KR101347885B1 - Apparatus for cognitive radio and method thereof - Google Patents

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KR101347885B1
KR101347885B1 KR1020100049062A KR20100049062A KR101347885B1 KR 101347885 B1 KR101347885 B1 KR 101347885B1 KR 1020100049062 A KR1020100049062 A KR 1020100049062A KR 20100049062 A KR20100049062 A KR 20100049062A KR 101347885 B1 KR101347885 B1 KR 101347885B1
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

무선 인지 방법 및 무선 인지 방치가 제공된다. 본 무선 인지 방법은 복수의 2차 사용자들이 산출하여 전송한, 1차 사용자에 대한 에너지값 및 국부 결정값을 주기적으로 수신하는 단계, 주기적으로 수신된 복수의 에너지값 및 국부 결정값을 이용하여, 1차 사용자가 1차 사용자에게 부여된 주파수를 사용하는지 추정하는 단계, 추정 결과를 이용하여, 2차 사용자가 전송한 에너지값에 대한 평균을 산출하는 단계, 산출된 평균값을 비교하여 기정의된 2차 사용자를 검출하는 단계 및 기정의된 2차 사용자가 전송한 에너지값 및 국부 결정값을 배제하여, 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하는지 결정하는 단계를 포함한다.A wireless cognitive method and wireless cognitive neglect are provided. In the wireless recognition method, periodically receiving an energy value and a local determination value for a primary user calculated and transmitted by a plurality of secondary users, using the periodically received plurality of energy values and the local determination value, Estimating whether the primary user uses the frequency assigned to the primary user, using the estimation result, calculating an average of energy values transmitted by the secondary user, comparing the calculated average value Detecting the primary user and determining whether the primary user uses the assigned frequency, excluding the energy value and local determination values transmitted by the predefined secondary user.

Figure R1020100049062
Figure R1020100049062

Description

무선 인지 장치 및 무선 인지 방법{Apparatus for cognitive radio and method thereof}Apparatus for cognitive radio and method

본 발명은 무선 인지 장치 및 무선 인지 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주파수 사용 효율을 높이기 위한 무선 인지 장치 및 무선 인지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a radio recognition device and a radio recognition method, and more particularly, to a radio recognition device and a radio recognition method for improving frequency use efficiency.

최근 무선 응용 기술들의 비약적인 증가로 주파수 자원에 대해 많은 수요가 발생하였다. 하지만, 주파수 자원은 한정적이라는 점에서 주파수 자원을 효율적으로 활용하기 위한 무선 기술의 필요성이 요구되었다. 이에 따라, 주파수 사용권한이 없는 사용자가 유휴주파수 부분을 공유할 수 있는 무선 인지 기술이 도입되었다.Recently, there has been a great demand for frequency resources due to the rapid increase in wireless application technologies. However, since the frequency resources are limited, the necessity of a radio technology for efficiently utilizing the frequency resources has been required. Accordingly, a wireless recognition technology has been introduced in which a user without a frequency permission can share an idle frequency portion.

이러한 무선 인지 기술의 구현을 위한 핵심적인 기술은 스펙트럼 센싱 기술이다. 2차 사용자는 1차 사용자가 가용 된 주파수 스펙트럼을 점유하고 있는지 판단하고, 1차 사용자에게 간섭을 주지 않으면서 2차 사용자가 유후 주파수를 사용하는 주파수 자원 공유 기술을 의미한다. The core technology for the implementation of the radio recognition technology is the spectrum sensing technology. The secondary user refers to a frequency resource sharing technology in which the primary user determines whether the primary user occupies the available frequency spectrum, and the secondary user uses the yuo frequency without interfering with the primary user.

무선 인지 기술에서 사용될 수 있는 스펙트럼 센싱 방법으로는 비협력 스펙트럼 검출 기법과 협력 스펙트럼 검출 기법으로 나눌 수 있다.Spectrum sensing methods that can be used in wireless recognition technology can be divided into non-cooperative spectrum detection and cooperative spectrum detection.

먼저, 비협력 스펙트럼 검출 기법은 2차 사용자가 1차 사용자의 신호를 독립적으로 검출하여, 1차 사용자의 점유 여부를 판단하는 것이다. 하지만, 이는 다중 경로 감쇄 환경이나 쉐도잉(shadowing) 환경처럼 신호 검출이 효율적으로 이루어지지 않을 경우, 2차 사용자가 1차 사용자에 대한 정보를 받지 못해 1차 사용자에게 간섭을 일으키는 문제가 발생될 수 있다.First, in the non-cooperative spectrum detection technique, a secondary user independently detects a signal of a primary user and determines whether the primary user is occupied. However, if the signal is not detected efficiently, such as in a multipath attenuation environment or a shadowing environment, the secondary user may not receive information about the primary user and may cause interference with the primary user. have.

협력 스펙트럼 검출 기법은 이러한 비협력 스펙트럼 검출 기법의 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 복수의 2차 사용자들이 검출한 1차 사용자의 신호들을 수집하여 스펙트럼 센싱에 대한 정보를 공유함으로써 1차 사용자의 주파수 점유 여부를 판단하는 방식이다. The cooperative spectrum detection technique is a method for solving the problem of the non-cooperative spectrum detection technique. The first user occupies the frequency by collecting the first user's signals detected by a plurality of secondary users and sharing information on spectrum sensing. It is a way of judging whether or not.

하지만, 협력 스펙트럼 검출 기법에서도 의도적으로 잘못된 스펙트럼 센싱 정보를 전송하여 전체적으로 부정확한 센싱 결정을 유도하는 기정의된 2차 사용자에 대한 대응책이 없다는 문제점이 있다.However, even in the cooperative spectrum detection technique, there is a problem in that there is no countermeasure against a predetermined secondary user intentionally transmitting wrong spectrum sensing information to induce an incorrect sensing decision as a whole.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 협력 스펙트럼 검출 기법에서 기정의된 2차 사용자를 검출하고, 검출된 기정의된 2차 사용자를 배제하고 1차 사용자의 주파수 점유 여부를 판단하는 무선 인지 장치 및 무선 인지 방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to detect a predefined secondary user in a cooperative spectrum detection technique, to exclude the detected predefined secondary user primary users A wireless recognition device and a wireless recognition method for determining whether to occupy the frequency of the present invention.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 인지 방법은 복수의 2차 사용자들이 산출하여 전송한, 1차 사용자에 대한 에너지값 및 국부 결정값을 주기적으로 수신하는 단계, 상기 주기적으로 수신된 복수의 에너지값 및 국부 결정값을 이용하여, 상기 1차 사용자가 상기 1차 사용자에게 부여된 주파수를 사용하는지 추정하는 단계, 상기 추정 결과를 이용하여, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값에 대한 평균을 산출하는 단계, 상기 산출된 평균값을 비교하여 기정의된 2차 사용자를 검출하는 단계 및 상기 기정의된 2차 사용자가 전송한 에너지값 및 국부 결정값을 배제하여, 상기 1차 사용자가 상기 부여된 주파수를 사용하는지 결정하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of wireless recognition, the method comprising: periodically receiving an energy value and a local determination value for a primary user calculated and transmitted by a plurality of secondary users, Estimating whether the primary user uses a frequency assigned to the primary user by using a plurality of periodically received energy values and local determination values, and using the estimation result, transmitted by the secondary user Calculating an average of energy values; comparing the calculated average values to detect a predefined secondary user; excluding an energy value and a local determination value transmitted by the predefined secondary user; Determining whether a secondary user uses the given frequency.

여기서, 상기 검출하는 단계는, 상기 기정의된 2차 사용자의 유형에 따라, 아래의 수학식을 이용해 상기 기정의된 Always-Yes 형 및 Always-No 형 2차 사용자를 검출할 수 있다.In the detecting, the predefined Always-Yes type and Always-No type secondary users may be detected using the following equation according to the predefined secondary user type.

