KR101774153B1 - Apparatus and method for identifying line-of-sight or non-los channel of wireless communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에서의 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 데이터 수신기에 가장 먼저 들어오는 패킷과 그 이후에 들어오는 패킷 각각의 자기 상관(Autocorrelation) 값 및 이동국과 기지국 간의 거리를 토대로 하여 가시선(LOS:Line Of Site)과 비가시선(NLOS:Non Line Of Site) 채널을 식별하는 무선 통신 시스템에서의 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for identifying a visible line or an invisible channel in a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for identifying a line of sight or an invisible channel in a wireless communication system, And more particularly, to a line-of-sight or non-line-of-sight channel identification apparatus and method in a wireless communication system that identifies a line of sight (LOS) and a non-line-of-sight (NLOS) channel.
이동통신 환경 하에서 이동국과 기지국은 사이에 방해물이 전혀 없는 가시선 환경과 이동국과 기지국 사이에 방해물이 존재하는 비가시선 환경으로 나눌 수 있다.In the mobile communication environment, the mobile station and the base station can be divided into a visible line environment in which there is no obstacle at all and an invisible line environment in which an obstacle exists between the mobile station and the base station.
도심환경과 같은 건물이 많은 밀집 지역에서는 이동국과 기지국간의 직선경로를 가지지 못하고 반사나 굴절로 인한 다중경로가 발생하여, 전파의 전파 거리가 직선 경로보다 더욱 길게 된다. 이러한 오차를 비가시선 오차라고 한다.In a densely populated area with many buildings, such as an urban environment, there is no straight path between the mobile station and the base station, and multiple paths due to reflections or refractions occur, and the propagation distance of the radio waves becomes longer than the straight path. This error is called an invisible error.
일반적으로 기지국을 이용한 무선 측위 시스템에서 위치 측정방법은 크게 두가지 방법으로 분류할 수 있다. Generally, the location measurement method can be classified into two methods in the wireless positioning system using the base station.
먼저, 기지국에서 이동국으로부터 보내온 패킷의 도래각(AOA : Angle Of Arrival)을 측정하여, 기지국을 기준으로 이동국으로부터 오는 패킷의 방향을 찾아내어 이동국의 위치를 구하는 방법이 있고, 기지국과 이동국 사이의 전파도달시간(TOA : Time Of Arrival)을 측정하는 방법이 있다.First, there is a method of measuring the angle of arrival (AOA) of a packet transmitted from a mobile station in a base station, finding the direction of a packet from the mobile station on the basis of the base station and obtaining the position of the mobile station, There is a method of measuring the time of arrival (TOA).
그러나, 상기와 같이 기지국에서 이동국으로부터 보내온 패킷의 도래각을 측정하는 방법과 기지국과 이동국 사이의 전파도달시간을 측정하는 방법은 높은 패킷대 잡음비와 오랜 처리시간을 필요로 한다는 문제점이 있었다.However, the method of measuring the arrival angle of a packet transmitted from a mobile station in a base station and the method of measuring a time of arrival of a radio wave between a base station and a mobile station as described above have a problem of requiring a high packet-to-noise ratio and a long processing time.
이와 관련하여, 한국공개특허 제2002-0002936호는 "무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 장치 및 그 방법"에 관하여 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent Publication No. 2002-0002936 discloses an apparatus and method for positioning a terminal using a single cell in a wireless communication system.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 데이터 수신기에 가장 먼저 들어오는 패킷과 그 이후에 들어오는 패킷 각각의 자기 상관값을 비교하여 가시선 또는 비가시선 채널을 1차적으로 추정하는 무선 통신 시스템에서의 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been developed in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a wireless communication system for estimating a visible line or a non-visual channel primarily by comparing autocorrelation values of a packet first arriving at a data receiver, And a method for identifying the non-visible channel.
또한, 본 발명은 이동국과 기지국 간의 거리를 측정하여 가시선 또는 비가시선 채널을 2차적으로 식별하는 무선 통신 시스템에서의 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for identifying a visible line or an invisible line in a wireless communication system for identifying a visible line or a non-line-of-sight channel by measuring a distance between a mobile station and a base station.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서의 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치는 기지국으로부터 이동국으로 전송되는 패킷을 수신하는 데이터 수신부; 수신되는 패킷들의 자기 상관값(Autocorrelation)을 산출하는 자기 상관값 산출부; 수신된 패킷들 중 i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값과 i+1번째로 수신되는 패킷의 자기 상관값을 이용하여 상기 기지국과 상기 이동국간의 통신 채널을 1차로 추정하는 채널 추정부; 및 상기 기지국과 상기 이동국의 위치를 토대로 산출된 패킷의 왕복 시간(RTT:Round Trip Time)을 이용하여 상기 기지국과 상기 이동국간의 통신 채널을 2차로 식별하는 채널 식별부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for identifying a visible line or an invisible line in a wireless communication system, the apparatus comprising: a data receiver for receiving a packet transmitted from a base station to a mobile station; An autocorrelation value calculation unit for calculating autocorrelation of received packets; A channel estimator for estimating a communication channel between the base station and the mobile station in a first order using an autocorrelation value of an ith received packet and an autocorrelation value of a packet received in an (i + 1) th received packet; And a channel identification unit for identifying a communication channel between the base station and the mobile station by using a round trip time (RTT) of the packet calculated based on the location of the base station and the mobile station.
또한, 상기 채널 추정부는, i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값이 부호 변화점(Zerocrossing)에 이르기까지의 제1 시간을 산출하는 제1 산출부; i+1번째로 수신된 패킷의 자기 상관값이 부호 변화점에 이르기까지의 제2 시간을 산출하는 제2 산출부; 상기 제1 시간과 상기 제 2시간의 차에서 상기 제2 시간을 나누어 산출된 산출값과 기 설정된 설정값을 비교하는 제1 비교부; 및 비교 결과에 따라, 상기 통신 채널이 가시선 또는 비가시선인지를 판단하는 제1 판단부;를 포함한다.The channel estimator may further include: a first calculator for calculating a first time until an autocorrelation value of an i-th received packet reaches a sign change point (Zerocrossing); a second calculation unit for calculating a second time until an autocorrelation value of a (i + 1) -th received packet reaches a sign change point; A first comparing unit comparing the calculated value obtained by dividing the second time by a difference between the first time and the second time with a predetermined set value; And a first determination unit determining whether the communication channel is a line of sight or a line of sight according to a comparison result.
또한, 상기 제1 판단부는 상기 제1 시간과 상기 제 2시간의 차이가 상기 설정값을 초과하는 경우, 상기 통신 채널은 가시선인 것으로 판단하고, 상기 제1 시간과 상기 제2 시간의 차이가 상기 설정값 이하인 경우, 상기 통신 채널은 비가시선인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.The first determining unit may determine that the communication channel is a visible line when the difference between the first time and the second time exceeds the set value and if the difference between the first time and the second time is greater than the predetermined time, And determines that the communication channel is a non-line-of-sight if the value is equal to or smaller than the set value.
또한, 상기 채널 식별부는, GPS로부터 상기 기지국의 위치 좌표와 상기 이동국의 위치 좌표를 수신받는 좌표 수신부; 상기 기지국의 위치 좌표와 상기 이동국의 위치 좌표를 이용하여 상기 패킷의 왕복 시간을 산출하는 RTT 산출부; 상기 패킷의 왕복 시간이 기 설정된 설정범위를 비교하는 제2 비교부; 및 비교 결과에 따라, 상기 통신 채널이 가시선 또는 비가시선인지를 판단하는 제2 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The channel identification unit includes: a coordinate receiving unit that receives the position coordinates of the base station and the mobile station from the GPS; An RTT calculating unit for calculating a round trip time of the packet using the location coordinates of the base station and the mobile station; A second comparing unit for comparing a round trip time of the packet with a predetermined setting range; And a second determination unit determining whether the communication channel is a line of sight or a line of sight according to the comparison result.
또한, 상기 제2 판단부는 상기 패킷의 왕복 시간이 상기 설정범위를 초과하는 경우 상기 통신 채널은 가시선인 것으로 판단하고, 상기 패킷의 왕복 시간이 상기 설정범위 미만인 경우 상기 통신 채널은 가시선인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.The second determination unit determines that the communication channel is a visible line when the round trip time of the packet exceeds the setting range and determines that the communication channel is a visible line when the round trip time of the packet is less than the setting range .
