KR20090128313A - Cognitive radio communication system of performing hand-off according to quality of service of terminal - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A cognitive radio communication system for performing hand-off according to the quality of a service of a terminal is provided to supply more qualified service to a target terminal by performing a hand-off operation according to estimated service quality. CONSTITUTION: A cognitive radio wireless base station(610) includes a frequency band controller(611), a QoS(Quality of Service) calculator(612) and a hand-off determination unit(613). The frequency band controller determines the used frequency band from a first frequency band to a second frequency band. The QoS calculator calculates the service quality provided to a target terminal(620) from the second frequency band, and the hand-off determiner determines the hand-off about the target terminal according to the calculated service quality.

Description

단말의 서비스 품질에 따라 핸드 오프를 수행하는 인지 무선 통신 시스템{COGNITIVE RADIO COMMUNICATION SYSTEM OF PERFORMING HAND-OFF ACCORDING TO QUALITY OF SERVICE OF TERMINAL}COGNITIVE RADIO COMMUNICATION SYSTEM OF PERFORMING HAND-OFF ACCORDING TO QUALITY OF SERVICE OF TERMINAL}

본 발명은 주변 환경에 따라 실시간으로 사용 주파수 대역을 변경하는 인지 무선 통신 시스템에서, 인지 무선 단말에게 좋은 품질의 서비스를 제공하기 위한 기술과 관련된 것이다.The present invention relates to a technique for providing a good quality service to a cognitive radio terminal in a cognitive radio communication system that changes the use frequency band in real time according to the surrounding environment.

인지 무선 기술은 한정된 주파수 자원을 재활용하여 보다 효율적으로 주파수 자원을 사용하는 기술이다. 인지 무선 기술에 따르면, 세컨더리(secondary) 시스템에 속하는 인지 무선 기지국 및 인지 무선 단말들(이하, 인지 무선 통신 장치라고 함)은 프라이머리(primary) 시스템에서 사용되지 않는 무선 자원을 주기적 또는 비주기적으로 센싱(Sensing)하여 사용 가능한(available) 주파수 자원을 인지하고, 인지된 사용 가능한 주파수 자원을 이용하여 데이터를 송/수신한다.Cognitive radio technology is a technology that uses frequency resources more efficiently by recycling limited frequency resources. According to the cognitive radio technology, a cognitive radio base station and a cognitive radio terminal (hereinafter referred to as a cognitive radio communication device) belonging to a secondary system periodically or aperiodically select radio resources not used in a primary system. Sensing to recognize available frequency resources, and to transmit / receive data using the recognized available frequency resources.

다만, 사용 가능한 주파수 자원에 대하여 프라이머리 시스템이 우선 권한을 가지므로, 세컨더리 시스템의 신호와 프라이머리 시스템의 신호가 충돌할 염려가 있는 경우, 인지 무선 통신 장치는 통신 동작을 정지하거나, 사용 중인 주파수 자 원(이하, 사용 주파수 대역이라고 함.)을 변경하여야 한다.However, since the primary system has priority over the available frequency resources, when there is a possibility that the signal of the secondary system and the signal of the primary system may collide, the cognitive radio communication device stops the communication operation or uses the frequency being used. The resources (hereinafter referred to as the frequency band used) shall be changed.

인지 무선 통신 장치들이 사용 주파수 대역을 변경하는 경우, 세컨더리 시스템에서는 다양한 현상들이 나타날 수 있다. 특히, 인지 무선 기지국의 송신 파워가 고정된 경우, 사용 주파수 대역의 변화에 따라 인지 무선 기지국의 셀 커버리지가 변할 수 있다. 그래서, 인지 무선 단말들에 의해 수신된 신호의 파워는 사용 주파수 대역의 변화에 따라 달라질 수 있다.When cognitive radio communication devices change the use frequency band, various phenomena may occur in the secondary system. In particular, when the transmission power of the cognitive radio base station is fixed, the cell coverage of the cognitive radio base station may change according to the change of the used frequency band. Thus, the power of the signal received by the cognitive radio terminals may vary depending on the change in the frequency band used.

따라서, 사용 주파수 대역의 변화에도 불구하고, 인지 무선 단말들에게 좋은 품질의 서비스를 제공할 수 있는 인지 무선 통신 시스템에 관한 연구가 필요하다.Therefore, despite the change in the use frequency band, there is a need for a research on a cognitive radio communication system that can provide a good quality of service to cognitive radio terminals.

본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법은 프라이머리 사용자가 존재하는지 여부에 따라 사용 주파수 대역을 제1 주파수 대역에서 제2 주파수 대역으로 결정하는 단계, 상기 제2 주파수 대역에서 상기 대상 단말에게 제공될 수 있는 서비스 품질(Quality of Service, QoS)을 계산하는 단계 및 상기 계산된 서비스 품질에 따라 인터 셀 핸드 오프 또는 주파수 핸드 오프 중 어느 하나로 상기 대상 단말에 대한 핸드 오프 방식을 결정하는 단계를 포함한다.In a cognitive radio communication method according to an embodiment of the present invention, determining a use frequency band from a first frequency band to a second frequency band according to whether a primary user exists or not, to the target terminal in the second frequency band. Calculating a quality of service (QoS) that may be provided; and determining a handoff scheme for the target terminal by either intercell handoff or frequency handoff according to the calculated quality of service. do.

이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 인터 셀 핸드 오프 또는 주파수 핸드 오프뿐만 아니라 대상 단말에 대해 이웃 기지국과 함께 협력 통신을 수행할 수 있다.At this time, the base station according to an embodiment of the present invention may perform cooperative communication with the neighboring base station for the target terminal as well as inter-cell handoff or frequency handoff.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치는 사용 주파수 대역을 제1 주파수 대역에서 제2 주파수 대역으로 결정하는 주파수 대역 제어부, 상기 제2 주파수 대역에서 상기 대상 단말에게 제공될 수 있는 서비스 품질(Quality of Service, QoS)을 계산하는 QoS 계산부 및 상기 계산된 서비스 품질에 따라 상기 대상 단말에 대한 핸드 오프를 결정하는 핸드 오프 결정부를 포함한다.In addition, the cognitive radio communication apparatus according to an embodiment of the present invention is a frequency band control unit for determining a use frequency band from the first frequency band to the second frequency band, a service that can be provided to the target terminal in the second frequency band A QoS calculator calculates a Quality of Service (QoS) and a handoff determiner that determines a handoff for the target terminal according to the calculated quality of service.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 단말의 동작 방법은 대상 기지국이 제2 주파수 대역에서 대상 단말에게 제공될 수 있는 서비스 품질을 기초로 인터 셀 핸드 오프 또는 주파수 핸드 오프 중 어느 하나를 핸드 오프 방식으로 결정하는 경우, 결정된 핸드 오프 방식과 관련된 정보를 포함하는 핸드 오프 정보를 수 신하는 단계 및 상기 핸드 오프 정보를 기초로 인터 셀 핸드 오프 또는 주파수 핸드 오프 중 어느 하나를 수행하는 단계를 포함한다.In addition, the method of operating a cognitive radio terminal according to an embodiment of the present invention, the target base station hands either one of the inter-cell handoff or the frequency handoff based on the quality of service that can be provided to the target terminal in the second frequency band. Receiving a handoff information including information related to the determined handoff method and performing one of an intercell handoff or a frequency handoff based on the handoff information. do.

본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 시스템은 대상 단말에게 제공될 수 있는 서비스 품질을 예측하고, 예측된 서비스 품질에 따라 핸드 오프를 수행함으로써, 대상 단말에게 보다 좋은 품질의 서비스를 제공할 수 있다.A cognitive radio communication system according to an embodiment of the present invention may provide a higher quality service to a target terminal by predicting a service quality that may be provided to the target terminal and performing a handoff according to the predicted service quality. have.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 시스템은 경우에 따라 주파수 핸드 오프를 수행함이 없이, 미리 인터 셀 핸드 오프를 수행함으로써 작은 오버헤드를 가지고 대상 단말에게 끊김이 없는 서비스를 제공할 수 있다.In addition, the cognitive radio communication system according to an embodiment of the present invention can provide a seamless service to a target terminal with a small overhead by performing intercell handoff in advance without performing frequency handoff in some cases. have.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 시스템은 적응적으로 주파수 핸드 오프 또는 인터 셀 핸드 오프 중 어느 하나를 선택함으로써, 통신 환경에 적합한 핸드 오프 방식을 선택할 수 있다.In addition, the cognitive radio communication system according to an embodiment of the present invention can select a hand off method suitable for a communication environment by adaptively selecting one of frequency hand off and inter cell hand off.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 프라이머리 시스템 및 프라이머리 시스템에 할당된 무선 자원을 이용하는 세컨더리 시스템의 일예를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a secondary system using a primary system and radio resources allocated to the primary system.

도 1을 참조하면, 프라이머리 시스템은 프라이머리 기지국 및 프라이머리 단말을 포함하며, 세컨더리 시스템은 세컨더리 기지국 및 세컨더리 단말을 포함한다.Referring to FIG. 1, the primary system includes a primary base station and a primary terminal, and the secondary system includes a secondary base station and a secondary terminal.

세컨더리 단말 및 세컨더리 기지국은 프라이머리 시스템에 할당된 주파수 자원 중 일부 또는 전부를 인지 무선 기술을 이용하여 사용 가능한(available) 주파수 자원으로 인지할 수 있다. 그리고, 세컨더리 단말 및 세컨더리 기지국은 인지된 사용 가능한 주파수 자원을 이용하여 서로 통신할 수 있다. 다만, 프라이머리 단말 및 프라이머리 기지국은 세컨더리 단말 또는 세컨더리 기지국이 신호를 송/수신하고 있는지 여부를 고려하지 않고, 독립적으로 미리 할당된 주파수 자원을 사용할 수 있다.The secondary terminal and the secondary base station may recognize some or all of the frequency resources allocated to the primary system as available frequency resources using cognitive radio technology. The secondary terminal and the secondary base station can communicate with each other using the recognized available frequency resources. However, the primary terminal and the primary base station may independently use pre-allocated frequency resources without considering whether the secondary terminal or the secondary base station is transmitting / receiving a signal.

이 때, 세컨더리 기지국 및 세컨더리 단말로부터 전송된 신호는 프라이머리 단말 또는 프라이머리 기지국에서 수신될 수 있다. 만약, 세컨더리 기지국 및 세컨더리 단말로부터 전송된 신호로 인해 프라이머리 단말 또는 프라이머리 기지국에서 간섭이 존재하거나, 상기 간섭의 크기가 임계값보다 크다면, 프라이머리 단말 또는 프라이머리 기지국이 정상적인 통신 동작을 수행하지 못할 수 있다.At this time, the signal transmitted from the secondary base station and the secondary terminal may be received at the primary terminal or the primary base station. If there is interference in the primary terminal or the primary base station due to the signal transmitted from the secondary base station and the secondary terminal, or if the magnitude of the interference is greater than a threshold value, the primary terminal or the primary base station performs a normal communication operation. You may not be able to.

다만, 세컨더리 단말 및 세컨더리 기지국이 사용 가능한 주파수 자원을 사용 중이더라도, 프라이머리 기지국 또는 프라이머리 단말이 그 사용 가능한 주파수 자원에 대한 우선 권한을 갖는다. 따라서, 세컨더리 기지국 및 세컨더리 단말은 사용 중인 사용 가능한 주파수 자원을 적절히 변경해야 한다.However, even though the secondary terminal and the secondary base station are using the available frequency resources, the primary base station or the primary terminal has a priority authority for the available frequency resources. Therefore, the secondary base station and the secondary terminal should appropriately change the available frequency resources being used.

도 2는 주파수 대역 교환(frequency band trading) 기법 또는 부하량 균형(load balancing) 기법에 따라 사용 주파수 대역을 변경하는 것을 개념적으로 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram conceptually illustrating changing a frequency band used according to a frequency band trading technique or a load balancing technique.

도 2를 참조하면, 인지 무선 기술을 사용하는 세컨더리 시스템들은 둘 이상 존재할 수 있으며, 세컨더리 시스템들 각각은 적어도 하나의 세컨더리 기지국을 포함한다.Referring to FIG. 2, there may be two or more secondary systems using cognitive radio technology, each of which includes at least one secondary base station.

세컨더리 기지국 1(Base Station 1, BS 1)은 사용자 1 및 사용자 2에게 서비스를 제공하며, 세컨더리 기지국 2(BS 2)는 사용자 3에게 서비스를 제공한다.Secondary base station 1 (BS 1) provides service to user 1 and user 2, and secondary base station 2 (BS 2) provides service to user 3.

이 때, 세컨더리 기지국 1 및 세컨더리 기지국 2는 다양한 원인들에 따라 사용 주파수 대역을 변경할 수 있다. 예를 들어, 도 1과 관련하여 설명한 바와 같이, 세컨더리 기지국 1 및 세컨더리 기지국 2는 프라이머리 시스템의 사용자가 출현한 경우, 사용 주파수 대역을 변경할 수 있다.At this time, the secondary base station 1 and the secondary base station 2 may change the frequency band used according to various causes. For example, as described with reference to FIG. 1, the secondary base station 1 and the secondary base station 2 may change the frequency band used when a user of the primary system appears.

뿐만 아니라, 세컨더리 기지국 1 및 세컨더리 기지국 2는 주파수 대역 교환(frequency band trading) 기법에 따라 사용 주파수 대역을 변경할 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 세컨더리 기지국 1이 X 주파수 대역을 이용하여 사용자 1 및 사용자 2에게 서비스를 제공하고, 세컨더리 기지국 2가 Y 주파수 대역을 이용하여 사용자 3에게 서비스를 제공하고 있다고 가정한다. 경우에 따라 세컨더리 기지국 1이 Y 주파수 대역을 사용하고, 세컨더리 기지국 2가 X 주파수 대역을 사용하는 것이 전체의 용량(overall capacity)를 증가시키는 것일 수 있다. 이러한 경우, 세컨더리 기지국 1 및 세컨더리 기지국 2는 사용 주파수 대역을 서로 교환할 수 있다.In addition, the secondary base station 1 and the secondary base station 2 may change the frequency band used according to the frequency band trading technique. That is, as shown in FIG. 2, it is assumed that the secondary base station 1 provides a service to the user 1 and the user 2 using the X frequency band, and the secondary base station 2 provides the service to the user 3 using the Y frequency band. do. In some cases, it may be that the secondary base station 1 uses the Y frequency band and the secondary base station 2 uses the X frequency band to increase the overall capacity. In this case, the secondary base station 1 and the secondary base station 2 can exchange the frequency bands used.