Figure 112010033676235-pat00001
Figure 112010033676235-pat00001

여기서,

Figure 112010033676235-pat00002
는 상기 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하는 것으로 판단된 경우, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값의 평균,
Figure 112010033676235-pat00003
는 상기 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하지 않는 것으로 판단된 경우, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값의 평균,
Figure 112010033676235-pat00004
는 검출 임계값이다.here,
Figure 112010033676235-pat00002
Is the average of the energy values transmitted by the secondary user when it is determined that the primary user uses the assigned frequency,
Figure 112010033676235-pat00003
If the primary user is determined not to use the assigned frequency, the average of the energy value transmitted by the secondary user,
Figure 112010033676235-pat00004
Is the detection threshold.

한편, 상기 검출하는 단계는, 상기 기정의된 2차 사용자의 유형에 따라, 아래의 수학식을 이용해 상기 기정의된 Always-Inverse 형 2차 사용자를 검출할 수 있다.The detecting may include detecting the predefined Always-Inverse type secondary user using the following equation according to the predefined secondary user type.

Figure 112010033676235-pat00005
Figure 112010033676235-pat00005

여기서,

Figure 112010033676235-pat00006
는 상기 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하는 것으로 판단된 경우, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값의 평균,
Figure 112010033676235-pat00007
는 상기 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하지 않는 것으로 판단된 경우, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값의 평균,
Figure 112010033676235-pat00008
는 검출 임계값이다.here,
Figure 112010033676235-pat00006
Is the average of the energy values transmitted by the secondary user when it is determined that the primary user uses the assigned frequency,
Figure 112010033676235-pat00007
If the primary user is determined not to use the assigned frequency, the average of the energy value transmitted by the secondary user,
Figure 112010033676235-pat00008
Is the detection threshold.

한편, 수신된 복수의 상기 에너지값 및 상기 국부 결정값을 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include storing the plurality of received energy values and the local determination value.

한편, 상기 산출하는 단계는, 기설정된 시간 범위 내에서의 에너지값만을 이용하여 산출할 수 있다.Meanwhile, the calculating may be performed using only energy values within a predetermined time range.

한편, 상기 판단 결과에 따라, 상기 산출된 평균값을 상기 2차 사용자가 현재 전송한 에너지값과의 가중치를 이용해 갱신하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include updating the calculated average value by using a weight with the energy value currently transmitted by the secondary user.

여기서, 상기 갱신하는 단계는, 상기 1차 사용자가 상기 부여된 주파수를 사용하고 있는 것으로 판단된 경우, 아래의 수학식을 이용해 상기 평균값을 갱신할 수 있다.Here, in the updating step, when it is determined that the primary user is using the assigned frequency, the average value may be updated using the following equation.

Figure 112010033676235-pat00009
Figure 112010033676235-pat00009

여기서,

Figure 112010033676235-pat00010
는 상기 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하는 것으로 판단된 경우, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값의 평균값을 의미하며,
Figure 112010033676235-pat00011
는 현재 각 2차 사용자에 의해 전송된 에너지값을 의미하며,
Figure 112010033676235-pat00012
는
Figure 112010033676235-pat00013
와
Figure 112010033676235-pat00014
사이의 가중치 변수이다.here,
Figure 112010033676235-pat00010
When the primary user is determined to use the assigned frequency, means the average value of the energy value transmitted by the secondary user,
Figure 112010033676235-pat00011
Means the energy value currently transmitted by each secondary user,
Figure 112010033676235-pat00012
The
Figure 112010033676235-pat00013
Wow
Figure 112010033676235-pat00014
The weight variable between.

한편, 상기 갱신하는 단계는, 상기 1차 사용자가 상기 부여된 주파수를 사용하고 있지 않은 것으로 판단된 경우, 아래의 수학식을 이용해 상기 평균값을 갱신할 수 있다.On the other hand, in the updating step, when it is determined that the primary user is not using the given frequency, the average value may be updated using the following equation.

Figure 112010033676235-pat00015
Figure 112010033676235-pat00015

여기서,

Figure 112010033676235-pat00016
는 상기 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하지 않는 것으로 판단된 경우, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값의 평균값을 의미하며,
Figure 112010033676235-pat00017
는 현재 각 2차 사용자에 의해 전송된 에너지값을 의미하며,
Figure 112010033676235-pat00018
는
Figure 112010033676235-pat00019
와
Figure 112010033676235-pat00020
사이의 가중치 변수이다.here,
Figure 112010033676235-pat00016
Is the average value of the energy values transmitted by the secondary user when it is determined that the primary user does not use the assigned frequency,
Figure 112010033676235-pat00017
Means the energy value currently transmitted by each secondary user,
Figure 112010033676235-pat00018
The
Figure 112010033676235-pat00019
Wow
Figure 112010033676235-pat00020
The weight variable between.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 무선 인지 장치는 복수의 2차 사용자들이 측정하여 전송한, 1차 사용자의 에너지값 및 국부 결정값을 주기적으로 수신하는 수신부, 수신된 복수의 상기 에너지값 및 상기 국부 결정값을 저장하는 저장부, 상기 주기적으로 수신된 복수의 에너지값 및 국부 결정값을 이용하여, 상기 1차 사용자가 상기 1차 사용자에게 부여된 주파수의 사용 여부를 판단하는 추정부, 상기 추정 결과를 이용해, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값에 대한 평균을 각각 산출하는 산출부, 상기 산출된 평균값을 비교하여 기정의된 2차 사용자를 검출하는 검출부; 및 상기 기정의된 2차 사용자가 전송한 에너지값 및 국부 결정값을 배제하여, 상기 1차 사용자가 상기 부여된 주파수를 사용하는지 결정하는 판단부;를 포함한다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the wireless recognition device is a receiver for periodically receiving the energy value and the local determination value of the primary user, measured and transmitted by a plurality of secondary users, the plurality of received energy values And a storage unit for storing the local determination value, an estimator for determining whether the primary user uses the frequency given to the primary user by using the plurality of periodically received energy values and the local determination value. A calculator configured to calculate an average of the energy values transmitted by the secondary user, using the estimation result, and a detector configured to compare the calculated average value to detect a predefined secondary user; And a determination unit to determine whether the primary user uses the assigned frequency by excluding an energy value and a local determination value transmitted by the predefined secondary user.

여기서, 상기 산출부는, 상기 판단 결과 및 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값을 이용해 상기 산출된 평균값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 무선 인지 기술에 있어서 무선 인지 장치.The wireless recognition apparatus of the wireless recognition technology of claim 1, wherein the calculator updates the calculated average value using the determination result and the energy value transmitted by the secondary user.

본 발명의 실시예에 따른 무선 인지 장치 및 무선 인지 방법은, 통계적 특성을 활용하여 기정의된 2차 사용자를 검출하고, 1차 사용자의 주파수 점유 여부 판단시(결정 융합시), 기정의된 2차 사용자를 배제함으로써 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.In the wireless recognition apparatus and the wireless recognition method according to an embodiment of the present invention, a predetermined secondary user is detected by using a statistical characteristic, and upon determining whether the primary user occupies a frequency (at decision fusion), the predefined 2 Excluding secondary users can improve the performance of the entire system.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 인지 시스템의 블럭도, 그리고
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 기정의된 2차 사용자 검출 방법에 대한 흐름도이다.1 is a block diagram of a wireless recognition system, and in accordance with an embodiment of the present invention;
2 is a flowchart of a predefined secondary user detection method according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 인지 시스템의 블럭도이다. 무선 인지 시스템(1000)은 1차 사용자(100), 2차 사용자(200) 및 기정의된 2차 사용자 검출 장치(300)를 포함할 수 있다.1 is a block diagram of a wireless recognition system according to an embodiment of the present invention. The wireless recognition system 1000 may include a primary user 100, a secondary user 200, and a predefined secondary user detection device 300.

여기서, 1차 사용자(100)는 부여된 주파수 대역에 대해 사용권한이 있는 통신 시스템(송, 수신 장치)을 의미한다. 여기서, 부여된 주파수란 1차 사용자가 우선적으로 사용할 수 있는 특정 주파수 대역을 의미한다.Here, the primary user 100 refers to a communication system (transmitting and receiving device) that has permission to use the assigned frequency band. Here, the assigned frequency means a specific frequency band that can be used preferentially by the primary user.

