KR20100084641A - 무선기, 무선통신시스템 및 무선전파의 검출방법 - Google Patents

Abstract

송수신수단과 다른 무선통신시스템의 무선기로부터 송신된 무선전파를 검출하는 검출수단을 적어도 구비하는 복수개의 코그니티브 무선기를 포함하는 무선통신시스템에, 복수개의 코그니티브 무선기로 구성되는 무선기 그룹의 각 코그니티브 무선기에 무선전파를 검출시키는 주파수대역을 결정하는 제어부를 구비하는 것으로 했다.

Description

무선기, 무선통신시스템 및 무선전파의 검출방법{Wireless device, wireless communication system, and method for detection radio wave}

본 발명은 주위의 무선환경을 인지해서 사용하는 주파수대를 정하는 무선기 및 무선통신시스템에 관한 것이다.

주위의 무선환경에 따라 적응적으로 무선통신에 쓰는 파라메타를 변경하는 무선통신시스템인 코그니티브(cognitive) 무선에 있어서는, 주위의 무선환경을 인지(무선신호를 검출)하고, 그 무선환경에 따라서 파라메타의 최적화를 행한다. 특히, 다른 무선통신시스템(이후 프라이머리(primary) 시스템이라고 기재한다)에 할당된 주파수대역에 있어서 코그니티브 무선통신시스템이 세컨더리(secondary) 시스템으로서 주파수대역을 공유해서 이용하는 것으로 주파수대역의 이용 효율을 향상할 수 있다.

주파수대역을 프라이머리 시스템과 세컨더리 시스템으로 공유할 때, 프라이머리 시스템을 우선적으로 보호 할 필요가 있다. 이 때문에, 프라이머리 시스템은 미리 할당된 주파수대역을 우선적으로 이용할 수 있다. 또한, 세컨더리 시스템은 프라이머리 시스템으로의 간섭을 회피하기 위해서, 프라이머리 시스템에 사용되지 않는 주파수대역을 이용하거나 프라이머리 시스템에 허용되는 간섭량 이하가 되도록 통신을 행할 필요가 있다. 즉, 세컨더리 시스템은 주파수대역의 사용전에 프라이머리 시스템에 의한 해당 대역의 사용 상황을 정확하게 식별할 필요가 있다.

세컨더리 시스템에 의해 주파수대역의 사용상황을 식별하는 방법은 대강 2개로 분류할 수 있다.

하나는 통신시작 전에 세컨더리 시스템의 사용후보주파수대역에 있어서, 프라이머리 시스템의 사용중의 주파수대역을 세컨더리 시스템의 무선기가 검출하는 방법이다. 다른 하나는 세컨더리 시스템이 사용중의 주파수대역에 있어서, 프라이머리 시스템의 통신의 시작을 검출하는 방법이다. 이 경우, 세컨더리 시스템은 주파수대역의 사용을 정지해서 사용가능한 다른 주파수대역을 써서 통신을 행한다.

프라이머리 시스템이 사용하는 주파수대(세컨더리 시스템이 사용하고자 하는 주파수대역)를 검출하는 구체적인 방법으로서, 세컨더리 시스템 무선기(코그니티브 무선기)가 주위의 무선신호를 검출하는 수단으로서 스펙트럼 센싱이 있다. 스펙트럼 센싱은 대별하면, 시간평균에 의해 구한 수신신호전력의 크기에 의해 판정하는 전력검출에 의한 방법과, 프라이머리 시스템의 송신신호에 포함되는 특징량을 검출에 이용하는 방법이 있다. 신호의 특징량을 이용한 방법으로는 프라이머리 시스템의 송신신호에 포함되는 주기 정상성을 이용한 방법이나 수신신호내의 파이롯 신호계열과 동일한 계열을 세컨더리 시스템 무선기로 준비하고 수신신호계열과 상관을 취하는 방법이 있다. 이러한 기술은, 예를 들면, 비특허문헌1 및 특허문헌1에 기재되어 있다.

특허문헌1에는, 다른 무선기기(프라이머리 시스템)에 할당된 무선채널(무선대역)이 빈 상태인지를 검출하는 무선채널검출수단을 구비한 코그니티브 통신시스템이 기재되어 있다. 해당 코그니티브 통신시스템에서는 무선채널을 검출하고, 비어 있을 경우(프라이머리 시스템을 사용하지 않고 있을 경우)에 유효기간을 정하고, 해당 유효기간이 끝났을 경우에 무선기지국이 코그니티브 통신시스템의 무선단말에 유효기간이 끝난 주파수대역의 검출을 지시해서 무선채널의 빈 상태를 재확인하고 있다. 또한, 해당 문헌에는 수신신호를 해석 처리하고, 주파수특성, 진폭특성, 액세스 방식, 변조 방식 등을 식별하는 스펙트럼 센싱 기술도 기재되어 있다.

한편, 특허문헌1에 기재된 같은 개별의 세컨더리 시스템 무선기에 의한 스펙트럼 센싱에서는 페이징, 쉐도잉, 거리감쇠, 주파수상관의 영향 등 주위의 무선전파 환경의 영향에 의해, 프라이머리 시스템의 확실한 검출이 어렵다. 마찬가지로, 세컨더리 시스템 무선기의 개체에 기인하는 검출 정밀도나 검출의 실패 등의 영향을 강하게 받는다.

다음으로, 복수의 세컨더리 시스템의 무선기에 의한 협조 센싱의 개념을 도 1에 나타내고 설명한다. 도 1에는 기존의 무선기인 송신을 행하는 프라이머리 시스템 무선기(100)와 수신을 행하는 프라이머리 시스템 무선기(110), 동일한 통신방식이 사용가능한 세컨더리 시스템의 모든 무선기 또는 일부의 무선기로 구성된 그룹(무선기 그룹)에 포함되는 세컨더리 시스템 무선기(200∼230)가 있다. 도 1에서는, 예로서 4개의 세컨더리 시스템 무선기로 구성되는 그룹(무선기 그룹)을 나타낸다. 그룹에 포함되는 세컨더리 시스템 무선기는 1개의 주노드(200)와 그 밖의 종노드(210, 220, 230)로 분류된다. 한편, 종노드(210, 220, 230)는 주노드와 동일한 구성으로 해도 좋고, 다른 구성이라도 좋다.

여기에서는, 그룹에 포함되는 주노드(200), 종노드(210, 220, 230)가 각각 프라이머리 시스템의 검출을 행한다. 그리고, 검출에 사용되는 스펙트럼 센싱 방법은 비특허문헌1이나 특허문헌1에 나타나 있는 방법이나 이들 이외의 방법이라도 좋고, 특별한 제한은 없다.

각종노드는 검출을 행한 후, 각기 주노드(200)에 대하여 검출정보를 송신한다. 주노드(200)는 종노드로부터 수신한 사용 주파수대의 검출정보와 주노드(200) 자신이 행한 검출정보를 합춰서 이용하고, 검출한 주파수대역이 프라이머리 시스템에 사용되어 있는 것인지 여부를 판정한다. 주노드(200)는 종노드에 대하여, 사용가능한 주파수대역을 통지한다.

상술한 바와 같이, 협조 센싱에서는, 각 세컨더리 시스템 무선기가 개별로 행하는 스펙트럼 센싱 방법으로 어떤 방법을 사용해도 좋다. 그러나, 전력검출에 의한 스펙트럼 센싱과 비교해, 파이롯 신호와의 상관값을 이용하는 방법 등의 특징량을 이용한 스펙트럼 센싱에서는 프라이머리 시스템의 검출 정밀도가 높지만 처리 시간이 길다. 이 때문에, 광범위한 주파수대역에 포함되는 모든 채널에 대하여 특징량을 이용한 스펙트럼 센싱을 적용하는 것은 바람직하지 못하다. 따라서, 광범위한 주파수대역에 포함되는 모든 채널에 대하여 효율이 좋고 검출 가능한 기술이 요망된다.

상기 광범위한 주파수대역을 검출하는 기술의 일 예로서, 특허문헌2를 들 수 있다. 특허문헌2에는 세컨더리 시스템의 사용중의 채널에 있어서, 길이가 다른 2종류의 대기시간을 채널 내에 준비하고, 2단계로 나누어서 프라이머리시스템의 검출을 행하는 방법이 기재되어 있다. 해당방법에서는, 소정의 주기 내에 제1단계의 검출로 사용할 수 있는 하나 또는 복수의 짧은 대기시간과, 제2단계의 검출로 사용할 수 있는 하나의 긴 대기시간이 마련된다. 짧은 대기시간은 각 채널과 대응되어 있고, 각 세컨더리 시스템 무선기는 대응하는 채널에 대하여 상술의 전력검출 등 소요시간이 짧고 처리량이 작은 스펙트럼 센싱을 사용한 센싱을 행한다. 세컨더리 시스템 무선기는 얻은 결과로부터 프라이머리 시스템에 사용될 가능성이 충분히 낮은 채널의 제2단계의 검출을 생략한다. 예를 들면, 전력검출로 얻은 전력값이 미리 결정된 문턱값을 항상 밑도는 채널 등은 제2단계에서 검출이 생략된다. 다음으로 긴 대기 시간에서는 세컨더리 시스템 무선기가 남은 채널에 대해서만 특징량을 이용한 상술의 스펙트럼 센싱을 사용해 보다 정밀도가 높은 프라이머리 시스템의 검출을 행한다.

상기한 방법에서는 처리 시간이 짧은 전력검출 등의 스펙트럼 센싱을 제1단계로 사용하는 것으로, 특징량을 이용한 스펙트럼 센싱을 행하는 채널을 미리 한정하고 처리 시간을 삭감하고 있다.

특허문헌1 : 일본 공개특허공보 제2007-88940호 특허문헌2 : WO 2007096819호 공보

D.Cabric, S. M. Mishra, R. W. Brodersen, "Implementation issues in spectrum sensing for cognitive radios," 출전 : the Thirty-Eighth Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers(2004년 11월）

다음으로, 설명을 명료하게 하기 위해서, 도 2a, 도 2b를 이용해 8개의 세컨더리 시스템 무선기가 동일한 주파수대역을 대상으로 하여 프라이머리 시스템의 무선신호를 검출하는 예를 게시한다.

도 2a에서는 횡축을 주파수, 세로축을 전력으로 하고, 프라이머리 시스템의 신호는 신호 301, 302, 303로 기재되어 있다. 해당 프라이머리 시스템의 신호는, 예를 들면, 텔레비전이나 라디오 등의 각국에 할당된 주파수대의 신호이다. 또한, 신호가 없는 주파수대역은 프라이머리 시스템에서 사용되지 않고 있는 것을 의미한다. 도 2a의 예에서는, 세컨더리 시스템에서 사용하는 채널을 chl∼ch8의 8개로 분할하고 있다.

도 2b에서는, 횡축은 주파수, 세로축 #1로부터 #8은 세컨더리 시스템의 제1무선기로부터 제8무선기와 대응한다. 또한, 점선으로 둘러싸인 영역은 각 세컨더리 시스템 무선기가 검출을 행하는 주파수대역을 의미하고, 채널마다 세로의 점선으로 단락 지어져 있다. 각 세컨더리 시스템의 무선기는 chl로부터 순차 ch8까지 프라이머리 시스템이 사용하고 있는지 여부를 검출한다.

그림에서의 O, ×는 각각 세컨더리 시스템 무선기에서의 각 채널의 검출결과이며, O는「해당 대역을 프라이머리 시스템이 사용중이 아님」, ×는「해당대역을 프라이머리 시스템이 사용중임」이라는 것을 나타낸다. 도 2b의 예에서는, 도 2a에 보이는 것과 같이, 프라이머리 시스템이 chl, ch5, ch8의 3개의 ch에 따른 주파수대역을 사용중이며, 세컨더리 시스템의 제1무선기로부터 제8무선기가 행하는 검출결과가 ×로 이루어지고 있다.

한편, 도 2b에서는, 그룹에 포함되는 8개 모두의 세컨더리 시스템 무선기를 주노드와 종노드의 구별을 하지 않고 노드 #n의 표기로 나타내고 있다. 이들의 표기는, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13, 도 14, 도 15, 도 17, 도 18, 도 19의 각 도면에 있어서도 공통으로 한다.

이와 같이, 각 세컨더리 시스템의 무선기가 모든 주파수대역(채널)을 순차 검출을 행했을 경우에는 많은 리소스를 쓸 필요가 있어 효율적이지 않다.

본 발명은 상기 과제를 비추어 보아서 된 것이며, 효율적으로 다른 무선통신시스템을 검출 가능하게 하는 무선통신시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 무선통신시스템은, 송수신부와, 다른 무선통신시스템의 무선기로부터 송신된 무선전파를 검출하는 검출부를 적어도 구비하는 복수개의 코그니티브 무선기를 포함하고, 또한, 상기 복수개의 코그니티브 무선기로 구성되는 무선기 그룹의 각 코그니티브 무선기에 무선전파를 검출시키는 주파수대역을 결정하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 효율적으로 다른 무선통신시스템을 검출 가능하게 하는 무선통신시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 프라이머리 시스템과 협조 센싱을 행하는 세컨더리 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2a는 모든 세컨더리 시스템 무선기가 동일한 주파수대역에 있어서 협조센싱을 행할 경우의 주파수대역할당을 제시하는 설명도이다.
도 2b는 모든 세컨더리 시스템 무선기가 동일한 주파수대역에 있어서 협조센싱을 행할 경우의 주파수대역할당을 제시하는 설명도이다.
도 3은 주노드의 세컨더리 시스템 무선기를 나타내는 기능블록도이다.
도 4는 주노드의 제어부를 나타내는 기능블록도이다.
도 5는 다른 주노드를 나타내는 기능블록도이다.
도 6은 종노드의 세컨더리 시스템 무선기를 나타내는 기능블록도이다.
도 7은 다른 종노드를 나타내는 기능블록도이다.
도 8은 주노드의 검출에 관한 동작을 보이는 흐름도이다.
도 9는 세컨더리 시스템 무선기로 구성되는 서브그룹과 프라이머리 시스템의 검출을 담당하는 주파수대역할당의 일 예를 게시하는 도면이다.
도 10은 세컨더리 시스템 무선기로 구성되는 서브그룹과 프라이머리 시스템의 검출을 담당하는 주파수대역할당의 일 예를 게시하는 도면이다.
도 11은 세컨더리 시스템 무선기로 구성되는 서브그룹과 프라이머리 시스템의 검출을 담당하는 주파수대역할당의 일 예를 게시하는 도면이다.
도 12는 세컨더리 시스템 무선기로 구성되는 서브그룹과 프라이머리 시스템의 검출을 담당하는 주파수대역할당의 일 예를 게시하는 도면이다.
도 13은 세컨더리 시스템 무선기로 구성되는 서브그룹과 프라이머리 시스템의 검출을 담당하는 주파수대역할당의 일 예를 게시하는 도면이다.
도 14는 서브그룹의 재편성과 주파수대역 재할당의 일 예를 게시하는 도면이다.
도 15는 서브그룹의 재편성과 주파수대역 재할당의 일 예를 게시하는 도면이다.
도 16은 종노드의 검출에 관한 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 17은 제2실시형태에서의 서브그룹의 재편성과 주파수대역 재할당의 일 예를 게시하는 도면이다.
도 18은 제3실시형태에서의 서브그룹의 재편성과 주파수대역 재할당의 일 예를 게시하는 도면이다.
도 19는 제4실시형태에서의 서브그룹의 재편성과 주파수대역 재할당의 일 예를 게시하는 도면이다.

본 발명의 제1실시형태를 도 3 내지 도 16에 근거해서 설명한다.

본 실시형태는 주노드로부터 복수의 종노드에 대하여, 프라이머리 시스템의 검출을 행하는 주파수대역을 지시함과 동시에, 주노드(500)가 검출결과를 수집해서 해석함으로써, 효과적으로 프라이머리 시스템을 검출 가능하게 하는 것을 특징으로 한다. 이후, 주노드와, 주노드의 지시에 의해 프라이머리 시스템을 검출하는 종노드로 구성되는 무선기 그룹을 협조그룹으로 기재하고 설명한다.

도 3은 제1실시형태에 있어서의 세컨더리 시스템 무선기(코그니티브 무선기)인 주노드(500)를 나타내는 기능블록도이다. 한편, 설명을 명료하게 하기 위해서, 본 발명과 관계가 적은 주노드의 세부에 대해서는 기재를 생략한다.

