 등장시, 상기 인컴번트 사용자가 사용하는 채널을 통하여 중복 전송되는 상향링크 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 상향링크 신호를 수신한 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 변경하는 단계
    를 포함하여 이루어 지는 CR 환경의 통신 방법.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 CR 채널은,
    상기 타겟셀의 기지국(base station)과, 터미널(terminal)간 통신 채널
    을 의미하는 CR 환경의 통신 방법.
  9. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인컴번트 사용자는,
    특정 채널을 사용함에 있어서, 최우선의 사용 권한을 가지는 사용자
    를 의미하는 CR 환경의 통신 방법.
  10. CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 장치에 있어서,
    타겟셀(target cell)의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자(incumbent user)가 이웃셀(neighbor cell)에 등장시, 적어도 하나 이상의 후보 채널을 통하여 중복 전송되는 상향링크 신호를 수신하는 수신부;
    상기 상향링크 신호를 수신한 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 요인 때문인지 여부를 판단하는 판단부; 및
    상기 판단 결과, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 요인 때문인 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 변경하는 변경부
    를 포함하여 이루어 지는 CR 환경의 통신 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 수신부는,
    기할당된 상향링크 채널과, 상기 적어도 하나 이상의 후보 채널을 통하여, 동일한 데이터가 중복하여 전송되는 상향링크 신호를 수신하는
    CR 환경의 통신 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 이웃셀에서 기사용하던 채널이 비워졌는지 여부를 판단하고, 그리고
    상기 판단 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널이 비워진 경우에는, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장하지 않은 것으로 결정하는
    CR 환경의 통신 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 판단 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널이 비워지지 않은 경우에는, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널에 대하여 스펙트럼 센싱 프로세스를 수행하고, 그리고
    상기 프로세스 수행 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널에, 인컴번트 신호가 감지된 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장하지 않은 것으로 결정하는
    CR 환경의 통신 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 프로세스 수행 결과, 상기 이웃셀에서 기사용하던 채널에, 인컴번트 신호가 감지되지 않은 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자가 이웃셀에 등장한 것으로 결정하는
    CR 환경의 통신 장치.
  15. CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 장치에 있어서,
    타겟셀(target cell)의 CR 채널을 사용하는 인컴번트 사용자(incumbent user)가 이웃셀(neighbor cell)에 등장시, 상기 인컴번트 사용자가 사용하는 채널을 통하여 중복 전송되는 상향링크 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 상향링크 신호를 수신한 경우, 상기 타겟셀의 CR 채널을 변경하는 변경부
    를 포함하여 이루어 지는 CR 환경의 통신 장치.
  16. 제10 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 CR 채널은,
    상기 타겟셀의 기지국(base station)과, 터미널(terminal)간 통신 채널
    을 의미하는 CR 환경의 통신 장치.
  17. 제10 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인컴번트 사용자는,
    특정 채널을 사용함에 있어서, 최우선의 사용 권한을 가지는 사용자
    를 의미하는 CR 환경의 통신 장치.
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