KR20130052553A

KR20130052553A - 무선 통신 시스템, 무선 통신 시스템에 설치되는 클러스터 헤드 기기(ｃｈｅ), 및 무선 통신 방법

Info

Publication number: KR20130052553A
Application number: KR1020127026598A
Authority: KR
Inventors: 가브리엘 포르토 빌라디; 첸 순; 요하네스 알렘스게드 데메시; 하구엔 챤; 히로시 하라다
Original assignee: 도쿠리츠 교세이 호진 죠호 츠신 켄큐 키코
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2013-05-22
Also published as: US20130064237A1; US8917685B2; GB201218177D0; GB2492023B; JP2011193422A; KR101764380B1; GB2492023A; JP5660426B2; WO2011114717A1

Abstract

[과제] 본 발명은 복수의 네트워크가 공존해 있어도 간섭을 회피할 수 있는 무선 통신 시스템 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[해결 수단] 본 발명의 무선 통신 시스템은 프라이머리 유저와, 클러스터 헤드 기기와, 세컨더리 유저를 포함하고 있다. 클러스터 헤드 기기는 상기 프라이머리 유저를 포함하는 클러스터 영역에 근거리 통신망을 제공하기 위한 것이다. 또, 클러스터 헤드 기기는 프라이머리 유저에 관한 정보 및 프라이머리 신호에 관한 정보의 일방 또는 쌍방의 정보 등을 취득하는 취득 수단과, 세컨더리 유저에 정보를 송신하는 송신 수단을 포함하고 있다. 그리고, 이 무선 통신 시스템에서는, 세컨더리 유저가, 클러스터 헤드 기기의 송신 수단으로부터 수신한 정보에 기초하여, 코그니티브 무선 통신 등을 행한다.

Description

무선 통신 시스템, 무선 통신 시스템에 설치되는 클러스터 헤드 기기(ＣＨＥ), 및 무선 통신 방법{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, CLUSTER HEAD EQUIPMENT (CHE) INSTALLED IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, AND WIRELESS COMMUNICATION METHOD}

본 발명은 무선 통신 시스템, 무선 통신 시스템에 설치되는 클러스터 헤드 기기(CHE), 및 무선 통신 방법에 관한 것으로, 특히, 세컨더리 유저인 코그니티브 무선 통신 단말을 사용하여 코그니티브 무선 통신을 행하는 무선 통신 시스템, 및, 무선 통신 시스템에 설치되는 클러스터 헤드 기기(CHE)나 무선 통신 시스템에 있어서 코그니티브 통신을 행하기 위한 무선 통신 방법에 관한 것이다.

미연방통신위원회(FCC)에 의하면, 텔레비전용의 주파수대를 이용하여 행해지는 무선 통신이 세컨더리 유저로서의 코그니티브 무선 통신 단말에서 실현되어야 한다고 되어 있다. 구체적으로는, 코그니티브 무선 통신 단말이 화이트 스페이스가 있는 것(즉, 가동 중의 신호가 없는 것)을 확인한 뒤에 실현되어야 한다고 되어 있다. 가동 중의 신호로서는 지상파 디지털 텔레비전 신호(DTT 신호: digital terrestrial television signals)) 등의 프라이머리 신호가 있다.

따라서, 코그니티브 무선 통신시에는, 적어도, 프라이머리 신호가 소정의 스페이스·시간·주파수대에 없는 것을 확인할 필요가 있다.

여기에서, 프라이머리 신호의 유무를 확인하는 기술로서는, 주로, 데이터베이스(예를 들면, 텔레비전 화이트 스페이스용의 데이터베이스)에 관한 기술, 센싱에 관한 기술, 및 코그니티브 파일롯 채널(CPC)에 관한 기술의 3개를 들 수 있다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조.). 그리고, 세컨더리 유저로서의 코그니티브 무선 통신 단말은 프라이머리 신호가 없는 것을 확인함으로써, 이용 가능한 주파수의 스펙트럼을 사용하여 통신을 행할 수 있게 된다.

상기한 각 기술이 목적으로 하고 있는 것은, 라이센스 되어 있는 프라이머리 유저에 대하여, 라이센스 되어 있지 않은 세컨더리 유저로서의 코그니티브 무선 통신 단말이 악영향을 끼치는 것과 같은 간섭을 생성하는 것을 방지하는 것에 있다. 또한, 간섭 회피의 필요성은 텔레비전 화이트 스페이스를 이용하는 통신에 한하여 요구되는 것이 아니라, 화이트 스페이스를 이용한 통신에 공통되어 요구된다.

또한, 텔레비전 화이트 스페이스에 관한 보다 최근의 과제로서는 이하와 같은 것도 들 수 있다. 여러 가지 코그니티브 무선 통신 단말(세컨더리 유저)이 어떤 일정 에어리어 내에 존재하는 경우, 그 에어리어 내에서, 복수의 무선 네트워크가 형성되는 경우가 있다. 즉, 복수의 무선 네트워크가 소정의 에어리어 내에 공존하는 경우가 된다. 이러한 경우에는, 코그니티브 무선 통신 단말 사이에서의 간섭도 회피할 필요가 있다.

그래서, 복수의 무선 네트워크가 공존하는 경우에 있어서 간섭을 회피하기 위하여, 공존 데이터베이스(센싱 데이터베이스)를 설치하는 것을 생각할 수 있다. 공존 데이터베이스에는 세컨더리 유저에 관한 정보가 저장되어 있다. 이 경우, 각 유저는 공존 데이터베이스에 액세스함으로써, 네트워크의 상황을 파악할 수 있다. 그리고, 각 유저는 파악한 상황에 따라 간섭을 회피하도록 동작 결정을 행하는 것이 가능하게 된다.

그렇지만, 각 유저가 공존 데이터베이스에 액세스하면, 그만큼 시간이 걸린다(즉, 지연(delay)이 생긴다.). 따라서, 공존 데이터베이스를 설치하는 것과는 다른 방법으로, 네트워크 사이에서의 간섭을 회피하는 방법이 요구되고 있다. 그리고, 그러한 방법을 실현할 수 있으면, 지연이 생기지 않아, 복수의 무선 네트워크가 공존할 수 있게 된다.

"Digital dividend: Geolocation for cognitive access", 오프콤(Ofcom), 2009년 11월 17일

(발명의 개요)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

그래서, 본 발명은 복수의 네트워크가 공존하고 있어도, 간섭을 회피할 수 있는 무선 통신 시스템 및 무선 통신 방법을 제공하는 것을 주목적으로 한다.

또, 본 발명은 간섭을 회피하기 위하여 필요한 정보를, 공존 데이터베이스에 액세스하지 않고, 용이하게 입수할 수 있는 통신 시스템 및 무선 통신 방법을 제공하는 것을 제 2 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 그 밖의 목적은 본 명세서에 의해 밝혀진다. 예를 들면, 본 발명은, 무선 통신 시스템에 있어서, 프라이머리 신호의 센싱에 필요한 시간을 짧게 하여 그 효율화를 도모하는 것이나, 세컨더리 유저의 무선 액세스를 효율적으로 행하는 것도 목적으로 하고 있다. 또한, 본 발명은 종래의 무선 통신 시스템 등에 설치 가능한 클러스터 헤드 기기(CHE)를 제공하는 것도 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 측면은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 이 무선 통신 시스템은 코그니티브 무선 통신을 행하는 것이 가능하게 구성되어 있다.

상기 무선 통신 시스템은 프라이머리 유저와, 클러스터 헤드 기기(CHE)와, 세컨더리 유저를 포함한다. 클러스터 헤드 기기(CHE)는 소정의 영역(이하, 클러스터 영역)에 근거리 통신망(LAN)을 제공하기 위한 것이다. 여기에서, 클러스터 영역은 프라이머리 유저를 포함하는 영역이다. 그리고, 이 클러스터 영역 내에 세컨더리 유저가 존재한다.

상기 클러스터 헤드 기기(CHE)는 취득 수단과, 송신 수단을 포함한다. 여기에서, 취득 수단은 프라이머리 유저에 관한 정보 및 프라이머리 신호에 관한 정보의 일방 또는 쌍방의 정보를 취득하기 위한 수단이다. 또, 이 취득 수단은 세컨더리 유저에 관한 정보를 취득하는 것이 가능하다. 송신 수단은 세컨더리 유저에 정보를 송신하기 위한 수단이다.

그리고, 세컨더리 유저는, 클러스터 헤드 기기(CHE)의 송신 수단으로부터 수신한 정보에 기초하여, 다른 세컨더리 유저와의 사이에서 코그니티브 무선 통신을 행하거나, 또는 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)와의 사이에서 코그니티브 무선 통신을 행하여 당해 클러스터 헤드 기기(CHE)를 통하여 통신 회선에 접속하도록 구성되어 있다. 여기에서, 통신 회선의 일례는 인터넷이다.

상기한 바와 같이, 클러스터 헤드 기기(CHE)를 설치함으로써, 공존 데이터베이스와 같은 데이터베이스가 불필요하게 된다. 또, 클러스터 헤드 기기(CHE)가 프라이머리 유저에 관한 정보나 프라이머리 신호에 관한 정보를 취득함으로써, 적어도, 프라이머리 유저에 대한 간섭을 회피할 수 있다. 또한, 프라이머리 신호의 센싱을 생략하거나, 또는 프라이머리 신호의 센싱을 간략화할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 측면에서는, 클러스터 헤드 기기(CHE)가 생성 수단을 더 포함하고 있다. 이 생성 수단은, 상기 취득 수단이 취득한 정보에 기초하여, 세컨더리 유저를 제어하기 위한 제어 정보를 생성하기 위한 수단이다. 구체적으로는, 클러스터 헤드 기기(CHE)는, 취득 수단에서 취득한 정보를 처리한 뒤에, 세컨더리 유저가 행하는 통신을 제어하기 위한 정보를 상기 제어 정보로서 생성한다. 제어 정보의 일례로서는 세컨더리 유저가 이용해야 할 채널에 관한 정보나, 어떻게 스펙트럼에 액세스할지에 관한 정보가 포함되어 있다. 그리고, 이 경우, 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)의 송신 수단은 세컨더리 유저에게 제어 정보를 송신한다. 이것에 의해, 세컨더리 유저는 제어 정보에 따르는 것만으로 통신을 행할 수 있게 된다. 또한, 세컨더리 유저는, 클러스터 헤드 기기(CHE)의 취득 수단이 취득한 정보를 처리하는 능력을 갖는 경우에는, 클러스터 헤드 기기(CHE)는 전술한 바와 같은 생성 수단을 포함하지 않아도 된다.

또한, 본 발명의 바람직한 측면에서는, 클러스터 헤드 기기(CHE)의 취득 수단이 프라이머리 유저의 전원이 오프인지 아닌지를 특정함으로써, 상기 프라이머리 유저에 관한 정보를 취득하는 것이다. 이 경우, 세컨더리 유저는 프라이머리 유저의 전원이 오프인 것을 나타내는 정보를 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터 수신하게 된다. 그리고, 그 경우, 세컨더리 유저는 프라이머리 유저가 이용 가능한 주파수대를 이용하여 코그니티브 무선 통신을 행한다. 따라서, 예를 들면, 프라이머리 유저의 전원이 오프인 경우에는, 세컨더리 유저는 프라이머리 유저에 대하여 간섭을 주는 경우가 없으므로, 모든 주파수대를 이용하여 코그니티브 무선 통신을 행할 수 있다. 또한, 클러스터 헤드 기기(CHE)는, 프라이머리 유저의 전원이 오프인 경우에는, 프라이머리 신호의 센싱을 행할 필요가 전혀 없다.

또한, 본 발명의 바람직한 측면에서는, 클러스터 헤드 기기(CHE)의 취득 수단이 프라이머리 유저가 소정의 채널을 이용하는지 아닌지를 특정함으로써, 프라이머리 유저에 관한 정보를 취득하는 것이다. 이 경우, 세컨더리 유저는 프라이머리 유저가 소정의 채널을 이용하는 것을 나타내는 정보 또는 프라이머리 유저가 이용하지 않는 채널에 관한 정보를 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터 수신하게 된다. 그리고, 세컨더리 유저는 프라이머리 유저가 이용하는 채널과는 다른 채널을 이용하여 코그니티브 무선 통신을 행한다. 따라서, 클러스터 헤드 기기(CHE)는 프라이머리 유저가 이용하는 채널에 대해서는 프라이머리 신호의 센싱을 행할 필요가 전혀 없다.

또한, 본 발명의 바람직한 측면에서는, 클러스터 헤드 기기(CHE)의 취득 수단이 프라이머리 신호의 센싱을 행함으로써, 또는 다른 디바이스에 의한 센싱의 결과를 나타내는 센싱 정보에 기초하여, 프라이머리 신호에 관한 정보를 취득하는 것이다. 또한, 이 취득 수단은 소정의 기억 수단(클러스터 헤드 기기(CHE)의 메모리나, 무선 통신 시스템 내의 데이터베이스)에 액세스함으로써 센싱 정보를 취득하는 것도 가능하다. 그리고, 이 경우, 세컨더리 유저는, 프라이머리 신호에 대응하는 복수의 채널 중, 프라이머리 유저가 이용하지 않도록 미리 정해져 있는 채널(빈 채널)에 관한 정보를 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터 수신하게 된다. 그리고, 세컨더리 유저는 빈 채널을 이용하여 코그니티브 무선 통신을 행한다. 따라서, 클러스터 헤드 기기(CHE)는 센싱 등에 의해 프라이머리 유저가 이용하지 않도록 미리 정해져 있는 빈 채널에 관한 정보를 취득할 수 있으면, 그 이상으로 센싱(주파수대의 스캔)을 행할 필요나 공존 데이터베이스로의 액세스를 행할 필요가 없다.

또한, 본 발명의 바람직한 측면에서는, 무선 통신 시스템이 클러스터 영역과는 다른 클러스터 영역에 설치된 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)를 더 포함한다. 이 경우, 클러스터 헤드 기기(CHE)와 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)는 정보교환을 하도록 구성된다. 이 정보교환 시에는, 다른 클러스터 영역 내의 세컨더리 유저에 관한 정보도 취득된다. 이렇게 함으로써, 공존 데이터베이스에 액세스할 필요를 없앨 수 있다. 또, 예를 들면, 정보교환에 의해 얻어진 정보를 이용함으로써, 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 근거리 통신망(LAN)과 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 근거리 통신망(LAN)이 서로 간섭하지 않도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 보다 바람직한 측면에서는, 클러스터 헤드 기기(CHE)가 상기 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)를 통하여, 제 3 클러스터 헤드 기기(CHE)와의 사이에서 정보교환을 행한다. 이 정보교환 시에는, 제 3 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 근거리 통신망(LAN)에 속하는 세컨더리 유저에 관한 정보도 취득된다. 이것에 의해, 멀리 있는 클러스터 헤드 기기(CHE)의 정보를 릴레이 방식으로 취득하거나, 클러스터 영역이 중복되는 클러스터 헤드 기기(CHE)의 정보를 취득하거나 할 수 있게 된다. 그 결과, 제 3 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 네트워크에 간섭을 주지 않도록, 또는, 그 네트워크로부터 간섭을 받거나 하지 않도록 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 보다 바람직한 측면에서는, 클러스터 헤드 기기(CHE)와 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)는 상기 정보교환을 전용의 제어 채널을 이용하여 행한다. 또한, 이 전용의 제어 채널은 무선을 이용한 것(예를 들면, 비콘 송신 전용의 것)이어도 되고, 유선을 이용한 것이어도 된다. 이것에 의해, 정보교환 시에 프라이머리 유저에게 간섭을 주는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 보다 바람직한 측면에서는, 클러스터 헤드 기기(CHE)의 취득 수단이, 정보교환에 의해 얻어진 정보에 기초하여, 세컨더리 유저가 이용 가능한 주파수대를 특정한다. 이 경우, 클러스터 헤드 기기(CHE)의 송신 수단은 취득 수단이 특정한 정보를 세컨더리 유저에게 송신하게 된다. 더욱 바람직하게는, 클러스터 헤드 기기(CHE)의 취득 수단은 세컨더리 유저가 이용 가능한 주파수를 특정하고, 세컨더리 유저를 제어하기 위한 제어 정보를 생성한다. 여기에서의 제어 정보의 일례로서는, 각 클러스터 영역 내에 있는 세컨더리 유저가 특정한 주파수대를 (변경하지 않고) 이용하는 경우, 세컨더리 유저의 송신 출력이 작은 값이도록 제어하기 위한 정보가 있다. 이 제어 정보를 사용함으로써, 간섭을 억제할 수 있다. 또, 제어 정보의 다른 예로서는, 각 클러스터 영역 내에 있는 세컨더리 유저가 특정한 주파수대를 (변경하지 않고) 이용하는 경우, 일방의 클러스터 영역 내에 있는 세컨더리 유저가 통신을 행하기 위한 타임 슬롯과, 다른 클러스터 영역 내에 있는 세컨더리 유저가 통신을 행하기 위한 타임 슬롯을 다르게 하기 위한 정보가 있다. 보다 바람직하게는 타임 슬롯이 서로 번갈아 되도록 제어가 행해진다.

또한, 근거리 통신망(LAN)은 2개로 한정되지 않고, 3개 이상이어도 된다. 이와 같이, 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE)가 정보교환을 행함으로써, 복수의 근거리 통신망(LAN)이 서로 간섭하는 것을 회피할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 바람직한 측면에서는, 클러스터 헤드 기기(CHE)가 클러스터 영역을 포함하는 광역 네트워크(RAN)에 속해 있다. 이 경우, 클러스터 헤드 기기(CHE)는 광역 네트워크(RAN)에 속하는 유저에 관한 정보 또는 광역 네트워크(RAN)에 공급되고 있는 신호에 관한 정보의 일방 또는 쌍방을 취득하는 제 2 취득 수단을 더 포함한다. 그리고, 클러스터 헤드 기기(CHE)의 송신 수단은 제 2 취득 수단이 취득한 정보도 세컨더리 유저에게 송신하도록 구성된다. 이것에 의해, 클러스터 영역 내에, 광역 네트워크(RAN)에 속하는 유저(다른 세컨더리 유저)가 존재하고 있어도, 광역 네트워크(RAN)에 대한 간섭도 회피할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 측면에서는, 클러스터 헤드 기기(CHE)가 프라이머리 유저에 탑재되어 있다. 예를 들면, 클러스터 헤드 기기(CHE)가 프라이머리 유저용의 칩(chip)에 탑재되어 있어도 되고, 클러스터 헤드 기기(CHE)가 프라이머리 유저와 유선을 통하여 접속되어 있어도 된다. 이와 같이 함으로써, 전술한 바와 같은 무선 통신 시스템을 용이하게 구성할 수 있다. 또한, 클러스터 헤드 기기(CHE)는 프라이머리 유저에 탑재되어 있지 않아도 되고, 그 경우에는, 프라이머리 유저와 무선을 통하여 접속되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 보다 바람직한 측면에서는, 세컨더리 유저가 판단 수단과 송신 수단을 포함하고 있다. 여기에서, 세컨더리 유저의 판단 수단은 간섭 에어리어 내에 있는지 아닌지를 판단하기 위한 수단이다. 간섭 에어리어란 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 근거리 통신망(LAN)과 상기 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 근거리 통신망(LAN)이 서로 간섭하는 에어리어이다. 세컨더리 유저의 송신 수단은, 상기 판단 수단에 의한 판단의 결과, 간섭 에어리어 내에 있는 경우에는, 그 내용을 나타내는 정보를 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)에 송신하기 위한 수단이다. 또, 이 경우, 클러스터 헤드 기기(CHE)는 제어 수단을 포함하고 있다. 이 제어 수단은, 세컨더리 유저의 송신 수단으로부터 수신한 정보에 기초하여, 세컨더리 유저를 제어하기 위한 수단이다. 제어의 예로서는 세컨더리 유저가 이용 가능한 주파수의 범위나 채널을 제한 또는 변경하거나, 송신 출력을 작게 하거나 하는 것을 들 수 있다. 이 측면에 의해서도, 간섭을 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명의 제 2 측면은 클러스터 헤드 기기(CHE)에 관한 것이다. 이 클러스터 헤드 기기(CHE)는 종래의 무선 통신 시스템 등에 설치되어, 상기한 제 1 측면에 따른 무선 통신 시스템을 구성하기 위한 것이다. 즉, 이 클러스터 헤드 기기(CHE)를 사용하면, 상기한 제 1 측면에 따른 무선 통신 시스템을 구성할 수 있게 된다.

