KR101360659B1 - Method and apparatus for sensing multi-path spectrum of cognitive radio system and cognitive radio system using these - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치는 광대역 필터 및 협대역 필터 중 적어도 하나를 이용하여 무선 주파수(RF) 입력 신호로부터 적어도 하나의 스펙트럼을 감지하는 스펙트럼 감지부, 및 상기 적어도 하나의 스펙트럼에 대응되는 채널의 점유 상태를 판단하는 프로세서를 포함한다.Multipath spectrum detection apparatus for a cognitive radio system according to an embodiment of the present invention is a spectrum detector for detecting at least one spectrum from a radio frequency (RF) input signal using at least one of a wideband filter and a narrowband filter, And a processor determining an occupation state of a channel corresponding to the at least one spectrum.

Description

인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치, 방법 및 이를 이용한 인지 무선 시스템{METHOD AND APPARATUS FOR SENSING MULTI-PATH SPECTRUM OF COGNITIVE RADIO SYSTEM AND COGNITIVE RADIO SYSTEM USING THESE}METHOD AND APPARATUS FOR SENSING MULTI-PATH SPECTRUM OF COGNITIVE RADIO SYSTEM AND COGNITIVE RADIO SYSTEM USING THESE}

본 발명은 스펙트럼 검출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for spectrum detection, and more particularly, to an apparatus and method for multipath spectrum detection for a cognitive radio system.

본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT 원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-002-05, 과제명: 스펙트럼 사용효율 개선을 위한 Cognitive radio 기술 개발].The present invention is derived from the research conducted as part of the IT original technology development project of the Ministry of Knowledge Economy and the Ministry of Information and Telecommunication Research and Development. [Task management number: 2005-S-002-05, Title: Cognitive radio for improving spectrum use efficiency Technology development].

최근 이동통신 기술 발달 및 주파수 수요의 증가로 주파수 자원의 고갈이 점점 심각해지고 있다. 따라서 이러한 주파수 자원의 효율적인 사용을 위한 기술이 주목 받고 있다. 그 중 TV White-space 대역을 사용하는 인지 무선(Cognitive Radio, 이하 CR) 기술은 가장 적용 가능한 기술로 최근 활발한 연구 및 표준화가 진행 중이다. Recently, due to the development of mobile communication technology and the increase of the frequency demand, the exhaustion of the frequency resource is getting serious. Therefore, the technology for the efficient use of such frequency resources has attracted attention. Among them, Cognitive Radio (CR) technology using the TV white-space band is the most applicable technology, and active research and standardization are in progress recently.

인지 무선(CR) 시스템은 허가 받지 않은 대역에서의 무선 디바이스의 사용을 가능하게 하므로 기존 사용자에게 간섭을 주지 않기 위하여 주파수 대역의 사용 가능 여부를 실시간으로 모니터링 하고 있어야 한다. A cognitive radio (CR) system allows the use of wireless devices in unlicensed bands, so it is necessary to monitor the availability of frequency bands in real time in order not to interfere with existing users.

따라서, 인지 무선(CR) 디바이스들은 TV 대역에서 동작하고 있는 무선 마이크, TV 신호 등과 같은 다양한 신호들을 검출할 수 있어야 한다.Thus, cognitive radio (CR) devices must be able to detect various signals, such as wireless microphones, TV signals, etc. operating in the TV band.

본 발명의 일실시예는 다중 대역의 경로를 이용하여 매우 낮은 레벨의 신호들을 검출하는 동시에 신호의 종류를 구분할 수 있는 다중 경로 스펙트럼 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An embodiment of the present invention is to provide a multi-path spectrum detection apparatus and method capable of detecting signals of very low level using a multi-band path and at the same time distinguishing the types of signals.

또한 본 발명의 일실시예는 대역 내 사용 중인 신호의 특정 스펙트럼에 대한 신호 대 잡음비(SNR)을 높여 우수한 스펙트럼 센싱이 가능한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a multipath spectrum detection apparatus and method capable of excellent spectrum sensing by increasing a signal-to-noise ratio (SNR) for a specific spectrum of a signal being used in a band.

또한 본 발명의 일실시예는 주변 무선 환경을 인지하기 위하여 사용되는 센싱 알고리즘의 성능을 극대화할 수 있는 다중 경로 스펙트럼 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for multipath spectrum detection capable of maximizing the performance of a sensing algorithm used to recognize a surrounding wireless environment.

본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치는 광대역 필터 및 협대역 필터 중 적어도 하나를 이용하여 무선 주파수(RF) 입력 신호로부터 적어도 하나의 스펙트럼을 감지하는 스펙트럼 감지부; 및 상기 적어도 하나의 스펙트럼에 대응되는 채널의 점유 상태를 판단하는 프로세서를 포함한다. Multipath spectrum detection apparatus for a cognitive radio system according to an embodiment of the present invention includes a spectrum detector for detecting at least one spectrum from a radio frequency (RF) input signal using at least one of a wideband filter and a narrowband filter; And a processor determining an occupation state of a channel corresponding to the at least one spectrum.

