KR102006568B1 - Device and Method for Controlling Cognitive Radio Communication Using Relay - Google Patents

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Abstract

개시된 발명은 중계기를 이용하는 인지무선 통신 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 개시된 방법은, 2차 사용자 송신 단말, 중계기, 2차 사용자 수신 단말 및 제어 장치를 포함하는 인지 무선 통신 시스템에서 상기 제어 장치에서 수행되는 인지무선 통신 제어 방법으로서, 상기 중계기 및 다수의 스펙트럼 센싱 장치로부터 스펙트럼 센싱 정보를 수신하는 단계(a); 상기 2차 사용자 송신 단말로부터 확률 정보 요청 패킷을 수신 하는 단계(b); 및 상기 2차 사용자 송신 단말에 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷을 송신하고 상기 중계기에 중계기로의 확률 정보 응답 패킷을 송신하는 단계(c)를 포함하되, 상기 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷에는 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률이 포함하고, 상기 중계기로의 확률 정보 응답 패킷에는 상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률과 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률이 포함되며, 상기 중계기는 상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보와 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보의 동일성에 기초하여 통신 모드를 결정한다. 개시된 발명에 의하면, 중계기가 사용되는 환경에서 인지무선 통신의 주파수 사용 효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다. The disclosed invention relates to an apparatus and method for cognitive radio communication using a repeater. The disclosed method is a cognitive radio communication control method performed in the control apparatus in a cognitive wireless communication system including a secondary user transmitting terminal, a repeater, a secondary user receiving terminal, and a control device, the repeater and the plurality of spectrum sensing devices. Receiving spectrum sensing information (a); (B) receiving a probability information request packet from the secondary user transmitting terminal; And transmitting (c) the probability information response packet to the secondary user transmitting terminal to the secondary user transmitting terminal and transmitting the probability information response packet to the repeater to the secondary user transmitting terminal. The probability information response packet of includes frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal and the communication success probability of the corresponding frequency band, and the probability information response packet to the repeater includes frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal. And communication success probability of the corresponding frequency band, frequency band information to be allocated to the repeater, and communication success probability of the corresponding frequency band, wherein the repeater is allocated to the repeater and frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal. The communication mode is determined based on the identity of the frequency band information. According to the disclosed invention, there is an advantage that can maximize the frequency use efficiency of cognitive radio communication in the environment in which the repeater is used.

Description

중계기를 이용하는 인지무선 통신 제어 장치 및 방법{Device and Method for Controlling Cognitive Radio Communication Using Relay}Device and Method for Controlling Cognitive Radio Communication Using Relay

본 발명은 인지무선 통신 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중계기를 이용하는 인지무선 통신 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a cognitive radio communication control apparatus and method, and more particularly to a cognitive radio communication control apparatus and method using a repeater.

인지무선 통신은 기존의 단일 주파수 밴드와 단일 프로토콜을 이용하여 무선 자원을 점유하던 무선 통신과는 달리 주변의 환경을 탐지하고 빠르게 적용하여 지능적으로 간섭을 회피하고 사용되지 않은 주파수 스펙트럼을 점유하여 주파수 사용 효율을 극대화하는 통신 방법이다. Unlike wireless communication, which uses a single frequency band and a single protocol to occupy radio resources, cognitive radio communication detects and rapidly applies the surrounding environment to intelligently avoid interference and occupy unused frequency spectrum to use frequency. Communication method to maximize efficiency.

인지 무선 통신은 주변 환경 탐지 등에 아직 어려움이 있기에 아직까지 활발한 상용화가 이루어지지 않고 있으나 이를 극복하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. Cognitive wireless communication has not been actively commercialized because it is still difficult to detect the surrounding environment, but various studies have been conducted to overcome this.

특히, 다수의 IoT 기기들이 통신에 참여하는 5G 환경에서의 주파수 사용 효율을 극대화하기 위해 인지무선 통신이 사용될 수 있을 것으로 예상되고 있다. In particular, it is expected that cognitive radio communication may be used to maximize the efficiency of using a frequency in a 5G environment in which a large number of IoT devices participate in communication.

인지무선 통신에서 주파수를 방해받지 않고 독점으로 사용하는 사용자를 1차 사용자로 정의하고, 1차 사용자가 사용하지 않은 주파수 대역을 기회적으로 사용하는 사용자를 2차 사용자로 정의한다. In cognitive radio communication, a user who uses monopoly without interference is defined as a primary user, and a user who opportunistically uses a frequency band not used by a primary user as a secondary user.

기존의 인지 무선 통신은 2차 사용자 송신 단말이 2차 사용자 수신 단말과 직접 통신하는 경우에 대한 연구에 집중되었다. 그러나, 2차 사용자 송신 단말과 2차 사용자 수신 단말의 거리가 멀 경우 중계기를 경유한 통신이 필요하나 중계기가 사용되는 환경에서의 효율적인 인지무선 통신을 위한 연구는 미비한 편이다. The existing cognitive radio communication focused on the case where the secondary user transmitting terminal directly communicates with the secondary user receiving terminal. However, when the distance between the secondary user transmitting terminal and the secondary user receiving terminal is far, communication via a repeater is required, but studies for efficient cognitive radio communication in an environment in which a repeater is used are insufficient.

한편, 주파수 사용 효율을 증대시키기 위한 또 다른 방안으로 전이중(Full-Duplex) 통신 방식이 주목받고 있다. 전이중 통신은 송신과 수신이 동시에 이루어지는 기술로서, 송신 페이즈와 수신 페이즈가 별도로 구분되지 않으므로 기존의 통신 방식에 비해 주파수 사용 효율을 극대화시킬 수 있게 된다. Meanwhile, a full-duplex communication method has attracted attention as another method for increasing frequency use efficiency. Full-duplex communication is a technology in which transmission and reception are performed simultaneously. Since the transmission phase and the reception phase are not separated, it is possible to maximize the frequency use efficiency as compared to the conventional communication method.

본 발명은 중계기가 사용되는 환경에서 주파수 사용 효율을 극대화시킬 수 있는 인지무선 통신 제어 방법 및 장치를 제공한다. The present invention provides a method and apparatus for controlling cognitive radio communication that can maximize frequency use efficiency in an environment in which a repeater is used.

또한, 본 발명은 다수의 IoT 기기가 통신에 참여하는 환경에서 주파수 사용 효율을 극대화시킬 수 있는 인지무선 통신 제어 방법 및 장치를 제공한다. In addition, the present invention provides a method and apparatus for controlling cognitive radio communication that can maximize frequency use efficiency in an environment in which a plurality of IoT devices participate in communication.

본 발명의 일 측면에 따르면, 2차 사용자 송신 단말, 중계기, 2차 사용자 수신 단말 및 제어 장치를 포함하는 인지 무선 통신 시스템에서 상기 제어 장치에서 수행되는 인지무선 통신 제어 방법으로서, 상기 중계기 및 다수의 스펙트럼 센싱 장치로부터 스펙트럼 센싱 정보를 수신하는 단계(a); 상기 2차 사용자 송신 단말로부터 확률 정보 요청 패킷을 수신 하는 단계(b); 및 상기 2차 사용자 송신 단말에 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷을 송신하고 상기 중계기에 중계기로의 확률 정보 응답 패킷을 송신하는 단계(c)를 포함하되, 상기 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷에는 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률이 포함하고, 상기 중계기로의 확률 정보 응답 패킷에는 상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률과 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률이 포함되며, 상기 중계기는 상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보와 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보의 동일성에 기초하여 통신 모드를 결정하는 인지무선 통신 제어 방법이 제공된다. According to an aspect of the present invention, a cognitive radio communication control method performed in the control apparatus in a cognitive wireless communication system including a secondary user transmitting terminal, a repeater, a secondary user receiving terminal and a control device, the repeater and a plurality of Receiving (a) spectrum sensing information from a spectrum sensing device; (B) receiving a probability information request packet from the secondary user transmitting terminal; And transmitting (c) the probability information response packet to the secondary user transmitting terminal to the secondary user transmitting terminal and transmitting the probability information response packet to the repeater to the secondary user transmitting terminal. The probability information response packet of includes frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal and the communication success probability of the corresponding frequency band, and the probability information response packet to the repeater includes frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal. And communication success probability of the corresponding frequency band, frequency band information to be allocated to the repeater, and communication success probability of the corresponding frequency band, wherein the repeater is allocated to the repeater and frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal. Provided is a cognitive radio communication control method for determining a communication mode based on the identity of frequency band information. do.

상기 확률 정보 요청 패킷에는 상기 2차 사용자 송신 단말의 위치 정보 및 상기 2차 사용자 송신 단말의 상태 정보가 포함된다. The probability information request packet includes location information of the secondary user transmitting terminal and state information of the secondary user transmitting terminal.

상기 단계(c)는 상기 2차 사용자 송신 단말의 위치 정보를 이용하여 상기 2차 사용자 송신 단말의 상기 통신 성공 확률을 연산한다. In step (c), the communication success probability of the secondary user transmitting terminal is calculated using the location information of the secondary user transmitting terminal.

상기 2차 사용자 송신 단말의 상태 정보는 2차 사용자 송신 단말의 통신 중에 있을 경우 사용하는 주파수 대역 정보를 포함하며, 상기 단계(c)는 상기 사용하는 주파수 대역 정보를 이용하여 상기 통신 성공 확률을 연산한다. The state information of the secondary user transmitting terminal includes frequency band information used when the secondary user transmitting terminal is in communication, and the step (c) calculates the communication success probability using the frequency band information used. do.

상기 2차 사용자 송신 단말은 상기 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷에 포함된 통신 성공 확률에 기초하여 인지무선 통신을 위한 신호를 상기 중계기에 송신한다. The secondary user transmitting terminal transmits a signal for cognitive radio communication to the repeater based on a communication success probability included in the probability information response packet to the secondary user transmitting terminal.

상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보와 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보가 동일할 경우, 상기 중계기는 전이중 통신 모드로 상기 2차 사용자 송신 단말로부터 수신한 신호를 상기 2차 사용자 수신 단말로 전달한다. If the frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal and the frequency band information to be allocated to the repeater are the same, the repeater receives the signal received from the secondary user transmitting terminal in the full duplex communication mode in the secondary user receiving terminal. To pass.

상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보와 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보가 상이할 경우, 상기 중계기는 반이중 통신 모드로 상기 2차 사용자 송신 단말로부터 수신한 신호를 상기 2차 사용자 수신 단말로 전달한다. When the frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal and the frequency band information to be allocated to the repeater are different, the repeater receives the signal received from the secondary user transmitting terminal in the half-duplex communication mode in the secondary user receiving terminal. To pass.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 2차 사용자 송신 단말, 중계기 및 2차 사용자 수신 단말을 포함하는 인지 무선 통신 시스템에서 인지 무선 통신을 제어하기 위한 제어 장치로서, 상기 중계기 및 다수의 스펙트럼 센싱 장치로부터 스펙트럼 센싱 정보를 수신하여 저장하는 스펙트럼 센싱 정보 저장부; 상기 2차 사용자 송신 단말로부터 확률 정보 요청 패킷을 수신할 경우, 상기 2차 사용자 송신 단말의 주파수 대역별 통신 성공 확률 및 상기 중계기의 주파수 대역별 통신 성공 확률을 연산하는 확률 연산부; 및 상기 2차 사용자 송신 단말에 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷을 송신하고 상기 중계기에 중계기로의 확률 정보 응답 패킷을 송신하는 확률 정보 응답 패킷 송신부를 포함하되, 상기 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷에는 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률이 포함하고, 상기 중계기로의 확률 정보 응답 패킷에는 상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률과 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률이 포함되며, 상기 중계기는 상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보와 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보의 동일성에 기초하여 통신 모드를 결정하는 인지무선 통신 제어 장치가 제공된다. According to another aspect of the present invention, a control device for controlling cognitive radio communication in a cognitive radio communication system including a secondary user transmitting terminal, a repeater and a secondary user receiving terminal, the spectrum from the repeater and a plurality of spectrum sensing devices A spectrum sensing information storage unit for receiving and storing sensing information; A probability calculator configured to calculate a communication success probability for each frequency band of the secondary user transmission terminal and a communication success probability for each frequency band of the repeater when receiving the probability information request packet from the secondary user transmitting terminal; And a probability information response packet transmitter for transmitting the probability information response packet to the secondary user transmission terminal to the secondary user transmission terminal and the probability information response packet to the repeater. The probability information response packet to the frequency information includes frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal and the communication success probability of the corresponding frequency band, and the probability information response packet to the repeater includes the frequency band to be allocated to the secondary user transmitting terminal. Information and probability of communication success of the corresponding frequency band, frequency band information to be allocated to the repeater and communication success probability of the corresponding frequency band, and the repeater is assigned to the frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal and the repeater Cognitive radio determining communication mode based on the identity of frequency band information The new control system is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 중계기가 사용되는 환경에서 인지무선 통신의 주파수 사용 효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다. According to an embodiment of the present invention, there is an advantage in maximizing the frequency use efficiency of cognitive radio communication in an environment in which a repeater is used.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지무선 통신 제어 장치 및 방법이 적용되는 인지무선 통신 시스템의 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인지무선 통신 제어 방법의 전체적인 흐름을 도시한 순서도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 확률 정보 요청 패킷의 구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷의 구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기로의 확률 정보 응답 패킷의 구조를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지무선 통신 제어 장치의 구조를 도시한 블록도.1 is a diagram illustrating a structure of a cognitive radio communication system to which an apparatus and method for controlling cognitive radio communication according to an embodiment of the present invention is applied.
Figure 2 is a flow chart showing the overall flow of the method of cognitive radio communication control according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a structure of a probability information request packet according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a structure of a probability information response packet to a secondary user transmitting terminal according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a structure of a probability information response packet to a repeater according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing the structure of a cognitive radio communication control apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. Although not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by generic dictionaries may be interpreted to have the same meaning as in the related art and / or in the text of this application, and may be conceptualized or overly formalized, even if not expressly defined herein I will not. The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지무선 통신 제어 장치 및 방법이 적용되는 인지무선 통신 시스템의 구조를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a structure of a cognitive radio communication system to which an apparatus and method for controlling cognitive radio communication according to an embodiment of the present invention is applied.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인지무선 통신 제어 장치 및 방법이 적용되는 인지무선 통신 시스템은 1차 사용자 단말(100), 2차 사용자 송신 단말(110), 2차 사용자 수신 단말(120), 중계기(130), 제어 장치(140) 및 다수의 스펙트럼 센싱 장치(150)를 포함한다. 1, a cognitive radio communication system to which an apparatus and method for controlling cognitive radio according to an embodiment of the present invention is applied may include a primary user terminal 100, a secondary user transmission terminal 110, and a secondary user reception. The terminal 120 includes a repeater 130, a control device 140, and a plurality of spectrum sensing devices 150.

인지 무선 통신에서 특정 주파수 대역을 독점적으로 사용할 권한을 가진 단말을 1차 사용자 단말(100)로 정의하며, 해당 주파수 대역에 대해 독점적 사용 권한은 없으나 1차 사용자 단말이 해당 주파수 대역을 사용하지 않을 경우 이를 기회적으로 사용하는 단말을 2차 사용자 단말(110, 120)로 정의한다.In a cognitive radio communication, a terminal having an exclusive right to use a specific frequency band is defined as the primary user terminal 100, and there is no exclusive use authority for the corresponding frequency band, but the primary user terminal does not use the frequency band. A terminal using this opportunity is defined as secondary user terminals 110 and 120.

1차 사용자 단말(100)은 별도의 스펙트럼 센싱 정보를 제공받지 아니하며 사용자의 통신 요청이 있을 경우 통신을 수행한다. The primary user terminal 100 does not receive additional spectrum sensing information and performs communication when a user requests a communication.

도 1에는 2차 사용자 단말이 2차 사용자 송신 단말(110) 및 2차 사용자 수신 단말(120)로 구분하여 표시되어 있다. 2차 사용자 송신 단말(110)은 1차 사용자 단말(100)이 사용하지 않을 것으로 예상되는 주파수 대역을 이용하여 신호를 송신하며, 2차 사용자 수신 단말(120)은 2차 사용자 송신 단말(110)로부터 송신되는 신호를 수신한다. In FIG. 1, a secondary user terminal is divided into a secondary user transmitting terminal 110 and a secondary user receiving terminal 120. The secondary user transmitting terminal 110 transmits a signal using a frequency band that the primary user terminal 100 is not expected to use, and the secondary user receiving terminal 120 transmits a signal to the secondary user transmitting terminal 110. Receive signals from

중계기(130)는 인지무선 통신을 수행하는 2차 사용자 송신 단말(110)이 송신하는 신호를 증폭하여 2차 사용자 수신 단말(120)에 전송한다. 물론, 2차 사용자 송신 단말(110)과 2차 사용자 수신 단말(120)이 충분히 가깝게 있다면 중계기(130)를 경유하지 않고 직접 통신할 수도 있을 것이다. 다만, 본 발명은 중계기(130)를 경유하여 인지무선 통신이 이루어질 경우 인지무선 통신을 제어하는 방법에 관한 것이고 이하에서는 중계기(130)를 통해 인지무선 통신이 이루어질 때의 통신 방법을 설명하기로 한다. The repeater 130 amplifies a signal transmitted by the secondary user transmitting terminal 110 performing cognitive radio communication and transmits the signal to the secondary user receiving terminal 120. Of course, if the secondary user transmitting terminal 110 and the secondary user receiving terminal 120 is sufficiently close, it may be able to communicate directly without passing through the repeater 130. However, the present invention relates to a method for controlling cognitive radio communication when cognitive radio communication is made via the repeater 130, and hereinafter, a communication method when cognitive radio communication is performed through the repeater 130 will be described. .

중계기(130)에는 스펙트럼 센싱 모듈이 구비되며 어떠한 주파수 대역이 현재 가용한지 여부를 판단할 수 있다. The repeater 130 is provided with a spectrum sensing module and can determine which frequency band is currently available.

다수의 스펙트럼 센싱 장치(150)는 분산되어 분포되며, 각각의 위치에서 스펙트럼 센싱을 수행한다. 여기서, 스펙트럼 센싱은 특정 주파수 대역에서의 간섭량을 감지하는 것을 의미하며, 특정 주파수 대역에서의 수신 파워를 감지하여 간섭량을 감지한다. The plurality of spectrum sensing devices 150 are distributed and distributed, and perform spectral sensing at each location. Here, spectrum sensing means sensing the amount of interference in a specific frequency band, and detects the amount of interference by detecting a reception power in a specific frequency band.

다수의 스펙트럼 센싱 장치(150) 각각은 스펙트럼 센싱 정보를 제어 장치(140)에 제공한다. 제어 장치(140)는 2차 사용자 송신 단말(110)이 인지 무선 통신을 시도할 경우 2차 사용자 송신 단말(110)이 사용할 주파수 대역 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률(OP)를 제공한다. 여기서, 통신 성공 확률은 2차 사용자 송신 단말(110)이 제어 장치(140)가 제공하는 주파수 대역을 사용하여 인지 무선 통신이 1차 사용자 단말에 의해 방해받지 않고 성공할 확률을 의미한다. Each of the plurality of spectrum sensing devices 150 provides the spectrum sensing information to the control device 140. When the secondary user transmission terminal 110 attempts cognitive radio communication, the control device 140 provides a frequency band to be used by the secondary user transmission terminal 110 and a communication success probability OP of the corresponding frequency band. Here, the communication success probability refers to the probability that the secondary user transmission terminal 110 succeeds without being disturbed by the primary user terminal using the frequency band provided by the control device 140.

통신 성공 확률(OP)이 정확히 계산되려면 인지 무선 통신을 시도하는 2차 사용자 송신 단말(110)의 위치에서의 스펙트럼 센싱 정보가 획득되어야 하나 스펙트럼 센싱은 상당한 에너지를 소요하는 작업이기에 이동 단말 또는 IoT 단말이 스펙트럼 센싱을 수행하기는 어렵다. 제어 장치(140)는 2차 사용자 송신 단말(110)의 위치 정보 및 다수의 스펙트럼 센싱 장치(150)의 스펙트럼 센싱 정보에 기초하여 2차 사용자 송신 단말(110)의 위치에서의 주파수별 통신 성공 확률(OP)을 연산하고, 가장 큰 통신 성공 확률에 상응하는 주파수 대역 및 통신 성공 확률 정보를 2차 사용자 송신 단말(110)에 제공한다. 2차 사용자 송신 단말(110)의 위치에서의 특정 주파수에 대한 통신 성공 확률은 알려진 다양한 방법을 이용하여 연산될 수 있을 것이다. 일례로, 국내등록특허 10-1806065에 개시된 방법에 기초하여 특정 주파수에서의 통신 성공 확률이 연산될 수 있을 것이다. In order for the communication success probability (OP) to be accurately calculated, spectrum sensing information at the location of the secondary user transmitting terminal 110 attempting cognitive radio communication should be obtained, but because the spectrum sensing is a task that requires considerable energy, the mobile terminal or the IoT terminal It is difficult to perform this spectral sensing. The control device 140 according to the location information of the secondary user transmitting terminal 110 and the spectrum sensing information of the plurality of spectrum sensing device 150, the probability of communication success by frequency at the position of the secondary user transmitting terminal 110 (OP) is calculated and the frequency band and communication success probability information corresponding to the largest communication success probability are provided to the secondary user transmitting terminal 110. The communication success probability for a particular frequency at the location of the secondary user transmitting terminal 110 may be calculated using various known methods. For example, the probability of communication success at a specific frequency may be calculated based on the method disclosed in Korean Patent No. 10-1806065.

2차 사용자 송신 단말(110)은 제어 장치(140)로부터 제공받는 통신 성공 확률에 기초하여 인지 무선 통신을 시도한다. 예를 들어, 제어 장치(140)로부터 제공받은 통신 성공 확률이 0.8일 경우 0.8의 확률로 신호를 송신하고 0.2의 확률로 신호 전송을 포기한다. The secondary user transmitting terminal 110 attempts cognitive radio communication based on the communication success probability provided from the control device 140. For example, if the communication success probability provided from the control device 140 is 0.8, the signal is transmitted with a probability of 0.8 and the signal transmission is abandoned with a probability of 0.2.

도 1에서는 제어 장치(140)와 중계기(130)가 독립적이고 분리된 장치인 경우에 대해 설명하였으나, 제어 장치(140)와 중계기(130)는 하나의 통합된 장치로 구현될 수도 있을 것이다. In FIG. 1, the case where the control device 140 and the repeater 130 are independent and separated devices has been described. However, the control device 140 and the repeater 130 may be implemented as one integrated device.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인지무선 통신 제어 방법의 전체적인 흐름을 도시한 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating the overall flow of a method for controlling cognitive radio communication according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 제어 장치(140)는 다수의 스펙트럼 센싱 장치로부터 지역별 간섭량에 대한 정보를 수신한다(단계 200). 스펙트럼 센싱 장치 각각은 해당 지역에서 주파수별 간섭량을 획득하여 제어 장치(140)에 제공한다. 다수의 스펙트럼 센싱 장치 각각은 미리 설정된 시간 간격으로 주파수별 간섭량에 대한 정보를 제어 장치(140)로 제공한다. Referring to FIG. 2, the control device 140 receives information on the amount of interference for each region from the plurality of spectrum sensing devices (step 200). Each spectrum sensing device obtains an amount of interference for each frequency in a corresponding region and provides it to the control device 140. Each of the plurality of spectrum sensing devices provides the control device 140 with information on the amount of interference for each frequency at a predetermined time interval.

한편, 중계기(130)는 독립적으로 스펙트럼 센싱을 수행한다(단계 202). 중계기는 스펙트럼 센신 정보를 제어 장치(140)에 제공하며 제어 장치(140)는 수신된 스펙트럼 센싱 정보를 저장한다(단계 204). 중계기 역시 미리 설정된 시간 간격으로 스펙트럼 센싱 및 스펙트럼 센싱 정보를 전송하는 동작을 반복하고, 제어 장치(140)는 가장 최신의 주파수별 간섭량 정보를 저장한다. Meanwhile, the repeater 130 independently performs spectral sensing (step 202). The repeater provides the spectrum sensing information to the control device 140 and the control device 140 stores the received spectrum sensing information (step 204). The repeater also repeats the operation of transmitting the spectrum sensing and the spectrum sensing information at preset time intervals, and the control device 140 stores the latest frequency-specific interference amount information.

2차 사용자 송신 단말(110)은 인지 무선 통신을 위한 확률 정보 요청 패킷을 제어 장치(140)에 전송한다(단계 206). The secondary user transmitting terminal 110 transmits a probability information request packet for cognitive radio communication to the control device 140 (step 206).

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 확률 정보 요청 패킷의 구조를 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a structure of a probability information request packet according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 확률 정보 요청 패킷은 2차 사용자 단말의 아이디(300), 2차 사용자 단말의 위치 정보(302), 가용 주파수 대역 정보(304) 및 상태 정보(306)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the probability information request packet according to an embodiment of the present invention includes an ID 300 of the secondary user terminal, location information 302 of the secondary user terminal, available frequency band information 304, and state information. 306.

아이디(300)는 2차 사용자 송신 단말에 대해 고유하게 부여된 아이디 정보를 의미한다. ID 300 refers to ID information uniquely assigned to the secondary user transmitting terminal.

위치 정보(302)는 2차 사용자 송신 단말의 현재 위치 정보로서 일례로 GPS 좌표 정보의 형태로 제공될 수 있다. 물론, 위치 정보는 GPS 좌표 정보가 아닌 다른 형태의 정보일 수도 있을 것이다. The location information 302 may be provided in the form of GPS coordinate information as an example of current location information of the secondary user transmission terminal. Of course, the location information may be other forms of information other than GPS coordinate information.

가용 주파수 대역 정보(304)는 2차 사용자 송신 단말이 전송 가능한 주파수 대역 정보를 의미하며, 각 2차 사용자 송신 단말별로 미리 설정되어 있는 정보이다. Available frequency band information 304 refers to frequency band information that can be transmitted by the secondary user transmission terminal, and is information that is preset for each secondary user transmission terminal.

2차 사용자 송신 단말의 상태 정보(306)는 2차 사용자 송신 단말이 현재 통신 중인지 여부 및 통신 중일 경우 사용 중인 주파수 대역 정보를 포함한다. 2차 사용자 송신 단말의 상태 정보는 제어 장치(140)에서 특정 주파수에서의 통신 성공 확률을 연산할 때 사용된다. The state information 306 of the secondary user transmitting terminal includes information on whether the secondary user transmitting terminal is currently communicating and the frequency band information being used when communicating. The state information of the secondary user transmitting terminal is used when the control device 140 calculates a communication success probability at a specific frequency.

2차 사용자 송신 단말(110)로부터 확률 정보 요청 패킷을 수신한 제어 장치(140)는 주파수별 통신 성공 확률 정보를 연산한다(단계 208). 제어 장치(140)는 확률 정보 요청 패킷에 포함된 2차 사용자 송신 단말의 위치 정보를 이용하여 2차 사용자 단말의 위치에서의 주파수별 통신 성공 확률 정보를 연산한다. 앞서 설명한 바와 같이, 특정 위치에서의 통신 성공 확률은 알려진 다양한 기술을 이용하여 연산할 수 있으며 일례로 한국등록특허 제10-1806065호의 개시된 방식에 의해 주파수별 통신 성공 확률이 연산될 수 있을 것이다. Upon receiving the probability information request packet from the secondary user transmitting terminal 110, the control device 140 calculates communication success probability information for each frequency (step 208). The control device 140 calculates communication success probability information for each frequency at the location of the secondary user terminal by using the location information of the secondary user transmitting terminal included in the probability information request packet. As described above, the communication success probability at a specific location may be calculated using various known techniques, and for example, the communication success probability for each frequency may be calculated by the method disclosed in Korean Patent No. 10-1806065.

제어 장치(140)는 주파수별 통신 성공 확률을 연산한 후 가장 높은 통신 성공 확률에 상응하는 주파수 대역을 선택한다. The control device 140 selects a frequency band corresponding to the highest communication success probability after calculating the communication success probability for each frequency.

주파수별 통신 성공 확률이 연산되고, 가장 높은 통신 성공 확률을 가지는 주파수 대역이 선택되면, 제어 장치(140)는 확률 정보 응답 패킷을 2차 사용자 단말에 전송한다(단계 210). When the communication success probability for each frequency is calculated and a frequency band having the highest communication success probability is selected, the control device 140 transmits a probability information response packet to the secondary user terminal (step 210).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷의 구조를 도시한 도면이다. 4 is a diagram illustrating a structure of a probability information response packet to a secondary user transmitting terminal according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시에에 따른 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷은 아이디(400), 위치 정보(402), 주파수 대역 정보(404) 및 통신 성공 확률 정보(406)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the probability information response packet to the secondary user transmission terminal according to an embodiment of the present invention includes an ID 400, location information 402, frequency band information 404, and communication success probability information 406. ).

아이디(400)는 확률 정보 요청 패킷을 전송한 2차 사용자 송신 단말의 아이디이다. ID 400 is an ID of the secondary user transmitting terminal that transmitted the probability information request packet.

위치 정보(402)는 2차 사용자 송신 단말이 확률 정보 요청 패킷에 포함시킨 위치 정보이다. The position information 402 is position information included in the probability information request packet by the secondary user transmitting terminal.

주파수 대역 정보(404)는 제어 장치에 의해 선택된 가장 높은 통신 성공 확률을 가지는 주파수 대역 정보이다. The frequency band information 404 is frequency band information having the highest communication success probability selected by the control device.

통신 성공 확률 정보(406)는 선택된 주파수 대역에 대해 계산된 통신 성공 확률 정보이다. Communication success probability information 406 is communication success probability information calculated for the selected frequency band.

제어 장치(140)는 2차 사용자 사용자 송신 단말(110)뿐만 아니라 중게기(130)에도 확률 정보 응답 패킷을 전송한다(단계 212). 제어 장치(140)는 중계기에 대해서도 중계기가 제공하는 스펙트럼 센싱 정보에 기초하여 통신 성공 확률을 연산하며, 이에 대한 정보를 중계기로의 확률 정보 응답 패킷에 포함하여 전송한다. The control device 140 transmits the probability information response packet to the middle machine 130 as well as the secondary user user transmitting terminal 110 (step 212). The control device 140 also calculates a communication success probability based on the spectrum sensing information provided by the repeater, and also transmits the information about this in the probability information response packet to the repeater.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기로의 확률 정보 응답 패킷의 구조를 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a structure of a probability information response packet to a repeater according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기로의 확률 정보 응답 패킷은 아이디(500), 위치 정보(502), 주파수 대역 정보(504) 및 확률 정보(506)를 포함한다. Referring to FIG. 5, a probability information response packet to a repeater according to an embodiment of the present invention includes an ID 500, location information 502, frequency band information 504, and probability information 506.

아이디(500)는 확률 정보 응답 패킷을 수신하는 중계기의 아이디 정보이다. ID 500 is ID information of a repeater that receives a probability information response packet.

위치 정보(502)는 2차 사용자 송신 단말의 위치 정보이며, 일례로 GPS 정보를 포함할 수 있다. The location information 502 is location information of the secondary user transmission terminal, and may include, for example, GPS information.

주파수 대역 정보(504)는 두 개의 주파수 대역 정보를 포함한다. 하나는 2차 사용자 송신 단말에 대해 부여된 주파수 대역 정보이고, 이는 도 4의 주파수 대역 정보와 동일하다. 다른 하나는 중계기가 사용할 주파수 대역 정보이다. 중계기가 사용할 주파수 대역은 제어 장치(140)가 중계기에 대한 주파수별 통신 성공 확률을 연산하여 결정한다. Frequency band information 504 includes two frequency band information. One is frequency band information provided for the secondary user transmitting terminal, which is the same as the frequency band information of FIG. The other is frequency band information to be used by the repeater. The frequency band to be used by the repeater is determined by the control device 140 by calculating the communication success probability for each repeater for the repeater.

확률 정보(506) 역시 두 개의 통신 성공 확률을 포함한다. 하나는 2차 사용자 송신 단말에 할당된 주파수 대역의 통신 성공 확률과 다른 하나는 중계기에 대해 할당된 주파수 대역의 통신 성공 확률이다. Probability information 506 also includes two communication success probabilities. One is the communication success probability of the frequency band allocated to the secondary user transmitting terminal and the other is the communication success probability of the frequency band allocated to the repeater.

확률 정보 응답 패킷을 수신한 2차 사용자 송신 단말(110)은 제공된 확률에 기초하여 인지 무선 통신을 위한 신호를 중계기(130)에 전송한다(단계 214). 앞서 설명한 바와 같이 신호의 송신 여부를 제공받은 확률에 기초하여 결정한다. 결국, 확률에 따라 2차 사용자 송신 단말(110)은 인지 무선 통신을 위한 신호를 송신할 수도 있으며, 송신하지 않을 수도 있는 것이다. 만약 할당된 주파수 대역의 통신 성공 확률이 낮다면 2차 사용자 송신 단말은 인지 무선 통신을 위한 신호를 송신하지 않을 가능성이 높다. Upon receiving the probability information response packet, the secondary user transmitting terminal 110 transmits a signal for cognitive radio communication to the relay 130 based on the provided probability (step 214). As described above, whether the signal is transmitted or not is determined based on the received probability. As a result, depending on the probability, the secondary user transmitting terminal 110 may transmit a signal for cognitive radio communication or may not transmit the signal. If the probability of successful communication in the allocated frequency band is low, it is highly likely that the secondary user transmitting terminal does not transmit a signal for cognitive radio communication.

2차 사용자 송신 단말로부터 인지 무선 통신을 위한 신호를 수신한 중계기는 2차 사용자 송신 단말이 사용하는 주파수 대역에 기초하여 통신 모드를 결정한다(단계 216). The repeater receiving the signal for cognitive radio communication from the secondary user transmitting terminal determines the communication mode based on the frequency band used by the secondary user transmitting terminal (step 216).

중계기는 인지 무선 통신을 위한 신호를 송신하는 2차 사용자 송신 단말의 아이디와 제어 장치(140)로부터 수신한 중계기로의 확률 정보 응답 패킷에 포함된 2차 사용자 송신 단말에게 할당된 주파수 대역 정보를 이용하여 통신 모드를 결정한다. The repeater uses the ID of the secondary user transmitting terminal for transmitting a signal for cognitive radio communication and the frequency band information allocated to the secondary user transmitting terminal included in the probability information response packet to the repeater received from the control device 140. To determine the communication mode.

통신 모드의 결정은 중계기가 사용하는 주파수 대역과 2차 사용자 송신 단말이 사용하는 주파수 대역의 동일성 여부에 의해 이루어진다. The communication mode is determined by whether the frequency band used by the repeater and the frequency band used by the secondary user transmitting terminal are identical.

2차 사용자 송신 단말이 사용하는 주파수와 중계기가 사용하는 주파수가 동일할 경우 중계기는 전이중(Full-Duplex) 모드로 동작하여 동일한 주파수로 송수신을 수행한다. If the frequency used by the secondary user transmitting terminal and the frequency used by the repeater are the same, the repeater operates in full-duplex mode and performs transmission and reception at the same frequency.

2차 사용자 송신 단말이 사용하는 주파수와 중계기가 사용하는 주파수가 상이할 경우 중계기는 반이중(Half-Duplex) 모드로 동작한다. If the frequency used by the secondary user transmitting terminal is different from the frequency used by the repeater, the repeater operates in half-duplex mode.

전이중 통신 모드로 동작할 경우 송신 주파수와 수신 주파수가 동일하므로 자가 간섭이 발생하게 되며, 중계기는 자가 간섭 제거를 수행한다. 자가 간섭 제거는 알려진 다양한 방식에 의해 이루어질 수 있다. When operating in the full-duplex communication mode, since the transmission frequency and the reception frequency are the same, self-interference occurs, and the repeater performs self-interference cancellation. Self-interference cancellation can be accomplished in a variety of known ways.

자가 간섭은 송신 신호가 수신 안테나로 유입되어 수신 신호의 간섭으로 작용하는 현상을 의미한다. 본 발명에서 중계기에서 2차 사용자 수신 단말로 송신하는 신호는 2차 사용자 송신 단말로부터 수신하는 신호에 대한 간섭 신호로 작용할 수 있으며, 전이중 모드에서 이와 같은 간섭 신호를 제거하는 자가 간섭 제거를 수행하게 된다. Self-interference refers to a phenomenon in which a transmission signal is introduced into the reception antenna to act as interference of the reception signal. In the present invention, the signal transmitted from the repeater to the secondary user receiving terminal may act as an interference signal for the signal received from the secondary user transmitting terminal, and performs self-interference cancellation to remove such interference signal in full duplex mode. .

자가 간섭 제거 방법은 아날로그 자가 간섭 제거와 디지털 자가 간섭 제거 방식으로 나누어진다. Self-interference cancellation is divided into analog self-interference cancellation and digital self-interference cancellation.

아날로그 자가 간섭 제거는 아날로그 디지털 변환 회로(ADC)를 통과하기 전의 아날로그 신호에 대해 간섭을 제거하는 방법이고, 디지털 자가 간섭 제거는 ADC를 통과한 디지털 신호에 대해 간섭을 제거하는 방법이다. Analog self-interference cancellation is a method of removing interference on an analog signal before passing through an analog digital conversion circuit (ADC), and digital self-interference cancellation is a method of removing interference on a digital signal passing through an ADC.

이중 디지털 자가 간섭 제거가 이루어지려면 자가간섭의 특징을 모델링하여야 한다. 기본적으로 자가 간섭 신호를 선형으로 가정하여 자가 간섭 제거를 할 수 있는데 실제로는 송수신기가 비선형 특성을 갖고 있기 때문에 성능이 제한된다. In order to achieve dual digital self-interference cancellation, the characteristics of self-interference should be modeled. Basically, self-interference cancellation can be performed by assuming a self-interference signal as linear. Actually, performance is limited because the transceiver has non-linear characteristics.

이를 해결하기 위해 회로의 비선형성을 고려하여 자가 간섭을 제거하는 방법이 연구도고 있다. Parallel Hammerstein(PH) 모델은 비선형성을 가지는 시스템을 모델링하는 대표적인 모델이다. 이 경우에는 증폭기과 무선채널 등을 모델링하게 된다. PH 모델은 메모리 효과를 가지는 다항 함수 모델이며, 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. In order to solve this problem, a method of removing self-interference has been studied in consideration of nonlinearity of a circuit. The Parallel Hammerstein (PH) model is a representative model for modeling nonlinear systems. In this case, the amplifier and radio channel are modeled. The PH model is a polynomial function model having a memory effect, and may be represented by Equation 1 below.

Figure 112018012506489-pat00001
Figure 112018012506489-pat00001

위 수학식 1에서, x(n)은 송신 디지털 신호, y(n)은 수신 디지털 신호 bkl은 계수, L+1은 시스템의 탭 수, K+1은 비선형 모델의 차수이다.

Figure 112018012506489-pat00002
는 PH 모델의 기저함수로 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. In Equation 1, x (n) is a transmission digital signal, y (n) is a reception digital signal b kl is a coefficient, L + 1 is the number of taps in a system, and K + 1 is an order of a nonlinear model.
Figure 112018012506489-pat00002
May be expressed as Equation 2 below as a basis function of the PH model.

Figure 112018012506489-pat00003
Figure 112018012506489-pat00003

디지털 자가 간섭 제거를 위해 우선 송신하는 디지털 신호 x(n)에 기초하여 PH 모델의 기저함수

Figure 112018012506489-pat00004
를 생성한다. 수신된 디지털 신호와 기저 함수를 이용하여 PH 모델의 계수 bk,l을 추정한다. Basis function of PH model based on the digital signal x (n) that is first transmitted for digital self-interference cancellation
Figure 112018012506489-pat00004
. The coefficient b k, l of the PH model is estimated using the received digital signal and the basis function.

추정된 계수와 기저함수를 이용하여 자가 간섭을 복원하고, 복원된 자가 간섭 신호를 수신 신호에서 차감하는 방식으로 디지털 자가 간섭 제거가 이루어질 수 있다. Digital self-interference cancellation may be performed by restoring self-interference using the estimated coefficient and the basis function and subtracting the restored self-interference signal from the received signal.

전이중 모드 및 반이중 모드 중 어느 하나의 통신 모드가 결정되면, 중계기는 2차 사용자 송신 단말로부터 수신된 신호를 2차 사용자 수신 단말에 증폭하여 전송한다(단계 218). When the communication mode of either full duplex mode or half duplex mode is determined, the repeater amplifies and transmits the signal received from the secondary user transmitting terminal to the secondary user receiving terminal (step 218).

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지무선 통신 제어 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 6 is a block diagram showing the structure of a cognitive radio communication control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인지무선 통신 제어 장치는 스펙트럼 센싱 정보 저장부(600), 확률 연산부(602) 및 확률 정보 응답 패킷 송신부(604)를 포함한다. Referring to FIG. 6, the apparatus for controlling cognitive radio communication according to an embodiment of the present invention includes a spectrum sensing information storage unit 600, a probability calculator 602, and a probability information response packet transmitter 604.

스펙트럼 센싱 정보 저장부(600)는 다수의 스펙트럼 센싱 장치로부터 수신되는 스펙트럼 센싱 정보를 저장한다. 스펙트럼 센싱 정보 저장부(600)는 중계기로부터도 스펙트럼 센싱 정보를 수신하여 저장한다. The spectrum sensing information storage unit 600 stores spectrum sensing information received from a plurality of spectrum sensing devices. The spectrum sensing information storage unit 600 also receives and stores spectrum sensing information from a repeater.

확률 연산부(602)는 2차 사용자 송신 단말로부터 확률 정보 요청 패킷을 수신할 경우 2차 사용자 송신 단말의 위치에서의 주파수별 통신 성공 확률을 연산한다. 확률 연산부(602)는 중계기에 대해서도 중계기 위치에서의 주파수별 통신 성공 확률을 연산한다. When the probability calculating unit 602 receives the probability information request packet from the secondary user transmitting terminal, the probability calculating unit 602 calculates a communication success probability for each frequency at the position of the secondary user transmitting terminal. The probability calculator 602 also calculates the communication success probability for each frequency at the repeater position, even for the repeater.

확률 정보 응답 패킷 송신부(604)는 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷과 중계기로의 확률 정보 응답 패킷을 각각 생성하여 2차 사용자 송신 단말 및 중계기에 각각 전송한다. The probability information response packet transmitter 604 generates the probability information response packet to the secondary user transmission terminal and the probability information response packet to the repeater, respectively, and transmits the probability information response packet to the secondary user transmission terminal and the relay.

2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷은 가장 높은 통신 성공 확률을 가지는 주파수 대역 정보(2차 사용자 송신 단말이 사용할 주파수 대역 정보)와 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률 정보를 포함한다. The probability information response packet to the secondary user transmitting terminal includes frequency band information (frequency band information to be used by the secondary user transmitting terminal) having the highest communication success probability and communication success probability information of the corresponding frequency band.

중계기로의 확률 정보 응답 패킷에도 2차 사용자 송신 단말이 사용할 주파수 대역 정보와 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률 정보가 포함되며, 중계기가 사용할 주파수 대역 정보와 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률 정보 역시 포함된다. The probability information response packet to the repeater also includes frequency band information to be used by the secondary user transmitting terminal and communication success probability information of the corresponding frequency band, and also includes frequency band information to be used by the repeater and communication success probability information of the corresponding frequency band.

2차 사용자 송신 단말이 인지무선 통신을 위한 신호를 중계기에 송신할 경우 중계기로의 확률 정보 응답 패킷의 주파수 대역 정보를 이용하여 중계기는 통신 모드를 결정한다. 중계기와 2차 사용자 송신 단말이 동일한 주파수 대역을 사용할 경우 전이중 모드로 동작하며, 중계기는 자가 간섭을 제거하면서 2차 사용자 수신 단말에 신호를 증폭하여 전송한다. 중계기와 2차 사용자 송신 단말이 상이한 주파수 대역을 사용하 경우 반이중 모드로 동작하며, 중계기는 2차 사용자 송신 단말과는 상이한 주파수로 증폭 신호를 2차 사용자 수신 단말에 전송한다. When the secondary user transmitting terminal transmits a signal for cognitive radio communication to the repeater, the repeater determines a communication mode by using frequency band information of the probability information response packet to the repeater. When the repeater and the secondary user transmitting terminal uses the same frequency band, it operates in full-duplex mode, and the repeater amplifies and transmits the signal to the secondary user receiving terminal while eliminating self interference. When the repeater and the secondary user transmitting terminal uses a different frequency band, it operates in the half-duplex mode, and the repeater transmits an amplified signal to the secondary user receiving terminal at a different frequency from the secondary user transmitting terminal.

이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 도시된 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 반대로 여러 개로 분산된 구성 요소들은 결합되어 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.The above embodiments are presented to aid the understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, from which it should be understood that various modifications may fall within the scope of the present invention. For example, each component shown in the embodiment of the present invention may be distributed and implemented, and conversely, a plurality of distributed components may be combined. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the claims, and the technical protection scope of the present invention is not limited to the literary description of the claims, but the technical value is substantially equal. It should be understood that the invention extends to a range of inventions.

Claims (14)

2차 사용자 송신 단말, 중계기, 2차 사용자 수신 단말 및 제어 장치를 포함하는 인지 무선 통신 시스템에서 상기 제어 장치에서 수행되는 인지무선 통신 제어 방법으로서,
상기 중계기 및 다수의 스펙트럼 센싱 장치로부터 스펙트럼 센싱 정보를 수신하는 단계(a);
상기 2차 사용자 송신 단말로부터 확률 정보 요청 패킷을 수신 하는 단계(b); 및
상기 2차 사용자 송신 단말에 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷을 송신하고 상기 중계기에 중계기로의 확률 정보 응답 패킷을 송신하는 단계(c)를 포함하되,
상기 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷에는 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률이 포함하고, 상기 중계기로의 확률 정보 응답 패킷에는 상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률과 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률이 포함되며,
상기 중계기는 상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보와 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보의 동일성에 기초하여 통신 모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 인지무선 통신 제어 방법.
A cognitive radio communication control method performed by the control apparatus in a cognitive wireless communication system including a secondary user transmitting terminal, a repeater, a secondary user receiving terminal, and a control device,
(A) receiving spectrum sensing information from the repeater and a plurality of spectrum sensing devices;
(B) receiving a probability information request packet from the secondary user transmitting terminal; And
(C) transmitting a probability information response packet to a secondary user transmitting terminal to the secondary user transmitting terminal and transmitting a probability information response packet to a repeater to the repeater,
The probability information response packet to the secondary user transmitting terminal includes frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal and the communication success probability of the corresponding frequency band, and the secondary user transmission is included in the probability information response packet to the repeater. Frequency band information to be allocated to the terminal, communication success probability of the corresponding frequency band, frequency band information to be allocated to the repeater, and communication success probability of the corresponding frequency band are included.
And the repeater determines a communication mode based on the identity of frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal and frequency band information to be allocated to the repeater.
제1항에 있어서,
상기 확률 정보 요청 패킷에는 상기 2차 사용자 송신 단말의 위치 정보 및 상기 2차 사용자 송신 단말의 상태 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 인지무선 통신 제어 방법.
The method of claim 1,
The probability information request packet includes the location information of the secondary user transmitting terminal and the state information of the secondary user transmitting terminal, characterized in that the wireless communication control method.
제2항에 있어서,
상기 단계(c)는 상기 2차 사용자 송신 단말의 위치 정보를 이용하여 상기 2차 사용자 송신 단말의 상기 통신 성공 확률을 연산하는 것을 특징으로 하는 인지무선 통신 제어 방법.
3. The method of claim 2,
The step (c) is a cognitive radio communication control method characterized in that for calculating the communication success probability of the secondary user transmitting terminal using the location information of the secondary user transmitting terminal.
제3항에 있어서,
상기 2차 사용자 송신 단말의 상태 정보는 2차 사용자 송신 단말의 통신 중에 있을 경우 사용하는 주파수 대역 정보를 포함하며, 상기 단계(c)는 상기 사용하는 주파수 대역 정보를 이용하여 상기 통신 성공 확률을 연산하는 것을 특징으로 하는 인지무선 통신 제어 방법.
The method of claim 3,
The state information of the secondary user transmitting terminal includes frequency band information used when the secondary user transmitting terminal is in communication, and the step (c) calculates the communication success probability using the frequency band information used. A cognitive radio communication control method, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 2차 사용자 송신 단말은 상기 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷에 포함된 통신 성공 확률에 기초하여 인지무선 통신을 위한 신호를 상기 중계기에 송신하는 것을 특징으로 하는 인지무선 통신 제어 방법.
The method of claim 1,
And the secondary user transmitting terminal transmits a signal for cognitive radio communication to the repeater based on a communication success probability included in the probability information response packet to the secondary user transmitting terminal.
제1항에 있어서,
상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보와 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보가 동일할 경우, 상기 중계기는 전이중 통신 모드로 상기 2차 사용자 송신 단말로부터 수신한 신호를 상기 2차 사용자 수신 단말로 전달하는 것을 특징으로 하는 인지무선 통신 제어 방법.
The method of claim 1,
If the frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal and the frequency band information to be allocated to the repeater are the same, the repeater receives the signal received from the secondary user transmitting terminal in the full duplex communication mode in the secondary user receiving terminal. Cognitive wireless communication control method characterized in that the transmission.
제1항에 있어서,
상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보와 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보가 상이할 경우, 상기 중계기는 반이중 통신 모드로 상기 2차 사용자 송신 단말로부터 수신한 신호를 상기 2차 사용자 수신 단말로 전달하는 것을 특징으로 하는 인지무선 통신 제어 방법.
The method of claim 1,
When the frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal and the frequency band information to be allocated to the repeater are different, the repeater receives the signal received from the secondary user transmitting terminal in the half-duplex communication mode in the secondary user receiving terminal. Cognitive wireless communication control method characterized in that the transmission.
2차 사용자 송신 단말, 중계기 및 2차 사용자 수신 단말을 포함하는 인지 무선 통신 시스템에서 인지 무선 통신을 제어하기 위한 제어 장치로서,
상기 중계기 및 다수의 스펙트럼 센싱 장치로부터 스펙트럼 센싱 정보를 수신하여 저장하는 스펙트럼 센싱 정보 저장부;
상기 2차 사용자 송신 단말로부터 확률 정보 요청 패킷을 수신할 경우, 상기 2차 사용자 송신 단말의 주파수 대역별 통신 성공 확률 및 상기 중계기의 주파수 대역별 통신 성공 확률을 연산하는 확률 연산부; 및
상기 2차 사용자 송신 단말에 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷을 송신하고 상기 중계기에 중계기로의 확률 정보 응답 패킷을 송신하는 확률 정보 응답 패킷 송신부를 포함하되,
상기 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷에는 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률이 포함하고, 상기 중계기로의 확률 정보 응답 패킷에는 상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률과 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보 및 해당 주파수 대역의 통신 성공 확률이 포함되며,
상기 중계기는 상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보와 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보의 동일성에 기초하여 통신 모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 인지무선 통신 제어 장치.
A control apparatus for controlling cognitive radio communication in a cognitive radio communication system including a secondary user transmitting terminal, a repeater, and a secondary user receiving terminal,
A spectrum sensing information storage unit for receiving and storing spectrum sensing information from the repeater and a plurality of spectrum sensing devices;
A probability calculator configured to calculate a communication success probability for each frequency band of the secondary user transmission terminal and a communication success probability for each frequency band of the repeater when receiving the probability information request packet from the secondary user transmitting terminal; And
Probability information response packet transmission unit for transmitting the probability information response packet to the secondary user transmission terminal to the secondary user transmission terminal and the probability information response packet to the repeater to the repeater,
The probability information response packet to the secondary user transmitting terminal includes frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal and the communication success probability of the corresponding frequency band, and the secondary user transmission is included in the probability information response packet to the repeater. Frequency band information to be allocated to the terminal, communication success probability of the corresponding frequency band, frequency band information to be allocated to the repeater, and communication success probability of the corresponding frequency band are included.
And the repeater determines a communication mode based on the identity of frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal and frequency band information to be allocated to the repeater.
제8항에 있어서,
상기 확률 정보 요청 패킷에는 상기 2차 사용자 송신 단말의 위치 정보 및 상기 2차 사용자 송신 단말의 상태 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 인지무선 통신 제어 장치.
9. The method of claim 8,
The probability information request packet includes the location information of the secondary user transmitting terminal and the state information of the secondary user transmitting terminal, characterized in that the wireless communication control device.
제9항에 있어서,
상기 확률 연산부는 상기 2차 사용자 송신 단말의 위치 정보를 이용하여 상기 2차 사용자 송신 단말의 상기 통신 성공 확률을 연산하는 것을 특징으로 하는 인지무선 통신 제어 장치.
10. The method of claim 9,
And the probability calculating unit calculates the communication success probability of the secondary user transmitting terminal using location information of the secondary user transmitting terminal.
제10항에 있어서,
상기 2차 사용자 송신 단말의 상태 정보는 2차 사용자 송신 단말의 통신 중에 있을 경우 사용하는 주파수 대역 정보를 포함하며, 상기 확률 연산부는 상기 사용하는 주파수 대역 정보를 이용하여 상기 통신 성공 확률을 연산하는 것을 특징으로 하는 인지무선 통신 제어 장치.
The method of claim 10,
The state information of the secondary user transmitting terminal includes frequency band information used when the secondary user transmitting terminal is in communication, and the probability calculating unit calculates the communication success probability using the frequency band information used. Cognitive wireless communication control device characterized in that.
제8항에 있어서,
상기 2차 사용자 송신 단말은 상기 2차 사용자 송신 단말로의 확률 정보 응답 패킷에 포함된 통신 성공 확률에 기초하여 인지무선 통신을 위한 신호를 상기 중계기에 송신하는 것을 특징으로 하는 인지무선 통신 제어 장치.
9. The method of claim 8,
And the secondary user transmitting terminal transmits a signal for cognitive radio communication to the repeater based on a communication success probability included in the probability information response packet to the secondary user transmitting terminal.
제8항에 있어서,
상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보와 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보가 동일할 경우, 상기 중계기는 전이중 통신 모드로 상기 2차 사용자 송신 단말로부터 수신한 신호를 상기 2차 사용자 수신 단말로 전달하는 것을 특징으로 하는 인지무선 통신 제어 장치.
9. The method of claim 8,
If the frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal and the frequency band information to be allocated to the repeater are the same, the repeater receives the signal received from the secondary user transmitting terminal in the full duplex communication mode in the secondary user receiving terminal. Cognitive wireless communication control device, characterized in that for transmitting to.
제8항에 있어서,
상기 2차 사용자 송신 단말에 할당할 주파수 대역 정보와 상기 중계기에 할당할 주파수 대역 정보가 상이할 경우, 상기 중계기는 반이중 통신 모드로 상기 2차 사용자 송신 단말로부터 수신한 신호를 상기 2차 사용자 수신 단말로 전달하는 것을 특징으로 하는 인지무선 통신 제어 장치.



9. The method of claim 8,
When the frequency band information to be allocated to the secondary user transmitting terminal and the frequency band information to be allocated to the repeater are different, the repeater receives the signal received from the secondary user transmitting terminal in the half-duplex communication mode in the secondary user receiving terminal. Cognitive wireless communication control device, characterized in that for transmitting to.



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