KR20090009339A - 인지 무선의 셀 통합 방법 - Google Patents

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Abstract

인지무선의 셀 통합 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 인지무선의 셀 통합 방법은, 기지국들간에 셀 통합을 요청하는 (a) 단계와, 기지국들이 통합된 셀의 서비스 가능 거리를 측정하는 (b) 단계와, 기지국들간에 셀 통합에 대한 정보를 교환하는 (c) 단계를 포함한다.
인지 무선, 셀 통합, 인지 무선 자원 공유

Description

인지 무선의 셀 통합 방법{Method for merging cells of cognitive radio}
본 발명은 인지 무선의 셀 통합 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인지 무선에서 인접한 셀을 통합하여 자원을 효율적으로 사용하는 셀 통합 방법에 관한 것이다.
현재 일상생활에서 더욱 많은 사용이 요구되어 가는 다양한 형태의 무선 통신 기술들은 빠르게 발전되어 가고 있다.
특히 이동통신, WLAN, 디지털 방송 및 위성통신을 비롯한 RFID/USN, WiBro 등 무선을 이용하는 서비스가 급증하고 있다. 이렇듯 급속한 발전을 이루고 있는 무선통신서비스의 다양화와 이용증가로 자원이 한정되어 있는 주파수 자원에 대한 수요는 급증하면서 그 가치는 점차 높아지고 있다. 이와 같이 중요한 전파 자원을 효율적으로 이용하기 위하여 선진 국가에서는 국가적인 차원에서 이를 효율적으로 이용하기 위한 기술을 개발하고, 이를 토대로 전파 정책을 수립하기 위한 활동이 활발하게 진행되고 있다.
이러한 문제에 대해서 주파수가 할당되어 있지만 실제로 사용되지 않는 유휴 주파수를 감지해서 이를 효율적으로 공유하여 사용할 수 있는 인지 무선(Cognitive radio: CR)이 제시되고 있다.
인지 무선이란 지역과 시간에 따라 사용하지 않는 주파수를 자동으로 찾아 주변의 허가된 무선국을 보호하면서 목적하는 통신이 가능하도록 만들어 주는 기술을 의미한다. 다양한 폭으로 흩어져 있고 점유되는 시간이 계속 달라지는 유휴 스펙트럼을 찾아 그 환경에 맞는 주파수 대역폭, 출력, 변조 방식 등을 판단하여 재활용토록 함으로써 제한된 자원인 주파수의 효율성을 높일 수 있다. IEEE에서는 2004년부터 텔레비전 주파수 대역의 인지 무선(CR) 이용 기술 표준화 작업을 추진하고 있다.
IEEE은 양질의 주파수인 UHF(Ch. 14 ~ Ch. 51)대역을 이용하는 IEEE 802.22로 진행하고 있다. IEEE 802.22는 공중파 채널의 우선 사용자(incumbent user)와 충돌을 피하면서 적은 파워로도 멀리까지 도달하는 특성을 가져 가정이나 사무실의 음영지역을 해소할 수 있다.
IEEE 802.22는 UHF 대역에서 6Mhz의 대역폭을 가지며, 필요시에 채널을 최대 3개까지 붙여서 처리율(Throughput)을 향상 시킨다. 인지 무선 환경에서는 많은 셀(Cell)들이 중첩이 되고 있으며, 가용한 주파수가 한정 되어 있다. 따라서 특정 셀은 자원이 모자라더라도 확보를 하기가 어려울 수 있어서 실시간 데이터(Real-Time Data)에 대한 QoS(Quality of Service)를 만족하지 못할 수 있다.
종래에는 인지 무선의 QoS를 위하여 자원이 부족한 기지국(Base Station: BS)이 자원이 풍족한 기지국에서 자원을 빌려쓰는 방식이 제안되었다. 그러나, 이러한 방식은 밀집주거 형태인 아파트에 적용시 다수의 셀이 서로 중첩되어 있으므로 활용 가능한 주파수 자원이 급속히 줄어들어 채널확장을 통한 자원의 확보가 어려워지는 문제점이 있었다. 또한, 주파수 스펙트럼의 효율적인 이용이 어려운 문제점도 있으며, 자원 제공 기지국이 빌려준 자원을 임의로 회수할 수 있어 자원을 빌려쓰는 기지국의 서비스가 중간에 끊기는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인지 무선에서 부족한 자원을 효율적으로 사용하기 위한 인지 무선의 셀 통합 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 인지무선의 셀 통합 방법은, 기지국들간에 셀 통합을 요청하는 (a) 단계와, 기지국들이 통합된 셀의 서비스 가능 거리를 측정하는 (b) 단계와, 기지국들간에 셀 통합에 대한 정보를 교환하는 (c) 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 인지 무선의 셀 통합 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 기존의 인지 무선에서 자원을 빌려쓰는 방식에서 자원의 강제 회수로 인하여 서비스가 중간에 끊기는 문제가 없어지는 장점이 있다.
둘째,　가용한 채널이 없는 상황에서도 채널 확장이 가능한 장점도 있다.
셋째,　셀 통합을 통해 대역폭을 확대하여 단일 채널에서 할 수 없던 서비스가 가능한 장점도 있다.
넷째,　통한된 셀이 기존의 서비스들 간의 트래픽을 재배치하여 주파수 사용의 효율성을 증대하는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 인지무선의 셀 통합 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선의 셀 통합 방법을 나타내는 개략도이다.
인지 무선에서 제 1 기지국(110)의 제 1 셀(140), 제 2 기지국(120)의 제 2 셀(150)과 제 3 기지국(130)의 제 3 셀(160)이 중첩되어 있다. 각각의 기지국들이 가용한 주파수가 없는 상황에서 처리율과 QoS를 상승시키기 위하여 각각의 셀을 통합하여 통합된 셀(100)을 생성한다.
제 1 기지국(110), 제 2 기지국(120) 및 제 3 기지국(130)이 셀 통합의 의사가 있는 경우 한시적으로 통합하여 각각의 셀들이 사용하던 채널들을 확장하여 셀을 통합한다. 이 때, 각 기지국들 중 가장 많은 단말(Consumer Premise Equipment: CPE)에 신호가 도달하는 기지국을 주 기지국(Main BS)으로 삼아 통합된 셀(100)의 기지국으로 활용하고, 나머지 기지국들은 우선 순위를 정하여 주 기지국이 가용하지 않는 상황에서 주 기지국을 대치하는 백업 기지국(Backup BS)으로 활용한다.
셀 통합은 각 기지국들간에 상호협의에 의해 결정된 일정 기간만큼 유효하 며, 기간 만료시 각각의 셀들은 원래대로 분리되어 복원된다. 약속된 셀 통합 기간은 엄수된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선의 셀 통합 방법을 나타내는 개략적인 순서도이다.
셀 통합은 전체적으로 셀 통합 준비 단계(S210)와 셀 통합 유지 단계(S220), 셀 통합 종료 단계(S230)로 구분된다.
셀 통합 준비 단계(S210)는 각 기지국들에 셀 통합을 요청하고, 서비스 거리를 측정하여 순위에 따라 주 기지국을 선정하고, 셀 통합 기간을 결정하여 셀 통합 정보를 교환하는 단계이다.
셀 통합 유지 단계(S220)는 셀 통합의 잔여 지속 기간을 전송하고 주 기지국이 가용하지 않은 경우 순위에 따라 백업 기지국을 주 기지국으로 삼은 단계이다.
셀 통합 종료 단계(S230)는 셀 통합 기간이 초과하는 경우 채널을 분리하여 원래 셀들로 복원하는 단계이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선의 셀 통합 방법에서 셀 통합 준비 방법을 나타내는 개략적인 순서도이다.
셀 통합 준비 단계(S210)는 전체적으로 셀 통합 요청 단계(S310)와 서비스 거리 측정 단계(S320), 셀 통합 정보 교환 단계(S330)로 구분된다.
셀 통합 요청 단계(S310)는 기지국들 중 하나의 기지국이 다른 기지국에 셀 통합을 요청하고 다른 기지국이 셀 통합 요청에 대해 응답을 하는 단계이다.
서비스 거리 측정 단계(S320)는 기지국들이 모든 단말에 서비스 거리 측정을 요청하고 각 단말들이 이에 대해 보고를 하면, 기지국들이 단말들의 보고를 수집하여 전송출력을 조정하는 단계이다. 서비스 거리 측정을 바탕으로 기지국의 순위를 결정하여 주 기지국을 선정한다.
셀 통합 정보 교환 단계(S330)는 결정된 기지국 순위, 셀 통합 시작 시점의 정보를 기지국들간에 교환하고, 각 기지국들이 상호 협의를 통하여 셀 통합 기간을 결정하며, 주 기지국이 셀 통합 시작 카운트를 하는 단계이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 인지 무선에서 셀 통합을 준비하는 신호처리 방법을 나타내는 도면이다.
모든 기지국들은 상호간에 셀 통합이 가능함을 지속적으로 알린다. 이때 제공 가능한 여유분의 용량을 표시한다. 기지국들간의 메시지 전송은 IEEE 802.22에 따른 Co-Existence Slot의 CBP 패킷을 통하여 전송되는 것이 바람직하다.
IEEE 802.22의 Co-Existence Slot과 CBP 패킷은 본 발명의 목적 달성을 위한 한 방편일 뿐이며, 다른 형태의 셀 간 통신 방법을 활용 해서 본 발명의 목적을 충분히 달성 할 수 있다.
CBP(Coexistence Beacon Protocol)는 일종의 MAC 제어 메시지로서 관할 기지국의 번호, 자원 요구 사항, Active 채널 집합, Candidate 채널 집합 등 현재 셀에서의 채널 상태 및 자원 사용 정보를 포함하고 있다.
셀 경계에서의 특정 단말이 인접 셀의 다른 기지국으로부터 CBP를 수신하게 되면, 해당 단말은 수신된 CBP 정보를 자신을 관할하는 기지국에 CBP의 내용을 보고하게 된다. 아울러 해당 기지국은 셀 통합 가부 정보를 관할하는 모든 단말에게 전송하고 셀 경계의 단말을 통하여 인접 셀로 전송되는 과정이 반복되게 된다.
후술할 모든 메시지들도 CBP 패킷을 통하여 전송되는 것이 바람직하다.
제 2 기지국(120)은 제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)에 셀 통합을 요청한다(S401).
제 2 기지국(120)은 제 1 기지국(110) 또는 제 3 기지국(130)이 필요로 하는 용량을 미리 확인한다. 제 2 기지국(120)은 통합할 대상 셀을 1개 이상 N개까지 임의로 결정하며 본 발명의 실시예에서는 통합할 대상 셀을 자신을 포함하여 3개로 결정한 경우이다.
제 2 기지국(120)은 셀 통합 요청 메시지에 기지국 ID와 전송 출력 정보, 서비스 거리 측정 순서 등의 정보를 포함시켜 전송한다. 자세한 메시지 형식은 도 5를 참조한다.
제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)은 제 2 기지국(120)의 셀 통합 요청에 대하여 응답한다(S402).
제 1 기지국(110) 또는 제 3 기지국(130)이 거부한 경우 제 2 기지국(120)은 셀 통합을 자원하는 다른 셀을 선정해서 셀 통합을 다시 요청한다. 제 1 기지국(110)과 제 2 기지국(120)은 셀 통합을 수락한 경우, 모든 기지국들은 다음 단계인 서비스 거리 측정을 위해 CBP 패킷 수신 모드로 들어간다.
서비스 거리 측정 순서가 제 2 기지국(120), 제 1 기지국(110), 제 3 기지국의 순서인 경우, 제 2 기지국이 먼저 서비스 거리 측정 요청을 전송한다(S411). 제 2 기지국(120)은 서비스 거리 측정 요청 메시지에 자신의 기지국 ID와 출력 정도, 통합된 채널 번호 등을 포함시켜 전송한다. 자세한 메시지 형식은 도 5를 참조한다.
서비스 거리 측정 요청을 수신한 모든 단말들은 다음 상향 스트림(up stream)에 자신이 포함된 셀의 기지국에 서비스 거리 측정 요청을 수신했음을 보고한다.
제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)은 서비스 거리 측정 보고를 제 2 기지국(120)에 전송한다(S412). 제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)은 서비스 거리 측정 요청에 대한 수신 보고를 하지 않은 단말의 숫자를 제 2 기지국(120)에 보고한다.
서비스 거리 측정 순서에 따라 제 1 기지국(110)은 서비스 거리 측정 요청을 전송한다(S413). 상술한 바와 같이 제 1 기지국(110)은 서비스 거리 측정 요청 메시지에 자신의 기지국 ID와 출력 정도, 통합된 채널 번호 등을 포함시켜 전송한다. 자세한 메시지 형식은 도 5를 참조한다.
서비스 거리 측정 요청을 수신한 모든 단말들은 다음 상향 스트림(up stream)에 자신이 포함된 셀의 기지국에 서비스 거리 측정 요청을 수신했음을 보고한다.
제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)은 서비스 거리 측정 보고를 제 2 기지국(120)에 전송한다(S414). 제 2 기지국(120)이 서비스 거리 요청에 대한 보고를 취합하므로 제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)은 서비스 거리 측정 요청에 대해 응답하지 않은 단말의 숫자를 제 2 기지국(120)에 보고한다.
서비스 거리 측정 순서에 따라 제 3 기지국(130)은 서비스 거리 측정 요청을 전송하고(S415), 제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)은 서비스 거리 측정 보고를 제 2 기지국(120)에 전송한다(S416). 상세한 내용은 상술한 바와 같다.
상술한 과정은 각 기지국들이 속한 모든 셀의 단말이 수신할 때까지 보고할 때까지 전송 출력을 증가하면서 반복한다.
제 2 기지국(120)은 서비스 거리 측정을 바탕으로 기지국의 순위를 결정한다. 기지국의 순위는 각 기지국들의 서비스 거리 측정 요청에 대하여 모든 단말이 보고를 하였는지와 통합된 셀의 크기가 작은 순위에 따라 결정한다. 기지국의 전송이 모든 단말에 미쳐야 하며 셀이 크기가 작을수록 적은 전송출력을 사용하여 QoS를 보장할 수 있기 때문이다.
제 2 기지국(120)은 제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)에 셀 통합 정보를 요청한다(S421). 셀 통합 정보 요청 메시지는 결정된 기지국의 순위와 통합된 채널 번호, 자신이 원하는 셀 통합 기간을 포함한다. 자세한 메시지 형식은 도 5를 참조한다.
제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)은 제 2 기지국(120)이 원하는 셀 통합 기간을 참조하여 자신들이 원하는 셀 통합 기간을 제 2 기지국에 응답한다(S422).
제 2 기지국(120)은 각 기지국들이 원하는 셀 통합 기간 중 제일 작은 기간을 선택하여 셀 통합 정보를 제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)에 전송한다(S423). 셀 통합 정보 알림 메시지는 결정된 셀 통합 기간과 셀 통합 시작 시점을 포함한다.
기지국 순위 중 순위가 가장 높은 주 기지국은 셀 통합이 시작될 때까지 셀 통합 시작 카운트를 다른 기지국들에게 전송한다. 셀 통합 시작 카운트가 1이 되면 다음 프레임부터 3개의 셀이 통합이 된 것으로 간주한다.
상기 각 단계는 타이머를 돌려 타이머가 만료되면 해당 단계를 다시 처음부터 시작한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선의 셀 통합 방법에서 전송되는 메시지 형식을 나타내는 도면이다.
셀 통합 요청 메시지(510)는 자신의 기지국 ID(My BS ID)와 전송 출력 정보(Power Level, Power Granularity), 서비스 거리 측정 순서(RngMeasure 순서) 등을 포함한다. 셀 통합 응답 메시지(520)는 셀 통합의 수락, 거부(Accept/Reject)를 포함한다.
서비스 거리 측정 요청 메시지(530)는 자신의 기지국 ID(My BS ID)와 전송 출력 정도(Power Level), 통합된 채널 번호(Bonded Channel Numbers)를 포함한다. 서비스 거리 측정 보고 메시지(540)는 자신의 기지국 ID(My BS ID)와 목적 기지국 ID(Target BS ID), 서비스 거리 측정 요청에 대해 응답하지 않은 단말의 숫자(Number of CPE's not hearing CBP)를 포함한다.
셀 통합 정보 요청 메시지(550)는 결정된 기지국의 순위(1st BS ID, 2nd BS ID, 3rd BS ID)와 통합된 채널 번호(Bonded Channel Numbers), 자신이 원하는 채널 통합 기간(Time duration)을 포함한다. 셀 통합 정보 응답 메시지(560)는 자신이 원하는 채널 통합 기간(Time duration)을 포함하고, 셀 통합 정보 알림 메시지(570)는 조정된 채널 통합기간(Time duration), 셀 통합 시작 카운트(Merging Initiation Count)를 포함한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 인지 무선에서 셀 통합을 요청하는 방법을 나타내는 순서도이다.
모든 기지국들은 Co-Existence Slot의 CBP 패킷을 통하여 셀 통합이 가능한지 상호간에 알린다(S610). 이때 제공 가능한 여유분의 용량을 표시한다.
하나의 기지국이 다른 기지국에 셀 통합을 요청한다(S620). 본 발명의 실시예에서는 제 2 기지국(120)이 제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)에 셀 통합을 요청한다. 제 2 기지국(120)은 제 1 기지국(110) 또는 제 3 기지국(130)이 필요로 하는 용량을 미리 확인하여 통합할 대상 셀을 1개 이상 N개까지 임의로 결정한다. 본 발명의 실시예에서는 통합할 대상 셀을 자신을 포함하여 3개로 결정한 경우이다. 제 2 기지국(120)은 셀 통합 요청 메시지(510)에 기지국 ID와 전송 출력 정보, 서비스 거리 측정 순서 등의 정보를 포함시켜 전송한다.
셀 통합 요청을 받은 기지국은 셀 통합 요청에 대해 응답한다(S630). 셀 통합 요청을 받은 기지국은 셀 통합을 수락하는지 거부하는지를 나타내는 셀 통합 응답 메시지(520)를 셀 통합을 요청하는 기지국에 전송한다. 본 발명의 실시예에서는 제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)이 제 2 기지국(120)의 셀 통합 요청에 대하여 응답한다. 모든 기지국들이 셀 통합을 수락한 경우, 모든 기지국들은 다음 단계인 서비스 거리 측정을 위해 CBP 패킷 수신 모드로 들어간다.
셀 통합 요청을 거부하는 기지국이 하나라도 있는 경우, 셀 통합 요청을 한 기지국은 셀 통합을 자원하는 다른 셀을 선정한다(S640). 선정된 다른 셀을 대상으로 셀 통합 요청을 다시 수행한다(S620).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 인지 무선에서 셀 통합을 위하여 서비스 거리를 측정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
서비스 거리 측정 순서에 따라 하나의 기지국이 통합될 셀의 모든 단말에 서비스 거리 측정 요청을 전송한다(S710). 서비스 거리 측정 요청 메시지(530)는 자신의 기지국 ID와 전송 출력 정도, 통합된 채널 번호를 포함한다.
서비스 거리 측정 요청을 수신한 모든 단말들은 다음 상향 스트림(up stream)에 자신이 포함된 셀의 기지국에 서비스 거리 측정 요청을 수신했음을 보고한다(S720).
제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)은 서비스 거리 측정 보고를 제 2 기지국(120)에 전송한다(S730). 제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)은 서비스 거리 측정 요청에 대한 수신 보고를 하지 않은 단말의 숫자를 서비스 거리 측정 보고 메시지(540)를 통하여 제 2 기지국(120)에 보고한다.
제 2 기지국(120)은 모든 기지국들이 서비스 거리 측정을 요청하였는지 판단한다(S740). 서비스 거리 측정 요청을 하지 않은 기지국이 있는 경우, 서비스 거리 측정 순서에 따라 다음 기지국이 서비스 거리 측정을 요청한다(S710).
모든 기지국들이 서비스 거리 측정 요청을 한 경우, 제 2 기지국(120)은 모든 단말이 보고하였는지 판단한다(S750). 제 2 기지국(120)은 제 1 기지국(110)과 제 2 기지국(120)의 보고를 바탕으로 모든 단말이 수신 보고를 하였는지 판단한다. 모든 단말이 보고하였다면, 서비스 거리 측정은 종료되고 이를 바탕으로 기지국의 순위를 결정한다.
모든 단말이 보고하지 아니한 경우, 각 기지국은 전송출력을 증가한다(S760). 각 기지국들은 출력 레벨을 올려서 다시 서비스 거리 측정을 요청한다(S710).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 인지 무선에서 셀 통합 정보를 교환하는 방법을 나타내는 순서도이다.
제 2 기지국(120)은 서비스 거리 측정을 바탕으로 기지국의 순위를 결정한다(S810). 기지국의 순위는 각 기지국들의 서비스 거리 측정 요청에 대하여 모든 단말이 보고를 하였는지와 통합된 셀의 크기가 작은 순위에 따라 결정한다. 기지국의 전송이 모든 단말에 미쳐야 하며 셀이 크기가 작을수록 적은 전송출력을 사용하여 QoS를 보장할 수 있기 때문이다.
제 2 기지국(120)은 제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)에 결정된 기지국의 순위와 통합된 채널 번호, 자신이 원하는 셀 통합 기간이 포함된 셀 통합 정보 요청 메시지(550)를 전송한다(S820).
제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)은 제 2 기지국(120)이 원하는 셀 통합 기간을 참조하여 자신들이 원하는 셀 통합 기간을 셀 통합 정보 응답 메시지(560)를 통하여 제 2 기지국에 전송한다(S830).
제 2 기지국(120)은 각 기지국들이 원하는 셀 통합 기간 중 제일 작은 기간 을 선택하여 결정된 셀 통합 기간과 셀 통합 시작 시점이 포함된 셀 통합 정보 알림 메시지(570)를 제 1 기지국(110)과 제 3 기지국(130)에 전송한다(S840).
기지국의 순위가 가장 높은 주 기지국은 셀 통합이 시작될 때까지 셀 통합 시작 카운트를 다른 기지국들에게 전송한다(S850). 셀 통합 시작 카운트가 1이 되면 다음 프레임부터 3개의 셀이 통합이 된 것으로 간주한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 인지 무선에서 셀 통합을 유지하고 종료하는 방법을 나타내는 순서도이다.
기지국의 순위가 가장 높은 주 기지국은 셀 통합의 잔여 지속 기간을 전송한다(S910). 주 기지국은 IEEE 802.22에 따른 SCH, DCD 또는 DS-MAP의 예와 같이 기지국으로부터 주기적으로 전송되는 부가정보에 잔여 지속 기간을 통합된 채널들을 통해 전송한다. SCH의 잔여 지속 기간이 1인 경우, 다음 슈퍼 프레임(Super Frame)에 셀 분리가 일어남을 의미한다. DCD 또는 DS-MAP의 잔여 지속 기간이 1인 경우 다음 프레임에 셀 분리가 일어남을 의미한다.
통합된 셀의 기지국과 단말들은 주 기지국이 잔여 지속 기간을 전송하는지 검토한다(S920). 주 기지국이 잔여 지속 기간을 전송하지 않은 경우, 기지국 순위의 두번째 기지국인 백업 기지국을 주 기지국으로 전환한다(S930). 이 때 새로운 주 기지국은 기존의 주 기지국이 다운된 기간을 잔여 지속 기간에서 빼지 않아 원래의 지속 기간을 보장한다.
주 기지국이 잔여 지속 기간을 전송한 경우, 통합된 셀의 기지국과 단말들은 잔여 지속 기간이 0인지 판단한다(S940). 잔여 지속 기간이 0이 아닌 경우, 주 기 지국은 잔여 지속 기간을 -1만큼 카운트하여 전송한다(S910).
잔여 지속 기간이 0인 경우 셀 통합 기간은 끝나고, 모든 기지국들은 각자의 셀을 다시 독자적으로 구성한다(S950). 따라서, 셀 통합은 종료하게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선의 셀 통합 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선의 셀 통합 방법을 나타내는 개략적인 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선의 셀 통합 방법에서 셀 통합 준비 방법을 나타내는 개략적인 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 인지 무선에서 셀 통합을 준비하는 신호처리 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선의 셀 통합 방법에서 전송되는 메시지 형식을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 인지 무선에서 셀 통합을 요청하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 인지 무선에서 셀 통합을 위하여 서비스 거리를 측정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 인지 무선에서 셀 통합 정보를 교환하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 인지 무선에서 셀 통합을 유지하고 종료하는 방법을 나타내는 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 제 1 기지국
120: 제 2 기지국
130: 제 3 기지국
510: 셀 통합 요청 메시지
520: 셀 통합 응답 메시지
530: 서비스 거리 측정 요청 메시지
540: 서비스 거리 측정 보고 메시지
550: 셀 통합 정보 요청 메시지
560: 셀 통합 정보 응답 메시지
570: 셀 통합 정보 알림 메시지

Claims (23)

  1. 기지국들간에 셀 통합을 요청하는 (a) 단계;
    상기 기지국들이 상기 통합된 셀의 서비스 가능 거리를 측정하는 (b) 단계; 및
    상기 기지국들간에 상기 셀 통합에 대한 정보를 교환하는 (c) 단계를 포함하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 기지국들이 셀 통합이 가능함을 알리는 (a-1) 단계;
    상기 기지국들 중 하나의 기지국이 다른 기지국에 셀 통합을 요청하는 (a-2) 단계; 및
    상기 셀 통합을 요청받은 기지국이 상기 셀 통합 요청에 대하여 응답하는 (a-3) 단계를 포함하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 (a-1) 단계는 상기 기지국들이 제공이 가능한 여유분의 용량을 표시하여 셀 통합이 가능함을 알리는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 (a-2) 단계는 상기 기지국들 중 하나의 기지국이 상기 기지국들 각각이 필요로 하는 용량을 확인하고 통합될 셀의 개수를 결정하여 상기 통합될 셀의 기지국에 셀 통합을 요청하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 셀 통합을 요청받은 기지국이 상기 셀 통합 요청에 대하여 거부하는 경우 상기 셀 통합을 요청한 기지국이 새로운 셀을 선택하는 (a-4) 단계를 더 포함하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 (a-2) 단계는 셀 통합을 요청하는 기지국 ID, 전송 출력 정보, 서비스 거리 측정 순서를 포함시켜 요청하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 기지국들이 서비스 거리 측정을 요청하는 (b-1) 단계;
    상기 서비스 거리 측정 요청에 대한 각 단말의 보고를 수집하여 전송 출력을 조정하는 (b-2) 단계; 및
    상기 측정된 서비스 거리에 따라 상기 기지국들의 기지국 순위를 결정하는 (b-3) 단계를 포함하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (b-1) 단계는 서비스 거리 측정 순서에 따라 상기 각각의 기지국들이 순차적으로 서비스 거리 측정을 요청하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 (b-1) 단계는 상기 서비스 거리 측정을 요청하는 기지국 ID와 출력 정도, 통합된 채널 번호를 포함시켜 요청하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 (b-2) 단계는,
    상기 기지국들이 상기 서비스 거리 측정 요청을 수신하지 못한 단말의 숫자를 상기 기지국들 중 하나의 기지국에 보고하는 단계;
    상기 서비스 거리 측정 요청을 수신하지 못한 단말이 존재하는지 검토하는 단계; 및
    상기 기지국들이 전송 출력을 증가하는 단계를 포함하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 (b-3) 단계는 상기 각 기지국들의 서비스 거리 측정 요청에 대하여 모든 단말이 보고 하였는지를 기준으로 기지국 순위를 결정하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 (b-3) 단계는 상기 각 기지국들의 서비스 거리 측정 요청에 대하여 모든 단말이 보고하였는지와 상기 통합된 셀의 크기가 작은 순위에 따라 기지국 순위를 결정하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 모든 기지국들이 상기 서비스 거리 측정 요청을 전송하였는지 판단하는 (b-4) 단계를 더 포함하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 기지국들이 셀 통합 기간을 결정하는 (c-1) 단계;
    상기 기지국들 중 하나의 기지국이 상기 셀 통합 기간이 포함된 셀 통합 정보를 전송하는 (c-2) 단계를 포함하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 (c-1) 단계는 상기 기지국들 각각이 원하는 셀 통합 기간 중 가장 짧은 기간을 셀 통합 기간으로 결정하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 (c-2) 단계는 상기 (b) 단계를 통하여 결정된 기지국 순위, 통합된 채널 번호를 포함하여 전송하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 (b) 단계를 통하여 결정된 기지국 순위가 가장 높은 주 기지국이 셀 통합 시작 카운트를 전송하는 (c-3) 단계를 더 포함하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 단계는 셀 간의 통신 메커니즘을 통하여 이루어지는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 단계는 IEEE 802.22에 따른 Co-Existence Slot의 CBP 패킷을 통하여 이루어지는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계를 통하여 결정된 기지국 순위가 가장 높은 주 기지국이 셀 통합 유지 기간을 전송하는 (d) 단계; 및
    상기 셀 통합 유지 기간이 만료되어 상기 기지국들이 각자의 셀을 독자적으로 구성하는 (e) 단계를 더 포함하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 주기적으로 전송되는 정보를 통하여 셀 통합 유지 기간을 전송하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 IEEE 802.22에 따른 SCH, DCD 또는 DS-MAP 중 적어도 어느 하나를 통하여 셀 통합 유지 기간을 전송하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 주 기지국이 셀 통합 유지 기간을 전송하는지 판단하는 단계; 및
    상기 (b) 단계를 통하여 결정된 기지국 순위에 따라 주 기지국을 교체하는 단계를 더 포함하는 인지 무선의 셀 통합 방법.
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