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[국내논문] 화이트 스페이스 데이터베이스 접속 프로토콜 표준화 동향 원문보기

정보와 통신 : 한국통신학회지 = Information & communications magazine, v.32 no.11, 2015년, pp.50 - 57  

유성진 (한국전자통신연구원) ,  박승근 (한국전자통신연구원)

초록
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유한한 자원인 스펙트럼을 효율적으로 사용하고자 화이트 스페이스를 이용할 수 있는 방안에 대한 연구가 진행되고 있다. 화이트 스페이스를 활용하려면 장치가 스펙트럼 정보를 파악할 수 있어야 한다. 이를 위한 방법에는 크게 스펙트럼 센싱을 이용한 방법과 스펙트럼 데이터베이스를 이용하는 방법이 있다. 본고에서는 스펙트럼 데이터베이스를 활용하기 위해 필요한 프로토콜의 표준 동향에 대해서 살펴본다. 프로토콜 표준에 대한 이해를 돕기 위하여 표준이 완성되기까지의 개요, 프로토콜 요구사항 및 프로토콜 표준 내용에 대해서 간단하게 알아보고, 대표적인 기능으로써 스펙트럼 요청 기능에 대한 메시지 형태와 주요 파라미터에 대해 살펴본다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 공통의 데이터베이스 접속 프로토콜에 대한 요구를 해결하기 위하여 IETF(Internet Engineering Task Force) 표준화 기구에서는 이에 대한 국제 표준화 작업을 진행하여 2015년 5월 표준을 완성하였다. 본고에서는 데이터베이스 접속 프로토콜이 표준화 되기까지의 과정을 살펴보고 프로토콜 요구사항 및 프로토콜 표준 내용에 대해 기술한다. 프로토콜 표준 내용과 관련하여 데이터베이스 접속 프로토콜을 통해서 어떠한 기능을 지원할 수 있는 지 간단하게 정리한다.
  • 프로토콜 표준 내용과 관련하여 데이터베이스 접속 프로토콜을 통해서 어떠한 기능을 지원할 수 있는 지 간단하게 정리한다. 그리고 이러한 기능 중 가장 중요한 기능인 스펙트럼 정보 요청 기능을 제공하는 데에 필요한 메시지와 이를 이루고 있는 파라미터에 대해 살펴본다.
  • 이 논의를 바탕으로 2011년 6월에 IETF에 PAWSWG가 만들어졌으며 정식으로 표준화 활동을 시작하였다. WG이 생성될 당시에는 2013년까지 프로토콜을 완성하는 것을 목표로 하였다.
  • 이중에서 프로토콜을 설계할 때 가장 중점을 두었던 부분은 모든 나라에서 적용 가능한 프로토콜을 만드는 것이다. 이를 위해서 Wi-Fi나 LTE 등의 다양한 통신 방식과 TV 방송 대역, 무선 통신 대역 등의 스펙트럼 대역에 구애 받지 않는 프로토콜 표준을 만드는 것을 중요한 목적으로 삼았다[8]. PAWS WG 활동 초기에는 주로 TV 화이트 스페이스가 각광을 받고 있었으며, IEEE 802.
  • 22와 같은 표준화가 관심을 모으던 시기였다. PAWS에서는 이러한 것들에 한정된 프로토콜을 개발하고자 한 것이 아니라, 모든 통신 방식 및 모든 스펙트럼에 적용 가능한 프로토콜을 만들고자 하였다.
  • 범용성 외에도 장치가 데이터베이스에 접속하려면 데이터베이스 접속 주소를 알아야 하는데 이에 대한 해결책도 이 프로토콜을 통하여 제시하고자 하였다[8]. 또 각 나라의 기술 기준에 따라 장치 등록이 반드시 필요할 수도 있는데 이를 위해 장치 등록 기능을 지원하고자 하였다[8].
  • 범용성 외에도 장치가 데이터베이스에 접속하려면 데이터베이스 접속 주소를 알아야 하는데 이에 대한 해결책도 이 프로토콜을 통하여 제시하고자 하였다[8]. 또 각 나라의 기술 기준에 따라 장치 등록이 반드시 필요할 수도 있는데 이를 위해 장치 등록 기능을 지원하고자 하였다[8]. 데이터베이스에서 정보를 요청하기 위한 프로토콜 및 데이터 모델에 관련한 사항도 PAWS 표준에서 다루고자 하였다[8].
  • 또 각 나라의 기술 기준에 따라 장치 등록이 반드시 필요할 수도 있는데 이를 위해 장치 등록 기능을 지원하고자 하였다[8]. 데이터베이스에서 정보를 요청하기 위한 프로토콜 및 데이터 모델에 관련한 사항도 PAWS 표준에서 다루고자 하였다[8].
  • 그렇다면 PAWS WG의 표준화에서는 어떠한 내용을 논의하였는지 살펴보자. PAWS 표준 회의에서의 논의 내용은 크게 정보를 전달하는 방법, 정보의 종류 그리고 정보를 표현하는 방법으로 나눌 수 있다.
  • 여기서 정보를 전달하는 방법은 이미 널리 사용하고 있는 HTTP를 이용하기로 쉽게 합의하였고, 이에 대한 논의는 길지 않았다. 논의의 주된 내용은 전달할 정보의 종류와 그 정보를 표현하는 방법에 관한 것이었다. PAWS WG에서는 정보의 종류를 결정하기 위해서 프로토콜에서 제공해야 할 기능들을 먼저 정의하였다.
  • 실제로 표준화 과정에서도 이 기능에 관하여 많은 시간 동안 논의하였다. 따라서 이 기능에 관한 사항에 대해 자세하게 알아보자.
  • 무선 통신 시스템의 표준화의 경우에는 많은 논의를 거쳐서 최적화된 하나의 해결책을 찾는 데 목적을 두고 있다. 하지만 PAWS 표준은 최적화된 하나의 해결책을 제공하고자 하는 것을 목적으로 하지 않고, PAWS 표준을 이용하여 각 나라기술 기준의 다양성을 반영할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 이것은 마치 장난감 레고의 블록 자체는 규격화 되어 있지만 레고 블록으로 어떠한 모양을 만들지는 정해져 있지 않은 것과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
화이트 스페이스는 무엇을 의미하는가? 현재 이 용어는 면허 사용자 신호가 없는 공간뿐 아니라 면허 사용자 신호가 없는 시간을 나타내는 의미로도 사용한다. 말하자면 화이트 스페이스는 면허 사용자의 송신 신호가 도달 하지 않는 공간 또는 면허 사용자가 신호를 송신하지 않는 시간을 의미한다.
화이트 스페이스 정보를 계속해서 얻는 방법 두 가지는 무엇인가? 화이트 스페이스 정보를 계속해서 얻는 방법은 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 스펙트럼 센싱을 이용한 방법과 화이트 스페이스 데이터베이스를 이용하는 방법이 그것이다. 이 두 가지방법은 각각의 장단점을 가지고 있다.
스펙트럼 센싱을 이용하는 방법은 어떤 방법인가? 스펙트럼 센싱을 이용한 방법은 화이트 스페이스를 이용하고자 하는 장치가 스스로 무선 채널 환경을 검사하여 무선 채널이 비어 있는 지를 판단한 후 신호를 송신하는 방법을 말한다[1]-[5]. 스펙트럼 센싱을 이용할 경우에는 외부 시스템의 도움 없이 스스로 화이트 스페이스 정보를 실시간으로 얻을 수 있다.
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참고문헌 (10)

  1. 임선민, 정회윤, 김상원, 정병장, "TV White Space에서 CR 시스템을 위한 새로운 ATSC 신호 검출 및 데이터 통합 알고리즘", 한국통신학회논문지, Vol.36, No.8, pp.723-729, 2011. 

  2. 신오순, 신요안, "무선인지 시스템에서 협력 스펙 트럼 센싱 성능 향상을 위한 경판정 결합 방식," 한국통신학회 논문지, Vol.34, No.2, pp.132-138, 2009. 

  3. Jun Ma, Ye Li, "Soft combination and detection for cooperative spectrum sensing in cognitive radio networks", IEEE Global Telecommunications Conference, pp.3139-3143, 2007. 

  4. H. Kim, K. G. Shin, "Optimal online sensing sequence in multichannel cognitive radio networks", IEEE Trans. Mobile Comput., vol. 12, no. 7, pp.1349-1362, 2013. 

    상세보기 crossref

  5. G. Scutari, J.-S. Pang, "Joint sensing and power allocation in nonconvex cognitive radio games: Nash equilibria and distributed algorithms", IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 59, no. 7, pp.4626 -4661, 2013. 

    상세보기 crossref

  6. Ishizu, K., Murakami, H., Harada, H., "TV white space database for coexistence of primary-secondary and secondary-secondary systems in mesh networking", Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC), pp. 118 - 122, 2012. 

  7. Petrini, V., Karimi, H.R.,"TV white space databases: Algorithms for the calculation of maximum permitted radiated power levels", Dynamic Spectrum Access Networks (DYSPAN), pp.552-560, 2012. 

  8. A. Mancuso, S. Probasco, B. Patil, "Protocol to Access White-Space (PAWS) Databases: Use Cases and Requirements", IETF RFC 6953, 2013 

  9. V. Chen, S. Das, L. Zhu, J. Malyar, P. McCann, "Protocol to Access White-Space (PAWS) Databases", IETF RFC 7545, 2015. 

  10. Google Spectrum Database API, https://developers.google.com/spectrum/ 

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