KR101380397B1 - Apparatus for cognitive radio and method thereof - Google Patents

Apparatus for cognitive radio and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101380397B1
KR101380397B1 KR1020100094484A KR20100094484A KR101380397B1 KR 101380397 B1 KR101380397 B1 KR 101380397B1 KR 1020100094484 A KR1020100094484 A KR 1020100094484A KR 20100094484 A KR20100094484 A KR 20100094484A KR 101380397 B1 KR101380397 B1 KR 101380397B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nodes
target node
node
resource
determined
Prior art date
Application number
KR1020100094484A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120032919A (en
Inventor
구인수
강형서
Original Assignee
울산대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울산대학교 산학협력단 filed Critical 울산대학교 산학협력단
Priority to KR1020100094484A priority Critical patent/KR101380397B1/en
Publication of KR20120032919A publication Critical patent/KR20120032919A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101380397B1 publication Critical patent/KR101380397B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/14—Spectrum sharing arrangements between different networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/02—Arrangements for optimising operational condition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

자원 사용 상태 인지 방법 및 자원 사용 상태 인지 장치가 제공된다. 본 자원 사용 상태 인지 방법은 자원을 할당받은 대상 노드에 대하여 각각 측정한 수신 신호 에너지값 및 대상 노드의 자원 사용 상태에 대하여 각각 판단한 판단 값을, 복수의 노드로부터 수신하는 단계, 판단 값들을 이용하여 대상 노드의 위치를 추정하는 단계, 대상 노드의 위치, 복수의 노드 각각의 위치, 복수의 노드 각각으로부터 수신된 수신 신호 에너지값을 이용하여, 수신 장애 상태인 노드들을 확인하는 단계 및 복수의 노드들 중에서 수신 장애 상태인 노드들을 제외한 나머지 노드들에 기초하여, 대상 노드의 자원 사용 상태를 결정하는 단계를 포함한다.A resource use state recognition method and a resource use state recognition apparatus are provided. The method of recognizing a resource usage state may include receiving received signal energy values measured for each target node to which resources have been allocated and determination values determined for each resource usage state of the target node from a plurality of nodes, and using the determination values. Estimating the position of the target node, identifying nodes in a reception failure state using the position of the target node, the position of each of the plurality of nodes, the received signal energy values received from each of the plurality of nodes, and the plurality of nodes And determining a resource usage state of the target node based on the remaining nodes except for nodes in a reception failure state.

Description

자원 사용 상태 인지 방법 및 자원 사용 상태 인지 장치 {Apparatus for cognitive radio and method thereof}Resource usage state recognition method and resource usage state awareness device {Apparatus for cognitive radio and method approximately}

본 발명은 자원 사용 상태 인지 방법 및 자원 사용 상태 인지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주파수 사용 효율을 높이기 위한 자원 사용 상태 인지 방법 및 자원 사용 상태 인지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recognizing a resource use state and a device for recognizing a resource use state. More particularly, the present invention relates to a method for recognizing a resource use state and an apparatus for recognizing a resource use state for improving frequency use efficiency.

인지 무선 (Cognitive Radio: CR) 기술이란 동적 주파수 자원 관리 개념을 기반으로 기존 1차 사용자의 권한을 침해하지 않고 2차 사용자가 기존 1차 사용자의 유휴주파수 부분을 공유함으로서 주파수 사용 효율을 높이는 기술로서, 구현을 위해 확보되어야 할 핵심적인 기술 중의 하나는 스펙트럼 센싱 기술이다.Cognitive Radio (CR) technology is a technology that improves the frequency usage efficiency by sharing the idle frequency part of the existing primary user without violating the authority of the existing primary user based on the concept of dynamic frequency resource management. For example, one of the key technologies to be secured for implementation is spectrum sensing technology.

인지 무선 시스템에서 스펙트럼 센싱 기술은 가용한 스펙트럼이 1차 사용자에게 점유되어 사용되고 있는지 또는 사용되지 않고 있는 주파수 부분인지를 판별하여 2차 사용자가 1차 사용자에게 간섭을 주지 않으면서 유휴 주파수를 사용할 수 있도록 하는 가장 핵심적인 주파수 자원 공유 기술이며, 비협력 스펙트럼 검출 기법 및 협력 스펙트럼 검출 방법으로 크게 나눌 수 있다.In cognitive radio systems, spectrum sensing technology determines whether an available spectrum is occupied or used by the primary user or is part of the frequency that is not being used, so that the secondary user can use the idle frequency without interfering with the primary user. It is the most important frequency resource sharing technology, which can be divided into non-cooperative spectrum detection method and cooperative spectrum detection method.

비협력 검출 방식의 경우, 인지 무선 사용자는 1차 사용자의 신호를 지역적인 관측을 통해 독립적으로 검출하지만, 비협력 검출은 수신된 신호가 다중 경로 감쇠와 그리고 장애물에 의한 쉐도잉 등의 간섭이 존재하는 채널 때문에 심각하게 성능이 제한된다.In the case of non-cooperative detection, the cognitive wireless user independently detects the signal of the primary user through local observation, but in the non-cooperative detection, the received signal has interference such as multipath attenuation and shadowing by obstacles. The performance of this channel is severely limited.

협력 검출 방식은 앞에서 언급한 비협력 스펙트럼 검출 방식이 갖는 문제점들을 극복하기 위해, 복수의 2차 사용자들이 검출한 1차 사용자의 신호들을 수집하여 스펙트럼 센싱에 대한 정보를 공유함으로써 스펙트럼 검출 성능을 개선하고자 하는 방식으로, 중앙 제어 방식과 분산화 방식으로 구현될 수 있다. In order to overcome the problems of the aforementioned non-cooperative spectrum detection method, the cooperative detection method collects signals of primary users detected by a plurality of secondary users and improves spectrum detection performance by sharing information on spectrum sensing. In this way, it can be implemented in a centralized control method and a decentralized method.

중앙 제어 방식은 인지 무선 기지국(또는 융합센터)이 1차 사용자들로부터 모든 스펙트럼 검출 정보를 수집하고 스펙트럼에 대한 정보를 공유하는 방식이다. 또한 분산화 방식은 인지 무선 노드들 사이의 관찰에 따른 교환을 요구한다. The central control method is a method in which a cognitive radio base station (or convergence center) collects all spectrum detection information from primary users and shares information about the spectrum. In addition, the decentralization scheme requires the exchange of observations between cognitive radio nodes.

이와 같이, 다양한 협력 검출 기법들이 무선 인지 시스템의 1차 사용자 및 스펙트럼 홀 검출을 위해 현재까지 제안되었지만, 이동성이 있는 1차 사용자 있는 무선 인지 시스템에서의 효과적인 스펙트럼 검출하는 방법은 아직 연구되어 있지 않아 이에 대한 필요성이 대두된다.As such, although various cooperative detection techniques have been proposed to date for primary user and spectral hole detection of a wireless cognitive system, an effective spectrum detection method in a mobile cognitive system with a mobile primary user has not been studied yet. The need arises.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 장애물 등의 간섭 영향을 받는 수신 신호 장애 상태인 노드를 검출하고 배제하여 대상 노드의 주파수 사용 여부를 판단하는 자원 사용 상태 인지 방법 및 자원 사용 상태 인지 장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to use a resource to determine whether the frequency of the target node is used by detecting and excluding a node that is a reception signal failure state affected by interference such as an obstacle. A state aware method and a resource use state aware device are provided.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 일 실시 예에 따른, 인지 장치의 자원 사용 상태 인지 방법은 자원을 할당받은 대상 노드에 대하여 각각 측정한 수신 신호 에너지값 및 상기 대상 노드의 자원 사용 상태에 대하여 각각 판단한 판단 값을, 복수의 노드로부터 수신하는 단계, 상기 판단 값들을 이용하여 상기 대상 노드의 위치를 추정하는 단계, 상기 대상 노드의 위치, 상기 복수의 노드 각각의 위치, 상기 복수의 노드 각각으로부터 수신된 수신 신호 에너지값을 이용하여, 수신 장애 상태인 노드들을 확인하는 단계 및 상기 복수의 노드들 중에서 상기 수신 장애 상태인 노드들을 제외한 나머지 노드들에 기초하여, 상기 대상 노드의 자원 사용 상태를 결정하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method for recognizing a resource use state of a cognitive device according to an embodiment of the present invention may be performed for received signal energy values measured for a target node to which resources are allocated, and for a resource use state of the target node, respectively. Receiving the determined determination value from the plurality of nodes, estimating the position of the target node using the determination values, receiving the position of the target node, each position of the plurality of nodes, and receiving each of the plurality of nodes Determining a resource usage state of the target node based on the steps of identifying nodes in a reception failure state and remaining nodes other than the nodes in the reception failure state among the plurality of nodes using the received signal energy value. Steps.

여기서, 상기 대상 노드는 주파수 자원을 할당받아서 사용 가능한 1차 사용자 노드이고, 상기 복수의 노드는 상기 주파수 자원 사용을 대기하는 2차 사용자 노드일 수 있다.Here, the target node may be a primary user node that can receive and use frequency resources, and the plurality of nodes may be secondary user nodes that wait to use the frequency resource.

여기서, 상기 대상 노드의 위치를 추정하는 단계는 상기 복수의 노드 중에서, 상기 대상 노드가 상기 자원을 사용 중이라고 판단한 제1 판단 값을 전송한 노드를 확인하는 단계, 상기 확인된 노드의 위치를 기초로 상기 대상 노드의 위치를 1차 추정하는 단계, 상기 1차 추정된 대상 노드의 위치를 기준으로, 신호 전달 영역을 특정하는 단계, 상기 확인된 노드의 위치가 상기 신호 전달 영역에 포함되도록 상기 신호 전달 영역을 쉬프트하는 단계 및 상기 쉬프트된 신호 전달 영역의 중심 점을 상기 대상 노드의 위치로 최종 추정하는 단계를 포함할 수 있다.The estimating of the location of the target node may include identifying a node from among the plurality of nodes that has transmitted a first determination value determined by the target node to use the resource, based on the location of the identified node. Firstly estimating the position of the target node, specifying a signal transmission region based on the position of the first estimated target node, and transmitting the signal such that the identified node is included in the signal transmission region. Shifting an area and finally estimating a center point of the shifted signal transmission area as a position of the target node.

