KR20100040592A - 특징 검출을 이용하여 충돌을 검사하는 인지 무선 통신 단말기 및 인지 무선 통신 방법 - Google Patents

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Abstract

채널에 접속되면 데이터를 송신하고, 선정된 충돌검출주기 내에서 랜덤하게 선택되는 시점에서 상기 데이터의 송신을 중단하고, 채널에 다른 단말기의 에너지 또는 특징 정보가 검출되었는지 여부를 판단한다. 상기 판단결과, 상기 채널에 다른 단말기의 에너지 또는 특징 정보가 검출되지 않은 경우에는 무선 자원을 선점하여 상기 데이터의 송신을 개시하고, 에너지만 검출된 경우에는 선정된 특징 정보를 상기 충돌검출주기 동안 전송하여 다른 단말기의 무선 자원 선점을 금지시키고, 에너지와 특징 정보가 모두 검출된 경우에는 무선 자원을 포기하여 데이터의 송신을 중단하고 일정시간 후 데이터의 송신을 처음부터 다시 시작한다.
CSMA/CA, 인지 무선, cognitive radio, MIMO, 센싱, MAC, distributed

Description

특징 검출을 이용하여 충돌을 검사하는 인지 무선 통신 단말기 및 인지 무선 통신 방법{COGNITIVE RADIO COMMUNICATION TERMINAL AND METHOD FOR DETECTING COLLISION USING FEATURE DETECTION}
본 발명의 실시예들은 랜덤하게 할당되는 기간동안 채널에 다른 단말기의 에너지 또는 특징 정보가 검출되었는지 여부를 판단하고, 상기 판단에 기초하여 무선 자원의 선점 여부를 결정하는 인지 무선 통신 단말기 및 인지 무선 통신 방법에 관한 것이다.
한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 기술에 관한 다양한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 그 중 가장 부각되고 있는 기술 중 하나가 인지 무선(Cognitive Radio, CR) 기술이다.
근래에는 인지 무선 기술 중에서도 무선랜, 블루투스 등과 같은 비면허 기기(unlicensed device)의 사용이 증가하고 있으며, 이러한 시대적인 추세에 힘입어 비면허 기기가 사용할 수 있는 주파수 대역과 시스템 표준의 개수도 크게 증가하고 있다.
비면허 기기는 중앙에서 무선 자원을 관리하여 사용하는 Centralized 방식 의 셀룰러 통신과는 달리, 단말들 스스로가 알아서 무선 자원에 접속하여 통신하는 분산 방식(distributed)의 통신 프로토콜이 적용된다.
이러한 분산 방식의 통신 프로토콜은 구현이 용이하며 복잡도가 적은 장점이 있음에도 불구하고, 네트워크 내 단말의 수가 증가하는 경우에 무선 자원을 사용하려는 단말간의 경쟁(충돌, collision)이 심화되어 그 효율이 현저히 떨어지는 문제점이 발생한다. 따라서, 나날이 증가하는 비면허 기기들에 대한 시대적 흐름을 반영하여, 비면허 기기들이 네트워크 상에서 효율적으로 통신할 수 있는 진보한 기술적 사상이 절실히 필요한 실정이다.
본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 단말기는 선정된 충돌검출주기(collision detection period) 내 임의의 제1 시점에서 할당된 정적타임슬롯(quiet time slot)으로 데이터를 분할하여, 상기 분할된 데이터의 적어도 일부를 수신측에 송신하는 송신 처리부 및 상기 제1 시점의 정적타임슬롯 동안에 상기 수신측과의 채널에서 다른 단말기의 에너지 및 선정된 특징(feature) 정보 중 적어도 어느 하나의 검출 여부를 판단하는 센싱부를 포함한다.
이 때, 상기 센싱부의 판단 결과, 상기 수신측과의 채널에서 상기 다른 단말기의 에너지 및 상기 선정된 특징 정보가 검출되지 않은 경우, 상기 송신 처리부는 상기 분할될 데이터의 나머지를 송신한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 인지 무선 통신 단말기는 상기 센싱부의 판단 결과 상기 수신측과의 채널에서 다른 단말기의 에너지만 검출된 경우, 선정된 특징(feature) 정보를 상기 선정된 충돌검출주기까지 상기 수신측과의 채널에 전송하고, 상기 충돌검출주기 이후에 상기 채널을 선점하여 상기 분할될 데이터의 나머지를 송신한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 단말기는 상기 센싱부의 판단 결과 상기 수신측과의 채널에서 다른 단말기의 에너지 및 특징 정보가 검출된 경우, 상기 송신 처리부는 데이터의 송신을 중단한다.
