KR101613235B1 - 무선 인지 중계 시스템에서 공유되는 스펙트럼 이용을 위한 센싱 및 통신 프로토콜들 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 예를 들어 인지 중계 시스템을 포함할 수 있는, 공유된 스펙트럼 이용을 갖는 송신 시스템들에서 센싱 및 통신을 위한 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다. 송신기 및 수신기 사이의 통신은 중계기의 도움을 통해 두 송신 단계들에서 발생한다. 센싱은 제 2 송신 단계 동안 송신기에서 수행됨으로써, 센싱을 위한 전용 슬롯들에 대한 필요성을 극복한다.

Description

무선 인지 중계 시스템에서 공유되는 스펙트럼 이용을 위한 센싱 및 통신 프로토콜들{SENSING AND COMMUNICATION PROTOCOLS FOR SHARED SPECTRUM USAGE IN A RADIO COGNITIVE RELAY SYSTEM}
본 발명은 동일한 스펙트럼에서 적어도 부분적으로 동작하는 적어도 두 송신시스템들의 신호들을 송신하고 수신하기 위한 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다. 그와 같은 송신 시스템들 중에서는 예를 들어 유연한 스펙트럼 이용 모델들을 갖는 인지 중계 시스템(cognitive relay system)들이 있다.
새로운 무선 기술들 및 애플리케이션들의 폭발적인 증가는 제한된, 이용 가능한 무선 스펙트럼의 신중한 사용을 요구한다. 이는 현재의 고정된 스펙트럼 할당 정책들로부터 유연한 스펙트럼 이용 모델들로 이동하도록 규제 변경들을 조장하였다. 미국에서, 무선, 텔레비전, 유선, 위성 및 케이블에 의한 주(state) 상호간 및 국제간 통신들을 조정하는 책임을 담당하고 있는 연방 통신 위원회(Federal Communications Commision: FCC)는 예를 들어 VHF-UHF 스펙트럼에서 저-전력 휴대용 디바이스들의 사용을 허용하는 정책들을 채택하는 조치들을 취하고 있다. 규제 조치들은 또한 의료 디바이스들 및 신체 센서 네트워크들에 이용 가능한 더 많은 2차 스펙트럼을 허용하는 방향으로 이동하고 있다. 또한, 영국 및 다른 EU 국가들에서도 1차 시스템들에 할당된 인가된 대역들이 2차 이용에 개방되는 혁신적인 스펙트럼 공유 모델들을 채택하는데 관심이 증가하고 있다.
2차 스펙트럼에 기초하여 동작하기 위한 요건들 중 하나는 2차 시스템 송신이 1차 시스템들에 어떠한 해로운 간섭을 발생시키지 않아야 한다는 점이다. 이 요건은 전형적으로 스펙트럼 센싱(spectrum sensing) 및 1차 시스템들이 활성화된 것으로 발견되지 않은 스펙트럼 영역들에서 동작함으로써 만족한다. 스펙트럼 센싱은 1차 시스템들로부터의 송신들의 존재의 검출을 포함한다.
무선 시스템들에서 협력(cooperation) 및 중계의 이점들은 광범위하게, 그리고 또한 앞으로의 표준들(예를 들어, IEEE 802.15 WPAN Task Group on Body Area Networks)의 일부로 인식된다. 이 기술들은 성능을 더 양호하게 하고 예를 들어 범위 확장을 위해 사용되어 에러 레이트(error rate) 등을 개선하는 것으로 공지되어 있다. 그러므로 협력 중계에 기초하는 인지 무선 시스템들은 그와 같은 미래의 무선 표준들에 자연적으로 관심을 가지게 될 것이다.
두 소스-목적지(source-destination) 링크들, 1차 링크 및 2차 링크가 동일한 스펙트럼 자원을 공유하는 인지 네트워크는 최근에 2006년 5월, IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 52, no.5, pp.1813 내지 1827에서 N. Devroye, P. Mitran 및 V. Tarokh의 "Achievable rates in cognitive radio", A. Jovicic 및 P. Viswanathd의 "Cognitive radio: an information-theoretic perspective"에서 제공되는 정보 이론 연구에서 연구되어왔다. 이 참조문헌들에서, 인지 송신기는 1차 송신기에 의해 송신되는 신호에 대한 완전한 사전 정보(prior information)를 갖는 것으로 가정된다(또한 본원에 참조로서 전체내용이 통합되어 있는, 2006년 4월, IEEE Trans. Inform. Theory, vol.52, no.4 pp.1745 내지 1755에서의 P.Mitran, N.Devroye 및 V.Tarokh의 "On compound channels with side information at the transmitter"를 참고하라). 그러나, 인지 송신기(또는 노드)에서 무선 환경에 대해(예를 들어 1차 활동에 대해) 불완전한 정보는 2004년 10월, Proc. Allerton Conference on Communication, Control, and Computing에서 A.Sahai, N.Hoven 및 R.Tandra의 "Some fundamental limits on cognitive radio"에 더 자세하게 기술되어 있는 바와 같이, 인지 원리의 구현에 주요한 장애일 것으로 예상된다. 더욱이, 1차에서의 트래픽 다이나믹스(traffic dynamics)는 인지 무선의 성능을 규정하는데 아주 중요하지만, 무작위 패킷(packet) 도착은 순 정보 이론 분석에 용이하게 통합될 수 없다.
도 1은 인지 무선 중계 시스템 토폴로지(topology)의 개략적인 아키텍처를 도시하고, 여기서 인지 시스템 송신기(CTx)(10)는 데이터를 인지 시스템 중계기(CR)(30)의 도움으로 인지 시스템 수신기(CRx)(20)로 송신한다. 이 인지 시스템은 1차 시스템 송신기(40)를 포함하는 특정한 1차 시스템들에 인가되는 스펙트럼의 특정한 부분에서 2차 공유에 기초하여 동작한다.
도 2는 도 1에 따른 시스템에서 이용될 수 있는 원시 센싱 및 통신 프로토콜의 개략적인 타이밍 스케줄(timing schedule)을 도시한다.
센싱은 CTx(10)에 의해 단계들 100, 200 등에서 주기적으로 실행된다. 1차 시스템 송신들이 존재하지 않는 경우, 송신은 각각의 연속 송신 기간들(TP1, TP2, 등)의 두 단계들에서 행해진다. 제 1 단계(단계들 110, 210,...)에서, CTx(10)는 데이터를 CRx(20)에 송신하고, 데이터는 또한 CR(30)에서 수신된다. CR(30)은 수신된 데이터에 대한 어떤 신호 프로세싱을 수행하고(예를 들어 증폭, 디코딩 등에 대한) 이를 제 2 단계에서(단계들 120, 220...) CRx(10)으로 전송 또는 브로드캐스팅한다.
그러나, 주기적인 센싱은 1차 신호 송신들의 존재/재현을 모니터링(monitoring)하는 것이 필요하다. 도 2로부터 확인될 수 있는 바와 같이, 단계들 100, 200,...에서의 이 주기적인 센싱은 오버헤드(overhead)이고 정보 처리량을 현저하게 감소시킨다. 이는 또한 레이턴스 요구사항들(latency requirements)에 관련을 가지고 지연-감지 애플리케이션들에서 중요한 이슈일 수 있다.
본 발명의 목적은 정보 처리량이 증가될 수 있는 더 효율적인 간섭 관리 방식을 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제 1 항에서와 같은 장치에 의해, 청구항 제6항에서 청구되는 바와 같은 방법에 의해, 청구항 제 10 항에서 청구되는 바와 같은 시스템에 의해, 및 청구항 제 11 항에서 청구되는 바와 같은 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 달성된다.
따라서, 송신기 측에서의 감지는 제 2 송신 단계 동안 수행될 수 있어서, 센싱을 위한 전용 슬롯(slot)들에 대한 필요성을 극복한다. 그러므로 전용 센싱 슬롯은 단지 초기 송신 셋업(setup) 동안에 필요하여, 주기적 센싱 슬롯에 의해 초래되는 추가 오버헤드를 감소시킨다.
제안된 장치는 네트워크 노드 또는 스테이션(staion)에서 제공되는 프로세서 디바이스들, 모듈들, 칩들, 칩 셋들 또는 회로 소자들로 구현될 수 있다. 프로세서는 컴퓨터 또는 프로세서 디바이스 상에서 수행될 때 청구된 방법의 단계들을 수행하기 위한 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 의해서 제어될 수 있다.
제 1 양태에 따르면, 제 1 및 제 2 송신 시스템들은 각각 유연하게 스펙트럼을 이용하는 1차 및 2차 시스템들일 수 있다.
제 1 양태와 결합될 수 있는 제 2 양태에 따르면, 제 2 송신 시스템은 인지 중계 시스템일 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 양태들 중 임의의 하나와 결합될 수 있는 제 3 양태에 따르면, 송신기 및 간섭 프로세서는 주기적인 방식으로 송신 및 센싱을 수행하도록 적응될 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 양태들 중 임의의 하나와 결합될 수 있는 제 4 양태에 따르면, 장치는 의료 디바이스일 수 있고 중계 버전은 의료 허브(medical hub)로부터 수신될 수 있다.
부가적인 유용한 개발들은 종속 청구항들에서 정의될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의해 정보 처리량이 증가될 수 있는 더 효율적인 간섭 관리 방법이 제공된다.
도 1은 인지 중계 시스템의 개략적인 네트워크 토폴로지를 도시한 도면.
도 2는 종래의 센싱 및 통신 절차를 도시한 도면.
도 3은 실시예에 따른 센싱 및 통신 절차를 도시한 도면.
도 4는 실시예에 따른 센싱 및 통신 절차의 타이밍 도면.
도 5는 실시예에 따른 송신기-측 센싱 및 통신 프로세싱의 개략적인 흐름도.
도 6은 실시예에 따른 중계기-측 센싱 및 통신 프로세싱의 개략적인 흐름도.
본 발명은 이제 첨부 도면들을 참조하여 다양한 실시예들에 기초하여 기술될 것이다.
다음에, 본 발명의 실시예들이 도 1에 도시되는 바와 같은 예시적인 인지 중계 시스템을 기초로 하여 기술된다.
실시예들은 예를 들어 도 1에 도시되는 바와 같이 인지 무선 중계 시스템 토폴로지에서 구현될 수 있고, 인지 시스템 송신기(CTx)(10)는 인지 시스템 중계기(CR)(30)의 도움으로 데이터를 인지 시스템 수신기(CRx)(20)에 송신하고, 중계 시스템은 특정한 1차 시스템들에서 인가되는 스펙트럼의 특정 부분의 2차 공유에 기초하여 동작한다. 그와 같은 인지 중계 시스템의 예는 CTx(10)가 의료용 디바이스일 수 있는 시스템이고, CR(30)은 의료 허브일 수 있고, CRx(20)는 다른 의료 허브 또는 중앙 의료 프로세서일 수 있다.
다양한 실시예들에서, 인지 중계 시스템들 또는 다른 스펙트럼 공유 시스템들을 위한 센싱 및 통신 프로토콜이 제공되고, 송신은 두 단계들(phases)로 반송되며(carried), CTx(10)는 데이터를 제 1 단계에서 송신하고 상기 제 1 단계에서 데이터는 CRx(20) 및 CR(30)에서 수신된다. 중간 프로세싱은 데이터가 프로세싱되는 CR(30)에서 수행되고나서 제 2 단계에서 브로드캐스팅된다. 그 후, 제 2 단계에서, CTx(10)는 CR(30)로부터의 송신에 의해 발생되는 간섭을 제거한 후에 센싱을 수행한다.
도 3은 실시예에 따른 제안된 프로토콜의 센싱 및 통신 절차를 도시한다. 초기 센싱은 제 1 단계(100)에서 링크 셋업 동안 CTx(10)에서 수행된다. 1차 시스템 송신들이 예를 들어 CTx(10)에 제공되는 간섭 프로세서 또는 중앙 다목적 프로세서에 의해 검출되지 않으면, 2-단계 송신이 설정된다. 제 1 단계(도 3에서 단계들 110, 210,...)에서, CTx(10)는 데이터를 CRx(20)에 송신하고, 데이터는 또한 CR(30)에서 수신된다. 그 후, CR(30)은 수신된 데이터에 대한 어떤 신호 프로세싱을 실행한다(예를 들어, 증폭 또는 디코딩 등). 프로세싱된 데이터는 브로드캐스팅되고 따라서 제 2 단계(단계들 122, 222,...)에서 CRx(20)로 전송된다. 이 데이터는 또한 CTx(10)에서 수신되고, CTx(10)는 이제 제 2 단계 동안 센싱을 수행하여 1차 시스템 송신이 발견되었는지의 여부를 결정할 수 있다. CTx(10)에서 수신되는 신호는 1차 신호들(그와 같은 것이 존재하는 경우), CR(30)로부터 브로드캐스팅된 신호, 및 잡음의 결합이다. CTx(10)가 선험적으로 CR(30)로부터 송신되는 신호를 인지하기 때문에, 이는 1차 신호들의 검출을 수행하기 전에 또는 실행하는 동안 이러한 신호 성분을 제거하거나 적어도 억제할 수 있다.
그러므로, 초기 송신 셋업(단계 100) 동안에 전용 센싱 슬롯만이 요구되며, 주기적인 센싱 슬롯에 의해 부가적인 오버헤드가 초래된다.
다음에, CR(30)에서 증폭-기반 프로세싱으로의 프로토콜의 특정 구현이 기술된다.
송신 링크들(CTx -> CRx, CTx -> CR, CR -> CRx, 및 CR -> CTx)의 채널 계수들은 각각 h1, h2, h3, 및 h4로 표기된다. 이들 계수들은 무선 페이딩 계수(wireless fading coefficient)들을 나타내고 전형적으로 레일리 페이딩(Rayleigh fading)으로 모델링될 수 있다. 추가적으로, CTx(10), CRx(20), 및 CR(30)에서의 각각의 가산성 백색 가우스 잡음(additive white Gaussian noise: AWGN)은 분산(σ2)을 갖는 n1, n2, 및 n3로 표시된다. CTx(10) 및 CR(30)에서의 송신 전력들은 동일하고 P와 같다고 또한 가정된다. 이 가정들은 설명의 간소화를 위해 행해진 것이지만, 실시예들의 범위를 제한하고자 의도되지 않는다. i번째 송신 단계에서 CTx(10), CRx(20), 및 CR(30)에서 수신되는 1차 시스템(1차 시스템이 송신하고 있는 경우)의 신호 성분들은 각각 Xsi, Xdi, 및 Xri로 표시되고, 여기서 i ∈ {1, 2}이다.
도 4는 실시예에 따른 센싱 및 통신 절차의 타이밍 도를 도시하고, 시간-의존도는 CTx(10)의 동작과 관련되고 하부의 시간도는 CR(30)의 동작과 관련된다. CTx(10)는 우선 초기 링크 셋-업에 대해서만 요구되는 초기 센싱을 수행한다. 1차 시스템의 신호가 검출되지 않는 경우, 2-단계 인식 송신이 셋업된다. 제 1 송신 단계(P1)에서, 2차 신호(xc)는 CTx(10)에 의해 송신된다. CRx(20)에서 수신되는 신호는
Figure 112011013440086-pct00001
로 제공되고, 제 1 송신 단계에서 CR(30)에서 수신되는 신호는
Figure 112011013440086-pct00002
으로 제공된다.
여기서 1차 시스템 송신들은 빠르게 변하지 않게, 즉, Xd1 = 0 및 Xr1 = 0이 되도록, 제 1 송신 단계에서 송신하는 1차 송신기들(예를 들어, 도 1의 1차 송신기(40))가 존재하지 않는 것으로 가정된다. 이 가정은 다시 실시예들의 범위에 영향을 미치도록 의도되지 않는다. 1차 시스템들이 활성화되면, 1차 시스템들은 제 1 송신 단계(P1)의 길이에 대응하는 작은 시간 간격에 걸쳐 특정 양의 간섭을 겪을 수 있다. 제 1 송신 단계(P1)에서의 수신 이후에, 2차 신호 성분(xc)을 포함하는 신호 성분이 검출되지 않는 경우, CR(30)은 자신이 CTx(10)로부터 새로운 송신들을 수신할 때까지 단지 침묵을 유지(keep silent)한다. 2차 신호 성분은 파일럿(pilot)들 및/또는 프리앰블(preamble)들과 같은 공지되어 있는 신호 또는 데이터 부분에 기초하여 검출될 수 있다. 그렇지 않으면, CR(30)은 수신된 신호를 정규화하고(normalize)나서 이를 CRx(20)에 전송한다. 그리고나서, 제 2 송신 단계(P2)에서의 CRx(20)에서 수신되는 신호는
Figure 112011013440086-pct00003
로 제공되고, 여기서
Figure 112011013440086-pct00004
및
Figure 112015112297743-pct00005
이다. 제 2 송신 단계(P2)에서의 수신 이후에, CRx(20)는 xc를 디코드하도록 yd1 및 yd2를 결합할 수 있다.
제 2 송신 단계(P2)에서의 CTx(10)에서 수신되는 신호는
Figure 112011013440086-pct00006
로서 주어진다.
CTx(10)가 각각의 채널 상태 정보(예를 들어, 트레이닝-기반(training-based) 채널 추정에 의해 인지 시스템의 공지되어 있는 신호 성분들(예를 들어, 파일럿/프리앰블) 및/또는 CR(30)로부터의 피드백을 사용하여 획득됨)을 완전하게(또는 거의 완전하게) 인지할 때, 자체-간섭 성분(self-interference component)
Figure 112015112297743-pct00007
이 소거되어
Figure 112011013440086-pct00008
를 획득할 수 있다.
그리고나서, CTx(10)는 ys'로 Xs2의 표시를 수행한다. Xs2가 검출되지 않는 경우, 다음 2-단계 송신이 계속된다. 그렇지 않으면, CTx(10)는 침묵을 유지하고 채널에는 1차 시스템의 신호가 전혀 없다고 결정되고 나서 새로운 인식 송신이 셋업될 수 있을 때까지 채널을 주기적으로 스캔할 수 있다.
도 5는 CTx(10)에 대한 간섭 제어 메커니즘 또는 절차의 개략적인 흐름도를 도시한다.
단계 S310에서, 초기 센싱은 CTx(10)에서 한번 수행된다. 그리고나서, 단계 S320에서 1차 신호가 검출되었는지 아니면 존재하고 있는지를 센싱 동작이 표시하는지의 여부가 조사된다. 1차 신호가 존재하는 경우, 절차는 브랜치를 벗어나서 단계 S325로 진행하여 카운터(counter) 또는 타이머 또는 각각의 동작을 시작함으로써 결정될 수 있는 소정의 지연 기간 동안 대기한다. 그렇지 않고, 1차 신호가 존재하고 있다고 결정되었던 경우, 절차는 S330으로 진행하여 송신 기간의 제 1 송신 단계이 개시되고 CTx(10)는 2차 신호(xc)를 송신한다. 그 후에, 송신 기간의 제 2 송신 단계는 단계 S340에서 개시되고, CTx(10)는 단계 S330에서의 공지된 송신의 신호 파라미터들에 기초하여 자체-간섭 제거를 수행하고 추가적으로 1차 신호 검출을 수행한다. 그리고나서, 단계 S350에서 1차 신호가 수신되었는지 또는 존재하고 있는지가 조사된다. 1차 신호가 존재하고 있는 경우, 절차는 새로운 송신 기간의 새로운 제 1 단계를 시작하기 위해서 브랜치들을 벗어나 다시 S330으로 점프한다. 그렇지 않고, 1차 신호가 존재하고 있다고 결정되었던 경우, 절차는 단계 S360으로 진행하고 CTx(10)는 2차 송신을 중단하고 카운터 또는 타이머 또는 각각의 동작을 시작함으로써 결정될 수 있는 소정의 지연 기간 동안 대기한다.
도 6은 도 5의 단계 S330의 마지막에 이르러 링크되는 CR(30)에 대한 중계 메커니즘 또는 절차의 개략적인 흐름도를 도시한다. 즉, 제 1 송신 단계가 종료되었을 때, CR(30)은 단계 S410에서 수신 동작을 개시한다. 다음 단계 S420에서, 단계 S420에서 2차 신호 성분(xc)이 수신되었는지 또는 존재하고 있는지가 조사된다. 2차 신호가 존재하지 않는다고 결정되는 경우, 절차는 브랜치를 벗어나 단계 S425로 진행되고 카운터 또는 타이머 또는 각각의 동작을 시작함으로써 결정될 수 있는 소정의 지연 기간 동안 대기한다. 그렇지 않고, 단계 S420에서 2차 신호가 존재하고 있다고 결정되었던 경우, 절차는 S430으로 진행하고 송신 기간의 제 2 송신 단계가 개시되고 CR(30)은 수신된 2차 신호를 증폭하고 전송하거나 브로드캐스팅한다.
CTx(10) 및 CR(30)의 상기 실시예들은 각각의 무선 노드들(예를 들어, 메쉬 포인트(mesh point), 메쉬 액세스 포인트, 메쉬 포탈(mesh portal) 또는 임의의 다른 유형의 무선 노드) 또는 다른 무선-유형 네트워크 노드들에 제공될 수 있다. 실시예들은 이산 하드웨어 회로들 또는 회로소자들, 칩, 칩셋, 모듈 또는 도 5 및 도 6의 기능들이 소프트웨어 프로그램들 또는 루틴들로 제공될 수 있는 소프트웨어-제어 프로세서 또는 컴퓨터 디바이스를 토대로 구현될 수 있다.
요약하면, 공유된 스펙트럼 이용을 갖는 송신 시스템들에서 센싱 및 통신을 위한 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품이 기술되었고, 상기 시스템들은 예를 들어 인지 중계 시스템을 포함할 수 있다. 송신기 및 수신기 사이의 통신은 중계기의 도움을 통해 두 송신 단계들에서 발생한다. 센싱은 제 2 송신 단계 동안 송신기에서 수행됨으로써 센싱을 위한 전용 슬롯들에 대한 필요성이 극복된다.
본 발명은 상기 실시예들로 제한되지 않고 적어도 두 송신 시스템들에 의해 공유되는 스펙트럼 이용을 가능하게 하는 임의의 네트워크 환경에 대해서 사용될 수 있음이 주목된다. 시스템 및 연관되는 프로토콜들이 인가된 스펙트럼에서 2차 스펙트럼 공유에 기초하여 동작하는 인지 중계 시스템들에 대해 기술되었을지라도, 마찬가지로 임의의 유형의 간섭 관리를 위해 확장될 수 있다. 본 발명은 인지 중계 시스템이 제 1 송신 시스템에 의해 대체되고 1차 시스템이 제 2 송신 시스템으로 대체되어 적용되며, 제 1 송신 시스템은 제 2 송신 시스템으로부터의 간섭을 방지하고자 하며 동일한 스펙트럼에서 동작한다. 그와 같은 상황은 예를 들어 간섭 관리가 중요한 이슈인 인가되지 않은 대역들에서 발생한다. 제안된 발명은 예를 들어 인가된 스펙트럼에서 2차에 기초하여 동작하는 무선 시스템들의 디바이스들(예를 들어, 휴대용 디바이스들, 의료 디바이스들, 신체 센서들 등)에 적용한다.
더욱이, 본 발명은 예를 들어 무선 지역 에어리어 네트워크(wireless regional area network)들 상에서 곧 있을 IEEE 802.22에 기초한 강화들에 적용될 수 있다. 앞으로의 표준화는 UHF(Ultra High Frequency) 대역들 또는 제안된 방법들이 큰 관심을 받을 수 있는 텔레비전 백색 공간(white space)에서의 접속 애플리케이션들(예를 들어, 휴대용 디바이스들)로 타겟팅(targeting)될 것으로 예상된다. 제안된 간섭 관리는 더 일반적으로 미래의 표준화를 대상으로 할 수 있는 광범위한 인지 무선 시스템들에 적용될 수 있다. 하나의 가능성은 IEEE 802.15 WPAN Task Group on Body Area Network에 기술되는 바와 같이 의료 디바이스들 및 신체 센서네트워크들이고, 이것들은 2차 공유에 기초하여 부분적으로 할당되는 스펙트럼에 기초할 수 있다.
개시된 실시예들에 대한 변형예들은 도면들, 명세서들 및 첨부된 청구항들의 연구로부터 당업자에 의해 이해되고 달성될 수 있다. 청구항들에서, 용어 "포함하는"은 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않고, 부정관사 "a" 또는 "an"는 복수의 요소들 또는 단계들을 배제하지 않는다. 단일 프로세서 또는 다른 유닛은 청구항들에 기술되는 여러 아이템들의 기능들을 완수할 수 있다. 특정 조처들이 상호 상이한 종속 청구항들에 기재된다는 단순한 사실이 이 조처들의 결합이 유용하게 사용될 수 없음을 의미하지 않는다. 도 5 및 도 6의 단계들을 수행하는 프로세서를 제어하는데 이용되는 컴퓨터 프로그램 및 이에 따른 청구되는 특징들은 다른 하드웨어와 함께 또는 일부로 공급되는 광 저장 매체 또는 고체-상태 매체와 같은 적절한 매체 상에 저장/분배될 수 있거나, 또한 인터넷 또는 다른 유선 또는 무선 통신 시스템들을 통해서와 같이, 다른 형태들로 분배될 수 있다. 청구항들에서의 임의의 참조 부호들은 청구항들의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
10 : 인지 시스템 송신기 20 : 인지 시스템 수신기
30 : 인지 시스템 중계기

Claims (11)

  1. 제 1 송신 시스템 및 제 2 송신 시스템에 의해 공유되는 스펙트럼에서 신호들을 송신하고 수신하기 위한 장치(10)에 있어서:
    a) 상기 장치의 센싱 동작이 상기 제 1 송신 시스템의 신호가 수신되지 않았음을 표시하는 경우, 신호 송신 기간의 제 1 단계(phase)에서 상기 제 2 송신 시스템의 신호를 송신하기 위한 송신기; 및
    b) 간섭 프로세서로서,
    - 제 2 단계에서, 상기 신호 송신 기간의 상기 제 1 단계에서 송신되는 상기 신호의 중계 버전(relayed version)을 수신하고,
    - 상기 신호 송신 기간의 상기 제 1 단계에서 송신되는 상기 신호의 상기 중계 버전의 수신에 의해 발생되는 간섭을 제거하고,
    - 상기 제 1 단계에서 송신되는 상기 신호의 상기 중계 버전의 수신에 의해 발생되는 간섭을 제거한 후 상기 신호 송신 기간의 상기 제 2 단계에서 1차 신호(a primary signal)의 센싱 동작을 수행하기 위한, 상기 간섭 프로세서를 포함하는, 신호들을 송신하고 수신하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 송신 시스템 및 제 2 송신 시스템은 각각 유연한 스펙트럼 이용(flexible spectrum usage)을 갖는 1차 및 2차 시스템들인, 신호들을 송신하고 수신하기 위한 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 송신 시스템은 인지 중계 시스템(cognitive relay system)인, 신호들을 송신하고 수신하기 위한 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상시 송신기 및 상기 간섭 프로세서는 주기적인 방식으로 상기 송신 및 상기 센싱을 수행하도록 적응되는, 신호들을 송신하고 수신하기 위한 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 의료 디바이스이고, 상기 중계 버전은 의료 허브(medical hub)로부터 수신되는, 신호들을 송신하고 수신하기 위한 장치.
  6. 제 1 송신 시스템 및 제 2 송신 시스템에 의해 공유되는 스펙트럼에서 신호들을 송신하고 수신하기 위한 방법에 있어서:
    센싱 동작이 상기 제 1 송신 시스템의 신호가 수신되지 않았음을 표시하는 경우, 신호 송신 기간의 제 1 단계에서 상기 제 2 송신 시스템의 신호를 송신하는 단계;
    상기 신호 송신 기간의 제 2 단계에서, 상기 신호 송신 기간의 상기 제 1 단계에서 송신되는 상기 신호의 중계 버전(relayed version)을 수신하는 단계;
    상기 신호 송신 기간의 상기 제 1 단계에서 송신되는 상기 신호의 상기 중계 버전의 수신에 의해 발생되는 간섭을 제거하는 단계; 및
    상기 제 1 단계에서 송신되는 상기 신호의 상기 중계 버전의 수신에 의해 발생되는 간섭을 제거한 후 상기 신호 송신 기간의 상기 제 2 단계에서 1차 신호의 센싱 동작을 수행하는 단계를 포함하는, 신호들을 송신하고 수신하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 송신 시스템 및 제 2 송신 시스템은 각각 유연한 스펙트럼 이용을 갖는 1차 및 2차 시스템들인, 신호들을 송신하고 수신하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 송신 시스템은 인지 중계 시스템(cognitive relay system)인, 신호들을 송신하고 수신하기 위한 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    송신 및 센싱은 주기적인 방식으로 수행되는, 신호들을 송신하고 수신하기 위한 방법.
  10. 제 1 송신 시스템 및 제 2 송신 시스템에 의해 공유되는 스펙트럼에서 신호들을 송신하고 수신하기 위한 시스템에 있어서,
    - 적어도 하나의 네트워크 노드, 및
    - 신호 송신 기간의 제 1 단계에서 상기 적어도 하나의 네트워크 노드에 의해 송신되는 신호를 수신하고, 신호 송신 기간의 제 2 단계에서 상기 신호의 중계 버전을 브로드캐스팅하기 위한 적어도 하나의 중계 노드를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 네트워크 노드는, 상기 신호의 중계 버전을 수신하고, 상기 신호의 상기 중계 버전에 의해 발생되는 간섭을 제거하고, 상기 제 1 단계에서 송신되는 신호의 상기 중계 버전의 수신에 의해 발생되는 간섭을 제거한 후 상기 제 2 단계에서 1차 신호의 센싱 동작을 수행할 수 있는, 신호들을 송신하고 수신하기 위한 시스템.
  11. 컴퓨터 디바이스에서 실행될 때 제 6 항의 단계들을 발생시키기 위한 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9750019B2 (en) * 2010-09-23 2017-08-29 Interdigital Patent Holdings, Inc. Channel access systems and methods for cognitive relaying for cellular systems
US20120213061A1 (en) * 2011-02-18 2012-08-23 The Hong Kong University Of Science And Technology Cognitive relay techniques
RU2597368C2 (ru) * 2011-05-02 2016-09-10 Конинклейке Филипс Н.В. План регламента использования каналов сетей mban и адаптивное присвоение каналов для приведения к стандарту ieee 802.15.4j
EP2715993B1 (en) * 2011-05-30 2016-07-06 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Primary channel estimation
CN102307356B (zh) * 2011-09-05 2013-11-06 中国人民解放军国防科学技术大学 基于分层控制信道机制的认知无线电网络建立方法
GB2498402B (en) * 2012-01-16 2014-01-15 Toshiba Res Europ Ltd Enhancing the reliability of spectrum sensing with partial soft information feedback in a cognitive relay network
JP5825675B2 (ja) * 2012-02-03 2015-12-02 国立研究開発法人情報通信研究機構 通信装置、通信方法
US9503134B2 (en) * 2014-04-11 2016-11-22 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for adapting transmitter configuration for efficient concurrent transmission and radar detection through adaptive self-interference cancellation
CN104640226B (zh) * 2015-03-06 2018-10-30 北京邮电大学 一种认知中继***下基于多业务的资源调度方法及装置
US10270519B2 (en) 2016-08-04 2019-04-23 Gogo Llc Air-to-ground co-channel interference avoidance system
US10285177B2 (en) 2016-10-07 2019-05-07 Rurisond, Inc. System and method for automatic monitoring and control of sensors and machines in remote locations
US10506555B2 (en) 2016-10-14 2019-12-10 Rurisond, Inc. System and method for identifying and using an optimum shared spectrum segment as a delay tolerant, low duty-cycle, cooperative communication medium for terrain independent connection
US10306407B2 (en) * 2017-06-27 2019-05-28 General Electric Company Automatic frequency band selection using infrastructure-enabled beaconing
CN107995629A (zh) * 2017-12-18 2018-05-04 北京工业大学 一种认知抗干扰无线通信***的频谱感知方法
CN113347639B (zh) * 2021-08-05 2021-11-16 南京邮电大学 一种基于协同通信的混合接入频谱的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007082036A1 (en) 2006-01-11 2007-07-19 Qualcomm Incorporated Communication methods and apparatus relating to cooperative and non-cooperative modes of operation

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2398205A (en) * 2003-02-06 2004-08-11 Stephen Anthony Gerar Chandler Subtraction of interfering signals in a relay radio network
PL1625697T3 (pl) * 2003-05-15 2013-03-29 Ericsson Telefon Ab L M Kasowanie interferencji w bezprzewodowych sieciach przekaźnikowych
JP4178552B2 (ja) 2003-07-24 2008-11-12 株式会社安川電機 マスター・スレーブ同期通信方式
CN101170943A (zh) * 2005-05-06 2008-04-30 皇家飞利浦电子股份有限公司 无线医学监视设备
JP4138831B2 (ja) * 2006-09-19 2008-08-27 株式会社東芝 無線通信装置およびプログラム
US7610036B2 (en) * 2007-01-08 2009-10-27 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Space-time-frequency sensing of RF spectrum in cognitive radios
KR100878755B1 (ko) * 2007-02-08 2009-01-14 한국과학기술원 무선인지 기반 이동통신시스템 및 이동통신 무선접속 방법
KR20080084750A (ko) * 2007-03-14 2008-09-19 삼성전자주식회사 통신 시스템에서 자원 할당 시스템 및 방법
US7826808B2 (en) * 2007-09-06 2010-11-02 Northrop Grumman Systems Corporation Method, apparatus and system for an omni digital package for reducing interference

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007082036A1 (en) 2006-01-11 2007-07-19 Qualcomm Incorporated Communication methods and apparatus relating to cooperative and non-cooperative modes of operation

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ashish Pandharipande et al., Stochastic spectrum pool reassignment for cognitive relay systems', WCNC 2008
Churumuruhan Ganesan et al., 'Cooperative spectrum sensing in coginitive radio, Part I: Two user networks', IEEE transactions on wireless communications, Vol.6, No.6

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US9300394B2 (en) 2016-03-29
EP2314091B1 (en) 2012-06-27
CN102113360B (zh) 2014-03-19
US20110122808A1 (en) 2011-05-26
TWI461073B (zh) 2014-11-11

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