본 발명의 제 3 측면은 무선 통신 방법에 관한 것이다. 이 무선 통신 방법은, 상기한 제 1 측면에 따른 무선 통신 시스템과 동일하게 구성된 무선 통신 시스템에 있어서 코그니티브 무선 통신(세컨더리 유저 간의 통신이나, 세컨더리 유저의 통신 회선 접속)을 행하기 위한 방법이다.

또한, 본 발명의 다른 측면은, 상기한 무선 통신 방법을 실현하기 위한 프로그램(알고리즘)이나, 당해 프로그램을 저장한 기록 매체에 관한 것이다. 그리고, 그 프로그램(알고리즘)은 클러스터 헤드 기기(CHE)에 의해 실행되면, 상기한 무선 통신 방법을 실현할 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에 있어서, 클러스터 헤드 기기(CHE)가 세컨더리 유저에게 코그니티브 통신에 필요한 정보를 통지하므로, 복수의 네트워크가 공존하고 있어도, 간섭을 회피할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에 있어서, 세컨더리 유저가 공존 데이터베이스에 액세스할 필요가 없기 때문에, 간섭을 회피하기 위하여 필요한 정보를 지연 없이 용이하게 입수할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 의하면, 종래의 무선 통신 시스템에 설치 가능한 클러스터 헤드 기기(CHE)나 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 통신 방법 등을 제공할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 태양에 따른 무선 통신 시스템의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 2는 도 1의 무선 통신 시스템이 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE)를 포함하는 경우이며, 복수의 무선 근거리 통신망(WLAN)이 공존하는 경우를 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1의 무선 통신 시스템이 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE)를 포함하는 경우로서, 도 2에 도시하는 경우에 있어서, 광역 네트워크(RAN)에 의해 동작하는 단말을 포함하는 경우를 더 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 2나 도 3에 도시하는 무선 통신 시스템에 있어서 실행되는 처리와 그 처리의 타이밍(프레임)을 설명하기 위한 타이밍 차트.
도 5는 도 1에 있어서의 클러스터 헤드 기기(CHE)가 실행하는 처리의 수순을 나타내는 플로우차트.
도 6은 도 5의 스텝 S20에 있어서 통지되는 클러스터 고유 정보의 일례를 도시하는 도면.
도 7은 정보교환에 의해 정보가 릴레이 방식으로 전달되는 경우의 일례를 설명하기 위한 도면으로, 세컨더리 유저를 통하여 정보가 전달되는 예를 도시하고 있다.
도 8은 정보교환에 의해 정보가 릴레이 방식으로 전달되는 경우의 다른 예를 설명하기 위한 도면으로, 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE) 사이에서 정보가 전달되는 예를 도시하고 있다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명은, 예를 들면, 복수의 무선 통신 단말이 서로 상이한 무선 네트워크에 속해 있어도 공존하는 것이 가능한 무선 통신 시스템 및 무선 통신 방법에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명은, 무선 통신 시스템이 세컨더리 유저인 코그니티브 무선 통신 단말을 포함하는 무선 네트워크를 복수 포함하는 경우에 있어서, 그들 복수의 무선 네트워크가 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 무선 액세스 기술에 기초하고 있어도, 그것들 사이에서 화이트 스페이스(또는 스펙트럼 홀)의 공유를 가능하게 하는 기술에 관한 것이다. 복수의 네트워크의 공존(즉, 화이트 스페이스의 공유)에 의해, 스펙트럼의 이용이 촉진되게 된다.

그래서, 본 발명에서는, 복수의 무선 네트워크가 간섭하지 않고 공존하게 하기 위하여, 자치적인(autonomous) 수법을 채용한다. 자치적인 수법을 채용함으로써, 중앙집권적인(centerized) 수법과는 달리, 데이터베이스로의 액세스를 불필요하게 할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 프라이머리 신호의 센싱에 필요한 시간을 짧게 하거나 또는 삭감하는 것도 가능하게 된다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태(태양)를 도면을 사용하여 설명한다. 그렇지만, 이하 설명하는 형태는 일례이며, 당업자에게 있어서 자명한 범위에서 적당히 수정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 태양에 따른 무선 통신 시스템의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 1에 도시하는 무선 통신 시스템(1)에서는, 적어도 1개의 프라이머리 유저(10)와, 복수의 세컨더리 유저(20)가 소정의 영역 내에 배치되어 있다. 프라이머리 유저(10)는, 예를 들면, 디지털 텔레비전 세트(DTV)이며, 기지국(베이스 스테이션)으로부터의 프라이머리 신호(DTT 신호)를 수신하여, 화상을 표시하거나, 음성을 출력하거나 한다. 여기에서, 소정의 영역이란 프라이머리 유저(10)를 포함하는 한정된 영역 또는 공간이며, 구체적으로는, 후술하는 클러스터 헤드 기기(CHE: cluster head equipment)로부터 소정의 반경(예를 들면, 20m 이내)의 범위 내의 비교적 좁은 공간이다. 이하, 이와 같이 비교적 좁은 영역 또는 공간을 클러스터 영역이라고도 하기로 한다. 그리고, 이 클러스터 영역 내에서는, 복수의 세컨더리 유저(20)가 코그니티브 무선 통신을 행하기 위한 네트워크를 형성할 수 있도록 되어 있다. 이러한 경우, 무선 통신 시스템(1)은 다른 클러스터 영역에 형성되는 무선 네트워크로부터 간섭을 받을 가능성이 있다. 또한, 간섭의 회피에 대해서는 후술한다.

그래서, 무선 통신 시스템(1)에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)가 배치되어 있다. 이 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는, 클러스터 영역에, 무선의 근거리 통신망(WLAN)을 제공하기 위한 것이고, 이것에 의해, 복수의 세컨더리 유저(20)는 코그니티브 무선 통신을 행하는 것이 가능하게 된다. 바꿔 말하면, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 대응하는 클러스터 영역 내에 있는 세컨더리 유저를 제어하기 위한 것이다. 또, 각 세컨더리 유저(20)는 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)와의 사이에서 코그니티브 무선 통신을 행하고 당해 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)를 통하여 통신 회선에 접속하는 것도 가능하다. 여기에서, 통신 회선의 일례는 인터넷이다.

클러스터 헤드 기기(CHE)(30)에 대하여 상세하게 설명한다. 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 이하에 설명하는 기능의 적어도 1개 이상의 기능을 포함하도록 구성되어 있다.

제 1로, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 프라이머리 유저(10)에 관한 정보를 취득하는 기능(수단)을 갖는다. 이 때문에, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 프라이머리 유저(10)와 유선 또는 무선을 통하여 접속된다. 또, 바람직하게는, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 프라이머리 유저(10)에 탑재되어 있다. 예를 들면, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 프라이머리 유저(10)용의 칩(chip)에 탑재되어 있어도 된다. 이렇게 함으로써, 전술한 바와 같은 무선 통신 시스템(1)을 용이하게 구성할 수 있다. 또한, 클러스터 헤드 기기(CHE)는 프라이머리 유저에 탑재되어 있지 않아도 된다. 그 경우에는, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 프라이머리 유저(10)의 근방(클러스터 영역 내)에 설치되고, 프라이머리 유저와 유선 또는 무선을 통하여 접속된다.

클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 프라이머리 유저(10)의 전원이 오프(OFF)인지의 여부를 특정하는 기능을 갖는다. 또한, 프라이머리 유저(10)가 복수인 경우에는, 모든 프라이머리 유저(10)의 전원이 오프인지 아닌지가 특정된다. 그리고, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는, 프라이머리 유저(10)에 관한 정보로서, 전원에 관한 정보를 각 세컨더리 유저(20)에 송신한다. 이 경우, 세컨더리 유저(20)는 프라이머리 유저가 이용 가능한 주파수대를 이용하여 코그니티브 무선 통신을 행할 수 있게 된다. 이것은, 세컨더리 유저(20)끼리 코그니티브 무선 통신을 행함으로써, 클러스터 영역 내에서 프라이머리 신호에 간섭이 생겼다고 해도, 클러스터 영역 내에는, 프라이머리 신호를 이용하는 디바이스가 없는 것을 이용하고 있다. 즉, 프라이머리 유저(10)가 가동하고 있지 않은 경우, 클러스터 영역 내에서는, 프라이머리 신호에 대응하는 주파수대(복수의 채널)는 모두 세컨더리 유저(20)가 이용 가능한 주파수대(화이트 스페이스)이다.

또, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는, 복수의 이용 가능한 채널 중, 프라이머리 유저(10)가 소정의 채널을 이용하는지 아닌지를 특정하는 기능을 갖는다. 그리고, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는, 프라이머리 유저(10)에 관한 정보로서, 프라이머리 유저(10)가 소정의 채널을 이용하는 것을 나타내는 정보, 또는 프라이머리 유저(10)가 이용하지 않는 채널에 관한 정보를, 각 세컨더리 유저(20)에 송신한다. 이 경우, 세컨더리 유저(20)는 프라이머리 유저(10)가 이용하는 채널과는 다른 채널을 이용하여 코그니티브 무선 통신을 행할 수 있게 된다. 즉, 세컨더리 유저(20)가 이용 가능한 주파수대 또는 채널은 클러스터 영역 내의 프라이머리 유저(10)가 이용하는 채널을 제외한 모든 채널이다. 이와 같이, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)를 프라이머리 유저(10)의 근방(클러스터 영역 내)에 형성함으로써, 간섭을 회피하기 위해 필요한 정보를 용이하게 취득할 수 있다.

또한, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 프라이머리 유저(10)의 전원이 오프인지 아닌지를 특정하는 기능과, 프라이머리 유저(10)가 소정의 채널을 이용하는지 아닌지를 특정하는 기능의 쌍방의 기능을 가질 필요는 없고, 일방의 기능을 갖는 것이어도 된다. 또한, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 그들 쌍방의 기능을 갖는 것이 바람직하고, 이것에 의해, 세컨더리 유저(20)가 이용 가능한 주파수대(채널)를 더욱 정확하게 파악할 수 있다. 또한, 쌍방의 기능을 갖는 경우이어도, 전원이 오프인 동안은 모든 채널이 이용 가능하기 때문에, 프라이머리 유저(10)가 소정의 채널을 이용할 것인가 아닌가를 특정할 필요는 없다.

상기한 바와 같이, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)가 프라이머리 유저(10)에 관한 정보를 취득하는 기능을 가짐으로써, 세컨더리 유저가 이용 가능한 주파수대에 관한 정보를, 간섭을 회피하기 위해 필요한 정보로서, 용이하게 취득할 수 있다. 구체적으로는, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)나 세컨더리 유저(20)가 공존 데이터베이스에 액세스할 필요를 없앨 수 있다.

제 2로, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 프라이머리 신호에 관한 정보를 취득하는 기능(수단)을 갖는다. 프라이머리 신호에 관한 정보로서는 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)가 스스로 센싱을 행함으로써 취득한 것이어도 되고, 다른 디바이스가 행한 센싱의 결과를 나타내는 센싱 정보를 입수하고 그 센싱 정보로부터 취득한 것이어도 된다. 또한, 센싱 정보를 취득하기 위하여, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 소정의 기억 수단(클러스터 헤드 기기(CHE)의 메모리나, 무선 통신 시스템 내의 데이터베이스)에 액세스해도 된다. 그리고, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는, 프라이머리 신호에 대응하는 복수의 채널 중, 프라이머리 유저(10)가 이용하지 않도록 미리 정해져 있는 채널(빈 채널)을 특정하고, 그 빈 채널에 관한 정보를 세컨더리 유저(20)에 송신한다. 이 경우, 세컨더리 유저(20)는 그 빈 채널을 이용하여 코그니티브 무선 통신을 행할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)가 프라이머리 신호에 관한 정보를 취득하는 기능을 가짐으로써, 프라이머리 유저(10)가 가동하고 있어도, 세컨더리 유저가 이용 가능한 주파수대에 관한 정보를, 간섭을 회피하기 위하여 필요한 정보로서, 용이하게 취득할 수 있다.

제 3으로, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 다른 클러스터 영역에 설치된 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)와 정보교환을 행하는 기능을 갖는다. 이 정보교환에 의해, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 다른 클러스터 영역 내에 있는 프라이머리 유저 유저에 관한 정보나 세컨더리 유저에 관한 정보를 취득하는 것이 가능하다. 이 정보교환에 의해 얻어진 정보 등도, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)가 제공하는 근거리 통신망(LAN)에 대응하는 클러스터 영역 내에 있는 세컨더리 유저(20)에 송신된다. 바람직하게는, 클러스터 헤드 기기(CHE)는, 취득한 정보를 처리한 뒤에, 각 세컨더리 유저를 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 기능을 갖는다. 제어 정보의 일례로서는 세컨더리 유저가 이용해야 할 채널에 관한 정보나, 어떻게 스펙트럼에 액세스할 것인지에 관한 정보가 포함되어 있다. 또한, 세컨더리 유저가 클러스터 헤드 기기(CHE)의 취득 수단이 취득한 정보를 수신하여 처리하는 능력을 갖는 경우에는, 클러스터 헤드 기기(CHE)는 전술한 바와 같은 생성하는 기능을 가질 필요는 없다. 또한, 클러스터 영역과 다른 클러스터 영역은 서로 중복되어 있어도 되고, 서로 이간되어 있어도 된다. 또한, 클러스터 영역과 다른 클러스터 영역이 서로 중복되어 있는 경우에는, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 클러스터 영역 내의 세컨더리 유저(20)를 통하여, 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE) 사이에서, 정보교환을 릴레이 방식으로 행하는 것도 가능하다(도 7 참조).

보다 바람직하게는, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 상기 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)를 통하여, 제 3 클러스터 헤드 기기(CHE)와의 사이에서 정보교환을 행한다. 이것에 의해, 멀리 있는 클러스터 헤드 기기(CHE)의 정보를 릴레이 방식으로 취득하는 것이 가능하다(도 8 참조). 이 경우, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 제 3 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 근거리 통신망(LAN)에 대응하는 클러스터 영역 내에 있는 프라이머리 유저 유저에 관한 정보나 세컨더리 유저에 관한 정보를 취득하는 것이 가능하다. 이렇게 하여 얻어진 정보도 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)가 제공하는 근거리 통신망(LAN)에 대응하는 클러스터 영역 내에 있는 세컨더리 유저(20)에 송신된다. 그 결과, 제 3 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 네트워크에 간섭을 주지 않도록, 또한, 그 네트워크로부터 간섭을 받거나 하지 않도록 제어할 수 있다.

상기한 정보교환을 행하는 기능은 무선 통신 시스템(1)이 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE)를 포함하는 경우에 유효하다. 그래서, 무선 통신 시스템(1)이 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE)를 포함하는 경우에 대하여, 상세하게 설명하는 것으로 한다.

도 2 및 도 3은, 도 1의 무선 통신 시스템(1)이 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE)를 포함하는 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 복수의 무선 근거리 통신망(WLAN)이 공존하는 경우를 도시하고 있고, 도 3은, 도 2에 도시하는 경우에 있어서, 광역 네트워크(RAN)에 의해 동작하는 단말을 더 포함하는 경우를 도시하고 있다.

도 2나 도 3에 도시하는 바와 같이, 무선 통신 시스템(1)은 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE)를 포함하고 있다. 각 클러스터 헤드 기기(CHE)는 1개의 클러스터 영역에 설치되어 있다. 즉, 무선 통신 시스템(1)에서는, 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE)가 분배적으로 또는 분산적으로 배치되어 있다. 그리고, 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE)는, 상기한 바와 같이, 통지 채널을 통하여 정보교환을 행하게 되어 있고, 이 정보교환에 의해 얻어진 정보(프라이머리 유저 유저에 관한 정보나 세컨더리 유저에 관한 정보)를 이용함으로써, 각 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 무선 근거리 통신망(WLAN)이 서로 간섭하지 않도록 제어한다.

도 4는 도 2나 도 3에 도시하는 무선 통신 시스템(1)에서 실행되는 처리와 그 처리의 타이밍(프레임)을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.

무선 통신 시스템(1)에서 실행되는 처리는 크게 나누어 2종류 있다. 하나는 복수의 네트워크의 공존을 실현하기 위한 사전 처리이며, 도 4에 도시하는 공존창(coexistence window)에 대응하는 프레임의 시간 내에 실행된다. 또 하나는 세컨더리 유저가 실제로 코그니티브 무선 통신을 행하는 처리이며, 도 4에 도시하는 세컨더리 유저용의 시간창(time window)에 대응하는 프레임의 시간 내에 실행된다.

구체적으로는, 공존창에 대응하는 프레임에서는, 각 클러스터 헤드 기기(CHE)는, 다른 클러스터 헤드 기기(CHE)와의 사이에서, 정보교환을 행한다. 정보교환의 상세에 대해서는 후술한다. 또, 각 클러스터 헤드 기기(CHE)는 이 공존창에 대응하는 프레임의 시간 내에, 정보교환에 의해 얻어진 정보를 이용하여, 세컨더리 유저가 이용 가능한 주파수대를 특정하고, 그 정보를, 대응하는 세컨더리 유저에 송신한다.

또한, 각 클러스터 헤드 기기(CHE)는, 이 공존창에 대응하는 프레임의 시간 내에, 대응하는 클러스터 영역 내에 있는 복수의 세컨더리 유저 중, 어느 세컨더리 유저가 스펙트럼을 이용하려고 하고 있는지에 따라, 이용 가능한 주파수대를 조정한다. 또, 클러스터 헤드 기기(CHE)는, 이 공존창에 대응하는 프레임의 시간 내에, 기지국으로부터의 프라이머리 신호를 센싱한다.

세컨더리 유저용의 시간창에 대응하는 프레임에서는, 각 세컨더리 유저는 대응하는 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터 수신한 정보에 기초하여, 데이터 송신(코그니티브 무선 통신)을 행한다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 공존창에 대응하는 프레임의 뒤에, 세컨더리 유저용의 시간창에 대응하는 프레임이 배치된다. 이 프레임의 시간 내에서는, 프라이머리 유저에 대하여 간섭이 생기지 않는 세컨더리 유저만이 코그니티브 무선 통신(세컨더리 유저 간의 통신이나, 세컨더리 유저의 통신 회선 접속)을 행할 수 있게 되어 있다. 또한, 주기적으로 공존창에 대응하는 프레임을 배치함으로써, 세컨더리 유저로부터의 스펙트럼 이용의 의사를 착실하게 반영시킬 수 있고, 이것에 의해, 스펙트럼의 이용을 촉진할 수 있고, 그 결과, 스펙트럼을 효율적으로 이용할 수 있다. 또한, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는, 예를 들면, 대응하는 클러스터 영역에 있는 세컨더리 유저의 수 등에 따라, 세컨더리 유저용의 시간창에 대응하는 프레임의 시간을 변경하여 최적화를 도모하는 것이 바람직하다.

도 5는, 도 1에 있어서의 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)가 실행하는 처리의 수순을 나타내는 플로우차트이다. 또한, 도 5에 나타내는 처리에 대응하는 프로그램(알고리즘)은, 예를 들면, 기록매체에 저장되어 있다. 그리고, 그 프로그램을, 주로 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)가 기록매체로부터 읽어내어 실행함으로써, 도 5에 나타내는 처리가 실현된다.

우선, 도 5에 도시하는 스텝 S10～S70의 처리는 상기한 공존창에 대응하는 프레임의 시간 내에 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)에 의해 실행된다. 스텝 S10에서는, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 통지 채널을 특정한다. 이 통지 채널은 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 네트워크끼리의 사이에서 센싱 관련 정보를 교환하기 위한 채널이며, 예를 들면, 세컨더리 유저가 액세스할 수 없는 전용의 제어 채널이다. 또한, 이 전용의 제어 채널은 무선(예를 들면, 비콘)을 이용한 것이어도 되고, 유선을 이용한 것이어도 된다. 전용의 제어 채널의 예로서는 코그니티브 파일롯 채널(CPC)의 개념과 유사한 채널을 들 수도 있다. 이것에 의해, 정보교환 시에 프라이머리 유저(10)에 간섭을 주는 것을 방지할 수 있다.

계속되는 스텝 S20에서는, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는, 예를 들면, 비콘(beacon)을 사용하여, 현재의 스펙트럼 이용상황 등의 클러스터 고유 정보를 다른 클러스터 헤드 기기(CHE)에 통지한다. 클러스터 고유 정보는, 예를 들면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 프라이머리 유저나 세컨더리 유저의 주파수의 점유 상황에 관한 정보, 세컨더리 유저(또는 클러스터 헤드 기기(CHE))의 지리적인 위치(국재(局在) 위치)에 관한 정보, 세컨더리 유저의 무선 송신기에 관한 정보, 국재 위치의 채널 모델에 관한 정보, 송신 출력에 관한 정보, QoS(퀄리티 오브 서비스)에 관한 정보 등이 있다. 바람직하게는, 클러스터 고유정보에는 스펙트럼 이용의 의사에 관한 정보(예를 들면, 이용하려고 하고 있는 주파수대에 관한 정보)도 포함되어 있다.

그리고, 스텝 S30에서는, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 근처에 있는 다른 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터 비콘을 사용하여 송신되어 온 현재의 스펙트럼 이용정보(QoS, 서비스 타입 등)와, 그 클러스터 헤드 기기(CHE)의 무선송신기의 정보(송신 출력, 국재 위치 등)를 취득한다. 즉, 스텝 S20～S30의 처리를 실행함으로써, 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE) 사이에서 정보교환이 이루어지게 된다. 또, 이렇게 하여, 다른 클러스터 헤드 기기(CHE)의 송신 출력이나 국재 위치에 관한 정보 등을 취득함으로써, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)의 클러스터 영역과, 다른 클러스터 영역에서 간섭이 생기는지 아닌지(간섭 허용 범위 내인지 아닌지)를 판단할 수 있게 된다. 예를 들면, 2개의 클러스터 영역이 서로 겹치는 경우에는, 쌍방의 클러스터 영역에서, 간섭 허용 범위(임계값)를 초과하는 간섭이 생길 가능성이 높다. 또, 통상은, 송신 출력이 큰 경우에는, 2개의 클러스터 영역이 서로 겹치게 된다. 단, 송신 출력이 커도, 클러스터 영역의 지리적인 형상 등에 따라서는, 간섭이 허용범위 내가 되는 경우가 있다. 따라서, 송신 출력에 관한 정보와 위치에 관한 정보의 쌍방을 고려하여 2개의 클러스터 영역 사이에서 간섭이 생기는지 아닌지를 판단하는 것이 바람직하다.

계속해서, 스텝 S40에서는, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 스펙트럼으로의 액세스 방법(센싱 및 데이터 송신 등)을 결정한다. 또한, 센싱에 관한 결정은 필요에 따라 행해지면 된다. 센싱에 관한 결정에서는, 센싱의 종류나 센싱의 범위가 결정되고, 이것에 의해, 예를 들면, 센싱에 관한 처리를 간략화할 수 있다. 이렇게 하여 결정한 정보는 세컨더리 유저를 제어하기 위한 제어 정보로서 생성된다. 여기에서의 제어 정보의 일례로서는, 각 클러스터 영역 내에 있는 세컨더리 유저가 특정한 주파수대를 (변경하지 않고) 이용하는 경우, 세컨더리 유저의 송신 출력이 작은 값이도록 제어하기 위한 정보가 있다. 이 제어 정보를 사용함으로써, 간섭을 억제할 수 있다. 또, 제어 정보의 다른 예로서는, 각 클러스터 영역 내에 있는 세컨더리 유저가 특정한 주파수대를 (변경하지 않고) 이용하는 경우, 일방의 클러스터 영역 내에 있는 세컨더리 유저가 통신을 행하기 위한 타임 슬롯과, 별도의 클러스터 영역 내에 있는 세컨더리 유저가 통신을 행하기 위한 타임 슬롯을 다르게 하기 위한 정보가 있다. 보다 바람직하게는 타임 슬롯이 번갈아 되도록 제어가 행해진다.

그리고, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 스텝 S40에서 결정한 액세스 방법에서 이용 가능한 스펙트럼 기회를 특정한다(스텝 S50). 이 스펙트럼 기회의 특정 시에는, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)가 센싱을 행함으로써 특정해도 된다. 또는, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 무선 통신 시스템(1) 내의 겹쳐 있는 클러스터 영역의 모든 프라이머리 유저(10)가 스펙트럼을 이용하고 있지 않은 것을 알고 있는 경우(예를 들면, 전원이 오프일 경우나 소정의 채널밖에 이용하고 있지 않은 경우)에는, 그 이용하고 있지 않은 스펙트럼이 스펙트럼 기회로서 특정된다.

또한, 스펙트럼 기회의 특정 시에는, 송신 출력도 결정되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 송신 출력이 충분히 작은 값을 취하도록 결정된 경우, 클러스터 영역이 좁아져, 결과적으로, 다른 클러스터 영역과의 중복 부분이 좁아진다. 이것에 의해, 간섭이 일어나지 않게 되어, 스펙트럼을 효율적으로 이용할 수 있게 된다.

그 후, 스텝 S60에서는, 그 스펙트럼 기회가 이용 가능한지 아닌지를 판별한다(스텝 S60). 예를 들면, 스펙트럼 기회가 특정되어도, 간섭의 가능성이 있는 것 외의 클러스터 영역에 있어서 그 스펙트럼 기회가 이용되고 있는 경우에는, 이용 가능하지는 않다고 판별된다.

스텝 S60의 판별의 결과, 스펙트럼 기회가 이용 가능한 경우에는(스텝 S60에서 YES), 우선, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 클러스터 영역 내에 존재하는 세컨더리 유저 등을 향하여 이용 가능한 스펙트럼에 관한 정보를 송신한다(스텝 S70). 또한, 이 때 송신되는 정보에는, 세컨더리 유저(20)에 대하여 리컨피규레이션(재구축)의 제안을 행하기 위한 정보도 포함되어 있다.

그 후, 각 세컨더리 유저는, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)로부터 송신되어 온 정보에 기초하여, 스펙트럼을 이용한 무선 액세스(즉, 코그니티브 무선 통신)을 행한다(스텝 S80). 스텝 S80의 처리는 상기한 세컨더리 유저용의 시간창에 대응하는 기간 내에 실행된다.

그 후, 본 처리를 종료할지 아닐지를 판별하고(스텝 S90), 종료하지 않는 경우에는, 스텝 S20으로 되돌아와, 이후의 처리를 행한다. 구체적으로는, 다음의 공존창에 대응하는 프레임의 시간이 시작됨으로써, 이후의 처리가 개시된다. 한편, 본 처리를 종료하는 경우에는(스텝 S90에서 NO), 필요한 종료 처리를 행하고 모든 처리를 완료한다.

또한, 스텝 S60의 판별의 결과, 스펙트럼 기회가 이용 가능하지 않은 경우에는(스텝 S60에서 NO), 이용 가능한 스펙트럼 기회가 특정될 때까지, 스텝 S30～S60의 처리를 반복한다.

상기한 태양에 의하면, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 프라이머리 유저에 관한 정보나 다른 클러스터 영역에 관한 정보를 다른 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터 입수할 수 있게 된다. 여기에서, 다른 클러스터 영역에 관한 정보에는, 프라이머리 유저에 관한 정보나, 세컨더리 유저에 관한 정보가 포함된다. 또, 바람직하게는, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 대응하는 클러스터 영역 내의 세컨더리 유저에 관한 정보도 취득한다. 이렇게 함으로써, 복수의 클러스터 영역(네트워크) 사이에서, 서로 악영향을 끼치는 것과 같은 간섭의 생성을 회피할 수 있다.

또한, 본 태양에 의하면, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는, 적어도, 프라이머리 유저(10)가 이용하는 주파수대 또는 채널에 대해서는, 프라이머리 신호의 센싱을 행할 필요가 없다. 즉, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는, 종래와 같이, 모든 주파수대 또는 채널에 대하여 스캔을 행할 필요가 없다. 따라서, 센싱에 필요한 시간을 적게 하거나 또는 삭감할 수 있다. 결과적으로, 코그니티브 무선 통신을 개시할 때까지의 시간을 짧게 할 수 있다. 즉, 지연을 방지할 수 있다. 또, 종래는 세컨더리 유저나 코그니티브 엔진 등이 행하고 있던 처리의 일부를, 본 태양에서는 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)가 행하고, 또한, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)가 프라이머리 유저(10)에 관한 정보를 사전에 취득하고 있다. 이것에 의해, 처리시간을 짧게 할 수 있다.

또한, 상기한 태양에 의하면, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 공존 데이터베이스 등의 데이터베이스에 액세스할 필요가 없다. 이 때문에, 데이터베이스에 액세스하기 위한 시간을 삭감할 수 있다. 특히, 클러스터 영역 내에 다수의 세컨더리 유저가 존재하는 경우이어도, 데이터베이스로의 액세스가 불필요하다는 점에서, 코그니티브 무선 통신을 개시할 때까지의 시간을 종래보다도 대폭 삭감할 수 있다.

또한, 상기한 처리는 무선 통신 시스템(1)에 분산적으로 또는 분배적으로 설치한 클러스터 헤드 기기(CHE)의 각각이 실행 가능하다. 그 때문에, 세컨더리 유저가 어느 네트워크에 속해 있어도, 복수의 세컨더리 유저가 이용 가능한 스펙트럼(화이트 스페이스)을 공유할 수 있다. 즉, 복수의 네트워크가 공존할 수 있다. 이것에 의해, 스펙트럼 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 각 세컨더리 유저가 속할 수 있는 복수 종류의 네트워크(예를 들면, LAN이나 RAN)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 동일한 종류의 네트워크이어도 되고, 도 3에 도시한 바와 같이 서로 상이해도 된다.

도 3에 도시하는 바와 같은 경우, 클러스터 헤드 기기(CHE)가 클러스터 영역을 포함하는 영역을 커버 에어리어로 하는 광역 네트워크(RAN)에 속해 있다. 이 경우, 클러스터 헤드 기기(CHE)는 광역 네트워크(RAN)에 속하는 유저(다른 세컨더리 유저)에 관한 정보 또는 광역 네트워크(RAN)에 공급되고 있는 신호에 관한 정보의 일방 또는 쌍방을 취득하도록 구성된다. 그리고, 클러스터 헤드 기기(CHE)는 이와 같이 취득한 정보도 세컨더리 유저에게 송신하도록 구성된다. 이것에 의해, 클러스터 영역 내에, 광역 네트워크(RAN)에 속하는 유저(다른 세컨더리 유저)가 존재하고 있어도, 광역 네트워크(RAN)에 대한 간섭도 회피할 수 있다.

또한, 본 태양에 의하면, 세컨더리 유저는, 프라이머리 유저의 위치에 관한 정보를 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터 입수할 수 있게 된다. 그 때문에, 세컨더리 유저는 인접 채널을 향하여 신호를 송신할 때의 송신 출력을 높게 할 수 있다. 구체적으로는, 이 송신 출력을 최악의 시나리오로 개산한 경우보다도 확실하게 높게 할 수 있다.

또한, 상기한 태양에서, 클러스터 헤드 기기(CHE)(30)는 프로토콜, 기본적인 규제 정보, 정책, 및 공존 방법에 관한 정보를 기록하기 위한 데이터 베이스로서 기능하는 것이어도 되고, 대응하는 클러스터 영역에 있어서의 정보를 다른 데이터베이스(예를 들면, 공존 데이터베이스)에 송신(전송)하기 위하여 사용되어도 된다. 이것에 의해, 정보 갱신이나 정보 관리를 촉진할 수 있다.

더욱이, 상기한 태양에서, 프라이머리 유저의 스펙트럼 이용 상황이나 위치에 기초하여 화이트 스페이스의 매핑을 행하는 것이 바람직하다. 이 매핑은, 예를 들면, 클러스터 헤드 기기(CHE)에 의해 행해진다. 이것에 의해, 예를 들면, 기지국(베이스 스테이션)으로부터의 정보(프라이머리 신호의 유무에 관한 정보)에 기초하여 화이트 스페이스의 매핑을 행하는 경우보다도 대단히 상세한 매핑을 행할 수 있다. 보다 바람직하게는, 매핑한 정보를 시각에 관한 정보와 함께 보존하고, 시간의 경과에 따라 변동하는 매핑의 정보에 기초하여 코그니티브 무선 통신을 제어한다.

이하, 본 발명의 실시태양(제 1 실시태양, 제 2 실시태양)에 대하여 설명한다.

(제 1 실시태양)

본 발명의 제 1 실시태양은 텔레비전 화이트 스페이스에 있어서 본 발명을 실시한 경우에 대응하는 것이며, 도 2에 도시한 바와 같이 근거리 통신망(LAN)끼리가 공존 가능하게 되어 있다.

본 실시태양에서는, 시나리오로서 프라이머리 유저용의 기지국(이하, 프라이머리 브로드캐스터라고도 함)에 의한 네트워크와, 세컨더리 유저로서의 코그니티브 무선 통신 단말을 포함하는 복수의 네트워크(이하, 세컨더리 코그니티브 네트워크라고도 함)가 동일한 에어리어를 공유하고 있는 경우에 대하여 생각하기로 한다.

프라이머리 유저는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 디지털 텔레비전 세트(DTV)이며, 에어리어 내에 복수 배치되어 있다. 그리고, 디지털 텔레비전 세트(DTV)는 프라이머리 브로드캐스터로부터 송신되고 있는 DTT 신호(프라이머리 신호)를 수신 가능하게 구성된 통신 디바이스이다.

또한, 세컨더리 유저가 코그니티브 무선 통신 가능한 네트워크(이하, 세컨더리 네트워크라고도 함)는, 본 실시태양에서는, 근거리 통신망(LAN)형이다.

즉, 제 1 실시태양에서는, 무선 통신 시스템이 복수의 근거리 통신망(LAN)을 포함하고 있다. 그리고, 복수의 근거리 통신망(LAN)의 각각에는, 프라이머리 유저로서의 디지털 텔레비전 세트(DTV)와, 클러스터 헤드 기기(CHE)와, 세컨더리 유저로서의 복수의 코그니티브 무선 통신 단말이 포함되어 있다. 세컨더리 네트워크에서는, 프라이머리 신호가 없는 것이 확인되면(즉, 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터 코그니티브 무선 통신 단말에 정보가 전달되면), 복수의 코그니티브 무선 통신 단말 사이에서, 이용 가능한 스펙트럼을 공유할 수 있게 구성되어 있다. 또한, 세컨더리 네트워크에서는, 프라이머리 신호가 없는 것이 확인되면, 코그니티브 무선 통신 단말과 클러스터 헤드 기기(CHE) 사이에서 이용 가능한 스펙트럼을 이용하여 코그니티브 무선 통신을 행하고, 코그니티브 무선 통신 단말은 클러스터 헤드 기기(CHE)를 통하여 인터넷 등의 통신 회선에 접속하는 것도 가능하다.

클러스터 영역(즉, 근거리 통신망(LAN)이 형성되는 영역)에 분배 배치되어 있는 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE)의 각각은 코그니티브 무선 통신 단말과 클러스터 영역 내에서 무선 통신을 행하는 것이 가능하다. 또, 클러스터 헤드 기기(CHE)는 클러스터 영역 내에 광역 네트워크(RAN)형의 코그니티브 무선 통신 단말이 존재하게 된 경우에도, 무선 통신이 가능하다. 또, 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE)는 통지 채널을 통하여 서로 무선 통신을 행하는 것이 가능하다. 또한, 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE)는 통지 채널을 이용할 수 없는 경우나 통지 채널이 없는 경우에는, 디지털 텔레비전 세트(DTV)가 이용 가능한 채널 등을 이용하는 것도 가능하게 구성되어 있다.

도 2에서, 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)는 제 1 네트워크(LAN1)를 제공하는 것이며, 우선, 초기화된 상태에서 제 1 네트워크(LAN1)에 셋업되어 있는 것으로 한다. 그리고, 이 제 1 실시태양에서는, 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)는 다른 클러스터 헤드 기기(CHE)와의 사이에서 정보교환을 행하고, 다른 클러스터 영역 내의 프라이머리 유저(디지털 텔레비전 세트(DTV))에 관한 정보나 세컨더리 유저(코그니티브 무선 통신 단말)에 관한 정보를 취득하고, 그 후, 프라이머리 신호(DTT 신호)가 없는 것을 확인하게 된다.

여기에서, 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)에 접속되어 있는 디지털 텔레비전 세트(DTV)의 전원이 차단된 경우(전원 오프의 경우)에 대하여 생각하기로 한다.

이 경우, 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)는 디지털 텔레비전 세트(DTV)에 접속되어 있으므로, 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)는 클러스터 헤드 영역 내에 있는 디지털 텔레비전 세트(DTV)가 어느 주파수에도 조정(튠)되어 있지 않은 것을 파악할 수 있다. 그리고, 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)는 다른 클러스터 헤드 기기(CHE)(예를 들면, 제 2～제 n 클러스터 헤드 기기)를 향하여, 그 정보(프라이머리 유저에 관한 정보나 세컨더리 유저에 관한 정보)를 통지한다. 마찬가지로, 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)는 다른 클러스터 영역 내에 있는 디지털 텔레비전 세트(DTV)의 이용에 관한 정보나 코그니티브 무선 통신 단말에 관한 정보를 다른 분배 배치되어 있는 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터 통지 채널을 통하여 수신한다. 이것에 의해, 복수의 클러스터 헤드 기기(CHE) 사이에서 정보의 공유가 이루어진다. 구체적으로는, 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)는, 다른 클러스터 영역에 있어서, 프라이머리 유저가 조정되어 있는 채널에 관한 정보나, 클러스터 영역 내의 세컨더리 유저가 이용하고 있는 채널에 관한 정보를 취득한다. 예를 들면, 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)는, 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE2)로부터, 제 2 클러스터 영역에서, 프라이머리 유저가 조정되어 있는 채널에 관한 정보와, 세컨더리 유저가 이용하고 있는 채널에 관한 정보(Ch. Y)를 취득한다.

제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)는 다른 클러스터 영역 내에 있는 프라이머리 유저나 세컨더리 유저의 스펙트럼 이용 상황을 파악한 후, 다른 클러스터 영역에서 이용되고 있지 않은 채널이 이용 가능한지 아닌지만을 확인한다. 이것에 의해, 스펙트럼의 전체 주파수를 센싱할 필요가 없게 되어, 센싱의 부담이 경감된다. 또한, 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)는 다른 클러스터 영역으로부터 간섭을 받거나 주거나 하지 않는 코그니티브 무선 통신 단말을 특정할 수 있다. 이것에 의해, 그러한 코그니티브 무선 통신 단말이 무선 액세스하는 것을 허용하는 것이 가능하게 된다.

또한, 클러스터 헤드 기기(CHE)는 세컨더리 유저의 위치에 관한 정보를 취득함으로써, 각 세컨더리 유저가 간섭 에어리어 내에 있는지 아닌지를 추정하는 것이 가능하다. 여기에서, 간섭 에어리어는 클러스터 영역이 겹쳐 있는 영역이다. 그리고, 클러스터 헤드 기기(CHE)는 간섭 에어리어 내에 있다고 추정한 세컨더리 유저에 대해서는, 이용 가능한 주파수대 등을 제한 또는 변경하거나, 송신 출력을 작게 하도록 제어하거나 한다. 이것에 의해, 간섭을 억제할 수 있다.

더욱이, 상기한 태양에서, 세컨더리 유저가 스스로 간섭 에어리어 내에 있는지 아닌지를 판단하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 세컨더리 유저는 간섭 에어리어 내에 있는지 아닌지에 관한 정보를, 클러스터 영역 내의 클러스터 헤드 기기(CHE)에 송신한다. 그리고, 클러스터 헤드 기기(CHE)는, 간섭 에어리어 내에 있는 세컨더리 유저에 대하여, 이용 가능한 주파수대 등을 제한 또는 변경하거나, 송신 출력을 작게 하도록 제어하거나 한다. 이렇게 해도, 간섭을 억제할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시태양에 의하면, 복수의 세컨더리 네트워크가 공존할 수 있다. 구체적으로는, 적어도, 프라이머리 유저와의 간섭이 일어나지 않아, 프라이머리 유저가 확실하게 보호된다. 또한, 본 실시태양에서의 스킴에 의해, 세컨더리 유저 사이에서의 간섭도 경감됨과 아울러, 스펙트럼 이용이 촉진되고, 게다가, 프라이머리 신호를 센싱하는데 필요한 시간도 짧게 할 수 있다.

다음에, 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)에 접속되어 있는 디지털 텔레비전 세트(DTV)가 소정의 채널(Ch-X)로 조정되는 경우에 대하여 생각하기로 한다.

이 경우도, 상기한 경우와 동일하게 처리가 행해진다. 단, 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)는 프라이머리 신호를 센싱하는데 필수적인 시간을 더욱 삭감하게 된다. 그 이유는 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)는 접속되어 있는 DTV가 사용하고 있는 채널(Ch. X)을 파악하고 있기 때문이다. 즉, 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)는 채널(Ch. X)을 세컨더리 유저가 이용 가능한 채널의 후보로부터 제외함과 아울러, 그 채널에 대한 센싱을 생략한다.

또한, 제 1 클러스터 헤드 기기(CHE1)는 그 스펙트럼 이용에 관한 정보를 통지 채널을 통하여 통지하게 된다. 이 정보를 사용함으로써, 타클러스터 영역에 있는 클러스터 헤드 기기(CHE)도, 프라이머리 신호를 센싱하는데 필요한 시간을 삭감할 수 있다. 이것은, 제 1 클러스터 영역(LAN1) 내의 프라이머리 유저에 대하여 간섭을 생기게 하지 않도록, 채널(Ch. X)의 센싱을 생략하기 때문이다.

따라서, 제 1 실시태양에서는, 프라이머리 유저가 가동하고 있지 않아도 가동하고 있어도, 간섭이 생기기 않도록 할 수 있다. 또한, 프라이머리 유저가 가동하고 있는 경우에는, 센싱에 필요한 시간을 더욱 짧게 할 수 있다.

또한, 세컨더리 네트워크가 무선 광역 네트워크(RAN)형이기도 한 경우에 대해서는 제 2 실시태양에서 설명한다. 즉, 제 1 실시태양에 있어서의 코그니티브 무선 통신 단말은 광역 네트워크(RAN)의 코그니티브 무선 통신 단말과 통신을 행하지는 않는다. 또한, 제 1 실시태양에서는, 광역 네트워크(RAN)형의 코그니티브 무선 통신 단말은 근거리 통신망(LAN)의 코그니티브 무선 통신 단말과 통신을 행하지 않는 것으로 한다. 또한, 세컨더리 네트워크가 근거리 통신망(LAN)형이기도 하고 광역 네트워크(RAN)형이기도 한 경우에 관한 설명은 생략한다.

(제 2 실시태양)

본 발명의 제 2 실시태양은 근거리 통신망(LAN)과 광역 네트워크(RAN)가 공존하는 시나리오에 관한 것이다. 여기에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 광역 네트워크(RAN)는 기지국(베이스 스테이션)과, 복수의 코그니티브 무선 통신 단말로 구성된다.

광역 네트워크(RAN)가 커버하는 에어리어는 통상 대단히 넓다. 바꿔 말하면, 광역 네트워크(RAN)의 커버 에어리어 내에서는, 광역 네트워크(RAN)에 속하는 많은 코그니티브 무선 통신 단말이 대응하는 기지국의 제어하에서 동작하고 있는 것에 대응하고 있다. 그 때문에, 광역 네트워크(RAN)의 커버 에어리어가 근거리 통신망(LAN)의 커버 에어리어(클러스터 영역)와 중복해 있는 경우에는, 광역 네트워크(RAN)에 의해 스펙트럼 전부가 이용되고 있다고 생각해야 한다.

따라서, 광역 네트워크(RAN)의 커버 에어리어가 근거리 통신망(LAN)의 커버 에어리어와 중복해 있는 경우, 근거리 통신망(LAN)에는 이용 가능한 스펙트럼이 거의 남겨져 있지 않을 가능성이 높다. 그 때문에, 클러스터 헤드 기기(CHE)가 광역 네트워크(RAN)에서 이용되고 있지 않은 채널을 찾아내고, 찾아낸 채널에만 기초하여, 코그니티브 무선 통신 단말에 의한 무선 액세스를 실현하는 것은 현실적이지 않고, 또한, 실현할 수 있었다고 해도, 근거리 통신망(LAN)에 있어서의 스펙트럼 이용이 대폭 저하되게 된다.

그래서, 제 2 실시태양에서는, 광역 네트워크(RAN)의 코그니티브 무선 통신 단말이 근거리 통신망(LAN)의 커버 에어리어 내에 있을 때는, 그 코그니티브 무선 통신 단말이 그 스펙트럼 이용 상황을 클러스터 헤드 기기(CHE)에 보고한다. 이어서, 클러스터 헤드 기기(CHE)는, 광역 네트워크(RAN)형의 코그니티브 무선 통신 단말이 이용하는 채널과는 상이한 채널을 통하여, 그 근거리 통신망(LAN)의 코그니티브 무선 통신 단말에 무선 액세스를 제공한다. 이것에 의해, 근거리 통신망(LAN)의 스펙트럼 이용을 촉진하면서, 근거리 통신망(LAN)과 광역 네트워크(RAN)의 공존을 허용할 수 있다.

여기에서, 본 발명의 특징을 강조한다. 본 발명에서는, 세컨더리 신호가 있다고 하는 정보는 근거리 통신망(LAN)에서 이용될 예정의 스펙트럼의 일부를 결정하기 위한 판단 기준은 아니다. 세컨더리 유저로서의 코그니티브 무선 통신 단말의 존재에 관한 정보와, 그들 스펙트럼 이용에 관한 정보가 주요 판단 기준이 된다. 이것에 의해, 근거리 통신망(LAN)의 커버 에어리어 내에 광역 네트워크(RAN)에 속하는 코그니티브 무선 통신 단말이 존재하지 않는 경우에 있어서, 광역 네트워크(RAN)의 기지국으로부터의 세컨더리 신호가 존재했다고 해도, 근거리 통신망(LAN)에서는, 모든 스펙트럼을 이용할 수 있다. 이것은 광역 네트워크(RAN)에서 간섭을 받는 코그니티브 무선 통신 단말이 없기 때문이다.