여기서, 상기 대상 노드의 위치를 1차 추정하는 단계는 아래 수학식을 이용하여 상기 대상 노드의 위치를 1차 추정할 수 있으며,

Figure 112010062877218-pat00001
및
Figure 112010062877218-pat00002
또는
Figure 112010062877218-pat00003
및
Figure 112010062877218-pat00004
이고, 여기서,
Figure 112010062877218-pat00005
,
Figure 112010062877218-pat00006
는 상기 대상 노드의 추정 위치에 대한 각 x, y 좌표값이고, xk, yk는 상기 대상 노드가 자원을 사용한다고 판단한 각 노드의 각 x, y 좌표값이고, k는 상기 대상 노드가 자원을 사용한다고 판단한 노드의 인덱스(index)이고, N은 상기 대상 노드가 자원을 사용한다고 판단한 노드의 총 수이고, wk는 가중치 변수임이 바람직하다.Here, in the first step of estimating the position of the target node, the position of the target node may be first estimated using the following equation.
Figure 112010062877218-pat00001
And
Figure 112010062877218-pat00002
or
Figure 112010062877218-pat00003
And
Figure 112010062877218-pat00004
Lt; / RTI >
Figure 112010062877218-pat00005
,
Figure 112010062877218-pat00006
Are the x, y coordinate values of the estimated position of the target node, x k , y k is the x, y coordinate value of each node determined that the target node uses the resource, k is the resource It is an index of the node determined to use, N is the total number of nodes determined that the target node uses the resource, w k is a weight variable.

여기서, 상기 쉬프트하는 단계는 아래의 수학식을 이용하여 상기 신호 전달 영역을 쉬프트할 수 있으며,

Figure 112010062877218-pat00007
및
Figure 112010062877218-pat00008
이고, 여기서, Xpush, Ypush는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치에서 각 x, y축으로 이동하는 벡터이고, x0, y0는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치이고, xi, yi는 상기 대상 노드의 신호 전달 영역에 포함되어 있으나, 상기 대상 노드의 주파수 자원 사용을 판단하지 못한 노드의 위치이고, i는 상기 판단하지 못한 노드들의 인덱스임이 바람직하다.Here, the shifting may shift the signal transmission area by using the following equation,
Figure 112010062877218-pat00007
And
Figure 112010062877218-pat00008
Where X push and Y push are vectors moving along each of the x and y axes at positions of the first estimated target node, x 0 and y 0 are positions of the first estimated target node and x i , y i is included in the signal transmission area of the target node, but is a location of a node that has not determined the frequency resource usage of the target node, and i is an index of the nodes that have not been determined.

여기서, 상기 쉬프트하는 단계는 아래의 수학식을 이용하여 상기 신호 전달 영역을 쉬프트할 수 있으며,

Figure 112013103031444-pat00009
및
Figure 112013103031444-pat00010
이고, 여기서, Xpush, Ypush는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치에서 각 x, y축으로 이동하는 벡터이고, x0, y0는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치이고, xj, yj는 상기 대상 노드의 신호 전달 영역에 포함되어 있지 않지만, 상기 대상 노드가 특정 주파수 자원을 사용하고 있다고 판단한 노드의 위치이고, j는 상기 판단한 노드들의 인덱스(index)임이 바람직하다.Here, the shifting may shift the signal transmission area by using the following equation,
Figure 112013103031444-pat00009
And
Figure 112013103031444-pat00010
Where X push and Y push are vectors moving along each of the x and y axes at positions of the first estimated target node, x 0 and y 0 are positions of the first estimated target node and x j Although y j is not included in the signal transmission area of the target node, it is preferable that the target node is the location of the node determined to use the specific frequency resource, and j is an index of the determined nodes.

한편, 상기 수신 장애 상태인 노드들을 확인하는 단계는 상기 대상 노드의 위치 및 상기 복수의 노드 각각의 위치를 비교하여, 상기 복수의 노드 각각에서의 수신 신호 에너지 값을 추정하는 단계, 상기 추정된 수신 신호 에너지 값과, 상기 복수의 노드 각각으로부터 수신된 수신 신호 에너지 값을 비교하는 단계 및 상기 비교 결과, 상기 수신된 수신 신호 에너지 값이 상기 추정된 수신 신호 에너지 값보다 기 설정된 임계 범위 이상으로 낮은 노드를 상기 수신 장애 상태인 노드들로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The determining of the nodes in the reception failure state may include estimating a received signal energy value at each of the plurality of nodes by comparing a position of the target node and a position of each of the plurality of nodes, and the estimated reception. Comparing a signal energy value with a received signal energy value received from each of the plurality of nodes and as a result of the comparison, the node having the received received signal energy value lower than the estimated received signal energy value by more than a predetermined threshold range And determining nodes as nodes in the reception failure state.

여기서, 상기 결정하는 단계는 아래의 수학식을 이용해 상기 수신 신호 장애상태인 노드를 검출할 수 있으며,

Figure 112010062877218-pat00011
이고, 여기서, RSScalculate은 상기 대상 노드의 위치와 상기 복수의 노드 사이의 거리에 따라 이론적으로 계산된 신호의 세기, RSSmeasure은 상기 복수의 노드가 실제로 측정한 수신 신호 세기,ε은 임계값임이 바람직하다.Here, the determining may detect a node having the reception signal failure state by using the following equation,
Figure 112010062877218-pat00011
In this case, RSS calculate is the strength of the signal theoretically calculated according to the position between the target node and the plurality of nodes, RSS measure is the received signal strength measured by the plurality of nodes, ε is a threshold value desirable.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자원 사용 상태 인지하는 자원 사용 상태 인지 장치는 자원을 할당받은 대상 노드에 대하여 각각 측정한 수신 신호 에너지값 및 상기 대상 노드의 자원 사용 상태에 대하여 각각 판단한 판단 값을, 복수의 노드로부터 수신하는 수신부, 상기 수신 신호 에너지값과 판단 값을 저장하는 저장부, 상기 판단 값들을 이용하여 상기 대상 노드의 위치를 추정하는 위치 추정부, 상기 대상 노드의 위치, 상기 복수의 노드 각각의 위치, 상기 복수의 노드 각각으로부터 수신된 수신 신호 에너지값을 이용하여, 수신 장애 상태인 노드들을 확인하는 검출부 및 상기 복수의 노드들 중에서 상기 수신 장애 상태인 노드들을 제외한 나머지 노드들에 기초하여, 상기 대상 노드의 자원 사용 상태를 결정하는 판단부를 포함한다.Meanwhile, the apparatus for recognizing a resource use state according to another embodiment of the present invention for achieving the above object includes a received signal energy value measured for each target node to which a resource is allocated and a resource use state of the target node. A receiver for receiving determination values determined for each of the plurality of nodes, a storage unit for storing the received signal energy value and the determination value, a position estimation unit for estimating the position of the target node using the determination values, and the target object. A detection unit for identifying nodes in a reception failure state by using a location of a node, a location of each of the plurality of nodes, and a received signal energy value received from each of the plurality of nodes, and a node in the reception failure state among the plurality of nodes. Determining a resource usage state of the target node based on remaining nodes except for It comprises an end portion.

여기서, 상기 대상 노드는 주파수 자원을 할당받아서 사용 가능한 1차 사용자 노드이고, 상기 복수의 노드는 상기 주파수 자원 사용을 대기하는 2차 사용자 노드임이 바람직하다.Here, the target node is a primary user node which can be used by receiving a frequency resource, and the plurality of nodes are secondary user nodes that wait to use the frequency resource.

여기서, 상기 위치 추정부는 상기 복수의 노드 중에서, 상기 대상 노드가 상기 자원을 사용 중이라고 판단한 제1 판단 값을 전송한 노드를 확인하고, 상기 확인된 노드의 위치를 기초로 상기 대상 노드의 위치를 1차 추정하고, 상기 1차 추정된 대상 노드의 위치를 기준으로, 신호 전달 영역을 특정하며, 상기 확인된 노드의 위치가 상기 신호 전달 영역에 포함되도록 상기 신호 전달 영역을 쉬프트하고, 상기 쉬프트된 신호 전달 영역의 중심 점을 상기 대상 노드의 위치로 최종 추정할 수 있다.Here, the position estimating unit checks a node which has transmitted a first determination value determined by the target node to use the resource among the plurality of nodes, and determines the position of the target node based on the identified node position. Differentially estimate and specify a signal propagation region based on the position of the first estimated target node, shift the signal propagation region such that the identified node is included in the signal propagation region, and shift the signal The center point of the propagation area can be estimated by the position of the target node.

여기서, 상기 위치 추정부는 아래 수학식을 이용하여 상기 대상 노드의 위치를 1차 추정할 수 있으며,

Figure 112010062877218-pat00012
및
Figure 112010062877218-pat00013
또는
Figure 112010062877218-pat00014
및
Figure 112010062877218-pat00015
이고, 여기서,
Figure 112010062877218-pat00016
,
Figure 112010062877218-pat00017
는 상기 대상 노드의 추정 위치에 대한 각 x, y 좌표값이고, xk, yk는 상기 대상 노드가 자원을 사용한다고 판단한 각 노드의 각 x, y 좌표값이고, k는 상기 대상 노드가 자원을 사용한다고 판단한 노드의 인덱스(index)이고, N은 상기 대상 노드가 자원을 사용한다고 판단한 노드의 총 수이고, wk는 가중치 변수임이 바람직하다.Here, the position estimator may first estimate the position of the target node by using the following equation,
Figure 112010062877218-pat00012
And
Figure 112010062877218-pat00013
or
Figure 112010062877218-pat00014
And
Figure 112010062877218-pat00015
Lt; / RTI >
Figure 112010062877218-pat00016
,
Figure 112010062877218-pat00017
Are the x, y coordinate values of the estimated position of the target node, x k , y k is the x, y coordinate value of each node determined that the target node uses the resource, k is the resource It is an index of the node determined to use, N is the total number of nodes determined that the target node uses the resource, w k is a weight variable.

여기서, 상기 위치 추정부는 아래의 수학식을 이용하여 상기 신호 전달 영역을 쉬프트할 수 있으며,

Figure 112010062877218-pat00018
및
Figure 112010062877218-pat00019
이고, 여기서, Xpush, Ypush는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치에서 각 x, y축으로 이동하는 벡터이고, x0, y0는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치이고, xi, yi는 상기 대상 노드의 신호 전달 영역에 포함되어 있으나, 상기 대상 노드의 주파수 자원 사용을 판단하지 못한 노드의 위치이고, i는 상기 판단하지 못한 노드들의 인덱스임이 바람직하다.Here, the position estimator may shift the signal transmission area by using the following equation.
Figure 112010062877218-pat00018
And
Figure 112010062877218-pat00019
Where X push and Y push are vectors moving along each of the x and y axes at positions of the first estimated target node, x 0 and y 0 are positions of the first estimated target node and x i , y i is included in the signal transmission area of the target node, but is a location of a node that has not determined the frequency resource usage of the target node, and i is an index of the nodes that have not been determined.