2차 사용자들(200)은 스펙트럼 센싱에 의해 1차 사용자에게 부여된 주파수 대역이 1차 사용자에 의해 사용되고 있는지 판단할 수 있는 통신 시스템(송, 수신 장치)을 의미한다. 구체적으로, 2차 사용자들(200)은 에너지 검출 방법을 통해 1차 사용자(100)가 부여된 주파수를 사용하고 있는지 검출할 수 있으며, 이하에서, 2차 사용자들(200)이 에너지 검출기를 이용해 검출하는 방법에 대해 상술한다.Secondary users 200 refer to communication systems (transmitting and receiving devices) capable of determining whether the frequency band assigned to the primary user by spectrum sensing is being used by the primary user. Specifically, the secondary users 200 may detect whether the primary user 100 is using the frequency given by the energy detection method. Hereinafter, the secondary users 200 may use the energy detector. The method of detection is explained in full detail.

각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)는 1차 사용자(100)의 신호를 수신할 수 있으며, 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)가 수신하는 1차 사용자(100)의 신호는 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.Each secondary user 200-1, 200-2,... 200-n may receive a signal from the primary user 100, and each secondary user 200-1, 200-2 ... The signal of the primary user 100 received by .200-n) may be expressed by Equation 1 below.

Figure 112010033676235-pat00021
Figure 112010033676235-pat00021

여기서,

Figure 112010033676235-pat00022
는 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)가 수신한 1차 사용자(100)의 송신신호를 의미하며,
Figure 112010033676235-pat00023
는 1차 사용자(100)의 송신신호를 의미한다.
Figure 112010033676235-pat00024
는 백색 가우시안 잡음,
Figure 112010033676235-pat00025
는 채널 이득을 의미한다.here,
Figure 112010033676235-pat00022
Denotes a transmission signal of the primary user 100 received by each of the secondary users 200-1, 200-2,.
Figure 112010033676235-pat00023
Denotes a transmission signal of the primary user 100.
Figure 112010033676235-pat00024
White Gaussian noise,
Figure 112010033676235-pat00025
Means channel gain.

수학식 1에서, 1)

Figure 112010033676235-pat00026
일 때는, 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하지 않는 경우(
Figure 112010033676235-pat00027
)를 의미하며, 2)
Figure 112010033676235-pat00028
일 때는, 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하고 있는 경우(
Figure 112010033676235-pat00029
)를 의미한다.In Equation 1, 1)
Figure 112010033676235-pat00026
If, the primary user does not use the frequency given (
Figure 112010033676235-pat00027
), 2)
Figure 112010033676235-pat00028
If, the primary user is using the frequency given (
Figure 112010033676235-pat00029
) Means.

또한, 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)는 에너지 검출기를 포함할 수 있으며, 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)는 에너지 검출기를 이용해 수신된 1차 사용자(100) 신호에 대한 에너지값을 산출할 수 있다. 구체적으로, 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)는 대역 통과 필터를 통해 특정 대역

Figure 112010033676235-pat00030
만을 통과시키고, 제곱연산과 적분연산을 이용해 특정시간
Figure 112010033676235-pat00031
동안에 수신된 1차 사용자(100) 신호의 에너지값을 주기적으로 얻을 수 있다. 따라서, j-번째 2차 사용자(200-j)가 수신한 1차 사용자의 신호에 대한 에너지값(
Figure 112010033676235-pat00032
)은 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.In addition, each secondary user (200-1, 200-2, ... 200-n) may include an energy detector, each secondary user (200-1, 200-2, ... 200-n) ) May calculate an energy value for the received primary user 100 signal using the energy detector. Specifically, the secondary users 200-1, 200-2,... 200-n may use a band pass filter to designate a specific band.
Figure 112010033676235-pat00030
Pass the bay and use a square operation and an integral operation
Figure 112010033676235-pat00031
The energy value of the primary user 100 signal received during this period can be obtained periodically. Therefore, the energy value of the signal of the primary user received by the j-th secondary user 200-j (
Figure 112010033676235-pat00032
) Can be expressed as Equation 2 below.

Figure 112010033676235-pat00033
Figure 112010033676235-pat00033

여기서,

Figure 112010033676235-pat00034
는 j-번째 2차 사용자(200-j)가 수신한 1차 사용자 신호에서의 i-번째 샘플 값이다.
Figure 112010033676235-pat00035
은
Figure 112010033676235-pat00036
로 에너지 샘플 크기이며, 여기서,
Figure 112010033676235-pat00037
는 검출 시간을 나타내고,
Figure 112010033676235-pat00038
는 신호의 대역폭을 나타낸다. 또한,
Figure 112010033676235-pat00039
은 시스템 내의 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)의 총 수를 나타낸다.here,
Figure 112010033676235-pat00034
Is the i-th sample value in the primary user signal received by the j-th secondary user 200-j.
Figure 112010033676235-pat00035
silver
Figure 112010033676235-pat00036
Is the energy sample size, where
Figure 112010033676235-pat00037
Represents the detection time,
Figure 112010033676235-pat00038
Represents the bandwidth of the signal. Also,
Figure 112010033676235-pat00039
Represents the total number of secondary users 200-1, 200-2, ... 200-n in the system.

그리고, 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)는 상기 수학식 2에 의해 산출된 에너지값과 국부 결정 임계값을 비교하여 국부 결정을 내릴 수 있다. 여기서,국부 결정이란, 1차 사용자(100)가 부여된 주파수 대역을 사용하는지 판단하는 것을 의미하며, 국부 결정 임계값(

Figure 112010033676235-pat00040
)은 이러한 판단 기준이 되는 에너지값을 의미한다. 따라서 j-번째 2차 사용자(200-j)의 국부 결정값은 아래와 같은 수학식 3으로 나타낼 수 있다. Each secondary user 200-1, 200-2,..., 200-n may make a local decision by comparing an energy value calculated by Equation 2 with a local decision threshold value. Here, the local determination means determining whether the primary user 100 uses the assigned frequency band, and the local determination threshold value (
Figure 112010033676235-pat00040
) Means the energy value used as such a criterion. Therefore, the local determination value of the j-th secondary user 200-j may be represented by Equation 3 below.

Figure 112010033676235-pat00041
Figure 112010033676235-pat00041

여기서,

Figure 112010033676235-pat00042
는 국부 결정 임계값을 나타내며,
Figure 112010033676235-pat00043
는 수학식 2에서
Figure 112010033676235-pat00044
와 같이, j-번째 2차 사용자에 의해 산출된 에너지값을 의미한다.here,
Figure 112010033676235-pat00042
Represents a local decision threshold,
Figure 112010033676235-pat00043
In Equation 2
Figure 112010033676235-pat00044
As such, it means an energy value calculated by the j-th secondary user.

이처럼, 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)는 1차 사용자(100)의 주파수 사용 여부를 판단할 수 있다. 또한, 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)는 각각 수집한 스펙트럼 센싱 정보를 서로 공유하여, 1차 사용자의 부여된 주파수 사용 여부를 판단할 수도 있다. 이에 따라, 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)는 스펙트럼 센싱 정보를 공유하기 위해, 각각 산출한 에너지값 및 국부 결정값을 융합센터(미도시) 또는 수신부(310)에 주기적으로 전송할 수 있다.As such, each secondary user 200-1, 200-2,... 200-n may determine whether the primary user 100 uses a frequency. In addition, each of the secondary users 200-1, 200-2,..., 200-n may share the collected spectrum sensing information with each other to determine whether the primary user uses the assigned frequency. Accordingly, each of the secondary users 200-1, 200-2,..., 200-n shares the calculated energy value and the local determination value with each other in order to share the spectrum sensing information. Periodically transmit to 310.

한편, 기정의된 2차 사용자는 스펙트럼 정보 전송시, 의도적으로 잘못된 스펙트럼 센싱 정보를 보내는 2차 사용자를 의미한다. 이에 따라, 기정의된 2차 사용자는 1차 사용자의 주파수 사용 여부 판단시, 잘못된 전체 센싱 결정을 유도할 수 있다.Meanwhile, the predefined secondary user refers to a secondary user that intentionally sends wrong spectrum sensing information when transmitting spectrum information. Accordingly, the predefined secondary user may induce an incorrect overall sensing decision when determining whether the primary user uses the frequency.

한편, 본 발명에 따른, 무선 인지 장치(300)는 이러한 기정의된 2차 사용자(미도시)를 검출하고, 검출된 기정의된 2차 사용자를 배제하여 1차 사용자의 주파수 사용 여부를 판단할 수 있다.On the other hand, according to the present invention, the wireless recognition device 300 detects such a predefined secondary user (not shown), and determines whether or not to use the frequency of the primary user by excluding the detected predefined secondary user Can be.

이와 같은 기능을 하는 무선 인지 장치(300)는 수신부(310), 추정부(320), 검출부(330), 산출부(340), 저장부(350) 및 판단부(360)를 구비한다.The wireless recognition device 300 having such a function includes a receiver 310, an estimator 320, a detector 330, a calculator 340, a storage 350, and a determiner 360.

수신부(310)는 2차 사용자들(200)이 전송한 스펙트럼 센싱 정보를 수신한다. 구체적으로, 수신부(310)는 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)가 산출하여 전송하는 1차 사용자의 에너지값 및 국부 결정값을 수신할 수 있다. 이때, 2차 사용자들(200)은 센싱 정보(1차 사용자에 대한 에너지값 및 국부 결정값)를 주기적으로 전송할 수 있으며, 이에 대응해 수신부(310)는 이러한 센싱 정보를 주기적으로 수신할 수 있다.The receiver 310 receives spectrum sensing information transmitted by the secondary users 200. In detail, the receiver 310 may receive an energy value and a local determination value of a primary user calculated and transmitted by each secondary user 200-1, 200-2,... 200-n. In this case, the secondary users 200 may periodically transmit sensing information (energy value and local determination value for the primary user), and the receiver 310 may periodically receive such sensing information in response thereto. .

저장부(350)는 수신부(310)에서 수신한 에너지값 및 국부 결정값을 저장한다. 또한, 저장부(350)는 산출부(340)에서 산출된 평균값 및 갱신된 평균값을 저장할 수 있다.The storage unit 350 stores the energy value and the local determination value received by the receiver 310. In addition, the storage 350 may store the average value and the updated average value calculated by the calculator 340.

추정부(320)는 스펙트럼 센싱 정보를 이용해 1차 사용자(100)의 주파수 사용 여부를 추정하여 판단한다. 구체적으로, 추정부(320)는 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)에 의해 일정 센싱 구간 동안 전송된 에너지값 및 국부 결정값을 이용해, 1차 사용자(100)가 1차 사용자에게 부여된 주파수 대역을 사용하는지 추정할 수 있다. 이때, 추정부(320)는 융합결정알고리즘을 이용해 복수의 에너지값들 및 국부 결정값들을 종합하여, 1차 사용자(100)의 주파수 대역 사용 여부를 판단할 수 있다. The estimator 320 estimates and determines whether the frequency of the primary user 100 is used by using the spectrum sensing information. Specifically, the estimator 320 uses the energy value and the local determination value transmitted during each of the sensing periods by the secondary users 200-1, 200-2,. It may be estimated whether 100) uses the frequency band assigned to the primary user. In this case, the estimator 320 may determine whether the primary user 100 uses the frequency band by combining the plurality of energy values and the local determination values using a fusion decision algorithm.

산출부(340)는 주기적으로 수신된 복수의 에너지값 또는 수신되어 저장부(310)에 저장된 복수의 에너지값을 이용해, 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)가 전송한 에너지값에 대한 평균을 산출할 수 있다. 여기서, 산출부(340)는 추정부(320)의 추정 결과를 이용해 1번째에서 n번째까지 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)에 대하여 평균값을 산출할 수 있다. The calculation unit 340 periodically uses the plurality of energy values received or the plurality of energy values received and stored in the storage unit 310, and each secondary user 200-1, 200-2,..., 200-n ) Can calculate the average of the transmitted energy value. Here, the calculator 340 calculates an average value for each of the secondary users 200-1, 200-2,... 200-n from the first to nth using the estimation result of the estimator 320. Can be.

구체적으로, 추정부(320)에서 1차 사용자가 주파수를 사용하는 것으로 판단한 경우(

Figure 112010033676235-pat00045
), 산출부(340)는
Figure 112010033676235-pat00046
판단에 포함되는 i-번째 2차 사용자(200-i)가 전송한 에너지값들에 대한 평균(
Figure 112010033676235-pat00047
)을 산출할 수 있다. 이와 마찬가지로, 추정부(320)에서 1차 사용자가 주파수를 사용하지 않는 것으로 판단한 경우(
Figure 112010033676235-pat00048
), 산출부(340)는
Figure 112010033676235-pat00049
판단에 포함되는 i-번째 2차 사용자(200-i)가 전송한 에너지값들에 대한 평균(
Figure 112010033676235-pat00050
)을 산출할 수 있다. Specifically, when the estimation unit 320 determines that the primary user uses the frequency (
Figure 112010033676235-pat00045
), The calculator 340
Figure 112010033676235-pat00046
The average of the energy values transmitted by the i-th secondary user 200-i included in the determination (
Figure 112010033676235-pat00047
) Can be calculated. Similarly, when the estimation unit 320 determines that the primary user does not use the frequency (
Figure 112010033676235-pat00048
), The calculator 340
Figure 112010033676235-pat00049
The average of the energy values transmitted by the i-th secondary user 200-i included in the determination (
Figure 112010033676235-pat00050
) Can be calculated.

예를 들어, 추정부(320)에서 1차 사용자가 주파수를 사용하는 것으로 3차례 판단하고, 1차 사용자가 주파수를 사용하지 않는 것으로 2차례 판단한 경우를 상정한다. 이에 따라, 산출부(340)는 i-번째 2차 사용자(200-i)가 3차례마다 전송한 에너지값들을 이용해

Figure 112010033676235-pat00051
에 대한 평균값으로
Figure 112010033676235-pat00052
을 산출하고, i-번째 2차 사용자(200-i)가 2차례마다 전송한 에너지값들을 이용해
Figure 112010033676235-pat00053
에 대한 평균값으로
Figure 112010033676235-pat00054
을 산출한다.For example, it is assumed that the estimator 320 determines three times that the primary user uses the frequency, and determines two times that the primary user does not use the frequency. Accordingly, the calculator 340 uses the energy values transmitted every three times by the i-th secondary user 200-i.
Figure 112010033676235-pat00051
As an average for
Figure 112010033676235-pat00052
And the energy values transmitted by the i-th secondary user 200-i every two times.
Figure 112010033676235-pat00053
As an average for
Figure 112010033676235-pat00054
.

그리고, 산출부(340)는 산출된 평균값을 저장부(350)에 전송한다. 여기서, 전송된 평균값은 저장부(350)에 저장될 수 있다.The calculator 340 transmits the calculated average value to the storage 350. Here, the transmitted average value may be stored in the storage 350.

또한, 산출부(340)는 기설정된 시간 범위 내에서의 에너지값만을 이용해 평균값을 산출할 수 있다. 구체적으로, 산출부(340)는 일정 시간 동안 2차 사용자가 전송한 에너지값에 대한 평균을 산출할 수 있으며, 이렇게 산출된 평균값은 저장부(350)에 저장될 수 있다. In addition, the calculator 340 may calculate an average value using only energy values within a predetermined time range. In detail, the calculator 340 may calculate an average of energy values transmitted by the secondary user for a predetermined time, and the average value thus calculated may be stored in the storage 350.

그리고, 산출부(340)는 저장된 평균값을 일정 시간 이후에 전송되는 에너지값을 통해 갱신할 수 있으며, 이는 추후 상술하도록 한다.The calculator 340 may update the stored average value through an energy value transmitted after a predetermined time, which will be described later.

검출부(330)는 기정의된 2차 사용자를 검출하는 기능을 한다. 여기서, 기정의된 2차 사용자는 전술한 바와 같이, 의도적으로 잘못된 스펙트럼 센싱 정보를 전송하는 2차 사용자를 의미한다. 일반적인 2차 사용자들(200)은 1차 사용자(100) 신호를 수신하여 산출한 에너지값 및 국부 결정값을 전송하지만, 기정의된 2차 사용자들은 1차 사용자의 신호와 무관한 에너지값 및 국부 결정값을 전송한다.The detector 330 detects a predefined secondary user. Here, the predefined secondary user means a secondary user who intentionally transmits wrong spectrum sensing information as described above. The general secondary users 200 transmit the energy value and the local determination value calculated by receiving the primary user 100 signal, but the predefined secondary users are the energy value and the local area irrelevant to the primary user's signal. Send the decision.

본 발명에 따른, 기정의된 2차 사용자는 1)항상 1차 사용자가 특정 주파수 대역을 사용한다고 보고하는 2차 사용자(Always-Yes 형), 2)항상 1차 사용자가 특정 주파수 대역을 사용하지 않는다고 보고하는 2차 사용자(Always-No 형), 3)국부 결정값과 반대로 센싱 데이터를 보고하는 2차 사용자(Always-Inverse 형)로 상정할 수 있다.In accordance with the present invention, a predefined secondary user is a secondary user (Always-Yes type) who reports that the primary user always uses a particular frequency band, and 2) the primary user does not always use a particular frequency band. Secondary users (Always-No type) that report no, 3) Secondary users (Always-Inverse type) who report sensing data as opposed to local decision value.

검출부(330)는 산출부(340)가 산출한 평균값을 이용해 기정의된 2차 사용자를 검출할 수 있다. 기정의된 2차 사용자의 유형에 따라 검출부(330)의 구체적인 동작을 유형별로 상세히 설명하도록 한다.The detector 330 may detect a predefined secondary user by using the average value calculated by the calculator 340. The detailed operation of the detector 330 according to the predefined type of secondary user will be described in detail by type.

1) Always-Yes 형, Always-No 형1) Always-Yes type, Always-No type

Always-Yes 형, Always-No 형의 기정의된 2차 사용자는 국부 결정값과 무관하게 항상 일정한 스펙트럼 센싱값(에너지값)을 전송한다. 구체적으로, Always-Yes 형의 기정의된 2차 사용자들은, 산출된 1차 사용자의 에너지값에 관계없이 항상 높은 스펙트럼 센싱값(에너지값 및 국부 결정값)을 전송한다. 반면, Always-No 형의 기정의된 2차 사용자들은, 산출된 1차 사용자의 스펙트럼 에너지값에 관계없이 항상 낮은 스펙트럼 센싱값(에너지값 및 국부 결정값)을 전송한다. Predefined secondary users of the Always-Yes and Always-No types always transmit a constant spectral sensing value (energy value) regardless of the local decision value. Specifically, the predefined secondary users of the Always-Yes type always transmit high spectral sensing values (energy values and local determination values) regardless of the calculated primary user energy values. On the other hand, the predefined secondary users of the Always-No type always transmit low spectral sensing values (energy values and local determination values) regardless of the calculated primary user spectral energy values.

이에 따라, 검출부(330)는 아래의 수학식 4에 의해, 산출부(340)에서 산출한 평균값을 비교하여 Always-Yes 형 및 Always-No 형의 기정의된 2차 사용자를 검출할 수 있다.Accordingly, the detector 330 may detect a predefined secondary user of Always-Yes type and Always-No type by comparing the average value calculated by the calculator 340 according to Equation 4 below.

Figure 112010033676235-pat00055
Figure 112010033676235-pat00055

여기서,

Figure 112010033676235-pat00056
는 추정부(320)가
Figure 112010033676235-pat00057
로 판단한 경우, 기정의된 2차 사용자(예를 들어, i-번째 2차 사용자(200-i))가 전송한 에너지값들에 대한 평균을 의미하며,
Figure 112010033676235-pat00058
는 추정부(320)가
Figure 112010033676235-pat00059
로 판단한 경우, 기정의된 2차 사용자(i-번째 2차 사용자(200-i))가 전송한 에너지값들에 대한 평균을 의미한다. 그리고,
Figure 112010033676235-pat00060
는 검출 임계값으로,
Figure 112010033676235-pat00061
로 설정될 수 있다. 여기서,
Figure 112010033676235-pat00062
은 수학식 2와 같이, 에너지 샘플 크기를 의미하며,
Figure 112010033676235-pat00063
은 기사용자 검출에 요구되는 최소 SNR(signal to noise rario)를 의미한다.here,
Figure 112010033676235-pat00056
Is estimated by the estimator 320
Figure 112010033676235-pat00057
If it is determined as, means the average of the energy values transmitted by the predefined secondary user (for example, i-second secondary user (200-i)),
Figure 112010033676235-pat00058
Is estimated by the estimator 320
Figure 112010033676235-pat00059
If it is determined as, it means the average of the energy values transmitted from the predefined secondary user (i-th secondary user 200-i). And,
Figure 112010033676235-pat00060
Is the detection threshold,
Figure 112010033676235-pat00061
Lt; / RTI > here,
Figure 112010033676235-pat00062
Is the energy sample size, as shown in Equation 2,
Figure 112010033676235-pat00063
Is the minimum signal to noise ratio (SNR) required for initial user detection.

2) Always-Inverse 형2) Always-Inverse type

Always-Inverse 형의 기정의된 2차 사용자는 항상 국부 결정값과 정 반대로 스펙트럼 센싱값(에너지값 및 국부 결정값)을 보고하므로, 검출부(330)는 상기의 수학식 5에 의해 Always-Inverse 형의 기정의된 2차 사용자를 검출할 수 있게 된다.Since the predefined secondary user of the Always-Inverse type always reports the spectral sensing values (energy value and local decision value) as opposed to the local decision value, the detector 330 generates the Always-Inverse type according to Equation 5 above. It is possible to detect a predefined secondary user.

Figure 112010033676235-pat00064
Figure 112010033676235-pat00064

여기서,

Figure 112010033676235-pat00065
및
Figure 112010033676235-pat00066
는 수학식 4와 동일한 의미를 가진다.here,
Figure 112010033676235-pat00065
And
Figure 112010033676235-pat00066
Has the same meaning as in equation (4).

이처럼, 검출부(330)는 유형에 따라 기정의된 2차 사용자를 검출할 수 있다.As such, the detector 330 may detect a predefined secondary user according to the type.

판단부(360)는 검출부(330)에서 검출한 기정의된 2차 사용자를 배제하여, 1차 사용자(100)가 부여된 주파수 대역을 사용하는지 최종적으로 결정할 수 있다. 구체적으로, 판단부(360)는 2차 사용자들(200)이 전송한 에너지값 및 국부 결정값에서, 검출된 기정의된 2차 사용자가 전송한 에너지값 및 국부 결정값을 배제할 수 있다. 이후, 판단부(360)는 아래의 수학식 6을 이용해, 1차 사용자가 부여된 특정 주파수 대역을 사용하는지 결정할 수 있다. The determination unit 360 may finally determine whether the primary user 100 uses the assigned frequency band by excluding the predefined secondary user detected by the detection unit 330. In detail, the determination unit 360 may exclude the energy value and the local determination value transmitted by the detected predefined secondary user from the energy value and the local determination value transmitted by the secondary users 200. Thereafter, the determination unit 360 may determine whether the primary user uses a specific frequency band to which the primary user is assigned, using Equation 6 below.

Figure 112010033676235-pat00067
Figure 112010033676235-pat00067

여기서,

Figure 112010033676235-pat00068
및
Figure 112010033676235-pat00069
는 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)가 산출하여 전송한 에너지값 및 국부 결정값을 각각 의미한다. 여기서,
Figure 112010033676235-pat00070
은 2차 사용자의 총 수를 나타내며, 기정의된 2차 사용자는 배제된다.here,
Figure 112010033676235-pat00068
And
Figure 112010033676235-pat00069
Denotes an energy value and a local determination value calculated and transmitted by each of the secondary users 200-1, 200-2,. here,
Figure 112010033676235-pat00070
Represents the total number of secondary users, and the predefined secondary users are excluded.

수학식 6에서, 판단부(360)는 일반적인 융합결정알고리즘을 이용해 기정의된2차 사용자가 전송한 에너지값과 국부 결정값이 배제된 신호를 종합할 수 있다. 이를 기초로, 판단부(360)는 1차 사용자(100)가 부여된 특정 주파수를 사용하는지 결정할 수 있다.In Equation 6, the determination unit 360 may synthesize a signal from which a predetermined second user's energy value and a local decision value are excluded using a general fusion decision algorithm. Based on this, the determination unit 360 may determine whether the primary user 100 uses a given frequency.

상술한 것처럼, 1차 사용자가 부여된 주파수 사용하는지에 대한 판단시, 기정의된 2차 사용자를 배제함으로써 보다 효율적으로 유휴 주파수를 공유할 수 있게 되는 것이다.As described above, when determining whether the primary user uses the assigned frequency, the idle frequency can be shared more efficiently by excluding the predefined secondary user.

이하에서는, 저장부(350)에 저장된 평균값이 갱신되는 과정을 상술한다. 여기서, 저장된 평균값은 상술한 바와 같이, 산출부(340)에서 산출되어 저장부(350)에 저장된 평균값을 의미한다. 구체적으로, 저장된 평균값은 각 2차 사용자가 전송한 에너지값의 평균값으로, 1차 사용자의 주파수 사용 여부에 따라 산출된 값을 의미한다. Hereinafter, the process of updating the average value stored in the storage 350 will be described in detail. Here, the stored average value means the average value calculated by the calculator 340 and stored in the storage 350 as described above. Specifically, the stored average value is an average value of energy values transmitted by each secondary user, and means a value calculated according to whether the primary user uses a frequency.

산출부(340)는 저장된 평균값을 현재 수신부(310)에서 수신한 에너지값을 이용하여 갱신한다. 구체적으로, 산출부(340)는 판단부(360)의 결정에 따라, 현재 수신된 에너지값을 이용해 저장된 평균값을 갱신할 수 있다. 판단부(360)에서 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하고 있다고 결정한 경우(

Figure 112010033676235-pat00071
), 산출부(340)는 i-번째 2차 사용자의
Figure 112010033676235-pat00072
를 현재 수신부(310)에서 수신한 에너지값을 이용하여 갱신할 수 있다. 또한, 판단부(360)에서 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하고 있지 않다고 결정한 경우(
Figure 112010033676235-pat00073
), 산출부(340)는 i-번째 2차 사용자의
Figure 112010033676235-pat00074
를 현재 수신부(310)에서 수신한 에너지값을 이용하여 갱신할 수 있다. 이러한, 산출부(340)의 구체적인 동작은 아래의 수학식 7 및 수학식 8을 통해 나타낼 수 있다.The calculator 340 updates the stored average value using the energy value currently received by the receiver 310. In detail, the calculator 340 may update the stored average value using the currently received energy value according to the determination of the determiner 360. If the determination unit 360 determines that the primary user is using the assigned frequency (
Figure 112010033676235-pat00071
), The calculation unit 340 is the i-th secondary user
Figure 112010033676235-pat00072
May be updated using the energy value received by the current receiver 310. In addition, when the determination unit 360 determines that the primary user is not using the assigned frequency (
Figure 112010033676235-pat00073
), The calculation unit 340 is the i-th secondary user
Figure 112010033676235-pat00074
May be updated using the energy value received by the current receiver 310. The specific operation of the calculator 340 may be represented by Equations 7 and 8 below.

1)

Figure 112010033676235-pat00075
,
Figure 112010033676235-pat00076
의 초기화One)
Figure 112010033676235-pat00075
,
Figure 112010033676235-pat00076
Initialization of

먼저, 산출부(340)는 아래의 수학식 7과 같이, 모든 2차 사용자의

Figure 112010033676235-pat00077
,
Figure 112010033676235-pat00078
를 초기화한다.First, the calculation unit 340, as shown in equation (7) below, of all secondary users
Figure 112010033676235-pat00077
,
Figure 112010033676235-pat00078
Initialize

Figure 112010033676235-pat00079
Figure 112010033676235-pat00079

여기서,

Figure 112010033676235-pat00080
은 에너지 샘플 크기이며,
Figure 112010033676235-pat00081
은 기사용자 검출에 요구되는 최소 SNR를 의미한다.here,
Figure 112010033676235-pat00080
Is the energy sample size,
Figure 112010033676235-pat00081
Means the minimum SNR required for initial user detection.

2)

Figure 112010033676235-pat00082
,
Figure 112010033676235-pat00083
갱신2)
Figure 112010033676235-pat00082
,
Figure 112010033676235-pat00083
renewal

산출부(340) 수학식 7에 의해 초기화된

Figure 112010033676235-pat00084
,
Figure 112010033676235-pat00085
을 판단부(360)의 결정값 및 각 2차 사용자들로부터 현재 수신된 에너지값(
Figure 112010033676235-pat00086
)을 이용해 갱신한다. 구체적으로, 판단부(360)의 결정값이
Figure 112010033676235-pat00087
이면, 산출부(340)는 아래의 수학식 8 을 이용해
Figure 112010033676235-pat00088
을 갱신한다.The calculation unit 340 initialized by the equation (7)
Figure 112010033676235-pat00084
,
Figure 112010033676235-pat00085
The determination value of the determination unit 360 and the energy value currently received from each secondary user (
Figure 112010033676235-pat00086
Update with). Specifically, the determination value of the determination unit 360
Figure 112010033676235-pat00087
If it is, the calculator 340 uses Equation 8 below.
Figure 112010033676235-pat00088
Update the.

Figure 112010033676235-pat00089
Figure 112010033676235-pat00089

여기서,

Figure 112010033676235-pat00090
는 저장부(350)에 저장된
Figure 112010033676235-pat00091
와 현재 각 2차 사용자에 의해 전송된 에너지값(
Figure 112010033676235-pat00092
) 사이의 가중치 변수이며,
Figure 112010033676235-pat00093
사이에서 선택될 수 있다.here,
Figure 112010033676235-pat00090
Is stored in the storage unit 350
Figure 112010033676235-pat00091
And the energy values currently sent by each secondary user (
Figure 112010033676235-pat00092
Weight variable between
Figure 112010033676235-pat00093
Can be chosen between.

또한, 판단부(360)의 결정값이

Figure 112010033676235-pat00094
이면, 산출부(340)는 아래의 수학식 9를 이용하여
Figure 112010033676235-pat00095
을 갱신한다.In addition, the determination value of the determination unit 360
Figure 112010033676235-pat00094
On the back side, the calculator 340 uses Equation 9 below.
Figure 112010033676235-pat00095
Update the.

Figure 112010033676235-pat00096
Figure 112010033676235-pat00096

여기서,

Figure 112010033676235-pat00097
는 저장부(350)에 저장된
Figure 112010033676235-pat00098
와 현재 각 2차 사용자에 의해 전송된 에너지값(
Figure 112010033676235-pat00099
) 사이의 가중치 변수이며,
Figure 112010033676235-pat00100
사이에서 선택될 수 있다.here,
Figure 112010033676235-pat00097
Is stored in the storage unit 350
Figure 112010033676235-pat00098
And the energy values currently sent by each secondary user (
Figure 112010033676235-pat00099
Weight variable between
Figure 112010033676235-pat00100
Can be chosen between.

그리고, 산출부(340)는 갱신된 평균값을 저장부(350)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 검출부(330)는 갱신된 평균값을 이용해 다음 센싱 구간에서 기정의된 2차 사용자를 검출할 수 있다. 또한, 산출부(340)는 저장된 평균값 및 다음 센싱 구간에서 현재 전송된 에너지값을 이용해, 전술한 갱신을 반복할 수 있다.The calculator 340 may transmit the updated average value to the storage 350. Accordingly, the detector 330 may detect the second user defined in the next sensing section by using the updated average value. In addition, the calculator 340 may repeat the above-described update by using the stored average value and the energy value currently transmitted in the next sensing period.