본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법은 채널에 발생하는 단말 간의 충돌을 미연에 방지함으로써, 네트워크에 단말들이 증가하는 경우에도 무선 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법은 단말기의 특성에 따라 무선 자원의 할당 순위를 적용함으로써 특정 단말기들의 서비스 질(QOS)을 보장할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법은 기존 방식과 호환됨으로써, 저렴한 비용으로 용이하게 구현할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 개시되는 인지 무선 통신 단말기라 함은, 단말 스스로가 알아서 무선 자원에 접속하여 통신하는 Distributed 방식의 네트워크 상에서 동작하는 단말들을 통칭하는 개념으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법을 설명하기 위한 단말들의 타이밍도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 송신측의 인지 무선 통신 단말기(110)는 데이터를 전송하려는 채널이 사용 가능한지를 감시(sensing)하고 있다가, 사용 가능하게 되면 랜덤 백오프(random backoff) 등으로 인한 딜레이 후에 채널에 접속하여 데이터 전송을 개시한다. 이러한, 인지 무선 통신 단말기(110)가 초기에 채널에 접속하기 위한 과정은 종래 CSMA/CA와 동일하며, 따라서 본 발명의 일실시예에 따른 인 지 무선 통신 단말기(110)는 IEEE 802.11 무선랜 시스템과 호환된다.
도 1을 참조하면, 이러한 초기 데이터의 전송은 선정된 충돌검출주기(CD Period, collision detection period) 동안에 일부가 수행되며, 임의 시점에 랜덤 할당되는 정적타임슬롯(111, quiet time slot)에서 일시적으로 중단되고, 송신측의 인지 무선 통신 단말기(110)는 채널의 충돌검출을 수행한다.
구체적으로, 송신측의 인지 무선 통신 단말기(110)는 선정된 충돌검출주기(CD Period, collision detection period) 동안에 먼저 데이터의 일부를 전송하고, 임의 시점에 랜덤 할당되는 정적타임슬롯(111, quiet time slot)에서 상기 데이터의 전송을 일시 중단하며, 다른 단말기(130)와의 충돌검출을 수행한다. 이 때, 채널에 다른 단말기(130)의 충돌이 검출되지 않은 경우라면, 송신측의 인지 무선 통신 단말기(110)는 상기 선정된 충돌검출주기가 끝나는 이후부터 상기 일시 중단된 데이터의 나머지 전송을 개시한다. 또한, 데이터를 모두 수신한 수신측의 인지 무선 통신 단말기(120)는 데이터의 수신완료를 알리기 위해 'Ack' 신호를 송신측의 인지 무선 통신 단말기(110)로 전송한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 충돌여부는 채널의 에너지 검출(energy detection)여부 또는 선정된 특징 정보의 검출(feature detection)여부에 기반하여 판단된다.
상기 선정된 특징 정보라 함은, 사전에 설정된 preamble, pilot, signature, 및 cyclic prefix 중에서 적어도 하나 이상의 정보를 포함한다. 또한, 상기 특징 정보의 검출여부는 채널에 특징 정보 중에서 적어도 하나가 검출되는지 의 여부로 판단될 수 있다.
예를 들어, 도 1과 같이 채널에 에너지와 선정된 특징 정보가 모두 검출되지 않은 경우라면, 채널을 사용하려는 다른 단말기(130)가 없는 상태이고, 이에 수신측의 인지 무선 통신 단말기(120)는 상기 충돌검출주기 이후에 채널을 선점하여 전송이 일시 중단된 데이터의 전송을 개시한다.
다른 예로써, 채널에 에너지 또는 특징 정보가 검출된 경우는 채널을 사용하려는 또 다른 단말기가 존재하여 충돌이 예상되는 상태이다. 이는 도 2를 통해 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 단말기가 CDP 동안 수행하는 충돌 검사를 설명하는 도면이다.