여기서, 상기 위치 추정부는 아래의 수학식을 이용하여 상기 신호 전달 영역을 쉬프트할 수 있으며,

Figure 112013103031444-pat00020
및
Figure 112013103031444-pat00021
이고, 여기서, Xpush, Ypush는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치에서 각 x, y축으로 이동하는 벡터이고, x0, y0는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치이고, xj, yj는 상기 대상 노드의 신호 전달 영역에 포함되어 있지 않지만, 상기 대상 노드가 특정 주파수 자원을 사용하고 있다고 판단한 노드의 위치이고, j는 상기 판단한 노드들의 인덱스(index)임이 바람직하다.Here, the position estimator may shift the signal transmission area by using the following equation.
Figure 112013103031444-pat00020
And
Figure 112013103031444-pat00021
Where X push and Y push are vectors moving along each of the x and y axes at positions of the first estimated target node, x 0 and y 0 are positions of the first estimated target node and x j Although y j is not included in the signal transmission area of the target node, it is preferable that the target node is the location of the node determined to use the specific frequency resource, and j is an index of the determined nodes.

한편, 상기 검출부는 상기 대상 노드의 위치 및 상기 복수의 노드 각각의 위치를 비교하여, 상기 복수의 노드 각각에서의 수신 신호 에너지 값을 추정하고, 상기 추정된 수신 신호 에너지 값과, 상기 복수의 노드 각각으로부터 수신된 수신 신호 에너지 값을 비교하며, 상기 비교 결과, 상기 수신된 수신 신호 에너지 값이 상기 추정된 수신 신호 에너지 값보다 기 설정된 임계 범위 이상으로 낮은 노드를 상기 수신 장애 상태인 노드들로 결정할 수 있다.On the other hand, the detection unit compares the position of the target node and the position of each of the plurality of nodes, estimates the received signal energy value at each of the plurality of nodes, the estimated received signal energy value and the plurality of nodes Compare received signal energy values received from each other, and, as a result of the comparison, determine nodes whose reception received energy values are lower than a predetermined threshold range than the estimated received signal energy value as nodes having the reception failure state. Can be.

여기서, 상기 검출부는 아래의 수학식을 이용해 상기 수신 신호 장애 상태인 노드를 검출할 수 있으며,

Figure 112010062877218-pat00022
이고, 여기서, RSScalculate은 상기 대상 노드의 위치와 상기 복수의 노드 사이의 거리에 따라 이론적으로 계산된 신호의 세기, RSSmeasure은 상기 복수의 노드가 실제로 측정한 수신 신호 세기,ε은 임계값임이 바람직하다.Here, the detection unit may detect a node in the reception signal failure state by using the following equation,
Figure 112010062877218-pat00022
In this case, RSS calculate is the strength of the signal theoretically calculated according to the position between the target node and the plurality of nodes, RSS measure is the received signal strength measured by the plurality of nodes, ε is a threshold value desirable.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 자원 사용 상태 인지 방법 및 자원 사용 상태 인지 장치는, 이동성 있는 대상 노드의 위치를 추정하여 대상 노드의 신호 전송 범위 밖에 존재하는 노드의 신호를 배제할 수 있으므로, 소비되는 전력을 줄일 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the method for recognizing a resource use state and the apparatus for recognizing a resource use state may estimate a location of a mobile target node to exclude a signal of a node existing outside a signal transmission range of the target node, and thus consumed. Power can be reduced.

또한, 간섭 영향으로 잘못된 스펙트럼 센싱 정보를 보내는, 수신 신호 장애 노드를 검출하여, 결정 융합과정에서 이를 배제함으로써, 전체 시스템 성능을 향상 시킬 수 있다.In addition, it is possible to improve the overall system performance by detecting a node with a reception signal failure that sends wrong spectrum sensing information due to the interference effect and excluding it from the decision fusion process.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 인지 시스템의 블록도,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 자원 사용 상태 인지 장치의 위치 추정부를 설명하기 위한 도면, 그리고
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 자원 사용 상태 인지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram of a wireless recognition system according to an embodiment of the present invention;
2A and 2C are diagrams for describing a location estimating unit of an apparatus for recognizing a resource use state according to an embodiment of the present invention; and
3 is a flowchart illustrating a method for recognizing a resource use state according to an 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 실시 예에 따른, 무선 인지 시스템의 블럭도이다. 무선 인지 시스템은 자원을 할당받은 대상 노드(100), 복수의 노드(200-1, 200-1,..., 200-n) 및 자원 사용 상태 인지 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 radio recognition system may include a target node 100, a plurality of nodes 200-1, 200-1,..., 200-n that have been allocated a resource, and a resource usage state aware device 300.

여기서, 자원이란, 무선 통신에 있어서 주파수 대역을 의미할 수 있다. Here, the resource may mean a frequency band in wireless communication.

이에 따라, 자원을 할당받은 대상 노드(100)는 특정 주파수 대역의 사용 우선권을 부여받아, 다른 노드들보다 우선적으로 해당 주파수 대역을 사용할 권한이 있는 송, 수신 장치를 의미할 수 있다. Accordingly, the target node 100 that has been allocated the resource may be given a use priority of a specific frequency band, and may mean a transmission / receiving device that has authority to use the frequency band in preference to other nodes.

또한, 복수의 노드(200-1, 200-1,..., 200-n)는 스펙트럼 센싱 기술을 이용하여, 기 부여된 주파수 대역이 우선권이 있는 대상 노드(100)에 의해 사용되고 있는지 판단할 수 있는 송, 수신 장치를 의미할 수 있다. 구체적으로, 복수의 노드(200-1, 200-1,..., 200-n)는 대상 노드(100)의 송신 신호를 수신하고, 수신된 신호의 특정 주파수 대역에서의 에너지를 검출하여, 대상 노드(100)가 기 부여된 주파수 대역을 사용하고 있는지 검출할 수 있다. In addition, the plurality of nodes 200-1, 200-1,..., 200-n may determine whether a predetermined frequency band is being used by the target node 100 having priority by using a spectrum sensing technique. It can mean a transmitting and receiving device. Specifically, the plurality of nodes 200-1, 200-1,..., 200-n receive the transmission signal of the target node 100, detect the energy in a specific frequency band of the received signal, It may be detected whether the target node 100 uses the pre-assigned frequency band.

판단 결과, 대상 노드(100)가 기 부여된 주파수 대역을 사용하고 있지 않은 것으로 판단되면, 복수의 노드(200-1, 200-1,..., 200-n)는 대상 노드(100)에게 기 부여된 주파수 대역을 사용할 수 있다.As a result of determination, when it is determined that the target node 100 is not using the pre-assigned frequency band, the plurality of nodes 200-1, 200-1,..., 200-n transmit the target node 100 to the target node 100. The assigned frequency band can be used.

이처럼, 자원을 할당받은 노드는 주파수 대역을 사용할 우선권이 있는 노드들을 의미하므로 1차 사용자로 불릴 수 있으며, 복수의 노드들은 우선권 있는 노드들이 주파수 대역을 사용하지 않는 때를 기다리는 노드이므로, 2차 사용자로 불릴 수 있다.As such, a node to which a resource has been allocated may be referred to as a primary user because it means nodes having priority to use a frequency band, and a plurality of nodes are nodes that wait for when priority nodes do not use a frequency band. Can be referred to as

이하에서는, 복수의 노드(200-1, 200-1,..., 200-n)가 에너지 검출기를 이용해, 대상 노드(100)의 수신 신호 에너지값을 검출하는 방법에 대해 보다 상세히 상술한다. Hereinafter, a method in which the plurality of nodes 200-1, 200-1,..., 200-n detects the received signal energy value of the target node 100 using the energy detector will be described in detail.

각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)는 대상 노드(100)의 신호를 수신할 수 있으며, 여기서, 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)가 수신하는 대상 노드(100)의 신호는 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.Each node 200-1, 200-2,..., 200-n may receive a signal from the target node 100, where each node 200-1, 200-2,. The signal of the target node 100 received by the 200-n may be represented by Equation 1 below.

Figure 112010062877218-pat00023
Figure 112010062877218-pat00023

여기서, x(t)는 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)가 수신한 대상 노드(100)의 송신 신호를 의미하며, s(t)는 대상 노드(100)의 송신 신호를 의미한다. n(t)는 백색 가우시안 잡음, h(t)는 채널 이득을 의미한다.Here, x (t) denotes a transmission signal of the target node 100 received by each node 200-1, 200-2,..., 200-n, and s (t) denotes a target node 100. ) Means a transmission signal. n (t) is white Gaussian noise and h (t) is channel gain.

수학식 1에서, 1) x(t)=n(t)일 때는, 대상 노드(100)가 부여된 주파수를 사용하지 않는 경우(H0)를 의미하며, 2) x(t)=hs(t)+n(t)일 때는, 대상 노드(100)가 부여된 주파수를 사용하고 있는 경우(H1)를 의미한다.In Equation 1, when 1) x (t) = n (t), it means that the target node 100 does not use the assigned frequency (H 0 ), and 2) x (t) = hs ( When t) + n (t), it means the case where the target node 100 uses the frequency to which the target node 100 is applied (H 1 ).

또한, 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)는 에너지 검출기를 포함할 수 있으며, 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)는 에너지 검출기를 이용해 대상 노드(100)에 대하여 각각 측정한 수신 신호에 대한 에너지값을 산출할 수 있다. In addition, each node 200-1, 200-2,..., 200-n may include an energy detector, and each node 200-1, 200-2,. An energy detector may be used to calculate an energy value for each of the received signals measured with respect to the target node 100.

구체적으로는, 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)는 대역 통과 필터를 통해 특정 대역 W만을 통과시키고, 제곱연산과 적분연산을 이용해 특정시간 T동안에 수신된 대상 노드(100) 신호의 에너지값을 얻을 수 있다. 따라서, j-번째 노드(200-j)가 수신한 대상 노드(100)의 신호에 대한 에너지값(

Figure 112010062877218-pat00024
)은 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.Specifically, each node 200-1, 200-2,..., 200-n passes only a specific band W through a band pass filter and receives a target received during a specific time T using a square operation and an integral operation. The energy value of the node 100 signal can be obtained. Therefore, the energy value of the signal of the target node 100 received by the j-th node 200-j (
Figure 112010062877218-pat00024
) Can be expressed as Equation 2 below.

Figure 112010062877218-pat00025
Figure 112010062877218-pat00025

여기서,

Figure 112010062877218-pat00026
는 j-번째 복수의 노드(200-1, 200-1,..., 200-n-j)가 측정한 대상 노드 신호에서의 i-번째 샘플 값이다. N은 N=TW로 에너지 샘플 크기이며, 여기서, T는 검출 시간을 나타내고, W는 신호의 대역폭을 나타낸다. 또한, n은 시스템 내의 복수의 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)의 총 수를 나타낸다.here,
Figure 112010062877218-pat00026
Is the i-th sample value in the target node signal measured by the j-th plurality of nodes 200-1, 200-1,..., 200-nj. N is the energy sample size where N = TW, where T represents the detection time and W represents the bandwidth of the signal. N also represents the total number of nodes 200-1, 200-2, ..., 200-n in the system.