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서의 가시선 또는 비가시선 채널 식별 방법은 데이터 수신부에 의해, 기지국으로부터 이동국으로 전송되는 패킷을 수신하는 단계; 자기 상관값 산출부에 의해, 수신되는 패킷들의 자기 상관값(Autocorrelation)을 산출하는 단계; 채널 추정부에 의해, 수신된 패킷들 중 i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값과 i+1번째로 수신되는 패킷의 자기 상관값을 이용하여 상기 기지국과 상기 이동국간의 통신 채널 식별부에 의해, 상기 기지국과 상기 이동국의 위치를 토대로 산출된 패킷의 왕복 시간(RTT:Round Trip Time)을 이용하여 상기 기지국과 상기 이동국간의 통신 채널을 2차로 식별하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of identifying a line of sight or an invisible line in a wireless communication system, the method comprising: receiving a packet transmitted from a base station to a mobile station by a data receiving unit; Calculating an autocorrelation value of received packets by the autocorrelation value calculating unit; The channel estimator determines, by the channel identification unit between the base station and the mobile station, the autocorrelation value of the i-th received packet and the autocorrelation value of the (i + 1) And secondarily identifying a communication channel between the base station and the mobile station by using a round trip time (RTT) of a packet calculated based on the location of the base station and the mobile station.
또한, 수신된 패킷들 중 i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값과 i+1번째로 수신되는 패킷의 자기 상관값을 이용하여 상기 기지국과 상기 이동국간의 통신 채널을 1차로 추정하는 단계는, i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값이 부호 변화점에 이르기까지의 제1 시간과 i+1번째로 수신된 패킷의 자기 상관값이 부호 변화점에 이르기까지의 제2 시간의 차이가 기 설정된 설정값을 초과하는 경우. 상기 통신 채널은 가시선인 것으로 판단하고, 상기 제1 시간과 상기 제2 시간의 차이가 상기 설정값 이하인 경우, 상기 통신 채널은 비가시선인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.The step of estimating the communication channel between the base station and the mobile station by using the autocorrelation value of the i-th received packet and the autocorrelation value of the packet received in the (i + 1) The difference between the first time until the autocorrelation value of the first received packet reaches the sign change point and the second time until the autocorrelation value of the packet received in the i + If the value is exceeded. It is determined that the communication channel is a visible line, and when the difference between the first time and the second time is equal to or less than the set value, the communication channel is determined to be a nonvisual line.
또한, 상기 기지국과 상기 이동국의 위치를 토대로 산출된 패킷의 왕복 시간(RTT:Round Trip Time)을 이용하여 상기 기지국과 상기 이동국간의 통신 채널을 2차로 식별하는 단계는, 상기 패킷의 왕복 시간이 기 설정된 설정범위를 초과하는 경우 상기 통신 채널은 가시선인 것으로 판단하고, 상기 패킷의 왕복 시간이 상기 설정범위 미만인 경우 상기 통신 채널은 가시선인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.The step of secondarily identifying a communication channel between the base station and the mobile station using a round trip time (RTT) of a packet calculated based on the location of the base station and the mobile station may include: And determines that the communication channel is a visible line when the round trip time of the packet is less than the set range.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치 및 그 방법은 데이터 수신기에 가장 먼저 들어오는 패킷과 그 이후에 들어오는 패킷 각각의 자기 상관값을 비교하여 1차적으로가시선 또는 비가시선 채널을 추정하고, 이동국과 기지국 간의 거리를 토대로 하여 2차적으로 가시선 또는 비가시선 채널을 식별함으로써, 신속하고 정확하게 통신 채널을 식별할 수 있는 효과가 있다.The apparatus for identifying a visible line or a non-line-of-sight channel for radio frequency band switching according to the present invention having the above-described structure compares an autocorrelation value between a first incoming packet and a subsequent incoming packet to a data receiver, It is possible to quickly and accurately identify the communication channel by estimating the line-of-sight or the non-line-of-sight channel, and secondarily identifying the line-of-sight line or the non-line-of-sight channel based on the distance between the mobile station and the base station.
도 1은 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치가 적용되는 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치에 채용되는 채널 추정부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치에 채용되는 채널 식별부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치에 채용되는 채널 식별부가 통신채널을 식별하는 것을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 1 is a view for explaining a system to which a visible line or a non-visible channel identification device for radio frequency band switching according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a view for explaining a configuration of a line-of-sight line or a non-line-of-sight channel identification device for radio frequency band switching according to the present invention.
3 is a diagram for explaining a detailed configuration of a channel estimator employed in a line-of-sight or non-line-of-sight channel identifying apparatus for radio frequency band switching according to the present invention.
4 is a view for explaining a detailed configuration of a channel identification unit employed in a line-of-sight or non-line-of-sight channel identification apparatus for radio frequency band switching according to the present invention.
FIG. 5 is a view for explaining the identification of a channel identification part communication channel employed in a line-of-sight line or a non-line-of-sight channel identification device for radio frequency band switching according to the present invention.
6 is a flowchart illustrating a procedure of a visible line or a non-line-of-sight channel identification method for radio frequency band switching according to the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 출력되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 식별되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. . First, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, it should be noted that the same constituent elements are denoted by the same reference numerals whenever possible even if they are displayed on other drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치가 적용되는 시스템을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view for explaining a system to which a visible line or a non-visible channel identification device for radio frequency band switching according to the present invention is applied.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 시스템은 기지국(10), 기지국(10)으로부터 전송되는 패킷을 수신받는 이동국(20) 및 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치(100)를 포함한다. 이때, 이동국(20)은 단말기, 무인항공체, 무인로봇 등일 수 있다.1, a system according to the present invention includes a
상기와 같은 시스템은 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 기지국(10)과 이동국(20)을 통합하여 사용하기 위한 Dual-RF 기술을 기반으로 한다. The above system is based on Dual-RF technology for integrating and using the
보다 자세하게, Dual-RF는 High-frequency와 Low-frequency RF로 구성되며, 주파수 파장의 길이에 따른 도달거리를 이용하여 상황에 맞는 제어기술 및 정보전달이 가능하다. 이때, High-Frequency는 파장이 아주 짧은 전자기파로서 MHz~GHz 단위의 진동수를 가지며, 파장 1~10미터의 전파로 전리층에서 반사되지 않고 곧게 진행하는 성질이 강하므로 가까운 거리의 통신이나 방송에 사용되며, Low-Frequency는 파장이 길기 때문에, 안테나를 이용할 때에는 송수신 안테나의 크기를 크게 해야 저주파를 효율적으로 사용할 수 있으며, Hz~kHz 단위의 진동수를 보이며, 지표파로서 전파특성이 좋고 물속 어느 정도까지 도달하므로 무선항행이나 수중통신 등 특수목적 또는 라디오 방송 등에 사용된다.In more detail, Dual-RF is composed of high-frequency and low-frequency RF, and it is possible to transmit control technology and information according to the situation using the reach distance according to the length of the frequency. In this case, the high frequency is an electromagnetic wave having a very short wavelength and has a frequency in the range of MHz to GHz. Since the radio wave having a wavelength of 1 to 10 meters propagates straight without being reflected by the ionosphere, it is used for communication and broadcasting at a close distance , The low-frequency has a long wavelength. Therefore, when the antenna is used, it is necessary to increase the size of the transmitting / receiving antenna so that the low frequency can be efficiently used. Since the frequency is expressed in Hz to kHz and the propagation characteristic is good as the surface wave, Therefore, it is used for special purposes such as radio navigation and underwater communication or radio broadcasting.
이러한, Dual-RF는 근거리에서는 High-frequency RF를 통해 데이터 전송 및 제어 기술을 사용하고, High-frequency의 통신 가시선(LoS:Line of Sight) 이탈 시에는 Low-Frequency RF를 이용하는 것이 바람직하다.It is preferable that the dual-RF uses data transmission and control technology via a high-frequency RF at a short distance, and uses a low-frequency RF when a high-frequency communication line (LoS) leaves.
이처럼, 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치(100)는 통신이 가시선을 이탈한 경우 즉, 비가시선(NLOS:Non Line Of Site)의 경우에서도 데이터 전송 및 제어 기술을 문제없이 송수신할 수 있도록 하기 위한 것이다.As described above, the line-of-sight or non-line-of-sight
도 2는 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining a configuration of a line-of-sight line or a non-line-of-sight channel identification device for radio frequency band switching according to the present invention.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치(100)는 크게 데이터 수신부(110), 자기 상관값 산출부(120), 채널 추정부(130) 및 채널 식별부(140)를 포함한다.2, the visible line or non-line-of-sight
데이터 수신부(110)는 기지국으로부터 이동국으로 전송되는 패킷을 수신한다.The
자기 상관값 산출부(120)는 수신되는 패킷들의 자기 상관값(Autocorrelation)을 산출한다.The autocorrelation
채널 추정부(130)는 수신된 패킷들 중 i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값과 i+1번째로 수신되는 패킷의 자기 상관값을 이용하여 기지국과 이동국 간의 통신 채널을 1차로 추정한다. 이때, i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값과 i+1번째로 수신되는 패킷의 자기 상관값을 이용하는 것은 가시선이 존재할 경우 가장 먼저 수신되는 신호에 존재하기 때문이다.The
채널 식별부(140)는 기지국과 이동국의 위치를 토대로 산출된 패킷의 왕복 시간(RTT:Round Trip Time)을 이용하여 기지국과 이동국 간의 통신 채널을 2차로 식별한다.The
도 3은 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치에 채용되는 채널 추정부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a detailed configuration of a channel estimator employed in a line-of-sight or non-line-of-sight channel identifying apparatus for radio frequency band switching according to the present invention.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 채널 추정부(130)는 크게 제1 산출부(131), 제2 산출부(132), 제1 비교부(133) 및 제1 판단부(134)를 포함한다.3, the
제1 산출부(131)는 i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값이 부호 변화점(Zerocrossing)에 이르기까지의 제1 시간을 산출한다. 이때, 부호 변화점은 함수값의 부호가 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변화하는 점을 의미한다. 이와 같이, 부호 변화점을 이용하는 이유는 신속한 통신 채널 추정을 위한 것이며, 가시선 성분이 많을수록 i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값이 부호 변화점까지의 시간이 길어진다.The
제2 산출부(132)는 i+1번째로 수신된 패킷의 자기 상관값이 부호 변화점에 이르기까지의 제2 시간을 산출한다.The
제1 비교부(133)는 제1 시간과 제 2시간의 차에서 제2 시간을 나누어 산출된 산출값과 기 설정된 설정값을 비교한다.The
제1 비교부(133)는 산출값과 기 설정된 설정값 즉, 1과 비교한다.The
여기서, 산출값(I)을 구하는 수학식은 하기와 같다.Here, the equation for calculating the calculated value I is as follows.
이때, t1stpath,zerocrossing은 제1 시간, t2ndpath,zerocrossing은 제2 시간을 의미한다.In this case, t1stpath, zerocrossing means the first time, t2ndpath, and zerocrossing means the second time.
제1 판단부(134)는 비교 결과에 따라, 통신 채널이 가시선(LOS) 또는 비가시선(NLOS)인지를 판단한다.The
제1 판단부(134)는 산출값이 설정값을 초과(I>1,)하는 경우, 통신 채널은 가시선인 것으로 판단하고, 산출값이 설정값 이하(I≤1)인 경우, 통신 채널은 비가시선인 것으로 판단한다. 이때, 산출값이 1 보다 큰 경우 통신 채널이 가시선이라고 한정한 것은, K=0dB 기준으로 통신 채널을 추정할 때 2000개 이상의 신호 샘플을 실험적으로 통해 K=0dB보다 클 때 기 설정된 산출값이 1보다 큰 것임을 알 수 있기 때문이다.When the calculated value exceeds the set value (I > 1), the
도 4는 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치에 채용되는 채널 식별부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치에 채용되는 채널 식별부가 통신채널을 식별하는 것을 설명하기 위해 도시된 도면이다.FIG. 4 is a view for explaining a detailed configuration of a channel identification unit employed in a visible line or a non-line-of-sight channel identification device for radio frequency band switching according to the present invention, And the channel identification unit employed in the non-visible channel identification apparatus identifies the communication channel.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 채널 식별부(140)는 크게 좌표 수신부(141), RTT 산출부(142), 제2 비교부(143) 및 제2 판단부(144)를 포함한다.4, the
좌표 수신부(141)는 GPS로부터 기지국의 위치 좌표와 이동국의 위치 좌표를 수신받는다. The
RTT 산출부(142)는 기지국의 위치 좌표와 이동국의 위치 좌표를 이용하여 패킷의 왕복 시간(RTT)을 산출한다.The
RTT 산출부(142)는 기지국의 위치 좌표가 Xbs, Ybs 이고, 이동국의 위치 좌표가 Xuj, Yuj인 경우, 기지국과 이동국 간의 실제 거리를 구한다.The
여기서, 기지국과 이동국 간의 실제 거리(dj)를 구하는 수학식은 하기와 같다.Here, a formula for obtaining the actual distance dj between the base station and the mobile station is as follows.
RTT 산출부(142)는 기지국과 이동 간의 실제 거리를 토대로 패킷의 왕복 시간(RTT 또는 rj)을 산출한다. 이때, 패킷의 왕복 시간은 실제 거리(dj)와 기지국과 이동 간의 거리 차이를 토대로 하는 기 설정된 에러 값(ej)의 합에 의해 산출될 수 있다. The
제2 비교부(143)는 패킷의 왕복 시간이 기 설정된 설정범위를 비교한다.The
이때, 기 설정된 설정범위는 기지국과 이동국 간의 실제 거리의 차를 토대로 하여 설정되는 범위 또는 값일 수 있다. At this time, the predetermined setting range may be a range or a value set based on the difference between the actual distances between the base station and the mobile station.
