KR101470873B1 - System for cognitive radio communication - Google Patents
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Abstract
메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 센싱하는 인지 무선 시스템이 개시된다. 인지 무선 시스템에 포함된 인지 무선 노드는 할당된 주파수 대역을 센싱하고, 센싱 결과를 이진화하여 인지 무선 제어 장치로 전송한다. 인지 무선 제어 장치는 수신된 센싱 결과에 따라서 가중치를 생성하고, 센싱 결과와 가중치에 따라서 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부에 대하여 판단한다.A cognitive radio system for sensing a frequency band allocated to a main system is disclosed. The cognitive radio node included in the cognitive radio system senses the allocated frequency band, binarizes the sensing result, and transmits the result to the cognitive radio control device. The perceptual radio control apparatus generates a weight according to the received sensing result, and determines whether the main system uses the frequency band according to the sensing result and the weight.
Description
하기의 실시예들은 인지 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부에 대한 센싱 결과를 전송하는 인지 무선 노드와 상기 센싱 결과에 따라서 상기 메인 시스템이 상기 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 판단하는 인지 무선 제어 장치를 포함하는 인지 무선 통신 시스템에 관한 것이다.The following embodiments relate to a cognitive radio communication system, and more particularly to a cognitive radio node that transmits a result of sensing whether a main system uses a frequency band, And a cognitive radio control unit for determining whether the cognitive radio control apparatus is using the cognitive radio control apparatus.
무선 통신 시스템은 해당 무선 통신 시스템에 할당된 주파수 대역을 이용하여 데이터를 전송한다. 만약 무선 통신 시스템이 전송할 데이터가 없다면, 무선 통신 시스템에 할당된 주파수 대역은 사용되지 않는다.The wireless communication system transmits data using a frequency band allocated to the wireless communication system. If the wireless communication system has no data to transmit, the frequency band allocated to the wireless communication system is not used.
인지 무선 통신 시스템은 다른 무선 통신 시스템에 할당된 주파수 대역을 센싱하여 다른 무선 통신 시스템이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 판단한다. 만약 다른 무선 통신 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있다면, 인지 무선 통신 시스템은 대기한다. 그러나, 다른 무선 통신 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있지 않다면, 인지 무선 통신 시스템은 다른 무선 통신 시스템에 할당된 주파수 대역을 사용하여 데이터를 전송한다.The sensing wireless communication system senses a frequency band allocated to another wireless communication system and determines whether another wireless communication system is using the allocated frequency band. If another wireless communication system is using the frequency band, the wireless communication system waits. However, if another wireless communication system is not using a frequency band, the cognitive wireless communication system transmits data using a frequency band allocated to another wireless communication system.
인지 무선 통신 시스템은 다른 무선 통신 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부에 대한 센싱을 수행하는 인지 무선 노드와 인지 무선 노드로부터 센싱 결과를 수신하여 다른 무선 통신 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는지 최종적으로 판단하는 인지 무선 제어 장치로 구성된다.The cognitive radio communication system receives the sensing result from the cognitive radio node and the cognitive radio node that performs sensing of whether or not another radio communication system is using the frequency band and finally determines whether another radio communication system is using the frequency band And a cognitive radio control device.
만약 인지 무선 노드로부터 인지 무선 제어 장치까지의 피드백 채널이 불완전한 경우에, 인지 무선 노드로부터 인지 무선 제어 장치로 전송되는 센싱 결과에 오류가 발생할 수 있다. 이 경우, 인지 무선 제어 장치의 판단이 잘못되어 다른 무선 통신 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는 경우에 인지 무선 통신 시스템이 해당 주파수 대역을 사용하려고 시도할 수 있다.If the feedback channel from the acknowledged wireless node to the acknowledged wireless control device is incomplete, an error may occur in the sensing result transmitted from the acknowledged wireless node to the acknowledged wireless control device. In this case, the cognitive radio control apparatus may attempt to use the frequency band when the determination of the cognitive radio control apparatus is incorrect and another radio communication system is using the frequency band.
따라서, 인지 무선 제어 장치가 다른 무선 통신 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 정확히 판단하는 기술이 필요하다.Therefore, there is a need for a technique for the cognitive radio control apparatus to accurately determine whether another radio communication system is using a frequency band.
하기의 실시예들의 목적은 인지 무선 장치의 피드백 채널에서 오류 발생을 고려하여 신뢰성 있는 피드백을 제공하는 것이다.The purpose of the following embodiments is to provide reliable feedback in consideration of the occurrence of errors in the feedback channel of the cognitive radio apparatus.
하기의 실시예들의 또 다른 목적은 메인 시스템의 채널 사용 여부에 대하여 정확히 판단하는 것이다.Another object of the following embodiments is to accurately determine whether or not the channel of the main system is used.
하기의 실시예들의 또 다른 목적은 적은 대역폭을 이용하여 메인 시스템의 채널 사용 여부에 대하여 피드백하는 것이다.Another object of the embodiments to be described below is to provide feedback on whether or not a channel of the main system is used by using a small bandwidth.
하기의 실시예들의 또 다른 목적은 피드백 채널의 상태 등을 실시간으로 파악하기 위한 오버헤드 없이, 메인 시스템의 채널 사용 여부를 판단하는 것이다.Another object of the embodiments to be described below is to determine whether or not the main system uses a channel without overhead for grasping the status of the feedback channel in real time.
예시적 실시예에 따르면, 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부에 대한 이진화된 센싱 결과를 복수 노드로부터 각각 수신하는 수신부, 상기 수신한 각각의 센싱 결과에 상응하는 가중치를 산출하는 가중치 산출부, 상기 가중치가 곱해진 센싱 결과들의 합과 미리 결정된 임계값을 비교하는 비교부 및 상기 비교부의 비교 결과에 따라서 상기 메인 시스템이 상기 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 인지 무선 제어 장치가 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a control method for a wireless communication system including a receiving unit for receiving a binary sensing result of whether a main system uses a frequency band from a plurality of nodes, a weight calculating unit for calculating a weight corresponding to each received sensing result, A comparison unit for comparing the sum of the sensing results multiplied by the weights with a predetermined threshold value, and a determination unit for determining whether the main system is using the frequency band according to the comparison result of the comparison unit. Is provided.
여기서, 상기 가중치 산출부는 상기 각각의 센싱 결과가 상기 이진화된 센싱 결과들 중에서 다수값과 동일한 경우에, 상기 각각의 센싱 결과에 상응하는 가중치의 값을 높게 산출할 수 있다.Here, the weight calculation unit may calculate a weight value corresponding to each sensing result when the sensing result is equal to a plurality of values among the binarized sensing results.
그리고, 상기 가중치 산출부는 하기 수학식 1에 따라서 상기 가중치를 산출할 수 있다.
The weight calculating unit may calculate the weight according to Equation (1).
[수학식 1]
[Equation 1]
여기서, 
here,
[수학식 2]
&Quot; (2) "
여기서, 
here,
[수학식 3]
&Quot; (3) "
또한, 상기 가중치 산출부는 상기 판단이 성공할 확률이 최대화 되도록 상기 가중치를 결정할 수 있다.In addition, the weight calculation unit may determine the weight so that the probability that the determination is successful is maximized.
여기서, 상기 가중치는 '0' 과 같거나 크고, 1보다는 작은 값의 범위를 가질 수는 있다.Here, the weight may be equal to or greater than '0', and may have a range of values smaller than '1'.
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 이용하는 인지 무선 노드에 있어서, 상기 주파수 대역을 센싱하여 상기 메인 시스템이 상기 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 이진화된 제1 센싱 결과를 생성하는 센싱부, 상기 제1 센싱 결과를 인지 무선 제어 장치로 전송하는 전송부, 상기 인지 무선 제어 장치로부터 상기 메인 시스템이 상기 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 판단 결과를 수신하는 수신부를 포함하고, 상기 판단 결과는 상기 제1 센싱 결과와 상기 제1 센싱 결과에 따라 결정되는 제1 가중치를 곱한 값을 고려하여 판단되는 인지 무선 노드가 제공된다.According to yet another exemplary embodiment, there is provided a cognitive radio node using a frequency band allocated to a main system, the cognitive radio node sensing a frequency band of the main system, and detecting a binary first sensing result of whether the main system uses the frequency band And a reception unit for receiving a result of the determination whether the frequency band is used by the main system from the perceptual radio control apparatus, The cognitive radio node is determined by considering the value obtained by multiplying the first sensing result and the first weight determined according to the first sensing result.
여기서, 상기 인지 무선 제어 장치와 연관된 복수의 제2 인지 무선 노드들이 각각 센싱한 복수의 제2 센싱 결과들이 상기 인지 무선 제어 장치로 전송되고, 상기 제2 센싱 결과들에 따라 상기 제2 센싱 결과들에 상응되는 제2 가중치들이 생성되고, 상기 판단 결과는 상기 제2 센싱 결과들과 상기 제2 가중치들을 곱한 값을 추가적으로 고려하여 판단될 수 있다.Here, a plurality of second sensing results respectively sensed by the plurality of second sensing wireless nodes associated with the sensing wireless control device are transmitted to the sensing wireless control device, and the second sensing results And the determination result may be determined by further considering a value obtained by multiplying the second sensing results by the second weight values.
그리고, 상기 제1 가중치 및 상기 제2 가중치는 '0' 과 같거나 크고, 1보다는 작은 값의 범위를 가질 수 있다.The first weight and the second weight may have a value equal to or greater than '0' and less than one.
또한, 상기 제1 가중치의 값은 상기 제1 센싱 결과가 상기 제1 센싱 결과 및 상기 제2 센싱 결과들 중에서 다수값과 동일한지 여부에 따라서 산출될 수 있다.The value of the first weighting value may be calculated according to whether the first sensing result is equal to a plurality of the first sensing result and the second sensing result.
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부에 대한 이진화된 센싱 결과를 복수 노드로부터 각각 수신하는 단계, 상기 수신한 각각의 센싱 결과에 상응하는 가중치를 산출하는 단계, 상기 가중치가 곱해진 센싱 결과들의 합과 미리 결정된 임계값을 비교하는 단계 및 상기 비교 결과에 따라서 상기 메인 시스템이 상기 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 인지 무선 제어 방법이 제공된다.According to yet another exemplary embodiment, there is provided a method comprising: receiving, from a plurality of nodes, a result of a binary sensing of whether a main system is using a frequency band, calculating a weight corresponding to each received sensing result, Comparing the sum of the weighted sensed results with a predetermined threshold, and determining whether the main system is using the frequency band according to the comparison result .
여기서, 상기 가중치를 산출하는 단계는 상기 각각의 센싱 결과가 상기 이진화된 센싱 결과들 중에서 다수값과 동일한 경우에, 상기 각각의 센싱 결과에 상응하는 가중치의 값을 높게 산출할 수 있다.Here, in the step of calculating the weights, when each of the sensing results is equal to a plurality of values among the binarized sensing results, the weight value corresponding to each sensing result may be calculated to be high.
그리고, 상기 가중치를 산출하는 단계는 하기 수학식 4에 따라서 상기 가중치를 산출할 수 있다.
The step of calculating the weight may calculate the weight according to Equation (4).
[수학식 4]
&Quot; (4) "
여기서, 
here,
[수학식 5]
&Quot; (5) "
여기서, 
here,
[수학식 6]
&Quot; (6) "
또한, 상기 가중치를 산출하는 단계는 상기 판단이 성공할 확률이 최대화 되도록 상기 가중치를 결정할 수 있다.In addition, the step of calculating the weight may determine the weight so that the probability of the determination succeeding is maximized.
여기서, 상기 가중치는 '0' 과 같거나 크고, 1보다는 작은 값의 범위를 가질 수 있다.Here, the weight may be equal to or greater than '0' and less than 1.
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 이용하는 인지 무선 노드의 동작 방법에 있어서, 상기 주파수 대역을 센싱하여 상기 메인 시스템이 상기 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 이진화된 제1 센싱 결과를 생성하는 단계, 상기 제1 센싱 결과를 인지 무선 제어 장치로 전송하는 단계 및 상기 인지 무선 제어 장치로부터 상기 메인 시스템이 상기 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 판단 결과를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 판단 결과는 상기 제1 센싱 결과와 상기 제1 센싱 결과에 따라 결정되는 제1 가중치를 곱한 값을 고려하여 판단되는 인지 무선 노드의 동작 방법이 제공된다.According to another exemplary embodiment, there is provided a method of operating a cognitive radio node using a frequency band allocated to a main system, the method comprising: sensing a frequency band of the cognitive radio node, Generating a sensing result, transmitting the first sensing result to the perceptual radio control device, and receiving a determination result from the perceptual radio control device as to whether the main system uses the frequency band And the determination result is determined by considering a value obtained by multiplying the first sensing result by a first weight determined according to the first sensing result.
여기서, 상기 인지 무선 제어 장치와 연관된 복수의 제2 인지 무선 노드들이 각각 센싱한 복수의 제2 센싱 결과들이 상기 인지 무선 제어 장치로 전송되고, 상기 제2 센싱 결과들에 따라 상기 제2 센싱 결과들에 상응되는 제2 가중치들이 생성되고, 상기 판단 결과는 상기 제2 센싱 결과들과 상기 제2 가중치들을 곱한 값을 추가적으로 고려하여 판단될 수 있다.Here, a plurality of second sensing results respectively sensed by the plurality of second sensing wireless nodes associated with the sensing wireless control device are transmitted to the sensing wireless control device, and the second sensing results And the determination result may be determined by further considering a value obtained by multiplying the second sensing results by the second weight values.
그리고, 상기 제1 가중치 및 상기 제2 가중치는 '0' 과 같거나 크고, 1보다는 작은 값의 범위를 가질 수 있다.The first weight and the second weight may have a value equal to or greater than '0' and less than one.
또한, 상기 제1 가중치의 값은 상기 제1 센싱 결과가 상기 제1 센싱 결과 및 상기 제2 센싱 결과들 중에서 다수값과 동일한지 여부에 따라서 산출될 수 있다.The value of the first weighting value may be calculated according to whether the first sensing result is equal to a plurality of the first sensing result and the second sensing result.
하기의 실시예들에 따르면, 인지 무선 장치의 피드백 채널에서 오류 발생을 고려하여 신뢰성 있는 피드백을 제공할 수 있다.According to the following embodiments, it is possible to provide reliable feedback in consideration of occurrence of errors in the feedback channel of the cognitive radio apparatus.
하기의 실시예들에 따르면, 메인 시스템의 채널 사용 여부에 대하여 정확히 판단할 수 있다.According to the embodiments described below, it is possible to accurately determine whether or not the channel of the main system is used.
