KR101493240B1

KR101493240B1 - 스펙트럼 센싱 및 데이터 통신을 수행하는 인지 무선 통신 장치

Info

Publication number: KR101493240B1
Application number: KR20080097055A
Authority: KR
Inventors: 최현호; 장경훈; 황효선
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2015-02-16
Anticipated expiration: 2028-10-02
Also published as: US8275072B2; KR20100037786A; US20100086010A1

Abstract

적어도 두 개의 RF 체인들을 포함하는 인지 무선 통신 장치가 제공된다. 인지 무선 통신 장치는 특성 검출을 수행하기 위해 적어도 두 개의 RF 체인들을 이용하여 데이터 통신이 중단되는 침묵 시간(quiet time)을 가지지 않거나 줄일 수 있다. 하나의 RF 체인이 특성 검출을 수행하는 동안 다른 하나의 RF 체인은 데이터 통신을 수행할 수 있으므로, 인지 무선 통신 장치는 사용자들에 의해 요구되는 서비스 품질(Quality of Service)를 충족시킬 수 있다.

인지 무선, 센싱, 스펙트럼, 주파수, in-band, out-of-band, 에너지 검출, 특성 검출

Description

스펙트럼 센싱 및 데이터 통신을 수행하는 인지 무선 통신 장치{COGNITIVE RADIO COMMUNICATION DEVICE FOR PERFORMING SPECTRUM SENSING AND DATA COMMUNICATION}

본 발명의 실시예들은 세컨더리 시스템이 프라이머리 시스템에 할당된 무선 자원 또는 주파수 자원의 전부 또는 일부를 적절히 사용하기 위한 기술과 관련된 것이다.

한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 기술에 관한 다양한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 그 중 가장 부각되고 있는 기술 중 하나가 인지 무선(Cognitive Radio, CR) 기술이다.

인지 무선 기술을 이용하는 인지 무선 시스템(세컨더리 시스템)은 한정된 주파수 자원을 보다 효율적으로 사용하기 위하여 프라이머리 시스템에 할당된 주파수 자원을 사용한다.

즉, 인지 무선 기술에 따르면, 세컨더리(secondary) 시스템에 속하는 세컨더리 기지국 또는 세컨더리 단말은 프라이머리(primary) 시스템에 할당된 주파수 자원 중 일부 또는 전부를 사용 가능한(available) 주파수 자원으로 인지하고, 인 지된 사용 가능한 주파수 자원을 이용하여 데이터 통신을 수행한다.

다만, 사용 가능한 주파수 자원에 대하여 프라이머리 시스템이 우선 권한을 가지므로, 세컨더리 시스템의 신호와 프라이머리 시스템의 신호가 충돌할 염려가 있는 경우, 세컨더리 기지국 및 세컨더리 단말은 데이터 통신을 중단하거나, 사용 중인 주파수 자원을 변경하여야 한다.

이 때, 세컨더리 기지국 또는 세컨더리 단말은 프라이머리 시스템의 신호가 존재하는지 여부를 판단하기 위하여 수신 신호에 대해 에너지 검출(energy detection) 또는 특성 검출(feature detection)을 수행한다.

본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치는 제1 RF 체인(Radio Frequency Chain) 및 제2 RF 체인을 포함한다. 이 때, 상기 제1 RF 체인은 사용 중인 대역(in-band)에서 데이터 통신을 수행하는 데이터 통신부 및 상기 사용 중인 대역에서 수신 신호에 대한 에너지 검출(energy detection)을 수행하는 에너지 검출기를 포함하고, 상기 제2 RF 체인은 상기 사용 중인 대역(in-band)에서 상기 수신 신호에 대한 특성 검출(feature detection)을 수행하는 특성 검출기를 포함한다.

이 때, 데이터 통신부는 상기 특성 검출기가 상기 특성 검출을 수행하는지 여부에 대해 독립적으로 상기 데이터 통신을 수행할 수 있다. 그리고, 상기 데이터 통신부의 전송 신호와 관련된 정보는 상기 특성 검출기로 제공되는 경우, 상기 특성 검출기는 상기 전송 신호와 관련된 정보를 기초로 상기 수신 신호에 포함된 상기 전송 신호를 추출하여 상기 수신 신호에 대한 상기 특성 검출을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치에서, 상기 제2 RF 체인은 백업 채널(backup channel)을 확보하기 위하여 비사용 중인 대역(out-of-band)에서 상기 수신 신호에 대한 상기 에너지 검출을 수행하는 백업 채널 에너지 검출기를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치는 상기 특성 검출기 의 검출 결과에 따라 상기 사용 중인 대역 또는 미리 확보된 채널에 대해 스케쥴링을 수행하는 맥(MAC) 처리기 및 상기 제1 RF 체인 및 상기 제2 RF 체인을 물리적으로 격리시키기 위한 격리 모듈을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치는 사용 중인 대역(in-band)에서 데이터 통신을 수행하는 데이터 통신부를 포함하는 제1 RF 체인(Radio Frequency Chain) 및 상기 사용 중인 대역에서 수신 신호에 대한 에너지 검출(energy detection)을 수행하는 에너지 검출기와 상기 에너지 검출 결과에 따라 상기 사용 중인 대역(in-band)에서 상기 수신 신호에 대한 특성 검출(feature detection)을 수행하는 특성 검출기를 포함하는 제2 RF 체인을 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치는 데이터 통신을 수행하는 제1 RF 체인과 수신 신호에 대한 특성 검출을 수행하는 제2 RF 체인을 독립적으로 구비함으로써, 특성 검출을 수행하는 동안에도 데이터 통신을 연속적으로 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치는 특성 검출이 수행되고 있는지 여부에 대해 독립적으로 데이터 통신을 연속적으로 수행함으로써, 요구되는 침묵 시간(quiet time)을 줄이거나 없앨 수 있고, 높은 수준의 사용자의 QoS를 지원할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치는 격리 모듈을 구비함으로써, 제1 RF 체인 및 제2 RF 체인 사이에서 발생하는 간섭을 최소화함으로써, 보다 정확하게 수신 신호에 대한 에너지 검출 또는 특성 검출을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치는 제1 RF 체인의 전송 신호와 관련된 정보를 제2 RF 체인에게 제공함으로써, 제2 RF 체인은 정확하게 에너지 검출 또는 특성 검출을 수행할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 프라이머리 시스템 및 세컨더리 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 세컨더리 시스템(110)은 세컨더리 기지국(111) 및 세컨더리 단말(112)을 포함하며, 프라이머리 시스템(120)은 프라이머리 기지국(121) 및 프라이머리 단말(122)을 포함한다.

세컨더리 시스템(110)은 프라이머리 시스템(120)에 할당된 주파수 자원 중 일부 또는 전부를 인지 무선 기술을 이용하여 사용 가능한 주파수 자원으로 인지할 수 있다. 그리고, 세컨더리 시스템(110)에 속하는 세컨더리 기지국(111) 및 세컨더리 단말(112)은 인지된 사용 가능한 주파수 자원을 이용하여 서로 데이터를 송/수신할 수 있다. 여기서, 속하는 세컨더리 기지국(111) 및 세컨더리 단말(112)과 같은 세컨더리 시스템(110)에 속하는 모든 통신 장치들을 '인지 무선 통신 장치'로 부르기로 한다.

이 때, 프라이머리 시스템(120)과 세컨더리 시스템(110)이 동일한 주파수 자원을 사용하는 경우, 프라이머리 시스템(120)과 세컨더리 시스템(110) 사이에서 충돌이 발생할 수 있다. 그러나, 프라이머리 시스템(120)이 세컨더리 시스템(110)보다 프라이머리 시스템(120)에 할당된 주파수 자원에 대하여 우선 권한을 갖는다.

따라서, 세컨더리 시스템(110)은 프라이머리 시스템(120)의 통신 동작을 방해하지 않는다는 제한을 가지고 프라이머리 시스템(120)에 할당된 주파수 자원 중 일부 또는 전부를 사용할 수 있다. 결국, 세컨더리 기지국(111) 및 세컨더리 단말(112)은 프라이머리 시스템(120)의 신호를 센싱하고, 센싱 결과를 기초로 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프라이머리 시스템(120)의 신호가 존재하지 않거나, 세컨더리 기지국(111) 및 세컨더리 단말(112)의 데이터 통신으로 인해 프라이머리 시스템(120)에서 발생하는 간섭이 특정 수준 이하인 경우, 세컨더리 기지국(111) 및 세컨더리 단말(112)은 프라이머리 시스템(120)에 할당된 주파수 자원 중 일부 또는 전부를 사용할 수 있다.

세컨더리 기지국(111) 또는 세컨더리 단말(112)은 프라이머리 시스템(120)의 신호가 존재하는지 여부를 판단하기 위하여 사용 중인 대역(in-band)에서 일차적으로 세컨더리 기지국(111) 또는 세컨더리 단말(112) 각각의 수신 신호를 기초로 고속(fast) 센싱을 수행한다. 즉, 세컨더리 기지국(111) 또는 세컨더리 단말(112)은 수신 신호의 에너지와 미리 결정된 기준값을 비교하여 프라이머리 시스템(120)의 신호가 존재하는지를 판단한다. 이러한 '고속 센싱'을 '에너지 검출'이라고 부르기로 한다.

수신 신호의 에너지가 미리 결정된 기준값보다 작은 경우, 세컨더리 기지 국(111) 또는 세컨더리 단말(112)은 사용 중인 대역(in-band)에서 프라이머리 시스템(120)의 신호가 존재하지 않는 것으로 판단한다. 이러한 경우, 세컨더리 기지국(111) 또는 세컨더리 단말(112)은 데이터 통신을 계속적으로 수행할 수 있다.

반대로, 수신 신호의 에너지가 미리 결정된 기준값보다 크거나 같은 경우, 세컨더리 기지국(111) 또는 세컨더리 단말(112)은 수신 신호에 대해 사용 중인 대역에서 파인 센싱(fine sensing)을 수행한다. 즉, 세컨더리 기지국(111) 또는 세컨더리 단말(112)은 수신 신호를 정밀하게 분석하여 수신 신호가 프라이머리 시스템(120)의 신호를 포함하고 있는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 세컨더리 기지국(111) 또는 세컨더리 단말(112)은 Matched filter를 이용하여 파인 센싱을 수행할 수 있다. 이러한 '파인 센싱'을 '특성 검출(feature detection)'이라고 부르기로 한다.

그리고, 세컨더리 기지국(111) 또는 세컨더리 단말(112)은 특성 검출 결과에 따라 사용 중인 대역(in-band)을 계속적으로 사용할 지 여부 또는 데이터 통신을 계속적으로 수행할 지 여부 등을 결정한다.

다만, 일반적으로, 세컨더리 기지국(111) 또는 세컨더리 단말(112)은 수신 신호에 대해 특성 검출을 수행하기 위하여 일시적으로 데이터 통신을 중단할 수 있다. 즉, 특성 검출은 정밀하게 이루어져야 하기 때문에, 세컨더리 기지국(111) 또는 세컨더리 단말(112)은 데이터 통신을 중단한 채, 특성 검출을 수행해야 한다. 특성 검출을 수행하기 위하여 데이터 통신이 중단되는 시간을 침묵 시간(quiet time)이라고 부르며, 이러한 침묵 시간은 높은 수준의 서비스 품질(Qos)을 요구하 는 사용자를 적절히 지원할 수 없는 원인이 되기도 한다.

아래에서 상세히 설명하겠지만, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치는 특성 검출을 수행하기 위하여 요구되는 침묵 시간을 줄이거나, 없앰으로써, 높은 수준의 서비스 품질(Qos)을 갖는 서비스를 제공할 수 있다.

도 2는 사용 중인 대역(in-band)에서 센싱을 수행하고, 데이터 통신을 수행하는 제1 RF 체인과 비사용 중인 대역(out-of-band)에서 센싱을 수행하는 제2 RF 체인을 포함하는 인지 무선 통신 장치를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 인지 무선 통신 장치(200)는 제1 RF 체인(230) 및 제2 RF 체인(240)을 포함한다. 제1 RF 체인(230)은 사용 중인 대역에서 데이터 통신을 수행하고, 사용 중인 대역에서 프라이머리 시스템의 신호를 센싱한다. 또한, 제2 RF 체인(240)은 백업 채널(백업 주파수 자원)을 확보하기 위하여 비사용 중인 대역(out-of-band)에서 프라이머리 시스템의 신호를 센싱한다. 따라서, 사용 중인 대역에서 프라이머리 시스템의 신호가 센싱되는 경우, 사용 중인 대역은 확보된 백업 채널로 변경될 수 있다.

또한, MAC 처리기(220)는 제1 RF 체인(230) 및 제2 RF 체인(230)에서 수행되는 여러 동작들에 대한 제어, 자원 관리 또는 스케쥴링을 수행하고, MAC 처리기(220)는 상위 계층(upper layer) 처리기(210)와 다양한 메시지들을 송/수신한다.

제1 RF 체인(230)은 데이터 통신을 수행하는 동안, 사용 중인 대역에서 주기적 또는 비주기적으로 수신 신호에 대해 에너지 검출을 수행한다. 만약, 수신 신호의 에너지가 미리 정해진 기준 레벨(임계값)보다 높은 경우, 제1 RF 체인(230) 은 데이터 통신을 중단하고, 수신 신호에 대해 특성 검출을 수행한다. 이 때, 제1 RF 체인(230)이 특성 검출을 수행하기 위해 데이터 통신을 중단하는 시간인 침묵 시간으로 인해 서비스 품질이 떨어질 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 사용 중인 대역에서 고속(fast) 센싱을 수행하고, 데이터 통신을 수행하는 제1 RF 체인과 사용 중인 대역에서 파인(fine) 센싱을 수행하고, 비사용 중인 대역에서 센싱을 수행하는 제2 RF 체인을 포함하는 인지 무선 통신 장치를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치(300)는 상위 계층 처리기(310), MAC 처리기(320), 제1 RF 체인(330) 및 제2 RF 체인(340)을 포함한다.

제1 RF 체인(330)은 데이터 통신을 수행하고, 사용 중인 대역에서 고속 센싱(에너지 검출)을 수행한다. 즉, 제1 RF 체인(330)은 데이터 통신을 수행하는 동안, 사용 중인 대역에서 주기적 또는 비주기적으로 수신 신호에 대해 에너지 검출을 수행한다. 이 때, 수신 신호의 에너지가 기준 레벨보다 높은 경우에도, 제1 RF 체인(330)은 파인 센싱(특성 검출)을 수행하기 위해 데이터 통신을 중단하지 않을 수 있다.

즉, 제2 RF 체인(340)은 제1 RF 체인(330)을 대신하여 사용 중인 대역에서 수신 신호에 대해 특성 검출을 수행할 수 있다. 그리고, 제2 RF 체인(340)은 특성 검출 결과를 MAC 처리기(320) 또는 상위 계층 처리기(310)를 통해 제1 RF 체인(330)으로 제공한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치(300)는 격리 모듈(350)을 더 포함한다. 즉, 제1 RF 체인(330) 및 제2 RF 체인(340) 사이에는 간섭이 발생하며, 이러한 간섭은 제2 RF 체인(340)이 정밀하게 특성 검출을 수행하는 데에 방해가 될 수 있다. 특히, 제1 RF 체인(330)의 전송 신호는 제2 RF 체인(340)에서 간섭으로 작용할 수 있다.

이 때, 격리 모듈(350)은 제1 RF 체인(330) 및 제2 RF 체인(340)을 서로 물리적으로 격리함으로써, 제2 RF 체인(340)은 보다 정밀하게 특성 검출을 수행할 수 있다. 또한, 제1 RF 체인(330)은 제2 RF 체인(340)이 특성 검출을 수행하는지 여부에 대해 독립적으로 데이터 통신을 수행할 수 있다.

또한, 제2 RF 체인(340)은 사용 중인 대역에서 특성 검출을 수행하지 않는 경우, 백업 채널을 확보하기 위하여 비사용 중인 대역에서 프라이머리 시스템의 신호를 센싱할 수 있다. 이 때, 사용 중인 대역에서 프라이머리 시스템의 신호가 특성 검출을 통해 검출되는 경우, 사용 중인 대역은 확보된 백업 채널로 변경될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치를 보다 상세하게 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치의 제1 RF 체인(410)은 에너지 검출기(411) 및 데이터 통신부(412)를 포함하고, 제2 RF 체인(420)은 특성 검출기(421) 및 백업 채널 에너지 검출기(422)를 포함한다.

데이터 통신부(412)는 프라이머리 시스템에 할당된 주파수 대역의 일부 또 는 전부를 이용하여 데이터 통신을 수행한다. 여기서, 데이터 통신부(412)에 의해 생성되고, 안테나(450)를 통해 전송되는 전송 신호를 s(t)라고 한다. 이 때, 격리 모듈(440)가 존재함에도 불구하고, s(t)는 제2 RF 체인(420)의 안테나(460)을 통해 수신될 수 있다.

이 때, 데이터 통신부(412)에 의해 사용되는 '사용 중인 대역'에 대해서는 프라이머리 시스템이 우선 권한을 가지므로, 인지 무선 통신 장치는 프라이머리 시스템의 신호를 센싱해야 한다.

이 때, 에너지 검출기(411)는 사용 중인 대역에서 안테나(450)를 통해 수신된 수신 신호(r(t))에 대한 에너지 검출을 수행한다. 에너지 검출기(411)는 미리 설정된 임계값과 수신 신호(r(t))의 에너지를 비교함으로써, 수신 신호(r(t))에 대한 에너지 검출을 수행할 수 있다. 여기서, 아래에서 상세히 설명하겠지만, 임계값은 프라이머리 시스템에서 간섭이 발생할 확률에 따라 적절히 조절될 수 있다.

또한, 에너지 검출기(411)의 에너지 검출 결과는 MAC 처리기(430)로 제공된다. 즉, 수신 신호(r(t))의 에너지가 미리 설정된 임계값보다 큰 경우, 특성 검출기(421)는 제2 RF 체인(420)의 안테나(460)를 통해 수신된 수신 신호(x(t) 또는 x(t)+s(t))에 대해 사용 중인 대역에서 특성 검출을 수행한다. 여기서, x(t)는 미지(unknown)의 신호로서 특성 검출의 대상이 되는 신호이다.

안테나(450)로부터 s(t)가 전송되는 경우, 안테나(460)의 수신 신호는 x(t)+s(t)이다. 이 때, 전송 신호 s(t)에 대한 정보는 제2 RF 체인(420)으로 제공된다. 그리고, 안테나(450)의 수신 신호 r(t)의 에너지가 미리 설정된 임계값보다 크고, 안테나(450)로부터 s(t)가 전송되는 경우, MAC 처리기(430)는 안테나(460)의 수신 신호 x(t)+s(t)가 덧셈기(423)로 제공되도록 제어한다. 이 때, 덧셈기(423)는 x(t)+s(t)로부터 s(t)를 차감하여 x(t)를 특성 검출기(421)로 제공한다.

또한, 안테나(450)의 수신 신호 r(t)의 에너지가 미리 설정된 임계값보다 크고, 안테나(450)로부터 s(t)가 전송되지 않는 경우, 안테나(460)의 수신 신호는 x(t)이다. 이 때, MAC 처리기(430)는 안테나(460)의 수신 신호는 x(t)가 직접 특성 검출기(421)로 제공되도록 제어한다.

결국, 특성 검출기(421)에는 미지(unknown)의 신호인 x(t)가 제공된다. 이 때, 특성 검출기(421)는 matched filter 등을 이용하여 사용 중인 대역에서 x(t)가 프라이머리 시스템의 신호를 포함하는지 여부를 판단한다. 그리고, 특성 검출기(421)의 검출 결과는 MAC 처리기(430)로 제공되며, MAC 처리기(430)는 사용 중인 대역을 계속적으로 사용할지 또는 사용 중인 대역을 백업 채널로 변경할지 여부를 결정한다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치는 특성 검출을 수행하는 RF 체인과 데이터 통신을 수행하는 RF 체인을 별도로 구비함으로써, 요구되는 침묵 시간을 줄이거나 없앨 수 있다.

또한, 백업 채널 에너지 검출기(422)는 백업 채널을 확보하기 위하여 비사용 중인 대역에서 수신 신호에 대해 에너지 검출을 수행한다. 특히, 안테나(450)의 수신 신호 r(t)의 에너지가 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우, 백업 채널 에너지 검출기(422)는 비사용 중인 대역에서 x(t) 또는 x(t)+s(t)에 대해 에너 지 검출을 수행한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 데이터 통신을 수행하는 제1 RF 체인과 사용 중인 대역 및 비사용 중인 대역에서 센싱을 수행하는 제2 RF 체인을 포함하는 인지 무선 통신 장치를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 제1 RF 체인(510)은 데이터 통신부(511)를 포함하고, 제2 RF 체인(520)은 특성 검출기(521), 에너지 검출기(522) 및 백업 채널 에너지 검출기(523)을 포함한다.

