KR101450351B1 - Spectrum Sensing Method, and Cognitive Radio Device and System using the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스펙트럼 센싱 방법, 그리고, 이를 이용한 CR 디바이스 및 CR 시스템에 관한 것으로서, 공통 수신단으로부터 수신된 비콘 신호를 기초로 타이머를 동작시키고, 다른 제2 디바이스로부터 스펙트럼 센싱 정보가 수신되는지 여부를 판단한 후 상기 타이머가 종료되기 전에 상기 스펙트럼 센싱 정보가 수신되지 않으면, 스펙트럼 센싱을 수행함으로써, 전송횟수를 줄여 불필요한 전력소모를 줄일 수 있게 된다. After the present invention determines whether or not the spectrum sensing method, and, relates to a CR device and the CR system using the same, to operate the timer on the basis of a received beacon signal from the common receiver, the spectrum sensing information received from the other second devices If the timer is not the spectrum sensing information received before the shut down, it is possible to reduce unnecessary power consumption by performing spectrum sensing, by reducing the number of transmissions.
CR, 무선 인지 통신, 스펙트럼 센싱 CR, that the wireless communication, the spectrum sensing

Description

스펙트럼 센싱 방법, 그리고, 이를 이용한 CR 디바이스 및 CR 시스템{Spectrum Sensing Method, and Cognitive Radio Device and System using the Same} Spectrum sensing method, and, using the same devices CR and CR system {Spectrum Sensing Method, and Cognitive Radio Device and System using the Same}

스펙트럼 센싱 방법, 그리고, 이를 이용한 CR 디바이스 및 CR 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CR 환경에서의 스펙트럼 센싱 방법, 그리고, 이를 이용한 CR 디바이스 및 CR 시스템에 관한 것이다. Spectrum sensing method, and, it relates to a device and a CR CR system using the same, and more particularly, the spectrum sensing method in a CR environment, and, to a device and a CR CR system using the same.

근래에 이르러, 다양한 형태의 무선 통신 기술이 급속하게 발전하고 있으며, 이로 인해, 사용 가능한 주파수 대역이 거의 포화 상태에 이르렀다. By the recent years, it has been the rapid development of various types of wireless communication technologies, thereby, the available frequency band is used reaching near saturation.

한편, 이러한 무선 자원 부족 문제를 해결하기 위해, 무선 인지(Cognitive Radio : CR)에 관한 기술이 논의되고 있다. On the other hand, in order to solve these wireless resource shortages, cognitive radio: There has been discussion about the technology (Cognitive Radio CR). 무선 인지 기술은, 1차 사용자에게 이미 할당된 주파수 채널들에 대한 시간/공간적인 검사를 통해 사용되지 않는 주파수 채널들을 찾아내어, 1차 사용자에게 간섭을 주지 않고, 2차 사용자 자신이 사용함으로써 무선 자원을 공유하는 기술에 관한 것으로서, 무선 자원 효율을 제고시킬 수 있을 것이라는 기대를 받고 있다. Cognitive radio technology, finds a frequency channel that is not used by the time / spatial test for the already allocated frequency channel to the first user, without causing interference to the primary user, the radio by the secondary user's own use It relates to technology to share resources, getting the expectation would be able to improve the radio resource efficiency.

이러한 무선 인지 기술은, 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있다는 장점 이외에도, 돈을 내지 않고 주파수 대역을 사용함으로써, 기존의 무선 통신 서비스보다 가격이 저렴해진다는 장점 및 주파수 간섭을 일으키지 않고, 효과적으로 고속데이터를 전송할 수 있다는 장점을 가진다. Whether such wireless technology, in addition to the advantage that it can use the radio resources efficiently, by using without paying for the band, without causing any of the advantages and frequency interference becomes less expensive than the existing wireless communication service, effectively a high-speed data It has the advantage that it can be transferred.

그러나, 기존의 무선 인지 기술은, 스펙트럼 센싱의 신뢰도를 높이기 위해서 모든 모든 2차 사용자가 스펙트럼 센싱에 참여하게 되므로, 2차 사용자의 수에 비례하여 센싱 시간이 길어지게 된다. However, if existing wireless technology, becomes, so that all all the second user in order to increase the reliability of the spectrum sensing take part in spectrum sensing, in proportion to the second number of users in a longer sensing time. 그 결과, 스펙트럼 센싱으로 인해 데이터 전송이 불가능한 침묵기간이 증가하게 되는 문제점이 있다. As a result, there is a problem that the silent period is the data transmission can not be increased due to the spectrum sensing.

본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 2차 사용자 중 하나의 2차 사용자만을 스펙트럼 센싱에 참여시킴으로써, 침묵 시간이 매우 짧고, 전송 횟수를 줄일 수 있는 스펙트럼 센싱 방법, 그리고, 이를 이용한 CR 디바이스 및 CR 시스템을 제공함에 있다. The present invention been made in view of the above problems, an object of the present invention is a secondary by participating in only the spectrum sensing a second user of the user, the silent time is very short, and the spectrum sensing method that reduces the number of transmissions, and, a device and a CR CR system using the same to provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 센싱 방법은, 제1 디바이스에게 할당된 스펙트럼 대역 중 유휴 대역을 센싱하는 제2 디바이스의 스펙트럼 센싱방법에 있어서, 공통 수신단으로부터 수신된 비콘 신호를 기초로 타이머를 동작시키는 단계; In the spectrum sensing method of the second device to the spectrum sensing method according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is achieved by sensing the idle bandwidth of the spectral bandwidth allocated to the first device, a received beacon signal from the common receiving end the step of operating the base timer; 다른 제2 디바이스로부터 스펙트럼 센싱 정보가 수신되는지 여부를 판단하는 단계; Determining whether the received spectrum sensing information from the other second devices; 및 상기 타이머가 종료되기 전에 상기 스펙트럼 센싱 정보가 수신되지 않으면, 스펙트럼 센싱을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. And if the timer is not the spectrum sensing information received before the shut down, and performing a spectrum sensing; it characterized in that it comprises a.

또한, 상기 타이머는, 상기 수신된 비콘 신호의 세기가 클수록 빨리 종료되 는 것이 바람직하다. In addition, the timer, the greater the strength of the received beacon signal is preferably be prematurely terminated.

그리고, 본 실시예에 따른 스펙트럼 센싱 방법은, 상기 스펙트럼 센싱된 결과를, 상기 공통 수신단 및 상기 다른 제2 디바이스로 브로드캐스팅하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다. Then, the spectrum sensing method according to the present embodiment, the spectrum sensing results, the method comprising: broadcasting to said common receiving end and the other second devices; it is preferable to further include a.

또한, 상기 공통 수신단은, 상기 제2 디바이스 및 상기 다른 제2 디바이스로 상기 비콘 신호를 브로드캐스팅하고, 상기 제2 디바이스 및 상기 다른 제2 디바이스는 상기 공통 수신단과 동기화되어, 상기 공통 수신단으로부터 상기 비콘 신호를 동시에 수신하는 것이 바람직하다. In addition, the common receiver, the second device and the to the other second devices, and broadcasting the beacon signal, the second device and the other second devices is synchronized with the common receiver, the beacon from the common receiving end it is preferable to receive signals at the same time.

그리고, 본 실시예에 따른 스펙트럼 센싱 방법은, 상기 타이머가 종료되기 전에 상기 스펙트럼 센싱 정보가 수신되면, SNR 값이 기설정된 값보다 큰 경우 상기 스펙트럼 센싱 정보를 상기 공통 수신단에 전송하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다. Then, the spectrum sensing method according to the present embodiment, when the timer is the spectrum sensing information is received before the shut down, if SNR value is greater than a predetermined value and transmitting the spectrum sensing information to the common receiving end; more to include preferred.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 CR 디바이스는, 1차 사용자에게 할당된 스펙트럼 대역 중 유휴 대역을 센싱하는 CR 디바이스에 있어서, 스펙트럼 센싱부; In the device of CR CR device in accordance with one embodiment of the present invention for achieving the above object, sensing the idle bandwidth of the spectral bandwidth allocated to the first user, spectrum sensing unit; 공통 수신단으로부터 수신된 비콘 신호를 수신하는 수신부; Receiving unit for receiving a beacon signal from a common receiver; 다른 제2 디바이스로부터 스펙트럼 센싱 정보가 수신되는지 여부를 판단하고, 상기 수신된 비콘 신호를 기초로 타이머가 동작되도록 하고, 상기 타이머가 종료되기 전에 상기 스펙트럼 센싱 정보가 수신되지 않으면, 스펙트럼 센싱이 수행되도록 제어하는 제어부;를 포함한다. If from the other second devices spectrum sensing information that determines whether or not received, and to ensure that the timer is operating on the basis of the received beacon signal, the timer is the spectrum sensing information is not received before the end, so that the spectrum sensing is performed It includes; a controller for controlling.

여기서, 상기 타이머는, 상기 수신된 비콘 신호의 세기가 클수록 빨리 종료 되는 것이 바람직하다. Here, the timer, the greater the strength of the received beacon signal is preferably prematurely terminated.

또한, 본 실시예에 따른 CR 디바이스는, 상기 스펙트럼 센싱된 결과를, 상기 공통 수신단 및 상기 다른 제2 디바이스로 전송하는 전송부;를 더 포함하는 것이 바람직하다. In addition, CR device according to this embodiment, the spectrum sensing results, sent to the transmission unit for the common receiving end and the other second devices; it is preferable to further include a.

그리고, 상기 수신부는, 상기 공통 수신단으로부터 상기 비콘 신호를 동시에 수신하는 것이 바람직하다. In addition, the receiving unit, it is preferred to receive the beacon signals simultaneously from the common receiving end.

또한, 상기 제어부는, 상기 타이머가 종료되기 전에 상기 스펙트럼 센싱 정보가 수신되면, SNR 값이 기설정된 값보다 큰 경우 상기 스펙트럼 센싱 정보를 상기 공통 수신단에 전송하도록 제어하는 것이 바람직하다. Further, the control unit, when the timer is the spectrum sensing information is received before the shut down, if the SNR value is greater than a predetermined value, it is preferable to control to transmit the spectrum sensing information to the common receiver.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 CR 시스템은, 할당된 스펙트럼 대역을 사용하는 제1 디바이스; On the other hand, the first device to CR system according to an embodiment for achieving the above object is achieved by use of the allocated spectrum bands; 다른 제2 디바이스로부터 스펙트럼 센싱 정보가 수신되는지 여부를 판단하고, 공통 수신단으로부터 수신된 비콘 신호를 기초로 타이머를 동작하여, 상기 타이머의 종료 전에 상기 스펙트럼 센싱 정보가 수신되지 않는 경우 스펙트럼 센싱을 수행하는 제2 디바이스; To from a second, different device operating a timer to determine if the received spectrum sensing information, and, based on a received beacon signal from the common receiving end, if the spectrum sensing information is not received before expiration of the timer to perform the spectrum sensing a second device; 및 상기 제2 디바이스 및 상기 다른 제2 디바이스로 상기 비콘 신호를 브로드 캐스팅하고, 상기 센싱된 스펙트럼 센싱 정보를 수신하는 공통 수신단;을 포함한다. Include; and the common receiver to the second device and the beacon signal and broadcast to the other second device, receiving the sensed spectrum sensing information.

이에 의해, 본 발명은 2차 사용자 중 하나의 2차 사용자만을 스펙트럼 센싱에 참여시킴으로써, 침묵 시간이 매우 짧고, 전송 횟수를 줄일 수 있는 스펙트럼 센싱 방법, 그리고, 이를 이용한 CR 디바이스 및 CR 시스템을 제공할 수 있게 된다. Thus, the present invention is a secondary by participating in only the spectrum sensing a second user of the user, to provide a CR device and the CR system using spectrum sensing method with silence time is very short, reducing the number of transmissions, and then it It can be so.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings and will be described in more detail with respect to the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CR 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도이다. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a CR system according to an embodiment of the present invention. 이러한 CR 시스템은 공통 수신단(Common receiver : CO)(10), 1차 사용자(Primary User : PU)(20) 및 복수의 2차 사용자(Secondary User : SU)(30, 40, 50, 60)로 구성되어 있다. Such CR systems are common receiving end by: (SU Secondary User) (30, 40, 50, 60) (Common receiver:: CO) (10), 1 primary user (Primary User PU) (20) and a plurality of secondary users Consists of.

공통 수신단(10)은, 2차 사용자(30, 40, 50, 60) 중 스펙트럼 센싱을 하게 될 2차 사용자, 즉, 가장 채널 환경이 좋은 2차 사용자를 선택하기 위해 모든 2차 사용자에게 비콘 신호(beacon signal)를 전송하며, 결정된 2차 사용자로부터 센싱된 스펙트럼 센싱 결과를 수신한다. A common receiver 10, the second user, i.e., a beacon signal to all the second user to select a second user, the channel environment better will the spectrum sensing of the second user (30, 40, 50, 60) transmitting the (beacon signal) and to receive the spectrum sensing result sensed by the second user is determined.

1차 사용자(20)는 자신에게 할당된 대역에서 무선 자원을 사용한다. The primary user 20 uses the radio resources in the band assigned to them. 즉, 자신에게 할당된 대역을 보유한 사용자(또는 디바이스)를 가리킨다. That is, it points to the user (or device) held by the band assigned to them.

한편, 2차 사용자(30, 40, 50, 60)는 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위해, 정해진 할당 대역을 가지지 않는 사용자(또는 디바이스)를 가리킨다. On the other hand, the second user (30, 40, 50, 60) points to the user (or device) that is to efficiently use the limited frequency resources, have a fixed bandwidth allocation. 다만, 2차 사용자(30, 40, 50, 60)는 1차 사용자(20)에게 이미 할당되어 있는 주파수 대역의 시/공간적인 검사를 통해 사용되지 않는 주파수를 검색(스펙트럼 센싱)하여, 1차 사용자(20)에게 간섭을 주지 않고 검색된 주파수를 사용한다. However, the second user (30, 40, 50, 60) to the first user 20 retrieves unused frequencies through the temporal / spatial inspection of the band that has already been assigned to the (spectrum sensing), a primary It uses a frequency detected without interfering with the user (20).

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CR 디바이스의 구성을 나타내는 블록도이다. 2 is a block diagram showing the configuration of a CR device in accordance with one embodiment of the present invention. 본 CR 디바이스는 상술한 설명에서의 2차 사용자와 동일한 의미로 사용된다. The CR device is used in the same sense and the second user in the above description. 본 CR 디바이스는 도 2에 도시된 바와 같이, 수신부(110), 스펙트럼 센싱부(120), 전송부(130) 및 제어부(140)를 포함한다. This is CR device comprises a receiving unit 110, a spectrum sensing unit 120, a transmission unit 130 and the control unit 140 as shown in FIG.

수신부(110)는 공통 수신단(10) 또는 다른 2차 사용자들로부터 정보를 수신하기 위한 수단으로 동작한다. Receiver 110 operates as a means for receiving information from the common receiver 10, or other secondary users. 특히, 수신부(110)는 공통 수신단(10)으로부터 비콘 신호를 수신하며, 다른 2차 사용자로부터 센싱된 스펙트럼 센싱 정보를 수신하는 기능을 갖는다. In particular, receiver 110 receives the beacon signal from the common receiver 10 has a function to receive the spectrum sensing information sensed by the other secondary users.

스펙트럼 센싱부(120)는 1차 사용자(20)에게 할당되어 있는 스펙트럼 중 유휴 대역이 있는지 여부, 즉 2차 사용자가 사용할 수 있는 가용 대역을 센싱하여, 스펙트럼 센싱 정보를 추출한다. Spectrum sensing unit 120 or not, i.e., sensing a second available bandwidth available to the user that the idle bandwidth of the spectrum assigned to the first user 20, and extracts the spectrum sensing information. 스펙트럼 센싱부(120)에서 이루어지는 센싱 과정에 대하여는 도 3a 내지 도 3d를 참조하면서 상세히 설명하기로 한다. Will be described in detail with reference to the sensing process, 3a to 3d is also made with respect to the spectrum sensing unit 120.

전송부(130)는 공통 수신단(10) 및 다른 2차 사용자들에게 정보를 송신하기 위한 수단으로 동작한다. Transport unit 130 operates as a means for transmitting information to a common receiver 10 and other secondary users. 특히, 전송부(130)는 스펙트럼 센싱 결과 추출된 스펙트럼 센싱 정보를 공통 수신단(10) 및 다른 2차 사용자에게 송신하는 기능을 갖는다. In particular, the transmission unit 130 has a function for transmitting the spectrum sensing information extracting spectrum sensing results to a common receiver 10 and other secondary users.

제어부(140)는 수신부(110), 스펙트럼 센싱부(120) 및 전송부(130)의 동작을 제어한다. The control unit 140 controls the operation of receiver 110, the spectrum sensing unit 120, and a transmission unit 130. The 특히, 수신부(110)를 제어하여 공통 수신단(10)으로부터 비콘 신호를 수신하도록 제어하는 기능을 가지며, 비콘 신호를 수신하면 타이머를 동작시켜 스펙트럼 센싱을 수행할지 여부를 결정한다. In particular, it has a function of controlling controls the receiver 110 to receive a beacon signal from a common receiver 10, upon receiving the beacon signal to operate the timer and determines whether to perform the spectrum sensing.

구체적으로, 제어부(140)에 의하여 스펙트럼 센싱을 수행할 것으로 결정된 경우에는 스펙트럼 센싱부(120)를 제어하여 스펙트럼 센싱을 수행하도록 한다. Specifically, when it is determined that perform the spectrum sensing by controller 140 are to perform the spectrum sensing for controlling the spectrum sensing unit 120.

또한, 제어부(140)는 상기 스펙트럼 센싱에 의하여 추출된 스펙트럼 센싱 정 보를 공통 수신단(10) 및 다른 2차 사용자들에게 전송하도록 전송부(130)를 제어한다. The controller 140 controls the spectrum sensing information common information receiving terminal 10 and the transmission unit 130 to transmit to the other secondary users extracted by the spectrum sensing.

이하에서는 도 3a 내지 도 3d를 참조하면서, 스펙트럼 센싱 과정을 설명하기로 한다. While the following description with reference to Fig. 3a to 3d also, will be described in the spectrum sensing process.

도 3a는 2차 사용자가 사용하기 위한 주파수 대역을 도시한 도면이다. Figure 3a is a diagram showing a frequency band for use by the second user. 2차 사용자는 전 주파수 대역에서 가용 주파수 대역을 검색하지 않으며, 가용 주파수 대역 검색을 위한 전력 낭비 또는 전 주파수 대역의 정보를 수신하는 것이 사실상 불가능한 점 등을 고려하여, 일부 대역을 한정하여 가용 주파수 대역을 검색한다. Second, users around the frequencies in the band does not search for the available frequency bands, the available frequency band to receive a power consumption or the information in the entire frequency band for a search considering virtually impossible points or the like, the available frequency band to limit the bandwidth from Search for.

도시된 바와 같이, 2차 사용자(Secondary User : 이하 SU로 칭함)가 가용 주파수 대역을 검색하는 주파수 대역이 A대역, B대역인 것으로 상정하기로 하고, 2개의 1차 사용자(이하 각각 제1 PU, 제2 PU로 칭함)에 할당된 주파수 대역이 각각 A대역 및 B대역인 것으로 상정하기로 한다. As shown, the secondary user (Secondary User: hereinafter referred to as SU) has to assume to be the frequency band is band A, B bands search for the available frequency bands, two primary user (each of the first PU , a will be assumed to be a frequency band is respectively allocated to the a-band and B-band, referred to as PU 2).

도 3b는 제1 PU에 할당된 주파수 대역의 정보를 도시한 도면이다. Figure 3b is an illustration showing the information of the frequency band allocated to claim 1 PU. 도면에서 빗금이 칠해진 부분은, 제1 PU가 사용중인 주파수 대역을 의미한다. The painted parts are hatched in the figures, it means the frequency band of claim 1 PU is used. 따라서, 제1 PU에 할당된 주파수 대역에서는, a대역을 제외한 모든 대역이 사용 중인 것을 알 수 있다. Therefore, in the frequency band allocated to the PU 1, all the bands except a band can be seen that in use. 제1 PU는, SU로부터 주파수 대역에 관한 정보에 대한 전송요청 메세지를 수신하면, 이러한 주파수 대역 정보에 대해 SU로 전송하게 된다. PU claim 1, upon receiving a transmission request message for information about the frequency band from the SU, is sent to the SU for this frequency band information. 따라서, SU는 수신된 제1 PU의 주파수 대역 정보를 참조하여 가용 주파수 대역이 a라는 정보를 얻을 수 있게 된다. Thus, SU is with reference to the frequency band information of the received claim 1 PU is possible to obtain information of a yi available frequency band.

도 3c는 제2 PU에 할당된 주파수 대역의 정보를 도시한 도면이다. Figure 3c is an illustration showing the information of the frequency band allocated to claim 2 PU. 제2 PU의 경우도 마찬가지로, SU로부터 주파수 대역에 관한 정보에 대한 전송요청 메세지를 수신하면, 이러한 주파수 대역 정보에 대해 SU로 전송하게 된다. In the case of the 2 PU similarly, when receiving the transmission request message to the information about the frequency band from the SU, is sent to the SU for this frequency band information. 따라서, SU는 제2 PU의 주파수 대역 정보를 참조하여 가용 주파수 대역이 b라는 정보를 얻을 수 있게 된다. Thus, SU is with reference to the frequency band information of the PU 2 it is possible to obtain the information of the available frequency band b.