또한, 근거리 통신망(LAN)의 커버 에어리어 내에 광역 네트워크(RAN)에 속하는 코그니티브 무선 통신 단말이 존재하는 경우이어도, 본 발명에서는, 클러스터 헤드 기기(CHE)가 상기한 코그니티브 무선 통신 단말의 스펙트럼 이용상황을 파악함으로써, 근거리 통신망(LAN)의 커버 에어리어 내에 세컨더리 신호가 존재하는지 아닌지에 관계없이, 근거리 통신망(LAN)에서는, 광역 네트워크(RAN)에 속하는 세컨더리 유저의 무선 수신기가 이용하고 있지 않은 스펙트럼의 일부를 이용하는 것이 가능하다.

(산업상의 이용가능성)

본 발명은 무선 통신 시스템 및 무선 통신 방법에 적용할 수 있다. 특히 바람직하게는 IEEE 802.22나 IEEE 802.11af에서 규정되는 시스템에 적용할 수 있다.

Claims

코그니티브 무선 통신을 행하는 것이 가능한 무선 통신 시스템으로서,
기지국으로부터의 무선 신호인 프라이머리 신호를 수신 가능한 프라이머리 유저와,
상기 프라이머리 유저를 포함하는 소정의 클러스터 영역에 근거리 통신망(LAN)을 제공하기 위한 클러스터 헤드 기기(CHE)와,
상기 클러스터 영역 내에 있는 세컨더리 유저
를 포함하고,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)는
상기 프라이머리 유저에 관한 정보 및 상기 프라이머리 신호에 관한 정보의 일방 또는 쌍방의 정보를 취득하는 취득 수단과,
상기 세컨더리 유저에게 정보를 송신하는 송신 수단
을 포함하고,
상기 세컨더리 유저는,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)의 송신 수단으로부터 수신한 정보에 기초하여, 다른 세컨더리 유저와의 사이에서 코그니티브 무선 통신을 행하거나, 또는 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)와의 사이에서 코그니티브 무선 통신을 행하여 당해 클러스터 헤드 기기(CHE)를 통하여 통신 회선에 접속하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)는,
상기 취득 수단이 취득한 정보에 기초하여, 상기 세컨더리 유저를 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 생성 수단
을 더 포함하고,
상기 송신 수단은 상기 세컨더리 유저에게 상기 제어 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)의 취득 수단은,
상기 프라이머리 유저의 전원이 오프인지 아닌지를 특정함으로써, 상기 프라이머리 유저에 관한 정보를 취득하는 것이며,
상기 세컨더리 유저는,
상기 프라이머리 유저의 전원이 오프인 것을 나타내는 정보를 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터 수신한 경우, 상기 프라이머리 유저가 이용 가능한 주파수대를 이용하여 상기 코그니티브 무선 통신을 행하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)의 취득 수단은,
상기 프라이머리 유저가 소정의 채널을 이용하는지 아닌지를 특정함으로써, 상기 프라이머리 유저에 관한 정보를 취득하는 것이며,
상기 세컨더리 유저는,
상기 프라이머리 유저가 소정의 채널을 이용하는 것을 나타내는 정보 또는 상기 프라이머리 유저가 이용하지 않는 채널에 관한 정보를 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터 수신한 경우, 상기 프라이머리 유저가 이용하는 채널과는 다른 채널을 이용하여 상기 코그니티브 무선 통신을 행하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)의 취득 수단은,
상기 프라이머리 신호의 센싱을 행함으로써, 또는 다른 디바이스에 의한 센싱의 결과를 나타내는 센싱 정보에 기초하여, 상기 프라이머리 신호에 관한 정보를 취득하는 것이며,
상기 세컨더리 유저는,
상기 프라이머리 신호에 대응하는 복수의 채널 중, 상기 프라이머리 유저가 이용하지 않도록 미리 정해져 있는 빈 채널에 관한 정보를 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터 수신한 경우, 상기 빈 채널을 이용하여 상기 코그니티브 무선 통신을 행하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 클러스터 영역과는 다른 클러스터 영역에 설치된 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)를 더 포함하고,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)와 상기 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)는 정보교환을 행하고, 이것에 의해, 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)의 취득 수단은 상기 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터, 당해 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)의 근방에 있는 프라이머리 유저에 관한 정보와, 당해 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 근거리 통신망(LAN)에 속하는 세컨더리 유저에 관한 정보를 취득하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)는,
상기 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)를 통하여, 제 3 클러스터 헤드 기기(CHE)와의 사이에서 정보교환을 행하고, 이것에 의해, 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)의 취득 수단은, 상기 제 3 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터, 당해 제 3 클러스터 헤드 기기(CHE)의 근방에 있는 프라이머리 유저에 관한 정보와, 당해 제 3 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 근거리 통신망(LAN)에 속하는 세컨더리 유저에 관한 정보를 취득하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)와 상기 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)는 상기 정보교환을 전용의 제어 채널을 이용하여 행하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)의 취득 수단은,
상기 정보교환에 의해 얻어진 정보에 기초하여, 상기 세컨더리 유저가 이용 가능한 주파수대를 특정하고,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)의 송신 수단은
상기 취득 수단이 특정한 정보를 상기 세컨더리 유저에 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)의 취득 수단은,
상기 정보교환에 의해, 상기 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)의 상기 다른 클러스터 영역에 관한 정보를 취득함과 아울러,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 근거리 통신망(LAN)과, 상기 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 근거리 통신망(LAN)이 서로 간섭하는지 아닌지를 특정하고,
이것에 의해, 상기 2개의 근거리 통신망(LAN)이 서로 간섭하지 않는 주파수대를 상기 세컨더리 유저가 이용 가능한 주파수대로 하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)는
상기 클러스터 영역을 포함하는 광역 네트워크(RAN)에 속해 있고,
상기 광역 네트워크(RAN)에 속하는 유저에 관한 정보 또는 상기 광역 네트워크(RAN)에 공급되고 있는 신호에 관한 정보의 일방 또는 쌍방을 취득하는 제 2 취득 수단
을 더 포함하고,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)의 송신 수단은
상기 제 2 취득 수단이 취득한 정보를 상기 세컨더리 유저에 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)는
상기 프라이머리 유저에 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 세컨더리 유저는
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 근거리 통신망(LAN)과 상기 제 2 클러스터 헤드 기기(CHE)가 제공하는 근거리 통신망(LAN)이 서로 간섭하는 간섭 에어리어 내에 있는지 아닌지를 판단하는 판단 수단과,
상기 판단 수단에 의한 판단의 결과, 간섭 에어리어 내에 있는 경우에는, 그 내용을 나타내는 정보를 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)에 송신하는 송신 수단을 포함하고,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)는,
상기 세컨더리 유저의 송신 수단으로부터 수신한 정보에 기초하여, 상기 세컨더리 유저를 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
코그니티브 무선 통신을 행하는 것이 가능한 무선 통신 시스템에 설치되는 클러스터 헤드 기기(CHE)로서,
상기 무선 통신 시스템은
기지국으로부터의 무선 신호인 프라이머리 신호를 수신 가능한 프라이머리 유저와,
코그니티브 무선 통신을 행하는 세컨더리 유저
를 포함하고,
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)는
상기 프라이머리 유저를 포함하는 소정의 클러스터 영역에 근거리 통신망(LAN)을 제공하기 위한 것이며,
상기 프라이머리 유저에 관한 정보 및 상기 프라이머리 신호에 관한 정보의 일방 또는 쌍방의 정보를 취득하는 취득 수단과,
상기 취득 수단이 취득한 정보를 상기 클러스터 영역 내에 있는 세컨더리 유저에 송신하는 송신 수단
을 포함하고,
이것에 의해, 상기 세컨더리 유저가, 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)의 송신 수단으로부터 수신한 정보에 기초하여, 다른 세컨더리 유저와의 사이에서 코그니티브 무선 통신을 행하는 것, 또는, 상기 세컨더리 유저가 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)와의 사이에서 코그니티브 무선 통신을 행하고 당해 클러스터 헤드 기기(CHE)를 통하여 통신 회선에 접속하는 것을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 클러스터 헤드 기기(CHE).
세컨더리 유저를 포함하는 무선 통신 시스템에 있어서 코그니티브 무선 통신을 행하기 위한 무선 통신 방법으로서,
상기 무선 통신 시스템은
기지국으로부터의 무선 신호인 프라이머리 신호를 수신 가능한 프라이머리 유저와,
상기 프라이머리 유저를 포함하는 소정의 클러스터 영역에 근거리 통신망(LAN)을 제공하기 위한 클러스터 헤드 기기(CHE)와,
상기 클러스터 영역 내에 있는 세컨더리 유저
를 포함하고,
상기 무선 통신 방법은
상기 클러스터 헤드 기기(CHE)가 상기 프라이머리 유저에 관한 정보 및 상기 프라이머리 신호에 관한 정보의 일방 또는 쌍방의 정보를 취득하는 취득 스텝과,
상기 취득 스텝에서 취득한 정보를 상기 세컨더리 유저에게 송신하는 송신 스텝과,
상기 세컨더리 유저가, 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)로부터 수신한 정보에 기초하여, 다른 세컨더리 유저와의 사이에서 코그니티브 무선 통신을 행하거나, 또는 상기 클러스터 헤드 기기(CHE)와의 사이에서 코그니티브 무선 통신을 행하여 당해 클러스터 헤드 기기(CHE)를 통하여 통신 회선에 접속하는 통신 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.