송신측의 인지 무선 통신 단말기(210)는 상기 선정된 충돌검출주기(CD Period, collision detection period) 동안에 먼저 데이터의 일부를 전송하고, 임의 시점에 랜덤 할당되는 정적타임슬롯(211, quiet time slot)에서 상기 데이터의 전송을 일시 중단하며, 다른 단말기(230)와의 충돌여부를 검출한다. 이 때, 정적타임슬롯(211) 동안에 다른 단말기(230)는 해당 채널을 이용하여 데이터 송신 중이며, 송신측 인지 무선 통신 단말기(210)는 상기 송신 중인 다른 단말기(230)의 데이터로 인해 정적타임슬롯(211) 동안 에너지를 검출한다.
본 발명의 일실시예에 따른 정적타임슬롯은, 충돌검출주기를 균등하게 분할한 타임슬롯들 중에서 에너지 또는 특징 정보를 검출하기 위해 단말별로 랜덤하게 할당되는 기간(period)으로서, 프리엠블을 제외한 나머지 중에서 임의로 할당될 수 있다. 이러한 정적타임슬롯 동안 채널에 에너지가 검출되면, 송신측 인지 무선 통신 단말기(210)는 해당 채널에서 충돌이 발생하였음을 인지한다.
구체적으로, 송신측 인지 무선 통신 단말기(210)의 입장에서 살펴보면, 송신측 인지 무선 통신 단말기(210)는 선정된 충돌검출주기 내의 정적타임슬롯(211) 동안에 채널에 다른 단말기(230)가 송신중인 에너지를 검출한다. 또한, 송신측 인지 무선 통신 단말기(210)는 도 2에서와 같이 다른 단말기(230)가 선정된 특징 정보를 송신하지 않기 때문에 상기 에너지 만을 검출한다. 이때, 상기 검출되는 에너지가 임계값 이하인 경우, 송신측 인지 무선 통신 단말기(210)는 검출된 에너지를 무시할 수 있다.
송신측 인지 무선 통신 단말기(210)가 정적타임슬롯(211) 동안 해당 채널로부터 임계값 이상의 에너지만을 검출하였다면, 송신측 인지 무선 통신 단말기(210)는 해당 채널에 비록 충돌이 발생하였지만, 충돌을 야기시킨 단말기들 중에서 자신이 가장 먼저 충돌을 검출한 단말기라고 판단하여 채널을 예약할 수 있다. 상기 특징 정보는 사전에 설정된 preamble, pilot, signature, 및 cyclic prefix 중에서 적어도 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
특징 정보를 송출하는 송신측 인지 무선 통신 단말기(210)는 상기 선정된 충돌검출주기 동안만 상기 특징 정보를 송출하고, 상기 충돌검출주기가 종료되는 시점 또는 상기 시점부터 일정시간(backoff time)만큼 딜레이 후에 채널을 선점하여 데이터의 전송을 마친다.
다음으로, 다른 단말기(230)의 관점에서 살펴보면, 다른 단말기(230)의 정 적타임슬롯(231)은 송신측 인지 무선 통신 단말기(210)의 정적타임슬롯(211) 이후에 할당된 것이다.
이때, 다른 단말기(230)는 정적타임슬롯(231) 동안에 송신측 인지 무선 통신 단말기(210)의 데이터로 인해 임계값 이상의 에너지를 검출하고, 채널에 충돌이 발생하였음을 인지한다. 이와 더불어, 다른 단말기(230)는 정적타임슬롯(211)이 먼저 할당된 송신측 인지 무선 통신 단말기(210)가 송출하는 선정된 특징 정보도 검출한다. 즉, 다른 단말기(230)는 정적타임슬롯(231) 동안에 채널로부터 에너지 및 특징 정보를 모두 검출한다.
채널로부터 에너지 및 특징 정보가 모두 검출됨에 따라, 다른 단말기(230)는 채널에 충돌이 발생하였으며, 또한 해당 채널에서 가장 먼저 충돌검출 여부를 수행한 단말기가 있다고 판단한다. 이에, 다른 단말기(230) 데이터의 송신을 중단함으로써, 가장 먼저 충돌검출 여부를 수행한 단말기에게 무선 자원을 양보한다.
반대의 경우로, 랜덤하게 할당되는 정적타임슬롯이 송신측 인지 무선 통신 단말기(210) 보다 다른 단말기(230)에 먼저 할당될 수도 있다. 이 경우는 반대로, 다른 단말기(230)가 에너지만 검출하여 특징 정보를 송신하고, 송신측 인지 무선 통신 단말기(210)는 에너지와 특징 정보를 모두 검출하게 된다. 또한, 에너지와 특징 정보를 모두 검출한 송신측 인지 무선 통신 단말기(210)는 데이터의 전송을 중단하고, 다른 단말기(230)가 무선 자원을 선점하도록 양보한다.
추가적으로, 데이터를 모두 수신한 수신측의 인지 무선 통신 단말기(220)는 데이터의 수신완료를 알리기 위해 'Ack' 신호를 송신측의 인지 무선 통신 단말 기(210)로 전송한다.
결국, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 단말기는 네트워크에 단말들이 증가하는 경우에도 채널에 발생하는 단말 간의 충돌을 미연에 방지함으로써 채널을 보다 효율적으로 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법은 최초 채널의 접속뿐만 아니라, 수신측 단말기에 있어서 기존의 distributed 방식을 적용하고 있어 기존의 단말기들과 많은 부분 호환이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 단말기는 센싱부(310)와 송신 처리부(320)를 포함한다. 먼저, 센싱부(310)는 RF(radio frequency) 신호를 수신하는 RF 모듈(311), 상기 수신된 RF 신호의 에너지를 검출하는 ED(energy detection) 모듈(312), 상기 수신된 아날로그의 RF 신호를 디지털로 변환하는 ADC(analog to digital convertor) 모듈(313), 상기 ADC(analog to digital convertor) 모듈(313)로부터의 디지털 출력으로부터 특징 정보를 검출하는 FD(feature detection) 모듈(314), 및 신호처리를 위해 신호를 가공하는 FFT(fast fourier transform) 모듈(315)을 포함한다.
다음으로, 송신 처리부(320)는 센싱부(310)의 ED(energy detection) 모듈(312) 또는 FD(feature detection) 모듈(314)로부터 수신하는 제어 정보를 기저대역 처리하여 채널의 선점 또는 비선점을 결정하기 위한 MAC Process 모듈(321)과 Baseband Process 모듈(322)을 포함한다. 뿐만 아니라, 송신 처리부(320)는 일반적인 데이터의 송신에 필요한 IFFT(inverse fast fourier transform) 모듈(323), DAC(digital to analog convertor) 모듈(324), 및 RF 모듈(325)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 센싱부(310)가 채널의 에너지 또는 특징 정보의 여부를 센싱하여 다른 단말기와의 충돌 여부를 판단한다.
이때, 에너지와 특징 정보 모두 검출되지 않은 제1의 경우, 에너지와 특징 정보 모두 검출된 제2의 경우, 및 에너지만 검출된 제3의 경우를 고려할 수 있다. 물론, 특징 정보만이 검출되는 경우도 흔치않게 발생할 수 있겠으나, 특징 정보만이 검출된 경우라면 채널을 사용하려는 단말이 데이터를 보내지 않는 상황이므로 고려할 필요가 없다.
제1의 경우, 송신 처리부(320)는 현재 채널에 데이터를 전송하려고 대기 중인 단말이 없다고 판단하고, 이후 무선 자원을 선점하여 이전에 중단했던 데이터를 마저 전송하도록 처리한다.
제2의 경우, 송신 처리부(320)는 채널을 선점할 것을 먼저 알린(reservation) 단말이 있음을 인지하고, 데이터의 전송을 일체 중단한다.
제3의 경우, 송신 처리부(320)는 에너지가 검출되었기에 채널에 충돌이 발생하였음을 인지하지만, 자신이 가장먼저 채널의 충돌검출 여부를 수행하였다고 판단하고, 특징 정보를 송출하여 다른 단말이 채널 사용을 포기하도록 한다. 이에, 송신 처리부(320)는 충돌검출주기 이후 상기 채널을 선점하여 상기 분할될 데이터 의 나머지를 송신한다. 이로써, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 단말기는 특징 정보를 이용하여, 채널에서 발생하는 다른 단말들과의 충돌을 미연에 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 단말기가 복수의 CDP 동안 수행하는 충돌 검사를 설명하는 도면이다.