그리고, 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)는 상기 수학식 2에 의해 산출된 수신 신호 에너지값을 이용하여 대상 노드(100)가 기 부여된 주파수 자원을 사용하는 지에 대한 사용 상태 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해, 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)는 아래의 수학식 3과 같이, 산출된 수신 신호 에너지값이 기 설정된 임계값보다 크면, 대상 노드(100)가 기 부여된 주파수 자원을 사용한다고 판단할 수 있으며, 이때의 판단 값(

Figure 112010062877218-pat00027
)을 1로 정의할 수 있다. 이와 반대로, 산출된 수신 신호 에너지값이 기 설정된 임계값보다 작으면, 대상 노드(100)가 기 부여된 주파수 자원을 사용하고 있지 않다고 판단할 수 있으며, 이때의 판단 값(
Figure 112010062877218-pat00028
)은 0으로 정의할 수 있다.Each node 200-1, 200-2,..., 200-n uses a frequency resource to which the target node 100 is assigned by using the received signal energy value calculated by Equation 2 above. It is possible to determine whether or not to use. To this end, each node (200-1, 200-2, ..., 200-n), if the calculated received signal energy value is greater than the predetermined threshold value, as shown in Equation 3 below, the target node 100 Can be determined to use the assigned frequency resources, the determination value (
Figure 112010062877218-pat00027
) Can be defined as 1. On the contrary, if the calculated received signal energy value is smaller than the preset threshold value, it may be determined that the target node 100 is not using the predetermined frequency resource.
Figure 112010062877218-pat00028
) Can be defined as 0.

Figure 112010062877218-pat00029
Figure 112010062877218-pat00029

여기서,

Figure 112010062877218-pat00030
는 기 설정된 임계값,
Figure 112010062877218-pat00031
는 수학식 2에서
Figure 112010062877218-pat00032
와 같이, j-번째 노드(200-j)에 의해 산출된 에너지값을 의미한다.here,
Figure 112010062877218-pat00030
Is the preset threshold,
Figure 112010062877218-pat00031
In Equation 2
Figure 112010062877218-pat00032
As such, it means an energy value calculated by the j-th node 200-j.

한편, 노드(200-1, 200-2,..., 200-n) 각각이 대상 노드(100)가 기 부여된 주파수 자원을 사용하는 것을 각각 판단하기 때문에, 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)가 판단한 판단 값을 국부 결정값으로 부를 수도 있다.On the other hand, since each of the nodes 200-1, 200-2,..., 200-n determines that the target node 100 uses the predetermined frequency resource, each node 200-1, 200. The determination value determined by -2, ..., 200-n) may be referred to as a local determination value.

이처럼, 복수의 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)는 각각 측정한 수신 신호 에너지 값을 이용하여 대상 노드(100)의 주파수 사용 여부를 개별적으로 판단할 수 있다. As described above, the plurality of nodes 200-1, 200-2,..., 200-n may individually determine whether the target node 100 uses the frequency using the measured received signal energy values.

또한, 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)는 수집한 스펙트럼 센싱 정보(대상 노드에 대하여 각각 산출한 수신 신호 에너지값 및 각각 판단한 판단 값)를 서로 공유하여, 대상 노드(100)가 기부여된 주파수 자원을 사용하는지 여부를 판단할 수도 있다. 이를 위해, 복수의 노드(200-1, 200-2,..., 200-n) 각각은 개별적으로 스펙트럼 센싱 정보를 융합센터(미도시) 또는 수신부(310)에 전송할 수 있다. In addition, each node 200-1, 200-2,..., 200-n shares the collected spectrum sensing information (received signal energy values calculated for the target node and determined values determined respectively). It may be determined whether the target node 100 uses the donated frequency resource. To this end, each of the plurality of nodes 200-1, 200-2,..., 200-n may individually transmit spectrum sensing information to a convergence center (not shown) or the receiver 310.

한편, 본 발명에 일 실시 예에 따른, 자원 사용 상태 인지 장치(300)는 장애물 등의 간섭 영향으로 의도하지 않게 잘못된 스펙트럼 센신 정보를 전송하는 노드를 검출하고, 검출된 노드를 배제하여 대상 노드의 주파수 사용 여부를 판단할 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present disclosure, the apparatus 300 for recognizing a resource use state detects a node inadvertently transmitting wrong spectrum sense information due to an interference effect such as an obstacle, and excludes the detected node to detect a node of the target node. The use of the frequency can be determined.

이와 같은 기능을 하는 자원 사용 상태 인지 장치(300)는 수신부(310), 저장부(320), 위치 추정부(330), 검출부(340) 및 판단부(350)를 구비한다.The apparatus 300 for recognizing a resource use state having such a function includes a receiver 310, a storage 320, a location estimator 330, a detector 340, and a determiner 350.

수신부(310)는 복수의 노드(200-1, 200-1,..., 200-n)가 전송한 스펙트럼 센싱 정보를 수신한다. 구체적으로, 수신부(310)는 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)로부터 직접 또는 융합센터(미도시)로부터 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)가 각각 측정하여 전송하는 대상 노드에 대한 수신 신호 에너지값 및 자원 사용 상태에 대하여 각각 판단한 판단 값을 수신할 수 있다. The receiver 310 receives spectrum sensing information transmitted by the plurality of nodes 200-1, 200-1,..., 200-n. Specifically, the receiving unit 310 is directly from each node (200-1, 200-2, ..., 200-n) or from each node (200-1, 200-2, .. , 200-n) may receive a determination value determined for each of a received signal energy value and a resource usage state for the target node measured and transmitted.

저장부(320)는 수신부(310)에서 수신 신호 에너지값 및 판단 값을 저장한다. 이렇게 저장된 수신 신호 에너지값 및 판단 값은 자원 사용 상태 인지 장치를 구성하는 위치 추정부(330), 검출부(340) 및 판단부(350)에 제공될 수 있다.The storage unit 320 stores the received signal energy value and the determination value in the receiver 310. The received signal energy value and the determined value may be provided to the position estimator 330, the detector 340, and the determiner 350 constituting the resource use state recognition device.

또한, 저장부(320)는 복수의 노드(200-1, 200-1,..., 200-n)에 대한 위치 정보를 저장할 수 있다. 저장된 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)의 위치 정보는 대상 노드의 위치 정보를 추정하고, 수신 장애 상태인 노드를 확인하기 위해 사용되며, 이는 추후 위치 추정부(330) 및 검출부(340)의 동작과 상세히 설명하기로 한다. 이에 따라, 저장부(320)는 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)의 위치 정보를 추정부(330) 및 검출부(340)에 전달할 수 있다.In addition, the storage 320 may store location information about the plurality of nodes 200-1, 200-1,..., 200-n. The location information of each of the stored nodes 200-1, 200-2,..., 200-n is used for estimating the location information of the target node and for identifying a node that is in a reception failure state. Operation of the 330 and the detector 340 will be described in detail. Accordingly, the storage 320 may transmit location information of each node 200-1, 200-2,..., 200-n to the estimator 330 and the detector 340.

한편, 이러한 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)의 위치 정보는 사용자에 의해 저장부(320)에 의해 저장될 수 있고, 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)에 의해 전송된 위치 정보를 저장부(320)가 저장할 수 있다.On the other hand, the location information of each of the nodes (200-1, 200-2, ..., 200-n) may be stored by the storage unit 320 by the user, each node (200-1, 200-n) 2,..., 200-n may store the location information transmitted by the storage unit 320.

위치 추정부(330)는 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)에 의해 전송된 판단 값 및 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)의 위치 정보를 이용하여 대상 노드(100)의 위치를 추정하는 기능을 한다.The position estimator 330 determines the determination value transmitted by each node 200-1, 200-2,..., 200-n and each node 200-1, 200-2,. It estimates the location of the target node 100 using the location information of n).

이를 위해, 위치 추정부(330)는 복수의 노드(200-1, 200-2,..., 200-n) 중 대상 노드(100)가 기 부여된 주파수 자원을 사용하고 있다고 판단한 판단 값을(판단값을 1로) 전송한 노드를 확인할 수 있다. 특히, 이러한 판단 값을 전송한 노드의 위치를 확인하며, 이를 위해, 저장부(320)에 기 저장된 위치 정보를 이용하거나 노드로부터 수신된 위치 정보를 이용할 수 있다.To this end, the position estimating unit 330 determines a determination value determined by the target node 100 using a predetermined frequency resource among the plurality of nodes 200-1, 200-2,..., 200-n. You can see the node that sent (the judgment value to 1). In particular, the location of the node that transmits the determination value may be identified. For this purpose, location information previously stored in the storage unit 320 may be used or location information received from the node may be used.

그리고, 위치 추정부(330)는 대상 노드(100)가 기 부여된 주파수 자원을 사용하고 있다고 판단한 판단 값을 전송한 노드의 위치를 이용하여, 대상 노드(100)의 위치를 1차적으로 추정하게 된다. 구체적으로는, 아래의 수학식 4 및 5와 같이, 판단 값을 1로 전송한 노드들의 위치 평균을 이용하거나, 아래의 수학식 6 및 7과 같이, 판단 값을 1로 전송한 노드들이 측정한 수신 신호 에너지값의 크기에 따라, 노드들의 위치에 가중치(wk)를 주는 방법을 이용하여, 대상 노드(100)의 위치를 1차로 추정할 수 있다. The position estimating unit 330 primarily estimates the position of the target node 100 by using the position of the node transmitting the determination value determined by the target node 100 to use the predetermined frequency resource. do. Specifically, as shown in Equations 4 and 5 below, using the position average of the nodes transmitting the determination value to 1, or as shown in Equations 6 and 7, measured by the nodes transmitting the determination value to 1 According to the magnitude of the received signal energy value, the position of the target node 100 may be estimated primarily using a method of giving a weight w k to the positions of the nodes.

Figure 112010062877218-pat00033
Figure 112010062877218-pat00033

Figure 112010062877218-pat00034
Figure 112010062877218-pat00034

Figure 112010062877218-pat00035
Figure 112010062877218-pat00035

Figure 112010062877218-pat00036
Figure 112010062877218-pat00036

여기서,

Figure 112010062877218-pat00037
,
Figure 112010062877218-pat00038
는 대상 노드(100)의 추정 위치의 각 x, y 좌표값이고, xk, yk는 판단값으로 1을 전송한 각 노드의 각 x, y 좌표값이고, k는 판단값으로 1을 전송한 노드들의 인덱스(index)이고, N은 판단값으로 1을 전송한 노드의 총 수이고, wk는 가중치 변수이다.here,
Figure 112010062877218-pat00037
,
Figure 112010062877218-pat00038
Are the x, y coordinate values of the estimated position of the target node 100, x k , y k is each x, y coordinate value of each node that has transmitted 1 as a judgment value, k is 1 is transmitted as the judgment value The index of one node, N is the total number of nodes that sent 1 as a judgment value, and w k is a weight variable.

또한, 위치 추정부(330)는 1차로 추정된 대상 노드(100)의 위치를 기준으로, 대상 노드(100)의 신호 전달 영역을 특정한다. 여기서, 신호 전달 영역이란, 대상 노드에 의해 전송된 신호가 전달될 수 있는 범위를 의미한다. In addition, the position estimator 330 specifies a signal transmission area of the target node 100 based on the position of the target node 100 estimated first. Here, the signal transmission region means a range in which a signal transmitted by the target node can be transmitted.

그리고, 위치 추정부(330)는 판단값을 1로 전송한 노드가 모두 특정된 신호 전달 영역에 포함될 수 있도록, 신호 전달 영역을 이동시킬 수 있다. 구체적으로는, 특정된 신호 전달 영역 내에 판단 값을 0으로 전송한 노드가 존재하면 이들 노드 반대 방향으로 신호 전달 영역을 이동시키며, 특정된 신호 전달 영역 외에 판단 값을 1로 전송한 노드가 존재하면 이들 노드 방향으로 신호 전달 영역을 이동시킬 수 있다. 이러한, 위치 추정부(330)의 동작은 신호 전달 영역의 중심점을 이동시키는 아래의 수학식 8 내지 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 수학식 8 및 수학식 9는 신호 전달 영역 내에 판단 값을 0으로 전송한 노드가 포함된 경우를 나타내는 것이며, 수학식 10 및 수학식 11은 신호 전달 영역 외에 판단 값을 1로 전송한 노드가 존재하는 경우를 나타낸 것이다.In addition, the position estimator 330 may move the signal transmission area so that all nodes that transmit the determination value to 1 may be included in the specified signal transmission area. Specifically, if there are nodes that transmit the determination value to 0 in the specified signal transmission area, the signal transmission area is moved in the opposite direction to those nodes, and if there is a node that transmits the determination value to 1 in addition to the specified signal transmission area, The signal transmission area can be moved toward these nodes. Such an operation of the position estimator 330 may be represented by Equations 8 to 11 below to move the center point of the signal transmission area. Here, Equations 8 and 9 represent a case where the node transmitting the determination value to 0 is included in the signal transmission region, and Equations 10 and 11 represent nodes transmitting the determination value to 1 in addition to the signal transmission region. It is shown when there is.

Figure 112010062877218-pat00039
Figure 112010062877218-pat00039

Figure 112010062877218-pat00040
Figure 112010062877218-pat00040

여기서, Xpush, Ypush는 1차로 추정된 대상 노드의 위치에서 각 x, y축으로 이동하는 벡터이고, x0, y0는 1차로 추정된 대상 노드의 위치이고, xi, yi는 대상 노드의 신호 전달 영역에 포함되어 있으나, 대상 노드의 주파수 자원 사용을 판단하지 못한 노드(판단 값을 0으로 전송한 노드)의 위치이고, i는 판단하지 못한 노드들의 인덱스이다.Here, X push and Y push are vectors moving from the position of the target node estimated first to the x and y axes, x 0 and y 0 are positions of the target node estimated first, and x i and y i are The location of the node included in the signal transmission area of the target node but not determined to use the frequency resource of the target node (the node which transmitted the determination value to 0), and i is an index of the nodes not determined.

Figure 112010062877218-pat00041
Figure 112010062877218-pat00041

Figure 112010062877218-pat00042
Figure 112010062877218-pat00042

여기서, Xpush, Ypush는 1차로 추정된 대상 노드의 위치에서 각 x, y축으로 이동하는 벡터이고, x0, y0는 1차로 추정된 대상 노드의 위치이고, xj, yj는 대상 노드의 신호 전달 영역에 포함되어 있지 않지만, 대상 노드가 특정 주파수 자원을 사용하고 있다고 판단한 노드(판단 값을 1로 전송한 노드)의 위치이고, j는 판단한 노드들의 인덱스(index)이다.Here, X push and Y push are vectors moving along the x and y axes from the position of the target node estimated first, x 0 and y 0 are positions of the target node estimated first, and x j and y j are Although not included in the signal transmission area of the target node, it is the position of the node (the node which transmitted the determination value to 1) that the target node uses the specific frequency resource, and j is the index of the determined nodes.

이와 같이, 위치 추정부(330)가 동작하는 이유는 대상 노드(100)가 기 부여된 주파수 자원을 사용할 때, 대상 노드(100)의 신호 전달 영역 내에 존재하는 노드들은 수신 장애를 받지 않는 한, 대상 노드(100)가 기 부여된 주파수 대역을 사용하고 있다고 판단하여야 하기 때문이다.As described above, the position estimator 330 operates because, when the target node 100 uses the pre-determined frequency resource, nodes existing in the signal transmission area of the target node 100 do not receive a reception error. This is because it is determined that the target node 100 is using the pre-assigned frequency band.

위치 추정부(330)는 상술한 과정을 반복하여 신호 전달 영역에 판단 값을 1로 전송한 노드들이 최대한 많은 수가 포함되도록 신호 전달 영역을 이동시키고, 신호 전달 영역의 중심 점을 대상 노드의 최종 위치로 추정할 수 있다.The position estimator 330 repeats the above-described process to move the signal transfer area so that the maximum number of nodes that have transmitted the determination value to 1 in the signal transfer area is included, and moves the center point of the signal transfer area to the final position of the target node. It can be estimated as

이하에서, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여, 위치 추정부의 동작을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the position estimator will be described in more detail with reference to FIGS. 2A to 2C.

도 2a에 도시된 바와 같이, 대상 노드(410)가 신호를 송신할 때, 대상 노드(410)가 전송할 수 있는 신호 전송 범위(실선으로 도시됨) 내에 존재하는 대부분의 노드(420-1, 420-2,...,420-5)는 대상 노드(410)가 기 부여된 주파수 대역을 사용하는 것으로 판단하고, 대상 노드(410)의 신호 전송 범위 밖에 존재하는 모든 노드(420-7, 420-8,...)는 대상 노드(410)가 기 부여된 주파수 대역을 사용하지 않는 것으로 판단한다.As shown in FIG. 2A, when the target node 410 transmits a signal, most nodes 420-1 and 420 that exist within the signal transmission range (shown in solid line) that the target node 410 can transmit. -2, ..., 420-5 determines that the target node 410 uses a predetermined frequency band, and all nodes 420-7 and 420 existing outside the signal transmission range of the target node 410 are determined. -8, ...) determines that the target node 410 does not use the pre-assigned frequency band.

하지만, 대상 노드(410)의 신호 전송 범위 내에 존재하는 노드(420-6)라도 장애물(430)과 같은 간섭 요인에 의한 수신 장애로 인해 대상 노드(410)가 기 부여된 주파수 대역을 사용하지 않는 것으로 판단할 수 있다.However, even if the node 420-6 within the signal transmission range of the target node 410 does not use the frequency band assigned by the target node 410 due to a reception failure caused by an interference factor such as an obstacle 430. It can be judged that.

도 2b에서, 1차로 추정된 대상 노드의 위치(440)에서 대상 노드의 신호 전송 범위는 점선으로 도시된다. 위치 추정부(330)는 점선 내부에 존재하는 노드들(420-4,...,420-9) 중 판단 값이 0인 노드(410-7, 410-8, 410-9)와 반대 반향으로, 1차로 추정된 대상 노드의 위치를 이동시키고(push), 점선 외부에 존재하는 노드들(420-1, 420-2, 420-3,...) 중 판단 값이 1인 노드들(420-1, 420-2, 420-3) 방향으로 1차로 추정된 대상 노드의 위치를 이동시킨다(pull). 이에 따라, 대상 노드의 신호 전달 영역 내로 판단 값을 1로 전송한 노드들이 포함되도록 한다.In FIG. 2B, the signal transmission range of the target node at the position 440 of the target node estimated as the primary is shown by a dotted line. The position estimator 330 is opposite to the nodes 410-7, 410-8, and 410-9 whose determination value is 0 among the nodes 420-4,. By pushing the position of the target node estimated to be primary (push), the nodes having a determination value of 1 among nodes 420-1, 420-2, 420-3, ... existing outside the dotted line ( The position of the target node estimated first is pulled in the directions 420-1, 420-2, and 420-3. Accordingly, the nodes transmitting the determination value to 1 are included in the signal transmission area of the target node.

위치 추정부(330)에 의해 결정된 대상 노드의 최종 위치는 도 2c에 도시된 바와 같다.The final position of the target node determined by the position estimator 330 is as shown in FIG. 2C.

비록 도 2a 내지 도 2c에 도시된 대상 노드, 복수의 노드, 장애물의 위치 및 개수는 설명의 편의를 위한 일 예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 범위 내라면 얼마든지 변경 가능하다.Although the position and number of the target nodes, the plurality of nodes, and the obstacles shown in FIGS. 2A to 2C are merely examples for convenience of explanation, they may be changed as long as they are within the scope to which the technical idea of the present invention may be applied. .

또한, 대상 노드의 신호 전송 범위(신호 전달 영역)는 원으로 도시하였지만, 이는 도시의 편의를 위한 일 예에 불과하며, 대산 노드의 신호 전송 범위는 다양하게 변경될 수 있다. In addition, although the signal transmission range (signal transmission region) of the target node is illustrated as a circle, this is only an example for convenience of illustration, and the signal transmission range of the Daesan node may be variously changed.

다시 도 1로 돌아가서, 검출부(340)는 복수의 노드들(200-1, 200-2,..., 200-n) 중 장애물 등에 의한 간섭으로 수신 및 전송 장애 상태인 노드를 검출하는 기능을 한다. 수신 및 전송 장애 상태인 노드란 장애물 등에 의해, 대상 노드(100)의 신호를 수신할 수 없거나, 대상 노드(100)의 신호를 수신하여 수신 신호 에너지값 및 주파수 자원 사용 여부를 판단하였으나 이러한 정보를 간섭에 의해 다른 노드(융합 센터, 자원 사용 상태 인지 장치(300) 등을 포함)로 잘못 전송한 노드들을 의미할 수 있다.Returning to FIG. 1 again, the detector 340 detects a node in a reception and transmission failure state due to interference by an obstacle or the like among the plurality of nodes 200-1, 200-2,..., 200-n. do. The node in the reception and transmission failure state cannot receive the signal of the target node 100 due to an obstacle or the like, or receives the signal of the target node 100 to determine whether the received signal energy value and the frequency resource are used. By interference, it may mean nodes that are incorrectly transmitted to another node (including a convergence center, a resource usage state recognition device 300, etc.).

이러한, 수신 및 전송 장애 상태인 노드를 검출하기 위해, 검출부(340)는 대상 노드(100)의 최종 위치 및 복수의 노드(200-1, 200-2,..., 200-n) 각각의 위치를 비교하여 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)에서의 수신 신호 에너지값을 추정하고, 추정된 값을 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n) 실제 수신한 에너지값과 비교한다. 구체적으로는, 검출부(340)는 대상 노드(100)의 최종 위치와 최종 위치의 신호 전달 영역 내에 있는 복수의 노드와의 거리를 산출하고, 산출된 거리에 따라 각 노드가 받는 신호의 세기(RSScalculate)를 이론적으로 계산하고, 이를 실제 복수의 노드가 수신하여 전송한 신호의 세기(RSSmeasure)와 비교하여, 수신 및 전송 장애 상태인 노드들을 결정할 수 있다. 이에 따라, j 번째 노드의 수신 신호 장애 유무(

Figure 112010062877218-pat00043
)는 아래의 수학식 12과 같이 나타낼 수 있다.In order to detect such a node in a reception and transmission failure state, the detection unit 340 may determine the final position of the target node 100 and each of the plurality of nodes 200-1, 200-2,..., 200-n. By comparing the positions, the received signal energy values at each node 200-1, 200-2,. ., 200-n) Compare with the actual received energy value. Specifically, the detector 340 calculates the distance between the final position of the target node 100 and the plurality of nodes in the signal transmission area of the final position, and the strength (RSS) of the signal received by each node according to the calculated distance. calculate ) theoretically and compare the result with the RSS measure of the signal received and transmitted by the plurality of nodes, so as to determine the nodes in the reception and transmission failure state. Accordingly, the j-th node received signal failure (
Figure 112010062877218-pat00043
) May be expressed as in Equation 12 below.

Figure 112010062877218-pat00044
Figure 112010062877218-pat00044

여기서, ε은 임계값이며, 환경에 따라 유동적으로 결정될 수 있다.Here, epsilon is a threshold value and can be fluidly determined according to the environment.

즉, 거리에 따라 각 노드가 받는 신호의 세기를 이론적으로 계산한 값과 각 노드에서 측정한 신호의 세기의 차가 기 설정된 임계값보다 크면, 장애물 등에 의한 간섭으로 인해 각 노드가 대상 노드의 신호를 정확히 수신하지 못한 것(

Figure 112010062877218-pat00045
=1)이므로, 이러한 노드를 수신 장애 상태인 노드로 간주하게 되는 것이다.That is, if the difference between the theoretically calculated signal strength of each node according to the distance and the signal strength measured by each node is larger than the preset threshold value, each node will not be able to receive the signal from the target node due to interference caused by obstacles. Did not receive correctly (
Figure 112010062877218-pat00045
= 1), this node is regarded as a node in a reception failure state.

판단부(350)는 복수의 노드(200-1, 200-1,..., 200-n)가 대상 노드(100)에 대하여 각각 측정한 수신 신호 에너지 값 및 주파수 자원 사용 상태에 대한 판단 값에서, 수신 및 전송 장애 상태인 노드가 전송한 값들을 배제하여 대상 노드(100)의 주파수 사용 여부를 결정한다. 특히, 아래의 수학식 13과 같이, 일반적인 융합결정알고리즘을 이용해 수신 및 전송 장애 상태인 노드들을 배제하여 수신 신호 에너지값 및 판단 값을 종합하고, 이를 기초로, 대상 노드(100)의 주파수 사용 여부를 최종적으로 판단할 수 있다.The determination unit 350 determines a received signal energy value and a frequency resource use state measured by the plurality of nodes 200-1, 200-1,..., 200-n for the target node 100, respectively. In FIG. 5, whether the frequency of the target node 100 is used is determined by excluding values transmitted by a node in a reception and transmission failure state. In particular, as shown in Equation 13 below, the reception signal energy value and the determination value are synthesized by excluding nodes in a reception and transmission failure state by using a general fusion decision algorithm, and based on this, whether the frequency of the target node 100 is used or not. Can finally be determined.

Figure 112010062877218-pat00046
Figure 112010062877218-pat00046

여기서,

Figure 112010062877218-pat00047
및
Figure 112010062877218-pat00048
는 각 노드(200-1, 200-2,..., 200-n)가 산출하여 전송한 에너지값 및 판단 값을 각각 의미한다. 여기서,
Figure 112010062877218-pat00049
은 최종 추정된 위치에서 대상 노드(100)의 신호 전달 영역 내의 노드의 총 수를 나타낸다. 또한, 판단 결과 값에서 0은 대상 노드가 기 부여된 주파수 자원을 사용하지 않는 것으로 판단한 것이며, 판단 결과 값이 1이면, 대상 노드가 기 부여된 주파수 자원을 사용하는 것으로 판단한 것이다.here,
Figure 112010062877218-pat00047
And
Figure 112010062877218-pat00048
Denotes an energy value and a determination value calculated and transmitted by each node 200-1, 200-2,..., 200-n. here,
Figure 112010062877218-pat00049
Denotes the total number of nodes in the signal propagation area of the target node 100 at the final estimated position. In addition, in the determination result value 0, it is determined that the target node does not use the assigned frequency resource, and if the determination result value is 1, it is determined that the target node uses the assigned frequency resource.

일 예로, 판단부(350)는 추정된 최종 위치에서 대상 노드의 신호 전달 영역 내에 존재하는 노드의 개수를 이용하여 대상 노드(100)의 주파수 사용 여부를 결정할 수 있다. 즉, 수신 및 전송 장애 상태인 노드를 배제하고 신호 전달 영역 내에 존재하는 남은 노드들 중 판단 값이 1인 노드와 판단 값이 0인 노드의 개수를 이용해, 대상 노드(100)의 주파수 사용 여부를 판단할 수도 있다.As an example, the determination unit 350 may determine whether to use the frequency of the target node 100 by using the number of nodes existing in the signal transmission area of the target node at the estimated final position. That is, whether to use the frequency of the target node 100 is excluded by using the number of nodes having a determination value of 1 and a node having a determination value of 0 among the remaining nodes existing in the signal transmission area after excluding a node in a reception and transmission failure state. You can also judge.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 인지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a wireless recognition method according to an embodiment of the present invention.

도 3에서, 대상 노드가 신호를 송신하면(S510), 복수의 노드 각각은 수신된 대상 노드의 신호에 대하여 수신 신호 에너지값 및 상기 대상 노드의 자원 사용 상태에 대하여 각각 판단한 판단 값을 결정하여 이를 송신한다(S520-1,...,S520-n). In FIG. 3, when the target node transmits a signal (S510), each of the plurality of nodes determines a received signal energy value and a determination value determined for the resource use state of the target node with respect to the signal of the received target node. Transmit (S520-1, ..., S520-n).

복수의 노드가 송신한 에너지값 및 판단 값을 수신하고, 이를 기초로 대상 노드의 위치를 추정한다(S530). 구체적으로는, 복수의 노드들 중 대상 노드가 해당 주파수 자원을 사용한다고 판단한 노드의 위치 정보를 이용하여 1차로 대상 노드의 위치를 추정하고, 1차로 추정된 위치를 이용하여 대상 노드의 최종 위치를 결정한다. 대상 노드의 최종 위치를 결정하는 방법은 상술한바 있기 때문에, 여기서는 생략한다.The energy value and the determination value transmitted by the plurality of nodes are received, and the position of the target node is estimated based on this (S530). Specifically, the position of the target node is first estimated by using the position information of the node determined that the target node uses the corresponding frequency resource among the plurality of nodes, and the final position of the target node is determined using the first estimated position. Decide Since the method for determining the final position of the target node has been described above, it is omitted here.

이 후, 대상 노드의 최종 위치를 기준으로 대상 노드의 신호 전달 영역(신호 전송 범위) 내에 존재하는 복수의 노드들 중 수신 장애 상태인 노드를 검출한다(S540). 이를 위해, 대상 노드의 신호 전달 영역 내에 존재하는 노드에서 측정한 신호 세기와 대상 노드와의 거리에 따른 계산값을 비교한다.Thereafter, a node in a reception failure state is detected among the plurality of nodes existing in the signal transmission area (signal transmission range) of the target node based on the final position of the target node (S540). To this end, the signal strength measured at the node existing in the signal transmission area of the target node is compared with the calculated value according to the distance from the target node.

이에 따라, 간섭 영향을 받아 수신 장애 상태인 노드가 존재하면(S550-Y), 수신 장애 상태인 노드가 대상 노드에 대하여 각각 측정한 에너지값 및 판단 값을배제하고(S560), 결정 융합 알고리즘에 적용하여 대상 노드가 기 부여된 주파수 자원을 사용하고 있는지 최종적으로 판단한다(S570).Accordingly, if there is a node in the reception failure state due to the interference effect (S550-Y), the node in the reception failure state excludes the measured energy value and the determination value for the target node, respectively (S560), and determines the decision fusion algorithm. In operation S570, the target node finally determines whether the target node uses the allocated frequency resource.

한편, 수신 장애 상태인 노드가 존재하지 않으면(S550-N), 배제함이 없이 대상 노드가 해당 주파수 자원을 사용하고 있는지 최종적으로 판단한다(S570).On the other hand, if there is no node in the reception failure state (S550-N), it is finally determined whether the target node is using the frequency resource without excluding (S570).

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 above has been shown and described with respect to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, it is usually in the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

100, 410 : 대상 노드
200-1, 200-1,..., 200-n, 420-1,...,420-n : 복수의 노드
300 : 자원 사용 상태 인지 장치
310 : 수신부 320 : 저장부
330 : 위치 추정부 340 : 검출부
350 : 판단부
430 : 간섭 요인(장애물)100, 410: target node
200-1, 200-1, ..., 200-n, 420-1, ..., 420-n
300: resource usage state aware device
310: receiver 320: storage
330: position estimation unit 340: detection unit
350: judgment unit
430: interference factor (obstacle)

Claims (16)

인지 장치의 자원 사용 상태 인지 방법에 있어서,
자원을 할당받은 대상 노드에 대하여 각각 측정한 수신 신호 에너지값 및 상기 대상 노드의 자원 사용 상태에 대하여 각각 판단한 판단 값을, 복수의 노드로부터 수신하는 단계;
상기 판단 값들을 이용하여 상기 대상 노드의 위치를 추정하는 단계;
상기 대상 노드의 위치, 상기 복수의 노드 각각의 위치, 상기 복수의 노드 각각으로부터 수신된 수신 신호 에너지값을 이용하여, 수신 장애 상태인 노드들을 확인하는 단계; 및
상기 복수의 노드들 중에서 상기 수신 장애 상태인 노드들을 제외한 나머지 노드들에 기초하여, 상기 대상 노드의 자원 사용 상태를 결정하는 단계;를 포함하는 자원 사용 상태 인지 방법.In the method of recognizing the resource usage state of the recognition device,
Receiving, from a plurality of nodes, a received signal energy value measured for each of the target nodes to which resources have been allocated and a determination value respectively determined for the resource usage state of the target node;
Estimating the position of the target node using the determination values;
Identifying nodes in a reception failure state by using a location of the target node, a location of each of the plurality of nodes, and a received signal energy value received from each of the plurality of nodes; And
And determining a resource usage state of the target node based on the remaining nodes other than the nodes in the reception failure state among the plurality of nodes. 제1항에 있어서,
상기 대상 노드는 주파수 자원을 할당받아서 사용 가능한 1차 사용자 노드이고, 상기 복수의 노드는 상기 주파수 자원 사용을 대기하는 2차 사용자 노드인 것을 특징으로 하는 자원 사용 상태 인지 방법.The method of claim 1,
And the target node is a primary user node that can receive and use a frequency resource, and the plurality of nodes are secondary user nodes waiting to use the frequency resource. 제2항에 있어서,
상기 대상 노드의 위치를 추정하는 단계는,
상기 복수의 노드 중에서, 상기 대상 노드가 상기 자원을 사용 중이라고 판단한 제1 판단 값을 전송한 노드를 확인하는 단계;
상기 확인된 노드의 위치를 기초로 상기 대상 노드의 위치를 1차 추정하는 단계;
상기 1차 추정된 대상 노드의 위치를 기준으로, 신호 전달 영역을 특정하는 단계;
상기 확인된 노드의 위치가 상기 신호 전달 영역에 포함되도록 상기 신호 전달 영역을 쉬프트하는 단계; 및
상기 쉬프트된 신호 전달 영역의 중심 점을 상기 대상 노드의 위치로 최종 추정하는 단계;를 포함하는 자원 사용 상태 인지 방법.3. The method of claim 2,
Estimating the location of the target node,
Identifying a node from among the plurality of nodes that has transmitted a first determination value determined by the target node to use the resource;
Firstly estimating the location of the target node based on the identified node location;
Specifying a signal transmission area based on the position of the first estimated target node;
Shifting the signal propagation area such that the location of the identified node is included in the signal propagation area; And
And finally estimating a center point of the shifted signal transmission area as a location of the target node. 제3항에 있어서,
상기 대상 노드의 위치를 1차 추정하는 단계는,
아래 수학식을 이용하여 상기 대상 노드의 위치를 1차 추정하는 것을 특징으로 하는 자원 사용 상태 인지 방법:
Figure 112010062877218-pat00050
및
Figure 112010062877218-pat00051

또는
Figure 112010062877218-pat00052
및
Figure 112010062877218-pat00053

여기서,
Figure 112010062877218-pat00054
,
Figure 112010062877218-pat00055
는 상기 대상 노드의 추정 위치에 대한 각 x, y 좌표값이고, xk, yk는 상기 대상 노드가 자원을 사용한다고 판단한 각 노드의 각 x, y 좌표값이고, k는 상기 대상 노드가 자원을 사용한다고 판단한 노드의 인덱스(index)이고, N은 상기 대상 노드가 자원을 사용한다고 판단한 노드의 총 수이고, wk는 가중치 변수이다.The method of claim 3,
The first step of estimating the position of the target node,
A method of recognizing a resource usage state, wherein the position of the target node is first estimated using the following equation:
Figure 112010062877218-pat00050
And
Figure 112010062877218-pat00051

or
Figure 112010062877218-pat00052
And
Figure 112010062877218-pat00053

here,
Figure 112010062877218-pat00054
,
Figure 112010062877218-pat00055
Are the x, y coordinate values of the estimated position of the target node, x k , y k is the x, y coordinate value of each node determined that the target node uses the resource, k is the resource Is the index of the node determined to use, N is the total number of nodes determined that the target node uses the resource, w k is a weight variable. 제4항에 있어서,
상기 쉬프트하는 단계는,
아래의 수학식을 이용하여 상기 신호 전달 영역을 쉬프트하는 것을 특징으로 하는 자원 사용 상태 인지 방법:
Figure 112010062877218-pat00056
및
Figure 112010062877218-pat00057

여기서, Xpush, Ypush는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치에서 각 x, y축으로 이동하는 벡터이고, x0, y0는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치이고, xi, yi는 상기 대상 노드의 신호 전달 영역에 포함되어 있으나, 상기 대상 노드의 주파수 자원 사용을 판단하지 못한 노드의 위치이고, i는 상기 판단하지 못한 노드들의 인덱스이다.5. The method of claim 4,
The shifting step,
A resource usage status recognition method characterized by shifting the signal transmission region using the following equation:
Figure 112010062877218-pat00056
And
Figure 112010062877218-pat00057

Here, X push and Y push are vectors moving along each of the x and y axes at positions of the first estimated target node, x 0 , y 0 are positions of the first estimated target node, and x i , y i is included in the signal transmission area of the target node, but is the position of the node that has not determined the frequency resource usage of the target node, and i is the index of the undetermined nodes. 제5항에 있어서,
상기 쉬프트하는 단계는,
아래의 수학식을 이용하여 상기 신호 전달 영역을 쉬프트하는 것을 특징으로 하는 자원 사용 상태 인지 방법:
Figure 112013103031444-pat00058
및
Figure 112013103031444-pat00059

여기서, Xpush, Ypush는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치에서 각 x, y축으로 이동하는 벡터이고, x0, y0는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치이고, xj, yj는 상기 대상 노드의 신호 전달 영역에 포함되어 있지 않지만, 상기 대상 노드가 특정 주파수 자원을 사용하고 있다고 판단한 노드의 위치이고, j는 상기 판단한 노드들의 인덱스(index)이다.6. The method of claim 5,
The shifting step,
A resource usage status recognition method characterized by shifting the signal transmission region using the following equation:
Figure 112013103031444-pat00058
And
Figure 112013103031444-pat00059

Here, X push and Y push are vectors moving along each x and y axis from the position of the first estimated target node, x 0 , y 0 are positions of the first estimated target node, and x j , y j is not included in the signal transmission area of the target node, but is a position of the node determined that the target node uses a specific frequency resource, and j is an index of the determined nodes. 제1항에 있어서,
상기 수신 장애 상태인 노드들을 확인하는 단계는,
상기 대상 노드의 위치 및 상기 복수의 노드 각각의 위치를 비교하여, 상기 복수의 노드 각각에서의 수신 신호 에너지 값을 추정하는 단계;
상기 추정된 수신 신호 에너지 값과, 상기 복수의 노드 각각으로부터 수신된 수신 신호 에너지 값을 비교하는 단계; 및,
상기 비교 결과, 상기 수신된 수신 신호 에너지 값이 상기 추정된 수신 신호 에너지 값보다 기 설정된 임계 범위 이상으로 낮은 노드를 상기 수신 장애 상태인 노드들로 결정하는 단계;를 포함하는 자원 사용 상태 인지 방법.The method of claim 1,
Identifying the nodes in the reception failure state,
Estimating a received signal energy value at each of the plurality of nodes by comparing the position of the target node and the position of each of the plurality of nodes;
Comparing the estimated received signal energy value with a received signal energy value received from each of the plurality of nodes; And
And determining, as nodes, nodes having the reception failure state that the received received signal energy value is lower than a predetermined threshold range from the estimated received signal energy value. 제7항에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
아래의 수학식을 이용해 상기 수신 장애 상태인 노드들을 검출하는 것을 특징으로 하는 자원 사용 상태 인지 방법:
Figure 112010062877218-pat00060

여기서, RSScalculate은 상기 대상 노드의 위치와 상기 복수의 노드 사이의 거리에 따라 이론적으로 계산된 신호의 세기, RSSmeasure은 상기 복수의 노드가 실제로 측정한 수신 신호 세기,ε은 임계값이다.8. The method of claim 7,
Wherein the determining comprises:
Resource usage status recognition method characterized in that for detecting the nodes in the reception failure state using the following equation:
Figure 112010062877218-pat00060

Here, RSS calculate is the strength of the signal theoretically calculated according to the position of the target node and the distance between the plurality of nodes, RSS measure is the received signal strength, ε actually measured by the plurality of nodes is a threshold value. 자원 사용 상태 인지하는 자원 사용 상태 인지 장치에 있어서,
자원을 할당받은 대상 노드에 대하여 각각 측정한 수신 신호 에너지값 및 상기 대상 노드의 자원 사용 상태에 대하여 각각 판단한 판단 값을, 복수의 노드로부터 수신하는 수신부;
상기 수신 신호 에너지값과 판단 값을 저장하는 저장부;
상기 판단 값들을 이용하여 상기 대상 노드의 위치를 추정하는 위치 추정부;
상기 대상 노드의 위치, 상기 복수의 노드 각각의 위치, 상기 복수의 노드 각각으로부터 수신된 수신 신호 에너지값을 이용하여, 수신 장애 상태인 노드들을 확인하는 검출부; 및
상기 복수의 노드들 중에서 상기 수신 장애 상태인 노드들을 제외한 나머지 노드들에 기초하여, 상기 대상 노드의 자원 사용 상태를 결정하는 판단부;를 포함하는 자원 사용 상태 인지 장치.In the apparatus for recognizing resource usage state,
A receiver configured to receive, from a plurality of nodes, a received signal energy value measured for each of the target nodes to which resources have been allocated and a determination value respectively determined for the resource usage state of the target node;
A storage unit which stores the received signal energy value and the determined value;
A position estimating unit estimating a position of the target node using the determination values;
A detector for identifying nodes in a reception failure state by using the location of the target node, the location of each of the plurality of nodes, and the received signal energy value received from each of the plurality of nodes; And
And a determination unit configured to determine a resource use state of the target node based on the remaining nodes other than the nodes in the reception failure state among the plurality of nodes. 제9항에 있어서,
상기 대상 노드는 주파수 자원을 할당받아서 사용 가능한 1차 사용자 노드이고, 상기 복수의 노드는 상기 주파수 자원 사용을 대기하는 2차 사용자 노드인 것을 특징으로 하는 자원 사용 상태 인지 장치.10. The method of claim 9,
The target node is a primary user node that can be used by receiving a frequency resource, and the plurality of nodes is a secondary user node waiting for the use of the frequency resource, the resource usage state recognizing apparatus. 제10항에 있어서,
상기 위치 추정부는,
상기 복수의 노드 중에서, 상기 대상 노드가 상기 자원을 사용 중이라고 판단한 제1 판단 값을 전송한 노드를 확인하고, 상기 확인된 노드의 위치를 기초로 상기 대상 노드의 위치를 1차 추정하고, 상기 1차 추정된 대상 노드의 위치를 기준으로, 신호 전달 영역을 특정하며, 상기 확인된 노드의 위치가 상기 신호 전달 영역에 포함되도록 상기 신호 전달 영역을 쉬프트하고, 상기 쉬프트된 신호 전달 영역의 중심 점을 상기 대상 노드의 위치로 최종 추정하는 자원 사용 상태 인지 장치.11. The method of claim 10,
The position estimating unit,
Among the plurality of nodes, identify a node that has transmitted a first determination value determined by the target node to use the resource, and first estimate the position of the target node based on the identified node location, and 1 A signal transmission region is specified based on the estimated position of the target node, and the signal transmission region is shifted so that the identified node position is included in the signal transmission region, and the center point of the shifted signal transmission region is determined. And a resource usage state recognizing apparatus for finally estimating the position of the target node. 제11항에 있어서,
상기 위치 추정부는,
아래 수학식을 이용하여 상기 대상 노드의 위치를 1차 추정하는 것을 특징으로 하는 자원 사용 상태 인지 장치:
Figure 112010062877218-pat00061
및
Figure 112010062877218-pat00062

