KR101386972B1 - 사이클릭 프리픽스를 이용한 간섭 판단 장치 및 그 방법 - Google Patents

사이클릭 프리픽스를 이용한 간섭 판단 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

간섭 판단 장치가 개시된다. 간섭 판단 장치는 제1 네트워크(primary network)의 제1 신호 및 제2 네트워크(secondary network)의 제2 신호를 수신하는 신호 수신부, 상기 제1 신호에 포함된 제1 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix)의 상호 상관값 및 상기 제2 신호에 포함된 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 계산하는 상호 상관기(correlator) 및 상기 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 간섭 판단부를 포함한다.
간섭, 인지 무선, 사이클릭 프리픽스, 상호 상관, OFDM

Description

사이클릭 프리픽스를 이용한 간섭 판단 장치 및 그 방법{DEVICE FOR DETERMINING INTERFERENCE USING CYCLIC PREFIX AND METHOD THEREOF}
본 발명은 인지 무선 기술을 사용하는 경우, 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨이 어느 정도인지 판단하는 간섭 판단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근, 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 기술에 관한 다양한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 그 중 가장 부각되고 있는 기술 중 하나가 인지 무선(Cognitive Radio, CR) 기술이다.
인지 무선 기술은 한정된 주파수 자원을 재활용하여 보다 효율적으로 주파수 자원을 사용하는 기술이다. 즉, 인지 무선 기술에 따르면, 제2(secondary) 네트워크에 속하는 통신 장치는 제1(primary) 네트워크에서 사용되지 않는 주파수 자원을 주기적 또는 비주기적으로 센싱(Sensing)하여 사용 가능한(available) 주파수 자원을 인지하고, 인지된 사용 가능한 주파수 자원을 이용하여 데이터를 송/수신한다.
다만, 사용 가능한 주파수 자원에 대하여 제1 네트워크가 우선 권한을 가지므로, 제2 네트워크의 신호와 제1 네트워크의 신호가 충돌할 염려가 있는 경우, 제 2 네트워크의 통신 장치는 통신 동작을 정지하거나, 사용 중인 주파수 자원을 변경하여야 한다.
결국, 제2 네트워크의 통신 장치는 제1 네트워크의 신호가 존재하는지 여부 또는 제1 네트워크의 신호로 인한 간섭 레벨 등을 판단할 필요가 있다. 게다가, 제1 네트워크의 통신 장치도 제2 네트워크의 신호의 존재 유무 등을 판단할 필요가 있다.
특히, 최근 많은 통신 시스템들은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하고 있으므로, OFDM 방식을 사용하는 통신 시스템에서 인지 무선 기술을 사용하기 위한 간섭 판단 장치 및 그 방법이 필요하다.
본 발명의 일실시예에 따른 간섭 판단 장치는 제1 네트워크(primary network)의 제1 신호 및 제2 네트워크(secondary network)의 제2 신호를 수신하는 신호 수신부, 상기 제1 신호에 포함된 제1 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix)의 상호 상관값 및 상기 제2 신호에 포함된 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 계산하는 상호 상관기(correlator) 및 상기 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 간섭 판단부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 간섭 판단 방법은 제1 네트워크(primary network)의 제1 신호 및 제2 네트워크(secondary network)의 제2 신호를 수신하는 단계, 상기 제1 신호에 포함된 제1 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix)의 상호 상관값 및 상기 제2 신호에 포함된 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 계산하는 단계 및 상기 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 간섭 판단 장치 및 그 방법은 수신 신호에 포함된 사이클릭 프리픽스를 이용하여 효율적으로 제1 네트워크 및 제2 네트워크 사이에 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 간섭 판단 장치 및 그 방법은 별도의 제1 신호를 인지하기 위한 별도의 시간 구간을 할당하지 않고도 효과적으로 제1 신호를 인지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 네트워크 및 제2 네트워크의 일예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 제1 네트워크는 제1 기지국 및 제1 단말을 포함하며, 제2 네트워크는 제2 기지국 및 제2 단말을 포함한다. 이 때, 제1 기지국, 제1 단말, 제2 기지국 및 제2 단말은 직교 주파수 다중 접속(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 신호를 송/수신할 수 있다.
