KR102266114B1 - Method and apparatus for determining frequency usage ratio by using artificial intelligence in radio monitoring system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전파 측정 시스템에 관한 것으로, 전파 측정 시스템에서 인공지능(artificial intelligence, AI) 기술을 이용하여 주파수 이용률을 결정하기 위한 방법 및 장치에 대한 것이다.The present invention relates to a radio wave measurement system, and to a method and apparatus for determining a frequency utilization rate using artificial intelligence (AI) technology in the radio wave measurement system.
전파는 라디오파(radio wave)라고 불리우기도 하며, 전기장 및 자기장의 흐름에 따라 발생하는 전자기파의 일종이다. 전파는 라디오, 텔레비전 등의 방송 시스템, 레이더, 네비게이션, 컴퓨터 네트워크, 휴대전화 등의 통신 시스템, 의료기기, 산업용 제어 장치 등에서 신호 전달을 위한 수단으로서 널리 사용되고 있다. 더욱이, 최근 무선 통신 기술의 급격한 발달로 인해, 실생활에서 매우 많은 전파가 이용되고 있다. 예를 들어, 주변에서 쉽게 발견할 수 있는 셀룰러 통신 기지국들, 무선랜 AP(access point) 등이 전파를 이용하여 무선 통신을 한다.Radio waves are also called radio waves, and are a kind of electromagnetic waves generated according to the flow of electric and magnetic fields. Radio waves are widely used as a means for signal transmission in broadcasting systems such as radio and television, radar, navigation, computer networks, communication systems such as mobile phones, medical devices, industrial control devices, and the like. Moreover, due to the rapid development of wireless communication technology in recent years, a very large number of radio waves are used in real life. For example, cellular communication base stations, wireless LAN access points (APs), etc. that can be easily found in the vicinity perform wireless communication using radio waves.
전파를 이용하는 다양한 시스템들이 많아짐에 따라 전파 이용 환경이 날로 복잡해지고, 시스템들 간 간섭 문제 등이 발생할 수 있다. 이러한 문제에 대응하기 위해, 전파 측정이 필요하다. 예를 들어, 새로운 무선 망을 구축하는 경우 또는 새로운 기지국을 설치하는 경우, 망 설계자는 전파 측정을 통해 얻어진 데이터에 기반하여 간섭을 최소화하도록 셀을 설계하거나 기지국을 설정할 수 있다. 또한, 무선 망을 운용 중인 경우에도, 주파수 대역의 사용 상태를 모니터링하기 위해 전파 측정이 수행될 수 있다.As the number of various systems using radio waves increases, the radio wave use environment becomes more complex, and interference problems between the systems may occur. To counter this problem, radio wave measurements are needed. For example, when constructing a new wireless network or installing a new base station, a network designer may design a cell or set a base station to minimize interference based on data obtained through radio wave measurement. In addition, even when a wireless network is being operated, radio wave measurement may be performed to monitor the use state of the frequency band.
본 발명은 전파 측정 시스템에서 주파수 이용률을 효과적으로 결정하기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for effectively determining a frequency utilization rate in a radio wave measurement system.
본 발명은 전파 측정 시스템에서 인공지능(artificial intelligence, AI)을 이용하여 주파수 이용률을 결정하기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for determining a frequency utilization rate using artificial intelligence (AI) in a radio wave measurement system.
본 발명은 전파 측정 시스템에서 전파 빅데이터 플랫폼과 머신러닝(machine learning)을 이용하여 전파 관리에서 중요한 서비스 중의 하나인 주파수 이용률과 전자파 세기에 대한 정보를 제공하기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for providing information on frequency utilization and electromagnetic wave strength, which are important services in radio wave management, using a radio wave big data platform and machine learning in a radio wave measurement system.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be able
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전파 측정 시스템의 동작 방법은, 복수의 대역들에 대한 스펙트럼 데이터로부터 특징 정보를 생성하는 단계, 제1 머신러닝 모델을 이용하여 상기 특징 정보로부터 상기 대역들을 복수의 타입들로 분류하는 단계, 제2 머신러닝 모델을 이용하여 상기 복수의 타입들로의 분류 결과의 적어도 일부를 검증하는 단계, 상기 제1 머신러닝 모델 및 상기 제2 머신러닝 모델을 이용한 분류 및 검증 결과에 기반하여, 신호가 존재하는 것으로 판단된 적어도 하나의 대역의 스펙트럼 데이터를 저장하는 단계, 상기 적어도 하나의 대역의 스펙트럼 데이터에 기반하여 생성된 분석 데이터를 관리 장치로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method of operating a radio wave measurement system includes generating feature information from spectral data for a plurality of bands, and selecting the bands from the feature information using a first machine learning model. Classifying into types, verifying at least a portion of the classification results into the plurality of types using a second machine learning model, classification and verification using the first machine learning model and the second machine learning model Based on the result, it may include storing the spectrum data of at least one band in which the signal is determined to exist, and transmitting the analysis data generated based on the spectrum data of the at least one band to a management device. have.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 타입들은, 감지하고자 하는 통신 시스템의 신호가 발견되는 신호 대역, 상기 통신 시스템의 신호가 발견되지 아니하는 잡음 대역, 상기 통신 시스템의 신호가 발견되나 신호의 크기가 잡음의 크기로부터 미리 정의된 범위 이내에 속하는 미약 신호 대역을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the types include a signal band in which a signal of a communication system to be detected is found, a noise band in which a signal of the communication system is not found, and a signal size in which a signal of the communication system is found. may include a weak signal band falling within a predefined range from the magnitude of the noise.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 머신러닝 모델을 이용하여 상기 복수의 타입들로의 분류 결과의 적어도 일부를 검증하는 단계는, 상기 제1 머신러닝 모델에 의해 제1 타입으로 분류된 제1 대역에 대한 스펙트럼 데이터를 기반으로, 상기 제1 대역이 제2 타입에 속하는 것은 아닌지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of verifying at least a portion of the classification result into the plurality of types using the second machine learning model may include: The method may include determining whether the first band does not belong to the second type based on the spectrum data for the first band.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 방법은, 상기 제2 머신러닝 모델을 이용하여 상기 제1 대역이 상기 제2 타입에 속하는 것으로 정정된 경우, 상기 제1 대역에 대한 스펙트럼 데이터 및 상기 제2 머신러닝 모델의 추론 결과를 이용하여 상기 제1 머신러닝 모델을 학습하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the method, when the first band is corrected to belong to the second type using the second machine learning model, the spectral data for the first band and the second The method may further include learning the first machine learning model by using the inference result of the machine learning model.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전파 측정 시스템은 안테나를 통해 수신되는 신호를 처리하는 측정 장치, 및 상기 측정 장치로부터 제공되는 데이터를 분석하고, 분석 데이터를 제공하는 데이터 서버를 포함한다. 상기 측정 장치는, 복수의 대역들에 대한 스펙트럼 데이터로부터 특징 정보를 생성하고, 제1 머신러닝 모델을 이용하여 상기 특징 정보로부터 상기 대역들을 복수의 타입들로 분류하고, 상기 복수의 타입들 중 일부 타입들에 속한 대역들의 스펙트럼 데이터를 상기 데이터 서버로 송신한다. 상기 데이터 서버는, 제2 머신러닝 모델을 이용하여 상기 일부 타입들 중 적어도 하나의 타입에 대한 분류 결과를 검증하고, 상기 제1 머신러닝 모델 및 상기 제2 머신러닝 모델을 이용한 분류 및 검증 결과에 기반하여 신호가 존재하는 것으로 판단된 적어도 하나의 대역의 스펙트럼 데이터를 저장하고, 상기 적어도 하나의 대역의 스펙트럼 데이터에 기반하여 생성된 분석 데이터를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a radio wave measurement system includes a measuring device that processes a signal received through an antenna, and a data server that analyzes data provided from the measuring device and provides the analyzed data. The measuring device generates characteristic information from spectral data for a plurality of bands, classifies the bands into a plurality of types from the characteristic information using a first machine learning model, and some of the plurality of types Spectral data of bands belonging to the types are transmitted to the data server. The data server verifies a classification result for at least one of the partial types using a second machine learning model, and applies the classification and verification results using the first machine learning model and the second machine learning model. It is possible to store spectrum data of at least one band in which a signal is determined to exist based on the data, and provide analysis data generated based on the spectrum data of the at least one band.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 데이터 서버는, 상기 제1 머신러닝 모델에 의해 제1 타입으로 분류된 제1 대역에 대한 스펙트럼 데이터를 기반으로, 상기 제1 대역이 제2 타입에 속하는 것은 아닌지 여부를 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the data server determines that the first band belongs to the second type based on the spectrum data for the first band classified as the first type by the first machine learning model. It can be determined whether or not
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 머신러닝 모델을 이용하여 상기 제1 대역이 상기 제2 타입에 속하는 것으로 정정된 경우, 상기 제1 대역에 대한 스펙트럼 데이터 및 상기 제2 머신러닝 모델의 추론 결과는, 상기 제1 머신러닝 모델을 학습하기 위해 사용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the first band is corrected to belong to the second type using the second machine learning model, spectral data for the first band and the second machine learning model The inference result may be used to train the first machine learning model.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 특징 정보는, 대역 내에서 스펙트럼 전력 표준 편차의 최대값과 최소값의 차이, 채널 대역내에서 최대 스펙트럼의 최대값과 최소값 차이, 대역내에서 평균 스펙트럼의 최대값과 최소값 차이, 최대 스펙트럼의 최소값과 최소 스펙트럼의 최대값 차이, 평균 스펙트럼의 최소값과 최소 스펙트럼의 최대값 차이, 대역내에서 스펙트럼 전력의 표준 편차의 최대값, 최대 스펙트럼의 최소값과 평균 스펙트럼의 최대값 차이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the characteristic information includes a difference between a maximum value and a minimum value of the spectral power standard deviation within a band, a difference between the maximum and minimum values of a maximum spectrum within a channel band, and a maximum value of an average spectrum within a band. and the minimum difference, the difference between the minimum of the maximum spectrum and the maximum of the minimum spectrum, the difference between the minimum of the average spectrum and the maximum of the minimum spectrum, the maximum of the standard deviation of the spectral power within the band, the minimum of the maximum spectrum and the maximum of the average spectrum at least one of the differences.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 분석 데이터는, 상기 복수의 대역들에 대한 대역 별 주파수 이용률 정보, 대역 별 전자파 세기 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the analysis data may include at least one of frequency utilization rate information for each band for the plurality of bands, and electromagnetic wave intensity information for each band.