본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 시스템은 채널의 점유 상태를 판단하는 다중 경로 스펙트럼 검출 장치, 상기 채널의 점유 상태에 기초하여 사용 가능한 적어도 하나의 스펙트럼 대역을 할당하는 MAC 모듈, 및 상기 할당된 적어도 하나의 스펙트럼 대역에 따라 채널을 설정하는 PHY 모듈을 포함한다. A cognitive radio system according to an embodiment of the present invention is a multi-path spectrum detection device for determining the occupancy state of a channel, a MAC module for allocating at least one available spectrum band based on the occupancy state of the channel, and the allocated And a PHY module for establishing a channel according to at least one spectrum band.

본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 방법은 광대역 필터 및 협대역 필터 중 적어도 하나를 이용하여 무선 주파수(RF) 입력 신호로부터 적어도 하나의 스펙트럼을 감지하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 스펙트럼에 대응되는 채널의 점유 상태를 판단하는 단계를 포함한다.In the multi-path spectrum detection method for a cognitive radio system according to an embodiment of the present invention, detecting at least one spectrum from a radio frequency (RF) input signal using at least one of a wideband filter and a narrowband filter, and the Determining an occupation state of a channel corresponding to the at least one spectrum.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 대역 내 사용 중인 신호의 특정 스펙트럼의 신호 대 잡음비(SNR)를 높일 수 있으며, 스펙트럼 센싱 알고리즘의 기존 검출 레벨보다 우수한 스펙트럼 센싱 결과를 얻을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the signal-to-noise ratio (SNR) of a specific spectrum of a signal being used in a band can be increased, and a spectrum sensing result superior to the existing detection level of the spectrum sensing algorithm can be obtained.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 경로 스펙트럼 검출 장치를 포함하는 인지 무선 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치의 흐름도이다.1 is a block diagram of a multi-path spectrum detection apparatus for a cognitive radio system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a multi-path spectrum detection apparatus for a cognitive radio system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a multi-path spectrum detection apparatus for a cognitive radio system according to a third embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a cognitive radio system including a multi-path spectrum detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a multi-path spectrum detection apparatus for a cognitive radio system according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치의 블록도이다. 1 is a block diagram of a multi-path spectrum detection apparatus for a cognitive radio system according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a multi-path spectrum detection apparatus for a cognitive radio system according to a second embodiment of the present invention It is a block diagram.

도 1을 참조하면, 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치는 안테나(110), 스펙트럼 감지부(130), 및 프로세서(150)를 포함한다. Referring to FIG. 1, an apparatus for detecting a multipath spectrum for a cognitive radio system includes an antenna 110, a spectrum detector 130, and a processor 150.

안테나(110)는, 무선 주파수(RF) 입력 신호를 수신하여 스펙트럼 감지부(130)로 제공한다. 여기서 안테나(110)는 수 MHz에서 수백 GHz 범위의 넓은 주파수 대역에서 동작하는 광대역 안테나일 수 있다. The antenna 110 receives a radio frequency (RF) input signal and provides it to the spectrum detector 130. Here, the antenna 110 may be a broadband antenna operating in a wide frequency band ranging from several MHz to several hundred GHz.

스펙트럼 감지부(130)는, 광대역 필터 및 협대역 필터 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 광대역 필터(131) 및 협대역 필터(133)를 이용하여 안테나(110)를 통해 수신한 무선 주파수(RF) 입력 신호로부터 적어도 하나의 스펙트럼을 감지한다. The spectrum detector 130 includes at least one of a wideband filter and a narrowband filter, and receives the radio frequency (RF) received through the antenna 110 using the wideband filter 131 and the narrowband filter 133. Detect at least one spectrum from the input signal.

여기서 광대역 필터(131)는, 인지 무선 시스템에 의해 사용 가능한 대역과 동일한 대역을 필터링 대역으로 가질 수 있다. Here, the broadband filter 131 may have a band equal to a band usable by the cognitive radio system as the filtering band.

협대역 필터(133)는, 예를 들어, 파일럿(pilot) 신호와 같이 잘 알려진(well-known) 신호를 필터링 하기 위해 설계되고, 미리 정해진 필터링 대역을 가질 수 있다. The narrowband filter 133 is designed to filter well-known signals, such as, for example, pilot signals, and may have a predetermined filtering band.

또한, 협대역 필터(133)는, 적어도 하나, 즉 하나 또는 다수 개의 협대역 필터로 구성될 수 있으며, 협대역 필터의 중심 주파수 및 대역폭이 가변적으로 조절될 수 있다. In addition, the narrowband filter 133 may be composed of at least one, that is, one or more narrowband filters, and the center frequency and bandwidth of the narrowband filter may be variably adjusted.

스펙트럼 감지부(130)는 이와 같이 다중 경로(광대역 및 다수의 협대역 등)를 이용하여 검출하고자 하는 신호의 전 대역(광대역)을 감지하는 동시에 특정 스펙트럼이 예상되는 지점을 협대역으로 감지하여 신호의 검출에 소요되는 시간을 줄일 수 있다. The spectrum detector 130 senses the entire band (broadband) of the signal to be detected by using multiple paths (a wide band and a plurality of narrow bands) and at the same time detects a point where a specific spectrum is expected as a narrow band. The time required for detecting can be reduced.

또한, 이러한 협대역에 대한 감지를 통해 프로세서(150)에서 수행되는 센싱 알고리즘에서 구현되는 디지털 필터 탭(Digital Filter Tab)의 소요를 획기적으로 감소시킬 수 있다. In addition, the detection of the narrow band can significantly reduce the requirement of the digital filter tab implemented in the sensing algorithm performed by the processor 150.

또한, 스펙트럼 감지부(130)는 도2에 도시된 것과 같이 다수 개의 협대역 필터(233,235,237)를 포함할 수 있다. In addition, the spectrum detector 130 may include a plurality of narrowband filters 233, 235, and 237 as shown in FIG. 2.

본 발명의 일실시예에 따른 다중 경로 스펙트럼 검출 장치에서 이용되는 센싱 알고리즘은 주로 주파수 대역 내의 신호 중에서 특정 위치의 스펙트럼 성분을 이용하므로 이 특정 위치에 해당하는 협대역에 다수의 협대역 필터를 가질 수 있다. The sensing algorithm used in the multipath spectrum detection apparatus according to an embodiment of the present invention mainly uses spectral components of a specific position among signals in a frequency band, so that a narrowband filter corresponding to the specific position may have a plurality of narrowband filters. have.

이와 같이, 광대역 필터 외에 1개 이상의 협대역 필터를 추가하여 광대역 필터를 통해 감지하지 못한 신호를 찾을 수 있다. As such, one or more narrowband filters may be added in addition to the wideband filter to find signals that are not detected through the wideband filter.

도 2에서 나머지 구성요소에 대한 설명은 도 1에서와 동일한 명칭을 갖는 구성요소에 대한 설명과 일치하므로 해당 부분의 설명을 참조하기로 한다. The description of the remaining components in FIG. 2 is the same as the description of the components having the same names as in FIG. 1 and the description of the corresponding parts will be referred to.

스펙트럼 감지부(130)는, 안테나(110)를 통해 수신한 무선 주파수(RF) 입력 신호를 광대역 필터(131) 및 협대역 필터(133) 각각을 통해 통과시킴으로써, 무선 주파수(RF) 입력 신호로부터 적어도 하나의 스펙트럼을 감지할 수 있다. The spectrum detector 130 passes the radio frequency (RF) input signal received through the antenna 110 through each of the wideband filter 131 and the narrowband filter 133, thereby transmitting the radio frequency (RF) input signal from the radio frequency (RF) input signal. At least one spectrum can be detected.

프로세서(150)는, 스펙트럼 감지부(130)를 통해 감지된 적어도 하나의 스펙트럼에 대응되는 채널의 점유 상태를 판단한다. The processor 150 determines an occupation state of a channel corresponding to at least one spectrum detected by the spectrum detector 130.

여기서 프로세서(150)는, 싸이클로-스테이셔너리(Cyclo-stationary) 알고리즘 에 의해 채널의 점유 상태 및 채널의 종류를 판단할 수 있다. 싸이클로-스테이셔너리(Cyclo-stationary) 알고리즘은 주변 무선 환경을 인지하기 위해 사용되는 센싱 알고리즘의 일종이다. Here, the processor 150 may determine the occupancy state of the channel and the type of the channel by a cyclo-stationary algorithm. Cyclo-stationary algorithm is a kind of sensing algorithm used to recognize the surrounding wireless environment.

싸이클로-스테이셔너리(Cyclo-stationary) 알고리즘을 이용하는 경우, 검출하고자 하는 신호의 싸이클릭 주파수에 대한 파워 스펙트럼 값을 계산하고, 계산된 파워 스펙트럼 값을 통해 최적의 통계치를 계산하여 최적의 통계치에 따라 신호를 검출할 수 있다. In the case of using the cyclo-stationary algorithm, the power spectral value for the cyclic frequency of the signal to be detected is calculated, and the optimal statistic is calculated from the calculated power spectral value according to the optimal statistics. The signal can be detected.

일반적으로 센싱 알고리즘은 신호 대 잡음비(-SNR)의 신호를 검출하므로 노이즈 플로어(Noise Floor)를 가능한 낮추는 것이 매우 중요하고, 감지하고자 하는 주파수 대역폭이 좁을수록 노이즈 플로어는 낮아지게 된다. In general, the sensing algorithm detects a signal-to-noise ratio (-SNR) signal, so it is very important to reduce the noise floor as much as possible. The narrower the frequency bandwidth, the lower the noise floor.

본 발명의 일실시예에 따른 다중 경로 스펙트럼 검출 장치는 협대역 필터를 사용함으로써, 대역 내에서 사용 중인 특정 스펙트럼의 신호 대 잡음비를 높일 수 있어 센싱 알고리즘의 기존 검출 레벨보다 우수한 스펙트럼 검출 결과를 얻을 수 있다. The multipath spectrum detection apparatus according to an embodiment of the present invention can increase the signal-to-noise ratio of a specific spectrum being used in a band by using a narrowband filter, thereby obtaining a spectrum detection result superior to the existing detection level of a sensing algorithm. have.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치의 블록도이다. 3 is a block diagram of a multi-path spectrum detection apparatus for a cognitive radio system according to a third embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치(300)의 스펙트럼 감지부(330)는 가변 협대역 필터(333)를, 프로세서(350)는 제어 신호 생성부(355)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the spectrum detector 330 of the multipath spectrum detection apparatus 300 for a cognitive radio system includes a variable narrowband filter 333, and the processor 350 includes a control signal generator 355. can do.

여기서 안테나(310), 광대역 필터(331), 및 프로세서(350)에 대한 설명은 도 1의 해당 구성 요소에 대한 설명과 동일하므로 해당 부분을 참조하기로 한다. Since the description of the antenna 310, the broadband filter 331, and the processor 350 is the same as the description of the corresponding component of FIG. 1, the corresponding part will be referred to.

가변 협대역 필터(333)는 협대역 필터의 중심 주파수 및 대역폭의 조절이 가능한 협대역 필터를 이르는 것으로서, 스펙트럼 감지부(330)가 프로세서(350)로부터 수신한 제어 신호에 따라 협대역 필터의 중심 주파수 및 대역폭을 조절함으로써 가변 협대역 필터로 동작할 수 있게 된다. The variable narrowband filter 333 is a narrowband filter capable of adjusting the center frequency and the bandwidth of the narrowband filter, and the center of the narrowband filter according to the control signal received by the spectrum detector 330 from the processor 350. By adjusting the frequency and bandwidth, it is possible to operate as a variable narrowband filter.

또한, 모니터링 하고자 하는 신호의 스펙트럼 특징에 따라 중심 주파수 및 대역폭 조절이 가능한 가변 협대역 필터(333)를 사용하여 광대역 감지 중 찾지 못한 신호를 찾을 수 있다. In addition, a variable narrowband filter 333 capable of adjusting the center frequency and the bandwidth according to the spectral characteristics of the signal to be monitored may find a signal not found during wideband sensing.

이를 위해 프로세서(350)는, 협대역 필터(즉, 가변 협대역 필터(333))의 중심 주파수 및 대역폭을 적응적으로 조절하기 위하여 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부(355)를 포함할 수 있다. To this end, the processor 350 may include a control signal generator 355 for generating a control signal to adaptively adjust the center frequency and bandwidth of the narrowband filter (ie, the variable narrowband filter 333). have.

제어 신호에 의해 모니터링 하고자 하는 신호의 특성에 따라 협대역 필터의 중심 주파수 및 대역폭을 조절할 수 있다. The center frequency and bandwidth of the narrowband filter can be adjusted according to the characteristics of the signal to be monitored by the control signal.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 경로 스펙트럼 검출 장치를 포함하는 인지 무선 시스템의 구성도이다. 4 is a block diagram of a cognitive radio system including a multi-path spectrum detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 시스템은, 다중 경로 스펙트럼 검출 장치(410), MAC 모듈(420), PHY 모듈(430)을 포함한다. Referring to FIG. 4, a cognitive radio system according to an embodiment of the present invention includes a multipath spectrum detection device 410, a MAC module 420, and a PHY module 430.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 시스템은, 데이터 신호 처리 모듈(440), 송수신 스위치(450) 및 안테나(460)를 더 포함할 수 있다. In addition, the cognitive radio system according to an embodiment of the present invention may further include a data signal processing module 440, a transmission / reception switch 450, and an antenna 460.

다중 경로 스펙트럼 검출 장치(410)는, 채널의 점유 상태를 판단한다. The multipath spectrum detection device 410 determines the occupation state of the channel.

또한, 다중 경로 스펙트럼 검출 장치(410)는, 광대역 필터 및 협대역 필터 중 적어도 하나를 이용하여 무선 주파수(RF) 입력 신호로부터 적어도 하나의 스펙트럼을 감지하는 스펙트럼 감지부(415), 및 적어도 하나의 스펙트럼에 대응되는 채널의 점유 상태를 판단하는 프로세서(417)를 포함할 수 있다. In addition, the multi-path spectrum detection device 410, the spectrum detector 415 for detecting at least one spectrum from a radio frequency (RF) input signal using at least one of a wideband filter and a narrowband filter, and at least one The processor 417 may determine an occupation state of a channel corresponding to the spectrum.

이 밖에 다중 경로 스펙트럼 검출 장치(140)의 기능 및 작용은 도 1에서의 다중 경로 스펙트럼 검출 장치(100)와 동일하므로 해당 부분의 설명을 참고하기로 한다. In addition, since the functions and operations of the multipath spectrum detection apparatus 140 are the same as those of the multipath spectrum detection apparatus 100 of FIG. 1, the description of the corresponding part will be referred to.

MAC 모듈(420)은 통신에 이용할 수 있는 점유되지 않거나 간섭이 없는 스펙트럼을 할당하기 위해 다중 경로 스펙트럼 검출 장치(410)로부터 수신한 정보(예를 들어, 채널의 점유 상태, RSSI, 주파수 종류, 신호의 종류 등)를 처리한다.The MAC module 420 receives information received from the multipath spectrum detection device 410 (e.g., channel occupancy status, RSSI, frequency type, signal) to allocate an unoccupied or interference-free spectrum available for communication. Type).

MAC 모듈(420), 보다 정확히는 코그니티브 엔진(cognitive engine)(425)은 채널의 점유 상태에 기초하여 사용 가능한 적어도 하나의 스펙트럼 대역을 할당한다. MAC module 420, more precisely cognitive engine 425, allocates at least one available spectral band based on the occupied state of the channel.

또한, MAC 모듈(420)은, 채널의 점유 상태에 기초하여 채널의 우선 순위를 설정하고, 우선 순위에 따라 적어도 하나의 스펙트럼 대역을 할당할 수 있다. In addition, the MAC module 420 may set the priority of the channel based on the occupancy state of the channel and allocate at least one spectrum band according to the priority.

PHY 모듈(430)은, MAC 모듈(420)에서 할당된 적어도 하나의 스펙트럼 대역에 따라 채널을 설정한다. The PHY module 430 sets up a channel according to at least one spectrum band allocated by the MAC module 420.

또한, PHY 모듈(430)은 이용 가능한 스펙트럼의 적어도 일부에 기초하여 데이터 송신부 및 데이터 수신부를 포함하는 데이터 신호 처리 모듈(440)를 재설정하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, PHY 모듈(430)은 데이터 신호 처리 모듈(440)의 데이터 송신부에 대한 전송 파워 제어를 조정하거나, 데이터 수신부가 특정 주파수 범위 내에서 동작하도록 데이터 수신부에 대한 필터를 튜닝 할 수 있다. In addition, the PHY module 430 may be operable to reset the data signal processing module 440 including the data transmitter and the data receiver based on at least a portion of the available spectrum. For example, the PHY module 430 may adjust transmission power control for the data transmitter of the data signal processing module 440 or tune a filter for the data receiver such that the data receiver operates within a specific frequency range.

송수신 스위치(450)는, 안테나(460)를 통해 데이터를 송신하거나 수신할 경우에 데이터 신호 처리 모듈(440)의 데이터를 송신하거나 수신할 수 있도록 스위칭 한다. The transmit / receive switch 450 switches to transmit or receive data of the data signal processing module 440 when transmitting or receiving data through the antenna 460.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치의 흐름도이다. 5 is a flowchart of a multi-path spectrum detection apparatus for a cognitive radio system according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참고하면, 도 4의 인지 무선 시스템의 데이터 신호 처리 모듈(440)이 동작하는 동안, 스펙트럼을 감지하는 안테나(413)에 의해 무선 주파수(RF) 입력 신호가 수신되어(501) 스펙트럼 감지부(415)로 제공될 수 있다. 4 and 5, while the data signal processing module 440 of the cognitive radio system of FIG. 4 is operated, a radio frequency (RF) input signal is received by the antenna 413 that senses spectrum (501). ) May be provided to the spectrum detector 415.

그러면 스펙트럼 감지부(415)는 광대역 필터 및 협대역 필터 중 적어도 하나를 이용하여 무선 주파수(RF) 입력 신호를 상기 필터로 통과시켜 적어도 하나의 스펙트럼을 감지한다(503). The spectrum detector 415 then detects at least one spectrum by passing a radio frequency (RF) input signal through the filter using at least one of a wideband filter and a narrowband filter (503).

이때 무선 주파수(RF) 입력 신호는 광대역 필터 및 적어도 하나의 협대역 필터 각각을 통해 통과시켜 적어도 하나의 스펙트럼을 감지할 수 있다. In this case, the RF signal may be passed through each of the wideband filter and the at least one narrowband filter to detect at least one spectrum.

여기서, 광대역 필터의 필터링 대역은 인지 무선 시스템에 의해 사용 가능한 대역과 동일할 수 있다. Here, the filtering band of the broadband filter may be the same as the band usable by the cognitive radio system.

또한, 협대역 필터는, 예를 들어, 파일롯(pilot) 신호와 같이 잘 알려진(well-known) 신호를 필터링 하기 위해 설계되고, 미리 정해진 필터링 대역을 가질 수 있다. In addition, the narrowband filter is designed to filter well-known signals, such as, for example, pilot signals, and may have a predetermined filtering band.

또한, 협대역 필터는, 적어도 하나, 즉 하나 또는 다수 개의 협대역 필터로 구성될 수 있으며, 협대역 필터의 중심 주파수 및 대역폭이 가변적으로 조절될 수 있다. 단계 503에 앞서 프로세서(417)가 협대역 필터의 중심 주파수 및 대역폭을 적응적으로 조절하기 위하여 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라 단계 503의 적어도 하나의 스펙트럼을 감지하는 경우, 제어 신호에 따라 협대역 필터의 중심 주파수 및 대역폭을 조절하여 적어도 하나의 스펙트럼을 감지할 수 있다. In addition, the narrowband filter may be composed of at least one, that is, one or a plurality of narrowband filters, and the center frequency and bandwidth of the narrowband filter may be variably adjusted. Prior to step 503, the processor 417 may include generating a control signal to adaptively adjust the center frequency and bandwidth of the narrowband filter. Accordingly, when detecting at least one spectrum of step 503, the at least one spectrum may be detected by adjusting the center frequency and the bandwidth of the narrowband filter according to the control signal.

이때 만약 적어도 하나의 스펙트럼이 감지되지 않으면, 스펙트럼 감지부(415)는 다시 수신된 RF 입력 신호를 상기 필터들에 통과시켜 스펙트럼 감지를 계속 수행하게 된다(505). In this case, if at least one spectrum is not detected, the spectrum detector 415 passes the received RF input signal back through the filters to continuously perform spectrum detection (505).

단계 505에서 적어도 하나의 스펙트럼이 감지되면, 프로세서(417)가 적어도 하나의 스펙트럼에 대응되는 채널의 점유 상태를 판단한다(507).If at least one spectrum is detected in operation 505, the processor 417 determines an occupation state of a channel corresponding to the at least one spectrum (507).

그 후 MAC 모듈(420)의 코그니티브 엔진(425)은 다중 경로 스펙트럼 검출 장치(410)로부터 수신한 채널의 점유 상태에 기초하여 사용 가능한 적어도 하나의 스펙트럼 대역을 할당한다. The cognitive engine 425 of the MAC module 420 then allocates at least one available spectral band based on the occupied state of the channel received from the multipath spectrum detection device 410.

이상 도 5을 통해 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 다중 경로 스펙트럼 검출 방법은 도 1 내지 도 4을 통해 설명한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치 및 인지 무선 시스템에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성될 수 있다. The multipath spectrum detection method according to an embodiment of the present invention described with reference to FIG. 5 may include steps processed in time series in the multipath spectrum detection apparatus and the cognitive radio system described with reference to FIGS. 1 to 4. .

따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 4를 통해 설명한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치 및 인지 무선 시스템에 관련된 내용에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 경로 스펙트럼 검출 방법에도 적용된다. Therefore, although omitted below, the contents described above with respect to the contents related to the multipath spectrum detection apparatus and the cognitive radio system described with reference to FIGS. 1 to 4 also apply to the multipath spectrum detection method according to an embodiment of the present invention. Apply.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 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.The methods according to the present invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가지 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.

110 : 안테나
130 : 스펙트럼 감지부
131 : 광대역 필터
133 : 협대역 필터
150 : 프로세서110: antenna
130: spectrum detection unit
131: wideband filter
133: narrowband filter
150: processor

Claims (20)

인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치에 있어서,
광대역 필터 및 협대역 필터 중 적어도 하나를 이용하여 무선 주파수(RF) 입력 신호로부터 적어도 하나의 스펙트럼을 감지하는 스펙트럼 감지부; 및
상기 적어도 하나의 스펙트럼에 대응되는 채널의 점유 상태를 판단하는 프로세서
를 포함하고,
상기 스펙트럼 감지부는,
상기 무선 주파수(RF) 입력 신호를 상기 광대역 필터 및 상기 협대역 필터 각각을 통해 통과시킴으로써, 상기 무선 주파수(RF) 입력 신호로부터 상기 적어도 하나의 스펙트럼을 감지하고,
상기 적어도 하나의 스펙트럼이 감지 되지 않는 경우, 계속적으로 상기 적어도 하나의 스펙트럼을 감지할 수 있도록 상기 무선 주파수(RF) 입력 신호를 상기 각각의 광대역 필터 및 협대역 필터를 통해 다시 통과시키는 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치.In the multi-path spectrum detection apparatus for a cognitive radio system,
A spectrum detector for sensing at least one spectrum from a radio frequency (RF) input signal using at least one of a wideband filter and a narrowband filter; And
A processor for determining an occupation state of a channel corresponding to the at least one spectrum
Lt; / RTI >
The spectrum detector,
Passing the radio frequency (RF) input signal through each of the wideband filter and the narrowband filter to sense the at least one spectrum from the radio frequency (RF) input signal,
If the at least one spectrum is not detected, a cognitive radio system for passing the radio frequency (RF) input signal back through each of the wideband and narrowband filters to continuously detect the at least one spectrum. Multipath Spectrum Detection Device. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 광대역 필터의 필터링 대역은,
상기 인지 무선 시스템에 의해 사용 가능한 대역과 동일한 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치.The method of claim 1,
The filtering band of the broadband filter is,
And a multipath spectrum detection device for a cognitive radio system equal to a band usable by the cognitive radio system. 제1항에 있어서,
상기 협대역 필터는,
적어도 하나로 구성될 수 있으며, 중심 주파수 및 대역폭이 가변적인 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치.The method of claim 1,
The narrowband filter,
Multipath spectrum detection apparatus for a cognitive radio system that can be configured with at least one, the center frequency and the bandwidth is variable. 제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 협대역 필터의 중심 주파수 및 대역폭을 적응적으로 조절하기 위하여 적응적인 스펙트럼 감지 알고리즘 결과에 기초하여 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부
를 포함하고,
상기 적응적인 스펙트럼 감지 알고리즘은,
상기 광대역 필터 및 상기 협대역 필터 중 적어도 하나를 통하여 상기 무선 주파수(RF) 입력 신호를 반복적으로 통과시키는 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치.The method of claim 1,
The processor comprising:
Control signal generator for generating a control signal based on the result of the adaptive spectrum detection algorithm to adaptively adjust the center frequency and bandwidth of the narrowband filter
Lt; / RTI >
The adaptive spectrum detection algorithm,
And multipath spectrum detection apparatus for a cognitive radio system for repeatedly passing the radio frequency (RF) input signal through at least one of the wideband filter and the narrowband filter. 제5항에 있어서,
상기 스펙트럼 감지부는,
상기 프로세서로부터 수신한 제어 신호에 따라 상기 협대역 필터의 중심 주파수 및 대역폭을 조절하는 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치.6. The method of claim 5,
The spectrum detector,
Multipath spectrum detection apparatus for a cognitive radio system for adjusting the center frequency and bandwidth of the narrowband filter in accordance with a control signal received from the processor. 제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
싸이클로-스테이셔너리(Cyclo-stationary) 알고리즘에 의해 상기 채널의 점유 상태 및 상기 채널의 종류를 판단하는 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 장치.The method of claim 1,
The processor comprising:
Multipath spectrum detection apparatus for a cognitive radio system for determining the occupied state of the channel and the type of the channel by a cyclo-stationary algorithm. 채널의 점유 상태를 판단하는 다중 경로 스펙트럼 검출 장치;
상기 채널의 점유 상태에 기초하여 사용 가능한 적어도 하나의 스펙트럼 대역을 할당하는 MAC 모듈; 및
상기 할당된 적어도 하나의 스펙트럼 대역에 따라 채널을 설정하는 PHY 모듈
을 포함하는 인지 무선 시스템.A multipath spectrum detection device for determining an occupation state of a channel;
A MAC module for allocating at least one usable spectrum band based on the occupied state of the channel; And
PHY module for establishing a channel according to the at least one assigned spectral band
Cognitive wireless system comprising a. 제8항에 있어서,
상기 다중 경로 스펙트럼 검출 장치는,
광대역 필터 및 협대역 필터 중 적어도 하나를 이용하여 무선 주파수(RF) 입력 신호로부터 적어도 하나의 스펙트럼을 감지하는 스펙트럼 감지부; 및
상기 적어도 하나의 스펙트럼에 대응되는 상기 채널의 점유 상태를 판단하는 프로세서
를 포함하는 인지 무선 시스템.9. The method of claim 8,
The multipath spectrum detection device,
A spectrum detector for sensing at least one spectrum from a radio frequency (RF) input signal using at least one of a wideband filter and a narrowband filter; And
A processor determining an occupation state of the channel corresponding to the at least one spectrum
Cognitive wireless system comprising a. 제9항에 있어서,
상기 스펙트럼 감지부는,
상기 무선 주파수(RF) 입력 신호를 상기 광대역 필터 및 상기 협대역 필터 각각을 통해 통과시킴으로써, 상기 무선 주파수(RF) 입력 신호로부터 상기 적어도 하나의 스펙트럼을 감지하는 인지 무선 시스템.10. The method of claim 9,
The spectrum detector,
A cognitive radio system for sensing the at least one spectrum from the radio frequency (RF) input signal by passing the radio frequency (RF) input signal through each of the wideband filter and the narrowband filter. 제9항에 있어서,
상기 협대역 필터는,
잘 알려진(well-known) 신호를 필터링 하기 위해 설계되고, 미리 정해진 필터링 대역을 갖는 인지 무선 시스템.10. The method of claim 9,
The narrowband filter,
A cognitive radio system designed to filter well-known signals and having a predetermined filtering band. 제9항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 협대역 필터의 중심 주파수 및 대역폭을 적응적으로 조절하기 위하여 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부
를 포함하는 인지 무선 시스템.10. The method of claim 9,
The processor comprising:
Control signal generator for generating a control signal for adaptively adjusting the center frequency and bandwidth of the narrowband filter
Cognitive wireless system comprising a. 제12항에 있어서,
상기 스펙트럼 감지부는,
상기 프로세서로부터 수신한 제어 신호에 따라 상기 협대역 필터의 중심 주파수 및 대역폭을 조절하는 인지 무선 시스템.The method of claim 12,
The spectrum detector,
Cognitive radio system for adjusting the center frequency and bandwidth of the narrowband filter in accordance with a control signal received from the processor. 제8항에 있어서,
상기 MAC 모듈은,
상기 채널의 점유 상태에 기초하여 상기 채널의 우선 순위를 설정하고, 상기 우선 순위에 따라 상기 적어도 하나의 스펙트럼 대역을 할당하는 인지 무선 시스템.9. The method of claim 8,
The MAC module,
A cognitive radio system for setting the priority of the channel based on the occupancy state of the channel and allocating the at least one spectrum band according to the priority. 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 방법에 있어서,
광대역 필터 및 협대역 필터 중 적어도 하나를 이용하여 무선 주파수(RF) 입력 신호로부터 적어도 하나의 스펙트럼을 감지하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 스펙트럼에 대응되는 채널의 점유 상태를 판단하는 단계
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 스펙트럼을 감지하는 단계는,
상기 무선 주파수(RF) 입력 신호를 상기 광대역 필터 및 상기 협대역 필터 각각을 통해 통과시킴으로써, 상기 무선 주파수(RF) 입력 신호로부터 상기 적어도 하나의 스펙트럼을 감지하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 스펙트럼이 감지 되지 않는 경우, 계속적으로 상기 적어도 하나의 스펙트럼을 감지할 수 있도록 상기 무선 주파수(RF) 입력 신호를 상기 각각의 광대역 필터 및 협대역 필터를 통해 다시 통과시키는 단계
를 포함하는 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 방법.In the multi-path spectrum detection method for a cognitive radio system,
Sensing at least one spectrum from a radio frequency (RF) input signal using at least one of a wideband filter and a narrowband filter; And
Determining an occupation state of a channel corresponding to the at least one spectrum
Lt; / RTI >
Sensing the at least one spectrum comprises:
Sensing the at least one spectrum from the radio frequency (RF) input signal by passing the radio frequency (RF) input signal through each of the wideband filter and the narrowband filter; And
If the at least one spectrum is not detected, passing the radio frequency (RF) input signal back through the respective wideband and narrowband filters to continuously detect the at least one spectrum
Multipath spectrum detection method for a cognitive radio system comprising a. 삭제delete 제15항에 있어서,
상기 광대역 필터의 필터링 대역은,
상기 인지 무선 시스템에 의해 사용 가능한 대역과 동일한 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 방법.16. The method of claim 15,
The filtering band of the broadband filter is,
Multipath spectrum detection method for a cognitive radio system equal to a band usable by the cognitive radio system. 제15항에 있어서,
상기 협대역 필터는,
적어도 하나로 구성될 수 있으며, 중심 주파수 및 대역폭이 가변적인 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 방법.16. The method of claim 15,
The narrowband filter,
A multipath spectrum detection method for a cognitive radio system, wherein the center frequency and bandwidth are variable, and may be configured as at least one. 제15항에 있어서,
상기 협대역 필터의 중심 주파수 및 대역폭을 적응적으로 조절하기 위하여 제어 신호를 생성하는 단계
를 더 포함하는 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 방법.16. The method of claim 15,
Generating a control signal to adaptively adjust the center frequency and bandwidth of the narrowband filter
Multipath spectrum detection method for a cognitive radio system further comprising. 제19항에 있어서,
상기 적어도 하나의 스펙트럼을 감지하는 단계는,
상기 제어 신호에 따라 상기 협대역 필터의 중심 주파수 및 대역폭을 조절하여 상기 적어도 하나의 스펙트럼을 감지하는 인지 무선 시스템을 위한 다중 경로 스펙트럼 검출 방법.20. The method of claim 19,
Sensing the at least one spectrum comprises:
And detecting the at least one spectrum by adjusting a center frequency and a bandwidth of the narrowband filter according to the control signal.
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