이 때, 제2 단말 또는 제2 기지국은 제1 네트워크에 할당된 주파수 자원 중 일부 또는 전부를 인지 무선 기술을 이용하여 사용 가능한(available) 주파수 자원으로 인지할 수 있다. 그리고, 제2 단말 또는 제2 기지국은 인지된 사용 가능한 주파수 자원을 이용하여 제2 신호를 서로 송/수신할 수 있다.
즉, 제2 단말이 사용 가능한 주파수 자원을 이용하여 업 링크(up-link) 시간에서 제2 신호를 기지국으로 전송할 수 있으며, 제2 기지국이 사용 가능한 주파수 자원을 이용하여 다운 링크(down-link) 시간에서 제2 신호를 제2 단말로 전송할 수 있다. 다만, 제1 단말 또는 제1 기지국은 제2 단말 또는 제2 기지국이 신호를 송/수신하고 있는지 여부를 고려하지 않고, 독립적으로 미리 할당된 주파수 자원을 사용할 수 있다.
이 때, 제2 기지국 또는 제2 단말로부터 전송된 제2 신호는 제1 단말 또는 제1 기지국에서 수신될 수 있다. 만약, 제2 신호로 인해 제1 단말 또는 제1 기지국에서 발생하는 간섭이 존재하거나, 간섭 레벨이 임계값보다 크다면, 제1 단말 또는 제1 기지국이 정상적인 통신 동작을 수행하지 못할 수 있다. 마찬가지로, 제1 단말 또는 제1 기지국으로부터 전송되는 제1 신호도 제2 단말 또는 제2 기지국에서 간섭으로 작용할 수 있다.
다만, 제2 단말 또는 제2 기지국이 사용 가능한 주파수 자원을 사용 중이더라도, 제1 기지국 또는 제1 단말이 그 사용 가능한 주파수 자원에 대한 우선 권한을 가질 수 있다. 이 때, 제2 신호가 제1 기지국 또는 제1 단말에서 간섭으로 작용하거나, 간섭 레벨이 임계값 이상인 경우, 제2 기지국 또는 제2 단말은 사용 중인 사용 가능한 주파수 자원을 변경하거나, 통신 동작을 정지해야 한다.
도 2는 본 발명의 간섭 판단 장치에서 수신되는 제1 신호 및 제2 신호의 구조의 일예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 신호 및 제2 신호는 사이클릭 프리픽스(Cyclic Prefix, CP)를 포함한다.
이 때, 제1 신호는 제1 단말 또는 제1 기지국으로부터 전송된 신호이며, 제2 신호는 제2 단말 또는 제2 기지국으로부터 전송된 신호이다. 일반적으로, OFDM 방식으로 부호화된 심볼들은 인접하고 있는 심볼들 사이에 발생하는 간섭을 방지하기 위하여 보호 구간(guard interval)을 포함한다. 이 때, 보호 구간에 삽입되는 신호를 사이클릭 프리픽스라고 하며, 사이클릭 프리픽스는 유효 심볼 구간 중 마지막 구간의 신호가 복사되어 보호 구간에 삽입된다.
또한, 제1 신호에 포함된 제1 사이클릭 프리픽스(CP1)의 길이는 LCP1이며, 제1 신호의 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transformation, FFT)의 윈도우의 길이는 N1이다. 또한, 제2 신호에 포함된 제2 사이클릭 프리픽스(CP2)의 길이는 LCP2이며, 제2 신호의 고속 푸리에 변환의 윈도우의 길이는 N2이다.
이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 간섭 판단 장치가 제2 단말에 설치되었다고 가정한다. 만약, 제2 단말이 제1 신호가 존재하거나, 제2 신호가 제1 단말 또는 제1 기지국의 정상적인 통신 동작을 방해하는 것으로 판단한다면, 제2 단말은 수행 중인 통신 동작을 정지하거나, 사용 중인 주파수 자원을 변경하여야 한다.