또는
Figure 112010062877218-pat00063
및
Figure 112010062877218-pat00064

여기서,
Figure 112010062877218-pat00065
,
Figure 112010062877218-pat00066
는 상기 대상 노드의 추정 위치에 대한 각 x, y 좌표값이고, xk, yk는 상기 대상 노드가 자원을 사용한다고 판단한 각 노드의 각 x, y 좌표값이고, k는 상기 대상 노드가 자원을 사용한다고 판단한 노드의 인덱스(index)이고, N은 상기 대상 노드가 자원을 사용한다고 판단한 노드의 총 수이고, wk는 가중치 변수이다.12. The method of claim 11,
The position estimating unit,
An apparatus for recognizing a resource usage state, wherein the position of the target node is first estimated using the following equation:
Figure 112010062877218-pat00061
And
Figure 112010062877218-pat00062

or
Figure 112010062877218-pat00063
And
Figure 112010062877218-pat00064

here,
Figure 112010062877218-pat00065
,
Figure 112010062877218-pat00066
Are the x, y coordinate values of the estimated position of the target node, x k , y k is the x, y coordinate value of each node determined that the target node uses the resource, k is the resource Is the index of the node determined to use, N is the total number of nodes determined that the target node uses the resource, w k is a weight variable. 제12항에 있어서,
상기 위치 추정부는,
아래의 수학식을 이용하여 상기 신호 전달 영역을 쉬프트하는 것을 특징으로 하는 자원 사용 상태 인지 장치:
Figure 112010062877218-pat00067
및
Figure 112010062877218-pat00068

여기서, Xpush, Ypush는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치에서 각 x, y축으로 이동하는 벡터이고, x0, y0는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치이고, xi, yi는 상기 대상 노드의 신호 전달 영역에 포함되어 있으나, 상기 대상 노드의 주파수 자원 사용을 판단하지 못한 노드의 위치이고, i는 상기 판단하지 못한 노드들의 인덱스이다.13. The method of claim 12,
The position estimating unit,
An apparatus for recognizing a resource usage state, wherein the signal transmission region is shifted by using the following equation:
Figure 112010062877218-pat00067
And
Figure 112010062877218-pat00068

Here, X push and Y push are vectors moving along each of the x and y axes at positions of the first estimated target node, x 0 , y 0 are positions of the first estimated target node, and x i , y i is included in the signal transmission area of the target node, but is the position of the node that has not determined the frequency resource usage of the target node, and i is the index of the undetermined nodes. 제13항에 있어서,
상기 위치 추정부는,
아래의 수학식을 이용하여 상기 신호 전달 영역을 쉬프트하는 것을 특징으로 하는 자원 사용 상태 인지 장치:
Figure 112013103031444-pat00069
및
Figure 112013103031444-pat00070

여기서, Xpush, Ypush는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치에서 각 x, y축으로 이동하는 벡터이고, x0, y0는 상기 1차로 추정된 대상 노드의 위치이고, xj, yj는 상기 대상 노드의 신호 전달 영역에 포함되어 있지 않지만, 상기 대상 노드가 특정 주파수 자원을 사용하고 있다고 판단한 노드의 위치이고, j는 상기 판단한 노드들의 인덱스(index)이다.14. The method of claim 13,
The position estimating unit,
An apparatus for recognizing a resource usage state, wherein the signal transmission region is shifted by using the following equation:
Figure 112013103031444-pat00069
And
Figure 112013103031444-pat00070

Here, X push and Y push are vectors moving along each x and y axis from the position of the first estimated target node, x 0 , y 0 are positions of the first estimated target node, and x j , y j is not included in the signal transmission area of the target node, but is a position of the node determined that the target node uses a specific frequency resource, and j is an index of the determined nodes. 제9항에 있어서,
상기 검출부는,
상기 대상 노드의 위치 및 상기 복수의 노드 각각의 위치를 비교하여, 상기 복수의 노드 각각에서의 수신 신호 에너지 값을 추정하고, 상기 추정된 수신 신호 에너지 값과, 상기 복수의 노드 각각으로부터 수신된 수신 신호 에너지 값을 비교하며, 상기 비교 결과, 상기 수신된 수신 신호 에너지 값이 상기 추정된 수신 신호 에너지 값보다 기 설정된 임계 범위 이상으로 낮은 노드를 상기 수신 장애 상태인 노드들로 결정하는 자원 사용 상태 인지 장치.10. The method of claim 9,
Wherein:
The position of the target node and the position of each of the plurality of nodes are compared to estimate a received signal energy value at each of the plurality of nodes, the estimated received signal energy value and the received received from each of the plurality of nodes. Compares a signal energy value, and, as a result of the comparison, determines whether the received resource energy value is a resource usage state for determining nodes having a reception failure state that are lower than a predetermined threshold range. Device. 제15항에 있어서,
상기 검출부는,
아래의 수학식을 이용해 상기 수신 신호 장애 상태인 노드들을 검출하는 것을 특징으로 하는 자원 사용 상태 인지 장치:
Figure 112010062877218-pat00071

여기서, RSScalculate은 상기 대상 노드의 위치와 상기 복수의 노드 사이의 거리에 따라 이론적으로 계산된 신호의 세기, RSSmeasure은 상기 복수의 노드가 실제로 측정한 수신 신호 세기,ε은 임계값이다.

16. The method of claim 15,
Wherein:
An apparatus for recognizing a resource usage state, which detects nodes in the reception signal failure state by using the following equation:
Figure 112010062877218-pat00071

Here, RSS calculate is the strength of the signal theoretically calculated according to the position of the target node and the distance between the plurality of nodes, RSS measure is the received signal strength, ε actually measured by the plurality of nodes is a threshold value.

KR1020100094484A 2010-09-29 2010-09-29 Apparatus for cognitive radio and method thereof KR101380397B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100094484A KR101380397B1 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Apparatus for cognitive radio and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100094484A KR101380397B1 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Apparatus for cognitive radio and method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120032919A KR20120032919A (en) 2012-04-06
KR101380397B1 true KR101380397B1 (en) 2014-04-02

Family

ID=46135834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100094484A KR101380397B1 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Apparatus for cognitive radio and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101380397B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101992834B1 (en) * 2017-09-01 2019-06-26 고려대학교 산학협력단 System and method of phase-aware directional rf energy transmission algorithm

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070048553A (en) * 2005-11-05 2007-05-09 삼성전자주식회사 Efficient spectrum sensing method and procedure in cognitive radio environment
WO2009087048A1 (en) 2008-01-09 2009-07-16 Alcatel Lucent Method of operating a cognitive radio device and cognitive radio device
WO2010035159A1 (en) 2008-09-29 2010-04-01 Koninklijke Philips Electronics, N.V. A cognitive radio device and method for determining channel occupancy
KR20100080515A (en) * 2007-08-28 2010-07-08 모토로라 인코포레이티드 Method for addressing user location errors in a cognitive radio system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070048553A (en) * 2005-11-05 2007-05-09 삼성전자주식회사 Efficient spectrum sensing method and procedure in cognitive radio environment
KR20100080515A (en) * 2007-08-28 2010-07-08 모토로라 인코포레이티드 Method for addressing user location errors in a cognitive radio system
WO2009087048A1 (en) 2008-01-09 2009-07-16 Alcatel Lucent Method of operating a cognitive radio device and cognitive radio device
WO2010035159A1 (en) 2008-09-29 2010-04-01 Koninklijke Philips Electronics, N.V. A cognitive radio device and method for determining channel occupancy

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120032919A (en) 2012-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8200242B2 (en) Enhanced wireless node location using differential signal strength metric
US7116988B2 (en) Location of wireless nodes using signal strength weighting metric
JP5408586B2 (en) Power control method, cognitive radio communication system, and radio communication device in cognitive radio communication
KR101469659B1 (en) Method for controlling random access for the efficient sensing of the cooperative spectrum in a cognitive radio-based frequency resource sharing system
US7616555B2 (en) Minimum variance location estimation in wireless networks
JP5853995B2 (en) Cooperative spectrum sensing method and in-vehicle wireless communication device
US8737921B2 (en) Communication system of detecting victim terminal and performing interference coordination in multi-cell environments
TWI385410B (en) Frequency hopping method for localization system
CN106856418B (en) Cooperative spectrum sensing method in cognitive vehicle-mounted ad hoc network
Di Felice et al. WI-LO: Wireless indoor localization through multi-source radio fingerprinting
Ahsant et al. A review of cooperative spectrum sensing in cognitive radios
KR101380397B1 (en) Apparatus for cognitive radio and method thereof
Tanbourgi et al. Adaptive frequency hopping in ad hoc networks with Rayleigh fading and imperfect sensing
KR101793924B1 (en) Position estimation apparatus and position estimation method
Nasif et al. Opportunistic spectrum sharing with multiple cochannel primary transmitters
Ishida et al. Evaluation of BLE separate channel fingerprinting in practical environment
KR101646658B1 (en) Methods of cooperative sensing using optimizing threshold in CR, and apparatus thereof
KR101347885B1 (en) Apparatus for cognitive radio and method thereof
KR101747239B1 (en) A novel routing protocol for cognitive radio networks with cooperation process
Tohidi et al. Sensor selection for model-free source localization: where less is more
Zarif et al. Hybrid Technique for Spectrum Sharing in Cognitive Radio Networks for the Internet of Things
KR101953607B1 (en) Backscatter system and uplink communication method using the same
Ravi et al. Practical Server-side Indoor Localization: Tackling Cardinality & Outlier Challenges
JÚNIOR¹ et al. Network Hardware Review for a Location System
Noureddine et al. Rss-based clustering of mobile terminals for localization in wireless networks

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170525

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180327

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee