KR101822555B1 - Apparatus and method for spectrum sensing via compressed sensing algorithm - Google Patents
Apparatus and method for spectrum sensing via compressed sensing algorithm Download PDFInfo
- Publication number
- KR101822555B1 KR101822555B1 KR1020160168324A KR20160168324A KR101822555B1 KR 101822555 B1 KR101822555 B1 KR 101822555B1 KR 1020160168324 A KR1020160168324 A KR 1020160168324A KR 20160168324 A KR20160168324 A KR 20160168324A KR 101822555 B1 KR101822555 B1 KR 101822555B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- support
- signal
- sparse signal
- sparse
- spectrum
- Prior art date
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 241000269799 Perca fluviatilis Species 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000012804 iterative process Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J2003/283—Investigating the spectrum computer-interfaced
- G01J2003/284—Spectral construction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J2003/2859—Peak detecting in spectrum
- G01J2003/2863—Peak detecting in spectrum and calculating peak area
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 압축 센싱 알고리즘을 이용한 스펙트럼 검출 방법 및 장치에 관한 것으로, 희소(Sparse)신호를 복원하는 압축 센싱 알고리즘인 부분공간 매칭 퍼슛(Subspace matching pursuit)알고리즘을 이용하여 스펙트럼 신호를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.A method and apparatus for detecting a spectrum signal using a subspace matching pursuit algorithm, which is a compression sensing algorithm for restoring a sparse signal, .
현재 대부분의 디지털 장치에서 아날로그 신호를 획득하는데 아날로그 신호 주파수 대역폭의 두 배 이상의 주파수로 샘플링을 하면 신호를 완전히 무결하게 복원할 수 있다.Sampling at more than twice the analog signal frequency bandwidth in obtaining the analog signal from most digital devices today can restore the signal completely and completely.
이와 같은 나이퀴스트 샘플링(Nyquist sampling)방법은 신호를 완벽하게 복원할 수 있지만, 대용량의 신호에 대해서는 샘플링 데이터 양이 급격하게 늘어나게 되어 효율성이 저하되는 문제됨이 있다. Such a Nyquist sampling method can completely restore a signal, but the amount of sampling data is rapidly increased for a large-capacity signal, and the efficiency is degraded.
이에 따라 일반 나이퀴스트 신호 보다 적은 샘플 수로 신호를 샘플링하는 서브 나이퀴스트 샘플링(Sub-Nyquist sampling)방법을 이용하여 높은 압축률을 달성하면서도 원 신호에 가깝게 신호를 복원하는 압축센싱(Compressive sensing)방법이 연구되었다.A compressive sensing method of restoring a signal close to the original signal while achieving a high compression ratio by using a sub-Nyquist sampling method of sampling a signal with a smaller number of samples than a normal Nyquist signal Was studied.
이와 같이 희소신호로부터 원신호를 복원하는 압축센싱방법은 다양한 분야에서 응용되어 적용되는데 특히, 무선 통신 분야에서 스펙트럼내의 신호를 센싱하기 위해 이용된다. The compression sensing method for recovering the original signal from the sparse signal is applied to various fields, and is particularly used for sensing a signal in a spectrum in the wireless communication field.
이때, 희소신호를 원신호로 복구하는 알고리즘인 동시 직교 매칭 퍼슛(Simultaneously matching pursuit)알고리즘이 간단하고 뛰어난 성능으로 가장 널리 이용되고 있다. At this time, a simultaneous matching pursuit algorithm, which is an algorithm for restoring a sparse signal to a original signal, is the most widely used for simple and excellent performance.
하지만, 동시 직교 매칭 퍼슛을 이용하여 희소신호를 복원할 경우 스펙트럼의 수가 늘어날수록 복원 성능이 떨어지는 문제점이 있다. However, when the sparse signal is reconstructed using the simultaneous orthogonal matching permutation, there is a problem that the reconstruction performance decreases as the number of spectra increases.
이와 관련되어 한국등록특허 제 10-0788706 호는 광대역 음성 신호의 부호화/복화화 방법으로써 Damping 요소를 첨가한 매칭 퍼슛(matching pursuit) 정형파 모델을 이용하여 광대역 음성을 부호화/복호화 하는 내용에 대해 개시하고 있으나, 상술된 바와 같이 스펙트럼의 수가 늘어날수록 복원 성능이 떨어지는 문제점을 해결하지 못한다. Korean Patent Registration No. 10-0788706 discloses a method of encoding / decoding a wideband speech signal using a matching pursuit formatted wave model including a damping factor as a method of encoding / decoding a wideband speech signal. However, as described above, the problem of deteriorating the reconstruction performance as the number of spectra increases is not solved.
따라서 상술된 문제점을 해결하기 위한 기술이 필요하게 되었다.Therefore, a technique for solving the above-described problems is required.
한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.On the other hand, the background art described above is technical information acquired by the inventor for the derivation of the present invention or obtained in the derivation process of the present invention, and can not necessarily be a known technology disclosed to the general public before the application of the present invention .
본 발명의 일실시예는 각 반복(Iteration)과정에서 복수 개의 서포트(Support)를 부분 공간 퍼슛 알고리즘을 이용하여 선택하는 데에 목적이 있다. One embodiment of the present invention is directed to selecting a plurality of supports in each iteration process using a partial space permutation algorithm.
또한, 본 발명의 일실시예는 부분 공간 퍼슛(Subspace matching pursuit) 알고리즘을 통해 선택된 복수의 서포트를 이중검안을 수행하여 최적화된 서포트를 선택하는 데에 목적이 있다. It is also an object of the present invention to select an optimized support by performing a double optometry on a plurality of supports selected through a subspace matching pursuit algorithm.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따르면 스펙트럼을 센싱하는 장치에 있어서, 외부 장치로부터 희소(Sparse)신호를 수신하는 신호수신부, 상기 희소신호의 복원에 이용되는 측정행렬의 열의 인덱스를 나타내는 서포트로써 상기 희소신호가 위치하는 부분공간(subspace)으로부터의 거리에 기초하여 적어도 하나의 부분공간을 선택하는 서포트선택부, 선택된 적어도 하나의 서포트를 서포트세트에 포함시키는 서포트관리부 및 상기 서포트세트에 포함된 적어도 하나의 서포트에 기초하여 원 희소신호를 추정하여 복원하는 신호복원부를 포함할 수 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for sensing a spectrum, comprising: a signal receiver for receiving a sparse signal from an external device; A support selection unit for selecting at least one subspace based on a distance from a subspace where the sparse signal is located, as a support indicating an index of a column of the measurement matrix, a support for including the selected at least one support in a support set And a signal restoring unit for estimating and restoring the original signal based on at least one support included in the management unit and the support set.
본 발명의 제 2 측면에 따르면, 스펙트럼센싱장치가 스펙트럼을 센싱하는 방법에 있어서, 외부 장치로부터 희소신호를 수신하는 단계, 상기 희소신호의 복원에 이용되는 측정행렬의 열의 인덱스를 나타내는 서포트로써 상기 희소신호가 위치하는 부분공간(subspace)으로부터의 거리에 기초하여 적어도 하나의 부분공간을 선택하는 단계, 선택된 적어도 하나의 서포트를 서포트세트에 포함시키는 단계 및 상기 서포트세트에 포함된 적어도 하나의 서포트에 기초하여 원 희소신호를 복원하는 단계를 포함할 수 있다.According to a second aspect of the present invention there is provided a method for a spectrum sensing apparatus to sense a spectrum comprising the steps of receiving a sparse signal from an external device and providing a representation of the index of a column of the measurement matrix used for reconstruction of the sparse signal, Selecting at least one subspace based on a distance from a subspace in which the signal is located, including the selected at least one support in a support set, and based on at least one support included in the support set And recovering the original signal.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일실시예는 복수 개의 서포트를 선택하여 이중검안 방법을 통해 최종 서포트가 될 확률을 높일 수 있다. According to one of the above-mentioned objects of the present invention, an embodiment of the present invention can select a plurality of supports and increase the probability of becoming a final support through a double optometry method.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 확률이 높은 서포트를 이용하여 희소신호를 복원함으로써 원 희소신호의 복원 성능을 향상시킬 수 있다. Further, according to any one of the means for solving the problems of the present invention, it is possible to improve the recovery performance of the original signal by restoring the sparse signal using a high probability support.
아울러, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 광대역의 주파수 범위에서 에너지가 존재하는 신호가 희소성을 가지는 경우 효율적으로 스펙트럼내의 희소신호를 검출할 수 있다. In addition, according to any one of the means for solving the problems of the present invention, it is possible to efficiently detect a sparse signal in a spectrum when a signal in which energy exists in a wide frequency band has scarcity.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스펙트럼센싱장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스펙트럼센싱방법을 설명하기 위한 순서도이다. 1 is a block diagram illustrating a spectral sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of spectral sensing according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.
이하에서는, 본 발명에서 사용되는 용어에 대한 정의를 우선적으로 한다. Hereinafter, the definition of terms used in the present invention will be given priority.
이하에서 ‘스펙트럼’은 전자기파가 그 파장 또는 진동수에 따라 나누어져 주파수를 파장의 순서에 따라 배열된 것이다. 이러한 스펙트럼에서 신호를 감지하는 것을 ‘스펙트럼 센싱’이라고 한다. In the following, 'spectrum' is an electromagnetic wave divided by the wavelength or frequency, and the frequency is arranged in order of wavelength. Detecting a signal in such a spectrum is called 'spectral sensing'.
그리고 ‘측정행렬’은 K-희소(Sparse)신호(신호 벡터 중 K개의 0이 아닌 원소가 있는)로부터 원 신호 벡터를 복원하기 위한 행렬이다. And 'measurement matrix' is a matrix for restoring the original signal vector from a K-sparse signal (with K nonzero elements of the signal vector).
‘서포트(Support)’는 측정행렬의 열 중에서 K-희소신호 벡터의 0 이 아닌 원소와 곱해지는 열의 인덱스를 말한다.'Support' is the index of the column of the measurement matrix multiplied by the non-zero element of the K-scarce signal vector.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 스펙트럼센싱장치(100)를 설명하기 위한 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a
스펙트럼센싱장치(100)는 네트워크(N)를 통해 통신할 수 있다. 네트워크(N)는 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN), 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN), 개인 근거리 무선통신(Personal Area Network; PAN), 이동 통신망(mobile radio communication network), Wibro(Wireless Broadband Internet), Mobile WiMAX, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 또는 위성 통신망 등과 같은 모든 종류의 유/무선 네트워크로 구현될 수 있다. The
그리고 스펙트럼센싱장치(100)는 네트워크(N)를 통해 원격지의 서버에 접속하거나, 타 단말 및 서버와 연결 가능한 컴퓨터나 휴대용 단말기, 텔레비전, 웨어러블 디바이스(Wearable Device) 등으로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop) 등을 포함하고, 휴대용 단말기는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), GSM(Global System for Mobile communications), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet), 스마트폰(Smart Phone), 모바일 WiMAX(Mobile Worldwide Interoperability for Microwave Access) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다. 또한, 텔레비전은 IPTV(Internet Protocol Television), 인터넷 TV(Internet Television), 지상파 TV, 케이블 TV 등을 포함할 수 있다. 나아가 웨어러블 디바이스는 예를 들어, 시계, 안경, 액세서리, 의복, 신발 등 인체에 직접 착용 가능한 타입의 정보처리장치로서, 직접 또는 다른 정보처리장치를 통해 네트워크를 경유하여 원격지의 서버에 접속하거나 타 단말과 연결될 수 있다.The
이러한 스펙트럼센싱장치(100)는 외부로부터 수신한 희소(Sparse)신호로부터 수신된 희소신호에 대응된 본래의 희소신호를 복원하여 이를 바탕으로 최종 에너지를 가지는 스펙트럼을 결정할 수 있다. The
도 1 을 참고하여 스펙트럼센싱장치(100)의 각 구성부를 보다 자세히 설명한다. Each component of the
우선, 스펙트럼센싱장치(100)는 신호수신부(110)를 포함할 수 있다. 신호수신부(110)는 외부 장치(도시하지 않음)로부터 희소신호를 수신할 수 있다. First, the
즉, 신호수신부(110)는 외부 장치로부터 0이 아닌 원소가 K개 있는 K-희소(K-sparse)한 희소신호 벡터인 희소신호를 수신할 수 있다. That is, the
한편, 스펙트럼센싱장치(100)는 서포트선택부(120)를 포함할 수 있다. 서포트선택부(120)는 희소신호의 복원에 이용되는 측정행렬의 열의 인덱스를 나타내는 서포트(Support)로써 희소신호가 위치하는 부분공간(subspace)으로부터 거리에 따라 근접한 순서로 적어도 하나의 부분공간을 선택할 수 있으며, 이를 위해 부분공간 매칭 퍼슛(Subspace matching pursuit)알고리즘을 이용할 수 있다. Meanwhile, the
즉, 서포트선택부(120)는 신호수신부(110)로부터 수신된 희소신호에서 선택된 서포트로 이루어진 공간에 투사(Projection)된 신호를 차감한 잔차(Residual)신호와 측정행렬에 기초하여 추정된 희소신호로부터 근접한 적어도 하나의 부분공간을 서포트로써 선택하는 과정을 반복할 수 있다. That is, the
예를 들어 최초 반복(Iteration)에서 서포트선택부(120)는 신호수신부(110)로부터 수신된 희소신호와 측정행렬에 기초하여 서포트를 선택할 수 있다. For example, in the initial iteration, the
이후, 서포트선택부(120)는 선택된 서포트를 포함하는 서포트세트를 신호복원부(140)로 전달할 수 있고, 신호복원부(140)로부터 재추정된 제 2 희소신호를 전달받아 서포트를 선택하는 과정을 반복할 수 있다. Thereafter, the
즉, 서포트선택부(120)는 추정된 원 희소신호가 존재하는 부분공간에서 가장 근접한 순서대로 적어도 하나의 부분공간을 서포트로써 선택할 수 있다. That is, the
한편, 스펙트럼센싱장치(100)는 서포트관리부(130)를 포함할 수 있다. 서포트관리부(130)는 선택된 적어도 하나의 서포트를 서포트세트에 포함시킬 수 있다. Meanwhile, the
즉, 서포트관리부(130)는 상술된 서포트선택부(120)가 서포트를 선택하는 과정을 반복하는 과정 중에 선택되는 서포트를 서포트세트에 포함시키거나 또는 서포트세트에 있는 서포트를 제거할 수 있다. That is, the
이때, 서포트관리부(130)는 서포트세트에 포함된 서포트 중 선택된 적어도 하나의 서포트와의 동일여부를 검증하는 이중검안을 수행할 수 있다. 이를 통해, 서포트관리부(130)는 서포트세트에 포함될 최적의 서포트를 결정할 수 있다.At this time, the
예를 들어, 서포트관리부(130)는 제 1 반복에서 선택된 서포트가 포함된 서포트세트에서 제 2 반복을 통해 선택된 서포트와 동일한 서포트가 있는지 확인함으로써 이중검안을 수행할 수 있다. 그리고 서포트관리부(130)는 선택된 서포트와 동일한 서포트를 서포트세트에 포함시키고 상이한 서포트에 대해서는 서포트세트에서 제거할 수 있다. For example, the
이러한 과정을 반복함으로써 희소신호를 복원하는데 최적의 서포트를 선택함과 동시에 서포트의 수를 일정하게 제한함으로써 스펙트럼의 수가 늘어나도 성능이 저하되지 않으면서도 신호의 복원력을 향상시킬 수 있다.By repeating this process, the optimal support for restoring the sparse signal is selected, and the number of supports is constantly limited, so that the restoration power of the signal can be improved without deteriorating the performance even if the number of spectra is increased.
한편, 스펙트럼센싱장치(100)는 신호복원부(140)를 포함할 수 있다. 신호복원부(140)는 서포트세트에 포함된 적어도 하나의 서포트에 기초하여 원 희소신호를 복원할 수 있다.Meanwhile, the
이를 위해, 신호복원부(140)는 잔차신호와 측정행렬을 이용하여 희소신호를 추정할 수 있고, 서포트선택부(120)로 제공할 수 있다. To this end, the
예를 들어, 신호복원부(140)는 서포트선택부(120)로부터 서포트세트를 전달받을 수 있고, 수신된 희소신호에서 서포트세트에 포함된 서포트로 이루어진 공간에 투사된 신호를 차감한 잔차신호를 계산할 수 있다. 그리고 신호복원부(140)는 기존 제 1 잔차신호에서 갱신된 서포트세트에 포함된 서포트로 이루어진 공간에 투사된 신호를 차감하여 제 2 잔차신호를 계산할 수 있으며, 제 2 잔차신호와 측정행렬을 이용하여 희소신호를 추정할 수 있다.For example, the
그리고 신호복원부(140)는 추정된 희소신호를 상술된 서포트선택부(120)로 제공하여 서포트세트가 갱신되도록 할 수 있다. The
신호복원부(140)는 상술된 과정을 잔차신호가 0이 될 때까지 반복할 수 있으며, 잔차신호가 0 이되면 희소신호를 추정하여 서포트를 선택하는 반복을 중단한다. The
이후, 신호복원부(140)는 최종적으로 선택된 서포트세트에 기초하여, 신호수신부(110)가 수신한 희소신호를 이용하여 원 희소신호를 복원할 수 있다. Thereafter, the
도 2 에 도시된 실시예에 따른 스펙트럼센싱방법은 도 1 에 도시된 스펙트럼센싱장치(100)에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 에 도시된 스펙트럼센싱장치(100)에 관하여 이상에서 기술한 내용은 도 2 에 도시된 실시예에 따른 스펙트럼센싱방법에도 적용될 수 있다.The spectral sensing method according to the embodiment shown in FIG. 2 includes the steps of time-series processing in the
우선, 스펙트럼센싱장치(100)는 외부 장치로부터 희소신호를 수신할 수 있다(S2001). First, the
그리고 스펙트럼센싱장치(100)는 서포트를 선택하기 위해 S2001단계에서 수신한 희소신호를 이용하여 적어도 하나의 서포트를 선택할 수 있다(S2002). Then, the
즉, 스펙트럼센싱장치(100)는 희소신호의 벡터상의 위치로부터 근접한 순서로 적어도 하나의 부분공간을 서포트로써 선택할 수 있으며, 이를 위해 스펙트럼센싱장치(100)는 부분공간 매칭 퍼슛 알고리즘을 사용할 수 있다. That is, the
그리고 스펙트럼센싱장치(100)는 선택된 적어도 하나의 서포트를 서포트세트에 포함시킬 수 있다(S2003). The
이후, 스펙트럼센싱장치(100)는 희소신호에서 서포트세트에 포함된 서포트로 이루어진 공간에 투사된 신호를 차감한 잔차신호가 0 인지 여부를 판단할 수 있다(S2004).Thereafter, the
S2004단계에서 잔차신호가 0이 아니면, 스펙트럼센싱장치(100)는 서포트세트에 기초하여 원 희소신호를 추정할 수 있다(S2005). 예를 들어, 스펙트럼센싱장치(100)는 잔차신호와 측정행렬을 통해 원 희소신호를 예측할 수 있다. If the residual signal is not 0 in step S2004, the
그리고 스펙트럼센싱장치(100)는 S2005단계에서 추정된 원 희소신호로부터 근접한 부분공간을 근접한 순서로 적어도 하나 선택할 수 있다(S2006). Then, the
이후, 스펙트럼센싱장치(100)는 S2006단계에서 선택된 서포트와 서포트세트에 포함된 서포트가 동일한지 여부를 비교할 수 있고(S2007), 서포트세트를 갱신할 수 있다(S2008). Thereafter, the
즉, 스펙트럼센싱장치(100)는 서포트세트에 포함된 서포트와 S2006단계에서 선택된 적어도 하나의 서포트 사이에 동일한 서포트가 있는지 판단하는 이중검안을 수행할 수 있다. That is, the
이후, 스펙트럼센싱장치(100)는 잔차신호가 0이 될 때까지 S2005단계 내지 S2008단계를 반복할 수 있다. Thereafter, the
하지만, S2004단계에서 잔차신호가 0이면, 스펙트럼센싱장치(100)는 측정행렬과 S2001단계에서 수신된 희소신호를 이용하여 원 희소신호를 복원할 수 있다(S2009). However, if the residual signal is 0 in step S2004, the
이와 같이 부분공간 매칭 퍼슛 알고리즘을 이용하여 부분공간을 서포트로써 반복적으로 선택하되 서포트세트에 동일한 서포트의 존재여부를 확인함으로써 최적의 서포트를 선택하여 신호복원의 선능을 높일 수 있다. By using the partial space matching permutation algorithm as described above, it is possible to repeatedly select the subspace by supporting the partial space, but it is possible to select the optimal support by checking whether or not the same support exists in the support set.
도 2 를 통해 설명된 실시예에 따른 스펙트럼센싱방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. The spectral sensing method according to the embodiment described with reference to FIG. 2 may also be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer such as a program module executed by a computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, the computer-readable medium may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes any information delivery media, including computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transport mechanism.
또한 본 발명의 일실시예에 따르는 스펙트럼센싱방법은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램(또는 컴퓨터 프로그램 제품)으로 구현될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 처리되는 프로그래밍 가능한 기계 명령어를 포함하고, 고레벨 프로그래밍 언어(High-level Programming Language), 객체 지향 프로그래밍 언어(Object-oriented Programming Language), 어셈블리 언어 또는 기계 언어 등으로 구현될 수 있다. 또한 컴퓨터 프로그램은 유형의 컴퓨터 판독가능 기록매체(예를 들어, 메모리, 하드디스크, 자기/광학 매체 또는 SSD(Solid-State Drive) 등)에 기록될 수 있다. The spectral sensing method according to an embodiment of the present invention may also be implemented as a computer program (or a computer program product) including instructions executable by a computer. A computer program includes programmable machine instructions that are processed by a processor and can be implemented in a high-level programming language, an object-oriented programming language, an assembly language, or a machine language . The computer program may also be recorded on a computer readable recording medium of a type (e.g., memory, hard disk, magnetic / optical medium or solid-state drive).
따라서 본 발명의 일실시예에 따르는 스펙트럼센싱방법은 상술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨팅 장치에 의해 실행됨으로써 구현될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 프로세서와, 메모리와, 저장 장치와, 메모리 및 고속 확장포트에 접속하고 있는 고속 인터페이스와, 저속 버스와 저장 장치에 접속하고 있는 저속 인터페이스 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이러한 성분들 각각은 다양한 버스를 이용하여 서로 접속되어 있으며, 공통 머더보드에 탑재되거나 다른 적절한 방식으로 장착될 수 있다. Thus, a spectral sensing method according to an embodiment of the present invention can be implemented by a computer program as described above being executed by a computing device. The computing device may include a processor, a memory, a storage device, a high-speed interface connected to the memory and a high-speed expansion port, and a low-speed interface connected to the low-speed bus and the storage device. Each of these components is connected to each other using a variety of buses and can be mounted on a common motherboard or mounted in any other suitable manner.
여기서 프로세서는 컴퓨팅 장치 내에서 명령어를 처리할 수 있는데, 이런 명령어로는, 예컨대 고속 인터페이스에 접속된 디스플레이처럼 외부 입력, 출력 장치상에 GUI(Graphic User Interface)를 제공하기 위한 그래픽 정보를 표시하기 위해 메모리나 저장 장치에 저장된 명령어를 들 수 있다. 다른 실시예로서, 다수의 프로세서 및(또는) 다수의 버스가 적절히 다수의 메모리 및 메모리 형태와 함께 이용될 수 있다. 또한 프로세서는 독립적인 다수의 아날로그 및(또는) 디지털 프로세서를 포함하는 칩들이 이루는 칩셋으로 구현될 수 있다. Where the processor may process instructions within the computing device, such as to display graphical information to provide a graphical user interface (GUI) on an external input, output device, such as a display connected to a high speed interface And commands stored in memory or storage devices. As another example, multiple processors and / or multiple busses may be used with multiple memory and memory types as appropriate. The processor may also be implemented as a chipset comprised of chips comprising multiple independent analog and / or digital processors.
또한 메모리는 컴퓨팅 장치 내에서 정보를 저장한다. 일례로, 메모리는 휘발성 메모리 유닛 또는 그들의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리는 비휘발성 메모리 유닛 또는 그들의 집합으로 구성될 수 있다. 또한 메모리는 예컨대, 자기 혹은 광 디스크와 같이 다른 형태의 컴퓨터 판독 가능한 매체일 수도 있다. The memory also stores information within the computing device. In one example, the memory may comprise volatile memory units or a collection thereof. In another example, the memory may be comprised of non-volatile memory units or a collection thereof. The memory may also be another type of computer readable medium such as, for example, a magnetic or optical disk.
그리고 저장장치는 컴퓨팅 장치에게 대용량의 저장공간을 제공할 수 있다. 저장 장치는 컴퓨터 판독 가능한 매체이거나 이런 매체를 포함하는 구성일 수 있으며, 예를 들어 SAN(Storage Area Network) 내의 장치들이나 다른 구성도 포함할 수 있고, 플로피 디스크 장치, 하드 디스크 장치, 광 디스크 장치, 혹은 테이프 장치, 플래시 메모리, 그와 유사한 다른 반도체 메모리 장치 혹은 장치 어레이일 수 있다. And the storage device can provide a large amount of storage space to the computing device. The storage device may be a computer readable medium or a configuration including such a medium and may include, for example, devices in a SAN (Storage Area Network) or other configurations, and may be a floppy disk device, a hard disk device, Or a tape device, flash memory, or other similar semiconductor memory device or device array.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
100: 스펙트럼센싱장치
110: 신호수신부
120: 서포트선택부
130: 서포트관리부
140: 신호복원부100: Spectrum sensing device
110:
120: Support selection part
130:
140:
Claims (9)
외부 장치로부터 희소(Sparse)신호를 수신하는 신호수신부;
상기 희소신호의 복원에 이용되는 측정행렬의 열의 인덱스를 나타내는 서포트로써 상기 희소신호가 위치하는 부분공간(subspace)으로부터의 거리에 기초하여 적어도 하나의 부분공간을 선택하는 서포트선택부;
선택된 적어도 하나의 서포트를 서포트세트에 포함시키는 서포트관리부; 및
상기 서포트세트에 포함된 적어도 하나의 서포트에 기초하여 원 희소신호를 추정하여 복원하는 신호복원부를 포함하는 스펙트럼센싱장치. An apparatus for sensing a spectrum,
A signal receiving unit for receiving a sparse signal from an external device;
A support selector for selecting at least one subspace based on a distance from a subspace where the sparse signal is located, as a support indicating an index of a column of a measurement matrix used for reconstruction of the sparse signal;
A support manager for including at least one selected support in a support set; And
And a signal reconstruction unit for estimating and restoring a source signal based on at least one support included in the support set.
상기 서포트관리부는,
추정된 원 희소신호에 기초하여 선택된 적어도 하나의 서포트에 기초하여 상기 서포트세트를 갱신하는, 스펙트럼센싱장치.The method according to claim 1,
The support management unit,
And updates the support set based on at least one support selected based on the estimated source-sparse signal.
상기 서포트관리부는,
상기 서포트세트에 포함된 서포트 중 상기 선택된 적어도 하나의 서포트와의 동일여부를 검증하는, 스펙트럼센싱장치.3. The method of claim 2,
The support management unit,
And verifies the identity of at least one of the supports included in the support set with the selected at least one support.
상기서포트관리부는,
상기 선택된 적어도 하나의 서포트와 동일하지 않은 서포트를 상기 서포트세트에서 제거하는, 스펙트럼센싱장치.The method of claim 3,
The support management unit,
And removes from the support set a support that is not identical to the selected at least one support.
외부 장치로부터 희소신호를 수신하는 단계;
상기 희소신호의 복원에 이용되는 측정행렬의 열의 인덱스를 나타내는 서포트로써 상기 희소신호가 위치하는 부분공간(subspace)으로부터의 거리에 기초하여 적어도 하나의 부분공간을 선택하는 단계;
선택된 적어도 하나의 서포트를 서포트세트에 포함시키는 단계; 및
상기 서포트세트에 포함된 적어도 하나의 서포트에 기초하여 원 희소신호를 복원하는 단계를 포함하는, 스펙트럼센싱방법.A method for a spectrum sensing device to sense a spectrum,
Receiving a sparse signal from an external device;
Selecting at least one subspace based on a distance from a subspace where the sparse signal is located, as a support indicating an index of a column of a measurement matrix used for reconstruction of the sparse signal;
Including at least one selected support in a support set; And
Recovering a source-sparse signal based on at least one support included in the support set.
상기 스펙트럼센싱방법은,
추정된 원 희소신호에 기초하여 선택된 적어도 하나의 서포트에 기초하여 상기 서포트세트를 갱신하는 단계를 더 포함하는, 스펙트럼센싱방법.6. The method of claim 5,
The spectral sensing method includes:
And updating the support set based on at least one support selected based on the estimated source-sparse signal.
상기 서포트세트를 갱신하는 단계는,
상기 서포트세트에 포함된 서포트 중 상기 선택된 적어도 하나의 서포트와의 동일여부를 검증하는 단계를 포함하는, 스펙트럼센싱방법.The method according to claim 6,
Wherein updating the support set comprises:
Verifying whether the selected set of supports is the same as the selected at least one of the supports included in the support set.
상기 서포트세트를 갱신하는 단계는,
상기 선택된 적어도 하나의 서포트와 동일하지 않은 서포트를 상기 서포트세트에서 제거하는 단계를 포함하는, 스펙트럼센싱방법.8. The method of claim 7,
Wherein updating the support set comprises:
And removing from the support set a support that is not the same as the selected at least one support.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160168324A KR101822555B1 (en) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | Apparatus and method for spectrum sensing via compressed sensing algorithm |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160168324A KR101822555B1 (en) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | Apparatus and method for spectrum sensing via compressed sensing algorithm |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101822555B1 true KR101822555B1 (en) | 2018-01-26 |
Family
ID=61025672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160168324A KR101822555B1 (en) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | Apparatus and method for spectrum sensing via compressed sensing algorithm |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101822555B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100004321A (en) * | 2008-07-03 | 2010-01-13 | 한국과학기술원 | Compressed sensing based dynamic mr imaging using motion estimation and motion compensation |
JP2011096240A (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc | Method for reconstructing sparse signal from distorted measurements |
KR101172641B1 (en) | 2011-07-04 | 2012-08-08 | 한국과학기술원 | Method and apparatus for compressed sensing with joint sparsity |
-
2016
- 2016-12-12 KR KR1020160168324A patent/KR101822555B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100004321A (en) * | 2008-07-03 | 2010-01-13 | 한국과학기술원 | Compressed sensing based dynamic mr imaging using motion estimation and motion compensation |
JP2011096240A (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc | Method for reconstructing sparse signal from distorted measurements |
KR101172641B1 (en) | 2011-07-04 | 2012-08-08 | 한국과학기술원 | Method and apparatus for compressed sensing with joint sparsity |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7083550B2 (en) | Methods and systems for decoding data using compressed channel output information | |
CN108365848B (en) | Polar code decoding method and device | |
CN111628946B (en) | Channel estimation method and receiving equipment | |
US20180232858A1 (en) | Image compression method, image reconstruction method, image compression device, image reconstruction device, and image compression and reconstruction system | |
US10892848B2 (en) | Devices and methods implementing polar codes | |
US10742278B2 (en) | Lattice reduction-aided symbol detection | |
JP6847321B2 (en) | Error correction method and system for transmitted data using low complexity tissue encoder | |
Park et al. | An information-theoretic study for joint sparsity pattern recovery with different sensing matrices | |
Pan et al. | An efficient blind Doppler shift estimation and compensation method for LEO satellite communications | |
KR102203300B1 (en) | Apparatus and method for channel tracking | |
CN113939016B (en) | Intelligent terminal indoor positioning method and system based on WIFI dual-frequency fusion | |
GB2500444A (en) | Combining Compressed Transformed Data in a Modem | |
US10848220B2 (en) | Compressing and decompressing beamspace coefficients | |
KR101822555B1 (en) | Apparatus and method for spectrum sensing via compressed sensing algorithm | |
WO2017080359A1 (en) | Interference cancellation method and apparatus, and base station | |
US20150078489A1 (en) | Signal Reconstruction Method and Apparatus | |
WO2022127476A1 (en) | Harmonic elimination method and apparatus, storage medium, and terminal | |
US20160254883A1 (en) | Multi-input multi-output (mimo) detection systems | |
CN111083479A (en) | Video frame prediction method and device and terminal equipment | |
US9882750B2 (en) | Method for recovering a sparse communication signal from a receive signal | |
EP1348174A2 (en) | Determining correlations of received sequences to multiple known sequences in a communications system | |
Huai et al. | A novel sparse representation algorithm for AIS real-time signals | |
CN116455719B (en) | Frequency offset estimation method, device, communication equipment and readable storage medium | |
US20230169187A1 (en) | Encryption computing system and encryption method | |
Zhang et al. | DOA estimation of non‐circular signals based on iterative soft thresholding algorithm |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |