KR20130086121A - 상호공존 방식에서 대표 기기 선출 방법 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 주파수 상호공존 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 협력 없이 상호공존이 가능한 적어도 하나 이상의 네트워크에서 주파수 상호공존 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 협력 없이 상호공존이 가능한 적어도 하나 이상의 네트워크에서 사용 중인 기기를 식별하는 단계, 상기 식별된 기기들 중에서 대표 기기 를 선출하는 단계 및 상기 선출된 대표 기기가 대표 기기가 아닌 네트워크 또는 기기를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

상호공존 방식에서 대표 기기 선출 방법{METHOD FOR SELECTING A MASTER DEVICE IN A COEXISTENCE SYSTEM}

본 명세서는 상호공존 방식 관한 것으로, 보다 상세하게는 상호공존 방식에서 대표 기기를 선출하고 이를 이용하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 스마트폰, 앱 스토어 등 무선 인터넷 관련 에코 시스템의 활성화로 무선 데이터 트래픽의 폭발적인 증가가 예상됨에 따라서, 이에 대응한 주파수 공급량을 확대하는 방안으로 주파수 공유 방식에 대한 관심이 증대하고 있다. 그러나 현행 주파수 관리체계로 이러한 수용 증가에 대한 신속한 대응이 어려울 수 있으며, 주파수 공급량에 있어서도 제한적일 수 있다는 문제가 있다. 즉 기존의 주파수를 회수 또는 재배치하고, 경매 등을 통해 신규 사업자에게 할당하는 과정이 시간적으로 비효율적일 수 있으며, 근본적으로 주파수 분배표상에서 신규 주파수 확보가 점차 어려워지고 있다.

최근 이러한 문제를 해결할 수 있는 방안으로서 주파수 공유방식이 주목을 받고 있다. 주파수 공유 옹호론자들은 현재의 주파수 부족현상이 기존의 칸막이식 주파수 관리 방식에 기인한 것으로서, 주파수 분배표상으로는 주파수가 부족한 것처럼 보이지만 공유방식을 통해 주파수 부족문제 해결이 가능하다고 보고 있다. 그러나 주파수 공유방식은 새로운 개념이 아니라 기존에서 기술적 측면에서 통신시스템의 자원관리를 위한 방법 중 하나로서 다양한 방식이 적용되어 오고 있었다. 예를 들어, 기존에 널리 사용되고 있는 셀룰러 방식, TDMA, CDMA 등 다중접속 방식 등도 모두 여기에 포함 된다고 볼 수 있다.

다만 기존의 공유방식은 동일한 기술표준 또는 사업자 통제 하에서 이루어짐에 따라 효과적인 간섭 억제가 가능하였으나, 인지무선(Cognitive Radio; CR)과 같이 최근에 소개되고 있는 공유기술과 같이 분산적인 공유 방식은 무절제한 주파수 사용으로 인한 공유의 비극(Tragedy of Commons)초래 및 유해 간섭 유발 가능성이 잇기 때문에 주파수 관리 및 기존 사용자 보호 측면에서 문제가 있으며, 현재 주파수 관리체계의 대세를 이루고 있는 시장기반 주파수 정책의 취지와도 상층 된다는 문제가 제기될 수 있다.

그러나 공유 옹호론자는 간섭으로 부터의 기존 사용자 보호, 무절제한 주파수 사용으로 인한 문제는 기술적 규제 또는 표준책정 등 정책적, 기술적 수단을 통해 해결 또는 조정 가능하다는 입장이다.

주파수 공유 방식의 유형은 공유'방법'과'주체 및 대상'에 따라 분류할 수 있다. 여기서 공유 방법은 구체적으로 간섭회피 방식으로서, 상호공존(Coexistence)과 협력(Cooperation) 방식이 고려되었으며, 공유 주체 및 대상으로는 주체와 대상이 동등한 지위를 갖는 동등 공유(sharing among equals)와 일차 사용자(primary user)와 이차 사용자(secondary user)가 공유하는 일-이차 고유(primary-secondary sharing)로 구분 할 수 있다.

먼저, 협력 방식에서는 별도의 프로토콜이 존재해 사용자 전체의 유기적 협력을 통한 자원할당 및 간섭회피가 가능하다. 자원할당 및 간섭회피는 기지국 등을 통해 중앙 집중적으로 이루어질 수 있으며, 각 사용자 상호 간에 분산적으로 이루어질 수도 있다. 전자에 해당하는 예로서 CDMA/TDMA 방식 등의 이동통신 시스템을 들 수 있으며, 후자에 해당하는 예로서 ad-hoc 시스템을 들 수 있다.

반면에 이러한 공통의 프로토콜에 의한 자원할당 없이 사용자 각자가 간섭 회피를 수행하는 경우가 상호공존(Coexistence) 방식이라 할 수 있다. 상호공존(또는 공존) 방식으로서 현재 상용화된 기술로 무선 LAN, 코드리스 폰 등을 들 수 있으며, 오버레이(overlay), 언더레이(underlay) 기술도 여기에 포함된다고 할 수 있다. 상기 두 가지 방식을 비교하면 기술적 측면에서 상호공존 방식이 협력 방식에 비해 자원할당 및 간섭통제에 소극적으로 개입하므로, 간섭 유발의 가능성이 높은 문제가 발생 한다.

따라서, 본 명세서의 목적은 상호공존 방식에서 간섭 유발을 최소화 하면서, 통신을 수행하는 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 상호공존 방법에 있어서, 협력 없이 상호공존이 가능한 적어도 하나 이상의 네트워크에서 사용 중인 기기를 식별하는 단계, 상기 식별된 기기들 중에서 대표 기기(Master Device)를 선출하는 단계 및 상기 선출된 대표 기기가 대표 기기가 아닌 네트워크 또는 기기를 제어하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 네트워크는 동종 또는 이종 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 대표 기기를 선출하는 단계에서 대표 기기를 선출하는 의사결정(Decision making)은 중앙형 토폴로지(Centralized topology), 분산형 토폴로지 (Distributed topology) 또는 자율적 토폴로지(Autonomous topology) 등을 기반으로 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 분산형 토폴로지는 동등(peer-to-peer structure) 구조 또는 계층 구조(hierarchical structure)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 대표 기기가 대표기기가 아닌 네트워크나 기기를 제어하는 것은 온(On)/오프(Off) 또는 인에이블(enable)/디스에이블(disable)인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 협력 없이 상호공존이 가능한 적어도 하나 이상의 네트워크에서 사용되는 기기들 간에 대표 기기 선출하고 선출된 대표 기기가 대표 기기가 아닌 네트워크 또는 기기를 제어하는 방법에 따르면, 사용 중인 기기들 간에 간섭 유발 문제를 최소화하면서 통신할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 상호공존(coexistence) 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 중앙형 토폴로지(centralized topology) 형태를 가지는 상호공존(coexistence) 시스템에서 대표 CM(coexistence manager)을 선출하는 방법을 도시한 개념도 이다.
도 3은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 분산형 토폴로지(distributed topology) 형태를 가지는 상호공존(coexistence) 시스템에서 대표 CM(coexistence manager)을 선출하는 방법을 도시한 개념도 이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 상호공존(coexistence) 시스템에서 중앙형 토폴로지(centralized topology)와 분산형 토폴로지의 형태 간에 동작을 비교하기 위해서 나타낸 개념도 이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 중앙형 토폴로지(centralized topology) 형태를 가지는 상호공존(coexistence) 시스템에서 대표 CM(master coexistence manager)에 의해서 자원이 할당되는 것을 도시한 신호 흐름도이다.
도 6은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 분산형 토폴로지(centralized topology) 형태를 가지는 상호공존(coexistence) 시스템에서 대표 CM(master coexistence manager)에 의해서 자원이 할당되는 것을 도시한 신호 흐름도이다.
도 7은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 중앙형 토폴로지(centralized topology) 형태를 가지는 상호공존(coexistence) 시스템에서 대표 CM(master coexistence manager)을 선출하는 방법을 도시한 신호 흐름도이다.
도 8은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 분산형 토폴로지(distributed topology) 형태를 가지는 상호공존(coexistence) 시스템에서 대표 CM(master coexistence manager)을 선출하는 방법을 도시한 신호 흐름도이다.
도 9는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 상호공존(coexistence) 시스템에서 이종 CM(coexistence manager)간 인에이블(enable)/디스에이블(disable)을 통해서 적응적으로 다양한 구조를 지원 할 수 있음을 나타내는 예시도이다.
도 10은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 상호공존(coexistence) 시스템에서 이종 CM(coexistence manager)간 인에이블(enable)/디스에이블(disable)을 통해서 계층적(hierarchical) 구조를 형성하여 동작하는 예를 나타내는 예시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항복들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 상호공존(coexistence) 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이 상호공존 시스템 즉, 802.19 시스템의 구조는 세 개의 로직 엔티티(Logic Entity)와 여섯 개의 로직 인터페이스(Logic Interface)를 가지고 있다.

세 개의 로직 엔티티는 기능에 따라서 상호공존 매니저(Coexistence Manager; CM)(20), 상호공존 인에블러(Coexistence Enabler; CE)(30) 및 상호공존 데이터 베이스(Coexistence Database; CD) 또는 CDIS(Coexistence Discovery and Information Server)(10)로 정의되고, 여섯 개의 로직 인터페이스는 802.19.1의 다른 로직 엔티티와 인터페이스 되는 것에 따라서 인터페이스 A(Interface A), 인터페이스 B1(Interface B1), 인터페이스 B2(Interface B2), 인터페이스 B3(Interface B3), 인터페이스 C(Interface C) 그리고 인터페이스 D(Interface D)로 정의되어 있다.

이외에도 추가적으로 802.19 시스템은 TVWS(TV Whites Space) 데이터 베이스(Data Base)(200), TVBD(TeleVision Band Device) 네트워크 또는 디바이스(Network or Device)(100) 그리고 운영 관리 엔티티(Operator Management Entity; OME)(300)등의 외부 요소들과 상호 연결된다.

여기서 TV 화이트 스페이스란 TV 방송용으로 분배된 VHF 및 UHF 주파수 대역에서 방송 사업자가 사용하지 않는 비어있는 주파수 대역을 의미하며, 누구나 정부의 전파규제에 대한 조건을 만족하면 사용할 수 있는 비 면허 대역을 의미한다. 구제적으로 살펴보면, 공간적으로는 방송사업자 간의 주파수 간섭을 우려하여 비워둔 대역과 지역별로 사용되지 않는 주파수 대역이나 방송용 전파가 미치지 못하는 지역을 의미하며, 시간적으로는 새벽에 방송업자가 방송을 송출하지 않는 시간 대에 비어있는 방송 주파수를 의미한다.

방송업자의 고객인 TV 시청자에게 간섭을 주어 수신을 방해해서는 절대 안 되며, 또한 이 대역 일부를 사용하여 소 출력으로 통신하는 무선마이크 장치에 영향을 주어서도 안 된다. 이러한 조건을 만족하기 위해서 TV 화이트 스페이스 장치는 다음과 같은 기술을 필요로 한다.

사용 중인 TV 채널을 인지하여 방송채널을 보호하는 스펙트럼 센싱 기술, 위치기반 TV 채널 정보를 가진 데이터 베이스 및 액세스 프로토콜 기술, TVWS 밴드를 사용하는 이 기종 장치간 상호공존 기술, 가변 무선 채널을 위한 지능형 자율형 무선 접속 요소 기술, 무선 채널 보호를 위한 가입자 인증과 DB 및 사용자 보호를 위한 보안 기술 등의 기술이 TW 화이트 스페이스 장치에 필요할 수 있다. 본 발명에서는 이러한 기술들 중에서 동종 또는 이 기종 장치(또는 기기) 간에 상호공존 기술에 대해서 중점적으로 서술하고자 한다.

상기 CE(30)는 TVBD(TeleVision Band Device) 네트워크 또는 디바이스로(100)부터 상호공존(Coexistence)에 요구되는 정보를 요청하고 획득할 수 있으며, CM(20)으로부터 수신된 구조 변경 요청/명령(requests/commands)과 제어정보(control information)를 TVBD 특정 구조 변경 요청/명령(requests/commands)으로 전환하여 TVBD 네트워크 또는 디바이스(100)에 보낼 수 있다. 여기서 TVBD(100)는 미국 연방통신위원회(Federal Communication Commission; FCC)에서 TV 화이트 스페이스 이용을 가능하게 하는 단말을 뜻한다.

상기 CM(20)은 TVBD 네트워크들 간에 상호공존 문제를 해결하기 위해서 다른 CM들을 탐색하는 기능, CE(30)에 대응하는 상호공존 요청/명령과 제어 정보를 생성하고 제공하는 상호공존 의사결정(coexistence decision making) 기능, CM 들 간에 상호공존을 위해서 요구되는 정보의 교환을 지원하는 기능(이는 CM 을 배치함에 있어서 계층적(hierarchical) 또는 동등한(peer-to-peer) 의사결정을 포함 할 수 있음)을 가질 수 있다.

또, 여러 CM 간에 정보를 공유하여 대표 CM을 선출하는 기능, 다른 네트워크들과 시스템들 사이에서 주파수 자원을 효율적으로 공유하기 위해서 분산 토폴로지(Distributed Topology)를 가지는 공유 화이트 스페이스 맵(Coexistence Whitespace Map)을 생성하는 기능 그리고 TVWS 상호공존과 관련된 관리를 수행함에 있어 네트워크들을 조정하는 기능을 가질 수 있다.

상기 CM(20)은 AP(Access Point)와 같은 디바이스에 임베디드(embedded) 형태로 구현 되어 있을 수도 있고 디바이스의 외부에 구현되어 있을 수도 있다. AP(Access Point)와 같은 고정 디바이스는 CM(20)의 기능을 가지고 있을 수 있으며, 특정 시스템, 사업자 혹은 공간적으로 분리된 기기들로 구성되는 집합을 대표하는 대표 CM을 선정하여 관리 할 수 있다.

이 때 대표 CM은 공간적으로 분리된 사용자들 간에 공간 재사용(spatial reuse)이 가능하도록 CD 또는 CDIS (10)가 지정해 줄 수 있다. 이 때 자원 할당을 위해 필요한 CM 간 간섭 맵(interference map)은 지오로케이션(geo-location) 정보로 획득하거나, CM들로부터 얻은 네이버 정보를 추가적으로 사용, 가공하여 획득할 수 있다. 동종 네트워크의 경우 대표 CM은 서로 간의 통신(communication)을 통하여 선정될 수 있으며 이종 네트워크의 경우 역시 CD 또는 CDIS(10)를 거쳐서 협상(negotiation)할 수 있다.

CM(20)은 범위(coverage) 또는 특정 분류 기준에 따라 계층적 CM 구조를 가질 수 있다. CD 또는 CDIS(10)로 부터 획득한 WM(Whitespace Map)을 보고 가장 상위 계층의 CM이 자신의 하위 계층을 고려하여 자원을 선택하고 남은 자원에 대해서 하위 계층의 CM이 자신의 하위 계층을 고려하여 자원을 선택하는 과정을 반복할 수 있다.

범위(coverage)/파워(power)가 작은 소규모 네트워크의 경우 상대적으로 1차 사용자가 검출될 확률이 낮고 따라서 가용 TVWS 채널이 더 많이 존재하게 된다. 따라서 소규모 네트워크는 CM(20)을 통해서 인접한 이종 네트워크의 WM(Whitespace Map)과 자신의 WM(Whitespace Map)을 비교하여 인접 네트워크가 사용 불가한 채널을 우선적으로 선택하여 사용한다. 이는 CDIS(11), CDB(12) 또는 CD(10)가 조율 할 수 있으나, 소규모 네트워크부터 역순으로 분산적으로 수행될 수 있다.

상기 CD(Coexistence Database)(10)은 기능에 따라서 CDIS 또는 CDB등으로 나타낼 수 있다. CD 또는 CDIS(10)는 다른 네트워크들과 시스템들 사이에서 주파수 자원을 효율적으로 공유하기 위해서 중앙 토폴로지(Centralized Topology)를 가지는 공유 화이트 스페이스 맵(Coexistence Whitespace Map)을 생성하는 기능, TVWS 상호공존과 관련된 관리를 수행함에 있어 복수 개의 오퍼레이터(operator)들을 제어하는 기능, CM 들간 통신 오버헤드(overhead)를 줄이고 상호공존 문제를 해결하기 위해서 대표 CM을 선출하는 기능을 가질 수 있다.

또, 이웃하는 네트워크/시스템들을 탐색하기 위해서 상호공존 등고선(coexistence contour)을 계산하는 기능, 상호공존 문제를 해결하기 위해서 자원(C-MAP)을 TVDB에 맞게 재설정(Redirection) 하는 기능, CM들 사이에 인터페이스의 개방을 촉진하여 CM들의 탐색을 지원하는 기능 그리고 상호공존을 촉진 할 수 있는 정보를 수집하고 종합하여 제공하는 기능을 수행할 수 있다.

상기 CD(10)는 자원 할당에 있어 전지 전능하게(omnipotent)하게 자원을 나누어 주거나 중개자(intermediary)로써 CM간 우선권(priority)의 기준을 제시하고 각 CM의 자원 선택에 대한 조율을 수행하거나, DB(Data Base)로써 CM간의 외부 및 이종 네트워크간 정보 공유 매개체로 작용 할 수 있다.

상기 인터페이스는 도 1에 나타낸 바와 같이 세 개의 그룹으로 나누어 질 수 있다. 802.19.1 엔티티 간에 인터페이스인 인터페이스 B1, 인터페이스 B2 및 인터페이스 B3와 802.19.1 엔티티와 TVBD 네트워크/디바이스 간에 인터페이스인 인터페이스 A 그리고 802.19.1 엔티티와 TVWS 데이터 베이스 또는 OME간에 인터페이스인 인터페이스 C와 인터페이스 D 등으로 나누어 질 수 있고, 각 그룹의 다른 인터페이스들은 그것들의 사용법, 교환되는 정보의 종류 그리고 기본 프로토콜(underlying protocols)에 의해서 구분 되어진다.

상기 인터페이스 A는 CE(30)와 TVBD 네트워크 또는 디바이스(100) 사이에 인터페이스로서, TVBD 네트워크 또는 디바이스(100)로 부터는 상호공존을 위해 요구되는 정보, 상호공존을 위해 구성/정보 요청, 상호공존을 위해 구성/측정/정보 응답 및 필요에 따라서 다른 정보가 제공 될 수 있다. CE(30)로부터 TVBD 네트워크 또는 디바이스(100)로는 재구성 요청/명령과 제어정보(CM으로부터 수신된 상호공존 요청/명령과 제어 정보에 대응되는), TVBD 네트워크 또는 디바이스(100)에 의해서 수행되는 측정값을 제어하는 것과 관련된 요청/명령, 가능한 자원을 통지해주는 정보 및 필요에 따라서 다른 정보가 제공 될 수 있다.

상기 인터페이스 B1은 CE(30)와 CM(20)간의 인터페이스로서, CE(30)로부터 CM(20)은 상호공존을 위해서 요구되는 정보(TVBD 네트워크 또는 디바이스(100)로부터 얻은 정보)와 필요에 따른 다른 정보들이 제공 될 수 있다. CM(20)에서부터 CE(30)으로는 상호공존 요청/명령 및 제어 정보 그리고 필요에 따라서 다른 정보가 제공 될 수 있다.

상기 인터페이스 B2는 CM(20)과 CD(또는 CDIS)(10) 사이에 인터페이스로, CM(20)에서 CD(또는 CDIS)(10)로는 상호공존 맵(coexistence map)을 위해서 요구되는 정보, 네이버 셋트(neighbor set)을 위해서 요구되는 정보, 등록(register)/미등록(unenrolled)을 위해서 요구되는 정보, 탐색(현재 사용되는 CM에 의해서 획득되는)을 위해서 요구되는 정보, 상호공존을 위해서 요구되는 정보(현재 사용되는 CM에 의해서 획득되는) 및 필요 따른 정보 등이 제공될 수 있다.

CD(또는 CDIS)(10)로부터 CM(20)으로는, 상호공존 맵(coexistence map)을 위해서 통지되는 정보, 네이버 셋트(neighbor set)를 위해서 통지되는 정보, 대표 CM을 위해서 통지되는 정보, 탐색(다른 CM에 의해서 획득되는)을 위해서 요구되는 정보, 상호공존(다른 CM에 의해서 획득되는) 위해서 요구되는 정보 및 다른 정보 등이 제공될 수 있다.

상기 인터페이스 B3는 CM(20)과 CM(21)사이에 인터페이스로서, CM(20)에서부터 CM(21)으로 탐색과 상호공존을 위해서 요구되는 정보와 메시지, 등록(register)/미등록(unresgister)(CM으로부터 대표 CM으로 또는 디바이스의 CM으로부터 서버의 CM으로) 위해서 통지되는 정보, 상호공존을 위해서 통지되는 정보(CM으로부터 대표 CM으로 또는 서버의 CM으로부터 디바이스의 CM으로) 및 다른 정보 등이 제공될 수 있다.

상기 인터페이스 C는 TVBD 디바이스(100)와 TVWS 데이터 베이스(200)간에 인터페이스로서 TVWS DB(200)에서 TVBD디바이스(100)로 가용 채널을 위해 통지되는 정보가 제공 될 수 있다.

상기 인터페이스 D는 CM(20)과 OME(Operator Management Entity)(300) 사이의 인터페이스로써 OME(300)에서부터 CM(20) 정보와 관련된 네트워크 동작 정보 (예를 들면 스펙트럼 정책/네트워크를 운용하는 것과 관련된 제한요인) 및 필요에 따라서 다른 정보가 제공 될 수 있다.

도 1에서 설명된 상호공존 시스템은 다양한 토폴로지를 가질 수 있는데, 크게 중앙형, 분산형 그리고 자율형 등으로 나눌 수 있는다. 본 발명에서는 주로 중앙형과 분산형 토폴로지를 가지는 상호공존 시스템에서 대해서 중점적으로 서술하고자 한다.

도 2는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 중앙형 토폴로지(centralized topology) 형태를 가지는 상호공존(coexistence) 시스템에서 대표 CM(master coexistence manager)을 선출하는 방법을 도시한 개념도 이다. 도 2에 나타낸 바와 같이 중앙형 토폴로지 형태를 가지는 상호공존 시스템에서 CDIS(11)는 주로 데이터 스토리지 및 데이타 처리를 수행하고, CM(20)은 의사결정자(Decision Maker), 의 역할을 수행한다. 특히, CM(또는 대표 CM)(20)은 모든 네트워크 또는 다른 단말들을 제어할 수 있다. 이 때, CM(또는 대표 CM)(20)은 네트워크와 인터페이스 되고 있는 TVBD(TV Band Device) 중의 하나가 CM(또는 대표 CM)(20)이 될 수 있다.

도 3은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 분산형 토폴로지(distributed topology) 형태를 가지는 상호공존(coexistence) 시스템에서 대표 CM(coexistence manager)을 선출하는 방법을 도시한 개념도 이다. 도 3에 나타낸 바와 같이 분산형 토폴로지 형태를 가지는 상호공존 시스템에서 CDIS(11) 또는 CDB(12)는 CM 간에 인터페이스들이 개방(opening)되는 것을 촉진하는 역할을 하고, CM(20)은 상호공존에 요구되는 정보교환 하는데, CM(20)은 계층적(hierarchical) 또는 동등한(peer-to-peer) 형태로 의사결정을 수행할 수 있다.

도 3의 상호공존 시스템은 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이 인터페이스(또는 인터페이스 B3)를 통해서 CM간에 협상(negotiation)을 통한 의사결정을 하여 대표 CM을 결정 할 수 있고, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 인터페이스(또는 인터페이스 B2)를 통해서 CM(20)이 CDIS(11) 또는 CDB(12)에 중재를 요청하여 의사결정을 하거나 대표 CM을 결정 할 수 있다.

도 4는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 상호공존(coexistence) 시스템에서 중앙형 토폴로지(centralized topology)와 분산형 토폴로지(distributed topology)의 형태 간에 동작을 비교하기 위해서 나타낸 개념도 이다. 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이 중앙형 토폴로지 형태를 가지는 상호공존 시스템에서는 대표(마스터 또는 수퍼) CM(40)이 다른 CM (또는 CE)들 각각에게 독립적인 채널들을 할당할 수 있으며, 이때 CWM(Coexistence Whitesapce Map)이 사용될 채널들을 나타내도록 이용 될 수 있다.

한편, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이 분산형 토폴로지 형태를 가지는 상호공존 시스템에서는 어떠한 설정된 기준 또는 방침에 의해서 CM들 (예를 들면, CM1과 CM2)이 분류되고 우선권이 주어 질 수 있다. CM(20)은 가용할 수 있는 채널들에 대한 우선권 정보를 CDB(Coexistence Database)/CDIS 또는 다른 CM들에게 보고/전송(Report/send)할 수 있으며, 이때 CWM(Coexistence Whitesapce Map)이 CM들이 선택할 수 있는 가능한 채널들로 이용 될 수 있다.

도 4에서 나타낸 의사결정을 위한 시스템 요구사항은 다음과 같다. 802.19.1 시스템은 획득된 정보를 분석 할 수 있어야만 하고, 상호공존 결정을 할 수 있어야 하며, 다양한 토폴로지 형태를 지원 할 수 있어야 한다. 여기서 정보는 토폴로지의 형태와 관계없이, 각 TVWS 네트워크 또는 디바이스의 대역(bandwidth)을 포함 할 수 있으며, 각 TVWS 네트워크/디바이스로부터 알 수 있는 사용 가능한 채널 리스트와 각 TVWS 채널에 대한 파워 제한에 대한 것을 포함할 수 있고, 규제 조항, 시스템 파라메터 또는 미리 분석된 근처의 주변 정보 등을 포함할 수 있다.

도 5와 도 6은 도 2에서 도 4를 통해서 설명된 중앙형 토폴로지와 분산형 토폴로지 형태를 가지는 상호공존 시스템에서 대표 CM((master coexistence manager) 또는 대표 기기가 자원을 할당하는 방법을 도시한 신호 흐름도이다.

도 5는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 중앙형 토폴로지(centralized topology) 형태를 가지는 상호공존(coexistence) 시스템에서 대표 CM(master coexistence manager)에 의해서 자원이 할당되는 것을 도시한 신호 흐름도이다.

도 5에 나타낸 바와 같이 하나의 중앙형 토폴로지에서 대표 CM(40)에 의해서 자원이 할당되는 방법은 AP(50)가 자원들을 요청하는 절차(S15 ~ S17), CDIS(11)가 TVDB(100)로부터 사용 가능한 채널 리스트를 획득하여, 대표 CM(40)에 알려주는 절차(S8 ~ S11) 그리고 대표 CM(40)은 CM(20)에게 자원을 할당하는 절차(S12 ~ S14)를 도시하고 있다.

이하, 도 5를 참조하여, 중앙형 토폴로지에서 대표 CM에 의해서 자원이 할당되는 과정을 상세히 설명한다.

AP(50)가 TVDB(100)와 CM(20)에 등록(register)하면(S11-S13), CM(20)은 대표 CM(40)에 등록하고(S14), 대표 CM(40)은 CDIS(11)에 등록한다(S15). AP(50)가 자원 요청(Resouce(C-MAP) REQ)을 통해서 CM(20)에 자원을 요청하면(S15), CM(20)이 네이버 리스트와 C-MAP에 대한 정보를 대표 CM(40)에 요청하고(S16), 대표 CM(40)은 네이버 리스트(neighbor list)와 C-MAP에 대한 정보를 CDIS(11)에 요청한다(S17).

CDIS(11)는 TVDB로부터 가능한 TVWS 채널 리스트(Available TVWS channelist REQ)를 요청하여(S18) 이에 대한 응답을 받고(S19), CM(20)의 네이버(neighbor) 또는 네이버 셋(neighbor set)과 C-MAP을 계산한다(S20). CDIS(11)는 상기 S20 절차를 통해서 얻어진 결과들인 CM(20)의 네이버 리스트(또는와 C-MAP을 대표 CM(40)에게 알려준다(S21). 대표 CM(40)은 이를 기반으로 자원(C-MAP)을 CM(20)에 할당하고(S22 ~ S23), CM(20)은 C-MAP에 관하여 AP(50)에게 알려준다(S24).

도 6은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 분산형 토폴로지(centralized topology) 형태를 가지는 상호공존(coexistence) 시스템에서 대표 CM(master coexistence manager)에 의해서 자원이 할당되는 것을 도시한 신호 흐름도이다.

도 6에 나타낸 바와 같이 하나의 중앙형 토폴로지에서 대표 CM(40)에 의해서 자원이 할당되는 방법은 AP(50)가 자원들을 요청하는 절차(S35 ~ S37), CDIS(11)가 TVDB(100)로부터 사용 가능한 채널 리스트를 획득하여, CM(20)에 알려주는 절차(S37 ~ S40), 그리고 CM(20)이 다른 CM들 (예를 들면. CM(21)과 CM(22))과 자원을 협상(negotiates)하는 절차(S41 ~ S42)를 도시하고 있다.

이하, 도 6를 참조하여, 중앙형 토폴로지에서 대표 CM(40)에 의해서 자원이 할당되는 과정을 상세히 설명한다.

AP(50)가 TVDB(100)와 CM(20)에 등록(register)하면(S31-S33), CM(20)은 CDIS(11)에 등록한다(S34). AP(50)가 자원 요청(Resource REQ)을 통해서 CM(20)에 자원을 요청하면(S35), CM(20)은 CIDS(10)에 네이버 리스트 정보와 C-MAP 요청한다(S36).

CDIS(11)는 TVDB(100)로부터 가능한 TVWS 채널 리스트(Available TVWS channelist REQ)를 요청하여(S37) 이에 대한 응답을 받고(S38), CM(20)의 네이버 셋트와 C-MAP을 계산한다(S39). CDIS(11)는 상기 S39 절차를 통해서 얻어진 결과인 CM들의 네이버 리스트(neighbor list)와 C-MAP 대하여 CM(20)에게 알려주고(S40), CM(20)은 이를 기반으로 다른 CM들(예를 들어, CM(21)과 CM(22))과 자원에 대해서 협상하여 (S41 ~ S42), AP(50)에 자원(C-MAP)을 재할당(reallocate)한다(S43 ~ S44).

도 7과 도 8은 도 2에서 도 4를 통해서 설명된 중앙형 토폴로지와 분산형 토폴로지 형태를 가지는 상호공존 시스템에서 대표 CM (또는 대표 기기)를 선출하는 방법을 도시한 신호 흐름도이다.

도 7는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 중앙형 토폴로지(centralized topology) 형태를 가지는 상호공존(coexistence) 시스템에서 대표 CM(coexistence manager)을 선출하는 방법을 도시한 신호 흐름도이다.

도 7에 나타낸 바와 같이 중앙형 토폴로지에서 대표 CM(40)을 선출하는 방법은 CDIS(11)가 TVDB(100) 부터 TV 채널 리스트들을 받는 절차(S55), CDIS(11)가 CM 들의 네이버(neighbor)와 C-MAP을 계산하여 CM들의 대표 CM(40)을 선출하는 절차(S56 ~ S57) 그리고 CDIS(11)가 다른 CM들(예를 들면 CM(20)과 CM(22))에게 이를 알려 주는(S58 ~ S60) 절차를 도시하고 있다.

이하, 도 7를 참조하여, 중앙형 토폴로지에서 대표 CM(40)을 선출하는 과정을 상세히 설명한다.

AP(50)가 TVDB(100)와 CM(20)에 등록하면(S51 ~ S53), CM(20)이 CDIS(11)에 등록한다(S54). CDIS(11)가 TVDB(100)로부터 가능한 TV 채널 리스트의 정보를 얻는다(S55). 여기서 TVDB(100)는 규칙적인 간격으로 가능한 TV 채널 리스트를 갱신한다. CDIS(11)가 CM들(예를 들면 CM(20)과 CM(22))의 네이버(neighbor) 또는 네이버 셋트(neighbor set)와 C-MAP을 계산하고(S56), 대표 CM(40)을 선출한 후(S57) 이를 각 CM들에게 알려준다(S58 ~ S60). 최종적으로 선출된 대표 CM(40)은 AP의 대표가 된다(S61).

도 8은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 분산형 토폴로지(distributed topology) 형태를 가지는 상호공존(coexistence) 시스템에서 대표 CM(coexistence manager)을 선출하는 방법을 도시한 신호 흐름도이다.

도 8에 나타낸 바와 같이 분산형 토폴로지에서 대표 CM(40)을 선출하는 방법은 CDIS(11)가 TVDB(100)로부터 채널 리스트들을 받는 절차(S75), CDIS(11)가 CM들의 네이버와 C-MAP를 계산하고, 이를 각 CM에게 알려주는 절차(S76 ~ S79) 그리고 각 CM들이 대표 CM(40) 또는 대표 기기를 선출하기 위해서 각 CM간에 협상을 수행하는 절차(S80 ~ S82)를 도시하고 있다.

이하, 도 8을 참조하여, 분산형 토폴로지에서 대표 CM(40)을 선출하는 과정을 상세히 설명한다.

AP(50)가 TVDB(100)와 CM(20)에 등록하면(S71 ~ S73), CM(20)이 CDIS(11)에 등록한다(S74). CDIS(11)가 TVDB(100)로부터 가능한 TV 채널 리스트의 정보를 얻는다(S75). 여기서 TVDB(100)는 규칙적인 간격으로 가능한 TV 채널 리스트를 갱신한다. CDIS(11)는 CM들의 네이버(neighbor) 또는 네이버 셋(neighbor set)와 C-MAP을 계산하고(S76), CM의 네이버 리스트(Neighbor List)들에 관하여 각 CM들에게 알려준다(S77 ~ S79). 각 CM들은 CM들 간에 자원에 대해서 협상을 하고 대표 CM을 선출하고(S80 ~ S82), 선출된 대표 CM(40)은 AP의 대표가 된다(S83). 선출된 대표 CM(40)은 이 사실을 각 CM들에게 알려준다(S84-S85).

도 9과 도 10은 동종 시스템, 협력 없이 상호공존이 가능한 네트워크에서 대표 CM 또는 대표 기기(BS, eNodeB, MS 등)를 선출하고, 대표 CM 또는 대표 기기가 아닌 네트워크나 기기(또는 기기의 CM/CE)를 제어, ON/OFF 또는 차단(disable) 함으로써 적응적으로 다양한 형태의 구조를 지원할 수 있음을 나타내고 있다.

도 9는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 상호공존(coexistence) 시스템에서 이종 CM(coexistence manager)간 인에이블(enable)/디스에이블(disable)을 통해서 적응적으로 다양한 구조를 지원 할 수 있음을 나타내는 예시도이다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 협력이 요구되는 이종 시스템의 CM들은 각 CM들 간에 온(ON)/오프(OFF), 활성(active)/비활성(inactive) 또는 인에이블(enable)/디스에이블(disable) 등을 통해서 다양한 형태의 구조를 적응적으로 지원 할 수 있도록 구현될 수 있다. 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 각 이종 시스템(예를 들면 시스템 A, 시스템 B 그리고 시스템 C)의 CM 간의 구조가 동등(Peer to Peer) 구조를 형성하고 있을 때, 각 CM들 간에 인에이블(enable)/디스에이블(disable) 등을 통해서 도9의 (b)와 같이 인에이블(enabled)된 CM(20)이 디스에이블(disable)된 CM(21)과 CM(22)의 제어기로 동작하는 트리 구조를 형성할 수 있음을 보여주고 있다.

도 10은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 상호공존(coexistence) 시스템에서 이종 CM(coexistence manager)간 인에이블(enable)/디스에이블(disable)을 통해서 계층적(hierarchical) 구조를 형성하여 동작하는 예를 나타내는 예시도이다. 도 10의 (a) 나타낸 바와 같이, 이종 CM들간에 온(ON)/오프(OFF), 활성(active)/비활성(inactive) 또는 인에이블(enable)/디스에이블(disable) 등을 통해서 대표 CM을 선출함으로써, 수직적 관계를 형성하여 각 CM은 자신의 수평 계층 및 하위계층의 네트워크에 대해서 의사결정을 수행할 수 있음을 나타내고 있다.

예를 들어, 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 셀룰라(Celluar) 시스템은 자신의 하위계층인 WLAN과 자신의 자원 영역을 결정하고 WLAN은 셀룰라(Celluar)로부터 할당 받은 자원에 대해서 자신과 자신의 하위계층인 WPAN의 자원 영역을 결정할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 단말의 구성 및 기능을 설명한다.

본 발명에 따른 단말은, 장치(device)라고도 통용될 수 있으며, 도 2 내지 도 8의 실시 예들을 구현할 수 있는 모든 단말을 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 단말, 즉 장치는 상술한 본 발명의 기술적 사상을 구현할 수 있는 이동통신 단말기(예를 들면, 사용자 장치(UE), 휴대폰, 셀룰라폰, DMB폰, DVB-H폰, PDA 폰, 그리고 PTT폰 등등)와, 디지털 TV와, GPS 네비게이션와, 휴대용 게임기와, MP3와 그외 가전 제품 등등을 포함하는 포괄적인 의미이다.

이하, 본 발명에 따른 단말의 구성 및 기능을 설명한다.

본 발명에 따른 단말은 도 2 내지 도 10의 실시 예를 구현하는 소프트웨어 또는 그 소프트웨어가 장착된 모듈을 포함한다. 이러한 모듈은, 단말의 일 구성요소로서, 처리부 또는 제어부라고 칭할 수도 있다. 본 발명에 따른 단말은, 상술한 본 발명의 기술적 특징을 실행하기 필요한 필수적인 하드웨어 및 소프트웨어 구성요소를 포함한다.

여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 이동 단말기 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 이동 단말기 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.

이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 본 명세서에 개시된 적어도 하나의 실시예에 따른 장치 및 방법에 대해여 설명하였으나, 본 명세서는 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 그 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 설명된 상호공존 시스템에서의 대표기기를 선출하는 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

이상에서 본 명세서에 개시된 실시예들을 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다.

여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 명세서에 개시된 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (6)

1. 협력 없이 상호공존이 가능한 적어도 하나 이상의 네트워크에서 사용 중인 기기를 식별하는 단계;
   상기 식별된 기기들 중에서 대표 기기를 선출하는 단계; 및
   상기 선출된 대표 기기가 대표 기기가 아닌 네트워크 또는 기기를 제어하도록 하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 상호공조 방식에서 대표 기기 선출 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 네트워크는 동종 또는 이종 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 상호공조 방식에서 대표 기기 선출 방법.
3. 제 1항에 있어서 상기 대표 기기를 선출하는 단계에서 대표 기기를 선출하는 의사결정은 중앙형 토폴로지, 분산형 토폴로지 또는 자율적 토폴로지를 기반으로 결정하는 것을 특징으로 하는 상호공조 방식에서 대표 기기 선출 방법.
4. 제 3항에 있어서 상기 분산형 토폴로지는 동등 구조 또는 계층 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 상호공조 방식에서 대표 기기 선출 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 대표 기기가 대표기기가 아닌 네트워크나 기기를 제어하는 것은 온(On)/오프(Off) 또는 인에이블(enable)/디스에이블(disable)인 것을 특징으로 하는 상호공조 방식에서 대표 기기 선출 방법.
6. 협력 없이 상호공존이 가능한 적어도 하나 이상의 네트워크에서 사용 중인 기기를 식별하는 센싱부;
   상기 식별된 기기들 중에서 대표 기기를 선출하고,
   상기 선출된 대표 기기가 대표 기기가 아닌 네트워크 또는 기기를 제어하도록 하는 제어부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 상호공조 방식에서 대표 기기 선출 장치.

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