도 4에 도시된 인지 무선 통신 장치와 달리, 도 5에 도시된 인지 무선 통신 장치의 제2 RF 체인(520)은 사용 중인 대역 및 비사용 중인 대역 모두에서 센싱을 수행할 수 있다.

데이터 통신부(511)에 의해 생성된 전송 신호 s(t)가 안테나(550)을 통해 전송되는 경우, 격리 모듈(540)이 존재함에도 불구하고, 안테나(560)의 수신 신호는 x(t)+s(t)로 나타낼 수 있다. 이 때, 에너지 검출기(522)는 사용 중인 대역에서 안테나(560)의 수신 신호 x(t)+s(t)에 대해 에너지 검출을 수행한다. 그리고, 수신 신호 x(t)+s(t)의 에너지가 임계값보다 큰 경우, 특성 검출기(521)는 사용 중인 대역에서 수신 신호 x(t)+s(t)에 대해 특성 검출을 수행한다.

다만, 사용 중인 대역에서 수신 신호 x(t)+s(t)의 에너지가 임계값보다 작거나 같은 경우, 백업 채널 에너지 검출기(523)는 백업 채널을 확보하기 위하여 비사용 중인 대역에서 수신 신호 x(t)+s(t)에 대해 에너지 검출을 수행한다.

또한, MAC 처리기(530)는 특성 검출기(521)의 검출 결과에 따라 확보된 백 업 채널 또는 사용 중인 대역에 대해 스케쥴링을 수행한다.

도 6은 도 3에 도시된 제1 RF 체인(330)의 동작을 나타낸 동작 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 제1 RF 체인은 수신 신호에 대해 에너지 검출을 수행하기 위한 임계값을 설정한다(S610). 이 때, 임계값은 프라이머리 시스템에서 간섭이 발생할 확률에 따라 조절될 수 있다.

여기서, 하나의 RF 체인이 데이터 통신과 특성 검출을 동시에 수행함으로써 침묵 시간이 요구되는 경우, 프라이머리 시스템에서 간섭이 발생할 확률을 P_MD라고 가정한다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 따라 제1 RF 체인이 데이터 통신을 수행하고, 제2 RF 체인이 특성 검출을 수행하여 침묵 시간이 요구되지 않는 경우, 프라이머리 시스템에서 간섭이 발생할 확률을 P'_MD+1/n이라고 가정한다. 여기서, 1/n은 센싱 과정을 n번 수행하는 동안, 프라이머리 시스템의 신호가 나타나는 확률이다.

이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 통신 장치가 더 좋은 성능을 달성하기 위해서 하기 수학식 1의 조건을 만족하도록 임계값

이 결정될 수 있다.

또한, 제1 RF 체인은 데이터 통신을 시작한다(S620). 이 때, 제1 RF 체인의 전송 신호와 관련된 정보는 제2 RF 체인으로 제공된다.

또한, 제1 RF 체인은 데이터 통신을 수행하는 동안, 결정된 임계값을 이용하여 사용 중인 밴드에서 에너지 검출을 수행한다(S630). 즉, 제1 RF 체인은 수신 신호의 에너지가 결정된 임계값보다 큰 지 여부를 판단한다(S640).

이 때, 또한, 제1 RF 체인은 수신 신호의 에너지가 임계값보다 작거나 같은 경우, 단계 S620 내지 단계 S640이 순차적으로 수행된다.

또한, 제1 RF 체인은 수신 신호의 에너지가 임계값보다 큰 경우, 제2 RF 체인으로 수신 신호의 에너지가 임계값보다 크다는 사실을 알린다. 이 때, 제2 RF 체인은 수신 신호에 대해 특성 검출을 수행하고, 특성 검출 결과를 제1 RF 체인으로 제공한다. 이 때, 제1 RF 체인은 특성 검출 결과를 파악한다(S650).

또한, 제1 RF 체인은 특성 검출 결과를 기초로 수신 신호가 프라이머리 시스템의 신호가 존재하는지 여부를 파악한다(S660). 수신 신호가 프라이머리 시스템의 신호가 존재하지 않는 경우, 단계 S620 내지 단계 S650이 순차적으로 수행된다.

반대로, 수신 신호가 프라이머리 시스템의 신호가 존재하는 경우, MAC 처리기는 사용 중인 대역을 변경할 것을 명령할 수 있으며, 제1 RF 체인은 이러한 명령에 응답하여 사용 중인 대역을 변경한다(S670).

도 7은 도 3에 도시된 제2 RF 체인(340)의 동작을 나타낸 동작 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 제2 RF 체인은 제1 RF 체인으로부터 사용 중인 대역에서 의 에너지 검출 결과를 수신한다(S710). 그리고, 제2 RF 체인은 에너지 검출 결과를 기초로 수신 신호의 에너지가 임계값보다 큰 지 여부를 판단한다(S720).

만약, 사용 중인 대역에서 수신 신호의 에너지가 임계값보다 크다면, 제2 RF 체인은 사용 중인 대역에서 특성 검출을 수행한다(S730). 이 때, 제2 RF 체인은 제1 RF 체인의 전송 신호를 파악함으로써, 보다 정확하게 특성 검출을 수행할 수 있다. 그리고, 제2 RF 체인은 특성 검출 결과를 제1 RF 체인으로 제공한다(S740).

또한, 사용 중인 대역에서 수신 신호의 에너지가 임계값보다 작거나 같은 경우, 제2 RF 체인은 백업 채널을 확보하기 위하여 비사용 중인 대역에서 에너지 검출을 수행한다(S750). 이 때, 비사용 중인 대역에서 수신 신호의 에너지가 임계값보다 작거나 같은 경우, 단계 S710이 다시 수행된다.

또한, 비사용 중인 대역에서 수신 신호의 에너지가 임계값보다 큰 경우, 제2 RF 체인은 비사용 중인 대역에서 특성 검출을 수행한다(S770). 즉, 제2 RF 체인은 비사용 중인 대역에서 수신 신호가 프라이머리 시스템의 신호를 포함하는지 여부를 판단한다(S780).

이 때, 비사용 중인 대역에서 수신 신호가 프라이머리 시스템의 신호를 포함하지 않는 경우, 단계 S710이 다시 수행된다.

다만, 비사용 중인 대역에서 수신 신호가 프라이머리 시스템의 신호를 포함하는 경우, 프라이머리 시스템의 신호가 가지는 주파수 대역, 프라이머리 시스템의 신호의 세기 등과 같은 특성 검출 결과에 관한 정보를 데이터 베이스에 저장한 다(S790).

그리고, MAC 처리기는 특성 검출 결과를 기초로 비사용 중인 대역 중 일부를 백업 채널로 확보하고, 백업 채널 및 사용 중인 대역에 대한 스케쥴링을 수행한다.

본 발명에 따른 제1 RF 체인, 제2 RF 체인 및 인지 무선 통신 장치의 동작 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

제1 RF 체인(Radio Frequency Chain); 및

제2 RF 체인

을 포함하고,

상기 제1 RF 체인은

사용 중인 대역(in-band)에서 데이터 통신을 수행하는 데이터 통신부; 및

상기 사용 중인 대역에서 수신 신호에 대한 에너지 검출(energy detection)을 수행하는 에너지 검출기

를 포함하고,

상기 제2 RF 체인은

상기 사용 중인 대역(in-band)에서 상기 수신 신호에 대한 특성 검출(feature detection)을 수행하는 특성 검출기

를 포함하고,

상기 제1 RF체인에서의 상기 데이터 통신과 상기 제2 RF체인에서의 상기 특성 검출은 동시에 수행될 수 있음을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제1항에 있어서,

상기 데이터 통신부는

상기 특성 검출기가 상기 특성 검출을 수행하는지 여부에 대해 독립적으로 상기 데이터 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제1항에 있어서,

상기 데이터 통신부의 전송 신호와 관련된 정보는 상기 특성 검출기로 제공되고,

상기 특성 검출기는

상기 전송 신호와 관련된 정보를 기초로 상기 수신 신호에 포함된 상기 전송 신호를 추출하여 상기 수신 신호에 대한 상기 특성 검출을 수행하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 RF 체인은

백업 채널(backup channel)을 확보하기 위하여 비사용 중인 대역(out-of-band)에서 상기 수신 신호에 대한 상기 에너지 검출을 수행하는 백업 채널 에너지 검출기

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제4항에 있어서,

상기 특성 검출기는

상기 백업 채널 에너지 검출기의 검출 결과에 따라 상기 비사용 중인 대역에서 상기 수신 신호에 대한 상기 특성 검출을 수행하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제1항에 있어서,

상기 특성 검출기는

상기 에너지 검출기의 상기 에너지 검출 결과에 따라 상기 사용 중인 대역에서 상기 수신 신호에 대한 상기 특성 검출을 수행하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제1항에 있어서,

상기 에너지 검출기는

미리 결정된 임계값과 상기 수신 신호의 에너지를 비교하여 상기 수신 신호에 대한 상기 에너지 검출(energy detection)을 수행하고,

상기 미리 결정된 임계값은 조절 가능한 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제7항에 있어서,

상기 미리 설정된 임계값은 프라이머리 시스템에서 간섭이 발생할 확률에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제1항에 있어서,

상기 특성 검출기의 검출 결과에 따라 상기 사용 중인 대역 또는 미리 확보 된 채널에 대해 스케쥴링을 수행하는 맥(MAC) 처리기

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제9항에 있어서,

상기 특성 검출기가 상기 수신 신호로부터 프라이머리 시스템의 신호를 검출하는 경우,

상기 맥 처리기는

상기 데이터 통신부가 상기 사용 중인 대역을 상기 미리 확보된 채널로 변경하도록 상기 사용 중인 대역 또는 상기 미리 확보된 채널에 대해 스케쥴링을 수행하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 RF 체인 및 상기 제2 RF 체인을 물리적으로 격리시키기 위한 격리 모듈

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제1 RF 체인(Radio Frequency Chain); 및

제2 RF 체인

을 포함하고,

상기 제1 RF 체인은

사용 중인 대역(in-band)에서 데이터 통신을 수행하는 데이터 통신부

를 포함하고,

상기 제2 RF 체인은

상기 사용 중인 대역에서 수신 신호에 대한 에너지 검출(energy detection)을 수행하는 에너지 검출기; 및

상기 에너지 검출 결과에 따라 상기 사용 중인 대역(in-band)에서 상기 수신 신호에 대한 특성 검출(feature detection)을 수행하는 특성 검출기

를 포함하고,

상기 제1 RF체인에서의 상기 데이터 통신과 상기 제2 RF체인에서의 상기 특성 검출은 동시에 수행될 수 있음을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제12항에 있어서,

상기 데이터 통신부는

상기 특성 검출기가 상기 특성 검출을 수행하는지 여부에 대해 독립적으로 상기 데이터 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제12항에 있어서,

상기 데이터 통신부의 전송 신호와 관련된 정보는 상기 특성 검출기로 제공되고,

상기 특성 검출기는

상기 전송 신호와 관련된 정보를 기초로 상기 수신 신호에 포함된 상기 전송 신호를 추출하여 상기 수신 신호에 대한 상기 특성 검출을 수행하는 것을 특징 으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제12항에 있어서,

상기 제2 RF 체인은

백업 채널(backup channel)을 확보하기 위하여 비사용 중인 대역(out-of-band)에서 상기 수신 신호에 대한 상기 에너지 검출을 수행하는 백업 채널 에너지 검출기

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제15항에 있어서,

상기 특성 검출기는

상기 백업 채널 에너지 검출기의 검출 결과에 따라 상기 비사용 중인 대역에서 상기 수신 신호에 대한 상기 특성 검출을 수행하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제12항에 있어서,

상기 특성 검출기의 검출 결과에 따라 상기 사용 중인 대역 또는 미리 확보된 채널에 대해 스케쥴링을 수행하는 맥(MAC) 처리기

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제17항에 있어서,

상기 특성 검출기가 상기 수신 신호로부터 프라이머리 시스템의 신호를 검출하는 경우,

상기 맥 처리기는

상기 데이터 통신부가 상기 사용 중인 대역을 상기 미리 확보된 채널로 변경하도록 상기 사용 중인 대역 또는 상기 미리 확보된 채널에 대해 스케쥴링을 수행하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.
제12항에 있어서,

상기 제1 RF 체인 및 상기 제2 RF 체인을 물리적으로 격리시키기 위한 격리 모듈

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 장치.