도 3d는 주파수 대역 정보들을 참조하여, 검색된 가용 주파수 대역을 도시한 도면이다. Figure 3d is a diagram with reference to the frequency band information showing the detected available frequencies. SU는, 제1 PU 및 제2 PU로부터 수신한 주파수 대역 정보를 조합하여 조합하여, 도시된 바와 같은 가용 주파수 대역이 존재함을 알 수 있게 된다. SU includes a first combination a combination of a frequency band information received from PU and a PU 2, it is possible to see that the available frequency bands as shown there. 따라서, SU는, a대역 및 b대역을 이용하여 통신을 수행할 수 있게 된다. Thus, SU is, using a band and a band b is capable of performing communication.

이하에서는 도 4a, 도 4b 및 도5를 참조하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다. In reference to Fig. 4a, 4b and 5, as will be described in more detail with respect to the present invention. 도 4a는 스펙트럼 센싱을 수행하기 위한 2차 사용자를 선택하는 방법을 설명하기 위한 도이고, 도 4b는 선택된 2차 사용자에 의하여 센싱된 스펙트럼 센싱 정보를 전송하는 과정을 나타내는 도이다. Figure 4a is a diagram showing a process of transmitting to Figure, and Figure 4b is a spectrum sensing information by sensing the second user is selected for describing the method of selecting the second user to perform the spectrum sensing.

우선, 공통 수신단(Common Receiver : CO)(10)은 모든 2차 사용자(secondary user : SU)(30, 40, 50, 60)에 대하여 비콘 신호를 송신한다. First, the common receiver (Common Receiver: CO) (10) is all the second users: transmits the beacon signal to the (secondary user SU) (30, 40, 50, 60). 본 실시예를 설명함에 있어서는 SU-1(30), SU-2(40), SU-3(50) 및 SU-4(60)의 4개의 SU를 가지는 시스템으로 상정하여 설명하기로 한다. In the following description of the present embodiment it will be described assuming a system with a SU-1 (30), SU-2 (40), SU-3 (50), and SU-4 4 of the SU (60). CO(10)와 모든 SU(30, 40, 50, 60)은 동기화되어 있기 때문에 모든 SU(30, 40, 50, 60)는 동시에 비콘 신호를 수신하게 된다. CO (10) with all the SU (30, 40, 50, 60) are all SU (30, 40, 50, 60) because the synchronization is to receive the beacon signal at the same time.

비콘 신호를 수신한 각 SU(30, 40, 50, 60)는 타이머를 동작하게 되며, 이 타이머는 수신한 비콘 신호의 세기에 반비례하여 주기가 설정된다. Each receiving a beacon signal SU (30, 40, 50, 60) is a timer to operate, the timer is set to a period in inverse proportion to the intensity of the received beacon signal. 즉, 신호의 세기가 클수록 타이머의 주기가 짧아지므로 더욱 타이머의 만료시간이 짧아지게 된 다. That is, the greater the strength of the signal because the shorter the period of the timer is an expiration time of the timer is further shortened.

SU(30, 40, 50, 60) 중에서 상기 타이머의 동작이 가장 빨리 만료되는 SU를 스펙트럼 센싱을 수행할 SU로 선택하게 된다. SU (30, 40, 50, 60) is selected from the SU that the operation of the timer expires, the fastest to the SU to perform the spectrum sensing. 여기서, 타이머의 동작이 가장 빨리 만료되는 SU가 가장 큰 신호의 세기를 가지므로, 채널 환경이 가장 좋은 SU라고 할 수 있을 것이다. Here, since the SU that the operation of the timer expires, the quickest ways for most of the century, large signal, the channel will be able to experience the best that SU.

도 4a에서는 SU-2(40)의 타이머가 가장 빨리 만료된 것으로 설정한다. In Figure 4a, set by the timer of the SU-2 (40) a fastest expired. 즉, SU-2(40)의 채널 환경이 가장 좋다고 할 수 있다. That is, it is possible to better the channel condition of the SU-2 (40) most. SU-2(40)는 이후 스펙트럼 센싱을 수행하게 된다. SU-2 (40) is performed after the spectrum sensing. 즉, PU(20)에게 할당되어 있는 주파수 대역을 센싱하여 가용 주파수 대역에 관한 정보를 수집하게 된다. That is, by sensing the frequency band that is assigned to the PU (20) will collect information on the available frequency band. 상기 스펙트럼 센싱 과정과 관련하여서는 상술한 바와 같다. As it described above with regard to the spectrum sensing process.

도 4b에 도시된 바와 같이 SU-2(40)에 의하여 센싱된 스펙트럼 센싱 정보는 이후 공통 수신단(10) 및 다른 PU들, 즉 SU-1(30), SU-3(50) 및 SU-4(60)에게 송신되며, 각 SU들(30, 50, 60)은 가용 주파수 대역을 사용할 지 여부를 결정하게 된다. Are also a by SU-2 (40), the spectrum sensing information sensed, as shown in 4b are common after the receiver 10 and other PU, i.e., SU-1 (30), SU-3 (50), and SU-4 It is sent to (60), each of the SU (30, 50, 60) is to determine whether to use the available frequency bands.

여기서, 선택되지 않은 SU들, 즉 SU-1(30), SU-3(50) 및 SU-4(60)은 중계기 역할을 하게 된다. Here, the non-selected SU, i.e., SU-1 (30), SU-3 (50), and SU-4 (60) is to act as translators.

이하에서는 도 5를 참조하면서 선택되지 않은 2차 사용자가 중계기로서의 역할을 수행하는 과정에 관하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a description about the process of FIG. 5 are not selected as the second user to act as a repeater.

스펙트럼을 수행할 2차 사용자로 선정된 SU-2(40)에 의하여 스펙트럼 센싱이 이루어지고, 상기 센싱된 스펙트럼 센싱 정보는 공통 수신단(10) 및 다른 SU들(30, 50, 60)로 송신된다. Is the spectrum sensing performed by the SU-2 (40) selected from a second user to perform the spectrum, the sensed spectrum sensing information is transmitted to a common receiver 10 and the other SU (30, 50, 60) .

또한, 선택되지 않은 다른 SU들(30, 50, 60)은 선택된 SU-2(40)와 공통 수신단(10)간의 통신을 돕는 중계기 역할을 한다. In addition, other SU is not selected (30, 50, 60) will act as translators to help the communication between the selected SU-2 (40) and a common receiver (10). 한편, 선택되지 않은 다른 SU들(30, 50, 60) 중에서 높은 SNR값을 갖는 SU는 수신된 스펙트럼 센싱 정보를 공통 수신단(10)에 전송하는 역할을 함으로써 스펙트럼 센싱 효율을 높이게 된다. On the other hand, SU has a higher SNR value among the non-selected other SU (30, 50, 60) is nopyige spectral efficiency by sensing the role of transmitting the received spectrum sensing information to the common receiver 10. 한편 낮은 SNR 값을 갖는 SU는 수신한 스펙트럼 센싱 정보를 송신하지 않는다. The SU has a low SNR value does not transmit the received spectrum sensing information.

도 5에서는 선택되지 않은 다른 SU들(30, 50, 60) 중에서 높은 SNR을 갖는 SU를 SU-1(30)으로 상정하였다. 5 In the SU has a higher SNR from the non-selected other SU (30, 50, 60) were assumed as SU-1 (30). 도시된 바와 같이 SU-1(30)은 스펙트럼 센싱을 수행한 SU-2(40)로부터 센싱된 스펙트럼 센싱 정보를 수신하며, 수신된 스펙트럼 센싱 정보를 공통 수신단(10)으로 송신하여, 효과적인 스펙트럼 센싱이 이루어질 수 있도록 협력한다. As illustrated SU-1 (30) shall receive the spectrum sensing information sensed by the SU-2 (40) performs the spectrum sensing, and transmits the received spectrum sensing information to a common receiver 10, the effective spectrum sensing cooperate so that this can be achieved. 한편, 낮은 SNR값을 갖는 SU-3(50) 및 SU-4(60)는 스펙트럼 센싱 정보를 수신하였다 하더라도 수신된 스펙트럼 센싱 정보를 공통 수신단(10)에 송신하지는 않는다. On the other hand, SU-3 (50), and SU-4 (60) having a lower SNR value does not transmit the received spectrum sensing information to a common receiver 10, even if the spectrum sensing information was received.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 센싱 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 6 is a flow chart illustrating a spectrum sensing method according to an embodiment of the present invention.

우선 2차 사용자(SU)는 공통 수신단(CO)으로부터 비콘 신호를 수신받는다(S200). First, the secondary user (SU) receives a beacon signal received from the common receiver (CO) (S200). 2차 사용자들과 공통 수신단은 동기화되어 있기 때문에 동시에 비콘 신호를 받게 된다. The second user and a common receiving end will receive the beacon signal at the same time because it is synchronized.

비콘 신호가 수신되면 타이머의 동작을 개시한다(S210). When the beacon signal is received, and starts the operation of the timer (S210). 여기서, 타이머는 수신된 비콘 신호가 클수록 빨리 만료하게 되므로, 타이머의 동작이 빨리 만료될수 록 신호의 세기가 크며, 좋은 채널 환경을 갖고 있다고 할 수 있다. Here, a timer can be said that the larger the received beacon signal, so that as soon expire, the operation of the timer expiration be large and the strength of the lock signal quickly, have a good channel environment.

타이머가 종료되지 않고(S220-N), 다른 2차 사용자로부터 스펙트럼 센싱 결과가 수신되지도 않은 경우(S260-N)에는 타이머가 종료될 때까지 기다리며, 다른 SU로부터 스펙트럼 센싱 결과가 수신되지 않고, 타이머가 종료된 경우(S220-Y)에는 스펙트럼 센싱을 수행한다(S230). If the timer is not terminated (S220-N), that is also not the spectrum sensing results received from the other secondary user (S260-N), the waiting until the timer has expired, it is not a spectrum sensing results received from the different SU, If the timer expires and (S220-Y), perform the spectrum sensing (S230).

이후, 스펙트럼 센싱이 이루어진 후에는 센싱된 스펙트럼 센싱 결과를 공통 수신단 및 다른 SU에게 전송한다(S240). Then, after it made the spectrum sensing and transmits the sensed spectrum sensing results to the common receiving end and another SU (S240). 이렇게 센싱된 스펙트럼 센싱 결과를 토대로 스펙트럼을 사용할지 여부를 결정하게 된다(S250). It is based on the thus sensed spectrum sensing results to determine whether to use the spectrum (S250).

한편, 타이머 동작 개시(S210) 이후 타이머가 종료되기 전에(S220-N) 다른 SU로부터 스펙트럼 센싱 결과가 수신된 경우(S260-Y)에는, SNR(signal to noise ratio)값이 기설정된 값(a)보다 큰 지 여부를 판단한다(S270). On the other hand, before the timer operation is started (S210) after the timer expires (S220-N) if the spectrum sensing results received from the different SU (S260-Y) is, SNR (signal to noise ratio) value is a predetermined value (a ) than it is determined whether or not large (S270).

SNR값이 기설정된 값(a)보다 큰 경우에는 수신된 스펙트럼 센싱 결과를 공통 수신단에 송신한다(S280). If the SNR value is greater than a predetermined value (a), and transmits the received spectrum sensing results to a common receiving end (S280). 또한, 수신된 스펙트럼 센싱 결과를 이용하여 스펙트럼 사용 유무를 판단한다(S250). In addition, it is determined whether or not the spectrum using the received spectrum sensing results (S250).

그러나, SNR값이 기설정된 값(a)보다 같거나 작은 경우에는(S270-N), 스펙트럼 센싱 결과를 수신하였다 하더라도, 수신된 스펙트럼 센싱 결과를 공통 수신단에 송신하지는 않는다. However, even if the SNR value is equal to or smaller than the case group was set value (a), receiving (S270-N), the spectrum sensing results, and does not transmit the received spectrum sensing results to a common receiving end.

상기 본 발명에 따른 일 실시예를 설명함에 있어서 1개의 1차 사용자 및 4개의 2차 사용자를 상정하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 1차 사용자 및 2차 사용자의 개수는 임의로 상정할 수 있을 것이다. One embodiment the described one primary user and four secondary has been described on the assumption the user, not limited to the first user and the second number of the primary user in as according to the present invention will be able to assume arbitrary.

또한, 용어를 설정함에 있어서 공통 수신단, 1차 사용자 및 2차 사용자로 한정하여 설명하였으나, 상술한 바와 같은 기능을 수행하는 것이라면 다른 용어를 사용하여도 무방할 것이고, 1차 디바이스 또는 2차 디바이스 등으로 정의되어도 좋을 것이다. In the following set of terms it has been described by limiting a common receiving end, the primary user and the secondary user, if performing the same function as described above will mubang also use other terms, the primary device or a secondary device, etc. it would be nice to be defined.

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 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다. And later, although shown and described with respect to preferred embodiments of the invention, the invention is not limited to the embodiments of the described, conventional in the art the art without departing from the subject matter of the present invention invention claimed in the claims It is capable of many variations performed by a person having knowledge of course, and such modifications will be performed should not be understood individually from the technical spirit or prospect of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CR 시스템의 구성을 나타내는 도, 1 is a diagram showing the configuration of a CR system according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CR 디바이스의 구성을 나타내는 블록도, Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a CR device, according to an embodiment of the invention,

도 3a 내지 도 3d는 스펙트럼 센싱 과정을 설명하기 위한 도, Fig for Figures 3a-3d are illustrating the spectrum sensing process,

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 센싱 방법을 설명하기 위한 도, Figure 4a is a diagram illustrating a spectrum sensing method according to an embodiment of the present invention,

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 센싱 방법을 설명하기 위한 도, Figure 4b is a diagram illustrating a spectrum sensing method according to an embodiment of the present invention,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 센싱 방법을 설명하기 위한 도, 그리고, Figure 5 is, and illustrating a spectrum sensing method according to an embodiment of the present invention,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 센싱 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 6 is a flow chart illustrating a spectrum sensing method according to an embodiment of the present invention.

Claims (11)