이 때, 제2 단말은 사이클릭 프리픽스의 특성을 이용하여 제2 신호뿐만 아니라 제1 신호의 존재 여부를 판단할 수 있다. 즉, 제1 신호는 제1 신호의 데이터 프레임 중 마지막 구간의 신호가 복사된 제1 사이클릭 프리픽스(CP1)를 포함하며, 제2 신호는 제2 신호의 데이터 프레임 중 마지막 구간의 신호가 복사된 제2 사이클릭 프리픽스(CP2)를 포함한다. 이 때, 제1 사이클릭 프리픽스(CP1)와 제1 신호의 데이터 프레임 중 마지막 구간의 신호는 동일하고, 제2 사이클릭 프리픽스(CP2)와 제2 신호의 데이터 프레임 중 마지막 구간의 신호는 동일하다. 따라서, 제2 단말은 제1 사이클릭 프리픽스(CP1)에 대한 상호 상관값과 제2 사이클릭 프리픽스(CP2) 에 대한 상호 상관값을 계산함으로써 제1 신호 및 제2 신호가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
즉, 제1 신호가 존재한다면, 제1 사이클릭 프리픽스(CP1)와 제1 신호의 데이터 프레임 중 마지막 구간에 포함된 신호 사이의 상호 상관값은 특정 레벨 이상으로 계산될 수 있다. 마찬가지로, 제2 신호가 존재한다면, 제2 사이클릭 프리픽스(CP2)에 대한 상호 상관값도 특정 레벨 이상으로 계산될 수 있다. 따라서, 제1 신호 및 제2 신호가 존재한다면, 제2 단말은 제1 사이클릭 프리픽스(CP1)의 상호 상관값 및 제2 사이클릭 프리픽스(CP2)의 상호 상관값을 특정 레벨 이상으로 계산할 수 있다.
예를 들어, 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 사이클릭 프리픽스(CP1)의 시작점이 동일한 경우, 제1 사이클릭 프리픽스(CP1)와 제1 신호의 데이터 프레임 중 마지막 구간에 포함된 신호 사이의 상호 상관값은 이론적으로 '1'이 될 것이다. 마찬가지로, 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제2 사이클릭 프리픽스(CP2)의 시작점이 동일한 경우, 제2 사이클릭 프리픽스(CP2)와 제2 신호의 데이터 프레임 중 마지막 구간에 포함된 신호의 상호 상관값은 이론적으로 '1'이 될 것이다. 따라서, 제2 단말은 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값과 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 계산함으로써 제2 신호뿐만 아니라 제1 신호가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 간섭 판단 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 간섭 판단 장치는 신호 수신부(310), 상호 상관기(320) 및 간섭 판단부(330)를 포함한다.
신호 수신부(310)는 제1 네트워크의 제1 신호 및 제2 네트워크의 제2 신호를 수신한다. 이 때, 제1 신호는 제1 네트워크에 속하는 단말 또는 기지국으로부터 전송되는 신호이며, 제2 신호는 제2 네트워크에 속하는 단말 또는 기지국으로부터 전송되는 신호일 수 있다.
상호 상관기(320)는 제1 신호에 포함된 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 신호에 포함된 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 계산한다. 이 때, 상호 상관기(320)는 제1 사이클릭 프리픽스의 길이, 제2 사이클릭 프리픽스의 길이, 제1 신호의 고속 푸리에 변환의 윈도우 길이 및 제2 신호의 고속 푸리에 변환의 윈도우 길이를 이용하여 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 계산할 수 있다.
도 2에 도시된 제1 신호 및 제2 신호를 참조하여, 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값(R1(n)) 및 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값(R2(n))은 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112007076670232-pat00001
(r(n): 제1 신호 및 제2 신호를 포함하는 수신 신호, n: 샘플 인덱스)
또한, 간섭 판단부(330)는 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 이용하여 제1 네트워크 및 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단한다.
이 때, 간섭 판단부(330)는 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값의 시간에 따른 패턴을 이용하여 제1 네트워크 및 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단할 수 있다.
제1 신호 및 제2 신호가 수신되는 동안, 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 신호의 상호 상관값은 주기적으로 특정 레벨 이상으로 계산될 수 있다. 즉, 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값은 N1 시간마다 특정 레벨 이상으로 계산될 수 있으며, 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값은 N2 시간마다 특정 레벨 이상으로 계산될 수 있다. 이 때, 간섭 판단부(330)는 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값이 주기적으로 변하는 패턴을 이용하여 제1 네트워크 및 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단할 수 있다.
이 때, 간섭 판단부(330)는 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 비교하고, 비교 결과를 이용하여 제1 네트워크 및 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단할 수 있다.
예를 들어, N1 시간마다 상호 상관값이 기 설정된 임계값 보다 큰 '0.8'로 계산된다면, 간섭 판단부(330)는 제1 사이클릭 프리픽스의 존재 및 제1 신호의 존재를 인지하고, 제1 네트워크 및 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단할 수 있다.
이 때, 간섭 판단부(330)는 제1 네트워크 및 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있거나, 간섭 레벨이 기 설정된 임계값 이상인 것으로 판단되는 경우, 경고 신호를 생성한다. 이 때, 생성된 경고 신호가 제2 단말 또는 제2 기지국으로 전송되는 경우, 제2 단말 또는 제2 기지국은 수행 중인 통신 동작을 정지하거나, 사용 중인 주파수 자원을 변경할 수 있다.
또한, 제1 신호 및 제2 신호는 제1 가공 사이클릭 프리픽스 및 제2 가공 사 이클릭 프리픽스를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 가공 사이클릭 프리픽스는 제1 가공 코드를 이용하여 제1 사이클릭 프리픽스가 가공된 것이고, 제2 가공 사이클릭 프리픽스는 제2 가공 코드를 이용하여 제2 사이클릭 프리픽스가 가공된 것이다. 이 때, 상호 상관기(320)는 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 계산할 수 있고, 간섭 판단부(330)는 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 이용하여 간섭이 존재하는지 여부 및 간섭 레벨을 판단할 수 있다. 이와 관련하여서는 도 7 내지 도 9와 관련하여 상세히 설명한다.
도 4는 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 사이클릭 프리픽스의 시작점이 동일한 경우, 제1 신호의 일예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상호 상관값 계산 윈도우(correlation window)의 시작점과 제1 사이클릭 프리픽스의 시작점이 동일함을 알 수 있다. 이 때, r(n+k)와 r(n+k+N1)은 같으므로, 상기 수학식 1을 이용하여 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값(R1(n))은 하기 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112007076670232-pat00002
상기 수학식 2를 참조하면, 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 사이클릭 프리픽스의 시작점이 동일한 경우, 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값은 이론적으로 '1'이 됨을 알 수 있다. 따라서, 제1 신호가 수신되는 동안, 상호 상관기(320)가 상호 상관값 계산 윈도우를 시간적으로 이동하면서 연산을 수행한다면, 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 사이클릭 프리픽스의 시작점이 동일한 경우, 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값은 '1'로 계산될 것이다. 만약, 상호 상관기(320)가 오랜 시간 동안 연산을 수행한다면, 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값은 주기적으로 N1 시간마다 '1'이 될 것이다.
또한, 도 4에는 도시되지 아니하였으나, 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값도 주기적으로 N2 시간마다 '1'이 될 것이다.
도 5는 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 사이클릭 프리픽스의 시작점이 다른 경우, 제1 신호의 일예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상호 상관값 계산 윈도우(correlation window)의 시작점과 제1 사이클릭 프리픽스의 시작점의 위치는 다르다.
이 때, 상호 상관값 계산 윈도우(correlation window)와 제1 사이클릭 프리픽스가 중복되는 부분에 대한 상호 상관값은 특정 레벨 이상으로 계산될 것이나, 중복 되지 않는 부분에 대한 상호 상관값은 거의 '0' 또는 매우 작은 값으로 계산될 것이다. 따라서, 하기 수학식 3과 같이 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값은 '1'보다 작은 값으로 계산될 수 있다.
Figure 112007076670232-pat00003
따라서, 상기 수학식 2와 상기 수학식 3을 참조하면, 상호 상관 계산 윈도우의 시작 위치에 따라 계산되는 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값이 변화하고, 그 변화 패턴을 이용하여 제1 신호 및 제2 신호의 존재 여부가 판단될 수 있다.
도 6은 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값의 일예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 시간 t1 및 t3에서 상호 상관값이 '0.8'로 계산된다. 또한, 시간 t2 및 t4에서 상호 상관값이 '0.5'로 계산된다.
이 때, 도 6에 도시되지 아니하였으나, 시간 t1 및 t3 사이의 시간 간격은 제1 신호의 고속 푸리에 변환의 윈도우 길이인 N1이고, 시간 t2 및 t4 사이의 시간 간격은 제2 신호의 고속 푸리에 변환의 윈도우 길이인 N2일 것이다.
따라서, 도 6에 도시되지 아니하였으나, 제1 신호 및 제2 신호가 지속적으로 존재한다면, t3로부터 N1 시간이 지난 t5에서 상호 상관값은 '0.8'로 계산될 것이며, t4로부터 N1 시간이 지난 t6에서 상호 상관값은 '0.5'로 계산될 것이다.
결국, 상호 상관값의 시간에 따른 패턴을 이용하면, 제1 신호 및 제2 신호의 존재 여부가 판단될 수 있다. 게다가, 계산되는 상호 상관값들의 크기를 비교하여 제1 네트워크 및 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭 레벨이 판단될 수도 있다.
도 7은 제1 가공 사이클릭 프리픽스 및 제2 가공 사이클릭 프리픽스를 포함하는 제1 신호 및 제2 신호의 일예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 가공 사이클릭 프리픽스는 제1 가공 코드(PN1, Pseudo Noise 1)를 이용하여 제1 사이클릭 프리픽스(CP1)가 가공된 것이고, 제2 가공 사이클릭 프리픽스는 제2 가공 코드(PN2)를 이용하여 제2 사이클릭 프리픽스(CP2)가 가공된 것이다.
즉, 제1 사이클릭 프리픽스와 제2 사이클릭 프리픽스가 중첩되어 서로 간섭을 일으키는 경우, 계산된 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값의 정확성이 떨어질 수 있다. 예를 들어, 시간에 따른 상호 상관값의 변화 패턴에서 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값의 패턴이 피크(peak) 형태가 아니라, 시간에 대하여 퍼진(spread) 형태를 가질 수 있다. 왜냐 하면, 제1 사이클릭 프리픽스 및 제2 사이클릭 프리픽스가 중첩되어 존재하기 때문이다. 따라서, 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 이용하여 제1 신호 및 제2 신호가 존재하는지 여부를 판단하기 곤란할 수 있다.
다만, 본 발명의 일실시예에 따르면, 고유의 가공 코드들을 이용하여 가공된 제1 가공 사이클릭 프리픽스 및 제2 가공 사이클릭 프리픽스가 사용될 수 있다. 따라서, 고유의 가공 코드들에 의해 가공된 제1 가공 사이클릭 프리픽스 및 제2 가공 사이클릭 프리픽스가 중첩적으로 수신되더라도, 보다 정확한 상호 상관값들이 계산될 수 있다.
이 때, 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값은 하기 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112007076670232-pat00004
(P1(k): 제1 가공 코드의 k 번째 원소(element), P2(k): 제2 가공 코드의 k 번째 원소)
도 8은 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 시작점이 동일한 경우, 제1 가공 사이클릭 프리픽스를 포함하는 제1 신호의 일예를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 가공 사이클릭 프리픽스는 제1 사이클릭 프리픽스(CP1)가 제1 가공 코드(PN1)를 이용하여 가공된 것이므로, 상호 상관값 계산 윈도우에서 왼쪽 부분의 신호와 오른쪽 부분의 신호는 서로 다를 수 있다.
이 때, 상호 상관값 계산 윈도우에서 왼쪽 부분의 신호를 r1(n)이라 하고, 오른쪽 부분의 신호를 r2(n+N1)이라고 할 때, r1(n)과 r2(n+N1)의 관계는 하기 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.
r1(n) = r2(n+N1)*p1(n)
상기 수학식 5를 참조하면, 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 시작점이 동일한 경우, r1(n)은 이미 제1 가공 코드를 이용하여 가공된 것이므로, r2(n+N1)에 동일한 제1 가공 코드를 곱한 결과는 r1(n)과 동일하다.
또한, 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 시작점이 동일한 경우, 샘플 인덱스(n)는 '0'으로 설정될 수 있으므로, 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값은 하기 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112007076670232-pat00005
상기 수학식 6을 참조하면, 제2 가공 사이클릭 프리픽스가 제1 가공 사이클릭 프리픽스와 중첩하여 존재하더라도, 상호 상관값 계산 윈도우를 시간에 따라 이동함으로써, 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 시작점이 동일한 경우, 피크 형태를 갖는 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값이 계산될 수 있다.
또한, 도 8에 도시되지 아니하였으나, 제2 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값도 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값과 동일한 원리를 이용하여 계산될 수 있다.
도 9는 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 시작점이 다른 경우, 제1 가공 사이클릭 프리픽스를 포함하는 제1 신호의 일예를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 시작점이 다른 경우, 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값은 상기 수학식 4를 이용하여 하기 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112007076670232-pat00006
상기 수학식 7을 참조하면, 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 시작점이 다른 경우, n은 '0'이 아니므로 p1(n+k)p1(k)은 '1' 보다 작게 계산된다. 따라서, 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값은 '1'보다 매우 작은 값으로 계산된다.
결국, 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 시작점이 동일한 경우에만 특정 레벨 이상의 상호 상관값이 계산되고, 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 시작점이 조금이라도 다른 경우에는 매우 작은 레벨의 상호 상관값이 계산될 수 있다.
따라서, 제1 가공 사이클릭 프리픽스와 제2 가공 사이클릭 프리픽스가 중첩되어 존재하더라도, 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값과 제2 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값은 제1 가공 코드 및 제2 가공 코드로 인하여 시간에 따라 피크 형태의 값들을 가지므로, 효과적으로 제1 신호 및 제2 신호의 존재 여부가 판단될 수 있다.
또한, 도 9에 도시되지 아니하였으나, 제2 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값도 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값에 대한 계산 과정과 동일하게 계산될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 간섭 판단 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 간섭 판단 방법은 제1 네트워크(primary network)의 제1 신호 및 제2 네트워크(secondary network)의 제2 신호를 수신한다(S1010).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 간섭 판단 방법은 상기 제1 신호에 포함 된 제1 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix)의 상호 상관값 및 상기 제2 신호에 포함된 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 계산한다(S1020).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 간섭 판단 방법은 상기 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단한다(S1030).
이 때, 상기 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 단계(S1030)는 상기 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값의 시간에 따른 패턴을 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 단계일 수 있다.
이 때, 상기 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 단계(S1030)는 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있거나, 상기 간섭 레벨이 기 설정된 임계값 이상인 것으로 판단되는 경우, 경고(alarm) 신호를 생성하는 단계일 수 있다.
이 때, 상기 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 단계(S1030)는 상기 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 비교하고, 비교 결과를 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 상기 간섭 레벨을 판단하는 단계일 수 있다.
이 때, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 제1 가공 사이클릭 프리픽스 및 제2 가공 사이클릭 프리픽스를 포함하고 - 상기 제1 가공 사이클릭 프리픽스는 제1 가공 코드를 이용하여 상기 제1 사이클릭 프리픽스가 가공된 것이고, 상기 제2 가공 사이클릭 프리픽스는 제2 가공 코드를 이용하여 상기 제2 사이클릭 프리픽스가 가공된 것임 -, 상기 상호 상관값을 계산하는 단계(S1020)는 상기 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 계산하는 단계이고, 상기 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 단계(S1030)는 상기 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 단계일 수 있다.
본 발명에 따른 간섭 판단 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 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 네트워크 및 제2 네트워크의 일예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 간섭 판단 장치에서 수신되는 제1 신호 및 제2 신호의 구조의 일예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 간섭 판단 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 사이클릭 프리픽스의 시작점이 동일한 경우, 제1 신호의 일예를 도시한 도면이다.
도 5는 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 사이클릭 프리픽스의 시작점이 다른 경우, 제1 신호의 일예를 도시한 도면이다.
도 6은 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값의 일예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 간섭 판단 장치에서 수신되는 제1 가공 사이클릭 프리픽스 및 제2 가공 사이클릭 프리픽스를 포함하는 제1 신호 및 제2 신호의 일예를 도시한 도면이다.
도 8은 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 시작점이 동일한 경우, 제1 가공 사이클릭 프리픽스를 포함하는 제1 신호의 일예를 도시한 도면이다.