제2 판단부(144)는 비교 결과에 따라, 통신 채널이 가시선 또는 비가시선인지를 판단한다.The
제2 판단부(144)는 도 5에 도시된 바와 같이, 패킷의 왕복 시간이 설정범위를 초과하는 경우 통신 채널은 가시선인 것으로 판단하고, 패킷의 왕복 시간이 설정범위 미만인 경우 통신 채널은 가시선인 것으로 판단한다.5, the
도 6은 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a procedure of a visible line or a non-line-of-sight channel identification method for radio frequency band switching according to the present invention.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 방법은 앞서 설명한 바와 같은 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치를 이용하는 것으로, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 6, a visible line or an invisible line channel identification method for radio frequency band switching according to the present invention uses a visible line or a non-line-of-sight channel identification device for radio frequency band switching as described above, A description thereof will be omitted.
먼저, 기지국으로부터 이동국으로 전송되는 패킷을 수신한다(S100).First, a packet transmitted from a base station to a mobile station is received (S100).
다음, 수신된 패킷들 중 i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값과 i+1번째로 수신되는 패킷의 자기 상관값을 산출한다(S200).Next, the autocorrelation value of the i-th received packet and the autocorrelation value of the (i + 1) -th received packet among the received packets are calculated (S200).
다음, i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값이 부호 변화점에 이르기까지의 제1 시간(T1)과 i+1번째로 수신된 패킷의 자기 상관값이 부호 변화점에 이르기까지의 제2 시간(T2)을 산출한다(S300).Next, a first time (T1) until the autocorrelation value of the i-th received packet reaches the sign change point and a second time (T1) until the autocorrelation value of the packet received in the (T2) (S300).
다음, 제1 시간(T1)과 제 2시간(T2)의 차에서 제2 시간(T2)을 나누어 산출된 산출값과 기 설정된 설정값을 비교한다(S400). S400 단계에서 산출값이 설정값을 초과하는 경우, 통신 채널은 가시선인 것으로 추정한다(S410). 한편, S400 단계에서 산출이 설정값 미만인 경우, 통신 채널은 비가시선인 것으로 추정한다(S415).Next, the calculated value obtained by dividing the second time (T2) by the difference between the first time (T1) and the second time (T2) is compared with a predetermined set value (S400). If the calculated value exceeds the set value in step S400, it is estimated that the communication channel is a visible line (S410). On the other hand, if the calculation is less than the set value in step S400, the communication channel is estimated to be invisible (S415).
다음, GPS로부터 상기 기지국의 위치 좌표와 상기 이동국의 위치 좌표를 수신받는다(S500).Next, the location coordinates of the base station and the mobile station are received from the GPS (S500).
다음, 기지국의 위치 좌표와 이동국의 위치 좌표를 이용하여 패킷의 왕복 시간을 산출한다(S600).Next, the round trip time of the packet is calculated using the location coordinates of the base station and the mobile station (S600).
다음, 패킷의 왕복 시간(RTT)과 기지국과 이동국 간의 실제 거리의 차를 토대로 하는 기 설정된 설정범위(rj-dj)를 초과하는지 여부를 판단한다(S700). S700 단계에서 패킷의 왕복 시간이 설정범위를 초과하는 경우 통신 채널은 가시선인 것으로 식별한다(S710).Next, in step S700, it is determined whether a predetermined setting range rj-dj based on the difference between the round trip time RTT of the packet and the actual distance between the base station and the mobile station is exceeded. If the round trip time of the packet exceeds the setting range in step S700, the communication channel is identified as a visible line (S710).
S700 단계에서, 패킷의 왕복 시간이 기 설정된 설정범위를 초과하지 않고 설정범위 미만인지 여부를 판단한다(S800). S800 단계에서, 패킷의 왕복 시간이 설정범위 미만인 경우 통신 채널은 가시선인 것으로 식별한다(S810).In step S700, it is determined whether or not the round trip time of the packet does not exceed the predetermined setting range but is less than the setting range (S800). In step S800, if the round trip time of the packet is less than the setting range, the communication channel is identified as a visible line (S810).
