KR20130080987A - 지오-로케이션 데이터베이스에 기반한 무선 인지 메쉬 네트워크를 위한 장치 및 이를 이용한 방법 - Google Patents

지오-로케이션 데이터베이스에 기반한 무선 인지 메쉬 네트워크를 위한 장치 및 이를 이용한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130080987A
KR20130080987A KR1020120001906A KR20120001906A KR20130080987A KR 20130080987 A KR20130080987 A KR 20130080987A KR 1020120001906 A KR1020120001906 A KR 1020120001906A KR 20120001906 A KR20120001906 A KR 20120001906A KR 20130080987 A KR20130080987 A KR 20130080987A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mesh node
node
mesh
adjacent
channel
Prior art date
Application number
KR1020120001906A
Other languages
English (en)
Inventor
프랭클린 에이 안토니
박진석
고광진
유성진
정병장
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020120001906A priority Critical patent/KR20130080987A/ko
Priority to US13/734,213 priority patent/US20130176960A1/en
Publication of KR20130080987A publication Critical patent/KR20130080987A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/04—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on wireless node resources
    • H04W40/06—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on wireless node resources based on characteristics of available antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/02—Selection of wireless resources by user or terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/046—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource the resource being in the space domain, e.g. beams
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/04—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on wireless node resources
    • H04W40/08—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on wireless node resources based on transmission power
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • H04W84/22—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks with access to wired networks

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬 노드는 적어도 하나의 방향성 안테나; 적어도 하나의 방향성 안테나를 이용하여 데이터를 송신 및 수신하는 적어도 하나의 트랜시버; 및 지오-로케이션 데이터베이스를 기초로 무선 인지 메쉬 네트워크를 위한 통신을 수행할 채널을 결정하고, 결정된 채널을 기초로 적어도 하나의 트랜시버를 제어하는 프로세서를 포함한다.

Description

지오-로케이션 데이터베이스에 기반한 무선 인지 메쉬 네트워크를 위한 장치 및 이를 이용한 방법{DEVICE FOR COGNITIVE RADIO MESH NETWORK BASED ON GEO-LOCATION DATABASE AND METHOD USING THE DEVICE}
아래의 실시예들은 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스에 기반한 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크를 위한 장치 및 이를 이용한 방법에 관한 것이다.
무선 메쉬(mesh) 네트워크는 멀티 홉 환경을 이용하는 무선 백홀 네트워크를 위한 아키텍처이다. 무선 메쉬(mesh) 네트워크에서 메쉬(mesh) 노드는 지붕이나 전봇대 등에 설치될 수 있다. 이러한 메쉬(mesh) 노드들은 이동하지 않으므로, 상기 메쉬(mesh) 노드들을 이용한 무선 메쉬(mesh) 네트워크의 토폴로지(topology)는 정적(static)일 수 있다.
무선 인지 기술을 이용하는 무선 메쉬(mesh) 네트워크는 무선 자원이 충분히 활용되고 있지 아니한 지역에서 효율적으로 무선 인터넷을 제공할 수 있다. 즉, 활용되고 있지 않은 무선 자원은 언라이센스 방식에 따라 기회적으로 사용될 수 있다. 이러한 무선 인지 기술을 이용하는 무선 메쉬(mesh) 네트워크는 인터넷 서비스를 제공하기 위한 기초 비용(예를 들면, 인터넷 서비스를 제공하기 위한 기반 시설의 설치 비용)을 크게 절감시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들은 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 기초로 함으로써, 일차 사용자(incumbent user)들을 효율적으로 보호하면서 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크를 위한 통신을 수행하는 기술을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 방향성(directional) 안테나를 사용함으로써, 인접 노드와의 통신 거리를 향상시키면서 간섭 영역은 감소시키는 기술을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크에서 이용되는 메쉬(mesh) 노드는 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나; 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나를 이용하여 데이터를 송신 및 수신하는 적어도 하나의 트랜시버(transceiver); 및 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 기초로 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크를 위한 통신을 수행할 채널을 결정하고, 상기 결정된 채널을 기초로 상기 적어도 하나의 트랜시버(transceiver)를 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스는 상기 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크가 서비스되는 영역 내에 포함된 복수의 일차 사용자(incumbent user)들에 관한 정보를 포함한다.
상기 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크는 인터넷에 연결된 적어도 하나의 게이트웨이 노드를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 게이트웨이 노드를 이용하여 인터넷에 연결함으로써, 상기 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 포함하는 서버에 액세스할 수 있다.
상기 서버는 상기 프로세서에 의한 요청에 반응하여, 상기 복수의 일차 사용자(incumbent user)들에 관한 정보를 기초로 상기 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크를 위한 가용(available) 채널에 관한 정보를 제공하고, 상기 프로세서는 상기 제공된 가용(available) 채널에 관한 정보를 기초로 상기 통신을 수행할 채널을 선택할 수 있다.
상기 요청은 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나의 방향, 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나에 의해 전송되는 빔의 폭(width), 상기 적어도 하나의 방향상 안테나의 라디에이션 패턴(radiation pattern), 및 상기 데이터의 전송 전력(transmission power) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 통신을 수행할 채널을 결정하기 위하여, 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나의 방향, 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나에 의해 전송되는 빔의 폭(width), 상기 적어도 하나의 방향상 안테나의 라디에이션 패턴(radiation pattern), 및 상기 데이터의 전송 전력(transmission power) 중 적어도 하나를 더 고려함으로써, 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나의 간섭 영역에 포함된 일차 사용자(incumbent user)에 의해 사용되는 채널을 배제할 수 있다.
상기 메쉬(mesh) 노드는 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나의 방향을 조절하는 안테나 방향 조절부를 더 포함하고, 상기 프로세서는 토폴로지(topology)에 따라 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나 각각의 방향을 결정하고, 상기 결정된 방향을 기초로 상기 안테나 방향 조절부를 제어하며, 상기 토폴로지(topology)는 상기 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크에 포함된 복수의 메쉬(mesh) 노드들 각각에 인접하는 적어도 하나의 인접 메쉬(mesh) 노드에 관한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 이용한 무선 인지 메쉬(mesh) 노드의 동작 방법은 상기 메쉬(mesh) 노드가 게이트웨이 노드인지 여부, 상기 메쉬(mesh) 노드가 인터넷에 연결되었는지 여부, 및 상기 메쉬(mesh) 노드가 상기 메쉬(mesh) 노드에 인접한 적어도 하나의 인접 메쉬(mesh) 노드와 연결되었는지 여부 중 적어도 하나를 판단하는 단계; 상기 판단 결과를 기초로 상기 메쉬(mesh) 노드를 상기 인터넷에 연결하는 단계; 상기 판단 결과 및 상기 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 기초로 상기 메쉬(mesh) 노드를 상기 적어도 하나의 인접 메쉬(mesh) 노드와 연결하는 단계; 및 상기 판단 결과 및 상기 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 기초로 상기 메쉬(mesh) 노드 및 상기 적어도 하나의 인접 메쉬(mesh) 노드 사이의 연결을 유지하는 단계를 포함하고, 상기 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스는 상기 인터넷을 통해 액세스되고, 상기 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크가 서비스되는 영역 내에 포함된 복수의 일차 사용자(incumbent user)들에 관한 정보를 포함한다.
상기 인터넷에 연결하는 단계는 상기 메쉬(mesh) 노드에 인접한 적어도 하나의 인접 메쉬(mesh) 노드 중 어느 하나에 의해 전송된 비콘(beacon)신호를 감지하는 단계; 상기 감지 결과에 따라 상기 메쉬(mesh) 노드에 인접한 적어도 하나의 인접 메쉬(mesh) 노드에 의해 이미 사용 중인 채널에 관한 정보를 상기 비콘(beacon) 신호를 전송한 인접 메쉬(mesh) 노드로 전송하는 단계; 상기 비콘(beacon) 신호를 전송한 인접 메쉬(mesh) 노드로부터 채널 확정과 관련된 응답을 수신하는 단계; 및 상기 수신된 응답을 기초로 상기 메쉬(mesh) 노드의 인터넷 연결을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 인접 메쉬(mesh) 노드와 연결하는 단계 및 상기 연결을 유지하는 단계 각각은 상기 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 이용하여 상기 메쉬(mesh) 노드 및 연결 대상 인접 메쉬(mesh) 노드 사이의 복수의 가용(available) 채널들을 획득하는 단계; 상기 메쉬(mesh) 노드에 인접한 적어도 하나의 인접 메쉬(mesh) 노드에 의해 이미 사용 중인 채널을 배제함으로써, 상기 복수의 가용(available) 채널들 중 어느 하나를 선택하는 단계; 상기 선택된 채널을 이용하여 상기 연결 대상 인접 메쉬(mesh) 노드에 비콘(beacon) 신호를 전송하는 단계; 상기 연결 대상 인접 메쉬(mesh) 노드로부터 상기 연결 대상 인접 메쉬(mesh) 노드에 인접한 적어도 하나의 인접 메쉬(mesh) 노드에 의해 이미 사용 중인 채널과 관련된 정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 정보를 기초로 상기 메쉬(mesh) 노드 및 상기 연결 대상 인접 메쉬(mesh) 노드 사이의 채널을 확정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 인접 메쉬(mesh) 노드와 연결하는 단계는 상기 메쉬(mesh) 노드가 상기 적어도 하나의 인접 노드와 연결되었는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 연결을 유지하는 단계는 상기 메쉬(mesh) 노드 및 상기 적어도 하나의 인접 노드 사이의 연결이 유효한지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 메쉬(mesh) 노드는 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나를 포함하고, 상기 적어도 하나의 인접 메쉬(mesh) 노드와 연결하는 단계 및 상기 연결을 유지하는 단계 각각은 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나의 방향, 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나에 의해 전송되는 빔의 폭(width), 상기 적어도 하나의 방향상 안테나의 라디에이션 패턴(radiation pattern), 및 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나의 전송 전력(transmission power) 중 적어도 하나를 더 고려할 수 있다.
상기 메쉬(mesh) 노드의 동작 방법은 토폴로지(topology)에 따라 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나 각각의 방향을 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 토폴로지(topology)는 상기 메쉬(mesh) 노드에 인접하는 적어도 하나의 인접 메쉬(mesh) 노드에 관한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 기초로 함으로써, 일차 사용자(incumbent user)들을 효율적으로 보호하면서 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크를 위한 통신을 수행하는 기술을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 방향성(directional) 안테나를 사용함으로써, 인접 노드와의 통신 거리를 향상시키면서 간섭 영역은 감소시키는 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크 아키텍처를 나타낸 도면이다.
도 2는 전방향성(directional) 안테나를 사용하는 경우의 간섭 영역 및 방향성(directional) 안테나를 사용하는 경우의 간섭 영역을 비교하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방향성(directional) 안테나의 라디에이션 패턴(radiation pattern)을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드의 동작 방법을 설명한 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드를 인터넷에 연결하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드 및 상기 메쉬(mesh) 노드에 인접한 인접 메쉬(mesh) 노드 사이의 연결을 수행하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드 및 상기 메쉬(mesh) 노드에 인접한 인접 메쉬(mesh) 노드 사이의 연결을 유지하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드가 인접 노드와의 연결을 수행 및 유지하기 위하여 채널을 선택하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
1. 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크 아키텍처를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크는 유선 또는 무선으로 인터넷에 연결된 적어도 하나의 게이트웨이 노드(110)를 포함한다. 이 때, 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크는 이러한 게이트웨이 노드를 통하여 인터넷에 연결될 수 있으므로, 인터넷에 위치하는 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스에 액세스할 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크는 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 이용하여 일차 사용자(incumbent user)를 보호하는 기술을 제공할 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 사항들에 대하여는 후술한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나를 포함한다. 메쉬(mesh) 노드는 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나 각각의 방향을 조절할 수 있다. 전술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 무선 메쉬(mesh) 네트워크의 토폴로지(topology)는 정적(static)일 수 있으므로, 무선 메쉬(mesh) 네트워크를 이용하여 통신을 수행하기에 앞서 미리 계산된 토폴로지(topology)를 기초로 무선 메쉬(mesh) 네트워크에 포함된 복수의 메쉬(mesh) 노드들 각각에 포함된 방향성(directional) 안테나들의 방향을 설정할 수 있다. 예를 들면, 메쉬(mesh) 노드(120)과 메쉬(mesh) 노드(130)은 상호간 통신을 수행하기 위하여 방향성(directional) 안테나를 서로를 향하게 설정할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 복수의 트랜시버(transceiver)들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 메쉬(mesh) 노드는 제1 트랜시버(transceiver) 및 제2 트랜시버(transceiver)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 트랜시버(transceiver)가 데이터를 송신 및 수신하는데 이용하는 제1 방향성(directional) 안테나와 제2 트랜시버(transceiver)가 데이터를 송신 및 수신하는데 이용하는 제2 방향성(directional) 안테나는 서로 상이할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 복수의 트랜시버(transceiver)들을 이용하여 네트워크의 용량을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 메쉬(mesh) 노드(130)은 제1 트랜시버(transceiver) 및 제1 방향성(directional) 안테나를 이용하여 메쉬(mesh) 노드(120)과 통신을 수행하고, 제2 트랜시버(transceiver) 및 제2 방향성(directional) 안테나를 이용하여 게이트웨이 노드(110)과 통신을 수행할 수 있다.
2. 방향성(directional) 안테나
무선 인지 네트워크는 무선 스펙트럼을 기회적으로 사용하기 위하여 상기 스펙트럼 상 일차 사용자(incumbent user)들의 동작을 보호해야 한다. 예를 들면, 무선 인지 네트워크는 일차 사용자(incumbent user)들에게 유해한 영향을 끼치는 간섭 신호를 생성하지 않아야 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 네트워크는 방향성(directional) 안테나를 사용함으로써 간섭 영역을 감소시키고, 일차 사용자(incumbent user)들을 보호하는 기능을 향상시킬 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 네트워크는 방향성(directional) 안테나를 사용함으로써 무선 인지 네트워크를 위한 프리 채널들(free channels)의 개수를 증가시킬 수 있다.
도 2는 전방향성(directional) 안테나를 사용하는 경우의 간섭 영역 및 방향성(directional) 안테나를 사용하는 경우의 간섭 영역을 비교하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 노드 A 및 노드 B 사이의 통신이 이루어지는 경우, 안테나의 전송 범위에 따라 간섭 영역이 생성된다. 이 때, 노드 A 및 노드 B가 방향성(directional) 안테나를 사용하는 경우(b), 노드 A 및 노드 B가 전방향성(directional) 안테나를 사용하는 경우(a)에 비해 생성되는 간섭 영역의 크기가 매우 감소될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 일차 사용자(incumbent user)들의 동작을 보호하기 위하여 간섭 영역 내 일차 사용자(incumbent user)들에 의해 이용되는 채널들을 배제하는 방식으로 동작할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 방향성(directional) 안테나를 사용함으로써 무선 인지 네트워크를 위한 가용(available) 채널들의 수를 증가시킬 수 있다.
3. 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스
본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 방향성(directional) 안테나를 지원하기 위하여 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 이용할 수 있다. 여기서, 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스는 무선 인지 네트워크의 동작을 위한 가용(available) 채널들의 리스트를 제공할 수 있다.
기본적으로, 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스는 무선 인지 네트워크의 서비스 영역에 포함된 일차 사용자(incumbent user)들에 관한 정보(채널 정보, 시간 정보, 위치 정보, 범위 정보 등을)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스는 무선 규제 기관(예를 들면, 미국의 FCC)에 의해 제공될 수 있다. 이 때, 일차 사용자(incumbent user)들 각각은 서비스를 제공받는 위치에 따라 보호를 받아야 하는 무선 자원의 콘투어(contour)를 달리할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 통신을 수행할 위치에서의 가용(available) 채널들의 리스트를 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스에 요청할 수 있다. 이 때, 가용(available) 채널들의 리스트는 무선 인지 메쉬(mesh) 노드의 최대 전송 전력(transmission power)에 의존할 수 있다. 따라서, 무선 규제 기관은 무선 인지 메쉬(mesh) 노드가 고정형인지 이동형인지 여부에 따라 무선 인지 메쉬(mesh) 노드의 최대 전송 전력(transmission power)을 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 네트워크를 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 이용하여 방향성(directional) 안테나를 조절할 수 있다. 예를 들면, 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 이용하여 메쉬(mesh) 노드의 동작 모드가 고정형인지 이동형인지 여부에 따라 통신을 수행할 위치에서의 가용(available) 채널들의 리스트를 획득할 수 있다. 무선 인지 메쉬(mesh) 노드의 동작 모드가 고정형인 경우, 메쉬(mesh) 노드는 가용(available) 채널들의 리스트를 획득하기 위하여 방향성(directional) 안테나의 방향, 방향성(directional) 안테나의 빔의 너비, 및 방향성(directional) 안테나의 라디에이션 패턴(radiation pattern) 등을 이용할 수 있다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방향성(directional) 안테나의 라디에이션 패턴(radiation pattern)을 도시한 도면이다.
4. 무선 인지 메쉬(mesh) 노드
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드를 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드(400)는 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나(410), 적어도 하나의 트랜시버(transceiver)(420), 및 프로세서(430)를 포함한다.
여기서, 상기 적어도 하나의 트랜시버(transceiver)(420)는 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나(410)를 이용하여 데이터를 송신 및 수신하고, 상기 프로세서(430)는 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 기초로 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크를 위한 통신을 수행할 채널을 결정하고, 상기 결정된 채널을 기초로 상기 적어도 하나의 트랜시버(transceiver)(420)를 제어할 수 있다.
이 때, 상기 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스는 상기 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크가 서비스되는 영역 내에 포함된 복수의 일차 사용자(incumbent user)들에 관한 정보를 포함한다. 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이, 상기 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크는 인터넷에 연결된 적어도 하나의 게이트웨이 노드를 포함하고, 상기 프로세서(430)는 상기 적어도 하나의 게이트웨이 노드를 이용하여 인터넷에 연결함으로써, 상기 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 포함하는 서버에 액세스할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 서버는 상기 프로세서(430)에 의한 요청에 반응하여, 상기 복수의 일차 사용자(incumbent user)들에 관한 정보를 기초로 상기 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크를 위한 가용(available) 채널에 관한 정보를 제공하고, 상기 프로세서(430)는 상기 제공된 가용(available) 채널에 관한 정보를 기초로 상기 통신을 수행할 채널을 선택할 수 있다. 여기서, 상기 요청은 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나(410)의 방향, 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나(410)에 의해 전송되는 빔의 폭(width), 상기 적어도 하나의 방향상 안테나(410)의 라디에이션 패턴(radiation pattern), 및 상기 데이터의 전송 전력(transmission power) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 프로세서(430)는 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나(410)의 방향, 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나(410)에 의해 전송되는 빔의 폭(width), 상기 적어도 하나의 방향상 안테나(410)의 라디에이션 패턴(radiation pattern), 및 상기 데이터의 전송 전력(transmission power) 중 적어도 하나를 더 고려함으로써 상기 통신을 수행할 채널을 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 프로세서(430)는 상기 고려 사항들을 기초로 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나(410)의 간섭 영역에 포함된 일차 사용자(incumbent user)에 의해 사용되는 채널을 배제함으로써 상기 채널을 결정할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드(400)는 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나(410)의 방향을 조절하는 안테나 방향 조절부(440)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 프로세서(430)는 토폴로지(topology)에 따라 상기 적어도 하나의 방향성(directional) 안테나(410) 각각의 방향을 결정하고, 상기 결정된 방향을 기초로 상기 안테나 방향 조절부(440)를 제어할 수 있다. 여기서, 상기 토폴로지(topology)는 상기 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크에 포함된 복수의 메쉬(mesh) 노드들 각각에 인접하는 적어도 하나의 인접 메쉬(mesh) 노드에 관한 정보를 포함한다.
5. 무선 인지 메쉬(mesh) 노드의 동작 방법
(1) 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크의 통신 채널 형성 방법
본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 인접 노드가 위치하는 방향으로 방향성(directional) 안테나를 향하게 함으로써 토폴로지(topology)를 형성할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크는 복수의 무선 인지 메쉬(mesh) 노드들 사이에 통신을 수행하기 위한 채널들을 결정할 수 있다.
이 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크는 전술한 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 이용하여 일차 사용자(incumbent user)들을 보호할 수 있다. 이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 인터넷을 통하여 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스에 접근할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크에 포함된 복수의 무선 인지 메쉬(mesh) 노드들은 직접적으로 인터넷에 연결되지 않을 수 있다. 이 경우, 인터넷에 직접적으로 연결되지 아니한 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 인터넷을 통하여 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스에 접근하기 전에는 통신을 수행하기 위한 가용(available) 채널들에 관한 정보를 획득할 수 없다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크는 인터넷에 직접적으로 연결된 적어도 하나의 게이트웨이 노드를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크는 상기 적어도 하나의 게이트웨이 노드를 이용하여 초기화 작업을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 게이트웨이 노드는 인터넷을 통하여 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스에 접근할 수 있으므로, 가용(available) 채널들에 대한 리스트 및 인접 노드들에 관한 정보를 획득할 수 있다. 게이트웨이 노드는 상기 리스트 및 인접 노드들에 관한 정보를 이용하여 인접 노드들에게 통신을 수행하기 위한 채널을 할당할 수 있다.
게이트웨이 노드의 인접 노드들은 게이트웨이 노드로부터 통신을 수행하기 위한 채널을 할당 받으면, 멀티 홉 방식에 따라 게이트웨이 노드를 통하여 인터넷에 연결될 수 있다. 이 경우, 게이트웨이 노드의 인접 노드들은 지로-로케이션 데이터베이스에 접근할 수 있고, 자신의 인접 노드들에게 통신을 수행하기 위한 채널을 할당할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크에 포함된 복수의 무선 인지 메쉬(mesh) 노드들은 전술한 방식에 따라 통신을 수행하기 위한 채널을 할당 받을 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크는 네트워크 동작을 유지하기 위하여 비콘(beacon) 메커니즘을 포함하는 MAC 프로토콜을 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 전원이 켜짐과 동시에 라운드 로빈(round robin) 방식에 따라 모든 채널들로부터 비콘(beacon) 신호를 검출할 수 있다.
(2) 채널 선택 방법
본 발명의 일실시예에 따라, 게이트웨이 노드를 통하여 인터넷에 연결된 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 인접 노드들과의 연결을 위하여 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스로부터 가용(available) 채널들의 리스트를 획득할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 상기 가용(available) 채널들의 리스트를 획득한 이후, 후술하는 채널 선택 방법에 따라 인접 노드들과 통신을 수행하기 위한 채널을 선택할 수 있다.
무선 인지 메쉬(mesh) 노드 P 및 무선 인지 메쉬(mesh) 노드 Q 사이의 통신을 수행하기 위한 채널을 선택한다고 가정하자. 여기서, 메쉬(mesh) 노드 P가 인터넷에 연결되어 있고, 메쉬(mesh) 노드 Q는 메쉬(mesh) 노드 P의 인접 노드이다. 따라서, 메쉬(mesh) 노드 P가 메쉬(mesh) 노드 P 및 메쉬(mesh) 노드 Q 사이의 통신을 수행하기 위한 채널을 선택할 수 있다.
메쉬(mesh) 노드 P는 메쉬(mesh) 노드 P 및 메쉬(mesh) 노드 Q 각각의 지오-로케이션(geo-location) 정보 및 방향성(directional) 안테나의 빔의 너비 등과 같은 정보를 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스에 제공할 수 있다. 이 경우, 메쉬(mesh) 노드 P는 메쉬(mesh) 노드 P 및 메쉬(mesh) 노드 Q 사이의 통신을 위한 가용(available) 채널들의 리스트를 획득할 수 있다.
이 때, 메쉬(mesh) 노드 P는 다른 인접 노드들에 의해 이미 사용 중인 채널을 배제함으로써, 메쉬(mesh) 노드 P 및 메쉬(mesh) 노드 Q 사이의 통신을 위한 채널 x를 선택할 수 있다. 메쉬(mesh) 노드 P는 채널 x를 이용하여 메쉬(mesh) 노드 Q에게 비콘(beacon) 신호를 전송한다.
메쉬(mesh) 노드 Q는 채널 x에서 메쉬(mesh) 노드 P로부터 전송된 비콘(beacon) 신호를 검출할 수 있다. 메쉬(mesh) 노드 Q는 비콘(beacon) 신호를 검출하였다는 ack 신호를 전송함과 동시에, 메쉬(mesh) 노드 Q의 인접 노드들에 의해 이미 사용되고 있는 채널들에 관한 정보를 전송할 수 있다.
메쉬(mesh) 노드 P는 상기 선택된 채널 x가 메쉬(mesh) 노드 Q의 인접 노드들에 의해 이미 사용되고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 만약 상기 선택된 채널 x가 메쉬(mesh) 노드 Q의 인접 노드들에 의해 이미 사용되고 있지 않다면, 메쉬(mesh) 노드 P는 메쉬(mesh) 노드 P 및 메쉬(mesh) 노드 Q 사이의 통신을 위한 채널이 채널 x가 확정되었다는 신호를 메쉬(mesh) 노드 Q로 전송할 수 있다.
반면, 만약 상기 선택된 채널 x가 메쉬(mesh) 노드 Q의 인접 노드들에 의해 이미 사용되고 있다면, 메쉬(mesh) 노드 P는 상기 메쉬(mesh) 노드 Q의 인접 노드들에 의해 이미 사용 중인 채널들을 배제함으로써, 다른 채널 y를 선택할 수 있다. 이 경우, 메쉬(mesh) 노드 P는 메쉬(mesh) 노드 Q에게 통신을 위한 채널이 채널 y로 변경되었다는 신호를 전송할 수 있다.
만약 메쉬(mesh) 노드 P 및 메쉬(mesh) 노드 Q 사이의 통신을 수행하기 위한 가용(available) 채널들 모두가 메쉬(mesh) 노드 P의 인접 노드들 및 메쉬(mesh) 노드 Q의 인접 노드들에 의해 이미 사용 중이라면, 메쉬(mesh) 노드 P는 처음에 선택한 채널 x를 그대로 사용하기로 결정할 수 있다. 이 경우, 채널 x는 하나 이상의 통신들을 수행하기 위하여 공유된다.
(3) 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크의 유지 방법
본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크는 기회적으로 통신을 수행하기 위한 채널을 선택하므로, 가용(available) 채널들의 리스트는 시간이 흐름에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 미리 설정된 시간을 주기로 기존에 선택한 채널이 유효한지 여부를 점검할 수 있다. 이 때, 기존에 선택한 채널이 유효한지 여부는 기존에 선택된 채널을 이용하여 무선 인지 통신을 수행하는 것이 일차 사용자(incumbent user)들에게 유해한 간섭을 줄 수 있는지 여부를 기준으로 판단할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 이용하여 채널의 유효성을 점검할 수 있다. 만약 기존에 선택된 채널이 유효하지 않다고 판단(즉, 기존에 선택된 채널이 일차 사용자(incumbent user)에게 간섭을 일으킬 수 있다고 판단)된다면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 전술한 채널 선택 방법과 동일한 방법에 따라 인접 노드들과 통신을 수행하기 위한 새로운 채널을 선택할 수 있다.
(4) 무선 인지 메쉬(mesh) 노드의 동작 방법
이하, 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드의 동작 방법을 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드의 동작 방법을 설명한 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 자신이 게이트웨이 노드인지 여부를 판단(510)할 수 있다.
상기 메쉬(mesh) 노드는 자신이 게이트웨이 노드라는 판단에 따라 자신과 인접한 인접 노드들과 연결되어 있는지 여부를 판단(520)할 수 있다. 상기 메쉬(mesh) 노드는 자신이 게이트웨이 노드이지만, 인접 노드들과 연결이 아직 이루어지지 않았다는 판단에 따라 인접 노드와 연결을 수행(550)할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 자신이 게이트웨이 노드가 아니라는 판단에 따라 자신이 인터넷에 연결되었는지 여부를 판단(530)할 수 있고, 인터넷에 연결되지 않았다면 멀티 홉 방식에 따라 인터넷에 연결을 수행(540)할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 자신이 게이트웨이 노드이고, 인접 노드들과 연결되어 있다는 판단에 따라, 또는 자신이 게이트웨이 노드는 아니지만, 이미 인터넷에 연결되어 있다는 판단에 따라 인접 노드들과의 연결을 유지하는 동작을 수행(560)할 수 있다.
여기서, 상기 인터넷에 연결을 수행하는 단계(540), 상기 인접 노드들과의 연결을 수행하는 단계(550), 및 상기 인접 노드들과의 연결을 유지하는 단계(560)는 도 6 내지 도 9를 참조하여 후술한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드를 인터넷에 연결하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 사용할 수 있는 복수의 채널들 중 첫 번째 채널부터 마지막 채널까지 순차적으로 비콘(beacon) 신호가 감지되는지 여부를 검사할 수 있다(610, 660, 및 670). 이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 각 채널에서 첫 번째 인접 노드부터 마지막 인접 노드까지 순차적으로 비콘(beacon) 신호를 전송하였는지 여부를 검사할 수 있다(620, 640, 및 650).
예를 들면, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 채널 c에서 인접 노드 n으로부터 전송된 비콘(beacon) 신호를 감지할 수 있다(630). 인접 노드 n은 게이트웨이 노드이거나, 게이트웨이 노드는 아니지만 이미 인터넷에 연결된 경우에 한하여 비콘(beacon) 신호를 전송하므로, 상기 메쉬(mesh) 노드는 채널 c를 이용하여 인접 노드 n과 통신을 수행함으로써 인터넷에 연결을 수행할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 자신의 인접 노드들에 의해 이미 사용 중인 채널들의 리스트를 인접 노드 n으로 반환할 수 있다(631). 이 경우, 인접 노드 n은 채널 c가 상기 메쉬(mesh) 노드의 인접 노드들에 의해 이미 사용 중인지 여부를 판단할 수 있고, 그 판단 결과에 따라 인접 노드 n 및 상기 메쉬(mesh) 노드 사이의 통신을 수행하기 위한 채널을 확정할 수 있다. 상기 인접 노드 n은 상기 확정된 채널과 관련된 신호를 상기 메쉬(mesh) 노드로 전송할 수 있다(632).
본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 상기 확정된 채널과 관련된 신호를 기초로 상기 인접 노드 n을 통하여 인터넷에 연결을 확립할 수 있다(633).
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드 및 상기 메쉬(mesh) 노드에 인접한 인접 메쉬(mesh) 노드 사이의 연결을 수행하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 이미 인터넷에 연결된 상태에서 인접 노드들과의 연결을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 인터넷을 통하여 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스에 액세스하여 일차 사용자(incumbent user)들에게 유해한 간섭을 주지 않으면서 인접 노드들과 통신을 수행할 수 있는 가용(available) 채널들의 리스트를 획득한 이후, 상기 리스트를 이용하여 인접 노드들과의 연결을 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 첫 번째 인접 노드부터 마지막 인접 노드까지 순차적으로 통신을 수행하기 위한 채널이 할당되었는지 여부를 검사할 수 있다(710, 720, 740, 및 750). 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 복수의 인접 노드들 중 아직 통신을 수행하기 위한 채널이 할당되지 않은 인접 노드를 발견하는 경우, 상기 인접 노드에 통신을 수행하기 위한 채널을 할당하기 위한 동작을 수행(730)할 수 있다.
여기서, 상기 인접 노드에 통신을 수행하기 위한 채널을 할당하기 위한 동작을 수행(730)하는 방법은 도 9를 참조하여 후술한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드 및 상기 메쉬(mesh) 노드에 인접한 인접 메쉬(mesh) 노드 사이의 연결을 유지하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 첫 번째 인접 노드부터 마지막 인접 노드까지 순차적으로 통신을 수행하기 위해 이미 할당된 채널이 유효한지 여부를 검사할 수 있다(810, 820, 840, 및 850). 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 복수의 인접 노드들 중 통신을 수행하기 위해 이미 할당된 채널이 유효하지 않은 인접 노드를 발견하는 경우, 상기 인접 노드에 통신을 수행하기 위한 새로운 채널을 할당하기 위한 동작을 수행(830)할 수 있다.
여기서, 상기 인접 노드에 통신을 수행하기 위한 새로운 채널을 할당하기 위한 동작을 수행(830)하는 방법은 도 9를 참조하여 후술한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드가 인접 노드와의 연결을 수행 및 유지하기 위하여 채널을 선택하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 인지 메쉬(mesh) 노드는 인터넷을 통하여 지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스에 액세스함으로써, 일차 사용자(incumbent user)들에게 유해한 간섭을 주지 않으면서 인접 노드들과 통신을 수행할 수 있는 가용(available) 채널들의 리스트를 획득할 수 있다(910). 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 상기 가용(available) 채널들의 리스트에서 자신과 인접한 인접 노드들에 의해 이미 사용 중인 채널을 배제할 수 있다(915). 이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 이미 사용 중인 채널을 배제한 결과 상기 가용(available) 채널들의 리스트에 남아있는 채널이 있는지 여부를 판단할 수 있다(920).
만약, 이미 사용 중인 채널을 배제한 결과 상기 가용(available) 채널들의 리스트에 남아있는 채널이 없게 된다면, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 상기 가용(available) 채널들 중 다른 인접 노드들에 가장 적게 할당된 채널을 선택(922)할 수 있다. 이 경우, 두 개 이상의 인접 노드들이 상기 선택된 채널을 공유할 수 있다.
반면, 이미 사용중인 채널을 배제한 뒤에도 상기 가용(available) 채널들의 리스트에 남아있는 채널이 존재하는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 상기 남아있는 채널들 중 어느 하나의 채널을 랜덤하게 선택(921)할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 상기 선택된 채널에 비콘(beacon) 신호를 전송(930)하고, 해당 채널로부터 응답이 오는지 여부를 감시하며 대기(935)할 수 있다. 이 때, 상기 해당 채널로부터의 응답은 상기 응답을 보낸 제1 인접 노드에 인접한 적어도 하나의 제2 인접 노드에 의해 이미 사용 중인 채널들의 리스트를 포함한다.
이 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 상기 선택된 채널이 상기 응답 받은 리스트에 포함되어 있는지 여부를 검사(940)할 수 있고, 상기 선택된 채널이 상기 응답 받은 리스트에 포함되어 있지 않다는 검사 결과에 따라 상기 선택된 채널을 통신 채널로 확정한다는 신호를 전송(953)할 수 있다.
만약 상기 선택된 채널이 상기 응답 받은 리스트에 포함되어 있다면, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 상기 가용(available) 채널들의 리스트에서 상기 응답 받은 리스트에 포함된 채널들을 배제(945)할 수 있다. 이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 이미 사용 중인 채널을 배제한 결과 상기 가용(available) 채널들의 리스트에 남아있는 채널이 있는지 여부를 재차 판단할 수 있다(950).
상기 판단 결과, 상기 가용(available) 채널들의 리스트에 남아있는 채널이 없게 되면, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 기존에 선택된 채널을 그대로 사용한다는 확정 신호를 전송(953)한다. 이 경우, 두 개 이상의 인접 노드들이 상기 기존에 선택된 채널을 공유할 수 있다.
반면, 상기 판단 결과, 상기 가용(available) 채널들의 리스트에 남아있는 채널이 존재한다면, 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(mesh) 노드는 상기 남아있는 채널들 중 어느 하나의 채널을 랜덤하게 선택(951)하고, 통신을 수행하기 위한 채널이 상기 랜덤하게 선택된 채널로 변경되었다는 신호를 전송(952)할 수 있다.
상술한 방법들은 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.
410: 방향성(directional) 안테나
420: 트랜시버(transceiver)
430: 프로세서
440: 안테나 방향 설정부

Claims (12)

  1. 무선 인지 메쉬(mesh) 네트워크에서 이용되는 메쉬 노드에 있어서,
    적어도 하나의 방향성(directional) 안테나;
    상기 적어도 하나의 방향성 안테나를 이용하여 데이터를 송신 및 수신하는 적어도 하나의 트랜시버(transceiver); 및
    지오-로케이션(geo-location) 데이터베이스를 기초로 무선 인지 메쉬 네트워크를 위한 통신을 수행할 채널을 결정하고, 상기 결정된 채널을 기초로 상기 적어도 하나의 트랜시버를 제어하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 지오-로케이션 데이터베이스는
    상기 무선 인지 메쉬 네트워크가 서비스되는 영역 내에 포함된 복수의 일차 사용자(incumbent user)들에 관한 정보를 포함하는 메쉬 노드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 인지 메쉬 네트워크는
    인터넷에 연결된 적어도 하나의 게이트웨이 노드를 포함하고,
    상기 프로세서는
    상기 적어도 하나의 게이트웨이 노드를 이용하여 인터넷에 연결함으로써, 상기 지오-로케이션 데이터베이스를 포함하는 서버에 액세스하는 메쉬 노드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 서버는
    상기 프로세서에 의한 요청에 반응하여, 상기 복수의 일차 사용자들에 관한 정보를 기초로 상기 무선 인지 메쉬 네트워크를 위한 가용(available) 채널에 관한 정보를 제공하고,
    상기 프로세서는
    상기 제공된 가용 채널에 관한 정보를 기초로 상기 통신을 수행할 채널을 선택하는 메쉬 노드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 요청은
    상기 적어도 하나의 방향성 안테나의 방향, 상기 적어도 하나의 방향성 안테나에 의해 전송되는 빔의 폭(width), 상기 적어도 하나의 방향상 안테나의 라디에이션 패턴(radiation pattern), 및 상기 데이터의 전송 전력(transmission power) 중 적어도 하나를 포함하는 메쉬 노드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 통신을 수행할 채널을 결정하기 위하여, 상기 적어도 하나의 방향성 안테나의 방향, 상기 적어도 하나의 방향성 안테나에 의해 전송되는 빔의 폭, 상기 적어도 하나의 방향상 안테나의 라디에이션 패턴, 및 상기 데이터의 전송 전력 중 적어도 하나를 더 고려함으로써, 상기 적어도 하나의 방향성 안테나의 간섭 영역에 포함된 일차 사용자에 의해 사용되는 채널을 배제하는 메쉬 노드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 방향성 안테나의 방향을 조절하는 안테나 방향 조절부를 더 포함하고,
    상기 프로세서는
    토폴로지(topology)에 따라 상기 적어도 하나의 방향성 안테나 각각의 방향을 결정하고, 상기 결정된 방향을 기초로 상기 안테나 방향 조절부를 제어하며,
    상기 토폴로지는
    상기 무선 인지 메쉬 네트워크에 포함된 복수의 메쉬 노드들 각각에 인접하는 적어도 하나의 인접 메쉬 노드에 관한 정보를 포함하는 메쉬 노드.
  7. 지오-로케이션 데이터베이스를 이용한 무선 인지 메쉬 노드의 동작 방법에 있어서,
    상기 메쉬 노드가 게이트웨이 노드인지 여부, 상기 메쉬 노드가 인터넷에 연결되었는지 여부, 및 상기 메쉬 노드가 상기 메쉬 노드에 인접한 적어도 하나의 인접 메쉬 노드와 연결되었는지 여부 중 적어도 하나를 판단하는 단계;
    상기 판단 결과를 기초로 상기 메쉬 노드를 상기 인터넷에 연결하는 단계;
    상기 판단 결과 및 상기 지오-로케이션 데이터베이스를 기초로 상기 메쉬 노드를 상기 적어도 하나의 인접 메쉬 노드와 연결하는 단계; 및
    상기 판단 결과 및 상기 지오-로케이션 데이터베이스를 기초로 상기 메쉬 노드 및 상기 적어도 하나의 인접 메쉬 노드 사이의 연결을 유지하는 단계
    를 포함하고,
    상기 지오-로케이션 데이터베이스는
    상기 인터넷을 통해 액세스되고, 상기 무선 인지 메쉬 네트워크가 서비스되는 영역 내에 포함된 복수의 일차 사용자들에 관한 정보를 포함하는 무선 인지 메쉬 노드의 동작 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 인터넷에 연결하는 단계는
    상기 메쉬 노드에 인접한 적어도 하나의 인접 메쉬 노드 중 어느 하나에 의해 전송된 비콘(beacon) 신호를 감지하는 단계;
    상기 감지 결과에 따라 상기 메쉬 노드에 인접한 적어도 하나의 인접 메쉬 노드에 의해 이미 사용 중인 채널에 관한 정보를 상기 비콘 신호를 전송한 인접 메쉬 노드로 전송하는 단계;
    상기 비콘 신호를 전송한 인접 메쉬 노드로부터 채널 확정과 관련된 응답을 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 응답을 기초로 상기 메쉬 노드의 인터넷 연결을 수행하는 단계
    를 포함하는 무선 인지 메쉬 노드의 동작 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 인접 메쉬 노드와 연결하는 단계 및 상기 연결을 유지하는 단계 각각은
    상기 지오-로케이션 데이터베이스를 이용하여 상기 메쉬 노드 및 연결 대상 인접 메쉬 노드 사이의 복수의 가용 채널들을 획득하는 단계;
    상기 메쉬 노드에 인접한 적어도 하나의 인접 메쉬 노드에 의해 이미 사용 중인 채널을 배제함으로써, 상기 복수의 가용 채널들 중 어느 하나를 선택하는 단계;
    상기 선택된 채널을 이용하여 상기 연결 대상 인접 메쉬 노드에 비콘 신호를 전송하는 단계;
    상기 연결 대상 인접 메쉬 노드로부터 상기 연결 대상 인접 메쉬 노드에 인접한 적어도 하나의 인접 메쉬 노드에 의해 이미 사용 중인 채널과 관련된 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 정보를 기초로 상기 메쉬 노드 및 상기 연결 대상 인접 메쉬 노드 사이의 채널을 확정하는 단계
    를 포함하는 무선 인지 메쉬 노드의 동작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 인접 메쉬 노드와 연결하는 단계는
    상기 메쉬 노드가 상기 적어도 하나의 인접 노드와 연결되었는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 연결을 유지하는 단계는
    상기 메쉬 노드 및 상기 적어도 하나의 인접 노드 사이의 연결이 유효한지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 무선 인지 메쉬 노드의 동작 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 메쉬 노드는
    적어도 하나의 방향성 안테나를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 인접 메쉬 노드와 연결하는 단계 및 상기 연결을 유지하는 단계 각각은
    상기 적어도 하나의 방향성 안테나의 방향, 상기 적어도 하나의 방향성 안테나에 의해 전송되는 빔의 폭, 상기 적어도 하나의 방향상 안테나의 라디에이션 패턴, 및 상기 적어도 하나의 방향성 안테나의 전송 전력 중 적어도 하나를 더 고려하는 무선 인지 메쉬 노드의 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    토폴로지에 따라 상기 적어도 하나의 방향성 안테나 각각의 방향을 결정하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 토폴로지는
    상기 메쉬 노드에 인접하는 적어도 하나의 인접 메쉬 노드에 관한 정보를 포함하는 무선 인지 메쉬 노드의 동작 방법.
KR1020120001906A 2012-01-06 2012-01-06 지오-로케이션 데이터베이스에 기반한 무선 인지 메쉬 네트워크를 위한 장치 및 이를 이용한 방법 KR20130080987A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120001906A KR20130080987A (ko) 2012-01-06 2012-01-06 지오-로케이션 데이터베이스에 기반한 무선 인지 메쉬 네트워크를 위한 장치 및 이를 이용한 방법
US13/734,213 US20130176960A1 (en) 2012-01-06 2013-01-04 Apparatus and method for cognitive radio mesh network based on geolocation database

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120001906A KR20130080987A (ko) 2012-01-06 2012-01-06 지오-로케이션 데이터베이스에 기반한 무선 인지 메쉬 네트워크를 위한 장치 및 이를 이용한 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130080987A true KR20130080987A (ko) 2013-07-16

Family

ID=48743884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120001906A KR20130080987A (ko) 2012-01-06 2012-01-06 지오-로케이션 데이터베이스에 기반한 무선 인지 메쉬 네트워크를 위한 장치 및 이를 이용한 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20130176960A1 (ko)
KR (1) KR20130080987A (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160029300A1 (en) * 2013-03-15 2016-01-28 Intellectual Discovery Co., Ltd. Method and device for configuring link in wireless lan system
EP2989851A4 (en) * 2013-04-23 2016-12-14 Bae Sys Inf & Elect Sys Integ AD HOC NETWORK SUPPORTED BY A MOBILE INFRASTRUCTURE
CN113329506A (zh) * 2014-11-28 2021-08-31 索尼公司 频谱资源管理装置和方法、无线通信设备和方法
US20180091981A1 (en) * 2016-09-23 2018-03-29 Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Smart vehicular hybrid network systems and applications of same
US10219142B2 (en) * 2017-05-15 2019-02-26 Amazon Technologies, Inc. Neighbor discovery and neighbor selection of mesh network devices in a mesh network
US10595185B1 (en) 2018-02-01 2020-03-17 Amazon Technologies, Inc. Channel diversity awareness in neighbor selection
US10979885B1 (en) 2019-05-24 2021-04-13 Amazon Technologies, Inc. Neighbor discovery and channel coordination of dynamic frequency selection (DFS) mesh networks

Also Published As

Publication number Publication date
US20130176960A1 (en) 2013-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10327150B2 (en) Coordinating spectrum authorization for backhaul connections
KR20130080987A (ko) 지오-로케이션 데이터베이스에 기반한 무선 인지 메쉬 네트워크를 위한 장치 및 이를 이용한 방법
JP5559417B2 (ja) ワイヤレス通信のためにスペクトルを判断し、割り当てるための方法および装置
JP6541796B2 (ja) トラッキングチャネルのためのシステム及び方法
JP5823509B2 (ja) 通信方法及び無線装置
JP5335153B2 (ja) 無線通信装置および無線通信方法
EP2209333B1 (en) Communication system, communication device, program and communication control method
JP5084373B2 (ja) 干渉予測装置、干渉予測方法及び干渉予測プログラム
JP6378335B2 (ja) 非セルラーワイヤレスアクセスのためのシステムおよび方法
US9894533B2 (en) Communication device, program and communication control method
US8611911B2 (en) Method and apparatus of controlling resource of femto base station for protecting interference victim terminal and controlling interference among femto base stations
CN1665333A (zh) 向无线通信设备传播控制信息
EP3108598B1 (en) Optimizing network resources in a telecommunications system
CN107925943B (zh) 用于频谱的机会主义使用的系统、方法和装置
KR20130134821A (ko) 통신 시스템에서 단말간 직접 통신의 자원 스케줄링 방법 및 장치
KR101568081B1 (ko) 셀룰러 시스템에서의 d2d 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치
US10149302B2 (en) Method and apparatus for controlling interference in device-to-device communication
KR102017175B1 (ko) 인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위한 자원 할당 방법 및 장치
KR20120086513A (ko) 저전력 통신과 고효율 통신을 동시에 지원하는 간섭 제어 시스템
JP6472000B2 (ja) 無線通信システムおよび守衛端末
JP5953564B2 (ja) アクセスポイント、及びアクセスポイントの制御方法
KR101806065B1 (ko) 인지 무선 네트워크에서 2차 사용자를 위한 동적 주파수를 할당하는 방법 및 장치
JP7098984B2 (ja) 制御装置および制御方法
KR101569296B1 (ko) 풀-듀플렉스 d2d 통신시스템에서의 장치 검색을 위한 동적 및 스펙트럼 효율적인 자원 할당 방법 및 절차
KR20140107974A (ko) 은닉 노드 문제 및 노출 노드 문제를 해결한 다중 셀 와이파이 운용 및 와이파이 오프로딩 방법 및 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid