KR20090096152A - 주파수 채널의 공유를 통한 통신 중계 방법 및 그 장치 - Google Patents

주파수 채널의 공유를 통한 통신 중계 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주변 기기들간의 통신을 중계하는 중계 디바이스가 다른 중계 디바이스와의 주파수 채널 공유를 통하여 통신을 중계하는 방법에 관한 것으로, 주파수 채널의 공유를 요청하기 위한 채널 공유 요청을 복수개의 중계 디바이스들에게 전송하고, 그 복수개의 중계 디바이스들 각각으로부터, 초당 전송할 수 있는 전체 슈퍼 프레임의 개수 중 공유에 제공할 수 있는 슈퍼 프레임의 개수에 대한 정보 및 주파수 채널을 공유에 제공할 수 있는 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 채널 공유 응답을 수신한 후, 그 수신된 채널 공유 응답에 기초하여, 복수개의 중계 디바이스들 중 하나와 주파수 채널을 공유하여 주변 기기들간의 통신을 중계함으로써, 통신을 위해 더 많은 대역폭을 필요로 하는 중계 디바이스가 잔여 대역폭을 가진 중계 디바이스로부터의 잔여 대역폭을 제공하겠다는 제안이 없더라도, 그 잔여 대역폭을 가진 중계 디바이스와 주파수 채널을 공유하여 주변 기기들간의 통신을 중계할 수 있다.

Description

주파수 채널의 공유를 통한 통신 중계 방법 및 그 장치{Method for relaying communication through sharing frequency channel and appratus therefor}
본 발명은 주변 기기들간의 통신을 중계하는 중계 디바이스가 다른 중계 디바이스와의 주파수 채널 공유를 통하여 통신을 중계하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
지역과 시간에 따라 현재의 주파수 채널의 상태를 감지한 후 지능적으로 판단하여 적절한 주파수, 변조방식, 출력 등을 선택하여 실시간으로 유휴 주파수 채널을 동적으로 이동하면서 통신하는 인지 무선(Cognitive Radio) 기술과 관련된 기술이 한정된 주파수 자원의 활용이라는 측면에서 활발히 개발되고 있다.
이와 같은 인지 무선 기술은 양질의 주파수인 UHF(Ch.14 ~ Ch.51) 대역을 이용하는 IEEE 802.22와 uCoMs를 기반으로 진행되고 있다. IEEE 802.22에서는 UHF 대역을 사용 중인 공중파 채널(우선 사용자)과 무선 마이크를 피하면서 통신 단말기들간에 아웃도어(outdoor) 환경에서 UHF 대역을 이용하여 통신을 수행할 수 있게 하는 것을 목표로 하고 있으며, uCoMs는 인도어(indoor) 환경에서 무선으로 A/V(audio/video) 데이터를 전송하는 것을 목표로 하고 있다.
한편, 종래의 인지 무선 기술인 IEEE 802.22에서 하나의 주파수 채널은 6MHz의 대역폭을 가지는데, 인지 무선 기술을 지원하는 통신 단말기가 주파수 채널의 전체 대역폭 6MHz를 모두 사용하는 경우가 아니라면, 그 통신 단말기가 전체 대역폭 중 사용하지 않는 잔여 주파수 대역을 다른 통신 단말기에게 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 주파수 채널의 잔여 주파수 대역 제공 방법의 일실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 베이스 스테이션 A(BS A), 베이스 스테이션 B(BS B) 및 베이스 스테이션 D(BS D)는 주파수 채널의 전체 대역폭 6MHz를 모두 사용하고 있지만, 베이스 스테이션 C(BS C)는 주파수 채널의 전체 대역폭 6MHz 전체를 사용하고 있지는 않다. 이때, 베이스 스테이션들(BS A, BS B, BS C, BS D)은 인지 무선 기술을 지원하며, 인지 무선 기술을 지원하는 통신 단말기간의 통신을 중계할 뿐만 아니라, 그 통신 단말기들과 직접적으로 통신을 수행하기도 한다. 또한, 베이스 스테이션들(BS A, BS B, BS C, BS D)간의 통신 수행도 가능하다.
도 1의 실시예에서, 베이스 스테이션 B(BS B)는 통신 수행을 위하여 베이스 스테이션 C(BS C)로부터 2MHZ의 대역폭을 제공받는다. 이를 통하여, 베이스 스테이션 B(BS B)는 총 8MHz의 대역폭을 이용하여 통신을 수행할 수 있게 된다.
이와 같이 베이스 스테이션 B(BS B)가 자신의 주파수 채널의 대역폭 6MHz뿐만 아니라 2MHz의 대역폭을 더 이용하여 통신을 수행하기 위하여 다른 주파수 채널의 주파수 대역을 결합하여 사용하는 것을 채널 본딩(channel bonding) 기술이라고 하는데, 채널 본딩 기술을 지원하는 통신 단말기만이 이와 같이 추가적인 대역을 더 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
이와 같이 종래 기술은 통신 단말기가 통신을 위하여 추가적인 대역이 더 필요하더라도 그 통신 단말기가 채널 본딩 기술을 지원하지 않으면, 자신의 주파수 채널의 대역폭만을 이용하여 통신을 수행할 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.
또한, 잔여 주파수 대역을 가진 베이스 스테이션이 주파수 대역을 필요로 하는 베이스 스테이션에게 주파수 대역을 제공하겠다는 제안을 먼저 하지 않으면, 주파수 대역을 필요로 하는 베이스 스테이션은 잔여 주파수 대역을 제공받을 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 주변 기기들간의 통신을 중계하는 중계 디바이스가 다른 중계 디바이스와의 주파수 채널 공유를 통하여 통신을 중계하기 위한 통신 중계 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주변 기기들간의 통신을 중계하는 중계 디바이스가 다른 중계 디바이스와의 주파수 채널 공유를 통하여 상기 통신을 중계하는 방법은 주파수 채널의 공유를 요청하기 위한 채널 공유 요청을 복수개의 중계 디바이스들에게 전송하는 단계; 상기 복수개의 중계 디바이스들 각각으로부터, 초당 전송할 수 있는 전체 슈퍼 프레임의 개수 중 상기 공유에 제공할 수 있는 슈퍼 프레임의 개수에 대한 정보 및 주파수 채널을 상기 공유에 제공할 수 있는 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 채널 공유 응답을 수신하는 단계; 및 상기 채널 공유 응답에 기초하여, 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나와 주파수 채널을 공유하여 상기 주변 기기들간의 통신을 중계하는 단계를 포함한다.
바람직하게는 상기 중계하는 단계는 상기 채널 공유 응답에 기초하여, 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나를 상기 주파수 채널을 공유할 중계 디바이스로서 결정하는 단계; 상기 결정된 중계 디바이스의 주파수 채널이 상기 공유에 제공할 슈퍼 프레임의 개수 및 상기 주파수 채널을 상기 공유에 제공할 시간 중 적어도 하나를 포함하는 채널 공유 조건을 상기 결정된 중계 디바이스에게 전송하는 단계; 상기 결정된 중계 디바이스로부터 상기 채널 공유 조건을 승인하는 조건 승인 응답을 수신하는 단계; 및 상기 응답이 수신되면, 상기 채널 공유 조건에 따라 상기 결정된 디바이스의 주파수 채널을 더 이용하여 상기 주변 기기들간의 통신을 중계하는 단계를 포함한다.
바람직하게는 상기 채널 공유 조건은 상기 공유에 제공될 슈퍼 프레임들의 상기 전체 슈퍼 프레임에서의 위치, 상기 공유 시작시간 및 상기 공유 종료시간 중 적어도 하나를 더 포함한다.
바람직하게는 상기 채널 공유 요청은 상기 주파수 채널의 공유에 필요한 슈퍼 프레임의 개수에 대한 정보 및 상기 공유가 필요한 시간에 대한 정보를 포함하고, 상기 채널 공유 응답을 수신하는 단계는 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 상기 채널 공유 요청을 만족시킬 수 있는 중계 디바이스들로부터 상기 채널 공유 응답을 수신하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 따른 통신 중계 방법은 상기 주변 기기들간의 통신을 중계하는 단계는 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나의 주파수 채널을 상기 주변 기기들 중 두 개의 주변 기기간의 통신을 위한 전용 채널로 할당하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는 상기 할당하는 단계는 상기 주변 기기들 중 상호간에 통신이 필요한 두 개의 주변 기기에게 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나의 주파수 채널을 이용하여 상호간에 직접 통신할 것을 요청하는 직접 통신 요청을 전송하는 단계; 및 상기 두 개의 주변 기기 각각으로부터 상기 직접 통신 요청을 승인하는 통신 승인 응답을 수신하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 통신 중계 방법은 상기 주파수 채널을 공유하는 중계 디바이스로부터 상기 주파수 채널의 공유 중단 요청을 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 주파수 채널의 공유 중단 요청이 수신되면, 상기 주파수 채널의 공유 중단 요청을 전송한 중계 디바이스를 제외한 중계 디바이스들에 대하여 상기 전송하는 단계,상기 채널 공유 응답을 수신하는 단계 및 상기 주변 기기들간의 통신을 중계하는 단계가 재수행되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 중계 디바이스는 베이스 스테이션(Base station)이고, 상기 주변 기기들은 인지 무선(Cognitive radio) 기술을 지원하는 디지털 TV, BD(Bluray Disc) 플레이어, HD DVD 플레이어, PMP, MP3 플레이어, 휴대폰, 노트북 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다른 중계 디바이스와의 주파수 채널 공유를 통하여 주변 기기들간의 통신을 중계하는 통신 중계 장치는 주파수 채널의 공유를 요청하기 위한 채널 공유 요청을 복수개의 중계 디바이스들에게 전송하는 전송부; 상기 복수개의 중계 디바이스들 각각으로부터, 초당 전송할 수 있는 전체 슈퍼 프레임의 개수 중 상기 공유에 제공할 수 있는 슈퍼 프레임의 개수에 대한 정보 및 주파수 채널을 상기 공유에 제공할 수 있는 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 채널 공유 응답을 수신하는 수신부; 및 상기 채널 공유 응답에 기초하여, 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나와 주파수 채널을 공유하여 상기 주변 기기들간의 통신을 중계하는 중계부를 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 따른 통신 중계 장치는 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나의 주파수 채널을 상기 주변 기기들 중 두 개의 주변 기기간의 통신을 위한 전용 채널로 할당하는 채널 할당부를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 주파수 채널의 공유를 요청하기 위한 채널 공유 요청을 복수개의 중계 디바이스에게 전송하는 단계; 상기 복수개의 중계 디바이스들 각각으로부터, 초당 전송할 수 있는 전체 슈퍼 프레임의 개수 중 상기 공유에 제공할 수 있는 슈퍼 프레임의 개수에 대한 정보 및 주파수 채널을 상기 공유에 제공할 수 있는 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 채널 공유 응답을 수신하는 단계; 및 상기 채널 공유 응답에 기초하여, 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나와 주파수 채널을 공유하여 상기 주변 기기들간의 통신을 중계하는 단계를 포함하는 통신 중계 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
본 발명은 통신을 위해 더 많은 대역폭을 필요로 하는 중계 디바이스가 잔여 대역폭을 가진 중계 디바이스로부터의 잔여 대역폭을 제공하겠다는 제안이 없더라도, 그 잔여 대역폭을 가진 중계 디바이스와 주파수 채널을 공유하여 주변 기기들간의 통신을 중계할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 채널 본딩 기술을 지원하지 않는 통신 단말기가 추가적인 대역폭을 이용하여 통신을 수행할 수 있게 해주는 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 주파수 채널의 공유를 통한 통신 중계 방법의 일 실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2에서, 중계 장치 B는 그 중계 장치에 연결된 주변 기기들의 통신을 중계하기 위하여 추가적인 주파수 대역이 필요한 상태이고, 중계 장치 A 및 중계 장치 C는 각각의 중계 장치에 연결된 주변 기기들의 통신을 중계하는데 필요한 대역폭이 적어서, 잔여 대역폭이 존재하고 있는 상태라고 가정한다. 또한, 이하에서 중계 장치 A, 중계 장치 B 및 중계 장치 C는 각각 ch.17, ch.18 및 ch.19의 주파수 채널을 가진다고 가정한다.
단계 210에서, 중계 장치 B는 중계 장치 A 및 중계 장치 C에게 주파수 채널의 공유를 요청하기 위한 채널 공유 요청을 전송한다.
여기서, 채널 공유 요청은 단순히 채널 공유를 요청하는 신호일 수도 있으나, 구현예에 따라서는 주파수 채널의 공유에 필요한 슈퍼 프레임의 개수에 대한 정보 및 공유가 필요한 시간에 대한 정보 등이 포함될 수 있다.
예컨대, 중계 장치 B의 주변 기기 중 하나인 DVD 플레이어를 통하여 1시간 30분 가량의 영화를 재생하여야 하는데 중계 장치 B의 주파수 채널의 대역폭인 6MHz만으로는 DVD 플레이어의 재생 동작을 충분히 수행할 수 없어 3MHz의 대역폭이 더 필요한 경우가 존재할 수 있다. 이 경우에는, 중계 장치 B의 채널 공유 요청에 1시간 30분의 주파수 채널의 공유가 필요하다는 정보가 포함될 수 있다. 또한, 중 계 장치 B가 초당 전송할 수 있는 전체 슈퍼 프레임의 개수가 10개인 경우라면, 3MHz의 대역폭이 더 필요하므로 5개의 슈퍼 프레임의 공유가 더 필요하다는 정보가 채널 공유 요청에 포함될 수 있다.
단계 220에서는, 중계 장치 A 및 중계 장치 C 각각으로부터 초당 전송되는 전체 슈퍼 프레임의 개수 중 공유에 제공할 수 있는 슈퍼 프레임의 개수에 대한 정보 및 주파수 채널을 공유에 제공할 수 있는 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 채널 공유 응답을 수신한다.
여기서, 중계 장치 A 내지 중계 장치 C가 초당 전송하는 슈퍼프레임의 전체 개수가 10개라고 가정하면, 중계 장치 A의 채널 공유 응답에는 전체 10개의 슈퍼 프레임 중 6개의 슈퍼 프레임을 공유에 제공할 수 있다는 정보 및 1시간 20분의 시간 동안 중계 장치 A의 주파수 채널을 공유에 제공할 수 있다는 정보가 포함될 수 있다.
또한, 중계 장치 C의 채널 공유 응답에는 전체 10개의 슈퍼 프레임 중 5개의 슈퍼 프레임을 공유에 제공할 수 있다는 정보 및 30분의 시간 동안 중계 장치 C의 주파수 채널을 공유에 제공할 수 있다는 정보가 포함될 수 있다.
한편, 구현예에 따라서는 채널 공유 요청에도 주파수 채널의 공유에 필요한 슈퍼 프레임의 개수에 대한 정보 및 공유가 필요한 시간에 대한 정보가 포함될 수 있는데, 이 경우에는 그 채널 공유 요청에 포함된 정보를 만족시키는 중계 장치만이 채널 공유 응답을 전송할 수도 있다. 예컨대, 중계 장치 A 내지 중계 장치 D가 있는 경우에 중계 장치 B가 전송한 채널 공유 요청에 포함된 정보를 만족시키는 중 계 장치가 중계 장치 A와 중계 장치 C 뿐이라면, 중계 장치 A와 중계 장치 C만이 중계 장치 B에게 채널 공유 응답을 전송할 수도 있다.
한편, 채널 공유 응답에는 공유에 제공될 슈퍼 프레임들의 전체 슈퍼 프레임에서의 위치가 더 포함될 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 주파수 채널 공유를 위한 슈퍼 프레임의 구성을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상단에 중계 장치 A가 초당 전송할 수 있는 전체 10개의 슈퍼 프레임이 도시되어 있다.
도 3의 하단에는, 중계 장치 A가 초당 전송할 수 있는 전체 10개의 슈퍼 프레임 중 중계 장치 B에게 제공할 슈퍼 프레임의 개수 및 위치가 표시되어 있다. 즉, 도 3의 실시예에서는 중계 장치 A는 처음 4개의 슈퍼 프레임을 이용하여 통신을 수행하고, 그 이후의 6개의 슈퍼 프레임은 중계 장치 B에게 주파수 채널 공유를 위하여 제공할 수 있다.
이와 같이 중계 장치 A는 도 3의 하단에 도시된 것과 같이 4개의 슈퍼 프레을 가지고도 중계 장치 A에 연결된 주변 기기들간의 통신을 중계할 수 있으므로, 초당 전송할 수 있는 전체 10개의 슈퍼 프레임 중 뒤에서 6개의 슈퍼 프레임을 공유에 제공할 수 있다는 정보가 포함된 채널 공유 응답을 중계 장치 B에게 전송하게 된다. 전술한바와 같이 이와 같은 중계 장치 A의 채널 공유 응답에는 중계 장치 A의 주파수 채널을 공유에 제공할 수 있는 시간이 더 포함될 수 있고, 또한 공유 시작시간 및 공유 종료시간이 더 포함될 수도 있다.
단계 230에서는, 채널 공유 응답에 기초하여, 중계 장치 A 및 중계 장치 C 중 중계 장치 A를 주파수 채널을 공유할 중계 장치로서 결정하고, 중계 장치 A에게 채널 공유 조건을 전송한다.
예컨대, 중계 장치 B가 1시간 30분 가량 5개의 슈퍼 프레임의 공유를 요청하는 채널 공유 요청을 전송한 후, 중계 장치 A의 채널 공유 응답으로서 1시간 20분 동안 6개의 슈퍼 프레임을 공유에 제공할 수 있다는 정보를 수신하고, 중계 장치 C의 채널 공유 응답으로서 30분 동안 5개의 슈퍼 프레임을 공유에 제공할 수 있다는 정보를 수신하면, 중계 장치 B는 채널 공유 요청을 더 많이 만족시키는 채널 공유 응답을 전송한 중계 장치 A를 주파수 채널을 공유할 중계 장치로서 결정하게 된다.
다음으로, 중계 장치 B는 자신이 전송했던 채널 공유 요청과 수신된 채널 공유 응답을 비교하여, 채널 공유 조건을 생성한 후, 그 생성된 채널 공유 조건을 중계 장치 A에게 전송한다.
예컨대, 상기 예에서 중계 장치 B는 1시간 20분동안 5개의 슈퍼 프레임을 공유해 달라는 채널 공유 조건을 중계 장치 A에게 전송한다.
이와 같이 채널 공유 조건은 중계 장치 A의 주파수 채널이 공유에 제공할 슈퍼 프레임의 개수 및 주파수 채널을 공유에 제공할 시간 중 적어도 하나를 포함한다. 또한, 채널 공유 조건에는 공유에 제공될 슈퍼 프레임들의 전체 슈퍼 프레임에서의 위치, 공유 시작시간 및 공유 종료시간 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
단계 240에서는, 중계 장치 A가 중계 장치 B의 채널 공유 조건이 허용가능하다면, 그 채널 공유 조건에 따라 중계 장치 A의 주파수 채널을 공유에 제공하는 것 에 대한 승인을 나타내는 조건 승인 응답을 중계 장치 B에게 전송한다.
이와 같이 조건 승인 응답을 중계 장치 B가 수신한 후에는 중계 장치 B가 채널 공유 조건에 따라 중계 장치 A의 주파수 채널을 이용할 수 있게 된다.
예컨대, 상기 예에서 중계 장치 B는 중계 장치 A가 1초에 전송할 수 있는 최대 슈퍼 프레임의 개수인 10개의 슈퍼 프레임 중 처음 5개의 슈퍼 프레임은 중계 장치 A가 사용하고, 그 다음 5개의 슈퍼 프레임은 중계 장치 B가 사용하는 방식으로 1시간 20분동안 중계 장치 B에 연결된 주변 기기들의 통신을 중계하게 된다.
단계 250에서는, 중계 장치 A가 중계 장치 B와의 주파수 채널 공유에 제공하였던 주파수 채널을 다시 사용하여야 할 필요성이 발생하면, 중계 장치 B에게 공유 중단 요청을 전송한다.
단계 260에서는, 공유 중단 요청을 수신한 중계 장치 B는 공유 중단을 승인하는 중단 승인 응답을 중계 장치 A에게 전송한 후, 중계 장치 A의 주파수 채널의 사용을 중지한다.
이때, 공유 중단 요청은 채널 공유 조건에서 정해진 공유 종료시간이 되기 전에 수신될 수 있는데, 이와 같은 경우에 공유 중단 요청을 수신한 중계 장치 B는 중단 승인 응답을 중계 장치 A에게 전송한 후, 즉시 중계 장치 A의 주파수 채널의 사용을 중지하여야 한다. 이는, 중계 장치 A의 주파수 채널의 사용상의 우선순위는 중계 장치 A에게 있기 때문이다.
단계 270에서는, 중계 장치 B가 다른 중계 장치의 주파수 채널을 새롭게 공유하기 위하여 중계 장치 C를 포함하여 복수개의 중계 장치들에게 채널 공유 요청 을 전송한다.
한편, 지금까지 주파수 채널의 대역폭을 6MHz라고 가정하였으나 주파수 채널의 대역폭은 이에 한정되지 않고, 구현예에 따라서는 주파수 채널의 대역폭이 더 넓게 설정되거나, 좁게 설정될 수 있다.
도 4는 도 2의 실시예에 따른 주파수 채널의 사용 상태를 시간축을 중심으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 1초 단위로 중계 장치 A 내지 중계 장치 C의 주파수 채널의 사용 상태가 도시되어 있다. 여기서, 이때, ch.17, ch.18 및 ch.19는 각각 중계 장치 A, 중계 장치 B 및 중계 장치 C의 주파수 채널을 나타낸다.
먼저, 중계 장치 B의 주파수 채널인 ch.18을 보면 모든 시간 동안 중계 장치 B가 ch.18을 사용한다.
다음으로, 중계 장치 A의 주파수 채널인 ch.17을 보면 1초 중에서 먼저 중계 장치 A가 A구간만큼 사용하고, 중계 장치 B가 B구간만큼 사용한다. 이와 같은 방식으로 다음 C구간 및 D 구간도 중계 장치 A가 C구간만큼 먼저 사용하고, 다음으로 중계 장치 B가 D구간만큼 사용한다. 도 2의 실시예에 따르면 A, C구간은 4개의 슈퍼프레임으로 구성되고, B,D구간은 6개의 슈퍼프레임으로 구성될 수 있다.
이와 같은 방식으로 중계 장치 A는 채널 공유 조건에서 정해진 시간, 예컨대 1시간 20분 동안 ch.17을 중계 장치 B에게 제공한다.
마지막으로, ch.19를 보면 1초 중에서 먼저 중계 장치 B가 E구간만큼 사용하고, 중계 장치 C가 F구간만큼 사용한다. 이와 같은 방식으로 다음 G구간 및 H 구간 도 중계 장치 B가 G구간만큼 먼저 사용하고, 다음으로 중계 장치 C가 H구간만큼 사용한다.
한편, 중계 장치 C의 주파수 채널인 ch.19는 도 2의 실시예에서 중계 장치 A로부터 공유 중단 요청을 수신한 중계 장치 B가 중계 장치 A의 주파수 채널의 사용을 중지한 후, 중계 장치 C와의 채널 공유를 위한 과정을 거쳐 새로운 채널 공유 조건에 따라 사용하게 된 주파수 채널이다.
다만, 구현예에 따라서는 중계 장치 B는 중계 장치 A로부터 공유 중단 요청을 수신하지 않은 경우에도, 중계 장치 A의 주파수 채널 ch.17에 대한 공유 시간이 종료한 경우에 중계 장치 C와의 채널 공유를 위한 과정을 거쳐 새로운 채널 공유 조건에 따라 중계 장치 C의 주파수 채널인 ch.19를 사용할 수도 있다.
또한, 구현예에 따라서는 1시간 30분의 채널 공유가 필요한 중계 장치 B가 최초에 채널 공유를 위한 과정을 거칠 때, 최초 1시간 20분은 중계 장치 A의 주파수 채널인 ch.17을 사용하고, 그 이후의 10분은 중계 장치 C의 주파수 채널인 ch.19를 사용하도록 채널 공유 조건을 생성한 후, 그 채널 공유 조건에 따라 최초 1시간 20분이 지난 후에, 별도의 과정 없이 바로 중계 장치 C의 주파수 채널을 사용하는 것도 가능하다.
지금까지는 중계 장치들간에 주파수 채널을 공유하는 방법에 대하여 설명하였으나, 이하에서는 중계 장치가 다른 중계 장치로부터 공유에 제공된 주파수 채널을 이용하여 주변기기의 통신을 중계하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 5A는 본 발명에 따른 중계 장치가 주변기기의 통신을 중계하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5A를 참조하면, 중계 장치 B는 복수개의 통신 단말기들(512, 514, 516, 518)간의 통신을 중계한다.
이때, 중계 장치 B는 중계 장치 B의 주파수 채널의 대역폭만으로도 통신이 가능한 통신 단말기들(512, 514, 516, 518)간의 통신을 중계하는 경우에는 중계 장치 B의 주파수 채널만을 이용하여 통신을 중계하고, 중계 장치 B의 주파수 채널의 대역폭만으로는 통신을 원활히 수행할 수 없는 통신 단말기들(512, 514, 516, 518)간의 통신을 중계하는 경우에는 다른 중계 장치가 제공하는 주파수 채널을 더 이용하여 통신을 중계할 수 있다.
이때, 중계 장치 B는 인지 무선 기술을 지원하는 베이스 스테이션(Base station)일 수 있고, 주변 기기들은 인지 무선 기술을 지원하는 디지털 TV, BD(Bluray Disc) 플레이어, HD DVD 플레이어, PMP, MP3 플레이어, 휴대폰, 노트북 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
또한, 중계 장치 B는 주변 기기들간의 통신을 중계할 뿐만 아니라, 각각의 주변기기와 직접 통신을 수행할 수도 있다.
도 5B는 도 5A의 실시예에 따른 주파수 채널의 사용 상태를 시간축을 중심으로 도시한 도면이다.
도 5B의 520은 중계 장치 B(510)가 주파수 채널 ch.18에 ch.17을 채널 본딩하여 사용하는 상태를 나타내는 것으로, 도 5A에서 전술한바와 같이 중계 장치 B(510)의 주파수 채널의 대역폭만으로는 통신을 원활히 수행할 수 없는 통신 단말 기들의 통신을 중계하여야 하는 경우에는, 중계 장치 B(510)는 중계 장치 A로부터 제공받은 주파수 채널 ch.17을 중계 장치 B(510)의 주파수 채널 ch.18에 채널 본딩하여, 그 채널 본딩된 구간 동안에 통신 단말기들의 통신을 중계하게 된다.
도 6A는 본 발명에 따른 중계 장치가 주변기기의 통신을 중계하는 방법의 제 2실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6A를 참조하면, 중계 장치 B(610)는 통신 단말기 B1(612)과 통신 단말기 B2(614) 사이의 통신만을 중계하고, 통신 단말기 B3(616)와 통신 단말기 B4(618)는 중계 장치 B(610)의 통신 중계를 통하지 않고 직접 통신을 수행한다.
예컨대, 도 6A의 실시예에서는 중계 장치 B(610)가 중계 장치 B(610)의 주파수 채널인 ch.18만을 이용하여 통신 단말기 B1(612)과 통신 단말기 B2(614) 사이의 통신을 중계하고, 통신 단말기 B3(616)와 통신 단말기 B4(618)에게는 통신 단말기 중계 장치 A로부터 공유에 제공된 주파수 채널인 ch.17을 할당하여, ch.17을 통하여 통신 단말기들(616, 618) 상호간에 직접 통신을 수행하도록 할 수 있다.
이와 같이 통신 단말기 B3(616)와 통신 단말기 B4(618)에게 별도의 주파수 채널을 할당하는 방법에 대해서는 도 7을 참조하여 후술한다.
도 6B는 도 6A의 실시예에 따른 주파수 채널의 사용 상태를 시간축을 중심으로 도시한 도면이다.
도 6B는 도 5B와는 달리 중계 장치 B(610)가 ch.17을 ch.18을 채널 본딩하여 사용하지 않았다. 도 6B를 참조하면, ch.18의 주파수 대역은 620의 구간 동안 중계 장치 B(610)가 통신 단말기 B1(612)과 통신 단말기 B2(614) 사이의 통신을 중계하 기 위하여 사용하고, ch.17은 630 구간 동안 통신 단말기 B3(616)와 통신 단말기 B4(618)가 상호간에 통신을 수행하기 위하여 사용한다.
도 7은 본 발명에 따른 주파수 채널 할당 방법을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
단계 710에서는, 중계 장치 B가 통신 단말기 B3 및 통신 단말기 B4에게 다른 중계 디바이로부터 공유를 위해 제공받은 주파수 채널을 이용하여 상호간에 직접 통신할 것을 요청하는 직접 통신 요청을 전송한다.
이때, 직접 통신 요청은 공유를 위해 제공받은 주파수 채널의 번호, 직접 통신을 수행할 상대 통신 단말기의 식별자, 공유를 위해 제공받은 주파수 채널의 공유 시간, 공유 시작시간, 공유 종료시간 등을 포함할 수 있다.
단계 720에서는, 통신 단말기 B3 및 통신 단말기 B4로부터 직접 통신 요청을 승인하는 통신 승인 응답을 수신한다.
이와 같이 중계 장치 B가 통신 승인 응답을 수신하게 되면, 이후에는 중계 장치 B는 통신 단말기 B3 및 통신 단말기 B4간의 통신에 관여하지 않게 되고, 통신 단말기 B3와 통신 단말기 B4는 상호간에 직접 통신을 수행하게 된다.
단계 730에서는, 중계 장치 B가 통신 단말기 B3 및 통신 단말기 B4에게 직접 통신을 중단할 것을 요청하는 통신 중단 요청을 전송한다.
중계 장치 B는 통신 단말기 B3 및 통신 단말기 B4에게 할당하였던 주파수 채널을 사용하여야 하는 경우가 발생하거나, 주파수 채널을 제공하였던 중계 장치로부터 그 주파수 채널의 공유를 중단하기 위한 공유 중단 요청을 수신한 경우에 통 신 단말기 B3 및 통신 단말기 B4 각각에게 중단 요청을 전송한다.
단계 740에서는, 통신 단말기 B3 및 통신 단말기 B4로부터 통신 중단 요청을 승인하는 통신 승인 응답을 수신한다.
이와 같이 통신 승인 응답을 전송한 통신 단말기 B3 및 통신 단말기 B4는 직접 통신에 사용되었던 주파수 채널에 그대로 머무를 수도 있고, 중계 장치 B의 주파수 채널로 돌아올 수도 있다. 만일, 중계 장치 B의 주파수 채널로 돌아오게 되면 통신 단말기들은 제어 정보를 송수신하거나 UHF 대역에 우선 사용자가 존재하는지 여부를 검색할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 주파수 채널의 공유를 통한 통신 중계 방법의 일 실시예를 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
단계 810에서는, 주파수 채널의 공유를 요청하기 위한 채널 공유 요청을 복수개의 중계 디바이스들에게 전송한다.
단계 820에서는, 복수개의 중계 디바이스들 각각으로부터, 초당 전송할 수 있는 전체 슈퍼 프레임의 개수 중 공유에 제공할 수 있는 슈퍼 프레임의 개수에 대한 정보 및 주파수 채널을 공유에 제공할 수 있는 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 채널 공유 응답을 수신한다.
단계 830에서는, 수신된 채널 공유 응답에 기초하여, 복수개의 중계 디바이스들 중 하나와 주파수 채널을 공유하여 주변 기기들간의 통신을 중계한다.
도 9는 본 발명에 따른 주파수 채널의 공유를 통한 통신 중계 장치의 일 실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 통신 중계 장치(900)는 전송부(910), 수신부(920) 및 중계부(930)를 포함한다. 다만, 설명의 편의를 위하여 복수개의 중계 디바이스(940)를 더 도시하였다.
전송부(910)는 주파수 채널의 공유를 요청하기 위한 채널 공유 요청을 복수개의 중계 디바이스들에게 전송한다.
수신부(920)는 복수개의 중계 디바이스들 각각으로부터, 초당 전송할 수 있는 전체 슈퍼 프레임의 개수 중 공유에 제공할 수 있는 슈퍼 프레임의 개수에 대한 정보 및 주파수 채널을 공유에 제공할 수 있는 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 채널 공유 응답을 수신한다.
중계부(930)는 채널 공유 응답에 기초하여, 복수개의 중계 디바이스들 중 하나와 주파수 채널을 공유하여 주변 기기들간의 통신을 중계한다.
바람직하게는 본 발명에 따른 통신 중계 장치(900)는 복수개의 중계 디바이스들(940) 중 하나로부터 공유를 위해 제공된 주파수 채널을, 주변 기기들 중 두 개의 주변 기기간의 통신을 위한 전용 채널로 할당하기 위한 채널 할당부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 전술한바와 같이, 채널 할당부는 두 개의 주변 기기 각각에게 상기 전용 채널을 이용하여 상호간에 직접 통신할 것을 요청하는 직접 통신 요청을 전송하고, 그 직접 통신 요청을 수신한 주변 기기들로부터 직접 통신 요청을 승인하는 통신 승인 응답을 수신함으로써, 두 개의 주변 기기들에게 통신을 위한 전용 채널 할당을 수행한다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으 로 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, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
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.
도 1은 종래의 주파수 채널의 잔여 주파수 대역 제공 방법의 일실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 주파수 채널의 공유를 통한 통신 중계 방법의 일 실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 주파수 채널 공유를 위한 슈퍼 프레임의 구성을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 실시예에 따른 주파수 채널의 사용 상태를 시간축을 중심으로 도시한 도면이다.
도 5A는 본 발명에 따른 중계 장치가 주변기기의 통신을 중계하는 방법의 일실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5B는 도 5A의 실시예에 따른 주파수 채널의 사용 상태를 시간축을 중심으로 도시한 도면이다.
도 6A는 본 발명에 따른 중계 장치가 주변기기의 통신을 중계하는 방법의 제 2실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6B는 도 6A의 실시예에 따른 주파수 채널의 사용 상태를 시간축을 중심으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 주파수 채널 할당 방법을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 주파수 채널의 공유를 통한 통신 중계 방법의 일 실 시예를 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 주파수 채널의 공유를 통한 통신 중계 장치의 일 실시예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

Claims (17)

  1. 주변 기기들간의 통신을 중계하는 중계 디바이스가 다른 중계 디바이스와의 주파수 채널 공유를 통하여 상기 통신을 중계하는 방법에 있어서,
    주파수 채널의 공유를 요청하기 위한 채널 공유 요청을 복수개의 중계 디바이스들에게 전송하는 단계;
    상기 복수개의 중계 디바이스들 각각으로부터, 초당 전송할 수 있는 전체 슈퍼 프레임의 개수 중 상기 공유에 제공할 수 있는 슈퍼 프레임의 개수에 대한 정보 및 주파수 채널을 상기 공유에 제공할 수 있는 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 채널 공유 응답을 수신하는 단계; 및
    상기 채널 공유 응답에 기초하여, 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나와 주파수 채널을 공유하여 상기 주변 기기들간의 통신을 중계하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 중계 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중계하는 단계는
    상기 채널 공유 응답에 기초하여, 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나를 상기 주파수 채널을 공유할 중계 디바이스로서 결정하는 단계;
    상기 결정된 중계 디바이스의 주파수 채널이 상기 공유에 제공할 슈퍼 프레임의 개수 및 상기 주파수 채널을 상기 공유에 제공할 시간 중 적어도 하나를 포함 하는 채널 공유 조건을 상기 결정된 중계 디바이스에게 전송하는 단계;
    상기 결정된 중계 디바이스로부터 상기 채널 공유 조건을 승인하는 조건 승인 응답을 수신하는 단계; 및
    상기 응답이 수신되면, 상기 채널 공유 조건에 따라 상기 결정된 디바이스의 주파수 채널을 더 이용하여 상기 주변 기기들간의 통신을 중계하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 중계 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 채널 공유 조건은
    상기 공유에 제공될 슈퍼 프레임들의 상기 전체 슈퍼 프레임에서의 위치, 상기 공유 시작시간 및 상기 공유 종료시간 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 중계 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 채널 공유 요청은 상기 주파수 채널의 공유에 필요한 슈퍼 프레임의 개수에 대한 정보 및 상기 공유가 필요한 시간에 대한 정보를 포함하고,
    상기 채널 공유 응답을 수신하는 단계는 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 상기 채널 공유 요청을 만족시킬 수 있는 중계 디바이스들로부터 상기 채널 공유 응답을 수신하는 것을 특징으로 하는 통신 중계 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주변 기기들간의 통신을 중계하는 단계는
    상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나의 주파수 채널을 상기 주변 기기들 중 두 개의 주변 기기간의 통신을 위한 전용 채널로 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 중계 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 할당하는 단계는
    상기 주변 기기들 중 상호간에 통신이 필요한 두 개의 주변 기기에게 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나의 주파수 채널을 이용하여 상호간에 직접 통신할 것을 요청하는 직접 통신 요청을 전송하는 단계; 및
    상기 두 개의 주변 기기 각각으로부터 상기 직접 통신 요청을 승인하는 통신 승인 응답을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 중계 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 채널을 공유하는 중계 디바이스로부터 상기 주파수 채널의 공유 중단 요청을 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 주파수 채널의 공유 중단 요청이 수신되면, 상기 주파수 채널의 공유 중단 요청을 전송한 중계 디바이스를 제외한 중계 디바이스들에 대하여 상기 전송하는 단계,상기 채널 공유 응답을 수신하는 단계 및 상기 주변 기기들간의 통신을 중계하는 단계가 재수행되는 것을 특징으로 하는 통신 중계 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 중계 디바이스는 베이스 스테이션(Base station)이고, 상기 주변 기기들은 인지 무선(Cognitive radio) 기술을 지원하는 디지털 TV, BD(Bluray Disc) 플레이어, HD DVD 플레이어, PMP, MP3 플레이어, 휴대폰, 노트북 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 중계 방법.