따라서, 본 실시예에 따르면, 기정의된 2차 사용자를 배제할 수 있는바, 1차 사용자의 특정 주파수 사용 여부를 효과적으로 판단할 수 있게 된다.Therefore, according to the present embodiment, it is possible to exclude the predefined secondary user, thereby effectively determining whether the primary user uses a specific frequency.

도 2는 기정의된 2차 사용자를 검출하기는 방법에 대한 흐름도이다.2 is a flow chart of a method for detecting a predefined secondary user.

도 2를 참조하면, 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)는 1차 사용자(100)의 송신신호를 수신하여 에너지값 및 국부 결정값을 산출한다. 그리고, 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)는 산출된 에너지값 및 국부 결정값을 수신부(310)에 전송하며, 수신부(310)에서는 이를 수신할 수 있다(S210).Referring to FIG. 2, each secondary user 200-1, 200-2,... 200-n receives a transmission signal of the primary user 100 to calculate an energy value and a local determination value. Each of the secondary users 200-1, 200-2,..., 200-n transmits the calculated energy value and the local determination value to the receiver 310, and the receiver 310 may receive them. (S210).

이후, 산출부(340)는 각 2차 사용자(200-1, 200-2,...200-n)에 의해 전송된 에너지값에 대한 평균값을 산출하며, 검출부(330)는 산출된 평균값을 이용해 기정의된 2차 사용자를 검출한다(S230). 구체적인 검출부(330)의 동작은 앞서 설명하였는바, 중복 설명은 생략하기로 한다.Thereafter, the calculator 340 calculates an average value of energy values transmitted by the secondary users 200-1, 200-2,... 200-n, and the detector 330 calculates the average value. The predefined secondary user is detected using the control unit (S230). Since the operation of the specific detection unit 330 has been described above, duplicate description will be omitted.

검출부(330)에서 기정의된 2차 사용자로 검출된 2차 사용자는, 판단부(360)에 의해 최종 결정에서 배제된다. 구체적으로, 판단부(360)는 2차 사용자들(200)이 전송한 에너지값 및 국부 결정값에서 기정의된 2차 사용자가 전송한 에너지값 및 국부 결정값을 배제할 수 있다.The secondary user detected as the secondary user defined in the detector 330 is excluded from the final decision by the determiner 360. In detail, the determination unit 360 may exclude the energy value and the local determination value transmitted by the second user defined in the energy value and the local determination value transmitted by the secondary users 200.

이후, 판단부(360)는 융합결정알고리즘을 이용해, 기정의된 2차 사용자에 의해 전송된 에너지값과 국부 결정값이 배제된 센싱 정보를 종합하여, 1차 사용자의 주파수 사용 여부에 대한 최종결정을 할 수 있다(S270). 이에 따라, 본 발명에 따른, 무선 인지 장치(300)는 1차 사용자가 부여된 주파수 사용 여부를 판단할 수 있다. Subsequently, the determination unit 360 combines the energy value transmitted by the predefined secondary user and the sensing information excluding the local determination value by using a fusion decision algorithm to determine whether the primary user uses the frequency. It may be (S270). Accordingly, according to the present invention, the wireless recognition device 300 may determine whether the primary user uses the assigned frequency.

이후, 산출부(340)는 판단부(360)의 결정값을 이용하여 각 2차 사용자의 평균값을 갱신한다(S290). 이때, S250 단계에서 배제된 기정의된 2차 사용자의 평균값도 포함된다. 구체적으로, 산출부(340)는 현재 수신된 에너지값을 이용해 평균값을 갱신할 수 있다. 이렇게 갱신된 각 2차 사용자의 평균값은 다음 센싱 구간에서 기정의된 2차 사용자 검출에 활용할 수 있다.Thereafter, the calculator 340 updates the average value of each secondary user by using the determined value of the determiner 360 (S290). At this time, the average value of the predefined secondary user excluded in step S250 is also included. In detail, the calculator 340 may update the average value using the currently received energy value. The updated average value of each secondary user may be used to detect the secondary user predefined in the next sensing interval.

본 실시예에 따르면, 기정의된 2차 사용자를 검출하여 협력 스펙트럼 기법에서 배제함으로써, 1차 사용자의 주파수 사용 여부를 효율적으로 판단할 수 있게 된다. 이에 따라, 2차 사용자의 유휴 주파수 사용 효율성도 향상될 수 있게 된다.According to the present embodiment, it is possible to efficiently determine whether the primary user uses the frequency by detecting a predefined secondary user and excluding it from the cooperative spectrum technique. Accordingly, the efficiency of using idle frequency of the secondary user can also be improved.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

100 : 1차 사용자 200 : 2차 사용자들
300 : 무선 인지 장치
310 : 수신부 320 : 추정부
330 : 검출부 340 : 산출부
350 : 저장부 360 : 판단부100: primary user 200: secondary users
300: wireless recognition device
310: receiver 320: estimator
330 detection unit 340 calculation unit
350: storage unit 360: determination unit

Claims (10)

무선 인지 방법에 있어서,
복수의 2차 사용자들이 산출하여 전송한, 1차 사용자에 대한 에너지값 및 국부 결정값을 주기적으로 수신하는 단계;
상기 주기적으로 수신된 복수의 에너지값 및 국부 결정값을 이용하여, 상기 1차 사용자가 상기 1차 사용자에게 부여된 주파수를 사용하는지 추정하는 단계;
상기 추정 결과를 이용하여, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값에 대한 평균을 산출하는 단계;
상기 산출된 평균값을 비교하여 기정의된 2차 사용자를 검출하는 단계; 및
상기 기정의된 2차 사용자가 전송한 에너지값 및 국부 결정값을 배제하여, 상기 1차 사용자가 상기 부여된 주파수를 사용하는지 결정하는 단계;를 포함하는 무선 인지 방법.In the wireless recognition method,
Periodically receiving an energy value and a local determination value for the primary user calculated and transmitted by the plurality of secondary users;
Estimating whether the primary user uses the frequency assigned to the primary user using the periodically received plurality of energy values and local determination values;
Using the estimation result, calculating an average of energy values transmitted by the secondary user;
Comparing the calculated average value to detect a predefined secondary user; And
Determining whether the primary user uses the given frequency by excluding the energy value and the local determination value transmitted by the predefined secondary user. 제 1항에 있어서,
상기 검출하는 단계는,
상기 기정의된 2차 사용자의 유형에 따라, 아래의 수학식을 이용해 상기 기정의된 Always-Yes 형 및 Always-No 형 2차 사용자를 검출하는 것을 특징으로 하는 무선 인지 방법:
Figure 112010033676235-pat00101

여기서,
Figure 112010033676235-pat00102
는 상기 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하는 것으로 판단된 경우에 대한, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값의 평균,
Figure 112010033676235-pat00103
는 상기 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하지 않는 것으로 판단된 경우에 대한, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값의 평균,
Figure 112010033676235-pat00104
는 검출 임계값이다.The method of claim 1,
Wherein the detecting comprises:
According to the predefined type of the secondary user, the wireless recognition method characterized by detecting the predefined Always-Yes type and Always-No type secondary user using the following equation:
Figure 112010033676235-pat00101

here,
Figure 112010033676235-pat00102
Is an average of the energy values transmitted by the secondary user for the case where it is determined that the primary user uses the assigned frequency,
Figure 112010033676235-pat00103
Is an average of the energy values transmitted by the secondary user for the case where it is determined that the primary user does not use the assigned frequency,
Figure 112010033676235-pat00104
Is the detection threshold. 제 1항에 있어서,
상기 검출하는 단계는,
상기 기정의된 2차 사용자의 유형에 따라, 아래의 수학식을 이용해 상기 기정의된 Always-Inverse 형 2차 사용자를 검출하는 것을 특징으로 하는 무선 인지 방법:
Figure 112010033676235-pat00105

여기서,
Figure 112010033676235-pat00106
는 상기 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하는 것으로 판단된 경우에 대한, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값의 평균,
Figure 112010033676235-pat00107
는 상기 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하지 않는 것으로 판단된 경우에 대한, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값의 평균,
Figure 112010033676235-pat00108
는 검출 임계값이다.The method of claim 1,
Wherein the detecting comprises:
According to the predefined secondary user type, the wireless recognition method characterized in that for detecting the predefined Always-Inverse type secondary user using the following equation:
Figure 112010033676235-pat00105

here,
Figure 112010033676235-pat00106
Is an average of the energy values transmitted by the secondary user for the case where it is determined that the primary user uses the assigned frequency,
Figure 112010033676235-pat00107
Is an average of the energy values transmitted by the secondary user for the case where it is determined that the primary user does not use the assigned frequency,
Figure 112010033676235-pat00108
Is the detection threshold. 제 1항에 있어서,
수신된 복수의 상기 에너지값 및 상기 국부 결정값을 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 인지 방법.The method of claim 1,
And storing the plurality of received energy values and the local determination value. 제 1항에 있어서,
상기 산출하는 단계는,
기설정된 시간 범위 내에서의 에너지값만을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 무선 인지 방법.The method of claim 1,
Wherein the calculating step comprises:
Wireless recognition method, characterized in that calculated using only the energy value within a predetermined time range. 제 1항에 있어서,
상기 산출하는 단계는, 상기 1차 사용자가 상기 부여된 주파수를 사용하는지 판단 결과에 따라, 상기 산출된 평균값을 상기 2차 사용자가 현재 전송한 에너지값과의 가중치를 이용해 갱신하는 단계;를 더 포함하는 무선 인지 방법.The method of claim 1,
The calculating may include updating the calculated average value by using a weight with an energy value currently transmitted by the secondary user according to a determination result of the primary user using the assigned frequency. Wireless cognitive method. 제 6항에 있어서,
상기 갱신하는 단계는,
상기 1차 사용자가 상기 부여된 주파수를 사용하고 있는 것으로 판단된 경우, 아래의 수학식을 이용해 상기 평균값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 무선 인지 방법:
Figure 112010033676235-pat00109

여기서,
Figure 112010033676235-pat00110
는 상기 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하는 것으로 판단된 경우, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값의 평균값을 의미하며,
Figure 112010033676235-pat00111
는 현재 각 2차 사용자에 의해 전송된 에너지값을 의미하며,
Figure 112010033676235-pat00112
는
Figure 112010033676235-pat00113
와
Figure 112010033676235-pat00114
사이의 가중치 변수이다.The method according to claim 6,
Wherein the updating comprises:
If it is determined that the primary user is using the given frequency, the wireless recognition method characterized in that for updating the average value using the following equation:
Figure 112010033676235-pat00109

here,
Figure 112010033676235-pat00110
When the primary user is determined to use the assigned frequency, means the average value of the energy value transmitted by the secondary user,
Figure 112010033676235-pat00111
Means the energy value currently transmitted by each secondary user,
Figure 112010033676235-pat00112
The
Figure 112010033676235-pat00113
Wow
Figure 112010033676235-pat00114
The weight variable between. 제 6항에 있어서,
상기 갱신하는 단계는,
상기 1차 사용자가 상기 부여된 주파수를 사용하고 있지 않은 것으로 판단된 경우, 아래의 수학식을 이용해 상기 평균값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 무선 인지 방법:
Figure 112010033676235-pat00115

여기서,
Figure 112010033676235-pat00116
는 상기 1차 사용자가 부여된 주파수를 사용하지 않는 것으로 판단된 경우, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값의 평균값을 의미하며,
Figure 112010033676235-pat00117
는 현재 각 2차 사용자에 의해 전송된 에너지값을 의미하며,
Figure 112010033676235-pat00118
는
Figure 112010033676235-pat00119
와
Figure 112010033676235-pat00120
사이의 가중치 변수이다.The method according to claim 6,
Wherein the updating comprises:
If it is determined that the primary user is not using the given frequency, the wireless recognition method characterized in that for updating the average value using the following equation:
Figure 112010033676235-pat00115

here,
Figure 112010033676235-pat00116
Is the average value of the energy values transmitted by the secondary user when it is determined that the primary user does not use the assigned frequency,
Figure 112010033676235-pat00117
Means the energy value currently transmitted by each secondary user,
Figure 112010033676235-pat00118
The
Figure 112010033676235-pat00119
Wow
Figure 112010033676235-pat00120
The weight variable between. 무선 인지 장치에 있어서,
복수의 2차 사용자들이 측정하여 전송한, 1차 사용자의 에너지값 및 국부 결정값을 주기적으로 수신하는 수신부;
수신된 복수의 상기 에너지값 및 상기 국부 결정값을 저장하는 저장부;
상기 주기적으로 수신된 복수의 에너지값 및 국부 결정값을 이용하여, 상기 1차 사용자가 상기 1차 사용자에게 부여된 주파수의 사용 여부를 판단하는 추정부;
상기 추정 결과를 이용해, 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값에 대한 평균을 각각 산출하는 산출부;
상기 산출된 평균값을 비교하여 기정의된 2차 사용자를 검출하는 검출부; 및
상기 기정의된 2차 사용자가 전송한 에너지값 및 국부 결정값을 배제하여, 상기 1차 사용자가 상기 부여된 주파수를 사용하는지 결정하는 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 인지 장치. In a wireless recognition device,
A receiving unit periodically receiving the energy value and the local determination value of the primary user, measured and transmitted by a plurality of secondary users;
A storage unit for storing the plurality of received energy values and the local determination value;
An estimator configured to determine whether the primary user uses a frequency assigned to the primary user by using the periodically received plurality of energy values and local determination values;
A calculator configured to calculate an average of energy values transmitted by the second user using the estimation result;
A detector configured to compare the calculated average value and detect a predefined secondary user; And
And a determination unit to determine whether the primary user uses the assigned frequency by excluding an energy value and a local determination value transmitted by the predefined secondary user. 제 9항에 있어서,
상기 산출부는,
상기 판단 결과 및 상기 2차 사용자가 전송한 에너지값을 이용해 상기 산출된 평균값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 무선 인지 장치.The method of claim 9,
The calculating unit calculates,
And updating the calculated average value using the determination result and the energy value transmitted by the secondary user.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101470873B1 (en) * 2012-11-06 2014-12-10 중앙대학교 산학협력단 System for cognitive radio communication
KR101470526B1 (en) * 2012-12-10 2014-12-08 포항공과대학교 산학협력단 Method and system for fast detecting primary user during ongoing opportunistic transmission in OFDM-based cognitive radio

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090052547A (en) * 2007-11-21 2009-05-26 삼성전자주식회사 Apparatus and method for sensing cooperative in a cognitive radio communication system
KR20100008211A (en) * 2008-07-15 2010-01-25 재단법인서울대학교산학협력재단 A collaborative channel sensing method based on the energy detection for multi-users in cognitive radio systems
KR20100021996A (en) * 2007-04-23 2010-02-26 더 홍콩 유니버시티 오브 사이언스 앤드 테크놀러지 Cluster-based cooperative spectrum sensing in cognitive radio systems
KR20100030799A (en) * 2008-09-11 2010-03-19 삼성전자주식회사 Cognitive radio communication system based on cooperation signal of secondary system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100021996A (en) * 2007-04-23 2010-02-26 더 홍콩 유니버시티 오브 사이언스 앤드 테크놀러지 Cluster-based cooperative spectrum sensing in cognitive radio systems
KR20090052547A (en) * 2007-11-21 2009-05-26 삼성전자주식회사 Apparatus and method for sensing cooperative in a cognitive radio communication system
KR20100008211A (en) * 2008-07-15 2010-01-25 재단법인서울대학교산학협력재단 A collaborative channel sensing method based on the energy detection for multi-users in cognitive radio systems
KR20100030799A (en) * 2008-09-11 2010-03-19 삼성전자주식회사 Cognitive radio communication system based on cooperation signal of secondary system

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