KR20100030799A - 세컨더리 시스템의 협력 신호에 기반하는 인지 무선 통신 시스템 - Google Patents

세컨더리 시스템의 협력 신호에 기반하는 인지 무선 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

세컨더리 시스템은 협력 신호를 이용하여 프라이머리 시스템의 업링크 통신을 돕는다. 프라이머리 시스템은 업링크 통신에 대한 협력 신호의 기여도를 평가할 수 있다. 그리고, 프라이머리 시스템은 협력 신호의 기여도에 따라 세컨더리 시스템에게 무선 자원을 분배할 수 있다. 따라서, 프라이머리 시스템 및 세컨더리 시스템의 성능(Throughput)이 전체적으로 향상될 수 있다.
인지 무선, 협력 신호, 업링크, 연판정, 무선 자원, 기여도

Description

세컨더리 시스템의 협력 신호에 기반하는 인지 무선 통신 시스템{COGNITIVE RADIO COMMUNICATION SYSTEM BASED ON COOPERATION SIGNAL OF SECONDARY SYSTEM}
본 발명의 실시예들은 세컨더리 시스템이 프라이머리 시스템이 우선 권한을 갖는 무선 자원 중 전부 또는 일부를 사용하는 인지 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
한정된 무선 자원(예를 들어, 주파수 자원)을 보다 효율적으로 사용하기 위하여 인지 무선(cognitive radio) 통신 기술에 대한 관심이 증가하고 있다. 인지 무선 통신 기술에 따르면, 세컨더리(secondary) 시스템에 속하는 세컨더리 기지국(인지 무선 기지국) 및 세컨더리 단말들(인지 무선 단말들)은 사용 가능한(available) 주파수 대역을 인지하고, 인지된 사용 가능한 주파수 대역을 이용하여 데이터를 송/수신한다.
다만, 사용 가능한 주파수 대역에 대하여 프라이머리 시스템이 우선 권한을 가지므로, 세컨더리 시스템의 신호와 프라이머리 시스템의 신호가 충돌할 염려가 있는 경우, 일반적으로 세컨더리 시스템은 통신 동작을 정지하거나, 사용 중인 사용 주파수 대역을 다른 주파수 대역으로 변경하여야 한다.
세컨더리 시스템은 다양한 방법들을 이용하여 사용 가능한 주파수 대역을 인지할 수 있다. 예를 들어, 세컨더리 시스템은 특정 비용을 지불함으로써 프라이머리 시스템에 의해 사용되지 않는 주파수 대역을 인지할 수 있다. 뿐만 아니라, 세컨더리 시스템은 프라이머리 시스템에 의해 사용되지 않는 주파수 대역을 주기적 또는 비주기적으로 센싱하여 사용 가능한 주파수 대역을 확보할 수 있다. 또한, 세컨더리 시스템은 프라이머리 시스템과 채널 정보, 전송 신호에 대한 정보를 공유함으로써, 프라이머리 시스템의 통신을 방해하지 않는 제한을 가지고 사용 가능한 주파수 대역을 확보할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 프라이머리 기지국은 프라이머리 단말로부터 업링크 신호 및 세컨더리 시스템으로부터 상기 업링크 신호와 연관된 협력(cooperation) 신호를 수신하는 수신부, 상기 업링크 신호의 검출에 대한 상기 협력 신호의 기여도를 평가하는 평가부 및 상기 협력 신호의 기여도에 따라 상기 세컨더리 시스템을 위한 사용 가능한(available) 무선 자원을 제어하는 무선 자원 관리부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 세컨더리 기지국은 프라이머리 단말의 업링크 신호를 수신하는 수신부, 상기 수신된 업링크 신호에 대해 연판정을 수행하기 위한 연판정 정보, 상기 수신된 업링크 신호를 양자화하여 생성된 디지털 정보 또는 상기 수신된 업링크 신호에 대해 경판정을 수행하기 위한 경판정 정보 중 적어도 하나와 관련된 협력 신호를 생성하는 협력 신호 생성부, 프라이머리 기지국으로 상기 협력 신호를 전송하는 전송부; 및 상기 프라이머리 기지국에 의해 할당된 사용 가능한 무선 자원을 인지하는 무선 자원 인지부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 프라이머리 기지국은 소스 프라이머리 단말로부터 업링크 신호를 수신하는 수신부, 상기 수신된 업링크 신호에 대해 연판정을 수행하기 위한 연판정 정보, 상기 수신된 업링크 신호를 양자화하여 생성된 디지털 정보 또는 상기 수신된 업링크 신호에 대해 경판정을 수행하기 위한 경판정 정보 중 적어도 하나와 관련된 제1 신호를 생성하는 제1 신호 생성부, 목적 프라이머리 단말로 상기 제1 신호를 전송하는 전송부, 상기 목적 프라이머리 단말이 상기 업링크 신호를 검출하는 것에 대한 제2 신호의 기여도를 평가하는 평가부 및 상기 제2 신호의 기여도에 따라 세컨더리 시스템을 위한 사용 가능한 무선 자원을 제어하는 무선 자원 관리부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 프라이머리 기지국의 동작 방법은 프라이머리 단말로부터 업링크 신호 및 세컨더리 시스템으로부터 상기 업링크 신호와 연관된 협력(cooperation) 신호를 수신하는 단계, 상기 수신된 업링크 신호 및 상기 수신된 협력 신호를 이용하여 상기 업링크 신호를 검출하는 단계, 상기 업링크 신호의 검출에 대한 상기 협력 신호의 기여도를 평가하는 단계 및 상기 협력 신호의 기여도에 따라 상기 세컨더리 시스템을 위한 사용 가능한(available) 무선 자원을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 프라이머리 기지국은 프라이머리 시스템의 업링크 통신에 대한 세컨더리 시스템의 협력 신호의 기여도에 따라 세컨더리 시스템에 사용 가능한 무선 자원을 할당함으로써, 프라이머리 시스템 및 세컨더리 시스템의 성능(throughput)을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 프라이머리 기지국은 협력 신호의 기여도에 따라 세컨더리 시스템에 사용 가능한 무선 자원을 할당함으로써, 공정하게 사용 가능한 무선 자원을 세컨더리 시스템에 할당할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 세컨더리 기지국은 협력 신호를 이용하여 프라이머리 시스템의 업링크 통신을 도와줌으로써, 프라이머리 시스템의 업링크 채널 용량 또는 업링크 데이터 전송률을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 세컨더리 기지국은 연판정 정보를 포함하는 협력 신호를 생성함으로써 효율적으로 프라이머리 시스템의 업링크 통신을 도울 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 프라이머리 시스템 및 세컨더리 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 프라이머리 시스템(110)은 프라이머리 기지국(Primary Base Station, PBS, 111) 및 프라이머리 단말(Primary Mobile Station, PMS, 112)를 포함하며, 세컨더리 시스템(120)은 세컨더리 기지국(Secondary Base Station, SBS, 121) 및 세컨더리 단말(Secondary Mobile Station, SMS, 122)을 포함한다.
세컨더리 시스템(120)에 속하는 세컨더리 기지국(121) 및 세컨더리 단말(122)은 프라이머리 시스템(110)이 우선 권한을 갖고 있는 주파수 대역으로부터 사용 가능한 주파수 대역을 확보해야 한다. 그리고, 세컨더리 기지국(121) 및 세컨더리 단말(122)은 확보된 사용 가능한 주파수 대역을 이용하여 서로 통신할 수 있다. 다만, 세컨더리 기지국(121) 및 세컨더리 단말(122)은 사용 가능한 주파수 대역을 이용하여 서로 통신하더라도 프라이머리 시스템(110)의 통신을 방해해서는 안된다.
세컨더리 기지국(121) 및 세컨더리 단말(122)에게 사용 가능한 주파수 대역을 적절히 할당하기 위한 다양한 방식들이 있다.
주파수 브로커를 두는 방식에 따르면, 주파수 브로커(도 1에 도시되지 않음)는 세컨더리 시스템(120)에 의해 지불된 특정 비용을 프라이머리 시스템(110)에게 제공하고, 사용 가능한 주파수 대역에 대한 사용 권한을 세컨더리 시스템(120)에게 제공한다. 다만, 주파수 브로커들 두는 방식에 따르면, 주파수 브로커를 설치하기 위하여 비용이 요구되며, 세컨더리 시스템(110)이 사용 가능한 주파수 대역을 위해 특정 비용을 지불해야 하는 문제가 있다.
또한, 주파수 대역을 센싱 및 공유(sensing and sharing)하는 방식에 따르면, 세컨더리 시스템(120)은 프라이머리 시스템(110)에 의해 사용되는 주파수 대역 및 사용되지 않는 주파수 대역을 센싱하고, 사용되지 않는 주파수 대역을 사용 가능한 주파수 대역으로 인지한다. 이 방식에 따르면, 세컨더리 시스템(120)의 센싱에 오류가 존재하는 경우, 세컨더리 시스템(120) 및 프라이머리 시스템(110) 사이에 충돌이 발생할 우려가 있다. 또한, 세컨더리 시스템(120)은 프라이머리 시스템(110)에 의해 사용되지 않는 주파수 대역만을 사용할 수 있으므로, 전체적인 채널 용량을 증대하는 데에 어려움이 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 협력 신호를 이용하여 프라이머리 시스템의 업링크 통신을 돕는 세컨더리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 세컨더리 시스템의 세컨더리 기지국(230)은 프라이머리 기지국(210) 및 프라이머리 단말(220)의 업링크 통신을 돕는다. 그리고, 프라이머리 기지국(210)은 업링크 통신에 대한 세컨더리 기지국(230)의 협력 신호의 기여도를 평가하고, 그 기여도에 따라 사용 가능한 주파수 대역을 세컨더리 시스템에 할당한다. 이 때, 세컨더리 기지국(230) 및 세컨더리 단말(240)은 할당된 사용 가능한 주파수 대역을 이용하여 서로 통신할 수 있다.
프라이머리 시스템의 업링크 통신에서, 프라이머리 단말(220)은 업링크 신호를 전송한다. 이 때, 업링크 신호는 프라이머리 기지국(210) 및 세컨더리 기지국(230)에 의해 수신될 수 있다.
세컨더리 기지국(230)은 수신된 업링크 신호를 기초로 협력 신호를 생성한다. 협력 신호는 프라이머리 기지국(210)이 업링크 신호를 검출하는 데에 도움을 주는 신호이다.
예를 들어, 협력 신호는 수신된 업링크 신호에 대한 세컨더리 기지국(230)의 경판정(hard decision) 정보, 연판정(soft decision) 정보 또는 양자화된 수신된 업링크 신호(이하, 디지털 정보)를 포함할 수 있다. 여기서, 경판정 정보 및 연판정 정보는 세컨더리 기지국(230)이 수신된 업링크 신호에 대해 경판정 및 연판정을 수행하기 위한 정보이고, 양자화된 수신된 업링크 신호(디지털 정보)는 세컨더리 기지국(230)이 수신된 업링크 신호 자체를 양자화하여 생성된 정보이다.
여기서, 프라이머리 기지국(210)과 세컨더리 기지국(230)은 무선 또는 유선으로 연결된다. 프라이머리 기지국(210)은 협력 신호 및 업링크 신호를 서로 독립적인 둘 이상의 채널들을 통하여 수신하므로, 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 즉, 프라이머리 기지국(210)은 업링크 신호를 검출하는 데에 협력 신호를 이용할 수 있다. 따라서, 프라이머리 기지국(210)에서 업링크 신호의 신호 대 잡음 비 또는 데이터 전송률은 증가할 수 있다.
또한, 프라이머리 기지국(210)은 업링크 신호의 검출에 대한 협력 신호의 기여도를 다양한 방식들로 평가할 수 있다. 예를 들어, 프라이머리 기지국(210)은 협력 신호로 인한 업링크 신호의 데이터 전송률의 향상도 또는 신호 대 잡음 비의 향상도, 프라이머리 기지국(210)의 수신 error-rate의 개선 정도, 프라이머리 기지국(210)의 coverage 개선 정도 등을 고려하여 협력 신호의 기여도를 평가할 수 있다.
그리고, 프라이머리 기지국(210)은 평가된 협력 신호의 기여도를 기초로 세컨더리 기지국(230) 및 세컨더리 단말(240)을 위한 사용 가능한 무선 자원을 결정하고, 결정된 사용 가능한 무선 자원에 관한 정보를 세컨더리 기지국(230)으로 통보한다. 이 때, 세컨더리 기지국(230) 및 세컨더리 단말(240)은 사용 가능한 무선 자원을 이용하여 서로 통신할 수 있다. 이때 무선 자원을 할당하는 방법의 예들은, 프라이머리 시스템에 의해 소유되는 주파수 대역을 특정 시간 동안 프라이머리 시스템이 사용하지 않는 반면, 특정 시간 동안 상기 주파수 대역을 세컨더리 시스템이 사용하는 방법 및 프라이머리 시스템과 세컨더리 시스템이 동시에 상기 주파수 대역을 사용면서도, 세컨더리 시스템이 프라이머리 시스템에 주는 간섭양에 제한을 두는 방법 등을 포함한다.
여기서, 세컨더리 기지국(230) 및 세컨더리 단말(240)이 사용 가능한 무선 자원을 이용하여 다운링크 통신을 수행한다고 가정한다. 이 때, 세컨더리 기지 국(230)의 다운링크 신호는 프라이머리 단말(220)에서 수신될 수 있다. 프라이머리 단말(220)에 의해 수신된 다운링크 신호는 프라이머리 단말(220)에게 간섭으로 작용할 수 있다.
특히, 세컨더리 기지국(230)의 다운링크 신호로 인해 프라이머리 시스템에서 발생하는 간섭은 프라이머리 시스템의 데이터 전송률을 감소시키는 원인이 될 수 있다. 이 때, 프라이머리 기지국(210)은 상기 간섭을 더 고려하여 협력 신호의 기여도를 평가할 수 있다. 예를 들어, 프라이머리 기지국(210)은 상기 간섭이 클수록 협력 신호의 기여도를 낮게 평가하여, 세컨더리 기지국(230) 및 세컨더리 단말(240)을 위한 사용 가능한 무선 자원을 적게 할당할 수 있다.
도 3은 프라이머리 시스템 및 세컨더리 시스템의 데이터 전송률들의 예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 프라이머리 기지국(310)은 데이터 전송률의 증가량 또는 감소량에 기초하여 협력 신호의 기여도를 평가한다.
여기서, 아래와 같은 전제들을 가정한다. 협력 신호가 존재하지 않을 때, 프라이머리 기지국(310)이 독자적으로 프라이머리 단말(320)의 업링크 신호를 검출하는 경우, 프라이머리 시스템의 업링크 데이터 전송률을 10Bps이다. 또한, 세컨더리 기지국(330)으로 인해 프라이머리 단말(320)에서 발생하는 간섭이 없는 경우, 프라이머리 시스템의 초기 다운링크 데이터 전송률은 20Bps이다. 그리고, 프라이머리 단말(320)은 10Bps로 업링크 신호를 세컨더리 기지국(330)으로 전송할 수 있으며, 세컨더리 기지국(330)에 의한 간섭으로 인해 프라이머리 시스템의 다운링크 데이터 전송률의 감소량이 5Bps이다. 또한, 세컨더리 시스템의 초기 다운링크 데이터 전송률은 5Bps이다.
이 때, 세컨더리 기지국(330)은 협력 신호를 이용하여 프라이머리 기지국(310)이 업링크 신호를 검출하는 데에 도움을 줄 수 있다. 따라서, 프라이머리 시스템의 업링크 데이터 전송률은 협력 신호로 인하여 향상될 수 있다. 여기서, 프라이머리 시스템의 업링크 데이터 전송률이 10Bps향상된다고 가정한다.
협력 신호로 인해 프라이머리 시스템의 업링크 데이터 전송률이 향상된 경우, 프라이머리 기지국(310)은 업링크 데이터 전송률의 향상도(10Bps)를 기초로 협력 신호의 기여도를 평가할 수 있다. 특히, 세컨더리 기지국(330) 및 세컨더리 단말(340)이 통신하는 경우, 프라이머리 기지국(310)은 세컨더리 기지국(330)으로 인해 프라이머리 시스템의 다운링크 데이터 전송률의 감소량 5Bps를 더 고려하여 협력 신호의 기여도를 평가할 수 있다. 그리고, 프라이머리 기지국(310)은 협력 신호의 기여도를 기초로 세컨더리 시스템에 할당되는 사용 가능한 무선 자원을 제어할 수 있다.
여기서, 최종적으로 세컨더리 시스템이 사용 가능한 무선 자원을 이용하여 통신한다고 가정한다. 이 때, 프라이머리 시스템의 업링크 데이터 전송률은 10Bps 증가하며, 다운링크 데이터 전송률은 5Bps 감소한다. 다만, 세컨더리 시스템의 다운링크 데이터 전송률은 15Bps 증가하였으므로, 전체적인 throughput이 증가하였음을 알 수 있다.
도 4는 연판정 또는 경판정 정보를 이용하여 프라이머리 시스템의 업링크 통신을 돕는 세컨더리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 세컨더리 기지국(430)은 프라이머리 단말(420)에 의해 전송된 업링크 신호를 이용하여 다양한 정보를 포함하는 협력 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 세컨더리 기지국(430)은 수신된 업링크 신호 자체를 양자화하고, 양자화된 수신된 업링크 신호(디지털 정보)를 협력 신호로서 프라이머리 기지국(410)으로 전송할 수 있다. 다만, 도 4와 관련하여서는, 협력 신호가 경판정 정보 또는 연판정 정보를 포함하는 경우에 대해 설명한다.
여기서, 프라이머리 단말(420)에 의해 전송되는 업링크 신호에 대응하는 정보 비트들을 '1111'이라고 가정한다. 즉, 프라이머리 단말(420)은 '1111'의 정보 비트들을 적어도 하나의 심볼로 변조하여 업링크 신호를 전송한다.
세컨더리 기지국(430)은 프라이머리 단말(420)의 업링크 신호를 수신하고, 수신된 업링크 신호에 대해 연판정을 수행하기 위한 연판정 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 연판정 정보는 수신된 정보 비트들 각각이 0인지 또는 1인지를 의미하는 확률값일 수 있다. 예를 들어, 연판정 정보는 대수 우도 비(Log Likelihood Ratio, LLR) 정보와 관련된 것일 수 있다.
세컨더리 기지국(430)은 계산된 확률값을 양자화한다. 예를 들어, 하나의 확률값이 3비트로 양자화되는 경우, 계산된 확률값은 디지털 값들 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 중 어느 하나에 맵핑될 수 있다. 여기서, 디지털 값들 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7은, 예를 들어, 확률값들 0.000~0.125, 0.125~0.250, 0.250~0.375, 0.375~0.500, 0.500~0.625, 0.625~0.750, 0.750~0.875, 0.875~1.000에 대응된다. 이 때, 연판정 정보의 비트가 7에 가까울수록 상기 비트에 대응하는 정보 비트가 1에 가깝고, 연판정 정보의 비트가 0에 가까울수록 상기 비트에 대응하는 정보 비트가 0에 가까운 것을 의미할 수 있다.
여기서, 세컨더리 기지국(430)은 수신된 업링크 신호를 기초로 정보 비트들에 대한 확률값들을 0.9, 0.4, 0.8, 0.8로 계산하여 연판정 정보를 '7366'으로 생성하였고, 프라이머리 기지국(430)은 자신의 수신된 업링크 신호를 기초로 정보 비트들에 대한 확률값들을 계산하여 연판정 정보를 '7532'로 생성하였다고 가정한다.
세컨더리 기지국(430)은 연판정 정보 '7366'를 협력 신호로서 프라이머리 기지국(410)으로 전송할 수 있다. 이 때, 프라이머리 기지국(410)은 자신의 연판정 정보 '7532'와 세컨더리 기지국(430)의 연판정 정보 '7366'를 결합할 수 있다. 그리고, 프라이머리 기지국(410)은 두 개의 연판정 정보를 결합한 결과를 이용하여 보다 정확하게 업링크 신호의 정보 비트들을 검출할 수 있다. 이 때, 두 개의 연판정 정보는 두 개의 무선 채널들을 통하여 전송된 업링크 신호에 관한 것이므로, 프라이머리 기지국(410)은 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
예를 들어, 프라이머리 기지국(410)은 업링크 신호를 검출하기 위하여 프라이머리 기지국(410)의 연판정 정보 및 세컨더리 기지국의 연판정 정보의 평균값을 사용할 수 있다. 그리고, 프라이머리 기지국(410)은 연판정 정보의 평균값과 미리 설정된 임계값을 비교하여 정보 비트들이 1인지 또는 0인지를 검출할 수 있다.
결국, 프라이머리 기지국(410)은 업링크 신호를 검출하는 데에 세컨더리 기지국(430)으로부터 전송된 연판정 정보 '7366'의 도움을 받을 수 있고, 이에 따라 프라이머리 기지국(410)에 의해 검출된 업링크 신호(정보 비트들)에 존재하는 오류들의 개수가 감소할 수 있다.
여기서, 프라이머리 기지국(410)과 세컨더리 기지국(420)은 일반적으로 유선으로 연결될 수 있기 때문에, 연판정 정보는 큰 무리없이 많은 수의 비트들을 포함할 수 있다.
또한, 세컨더리 기지국(430)은 연판정 정보 '7366'을 기초로 경판정을 수행하여 경판정 정보 '1011'을 생성할 수 있다. 마찬가지로, 프라이머리 기지국(410)은 연판정 정보 '7532'를 기초로 경판정을 수행하여 경판정 정보 '1100'을 생성할 수 있다. 여기서, 세컨더리 기지국(430)의 경판정 정보 '1011' 및 프라이머리 기지국(410)의 경판정 정보 '1011' 각각에는 오류들이 존재함을 알 수 있다.
이 때, 세컨더리 기지국(430)은 경판정 정보 '1011'을 프라이머리 기지국(410)으로 협력 신호로서 전송할 수 있으며, 프라이머리 기지국(410)은 협력 신호에 포함된 경판정 정보 '1011'와 자신의 경판정 정보 '1100'를 결합하여 업링크 신호의 정보 비트들을 검출할 수 있다.
결과적으로, 세컨더리 기지국(430)은 연판정 정보, 경판정 정보 또는 양자화된 수신된 업링크 신호(디지털 정보) 중 적어도 하나를 협력 신호로서 전송함으로써, 프라이머리 시스템이 업링크 신호를 검출하는 데에 도움을 줄 수 있다. 이러한 세컨더리 기지국(430)의 도움은 협력 신호의 기여도로서 평가되며, 프라이머리 기지국(410)은 협력 신호의 기여도를 기초로 세컨더리 시스템을 위한 사용 가능한 무선 자원을 결정한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 목적 프라이머리 단말이 존재하는 경우, 세컨더리 시스템 및 프라이머리 시스템을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 목적 프라이머리 단말(Destination PMS, 550)이 존재하는 경우, 목적 프라이머리 단말(550)은 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 프라이머리 기지국(510)의 연판정 정보 또는 경판정 정보와 세컨더리 기지국(530)의 연판정 정보 또는 경판정 정보를 결합할 수 있다. 그리고, 목적 프라이머리 단말(550)은 결합된 결과를 이용하여 소스 프라이머리 단말(520)에 의해 전송된 업링크 신호를 검출할 수 있다.
즉, 소스 프라이머리 단말(520)로부터 전송된 업링크 신호는 프라이머리 기지국(510) 및 세컨더리 기지국(530)에 의해 수신된다. 이 때, 프라이머리 기지국(510) 및 세컨더리 기지국(530)은 각각 연판정 정보 또는 경판정 정보를 생성하고, 생성된 연판정 정보 또는 경판정 정보를 인터넷(560)을 통하여 목적 프라이머리 단말(550)로 전송한다.
이 때, 목적 프라이머리 단말(550)은 세컨더리 기지국(530)의 협력 신호에 포함된 연판정 정보 또는 경판정 정보의 도움을 받아 업링크 신호를 검출한다. 이러한, 세컨더리 기지국(530)의 협력 신호의 기여도는 프라이머리 기지국(510)에 의해 평가된다. 그리고, 프라이머리 기지국(510)은 협력 신호의 기여도를 기초로 사용 가능한 무선 자원을 세컨더리 시스템에 할당한다.
또한, 세컨더리 기지국(530) 및 세컨더리 단말(540)은 할당된 사용 가능한 무선 자원을 이용하여 서로 통신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 프라이머리 기지국을 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 프라이머리 기지국(410)은 수신부(610), 검출부(620), 평가부(630) 및 무선 자원 관리부(640)를 포함한다.
수신부(610)는 프라이머리 단말로부터 업링크 신호 및 세컨더리 시스템으로부터 상기 업링크 신호와 연관된 협력(cooperation) 신호를 수신한다.
이 때, 세컨더리 시스템은 세컨더리 기지국 및 세컨더리 단말을 포함하며, 세컨더리 기지국 또는 세컨더리 단말을 생성할 수 있다. 그리고, 협력 신호는 업링크 신호에 대해 연판정을 수행하기 위한 연판정 정보, 경판정을 수행하기 위한 경판정 정보 또는 디지털 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 디지털 정보는 세컨더리 기지국 또는 세컨더리 단말의 수신 신호가 양자화된 것이다.
또한, 검출부(620)는 협력 신호 및 프라이머리 단말로부터 전송된 업링크 신호를 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 처리하여, 업링크 신호의 정보 비트들을 검출한다.
특히, 검출부(620)는 둘 이상의 경판정 정보, 둘 이상의 연판정 정보 또는 둘 이상의 디지털 정보를 결합하여, 보다 정확하게 업링크 신호의 정보 비트들을 검출할 수 있다. 결국, 협력 신호에 포함된 연판정 정보, 경판정 정보 또는 디지털 정보로 인하여 검출부(620)에 의해 검출된 정보 비트들에 존재하는 오류들의 개수는 감소되므로, 프라이머리 시스템은 업링크 데이터 전송률을 향상시킬 수 있다.
또한, 평가부(630)는 업링크 신호의 검출에 대한 협력 신호의 기여도를 평 가한다. 특히, 평가부(630)는 협력 신호로 인한 업링크 신호의 데이터 전송률의 향상도(betterment), 신호 대 잡음 비의 향상도 또는 세컨더리 시스템이 사용 가능한 무선 자원을 사용함으로써 프라이머리 시스템에서 발생하는 간섭량을 고려하여 협력 신호의 기여도를 평가할 수 있다.
또한, 무선 자원 관리부(640)는 협력 신호의 기여도에 따라 사용 가능한 무선 자원을 제어한다. 즉, 무선 자원 관리부(640)는 협력 신호의 기여도가 높을수록 위한 사용 가능한 무선 자원을 세컨더리 시스템에 더 많이 할당할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 프라이머리 기지국은 실시간으로 세컨더리 시스템에 할당되는 사용 가능한 무선 자원을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 프라이머리 시스템 및 세컨더리 시스템의 전체적인 성능을 극대화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 세컨더리 기지국을 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 세컨더리 기지국(430)은 수신부(710), 협력 신호 생성부(720), 전송부(730), 무선 자원 인지부(740) 및 통신 수행부(750)를 포함한다.
수신부(710)는 프라이머리 단말의 업링크 신호를 수신한다. 여기서, 세컨더리 기지국(430) 및 프라이머리 단말 사이에는 논리적인 연결이 존재하지 않을 수도 있으며, 이러한 경우, 수신부(710)는 프라이머리 단말의 업링크 신호(overhearing)를 엿들을 수 있다.
또한, 협력 신호 생성부(720)는 상기 수신된 업링크 신호에 대해 연판정을 수행하기 위한 연판정 정보, 상기 수신된 업링크 신호를 양자화하여 생성된 디지털 정보 또는 상기 수신된 업링크 신호에 대해 경판정을 수행하기 위한 경판정 정보 중 적어도 하나와 관련된 협력 신호를 생성한다.
또한, 전송부(730)는 프라이머리 기지국으로 상기 협력 신호를 전송한다. 이 때, 프라이머리 기지국은 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 상기 협력 신호를 처리하여 업링크 신호를 검출한다. 그리고, 프라이머리 기지국은 협력 신호의 기여도를 평가하여 세컨더리 시스템을 위한 사용 가능한 무선 자원을 할당한다. 이 때, 프라이머리 기지국은 할당된 사용 가능한 무선 자원에 관한 정보를 세컨더리 시스템으로 통보한다.
또한, 무선 자원 인지부(740)는 할당된 사용 가능한 무선 자원에 관한 정보를 이용하여 프라이머리 기지국에 의해 할당된 사용 가능한 무선 자원을 인지한다.
또한, 통신 수행부(750)는 인지된 사용 가능한 무선 자원을 이용하여 세컨더리 단말과 통신을 수행한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프라이머리 기지국을 나타낸 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프라이머리 기지국(510)은 수신부(810), 제1 신호 생성부(820), 전송부(830), 평가부(840) 및 무선 자원 관리부(850)를 포함한다.
수신부(810)는 소스 프라이머리 단말로부터 업링크 신호를 수신한다. 이 때, 소스 프라이머리 단말에 의해 전송된 업링크 신호는 세컨더리 기지국에서도 수신된다.
또한, 제1 신호 생성부(820)는 상기 수신된 업링크 신호에 대해 연판정을 수행하기 위한 연판정 정보, 상기 수신된 업링크 신호를 양자화하여 생성된 디지털 정보 또는 상기 수신된 업링크 신호에 대해 경판정을 수행하기 위한 경판정 정보 중 적어도 하나와 관련된 제1 신호를 생성한다.
뿐만 아니라, 세컨더리 기지국은 자신의 수신된 업링크 신호를 기초로 연판정 정보, 경판정 정보 또는 디지털 정보 중 적어도 하나와 관련된 제2 신호를 생성하고, 생성된 제2 신호를 목적 프라이머리 단말로 전송한다.
또한, 전송부(830)는 목적 프라이머리 단말로 상기 제1 신호를 전송한다. 이 때, 목적 프라이머리 단말은 제1 신호 및 제2 신호를 적절히 결합하여, 업링크 신호(업링크 신호의 정보 비트들)를 검출한다.
또한, 평가부(840)는 상기 목적 프라이머리 단말이 상기 업링크 신호를 검출하는 것에 대한 제2 신호의 기여도를 평가한다. 제2 신호의 기여도는 제2 신호의 존재로 인한 프라이머리 시스템에서 데이터 전송률의 향상도 등을 통해 평가될 수 있다.
또한, 무선 자원 관리부(850)는 상기 제2 신호의 기여도에 따라 세컨더리 시스템을 위한 사용 가능한 무선 자원을 제어한다.
또한, 도 1 내지 도 8에 도시되지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 프라이머리 기지국의 동작 방법은 프라이머리 단말로부터 업링크 신호 및 세컨더리 시스템으로부터 상기 업링크 신호와 연관된 협력(cooperation) 신호를 수신하는 단계, 상기 수신된 업링크 신호 및 상기 수신된 협력 신호를 이용하여 상기 업 링크 신호를 검출하는 단계, 상기 업링크 신호의 검출에 대한 상기 협력 신호의 기여도를 평가하는 단계 및 상기 협력 신호의 기여도에 따라 상기 세컨더리 시스템을 위한 사용 가능한(available) 무선 자원을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 프라이머리 기지국의 동작 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.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통 상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 프라이머리 시스템 및 세컨더리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 협력 신호를 이용하여 프라이머리 시스템의 업링크 통신을 돕는 세컨더리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 프라이머리 시스템 및 세컨더리 시스템의 데이터 전송률들의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 연판정 또는 경판정 정보를 이용하여 프라이머리 시스템의 업링크 통신을 돕는 세컨더리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 목적 프라이머리 단말이 존재하는 경우, 세컨더리 시스템 및 프라이머리 시스템을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 프라이머리 기지국을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 세컨더리 기지국을 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프라이머리 기지국을 나타낸 블록도이다.

Claims (21)

  1. 프라이머리 단말로부터 업링크 신호 및 세컨더리 시스템으로부터 상기 업링크 신호와 연관된 협력(cooperation) 신호를 수신하는 수신부;
    상기 업링크 신호의 검출에 대한 상기 협력 신호의 기여도를 평가하는 평가부; 및
    상기 협력 신호의 기여도에 따라 상기 세컨더리 시스템을 위한 사용 가능한(available) 무선 자원을 제어하는 무선 자원 관리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 평가부는
    상기 협력 신호로 인한 상기 업링크 신호의 데이터 전송률의 향상도(betterment) 또는 신호 대 잡음 비의 향상도를 고려하여 상기 협력 신호의 기여도를 평가하는 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 평가부는
    상기 세컨더리 시스템이 상기 제어된 사용 가능한 무선 자원을 사용함으로써 프라이머리 시스템에서 발생하는 간섭량을 더 고려하여 상기 협력 신호의 기여 도를 평가하는 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 업링크 신호 및 상기 수신된 협력 신호를 이용하여 상기 업링크 신호를 검출하는 검출부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 검출부는
    다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 상기 수신된 업링크 신호 및 상기 수신된 협력 신호를 처리하여 상기 업링크 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 수신부는
    연판정 정보 - 상기 세컨더리 시스템에 속하는 세컨더리 기지국은 상기 업링크 신호에 대해 연판정을 수행하기 위한 상기 연판정 정보를 생성함. - 와 관련된 상기 협력 신호를 수신하고,
    상기 검출부는
    상기 세컨더리 기지국에 의해 생성된 상기 연판정 정보 및 상기 수신된 업 링크 신호의 연판정 정보를 결합하여 상기 업링크 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 수신부는
    디지털 정보 - 상기 디지털 정보는 상기 세컨더리 시스템에 속하는 세컨더리 기지국의 수신 신호를 양자화하여 생성된 것임. -와 관련된 상기 협력 신호를 수신하고,
    상기 검출부는
    상기 양자화된 수신 신호 및 상기 수신된 업링크 신호를 결합하여 상기 업링크 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 수신부는
    경판정(hard decision) 정보 - 상기 세컨더리 시스템에 속하는 세컨더리 기지국은 상기 업링크 신호에 대해 경판정을 수행하여 상기 경판정 정보를 생성함. - 와 관련된 상기 협력 신호를 수신하고,
    상기 검출부는
    상기 세컨더리 기지국에 의해 생성된 경판정 정보 및 상기 수신된 업링크 신호의 경판정 정보를 결합하여 상기 업링크 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무선 자원 관리부는
    상기 협력 신호의 기여도가 높을수록 상기 세컨더리 시스템을 위한 상기 사용 가능한 무선 자원을 증가시키는 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 세컨더리 시스템에 속하는 세컨더리 기지국 및 세컨더리 단말이 상기 제어된 사용 가능한 무선 자원을 이용하여 통신하는 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국.
  11. 프라이머리 단말의 업링크 신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 업링크 신호에 대해 연판정을 수행하기 위한 연판정 정보, 상기 수신된 업링크 신호를 양자화하여 생성된 디지털 정보 또는 상기 수신된 업링크 신호에 대해 경판정을 수행하기 위한 경판정 정보 중 적어도 하나와 관련된 협력 신호를 생성하는 협력 신호 생성부;
    프라이머리 기지국으로 상기 협력 신호를 전송하는 전송부; 및
    상기 프라이머리 기지국에 의해 할당된 사용 가능한 무선 자원을 인지하는 무선 자원 인지부
    를 포함하고,
    상기 프라이머리 기지국은 상기 협력 신호를 상기 업링크 신호를 검출하는 데에 사용하고, 상기 업링크 신호의 검출에 대한 상기 협력 신호의 기여도에 따라 상기 사용 가능한 무선 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 세컨더리 기지국.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프라이머리 기지국은 상기 업링크 신호의 검출에 대해 상기 협력 신호를 이용하여 다이버시티 이득을 얻는 것을 특징으로 하는 세컨더리 기지국.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 인지된 사용 가능한 무선 자원을 이용하여 세컨더리 단말과 통신을 수행하는 통신 수행부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세컨더리 기지국.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프라이머리 기지국은 상기 세컨더리 기지국 및 상기 세컨더리 단말이 상기 인지된 사용 가능한 무선 자원을 사용함으로써 프라이머리 시스템에서 발생하는 간섭량을 고려하여 상기 협력 신호의 기여도를 평가하는 것을 특징으로 하는 세컨더리 기지국.
  15. 소스 프라이머리 단말로부터 업링크 신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 업링크 신호에 대해 연판정을 수행하기 위한 연판정 정보, 상기 수신된 업링크 신호를 양자화하여 생성된 디지털 정보 또는 상기 수신된 업링크 신호에 대해 경판정을 수행하기 위한 경판정 정보 중 적어도 하나와 관련된 제1 신호를 생성하는 제1 신호 생성부;
    목적 프라이머리 단말로 상기 제1 신호를 전송하는 전송부;
    상기 목적 프라이머리 단말이 상기 업링크 신호를 검출하는 것에 대한 제2 신호의 기여도를 평가하는 평가부; 및
    상기 제2 신호의 기여도에 따라 세컨더리 시스템을 위한 사용 가능한 무선 자원을 제어하는 무선 자원 관리부
    를 포함하고,
    상기 세컨더리 시스템의 세컨더리 기지국은 상기 업링크 신호와 관련된 상기 제2 신호를 상기 목적 프라이머리 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 목적 프라이머리 단말은 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 처리하여 상기 업링크 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 평가부는
    상기 세컨더리 시스템이 상기 제어된 사용 가능한 무선 자원을 사용함으로써 프라이머리 시스템에서 발생하는 간섭량을 고려하여 상기 제2 신호의 기여도를 평가하는 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국.
  18. 프라이머리 단말로부터 업링크 신호 및 세컨더리 시스템으로부터 상기 업링크 신호와 연관된 협력(cooperation) 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 업링크 신호 및 상기 수신된 협력 신호를 이용하여 상기 업링크 신호를 검출하는 단계;
    상기 업링크 신호의 검출에 대한 상기 협력 신호의 기여도를 평가하는 단계; 및
    상기 협력 신호의 기여도에 따라 상기 세컨더리 시스템을 위한 사용 가능한(available) 무선 자원을 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국의 동작 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 협력 신호의 기여도를 평가하는 단계는
    상기 세컨더리 시스템이 상기 제어된 사용 가능한 무선 자원을 사용함으로써 프라이머리 시스템에서 발생하는 간섭량을 고려하여 상기 협력 신호의 기여도를 평가하는 단계인 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국의 동작 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 업링크 신호 및 상기 협력(cooperation) 신호를 수신하는 단계는
    연판정 정보 - 상기 세컨더리 시스템에 속하는 세컨더리 기지국은 상기 업링크 신호에 대해 연판정을 수행하기 위한 상기 연판정 정보를 생성함. - 와 관련된 상기 협력 신호를 수신하는 단계이고,
    상기 업링크 신호를 검출하는 단계는
    상기 세컨더리 기지국에 의해 생성된 상기 연판정 정보 및 상기 수신된 업링크 신호의 연판정 정보를 결합하여 상기 업링크 신호를 검출하는 단계인 것을 특징으로 하는 프라이머리 기지국의 동작 방법.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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