하기의 실시예들에 따르면, 적은 대역폭을 이용하여 메인 시스템의 채널 사용 여부에 대하여 피드백할 수 있다.According to the embodiments described below, it is possible to feedback on whether or not the channel of the main system is used by using a small bandwidth.
하기의 실시예들에 따르면, 피드백 채널의 상태를 실시간으로 파악할 필요가 없다.According to the following embodiments, it is not necessary to grasp the state of the feedback channel in real time.
도 1은 예시적 실시예에 따른 인지 무선 통신 시스템을 개념적으로 설명한 도면이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 인지 무선 제어 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 3은 다른 예시적 실시예에 따른 인지 무선 노드의 구조를 도시한 블록도이다.
도 4는 또 다른 예시적 실시예에 따른 인지 무선 제어 방법을 단계별로 도시한 순서도이다.
도 5는 또 다른 예시적 실시예에 따른 인지 무선 노드의 동작 방법을 단계별로 도시한 순서도이다.1 is a conceptual illustration of a cognitive radio communication system according to an exemplary embodiment.
2 is a block diagram showing the structure of a perceived radio control device according to an exemplary embodiment.
3 is a block diagram illustrating the structure of a cognitive radio node according to another exemplary embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing steps of the cognitive radio control method according to another exemplary embodiment.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a stepwise operation method of a cognitive radio node according to another exemplary embodiment.
이하, 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 예시적 실시예에 따른 인지 무선 통신 시스템을 개념적으로 설명한 도면이다.1 is a conceptual illustration of a cognitive radio communication system according to an exemplary embodiment.
인지 무선 통신(Cognitive Radio Communication)은 서로 다른 종류의 무선 통신 서비스가 동일한 주파수를 사용할 수 있도록 하는 통신 방식이다. 메인 시스템(110, 111)은 미리 결정된 주파수 대역을 할당 받아 서로간의 통신에 이용한다.Cognitive Radio Communication (Cognitive Radio Communication) is a communication method that enables different types of wireless communication services to use the same frequency. The
서브 통신 시스템(121, 122, 123, 130)은 인지 무선 노드(121, 122, 123)와 인지 무선 제어 장치(130)로 구성된다. 인지 무선 노드(121, 122, 123)는 메인 시스템(110, 111)이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 센싱한다. 인지 무선 노드(121, 122, 123)는 센싱 결과를 인지 무선 제어 장치(130)로 전송한다. 인지 무선 제어 장치(130)는 메인 시스템(110, 111)이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있는지 판단한다.The
만약 메인 시스템(110, 111)이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있지 않은 것으로 판단된 경우에, 서브 통신 시스템(121, 122, 123, 130)은 메인 시스템(110, 111)에 할당된 주파수 대역을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.If it is determined that the
예를 들어, 제1 인지 무선 노드(121)는 제2 인지 무선 노드(122) 또는 통신 디바이스(140)로 데이터를 직접 전송할 수 있다. 또는 제1 인지 무선 노드(121)는 기지국/중계기와 같은 중계 장치를 경유하여 제2 인지 무선 노드(122) 또는 통신 디바이스(140)로 데이터를 전송할 수 있다. 여기서, 통신 디바이스(140)는 센싱 결과를 인지 무선 제어 장치(130)로 전송하거나, 메인 시스템(110, 111)이 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 판단 결과를 인지 무선 제어 장치(130)로부터 수신하지 않은 장치로서, 메인 시스템(110, 111)에 할당된 주파수 대역을 이용하여 제1 인지 무선 노드(121)와 통신 가능한 장치이다.For example, the first perceived
예시적 실시예에 따르면, 인지 무선 노드(121, 122, 123)는 센싱 결과를 '0' 또는 '1'로 이진화하여 인지 무선 제어 장치(130)로 전송할 수 있다. 센싱 결과를 이진화하여 전송하면, 인지 무선 노드(121, 122, 123)와 인지 무선 제어 장치(130)간의 채널 대역폭이 좁은 경우에도 센싱 결과를 전송할 수 있고, 인지 무선 노드(121, 122, 123)와 인지 무선 제어 장치(130)간의 채널을 효율적으로 사용할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the
인지 무선 제어 장치(130)는 각 인지 무선 노드(121, 122, 123)로부터 수신한 센싱 결과에 상응하는 가중치들을 산출하고, 산출된 가중치들을 각각의 센싱 결과에 곱할 수 있다. 인지 무선 제어 장치(130)는 가중치가 곱해진 센싱 결과들의 합과 미리 결정된 임계값을 비교하여 메인 시스템(110, 111)이 할당된 주파수 대역을 이용하여 통신을 수행하고 있는지 판단할 수 있다.The perceptual
여기서, 인지 무선 제어 장치(130)는 각 인지 무선 노드(121, 122, 123)가 피드백한 센싱 결과의 중요도에 따라서 '0'과 같거나 크고, '1' 보다는 작은 값으로 각 가중치를 산출할 수 있다. 각 가중치가 '0' 또는 '1'로 이진화된 센싱 결과와 곱해지면, 인지 무선 제어 장치(130)는 센싱 결과의 중요도를 충분히 고려하여 메인 시스템(110, 111)이 할당된 주파수 대역을 이용하여 통신하고 있는지 판단할 수 있다.Here, the perceptual
예시적 실시예에 따르면, 인지 무선 제어 장치(130)는 인지 무선 노드(121, 122, 123)로부터 이진화된 센싱 결과를 수신하므로 하드 디시젼(hard decision)과 유사하게 적은 대역만을 사용하여 센싱결과를 수신할 수 있다. 그러나, 가중치를 곱하여 메인 시스템(110, 111)의 주파수 대역 사용 여부를 판단하므로, 소프트 디시젼(soft decision)과 유사하게 각 무선 인지 노드(121, 122, 123)의 중요성, 각 센싱 결과의 중요성을 고려하여 메인 시스템(110, 111)의 주파수 대역 사용 여부를 판단할 수 있다.According to an exemplary embodiment, since the cognitive
따라서, 인지 무선 노드(121, 122, 123)로부터 인지 무선 제어 장치(130)까지의 피드백 채널의 실시간 상태(채널 이득)에 관계없이 인지 무선 제어 장치(130)는 소프트 디시전을 수행할 수 있다. 그러므로, 인지 무선 제어 장치(130)는 피드백 채널의 상태를 실시간으로 파악하기 위한 오버헤드를 수행하지 않으면서도 소프트 디시전 방식을 이용하여 메인 시스템(110, 111)의 주파수 대역 사용 여부를 판단할 수 있다.
Thus, the perceived
도 2는 예시적 실시예에 따른 인지 무선 제어 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 인지 무선 제어 장치(200)는 수신부(210), 가중치 산출부(220), 비교부(230), 판단부(240) 및 전송부(250)를 포함한다.2 is a block diagram showing the structure of a perceived radio control device according to an exemplary embodiment. The cognitive
메인 시스템은 메인 제어 장치 및 메인 노드로 구성된다. 메인 시스템은 주파수 대역을 할당받고, 할당 받은 주파수 대역을 이용하여 데이터를 전송한다.The main system is composed of a main control device and a main node. The main system allocates frequency bands and transmits data using the allocated frequency bands.
인지 무선 통신 시스템은 인지 무선 제어 장치(200)와 인지 무선 노드(260, 270, 280)들로 구성된다. 인지 무선 노드(260, 270, 280)들은 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 센싱한다. 일측에 따르면, 인지 무선 노드(260, 270, 280)들의 센싱 결과는 서로 상이할 수 있다. 예를들어, 인지 무선 노드(260)은 메인 시스템이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있지 않다고 센싱하였으나, 다른 인지 무선 노드들(270, 280)은 메인 시스템이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있다고 센싱할 수도 있다. 또한, 그 역도 가능하다.The cognitive radio communication system comprises a cognitive
인지 무선 노드(260, 270, 280)들은 센싱 결과를 이진화하여 인지 무선 제어 장치(200)로 전송할 수 있다. 여기서, 이진화는 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 나타내는 센싱 결과가 두 개의 값 중에서 어느 하나의 값을 가지도록 센싱 결과를 산출한다는 의미이다. 예를 들어, 인지 무선 노드(260)가, 메인 시스템이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있는 것으로 판단한 경우, 센싱 결과는 '1'일 수 있다. 또한, 메인 시스템이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있지 않은 것으로 판단한 경우, 센싱 결과는 '0'일 수 있다.The perceived
일측에 따르면, 각각의 인지 무선 노드(260, 270, 280)들로부터 수신부(210)까지의 무선 채널은 오류가 발생하는 불완전한 채널일 수 있다. 따라서, 인지 무선 노드(260)가 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하는 것으로 판단하여 센싱 결과를 '1'로 산출하고, 센싱 결과를 인지 무선 제어 장치(200)로 전송한 경우에도, 수신부(210)가 수신한 센싱 결과는 '0'일 수 있다. 이 경우에, 수신부(210)는 인지 무선 노드(260)의 센싱 결과는 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하지 있지 않다는 것으로 판단할 수 있다.According to one aspect, the wireless channel from each
가중치 산출부(220)는 수신부(210)가 수신한 각각의 센싱 결과에 상응하는 가중치를 산출한다. 일측에 따르면, 가중치 산출부(220)는 수신한 센싱 결과들의 다수결을 이용하여 가중치를 산출할 수 있다. 예를 들어, 가중치 산출부(220)는 수신한 센싱 결과들 중에서 더 많은 값을 가지는 센싱 결과를 다수값으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 인지 무선 노드(260)로부터 수신한 센싱 결과가 '0'이고, 인지 무선 노드(270, 280)로부터 수신한 센싱 결과가 '1'인 경우에, 값이 '0'인 센싱 결과의 개수는 1개이고, 값이 '1'인 센싱 결과의 개수는 2개이다. 따라서 이 경우의 다수값은 '1'이다.The
일측에 따르면, 가중치 산출부(220)는 하기 수학식 1에 따라서 센싱 결과의 다수값을 산출할 수 있다.
According to one aspect, the
[수학식 1]
[Equation 1]
여기서, 
here,
가중치 산출부(220)는 각각의 센싱 결과의 중요성을 고려하여 각각의 센싱 결과에 상응하는 가중치의 값을 결정할 수 있다. 이 경우에, 가중치 산출부(220)는 센싱 결과의 다수값과 동일한 센싱 결과는 좀더 중요한 것으로 판단하고, 센싱 결과의 다수값과 상이한 센싱 결과는 덜 중요한 것으로 판단할 수 있다.The
예를 들어, 각각의 센싱 결과가 센싱 결과의 다수값과 동일한 경우에, 센싱 결과에 상응하는 가중치의 값을 높게 산출할 수 있다. 또한, 각각의 센싱 결과가 센싱 결과의 다수값과 상이한 경우에, 센싱 결과에 상응하는 가중치의 값을 낮게 산출할 수 있다. 상기의 예에서, 센싱 결과가 '0'이고, 센싱 결과의 다수값은 '1'이므로, 값이 '0'인 센싱 결과에 대해서는 낮은 가중치가 산출된다. 또한, 값이 '1'인 센싱 결과에 대해서는 높은 가중치가 산출된다.For example, when each sensing result is equal to a plurality of values of the sensing result, the value of the weight corresponding to the sensing result can be calculated high. In addition, when each sensing result is different from a plurality of values of the sensing result, the weight value corresponding to the sensing result can be calculated to be low. In the above example, since the sensing result is '0' and the majority of the sensing result is '1', a low weight is calculated for the sensing result having a value of '0'. In addition, a high weighting value is calculated for a sensing result having a value of '1'.
일측에 따르면, 가중치 산출부(220)는 하기의 수학식 2에 따라서 센싱 결과에 상응하는 가중치를 산출할 수 있다.
According to one aspect, the
[수학식 2]
&Quot; (2) "
여기서, 
here,
[수학식 3]
&Quot; (3) "
수학식 2에 따르면, 각 센싱 결과에 상응하는 가중치는 '0'과 같거나 크고, '1' 보다는 작은 유리수로 결정될 수 있다.According to Equation (2), the weight corresponding to each sensing result may be determined to be a rational number equal to or greater than '0' and less than '1'.
비교부(230)는 각각의 센싱 결과와, 각 센싱 결과에 상응하는 가중치를 곱하고, 가중치가 곱해진 센싱 결과들을 모두 합한다. 비교부(230)는 가중치가 곱해진 센싱 결과들의 합과 미리 결정된 임계값을 비교할 수 있다.The
판단부(240)는 비교부의 비교 결과에 따라서, 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 가중치가 곱해진 센싱 결과들의 합이 임계값과 같거나 더 큰 경우에, 판단부(240)는 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는 것으로 판단할 수 있다.The
수신부(210)가 수신한 센싱 결과는 이진화 되었으므로, 하드 디시젼(hard decision)과 유사하게 1 비트만으로 표시될 수 있다. 따라서, 수신부(210)는 각 인지 무선 노드(260, 270, 280)로부터 수신부(210)간의 무선 채널의 대역폭을 최소한으로 사용하면서, 센싱 결과를 수신할 수 있다.Since the sensing result received by the receiving
이 경우에, 수신부(210)가 수신한 센싱 결과들은 각 인지 무선 노드(260, 270, 280)의 신뢰도, 센싱 결과의 중요성을 반영하지 못한다. 가중치 산출부(230)는 센싱 결과의 중요성, 각 인지 무선 노드(260, 270, 280)에 대한 신뢰도를 반영하여 '0'과 같거나 크고, '1' 보다는 작은 유리수로 각 가중치를 산출할 수 있다.In this case, the sensing results received by the receiving
가중치가 곱해진 센싱 결과들은 소프트 디시젼(soft decision)과 유사하게 각 무선 인지 노드(121, 122, 123)의 신뢰도, 각 센싱 결과의 중요성이 반영된 값이다. 판단부(240)는 가중치가 곱해진 센싱 결과들을 이용하여 메인 시스템의 주파수 대역 사용 여부를 정확히 판단할 수 있다.The sensing results obtained by multiplying the weights are values reflecting the reliability of each of the wireless
따라서, 인지 무선 노드(260, 270, 280)로부터 인지 무선 제어 장치(200)까지의 피드백 채널의 실시간 상태(채널 이득)에 관계없이 인지 무선 제어 장치(200)는 소프트 디시전을 수행할 수 있다. 인지 무선 제어 장치는 피드백 채널의 대역폭을 적게 사용하면도 소프트 디시전 방식을 이용하여 메인 시스템의 주파수 대역 사용 여부를 판단할 수 있다. 또한, 인지 무선 제어 장치는 피드백 채널의 상태를 실시간으로 파악할 필요가 없으므로, 간단한 절차 만으로 메인 시스템의 주파수 대역 사용 여부를 판단할 수 있다.
Therefore, the perceptual
일측에 따르면, 가중치 산출부(220)는 판단부(240)의 판단이 성공할 확률이 최대화되도록 가중치를 결정할 수 있다. 이 경우에, 가중치 산출부(220)는 판단부(240)의 판단이 성공할 확률이 최대화되도록 상기 수학식 3에서의 
일측에 따르면, 가중치 산출부(220)는 네이만-피어슨 기준(Neyman-Pearson criterion)에 따라서 오경보(false alarm)확률이 특정값 이하로 제한되는 조건하에서 판단부(240)의 판단이 성공할 확률이 최대화되도록 상기 수학식 3에서의 
전송부(250)는 판단부(240)의 판단 결과를 각 인지 무선 노드(260, 270, 280)들로 전송할 수 있다. 판단부(240)가 메인 시스템이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있지 않은 것으로 판단한 경우에, 각 인지 무선 노드(260, 270, 280)들은 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.The
일측에 따르면, 전송부(250)는 예를 들어, 제1 인지 무선 노드(260)는 제2 인지 무선 노드(270) 또는 통신 디바이스(290)로 데이터를 직접 전송하거나, 기지국/중계기와 같은 중계 장치를 경유하여 데이터를 전송할 수 있다. 여기서, 통신 디바이스(290)는 센싱 결과를 인지 무선 제어 장치(200)로 전송하거나, 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 판단 결과를 인지 무선 제어 장치(200)로부터 수신하지 않은 장치로서, 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 이용하여 제1 인지 무선 노드(260)와 통신 가능한 장치이다.
According to one aspect, the
만약 판단부(240)가 메인 시스템이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있는 것으로 판단한 경우에, 각 인지 무선 노드(260, 270, 280)들은 주기적, 비주기적으로 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 센싱하며 대기할 수 있다.
If the
도 3은 다른 예시적 실시예에 따른 인지 무선 노드의 구조를 도시한 블록도이다. 인지 무선 노드(300)는 센싱부(310), 전송부(320) 및 수신부(330)를 포함한다.3 is a block diagram illustrating the structure of a cognitive radio node according to another exemplary embodiment. The
메인 시스템은 주파수 대역을 할당 받는다. 메인 시스템에 포함된 메인 제어 장치(340)와 메인 노드(341)는 할당된 주파수 대역을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.The main system is allocated a frequency band. The
인지 무선 통신 시스템은 인지 무선 제어 장치(370)과 복수의 인지 무선 노드들(300, 350, 360)로 구성된다. 인지 무선 통신 시스템은 메인 시스템이 할당받은 주파수 대역을 사용하고 있지 않은 경우에, 주파수 대역을 사용하는 시스템이다.The cognitive radio communication system comprises a cognitive
센싱부(310)는 메인 시스템(340, 341)에 할당된 주파수 대역을 센싱한다. 센싱부(310)는 센싱을 수행하여 메인 시스템(340, 341)이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부에 대한 이진화된 제1 센싱 결과를 생성할 수 있다. 예를 들어, 메인 시스템(340, 341)이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있는 경우에, 제1 센싱 결과의 값은 '1'일 수 있다. 또한, 메인 시스템(340, 341)이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있지 않은 경우에, 제1 센싱 결과의 값은 '0'일 수 있다.The
전송부(320)는 제1 센싱 결과를 인지 무선 제어 장치(370)로 전송한다. 일측에 따르면, 하나의 인지 무선 노드(300)뿐만 아니라 다른 인지 무선 노드들(350, 360)도 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 센싱하고, 센싱 결과를 산출하여 인지 무선 제어 장치(370)로 전송할 수 있다. 이하 제2 인지 무선 노드(350) 및 제3 인지 무선 노드(360)들이 산출한 센싱 결과를 제2 센싱 결과라 한다.The transmitting
인지 무선 제어 장치(370)로 전송된 제1 센싱 결과들 및 제2 센싱 결과들은 이진화된 값으로서, 1 비트 만으로 표현될 수 있다. 따라서, 전송부(320)는 인지 무선 노드(300)로부터 인지 무선 제어 장치(370)까지의 무선 채널을 최소한으로 사용하면서 센싱 결과를 전송할 수 있다.The first sensing results and the second sensing results transmitted to the perceptual
인지 무선 제어 장치(370)로 전송된 제1 센싱 결과들 및 제2 센싱 결과들에 대하여 각각의 센싱 결과들에 상응하는 가중치가 산출된다. 여기서, 각 센싱 결과들에 상응하는 가중치는 각 인지 무선 노드(300, 350, 360)에 대한 신뢰도 또는 각 센싱 결과의 중요성을 반영하여 산출될 수 있다. 일측에 따르면, 각 센싱 결과가 센싱 결과의 다수값과 동일한 경우에, 센싱 결과는 중요하게 판단되고, 센싱 결과에 상응하는 가중치는 높은 값으로 산출될 수 있다. 반대로, 각 센싱 결과가 센싱 결과의 다수값과 상이한 경우에, 센싱 결과는 중요하지 않은 것을 판단되고, 센싱 결과에 상응하는 가중치는 낮은 값으로 산출될 수 있다. 여기서, 각 가중치는 '0'과 같거나 크고, '1'보다는 작은 값의 유리수 일 수 있다.The weights corresponding to the respective sensing results are calculated for the first sensing results and the second sensing results sent to the perceptual
가중치가 곱해진 센싱 결과는 고려하여 메인 시스템(340, 341)이 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 판단하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 가중치가 곱해진 센싱 결과들은 모두 합해질 수 있다. 가중치가 곱해진 센싱 결과들의 합과 미리 결정된 임계값의 비교 결과에 따라서, 인지 무선 제어 장치(370)는 메인 시스템(340, 341)이 주파수 대역을 사용하고 있는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 가중치가 곱해진 센싱 결과들의 합이 미리 결정된 임계값과 같거나 더 큰 값인 경우에, 인지 무선 제어 장치(370)는 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는 것으로 판단할 수 있다.The weighting multiplied sensing result can be used to determine whether the
수신부(330)는 인지 무선 제어 장치(370)로부터 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 판단 결과를 수신한다.The
만약 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있지 않은 것으로 판단된 경우에, 인지 무선 노드(300)는 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 이용하여 다른 인지 무선 노드(350, 360)로 데이터를 전송하거나, 인지 무선 제어 장치(370)로 데이터를 전송할 수 있다.If it is determined that the main system is not using the frequency band, the
예를 들어, 전송부(320)는 제2 인지 무선 노드(350) 또는 통신 디바이스(380)로 데이터를 직접 전송하거나, 기지국/중계기와 같은 중계 장치를 경유하여 제2 인지 무선 노드(350) 또는 통신 디바이스(380)로 데이터를 전송할 수 있다. 여기서, 통신 디바이스(380)는 센싱 결과를 인지 무선 제어 장치(370)로 전송하거나, 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 판단 결과를 인지 무선 제어 장치(370)로부터 수신하지 않은 장치로서, 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 이용하여 제1 인지 무선 노드(300)와 통신 가능한 장치이다.For example, the
만약 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는 것으로 판단된 경우에, 인지 무선 노드(300)는 주기적, 비주기적으로 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 센싱하며 대기할 수 있다.If it is determined that the main system is using the frequency band, the
인지 무선 노드(300, 350, 360)로부터 인지 무선 제어 장치(370)까지의 피드백 채널의 실시간 상태(채널 이득)에 관계없이 인지 무선 제어 장치(300)는 소프트 디시전을 수행할 수 있다. 그러므로, 인지 무선 제어 장치(300)는 피드백 채널의 상태를 실시간으로 파악하기 위한 오버헤드를 수행하지 않고, 피드백 채널의 대역폭을 적게 사용하면도 소프트 디시전 방식을 이용하여 메인 시스템의 주파수 대역 사용 여부를 판단할 수 있다.
The perceptual
도 4는 또 다른 예시적 실시예에 따른 인지 무선 제어 방법을 단계별로 도시한 순서도이다.FIG. 4 is a flowchart showing steps of the cognitive radio control method according to another exemplary embodiment.
단계(410)에서 인지 무선 제어 장치는 인지 무선 노드로부터 이진화된 센싱 결과를 수신한다. 일측에 따르면, 인지 무선 노드는 메인 시스템이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 주기적, 비주기적으로 센싱할 수 있다. 인지 무선 노드는 메인 시스템이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있는 경우 센싱 결과를 '1'로 생성하고, 메인 시스템이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있지 않은 경우 센싱 결과를 '0'으로 생성할 수 있다. 인지 무선 제어 장치는 복수의 인지 무선 노드가 각각 생성한 센싱 결과를 수신할 수 있다. 이 경우에, 각 센싱 결과는 서로 다른 값을 가질 수도 있고, 전송 과정에서 오류가 발생하여 잘못된 값이 전송될 수도 있다.In
이진화된 센싱 결과는 1 비트만으로 표시될 수 있으므로, 인지 무선 제어 장치는 인지 무선 노드로부터의 무선 채널의 대역폭을 최소한으로 사용하면서 센싱 결과를 수신할 수 있다.Since the binarized sensing result can be displayed with only one bit, the cognitive radio control apparatus can receive the sensing result while minimizing the bandwidth of the radio channel from the cognitive radio node.
단계(420)에서, 인지 무선 제어 장치는 수신한 각각의 센싱 결과에 상응하는 가중치를 산출할 수 있다. 일측에 따르면, 인지 무선 제어 장치는 센싱 결과를 전송한 인지 무선 노드에 대한 신뢰도, 센싱 결과의 중요성을 반영하여 가중치를 산출할 수 있다.In
인지 무선 제어 장치는 이진화된 센싱 결과들의 다수값을 산출하고, 수신된 각각의 센싱 결과들이 다수값과 동일한 경우에, 해당 센싱 결과가 중요하고, 센싱 결과를 전송한 인지 무선 노드가 신뢰할 수 있다고 판단할 수 있다. 인지 무선 제어 장치는 해당 센싱 결과가 중요하거나, 센싱 결과를 전송한 인지 무선 노드가 신뢰할 수 있다고 판단된 경우, 센싱 결과에 상응하는 가중치의 값을 높게 산출할 수 있다. 일측에 따르면, 인지 무선 제어 장치는 센싱 결과들의 다수값을 이용하여 각 센싱 결과에 대하여 '0'과 같거나 크고, '1'보다는 작은 유리수로 각 센싱 결과에 상응하는 가중치를 산출할 수 있다. 일측에 따르면, 인지 무선 제어 장치는 상기 수학식 2에 따라서 각 센싱 결과에 상응하는 가중치를 산출할 수 있다.The recognition wireless control apparatus calculates a plurality of values of the binarized sensing results, and when the received sensing results are equal to a plurality of values, it is determined that the sensing result is important and that the recognition wireless node that transmitted the sensing result is reliable can do. The Cognitive Radio Control apparatus can calculate a value of the weight corresponding to the sensing result when it is determined that the sensing result is important or the Cognitive Radio node that transmitted the sensing result is reliable. According to one aspect, the cognitive radio control apparatus can calculate a weight corresponding to each sensing result with a rational number that is equal to or greater than '0' and less than '1' with respect to each sensing result using a plurality of values of sensing results. According to one aspect, the perceptual radio control apparatus can calculate a weight corresponding to each sensing result according to Equation (2).
단계(430)에서, 인지 무선 제어 장치는 각 센싱 결과들과 각 센싱 결과에 상응하는 가중치들을 곱한다. 또한, 인지 무선 제어 장치는 가중치들이 곱해진 센싱 결과들을 모두 합한다. 인지 무선 제어 장치는 가중치들이 곱해진 센싱 결과들의 합과 미리 결정된 임계값을 비교할 수 있다.In
단계(440)에서, 인지 무선 제어 장치는 비교 결과에 따라서 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 일측에 따르면, 가중치들이 곱해진 센싱 결과들의 합이 미리 결정된 임계값과 같거나 더 큰 경우에, 인지 무선 제어 장치는 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는 것으로 판단할 수 있다.In
단계(450)에서, 인지 무선 제어 장치는 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부에 대한 판단 결과를 인지 무선 노드로 전송할 수 있다. 만약 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있지 않은 것으로 판단된 경우에, 각 인지 무선 노드들은 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.In
예를 들어, 제1 인지 무선 노드는 제2 인지 무선 노드 또는 통신 디바이스로 데이터를 직접 전송하거나, 기지국/중계기와 같은 중계 장치를 경유하여 제2 인지 무선 노드 또는 통신 디바이스로 데이터를 전송할 수 있다. 여기서, 통신 디바이스는 센싱 결과를 인지 무선 제어 장치로 전송하거나, 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 판단 결과를 인지 무선 제어 장치로부터 수신하지 않은 장치로서, 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 이용하여 제1 인지 무선 노드와 통신 가능한 장치이다.
For example, the first acknowledged wireless node may transmit data directly to the second acknowledged wireless node or communication device, or may transmit data to the second recognized wireless node or communication device via a relay device such as a base station / repeater. Here, the communication device is a device that transmits the sensing result to the perceived radio control device or does not receive a result of the determination as to whether the main system uses the frequency band, from the perceived radio control device, and uses the frequency band allocated to the main system Thereby communicating with the first or the wireless node.
만약 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하는 것으로 판단된 경우에, 각 인지 무선 노드들은 주기적, 비주기적으로 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 센싱하며 대기할 수 있다. If it is determined that the main system uses the frequency band, the perceived wireless nodes may periodically and non-periodically wait for the frequency band allocated to the main system.
도 4에서 설명된 실시예에 따르면, 인지 무선 제어 장치가 이진화된 센싱 결과를 수신한 경우에도, 각 무선 인지 노드의 신뢰도, 각 센싱 결과의 중요성을 반영하여 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 정확히 판단할 수 있다.According to the embodiment illustrated in FIG. 4, even when the recognition wireless control apparatus receives the binarized sensing result, it is determined whether the main system uses the frequency band reflecting the reliability of each wireless recognition node and the importance of each sensing result Can be accurately determined.
따라서, 인지 무선 노드로부터 인지 무선 제어 장치까지의 피드백 채널의 실시간 상태(채널 이득)에 관계없이 인지 무선 제어 장치는 소프트 디시전을 수행할 수 있다. 인지 무선 제어 장치는 인지 무선 노드로부터 이진화된 센싱 결과를 수신하므로 피드백 채널의 대역폭을 적게 사용할 수 있다. 또한, 인지 무선 제어 장치는 피드백 채널의 상태를 알기 위한 오버헤드를 수행하지 않으므로, 간단한 절차 만으로 메인 시스템의 주파수 대역 사용 여부를 판단할 수 있다.
Thus, the perceptual radio control apparatus can perform soft decision regardless of the real-time state (channel gain) of the feedback channel from the perceptual radio node to the perceptual radio control apparatus. Since the cognitive radio control apparatus receives the result of the binarized sensing from the cognitive radio node, the bandwidth of the feedback channel can be reduced. In addition, since the perceptual radio control apparatus does not perform the overhead for knowing the state of the feedback channel, it is possible to determine whether or not to use the frequency band of the main system by a simple procedure.
도 5는 또 다른 예시적 실시예에 따른 인지 무선 노드의 동작 방법을 단계별로 도시한 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a stepwise operation method of a cognitive radio node according to another exemplary embodiment.
단계(510)에서 제1 인지 무선 노드는 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 센싱하여, 메인 시스템이 할당된 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 이진화된 제1 센싱 결과를 생성한다. 일측에 따르면, 메인 시스템이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있는 것으로 센싱된 경우에, 센싱 결과는 '1'일 수 있다. 또한, 메인 시스템이 할당된 주파수 대역을 사용하고 있지 않은 것으로 센싱된 경우에, 센싱 결과는 '0'일 수 있다.In
단계(520)에서, 제1 인지 무선 노드는 제1 센싱 결과를 인지 무선 제어 장치로 전송한다. 일측에 따르면, 인지 무선 제어 장치는 복수의 인지 무선 노드들을 제어할 수 있다. 이 경우에, 인지 무선 제어 장치는 제1 인지 무선 노드로부터 제1 센싱 결과를 수신할뿐만 아니라, 복수의 제2 무선 노드들로부터 제2 센싱 결과들을 수신할 수도 있다.At
인지 무선 제어 장치는 제1 센싱 결과 및 제2 센싱 결과들에 따라서 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 판단한다. 일측에 따르면, 인지 무선 제어 장치는 각 인지 무선 노드에 대한 신뢰도 및 각 센싱 결과의 중요성을 반영하여 각 센싱 결과에 대한 가중치를 산출할 수 있다. 일측에 따르면, 각 가중치들은 '0'과 같거나 크고, '1' 보다는 작은 범위의 유리수 일 수 있다.The awareness radio controller determines whether the main system is using the frequency band according to the first sensing result and the second sensing result. According to one aspect, the perceptual radio control apparatus can calculate a weight for each sensing result by reflecting the reliability of each perceived radio node and the importance of each sensing result. According to one aspect, each of the weights may be a rational number in a range that is equal to or greater than '0' and less than '1'.
일측에 따르면, 각 가중치들은 각 센싱 결과가 각 센싱 결과들의 다수값과 동일한지 여부에 따라서 산출될 수 있다.According to one aspect, each of the weights can be calculated according to whether or not each sensing result is equal to a plurality of values of the respective sensing results.
인지 무선 제어 장치는 각 센싱 결과와 각 센싱 결과에 상응하는 가중치를 각각 곱하고, 가중치가 곱해진 센싱 결과들의 합과 미리 결정된 임계값을 비교할 수 있다. 인지 무선 제어 장치는 비교 결과에 따라서 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과를 각 인지 무선 노드로 전송한다.The cognitive radio control apparatus multiplies the respective sensing results and the weights corresponding to the respective sensing results, respectively, and compares the sum of the sensing results multiplied by the weights with a predetermined threshold value. The cognitive radio control apparatus determines whether the main system is using the frequency band according to the comparison result, and transmits the determination result to each recognized cognitive radio node.
단계(530)에서, 인지 무선 노드는 인지 무선 제어 장치로부터 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 판단 결과를 수신한다.In
만약 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있지 않은 것으로 판단된 경우에, 인지 무선 노드는 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 이용하여 다른 인지 무선 노드로 데이터를 전송하거나, 인지 무선 제어 장치로 데이터를 전송할 수 있다.If it is determined that the main system is not using a frequency band, the acknowledged wireless node may transmit data to the other aware wireless node using the frequency band allocated to the main system, or may transmit data to the aware wireless control device have.
예를 들어, 제1 인지 무선 노드는 제2 인지 무선 노드 또는 통신 디바이스로 데이터를 직접 전송하거나, 기지국/중계기와 같은 중계 장치를 경유하여 제2 인지 무선 노드 또는 통신 디바이스로 데이터를 전송할 수 있다. 여기서, 통신 디바이스는 센싱 결과를 인지 무선 제어 장치로 전송하거나, 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 판단 결과를 인지 무선 제어 장치로부터 수신하지 않은 장치로서, 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 이용하여 제1 인지 무선 노드와 통신 가능한 장치이다.For example, the first acknowledged wireless node may transmit data directly to the second acknowledged wireless node or communication device, or may transmit data to the second recognized wireless node or communication device via a relay device such as a base station / repeater. Here, the communication device is a device that transmits the sensing result to the perceived radio control device or does not receive a result of the determination as to whether the main system uses the frequency band, from the perceived radio control device, and uses the frequency band allocated to the main system Thereby communicating with the first or the wireless node.
만약 메인 시스템이 주파수 대역을 사용하고 있는 것으로 판단된 경우에, 인지 무선 노드(300)는 주기적, 비주기적으로 메인 시스템에 할당된 주파수 대역을 센싱하며 대기할 수 있다.If it is determined that the main system is using the frequency band, the
도 5에서 설명된 실시예에 따르면, 인지 무선 노드로부터 인지 무선 제어 장치까지의 피드백 채널의 실시간 상태(채널 이득)에 관계없이 인지 무선 제어 장치는 소프트 디시전을 수행할 수 있다. 인지 무선 제어 장치는 인지 무선 노드로부터 이진화된 센싱 결과를 수신하므로 피드백 채널의 대역폭을 적게 사용할 수 있다. 또한, 인지 무선 제어 장치는 피드백 채널의 상태를 실시간으로 파악하기 위한 오버헤드를 수행하지 않으므로, 간단한 절차 만으로 메인 시스템의 주파수 대역 사용 여부를 판단할 수 있다.
According to the embodiment illustrated in FIG. 5, the perceptual radio control apparatus can perform soft decision regardless of the real-time state (channel gain) of the feedback channel from the perceptual radio node to the perceptual radio control apparatus. Since the cognitive radio control apparatus receives the result of the binarized sensing from the cognitive radio node, the bandwidth of the feedback channel can be reduced. Also, since the perceptual radio control apparatus does not perform the overhead for grasping the state of the feedback channel in real time, it is possible to judge whether or not to use the frequency band of the main system by a simple procedure.
실시예에 따른 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 실시예를 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 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in 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 to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments 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 embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
110: 메인 시스템의 기지국
111: 메인 시스템의 단말기
121, 122, 123: 인지 무선 노드
130: 인지 무선 제어 장치110: base station of the main system
111: terminal of the main system
121, 122, 123: Acknowledgment wireless node
130: Cognitive radio control device
Claims (19)
상기 각각의 센싱 결과가 상기 이진화된 센싱 결과들 중에서 다수값과 동일한 경우에, 상기 각각의 센싱 결과에 상응하는 가중치의 값을 높게 산출하는 가중치 산출부;
상기 가중치가 곱해진 센싱 결과들의 합과 미리 결정된 임계값을 비교하는 비교부; 및
상기 비교부의 비교 결과에 따라서 상기 메인 시스템이 상기 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 판단하는 판단부
를 포함하는 인지 무선 제어 장치.A receiving unit for receiving, from a plurality of nodes, a result of binarized sensing of whether the main system is using a frequency band;
A weight calculation unit for calculating a weight value corresponding to each sensing result at a high level when each sensing result is equal to a plurality of values among the binarized sensing results;
A comparison unit comparing the sum of the sensing results multiplied by the weight with a predetermined threshold value; And
A determination unit for determining whether the main system is using the frequency band according to the comparison result of the comparison unit;
And a control unit.
상기 가중치 산출부는 하기 수학식 1에 따라서 상기 가중치를 산출하는 인지 무선 제어 장치.
[수학식 1]
여기서,
[수학식 2]
여기서,
[수학식 3]
The method according to claim 1,
And the weight calculation unit calculates the weight according to the following equation (1).
[Equation 1]
here,
&Quot; (2) "
here,
&Quot; (3) "
상기 가중치 산출부는 상기 판단이 성공할 확률이 최대화 되도록 상기 가중치를 결정하는 인지 무선 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the weight calculation unit determines the weight to maximize the probability that the determination is successful.
상기 가중치는 '0' 과 같거나 크고, 1보다는 작은 값의 범위를 가지는 인지 무선 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the weight has a value equal to or greater than zero and less than one.
상기 주파수 대역을 센싱하여 상기 메인 시스템이 상기 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 이진화된 제1 센싱 결과를 생성하는 센싱부;
상기 제1 센싱 결과를 인지 무선 제어 장치로 전송하는 전송부; 및
상기 인지 무선 제어 장치로부터 상기 메인 시스템이 상기 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 판단 결과를 수신하는 수신부
를 포함하고,
상기 인지 무선 제어 장치와 연관된 복수의 제2 인지 무선 노드들이 각각 센싱한 복수의 제2 센싱 결과들이 상기 인지 무선 제어 장치로 전송되고,
상기 제2 센싱 결과들에 따라 상기 제2 센싱 결과들에 상응되는 제2 가중치들이 생성되고,
상기 판단 결과는 상기 제1 센싱 결과와 상기 제1 센싱 결과에 따라 결정되는 제1 가중치를 곱한 값 및 상기 제2 센싱 결과들과 상기 제2 가중치들을 곱한 값을 고려하여 판단되고,
상기 제1 가중치의 값은 상기 제1 센싱 결과가 상기 제1 센싱 결과 및 상기 제2 센싱 결과들 중에서 다수값과 동일한지 여부에 따라서 산출되는 인지 무선 노드.1. A cognitive wireless node using a frequency band allocated to a main system,
A sensing unit for sensing the frequency band and generating a binary first sensing result as to whether the main system uses the frequency band;
A transmitting unit for transmitting the first sensing result to the perceptual radio control device; And
A receiver for receiving from the perceptual radio control device a result of the determination as to whether the main system uses the frequency band;
Lt; / RTI >
A plurality of second sensing results respectively sensed by a plurality of second recognition wireless nodes associated with the perceptual radio control device are transmitted to the perceptual radio control device,
Second weighting values corresponding to the second sensing results are generated according to the second sensing results,
Wherein the determination result is determined by considering a value obtained by multiplying the first sensing result by a first weight determined according to the first sensing result and a value obtained by multiplying the second sensing results by the second weight,
Wherein the value of the first weight is calculated according to whether the first sensing result is equal to a plurality of the first sensing result and the second sensing result.
상기 제1 가중치 및 상기 제2 가중치는 '0' 과 같거나 크고, 1보다는 작은 값의 범위를 가지는 인지 무선 노드.The method according to claim 6,
Wherein the first weight and the second weight have a range of values equal to or greater than zero and less than one.
상기 각각의 센싱 결과가 상기 이진화된 센싱 결과들 중에서 다수값과 동일한 경우에, 상기 각각의 센싱 결과에 상응하는 가중치의 값을 높게 산출하는 단계;
상기 가중치가 곱해진 센싱 결과들의 합과 미리 결정된 임계값을 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과에 따라서 상기 메인 시스템이 상기 주파수 대역을 사용하고 있는지 여부를 판단하는 단계
를 포함하는 인지 무선 제어 방법.Receiving a result of binarized sensing of whether the main system is using a frequency band from a plurality of nodes, respectively;
Calculating a weight value corresponding to each sensing result when the sensing result is equal to a plurality of values among the binarized sensing results;
Comparing the sum of the weighting-multiplied sensing results with a predetermined threshold value; And
Determining whether the main system is using the frequency band according to the comparison result
/ RTI >
상기 가중치를 산출하는 단계는 하기 수학식 4에 따라서 상기 가중치를 산출하는 인지 무선 제어 방법.
[수학식 4]
여기서,
[수학식 5]
여기서,
[수학식 6]
11. The method of claim 10,
Wherein the step of calculating the weights calculates the weights according to Equation (4): " (4) "
&Quot; (4) "
here,
&Quot; (5) "
here,
&Quot; (6) "
상기 가중치를 산출하는 단계는 상기 판단이 성공할 확률이 최대화 되도록 상기 가중치를 결정하는 인지 무선 제어 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the step of calculating the weight determines the weight to maximize the probability that the determination is successful.
상기 가중치는 '0' 과 같거나 크고, 1보다는 작은 값의 범위를 가지는 인지 무선 제어 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the weight has a value equal to or greater than zero and less than one.
상기 주파수 대역을 센싱하여 상기 메인 시스템이 상기 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 이진화된 제1 센싱 결과를 생성하는 단계;
상기 제1 센싱 결과를 인지 무선 제어 장치로 전송하는 단계; 및
상기 인지 무선 제어 장치로부터 상기 메인 시스템이 상기 주파수 대역을 사용하는지 여부에 대한 판단 결과를 수신하는 단계
를 포함하고,
상기 인지 무선 제어 장치와 연관된 복수의 제2 인지 무선 노드들이 각각 센싱한 복수의 제2 센싱 결과들이 상기 인지 무선 제어 장치로 전송되고,
상기 제2 센싱 결과들에 따라 상기 제2 센싱 결과들에 상응되는 제2 가중치들이 생성되고,
상기 판단 결과는 상기 제1 센싱 결과와 상기 제1 센싱 결과에 따라 결정되는 제1 가중치를 곱한 값 및 상기 판단 결과는 상기 제2 센싱 결과들과 상기 제2 가중치들을 곱한 값을 고려하여 판단되고,
상기 제1 가중치의 값은 상기 제1 센싱 결과가 상기 제1 센싱 결과 및 상기 제2 센싱 결과들 중에서 다수값과 동일한지 여부에 따라서 산출되는 인지 무선 노드의 동작 방법.A method of operating a cognitive wireless node using a frequency band allocated to a main system,
Sensing the frequency band to generate a binary first sensing result as to whether the main system uses the frequency band;
Transmitting the first sensing result to the perceptual radio control device; And
Receiving from the perceptual radio control unit a result of the determination as to whether the main system uses the frequency band
Lt; / RTI >
A plurality of second sensing results respectively sensed by a plurality of second recognition wireless nodes associated with the perceptual radio control device are transmitted to the perceptual radio control device,
Second weighting values corresponding to the second sensing results are generated according to the second sensing results,
Wherein the determination result is determined by multiplying the first sensing result by a first weight determined according to the first sensing result and the determination result by considering the value obtained by multiplying the second sensing results by the second weight,
Wherein the value of the first weight is calculated according to whether the first sensing result is equal to a plurality of the first sensing result and the second sensing result.
상기 제1 가중치 및 상기 제2 가중치는 '0' 과 같거나 크고, 1보다는 작은 값의 범위를 가지는 인지 무선 노드의 동작 방법.16. The method of claim 15,
Wherein the first weight and the second weight have a range of values equal to or greater than zero and less than one.
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