도 9는 상호 상관값 계산 윈도우의 시작점과 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 시작점이 다른 경우, 제1 가공 사이클릭 프리픽스를 포함하는 제1 신호의 일예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 간섭 판단 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

Claims (17)

  1. 제1 네트워크(primary network)의 제1 신호 및 제2 네트워크(secondary network)의 제2 신호를 수신하는 신호 수신부;
    상기 제1 신호에 포함된 제1 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix)의 상호 상관값 및 상기 제2 신호에 포함된 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 계산하는 상호 상관기(correlator); 및
    상기 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 간섭 판단부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 판단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 제1 가공 사이클릭 프리픽스 및 제2 가공 사이클릭 프리픽스를 포함하고 - 상기 제1 가공 사이클릭 프리픽스는 제1 가공 코드를 이용하여 상기 제1 사이클릭 프리픽스가 가공된 것이고, 상기 제2 가공 사이클릭 프리픽스는 제2 가공 코드를 이용하여 상기 제2 사이클릭 프리픽스가 가공된 것임 -,
    상기 상호 상관기는
    상기 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 가공 사이클 릭 프리픽스의 상호 상관값을 계산하고,
    상기 간섭 판단부는
    상기 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 것을 특징으로 하는 간섭 판단 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 가공 코드 및 상기 제2 가공 코드는 상기 제1 네트워크에 상응하는 제1 PN(Pseudo Noise) 코드 및 상기 제2 네트워크에 상응하는 제2 PN 코드인 것을 특징으로 하는 간섭 판단 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 간섭 판단부는
    상기 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값의 시간에 따른 패턴을 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 상기 간섭 레벨을 판단하는 것을 특징으로 하는 간섭 판단 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 간섭 판단부는
    상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있거나, 상기 간섭 레벨이 기 설정된 임계값 이상인 것으로 판단되는 경우, 경고(alarm) 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 간섭 판단 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 경고 신호는 상기 제2 네트워크에 속하는 단말로 전송되고, 상기 제2 네트워크에 속하는 단말은 업데이트된 무선 자원을 사용하거나 통신 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 간섭 판단 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 간섭 판단부는
    상기 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 비교하고, 비교 결과를 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 상기 간섭 레벨을 판단하는 것을 특징으로 하는 간섭 판단 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상호 상관기는
    상기 제1 사이클릭 프리픽스의 길이, 상기 제2 사이클릭 프리픽스의 길이, 상기 제1 신호의 고속 푸리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)의 윈도우 길이 및 상기 제2 신호의 고속 푸리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)의 윈도우 길이를 이용하여 상기 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 계산하는 것을 특징으로 하는 간섭 판단 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 방식으로 부호화된 것을 특징으로 하는 간섭 여부 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호는 상기 제1 네트워크의 하향 링크 신호 또는 상향 링크 신호를 포함하고, 상기 제2 신호는 상기 제2 네트워크의 하향 링크 신호 또는 상향 링크 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 판단 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    무선 자원의 사용에 대하여 상기 제1 네트워크는 상기 제2 네트워크보다 우선 권한을 것을 특징으로 하는 간섭 판단 장치.
  12. 제1 네트워크(primary network)의 제1 신호 및 제2 네트워크(secondary network)의 제2 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 신호에 포함된 제1 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix)의 상호 상관값 및 상기 제2 신호에 포함된 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 계산하는 단계; 및
    상기 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 판단 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 제1 가공 사이클릭 프리픽스 및 제2 가공 사이클릭 프리픽스를 포함하고 - 상기 제1 가공 사이클릭 프리픽스는 제1 가공 코드를 이용하여 상기 제1 사이클릭 프리픽스가 가공된 것이고, 상기 제2 가공 사이클릭 프리픽스는 제2 가공 코드를 이용하여 상기 제2 사이클릭 프리픽스가 가공된 것임 -,
    상기 상호 상관값을 계산하는 단계는
    상기 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값을 계산하는 단계이고,
    상기 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 단계는
    상기 제1 가공 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 가공 사이클 릭 프리픽스의 상호 상관값을 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 간섭 판단 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 단계는
    상기 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값의 시간에 따른 패턴을 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 간섭 판단 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 단계는
    상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있거나, 상기 간섭 레벨이 기 설정된 임계값 이상인 것으로 판단되는 경우, 경고(alarm) 신호를 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는 간섭 판단 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 간섭이 있는지 여부 또는 간섭 레벨을 판단하는 단계는
    상기 제1 사이클릭 프리픽스의 상호 상관값 및 상기 제2 사이클릭 프리픽스 의 상호 상관값을 비교하고, 비교 결과를 이용하여 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 사이에서 발생하는 간섭이 있는지 여부 또는 상기 간섭 레벨을 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 간섭 판단 방법.
  17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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