주노드(500)는 세컨더리 시스템 사이에서 통신을 행하기 위한 송신기(501) 및 수신기(503)와, 프라이머리 시스템이 주파수대역을 사용하고 있는지 여부, 즉, 다른 통신 시스템의 무선기로부터 송신된 무선전파를 검출하는 센서부(502, 검출부)와, 프라이머리 시스템의 주파수할당을 기억하는 주파수할당정보기억부(504)와, 주노드(500)와 각종노드가 과거에 검출을 담당한 주파수대역의 정보와 그 검출결과를 수집해서 기억하는 검출결과기억부(505)와, 무선기 그룹의 각 무선기에 무선전파를 검출시키는 주파수대역을 결정함과 동시에 각종 연산처리 및 제어처리를 행하는 제어부(506)를 구비한다. 한편, 기억부의 분할은 임의여서, 복수의 기억부에 분산되게 해서 정보를 기억해도 좋고, 하나의 기억부에 모든 정보를 기억해도 좋다.

도 4는 주노드(500)의 제어부(506)를 나타내는 기능블록도이다.

제어부(506)는 협조그룹에 포함되는 종노드와 주노드(500)를 하나 또는 복수의 서브그룹으로 분할하는 서브그룹분할부(701)와, 각 서브그룹에 포함되는 세컨더리 시스템 무선기가 검출을 담당하는 주파수대역을 분담시키는 주파수대역할당부(702)와, 검출 결과로부터 판별해서 프라이머리 시스템이 요구하는 주파수대역사용조건을 충족시키는지 여부를 검사하는 검사부(703)를 구비한다.

서브그룹분할부(701)는 검출결과기억부(505)에 기억된 주노드(500)와 각종노드가 검출을 담당하는 주파수대역의 정보 및 그 검출결과를 이용하고, 서브그룹의 편성, 재편성을 행한다. 또한, 서브그룹분할부(701)는 세컨더리 무선기가 어느 서브그룹에 포함될 것인가라고 하는 정보를 송신기(501)에 보낸다.

주파수대역할당부(702)는 주파수할당정보기억부(504)에 기억된 프라이머리 시스템의 주파수할당정보와, 검출결과기억부(505)에 기억된 주노드(500)와 각종노드가 검출을 담당한 주파수대역의 정보와 그 검출결과를 이용하고, 첫 회, 및 다음 단계에서의 검출에 쓰는 각 서브그룹이 담당하는 주파수대역의 할당(결정), 및 재할당을 행한다. 또한, 주파수대역할당부(702)는 각 서브그룹이 검출을 담당하는 주파수대역의 정보를 송신기(501)에 보낸다.

검사부(703)는 검출결과기억부(505)에 기억된 주노드(500)와 각종노드가 검출을 담당한(과거에 수집한) 주파수대역의 정보와 그 검출결과를 이용하여 프라이머리 시스템에 요구되는 주파수대역의 사용 조건을 충족시킬지 여부의 검사를 행한다. 검사부(703)는 검사를 행한 결과, 해당 대역의 사용조건을 충족시킬 경우에는 해당 대역이 사용가능하다는 것을 송신기(501)에 보낸다. 또한, 검사부(703)는 해당 대역의 사용 조건을 충족시키지 않을 경우에는, 서브그룹분할부(701)와 주파수대역할당부(702)에, 해당 대역이 사용 불가하다는 정보를 보낸다.

도 5는 다른 주노드(600)를 나타내는 기능블록도이다. 주노드(600)는 프라이머리 시스템의 검출로 시스템 마다의 특징량을 이용한 스펙트럼 센싱을 사용한다. 주노드(600)에서는 주노드(500)의 구성에 더해서, 프라이머리 시스템으로부터 송신되는 신호의 심벌 길이나 파이롯신호 등을 기억하는 시스템파라미터기억부(601)가 마련되어 있다. 시스템파라미터기억부(601)는 센서부(502)와 함께 프라이머리시스템의 특징량을 이용한 스펙트럼센싱에 사용된다.

한편, 본 발명에 있어서, 주노드의 구성은 500과 600 중 어느 하나를 사용해 실현된다.

도 6은 세컨더리 시스템 무선기인 종노드(510)를 나타내는 기능블록도이다. 한편, 설명을 명료하게 하기 위해서, 본 발명과 관계가 적은 종노드의 세부에 대해서는 기재를 생략한다.

종노드(510)는 세컨더리 시스템 사이에서 통신을 행하기 위한 송신기(511) 및 수신기(513)와, 통지된 검출대상이 되는 주파수대역에 있어서 프라이머리 시스템의 검출을 담당해서 행하는 센서부(512, 검출부)와, 프라이머리 시스템의 주파수할당을 기억하는 주파수할당정보기억부(514)를 구비한다.

여기서 담당으로는 검출대상이 되는 주파수대역전체를 분할한 하나 또는 복수의 주파수대역에 있어서 프라이머리 시스템의 검출을 종노드가 담당하는 것을 말한다.

도 7은 다른 종노드(610)를 나타내는 기능블록도이다. 종노드(610)는 프라이머리 시스템의 검출로 시스템 마다의 특징량을 이용한 스펙트럼 센싱을 사용한다. 종노드(610)에서는 종노드(510)의 구성에 더해서, 프라이머리 시스템으로부터 송신되는 신호의 심벌 모양이나 파이롯 신호 등을 기억하는 시스템파라미터기억부(611)가 마련되어 있다. 시스템파라미터기억부(611)는 센서부(512)와 함께 프라이머리 시스템의 특징량을 이용한 스펙트럼센싱에 사용된다.

한편, 본 발명에 있어서, 종노드의 구성은 510과 610 중 어느 하나를 사용해도 실현된다.

다음으로 제1실시형태의 동작예에 대해서 설명한다.

도 8은 주노드(500)의 프라이머리 시스템의 검출에 관한 동작을 보이는 흐름도이다. 이하 이 흐름도를 이용해서 설명한다.

주노드(500)의 제어부(506)는 검출의 시작을 결정한다(스텝 S1000).

다음으로, 제어부(506)의 서브그룹분할부(701)는 협조그룹에 포함되는 종노드와 주노드(500) 자신을 합쳐서 하나 또는 복수의 서브그룹으로 분할한다. 또한, 제어부(506)의 주파수대역할당부(702)는 프라이머리 시스템의 검출 때문에 각 서브그룹의 담당하는 주파수대역을 할당한다(스텝 S1010). 여기에서, 동일 서브그룹에 포함되는 종노드는 모두 동일한 주파수대역에 있어서 프라이머리 시스템의 검출을 행하는 것으로 한다. 한편, 서브그룹의 분할 및 주파수대역의 할당은 뒤에 예를 게시해 상설한다.

다음으로, 송신기(501)는 스텝 S1010에 있어서 서브그룹마다 할당된 주파수대역을 종노드에 통지한다(스텝 S1020).

그 다음에, 센서부(502)는 주노드(500) 자신이 포함되는 서브그룹에 할당된 주파수대역에서 프라이머리 시스템의 검출을 행한다(스텝 S1030).

그 다음에, 수신기(503)는 종노드로부터 송신되어 오는 검출결과를 수신한다(스텝 S1040).

또한, 제어부(506)의 검사부(703)는 종노드로부터 수신한 검출결과 및 주노드(500) 자신이 행한 검출결과, 주노드(500)와 종노드의 과거의 검출결과를 사용해, 주파수대역사용조건을 충족시키고 있는지 여부를 검사하고, 사용조건을 충족시키고 있는 경우는 다음 스텝으로 나아가고, 사용조건을 충족시키지 않고 있을 경우에는 스텝 S1010으로 돌아간다(스텝 S1050). 한편, 사용 조건을 충족시키지 않고 있을 경우는 스텝 S1010으로서, 검출결과기억부(505)에 기록되어 있는 주노드(500)와 종노드가 과거에 검출을 담당한 주파수대역의 정보와 그 검출결과의 정보를 이용하여, 서브그룹의 재편성과 각 서브그룹이 검출을 담당하는 주파수대역의 재할당을 행하고, 스텝 S1020으로 나아간다.

제어부(506)는 주파수대역사용조건을 충족시키고 있을 경우는 검출이 완료된 것을 의미하는 Acknowledgement(ACK)를 모든 종노드에 송신한다(스텝S1060).

제어부(506)는 주파수대역사용조건을 충족시킬 때까지 상기 동작을 되풀이한다. 주파수대역사용조건을 충족시켜 ACK를 송신한 후에 검출에 관한 동작이 종료된다(스텝 S1070).

이렇게, 주노드를 중심으로, 협조그룹을 구성하고, 검출대상의 주파수대역을 서브그룹으로 분할하고, 해당 서브그룹을 검출하는 종노드를 할당하는 것으로, 검출대상의 주파수대역을 사용하고 있는 프라이머리 시스템을 효율적으로 검출 가능으로 할 수 있다.

더욱, 후술하는 바와 같이 주노드가 서브그룹의 재결정 및 주파수대역재할당을 행하는 것으로, 프라이머리 시스템의 검출 정밀도를 유지하면서, 각 노드의 처리량, 처리시간을 삭감할 수 있다. 즉, 효율적으로 다른 무선통신시스템을 검출 가능으로 할 수 있다.

그 다음에, 스텝 S1010에서 행하여지는 서브그룹의 분할과 각 서브그룹이 검출을 행하는 주파수대역의 할당과, 재 서브그룹의 분할과 재할당을 복수개 예시하고 설명한다.

도 9는 세컨더리 시스템 무선기로 구성되는 서브그룹과 프라이머리 시스템의 검출을 담당하는 주파수대역할당의 일 예를 게시하는 도면이다.

도 9에서는 모든 8개의 노드(8개의 세컨더리 시스템 무선기)의 협조그룹을 분할하고, 노드#1와 노드#2가 서브그룹#1(401)에, 노드#3과 노드#4가 서브그룹#2(402)에, 노드#5와 노드#6가 서브그룹#3(403)에, 노드#7과 노드#8이 서브그룹#4(404)에 할당되어 있다. 본 예에서는 각 세컨더리 시스템 무선기가 주노드인지 종노드인지는 특별히 구별하지 않고 있다. 주노드도 종노드와 같이, 자신이 할당한 주파수대역을 검출하고, 협조센싱의 일부를 담당한다.

도 9의 예에서는, 모든 서브그룹은 2개의 채널 분의 주파수대역을 포함하고 있다. 이 예에서는, 각 노드가 행하는 스펙트럼센싱의 처리 부담이 균일하게 되도록 동일한 채널 수가 배정되어 있다. 각 세컨더리 시스템 무선기에 의해 각 채널에 대하여 프라이머리 시스템 검출을 위한 스펙트럼센싱이 행하여져 그 결과가 O(해당 대역을 프라이머리 시스템이 사용중이 아님), × (해당 대역을 프라이머리 시스템이 사용중임)로 나타내고 있다.

도 10은 세컨더리 시스템 무선기로 구성되는 서브그룹과 프라이머리 시스템의 검출을 담당하는 주파수대역할당의 다른 일 예를 게시하는 도면이다.

도 9와 도 10으로 제시되는 서브그룹분할과 주파수대역할당의 다른 점은 도10에서는 모든 노드수가 7이며, 노드#6가 서브그룹#3(413)과 서브그룹#4(414)의 양쪽에 포함되어 있다. 이렇게 서브그룹을 분할하는 것에 의해, 노드#6가 다른 노드와 비교해서 보다 고정밀도인 스펙트럼센싱 방법을 사용가능한 경우나, 노드#6가 전원공급가능하며 다른 노드와 비교해서 전력의 소비가 문제가 안 될 경우 등에 효과적으로 협조센싱을 행할 수 있다. 이 예와 같이, 복수의 서브그룹에 포함되는 세컨더리 시스템 무선기가 있어도 좋다.

도 11은 세컨더리 시스템 무선기로 구성되는 서브그룹과 프라이머리 시스템의 검출을 담당하는 주파수대역할당의 더욱 다른 일 예를 게시하는 도면이다.

도 11에 나타낸 서브그룹분할과 주파수대역할당의 예에서는 모든 8개의 노드가 8개의 서브그룹으로 분할되어 있기 때문에, 분할된 각 주파수대역에 있어서의 프라이머리 시스템의 검출은 모두 1노드에서 행하여진다. 각 노드가 스펙트럼 센싱을 행하는 주파수대역을 1대마다 분리하는 것으로 스펙트럼 센싱을 보다 광대역으로 행할 수 있다. 마찬가지로, 각 노드에서의 스펙트럼 센싱에 필요로 하는 처리량이 삭감 가능하게 된다. 이 예와 같이, 각 서브그룹에 포함되는 노드수는 복수가 아니고 하나라도 좋다.

도 12는 세컨더리 시스템 무선기로 구성되는 서브그룹과 프라이머리 시스템의 검출을 담당하는 주파수대역할당의 더욱 다른 일 예를 게시하는 도면이다.

도 12에 나타낸 서브그룹분할과 주파수대역할당의 예에서는, 서브그룹마다 할당된 각 주파수대역이 연속되지 않고 이산적으로 배치되어 있다. 또한, 서브그룹#3(423)에 할당된 주파수대역에는 연속한 주파수대역이 아닌 채널이 이 포함되어 있다. 이 예와 같이, 분할된 각 주파수대역은 연속하고 있을 필요는 없고, 또한, 분할된 주파수대역 내의 채널도 같이 연속하고 있을 필요는 없다. 또한, 도 12와 같이 분할된 각 주파수대역에 포함되어 있는 채널의 수, 각 채널의 대역폭은 일정하지 않아도 좋다.

도 13은 세컨더리 시스템 무선기로 구성되는 서브그룹과 프라이머리 시스템의 검출을 담당하는 주파수대역할당의 더욱 다른 일 예를 게시하는 도면이다.

도 13에 나타낸 예에서는 각 서브그룹에 포함된 세컨더리 시스템 무선기의 수가 다르다. 각 주파수대역의 과거의 검출결과를 이용할 수 있을 경우 등, 프라이머리 시스템에 의한 사용빈도가 높은 주파수대역이나 프라이머리 시스템에 의한 사용빈도가 낮은 주파수대역을 분류하고, 이 예와 같이 주노드가 프라이머리시스템의 사용빈도에 따라서 스펙트럼 센싱을 행하게 하는 노드수를 변하게 하는 것이 가능하다. 예를 들면, 도 13에서는 서브그룹#1(431)에서 할당된 주파수대역이 과거의 해당 대역의 검출결과로부터 프라이머리 시스템에 의한 사용 빈도가 낮은 대역이라고 판단된 경우, 세컨더리 시스템이 해당 대역을 사용하는 프라이머리 시스템에 간섭을 주는 확률은 낮으므로, 스펙트럼 센싱을 행하는 노드수를 1이라고 한다. 이에 대하여, 서브그룹#2(432)에 할당된 주파수대역이 과거의 해당 대역의 검출결과로부터 프라이머리 시스템에 의한 사용빈도가 높다고 판단된 경우에는 세컨더리 시스템이 해당 대역을 사용하는 프라이머리 시스템에 간섭을 줄 가능성이 높기 때문에 스펙트럼 센싱을 행하는 노드수를 3으로 늘려서 보다 고정밀도한 검출을 행하는 것으로, 프라이머리 시스템으로의 간섭의 확률을 저감한다고 하는 방법이 가능하다.

또한, 각 주파수대역에서 스펙트럼 센싱을 행하는 노드수를 바꾸는 것으로, 적극적으로 비어 있는 주파수대역을 이용하는 방법도 가능하다. 예를 들면, 도 13의 서브그룹#1(431)에서 할당된 주파수대역이 과거의 해당 대역의 검출결과로부터 프라이머리 시스템에 의한 사용빈도가 높은 대역이라고 판단된 경우, 세컨더리 시스템에서 해당 대역을 사용할 수 있을 가능성이 낮기 때문에 스펙트럼 센싱을 행하는 노드수를 1이라고 한다. 이에 대하여, 서브그룹#2(432)에 할당된 주파수대역은, 과거의 해당 대역의 검출결과로부터 프라이머리 시스템에 의한 사용빈도가 낮다고 판단된 경우에는, 세컨더리 시스템에서 사용할 수 있는 가능성이 높기 때문에 스펙트럼 센싱을 행하는 노드 수를 3으로 늘리는 것으로 보다 고정밀도한 검출을 행하고, 확실하게 프라이머리 시스템에 사용되지 않는 주파수대역을 검출하는 것이 가능하다.

이상의 도 9, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13의 예에서는, 각 세컨더리 시스템 무선기의 검출결과를 프라이머리 시스템이 주파수대역을「사용중이 아님」이나 「사용중임」중 어느 하나를 나타냈다. 그러나, 검출결과는 이에 한정될 필요는 없다. 예를 들면, 각 노드가 스펙트럼 센싱에 전력검출을 사용할 경우는, 수신전력값이나 이를 몇 개의 레벨로 양자화한 값을 검출결과로 해도 좋다. 예시의 설명에서는, 설명을 명료하게 할 목적으로,「사용중이 아인」이나 「사용중임」의 2값으로 검출 결과를 의미하기로 한다.

또한, 도 8의 스텝 S1050의 검사에 사용하는 주파수대역사용조건으로서는, 예를 들면, 프라이머리시스템에 요구된 오검출확률의 값을 밑도는 것이 상당한다. 오검출확률은 프라이머리 시스템이 존재하는 데에 관계없이, 프라이머리 시스템의 검출에 실패하고, 프라이머리 시스템이 주파수대역을 「사용중이 아님」이라고 판단하는 확률을 의미한다. 이 경우, 프라이머리 시스템에 요구되거나 또는 사전에 폴리시(policy)로서 정해진 오검출확률을 충족시키는 검출 결과를 얻은 경우, 주노드(500)로부터 종노드에 ACK가 송신된다.

또한, 도 8의 스텝 S1050에서 주파수대역사용조건을 충족시키지 않았을 경우의 서브그라운드의 재편성과 각 서브그라운드가 검출을 담당하는 주파수대역의 재할당은 각 세컨더리 시스템 무선기에 의해 이미 검출을 행한 담당 대역과 다른 대역의 검출을 담당하는 것과 같이 서브그룹의 재편성, 주파수대역의 재할당을 행한다. 바꾸어 말하면, 자기가 소속하는 협조그룹의 무선기가 검출완료의 다른 무선통신시스템의 주파수대역과 다른 주파수대역을, 다음번 이후의 다른 무선통신시스템의 검출주파수대역으로서 할당하도록, 자기가 소속하는 협조그룹을 서브그룹으로 분할한다.

도 14는 서브그룹의 재편성과 주파수대역 재할당의 일 예를 게시하는 도면이다. 도 14에는 그림 상부에 제1단계의 서브구룹의 구성과 주파수대역할당을 기재하고, 그림 하부에 그 후의 제2단계의 서브그룹 재편성의 구성과 주파수대역재할당을 기재한다. 한편, 상부의 주파수대역과 하부의 주파수대역은 같은 주파수대역이다.

도면 상부의 제1단계에서는 세컨더리 시스템의 8개의 노드(#1∼#8)를 4개의 서브그룹으로 분할해서 프라이머리 시스템의 검출을 행하고 있다. 각 노드의 검출결과는 프라이머리 시스템이 주파수대역을「사용중이 아님」경우에 O, 「사용중임」경우에는 ×가 되어 있고, 각 서브구룹에 분담시킬 수 있었던 분할대역내의 2개의 채널 각각에, 2개의 노드의 검출결과가 주어져 있다. 이들 검출결과를 종노드로부터 수신한 주노드(500)는 각 채널에서의 프라이머리 시스템의 사용 상황을 판단한다.

도 14에 기재된 예에서는, 주노드(500)는 각 서브구룹 내의 2개의 노드의 검출결과가 O인 경우에는 그 채널에 O(사용할 수 있는 가능성이 높은 채널에 상당)을, 1노드의 검출 결과가 O이며, 다른 노드의 검출 결과가 ×인 경우는 △(사용할 수 있을지, 할 수 없을지의 판단을 할 수 없는 채널에 상당)을, 양쪽 노드의 검출 결과가 ×인 경우에는 × (사용할 수 없는 가능성이 높은 채널에 상당)이라고 판단한다.

이 판단 결과가 각 채널의 하부에 표시되어 있다. 주노드(500)는 사용하는 채널의 후보로서, 판단결과가 O와 △인 4개의 채널을 선택한다. 다음으로 제2단계의 프라이머리 시스템의 검출에서는 도 14의 하부와 같이 서브그룹을 재편성하고, 노드#5, 노드#6, 노드#7, 노드#8가 포함된 새로운 서브그룹#1(451)과, 노드#1, 노드#2, 노드#3, 노드#4가 포함된 새로운 서브그룹#2(452)를 설정하고, 각각 주파수대역을 할당한다.

여기서 도 14의 하부에서는, 새로운 서브그룹#1(451)에 할당된 2개의 채널은 도 14의 상부에 있는 바와 같이, 원래 노드#1, 노드#2, 노드#3, 노드#4에 할당된 채널이며, 제1단계에서 할당된 노드와는 다른 노드가 제2단계에 서 할당되어 있다. 새로운 서브그룹#2(452)에 할당된 주파수대역에 대해서도 같다.

이렇게 해서, 각 노드를 분담시킨 주파수대역의 검출을 행한 후, 종노드가 주노드(500)에 검출결과를 송신하고, 주노드(500)는 수신한 검출결과에 근거해 다시 주파수대역사용조건을 충족시킬 것인지 여부의 검사를 행한다. 도 14의 하부의 각 채널 아래부분에는 제1단계와 제2단계의 검출결과로 O라고 판단된 합계의 노드수, 즉,「사용중이 아님」이라고 판단한 합계의 노드수가 표시되어 있다. 해당 합계의 노드수를 사용해 통신에 사용하는 채널을 선정해도 좋다.

이렇게 주노드(500)에서는, 제1단계의 검출결과와 서브그룹 재편성 후의 제2단계의 검출결과를 합쳐서 사용한 검사를 행할 수도 있다.

도 15는 서브그룹의 재편성과 주파수대역재할당의 다른 일 예를 게시하는 도면이다.

도 15에서는 제1단계의 검출시에는 서브그룹마다 2채널을 할당하고 있지만, 서브그룹을 재편성한 두 번째의 검출시에는 서브그룹마다 1채널의 할당이 되어 있다. 이렇게 제1단계의 검출과 제2단계의 검출시에 각 노드가 검출을 행하는 채널수를 변경해도 좋다.

도 16은 종노드(510)의 프라이머리 시스템의 검출에 관한 동작을 보이는 흐름도이다. 이하, 이 흐름도를 이용해서 설명한다.

종노드(510)는 검출동작을 시작한다(스텝 S1100).

수신기(513)는 주노드(500)로부터 송신된 프라이머리 시스템의 검출을 행하는 주파수대역(채널)의 지시를 수신한다(스텝 S1110).

센서부(512)는 통지된 주파수대역에서의 프라이머리 시스템의 검출을 행한다(스텝 S1120).

송신기(511)는 스텝 S1120에서의 검출결과를 주노드(500)에 보고한다(스텝S1130).

그 다음에, 수신기(513)는 주노드(500)로부터 송신된, 다음 단계에서 프라이머리 시스템의 검출을 행하는 주파수대역의 통지 또는 프라이머리 시스템의 검출을 완료한 것을 알리는 ACK를 수신한다(스텝 S1140).

수신기(513)는 ACK를 수신했는지 식별하고, 수신했을 경우에는 다음 스텝으로 진행되고, 수신하지 않은 경우(프라이머리 시스템의 검출을 행하는 주파수대역의 통지를 수신했을 경우)는 스텝 S1120에서의 해당 대역에서의 프라이머리 시스템의 검출을 행한다(스텝 S1150).

수신기(513)는 ACK를 수신했을 경우에는 검출을 종료한다(스텝 S1160).

한편, 상기의 제1실시형태의 동작에서는, 프라이머리 시스템의 검출을 실패할 확률을 낮게 하기 위해서, 제2단계 이후(두번째 이후, 다음번 이후)의 프라이머리 시스템의 검출시에 과거의 검출결과를 이용하고, 프라이머리 시스템이 사용하고 있을 가능성이 낮은 주파수대역을 세컨더리 시스템이 사용하는 주파수대역의 후보로서 선택하고, 제2단계 이후의 검출을 행하고 있다. 이와는 반대로, 같은 동작으로, 보다 광대역한 주파수대역을 확보하기 위해서, 프라이머리 시스템이 사용하고 있을 가능성이 높은 주파수대역을 고르고, 정말로 사용 불가능인지를 검사할 목적으로 제2단계 이후의 검출을 행하는 것도 가능하다.

또한, 상기 실시형태에서는 주노드와 종노드가 제1단계, 제2단계 ·‥와 동기를 취하면서 동작한다. 동기는 주노드로부터 발생하는 동기신호에 근거해서 행하면 좋다. 또한, 비동기로 동작시켜도 좋고, 이 때는 주노드가 수집된 현상의 검출결과와 과거의 검출결과를 사용해 적시 처리를 행하면 좋다. 또한, 상기 실시형태에서는, 주노드는 주노드로부터 종노드로의 주파수대역의 통지를 송신하고, 모든 종노드의 검출결과를 수신할 때까지 처리를 정지하지만, 반드시 정지할 필요는 없다. 이 때는, 주노드가 수집된 현상의 검색결과와 과거의 검색결과를 사용해 적시 처리를 행하면 좋다.

다음으로, 제1실시형태의 효과에 대해서 설명한다. 제1실시형태에서는 제2단계 이후의 검출로 각 세컨더리 시스템 무선기가 이미 프라이머리 시스템의 검출을 행한 주파수대역과는 다른 주파수대역에 할당되도록 재편성한 후에 검출을 행하도록 구성되어 있기 때문에, 각 주파수대역에서는 보다 많은 다른 세컨더리 시스템 무선기의 검출결과를 이용할 수 있고, 세컨더리 시스템이 공간적으로 다르게 배치되어 있는 것을 이용해서 무선전파환경의 영향을 경감할 수 있으므로, 프라이머리 시스템 검출의 확실성을 향상할 수 있다. 바꾸어 말하면, 각 주파수대역에서 보다 많은 다른 세컨더리 시스템 무선기에서의 검출결과를 이용할 수 있게 되기 때문에, 멀티유저다이버시티 효과를 얻을 수 있고, 무선전파의 영향(페이징, 쉐도잉)을 경감할 수 있게 된다.

다음으로, 제2실시형태에 대해서 설명한다.

제2실시형태에서는, 제1실시형태의 주노드의 동작(도 8의 스텝 S1050에서 주파수대역사용조건을 충족시키지 않았을 경우의 서브그룹의 재편성의 방법)만이 다르다.

제2실시형태에 있어서의 서브그룹의 재편성방법에서는, 다음번 이후의 다른 무선통신시스템의 검출시에, 다른 무선통신시스템의 검출실적을 가지는 무선기를, 균일 또는 적어도 포함하도록 서브그룹을 재편성한다. 바꾸어 말하면, 과거의 검출시에 프라이머리 시스템이 존재하지 않는다고 판단한 세컨더리 시스템 무선기만으로 구성되는 서브그룹, 또는, 그러한 세컨더리 시스템 무선기가 많이 포함되는 서브그룹을 만들지 않도록 재편성한다.

도 17은, 제2실시형태에 있어서의 서브그룹의 재편성과 주파수대역 재할당의 일 예를 게시하는 도면이다. 본 예에서는 설명을 명료하게 하기 위해서 4개의 세컨더리 시스템 무선기(노드#1, 노드#2, 노드#3, 노드#4)의 주파수대역할당만을 표기하고, 그 밖의 세컨더리 시스템 무선기의 표기는 생략한다.

도 17의 상부의 제1단계의 검출에서는 프라이머리 시스템이 존재하지 않는다(O)라고 판정하는 세컨더리 시스템 무선기는 서브그룹#2(482)에 할당되어 있던 노드#3과 노드#4로 되어 있다. 여기서 도 17의 하부의 제2단계의 검출에서는 노드#3과 노드#4가 같은 서브그룹에 포함되지 않도록 서브그룹의 재편성을 행하고, 노드#3은 새로운 서브그룹#1(483)에, 노드#4는 새로운 서브그룹#2(484)에 할당되어 있다.

다음으로, 제2실시형태의 효과에 대해서 설명한다. 제2실시형태의 효과는 프라이머리 시스템의 검출의 확실성을 향상할 수 있는 것이다. 이것은 프라이머리 시스템이 존재한다고 판단한 세컨더리 시스템 무선기는 높은 평균Signal to Noise Ratio(SNR)을 가질 가능성이 높지만, 프라이머리 시스템을 검출하지 않은 세컨더리 시스템 무선기는 낮은 평균 SNR를 가질 가능성이 높으므로, 낮은 평균 SNR를 가질 가능성이 높은 세컨더리 시스템 무선기를 동일한 서브그룹에 포함시키지 않도록 하는 것으로, 프라이머리 시스템이 존재할지 여부에 관계없이 어떤 세컨더리 시스템 무선기도 프라이머리 시스템이 존재하지 않는다고 판단해버리는 서브그룹이 만들어질 확률을 저감할 수 있기 때문이다.

즉, 프라이머리 시스템이 존재하지 않는다고 판단한 세컨더리 시스템 무선기는 평균 SNR이 낮을 가능성이 있기 때문에 평균 SNR이 낮은 무선기만으로 구성되는 서브그룹을 구성하지 않도록 하는 것으로, 프라이머리 시스템이 존재 하는지에 관계없이 존재하지 않으면 오판정할 확률을 저감시킨다.

다음으로, 제3실시형태에 대해서 설명한다.

제3실시형태에서는 제1실시형태의 주노드의 동작(도 8의 스텝 S1050에서 주파수대역사용조건을 충족시키지 않았을 경우의 서브그룹의 재편성방법과 주파수대역의 할당방법)만이 다르다.

제3실시형태에서의 서브그룹의 재편성방법과 각 서브그룹에 할당된 프라이머리 시스템을 검출하는 주파수대역의 재할당방법에서는, 제2단계 이후의 검출시에 각 세컨더리 시스템 무선기가 과거에 검출을 담당한 주파수대역과 떨어진 주파수대역을 할당하도록 서브그룹의 재편성과 주파수대역의 재할당을 행한다. 바꾸어 말하면, 다음번 이후의 다른 무선통신시스템의 검출시에 자기가 소속하는 협조그룹의 무선기가 검출완료된 주파수대역과는 다른 떨어진 주파수대역을, 다음번 이후의 다른 무선통신시스템의 검출 주파수대역에 설정하도록 서브그룹을 재편성한다.

도 18은 제3실시형태에서의 서브그룹의 재편성과 주파수대역재할당의 일 예를 게시하는 도면이다. 본 예에서는, 설명을 명료하게 하기 위해서 하나의 세컨더리 시스템 무선기(노드#1)만을 표기하고, 그 밖의 세컨더리 시스템 무선기의 표기는 생략한다.

도 18의 상부의 제1단계의 검출에서는 노드#1은 주파수f4의 주파수대역에 할당되어 있다. 여기서, 노드#1이 주파수f4로부터 떨어진 주파수에 할당될 수 있도록 서브그룹의 재편성과 주파수대역의 재할당이 행해지고, 도 18의 하부의 제2단계의 검출에서는 노드#1이 주파수f8의 주파수대역에 할당되어 있다.

다음으로, 제3실시형태의 효과에 대해서 설명한다. 제3실시형태의 효과는 프라이머리 시스템으로부터 송신되는 신호가 검출을 행하는 주파수대역내에 있어서 주파수상관을 가지는 신호이며, 그 신호가 주파수선택성페이징의 영향을 받고 있을 경우에, 프라이머리 시스템의 검출의 확실성을 향상할 수 있다. 그 이유는, 주파수선택성페이징의 환경 하에서는, 떨어진 주파수대역에서 서로 주파수상관이 낮아지기 때문에, 제2단계 이후의 검출시에 주파수상관이 낮은 주파수대역을 선택하는 것으로, 평균 SNR가 높은 세컨더리 시스템 무선기가 주파수선택성페이징에 의한 수신 레벨의 저조에 항상 영향을 주는 것을 회피하고, 평균 SNR가 높은 세컨더리 시스템 무선기의 검출을 유효하게 활용할 수 있기 때문이다. 즉, 주파수선택성페이징의 영향을 받은 채널은 주파수가 벗어난 채널 사이에서 상관이 떨어지기 때문에, 평균 SNR가 높은 무선기에 항상 수신 레벨이 낮은 채널을 할당하는 것을 막을 수 있다.

다음으로, 제4실시형태에 대해서 설명한다.

제4실시형태에서는, 제1실시형태의 주노드의 동작(도 8의 스텝 Sl050에서 주파수대역사용 조건을 충족시키지 않았을 경우의 서브그룹의 재편성방법)만이 다르다.

제4실시형태에서의 서브그룹의 재편성방법은 과거의 검출시에 동일한 서브그룹에 포함되어 있었던 세컨더리 시스템무선기를 재편성할 때에는 다른 서브그룹에 포함되도록 재편성한다. 즉, 과거에 그루핑한 무선기를, 다른 서브그룹으로 분할해서 그루핑하도록 서브그룹을 재편성한다.

도 19는 제4실시형태에서의 서브그룹의 재편성의 일 예를 게시하는 도면이다. 본 예에서는 설명을 명료하게 하기 위해서 두 개의 세컨더리 시스템무선기(노드#1, 노드#2)만을 표기하고, 그 밖의 세컨더리 시스템무선기는 생략한다.