만약, 한 번의 CD Period 동안 충돌검사를 수행하는 경우 랜덤으로 할당되는 정적타임슬롯이 두 개의 단말기에 동시에 할당될 수 있다. 이 경우, 두 개의 단말기는 각각 현 채널이 비었다고 판단할 수 있다.
이를 예방하기 위해, 도 4는 CD Period를 두 번으로 정하고, 각각의 CD Period 동안에 각각 랜덤으로 할당되는 정적타임슬롯에서 충돌검출 여부를 수행하여, 정적타임슬롯의 중복으로 인해 발생할 수도 있는 상기 문제점을 예방할 수 있다. 또한, 네트워크의 신용도에 따라 CD Period의 반복 횟수가 결정될 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참조하면 송신측의 인지 무선 통신 단말기(410)는 선정된 제1 충돌검출주기(CD Period, collision detection period) 동안에 먼저 데이터의 일부를 전송한다. 이후, 상기 제1 충돌검출주기의 임의 시점에서 랜덤 할당되는 정적타임슬롯(411, quiet time slot)에서 상기 데이터의 전송을 일시 중단하고, 다른 단말기(430)와의 충돌여부를 1차로 검출한다.
만약, 충돌여부의 1차 검출에서 에너지와 특징 정보가 모두 검출되지 않았다면 송신측의 인지 무선 통신 단말기(410)는 상기 제1 충돌검출주기에 연이은 제2 충돌검출주기의 임의 시점까지 데이터 전송을 재개시한다. 상기 제2 충돌검출주기 의 임의 시점은 상기 제1 충돌검출주기에서와 같이 랜덤으로 결정되며, 상기 제2 충돌검출주기의 임의 시점에서 충돌검출을 위한 정적타임슬롯(412)이 할당된다.
이어, 송신측의 인지 무선 통신 단말기(410)는 정적타임슬롯(412) 동안에 상기 재개시된 데이터의 전송을 또 다시 일시 중단하며, 다른 단말기(430)와의 충돌여부를 2차로 검출한다.
이 때, 송신측의 인지 무선 통신 단말기(410)는 비로소 채널에서 다른 단말기(430)와의 충돌이 발생하였음을 인지한다. 즉, 두 개의 단말기가 각각 랜덤으로 선택하는 두 번의 정적타임슬롯 시점들이, 정확하게 일치하는 경우(즉, 411과 431 및 412와 432가 동시에 일치하는 경우)는 극히 드물기 때문에 송신측의 인지 무선 통신 단말기(410)는 1차 검출에서 놓친 충돌을 2차 검출에서는 인지할 수가 있다.
송신측의 인지 무선 통신 단말기(410)는 2차 검출 시점인 정적타임슬롯(412)에서, 다른 단말기(430)의 에너지를 검출하여 채널에 충돌이 발생하였음을 인지한다. 또한, 송신측의 인지 무선 통신 단말기(410)는 정적타임슬롯(412)에서, 에너지만이 검출되었으므로 제2 충돌검출주기에서 자신이 가장 먼저 충돌검사를 수행했음을 알 수 있다. 결국, 충돌검사를 가장 먼저 수행한 송신측의 인지 무선 통신 단말기(410)는 남은 제2 충돌검출주기 동안에 특징 정보를 송신하여 다른 단말기(430)가 채널을 선점하는 것을 방지한다.
이후, 상기 제2 충돌검출주기가 끝나면 송신측의 인지 무선 통신 단말기(410)는 송신을 중단한 데이터의 나머지 부분을 모두 수신측에 전송한다.
반대로, 다른 단말기(430)의 입장에서 보면 비록 제1 충돌검출주기 동안 정 적타임슬롯(411)과 동일한 시점에서 정적타임슬롯(431)이 선택되었다고 하더라도, 2차 충돌검출주기 동안에 정적타임슬롯(412)과는 다른 시점에서 정적타임슬롯(432)이 선택된다. 이때, 다른 단말기(430)는 송신측의 인지 무선 통신 단말기(410)가 전송하는 특징 정보로 인해, 에너지 및 특징 정보를 모두 검출한다. 또한, 상기 에너지 및 상기 특징 정보가 검출되면 다른 단말기(430)는 데이터의 전송을 일체 중단하고, 다음번에 데이터의 전송을 처음부터 개시한다.
인지 무선 통신 단말기(410)의 시스템적인 관점에서 살펴보면, 송신 처리부에서 분할될 데이터의 나머지를 2차 충돌검출주기 내 임의의 시점에서 할당된 정적타임슬롯(412)으로 분할하고, 센싱부에서 정적타임슬롯(412) 동안에 수신측과의 채널에서 다른 단말기(430)의 에너지 또는 선정된 특징 정보의 검출여부를 판단한다.
상기 판단 결과 에너지 및 특징 정보가 검출되지 않은 제1의 경우 상기 송신 처리부는 제2 충돌검출주기가 종료된 후 데이터의 나머지를 송신한다. 또한, 상기 판단 결과 에너지 및 특징 정보가 모두 검출된 제2의 경우 상기 송신 처리부는 선정된 특징 정보를 상기 제2 충돌검출주기까지 상기 수신측과의 채널에 전송하고, 상기 제2 충돌검출주기 이후에 상기 채널을 선점하여 상기 분할될 데이터의 나머지를 송신한다. 이때, 상기 다른 단말기(430)는 제2 충돌검출주기 내에서 임의로 선택된 정적타임슬롯 동안에 상기 송신 처리부의 특징 정보를 검출하여 데이터의 송신을 중단한다.
마지막으로, 상기 센싱부의 판단 결과 특징 정보가 검출된 제3의 경우에는 상기 송신 처리부에서 데이터의 송신을 중단한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위가 적용된 인지 무선 통신 단말기가 수행하는 충돌 검사를 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 특정 인지 무선 통신 단말기는 다른 단말기들보다 우선하여 정적타임슬롯이 할당되고, 정적타임슬롯 동안 다른 단말기들보다 먼저 충돌검출 여부를 수행하여 채널을 선점할 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 인지 무선 통신 단말기는 QOS가 최우선으로 보장되어야 하는 분야에 적용될 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 선정된 충돌검출주기 동안에 단말별로 랜덤하게 할당되는 정적타임슬롯은 에너지 검출 시간 및 특징 정보 검출 시간이 반영된 복수의 타임슬롯들로 구분되고, 상기 복수의 타임슬롯들 중에 적어도 하나는 우선 순위를 반영하여 특정 단말기의 정적타임슬롯으로만 할당된다. 이는 도 6을 통해 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위의 타임슬롯이 할당된 CDP를 설명하는 도면이다.
도 6에서 보는 바와 같이, 충돌검출주기(CD Period, 600)는 도면부호 601, 602, 603, 및 604으로 식별되는 균등 분할된 타임슬롯들을 포함한다.
구체적으로, 충돌검출주기(CD Period, 600) 내에서 도면부호 601은 프레임의 동기를 위한 프리엠블 영역, 도면부호 602는 최우선 순위를 갖는 정적타임슬롯 영역(DQT1, Dedicated Quiet Time1), 도면부호 603은 두 번째 우선 순위를 갖는 정적타임슬롯 영역(DQT2, Dedicated Quiet Time2)으로 구분된다. 또한, 충돌검출주 기(CD Period, 600)는 네트워크 내의 일반적인 단말들에게 랜덤하게 할당되는 타임슬롯들(CD Slots, 604)을 더 포함한다. 즉, 충돌검출을 수행하기 위한 정적타임슬롯들은 각각 우선 순위를 갖고, 단말기의 특성에 따라 다르게 할당될 수 있다.
예를 들어, 채널 서비스 품질(QOS)이 최우선으로 보장되어야 하는 특정 단말기는 프리엠블(601)을 제외한 정적타임슬롯들 중에서 시간적으로 최우선의 타임슬롯인 DQT1(602)가 고정 할당되고, DQT1(602) 동안에 채널의 충돌검출을 수행한다. 즉, DQT1(602)에서 충돌검출을 수행하는 상기 특정 단말기는 다른 단말기들보다 우선적으로 무선 자원을 선점할 수 있다.
마찬가지로, DQT2(603)가 고정 할당되는 단말기는 DQT1(602)가 고정 할당되는 단말기보다 후순위로 채널을 선점할 수가 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위의 타임슬롯이 할당된 복수의 CDP를 설명하는 도면이다.
도 7의 제1 충돌검출주기(700)는 도6의 충돌검출주기(600)에 대응한다. 즉, 단말기는 제1 충돌검출주기(700) 동안에 프리엠블(701)을 제외한 나머지 정적타임슬롯들 중에서 특정 타임슬롯 동안 채널의 충돌을 검출한다. 이때에도, 최우선 순위를 갖는 제1 단말기는 DQT1(702)의 정적타임슬롯이 고정 할당되고, 해당 시간동안 다른 단말기들 보다 우선하여 채널의 충돌여부를 검사한다. 마찬가지로, DQT2(703)의 정적타임슬롯이 고정적으로 할당되는 제2 단말기는 상기 제1 단말기를 제외한 다른 단말기들 보다 우선하여 채널의 충돌을 검사할 수 있다.
고정적으로 할당되는 DQT1(702) 및 DQT2(703)를 제외한 나머지 정적타임슬 롯들(704, 711)은 우선순위가 비교적 낮은 제3 단말들에 할당될 수 있다. 즉, 상기 제3 단말들은 제1 충돌검출주기(700) 동안 정적타임슬롯들(704) 중에서 하나를 할당받아, 해당 시간 동안 충돌검출을 수행하고, 제2 충돌검출주기(710) 동안 정적타임슬롯들(711) 중에서 하나를 할당받아, 해당 시간 동안 충돌검출을 수행할 수 있다. 이 때, 제2 충돌검출주기(710) 보다 시간적으로 앞선 제1 충돌검출주기(700) 동안에만 우선 순위가 반영된 정적타임슬롯들(DQT1, DQT2)이 할당될 수 있다.
결론적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법을 이용하면 채널에 발생하는 단말 간의 충돌을 미연에 방지함으로써, 네트워크에 단말들이 증가하는 경우에도 무선 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, 단말기의 특성에 따라 무선 자원의 할당 순서를 적용함으로써 특정 단말기들의 서비스 질(QOS)을 보장할 수 있고, 기존 방식과 호환됨으로써, 저렴한 비용으로 용이하게 구현할 수 있다.
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.
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.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 방법을 설명하기 위한 단말들의 타이밍도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 단말기가 CDP 동안 수행하는 충돌 검사를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 단말기가 복수의 CDP 동안 수행하는 충돌 검사를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위가 적용된 인지 무선 통신 단말기가 수행하는 충돌 검사를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위의 타임슬롯이 할당된 CDP를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위의 타임슬롯이 할당된 복수의 CDP를 설명하는 도면이다.

Claims (19)

  1. 선정된 충돌검출주기(collision detection period) 내 임의의 제1 시점에서 할당된 정적타임슬롯(quiet time slot)으로 데이터를 분할하여, 상기 분할된 데이터의 적어도 일부를 수신측에 송신하는 송신 처리부; 및
    상기 제1 시점의 정적타임슬롯 동안에 상기 수신측과의 채널에서 다른 단말기의 에너지 및 선정된 특징(feature) 정보 중 적어도 어느 하나의 검출 여부를 판단하는 센싱부
    를 포함하고,
    상기 센싱부의 판단 결과, 상기 다른 단말기의 에너지 및 상기 선정된 특징 정보가 검출되지 않은 경우, 상기 송신 처리부는 상기 분할될 데이터의 나머지를 송신하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부의 판단 결과, 상기 수신측과의 채널에서 상기 다른 단말기의 에너지만 검출된 경우,
    상기 송신 처리부는 상기 선정된 특징 정보를 상기 선정된 충돌검출주기까지 상기 수신측과의 채널에 전송하고, 상기 충돌검출주기 이후에 상기 수신측과의 채널을 선점하여 상기 분할될 데이터의 나머지를 송신하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 단말기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부의 판단 결과, 상기 수신측과의 채널에서 상기 다른 단말기의 에너지 및 상기 선정된 특징 정보가 검출된 경우,
    상기 송신 처리부는 상기 분할된 데이터의 송신을 중단하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 단말기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 다른 단말기는 상기 충돌검출주기 내 임의의 제2 시점에서 할당된 정적타임슬롯 동안 상기 선정된 특징 정보를 검출하고, 상기 선정된 특징 정보의 검출에 상응하여 데이터의 송신을 중단하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 단말기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 시점은 상기 제2 시점 보다 시간적으로 우선인 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 단말기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 제1 시점의 정적타임슬롯 동안 에너지 검출(energy detection) 기법 또는 특징 검출(feature detection) 기법을 이용하여 상기 수신측 과의 채널에서 상기 에너지 및 상기 선정된 특징 정보 중 적어도 어느 하나의 검출 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 단말기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 특징 검출 기법은 상기 수신측과의 채널에 사전에 설정된 프리앰블(preamble), 파일롯(pilot), 시그내처(signature), 및 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix) 중에서 적어도 하나 이상의 특징 정보가 검출되었는지 여부를 기반으로 수행되는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 단말기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 송신 처리부는 상기 분할될 데이터의 나머지를 다음번 충돌검출주기 내 임의의 제3 시점에서 할당된 정적타임슬롯으로 분할하고,
    상기 센싱부는 상기 제3 시점에서의 상기 분할된 정적타임슬롯 동안에 상기 수신측과의 채널에서 상기 다른 단말기의 에너지 및 상기 선정된 특징 정보 중 적어도 어느 하나의 검출 여부를 판단하며,
    상기 제3 시점에서의 상기 판단 결과, 상기 다른 단말기의 에너지 및 상기 선정된 특징 정보가 검출되지 않은 경우, 상기 송신 처리부는 상기 제3 시점에서 상기 분할된 데이터의 나머지를 송신하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 단말기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 시점에서의 상기 판단 결과, 상기 다른 단말기의 에너지만 검출된 경우, 상기 송신 처리부는 상기 선정된 특징(feature) 정보를 상기 다음번 충돌검출주기까지 상기 수신측과의 채널에 전송하고, 상기 다음번 충돌검출주기 이후에 상기 수신측과의 채널을 선점하여 상기 분할될 데이터의 나머지를 송신하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 단말기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제3시점에서의 상기 판단 결과, 상기 다른 단말기의 에너지 및 상기 선정된 특징 정보가 검출된 경우, 상기 송신 처리부는 상기 분할된 데이터의 송신을 중단하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 단말기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 다른 단말기는 상기 다음번 충돌검출주기 내 임의의 제4 시점에서 할당된 정적타임슬롯 동안 상기 선정된 특징 정보를 검출하고, 상기 선정된 특징 정보의 검출에 상응하여 데이터의 송신을 중단하며, 상기 제3 시점은 상기 제4 시점 보다 시간적으로 우선인 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 단말기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 선정된 충돌검출주기는 상기 정적타임슬롯의 크기에 해당하는 복수의 타임슬롯들로 구분되고, 상기 복수의 타임슬롯들 중 적어도 하나는 우선 순위를 반영하여 특정 단말기에 대한 정적타임슬롯으로 할당되는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 단말기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 우선 순위는 채널 서비스에 대응되고,
    상기 복수의 타임슬롯들 중에서 시간적으로 최우선인 타임슬롯은, 채널 서비스 품질(QOS)이 최우선으로 보장되어야 하는 특정 단말기에만 할당되는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 단말기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 분할된 데이터의 수신이 완료되면, 상기 수신측으로부터 ACK(acknowledge) 신호를 수신하는 수신부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 단말기.
  15. 데이터를 송신하는 단계;
    선정된 충돌검출주기 내 임의의 제1 시점에서 상기 데이터의 송신을 중단하고, 수신측과의 채널에 다른 단말기의 에너지 및 선정된 특징 정보 중 적어도 어느 하나의 검출 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과, 상기 수신측과의 채널에 상기 다른 단말기의 에너지 또는 상기 선정된 특징 정보가 검출되지 않은 경우에 상기 데이터의 송신을 개시하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 판단 결과, 상기 수신측과의 채널에 상기 다른 단말기의 에너지만 검출된 경우,
    상기 선정된 특징(feature) 정보를 상기 선정된 충돌검출주기까지 상기 수신측과의 채널에 전송하는 단계; 및
    상기 충돌검출주기 이후에 상기 수신측과의 채널을 선점하여 상기 데이터의 나머지를 송신하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 판단 결과, 상기 수신측과의 채널에 상기 다른 단말기의 에너지 및 상기 선정된 특징 정보가 검출된 경우 상기 데이터의 송신을 중단하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 데이터의 송신이 완료되면, 상기 수신측으로부터 ACK 신호를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 방법.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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