KR20150059366A

KR20150059366A - Tv 화이트 스페이스를 이용하여 통신하는 통신 기기 및 그 통신 방법

Info

Publication number: KR20150059366A
Application number: KR1020130142861A
Authority: KR
Inventors: 김대기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2015-06-01
Also published as: US20150148092A1; US9516603B2

Abstract

통신 기기가 개시된다. 본 통신 기기는, TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신 상대 기기와 통신하기 위한 통신부, 통신 상대 기기로부터 수신되는 신호의 전력을 측정하는 측정부, 초기 전력 레벨에 대한 정보가 저장되는 저장부, 측정부에서 측정된 전력에 기초하여 통신 상대 기기에 대응되는 송신 요구 전력을 결정하는 제어부를 포함한다. 여기서, 제어부는, 통신 상대 기기와의 사이에서 통신이 개시되면, 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 초기 전력 레벨부터 상기 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 통신을 수행하도록 통신부를 제어한다. 이에 따라, 주변의 방송 수신 장치에 대한 영향을 최소화할 수 있다.

Description

TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신하는 통신 기기 및 그 통신 방법{ COMMUNICATION DEVICE FOR COMMUNICATING THROUGH TV WHITE SPACE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 통신 기기 및 통신 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신을 수행하는 통신 기기 및 그 통신 방법에 관한 것이다.

최근 개방형 단말 플랫폼, 앱 스토어, 모바일 VoIP 등 다양한 무선 인터넷 기반 어플리케이션의 확산으로 무선 데이터 트래픽 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 이에 따라, 주파수 수요도 급증할 것으로 예상되고 있다.

그러나, 주파수 자원은 한정되어 있어, 급증하는 수요를 만족시키기 위해 신규 주파수를 이용하는 데는 한계가 있다. 이에 따라, 최근 이러한 문제를 해결할 수 있는 방안 중 하나로써 주파수 공유방식이 주목을 받고 있으며, 그 중 TV 화이트 스페이스를 활용하여 주파수 효율성을 높이는 방안이 활발히 논의되고 있다.

TV 화이트 스페이스(White Space)란 TV 방송용으로 분배된 VHF(Very High Frequency) 및 UHF(Ultra High Frequency) 주파수 대역에서 방송사업자가 사용하지 않는 비어있는 주파수 대역을 의미한다. 구체적으로 살펴보면, 공간적으로는 방송사업자간의 주파수 간섭을 우려하여 비워둔 대역과 지역별로 사용되지 않는 주파수 대역이나 방송용 전파가 미치지 못하는 지역을 의미한다. 또는, 시간적으로는 새벽에 방송사업자가 방송을 송출하지 않는 시간대에 비어있는 방송 주파수를 의미한다.

현재, TV 화이트 스페이스는 누구나 정부의 전파규제에 대한 조건을 만족하면 사용할 수 있도록 비면허 대역으로 운용되고 있는데, 이 대역의 주파수를 사용하기 위해서는 TV 방송에 영향을 주지 않아야 하는 것이 우선적으로 만족 되어야 하는 조건이 된다.

일반적인 통신 방식에서 통신 기기는 통신하고자 하는 기기로부터 수신되는 전력을 측정하여 이에 대응되는 전력으로 최초 송신을 시도하게 되는데, 이 경우, 대응되는 전력의 최초 송신은 burst하게 이루어지므로, 만일 TV 화이트 스페이스 내에서의 통신이라면, TV의 튜너(Tuner) 내의 RF 앰프(Amplifier)의 순간적인 포화를 발생시켜 TV 신호의 왜곡을 가져올 수 있게 된다.

이에 따라, TV 화이트 스페이스를 활용한 통신 방법에 있어서 TV의 방송 수신에 영향을 최소화하면서 통신할 수 있는 기술의 필요성이 대두된다.

본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은 TV 방송 대역 내의 화이트 스페이스에서 통신함에 있어, 주변의 방송 수신 장치에 대한 영향을 최소화할 수 있는 통신 기기 및 그 방법을 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 기기는

TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신 상대 기기와 통신하기 위한 통신부, 상기 통신 상대 기기로부터 수신되는 신호의 전력 레벨을 측정하는 측정부, 초기 전력 레벨에 대한 정보가 저장되는 저장부, 상기 측정부에서 측정된 전력에 기초하여 상기 통신 상대 기기에 대응되는 송신 요구 전력을 결정하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 통신 상대 기기와의 사이에서 상기 통신이 개시되면, 상기 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 상기 초기 전력 레벨부터 상기 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 상기 통신을 수행하도록 상기 통신부를 제어한다.

여기서, 상기 제어부는 상기 송신 요구 전력 레벨이 변경되면, 상기 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 상기 송신 요구 전력 레벨부터 상기 변경된 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 변경하면서 상기 통신을 수행하도록 상기 통신부를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 통신 상대 기기에 대한 송신이 기 설정된 시간 동안 중단된 이후에 재개되면, 상기 송신 전력을 다시 상기 초기 전력 레벨로 설정하고, 상기 초기 전력 레벨부터 상기 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 상기 통신을 수행하도록 상기 통신부를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 TV 방송 수신 장치가 상기 화이트 스페이스를 통해 송,수신되는 신호의 송신 전력의 크기에 대응하여 적응적으로 게인을 조정할 수 있는 단위로 상기 송신 전력을 상기 초기 전력 레벨부터 상기 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 TV 화이트 스페이스를 이용한 통신기기의 통신 방법은 통신 상대 기기로부터 수신되는 신호의 전력을 측정하는 단계, 상기 측정 단계에서 측정된 전력에 기초하여 상기 통신 상대 기기에 대응되는 송신 요구 전력 레벨을 결정하는 단계 및 상기 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 기 설정된 초기 전력 레벨부터 상기 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 통신을 수행하는 단계를 포함한다.

그리고, 상기 송신 요구 전력 레벨이 변경되면, 상기 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 상기 송신 요구 전력 레벨부터 상기 변경된 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 변경하면서 상기 통신을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 통신 상대 기기에 대한 송신이 기 설정된 시간 동안 중단된 이후에 재개되면, 상기 송신 전력을 다시 상기 초기 전력 레벨로 설정하고, 상기 초기 전력 레벨부터 상기 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 상기 통신을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 통신을 수행하는 단계는 TV 수신 장치가 상기 화이트 스페이스를 통해 송,수신되는 신호의 송신 전력의 크기에 대응하여 적응적으로 게인을 조정할 수 있는 단위로 상기 송신 전력을 상기 초기 전력 레벨부터 상기 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시킬 수 있다.

이상과 같은 다양한 실시 예들에 따르면, 통신 기기가 TV 방송 대역 내의 화이트 스페이스에서 통신할 때, 방송 수신 장치의 방송 수신에 영향을 최소화할 수 있게 된다.

도 1은 TV 방송 대역 내의 화이트 스페이스에서 통신하는 통신기기를 나타내는 도면,
도 2는 화이트 스페이스에서 일반적인 통신 방식에 의해 방송 수신 장치가 받을 수 있는 영향을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 기기의 구성을 나타내는 블럭도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 기기의 송신 방법을 나타내는 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 통신 방법의 효과를 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 기기의 통신 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하에서, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신을 수행하는 통신 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1에 따르면, TV 방송 수신 장치(200)가 방송 신호를 수신하고 있는 중에 TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신 기기(300)가 통신 상대 기기(100)와 통신을 수행하고 있는 상태를 나타낸다.

통신 기기(300)는 다양한 통신 방식에 따라 통신 상대 기기와의 통신을 수행할 수 있다. 또한, 통신 상대 기기(100)는 액세스 포인트, 베이스 스테이션, P2P 통신을 수행하는 상대 단말 장치 등과 같이 다양하게 구현될 수 있다.

이러한 상황에서, 일반적인 통신 방식의 경우 통신 기기(300)는 통신하고자 하는 상대 기기로부터 수신되는 전력을 측정하여 이에 대응되는 전력(송신 요구 전력)으로 최초 송신을 시도하게 된다. 이 경우, 통신 기기(300)의 최초 송신은 burst하게 이루어진다.

도 1의 예에서 통신 상대 기기(100)가 예를 들어, 액세스 포인트라면, 통신 기기(300)의 최초 송신은 액세스 포인트에서 주기적으로 송신하는 신호의 전력을 측정하여 그것에 대응되는 전력(송신 요구 전력)으로 송신을 시도하게 된다.

예를 들어, 액세스 포인트에서 주기적으로 +30dBm의 세기로 송신한 신호가 대기를 통과하면서 각종 손실(loss)로 인해 통신 기기(300)에서 +5dBm으로 측정되었다면, 통신 기기는 25dBm의 손실을 감안하여 송신 전력을 결정하게 된다.

즉, 통신 기기(300)가 20dBm의 신호를 송신해야 한다면 계산된 손실 25dBm의 전력을 더하여 +45dBm의 송신 요구 전력으로 최초 송신을 시도하게 되며, 이때, +45dBm의 송신은 burst하게 이루어지게 된다.

위의 예에서, 통신 기기(300)의 통신 상대 기기(100)로 전송할 신호의 송신 요구 전력을 계산하는 방법은 하나의 예에 불과하며, 다양한 알고리즘이나 방법을 통해 계산될 수 있다.

이를 전제로, 도 2를 통해 TV 화이트 스페이스 내에서 통신 기기의 burst한 최초 송신이 TV 방송 수신 장치(예를 들어, 디지털 TV)에 미치는 영향을 설명한다. 다만, 본 발명의 설명에 필요하지 않은 TV 방송 수신 장치의 구성에 관한 자세한 설명은 이하 생략한다.

도 2는 TV 방송 수신 장치(200)의 튜너(Tuner)의 구성 및 동작을 나타내고 있다.

도 2의(a)는 TV 화이트 스페이스를 이용한 통신이 없는 상황에서 TV 방송 수신 장치의 튜너의 동작을 나타내고, 도 2의 (b)는 도 1과 같이 TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신 상대 기기(100)와 통신을 하려는 통신 기기(300)의 burst한 최초 송신 신호가 TV 방송 수신 장치(200)의 튜너로 유입된 경우 튜너의 동작을 나타내고 있다.

도 2의 (a)와 같이 정상적인 상황에서 방송 신호(DTV)가 들어오면 이 신호는 우선 광대역 필터를 거친 후 RF 증폭기를 통해 증폭된다. 이때, RF AGC(Amplifier Gain Control)블럭은 Power Detector(PD)를 통해 증폭기 출력단의 전력을 감지한 후 이를 피드백하여 RF 증폭기의 게인을 조절하게 된다.

RF 증폭기를 거쳐 적절한 크기로 증폭된 방송 신호(DTV)는 다시 협대역 필터를 거쳐 오실레이터와 믹서로 이루어진 Down-converter를 통해 복조(demodulation)를 위한 주파수로 다운 컨버팅되고, 이후 복조 과정을 거치게 된다.

한편, 도 2의 (b)와 같이 TV 화이트 스페이스에서 통신 기기(300)의 burst한 최초 송신 신호가 갑자기 TV 방송 수신 장치(200)의 튜너로 유입된 경우에, 이 유입된 신호는 튜너의 광대역 필터를 통과하여 RF 증폭기로 방송 신호(DTV)와 함께 유입된다.

이는 TV 방송 수신 장치 튜너 내의 광대역 필터는 안테나를 통해 유입되는 신호중 TV 방송 대역의 신호를 모두 통과시키므로, TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신하는 통신 기기(300)의 신호 또한 걸러지지 못하고 통과되는 것이다.

이후, RF 증폭기는 갑자기 큰 세기의 신호(Wi-Fi)가 들어오게 되므로 게인을 줄일 기회가 없어 포화 된다. 이러한 RF 증폭기의 포화로 인해 Wi-Fi 신호와 함께 유입된 방송 신호(DTV)도 함께 왜곡된다.

이에 따라, 협대역 필터는 왜곡된 방송 신호(DTV)를 통과시키고, 이 신호가 다운 컨버팅되어 영상으로 복조되게 되면 영상이 순간적으로 왜곡되게 된다.

따라서, 화이트 스페이스를 이용한 통신에서 일반적인 통신 방식의 burst한 최초 송신은 디지털 TV의 방송 수신에 영향을 미치게 되어 이 대역의 주파수를 사용하기 위한 필수 조건을 만족시키지 못하는 결과를 가져오게 한다.

한편, 이러한 상황은 통신 기기와 통신 상대 기기가 통신을 하고 있는 중에 송신 요구 전력이 변경되는 경우에도 발생할 수 있고, 통신 기기의 송신이 일정 시간 중단되었다가 재개되는 경우에도 발생할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 통신 기기(300)는 TV 화이트 스페이스를 이용하는 통신 과정에서 TV 방송 수신 장치(200)에 미칠 수 있는 이러한 영향을 방지하기 위하여, 통신 상대 기기(100)로 전송할 신호의 송신 전력을 기 설정된 초기 전력 레벨부터 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시킬 수 있다.

이 경우, TV 방송 수신 장치(200)의 AGC 블럭은 주변에서 발생하는 신호의 송신 전력에 맞게 게인을 적응적으로 조정할 수 있게 된다.

이에 따라, 갑작스러운 신호 유입에 따른 RF 증폭기의 포화로 인해 Wi-Fi 신호와 함께 유입된 방송 신호(DTV)가 함께 왜곡되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 3은 이러한 실시 예에 따른 통신 기기의 구성을 구체적으로 설명하기 위한 블럭도이다. 도 3에 따르면, 통신 기기(300)는 측정부(310), 통신부(320), 저장부(330) 및 제어부(340)를 포함한다.

측정부(310)는 통신 기기(300)의 송신 요구 전력을 결정하기 위해 통신 상대 기기(미도시)로부터 수신하는 신호의 전력을 측정한다.

여기서, 통신 기기(300)와 통신 상대 기기는 통신 방식에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 통신 기기(300)가 Wi-Fi 통신을 수행하는 상황이라면, Wi-Fi통신을 위한 액세스 포인트(AP)가 통신 상대 기기가 된다. 또한, LTE 통신 방식이라면 기지국이 통신 상대 기기가 될 수 있다. 그 밖에, P2P 통신 방식이라면 상대방의 통신 단말 기기가 통신 상대 기기가 될 수도 있다.

그러나, 이에 국한되지 않으며, 통신 기기(300) 및 통신 상대 기기는 TV 화이트 스페이스에서 통신하고자 하는 어떠한 기기도 이에 해당할 수 있다.

따라서, 측정부(310)는 통신 기기(310) 및 통신 상대 기기가 TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신을 하고자 하는 통신 방식에 따라 통신 상대 기기가 전송하는 신호를 수신하여 전력을 측정한다.

통신부(320)는 제어부(340)의 제어를 받아 TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신 상대 기기(미도시)와 통신을 수행한다.

구체적으로, 통신 기기(300)가 Wi-Fi 단말기라면, Wi-Fi 규격에 맞는 방식으로 액세스 포인트(AP)와 신호를 송/수신하여 통신을 수행한다. 또한, LTE 통신이라면 휴대폰은 LTE 규격에 맞는 방식으로 신호를 송/수신하여 기지국과 통신을 수행한다. 또한, 무전기와 같은 P2P 통신이라면 그 규격에 맞는 방식으로 상대 기기와 통신을 수행한다.

즉, 통신부(320)는 TV화이트 스페이스를 이용하여 통신하고자 하는 통신 방식에 따라 통신 상대 기기와 신호를 송/수신하여 통신을 수행한다. 한편, 통신 방식에 따른 통신 수행 방법은 본 발명의 요지와 무관하므로 이에 관한 설명은 생략한다.

저장부(330)는 통신 기기(300)를 동작시키는 데 필요한 각종 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 특히, 측정부(310)가 통신 상대 기기로부터 수신한 신호의 전력 크기와 그로부터 계산된 상대 통신 기기로 전송할 신호의 전력의 크기(송신 요구 전력) 및 이를 계산하기 위한 프로그램, 그리고, 통신 상대 기기로 송신할 신호의 기 설정된 초기 전력 레벨, 송신 요구 전력이 변경되는 경우 변경된 송신 요구 전력 레벨, 초기 전력 레벨부터 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시킬 송신 전력의 증가 폭에 대한 데이터를 저장할 수 있다.

제어부(340)는 통신 기기(300)의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 구체적으로, 제어부(340)는 통신 기기(300)의 송신 요구 전력을 계산하기 위해 통신 상대 기기(미도시)가 통신 기기로 전송한 신호의 전력을 측정하도록 측정부(310)를 제어할 수 있다.

그리고, 제어부(340)는 저장부(330)로부터 송신 요구 전력을 계산하는 데 필요한 프로그램 및 데이터를 읽어 측정부(310)에서 측정된 통신 상대 기기의 송신 전력을 기초로 통신 기기(300)가 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 요구 전력을 결정할 수 있다. 한편, 이러한 송신 요구 전력을 결정하는 방법은 도 1에 관한 설명에서 예를 들어 설명한 바 있으며, 본 발명의 요지가 아니므로 이에 관한 설명은 생략한다.

또한, 제어부(320)는 저장부(330)로부터 통신 기기(300)가 통신 상대 기기와 통신을 하는데 필요한 프로그램 및 데이터를 읽어 통신 기기(300)가 TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신 상대 기기(미도시)와 통신을 수행하도록 통신부(320)를 제어할 수 있다. 여기서, 통신 상대 기기와 통신을 수행하는데 필요한 프로그램은 통신부(320)에 관한 설명에서 상술한 바와 같이 통신 방식에 따라 달라질 수 있다.

특히, 제어부(340)는 통신 상대 기기와의 사이에서 통신이 개시되면, 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 기 설정된 초기 전력 레벨부터 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 통신을 수행하도록 통신부(320)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 송신 요구 전력이 +30dBm이고, 기 설정된 초기 전력 레벨이 +0dBm이며, 송신 전력 증가 폭이 +5dBm이라면, 제어부(340)는 저장부(330)에 저장된 데이터를 읽어, 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 +0dBm부터 +30dBm까지 5dBm단위로 점진적으로 증가시키면서 통신을 수행하도록 통신부(320)를 제어할 수 있다.

여기서, +0dBm이라는 기 설정된 초기 전력 레벨은 통신 기기(300)가 통신 상대 기기와 통신을 수행할 때 송신 가능한 최소 전력 레벨로써, 송신을 위해 설정된 전력 레벨들 중 최소 전력 레벨을 의미할 수 있다. 그러나 이에 한정되지는 않으며, 통신 기기나 통신 방법에 따라 달리 설정될 수 있다.

또한, 여기서, +5dBm이라는 송신 전력의 증가 폭은 하나의 예에 불과하며, 화이트 스페이스를 통해 송,수신되는 신호의 송신 전력의 크기에 대응하여 TV 방송 수신 장치가 적응적으로 게인을 조정할 수 있는 단위로 설정될 수 있다.

또한, 제어부(340)는 통신 중에 송신 요구 전력 레벨이 변경되는 경우에, 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 기존의 송신 요구 전력 레벨부터 변경된 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 변경하면서 통신을 수행하도록 통신부(320)를 제어할 수도 있다.

또한, 제어부(340)는 통신 상대 기기에 대한 송신이 기 설정된 시간 동안 중단된 이후에 재개되는 경우에, 송신 전력을 다시 초기 전력 레벨로 설정하고, 초기 전력 레벨부터 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 통신을 수행하도록 통신부(340)를 제어할 수도 있다.

한편, 도 3에서는 통신 기기(300)가 측정부(310) 및 저장부(330)를 모두 포함하는 형태로 도시하였으나, 실시 예에 따라서는 측정부(310) 및 저장부(330)는 생략될 수도 있다.

가령, 제어부(340)가 RAM, ROM 등과 같은 메모리를 구비하는 SoC 형태인 경우, 메모리 내에 초기 송신 전력 레벨에 대한 데이터나, 송신 요구 전력 레벨에 대한 디폴트 값이 저장될 수 있다. 제어부(340)는 이러한 데이터에 기초하여 초기 송신 전력 레벨 및 송신 요구 전력 레벨을 결정하여, 그에 따라 통신부(320)의 송신 전력이 점진적으로 증가하도록 조정할 수도 있다.

도 4는 통신 기기(300)의 제어부(340)가 통신 상대 기기(미도시)로 전송할 신호의 송신 전력을 점진적으로 증가시키도록 통신부(320)를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신 기기(300)와 통신 상대 기기 사이의 통신이 개시되면, 제어부(340)는 송신 전력을 기 설정된 초기 전력 레벨로 설정(S410)하여 통신 상대 기기로 전송할 신호를 송신(S420)하도록 통신부(320)를 제어한다.

그리고, 제어부(340)는 통신부(320)의 송신 전력이 송신 요구 전력 레벨과 같은지를 판단(S430)하여, 같지 않다면(S430,N) 송신 전력 레벨을 증가시켜 설정(S440)한 후 증가된 송신 전력 레벨로 통신 상대 기기로 전송할 신호를 송신(S420)하도록 통신부(320)를 제어한다.

이러한 송신 전력의 증가는 통신부(320)가 전송하는 신호의 송신 전력이 송신 요구 전력 레벨과 같아질 때(S430,Y)까지 반복되며, 송신 전력과 송신 요구 전력 레벨이 같아지면, 이후 통신 기기(300)는 송신 요구 전력 레벨로 통신 상대 기기로 전송할 신호를 송신하며 통신을 하게 된다.

상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 TV 화이트 스페이스에서의 통신 기기에 따르면, TV 화이트 스페이스에서 일반적인 통신 기기의 방법에 따른 문제점 즉, TV 방송 수신 장치 내의 RF 증폭기의 일시적인 포화 및 방송 신호의 왜곡으로 인해 TV 화면이 일시적으로 깨지는 현상을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 기기의 동작 및 그에 따른 방송 수신 장치의 영향을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 통신 기기(300)와 통신 상대 기기(미도시)가 TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신을 개시하면서 통신 기기(300)가 전송하는 신호(도 5의 예에서는 Wi-Fi신호)의 송신 전력을 점진적으로 증가시킴에 따라 이러한 점진적으로 증가 되는 Wi-Fi 신호가 TV 방송 수신 장치의 튜너로 유입되는 상황을 나타내고 있다.

도 5의 튜너(Tuner)는 도 2에서 설명한 것과 같은 TV 방송 수신 장치(예를 들면, 디지털 TV)의 튜너를 나타내는데, 도 5에서 광대역 필터(Wide Band BPF) 아래를 보면 (a),(b),(c) 순으로 통신 기기(300)가 송신하는 Wi-Fi신호의 전력이 점진적으로 증가 되면서 방송 신호(DTV)와 함께 튜너 내의 광대역 필터로 유입되고 있음을 볼 수 있다.

여기서, 도 5의 (a)의 Wi-Fi 신호의 크기는 통신 기기(300)가 기 설정된 초기 전력 레벨로 통신 상대 기기로 전송할 신호를 송신하는 경우이고, 도 5의 (b)의 Wi-Fi 신호의 크기는 기 설정된 증가 폭으로 송신 전력이 증가된 모습을 나타내며, 도 5의 (c)의 Wi-Fi 신호의 크기는 송신 요구 전력 레벨로 송신하는 경우를 나타낸다.

이러한 상황에서, TV 방송 수신 장치의 AGC(Amplifier Gain Control) Block(RF 증폭기와 Power Detector로 이루어진)의 동작을 보면, 도 5의 (a)의 경우, 광대역 필터를 통과한 통신 기기의 Wi-Fi 신호와 방송 신호(DTV)는 RF 증폭기를 통해 증폭되어 협대역 필터로 전달된다.

이 경우, Wi-Fi 신호의 크기가 방송 신호(DTV)의 크기보다 작으므로, AGC 블럭의 RF 증폭기가 방송 신호(DTV)를 처리하기 위해 요구되는 적절한 크기(화살표로 표시된)까지 두 신호를 증폭해도 RF 증폭기는 포화되지 않는다.

증폭된 두 신호는 이 후 협대역 필터(Narrow Band BPF)를 통과하면서 방송 신호(DTV)만이 이후 처리 과정을 위해 전달되게 된다.

이후, 도 5의 (b) 및 (c)에서 보는 바와 같이 점점 증가된 크기의 Wi-Fi 신호가 튜너로 유입되더라도, 점진적으로 증가되는 Wi-Fi 신호의 전력 증가 폭이 TV 방송 수신 장치 튜너 내의 RF 증폭기가 적응적으로 게인을 조절할 수 있는 단위를 넘지 않는다면, 튜너의 AGC 블럭이 RF 증폭기의 게인을 감소시킬 수 있으므로, RF 증폭기는 포화되지 않는다.

이를 좀 더 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

예를 들어, 협대역 필터로 전달해야 하는 방송 신호 처리를 위해 요구되는 적절한 전력의 크기가 15이고, RF 증폭기의 포화 전력의 크기가 22이며, 광대역 필터로부터 받는 신호 중 방송 신호의 크기가 5이라면, RF 증폭기는 유입되는 방송 신호의 크기를 10만큼을 증폭하여 15의 크기로 협대역 필터로 전달할 수 있게 된다.

이러한 상황에서, 종래 일반적인 통신 방식에 따라, TV 화이트 스페이스에서 통신 기기의 전송 신호(예를 들어 Wi-Fi 신호)의 송신 전력이 통신 상대 기기와 통신하기 위한 송신 요구 전력 레벨(예를 들어, 17)의 크기로 갑자기(burst하게) 송신되어 TV 방송 수신 장치의 튜너로 유입되면, 5 크기의 방송 신호와 17 크기의 Wi-Fi 신호가 광대역 필터를 통과하여 RF 증폭기로 전달되고, RF 증폭기는 10만큼의 게인으로 증폭을 하고 있었으므로, 방송 신호를 15 크기로, Wi-Fi 신호를 27 크기로 증폭해야 하지만, 증폭기의 포화 전력이 22이므로, RF 증폭기는 순간적으로 포화가 되어 방송 신호까지도 왜곡시키게 된다.

그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, TV 화이트 스페이스에서 통신 기기는 갑자기 17(송신 요구 전력 레벨)의 크기로 통신 상대 기기로 전송할 Wi-Fi신호를 송신하는 것이 아니라, 예를 들어, 5, 11, 17로 점진적으로 증가시키게 된다.

이 경우, 먼저, 초기 전력 레벨인 5 크기의 Wi-Fi 신호가 TV 튜너로 유입되면, 광대역 필터를 통과한 5 크기의 방송 신호와 5 크기의 Wi-Fi 신호는, RF 증폭기가 10만큼의 게인을 가지므로 각각 15 크기로 증폭되어 협대역 필터로 전달되고, 협대역 필터는 방송 신호만을 걸러내고, 걸러내진 방송 신호는 이후 처리 과정을 거치게 된다.

이후, 송신 전력이 11 크기로 증가된 Wi-Fi 신호가 TV 튜너로 유입되면, 광대역 필터를 통과한 5 크기의 방송 신호와 11 크기의 Wi-Fi 신호는 RF 증폭기를 거치면서 방송신호는 15 크기로 Wi-Fi 신호는 21 크기로 증폭된다. 이후 두 신호 중 15 크기의 방송 신호만이 협대역 필터를 통과하게 된다. 한편, 이 경우 Wi-Fi 신호가 21 크기로 증폭되었으므로 AGC 블럭은 두 신호 중 큰 신호가 15로 유지되도록 RF 증폭기의 게인을 10에서 4로 감소시킨다.

이러한 상황에서, 17 크기(송신 요구 전력 레벨)로 증가된 Wi-Fi 신호가 TV 튜너로 유입되면, 광대역 필터를 통과한 5 크기의 방송 신호와 17 크기의 Wi-Fi 신호는 RF 증폭기가 4 크기의 게인을 가지므로, 방송 신호는 9 크기로, Wi-Fi 신호는 21 크기로 증폭된다 이후 두 신호 중 9 크기의 방송 신호만이 협대역 필터를 통과하여 이후 처리 과정을 거치게 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 송신 전력을 점진적으로 증가시키는 방법을 통해 TV 방송 수신 장치의 AGC 블럭이 RF 증폭기의 게인을 조절할 수 있도록 함으로써 포화를 막을 수 있게 된다.

한편, 위의 예에서는 통신 기기의 초기 전력 레벨인 5의 크기부터 송신 요구 전력인 17의 크기까지 6의 증가 폭으로 점진적으로 송신 전력이 증가 되고 있다.

그러나, 위의 예에서 만일 통신 기기의 제어부가 10의 크기 단위로 송신 전력을 증가시킨다면 Wi-Fi신호는 5에서 바로 15로 증가 되고, RF 증폭기는 두 신호를 10의 게인으로 증폭하게 되므로 15 크기의 방송 신호와 25 크기의 Wi-Fi신호로 증폭해야 하지만, RF 증폭기의 포화 전력이 22 이므로, 포화가 발생하게 된다. 결국, TV 방송 수신 장치의 튜너의 AGC 블럭이 게인을 줄일 기회를 갖지 못하게 되는 것이다.

따라서, 위의 예에서 TV 방송 수신 장치 튜너 내의 AGC 블럭이 적응적으로 RF 증폭기의 게인을 조절할 수 있는 증가 폭은 RF 증폭기가 22의 크기에서 포화가 되므로 6 이하의 단위로 설정되어야 AGC 블럭이 게인을 줄일 기회를 가질 수 있다.

이와 같이, TV 방송 수신 장치가 상기 화이트 스페이스를 통해 송,수신되는 신호의 송신 전력의 크기에 대응하여 적응적으로 게인을 조정할 수 있는 단위는 TV 방송 수신 장치의 튜너 내의 RF 증폭기의 포화 전력의 크기 및 TV 화이트 스페이스를 이용한 통신 기기의 초기 전력 레벨과 같은 변수에 따라 적절하게 RF 증폭기가 포화되지 않도록 선택되어 설정될 수 있다.

한편, 도 5의 (b) 및 (c)를 보면, Wi-Fi 신호의 크기가 방송신호(DTV)의 크기보다 크므로 RF 증폭기를 통해 Wi-Fi 신호와 같은 게인으로 증폭된 방송 신호(DTV)는 화살표로 표시된 방송 신호 처리를 위해 요구되는 적절한 크기보다 작게 되지만, 협대역 필터를 통과한 이후 처리과정에서 적절한 크기로 증폭하면 되므로 이는 문제되지 않는다.

따라서, 본 발명에 따른 통신 기기 및 통신 방법에 의하면, 화이트 스페이스에서 일반적인 통신 방식이 가지는 방송 수신 장치의 RF 증폭기의 일시적인 포화 및 그로 인한 방송 신호의 왜곡으로 TV 화면이 일시적으로 깨지는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 TV 화이트 스페이스에서 일반적인 통신 방식에 따른 문제점은, 통신 기기가 통신 상대 기기와 통신을 개시할 때뿐만 아니라 통신 중이라도 송신 요구 전력이 급작스럽게 증가 되는 경우나 통신 상대 기기에 대한 송신이 일정 시간 중단된 이후에 재개되는 경우에도 발생할 수 있다.

예를 들어, TV 화이트 스페이스를 이용한 통신에서 사용자가 Wi-Fi 단말기를 통해 웹페이지를 검색하여 읽다가 한참 후에 다른 페이지로 이동하거나 일정 시간 이상 파일을 다운로드 받은 후 갑자기 다른 파일의 업로드를 실행하는 경우 등이 그러하다.

따라서, 이러한 경우에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다.

즉, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따르면, 통신 기기가 통신 상대 기기와 통신을 개시한 이후에 송신 요구 전력 레벨이 변경되는 경우에, 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 이전의 송신 요구 전력 레벨부터 변경된 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 변경하면서 통신을 수행함으로써, TV 방송 수신 장치 내의 RF 증폭기의 포화를 막을 수 있다.

이는 통신 기기와 통신 상대 기기가 통신을 하는 중에 송신 요구 전력이 변경되는 경우, 일반적인 통신 방식을 따른다면, 현재 통신 중인 송신 요구 전력에서 변경된 송신 요구 전력으로 급작스럽게 송신이 이루어지므로 방송 수신 장치의 RF 증폭기의 포화가 일어날 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 통신 상대 기기에 대한 송신이 기 설정된 시간 동안 중단된 이후에 재개되는 경우에도 송신 전력을 다시 초기 전력 레벨로 설정하고, 초기 전력 레벨부터 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 통신을 수행함으로써, TV 방송 수신 장치 내의 RF 증폭기의 포화를 막을 수 있다.

이는 통신 기기와 통신 상대 기기가 통신을 하다가 통신 상대 기기에 대한 송신이 기 설정된 시간 동안 중단되었다가 다시 송신을 하는 경우, 일반적인 통신 방식에 따른다면, 통신 기기의 최초 송신 시와 같이 급작스럽게 송신 요구 전력으로 송신이 이루어져 방송 수신 장치의 RF 증폭기 포화가 일어날 수 있기 때문이다.

여기서, 기 설정된 시간은 상술한 상황에서 방송 수신 장치의 RF 증폭기 포화를 막기 위해 실험적으로 정해진 값일 수 있으며, 통신 기기와 통신 상대 기기의 통신 방식이나 통신 규격에 따라 설정된 값일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 기기의 통신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6에 따르면, TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신하는 통신 기기는 통신 상대 기기로부터 수신되는 신호의 전력을 측정할 수 있다(S610). 그리고, 측정된 전력에 기초하여 통신 상대 기기에 대응되는 송신 요구 전력을 결정할 수 있다(S620). 그리고, 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 기 설정된 초기 전력 레벨부터 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 통신 상대 기기와 통신을 수행할 수 있다(S630).

여기서, 통신을 수행하는 단계는 TV 수신 장치가 TV 화이트 스페이스를 통해 송,수신되는 신호의 송신 전력의 크기에 대응하여 적응적으로 게인을 조정할 수 있는 단위로 송신 전력을 초기 전력 레벨부터 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 통신 상대 기기와의 통신을 수행할 수 있다.

또한, TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신하는 통신 기기의 통신 방법은, 송신 요구 전력 레벨이 변경되면, 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 송신 요구 전력 레벨부터 변경된 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 변경하면서 통신을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신하는 통신 기기의 통신 방법은, 통신 상대 기기에 대한 송신이 기 설정된 시간 동안 중단된 이후에 재개되면, 송신 전력을 다시 초기 전력 레벨로 설정하고, 초기 전력 레벨부터 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 통신을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 통신 기기가 TV 방송 대역 내의 화이트 스페이스에서 통신할 때, 방송 수신 장치의 RF 증폭기의 포화를 방지하여, TV 방송 수신 장치의 방송 수신에 영향을 최소화하면서 통신하는 것이 가능하게 된다.

상술한 다양한 실시 예들에 따른 TV 화이트 스페이스를 이용한 통신을 하는 통신 기기의 제어부의 동작이나 통신 기기의 통신 방법들은 소프트웨어로 생성되어 통신 기기에 탑재될 수 있다.

구체적으로는, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 통신기기의 통신 방법에 있어서, TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신 상대 기기와의 사이에서 통신이 개시되면 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 기 설정된 초기 전력 레벨부터 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 통신을 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 설치될 수 있다.

비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 미들웨어 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

310 : 측정부 320 : 통신부
330 : 저장부 340 : 제어부

Claims

통신 기기에 있어서,
TV 화이트 스페이스를 이용하여 통신 상대 기기와 통신하기 위한 통신부;
상기 통신 상대 기기로부터 수신되는 신호의 전력을 측정하는 측정부;
초기 전력 레벨에 대한 정보가 저장되는 저장부;
상기 측정부에서 측정된 전력에 기초하여 상기 통신 상대 기기에 대응되는 송신 요구 전력 레벨을 결정하는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는, 상기 통신 상대 기기와의 사이에서 상기 통신이 개시되면, 상기 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 상기 초기 전력 레벨부터 상기 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 상기 통신을 수행하도록 상기 통신부를 제어하는 통신 기기.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 송신 요구 전력 레벨이 변경되면, 상기 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 상기 송신 요구 전력 레벨부터 상기 변경된 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 변경하면서 상기 통신을 수행하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 통신 기기.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 통신 상대 기기에 대한 송신이 기 설정된 시간 동안 중단된 이후에 재개되면, 상기 송신 전력을 다시 상기 초기 전력 레벨로 설정하고, 상기 초기 전력 레벨부터 상기 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 상기 통신을 수행하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 통신 기기.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는,
TV 방송 수신 장치가 상기 화이트 스페이스를 통해 송,수신되는 신호의 송신 전력의 크기에 대응하여 적응적으로 게인을 조정할 수 있는 단위로 상기 송신 전력을 상기 초기 전력 레벨부터 상기 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 통신 기기.
TV 화이트 스페이스를 이용한 통신기기의 통신 방법에 있어서,
통신 상대 기기로부터 수신되는 신호의 전력을 측정하는 단계;
상기 측정 단계에서 측정된 전력에 기초하여 상기 통신 상대 기기에 대응되는 송신 요구 전력 레벨을 결정하는 단계;
상기 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 기 설정된 초기 전력 레벨부터 상기 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 통신을 수행하는 단계;를 포함하는 통신 방법.
제 5항에 있어서,
상기 송신 요구 전력 레벨이 변경되면, 상기 통신 상대 기기로 전송할 신호의 송신 전력을 상기 송신 요구 전력 레벨부터 상기 변경된 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 변경하면서 상기 통신을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
제 5항에 있어서,
상기 통신 상대 기기에 대한 송신이 기 설정된 시간 동안 중단된 이후에 재개되면, 상기 송신 전력을 다시 상기 초기 전력 레벨로 설정하고, 상기 초기 전력 레벨부터 상기 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키면서 상기 통신을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신을 수행하는 단계는,
TV 수신 장치가 상기 화이트 스페이스를 통해 송,수신되는 신호의 송신 전력의 크기에 대응하여 적응적으로 게인을 조정할 수 있는 단위로 상기 송신 전력을 상기 초기 전력 레벨부터 상기 송신 요구 전력 레벨까지 점진적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 통신 방법.