KR101708712B1 - 인지 무선 네트워크에서 그룹 기반 센싱 보고 방법을 가지는 협력적 센싱 방법 및 장치 - Google Patents

인지 무선 네트워크에서 그룹 기반 센싱 보고 방법을 가지는 협력적 센싱 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인지 무선 네트워크에서의 선순위 사용자 인지 방법에 관한 것으로서 차순위 사용자들로부터 센싱 정보를 수신하는 단계, 상기 수신한 센싱 정보의 시간 순서에 따라 센싱 정보의 센싱 보고 그룹을 판단하여 상기 센싱 보고 그룹에 따른 센싱 정보 값을 합산하는 단계, 및 상기 합산된 센싱 정보 값을 이용하여 선순위 사용자의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 차순위 사용자의 센싱 정보의 센싱 보고 그룹은 센싱 에너지 레벨에 따라 달라지며, 상기 센싱 보고 그룹의 센싱 정보는 미리 설정된 시간 순서에 따라 수신되는 것을 특징으로 함으로써 인지 무선 네트워크에서 차순위 사용자들의 숫자와 관계없이 일정한 센싱 보고 채널을 사용할 수 있으므로, 차순위 사용자들의 숫자가 많은 환경에서는 센싱 보고 채널의 숫자를 크게 줄일 수 있으며, 또한 차순위 사용자들의 1 비트 정보만을 보고함으로써 센싱 보고에 사용되는 자원을 양을 크게 줄일 수 있으며, 또한 퓨전 센터는 수신한 센싱 보고 정보를 가중치를 고려하여 합산함으로써 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

인지 무선 네트워크에서 그룹 기반 센싱 보고 방법을 가지는 협력적 센싱 방법 및 장치 {Group-based Reporting Method for Cooperative Spectrum Sensing in Cognitive Radio Networks and Apparatus thereof}
본 발명은 인지 무선 네트워크에서의 선순위 사용자 인지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차순위 사용자들을 센싱 에너지 레벨에 따라 그룹으로 나누어 시간 순서에 따라 센싱 정보를 수신하여 센싱 보고에 사용되는 자원의 양을 줄이는 선순위 사용자 인지 장치 및 방법에 관한 것이다.
인지 무선 네트워크(CR; Cognitive Radio) 기술은 주파수 사용을 허가 받은 선순위 사용자(PU; Primary User)가 주파수 채널을 사용하지 않을 때 차순위 사용자(SU; Secondary User)가 사용할 수 있게 함으로써 주파수 자원의 사용 효율을 높이는 기술이다. 따라서 인지 무선 네트워크에서는 선순위 사용자가 해당 주파수를 사용하고 있는지를 판단하는 스펙트럼 센싱(SS; Spectrum Sensing) 기술이 매우 중요하다.
인지무선 네트워크 통신 방법 및 시스템(한국등록특허 10-1184873)
본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 센싱 에너지 레벨에 따라 그룹으로 나누어 시간 순서에 따라 센싱 정보를 수신하여 센싱 보고에 사용되는 자원의 양을 줄이는 선순위 사용자 인지 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 센싱 에너지 레벨에 따라 그룹으로 나누어 시간 순서에 따라 센싱 정보를 수신하여 센싱 보고에 사용되는 자원의 양을 줄이는 선순위 사용자 인지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 세 번째 과제는 센싱 에너지 레벨에 따라 그룹으로 나누어 시간 순서에 따라 센싱 정보를 수신하여 센싱 보고에 사용되는 자원의 양을 줄이는 무선 네트워크 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 인지 무선 네트워크에서의 선순위 사용자 인지 방법에 있어서, 차순위 사용자들로부터 센싱 정보를 수신하는 단계; 상기 수신한 센싱 정보의 시간 순서에 따라 센싱 정보의 센싱 보고 그룹을 판단하여 상기 센싱 보고 그룹에 따른 센싱 정보 값을 합산하는 단계; 및 상기 합산된 센싱 정보 값을 이용하여 선순위 사용자의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 차순위 사용자의 센싱 정보의 센싱 보고 그룹은 센싱 에너지 레벨에 따라 달라지며, 상기 센싱 보고 그룹의 센싱 정보는 미리 설정된 시간 순서에 따라 수신되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 센싱 정보 값을 합산하는 단계는, 상기 센싱 보고 그룹에 따라 부여된 가중치를 적용하여 센싱 정보 값을 합산하는 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 센싱 보고 그룹은, 상기 차순위 사용자들의 센싱 정보의 센싱 에너지 레벨을 양자화하고, 양자화 값을 하나 또는 두 개씩 묶어 그룹으로 나누어지는 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 차순위 사용자들로부터 센싱정보를 수신하는 단계는, 상기 차순위 사용자들로부터 0 또는 1의 1 비트 값을 수신하고, 상기 센싱 보고 그룹에 속하는 양자화 값 중 작은 값은 0로 설정되고, 큰 값은 1로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 차순위 사용자들로부터 센싱정보를 수신하는 단계는, 제 1 차순위 사용자 그룹으로부터 비경쟁 방식의 전용 센싱 보고 채널을 통해 센싱 정보를 수신하는 단계; 및 제 2 차순위 사용자 그룹으로부터 차순위 사용자가 속하는 센싱 보고 그룹의 순서에 따라 경쟁 기반 센싱 보고 채널을 통해 차순위 사용자가 속하는 센싱 보고 그룹의 순서에 따라 센싱 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 1 차순위 사용자 그룹은, 각 센싱 보고 그룹에 속하는 차순위 사용자들 중 랜덤하게 선택된 차순위 사용자들로 구성되는 그룹인 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 2 차순위 사용자 그룹은, 각 센싱 보고 그룹에 속하는 차순위 사용자들 중 상기 제 1 차순위 사용자 그룹을 제외한 차순위 사용자들이고, 상기 제 2 차순위 사용자 그룹으로부터 상기 센싱 보고 그룹별로 랜덤 액세스 확률을 이용한 경쟁 방식을 이용하여 상기 센싱 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 센싱 정보를 수신하는 차순위 사용자의 수는 임계치 이하인 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 선순위 사용자의 존재 여부를 판단하는 단계는, 상기 합산된 센싱 정보 값이 임계치 이상인 경우, 선순위 사용자가 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.
본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 인지 무선 네트워크에서의 선순위 사용자 인지 장치에 있어서, 차순위 사용자들로부터 센싱 정보를 수신하는 통신부; 및 상기 수신한 센싱 정보의 시간 순서에 따라 센싱 정보의 센싱 보고 그룹을 판단하여 상기 센싱 보고 그룹에 따른 센싱 정보 값을 합산하고, 상기 합산된 센싱 정보 값을 이용하여 선순위 사용자의 존재 여부를 판단하는 처리부를 포함하고, 상기 차순위 사용자의 센싱 정보의 센싱 보고 그룹은 센싱 에너지 레벨에 따라 달라지며, 상기 센싱 보고 그룹의 센싱 정보는 미리 설정된 시간 순서에 따라 수신되는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
본 발명은 상기 세 번째 과제를 달성하기 위하여, 인지 무선 네트워크 시스템에 있어서, 선순위 사용자를 센싱한 센싱 정보를 퓨전 센터에 송신하는 차순위 사용자; 및 상기 차순위 사용자들로부터 수신한 센싱 정보들을 이용하여 선순위 사용자의 존재 여부를 판단하는 퓨전센터를 포함하고, 상기 센싱 정보를 퓨전 센터에 송신하는 차순위 사용자는, 센싱 정보의 센싱 에너지 레벨을 양자화하고, 양자화 값에 따라 속하는 센싱 보고 그룹을 결정하여, 해당 센싱 보고 그룹의 시간 순서에 따라 센싱 정보를 상기 퓨전센터로 송신하며, 상기 퓨전센터는, 상기 수신한 센싱 정보의 시간 순서에 따라 센싱 정보의 센싱 보고 그룹을 판단하여 상기 센싱 보고 그룹에 따른 센싱 정보 값을 합산하고, 상기 합산된 센싱 정보 값을 이용하여 선순위 사용자의 존재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 인지 무선 네트워크에서 차순위 사용자들의 숫자와 관계없이 일정한 센싱 보고 채널을 사용할 수 있으므로, 차순위 사용자들의 숫자가 많은 환경(일례로 사물 인터넷 등)에서는 센싱 보고 채널의 숫자를 크게 줄일 수 있으며, 또한 차순위 사용자들의 1 비트 정보만을 보고함으로써 센싱 보고에 사용되는 자원을 양을 크게 줄일 수 있으며, 또한 퓨전 센터는 수신한 센싱 보고 정보를 가중치를 고려하여 합산함으로써 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선순위 사용자 인지 장치의 블록도이다.
도 2 내지 도 4는 센싱 에너지 레벨에 따라 그룹으로 나누어 시간 순서에 따라 센싱 정보를 수신하는 과정을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 협력적 센싱의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선순위 사용자 인지 장치의 블록도이다.
도 7은 차순위 사용자 그룹을 나누어 센싱 정보를 수신하는 것을 타나낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크 시스템의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선순위 사용자 인지 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선순위 사용자 인지 방법의 흐름도이다.
본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요 혹은 기술적 사상의 핵심을 우선 제시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크에서의 선순위 사용자 인지 방법은 차순위 사용자들로부터 센싱 정보를 수신하는 단계, 상기 수신한 센싱 정보의 시간 순서에 따라 센싱 정보의 센싱 보고 그룹을 판단하여 상기 센싱 보고 그룹에 따른 센싱 정보 값을 합산하는 단계, 및 상기 합산된 센싱 정보 값을 이용하여 선순위 사용자의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 차순위 사용자의 센싱 정보의 센싱 보고 그룹은 센싱 에너지 레벨에 따라 달라지며, 상기 센싱 보고 그룹의 센싱 정보는 미리 설정된 시간 순서에 따라 수신되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선순위 사용자 인지 장치의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크에서의 선순위 사용자 인지 장치(100)는 통신부(110), 및 처리부(120)로 구성된다.
선순위 사용자를 인지함에 있어서, 협력적 스펙트럼 센싱(CSS; Cooperative Spectrum Sensing)을 이용한다. 협력적 스펙트럼 센싱을 함에 있어서, 차순위 사용자들이 증가할수록 센싱 보고 채널의 숫자가 선형적으로 증가하는 경우, 오버헤드가 늘어 전체적인 네트워크의 효율이 떨어지는 문제가 발생하는바, 이를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선순위 사용자 인지 장치(100)는 센싱 에너지 레벨에 따라 그룹으로 나누어 시간 순서에 따라 센싱 정보를 수신하여 센싱 보고에 사용되는 자원의 양을 줄인다.
통신부(110)는 차순위 사용자들로부터 센싱 정보를 수신한다.
보다 구체적으로, 선순위 사용자를 센싱한 차순위 사용자들로부터 센싱 정보를 수신한다.
처리부(120)는 상기 수신한 센싱 정보의 시간 순서에 따라 센싱 정보의 센싱 보고 그룹을 판단하여 상기 센싱 보고 그룹에 따른 센싱 정보 값을 합산하고, 상기 합산된 센싱 정보 값을 이용하여 선순위 사용자의 존재 여부를 판단한다.
보다 구체적으로, 상기 차순위 사용자의 센싱 정보의 센싱 보고 그룹은 센싱 에너지 레벨에 따라 달라지며, 상기 센싱 보고 그룹의 센싱 정보는 미리 설정된 시간 순서에 따라 수신된다. 센싱 보고에 사용되는 자원의 양을 줄이기 위하여, 차순위 사용자들을 에너지 레벨에 따라 센싱 보고 그룹을 나누고, 에너지 레벨을 수신하는 순서로 나타내도록 한다. 즉, 각 센싱 정보에 포함된 센싱 에너지 레벨이 어떠한지를 나타내기 위해, 에너지 레벨이 표현되는 시간의 순서로 수신하는 것이다.
상기 센싱 보고 그룹은, 상기 차순위 사용자들의 센싱 정보의 센싱 에너지 레벨을 양자화하고, 양자화 값을 하나 또는 두 개씩 묶어 그룹으로 나누어질 수 있다. 센싱 정보를 그룹별로 나누기 위하여, 센싱 에너지 레벨을 양자화한다. 동일한 양자화 값을 갖는 센싱 정보들은 같은 그룹으로 나뉜다. 또한, 양자화 값은 수신되는 시간의 순서로 나타난다. 예를 들어, 가장 먼저 수신되는 센싱 보고 그룹에 속하는 양자화 값은 가장 작은 값이고, 수신되는 순서가 늦을수록 양자화 값이 커지도록 할 수 있다. 또는 이와 반대로, 양자화 값이 큰 센싱 보고 그룹부터 수신될 수도 있다. 나아가, 그 순서를 미리 설정된 순서에 따라 설정할 수도 있다.
통신부(110)는 상기 차순위 사용자들로부터 0 또는 1의 1 비트 값을 수신하고, 상기 센싱 보고 그룹에 속하는 양자화 값 중 작은 값은 0로 설정되고, 큰 값은 1로 설정될 수 있다. 센싱 보고 그룹의 수를 줄이기 위하여, 양자화 값 두 개씩 짝을 이루도록 할 수 있다. 양자화 값을 두 개씩 짝을 이루어 홀수는 0, 짝수는 1을 가지도록 한다. 이를 통해, 처리부(120)는 수신되는 순서 및 1 비트 값만으로, 센싱 정보의 에너지 레벨에 해당하는 센싱 정보 값을 산출할 수 있다.
처리부(120)는 센싱 정보로부터 센싱 정보 값을 산출하고, 이를 합산하여 합산된 센싱 정보 값이 임계치 이상일 때 선순위 사용자가 존재한다고 판단할 수 있다.
처리부(120)는 센싱 정보 값을 합산함에 있어서, 상기 센싱 보고 그룹에 따라 부여된 가중치를 적용하여 센싱 정보 값을 합산할 수 있다. 센싱 에너지 레벨이 높을 수록 센싱 확률이 높을 수 있는바, 각 센싱 에너지 레벨에 따른 센싱 에너지 그룹별로 가중치를 다르게 부여하여 합산함으로써, 센싱 확률을 높일 수 있다.
통신부(110)는 도 6과 같이, 제 1 차순위 사용자 그룹으로부터 비경쟁 방식의 전용 센싱 보고 채널을 통해 센싱 정보를 수신하고, 제 2 차순위 사용자 그룹으로부터 차순위 사용자가 속하는 센싱 보고 그룹의 순서에 따라 경쟁 기반 센싱 보고 채널을 통해 차순위 사용자가 속하는 센싱 보고 그룹의 순서에 따라 센싱 정보를 수신할 수 있다.
보다 구체적으로, 모든 차순위 사용자들로부터 센싱 정보를 수신하지 않고, 도 7과 같이, 정해진 수만큼의 차순위 사용자들로부터만 센싱 정보를 수신할 수 있다. 이를 위하여, 차순위 사용자들을 두 개의 그룹으로 나누어 센싱 정보를 수신한다.
제 1 차순위 사용자 그룹은 차순위 사용자들 중 랜덤하게 선택된 차순위 사용자들로 구성되는 그룹으로, 통신부(110)는 제 1 차순위 사용자 그룹으로 선택된 차순위 사용자들로부터 각각 부여되는 전용 센싱 보고 채널을 통해 비경쟁 방식으로 센싱 정보를 수신한다.
제 2 차순위 사용자 그룹은 차순위 사용자들 중 상기 제 1 차순위 사용자 그룹을 제외한 차순위 사용자들로 구성되는 그룹으로, 제 2 차순위 사용자 그룹에 속하는 모든 차순위 사용자들에게 채널을 부여하지 않고, 상기 센싱 보고 그룹별로 랜덤 액세스 확률을 이용한 경쟁 방식으로 센싱 정보를 수신한다. 제 2 차순위 사용자 그룹에 할당된 일정한 수의 센싱 보고 채널에 대해 랜덤 액세스 확률을 이용하여 경쟁 방식으로 센싱 보고 채널을 통해 센싱 정보를 이용할 차순위 사용자들이 센싱 보고 그룹별로 결정된다.
상기 센싱 정보를 수신하는 차순위 사용자의 수는 임계치 이하일 수 있다. 센싱 보고 채널의 수가 증가하는 것을 방지하기 위하여, 센싱 정보를 수신하는 차순위 사용자의 수를 제한할 수 있다. 또는, 센싱 정보 보고에 이용되는 센싱 보고 채널은 총 수는 임계치 이하로 제한된다. 상기 임계치는 미리 설정되어 있거나, 차순위 사용자의 수 또는 네트워크 환경에 따라 달라질 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 선순위 사용자 인지 장치의 협력적 센싱이 이루어지는 구체적인 과정을 도 2 내지 4를 이용하여 구체적으로 설명하도록 한다.
인지 무선 네트워크에서 프레임 시간(Tf)은 도 2와 같이, 센싱 시간(Ts)과 센싱 보고 시간(Tr), 그리고 데이터 전송 시간(Td)로 나뉜다. 차순위 사용자들은 신호 에너지를 센싱하고,
Figure 112016030093613-pat00001
비트로 양자화 한다. 이때 사용하는 양자화 문턱값을
Figure 112016030093613-pat00002
이라고 하자. 따라서 차순위 사용자의 로컬 센싱 결정값(φ)은 {0, 1, 2, … M-1} 중에 하나를 가진다. 센싱 보고 과정은 비경쟁 기반 보고 단계(Dedicated reporting phase)와 경쟁 기반 보고 단계(Contention-based reporting phase)로 구분된다. 비경쟁 기반 보고 단계는 총 β d 개의 미니슬롯(minislots)으로 구성된다. 경쟁 기반 보고 단계는 N 개의 슬롯으로 구성되고, i 번째 슬롯은 β i 개의 미니슬롯으로 구성된다. 경쟁 기반 보고 단계에서 사용하는 미니슬롯들의 숫자는 총
Figure 112016030093613-pat00003
개로 고정되며, 전체 센싱 보고 과정에서 사용하는 미니슬롯들의 숫자는
Figure 112016030093613-pat00004
개로 고정한다.
K 명의 차순위 사용자들 중에서 β d 명을 무작위로 선발하여, β d 개의 미니슬롯을 통해 비경쟁 방식으로 센싱 정보를 보고하도록 한다. 이때, 무작위로 선발된 차순위 사용자들을 보고하는 센싱 정보는 b 비트를 사용하여 전송한다.
비경쟁 방식 단계에서 선발되지 못한 (K-β d ) 명의 차순위 사용자들은 경쟁 방식으로 센싱 정보를 보고한다. 차순위 사용자의 로컬 결정값(φ)이 m일 때, 다음과 같이 센싱 보고 그룹으로 매핑된다.
if m = 1, 1 번째 센싱 보고 그룹
else
Figure 112016030093613-pat00005
번째 센싱 보고 그룹
따라서
Figure 112016030093613-pat00006
개의 센싱 보고 그룹이 생성된다. i 번째 센싱 보고 그룹은 경쟁 기반 본고 단계의 i 번째 슬롯에서 랜덤 액세스 p i 의 확률을 사용하여 경쟁 방식으로 센싱 정보를 보고한다. 이 때, 보고하는 센싱 정보(φ)는 로컬 결정값이 홀수이면 1이고, 로컬 결정값이 짝수이면 0이다.
도 3은 차순위 사용자가 로컬 센싱한 에너지 레벨에 따라 M 개의 레벨로 매핑, 그리고 M개의 로컬 센싱 결정값에 따라 N 개의 센싱 보고 그룹으로 매핑되는 것을 보여준다.
도 4는 제안하는 비경쟁 기반 센싱 보고 과정을 보여주는 블록도이다.
선순위 사용자 인지 장치에서
Figure 112016030093613-pat00007
를 비경쟁 기반 센싱 보고 단계에서 m 번째 로컬 센싱 결정값을 보고한 차순위 사용자들의 숫자라고 하자. 그리고
Figure 112016030093613-pat00008
를 경쟁 기반 센싱 보고 단계에서 m 번째 로컬 센싱 결정값을 보고한 차순위 사용자들의 숫자라고 하자. 여기서,
Figure 112016030093613-pat00009
값은 경쟁 기반 센신 보고 단계의
Figure 112016030093613-pat00010
번째 슬롯에서 성공적으로 전송한 차순위 사용자의 센싱 정보 값(0 또는 1)을 통해 계산할 수 있다. 선순위 사용자 인지 장치는 다음 수식을 통해 가중값을 계산한다.
Figure 112016030093613-pat00011
이때,
Figure 112016030093613-pat00012
이고,
Figure 112016030093613-pat00013
의 가중치이다. 선순위 사용자 인지 장치는 Y 값을 검출 문턱값 T 와 비교하여 선순위 사용자의 유무를 다음과 같이 판단한다.
Figure 112016030093613-pat00014
는 오경보 확률,
Figure 112016030093613-pat00015
는 검출 확률이다.
Figure 112016030093613-pat00016
상기와 같은 방식을 통한 협력적 센싱을 수행하는 경우, 도 5와 같이, 차순위 사용자들의 숫자가 50명일 때, 본 발명은 종래 OR rule based CSS 기법 대비 40.4%, n-out-of-K based CSS 기법 대비 27.7%, 그리고 Multi-bit 기법 대비 25.2% 의 차순위 사용자 수율 개선을 보이는 것을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크 시스템의 블록도이다.
인지 무선 네트워크 시스템(800)에 있어서, 선순위 사용자(810)를 센싱한 센싱 정보를 퓨전 센터에 송신하는 차순위 사용자(820) 및 상기 차순위 사용자들로부터 수신한 센싱 정보들을 이용하여 선순위 사용자의 존재 여부를 판단하는 퓨전센터(830)를 포함하고, 상기 센싱 정보를 퓨전 센터에 송신하는 차순위 사용자(820)는, 센싱 정보의 센싱 에너지 레벨을 양자화하고, 양자화 값에 따라 속하는 센싱 보고 그룹을 결정하여, 해당 센싱 보고 그룹의 시간 순서에 따라 센싱 정보를 퓨전센터(830)로 송신하며, 퓨전센터(830)는, 상기 수신한 센싱 정보의 시간 순서에 따라 센싱 정보의 센싱 보고 그룹을 판단하여 상기 센싱 보고 그룹에 따른 센싱 정보 값을 합산하고, 상기 합산된 센싱 정보 값을 이용하여 선순위 사용자(810)의 존재 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
퓨전센터(830)는 도 1 내지 도 7의 선순위 사용자 인지 장치(100)일 수 있고, 퓨전센터(830)에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 7의 선순위 사용자 인지 장치(100)에 대한 상세한 설명에 대응한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선순위 사용자 인지 방법의 흐름도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선순위 사용자 인지 방법의 흐름도이다.
도 9 내지 도 10의 각 단계에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 7의 선순위 사용자 인지 장치(100)에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
910 단계는 차순위 사용자들로부터 센싱 정보를 수신하는 단계이다.
보다 구체적으로, 차순위 사용자들로부터 선순위 사용자에 대한 센싱 정보를 수신한다.
920 단계는 상기 수신한 센싱 정보의 시간 순서에 따라 센싱 정보의 센싱 보고 그룹을 판단하여 상기 센싱 보고 그룹에 따른 센싱 정보 값을 합산하는 단계이다.
보다 구체적으로, 상기 차순위 사용자의 센싱 정보의 센싱 보고 그룹은 센싱 에너지 레벨에 따라 달라지며, 상기 센싱 보고 그룹의 센싱 정보는 미리 설정된 시간 순서에 따라 수신되는바, 910 단계에서 수신한 센싱 정보의 시간 순서에 따라 센싱 정보의 센싱 보고 그룹을 판단한다. 상기 센싱 보고 그룹은, 상기 차순위 사용자들의 센싱 정보의 센싱 에너지 레벨을 양자화하고, 양자화 값을 하나 또는 두 개씩 묶어 그룹으로 나누어질 수 있고, 이 때, 상기 차순위 사용자들로부터 센싱정보를 수신하는 단계는 상기 차순위 사용자들로부터 0 또는 1의 1 비트 값을 수신하고, 상기 센싱 보고 그룹에 속하는 양자화 값 중 작은 값은 0로 설정되고, 큰 값은 1로 설정될 수 있다. 이후, 상기 센싱 보고 그룹에 따른 센싱 정보 값을 합산한다. 상기 센싱 보고 그룹에 따라 부여된 가중치를 적용하여 센싱 정보 값을 합산하여 선순위 사용자 인지 확률을 높일 수 있다.
930 단계는 상기 합산된 센싱 정보 값을 이용하여 선순위 사용자의 존재 여부를 판단하는 단계이다.
보다 구체적으로, 920 단계에서 합산된 센싱 정보 값이 임계치 이상일 때, 선순위 사용자가 존재하는 것으로 판단한다.
1010 단계는 제 1 차순위 사용자 그룹으로부터 비경쟁 방식의 전용 센싱 보고 채널을 통해 센싱 정보를 수신하는 단계이다.
보다 구체적으로, 상기 제 1 차순위 사용자 그룹은 차순위 사용자들 중 랜덤하게 선택된 차순위 사용자들로 구성되는 그룹으로, 일정한 수만큼의 차순위 사용자들로부터 비경쟁 방식으로 센싱 정보를 수신한다.
1020 단계는 제 2 차순위 사용자 그룹으로부터 경쟁 기반 센싱 보고 채널을 통해 차순위 사용자가 속하는 센싱 보고 그룹의 순서에 따라 센싱 정보를 수신하는 단계이다.
보다 구체적으로, 상기 제 2 차순위 사용자 그룹은 차순위 사용자들 중 상기 제 1 차순위 사용자 그룹을 제외한 차순위 사용자들이고, 상기 제 2 차순위 사용자 그룹으로부터 상기 센싱 보고 그룹별로 랜덤 액세스 확률을 이용한 경쟁 방식을 이용하여으로 상기 센싱 정보를 수신한다. 상기 센싱 정보를 수신하는 차순위 사용자의 수는 임계치 이하일 수 있다.
본 발명의 실시예들은 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 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 선순위 사용자 인지 장치
110: 통신부
120: 처리부
130: 차순위 사용자
610: 제 1 차순위 사용자 그룹
620: 제 2 차순위 사용자 그룹
800: 인지 무선 네트워크 시스템
810: 선순위 사용자
820: 차순위 사용자
830: 퓨전 센터

Claims (16)

  1. 인지 무선 네트워크에서의 선순위 사용자 인지 방법에 있어서,
    차순위 사용자들로부터 센싱 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신한 센싱 정보의 시간 순서에 따라 센싱 정보의 센싱 보고 그룹을 판단하여 상기 센싱 보고 그룹에 따른 센싱 정보 값을 합산하는 단계; 및
    상기 합산된 센싱 정보 값을 이용하여 선순위 사용자의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 차순위 사용자의 센싱 정보의 센싱 보고 그룹은 센싱 에너지 레벨에 따라 달라지며,
    상기 센싱 보고 그룹의 센싱 정보는 미리 설정된 시간 순서에 따라 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱 정보 값을 합산하는 단계는,
    상기 센싱 보고 그룹에 따라 부여된 가중치를 적용하여 센싱 정보 값을 합산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱 보고 그룹은,
    상기 차순위 사용자들의 센싱 정보의 센싱 에너지 레벨을 양자화하고, 양자화 값을 하나 또는 두 개씩 묶어 그룹으로 나누어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 차순위 사용자들로부터 센싱정보를 수신하는 단계는,
    상기 차순위 사용자들로부터 0 또는 1의 1 비트 값을 수신하고,
    상기 센싱 보고 그룹에 속하는 양자화 값 중 작은 값은 0로 설정되고, 큰 값은 1로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 차순위 사용자들로부터 센싱정보를 수신하는 단계는,
    제 1 차순위 사용자 그룹으로부터 비경쟁 방식의 전용 센싱 보고 채널을 통해 센싱 정보를 수신하는 단계; 및
    제 2 차순위 사용자 그룹으로부터 차순위 사용자가 속하는 센싱 보고 그룹의 순서에 따라 경쟁 기반 센싱 보고 채널을 통해 차순위 사용자가 속하는 센싱 보고 그룹의 순서에 따라 센싱 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 차순위 사용자 그룹은,
    각 센싱 보고 그룹에 속하는 차순위 사용자들 중 랜덤하게 선택된 차순위 사용자들로 구성되는 그룹인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 차순위 사용자 그룹은,
    각 센싱 보고 그룹에 속하는 차순위 사용자들 중 상기 제 1 차순위 사용자 그룹을 제외한 차순위 사용자들이고,
    상기 제 2 차순위 사용자 그룹으로부터 상기 센싱 보고 그룹별로 랜덤 액세스 확률을 이용한 경쟁 방식을 이용하여 상기 센싱 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱 정보를 수신하는 차순위 사용자의 수는 임계치 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 선순위 사용자의 존재 여부를 판단하는 단계는,
    상기 합산된 센싱 정보 값이 임계치 이상인 경우, 선순위 사용자가 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 인지 무선 네트워크에서의 선순위 사용자 인지 장치에 있어서,
    차순위 사용자들로부터 센싱 정보를 수신하는 통신부; 및
    상기 수신한 센싱 정보의 시간 순서에 따라 센싱 정보의 센싱 보고 그룹을 판단하여 상기 센싱 보고 그룹에 따른 센싱 정보 값을 합산하고, 상기 합산된 센싱 정보 값을 이용하여 선순위 사용자의 존재 여부를 판단하는 처리부를 포함하고,
    상기 차순위 사용자의 센싱 정보의 센싱 보고 그룹은 센싱 에너지 레벨에 따라 달라지며,
    상기 센싱 보고 그룹의 센싱 정보는 미리 설정된 시간 순서에 따라 수신되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 센싱 보고 그룹에 따라 부여된 가중치를 적용하여 센싱 정보 값을 합산하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 센싱 보고 그룹은,
    상기 차순위 사용자들의 센싱 정보의 센싱 에너지 레벨을 양자화하고, 양자화 값을 하나 또는 두 개씩 묶어 그룹으로 나누어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 차순위 사용자들로부터 0 또는 1의 1 비트 값을 수신하고,
    상기 센싱 보고 그룹에 속하는 양자화 값 중 작은 값은 0로 설정되고, 큰 값은 1로 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 통신부는,
    제 1 차순위 사용자 그룹으로부터 비경쟁 방식의 전용 센싱 보고 채널을 통해 센싱 정보를 수신하고, 제 2 차순위 사용자 그룹으로부터 차순위 사용자가 속하는 센싱 보고 그룹의 순서에 따라 경쟁 기반 센싱 보고 채널을 통해 차순위 사용자가 속하는 센싱 보고 그룹의 순서에 따라 센싱 정보를 수신하고,
    상기 제 1 차순위 사용자 그룹은,
    각 센싱 보고 그룹에 속하는 차순위 사용자들 중 랜덤하게 선택된 차순위 사용자들로 구성되는 그룹이고,
    상기 제 2 차순위 사용자 그룹은,
    각 센싱 보고 그룹에 속하는 차순위 사용자들 중 상기 제 1 차순위 사용자 그룹을 제외한 차순위 사용자들이고,
    상기 제 2 차순위 사용자 그룹으로부터 상기 센싱 보고 그룹별로 랜덤 액세스 확률을 이용한 경쟁 방식을 이용하여 상기 센싱 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 센싱 정보를 수신하는 차순위 사용자의 수는 임계치 이하인 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 인지 무선 네트워크 시스템에 있어서,
    선순위 사용자를 센싱한 센싱 정보를 퓨전 센터에 송신하는 차순위 사용자; 및
    상기 차순위 사용자들로부터 수신한 센싱 정보들을 이용하여 선순위 사용자의 존재 여부를 판단하는 퓨전센터를 포함하고,
    상기 센싱 정보를 퓨전 센터에 송신하는 차순위 사용자는,
    센싱 정보의 센싱 에너지 레벨을 양자화하고, 양자화 값에 따라 속하는 센싱 보고 그룹을 결정하여, 해당 센싱 보고 그룹의 시간 순서에 따라 센싱 정보를 상기 퓨전센터로 송신하며,
    상기 퓨전센터는,
    상기 수신한 센싱 정보의 시간 순서에 따라 센싱 정보의 센싱 보고 그룹을 판단하여 상기 센싱 보고 그룹에 따른 센싱 정보 값을 합산하고, 상기 합산된 센싱 정보 값을 이용하여 선순위 사용자의 존재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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Title
해양 인지 무선 네트워크에서 선순위 선박의 상태 변화를 고려한 수율 성능 평가 *
해양 인지 무선 네트워크에서 협력적 센싱 기법의 성능 평가 *

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