KR20150096283A - 분산형 인지 무선 네트워크에서의 채널 감지 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 분산형 인지 무선 네트워크에서의 채널 감지 방법은, 어느 타임슬롯에서 부사용자는 복수의 주사용자 채널들 중 선택된 어느 하나의 주사용자 채널을 감지하는 단계; 상기 감지된 주사용자 채널의 감지 결과를 유휴(idle) 상태 또는 비지(busy) 상태로서 보고하는 단계; 및 다른 부사용자들로부터 보고된 감지 결과들을 바탕으로, 다음 타임슬롯에서 감지할 주사용자 채널을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

분산형 인지 무선 네트워크에서의 채널 감지 방법{CHANNEL SENSING METHOD IN DISTRIBUTED COGNITIVE RADIO NETWORK}
본 발명은 인지 무선 네트워크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분산형 인지 무선 네트워크에서 부사용자가 주사용자 채널을 감지하는 방법에 관한 것이다.
현재 무선 네트워크는 무선 통신 기술의 발전과 새로운 응용 서비스들의 수요 증가로 스펙트럼 자원 부족 현상을 겪고 있다. 이러한 자원 부족 현상을 타개하기 위해 연방통신위원회(FCC, Federal Communication Commission)에서는 인가 대역에서 비인가 장치, 즉 부사용자들(SUs, secondary users)의 사용을 최근 승인하였다. 결과적으로, 이 같은 스펙트럼 비효율성 문제를 해결하기 위해 동적 스펙트럼 접속 (DSA, dynamic spectrum access) 기술이 제안되었다. 이 새로운 연구 분야는 인지 무선(CR, cognitive radio) 네트워크를 개발하도록 하여 스펙트럼 자원의 효율성을 향상시켰다.
어떠한 CR 네트워크에서든지 무선 채널 상에서 통신을 제어 및 관리하는 것이 용이하도록 하기 위해서는 효율적이고 지능적인 매체접근제어 (MAC, medium access control) 프로토콜의 개발이 필요하다. 따라서, MAC 프로토콜은 CR 네트워크의 특징을 스마트하게 적응할 수 있어야 하며, 매우 동적인 환경에서도 성능을 유지할 수 있어야 한다.
CR 네트워크는 일반적으로, 집중형(centralized) 구조과 분산형(distributed) 구조로 구분된다. 집중형 구조는 기지국(BS, base station)과 같은 중앙 유닛(central unit)을 가지는데, 중앙 유닛이 무선 환경에 관한 정보를 수집하고 그것의 커버리지 영역 안에 있는 부사용자들 간의 통신을 관리한다.
반면, 분산형 구조, 즉 분산형 인지 무선 네트워크(DCRNs, distributed cognitive radio networks)는 무선 환경 정보를 수집하는 셀룰러 네트워크에서의 기지국이나, 무선 근거리통신 네트워크(WLAN, wireless local area network)에서의 접속점(AP, access point)이 존재하지 않은 CR 네트워크로서, 부사용자들 간에 피어투피어(P2P, peer-to-peer) 네트워크를 형성한다. 일반적으로 분산형 인지 무선 네트워크에서는 부사용자들이 채널을 감지하고, 채널의 사용을 위한 협상을 수행하는 기능을 가지고 있다.
분산형 인지 무선 네트워크에서는, 부사용자들이 스스로 채널을 감지하여 주사용자(Primary User, PU)의 채널 사용 여부를 알아내고, 주사용자가 사용하지 않는 유휴(idle) 상태의 채널을 통해 다른 부사용자와 애드혹 방식으로 통신한다. 그러나 부사용자가 채널을 감지하는 범위 및 기간, 하드웨어의 제약 등으로 인해 전체 스펙트럼의 정보 중 일부만을 획득할 수 있으며 정확한 정보를 획득하기 어렵다. 이를 극복하기 위해, 분산형 무선 인지 네트워크 내의 부사용자들은 자신이 감지한 부분적인 스펙트럼의 정보를 다른 부사용자들과 서로 교환하는 방법으로 전체 채널 정보를 파악하는 협력적 스펙트럼 감지(Cooperative Spectrum Sensing) 기능을 수행한다.
분산형 무선 인지 네트워크 환경에서 부사용자들은 중앙 유닛 없이 주사용자 채널(이하, PU 채널)의 감지 결과 교환, 사용할 PU 채널의 협상 및 선택, 그리고 시간 동기화 작업을 유기적으로 수행해야 한다. 이러한 동작들은 부사용자들에게 인가되거나 부사용자들이 공통적으로 알고 있는 공통제어채널(Common Control Channel, CCC)을 통해 보다 효율적으로 수행될 수 있다.
이러한 분산형 무선 인지 네트워크 환경을 위하여 제안된 것으로 O-MAC(H. Su and X. Zhang, "Cross-layer based Opportunitic MAC Protocols for QoS Provisioning over Cognitive Radio Wireless Networks," IEEE Jr. Selected Areas in Commun., vol. 26, no. 1, pp. 118-129, Jan. 2008.) 프로토콜이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 분산형 인지 무선 네트워크에서 주사용자 채널들을 효율적으로 감지할 수 있는 새로운 채널 감지 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 분산형 인지 무선 네트워크에서의 채널 감지 방법은, 어느 타임슬롯에서 부사용자는 복수의 주사용자 채널들 중 선택된 어느 하나의 주사용자 채널을 감지하는 단계; 상기 감지된 주사용자 채널의 감지 결과를 유휴(idle) 상태 또는 비지(busy) 상태로서 보고하는 단계; 및 다른 부사용자들로부터 보고된 감지 결과들을 바탕으로, 다음 타임슬롯에서 감지할 주사용자 채널을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 채널 감지 방법은, 감지할 주사용자 채널을 변경할 필요가 있는지 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 선택하는 단계는 상기 감지할 주사용자 채널을 변경할 필요가 있는 것으로 판단되는 경우 수행될 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 감지된 주사용자 채널의 감지 결과가 일정 기간 동안 비지 상태로 계속되는 경우에 상기 감지할 주사용자 채널을 변경할 필요가 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 선택하는 단계는, 상기 어느 타임슬롯에서 감지 결과가 보고되지 않은 주사용자 채널들 중 어느 하나를 상기 감지할 주사용자 채널로 선택할 수 있다.
상기 선택하는 단계는, 해당 주사용자 채널의 감지 결과들을 바탕으로 계산되는 유휴 상태의 비율 또는 비지 상태의 비율에 따라서 어느 하나를 선택할 수 있다.
상기 선택하는 단계는, 상기 유휴 상태의 비율이 가장 높은 주사용자 채널을 상기 감지할 주사용자 채널로 선택할 수 있다.
상기 선택하는 단계는, 상기 비지 상태의 비율이 가장 낮은 주사용자 채널을 상기 감지할 주사용자 채널로 선택할 수 있다.
상기 선택하는 단계는, 상기 어느 타임슬롯에서 감지 결과가 보고되지 않은 주사용자 채널이 존재하지 않는 경우, 상기 감지된 주사용자 채널을 계속 상기 감지할 주사용자 채널로 선택할 수 있다.
상기 부사용자는 최초로 감지할 주사용자 채널을 선택하는 경우, 상기 부사용자에게 부여된 고유한 아이디와 상기 주사용자 채널들의 개수를 이용하여 선택할 수 있다.
상기된 본 발명에 의하면, 분산형 인지 무선 네트워크에서 주사용자 채널들을 보다 효율적으로 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 감지 방법이 적용될 수 있는 분산형 인지 무선 네트워크의 시간 모델의 예를 나타낸다.
도 2는 Markov Chain ON/OFF 모델을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 감지 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 4는 각 부사용자가 관리하는 PU 채널 정보의 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 PU 채널이 감지되고, 감지되던 PU 채널이 변경되는 양상의 일 예를 나타낸다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 감지 방법이 적용될 수 있는 분산형 인지 무선 네트워크의 시간 모델의 예로서, O-MAC 프로토콜의 시간 모델을 나타낸다. 다만, 본 발명의 실시예들은 도 1에 도시된 바와 같은 시간 모델 뿐만 아니라, 부사용자들이 PU 채널에 독립적으로 마련되는 공통제어채널(CCC)을 통하여 주사용자 채널 정보를 교환하는 어떠한 형태의 분산형 인지 무선 네트워크 시스템에도 적용될 수 있음은 당업자는 이해할 수 있을 것이다.