  1. 제1 디바이스에게 할당된 스펙트럼 대역 중 가용 대역을 센싱하는 제2 디바이스의 스펙트럼 센싱방법에 있어서, In the spectrum sensing method of a second device which senses the available bandwidth of the spectral bandwidth allocated to the first device,
    복수의 상기 제2 디바이스가 공통 수신단으로부터 비콘 신호를 수신하는 단계; Comprising: a plurality of the second device receives a beacon signal from a common receiver;
    상기 비콘 신호를 수신한 각각의 제2 디바이스가 타이머를 동작하는 단계; Comprising: each of the second device receiving the beacon signal operating a timer;
    상기 각각의 제2 디바이스 중에서 타이머의 동작이 가장 빨리 만료되는 제2 디바이스가 스펙트럼 센싱을 수행할 제2 디바이스로 선택되는 단계; Step, the second device that the operation of the timer from each of the second device expire fastest are selected to the second device to perform the spectrum sensing;
    상기 선택된 제2 디바이스가 상기 제1 디바이스에게 할당되어 있는 주파수 대역을 센싱하여 가용 주파수 대역에 관한 정보를 수집하도록 스펙트럼 센싱을 수행하는 단계를 포함하는 스펙트럼 센싱방법. Spectrum sensing method to sense the frequency band in which the selected second device is allocated to the first device comprises the step of performing spectrum sensing to collect information on the available frequency band.
  2. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 타이머는, 상기 수신된 비콘 신호의 세기가 클수록 빨리 종료되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 센싱방법. The timer, the spectrum sensing method, characterized in that the intensity of the received beacon signal is higher prematurely terminated.
  3. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 선택된 제2 디바이스는 상기 스펙트럼 센싱된 결과를, 상기 공통 수신단 및 미선택된 다른 제2 디바이스로 브로드캐스팅하는 단계;를 더 포함하며, Further it comprises a,; the selected second device comprises the steps of: broadcasting the result of the spectrum sensing, by the common receiving end and the other unselected second device
    상기 각각의 제2 디바이스 중 미 선택된 제2 디바이스 중 가장 높은 SNR값을 가진 제2 디바이스는 상기 공통 수신단과 상기 선택된 제2 디바이스 간의 통신을 위한 중계기로서 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 센싱방법. The second device with the highest SNR value of the second device non selected ones of the respective second device is spectrum sensing method characterized in that it performs a function as a relay for communication between the selected second device and said common receiving end.
  4. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 공통 수신단은, 상기 선택된 제2 디바이스 및 미선택된 제2 디바이스로 상기 비콘 신호를 브로드캐스팅하고, Said common receiving end, and broadcasting the beacon signal to the second device and the selected unselected second device,
    상기 선택된 제2 디바이스 및 미선택된 제2 디바이스는 상기 공통 수신단과 동기화되어, 상기 공통 수신단으로부터 상기 비콘 신호를 동시에 수신하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 센싱방법. A second device, the second device is selected and unselected is synchronized with the common receiver, the spectrum sensing method comprising: receiving the beacon signal from said common receiving end at the same time.
  5. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 타이머가 종료되기 전에 상기 스펙트럼 센싱 정보가 수신되면, SNR 값이 기설정된 값보다 큰 경우 상기 스펙트럼 센싱 정보를 상기 공통 수신단에 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 센싱방법. If spectrum sensing if the information is received before the timer expires, the SNR value is greater than a predetermined value and transmitting the spectrum sensing information to the common receiving end; spectrum sensing method further comprising the.
  6. 1차 사용자에게 할당된 스펙트럼 대역 중 가용 대역을 센싱하는 CR 디바이스에 있어서, In the CR device for sensing the available bandwidth of the spectral bandwidth allocated to the first user,
    공통 수신단으로부터 수신된 비콘 신호를 수신하는 수신부; Receiving unit for receiving a beacon signal from a common receiver;
    상기 비콘 신호의 수신에 따라 동작되는 타이머가 다른 제2 디바이스보다 더 빨리 만료되면, 자신이 사용할 수 있는 가용 대역을 센싱하여 스펙트럼 센싱 정보를 추출하는 스펙트럼 센싱부; When the timer that is operating in accordance with the reception of the beacon signal more quickly than the other expires, a second device, the spectrum sensing unit for sensing the available bandwidth that they can be used to extract the spectrum sensing information;
    상기 비콘 신호를 수신하면 상기 타이머의 만료 여부에 따라 상기 스펙트럼 센싱이 수행되도록 제어하거나, 자신이 중계기로서 동작하도록 제어하는 제어부를 포함하는 CR(Cognitive Radio) 디바이스. Upon receiving the beacon signal CR (Cognitive Radio) device for controlling such that the spectrum sensing performed according to whether the expiration of the timer, or a control unit for their control to operate as a repeater.
  7. 제 6항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 타이머는, 상기 수신된 비콘 신호의 세기가 클수록 빨리 종료되는 것을 특징으로 하는 CR 디바이스. The timer is, the greater the strength of the received beacon signal CR device characterized in that the prematurely terminated.
  8. 제 6항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 스펙트럼 센싱된 결과를, 상기 공통 수신단 및 상기 다른 제2 디바이스로 전송하는 전송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CR(Cognitive Radio) 디바이스. The spectrum sensing results, said common receiving end and a transmitting unit that transmits to the another second device; CR (Cognitive Radio) device further comprising a.
  9. 제 6항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 수신부는, The receiver,
    상기 공통 수신단으로부터 상기 비콘 신호를 동시에 수신하는 것을 특징으로 하는 CR(Cognitive Radio) 디바이스. CR (Cognitive Radio) device, characterized in that for receiving the beacon signal at the same time from said common receiving end.
  10. 제 6항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 제어부는, Wherein,
    상기 타이머가 종료되기 전에 상기 스펙트럼 센싱 정보가 수신되면, SNR 값이 기설정된 값보다 큰 경우 상기 스펙트럼 센싱 정보를 상기 공통 수신단에 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 CR(Cognitive Radio) 디바이스. When the spectrum sensing information is received before the timer expires, if the SNR value is greater than a predetermined value CR (Cognitive Radio) device characterized in that the control to transmit the spectrum sensing information to the common receiver.
  11. 할당된 스펙트럼 대역을 사용하는 제1 디바이스; The first device using the allocated spectrum bands;
    다른 제2 디바이스로부터 스펙트럼 센싱 정보가 수신되는지 여부를 판단하고, 공통 수신단으로부터 수신된 비콘신호를 기초로 타이머를 동작하여, 상기 타이머의 종료 전에 상기 스펙트럼 센싱 정보가 수신되지 않는 경우 스펙트럼 센싱을 수행하는 제2 디바이스; To from a second, different device operating a timer to determine if the received spectrum sensing information, and, based on a received beacon signal from the common receiving end, if the spectrum sensing information is not received before expiration of the timer to perform the spectrum sensing a second device; And
    상기 제2 디바이스 및 상기 다른 제2 디바이스로 상기 비콘 신호를 브로드 캐스팅하고, 상기 센싱된 스펙트럼센싱 정보를 수신하는 공통 수신단;을 포함하며, Includes; to the second device and the other second devices common receiver that broadcasts the beacon signal, and receiving the sensing spectrum sensing information
    상기 제2 디바이스는, 다른 제2 디바이스보다 타이머가 가장 빨리 만료되는 경우에만 상기 스펙트럼 센싱을 수행하고, 늦게 만료되는 경우에는 상기 공통 수신단과 스펙트럼 센싱을 수행하게 될 다른 제2 디바이스 간의 통신을 중계하는 중계기로 동작하는 CR 시스템. The second device, which relays communication between perform the spectrum sensing only when the timer expires, the faster than the second device and, when it is late expiration, the other second devices is to perform said common receiving end and spectrum sensing CR system operating in a repeater.
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