KR101367881B1 - 릴레이 기반 시스템을 이용한 ｃｒ 환경의 통신 방법 및 그장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래 CR 환경에서, 우선권을 가지는 통신 시스템에 간섭을 주지 않고, 사용 가능한 주파수 대역을 검색하는 것이 난해하였던 문제점 등을 해결하기 위한 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 DL/UL 맵(DownLink/UpLink map)정보를 리스닝(listening) 하는 단계와, 상기 FCH 정보 및 DL/UL 맵정보를 이용하여, 상기 릴레이 기반 시스템의 송신 신호를 획득하는 단계와, 상기 획득한 송신 신호를 기반으로, 상기 CR 환경에서 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 하는 단계 및 상기 릴레이 기반 시스템과 동일한 채널을 통해, 상기 직교 부호화된 데이터를 전송하는 단계를 포함하여 이루어 지는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법을 제공한다. 따라서, 본 발명에 의하면, CR 환경에서 사용되고 있지 않은 무선 자원을 보다 용이하게 검색할 수 있는 효과가 있다.

CR(Cognitive Radio), 릴레이 기반 시스템, 직교 부호화

Description

릴레이 기반 시스템을 이용한 ＣＲ 환경의 통신 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR COMMUNICATING BY USE OF RELAYING SYSTEM IN A COGNITIVE RADIO TECHNIQUE}

도 1은 본 발명에 따른 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법의 제1실시예를 도시한 도면(플로우 차트)이다.

도 2a는 상기 제1실시예를 구현하기 위한 장치의 일예를 도시한 도면이다.

도 2b는 상기 제1실시예를 구현하기 위한 장치의 다른 일예를 도시한 도면이다.

도 3은 상기 제1실시예를 구현하기 위한 프레임의 구조를 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법의 제2실시예를 도시한 도면(플로우 차트)이다.

도 5a는 상기 제2실시예를 구현하기 위한 장치의 일예를 도시한 도면이다.

도 5b는 상기 제2실시예를 구현하기 위한 장치의 다른 일예를 도시한 도면이다.

도 6은 상기 제2실시예를 구현하기 위한 프레임의 구조를 도시한 도면이다.

도 7a는 상기 제1실시예를 구현하는 CR 환경내 기지국의 구성을 도시한 도면(블록도)이다.

그리고, 도 7b는 상기 제2실시예를 구현하는 CR 환경내 기지국의 구성을 도시한 도면(블록도)이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

201,501: 우선 기지국(Primary Base Station)

202,502: 릴레이 스테이션(Relay Station)

203,503: PMS(Primary Mobile Station)

204,504: CR 기지국(Cognitive Radio Base Station)

205,505,206,506: CPE(Customer Premises Equipment)

본 발명은 릴레이 기반 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

급속히 발전하는 다양한 형태의 무선 통신 기술로 인하여, 사용 가능한 주파수 대역이 거의 포화 상태에 이르렀고, 특히 낮은 주파수 대역의 주파수는, 이미 다른 상용 시스템에 의해 사용되고 있는 바, 새롭게 진입하는 시스템들은, 높은 주파수 대역의 사용을 검토할 수 밖에 없는 실정이다. 다만, 높은 주파수 대역의 좋지 않은 특징 때문에, 이를 해결하기 위한 다양한 방법이 계속 연구 중에 있다.

이러한 무선 자원의 부족 문제를 해결하기 위해, 최근에 논의되고 있는 기술 중 하나는, 무선 인지(Cognitive Radio ; CR) 기술이다. 상기 무선 인지 기술은, 사용 효율이 떨어지는 무선 자원을 검색하여, 종래 주파수를 할당 받아 사용하던 시스템에 간섭을 주지 않고, 주파수 무선 자원을 공유함으로써, 이론적으로는 무선 자원 효율을 제고시킬 수 있을 것으로 기대를 받고 있다.

상기 무선 인지(CR) 기술의 장점 중 하나는, 특히 경제성에 있다. 무선 주파수 대역을 돈을 내지 않고 사용함으로써, 기존의 무선 통신 서비스 보다 가격이 저렴해 지는 장점이 있다. 그리고, 상기 CR 기술은, 다중 채널에 대한 무선 채널 관리와 분배, 간섭 검출 기술로서, 향후 차세대 무선 통신과 연동하여 서로 상호 보완적으로 사용될 개연성이 있다. 예를 들어, 셀룰러(cellular) 환경에서 발생하는 음영지역이나, 셀의 크기를 제고시켜야 하는 시골 지역 등에서, CR 기술은 주파수 간섭을 일으키지 않고, 효과적으로 고속데이터를 전송할 수 있는 도구로 사용될 수 있다.

그러나, 종래 CR 환경의 통신 방법 및 그 장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫 째, 이론적으로 여러가지 장점을 가지는 CR 기술을 완벽하게 구현하기 위해서는, 우선 넓은 주파수 대역 중에서, 사용 가능한 주파수 대역을 검색해야 하는 데, 이를 검색하는 절차에 시간이 많이 소요되고, 복잡한 문제점이 예상된다.

둘 째, 상기 CR 기술을 완벽하게 구현하기 위해서는, 상기 사용 가능한 주파수 대역을 검색한 경우에도, 끊임없이 우선권을 가지는 사용자의 등장 여부를 감지해야만 하는 문제점이 예상된다. 마찬가지로, 시간이 많이 소요되고, 알고리즘이 복잡해 질 수 밖에 없는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, CR 환경에서 사용 가능한 주파수 대역을 검색하기 위해, 넓은 주파수 대역을 검색할 필요 없이, 보다 안정적으로 사용 가능한 무선 자원을 확보할 수 있는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 물론, CR 환경 뿐만 아니라, 넓은 주파수 대역을 검색하여 무선 자원을 확보해야 하는, 효율성 낮은 다른 기술에도 본 발명을 적용할 수가 있다.

그리고, 본 발명은, 우선권을 가지는 사용자의 등장을 계속 검색할 필요가 없이, 무선 자원을 공유할 수 있는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 릴레이 기반 시스템(Relaying System)을 이용한 CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 방법에 있어서, 상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 DL/UL 맵(DownLink/UpLink map)정보를 리스닝(listening) 하는 단계와, 상기 FCH 정보 및 DL/UL 맵정보를 이용하여, 상기 릴레이 기반 시스템의 송신 신호를 획득하는 단계와, 상기 획득한 송신 신호를 기반으로, 상기 CR 환경에서 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 하는 단계 및 상기 릴레이 기반 시스템과 동일한 채널을 통해, 상기 직교 부호화된 데이터를 전송하는 단계를 포함하여 이루어 지는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법을 제공한다.

상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 DL/UL 맵(DownLink/UpLink map)정보를 리스닝(listening) 하는 단계는, 상기 프레임의 FCH 정보를 이용하여, 릴레이 사용자가 존재하는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과, 릴레이 사용자가 존재하는 경우, 상기 DL/UL 맵정보를 리스닝 하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 FCH 정보 및 DL/UL 맵정보를 이용하여, 상기 릴레이 기반 시스템의 송신 신호를 획득하는 단계, 그리고 상기 획득한 송신 신호를 기반으로, 상기 CR 환경에서 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 하는 단계는, 상향링크 또는 하향링크의 첫 번째 홉 동안 이루어 질 수 있다.

상기 릴레이 기반 시스템과 동일한 채널을 통해, 상기 직교 부호화된 데이터를 전송하는 단계는, 상향링크 또는 하향링크의 두 번째 홉 동안 이루어 질 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 릴레이 기반 시스템(Relaying System)을 이용한 CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 방법에 있어서, 상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 채널상태정보(Channel Status Information ; CST)를 리스닝(listening) 하는 단계와, 상기 리스닝된 채널상태정보(CST)를 이용하여, 허용 가능한 간섭만을 야기하는 CR 환경의 셀 반경 및 송신 전력을 계산하는 단계와, 상기 계산된 셀 반경 내에 위치하는 CPE를 검출하는 단계 및 상기 CR 환경의 기지국 측은, 상기 검출된 CPE(Customer Premises Equipment ; 고객댁내장치)와, 상기 계산된 송신 전력으로 통신이 이루어 지도록 제어하는 단계를 포함하여 이루어 지는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법을 제공한다.

상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 채널상태정보(Channel Status Information ; CST)를 리스닝(listening) 하는 단계는, 상기 프레임의 FCH 정보를 이용하여, 릴레이 사용자가 존재하는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과, 릴레이 사용자가 존재하는 경우, 상기 채널상태정보를 리스닝 하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 채널상태정보(Channel Status Information ; CST)를 리스닝(listening) 하는 단계, 상기 리스닝된 채널상태정보(CST)를 이용하여, 허용 가능한 간섭만을 야기하는 CR 환경의 셀 반경 및 송신 전력을 계산하는 단계, 상기 계산된 셀 반경 내에 위치하는 CPE를 검출하는 단계가 상기 릴레이 기반 시스템의 특정 홉 동안 이루어 진 경우, 상기 CR 환경의 기지국 측은, 상기 검출된 CPE(Customer Premises Equipment ; 고객댁내장치)와, 상기 계산된 송신 전력으로 통신이 이루어 지도록 제어하는 단계는, 상기 특정 홉 다음(next)의 홉 동안 이루어 질 수 있다.

상기 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법은, 상기 프레임의 FCH 정보를 이용하여, 릴레이 사용자가 변경되었는지 여부를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과, 변경된 경우, 변경전의 릴레이 사용자의 채널상태정보와, 변경후의 릴레이 사용자의 채널상태정보를 비교하는 단계 및 상기 비교 결과, 변경후의 릴레 이 사용자의 채널상태가, 변경전의 릴레이 사용자의 채널상태와 같거나, 더 상승한 경우, 허용 가능한 간섭만을 야기하는 CR 환경의 셀 반경 및 송신 전력을 재(再)계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법은, 상기 비교 결과, 변경후의 릴레이 사용자의 채널상태가, 변경전의 릴레이 사용자의 채널상태 보다 더 악화된 경우, 기계산된 CR 환경의 셀 반경 및 송신 전력을 그대로 이용하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 릴레이 기반 시스템(Relaying System)을 이용한 CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 장치에 있어서, 상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 DL/UL 맵(DownLink/UpLink map)정보를 리스닝(listening) 하는 청취부와, 상기 FCH 정보 및 DL/UL 맵정보를 이용하여, 상기 릴레이 기반 시스템의 송신 신호를 획득하는 수신부와, 상기 획득한 송신 신호를 기반으로, 상기 CR 환경에서 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 하는 인코딩부 및 상기 릴레이 기반 시스템과 동일한 채널을 통해, 상기 직교 부호화된 데이터를 전송하는 전송부를 포함하여 이루어 지는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 장치를 제공한다.

상기 청취부는, 상기 프레임의 FCH 정보를 이용하여, 릴레이 사용자가 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 릴레이 사용자가 존재하는 경우, 상기 DL/UL 맵정보를 리스닝 할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 릴레이 기반 시스템(Relaying System)을 이용한 CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 장치에 있어서, 상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 채널상태정보(Channel Status Information ; CST)를 리스닝(listening) 하는 청취부와, 상기 리스닝된 채널상태정보(CST)를 이용하여, 허용 가능한 간섭만을 야기하는 CR 환경의 셀 반경 및 송신 전력을 계산하는 계산부와, 상기 계산된 셀 반경 내에 위치하는 CPE를 검출하는 검출부 및 상기 검출된 CPE(Customer Premises Equipment ; 고객댁내장치)와, 상기 계산된 송신 전력으로 통신이 이루어 지도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어 지는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 장치를 제공한다.

상기 청취부는, 상기 프레임의 FCH 정보를 이용하여, 릴레이 사용자가 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 릴레이 사용자가 존재하는 경우, 상기 채널상태정보를 리스닝 할 수 있다.

상기 CR 환경의 통신 장치는, CR 환경의 기지국을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, CR 환경에서, 보다 안정적으로, 그리고 용이하게 무선 자원을 공유할 수 있는 효과가 있다. 나아가, CR 환경 뿐만 아니라, 넓은 주파수 대역을 검색하여 무선 자원을 확보해야 하는, 효율성 낮은 다른 기술에도 본 발명을 적용할 수가 있다.

이하에서는, 첨부된 도면들 및 상기 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 릴레이 기반의 시스템과, 무선 인지 기술 기반 시스템 간에, 무선 자원을 공유하는 기술에 일특징이 있다. 본 발명은, 즉, 릴레이 기반의 시스템의 제어정보 등을 무선 인지 기술 기반의 시스템 측에서 획득하여, 무선 자원 사용의 효율성을 제고시키는 기술이다. 이를 위하여, 본 발명은, 2가지 실시예(제1실시예, 제2실시예)를 제안한다.

제1실시예는, 릴레이 기반의 시스템의 데이터 전송시, 릴레이 스테이션을 매개로 하여 두 홉(hop) 이상에 걸쳐 전송하는 특징을 이용하여, 무선 인지 기술 기반의 시스템 측에서 상기 릴레이 기반의 시스템의 전송 신호를 획득하고, 직교 부호화 과정을 진행함으로써, 상기 무선 인지 기술 기반의 시스템 측에서, 상기 릴레이 기반의 시스템과 동일한 채널을 공유하여 사용하는 기술이다.

한편, 제2실시예는, 무선 인지 기술 기반의 시스템이, 릴레이 기반의 시스템의 채널 상태 정보(Channel Status Information ; CSI)를 획득하여, 무선 인지 기 술 기반의 시스템의 전력 제어(power control)를 통해, 허용 가능한 간섭만을 야기하는 송신 전력으로 데이터를 전송하는 기술이다.

다만, 상기 제1실시예에 대해서는, 도 1 내지 도 3, 그리고 도 7a를 참조하여 설명하고, 상기 제2실시예에 대해서는, 도 4 내지 도 6, 그리고 도 7b를 참조하여 설명하도록 하겠다.

도 1은 본 발명에 따른 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법의 제1실시예를 도시한 도면(플로우 차트)이다. 이하, 도 1을 참조하여, 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법의 제1실시예를 설명하면 다음과 같다.

다만, 설명에 앞서, 명세서 및 도면 등에 자주 사용되는 용어들에 대하여, 간단히 정의하면 다음과 같다. 물론, 당업자 및 일반 문서에서 해석되는 의미를 참조하여, 다음 용어를 이해할 수도 있다.

릴레이 기반의 시스템(Relaying System)은, 고유의 특정 주파수 대역을 할당 받아, 릴레이 기반의 무선 통신을 수행하는 시스템을 의미한다. CR 시스템(Cognitive Radio System)은, 무선 인지 기술을 사용하는 통신 시스템을 의미한다. 상기 CR 시스템은, CR 환경이란 의미로 해석할 수도 있다. 하향링크(Downlink)는, 기지국으로부터 단말(터미널)로의 방향을 의미하며, 상향링크(Uplink)는, 단말(터미널)로부터 기지국으로의 방향을 의미한다. 릴레이(Relay)는, 무선 통신 시스템에서 신호의 원활한 전달을 위해, 송신신호를 수신 하여, 수신단 측으로 재송신 해 주는 장치 등을 의미한다. 그리고, 홉(hop)은, 임의의 신호를, 송신단 측에서 최종 목적지인 수신단 측으로 전송하는 과정에서, 경유하는 무선링크의 수를 의미한다.

한편, 우선 기지국(PBS)은, 주파수 대역 사용에 우선권을 가지고 있는 릴레이 기반의 시스템의 기지국을 의미한다. CR 기지국(CRBS)은, 무선 인지 기술 기반의 시스템의 기지국을 의미한다. 릴레이 스테이션(RS)은, 릴레이 기반의 시스템의 원활한 신호 전송을 위해, 릴레이 기반의 기지국으로부터 송신 신호를 전송 받아, 릴레이 기반의 시스템의 단말로 재전송 해 주는 장치를 의미한다. PMS(Primary Mobile Station)는, 주파수 사용 우선권이 있는 릴레이 기반의 시스템의 단말을 의미한다. 릴레이 사용자는, 릴레이 기반의 시스템에서 릴레이를 통해 데이터를 전송 받는 사용자를 의미한다.

그리고, LP(Listening Phase)는, CR 시스템이 릴레이 기반의 시스템의 제어정보(예를 들어, FCH정보, DL/UL 맵정보 등) , 데이터 정보, 채널상태정보 등을 획득하기 위해, 릴레이 기반의 시스템의 송신신호를 수신하는 단계를 의미한다. CTP(Cognitive Transmission Phase)는, CR 시스템이 릴레이 기반의 시스템과 무선 자원을 공유하여 동시에 데이터를 전송하는 단계를 의미한다. 직교부호화(Orthogonal Encoding)는, 비인과적으로 획득한 데이터를 기반으로, 전송하고자 하는 데이터의 간섭을 최소화 시켜 주는 부호화 과정을 의미한다. 상기 직교부호화는, 예를 들어, 더티 페이퍼 코딩(Dirty Paper Coding), 슈퍼포지션 코딩(Superposition Coding) 방식 등이 있을 수 있다. 프라이머리 셀 커버리지(Primary Cell Coverage)는, 주파수 대역 사용에 우선권이 있는 릴레이 기반 시스템의 셀 커버리지를 의미한다. 맥시멈 CR 셀 커버리지(Maximum CR Cell Coverage)는, 릴레이 기반 시스템의 인접셀과의 간섭 현상으로 인하여 제약되는, CR 시스템의 셀 커버리지를 의미한다. 그리고, 사용 가능 CR 셀 커버리지(Available CR Cell Coverage)는, 릴레이 기반의 시스템의 송신신호가 허용하는 간섭의 범위 내에서, CR 시스템이 데이터를 전송할 수 있는 셀의 영역을 의미한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 우선 CR 기지국은, 릴레이 기반의 시스템과의 무선 자원 공유를 위한 데이터 전송을 위해, 동기를 맞춘다(S101). 나아가, 상기 CR 기지국 및 CPE는, 상기 릴레이 기반의 시스템과 동기를 맞추기 위한 모듈을 구비하고 있다. 다만, 상기 CPE(Customer Premises Equipment, 고객댁내장치)는, 고객의 댁내(구내)에 설치되어 전화기나, 각종 데이터 단말 장치(DTE), 주 컴퓨터, 다중화기(MUX), 사설 구내 교환기(PBX) 등의 사용자 장치 및 기기를 공중 통신 사업자의 전송로에 접속하여 이용할 수 있게 하는 장치를 의미한다.

상기 동기를 맞춘 후(S101), 우선 기지국으로부터 송신되는 릴레이 기반의 시스템의 송신 프레임을 수신하여, 제어정보를 획득한다(S102). 상기 제어정보는, 예를 들어 FCH, DL/UL 맵정보 등을 의미한다.

상기 획득한 제어정보를 통해, 무선 자원 공유를 위한 PBS의 사용자 중, 릴레이 스테이션(RS)을 이용하여 데이터를 전송 받고 있는 릴레이 사용자의 유무를 확인한다(S103). 즉, 당해 발명은, 릴레이 기반의 시스템의 전송 프레임의 구조적 특성을 이용함에 일특징이 있다. 한편, 상기 확인 결과를 이용하여, 상기 릴레이 사용자가 존재하는지 여부를 판단한다(S104).

상기 판단 결과(S104), 상기 릴레이 사용자가 존재하지 않는 경우, 릴레이 사용자의 유무의 재확인을 위해, 다음 프레임까지 대기한 후(S105), S103 단계부터 다시 수행한다. 반면, 상기 판단 결과(S104), 상기 릴레이 사용자가 존재하는 경우에는, 이미 획득한 제어정보 중, 특히 해당 릴레이 사용자의 상향링크 및 하향링크의 맵정보(DL/UL 맵정보)를 이용하여, 릴레이 사용자의 상향링크 및 하향링크 버스트(burst) 데이터의 위치를 확인한다(S106).

CR 기지국은, 릴레이 사용자의 하향링크 데이터 전송 중, 첫 번째 홉 동안 릴레이 사용자의 송신신호를 획득한다(S107). 상기 송신신호는, 보다 구체적으로 하향링크 버스트 데이터를 의미할 수 있다. 상기 CR 기지국은, 상기 획득한 릴레이 사용자의 하향링크 버스트 데이터를 기반으로 하여, 상기 CR 기지국이 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 한다(S108). 다만, 상기 CR 기지국 및 CPE는, 릴레이 기반 시스템의 버스트 데이터의 채널 부호화 방식에 입각하여, 복호 및 부호화가 가능하다.

그리고, 상기 CR 기지국은, 릴레이 사용자의 하향링크 데이터 전송 중, 두 번째 홉 동안, 상기 직교 부호화 과정을 거친 데이터를 송신한다(S109). 따라서, 본 발명에 따른 CR 시스템은, 릴레이 기반의 시스템과 동일한 주파수를 사용하지만, 간섭 현상 없이 신호를 전송하는 것이 가능한 효과가 있다.

한편, CPE는, 릴레이 사용자의 상향링크 첫 번째 홉 동안 릴레이 사용자의 상향링크 버스트 데이터를 획득한다(S110). 물론, 전술한 바와 같이, 상기 버스트 데이터는 일예에 불과하며, 다른 신호로 대체할 수도 있다. 상기 CPE는, 상기 획득한 릴레이 사용자의 상향링크 버스트 데이터를 기반으로 하여, CPE가 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 한다(S111).

그리고, 상기 CPE는, 릴레이 사용자의 상향링크 두 번째 홉 동안, 상기 직교 부호화 과정을 거친 데이터를, 어떤 간섭 현상 없이 송신하는 것이 가능하다(S112). 한편, 상기 과정을 거친 CR 기지국 및 CPE는, 다음 프레임까지 대기한 후(S105), 다음 프레임의 제어정보를, 우선 기지국으로부터 획득하기 위해, S102 단계부터 다시 수행한다.

도 2a는 상기 제1실시예를 구현하기 위한 장치의 일예를 도시한 도면이다. 이하, 도 2b를 참조하여, 하향링크 과정 중, CR 시스템 측에서 릴레이 기반의 시스템의 무선 자원을 공유하는 신호 흐름을 설명하면 다음과 같다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 릴레이 기반의 시스템은, 우선 기지국(201), 릴레이 스테이션(202), 그리고 PMS(203) 등을 포함하여 이루어 지며, CR 시스템 내지는 CR 환경은, CR 기지국(204), CPE(205) 등을 포함하여 이루어 진다.

상기 우선 기지국(201)으로부터 릴레이 스테이션(202)으로 전송되는 첫 번째 홉 동안, 상기 우선 기지국(201)으로부터 상기 CR 기지국(204)에 이르는 무선 채널을 통하여, 상기 CR 기지국(204)은 상기 릴레이 기반의 시스템의 프레임을 수신 한다. 상기 CR 기지국(204)은, 상기 수신한 프레임에서 제어정보를 획득하여, 릴레이 사용자의 유무를 확인한다. 그리고, 상기 확인 결과, 릴레이 사용자가 존재하는 경우, 프레임의 DL/UL 맵정보를 이용하여, 상기 릴레이 사용자의 하향링크 버스트 데이터 및 상향링크 버스트 데이터의 위치를 확인한다.

상기 CR 기지국(204)은, 상기 릴레이 사용자의 하향링크 버스트 데이터 전송 의 첫 번째 홉 동안, 상기 릴레이 사용자의 하향링크 버스트 데이터를 획득한다. 상기 CR 기지국(204)은, 상기 획득한 릴레이 사용자의 하향링크 버스트 데이터를 기반으로, 상기 CR 기지국(204)으로부터 상기 CPE(205)로 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 한다.

그리고, 상기 릴레이 사용자의 하향링크 버스트 데이터가 상기 릴레이 스테이션(202)으로부터 상기 PMS(203)로 이어지는 무선 채널을 통해 전송되는 두 번째 홉 동안, 상기 CR 기지국(204)은, 상기 직교 부호화된 데이터를, 상기 CR 기지국(204)으로부터 상기 CPE(205)에 이르는 무선 채널을 통해 전송 한다.

도 2b는 상기 제1실시예를 구현하기 위한 장치의 다른 일예를 도시한 도면이다. 이하, 도 2b를 참조하여, 상향링크 과정 중, CR 시스템 측에서 릴레이 기반의 시스템의 무선 자원을 공유하는 신호 흐름을 설명하면 다음과 같다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 릴레이 사용자의 상향링크 버스트 데이터가 상기 PMS(203)로부터 상기 릴레이 스테이션(202)에 이르는 무선 채널을 통해 전송되는 첫 번째 홉 동안, 상기 CPE(205)는, 릴레이 사용자의 상향링크 버스트 데이터를 획득한다. 상기 CPE(205)는, 상기 획득한 릴레이 사용자의 상향링크 버스트 데이터를 기반으로, 상기 CPE(205)로부터 상기 CR 기지국(204)으로 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 한다.

그리고, 상기 릴레이 사용자의 하향링크 버스트 데이터가 상기 릴레이 스테이션(202)으로부터 상기 우선 기지국(201)으로 전송되는 두 번째 홉 동안, 상기 CPE(205)는, 상기 직교 부호화된 데이터를, 상기 CPE(205)로부터 상기 CR 기지 국(204)에 이르는 무선 채널을 통해 간섭 없이, 전송한다.

도 3은 상기 제1실시예를 구현하기 위한 프레임의 구조를 도시한 도면이다. 이하, 도 3을 참조하여, 하향/상향 링크별 프레임에서, 제어 정보 및 데이터 획득 과정과, 직교 부호화를 통한 데이터 전송 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선, 하향링크 에서의 동작을 설명하도록 하겠다.

CR 기지국은, 프레임의 프리엠블(Preamble)(301)을 이용해, 릴레이 기반의 시스템과 동기를 맞춘다. 그 다음, 상기 CR 기지국은, 제어정보(302,303)를 획득하기 위해, LP(308)를 수행한다. 상기 LP 수행 결과(308), 제어정보를 획득한 상기 CR 기지국은, 상기 획득한 제어정보를 통해 릴레이 사용자의 유무를 확인한다.

상기 확인 결과, 릴레이 사용자가 존재하는 경우, 상기 CR 기지국은, 릴레이 사용자의 DL/UL 맵정보(303)를 이용하여, 릴레이 사용자의 하향/상향링크 별 버스트 데이터 위치를 확인한다. 상기 CR 기지국은, 상기 릴레이 사용자의 하향링크 버스트 데이터(304) 획득을 위하여, 릴레이 사용자의 첫 번째 홉 동안 LP(309)를 수행한다. 상기 CR 기지국은, 상기 획득한 릴레이 사용자의 하향링크 버스트 데이터를 기반으로, 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 한다. 그리고, 상기 CR 기지국은, 상기 릴레이 사용자의 두 번째 홉 동안, 상기 직교 부호화된 데이터를, 상기 릴레이 사용자의 하향링크 버스트 데이터(305)와 간섭 없이 전송하기 위해, CTP(310)를 수행한다.

한편, 상향링크 에서의 동작을 설명하면, 다음과 같다.

CPE는, 릴레이 사용자의 상향링크 버스트 데이터(306) 획득을 위해, 릴레이 사용자의 첫 번째 홉 동안, LP(311)를 수행한다. 상기 LP 수행 결과(311), 상기 릴레이 사용자의 상향링크 버스트 데이터를 획득한 상기 CPE는, 상기 획득한 상향링크 버스트 데이터를 기반으로, 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 한다. 그리고, 상기 CPE는, 상기 릴레이 사용자의 두 번째 홉 동안, 상기 직교 부호화된 데이터를, 상기 릴레이 사용자의 상향링크 버스트 데이터(307)와 간섭 없이 전송하기 위해, CTP(312)를 수행한다.

도 7a는 상기 제1실시예를 구현하는 CR 환경내 기지국의 구성을 도시한 도면(블록도)이다. 이하, 도 7a를 참조하여, 상기 제1실시예에 따른 CR 기지국의 구성을 설명하면 다음과 같다. 다만, 당업자인 경우에는, 전술한 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 장치를 용이하게 설계할 수 있는 바, 도 7a에 대하여, 핵심 모듈 위주로 설명하도록 하겠다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 CR 환경의 통신 장치(700)는, 청취부(701), 수신부(702), 인코딩부(703), 그리고 전송부(704) 등을 포함하여 이루어 지며, 상기 CR 환경의 통신 장치(700)는, 예를 들어 CR 기지국, CPE 등이 될 수 있다.

상기 청취부(701)는, 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임의 FCH 정보 및 DL/UL 맵정보를 엿듣는다(listening). 상기 수신부(702)는, 상기 FCH 정보 및 DL/UL 맵정보를 이용하여, 상기 릴레이 기반 시스템의 송신 신호를 획득한다. 상기 인코딩부(703)는, 상기 획득한 송신 신호를 기반으로, 상기 CR 환경에서 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 한다. 그리고, 상기 전송부(704)는, 상기 릴레이 기반 시스템과 동일한 채널을 통해, 상기 직교 부호화된 데이터를 전송한다.

따라서, 제1실시예에 따르면, CR 시스템이 주파수 대역 사용에 우선권이 있는 릴레이 기반 시스템의 제어정보 및 데이터를 오류 없이 획득하여, 상기 CR 시스템 측에서 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 방법을 통해 전송할 수 있는 바, 상기 CR 시스템이 상기 릴레이 기반 시스템의 무선 자원을 용이하게 공유할 수 있는 장점이 있다.

도 4는 본 발명에 따른 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법의 제2실시예를 도시한 도면(플로우 차트)이다. 이하, 도 2를 참조하여, 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법의 제2실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 우선, CR 기지국은, 릴레이 기반의 시스템과의 무선 자원 공유를 위한 데이터 전송을 위해, 동기를 맞춘다(S401). 그 다음, 우선 기지국으로부터 송신되는 릴레이 기반 시스템의 송신 프레임을 수신하여, 제어정보를 획득한다(S402). 상기 CR 기지국은, 획득한 제어정보를 통해, 무선 자원 공유를 위한 우선 기지국의 사용자 중, 릴레이 스테이션을 이용하여 데이터를 전송 받고 있는 릴레이 사용자의 유무를 확인한다(S403). 상기 확인 결과를 이용하여, 릴레이 사용자가 존재하는지 여부를 판단한다(S404).

상기 판단 결과(S404), 릴레이 사용자가 존재하지 않는 경우, 릴레이 사용자의 유무의 재확인을 위해, 다음 프레임까지 대기한 후(S410), S402 단계부터 수행한다. 반면, 상기 판단 결과(S404), 릴레이 사용자가 존재하는 경우에는, 릴레이 사용자를 선정한다(S405). 상기 우선 기지국의 하향링크 과정동안 대기한 후, 상 향링크에서 선정된 릴레이 사용자의 채널상태정보(Channel Status Information ; CSI)를 획득한다(S406). 상기 CR 기지국은, 획득한 채널상태정보를 이용하여, 허용 가능한 간섭만을 야기시키는 CR 시스템의 송신 전력 및 CR 시스템의 셀 반경을 계산한다(S407).

상기 CR 기지국은, 계산된 셀 반경을 기반으로, 셀 반경 내에 위치한 CPE의 존재 여부를 판단한다(S408). 상기 판단 결과(S408), 상기 계산된 셀 반경 내에 위치한 CPE가 존재하지 않을 경우, 상기 CR 기지국은, 다른 릴레이 사용자를 선정하기 위해, 다음 프레임까지 대기한 후(S410), S402 단계부터 수행한다. 반면, 상기 판단 결과(S408), 상기 계산된 셀 반경 내에 위치한 CPE가 존재할 경우, 통신하고자 하는 CPE를 선정한다(S409).

상기 CR 기지국은, 데이터 전송을 위해, 다음 프레임까지 대기한 후(S411), 프레임의 제어정보를 획득한다(S412). 상기 CR 기지국은, 상기 획득한 제어정보를 이용하여, 이전 프레임에서 선정된 릴레이 사용자가 현재 프레임에서도, 릴레이 기반 시스템 내에서 데이터 전송을 하고 있는지 여부를 판단한다(S413). 상기 판단 결과(S413), 이전 프레임에서 선정된 릴레이 사용자가 현재 프레임에서는 데이터 전송을 하고 있지 않은 경우, 상기 CR 기지국은, 다른 릴레이 사용자를 선정하기 위해, 다음 프레임까지 대기한 후(S410), 다시 S402 단계부터 수행한다. 반면, 상기 판단 결과(S413), 이전 프레임에서 선정된 릴레이 사용자가 현재 프레임에서도 데이터 전송을 하고 있는 경우, 상기 CR 기지국은, 릴레이 사용자의 하향링크 두 번째 홉 동안, 허용된 간섭만을 야기하는 송신전력으로, 상기 CPE 측으로 데이터를 전송한다(S414).

한편, 상기 CPE는, 릴레이 사용자의 상향링크 첫 번째 홉 동안, 허용된 간섭만을 야기하는 송신전력으로, 상기 CR 기지국 측으로 데이터를 전송한다(S415). 상기 CR 기지국은, 릴레이 사용자의 상향링크 두 번째 홉 동안, 릴레이 스테이션으로부터 선정된 릴레이 사용자의 새로운 채널상태정보를 획득한다(S416). 상기 CR 기지국은, 새로 획득한 릴레이 사용자의 채널상태정보를, 최초 획득한 릴레이 사용자의 채널상태정보와 비교하여, 채널상태가 더 악화되었는지 여부를 판단한다(S417). 상기 판단 결과(S417), 채널상태가 더 악화된 경우, 새로 획득한 채널상태정보를 기반으로, 허용 가능한 간섭만을 야기하는 CR 시스템의 송신전력 및 CR 시스템의 셀 반경을 다시 계산한다(S407). 반면, 상기 판단 결과(S417), 채널 상태의 변화가 없거나, 상대적으로 더 좋아진 경우에는, 상기 CR 기지국은, 다음 프레임까지 대기한 후(S411), S412 단계부터 수행한다.

도 5a는 상기 제2실시예를 구현하기 위한 장치의 일예를 도시한 도면이다. 이하, 도 5a를 참조하여, 하향링크 과정 중, CR 시스템 측에서 릴레이 기반의 시스템의 무선 자원을 공유하는 신호 흐름을 설명하면 다음과 같다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 릴레이 기반의 시스템은, 우선 기지국(501), 릴레이 스테이션(502), 그리고 PMS(503) 등을 포함하여 이루어 지며, CR 시스템 내지는 CR 환경은, CR 기지국(504), CPE(505,506) 등을 포함하여 이루어 진다.

CR 시스템의 무선 자원 공유를 통한 데이터 전송을 위하여, 우선 기지국(501)으로부터 릴레이 스테이션(502)으로, 상기 우선 기지국(501)의 데이터가 전 송되는 첫 번째 홉 동안, 상기 우선 기지국(501)으로부터 상기 CR 기지국(504)에 이르는 무선 채널을 통해, 상기 CR 기지국(504)은, 상기 우선 기지국(504)으로부터 릴레이 기반 시스템의 프레임을 수신 한다. 상기 CR 기지국(504)은, 상기 수신한 프레임에서 제어정보를 획득하여, 릴레이 사용자의 유무를 확인한다. 그리고, 상기 CR 기지국(504)은, 상기 프레임의 DL/UL 맵정보를 이용하여, 릴레이 사용자의 상향링크 및 하향링크의 버스트 데이터의 위치 및 채널상태정보의 전송 위치를 확인한다. 참고적으로, 릴레이 기반 시스템의 사용자는, 릴레이와 릴레이 사용자의 채널 상태 정보를, 릴레이 스테이션(502)을 경유하여, 우선 기지국(501) 측으로 전송할 수 있다. 그리고, 릴레이 기반 시스템에서 인접 셀 간 간섭을 배제하기 위하여, CR 시스템의 최대 셀 반경은, 릴레이 기반 시스템의 셀 반경을 넘지 않을 필요가 있다.

한편, 상기 CR 기지국(504)은, 릴레이 사용자의 상향링크 두 번째 홉 동안, 릴레이 사용자의 채널 상태 정보를, 상기 릴레이 스테이션(502)으로부터 상기 CR 기지국(504)에 이르는 무선 채널을 통해 수신 한다. 상기 CR 기지국(504)은, 수신한 릴레이 사용자의 채널상태정보를 이용하여, 릴레이 기반 시스템에 대하여 허용 가능한 간섭만을 야기하는 CR 시스템의 송신 전력 및 CR 시스템의 셀 반경을 계산한다. 상기 계산 결과에 따라, 상기 계산된 셀 반경 내에 위치한 CPE(505)를 선정하고, 다음 프레임까지 대기한다. 상기 CR 기지국(504)은, 다음 프레임의 제어정보를 획득하여, 기선정되었던 릴레이 사용자가 현재에도 데이터 전송을 하고 있는지 여부를 확인한다. 그리고, 상기 확인 결과, 기선정되었던 릴레이 사용자가 현 재에도 데이터 전송을 하고 있는 경우, 상기 CR 기지국(504)은, 릴레이 사용자의 두 번째 홉 동안, 허용 가능한 간섭만을 야기하는 송신전력으로, 상기 CR 기지국(504)으로부터 상기 CPE(505)에 이르는 무선 채널을 통해, 상기 CPE(505) 측에 데이터를 전송한다.

도 5b는 상기 제2실시예를 구현하기 위한 장치의 다른 일예를 도시한 도면이다. 이하, 도 5b를 참조하여, 상향링크 과정 중, CR 시스템 측에서 릴레이 기반의 시스템의 무선 자원을 공유하는 신호 흐름을 설명하면 다음과 같다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 전술한 도 5a에서 선정된 CPE(505)는, 릴레이 사용자의 상향링크 첫 번째 홉 동안, 허용 가능한 간섭만을 야기하는 송신 전력으로, 상기 CPE(505)로부터 CR 기지국(504)까지 이르는 무선채널을 통해, 전송하고자 하는 데이터를, 상기 CR 기지국(504) 측에 전송한다.

한편, 상향링크시의 CR 시스템의 데이터 전송을 완료한 CR 기지국(504)은, 릴레이 사용자의 채널상태정보를 새로 획득하여, 최초 획득한 릴레이 사용자의 채널상태정보와 비교한다. 그리고, 상기 비교 결과에 따라, 새로운 릴레이 사용자 선정 여부 및 CPE 사용자 선정 여부를 결정한다. 이에 대해서는, 도 4에서 충분히 설명한 바, 이를 참조할 수 있다.

도 6은 상기 제2실시예를 구현하기 위한 프레임의 구조를 도시한 도면이다. 이하, 도 6을 참조하여, 하향/상향 링크별 프레임에서, 제어 정보 및 데이터 획득 과정과, 직교 부호화를 통한 데이터 전송 과정을 설명하면 다음과 같다.

제2실시예를 구현하기 위해서도, 릴레이 기반 시스템의 프레임 구조를 이용 할 필요가 있다. 특히, 릴레이 사용자의 선정, 허용된 간섭만을 야기하는 CR 시스템의 송신 전력, CR 시스템의 셀 반경, 그리고 상기 셀 반경 내 CPE의 선정 등을 위한, 최초 프레임에서의 제어방법은 다음과 같다.

CR 기지국은, 릴레이 기반 시스템의 프리엠블(Preamble)(601)을 이용하여, 상기 릴레이 기반 시스템과 동기를 맞춘다. 상기 동기를 맞춘 CR 기지국은, FCH 정보(602), DL/UL 맵정보(603) 등의 제어정보를 획득하기 위해, LP(Listening Phase)(609)를 수행한다. 상기 LP 수행 결과(609), 획득한 제어정보를 이용하여, 상기 CR 기지국은 릴레이 사용자의 유무를 확인한다. 상기 확인 결과, 릴레이 사용자가 존재하는 경우, 임의의 릴레이 사용자를 선정한다.

상기 CR 기지국은, 상기 릴레이 사용자의 하향링크 두 번째 홉 동안, 릴레이 스테이션에서 상기 CR 기지국에 이르는 무선 채널을 통해, 상기 선정된 릴레이 사용자의 채널 상태 정보(608) 획득을 위하여, LP(612)를 수행한다. 상기 LP 수행 결과(612), 릴레이 사용자의 채널 상태 정보를 획득한 CR 기지국은, 릴레이 사용자에게 허용 가능한 간섭만을 야기하는 CR 시스템의 송신 전력 및 CR 시스템의 셀 반경을 계산하며, 상기 계산된 CR 시스템의 셀 반경 내에 위치한 CPE를 선정한다. 그리고, 다음 프레임 까지 대기한다.

최초 프레임 이후의 프레임에 대한 본 발명의 제어방법은 다음과 같다. 우선, 상기 선정된 CR 시스템 내 CPE로의 하향링크 데이터 전송 과정을 설명하도록 하겠다. 상기 CR 기지국은, 프레임의 제어정보(602,603)를 획득하고, 획득한 제어정보를 이용하여, 이전 프레임에서 선정한 릴레이 사용자의 데이터 전송 여부를 확 인한다. 상기 CR 기지국은, 이전 프레임에서 선정한 릴레이 사용자가 현재 프레임에서도 데이터를 전송하고 있는 것으로 확인된 경우, 릴레이 사용자의 하향링크 두 번째 홉 동안, 허용된 간섭만을 야기하는 데이터 전송을 위해, CTP(610)를 수행한다.

한편, 상기 선정된 CR 시스템 내 CPE의 상향링크 데이터 전송 과정을 설명하면 다음과 같다. 상기 선정된 CPE는, 릴레이 사용자의 상향링크 첫 번째 홉 동안, 허용된 간섭만을 야기하는 데이터 전송을 위해, CTP(611)를 수행한다.

그리고, 상기 선정된 CR 시스템 내 CPE의 하향/상향링크의 데이터 전송을 완료한 CR 기지국은, 선정된 릴레이 사용자의 새로운 채널 상태 정보(608)를 획득하기 위하여, LP(612)를 수행한다. 상기 CR 기지국은, 새로 획득한 릴레이 사용자의 채널 상태 정보를, 최초 획득한 릴레이 사용자의 채널 상태 정보와 비교하여, 새로운 릴레이 사용자의 선정 여부 및 새로운 CPE의 선정 여부를 결정한다.

도 7b는 상기 제2실시예를 구현하는 CR 환경내 기지국의 구성을 도시한 도면(블록도)이다. 이하, 도 7b를 참조하여, 상기 제2실시예에 따른 CR 기지국의 구성을 설명하면 다음과 같다. 다만, 당업자인 경우에는, 전술한 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 장치를 용이하게 설계할 수 있는 바, 도 7b에 대하여, 핵심 모듈 위주로 설명하도록 하겠다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 CR 환경의 통신 장치(750)는, 청취부(751), 계산부(752), 검출부(753), 그리고 제어부(754) 등을 포함하여 이루어 지며, 상기 CR 환경의 통신 장치(750)는, 예를 들어 CR 기지국, CPE 등이 될 수 있 다.

상기 청취부(751)는, 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임의 FCH 정보 및 채널상태정보를 엿듣는다(listening). 상기 계산부(752)는, 상기 리스닝된 채널상태정보를 이용하여, 허용 가능한 간섭만을 야기하는 CR 환경의 셀 반경 및 송신 전력을 계산한다. 상기 검출부(753)는, 상기 계산된 셀 반경 내에 위치하는 CPE를 검출한다. 그리고, 상기 제어부(754)는, 상기 검출된 CPE와, 상기 계산된 송신 전력으로 통신이 이루어 지도록 제어하는 역할을 담당하며, 상기 제어부(754)로 마이컴(micom), CPU(Central Processing Unit) 등을 사용할 수도 있다.

따라서, 제2실시예에 따르면, CR 시스템이 주파수 대역 사용에 우선권이 있는 릴레이 기반 시스템의 제어정보 및 채널상태정보를 오류 없이 획득하여, 허용 가능한 간섭만을 야기하는 송신전력 범위 내에서, 전력 제어(power control)를 통해, 상기 CR 시스템이 상기 릴레이 기반 시스템의 무선 자원을 용이하게 공유할 수 있는 장점이 있다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 첫 째, CR 환경 에서 사용 가능한 주파수 대역을 검색하기 위해, 넓은 주파수 대역을 검색할 필요 없이, 보다 안정적으로 사용 가능한 무선 자원을 확보할 수 있는 효과가 있다. 물론, CR 환경 뿐만 아니라, 넓은 주파수 대역을 검색하여 무선 자원을 확보해야 하는, 효율성 낮은 다른 기술에도 본 발명을 적용할 수가 있다.

둘 째, 본 발명에 의하면, 소출력 인컴번트 사용자의 등장 여부도 용이하게 확인할 수 있어서, CR 기술에서 가장 문제가 되고 있는 간섭 현상을 완벽하게 회피할 수 있는 효과가 있다.

셋 째, 본 발명에 따른, 릴레이 기반 시스템의 무선 자원 공유 기술이, 에너지 검출을 통한 무선 자원의 감시 절차 대신에, 릴레이 기반의 시스템의 제어정보 등을 획득하는 절차로 이루어 지는 바, 종래 무선 자원 감시를 위한 여러가지 제약 조건들이 해결될 수 있는 효과도 있다.

넷 째, 유선 통신망을 설치하기 어려운 광역의 지역에 설치해야 하는 무선 통신 시스템에서 본 발명을 채택할 경우, 더 큰 효과가 기대된다. 나아가, 본 발명에 의할 경우, 기존의 WMAN(Wireless Metropolitan Area Network)을 확장하여 구현할 수도 있다.

Claims (14)

1. 릴레이 기반 시스템(Relaying System)을 이용한 CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 방법에 있어서,

   상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 DL/UL 맵(DownLink/UpLink map)정보를 리스닝(listening) 하는 단계;

   상기 FCH 정보 및 DL/UL 맵정보를 이용하여, 상기 릴레이 기반 시스템의 송신 신호를 획득하는 단계;

   상기 획득한 송신 신호를 기반으로, 상기 CR 환경에서 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 하는 단계; 및

   상기 릴레이 기반 시스템과 동일한 채널을 통해, 상기 직교 부호화된 데이터를 전송하는 단계

   를 포함하여 이루어 지는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 DL/UL 맵(DownLink/UpLink map)정보를 리스닝(listening) 하는 단계는,

   상기 프레임의 FCH 정보를 이용하여, 릴레이 사용자가 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 및

   상기 판단 결과, 릴레이 사용자가 존재하는 경우, 상기 DL/UL 맵정보를 리스닝 하는 단계

   를 포함하는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 FCH 정보 및 DL/UL 맵정보를 이용하여, 상기 릴레이 기반 시스템의 송신 신호를 획득하는 단계, 그리고 상기 획득한 송신 신호를 기반으로, 상기 CR 환경에서 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 하는 단계는,

   상향링크 또는 하향링크의 첫 번째 홉 동안 이루어 지는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 릴레이 기반 시스템과 동일한 채널을 통해, 상기 직교 부호화된 데이터를 전송하는 단계는,

   상향링크 또는 하향링크의 두 번째 홉 동안 이루어 지는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법.
5. 릴레이 기반 시스템(Relaying System)을 이용한 CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 방법에 있어서,

   상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 채널상태정보(Channel Status Information ; CST)를 리스닝(listening) 하는 단계;

   상기 리스닝된 채널상태정보(CST)를 이용하여, 허용 가능한 간섭만을 야기하는 CR 환경의 셀 반경 및 송신 전력을 계산하는 단계;

   상기 계산된 셀 반경 내에 위치하는 CPE를 검출하는 단계; 및

   상기 CR 환경의 기지국 측은, 상기 검출된 CPE(Customer Premises Equipment ; 고객댁내장치)와, 상기 계산된 송신 전력으로 통신이 이루어 지도록 제어하는 단계

   를 포함하여 이루어 지는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법.
6. 제5 항에 있어서,

   상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 채널상태정보(Channel Status Information ; CST)를 리스닝(listening) 하는 단계는,

   상기 프레임의 FCH 정보를 이용하여, 릴레이 사용자가 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 및

   상기 판단 결과, 릴레이 사용자가 존재하는 경우, 상기 채널상태정보를 리스 닝 하는 단계

   를 포함하는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법.
7. 제5 항에 있어서,

   상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 채널상태정보(Channel Status Information ; CST)를 리스닝(listening) 하는 단계, 상기 리스닝된 채널상태정보(CST)를 이용하여, 허용 가능한 간섭만을 야기하는 CR 환경의 셀 반경 및 송신 전력을 계산하는 단계, 상기 계산된 셀 반경 내에 위치하는 CPE를 검출하는 단계가 상기 릴레이 기반 시스템의 특정 홉 동안 이루어 진 경우,

   상기 CR 환경의 기지국 측은, 상기 검출된 CPE(Customer Premises Equipment ; 고객댁내장치)와, 상기 계산된 송신 전력으로 통신이 이루어 지도록 제어하는 단계는, 상기 특정 홉 다음(next)의 홉 동안 이루어 지는

   릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법.
8. 제6 항에 있어서,

   상기 프레임의 FCH 정보를 이용하여, 릴레이 사용자가 변경되었는지 여부를 판단하는 단계;

   상기 판단 결과, 변경된 경우, 변경전의 릴레이 사용자의 채널상태정보와, 변경후의 릴레이 사용자의 채널상태정보를 비교하는 단계; 및

   상기 비교 결과, 변경후의 릴레이 사용자의 채널상태가, 변경전의 릴레이 사용자의 채널상태와 같거나, 더 좋아진 경우, 허용 가능한 간섭만을 야기하는 CR 환경의 셀 반경 및 송신 전력을 재(再)계산하는 단계

   를 더 포함하는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법.
9. 제8 항에 있어서,

   상기 비교 결과, 변경후의 릴레이 사용자의 채널상태가, 변경전의 릴레이 사용자의 채널상태 보다 더 악화된 경우, 기계산된 CR 환경의 셀 반경 및 송신 전력을 그대로 이용하는 단계

   를 더 포함하는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 방법.
10. 릴레이 기반 시스템(Relaying System)을 이용한 CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 장치에 있어서,

    상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 DL/UL 맵(DownLink/UpLink map)정보를 리스닝(listening) 하는 청취부;

    상기 FCH 정보 및 DL/UL 맵정보를 이용하여, 상기 릴레이 기반 시스템의 송신 신호를 획득하는 수신부;

    상기 획득한 송신 신호를 기반으로, 상기 CR 환경에서 전송하고자 하는 데이터를 직교 부호화 하는 인코딩부; 및

    상기 릴레이 기반 시스템과 동일한 채널을 통해, 상기 직교 부호화된 데이터를 전송하는 전송부

    를 포함하여 이루어 지는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 장치.
11. 제10 항에 있어서,

    상기 청취부는,

    상기 프레임의 FCH 정보를 이용하여, 릴레이 사용자가 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 릴레이 사용자가 존재하는 경우, 상기 DL/UL 맵정보를 리스닝 하는

    릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 장치.
12. 릴레이 기반 시스템(Relaying System)을 이용한 CR(Cognitive Radio) 환경의 통신 장치에 있어서,

    상기 릴레이 기반 시스템에서 전송되는 프레임(frame)의 FCH(Fundamental Channel) 정보 및 채널상태정보(Channel Status Information ; CST)를 리스닝(listening) 하는 청취부;

    상기 리스닝된 채널상태정보(CST)를 이용하여, 허용 가능한 간섭만을 야기하는 CR 환경의 셀 반경 및 송신 전력을 계산하는 계산부;

    상기 계산된 셀 반경 내에 위치하는 CPE를 검출하는 검출부; 및

    상기 검출된 CPE(Customer Premises Equipment ; 고객댁내장치)와, 상기 계산된 송신 전력으로 통신이 이루어 지도록 제어하는 제어부

    를 포함하여 이루어 지는 릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 장치.
13. 제12 항에 있어서,

    상기 청취부는,

    상기 프레임의 FCH 정보를 이용하여, 릴레이 사용자가 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 릴레이 사용자가 존재하는 경우, 상기 채널상태정보를 리스닝 하는

    릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 장치.
14. 제10 항 또는 제12 항에 있어서,

    상기 CR 환경의 통신 장치는,

    CR 환경의 기지국을 포함하는

    릴레이 기반 시스템을 이용한 CR 환경의 통신 장치.

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