도 1을 참조하면, 주사용자에게 인가된 채널로서 N개의 PU 채널과 이와 독립적으로 부사용자에게 인가된 공통제어채널이 마련된다. 네트워크 내의 부사용자들은 두 개의 반이중 트랜스시버(half-duplex transceiver)를 가지는데, 하나는 PU 채널을 감지하고 PU 채널 상에서 데이터를 송수신할 수 있는 데이터 트랜스시버이고, 다른 하나는 공통제어채널 상에서 감지 정보를 교환하고 제어 패킷의 송수신과 같은 제어 시그널링 동작을 수행할 수 있는 제어 트랜스시버이다. 부사용자들은 이러한 두 개의 반이중 트랜스시버를 동시에 사용하여 데이터 통신 및 제어 시그널링을 동시에 수행한다.
N개의 모든 PU 채널들은 일정한 길이(Tts)를 갖는 타임슬롯으로 나뉘어지며, 도 2와 같은 Markov Chain ON/OFF 모델을 활용하여 주사용자 트래픽이 생성된다. 공통제어채널 역시 주사용자 채널과 동일한 길이를 갖는 타임슬롯으로 나뉘어지고, 하나의 타임슬롯은 보고구간(Reporting Period)과 협상구간(Negotiating Phase)으로 다시 나뉘어진다. 보고구간은 또다시 PU 채널의 개수와 같은 N개의 미니슬롯으로 나뉘어진다.
O-MAC 프로토콜에 의하면, 보고 단계에서 각 부사용자는 하나의 PU 채널을 선택하여 감지한 후, 그 결과가 유휴(idle) 상태이면 공통제어채널을 통하여 해당 미니슬롯에서 비콘메시지를 전송하고, 비지(busy) 상태이면 비콘메시지를 전송하지 않는 방법으로 감지 결과를 보고한다. 협상 단계에서, 데이터 패킷의 전송을 원하는 부사용자들은 그들 중 유휴한 PU 채널을 사용할 부사용자를 p-persistent CSMA 방식을 이용하여 선택한다.
O-MAC 프로토콜은 협력적 스펙트럼 감지를 위해, 임의 감지 정책(Random Sensing Policy, RSP)과 협상 기반 감지 정책 (Negotiation-based Sensing Policy, NSP)의 두 가지 채널 감지 정책(Channel Sensing Policy)을 사용하여 감지할 PU 채널을 선택하고 감지한다. 하지만 이러한 두 가지 채널 감지 정책은 다음과 같은 문제점들을 가지고 있다.
임의 감지 정책은 네트워크 내의 모든 부사용자들이 매 타임슬롯마다 감지할 PU 채널을 임의로 선택하는 채널 감지 정책이다. 매번 임의로 PU 채널을 선택하기 때문에, 어떤 부사용자가 감지하는 PU 채널이 다른 부사용자들과 중복되는 단점이 있다. 또한, 어떤 부사용자가 k 번째 타임슬롯에서 유휴 상태의 PU 채널을 감지하더라도 그 PU 채널의 지속적인 감지가 불가능하며, 다음의 k+1 번째 타임슬롯에서 비지 상태의 PU 채널을 선택할 수 있기 때문에 채널 감지가 효율적으로 이루어지지 않는다.
협상 기반 감지 정책의 경우, 각 부사용자는 네트워크의 시작 시에 임의 감지 정책과 같은 방법으로 임의의 PU 채널을 선택하여 감지하고, 협상 단계를 통하여 교환되는 RTS/CTS 패킷에 자신이 감지한 PU 채널의 번호를 포함시켜 다른 부사용자들에게 알린다. 각 부사용자는 이 정보를 이용하여 만약 다른 부사용자가 자신과 같은 PU 채널을 감지하는 것을 알아낸 경우에는, 감지되지 않았거나 비지 상태여서 현재까지 보고되지 않은 PU 채널들 중에서 하나를 임의로 선택한다.
협상 기반 감지 정책이 임의 감지 정책보다는 감지되는 PU 채널의 중복 현상이 적어 효율적이지만 여전히 다음과 같은 단점이 존재한다. 부사용자들은 유휴 상태의 PU 채널에 대해서만 비콘메시지로 보고하기 때문에 어느 PU 채널이 감지되지 않았고 어느 PU 채널이 비지 상태인지는 구분할 수 없다. 따라서 다른 PU 채널을 선택하는 경우에 다른 부사용자에 의해 비지 상태임이 확인된 PU 채널을 선택하는 경우에 발생한다. 특히, 부사용자의 개수가 PU 채널의 개수보다 적은 경우에는, 유휴 상태의 PU 채널이 존재하고 감지하는 PU 채널이 비지 상태임에도 불구하고, 유휴 상태의 PU 채널을 선택하지 못하는 단점이 존재한다.
게다가 위 두 가지 채널 감지 정책은, 유휴 상태의 PU 채널이 존재하여도 비지 상태의 PU 채널이 선택되어 계속 감지될 수 있는 공통적인 문제점이 존재한다. 즉, 두 가지 채널 감지 정책에는 모두 비지 상태의 PU 채널 대신 유휴 상태의 PU 채널을 지속적으로 감지할 수 있는 방법이 존재하지 않는다.
이하에서는, 위에서 언급한 두 가지 채널 감지 정책의 단점들을 보완할 수 있는 새로운 채널 감지 정책을 채용한 채널 감지 방법을 제안한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 감지 방법의 흐름도를 나타낸다. 본 실시예에 따른 채널 감지 방법을 이루는 단계들은 네트워크 내의 각 부사용자에 의해 수행되고, 매 타임슬롯마다 수행된다. 예를 들어, 부사용자는 매 타임슬롯마다 어느 하나의 PU 채널을 감지하고, 그 감지 결과를 공통제어채널 상의 해당하는 미니슬롯을 통하여 다른 부사용자들에게 보고한다.
310단계에서, 부사용자는 네트워크의 주사용자 채널들 중 어느 하나의 선택된 PU 채널을 감지한다. 여기서, '선택된 PU 채널'이란, 현재 타임슬롯이 네트워크에서 최초의 타임슬롯이 아니라면, 이전의 타임슬롯에서 선택된 PU 채널을 의미한다. 네트워크의 시작시, 즉 현재 타임슬롯이 네트워크에서 최초의 타임슬롯이라면, 부사용자가 최초로 감지하는 PU 채널은 네트워크에서 부사용자에게 부여된 고유한 아이디(ID)(Inode)와 전체 PU 채널의 개수(NC)를 이용하여 선택할 수 있다. 각 부사용자에게 부여되는 아이디는 정수 형태로서, 예컨대 네트워크에 참여한 순서에 따라 또는 임의로 순차적으로 부여될 수 있다.
예컨대, 부사용자가 처음으로 감지하는 PU 채널의 번호(IC)는 다음 수학식과 같이 Inode와 NC의 나머지 연산에 의해 결정될 수 있다.
Figure pat00001
310단계를 통하여 PU 채널을 감지한 부사용자는 PU 채널의 감지 결과를 유휴(idle) 상태 또는 비지(busy) 상태로 구분한다.
그리고 320단계에서 부사용자는 위 감지 결과를 다른 부사용자들에게 보고한다. 본 발명의 실시예에서는, 감지 결과가 유휴 상태일 때 뿐만 아니라, 감지 결과가 비지 상태일 때에도 감지 결과를 다른 부사용자들에게 보고한다. 예컨대, 부사용자는 유휴 상태를 '0'으로, 비지 상태를 '1'로 나타내는 감지 결과가 포함된 보고메시지를 전송한다.
한편, 부사용자는 325단계에서 다른 부사용자들로부터 보고되는 감지 결과를 수집한다. 다만, 감지되지 않은 PU 채널에 대하여는 감지 결과가 수집되지 않는다. 따라서 상기 320단계와 325단계를 통하여 네트워크의 부사용자들은 현재 타임슬롯에서 각 PU 채널을 (유휴, 비지, not sensed)의 세가지 상태로 분류할 수 있다. 여기서, 'not sensed'는 해당 PU 채널에 대하여 감지 결과가 보고되지 않았음, 즉 해당 PU 채널이 감지되지 않았음을 의미한다.
본 발명의 실시예에서, 부사용자들은 각 PU 채널에 대한 정보로서 현재 타임슬롯에서의 감지 여부, 감지 결과가 보고된 횟수, 감지 결과가 유휴 상태인 횟수, 감지 결과가 비지 상태인 횟수를 포함하는 PU 채널 정보를 저장 및 관리한다. 도 4는 이러한 PU 채널 정보의 일 예를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 예컨대 PU 채널 1은 현재 타임슬롯에서 감지되었으며, 지금까지 감지 결과의 보고 횟수는 7이고, 그중 유휴 상태의 횟수 및 비지 상태의 횟수는 각각 3 및 4임이 나타나 있다. 또한 PU 채널 2는 현재 타임슬롯에서 감지되지 않았으며, 지금까지 감지 결과의 보고 횟수는 5이고, 그중 유휴 상태의 횟수 및 비지 상태의 횟수는 각각 4 및 1임이 나타나 있다.
부사용자는 330단계에서, 상기 310단계에서 자신이 감지한 PU 채널의 감지 결과와 상기 325단계에서 다른 부사용자들로부터 얻어진 감지 결과들을 바탕으로, 위와 같은 PU 채널 정보를 업데이트한다. 예컨대, 감지 결과의 보고 여부에 따라 '감지 여부' 및 '보고 횟수'를 업데이트하고, 감지 결과가 유휴 상태인지 비지 상태인지에 따라 '유휴 상태 횟수' 또는 '비지 상태 횟수'를 업데이트한다.
그리고 335단계에서, 부사용자는 PU 채널 정보를 바탕으로, 각 PU 채널에 대하여 유휴 상태의 비율을 계산한다. 실시예에 따라서, 부사용자는 비지 상태의 비율을 계산할 수도 있다.
PU 채널의 유휴 상태의 비율이란, 해당 PU 채널에 관하여 현재까지 보고된 감지 결과들에 대한 유휴 상태의 비율을 말한다. 마찬가지로, PU 채널의 비지 상태의 비율이란 해당 PU 채널에 관하여 현재까지 보고된 감지 결과들에 대한 비지 상태의 비율을 말한다. 예컨대, PU 채널 i 에 대하여 현재까지 유휴 상태로 보고받은 횟수가 Ni,idle, 비지 상태로 보고받은 횟수가 Ni,busy 일 때, 현재 타임슬롯까지 PU 채널 i 에 대해 보고받은 횟수는 Ni,total(Ni,idle+Ni,busy)이고, 이에 대해 유휴 상태의 비율(Pi,idle)과 비지 상태의 비율(Pi,busy)은 다음 수학식을 사용하여 구할 수 있다.
Figure pat00002
부사용자는 이와 같이 현재까지 감지 결과가 보고된 모든 PU 채널들의 유휴 상태의 비율 또는 비지 상태의 비율을 저장한다. 이러한 각 PU 채널의 유휴 상태의 비율 또는 비지 상태의 비율은 전술한 PU 채널 정보에 저장될 수도 있다. 이 결과는 후술하는 바와 같이 부사용자가 감지할 PU 채널을 변경해야 할 때 사용된다.
340단계에서, 부사용자는 현재 타임슬롯에서 감지한 PU 채널을 다음 슬롯에서 변경할 필요가 있는지 판단한다. 분산형 인지 무선 네트워크에서 PU 채널을 감지하는 것은 유휴 상태의 PU 채널을 찾아서 이를 부사용자가 사용하기 위한 것인 바, 비지 상태의 PU 채널보다는 유휴 상태의 PU 채널을 선택하여 감지하는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 감지한 PU 채널이 일정 기간 동안 비지 상태로 계속된다면 부사용자는 그 PU 채널을 더 이상 감지하지 않고 다른 PU 채널을 선택하여 감지할 수 있도록 한다. 따라서 340단계에서 부사용자는, 현재 타임슬롯에서 감지된 주사용자 채널의 감지 결과가 일정 기간 동안 비지 상태로 계속되는 경우, 다음 슬롯에서 감지할 PU 채널을 변경할 필요가 있는 것으로 판단한다. 여기서, 일정 기간은 타임슬롯 단위로 정해질 수 있는데, 예컨대 두 타임슬롯으로 정해지는 경우, 부사용자는 현재 타임슬롯에서 감지한 PU 채널이 연속된 두 타임슬롯에서 모두 비지 상태로 감지된 경우라면 다음 타임슬롯에서 감지할 PU 채널을 변경할 필요가 있는 것으로 판단한다.
340단계에서, 감지할 PU 채널을 변경할 필요가 없는 것으로 판단되면, 360단계로 진행한다. 그리고 다음 타임슬롯이 시작되면 다시 310단계로 돌아가서, 앞서 선택된, 즉 감지하던 PU 채널을 다시 감지하고 전술한 단계들을 반복한다.
340단계에서, 감지할 PU 채널을 변경할 필요가 있는 것으로 판다뇌면, 350단계로 진행한다. 350단계에서 부사용자는, 다음 타임슬롯에서 감지할 PU 채널을 선택한다. 본 발명의 실시예에서는, 부사용자가 가지고 있는 상기 PU 채널 정보를 바탕으로, 현재 타임슬롯에서 감지되지 않은, 즉 감지 여부가 'Not Sensed'인 PU 채널들 중 유휴 상태의 비율이 가장 높은 PU 채널을 선택한다. 실시예에 따라서는(결과적으로는 마찬가지이지만), 비지 상태의 비율이 가장 낮은 PU 채널을 선택할 수도 있다. 이러한 본 발명의 실시예는, 감지되지 않는 PU 채널을 줄임과 동시에 유휴 상태일 확률이 높은 PU 채널을 우선적으로 감지할 수 있도록 한다.
만일 'Not Sensed'인 PU 채널이 모두 한번도 감지되지 않은 경우라면, 유휴 상태 또는 비지 상태의 비율에 대한 정보가 없으므로, 그들 중 임의의 PU 채널을 선택한다. 실시예에 따라서는, 'Not Sensed'인 PU 채널 중 감지된 것도 있지만 한번도 감지되지 않은 것이 존재할 경우, 한번도 감지되지 않은 PU 채널을 우선적으로 선택할 수도 있다.
만일 상기 PU 채널 정보의 확인 결과 'Not Sensed'인 PU 채널이 존재하지 않는다면, 모든 PU 채널들이 부사용자들에 의해 감지되고 있는 것이므로, 부사용자는 감지하는 PU 채널을 변경하지 않고 해당 PU 채널을 계속 감지한다. 달리 말하자면, 원래 감지하던 PU 채널을 다시 선택한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 PU 채널이 감지되고, 감지되던 PU 채널이 변경되는 양상의 일 예를 설명하는 도면이다. 본 예에서는 이해의 편의를 위하여, 4개의 PU 채널들(Ch.1, Ch.2, Ch.3, Ch.4)과 두 개의 부사용자들(SU1, SU2)이 존재하는 것으로 가정한다. 물론 통상의 인지 무선 네트워크 환경은 이보다 많은 PU 채널들과 이보다 많은 부사용자들이 존재할 수 있다. 또한 본 예에서 각 부사용자는 연속된 두 타임슬롯에서 PU 채널이 비지 상태로 감지된 경우에 다음 타임슬롯에서 감지할 PU 채널을 변경하는 것으로 한다.
도 5를 참조하면, k=1~6은 타임슬롯을 나타내며, 그 이전에 타임슬롯들이 존재할 수도 있다. 타임슬롯 1에서, SU1은 Ch.4를 감지하고, SU2는 Ch.2를 감지하며, Ch.1과 Ch.3은 감지되지 않는다.
타임슬롯 1과 타임슬롯 2에서 Ch.4는 비지 상태로 감지되었으므로, SU1은 감지할 PU 채널을 변경할 필요가 있다. 타임슬롯 2에서 감지되지 않은 PU 채널은 Ch.1과 Ch.3이므로, SU1은 Ch.1과 Ch.3 중 어느 하나의 PU 채널을 다음 타임슬롯에서 감지할 PU 채널로 선택한다. 여기서 SU1은 Ch.1을 선택하는데, 이것은 Ch.1이 Ch.3보다 감지 결과 중 유휴 상태의 비율이 높아서이거나, Ch.1과 Ch.3이 모두 감지된 바가 없어서 Ch.1이 임의로 선택된 것이다. 따라서 타임슬롯 3에서 SU1은 Ch.1을 감지하기 시작한다.
Ch.2는 타임슬롯 3까지 계속 SU2에 의하여 유휴 상태로 감지된다. 따라서 SU2는 적어도 타임슬롯 5까지는 계속적으로 Ch.2를 감지한다. Ch.2는 타임슬롯 4와 타임슬롯 5에서 비지 상태로 감지된다. 따라서 SU2는 감지할 PU 채널을 변경할 필요가 있다. 타임슬롯 5에서 감지되지 않은 PU 채널은 Ch.3과 Ch.4이므로, SU2는 Ch.3과 Ch.4 중 어느 하나의 PU 채널을 다음 타임슬롯에서 감지할 PU 채널로 선택한다. 여기서 SU2는 Ch.3을 선택하는데, 이것은 Ch.3이 Ch.4보다 감지 결과 중 유휴 상태의 비율이 높아서이거나, Ch.3이 감지된 바가 없어서 Ch.1보다 우선적으로 선택된 것이다. 따라서 타임슬롯 6에서 SU2는 Ch.3을 감지하기 시작한다.
상술한 본 발명의 실시예는 적어도 다음과 같은 장점들을 가진다. 기존의 임의 감지 정책이나 협상 기반 감지 정책과는 달리, PU 채널이 비지 상태인 경우에도 해당 PU 채널의 정보를 알림으로써, 감지되는 PU 채널과 감지되지 않는 PU 채널의 구분이 가능하다. 따라서 감지할 PU 채널을 다시 선택할 때에 중복 선택을 방지할 수 있다. 또한, PU 채널들에 대해 현재까지 보고된 유휴 상태 또는 비지 상태의 비율을 바탕으로 감지할 PU 채널을 선택함으로써, 유휴 상태의 PU 채널을 감지할 확률이 증가된다. 따라서 PU 채널보다 부사용자의 수가 적은 경우에도 효율적으로 유휴 상태의 PU 채널을 감지할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 분산형 인지 무선 네트워크에서의 채널 감지 방법에 있어서,
    어느 타임슬롯에서 부사용자는 복수의 주사용자 채널들 중 선택된 어느 하나의 주사용자 채널을 감지하는 단계;
    상기 감지된 주사용자 채널의 감지 결과를 유휴(idle) 상태 또는 비지(busy) 상태로서 보고하는 단계; 및
    다른 부사용자들로부터 보고된 감지 결과들을 바탕으로, 다음 타임슬롯에서 감지할 주사용자 채널을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 감지 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    감지할 주사용자 채널을 변경할 필요가 있는지 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 선택하는 단계는 상기 감지할 주사용자 채널을 변경할 필요가 있는 것으로 판단되는 경우 수행되는 것을 특징으로 하는 채널 감지 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는, 상기 감지된 주사용자 채널의 감지 결과가 일정 기간 동안 비지 상태로 계속되는 경우에 상기 감지할 주사용자 채널을 변경할 필요가 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 채널 감지 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 선택하는 단계는, 상기 어느 타임슬롯에서 감지 결과가 보고되지 않은 주사용자 채널들 중 어느 하나를 상기 감지할 주사용자 채널로 선택하는 것을 특징으로 하는 채널 감지 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 선택하는 단계는, 해당 주사용자 채널의 감지 결과들을 바탕으로 계산되는 유휴 상태의 비율 또는 비지 상태의 비율에 따라서 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 채널 감지 방법.
  6. 제5항 있어서,
    상기 선택하는 단계는, 상기 유휴 상태의 비율이 가장 높은 주사용자 채널을 상기 감지할 주사용자 채널로 선택하는 것을 특징으로 하는 채널 감지 방법.
  7. 제5항 있어서,
    상기 선택하는 단계는, 상기 비지 상태의 비율이 가장 낮은 주사용자 채널을 상기 감지할 주사용자 채널로 선택하는 것을 특징으로 하는 채널 감지 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 선택하는 단계는, 상기 어느 타임슬롯에서 감지 결과가 보고되지 않은 주사용자 채널이 존재하지 않는 경우, 상기 감지된 주사용자 채널을 계속 상기 감지할 주사용자 채널로 선택하는 것을 특징으로 하는 채널 감지 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 부사용자는 최초로 감지할 주사용자 채널을 선택하는 경우, 상기 부사용자에게 부여된 고유한 아이디와 상기 주사용자 채널들의 개수를 이용하여 선택하는 것을 특징으로 하는 채널 감지 방법.
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