본 발명에 따르면, 전파 측정 시스템에서 주파수 이용률이 보다 효과적으로 결정될 수 있다.According to the present invention, the frequency utilization rate can be determined more effectively in the radio wave measurement system.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be.
도 1은 임계 레벨에 기반한 주파수 이용률 측정의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템의 구현 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템에서 전파 센서 및 전파 빅데이터 플랫폼의 기능적 구성을 도시한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템에서 측정 가능한 신호가 존재하지 않는 대역의 스펙트럼 전력의 최대/최소/평균의 일 예를 도시한다.
도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템에서 측정 가능한 신호가 존재하지 않는 대역의 스펙트럼 전력 및 위상의 표준 편차의 일 예를 도시한다.
도 5c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템에서 측정 가능한 신호가 존재하는 대역의 스펙트럼 전력의 최대/최소/평균의 일 예를 도시한다.
도 5d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템에서 측정 가능한 신호가 존재하는 대역의 스펙트럼 전력 및 위상의 표준 편차의 일 예를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템에서 분석 결과를 제공하는 인터페이스의 예를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템에서 측정 동작을 위한 절차를 도시한다.1 shows an example of frequency utilization measurement based on a threshold level.
2 shows a radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention.
3 shows an implementation example of a radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention.
4 shows a functional configuration of a radio wave sensor and radio wave big data platform in a radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention.
5A illustrates an example of maximum/minimum/average of spectral power of a band in which a measurable signal does not exist in the radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention.
5B illustrates an example of a standard deviation of spectral power and phase of a band in which a measurable signal does not exist in the radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention.
5C illustrates an example of maximum/minimum/average of spectral power of a band in which a measurable signal exists in the radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention.
5D illustrates an example of a standard deviation of spectral power and phase of a band in which a measurable signal exists in the radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates an example of an interface for providing an analysis result in a radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention.
7 illustrates a procedure for a measurement operation in a radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시 되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. The following is merely illustrative of the principles of the invention. Therefore, those skilled in the art can devise various devices that, although not explicitly described or shown herein, embody the principles of the invention and are included in the spirit and scope of the invention. In addition, it should be understood that all conditional terms and examples listed herein are, in principle, expressly intended only for the purpose of understanding the inventive concept and are not limited to the specifically enumerated embodiments and states as such. .
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. The above-described objects, features and advantages will become more apparent through the following detailed description in relation to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the invention pertains will be able to easily practice the technical idea of the invention. .
명세서 및 청구범위에서 "제 1", "제 2", "제 3" 및 "제 4" 등의 용어는, 만약 있는 경우, 유사한 구성요소 사이의 구분을 위해 사용되며, 반드시 그렇지는 않지만 특정 순차 또는 발생 순서를 기술하기 위해 사용된다. 그와 같이 사용되는 용어는 여기에 기술된 본 발명의 실시예가, 예컨대, 여기에 도시 또는 설명된 것이 아닌 다른 시퀀스로 동작할 수 있도록 적절한 환경하에서 호환 가능한 것이 이해될 것이다. 마찬가지로, 여기서 방법이 일련의 단계를 포함하는 것으로 기술되는 경우, 여기에 제시된 그러한 단계의 순서는 반드시 그러한 단계가 실행될 수 있는 순서인 것은 아니며, 임의의 기술된 단계는 생략될 수 있고/있거나 여기에 기술되지 않은 임의의 다른 단계가 그 방법에 부가 가능할 것이다. In the specification and claims, terms such as "first," "second," "third," and "fourth," are used, if any, to distinguish between like elements, and are not necessarily used in a specific sequence. or to describe the order of occurrence. It will be understood that the terms so used are interchangeable under appropriate circumstances to enable the embodiments of the invention described herein to operate, for example, in sequences other than those shown or described herein. Likewise, where methods are described herein as including a series of steps, the order of those steps presented herein is not necessarily the order in which those steps may be performed, and any described steps may be omitted and/or Any other steps not described may be added to the method.
또한 명세서 및 청구범위의 "왼쪽", "오른쪽", "앞", "뒤", "상부", "바닥", "위에", "아래에" 등의 용어는, 설명을 위해 사용되는 것이며, 반드시 불변의 상대적 위치를 기술하기 위한 것은 아니다. 그와 같이 사용되는 용어는 여기에 기술된 본 발명의 실시예가, 예컨대, 여기에 도시 또는 설명된 것이 아닌 다른 방향으로 동작할 수 있도록 적절한 환경하에서 호환 가능한 것이 이해될 것이다. 여기서 사용된 용어 "연결된"은 전기적 또는 비 전기적 방식으로 직접 또는 간접적으로 접속되는 것으로 정의된다. 여기서 서로 "인접하는" 것으로 기술된 대상은, 그 문구가 사용되는 문맥에 대해 적절하게, 서로 물리적으로 접촉하거나, 서로 근접하거나, 서로 동일한 일반적 범위 또는 영역에 있는 것일 수 있다. 여기서 "일실시예에서"라는 문구의 존재는 반드시 그런 것은 아니지만 동일한 실시예를 의미한다.Also, terms such as "left", "right", "front", "behind", "top", "bottom", "above", "below" in the specification and claims are used for descriptive purposes, It is not necessarily intended to describe an invariant relative position. It will be understood that the terms so used are interchangeable under appropriate circumstances to enable the embodiments of the invention described herein to operate otherwise than, for example, as shown or described herein. As used herein, the term “connected” is defined as being directly or indirectly connected in an electrical or non-electrical manner. Objects described herein as being "adjacent" to one another may be in physical contact with one another, in proximity to one another, or in the same general scope or area as appropriate for the context in which the phrase is used. The presence of the phrase “in one embodiment” herein refers to the same, but not necessarily, embodiment.
또한 명세서 및 청구범위에서 '연결된다', '연결하는', '체결된다', '체결하는', '결합된다', '결합하는' 등과 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. In addition, in the specification and claims, references to 'connected', 'connecting', 'fastened', 'fastening', 'coupled', 'coupled', etc., and various variations of these expressions, refer to other elements directly It is used in the sense of being connected or indirectly connected through other components.
또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In addition, the suffixes "module" and "part" for the components used in this specification are given or mixed in consideration of the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves.
또한 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In addition, the terms used herein are for the purpose of describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, 'comprise' and/or 'comprising' means that a referenced component, step, operation and/or element is the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements. or addition is not excluded.
또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.In addition, in the description of the invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the invention may unnecessarily obscure the gist of the invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하 본 발명은 전파 측정 시스템에서 주파수 이용률을 결정하기 위한 방법 및 장치에 대해 제안한다. 특히, 본 발명은 전파 빅데이터 플랫폼과 머신러닝을 이용한 전파 빅데이터 저장 및 분석으로 도출된 주파수 이용률과 전자파 세기에 대한 정보 제공하기 위한 기술을 제안한다.Hereinafter, the present invention proposes a method and an apparatus for determining a frequency utilization rate in a radio wave measurement system. In particular, the present invention proposes a technology for providing information on frequency utilization and electromagnetic wave strength derived from radio wave big data storage and analysis using a radio wave big data platform and machine learning.
현 시대는 사회 전반적으로 모든 곳에서 빅데이터(big data)와 인공지능(artificial intelligence, 이하 'AI'라 칭함)를 이용한 다양한 서비스들이 제공되고 있는 시기이다. 전파 관리 입장에서 살펴보면, 기존의 업무 및 측정, 분석의 자동화를 위해 새로운 전파 빅데이터 플랫폼과 AI 기술이 필요하게 되었다. 전파 관리를 위해 필요한 측정 및 분석은 기존의 운용자의 직접적 개입에 의하거나 또는 시나리오 기반으로 수행되었고, 그 결과는 모든 데이터를 저장하는 것이 아니라 요약된 측정 결과 파라미터와 위반 사항에 대한 결과 데이터 중심으로 구성되었다. 측정 위주의 업무에 따르는 경우, 많은 과거 데이터로부터 유추할 수 있는 유사성 분석, 사례 분석, 연속된 데이터로부터 분석할 수 있는 시계열 분석 등이 불가능하며, 이에 따라 새로운 저장 방법과 분석 방법의 필요성이 제기되었다.The present era is a time when various services using big data and artificial intelligence (hereinafter referred to as 'AI') are being provided everywhere in society. From the radio wave management point of view, a new radio wave big data platform and AI technology are needed to automate existing tasks, measurement, and analysis. Measurement and analysis necessary for radio wave management were performed either by direct intervention of the existing operator or based on a scenario, and the result was composed of summarized measurement result parameters and result data for violations, rather than storing all data. became In the case of measurement-oriented work, similarity analysis that can be inferred from a lot of past data, case analysis, and time series analysis that can be analyzed from continuous data are impossible, and accordingly, the need for a new storage method and analysis method has been raised. .
본 발명의 다양한 실시 예들은 전파 센서(예: 수신기)를 이용하여 전대역(예: 20MHz~7500MHz) 스펙트럼 데이터를 일정 주기로 수집함으로써, 저장 및 분석이 가능한 전파 빅데이터 플랫폼과 머신러닝(machine learning, ML)을 접목하여 전파 관리 업무의 자동화 및 효율성, 분석 결과의 신뢰성 향상을 위한 것이다. 여기서, 전파 빅데이터 플랫폼은 전파 데이터(예: 대역별 스펙트럼 데이터)를 수집하는 공간적으로 분산되어 있는 전파 센서에서 전송된 전대역 스펙트럼을 모두 저장하고 분석하는 저장/분석 클러스터링 서버로 구성된다.According to various embodiments of the present invention, a radio wave big data platform and machine learning (ML) that can be stored and analyzed by collecting full-band (eg, 20 MHz to 7500 MHz) spectrum data at regular intervals using a radio wave sensor (eg, a receiver) ) to improve the automation and efficiency of radio wave management tasks and the reliability of analysis results. Here, the radio wave big data platform consists of a storage/analysis clustering server that stores and analyzes all of the full-band spectrum transmitted from spatially dispersed radio wave sensors that collect radio wave data (eg, spectrum data for each band).
주파수 이용률은 전파 관리를 위해 허가된 대역(예: 채널)을 얼마나 사용하는지에 대한 지표이다. 주파수 이용률은 전파 관리를 위해 필요하다. 예를 들어, 주파수 이용률은 분배 및 할당된 서비스 대역의 주파수 회수 및 재배치를 위해 활용될 수 있다. 전파 관리 면에서 주파수 이용률 정의, 측정 방법, 측정 시 고려 사항 등에 대해, 국제 표준 기관 ITU-R(International Telecommunication Union-Radiocommunication sector)은 'Recommendation ITU-R SM. 1880, Report ITU-R SM.2256'과 같은 권고와 보고서를 제정하였고, 각 국가는 ITU-R의 권고를 바탕으로 각 나라의 상황에 맞게 주파수 자원에 대한 측정 및 분석을 수행하고 있다. 현재 우리나라도 과학기술정보통신부 산하 중앙전파관리소에서 주파수 이용률을 측정 업무를 수행하고 있다. Frequency utilization is an indicator of how much a licensed band (eg, channel) is used for radio wave management. Frequency utilization is necessary for radio wave management. For example, the frequency utilization rate may be utilized for frequency recovery and reallocation of the allocated and allocated service bands. Regarding the definition of frequency utilization rate in terms of radio wave management, measurement methods, and considerations during measurement, the International Telecommunication Union-Radiocommunication sector (ITU-R), an international standard organization, 'Recommendation ITU-R SM. 1880, Report ITU-R SM.2256' and other recommendations and reports were enacted, and each country is measuring and analyzing frequency resources according to the situation of each country based on the recommendations of ITU-R. Currently, in Korea, the frequency utilization rate is measured at the Central Radio Management Office under the Ministry of Science and ICT.
주파수 이용률은 단위 측정 시간별 사용 여부를 측정하여 총 기간(예: 사용자의 조회 기간)동안 사용된 시간의 비율로 도출된다. 또한, 주파수 이용률 계산에 있어서, 할당된 대역(예: 채널)의 사용 여부를 판단하는 임계 레벨의 정확도가 매우 중요하다. 예를 들어, 대역 별로 측정되는 잡음 레벨 이상의 마진 값(예: 3dB, 6dB, 9dB, 12dB 등)이 적용되거나 운용자가 경험에 의한 마진 레벨이 적용된다. 임계 레벨로 사용되는 기준인 잡음 레벨의 정확한 측정 또는 사용자 경험에 의한 임계 레벨 설정은 주파수 이용률 측정 정확도에 큰 영향을 미친다. 임계 레벨 외에도, 스펙트럼을 측정하는 주기 또는 신호의 특성에 따른 스펙트럼 측정 방법 등 채널 전력을 계산하는 방법도 정확도에 영향을 미칠 수 있지만, 본 발명은 신호의 점유를 판단하는 기준에 집중한다.The frequency utilization rate is derived as the ratio of the time used during the total period (eg, the user's inquiry period) by measuring whether it is used by unit measurement time. In addition, in calculating the frequency utilization rate, the accuracy of the threshold level for determining whether an allocated band (eg, a channel) is used is very important. For example, a margin value (eg, 3dB, 6dB, 9dB, 12dB, etc.) above the noise level measured for each band is applied, or a margin level based on the operator's experience is applied. Accurate measurement of the noise level, which is a reference used as the threshold level, or setting the threshold level based on user experience has a great influence on the frequency utilization measurement accuracy. In addition to the threshold level, a method for calculating channel power, such as a spectrum measurement period or a spectrum measurement method according to the characteristics of a signal, may also affect the accuracy, but the present invention focuses on the criterion for determining the occupancy of a signal.
일반적인 주파수 이용률 측정 기술에 따르면, 운용자는 측정된 잡음 레벨 이상의 마진 값을 임의로 설정하거나 또는 경험에 의한 레벨로 설정한 후, 설정된 마진 값을 반영한 임계값에 기반하여 주파수 이용률을 측정한다. 결정된 임계값 이상의 신호가 발견되면 해당 주파수가 사용됨이 판단되고, 전체 측정된 횟수 대비 임계값을 초과하는 측정이 몇 번인지에 대한 값으로서 주파수 사용율이 계산된다. 즉, 전술한 방법은 잡음 레벨의 부정확성, 운용자의 설정하는 임계 레벨의 마진 값 등 경험적인 값에 의존한다. According to a general frequency utilization measurement technique, an operator arbitrarily sets a margin value above the measured noise level or sets it to a level based on experience, and then measures the frequency utilization ratio based on a threshold value reflecting the set margin value. When a signal greater than or equal to the determined threshold is found, it is determined that the corresponding frequency is used, and the frequency usage rate is calculated as a value for how many measurements exceed the threshold compared to the total number of measurements. That is, the above-described method relies on empirical values such as the inaccuracy of the noise level and the margin value of the threshold level set by the operator.
도 1은 임계 레벨에 기반한 주파수 이용률 측정의 일 예를 도시한다. 도 1을 참고하면, 채널 전력의 값이 임계 레벨 이상인 대역들(101, 102)이 사용된 채널로서 판단된다. 일정 측정 기간 동안 몇 번 임계 레벨 이상의 횟수를 카운팅하고, 카운팅된 횟수의 비율을 계산함으로써, 주파수 이용률이 도출된다. 이때, 측정 결과만 저장되고 스펙트럼 데이터 자체는 저장하지 아니함이 일반적이므로, 이 경우, 수정된 임계 레벨을 이용하여 다시 분석할 수 없는 한계가 존재한다. 반면, 본 발명에서 제안하는 기술은 서비스 채널 별 스펙트럼 데이터에서 특성을 추출하고, 머신러닝을 이용한 신호의 존재 유무 자체를 판단할 수 있다.1 shows an example of frequency utilization measurement based on a threshold level. Referring to FIG. 1 , it is determined that the
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템을 도시한다.2 shows a radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 전파 측정 시스템은 안테나 장치(210), 측정 장치(220), 데이터 서버(230), 관리 장치(240)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the radio wave measurement system includes an antenna device 210 , a
안테나 장치(210)는 전파 측정을 위해 지정된 현장(site)에 설치되어 무선 신호를 감지한다. 안테나 장치(210)는 전파 수신이 용이한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 안테나 장치(210)는 옥외에 설치될 수 있다. 안테나 장치(210)는 설치를 위한 구조물 및 신호 감지를 위한 도체 패턴을 포함한다. 예를 들어, 안테나 장치(210)는 다이폴 안테나, 모노폴 안테나, 패치 안테나, 혼 안테나, 반사경 안테나 등으로 구현될 수 있다.The antenna device 210 is installed at a site designated for radio wave measurement to detect a radio signal. The antenna device 210 may be disposed at a position where radio wave reception is easy. For example, the antenna device 210 may be installed outdoors. The antenna device 210 includes a structure for installation and a conductor pattern for signal sensing. For example, the antenna device 210 may be implemented as a dipole antenna, a monopole antenna, a patch antenna, a horn antenna, a reflector antenna, or the like.
측정 장치(220)는 안테나 장치(210)에 의해 감지된 전파를 데이터화함으로써 측정 데이터를 생성하고, 데이터 서버(230)로 제공한다. 여기서, 측정 데이터는 시스템 운영자에 의해 설정된 조건에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 측정 데이터는 설정된 주파수 범위 내에서의 측정 결과를 포함하고, 설정된 측정 파라미터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 측정 데이터는 주파수 스펙트럼 데이터, 메타 데이터, 품질 측정 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 측정 장치(220)는 GPS(global positioning system) 이용하여 다른 장치와 시각 동기화를 수행하고, 시각 동기화에 기반하여 데이터를 동기화할 수 있다. 이를 위해, 측정 장치(220)는 안테나 장치(210)로부터 제공되는 신호를 처리하는 신호 검출부(222), 통신을 위한 신호를 생성 및 해석하는 통신부(224), 측정 장치(220)의 전반적인 제어를 수행하는 프로세서(226)를 포함한다. 신호 검출부(222)는 RF(radio frequency) 신호를 처리하며, 예를 들어, 신호 크기를 증폭하는 증폭기, 측정하고자 하는 대역의 신호를 통과시키는 필터, 주파수 하향 변환을 위한 오실레이터 및 믹서(mixer), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(analog to digital convertor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 통신부(224)는 유선 또는 무선 인터페이스를 제공하며, 해당 통신 프로토콜에 따라 데이터를 송신 및 수신하기 위한 기능을 수행한다. 프로세서(226)는 신호 검출부(222)로부터 제공되는 전파 데이터를 분석하고, 데이터 서버(230)로 송신하기 위한 데이터 셋(set)을 생성한다. 또한, 프로세서(226)는 측정 장치(220)의 다양한 기능들을 제어할 수 있다.The
데이터 서버(230)는 측정 장치(220)로부터 제공되는 데이터를 관리 및 분석하고, 관리 장치(240)에게 분석 결과를 제공한다. 이를 위해, 데이터 서버(230)는 통신을 위한 신호를 생성 및 해석하는 통신부(232), 데이터를 저장하는 저장부(234), 데이터 서버(230)의 전반적인 제어를 위한 프로세서(236)를 포함한다. 통신부(232)는 유선 또는 무선 인터페이스를 제공하며, 해당 통신 프로토콜에 따라 데이터를 송신 및 수신하기 위한 기능을 수행한다. 저장부(234)는 측정 장치(220)로부터 제공되는 데이터 및 분석 결과를 나타내는 데이터를 저장한다. 프로세서(236)는 측정 장치(220)로부터 제공되는 데이터를 분석하고, 설정된 형태로 가공한다. 또한, 프로세서(236)는 데이터 서버(230)의 다양한 기능들을 제어할 수 있다. 데이터 서버(230)는 외부 망(예: 인터넷 망)을 통해 접속 가능한 클라우드 서버 형태로 구현될 수 있다. 데이터 서버(230)는 복수의 하드웨어들의 집합으로 구현될 수 있다.The
관리 장치(240)는 데이터 서버(230)에 접속하는 사용자 또는 운용자의 단말 장치이다. 관리 장치(240)는 분석 데이터를 데이터 서버(230)에게 요청하고, 데이터 서버(230)로부터 분석 데이터를 수신 및 표시할 수 있다. 또한, 관리 장치(240)는 측정 장치(220) 및 데이터 서버(230)의 설정이나 동작을 제어하는 명령을 송신할 수 있다. 이를 위해, 관리 장치(240)는 통신을 위한 신호를 생성 및 해석하는 통신부(242), 사용자와의 상호 작용을 위한 입출력부(244), 관리 장치(240)의 전반적인 기능을 제어하는 프로세서(246)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입출력부(244)는 버튼, 키보드, 터치 스크린, 마이크 등의 입력 수단, 스크린, LED(light emitting diode), 스피커 등의 출력 수단 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 입출력부(244)를 통해 입력되는 사용자의 입력에 따라, 프로세서(246)는 분석 데이터를 요청하는 메시지를 생성하고, 통신부(242)는 메시지를 데이터 서버(230)로 송신한다. 통신부(242)를 통해 데이터 서버(230)로부터 분석 데이터가 수신되면, 프로세서(246)는 분석 데이터를 표시하기 위한 출력 데이터를 생성하고, 입출력부(244)는 출력 데이터에 기반하여 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 정보는 그래픽, 영상의 형태로 출력될 수 있다.The
도 2의 실시 예에서, 측정 장치(220) 및 데이터 서버(230)는 별도의 장치로 설명되었다. 하지만, 필요에 따라, 측정 장치(220) 및 데이터 서버(230)는 하나의 하드웨어로 구현될 수 있다. 이 경우, 통신부(224) 및 통신부(232) 간 통신은 장치 내부의 데이터 교환으로 대체되고, 측정 장치(220) 및 관리 장치(240) 간 분석 데이터의 요청 및 응답 절차가 수행될 수 있다.In the embodiment of FIG. 2 , the
도 2와 같이 구성되는 전파 측정 시스템은 공간적으로 분산되어 있는 다수의 전파 센서들, 클러스터링된 저장/분석 서버로 구성될 수 있고, 전파 빅데이터 수집/저장/분석을 지원할 수 있다. 구체적인 구현 예가 도 3을 참고하여 설명된다.The radio wave measurement system configured as shown in FIG. 2 may be composed of a plurality of spatially dispersed radio wave sensors and a clustered storage/analysis server, and may support radio wave big data collection/storage/analysis. A specific implementation example is described with reference to FIG. 3 .