또한, 세컨더리 기지국 1 및 세컨더리 기지국 2는 부하량 균형(load balancing) 기법에 따라 사용 주파수 대역을 변경할 수 있다. 예를 들어, 사용자 1 및 사용자 2로 인한 부하량이 사용자 3으로 인한 부하량보다 많은 경우, 세컨더 리 기지국 1이 세컨더리 기지국 2보다 넓은 주파수 대역을 사용하는 것이 효율적일 것이다. 이러한 경우, 세컨더리 기지국 1의 사용 주파수 대역은 확장될 수 있으며, 세컨더리 기지국 2의 사용 주파수 대역은 축소될 수 있다.In addition, the secondary base station 1 and the secondary base station 2 may change the frequency band used according to the load balancing technique. For example, if the load due to user 1 and user 2 is greater than the load due to user 3, it would be efficient for secondary base station 1 to use a wider frequency band than secondary base station 2. In this case, the used frequency band of the secondary base station 1 can be extended, and the used frequency band of the secondary base station 2 can be reduced.

상술한 예들뿐만 아니라, 인지 무선 기술을 사용하는 세컨더리 시스템이 사용 주파수 대역을 변경해야 하는 경우들은 많이 존재할 수 있다. 세컨더리 시스템이 사용 주파수 대역을 변경하는 경우, 세컨더리 기지국의 셀 커버리지 또한 변할 수 있다. 이 때, 사용 주파수 대역이 변경됨에도 불구하고, 사용자들에게는 끊김이 없이 서비스가 제공되어야 하며, 핸드 오프가 필요한 경우, 핸드 오프를 효율적으로 수행할 수 있는 방안이 마련되어야 한다.In addition to the examples described above, there may be many cases in which a secondary system using cognitive radio technology needs to change a frequency band used. If the secondary system changes the frequency band used, the cell coverage of the secondary base station may also change. At this time, despite the change in the used frequency band, the service should be provided to the users without interruption, and if a handoff is required, a method for efficiently performing the handoff should be prepared.

도 3은 사용 주파수 대역이 변경됨에 따른 세컨더리 기지국 1의 셀 커버리지의 변화를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a change in cell coverage of the secondary base station 1 as the frequency band used is changed.

도 3을 참조하면, 세컨더리 기지국 1은 사용 주파수 대역을 변경할 수 있다. 즉, 세컨더리 기지국 1은 사용 주파수 대역의 중심 주파수(f)를 f1 또는 f2로 결정할 수 있다.Referring to FIG. 3, the secondary base station 1 may change the frequency band used. That is, the secondary base station 1 may determine the center frequency f of the frequency band used as f 1 or f 2 .

사용 주파수 대역의 중심 주파수(f)에 따라 세컨더리 기지국 1의 셀 커버리지가 결정된다. 즉, f1보다 f2가 높은 경우, 사용 주파수 대역의 중심 주파수(f)가 f1일 때의 셀 커버리지(310)보다 사용 주파수 대역의 중심 주파수(f)가 f2일 때의 커버리지(320)가 넓음을 알 수 있다.The cell coverage of the secondary base station 1 is determined according to the center frequency f of the frequency band used. That is, if more than f 1 f 2 is higher, the frequency band center frequency (f) is the center frequency (f) the coverage of when the f 2 of the frequency band than the cell coverage (310) when the f 1 of (320 You can see that) is wide.

보다 구체적으로, Okumura-Hata의 채널 모델에 따르면, UHF 대역에서의 경 로 손실(path loss) L은 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.More specifically, according to the channel model of Okumura-Hata, the path loss L in the UHF band may be expressed as Equation 1 below.

Figure 112008085004245-PAT00001
Figure 112008085004245-PAT00001

여기서,

Figure 112008085004245-PAT00002
는 중심 주파수, d는 세컨더리 기지국과 사용자 1 사이의 거리이다.here,
Figure 112008085004245-PAT00002
Is the center frequency, and d is the distance between the secondary base station and user 1.

상기 수학식 1을 참조하면, 중심 주파수

Figure 112008085004245-PAT00003
가 증가할수록 경로 손실 L이 증가함을 알 수 있다. 즉, 세컨더리 기지국 1의 송신 전력이 고정된 경우, 중심 주파수
Figure 112008085004245-PAT00004
와 셀 커버리지의 반경은 반비례하는 관계를 갖는다.Referring to Equation 1, the center frequency
Figure 112008085004245-PAT00003
It can be seen that the path loss L increases as the value increases. That is, when the transmission power of the secondary base station 1 is fixed, the center frequency
Figure 112008085004245-PAT00004
And the radius of cell coverage have an inverse relationship.

여기서, 세컨더리 기지국 1이 f1의 중심 주파수를 갖는 주파수 대역을 사용 주파수 대역으로 사용하다가, 사용 주파수 대역을 f2의 중심 주파수를 갖는 주파수 대역으로 변경하였다고 가정한다. 이 때, 사용자 1은 세컨더리 기지국 1의 셀 커버리지(320) 밖에 존재할 수 있고, 사용자 1은 세컨더리 기지국 1로부터 서비스를 적절히 제공받지 못할 수 있다.Here, it is assumed that the secondary base station 1 uses a frequency band having a center frequency of f 1 as a used frequency band, and then changes the used frequency band to a frequency band having a center frequency of f 2 . In this case, the user 1 may exist outside the cell coverage 320 of the secondary base station 1, and the user 1 may not be properly provided with the service from the secondary base station 1.

다만, 본 발명에 따르면, 세컨더리 기지국 1은 사용자 1이 세컨더리 기지국 2로 핸드 오프하도록 할 수 있으며, 이 때, 사용자 1은 f3의 중심 주파수를 갖는 주파수 대역을 통하여 세컨더리 기지국 2로부터 서비스를 적절히 제공받을 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 상세히 설명한다.However, according to the present invention, the secondary base station 1 may allow the user 1 to hand off to the secondary base station 2, where the user 1 appropriately provides a service from the secondary base station 2 through a frequency band having a center frequency of f 3 I can receive it. This will be described in detail below.

도 4는 세컨더리 기지국 1(BS 1)로부터 거리와 사용자 1에 의해 수신된 신호의 신호 대 간섭 및 잡음 비의 관계를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the relationship between the distance from the secondary base station 1 (BS 1) and the signal to interference and noise ratio of the signal received by the user 1.

도 4를 참조하면, 중심 주파수(f)가 f1에서 f2로 변경되는 경우, 사용자 1의 세컨더리 기지국 1에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비 감소함을 수 있다. 여기서, f1보다 f2가 높다. 그리고, 신호 대 간섭 및 잡음 비는 서비스 품질(Quality of Service)를 결정하는 주요 요소이다.Referring to FIG. 4, when the center frequency f is changed from f 1 to f 2 , the signal-to-interference and noise ratio for the secondary base station 1 of the user 1 may be reduced. Here, f 2 is higher than f 1 . In addition, the signal-to-interference and noise ratio are key factors in determining the quality of service.

사용자 1이 a 위치에 존재하는 경우, 중심 주파수(f)가 f1에서 f2로 변경됨으로써 세컨더리 기지국 1에 대한 사용자 1의 신호 대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR)는 감소한다. 다만, 그럼에도 불구하고, 중심 주파수(f)가 f2인 경우, 세컨더리 기지국 1에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비가 세컨더리 기지국 2에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비보다 높으므로, 사용자 1은 세컨더리 기지국 2보다 세컨더리 기지국 1로부터 서비스를 제공받는 것이 좋을 것이다. 따라서, 사용자 1은 세컨더리 기지국 1과 주파수 핸드 오프를 수행함으로써, 세컨더리 기지국 1로부터 중심 주파수(f)가 f2인 주파수 대역을 통해 계속 서비스를 제공받을 수 있다. 여기서, 주파수 핸드 오프는 하나의 세컨더리 기지국에 대하여 사용 주파수 대역을 변경하는 것을 말한다.If user 1 is in position a, the center frequency f is changed from f 1 to f 2 , thereby reducing user 1's signal to interference plus noise ratio (SINR) for secondary base station 1. do. However, nevertheless, when the center frequency f is f 2 , since the signal-to-interference and noise ratio for the secondary base station 1 is higher than the signal-to-interference and noise ratio for the secondary base station 2, the user 1 is better than the secondary base station 2. It would be better to receive the service from the secondary base station 1. Accordingly, the user 1 may continue to receive the service from the secondary base station 1 through the frequency band where the center frequency f is f 2 by performing the frequency handoff with the secondary base station 1. Here, the frequency handoff refers to changing the frequency band used for one secondary base station.

반대로, 사용자 1이 b 위치에 존재한다고 가정한다. 중심 주파수(f)가 f1에서 f2로 변경되는 경우, 사용자 1의 세컨더리 기지국 1에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비는 매우 낮을 것이다. 이러한 경우, 사용자 1은 세컨더리 기지국 1로부터 세컨더리 기지국 2로 인터 셀(inter-cell) 핸드 오프할 수 있다. 즉, 사용자 1의 세컨더리 기지국 2에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비는 세컨더리 기지국 1에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비보다 높으므로, 사용자 1은 세컨더리 기지국 1보다 세컨더리 기지국 2로부터 보다 좋은 품질의 서비스를 제공받을 수 있다.In contrast, assume that user 1 exists at position b. If the center frequency f is changed from f 1 to f 2 , the signal to interference and noise ratio for user 1's secondary base station 1 will be very low. In this case, user 1 may inter-cell hand off from secondary base station 1 to secondary base station 2. That is, since the signal-to-interference and noise ratio of user 1's secondary base station 2 is higher than the signal-to-interference and noise ratio of secondary base station 1, user 1 provides better quality service from secondary base station 2 than secondary base station 1. I can receive it.

결국, 본 발명의 일실시예에 따르면, 사용자에게 제공될 수 있는 서비스 품질을 예측하고, 예측된 서비스 품질에 따라 핸드 오프를 수행함으로써, 사용자에게 보다 좋은 품질의 서비스를 제공할 수 있다. 이 때, '핸드 오프'는 인터 셀 핸드 오프 또는 주파수 핸드 오프 중 어느 하나일 수 있다.As a result, according to an embodiment of the present invention, by predicting the service quality that can be provided to the user and performing a handoff according to the predicted service quality, it is possible to provide a better quality service to the user. In this case, the 'hand off' may be either an intercell handoff or a frequency handoff.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a cognitive radio communication method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법은 5, the cognitive radio communication method according to an embodiment of the present invention

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법은 사용 주파수 대역을 제1 주파수 대역에서 제2 주파수 대역으로 변경된 것으로 가정한다(S510).In addition, in the cognitive radio communication method according to an embodiment of the present invention, it is assumed that the used frequency band is changed from the first frequency band to the second frequency band (S510).

여기서, 사용 주파수 대역은 프라이머리 사용자의 존재 여부, 주파수 대역 교환 기법 또는 부하량 균형 기법 등에 따라 변경될 수 있음은 상술한 바 있다.Here, the frequency band used may be changed according to the presence of a primary user, a frequency band switching scheme, or a load balancing technique.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법은 제2 주파수 대역에서 대상 단말에게 제공될 수 있는 서비스 품질(QoS)을 계산한다(S520). 이 때, 서비스 품질을 계산하는 단계(S520)는 사용 주파수 대역의 변경으로 인한 셀 커버리지의 변화를 고려하여 대상 단말에게 제공될 수 있는 서비스 품질을 계산하는 단계일 수 있다.In addition, the cognitive radio communication method according to an embodiment of the present invention calculates a quality of service (QoS) that may be provided to the target terminal in the second frequency band (S520). At this time, the step of calculating the quality of service (S520) may be a step of calculating the quality of service that may be provided to the target terminal in consideration of the change in cell coverage due to the change of the use frequency band.

특히, 서비스 품질을 계산하는 단계(S520)는 제2 주파수 대역에서 대상 단말과 대상 기지국 사이에 형성된 채널의 상태 또는 대상 단말과 대상 기지국 사이의 거리를 기초로 대상 단말에게 제공될 수 있는 서비스 품질을 계산하는 단계일 수 있다. 여기서, 대상 기지국은 인터 셀 핸드 오프기 수행되기 이전에, 대상 단말에게 서비스를 제공하고 있는 기지국을 말한다.In particular, the step of calculating the quality of service (S520) is a quality of service that may be provided to the target terminal based on a state of a channel formed between the target terminal and the target base station or a distance between the target terminal and the target base station in the second frequency band. The calculating may be a step. Here, the target base station refers to a base station providing a service to the target terminal before the intercell handoff is performed.

따라서, 서비스 품질을 계산하는 단계(S520)를 통하여, 제2 주파수 대역에서 대상 단말에게 제공될 수 있는 서비스 품질이 계산될 수 있고, 계산된 서비스 품질은 핸드 오프 방식을 결정하기 위한 기준으로 사용될 수 있다.Therefore, through the step of calculating the quality of service (S520), the quality of service that can be provided to the target terminal in the second frequency band can be calculated, and the calculated quality of service can be used as a criterion for determining the handoff scheme. have.

이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법은 계산된 서비스 품질에 따라 인터 셀 핸드 오프 또는 주파수 핸드 오프 중 어느 하나로 대상 단말에 대한 핸드 오프 방식을 결정한다(S530).At this time, the cognitive radio communication method according to an embodiment of the present invention determines the handoff method for the target terminal by any one of inter-cell handoff or frequency handoff according to the calculated quality of service (S530).

즉, 대상 단말이 이웃 기지국으로 핸드 오프해야 좋은 품질의 서비스를 제공받을 수 있는 것으로 판단되는 경우, 인터 셀 핸드 오프가 대상 단말에 대한 핸드 오프 방식으로 결정될 수 있다. 반대로, 제2 주파수 대역을 사용 주파수 대역으로 결정해야 대상 단말에게 좋은 품질의 서비스가 제공될 수 있는 것으로 판단되 는 경우, 주파수 핸드 오프가 대상 단말에 대한 핸드 오프 방식으로 결정될 수 있다.That is, when it is determined that the target terminal can be provided with a good quality service by handing off to the neighbor base station, the intercell handoff may be determined as a handoff method for the target terminal. On the contrary, if it is determined that a good quality of service can be provided to the target terminal only by determining the second frequency band as the frequency band used, the frequency handoff may be determined as a handoff scheme for the target terminal.

또한, 대상 단말에 대한 핸드 오프 방식을 결정하는 단계(S530)는 계산된 서비스 품질이 미리 설정된 레벨보다 낮거나 같은 경우, 인터 셀 핸드 오프로 대상 단말에 대한 핸드 오프 방식을 결정하는 단계일 수 있다. 즉, 계산된 서비스 품질이 미리 설정된 레벨보다 낮거나 같은 경우, 주파수 핸드 오프 방식은 적합하지 않은 핸드 오프 방식으로 이해될 수 있다. 이 때, 주파수 핸드 오프가 수행됨이 없이, 곧바로 인터 셀 핸드 오프가 수행됨으로써, 핸드 오프를 수행하는 데에서 소모되는 무선 자원의 낭비를 줄일 수 있다.In addition, the determining of the handoff scheme for the target terminal (S530) may be a step of determining the handoff scheme for the target terminal with intercell handoff when the calculated quality of service is lower than or equal to a preset level. . That is, if the calculated quality of service is lower than or equal to the preset level, the frequency handoff scheme may be understood as an unsuitable handoff scheme. At this time, the intercell handoff is performed immediately without performing the frequency handoff, thereby reducing the waste of radio resources consumed in performing the handoff.

반대로, 대상 단말에 대한 핸드 오프 방식을 결정하는 단계(S530)는 계산된 서비스 품질이 미리 설정된 레벨보다 높은 경우, 주파수 핸드 오프로 대상 단말에 대한 핸드 오프 방식을 결정하는 단계일 수 있다. 즉, 계산된 서비스 품질이 미리 설정된 레벨보다 높은 경우, 인터 셀 핸드 오프를 수행하지 않고도 대상 단말에게 서비스가 적절히 제공될 수 있기 때문이다.On the contrary, the step S530 of determining the handoff scheme for the target terminal may be a step of determining the handoff scheme for the target terminal with frequency handoff when the calculated quality of service is higher than a preset level. That is, when the calculated quality of service is higher than a preset level, the service can be appropriately provided to the target terminal without performing intercell handoff.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법에서 핸드 오프 방식이 인터 셀 핸드 오프로 결정된 경우, 대상 단말, 대상 기지국 및 이웃 기지국은 인터 셀 핸드 오프를 수행한다(S540).In addition, in the cognitive radio communication method according to an embodiment of the present invention, when the handoff method is determined to be intercell handoff, the target terminal, the target base station, and the neighbor base station perform intercell handoff (S540).

즉, 인터 셀 핸드 오프가 결정된 경우, 대상 기지국은 기간망(Backbone)을 통하여 대상 기지국과 인접하고 있는 이웃 기지국으로 대상 단말에 대한 핸드 오프를 요청할 수 있다. 이웃 기지국이 상기 요청에 응답하여 대상 기지국으로 응답을 보내면, 이웃 기지국과 대상 단말 사이에 핸드 오프 절차가 수행될 수 있다.That is, when the intercell handoff is determined, the target base station may request handoff for the target terminal from a neighboring base station adjacent to the target base station through a backbone. When the neighbor base station sends a response to the target base station in response to the request, a handoff procedure may be performed between the neighbor base station and the target terminal.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법은 핸드 오프 방식이 주파수 핸드 오프 방식으로 결정된 경우, 대상 단말 및 대상 기지국은 주파수 핸드 오프를 수행한다(S550).In addition, in the cognitive radio communication method according to an embodiment of the present invention, when the handoff method is determined as the frequency handoff method, the target terminal and the target base station perform frequency handoff (S550).

즉, 대상 단말 및 대상 기지국은 제1 주파수 대역에서 통신하는 것을 중단하고, 제2 주파수 대역에서 통신을 개시할 수 있다.That is, the target terminal and the target base station may stop communicating in the first frequency band and start communication in the second frequency band.

본 발명에 따른 인지 무선 통신 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The cognitive radio communication method according to the present invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국, 인지 무선 단말 및 이웃 기지국을 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a cognitive radio base station, a cognitive radio terminal, and a neighbor base station according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국(610)은 주파수 대역 제어부(611), QoS 계산부(612) 및 핸드 오프 결정부(613)를 포함한다.Referring to FIG. 6, a cognitive radio base station 610 according to an embodiment of the present invention includes a frequency band controller 611, a QoS calculator 612, and a handoff determiner 613.

주파수 대역 제어부(611)는 사용 주파수 대역을 제1 주파수 대역에서 제2 주파수 대역으로 결정한다. 이 때, 주파수 대역 제어부(611)는 프라이머리 사용자가 존재하는지 여부, 주파수 대역 교환 기법 또는 부하량 균형(load balancing) 기법에 따라 상기 사용 주파수 대역을 상기 제1 주파수 대역에서 상기 제2 주파수 대역으로 결정할 수 있다.The frequency band controller 611 determines the frequency band to be used as the second frequency band from the first frequency band. At this time, the frequency band control unit 611 determines the used frequency band from the first frequency band to the second frequency band according to whether a primary user exists, a frequency band switching scheme, or a load balancing technique. Can be.

또한, QoS 계산부(612)는 상기 사용 주파수 대역의 변경으로 인한 셀 커버리지의 변화를 고려하여 상기 대상 단말(620)에게 제공될 수 있는 서비스 품질을 계산한다. 이 때, QoS 계산부(612)는 상기 제2 주파수 대역에서 상기 대상 단말(620)의 수신 신호에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 기초로 상기 대상 단말(620)에게 제공될 수 있는 서비스 품질을 계산할 수 있다.In addition, the QoS calculator 612 calculates a quality of service that may be provided to the target terminal 620 in consideration of a change in cell coverage due to the change of the used frequency band. In this case, the QoS calculator 612 may determine the quality of service that may be provided to the target terminal 620 based on the signal-to-interference and noise ratio of the received signal of the target terminal 620 in the second frequency band. Can be calculated

또한, 핸드 오프 결정부(613)는 상기 계산된 서비스 품질에 따라 상기 대상 단말(620)에 대한 핸드 오프를 결정한다. 이 때, 핸드 오프 결정부(613)는 상기 계산된 서비스 품질에 따라 상기 대상 단말(620)이 이웃 기지국(630)으로 핸드 오프하는 인터 셀(inter-cell) 핸드 오프를 결정할 수 있다. 특히, 핸드 오프 결정부(613)는 상기 계산된 서비스 품질이 미리 설정된 레벨보다 낮거나 같은 경우, 상 기 인터 셀 핸드 오프를 결정할 수 있다.In addition, the handoff determination unit 613 determines a handoff for the target terminal 620 according to the calculated quality of service. At this time, the handoff determination unit 613 may determine an inter-cell handoff that the target terminal 620 hands off to the neighbor base station 630 according to the calculated quality of service. In particular, when the calculated quality of service is lower than or equal to a preset level, the handoff determination unit 613 may determine the intercell handoff.

또한, 핸드 오프 결정부(613)는 상기 계산된 서비스 품질에 따라 상기 대상 단말(620)이 상기 제2 주파수 대역으로 핸드 오프하는 주파수 핸드 오프를 결정할 수 있다. 즉, 핸드 오프 결정부(613)는 상기 계산된 서비스 품질이 미리 설정된 레벨보다 높은 경우, 상기 주파수 핸드 오프를 결정할 수 있다.In addition, the handoff determiner 613 may determine a frequency handoff that the target terminal 620 hands off to the second frequency band according to the calculated quality of service. That is, the handoff decision unit 613 may determine the frequency handoff when the calculated quality of service is higher than a preset level.

또한, 인지 무선 기지국(610)은 인터 셀 핸드 오프 또는 주파수 핸드 오프 중 결정된 핸드 오프 방식과 관련된 핸드 오프 정보를 대상 단말(620)로 전송한다.In addition, the cognitive radio base station 610 transmits handoff information related to the handoff scheme determined during intercell handoff or frequency handoff to the target terminal 620.

대상 단말(620)은 상기 핸드 오프 정보를 기초로 결정된 핸드 오프 방식에 따라 인터 셀 핸드 오프 또는 주파수 핸드 오프 중 어느 하나를 수행한다.The target terminal 620 performs either an intercell handoff or a frequency handoff according to the handoff scheme determined based on the handoff information.

도 1 내지 도 6에 명시적으로 도시되지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 세컨더리 기지국은 대상 단말을 서빙하고 있는 인지 무선 기지국(610) 및 상기 인지 무선 기지국(610)의 이웃 기지국(630)이 상기 대상 단말에 대한 협력 통신(cooperative communication)을 수행하는 협력 통신 수행부를 더 포함할 수 있다. 협력 통신 수행부를 포함하는 인지 무선 기지국(610)의 동작 원리에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.Although not explicitly illustrated in FIGS. 1 to 6, the secondary base station according to an embodiment of the present invention is a cognitive radio base station 610 serving a target terminal and a neighbor base station 630 of the cognitive radio base station 610. ) May further include a cooperative communication performing unit performing cooperative communication with respect to the target terminal. The operation principle of the cognitive radio base station 610 including the cooperative communication performing unit will be described in detail below.

도 6에 도시되었으나, 설명되지 아니한 사항에는 도 1 내지 도 5에서 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 이하 상세한 설명은 생략한다.Although not shown in FIG. 6, the contents described with reference to FIGS. 1 to 5 may be applied as it is, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 협력 통신을 수행하는 세컨더리 기지국 1(BS1) 및 이웃 기지국(BS2)를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for describing secondary base station 1 (BS1) and neighboring base station (BS2) performing cooperative communication according to an embodiment of the present invention.

도 7에서, 현재 세컨더리 기지국 1의 사용 주파수 대역 f은 f1이고, 세컨더리 기지국 1은 사용 주파수 대역 f를 f2로 변경할 예정이라고 가정한다. 또한, 이웃 기지국(BS2)의 사용 주파수 대역 f은 f3이다.In FIG. 7, it is assumed that the current frequency band f of the secondary base station 1 is f 1 , and the secondary base station 1 is going to change the frequency band f to f 2 . In addition, the use frequency band f of the neighboring base station (BS2) is f 3.

사용 주파수 대역 f가 f2로 변경될 경우, 세컨더리 기지국 1의 셀 커버리지는 서클(710)에서 서클(720)로 변경될 수 있다. 이러한 경우, 사용자는 세컨더리 기지국 1의 셀 커버리지(720)에도 속하지 않고, 이웃 기지국의 셀 커버리지(730)에도 속하지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 핸드 오프 및 인터 셀 핸드 오프 중 어느 하나가 수행되더라도, 이러한 경우에서 사용자가 요구하는 서비스 품질을 지원하는 것은 어려워질 수 있다.When the used frequency band f is changed to f 2 , the cell coverage of the secondary base station 1 may be changed from the circle 710 to the circle 720. In this case, the user may not belong to the cell coverage 720 of the secondary base station 1 or to the cell coverage 730 of the neighbor base station. Therefore, even if any one of frequency handoff and intercell handoff according to an embodiment of the present invention is performed, in this case, it may be difficult to support the quality of service required by the user.

다만, 세컨더리 기지국 1은 상술한 바와 같이 세컨더리 기지국 1의 셀 커버리지(720) 및 이웃 기지국의 셀 커버리지(730)를 예측할 수 있다. 그리고, 세컨더리 기지국 1은 그것의 사용 주파수 대역 f를 f2로 변경하고자 하는 경우, 주파수 핸드 오프 및 인터 셀 핸드 오프 중 어떤 것을 수행하더라도 사용자가 요구하는 서비스 품질을 지원하기 어렵다는 것을 예측할 수 있다.However, as described above, the secondary base station 1 can predict the cell coverage 720 of the secondary base station 1 and the cell coverage 730 of the neighbor base station. And, if the secondary base station 1 wants to change its used frequency band f to f 2 , it can predict that it is difficult to support the quality of service required by the user even if any of frequency handoff and intercell handoff is performed.

이 때, 세컨더리 기지국 1 및 이웃 기지국은 협력 통신을 수행함으로써, 사용자가 요구하는 서비스 품질을 지원할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 다이버시티 이득을 얻기 위하여 세컨더리 기지국 1 및 이웃 기지국으로부터 신호들을 수신할 수 있다.At this time, the secondary base station 1 and the neighbor base station can support the quality of service required by the user by performing cooperative communication. For example, a user may receive signals from secondary base station 1 and a neighbor base station to obtain diversity gain.

보다 구체적으로, 세컨더리 기지국 1은 f2에서 사용자의 서비스 품질을 기초로 주파수 핸드 오프 및 인터 셀 핸드 오프 중 어떤 것을 수행하는 것이 효율적인지 판단할 수 있다. 이 때, 사용자가 요구하는 서비스 품질이 세컨더리 기지국 1 및 이웃 기지국 각각이 단독으로 지원되는 경우라면, 세컨더리 기지국 1은 주파수 핸드 오프를 수행하거나 인터 셀 핸드 오프를 수행할 수 있다. 그러나, 만약, 주파수 핸드 오프 및 인터 셀 핸드 오프 중 어떤 것을 수행하더라도 사용자의 서비스 품질을 지원할 수 없는 것으로 판단된다면, 세컨더리 기지국 1은 세컨더리 기지국 1과 이웃 기지국이 협력 통신을 수행할 것을 결정할 수 있다.More specifically, the secondary base station 1 may determine whether it is efficient to perform frequency handoff or intercell handoff based on the quality of service of the user at f 2 . In this case, if the quality of service required by the user is independently supported by the secondary base station 1 and the neighboring base station, the secondary base station 1 may perform the frequency handoff or the intercell handoff. However, if it is determined that any of the frequency handoff and the intercell handoff may not support the quality of service of the user, the secondary base station 1 may determine that the secondary base station 1 and the neighbor base station perform cooperative communication.

또한, 세컨더리 기지국 1과 이웃 기지국이 협력 통신을 수행하는 것으로 것으로 결정되는 경우, 세컨더리 기지국 1은 이웃 기지국이 결정된 사항들을 파악할 수 있도록 이웃 기지국으로 상기 결정된 사항들을 통보한다. In addition, when it is determined that the secondary base station 1 and the neighbor base station performs cooperative communication, the secondary base station 1 notifies the neighbor base station of the determined matters so that the neighbor base station can determine the determined matters.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 인터 셀 핸드 오프, 주파수 핸드 오프 또는 협력 통신 중 어느 하나를 결정하는 세컨더리 기지국의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a method of operating a secondary base station for determining any one of intercell handoff, frequency handoff, and cooperative communication according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 세컨더리 기지국은 사용 주파수 대역을 제2 주파수 대역으로 가정한다(S810). 여기서, 현재의 사용 주파수 대역을 제1 주파수 대역이라고 하고, 앞으로 사용하기를 원하는 사용 주파수 대역을 제2 주파수 대역이라고 가정한다.Referring to FIG. 8, the secondary base station assumes the use frequency band as the second frequency band (S810). Here, it is assumed that the current use frequency band is called the first frequency band, and the use frequency band which is desired to be used in the future is the second frequency band.

세컨더리 기지국은 상기 제2 주파수 대역에서 경로 손실, 사용자의 신호 대 간섭 및 잡음 비(SINR), 사용자에서 수신되는 신호의 파워 또는 셀 커버리지의 변화 등을 고려하여 제2 주파수 대역에서 사용자의 서비스 품질(QoS)를 계산한다(S820).The secondary base station determines the quality of service of the user in the second frequency band in consideration of the path loss in the second frequency band, the signal-to-interference and noise ratio (SINR) of the user, and the change in power or cell coverage of the signal received from the user. QoS) is calculated (S820).

또한, 세컨더리 기지국은 계산된 사용자의 서비스 품질(QoS)을 기초로 사용 주파수 대역을 제1 주파수 대역에서 제2 주파수 대역으로 변경하는 것이 효율적인지 판단하고, 주파수 핸드 오프를 수행할 지 여부를 결정한다(S830). 이 때, 주파수 핸드 오프를 수행하는 것으로 결정되는 경우, 세컨더리 기지국은 사용 주파수 대역을 제1 주파수 대역에서 제2 주파수 대역으로 변경한다(S850).In addition, the secondary base station determines whether it is efficient to change the use frequency band from the first frequency band to the second frequency band based on the calculated quality of service (QoS) of the user, and determines whether to perform frequency handoff. (S830). At this time, when it is determined that the frequency handoff is performed, the secondary base station changes the used frequency band from the first frequency band to the second frequency band (S850).

다만, 사용 주파수 대역을 제1 주파수 대역에서 제2 주파수 대역으로 변경하는 것이 효율적인 경우, 세컨더리 기지국은 주파수 핸드 오프를 수행하지 않는다. 그리고, 세컨더리 기지국은 인터 셀 핸드 오프를 수행하는 것이 효율적인지 판단한다. 즉, 세컨더리 기지국은 자신이 제2 주파수 대역에서 사용자를 서빙하는 것과 이웃 기지국이 사용자를 서빙하는 것 중 어떠한 것이 사용자가 요구하는 서비스 품질을 더 잘 지원할 수 있는지 판단한다.However, if it is efficient to change the used frequency band from the first frequency band to the second frequency band, the secondary base station does not perform the frequency handoff. The secondary base station then determines whether it is efficient to perform intercell handoff. That is, the secondary base station determines which of the serving of the user in the second frequency band and the serving of the neighboring base station can better support the quality of service required by the user.

만약, 인터 셀 핸드오프를 수행하는 것으로 결정된다면, 세컨더리 기지국, 사용자 및 이웃 기지국은 인터 셀 핸드 오프를 수행한다(S870).If it is determined to perform the intercell handoff, the secondary base station, the user and the neighbor base station perform the intercell handoff (S870).

그러나, 인터 셀 핸드오프를 수행하지 않는 것으로 결정된 경우, 세컨더리 기지국은 자신과 이웃 기지국이 사용자에 대하여 협력 통신을 수행할 것을 결정한다(S860).However, if it is determined not to perform inter-cell handoff, the secondary base station determines that itself and the neighboring base station will perform cooperative communication with the user (S860).

그리고, 세컨더리 기지국은 결정된 사항들을 이웃 기지국으로 통보한 다(S880). 결국, 이웃 기지국 및 세컨더리 기지국 각각은 서로 협력하여 사용자로 신호를 전송하고, 사용자는 이웃 기지국 및 세컨더리 기지국 각각의 신호를 수신함으로써, 요구되는 서비스 품질을 충족시킬 수 있다.The secondary base station notifies the neighbor base stations of the determined matters (S880). As a result, each of the neighboring base station and the secondary base station transmits a signal to the user in cooperation with each other, and the user can satisfy the required quality of service by receiving the signals of each of the neighboring base station and the secondary base station.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

도 1은 프라이머리 시스템 및 프라이머리 시스템에 할당된 무선 자원을 이용하는 세컨더리 시스템의 일예를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a secondary system using a primary system and radio resources allocated to the primary system.

도 2는 주파수 대역 교환(frequency band trading) 기법 또는 부하량 균형(load balancing) 기법에 따라 사용 주파수 대역을 변경하는 것을 개념적으로 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram conceptually illustrating changing a frequency band used according to a frequency band trading technique or a load balancing technique.

도 3은 사용 주파수 대역이 변경됨에 따른 셀 커버리지의 변화를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a change in cell coverage as the frequency band used is changed.

도 4는 세컨더리 기지국 1(BS 1)로부터 거리와 사용자 1에 의해 수신된 신호의 신호 대 간섭 및 잡음 비의 관계를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the relationship between the distance from the secondary base station 1 (BS 1) and the signal to interference and noise ratio of the signal received by the user 1.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a cognitive radio communication method according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 기지국, 인지 무선 단말 및 이웃 기지국을 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a cognitive radio base station, a cognitive radio terminal, and a neighbor base station according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 협력 통신을 수행하는 세컨더리 기지국 1(BS1) 및 이웃 기지국(BS2)를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for describing secondary base station 1 (BS1) and neighboring base station (BS2) performing cooperative communication according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 인터 셀 핸드 오프, 주파수 핸드 오프 또는 협력 통신 중 어느 하나를 결정하는 세컨더리 기지국의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a method of operating a secondary base station for determining any one of intercell handoff, frequency handoff, and cooperative communication according to an embodiment of the present invention.

Claims (25)

사용 주파수 대역을 제1 주파수 대역에서 제2 주파수 대역으로 결정하는 주파수 대역 제어부; 및A frequency band controller for determining a frequency band to be used from the first frequency band to the second frequency band; And 상기 제2 주파수 대역에서 상기 대상 단말에게 제공될 수 있는 서비스 품질(Quality of Service, QoS)을 계산하는 QoS 계산부QoS calculation unit for calculating the quality of service (QoS) that can be provided to the target terminal in the second frequency band 를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.A cognitive radio communication device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 주파수 대역 제어부는The frequency band controller 프라이머리 사용자가 존재하는지 여부를 고려하거나, 주파수 대역 교환 기법 또는 부하량 균형(load balancing) 기법 중 적어도 하나를 이용하여 상기 사용 주파수 대역을 상기 제1 주파수 대역에서 상기 제2 주파수 대역으로 결정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.Considering whether a primary user exists or determining at least one frequency band from the first frequency band to the second frequency band using at least one of a frequency band switching scheme or a load balancing technique. Cognitive wireless communication device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 QoS 계산부는The QoS calculation unit 상기 사용 주파수 대역의 변경으로 인한 셀 커버리지의 변화를 고려하여 상기 대상 단말에게 제공될 수 있는 서비스 품질을 계산하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.And a quality of service that may be provided to the target terminal in consideration of a change in cell coverage due to the change of the used frequency band. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 QoS 계산부는The QoS calculation unit 상기 제2 주파수 대역에서 상기 대상 단말의 수신 신호에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 기초로 상기 대상 단말에게 제공될 수 있는 서비스 품질을 계산하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.And a quality of service that can be provided to the target terminal based on a signal-to-interference and noise ratio for the received signal of the target terminal in the second frequency band. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 QoS 계산부는The QoS calculation unit 상기 제2 주파수 대역에서 상기 대상 단말과 대상 기지국 사이에 형성된 채널의 상태 또는 상기 대상 단말과 상기 대상 기지국 사이의 거리를 기초로 상기 대상 단말에게 제공될 수 있는 서비스 품질(Quality of Service, QoS)을 계산하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.A quality of service (QoS) that may be provided to the target terminal based on a state of a channel formed between the target terminal and the target base station in the second frequency band or a distance between the target terminal and the target base station. A cognitive radio communication device, characterized in that the calculation. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 주파수 대역 제어부는The frequency band controller 상기 프라이머리 사용자의 신호를 센싱하는 경우, 상기 사용 주파수 대역을 상기 제1 주파수 대역에서 상기 제2 주파수 대역으로 결정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.The cognitive radio communication device of claim 1, wherein when the signal of the primary user is sensed, the frequency band is determined as the second frequency band from the first frequency band. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 계산된 서비스 품질에 따라 상기 대상 단말에 대한 핸드 오프를 결정하는 핸드 오프 결정부Handoff determination unit for determining a handoff for the target terminal according to the calculated quality of service 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.A cognitive radio communication device further comprising. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 핸드 오프 결정부는The hand off determination unit 상기 계산된 서비스 품질에 따라 상기 대상 단말이 이웃 기지국으로 핸드 오프하는 인터 셀(inter-cell) 핸드 오프를 결정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.The cognitive radio communication device according to the calculated quality of service, characterized in that the target terminal determines the inter-cell (off-cell) hand off to the neighbor base station. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 핸드 오프 결정부는The hand off determination unit 상기 계산된 서비스 품질이 미리 설정된 레벨보다 낮거나 같은 경우, 상기 인터 셀 핸드 오프를 결정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.And if the calculated quality of service is lower than or equal to a preset level, determining the intercell handoff. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 대상 단말에 대해 상기 인터 셀 핸드 오프가 결정된 경우,When the intercell handoff is determined for the target terminal, 상기 대상 단말은The target terminal 상기 대상 단말이 상기 제2 주파수 대역으로 핸드 오프하는 주파수 핸드 오 프를 수행하지 않고, 상기 인터 셀 핸드 오프를 수행하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.The target terminal performs the inter-cell handoff without performing a frequency handoff to hand off to the second frequency band. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 핸드 오프 결정부는The hand off determination unit 상기 계산된 서비스 품질에 따라 상기 대상 단말이 상기 제2 주파수 대역으로 핸드 오프하는 주파수 핸드 오프를 결정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.And the frequency handoff of the target terminal handing off to the second frequency band according to the calculated quality of service. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 핸드 오프 결정부는The hand off determination unit 상기 계산된 서비스 품질이 미리 설정된 레벨보다 높은 경우, 상기 주파수 핸드 오프를 결정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.And if the calculated quality of service is higher than a predetermined level, determining the frequency handoff. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 대상 단말을 서빙하고 있는 대상 기지국 및 상기 대상 기지국의 이웃 기지국이 상기 대상 단말에 대한 협력 통신(cooperative communication)을 수행하는 협력 통신 수행부Cooperative communication performing unit for performing the cooperative communication (cooperative communication) to the target terminal and the target base station serving the target terminal and the neighboring base station of the target base station 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.A cognitive radio communication device further comprising. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 협력 통신 수행부는The cooperative communication performing unit 상기 계산된 서비스 품질에 따라 상기 협력 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.And the cooperative communication is performed according to the calculated quality of service. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 협력 통신 수행부는The cooperative communication performing unit 상기 제2 주파수 대역에서 상기 대상 기지국의 셀 커버리지 또는 상기 이웃 기지국의 셀 커버리지에 따라 상기 협력 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.And cooperating with each other according to cell coverage of the target base station or cell coverage of the neighboring base station in the second frequency band. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 협력 통신 수행부는The cooperative communication performing unit 상기 대상 기지국 또는 상기 이웃 기지국이 상기 대상 단말의 요구되는 서비스 품질을 단독으로 지원할 수 있는지 여부에 따라 상기 협력 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.And the cooperative communication is performed according to whether the target base station or the neighboring base station alone can support the required quality of service of the target terminal. 프라이머리 사용자가 존재하는지 여부에 따라 사용 주파수 대역을 제1 주파수 대역에서 제2 주파수 대역으로 결정하는 단계;Determining a use frequency band from a first frequency band to a second frequency band according to whether a primary user exists; 상기 제2 주파수 대역에서 상기 대상 단말에게 제공될 수 있는 서비스 품 질(Quality of Service, QoS)을 계산하는 단계; 및Calculating a quality of service (QoS) that can be provided to the target terminal in the second frequency band; And 상기 계산된 서비스 품질에 따라 인터 셀 핸드 오프 또는 주파수 핸드 오프 중 어느 하나로 상기 대상 단말에 대한 핸드 오프 방식을 결정하는 단계Determining a handoff scheme for the target terminal by either intercell handoff or frequency handoff according to the calculated quality of service 를 포함하고,Including, 상기 인터 셀 핸드 오프는 상기 대상 단말이 이웃 기지국으로 핸드 오프하는 것이고, 상기 주파수 핸드 오프는 상기 대상 단말이 상기 사용 주파수 대역을 상기 제2 주파수 대역으로 핸드 오프하는 것임을 특징으로 하는 인지 무선 통신 방법.The intercell handoff means that the target terminal hands off to a neighbor base station, and the frequency handoff means that the target terminal hands off the used frequency band to the second frequency band. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 대상 단말에 대한 핸드 오프 방식을 결정하는 단계는Determining the handoff method for the target terminal 상기 계산된 서비스 품질이 미리 설정된 레벨보다 낮거나 같은 경우, 상기 인터 셀 핸드 오프로 상기 대상 단말에 대한 핸드 오프 방식을 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 방법.And determining the handoff scheme for the target terminal by the intercell handoff when the calculated quality of service is lower than or equal to a preset level. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 대상 단말에 대한 핸드 오프 방식을 결정하는 단계는Determining the handoff method for the target terminal 상기 계산된 서비스 품질이 미리 설정된 레벨보다 높은 경우, 상기 주파수 핸드 오프로 상기 대상 단말에 대한 핸드 오프 방식을 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 방법.And determining the handoff scheme for the target terminal based on the frequency handoff when the calculated quality of service is higher than a predetermined level. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 대상 단말을 서빙하고 있는 대상 기지국 및 상기 대상 기지국의 이웃 기지국이 상기 대상 단말에 대한 협력 통신(cooperative communication)을 수행하는 단계Performing cooperative communication with the target terminal by a target base station serving the target terminal and a neighbor base station of the target base station; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.A cognitive radio communication device further comprising. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 협력 통신을 수행하는 단계는Performing the cooperative communication 상기 제2 주파수 대역에서 상기 대상 기지국의 셀 커버리지 또는 상기 이웃 기지국의 셀 커버리지에 따라 상기 협력 통신을 수행하는 단계인 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.And performing the cooperative communication according to the cell coverage of the target base station or the cell coverage of the neighboring base station in the second frequency band. 대상 기지국으로부터 핸드 오프 정보를 수신하는 단계;Receiving handoff information from a target base station; 상기 핸드 오프 정보를 기초로 인터 셀 핸드 오프 또는 주파수 핸드 오프 중 어느 하나를 수행하는 단계Performing any one of intercell handoff or frequency handoff based on the handoff information; 를 포함하고,Including, 상기 인터 셀 핸드 오프는 대상 단말이 이웃 기지국으로 핸드 오프하는 것이고, 상기 주파수 핸드 오프는 상기 대상 단말이 사용 주파수 대역을 제1 주파수 대역에서 제2 주파수 대역으로 핸드 오프하는 것이고,The inter-cell handoff is that the target terminal is handed off to the neighbor base station, the frequency handoff is that the target terminal is handed off from the first frequency band to the second frequency band, 상기 핸드 오프 정보는 상기 인터 셀 핸드 오프 또는 상기 주파수 핸드 오 프 중 어느 하나와 관련된 것을 특징으로 하는 인지 무선 단말의 동작 방법.And the handoff information is associated with either the intercell handoff or the frequency handoff. 제22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 대상 기지국은The target base station 상기 제2 주파수 대역에서 상기 대상 단말에게 제공될 수 있는 서비스 품질을 기초로 상기 인터 셀 핸드 오프 또는 상기 주파수 핸드 오프 중 어느 하나를 핸드 오프 방식으로 결정하고,Determine one of the intercell handoff or the frequency handoff based on a quality of service that may be provided to the target terminal in the second frequency band in a handoff manner, 상기 핸드 오프 정보는 상기 결정된 핸드 오프 방식과 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 단말의 동작 방법.And the handoff information includes information related to the determined handoff scheme. 제22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 대상 기지국 및 상기 대상 기지국의 이웃 기지국은 상기 대상 단말에 대해 협력 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 단말의 동작 방법.And the target base station and a neighbor base station of the target base station perform cooperative communication with respect to the target terminal. 제17항 내지 제24항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method of any one of claims 17 to 24.
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