이처럼, 본 발명에 의한 무선 주파수 밴드 스위칭을 위한 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치 및 그 방법은 데이터 수신기에 가장 먼저 들어오는 패킷과 그 이후에 들어오는 패킷 각각의 자기 상관값을 비교하여 1차적으로가시선 또는 비가시선 채널을 추정하고, 이동국과 기지국 간의 거리를 토대로 하여 2차적으로 가시선 또는 비가시선 채널을 식별함으로써, 신속하고 정확하게 통신 채널을 식별할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, a line-of-sight or non-line-of-sight channel identifying apparatus and method for radio frequency band switching compares autocorrelation values of a first incoming packet with a subsequent incoming packet, It is possible to quickly and accurately identify the communication channel by estimating the non-line-of-sight channel and identifying the secondary line or non-line-of-sight channel based on the distance between the mobile station and the base station.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood that the invention may be practiced.
100 : 무선 통신 시스템에서의 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치
110 : 데이터 수신부
120 : 자기 상관값 산출부
130 : 채널 추정부
140 : 채널 식별부100: line of sight or non-visible channel identification in a wireless communication system
110: Data receiving unit
120: The autocorrelation value calculation unit
130: channel estimation unit
140:
Claims (8)
수신되는 패킷들의 자기 상관값(Autocorrelation)을 산출하는 자기 상관값 산출부;
수신된 패킷들 중 i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값과 i+1번째로 수신되는 패킷의 자기 상관값을 이용하여 상기 기지국과 상기 이동국 간의 통신 채널을 1차로 추정하는 채널 추정부; 및
상기 기지국과 상기 이동국의 위치를 토대로 산출된 패킷의 왕복 시간(RTT:Round Trip Time)을 이용하여 상기 기지국과 상기 이동국 간의 통신 채널을 2차로 식별하는 채널 식별부;를 포함하며,
상기 채널 추정부는,
i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값이 부호 변화점(Zerocrossing)에 이르기까지의 제1 시간을 산출하는 제1 산출부;
i+1번째로 수신된 패킷의 자기 상관값이 부호 변화점에 이르기까지의 제2 시간을 산출하는 제2 산출부;
상기 제1 시간과 상기 제 2시간의 차에서 상기 제2 시간을 나누어 산출된 산출값과 기 설정된 설정값을 비교하는 제1 비교부; 및
비교 결과에 따라, 상기 통신 채널이 가시선(LOS) 또는 비가시선(NLOS)인지를 판단하는 제1 판단부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치.A data receiving unit for receiving a packet transmitted from a base station to a mobile station;
An autocorrelation value calculation unit for calculating autocorrelation of received packets;
A channel estimator for estimating a communication channel between the base station and the mobile station in a first order using an autocorrelation value of an ith received packet and an autocorrelation value of a packet received in an (i + 1) th received packet; And
And a channel identification unit for identifying a communication channel between the base station and the mobile station by using a round trip time (RTT) of a packet calculated based on the location of the base station and the mobile station,
Wherein the channel estimator comprises:
a first calculation unit for calculating a first time until an autocorrelation value of an i-th received packet reaches a sign change point (Zerocrossing);
a second calculation unit for calculating a second time until an autocorrelation value of a (i + 1) -th received packet reaches a sign change point;
A first comparing unit comparing the calculated value obtained by dividing the second time by a difference between the first time and the second time with a predetermined set value; And
A first determination unit for determining whether the communication channel is a line of sight (LOS) or a non-line-of-sight (NLOS), according to a comparison result;
And a non-line-of-sight channel identification device in the wireless communication system.
상기 제1 판단부는 상기 산출값이 상기 설정값을 초과하는 경우, 상기 통신 채널은 가시선인 것으로 판단하고, 상기 제1 시간과 상기 제2 시간의 차이가 상기 설정값 이하인 경우, 상기 통신 채널은 비가시선인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first determining unit determines that the communication channel is a visible line when the calculated value exceeds the set value, and when the difference between the first time and the second time is equal to or less than the set value, The line identifying unit determines that the line of sight is a line of sight or a non-line-of-sight channel in the wireless communication system.
상기 채널 식별부는,
GPS로부터 상기 기지국의 위치 좌표와 상기 이동국의 위치 좌표를 수신받는 좌표 수신부;
상기 기지국의 위치 좌표와 상기 이동국의 위치 좌표를 이용하여 상기 패킷의 왕복 시간을 산출하는 RTT 산출부;
상기 패킷의 왕복 시간과 상기 기지국과 상기 이동국 간의 실제 거리의 차를 토대로 하는 기 설정된 설정범위를 비교하는 제2 비교부; 및
비교 결과에 따라, 상기 통신 채널이 가시선 또는 비가시선인지를 판단하는 제2 판단부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치.The method according to claim 1,
The channel identification unit,
A coordinate receiving unit receiving position coordinates of the base station and position coordinates of the mobile station from GPS;
An RTT calculating unit for calculating a round trip time of the packet using the location coordinates of the base station and the mobile station;
A second comparison unit for comparing a round trip time of the packet and a predetermined setting range based on a difference between an actual distance between the base station and the mobile station; And
A second determination unit for determining whether the communication channel is a line of sight or a line of sight according to the comparison result;
And a non-line-of-sight channel identification device in the wireless communication system.
상기 제2 판단부는 상기 패킷의 왕복 시간이 상기 설정범위를 초과하는 경우 상기 통신 채널은 가시선인 것으로 판단하고, 상기 패킷의 왕복 시간이 상기 설정범위 미만인 경우 상기 통신 채널은 가시선인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 가시선 또는 비가시선 채널 식별 장치.5. The method of claim 4,
The second determination unit determines that the communication channel is a visible line when the round trip time of the packet exceeds the setting range and determines that the communication channel is a visible line when the round trip time of the packet is less than the setting range To the visible line or the non-visible channel in the wireless communication system.
자기 상관값 산출부에 의해, 수신되는 패킷들의 자기 상관값(Autocorrelation)을 산출하는 단계;
채널 추정부에 의해, 수신된 패킷들 중 i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값과 i+1번째로 수신되는 패킷의 자기 상관값을 이용하여 상기 기지국과 상기 이동국간의 통신 채널을 1차로 추정하는 단계; 및
채널 식별부에 의해, 상기 기지국과 상기 이동국의 위치를 토대로 산출된 패킷의 왕복 시간(RTT:Round Trip Time)을 이용하여 상기 기지국과 상기 이동국간의 통신 채널을 2차로 식별하는 단계;를 포함하며,
수신된 패킷들 중 i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값과 i+1번째로 수신되는 패킷의 자기 상관값을 이용하여 상기 기지국과 상기 이동국간의 통신 채널을 1차로 추정하는 단계는,
i번째로 수신된 패킷의 자기 상관값이 부호 변화점에 이르기까지의 제1 시간과 i+1번째로 수신된 패킷의 자기 상관값이 부호 변화점에 이르기까지의 제2 시간의 차이가 기 설정된 설정값을 초과하는 경우. 상기 통신 채널은 가시선인 것으로 판단하고, 상기 제1 시간과 상기 제2 시간의 차이가 상기 설정값 이하인 경우, 상기 통신 채널은 비가시선인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 가시선 또는 비가시선 채널 식별 방법.
Receiving, by the data receiving unit, a packet transmitted from the base station to the mobile station;
Calculating an autocorrelation value of received packets by the autocorrelation value calculating unit;
The channel estimating unit firstly estimates a communication channel between the base station and the mobile station using an autocorrelation value of an i-th received packet and an autocorrelation value of a packet received in an (i + 1) step; And
And secondarily identifying a communication channel between the base station and the mobile station by using a round trip time (RTT) of a packet calculated based on the location of the base station and the mobile station by the channel identification unit,
The step of estimating the communication channel between the base station and the mobile station by using the autocorrelation value of the i-th received packet and the autocorrelation value of the (i + 1) -th received packet,
the difference between the first time until the autocorrelation value of the i < th > received packet reaches the sign change point and the second time until the autocorrelation value of the i < th > The set value is exceeded. Wherein the communication channel determination unit determines that the communication channel is a visible line and determines that the communication channel is an invisible line when the difference between the first time and the second time is equal to or less than the set value. How to identify the line of sight.
상기 기지국과 상기 이동국의 위치를 토대로 산출된 패킷의 왕복 시간(RTT:Round Trip Time)을 이용하여 상기 기지국과 상기 이동국간의 통신 채널을 2차로 식별하는 단계는,
상기 패킷의 왕복 시간이 기 설정된 설정범위를 초과하는 경우 상기 통신 채널은 가시선인 것으로 판단하고, 상기 패킷의 왕복 시간이 상기 설정범위 미만인 경우 상기 통신 채널은 가시선인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 가시선 또는 비가시선 채널 식별 방법.
The method according to claim 6,
The step of secondarily identifying a communication channel between the base station and the mobile station using a round trip time (RTT) of a packet calculated based on the location of the base station and the mobile station,
And determines that the communication channel is a visible line when the round trip time of the packet exceeds a predetermined setting range and determines that the communication channel is a visible line when the round trip time of the packet is less than the setting range, A method of identifying visible lines or non-visible channels in a system.
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