  9. 다른 중계 디바이스와의 주파수 채널 공유를 통하여 주변 기기들간의 통신을 중계하는 통신 중계 장치에 있어서,
    주파수 채널의 공유를 요청하기 위한 채널 공유 요청을 복수개의 중계 디바이스들에게 전송하는 전송부;
    상기 복수개의 중계 디바이스들 각각으로부터, 초당 전송할 수 있는 전체 슈퍼 프레임의 개수 중 상기 공유에 제공할 수 있는 슈퍼 프레임의 개수에 대한 정보 및 주파수 채널을 상기 공유에 제공할 수 있는 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 채널 공유 응답을 수신하는 수신부; 및
    상기 채널 공유 응답에 기초하여, 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나와 주파수 채널을 공유하여 상기 주변 기기들간의 통신을 중계하는 중계부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 중계 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 중계부는 상기 채널 공유 응답에 기초하여, 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나를 상기 주파수 채널을 공유할 중계 디바이스로서 결정하고,
    상기 전송부가 상기 결정된 중계 디바이스의 주파수 채널이 상기 공유에 제공할 슈퍼 프레임의 개수 및 상기 주파수 채널을 상기 공유에 제공할 시간 중 적어도 하나를 포함하는 채널 공유 조건을 상기 결정된 중계 디바이스에게 전송하고,
    상기 수신부가 상기 결정된 중계 디바이스로부터 상기 채널 공유 조건을 승인하는 조건 승인 응답을 수신하면,
    상기 채널 공유 조건에 따라 상기 결정된 디바이스의 주파수 채널을 더 이용하여 상기 주변 기기들간의 통신을 중계하는 것을 특징으로 하는 통신 중계 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 채널 공유 조건은
    상기 공유에 제공될 슈퍼 프레임들의 상기 전체 슈퍼 프레임에서의 위치, 상기 공유 시작시간 및 상기 공유 종료시간 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징을 특징으로 하는 통신 중계 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 채널 공유 요청은 상기 주파수 채널의 공유에 필요한 슈퍼 프레임의 개수에 대한 정보 및 상기 공유가 필요한 시간에 대한 정보를 포함하고,
    상기 수신부는 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 상기 채널 공유 요청을 만족시킬 수 있는 중계 디바이스들로부터 상기 채널 공유 응답을 수신하는 것을 특징으로 하는 통신 중계 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나의 주파수 채널을 상기 주변 기기들 중 두 개의 주변 기기간의 통신을 위한 전용 채널로 할당하는 채널 할당부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 중계 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 채널 할당부는
    상기 주변 기기들 중 상호간에 통신이 필요한 두 개의 주변 기기에게 상기 복수개의 중계 디바이스들 중 하나의 주파수 채널을 이용하여 상호간에 직접 통신할 것을 요청하는 직접 통신 요청을 전송하고, 상기 두 개의 주변 기기 각각으로부터 상기 직접 통신 요청을 승인하는 통신 승인 응답을 수신함으로써 상기 할당을 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 중계 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 수신부가 주파수 채널을 공유하는 중계 디바이스로부터 상기 주파수 채널의 공유 중단 요청을 수신하면,
    상기 주파수 채널의 공유 중단 요청을 전송한 중계 디바이스를 제외한 중계 디바이스들에 대하여, 상기 전송부에 의한 채널 공유 요청, 상기 중계부에 의한 채널 공유 응답의 수신 및 상기 중계부에 의한 통신의 중계 동작이 재수행되는 것을 특징으로 하는 통신 중계 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 중계 디바이스는 베이스 스테이션이고, 상기 주변 기기들은 인지 무선 기술을 지원하는 디지털 TV, BD(Bluray Disc) 플레이어, HD DVD 플레이어, PMP, MP3 플레이어, 휴대폰, 노트북 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 중계 장치.
  17. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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