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템의 구현 예를 도시한다. 도 3을 참고하면, 전파 측정 시스템은 전파 센서들(310), 전파 빅데이터 플랫폼(320), 운용/분석 서버(330)를 포함한다. 도 2와 비교하면, 전파 센서들(310)은 도 2의 안테나(210), 측정 장치(220)를 포함하고, 전파 빅데이터 플랫폼(320)은 도 2의 데이터 서버(230)를 포함하고, 운용/분석 서버(330)는 도 2의 관리 장치(240)를 포함할 수 있다. 3 shows an implementation example of a radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3 , the radio wave measurement system includes
전파 센서들(310)은 무선 신호를 수신하고, 수신된 무선 신호로부터 전파 데이터(예: 대역 별 스펙트럼 데이터)를 획득한다. 전파 센서들(310)에 의해 수집된 스펙트럼 데이터는 일정한 빈(bin) 간격의 스펙트럼 영역의 데이터로서, 스펙트럼의 전력과 위상 정보를 포함한다. 전파 센서들(310)은 같은 주파수 대역내에서 FFT(fast Fourier transform)를 반복적으로 수행함으로써, 각 주파수 빈 별로 스펙트럼 전력의 최대, 최소, 평균, 표준 편차 등의 통계적 데이터를 저장한다. 전파 센서들(310)은 저장된 데이터로부터 서비스 별로 채널라이징한 대역의 데이터로부터 신호의 특성을 나타낼 수 있는 새로운 정보를 생성한다. 전파 센서들(310)은 전파 데이터로부터 대역 별로 신호 유무를 판단하는 머신러닝 모델을 이용하여 각 대역을 복수의 타입(type)들, 예를 들어, 신호 대역, 잡음 대역, 미약 신호 대역으로 구분한 후, 신호 대역과 미약 신호 대역에 대한 전파 데이터만을 전파 빅데이터 플랫폼(320)으로 전송한다. 이때, 일부 대역(예: 잡음 대역)에 대한 정보가 전송되지 아니하므로, 데이터 압축의 효과가 발생한다.The
전파 빅데이터 플랫폼(320)은 복수의 장치들(예: 서버, 가상머신 등) 및 이들에서 실행되는 다양한 소프트웨어 모듈들을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 전파 빅데이터 플랫폼(320)은 메시지 프로토콜 변환을 위한 중간 컴퓨터 프로그램 모듈(예: 메시지 브로커(message broker), 인터페이스 엔진(interface engine)), 데이터 베이스 관리 시스템, 클러스터 컴퓨팅 프레임워크, 스트리밍 데이터 처리 모듈을 이용하여 구현될 수 있다. 전파 빅데이터 플랫폼(320)은 외부 망(340)을 통해 전파 센서들(310)과 연결된다.The radio wave
전파 데이터를 모두 저장하는 방식은 과거 데이터 재생, 현재 발생한 신호 패턴과 유사 사례, 과거부터 연속된 시계열 데이터 분석, 새로운 파라미터 적용하여 과거 데이터를 새롭게 분석하는 등 여러 가지 분석들을 가능하게 한다. 하지만, 전파 데이터를 저장하기 위한 저장 용량과 데이터 망 확보 등 비용 부담이 증가할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은 대역 내 머신러닝을 이용하여 신호 유무를 판단한 후 잡음 대역이라고 판단한 대역에서 잡음 레벨 등의 파라미터만 추출하고, 신호 대역 또는 미약 신호 대역 등의 유의미한 데이터만 저장함으로써 저장 공간 감소, 분석 시간 감소, 망 유지 등의 효과를 제공할 수 있다. 이때, 일 실시 예에 따라, 머신러닝은 신호가 존재하는 채널 유무를 나타내는 라벨링 데이터를 이용하는 지도학습 방식에 따를 수 있다. The method of storing all radio wave data enables various analyzes such as replaying past data, current signal patterns and similar cases, time series data analysis continuous from the past, and new analysis of past data by applying new parameters. However, the cost burden such as storage capacity for storing radio wave data and securing a data network may increase. Therefore, the system according to an embodiment of the present invention determines the presence or absence of a signal using in-band machine learning and then extracts only parameters such as noise level from the band determined to be a noise band, and stores only meaningful data such as a signal band or a weak signal band By doing so, it is possible to provide effects such as storage space reduction, analysis time reduction, and network maintenance. In this case, according to an embodiment, machine learning may follow a supervised learning method using labeling data indicating whether or not a channel in which a signal exists.
전술한 실시 예에 따르면, 측정된 대역은 머신러닝 모델에 의해 신호 대역, 미약 신호 대역, 잡음 대역으로 구분된다. 신호 대역은 감지하고자 하는 통신 시스템의 신호가 발견되는 대역이고, 잡음 대역은 통신 시스템의 신호가 발견되지 아니하는 대역이다. 미약 신호 대역은 스펙트럼 크기가 신호 대역과 구분될 정도로 작지만, 잡음 대역과 다른 스펙트럼 분포 패턴을 가지는 대역을 의미한다. 예를 들어, 미약 신호 대역은 통신 시스템의 신호가 존재하지만 그 크기가 잡음과 유사한 대역일 수 있다. 여기서, 크기가 잡음과 유사함은 그 크기가 잡음의 크기로부터 미리 정의된 범위 이내에 속하거나, 해당 신호의 크기 및 잡음의 크기 차이가 평균적으로 임계치 이하인 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 머신러닝 모델의 학습을 위한 학습 데이터는 라벨링된(labeled) 데이터로서, 신호 대역의 전파 데이터, 미약 신호 대역의 전파 데이터, 잡음 대역의 전파 데이터를 포함할 수 있다.According to the above-described embodiment, the measured band is divided into a signal band, a weak signal band, and a noise band by the machine learning model. The signal band is a band in which a signal of the communication system to be detected is found, and the noise band is a band in which a signal of the communication system is not found. The weak signal band means a band having a spectral distribution pattern that is small enough to be distinguished from the signal band but has a spectrum distribution pattern different from that of the noise band. For example, the weak signal band may be a band in which a signal of a communication system exists, but its magnitude is similar to noise. Here, it can be understood that the magnitude similar to the noise is within a predefined range from the magnitude of the noise, or the difference between the magnitude of the corresponding signal and the magnitude of the noise is on average less than or equal to a threshold. Therefore, the training data for training the machine learning model is labeled data, and may include radio wave data of a signal band, radio wave data of a weak signal band, and radio wave data of a noise band.
여기서, 라벨링된 학습 데이터는 다양한 방법에 의해 획득될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 다양한 전파 데이터를 비지도(unsupervised) 학습을 통해 클러스터링함으로써 신호 대역 데이터, 미약 신호 대역 데이터, 잡음 대역 데이터로 분류하고, 분류 결과에 대하여 라벨링이 이루어질 수 있다. 또는, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 다른 머신러닝 모델에 의해 추론된 결과가 학습 데이터로서 사용될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 수작업에 의해 라벨링된 데이터가 학습 데이터로서 사용될 수 있다.Here, the labeled learning data may be obtained by various methods. According to an embodiment of the present invention, by clustering various radio wave data through unsupervised learning, it can be classified into signal band data, weak signal band data, and noise band data, and the classification result can be labeled. Alternatively, according to another embodiment of the present invention, results inferred by other machine learning models may be used as training data. According to another embodiment of the present invention, manually labeled data may be used as training data.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템에서 전파 센서 및 전파 빅데이터 플랫폼의 기능적 구성을 도시한다. 도 4는 전파 센서에서 수집된 데이터를 이용하여 신호 유무를 판단하고, 전파 빅데이터 플랫폼에서 분석된 결과를 도출하는 데이터 흐름을 예시한다.4 shows a functional configuration of a radio wave sensor and radio wave big data platform in a radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention. 4 illustrates a data flow for determining the presence or absence of a signal using data collected from a radio wave sensor and deriving an analysis result from the radio wave big data platform.
도 4를 참고하면, 전파 센서(410)는 특징 추출부(411) 및 신호 판단부(412)를 포함한다. 특징 추출부(411)는 입력되는 스펙트럼 데이터로부터 대역별 특징 정보를 생성한다. 신호 판단부(412)는 특징 정보에 기반하여 대역들을 신호 대역, 미약 신호 대역, 잡음 대역으로 구분한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 신호 판단부(412)는 머신러닝 모델#1을 이용하여 대역들을 구분할 수 있다. 즉, 머신러닝 모델#1은 신호 유무를 판단함으로써 대역들을 신호 대역, 잡음 대역, 미약 신호 대역으로 구분한다. 그리고, 신호 판단부(412)는 신호 대역, 잡음 대역, 미약 신호 대역 중 신호 대역 및 미약 신호 대역에 대한 전파 데이터만을 전파 빅데이터 플랫폼(420)으로 제공한다.Referring to FIG. 4 , the
전파 빅데이터 플랫폼(420)은 분류부(421), 신호 판단부(422), 저장부(423), 주파수 이용률 분석부(424), 전자파 세기 분석부(425)를 포함한다. 분류부(421)는 전파 센서(410)로부터 제공되는 데이터에서 신호 대역에 대한 전파 데이터 및 미약 신호 대역에 대한 전파 데이터를 분류하고, 미약 신호 대역에 대한 전파 데이터를 신호 판단부(422)로, 신호 대역 데이터를 저장부(423)로 제공한다. 신호 판단부(422)는 미약 신호 대역에 대한 전파 데이터에 기반하여 신호 대역이 아닌지 여부를 다시 판단한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 신호 판단부(422)는 머신러닝 모델#2를 이용하여 신호 대역 여부를 다시 판단할 수 있다. 만일, 신호 판단부(422)에서 머신러닝 모델#2를 이용하여 추론(inference)한 결과, 신호 판단부(412)에 의해 미약 신호 대역으로 판단된 대역이 신호 대역으로 정정되면, 해당 신호 대역에 대한 데이터가 저장부(423)로 제공된다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 신호 판단부(412)는 신호 대역에 대한 데이터는 물론 미약 신호 대역에 대한 데이터도 함께 저장부(423)로 제공할 수 있다. 그리고, 신호 대역으로 정정된 대역에 대한 데이터 및 머신러닝 모델#2의 추론 결과는 신호 판단부(412)의 머신러닝 모델#1을 개선하기 위한 학습 데이터로서 사용될 수 있다. 여기서, 머신러닝 모델#1의 학습은 전파 센서(410)에 의해 수행되거나, 전파 빅데이터 플랫폼(420)에 의해 수행되거나 또는 제삼의 장치에 의해 수행될 수 있다. 저장부(423)는 신호 대역 및/또는 미약 신호 대역으로 판정된 대역들의 전파 데이터(예: 스펙트럼 데이터)를 저장한다. 주파수 이용률 분석부(424) 및 전자파 세기 분석부(425)는 저장부(423)에 저장된 전파 데이터를 이용하여 주파수 이용률 및 전자파 세기를 분석한다.The radio wave
도 4를 참고하여 설명한 바와 같이, 신호 대역을 판단하기 위해 머신러닝 모델#1 및 머신러닝 모델#2가 사용된다. 딥 러닝(deep learning) 기술을 채택한 경우, 머신러닝 모델#1는 스펙트럼 데이터에 기반하여 신호 대역, 잡음 대역, 미약 신호 대역을 구분하기 위한 제1 인공 신경망(neural network)을 포함하며, 머신러닝 모델#2는 머신러닝 모델#1에 의해 미약 신호 대역으로 판단된 대역에 대한 검증을 위한 제2 인공 신경망을 포함한다. 일 실시 예에 따라, 도 4의 예와 같이, 머신러닝 모델#1은 전파 센서(410)에 의해 사용될 수 있다. 전파 센서(410)는 전파 빅데이터 플랫폼(420)에 비하여 낮은 하드웨어 성능을 가질 수 있기 때문에, 연산량 및 연산 복잡도의 부담을 고려하여, 제1 인공 신경망은 제2 인공 신경망에 비하여 단순한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 인공 신경망은 제2 인공 신경망에 비하여 레이어 개수가 적거나, 노드 개수가 적을 수 있다. 또는, 제1 인공 신경망은 제2 인공 신경망에 비하여 단순한 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 제2 인공 신경망은 복수의 하위(sub) 인공 신경망들이 조합된 형태로 구성되고, 제1 인공 신경망은 단일 인공 신경망 또는 제2 인공 신경망에 비해 적은 개수의 하위 인공 신경망들로 구성될 수 있다.As described with reference to FIG. 4 , machine
도 4를 참고하여 설명한 실시 예에서, 머신러닝 모델#1은 전파 센서(410)의 일부로 설명되었다. 다른 실시 예에 따라, 머신러닝 모델#1은 전파 센서(410)가 아닌 다른 장치에 포함될 수 있고, 전파 센서(410)는 머신러닝 모델#1의 추론 동작을 위해 필요한 입력 데이터를 다른 장치로 송신하고, 다른 장치는 머신러닝 모델#1을 이용하여 추론한 결과를 전파 센서(410)로 제공할 수 있다. 즉, 머신러닝 모델#1이 전파 센서(410)의 외부에 존재하고, 전파 센서(410)는 원격으로 머신러닝 모델#1을 이용할 수 있다. 이 경우, 머신러닝 모델#1이 전파 센서(410)의 일부인 경우에 비하여 보다 큰 연산 능력이 제공될 수 있다.In the embodiment described with reference to FIG. 4 , the machine
이하 도 5a 내지 도 5d는 전파 데이터의 예들을 나타낸다. 구체적으로, 도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템에서 측정 가능한 신호가 존재하지 않는 대역의 스펙트럼 전력의 최대/최소/평균의 일 예, 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템에서 측정 가능한 신호가 존재하지 않는 대역의 스펙트럼 전력 및 위상의 표준 편차의 일 예, 도 5c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템에서 측정 가능한 신호가 존재하는 대역의 스펙트럼 전력의 최대/최소/평균의 일 예, 도 5d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템에서 측정 가능한 신호가 존재하는 대역의 스펙트럼 전력 및 위상의 표준 편차의 일 예를 도시한다. 도 5a 및 도 5c를 비교하면, 신호가 존재하지 아니하는 경우 스펙트럼 전력의 최대/최소/평균 값은 일정 범위를 벗어나지 아니하나, 신호가 존재하는 경우 해당 주파수 범위에서 최대/최소/평균 값이 상대적으로 크게 관찰됨이 확인된다. 또한, 도 5b 및 도 5d를 비교하면, 신호가 존재하지 아니하는 경우 스펙트럼 전력 값 및 위상 값의 표준 편차가 일정 범위를 벗어나지 아니하나, 신호가 존재하는 경우 해당 주파수 범위에서 스펙트럼 전력 값 및 위상 값의 표준 편차가 상대적으로 크게 변화함이 확인된다. 5A to 5D below show examples of radio wave data. Specifically, FIG. 5A is an example of the maximum/minimum/average of spectral power of a band in which a measurable signal does not exist in the radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is an embodiment of the present invention. An example of the standard deviation of spectral power and phase of a band in which a measurable signal does not exist in the radio wave measurement system, FIG. 5C is a diagram of spectral power of a band in which a measurable signal exists in the radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention An example of maximum/minimum/average, FIG. 5D illustrates an example of standard deviation of spectral power and phase of a band in which a measurable signal exists in the radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention. 5A and 5C, the maximum/minimum/average values of the spectral power do not deviate from a certain range when no signal is present, but the maximum/minimum/average values are relative in the corresponding frequency range when a signal is present. was observed to be large. In addition, comparing FIGS. 5B and 5D, the standard deviation of the spectral power value and the phase value does not deviate from a certain range when the signal is not present, but the spectral power value and the phase value in the corresponding frequency range when the signal is present It is confirmed that the standard deviation of
도 5a 내지 도 5d와 같은 전파 데이터에 기반하여, 이하 [표 1]에 나열된 항목들 중 적어도 하나와 같은 특징 정보가 추출될 수 있다.Based on the radio wave data as shown in FIGS. 5A to 5D , characteristic information such as at least one of items listed in Table 1 below may be extracted.
다른 실시 예에 따라, [표 1]에 나열된 항목들 외에도, 채널 대역내에서 스펙트럼 전력의 표준 편차의 최대값, 최대 스펙트럼의 최소값과 평균 스펙트럼의 최대값 차이 중 적어도 하나의 특징 정보가 더 사용될 수 있다.According to another embodiment, in addition to the items listed in [Table 1], at least one characteristic information of the difference between the maximum value of the standard deviation of the spectral power within the channel band, the minimum value of the maximum spectrum, and the maximum value of the average spectrum may be further used. have.
전술한 실시 예들에 따른 전파 측정 시스템을 통해, 사용자 또는 운용자는 주파수 이용률 등을 포함하는 전파 측정 결과를 얻을 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 전파 측정 결과는 이하 도 6과 같은 인터페이스와 같이 표현될 수 있다.Through the radio wave measurement system according to the above-described embodiments, a user or an operator may obtain a radio wave measurement result including a frequency utilization rate. According to an embodiment of the present invention, the radio wave measurement result may be expressed as an interface as shown in FIG. 6 below.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템에서 분석 결과를 제공하는 인터페이스의 예를 도시한다. 도 6을 참고하면, 인터페이스는 적어도 하나의 메뉴, 적어도 하나의 버튼, 적어도 하나의 정보창을 포함한다. 예를 들어, 지정된 지역에서 지정된 주파수 대역 내의 이용률을 나타내는 이용량 공간 정보 창(611), 설정된 기간 내의 이용량 정보를 나타내는 기간 내 이용량 정보 창(612), 지정된 주파수 대역 내의 이용률을 시간 대 별로 표현하는 시계열 그래프(613)가 표시될 수 있다. 또한, 인터페이스는 표시하고자 하는 항목을 선택하기 위한 메뉴(621), 표시 옵션을 지정하기 위한 메뉴(622), 기간을 지정하기 위한 메뉴(623), 사용할 데이터 베이스를 선택하기 위한 메뉴(624)를 포함할 수 있다. 또한, 인터페이스는 측정 결과를 이미지로 저장하기 위한 스크린샷 버튼(631)을 포함할 수 있다.6 illustrates an example of an interface for providing an analysis result in a radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6 , the interface includes at least one menu, at least one button, and at least one information window. For example, the usage
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 측정 시스템에서 측정 동작을 위한 절차를 도시한다. 도 7은 전파 측정 방법을 예시한다. 이하 설명에서, 동작의 주체는 '시스템'으로 표현되나, 각 동작은 전파 측정 시스템에 속하는 어느 하나의 장치(예: 측정 장치, 데이터 서버, 전파 센서, 전파 빅데이터 플랫폼) 중 하나에 의해 수행되는 것으로도 이해될 수 있다.7 illustrates a procedure for a measurement operation in a radio wave measurement system according to an embodiment of the present invention. 7 illustrates a radio wave measurement method. In the following description, the subject of the operation is expressed as a 'system', but each operation is performed by one of the devices belonging to the radio wave measurement system (eg, measuring device, data server, radio wave sensor, radio wave big data platform). can also be understood as
도 7을 참고하면, 701 단계에서, 시스템은 복수의 대역들에 대한 특징 정보를 생성한다. 예를 들어, 시스템은 복수의 대역들을 포함하는 주파수 범위에서 안테나를 통해 수신된 신호들을 감지하고, 감지된 신호로부터 스펙트럼 데이터를 생성한 후, 스펙트럼 데이터에 기반하여 특징 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 특징 정보는, 대역 내에서 스펙트럼 전력 표준 편차의 최대값과 최소값의 차이, 채널 대역내에서 최대 스펙트럼의 최대값과 최소값 차이, 대역내에서 평균 스펙트럼의 최대값과 최소값 차이, 최대 스펙트럼의 최소값과 최소 스펙트럼의 최대값 차이, 평균 스펙트럼의 최소값과 최소 스펙트럼의 최대값 차이, 대역내에서 스펙트럼 전력의 표준 편차의 최대값, 최대 스펙트럼의 최소값과 평균 스펙트럼의 최대값 차이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , in
703 단계에서, 시스템은 복수의 대역들을 분류한다. 즉, 시스템은 특징 정보를 이용하여 복수의 대역들을 분류할 수 있다. 이때, 일 실시 예에 따라, 제1 머신러닝 모델이 사용된다. 다시 말해, 시스템은 제1 머신러닝 모델을 이용하여 상기 특징 정보로부터 상기 대역들을 복수의 타입들로 분류한다. 여기서, 복수의 타입들은 신호 대역, 잡음 대역, 미약 신호 대역을 포함한다. 시스템은 스펙트럼 데이터에 기반하여 생성된 특징 정보를 제1 머신러닝 모델에 입력하고, 제1 머신러닝 모델의 출력에 기반하여 각 대역이 신호 대역, 잡음 대역, 미약 신호 중 어디에 속하는지 판단할 수 있다. 제1 머신러닝 모델은 본 단계 이전에 라벨링된 데이터를 이용하여 학습된 상태이다.In
705 단계에서, 시스템은 분류 결과를 검증한다. 이를 위해, 시스템은 제2 머신러닝 모델을 사용할 수 있다. 분류 결과의 검증을 위해, 시스템은 703 단계에서의 분류 결과 중 적어도 하나의 타입으로 분류된 대역들에 대한 타입을 재판단할 수 있다. 다시 말해, 시스템은 제2 머신러닝 모델을 이용하여 복수의 타입들로의 분류 결과의 적어도 일부를 검증한다. 일 실시 예에 따라, 시스템은 제2 머신러닝 모델을 이용하여 미약 신호 대역으로 판단된 대역이 신호 대역에 속하는 것은 아닌지를 다시 판단할 수 있다. 이를 위해, 시스템은 미약 신호 대역으로 판단된 대역의 스펙트럼 데이터, 특징 정보 중 적어도 하나를 제2 머신러닝 모델에 입력하고, 제2 머신러닝 모델의 출력에 기반하여 해당 대역이 신호 대역인지 여부를 검증할 수 있다. In
707 단계에서, 시스템은 신호 대역들에 대한 데이터를 저장한다. 여기서 신호 대역은 제1 머신러닝 모델에 의해 판단된 적어도 하나의 신호 대역을 포함하고, 제2 머신러닝 모델에 의해 재판단된 적어도 하나의 신호 대역을 더 포함할 수 있다. 저장되는 데이터는 스펙트럼 데이터를 포함하고, 특징 정보를 더 포함할 수 있다. 즉, 제1 머신러닝 모델 및 상기 제2 머신러닝 모델을 이용한 분류 및 검증 결과에 기반하여, 시스템은 신호가 존재하는 것으로 판단된 적어도 하나의 대역의 스펙트럼 데이터를 저장한다.In
709 단계에서, 시스템은 분석 데이터를 생성한다. 시스템은 저장된 스펙트럼 데이터에 기반하여 분석 데이터를 생성한다. 여기서, 분석 데이터는 사용자의 요청에 의해 생성되고, 사용자에게 인식 가능한 형태로 출력될 수 있다. 예를 들어, 분석 데이터는 주파수 이용률, 신호 대역의 전자파 세기 등을 나타낼 수 있다.At 709 , the system generates analysis data. The system generates analysis data based on the stored spectral data. Here, the analysis data may be generated by a user's request and output in a form recognizable to the user. For example, the analysis data may indicate a frequency utilization rate, an electromagnetic wave strength of a signal band, and the like.
앞서 설명된 일 실시 예에 따른 전파 측정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예에 따라 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.The radio wave measurement method according to the embodiment described above may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured according to the embodiment, or may be known and used by those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
앞선 실시예에 대한 설명에서 참조된 도면 각각은 설명의 편의를 위해 도시된 일 실시 예에 불과하며, 각 화면에 표시된 정보들의 항목, 내용과 이미지들은 다양한 형태로 변형되어 표시될 수 있다.Each of the drawings referenced in the description of the previous embodiment is merely an embodiment shown for convenience of description, and items, contents, and images of information displayed on each screen may be modified and displayed in various forms.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.
Claims (10)
복수의 대역들에 대한 스펙트럼 데이터로부터 특징 정보를 생성하는 단계, 상기 특징 정보는, 대역 내에서 스펙트럼 전력 표준 편차의 최대값과 최소값의 차이, 채널 대역내에서 최대 스펙트럼의 최대값과 최소값 차이, 대역내에서 평균 스펙트럼의 최대값과 최소값 차이, 최대 스펙트럼의 최소값과 최소 스펙트럼의 최대값 차이, 평균 스펙트럼의 최소값과 최소 스펙트럼의 최대값 차이, 대역내에서 스펙트럼 전력의 표준 편차의 최대값, 최대 스펙트럼의 최소값과 평균 스펙트럼의 최대값 차이 중 적어도 하나를 포함하고;
제1 머신러닝 모델을 이용하여 상기 특징 정보로부터 상기 대역들을 복수의 타입들로 분류하는 단계, 상기 타입들은, 감지하고자 하는 통신 시스템의 신호가 발견되는 신호 대역을 지시하는 제1 타입, 상기 통신 시스템의 신호가 발견되지 아니하는 잡음 대역을 지시하는 제2 타입, 상기 통신 시스템의 신호가 발견되나 신호의 크기가 잡음의 크기로부터 미리 정의된 범위 이내에 속하는 미약 신호 대역을 지시하는 제3 타입을 포함하고;
제2 머신러닝 모델을 이용하여 상기 복수의 타입들로의 분류 결과의 적어도 일부를 검증하는 단계;
상기 제1 머신러닝 모델 및 상기 제2 머신러닝 모델을 이용한 분류 및 검증 결과에 기반하여 상기 제1 타입으로 판단된, 적어도 하나의 대역의 스펙트럼 데이터를 저장하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 대역의 스펙트럼 데이터에 기반하여 생성된 주파수 이용률 정보를 포함하는 분석 데이터를 관리 장치로 송신하는 단계를 포함하며,
상기 제1 머신러닝 모델 및 상기 제2 머신러닝 모델은, 상기 제1 타입, 상기 제2 타입, 상기 제3 타입 중 하나로 라벨링된(labeled) 전파 데이터를 이용하여 학습된 인공 신경망을 포함하는 방법.
A method of operating a radio wave measurement system, comprising:
generating characteristic information from spectral data for a plurality of bands, wherein the characteristic information includes: a difference between a maximum value and a minimum value of a spectral power standard deviation within a band, a difference between a maximum spectrum value and a minimum value within a channel band, a band the difference between the maximum and minimum values of the average spectrum within, the difference between the minimum of the maximum spectrum and the maximum of the minimum spectrum, the difference between the minimum of the average spectrum and the maximum of the minimum spectrum, the maximum of the standard deviation of the spectral power within the band, of the maximum spectrum at least one of a difference between a minimum value and a maximum value of the average spectrum;
classifying the bands into a plurality of types from the characteristic information using a first machine learning model, wherein the types are a first type indicating a signal band in which a signal of a communication system to be sensed is found, the communication system a second type indicating a noise band in which the signal of is not found, and a third type indicating a weak signal band in which a signal of the communication system is found but the magnitude of the signal falls within a predefined range from the magnitude of the noise; ;
verifying at least a portion of the classification result into the plurality of types using a second machine learning model;
storing spectral data of at least one band determined as the first type based on a result of classification and verification using the first machine learning model and the second machine learning model; and
Transmitting analysis data including frequency utilization information generated based on the spectrum data of the at least one band to a management device,
The first machine learning model and the second machine learning model include an artificial neural network trained using radio wave data labeled as one of the first type, the second type, and the third type.
상기 복수의 대역들을 포함하는 주파수 범위에서 안테나를 통해 수신되는 무선 신호를 감지하는 단계; 및
상기 무선 신호를 데이터화함으로써 상기 스펙트럼 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
The method according to claim 1,
detecting a radio signal received through an antenna in a frequency range including the plurality of bands; and
and generating the spectral data by dataizing the radio signal.
상기 주파수 이용률 정보는, 각 대역이 주어진 기간 동안 상기 제1 타입으로 판단된 비율로 표현되는 방법.
The method according to claim 1,
The frequency utilization rate information is expressed as a ratio in which each band is determined to be the first type during a given period.
상기 제2 머신러닝 모델을 이용하여 상기 복수의 타입들로의 분류 결과의 적어도 일부를 검증하는 단계는,
상기 제1 머신러닝 모델에 의해 상기 제3 타입으로 분류된 제1 대역에 대한 스펙트럼 데이터를 기반으로, 상기 제1 대역이 상기 제1 타입에 속하는 것은 아닌지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 방법.
The method according to claim 1,
The step of verifying at least a portion of the classification result into the plurality of types using the second machine learning model,
and determining whether the first band does not belong to the first type based on spectral data for the first band classified as the third type by the first machine learning model.
상기 제2 머신러닝 모델을 이용하여 상기 제1 대역이 상기 제1 타입에 속하는 것으로 정정된 경우, 상기 제1 대역에 대한 스펙트럼 데이터 및 상기 제2 머신러닝 모델의 추론 결과를 이용하여 상기 제1 머신러닝 모델을 학습하는 단계를 더 포함하는 방법.
5. The method according to claim 4,
When the first band is corrected to belong to the first type using the second machine learning model, the first machine using the spectral data for the first band and the inference result of the second machine learning model The method further comprising the step of training the learning model.
상기 제1 머신러닝 모델은, 제1 인공 신경망을 포함하고,
상기 제2 머신러닝 모델은, 제2 인공 신경망을 포함하고,
상기 제1 인공 신경망은, 제2 인공 신경망에 비하여 적은 레이어 개수를 가지는 방법.
The method according to claim 1,
The first machine learning model includes a first artificial neural network,
The second machine learning model includes a second artificial neural network,
The first artificial neural network has a smaller number of layers than the second artificial neural network.
안테나를 통해 수신되는 신호를 처리하는 측정 장치; 및
상기 측정 장치로부터 제공되는 데이터를 분석하고, 분석 데이터를 제공하는 데이터 서버를 포함하며,
상기 측정 장치는, 복수의 대역들에 대한 스펙트럼 데이터로부터 특징 정보를 생성하고, 제1 머신러닝 모델을 이용하여 상기 특징 정보로부터 상기 대역들을 복수의 타입들로 분류하고, 상기 복수의 타입들 중 일부 타입들에 속한 대역들의 스펙트럼 데이터를 상기 데이터 서버로 송신하고,
상기 데이터 서버는, 제2 머신러닝 모델을 이용하여 상기 일부 타입들 중 적어도 하나의 타입에 대한 분류 결과를 검증하고, 상기 제1 머신러닝 모델 및 상기 제2 머신러닝 모델을 이용한 분류 및 검증 결과에 기반하여 제1 타입으로 판단된, 적어도 하나의 대역의 스펙트럼 데이터를 저장하고, 상기 적어도 하나의 대역의 스펙트럼 데이터에 기반하여 생성된 주파수 이용률 정보를 포함하는 분석 데이터를 제공하며,
상기 특징 정보는, 대역 내에서 스펙트럼 전력 표준 편차의 최대값과 최소값의 차이, 채널 대역내에서 최대 스펙트럼의 최대값과 최소값 차이, 대역내에서 평균 스펙트럼의 최대값과 최소값 차이, 최대 스펙트럼의 최소값과 최소 스펙트럼의 최대값 차이, 평균 스펙트럼의 최소값과 최소 스펙트럼의 최대값 차이, 대역내에서 스펙트럼 전력의 표준 편차의 최대값, 최대 스펙트럼의 최소값과 평균 스펙트럼의 최대값 차이 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 타입들은, 감지하고자 하는 통신 시스템의 신호가 발견되는 신호 대역을 지시하는 상기 제1 타입, 상기 통신 시스템의 신호가 발견되지 아니하는 잡음 대역을 지시하는 제2 타입, 상기 통신 시스템의 신호가 발견되나 신호의 크기가 잡음의 크기로부터 미리 정의된 범위 이내에 속하는 미약 신호 대역을 지시하는 제3 타입을 포함하고,
상기 제1 머신러닝 모델 및 상기 제2 머신러닝 모델은, 상기 제1 타입, 상기 제2 타입, 상기 제3 타입 중 하나로 라벨링된(labeled) 전파 데이터를 이용하여 학습된 인공 신경망을 포함하는 전파 측정 시스템.
In the radio wave measurement system,
a measuring device for processing a signal received through an antenna; and
and a data server that analyzes the data provided from the measurement device and provides the analysis data,
The measuring device generates characteristic information from spectral data for a plurality of bands, classifies the bands into a plurality of types from the characteristic information using a first machine learning model, and some of the plurality of types transmit spectrum data of bands belonging to the types to the data server;
The data server verifies a classification result for at least one of the partial types using a second machine learning model, and applies the classification and verification results using the first machine learning model and the second machine learning model. Storing the spectrum data of at least one band determined as the first type based on the analysis data including frequency utilization information generated based on the spectrum data of the at least one band,
The characteristic information includes the difference between the maximum and minimum values of the spectral power standard deviation within the band, the difference between the maximum and minimum values of the maximum spectrum within the channel band, the difference between the maximum and minimum values of the average spectrum within the band, and the minimum value of the maximum spectrum. at least one of a difference between a maximum value of a minimum spectrum, a difference between a minimum value of an average spectrum and a maximum value of a minimum spectrum, a maximum value of a standard deviation of spectral power within a band, a difference between a minimum value of the maximum spectrum and a maximum value of the average spectrum,
The types are the first type indicating a signal band in which a signal of the communication system to be detected is found, the second type indicating a noise band in which a signal of the communication system is not found, and the signal of the communication system being detected. but includes a third type indicating a weak signal band in which the magnitude of the signal falls within a predefined range from the magnitude of the noise,
The first machine learning model and the second machine learning model may include an artificial neural network trained using radio wave data labeled as one of the first type, the second type, and the third type. system.
상기 측정 장치는, 상기 복수의 대역들을 포함하는 주파수 범위에서 안테나를 통해 수신되는 무선 신호를 감지하고, 상기 무선 신호를 데이터화함으로써 상기 스펙트럼 데이터를 생성하는 전파 측정 시스템
8. The method of claim 7,
The measuring device is a radio wave measuring system that detects a radio signal received through an antenna in a frequency range including the plurality of bands, and generates the spectrum data by converting the radio signal into data.
상기 주파수 이용률 정보는, 각 대역이 주어진 기간 동안 상기 제1 타입으로 판단된 비율로 표현되는 전파 측정 시스템.
8. The method of claim 7,
The frequency utilization information is a radio wave measurement system in which each band is expressed in a ratio determined as the first type during a given period.
상기 데이터 서버는, 상기 제1 머신러닝 모델에 의해 상기 제3 타입으로 분류된 제1 대역에 대한 스펙트럼 데이터를 기반으로, 상기 제1 대역이 상기 제1 타입에 속하는 것은 아닌지 여부를 판단하며,
상기 제2 머신러닝 모델을 이용하여 상기 제1 대역이 상기 제1 타입에 속하는 것으로 정정된 경우, 상기 제1 대역에 대한 스펙트럼 데이터 및 상기 제2 머신러닝 모델의 추론 결과는, 상기 제1 머신러닝 모델을 학습하기 위해 사용되는 전파 측정 시스템.8. The method of claim 7,
The data server determines whether or not the first band belongs to the first type based on the spectrum data for the first band classified as the third type by the first machine learning model,
When the first band is corrected to belong to the first type using the second machine learning model, the spectral data for the first band and the inference result of the second machine learning model are, A radio measurement system used to train a model.
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KR1020210001383A KR102266114B1 (en) | 2021-01-06 | 2021-01-06 | Method and apparatus for determining frequency usage ratio by using artificial intelligence in radio monitoring system |
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KR102107015B1 (en) * | 2019-01-08 | 2020-05-06 | 국방과학연구소 | Apparatus and method for controlling channel of cognitive radio |
KR20200120988A (en) * | 2019-04-09 | 2020-10-23 | 주식회사 이노와이어리스 | apparatus for automatically judging and predicting spurious based AI algorithm |
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- 2021-01-06 KR KR1020210001383A patent/KR102266114B1/en active IP Right Grant
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