무선 인지 기술을 기반으로 하는 무선통신시스템에서 자원 분배방법 및 이를 지원하는 시스템 document_id A220517010028

본 발명은 무선 인지 기술을 기반으로 하는 무선통신시스템에서의 자원 할당방법 및 이를 지원하는 시스템에 관한 것으로, 특히 기지국들에 대해 자원을 분배하는 방법 및 이를 지원하는 시스템에 관한 것이다. 무선통신시스템의 급격한 발전과 다양한 서비스의 등장으로 무선 자원 수요는 날로 증가하고 있다. 그러나 무선 자원, 즉 주파수는 공공의 재산으로 국가의 엄격한 제한을 받고 있으며, 이미 많은 주파수 대역이 사용 중에 있어 새로운 무선통신시스템에 대한 주파수 대역의 할당에 큰 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 방안으로써, 무선 인지 (CR: Cognitive Radio) 기술이 제안되었다. 상기 CR 기술은 이미 할당되었지만 실제로 사용하지 않고 있는 주파수 대역을 감지하고, 이를 효율적으로 공유하여 사용할 수 있도록 하는 것이다. 상기 CR 기술은 점대다 (Point to Multi-point) 통신을 기반으로 한다. 따라서 상기 CR 기술을 기반으로 하는 무선통신시스템 (이하 "CR 시스템"이라 칭함)에서는 가능한 많은 단말이 효율적으로 통신할 수 있도록 기지국 (이하 "CR 기지국"이라 칭함)에 의해 무선 자원이 운영된다. 실제로 무선통신시스템에서의 주파수 활용도를 조사한 결과에 의하면 매우 낮은 사용률을 보인다. 따라서 주파수 활용도를 높이고, 새로운 무선통신시스템의 도입을 용이하게 하고자 CR 기술이 도입되었으며, IEEE 802.22 WRAN(Wireless Regional Area Networks)의 표준이 작성되었다. 상기 IEEE 802.22 WRAN은 TV 주파수 대역에 무선 인지 기술을 도입하여, 사용하지 않는 TV 대역을 무선 데이터 통신을 위해 사용하고자 하는 것이다. 이를 통하여 주파수의 활용성을 높이고, 무선 인터넷 서비스의 확장을 꾀하고 있다. 한편 CR 기술은 다중 채널에 대한 무선 채널 관리와 분배 및 간섭 검출 기술로서 향후 차세대 무선 통신과 연동하여 상호 보완적으로 사용될 가능성이 크다. 예를 들어서, 셀룰러 환경에서 발생하는 음영 지역이나 셀의 크기를 키워야 하는 시골 지역 등에서 CR 기술은 주파수 간섭을 일으키지 않고 효과적으로 고속 데이터를 전송할 수 있는 좋은 대안 기술이 될 것이다. 하지만 CR 기술을 실제 무선통신시스템에서 적용하기 위해서는 많은 것들이 고려되어야 한다. 그 대표적인 예가 효율적인 자원 할당 방안의 마련이다. 상기 CR 기술에서 자원 할당을 위해서는 크게 두 가지를 고려해야 할 것이다. 첫 번째로 기존 무선통신시스템에서 사용이 허락된 무선 자원 중 사용되고 있지 않은 무선 자원을 CR 시스템에서 효율적으로 사용하도록 하는 방안이다. 그리고 두 번째로 복수의 CR 기지국이 인접하여 존재하는 경우, 각 CR 기지국 별로 자원을 분배하는 방안이다. 도 1은 CR 시스템에서 복수의 CR 기지국들에 대한 자원 분배가 필요한 상황을 보이고 있다. 도 1에서는 이미 제1CR 기지국(111)에 의한 서비스가 이루어지고 있는 무선 환경에서, 동일 주파수 대역을 사용하는 새로운 CR 기지국(이하 "제2CR 기지국"이라 칭함)(112)이 추가된 상황을 가정하고 있다. 전술한 가정에 의하면, 제1CR 기지국(111)에 의한 서비스 영역과 제2CR 기지국(112)에 의한 서비스 영역이 중첩되는 곳에서는 두 CR 기지국 간의 충돌로 인해 단말에 대한 정상적인 서비스를 제공할 수 없게 된다. 만약 제1 및 제2CR 기지국(111, 112)이 무선 인지 기술을 활용하여 서로 인식할 수 있다면, 충돌을 피할 수 있는 다른 채널을 검색할 것이다. 그러나 모든 채널이 사용 중이라면 기지국 간의 간섭을 피할 수는 없게 된다. 따라서 복수의 CR 기지국들이 인접하여 존재하는 무선 환경에서, 한정된 무선 자원을 CR 기지국 별로 분배하는 방법이 절실하게 필요하다.