도 19 상부의 제1단계의 검출에서는, 노드#1과 노드#2는 동일한 서브그룹#1(485)에 포함되어 있다. 그래서 도 19 하부의 제2단계의 검출에서는, 노드#1과 노드#2가 다른 서브그룹에 포함되도록 하기 위해서, 새로운 서브그룹#1(486)에 노드#1이, 새로운 서브그룹#2(487)에 노드#2가 포함되도록, 서브그룹의 재편성이 행하여진다.

다음으로 제4실시형태의 효과에 대해서 설명한다. 제4실시형태의 효과는 프라이머리시스템의 검출의 확실성을 향상할 수 있는 것에 있다. 그 이유는, 서브그룹에 포함되는 몇 개의 세컨더리 시스템무선기가 낮은 평균SNR에 있었을 경우에, 이들의 세컨더리 시스템무선기를 항상 같은 서브그룹 내에 포함시키는 것에 의해, 프라이머리시스템이 존재하지 않는다고 판단하기 쉬운 서브그룹이 만들어지는 확률을 저감할 수 있기 때문이다. 바꾸어 말하면, 평균SNR의 낮은 무선기로 구성된 서브그룹이 있었을 경우에, 그 영향을 항상 받지 않도록 할 수 있다.

이렇게, 본 발명에 따르면, 복수의 코그니티브무선기를 연계시키는 것으로, 이하의 어느 하나의 효과 또는 복합적인 효과를 달성한다.

페이징, 쉐도잉, 거리감쇠의 영향 등의 주위의 무선전파 환경의 영향을 받기 어려운 검출을 행할 수 있다.

마찬가지로, 세컨더리 시스템무선기의 개체에 기인하는 검출 정밀도나 검출의 실패 등의 영향을 받기 어려운 검출을 행할 수 있다.

또한, 과거의 주파수대역할당의 정보와 검출결과를 이용하는 것으로, 다음 단계의 검출시에 각 주파수대역에서 보다 많은 다른 세컨더리 시스템무선기의 검출결과를 이용할 수 있도록 주파수대역의 할당이 가능해 지고, 무선전파의 영향을 경감할 수 있다.

또한, 과거의 검출결과를 이용하는 것으로, 프라이머리시스템의 검출에 실패할 가능성이 높은 세컨더리 시스템무선기의 조합이 발생하는 확률을 저감할 수 있다.

마찬가지로, 과거의 주파수대역할당의 정보를 이용하는 것으로, 검출결과가 항상 같은 주파수선택성페이징의 영향을 받는 것을 회피할 수 있다.

다시 말해, 본 발명에 따르면, 효율적으로 다른 무선통신시스템을 검출가능하게 하는 무선통신시스템을 제공할 수 있다.

한편, 상기 예시한 복수의 서브그룹의 할당방법은, 다른 방법을 동시에 조합시킨 방법이나, 다른 방법을 복수단계에서 적시에 조합시켜서 이용하는 것에 의해, 더욱 효과적으로 다른 무선통신시스템을 검출가능하게 할 수 있다.

한편, 각 무선기의 각 부 및 각종 수단은, 하드웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 써서 실현해도 좋다. 하드웨어와 소프트웨어를 조합시킨 형태에서는 RAM에 프로그램이 전개되어, 프로그램에 근거해서 제어부 등의 하드웨어를 동작시키는 것에 의해, 각 부 및 각종 수단을 실현한다. 또한, 상기 프로그램은 기억 매체에 기록되어서 반포되어도 좋다. 해당 기록매체에 기록된 프로그램은 유선, 무선, 또는 기록매체 그 자체를 통해 메모리에서 읽어 내어지고 제어부 등을 동작시킨다. 한편, 기록매체를 예시하면, 광디스크나 자기디스크, 반도체메모리장치, 하드디스크 등을 들 수 있다.

또한, 상기 실시의 1형태에서는 무선통신시스템의 제어부를 주노드에 내장해서 기재했지만, 제어부는 종노드와 통신가능하면 어느 곳에 마련해도 좋다. 예를 들면, 무선통신시스템과 무선통신가능한 관리설비에 마련해도 좋다. 또한, 종노드가 유선통신가능하면, 네트워크서버에 마련해도 좋다. 또한, 제어부와의 통신을 일부의 종노드로부터는 무선을 통해 통신하고, 일부의 종노드로부터는 유선을 통해 통신하는 방법으로 해도 좋다.

한편, 본 발명은 상기 실시형태, 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 구성이나 동작은 본 발명의 청구의 범위 내에서 당업자가 이해할 수 있는 여러 가지 변경을 행할 수 있다.

본 발명의 용도로서는, 무선통신시스템간이나 시스템내의 각 유저간에서 주파수공용을 행하는 시스템에 있어서, 그 주파수대역이 다른 시스템이나 다른 유저에 이미 사용되어 있는지, 또는 사용이 개시된 것인지 아닌지를 판단하는 무선통신시스템에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 세컨더리 시스템이 사용중인 주파수대역에 있어서의 프라이머리시스템의 검출뿐만 아니라, 통신 시작시에 있어서의 프라이머리시스템의 검출에도 같이 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 프라이머리시스템의 검출뿐만 아니라, 동일한 주파수대역을 사용하고 있는 다른 세컨더리 시스템이나 그 밖의 시스템의 검출에도 적용할 수 있다.

이 출원은, 2007년 12월 28일에 출원된 일본 출원 제2007-341376호 및 2008년 4월 15일에 출원된 일본 출원 제2008-105473호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 모두를 여기에 통합한다.

100, 110 : 프라이머리 시스템 무선기
200, 210, 220, 230 : 세컨더리 시스템 무선기
500 : 주노드 501: 송신기
502 : 센서부 503 : 수신기
504 : 주파수할당정보기억부 505 : 검출결과기억부
506 : 제어부 600 : 주노드
601 : 시스템파라메타기억부 610 : 종노드

Claims (31)

1. 송수신부와 다른 무선통신시스템의 무선기로부터 송신된 무선전파를 검출하는 검출부를 적어도 구비하는 복수개의 코그니티브무선기를 포함하고,
   또한, 상기 복수개의 코그니티브무선기로 구성되는 무선기 그룹의 각 코그니티브무선기에 무선전파를 검출시키는 주파수대역을 결정하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 무선기 그룹의 코그니티브무선기에 검출되는 주파수대역을 분할하고, 분할한 주파수대역에, 상기 무선기 그룹의 각코그니티브무선기를 할당하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 무선기 그룹의 코그니티브무선기에 검출되는 주파수대역의 분할, 및/또는, 해당 분할된 주파수대역을 검출하는 코그니티브무선기의 할당에, 과거에 수집된 주파수대역의 검출결과를 사용하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 무선기 그룹의 코그니티브무선기에 검출되는 주파수대역의 분할, 및/또는, 해당 분할된 주파수대역을 검출하는 코그니티브무선기의 할당에, 전회 할당했을 때의 주파수대역의 검출 결과를 사용하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 무선기 그룹의 코그니티브무선기로부터 검출결과를 수집하고, 해당 검출결과를 사용하여 주파수대역의 사용상황을 검사해서 판별하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선기 그룹을 이루는 무선기가 검출을 담당한 주파수대역의 정보와 주파수대역의 검출결과를 기록하는 기억부를 구비하고,
   상기 제어부는, 상기 기억부에 기록된 주파수대역의 정보와 주파수대역의 검출결과를 이용하여 상기 무선기가 검출을 담당하는 주파수대역을 결정하는 주파수대역할당부와, 검출대상이 된 주파수대역이 사용 가능한지 여부를 검사하는 검사부를 가지는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 기억부에 기록된 주파수대역의 정보와 주파수대역의 검출결과를 이용하여 상기 무선기 그룹에서 서브그룹을 구성하는 서브그룹 분할부를 가지고,
   상기 주파수대역할당부는, 상기 서브그룹에 할당된 각 무선기가 검출을 담당하는 주파수대역을 서브그룹마다 결정하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.
8. 송수신부와,
   다른 무선통신시스템의 무선기로부터 송신된 무선전파를 검출하는 검출부와,
   복수개 무선기로 구성되는 무선기 그룹의 각 무선기에 대하여 무선전파를 검출시키는 주파수대역을 결정하여 상기 각 무선기에 송신하는 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 무선기.
9. 제8항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 무선기 그룹의 각 무선기에 검출되는 주파수대역을 분할하고, 분할한 주파수대역에 각 무선기를 할당하는 것을 특징으로 하는 무선기.
10. 제9항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 무선기 그룹의 무선기에 검출되는 주파수대역의 분할, 및/또는 해당 분할된 주파수대역을 검출하는 무선기의 할당에, 과거에 수집된 주파수대역의 검출결과를 사용하는 것을 특징으로 하는 무선기.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 무선기 그룹의 무선기에 검출되는 주파수대역의 분할, 및/또는 해당 분할된 주파수대역을 검출하는 무선기의 할당에, 전회 할당시켰을 때의 주파수대역의 검출결과를 사용하는 것을 특징으로 하는 무선기.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 무선기 그룹의 무선기로부터 검출결과를 수집하고 해당 수집한 검출 결과에 근거하여, 검출대상이 된 주파수대역이 사용가능인지 아닌지를 검사해서 판별하는 것을 특징으로 하는 무선기.
13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선기 그룹을 이루는 무선기가 검출한 주파수대역의 정보와 주파수대역의 검출결과를 기록하는 기억부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 기억부에 기록된 주파수대역의 정보와 주파수대역의 검출결과를 이용하여 상기 무선기가 검출을 담당하는 주파수대역을 결정하는 주파수대역할당부와,
    검출대상이 된 주파수대역이 사용 가능인지 아닌지를 검사하는 검사부를 가지는 것을 특징으로 하는 무선기.
14. 제13항에 있어서, 상기 기억부에 기록된 주파수대역의 정보와 주파수대역의 검출결과를 이용하여, 자기가 소속하는 무선기 그룹에서 서브그룹을 구성하는 서브그룹분할부를 가지고,
    상기 주파수대역할당부는, 상기 서브그룹에 할당된 각 무선기가 검출을 담당하는 주파수대역을 서브그룹마다 결정하는 것을 특징으로 하는 무선기.
15. 제14항에 있어서, 상기 서브그룹분할부는, 상기 무선기 그룹의 무선기가 검출을 담당한 다른 무선통신시스템의 주파수대역과 다른 주파수대역을, 다음번 이후의 다른 무선통신시스템의 검출주파수대역으로서 상기 무선기에 할당하도록, 자기가 소속하는 무선기 그룹을 서브그룹에 분할하는 것을 특징으로 하는 무선기.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 서브그룹분할부는, 다음번 이후의 다른 무선통신시스템의 검출시에, 다른 무선통신시스템의 검출실적을 가지는 무선기를, 균일 또는 적어도 포함하도록 서브그룹을 재편성하는 것을 특징으로 하는 무선기.
17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서브그룹분할부는, 다음번 이후의 다른 무선통신시스템의 검출시에, 검출 대상의 주파수대역 내에서 상기 무선기 그룹의 무선기가 검출을 담당한 주파수대역과 떨어진 주파수대역을, 다음번 이후의 다른 무선통신시스템의 검출 주파수대역에 설정하도록 서브그룹을 재편성하는 것을 특징으로 하는 무선기.
18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서브그룹분할부는, 과거에 그루핑한 무선기를 다른 서브그룹에 분할해서 그루핑하도록 서브그룹을 재편성하는 것을 특징으로 하는 무선기.
19. 송수신부와,
    상기 송수신부를 통해 수신하는 분담된 주파수대역을 담당하고, 다른 무선통신시스템의 무선기로부터 송신된 무선전파를 검출하는 검출부를 가지고,
    상기 송수신부에서, 상기 검출부에서 검출한 검출결과를 송신하는 것을 특징으로 하는 무선기.
20. 제19항에 있어서, 상기 담당하는 주파수대역은, 검출대상이 되는 주파수대역전체를 분할한 하나 또는 복수의 주파수대역인 것을 특징으로 하는 무선기.
21. 송수신부와, 다른 무선통신시스템의 무선기로부터 송신된 무선전파를 검출하는 검출부를 적어도 구비하는 복수개의 코그니티브무선기로 구성되는 무선통신시스템에서 사용되는 무선전파의 검출방법에 있어서,
    제어부가, 상기 복수개의 코그니티브무선기로 구성되는 무선기 그룹의 각 코그니티브무선기에 무선전파를 검출시키는 주파수대역을 결정하고,
    상기 송수신부에 의해 상기 각 코그니티브무선기에 결정한 주파수대역을 할당하는 것을 특징으로 하는 무선전파의 검출방법.
22. 제21항에 있어서, 제어부는,
    상기 무선기 그룹의 코그니티브무선기에 검출되는 주파수대역을 분할하고, 분할한 주파수대역에 각 코그니티브무선기를 할당하고,
    상기 코그니티브무선기로부터 검출결과를 수집하고, 당해 검출결과를 사용해 주파수대역의 사용상황을 판별하는 것을 특징으로 하는 무선전파의 검출방법.
23. 제22항에 있어서, 상기 무선기 그룹의 코그니티브무선기에 검출되는 주파수대역의 분할, 및/또는 해당 분할된 주파수대역을 검출하는 무선기의 할당에, 과거에 수집된 주파수대역의 검출결과, 및/또는 전회 할당했을 때의 주파수대역의 검출결과를 사용하는 것을 특징으로 하는 무선전파의 검출방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 무선기 그룹의 무선기가 검출을 담당한 다른 무선통신시스템의 주파수대역과 다른 주파수대역을 다음번 이후의 다른 무선통신시스템의 검출 주파수대역으로서 할당하도록, 상기 무선기 그룹에서 서브그룹을 구성하는 것을 특징으로 하는 무선전파의 검출방법.
25. 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선기 그룹의 무선기가 다른 무선통신시스템의 주파수대역의 정보를 취득하고,
    상기 취득한 주파수대역의 정보를 이용하고,
    다음번 이후의 다른 무선통신시스템의 검출용에 다른 무선통신시스템의 검출실적을 가지는 무선기를 균일 또는 적어도 포함하도록,
    또는 다음번 이후의 다른 무선통신시스템의 검출용에 자기가 소속하는 무선기 그룹의 무선기가 검출을 담당한 주파수대역과 떨어진 주파수대역을 다음번 이후의 다른 무선통신시스템의 검출주파수대역에 설정하도록,
    또는 과거에 그루핑한 무선기를 다른 서브그룹에 분할해서 그루핑하도록,
    서브그룹을 재편성하는 것을 특징으로 하는 무선전파의 검출방법.
26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 송수신부와, 상기 송수신부를 통해 수신한 할당된 주파수대역을 담당해서 검출하는 검출부를 가지는 무선기에 대하여 무선전파를 검출하는 주파수대역을 통지하고,
    상기 무선기는, 상기 송수신부에서, 상기 검출부에서 검출한 검출결과를 회신하고,
    상기 제어부는, 상기 회신된 검출결과에 근거해서 검출대상이 된 주파수대역이 사용 가능인지 아닌지를 검사하는 것을 특징으로 하는 무선전파의 검출 방법.
27. 무선통신시스템에 있어서의 코그니티브무선기 프로그램에 있어서,
    상기 코그니티브무선기에
    다른 무선통신시스템의 무선기로부터 송신된 무선전파를 검출시키고,
    복수개의 코그니티브무선기로 구성되는 무선기 그룹의 각 코그니티브 무선기로 무선전파를 검출시키는 주파수대역을 결정시키고,
    상기 각 코그니티브무선기에 결정한 주파수대역을 할당시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
28. 제27항에 있어서, 상기 각 코그니티브무선기에 무선전파를 검출시키는 주파수대역의 결정과 할당에 있어서, 주파수대역을 분할하고 분할한 주파수대역에 무선기 그룹의 각 코그니티브무선기를 할당시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
29. 제28항에 있어서, 상기 주파수대역의 분할, 및/또는 해당 분할된 주파수대역을 검출하는 코그니티브무선기의 할당에, 과거에 수집된 주파수대역의 검출 결과를 사용하는 것을 특징으로 하는 프로그램.
30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 주파수대역의 분할, 및/또는 해당 분할된 주파수대역을 검출하는 무선기의 할당에 전회 할당했을 때의 주파수대역의 검출결과를 사용하는 것을 특징으로 하는 프로그램.
31. 제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코그니티브무선기에,
    상기 무선그룹의 코그니티브무선기로부터 다른 통신시스템의 무선기로부터 송신된 무선전파의 검출결과를 수집시켜,
    해당 수집한 검출 결과에 근거하여, 검출대상이 된 주파수대역이 사용가능인지 아닌지를 검사시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.

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