KR20070048553A - Efficient spectrum sensing method and procedure in cognitive radio environment - Google Patents

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KR20070048553A
KR20070048553A KR1020050105759A KR20050105759A KR20070048553A KR 20070048553 A KR20070048553 A KR 20070048553A KR 1020050105759 A KR1020050105759 A KR 1020050105759A KR 20050105759 A KR20050105759 A KR 20050105759A KR 20070048553 A KR20070048553 A KR 20070048553A
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Abstract

본 발명은 단말기 초기화 시의 감지 절차와 휴지시간 (Quiet Time) 시의 감지절차로 구성되어 있음을 그 특징으로 한다. 단말기가 초기에 기지국에 접속하려할 때의 감지 절차는 감지하고자하는 전체 대역에 걸쳐 감지를 실시하는데 감지 시간을 단축시키기 위해 우선적으로 현재 채널에 들어오는 신호를 복호하여 무선 인지 기술 신호인지 아닌지를 판별하고, 해당 단말기가 접속할 수 있는 기지국의 신호이면 이를 기지국과 통신을 할 수 있는 주파수로 선택을 하고, 무선 인지 기술의 신호가 아니면 채널을 점유하고 있는 우선 사용자의 신호인지 비어있는 신호인지를 판별하는 과정을 반복하여 전체 주파수 대역을 감지하는 방법을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that it consists of a sensing procedure at the time of terminal initialization and a sensing time at the Quiet Time. When the terminal initially attempts to access the base station, the detection process performs detection over the entire band to be detected. In order to reduce the detection time, the signal is first decoded to determine whether it is a radio recognition technology signal or not. If the signal of the base station to which the terminal can be connected, select it as a frequency that can communicate with the base station, and if it is not a signal of the radio recognition technology to determine whether the user's signal or the empty signal occupying the channel first Repeatedly characterized by a method for detecting the entire frequency band.

휴지기간(Quiet Time) 시에는 현재 무선인지 시스템에서 사용하고 있는 채널 군에 우선 사용자의 사용 여부를 판단하게 되고, 이 과정이 끝나면 무선인지 시스템에서 사용하고 있지는 않지만 차후에 사용가능한 후보 주파수 대역에서의 우선 사용자 사용 여부를 판단하는 과정을 그 특징으로 한다.During Quiet Time, it is first determined whether the user is using the channel group currently being used by the wireless cognitive system, and after this process, the priority is made in the candidate frequency band which is not used by the wireless cognitive system but can be used later. Characterized by the process of determining whether or not to use the user.

Cognitive Radio, Spectrum Sensing, Terminal initialize, Quiet Time Cognitive Radio, Spectrum Sensing, Terminal initialize, Quiet Time

Description

지능형 무선 인지 기술에서의 효율적인 스펙트럼 감지 방법 및 절차{EFFICIENT SPECTRUM SENSING METHOD AND PROCEDURE IN COGNITIVE RADIO ENVIRONMENT}Efficient SPECTRUM SENSING METHOD AND PROCEDURE IN COGNITIVE RADIO ENVIRONMENT

도 1은 무선 인지 기술에 대한 간략한 기능을 나타낸 도1 illustrates a simplified function of a radio recognition technology.

도 2는 무선 인지 기술 사용 시 나타날 수 있는 문제점을 묘사한 도2 is a diagram illustrating problems that may occur when using a wireless recognition technology.

도 3은 본 발명에 따른 스펙트럼 감지 방법 및 절차를 나타낸 구성도3 is a block diagram showing a spectrum detection method and procedure according to the present invention

도 4는 본 발명에 따른 스펙트럼 감지 방법 및 절차를 나타낸 흐름도4 is a flowchart illustrating a spectrum sensing method and procedure according to the present invention.

본 발명은 비어있는 주파수를 점유하여 사용하는 무선 인지 기술(Cognitive Radio)에서 주파수 사용료를 지불하고 사용하는 우선 사용자의 해당 주파수 사용 보호를 위한 방법으로써, 무선인지 기술 사용자가 비어있는 주파수 대역의 신호를 감지하고 비어있는 주파수를 찾아내는 방법과 비어있는 주파수를 사용할 때 우선 사용자가 해당 주파수 대역을 사용하기 시작하는 것을 감지하는 절차 / 방법에 관한 것이다. The present invention provides a method for protecting a user's use of a corresponding frequency by paying and using a frequency fee in a cognitive radio that occupies and uses an empty frequency. It is about how to detect and find an empty frequency, and when using an empty frequency, first of all the procedure / method of detecting that the user is starting to use that frequency band.

급속히 발전하는 다양한 형태의 무선 통신 기술로 인하여 가능한 주파수 대역이 포화함에 따라 상용화가 제약되고 있고, 특히 낮은 주파수 대역을 사용할 수 있는 여지가 거의 없는 환경에서 이러한 문제를 해결하기 위해 할당 되어 있지만 실제로 사용되지 않고 비어 있는 주파수를 감지해서 주파수를 효율적으로 공유하여 사용할 수 있는 무선 인지 기술이 제안되었다. Due to the rapidly evolving various forms of wireless communication technology, commercialization is limited as the frequency band saturates, and it is allocated to solve this problem especially in an environment where there is little room for using a low frequency band, but it is not actually used. Wireless cognitive technology has been proposed that can detect empty frequencies and share frequencies efficiently.

따라서 무선인지 기술의 구조는 일반적인 무선 통신 시스템에 주파수 검출 기능과 이에 대한 운용기술을 추가로 가지고 있는 특성이 있다. 도 1은 이러한 특성에 대한 간략한 구조로 (101)은 고주파 신호를 저대역 신호로 변환하여주는 블록, (103)은 기저대역에서의 수신 신호 처리부분 그리고 (102), (104) 부분이 기존의 무선통신 시스템에 추가된 부분이다. 이 블록의 기술의 특징으로는 비어있는 주파수 검출기능(물리계층), 적응적으로 주파수를 할당하여 사용하는 기술(물리계층과 무선 자원측정 및 매체 접근 제어계층), 우선 사용자가 주파수를 사용할 경우에 이를 비워주고 다른 주파수 대역으로 이동하는 기능(무선자원측정 및 매체 접근 제어 계층)등으로 분류할 수 있다. Therefore, the structure of the radio recognition technology has a characteristic of additionally having a frequency detection function and its operation technology in a general wireless communication system. Figure 1 is a simplified structure for this characteristic (101) is a block for converting a high frequency signal into a low band signal, (103) is the received signal processing portion in the baseband and (102), (104) This is an addition to the wireless communication system. The features of this block technology include empty frequency detection (physical layer), adaptive frequency allocation and use (physical layer, radio resource measurement and media access control layer), and the user's use of frequency. It can be classified as a function of emptying and moving to a different frequency band (radio resource measurement and media access control layer).

이러한 무선인지 기술의 장점 중의 하나는 경제적인 측면에서 무선 주파수 대역을 돈을 내지 않고 사용함으로써 기존의 무선 통신 서비스보다 가격이 저렴해지고 다중채널에 대한 무선 채널 관리와 분배, 간섭 검출 기술로서 향후 차세대 무선통신과 연동하여 서로 상호 보완적으로 사용될 가능성이 높다. 예를 들어 셀룰라 환경에서 발생하는 음영지역이나 셀의 크기를 키워야 하는 시골 지역 등에서 무선인지 기술은 주파수 간섭을 일으키지 않고 효과적으로 고속데이터를 전송할 수 있 는 좋은 대안 기술이다. 하지만 기지국의 무선인지 기술 구현을 위한 추가 복잡도, 비어있는 주파수만 사용을 함으로써 야기되는 서비스의 안정성 등이 고려되어야 할 사항이다. One of the advantages of this wireless recognition technology is that it is cheaper than the existing wireless communication service by using the radio frequency band at economical cost, and it is a wireless channel management, distribution, and interference detection technology for multiple channels in the future. It is likely to be used complementary to each other in conjunction with communication. For example, wireless cognitive technology is a good alternative to efficiently transmit high-speed data without causing frequency interference in shaded areas that occur in cellular environments or rural areas where cell sizes must be increased. However, the additional complexity to implement the radio recognition technology of the base station, the stability of the service caused by using only the empty frequency, etc. should be considered.

이 중 빈 주파수를 검출하는 것과 유사한 기능은 Radar등 많은 통신 부분에서 연구가 되어져 왔으며 그에 따라 많은 부분들의 개념이 정립되어 있다. 하지만 종래의 신호 감지 기술들이 주어진 채널에서 빈 주파수 또는 점유하고 있는 신호를 검출하는 것이 주요 목적이라고 한다면 무선 인지 기술에서는 넓은 주파수 대역을 감시하여 그 중 시스템이 사용 가능한 주파수 대역을 찾아내거나 현재 사용하고 있는 주파수에 우선 사용자가 나타나는지를 찾아내는 것이 주 목적이 되기 때문에 종래의 스펙트럼 감지와는 조금 의미가 다르며 상대적으로 고려해야 할 부분이 많은 것이 그 특징이다.Among them, the function similar to detecting the empty frequency has been studied in many communication parts such as Radar, and the concept of many parts is established accordingly. However, if conventional signal sensing techniques detect the empty frequency or occupied signal in a given channel, the main purpose is to monitor the wide frequency band and find out which frequency band the system can use. Its main purpose is to find out if a user first appears on the frequency, which is a little different from conventional spectrum sensing.

그 특징을 몇 가지로 나누어 살펴보면 앞에서 기술한 바와 같이 하나 또는 두 개의 주파수 대역이 아닌 무선인지 시스템이 사용할 수 있는 모든 주파수 대역을 감지할 수 있는 능력이 지원되어야 한다. 그리고 이 비어있는 주파수 대역을 사용하고 있을 때 우선 사용자의 해당 주파수 점유 시에는 이에 대한 간섭을 주지 않기 위해 사용 중에도 이를 지속적으로 감시하는 기능이 필요하다. 이러한 특징으로 인해 감지를 하고자 하는 주파수 대역이 증가할 경우 다중 채널의 확보는 용이하나 다중채널의 확보를 위한 전체적인 스펙트럼 감지 과정에서 시간상의 소모가 늘어나는 문제점이 발생함으로 효율적인 시스템의 개발이 필요한 실정이다.Breaking down some of its features, as described above, it should support the ability to detect all frequency bands that a system can use, rather than one or two frequency bands. And when using this empty frequency band, first of all, the user needs to continuously monitor it during use in order not to interfere with the frequency occupied by the user. Due to this feature, if the frequency band to be detected increases, it is easy to secure multiple channels, but the development of an efficient system is needed because of the problem that time consumption increases during the overall spectrum detection process for securing multiple channels.

또한 도 2에서 묘사하고 있는 경우와 같이 우선 사용자의 영역과 무선인지 시스템의 영역이 인접하여 있는 경우 무선인지 시스템 기지국(102)에서는 우선 사용자 신호를 감지할 수 없다. 이런 상황 하에서 만약 무선인지 시스템 기지국(102)이 우선 사용자(103)가 사용하고 있는 채널을 점유한다면 무선인지 시스템 기지국에서 단말기로 가는 하향 링크 신호는 우선 사용자 에게 간섭을 미치지 않아 사용이 가능하지만 상향링크 신호는 우선 사용자에게 간섭을 미칠 가능성이 있다. 이러한 상황을 방지하기위해 충분히 신뢰성 있는 감지 결과를 얻게 하기 위해서 기지국 뿐 아니라 커버리지 내에서 분포하고 있는 전체 단말기에서도 기지국과 같은 감지를 하는 분산 감지 방법을 통하여 전체 커버리지 내에서 우선 사용자의 존재 유무를 판단하는 방법이 필요함으로 본 발명의 기술은 기지국 및 단말기에서도 필요한 기술이다. In addition, as illustrated in FIG. 2, if the user's area and the area of the wireless or system are adjacent to each other, the system base station 102 cannot detect the user signal. Under this situation, if the radio base station 102 occupies the channel used by the user 103 first, the downlink signal from the radio base system base station to the terminal may be used without interfering with the user, but uplink may be used. The signal first has the potential to interfere with the user. In order to prevent such a situation, in order to obtain a sufficiently reliable detection result, the presence or absence of a user in the entire coverage is first determined through a distributed sensing method that detects the same as the base station not only in the base station but also in all the terminals distributed in the coverage. The technique of the present invention is also required in a base station and a terminal because a method is required.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 다수의 주파수 대역을 검색하여 알려지지 않은 기지국과 통신하고자하는 주파수 대역을 찾고, 비어있는 주파수 대역을 찾아 정보를 기억하고, 또한 기지국과 통신을 할 경우에 우선 사용자가 해당 주파수 대역을 사용하기 시작하는지에 대한 검출을 하는 기술을 제공하고 여분의 비어있는 주파수 대역을 재검사하여 우선 사용자의 존재 유무를 검출하는 것이다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to search a plurality of frequency bands to find a frequency band to communicate with an unknown base station, to find an empty frequency band to store information, and also to the base station In the case of communication with the user, first, it provides a technique for detecting whether the user starts using the corresponding frequency band, and re-examines the remaining empty frequency band to detect the presence of the user first.

전술한 바를 달성하기 위해 본 발명은, 수신되는 하향링크 신호에 의해 사용 가능한 주파수 대역인지를 판단하고, 상기 판단에 의해 사용 가능한 주파수 대역들 을 검출하여 관리하고, 상기 검출된 사용 가능한 주파수 대역을 사용하여 상기 무선 인지 기지국과의 통신을 수행하며, 현재 사용하고 있는 주파수 대역을 통해 우선 사용자 단말 또는 우선 사용자 기지국으로부터의 신호가 검출되는 지를 주기적 또는 비주기적으로 감시하고, 상기 우선 사용자 단말 또는 우선 사용자 기지국의 신호가 검출되면 앞서 관리되고 있던 사용 가능한 주파수 대역이 우선 사용자에 의해 사용되고 있는 지를 검사하고, 상기 검사를 통해 우선 사용자가 사용하지 않는 주파수 대역을 검출하여 후보채널로 관리하는 자원 사용을 위한 주파수 검출방법을 제안한다.In order to achieve the above, the present invention determines whether the frequency band is usable by the received downlink signal, detects and manages the usable frequency bands by the determination, and uses the detected usable frequency band. Communicates with the radio aware base station, periodically or aperiodically monitors whether a signal from a first user terminal or a first user base station is detected through a frequency band currently used, and performs the first user terminal or a first user base station. If a signal is detected, it first checks whether the available frequency band previously managed is used by the user, and first detects a frequency band not used by the user and detects a frequency band for resource use managed as a candidate channel. Suggest a method.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 인지 통신 시스템에서의 주파수 검출 방법 / 검출 절차는, 단말기가 초기에 기지국에 접속을 위해서 자신이 접속할 수 있는 기지국을 여러 개의 주파수 채널들 중에서 찾고 여기서 가용한 채널들을 찾아내어 단말기의 초기화를 위한 감지 절차와 기지국과 단말기가 통신 중에 사용하고 있는 채널 (Current Use Channel Set)에서 우선 사용자가 해당 채널을 사용하는지의 여부를 판단하고 우선 사용자가 나타났을 경우에 이동할 수 있는 우선 가용 채널 (Candidate Channel Set)에도 우선 사용자가 사용하는지의 여부를 판단하는 휴지시간 (Quite Time) 시의 채널 감지 절차로 구성됨을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, a frequency detection method / detection procedure in a wireless cognitive communication system according to the present invention is to find a base station to which the terminal can initially access for accessing a base station among several frequency channels. In this case, it is possible to find out the available channels and to determine whether the user uses the corresponding channel in the detection procedure for initializing the terminal and the channel used by the base station and the terminal during communication. In the case of a moveable candidate channel (Candidate Channel Set), it is characterized in that it consists of a channel detection procedure at the time of the first (Quite Time) to determine whether the user uses.

상기 단말기 초기화를 위한 감지 절차는 현재의 기지국에서 내려오는 신호를 접속 가능한 신호인지를 알아보는 절차와 접속 가능하지 않더라도 후에 사용 가능한 채널인지를 알아보기 위한 절차로 구성됨을 특징으로 하며, 휴지 시간 (Quite Time)의 채널 감지 절차는 현재 사용하고 있는 채널들을 감지하는 절차와 후보채널을 감지하는 절차로 구성됨을 특징으로 한다.The detection procedure for initializing the terminal is characterized in that it consists of a procedure for determining whether the signal coming down from the current base station is an accessible signal and a procedure for determining whether the channel is available later even if it is not accessible. The channel detection procedure of Time) is characterized by consisting of a procedure of detecting channels currently used and a procedure of detecting a candidate channel.

본 발명의 실시 예에 따른 구체적인 동작을 설명하기에 앞서 본 발명에서 사용될 용어들을 정의한다. Prior to describing a specific operation according to an embodiment of the present invention, terms to be used in the present invention are defined.

여기서 s는 감지의 상태(초기화, 현재 사용 채널 감지, 후보채널 감지 등)를 나타내는 인덱스를 나타내며, i는 선택한 채널의 표(TK, TJ)에서의 인덱스를 나타낸다. j는 단말기 초기화를 위한 감지 상태를, J는 무선 인지 시스템에서 가용한 전체 채널의 수를 나타낸다. k는 현재 무선인지 시스템에서 사용하고 있는 채널의 감지 상태를, K는 현재 무선인지 시스템에서 사용하고 있는 채널의 수를 나타내며, l은 후보 채널의 감지 상태를 L은 후보 채널의 수를 나타낸다. N은 FFT 윈도우의 크기를 나타내고 T는 이 FFT를 취할 때 각각 평균을 구하기 위한 FFT윈도우의 수를 나타낸다. 그리고 TJ, TK, TL은 각각 전체 채널 군의 표, 현재 사용하고 있는 채널 군의 표, 후보 채널 군의 표를 나타낸다.Where s represents an index indicating a sensing state (initialization, current channel detection, candidate channel detection, etc.), and i represents an index in a table (TK, TJ) of the selected channel. j represents a sensing state for terminal initialization, and J represents the total number of channels available in the radio recognition system. k denotes a detection state of a channel currently used in a wireless recognition system, K denotes a number of channels currently used in a wireless recognition system, l denotes a detection state of a candidate channel, and L denotes a number of candidate channels. N denotes the size of the FFT window and T denotes the number of FFT windows to average for each taking this FFT. TJ, TK, and TL each represent a table of all channel groups, a table of currently used channel groups, and a table of candidate channel groups.

상기 단말기 초기화를 위한 감지 절차와 휴지 시간 (Quiet Time) 시의 감지 절차를 달성하기 위하여 우선적으로 채널 선택부(30)에 대해서 설명한다. 채널 감지를 위한 상태 인덱스 s의 초기화 단계는 단말기 초기화 단계인지 휴지 시간 (Quiet Time) 시의 감지인지를 결정하는 인덱스 j 또는 k를 선택하여 본 발명을 사용하기 전에 사용자에 의해서 설정된다. 이에 따라 채널 선택 단계 역시 단말기 초 기화 단계인지 휴지 시간 (Quiet Time) 시의 감지인지에 따라서 각각 다른 테이블인 TJ와 TK 중 하나를 선택한다. In order to achieve the sensing procedure for initializing the terminal and the sensing procedure at the Quiet Time, the channel selector 30 will be described first. The initialization phase of the state index s for channel sensing is set by the user prior to using the present invention by selecting an index j or k that determines whether the terminal is initiating or sensing during Quiet Time. Accordingly, the channel selection step also selects one of TJ and TK, which are different tables, depending on whether the terminal is initiating or sensing at Quiet Time.

채널 감지의 상태 인덱스를 이용하여 채널 인덱스를 초기화(301)하고 각 상태에 맞도록 채널을 선택하고(302) 선택된 채널을 튜닝해 (303) 선택된 채널의 수신 데이터 rp(t)를 FFT연산을 통하여 주파수 영역 신호로 변화 시킨다 (304).Initialize the channel index using the state index of channel detection (301), select a channel to match each state (302), tune the selected channel (303) and perform FFT operation on the received data r p (t) of the selected channel. It is changed into a frequency domain signal through 304.

채널 선택 과정이 끝난 후에는 상태 인덱스 s에 따라서 단말기 초기화를 위한 감지절차인지 휴지 시간 (Quiet Time)을 위한 감지절차인지를 선택한다(305). 이 과정 중에 FFT 부분은 다른 부분과 공통된 부분이기 때문에 지속적으로 사용이 되며 FFT 후에는 상태 인덱스에 따라 각각의 상태로 천이한다. After the channel selection process is finished, whether the sensing procedure for initializing the terminal or the sensing time for the quiet time is selected according to the state index s (305). During this process, the FFT part is used continuously because it is common to other parts. After the FFT, the state transitions to each state according to the state index.

이하, 단말기 초기화를 위한 절차인 경우 채널 선택부(30)의 상태 인덱스 s는 j의 인덱스가 되고 채널의 번호를 나타내는 인덱스 p는 표 TJ에 있는 채널을 선택하게 된다 (302). Hereinafter, in the case of a procedure for initializing a terminal, the state index s of the channel selector 30 becomes an index of j and an index p representing a channel number selects a channel in the table TJ (302).

단말기 초기화 절차에서는 채널 선택부에서 선택하고 수신한 주파수 영역의 신호로 바뀐 신호를 복호(401)하며, 복호된 신호에 의해 무선인지 시스템이 사용하는 기지국인지를 판별한다 (402). 이때 무선 인지 기지국의 특정 신호를 이용하여 검출할 수 있다. In the terminal initialization procedure, the signal selected by the channel selector and decoded by the received signal in the frequency domain is decoded 401, and the decoded signal determines whether it is wireless or a base station used by the system (402). At this time, it can be detected using a specific signal of the radio recognition base station.

만약 무선 인지 시스템이 사용하는 기지국의 채널이면, 신호가 단말기가 접속하여 통신하려는 기지국인지를 판별한다 (403), 감지된 채널을 다른 무선 인지 시스템이 사용하고 있으면(404), 다른 기지국이라 검출하고, 감지하고 있는 단말기 가 사용할 수 있는 기지국의 채널(405)이면 현재 감지하고 있는 채널의 정보를 단말기에서 설정을 해준다. If it is a channel of a base station used by the radio recognition system, it is determined whether the signal is a base station to which the terminal is connected and communicating (403). If another radio recognition system is using the detected channel (404), it is detected as another base station. If the channel 405 of the base station that the terminal is being detected can be used, the terminal sets the information of the channel currently being detected.

만약 무선 인지 시스템이 사용하고 있는 채널이 아니라면 채널의 번호를 바꾸어서 다른 채널이 비어 있는 채널인지를 해당 대역의 에너지의 양을 계산함으로써 비어있는 채널인지 아닌지를 판단한다. 이 경우 들어온 신호의 검출 확률을 향상시키기 위하여 시간상의 통계적인 에너지값의 합을 구한다 (501)-(506). If the channel is not in use by the wireless recognition system, the channel number is changed to determine whether the other channel is empty or not by calculating the amount of energy in the corresponding band. In this case, the sum of the statistical energy values in time is obtained in order to improve the detection probability of the incoming signal (501)-(506).

통계학적으로 보다 많은 시간적인 합의 값을 구할수록 계산된 결과값의 분포가 줄어들게 됨으로써 보다 안정적으로 입력된 신호의 에너지양을 계산할 수 있다. 이는 하기 <수학식 1>을 통하여 임계값과 비교를 하게 된다 (503).Statistically, the more temporal sum is obtained, the smaller the distribution of the calculated result is, and the more stable the amount of energy of the input signal can be calculated. This is compared with the threshold value through Equation 1 below (503).

Figure 112005063789372-PAT00001
Figure 112005063789372-PAT00001

이때 임계값은 우선 사용자 신호 중 신호를 판별(복호)할 수 없다고 알려진 값을 선택하도록 한다. At this time, the threshold value is first selected to be a value known to be unable to determine (decode) the signal among the user signals.

만약 임계값보다 높은 신호가 들어온다면 그 채널은 우선 사용자가 점유하고 있는 채널로 판단하고, 역시 그에 따라서 비어있는 채널 사용에 대한 정보를 갱신하게 된다 (505). 반대로 임계값보다 낮은 신호가 들어온다면 그 채널은 비어있는 채널로 판단하고, 이에 대한 채널 정보를 갱신하게 된다(504). If a signal higher than the threshold is input, the channel is first determined to be a channel occupied by the user, and accordingly, information on the use of the empty channel is updated accordingly (505). On the contrary, if a signal lower than the threshold is input, the channel is determined to be an empty channel, and the channel information for the channel is updated (504).

이렇게 하나의 채널에 대한 감지가 종료된 후에는 전체 채널을 다 감지하였는지를 판단한다 (306). 전체 채널을 감지하지 않았으면 i의 인덱스를 1단계 증가 시키고 (307) 위에 설명한 절차를 반복하도록 한다. After the detection of one channel is finished, it is determined whether all the channels have been detected (306). If the entire channel is not detected, the index of i is increased by one step (307) and the procedure described above is repeated.

본 발명은 일반적으로 채널이 비어있는지 아닌지를 판별하기 위한 절차를 먼저 하는 것이 아니라 먼저 신호를 복호하고 이를 통하여 자신이 원하는 기지국의 신호를 먼저 검출함으로써, 해당 채널 에너지 신호 검출 시 통계적인 안정성을 위하여 시간 지연이 필요한데 이를 줄일 수 있는 장점이 있다. The present invention generally does not first perform a procedure for determining whether a channel is empty or not, but first decodes a signal and detects a signal of a base station desired by the first. Thus, time for statistical stability when detecting a corresponding channel energy signal is determined. Delay is required, which has the advantage of reducing it.

휴지 시간 (Quiet Time) 시의 감지는 현재 통신이 이루어지고 있는 가운데 지금 사용하고 있는 채널에 우선 사용자가 나타났는지를 알기 위한 것이 우선 목적이다. 휴지 시간 (Quiet Time)은 보다 신뢰성 있는 감지의 결과를 알 수 있도록 하기 위하여 주어진 휴지 시간 (Quiet Time) 동안 모든 무선 인지 시스템은 전송을 멈추고 우선 사용자가 사용되고 있는지를 감지한다. 만일 기지국에서 전송하여오는 신호를 상쇄시키는 절차가 있다면 휴지 시간이 불필요하며 이 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. The purpose of detecting Quiet Time is to find out if the user first appeared in the channel currently being used while communication is being performed. Quiet Time allows all wireless cognitive systems to stop transmitting and first detect if the user is in use, in order to ensure a more reliable detection result. If there is a procedure for canceling a signal transmitted from the base station, the idle time is unnecessary, and in this case, the present invention can be applied.

이러한 우선 목적 이외에도 우선 사용자가 해당 채널을 사용할 경우에 끊임없고 신뢰성 있는 전송을 위하여 여분의 비어있는 주파수, 즉 미리 정해놓은 후보 채널들에 대해서도 우선 사용자의 채널 사용이 이루어지고 있는지 판단을 수행하는 가지고 있는 것을 특징으로 한다. In addition to these priorities, first of all, if the user uses the channel, for the purpose of continuous and reliable transmission, the user may determine whether the user's channel is used for the extra empty frequencies, that is, the predetermined candidate channels. It is characterized by.

위에서 기술한 단말기 초기화를 위한 감지인 경우 단말기에서의 감지를 주된 기능으로 하고 있는 것을 특징으로 하는 것에 반하여 휴지 시간 (Quiet Time) 시의 감지는 기지국과 단말기 양쪽에서 감지를 하는 것을 특징으로 한다.In the case of the above-described detection for initializing the terminal, the detection at the terminal is mainly performed, whereas the detection at the quiet time is performed at both the base station and the terminal.

이하, 휴지 시간 (Quiet Time) 시의 감지 절차인 경우 채널 선택부(30)의 상 태 인덱스 s는 k의 인덱스가 되고 채널의 번호를 나타내는 인덱스 p는 현재 사용하고 있는 채널 군 TK에 있는 채널을 선택하게 된다(302). Hereinafter, in the case of a detection process during Quiet Time, the state index s of the channel selector 30 becomes an index of k, and the index p representing the channel number indicates a channel in the currently used channel group TK. A choice is made (302).

채널 선택부(30)에서 선택하고 수신한 주파수 영역의 신호를 신뢰성 있는 결과를 얻기 위하여 (601)-(603) 과정을 거쳐 하기 <수학식 2>처럼 Zero mean calculation 과정을 거치게 된다. 이 방법은 앞서 설명한 에너지 검출 방법이 아니고 신호의 형태에 의해서 신호 존재 유무를 판별하는 방법을 사용한다. In order to obtain a reliable result of the signal in the frequency domain selected and received by the channel selector 30, the process is performed through a zero mean calculation process as shown in Equation 2 below. This method uses a method of determining the presence or absence of a signal based on the type of the signal rather than the energy detection method described above.

일반적으로 채널의 사용 시에 워키토키 같은 장비는 작은 대역폭을 사용하기 때문에 넓은 대역폭을 이용하여 에너지 검출을 하면 이러한 신호는 검출이 어렵다. 그래서 이 방법을 위해서

Figure 112005063789372-PAT00002
는 채널의 FFT된 데이터를 나타내며
Figure 112005063789372-PAT00003
는 FFT된 데이터의 누적 평균값이 된다.In general, when a channel is used, a device such as a walkie talkie uses a small bandwidth, so when energy is detected using a wide bandwidth, such a signal is difficult to detect. So for this method
Figure 112005063789372-PAT00002
Represents the FFT data of the channel
Figure 112005063789372-PAT00003
Is the cumulative mean value of the FFT data.

Figure 112005063789372-PAT00004
Figure 112005063789372-PAT00004

Zero mean calculation 과정은 일정기간의 신호의 평균을 취함으로써 통계적인 안정성을 얻을 수가 있고, 이를 통하여 잡음의 영향을 줄이는 효과를 줄일 수 있다. The zero mean calculation process can obtain statistical stability by taking the average of signals over a period of time, thereby reducing the effect of reducing the effects of noise.

이렇게 일정기간 평균을 통해 잡음의 영향이 준 신호는 현재의 대역에서 나타날 수 있는 우선 사용자가 현재 채널을 사용하고 있는지 사용하고 있다면 사용하고 있는 우선 사용자의 종류는 무엇인지를 판단해 낸다. 이 외에 다른 신호들의 형태를 미리 알고 있는 경우에는 각각의 신호 형태를 다양한 신호 처리 기법을 이용하여 검출 할 수 있으며 이를 통하여 현재 검출하고 있는 채널의 우선 사용자의 사 용 여부를 검출하고 이를 갱신할 수 있다 (604).The signal affected by noise through averaging for a certain period of time determines if the first user who is present in the current band is using the current channel and what kind of first user is used. In addition, if the signal types are known in advance, each signal type can be detected using various signal processing techniques. Through this, it is possible to detect whether or not the priority user of the currently detected channel is used and update it. (604).

이렇게 판단된 신호는 현재 감지하고 있는 채널이 현재 사용하고 있는 채널일 경우와 여분의 채널을 검출하는 경우를 판단하여(701), 현재 사용하고 있는 채널인 경우에는 이 채널이 점유되어 있는지(703) 비어있는지에 대한 상태 정보를 갱신한다 (704). The signal thus determined determines whether the currently detected channel is a currently used channel or a case of detecting an extra channel (701), and if the channel is currently used, is this channel occupied (703)? Update the status information as to whether it is empty (704).

이렇게 정보를 갱신한 뒤 현재 사용하는 채널에 대한 감지를 완료 했는지를 판단하고(705) 현재 사용하는 채널에 대한 감지가 완료 되지 않았다면 인덱스를 갱신하고 (707) 계속 현재 사용하는 채널의 감지를 계속하도록 한다. After updating the information, it is determined whether the detection of the currently used channel is completed (705). If the detection of the currently used channel is not completed, the index is updated (707) to continue the detection of the currently used channel. do.

만약 현재 채널에 대한 감지가 완료되었다면 여분의 채널 감지를 위한 채널 군과 상태 인덱스를 후보 채널 군을 위한 상태 인덱스와 채널 군으로 바꾸고 감지를 계속하도록 한다. 이때의 채널의 상태 인덱스는 l, 채널군은 TL이 된다. If the detection of the current channel is completed, the channel group and state index for redundant channel detection are changed to the state index and channel group for the candidate channel group, and the detection is continued. At this time, the channel state index is 1 and the channel group is TL.

채널 인덱스를 l로 바꾼 후 위에 기술한 현재 채널에 대한 감지 절차와 동일한 절차를 수행하게 (601)-(604)되며 만약 후보 채널군의 감지 역시 완료가 되었다면 감지 절차를 완료하도록 한다 (801)~(805).After changing the channel index to l, the same procedure as for the current channel described above is performed (601)-(604). If the detection of the candidate channel group is also completed, the detection procedure is completed (801) ~. (805).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 무선 인지 시스템에서의 감지 절차로 단말기 초기화 절차 시와 휴지 시간 (Quiet Time) 시의 두 가지 경우로 나누어 각각의 감지가 진행되는 것을 특징으로 하고, 채널의 사용 유무를 감지하기 위해 에너지 검출 방식을 사용하는 경우에 미리 복호를 통하여 단말기가 접속하려는 기지 국의 신호를 감지함으로써 해당 채널에 대한 에너지 검출 시 안정적인 결과 값을 얻기 위한 시간 축의 평균을 구하는 절차가 간략화 되어서 감지 시간을 단축할 수 있다. As described above, the present invention is characterized in that each detection proceeds by dividing into two cases of the terminal initialization procedure and Quiet time as a detection procedure in a wireless recognition system, and use of a channel In the case of using the energy detection method to detect the signal, the procedure of calculating the average of the time axis to obtain a stable result value when detecting the energy for the channel by detecting the signal of the base station to which the terminal is connected through decoding in advance is simplified. It can save time.

Claims (2)

무선 인지 기지국 내에서 상향링크 신호가 우선 사용자 기지국 내에 위치한 단말의 간섭으로 작용하는 이종 망에서 무선 인지 단말이 자원 사용을 위한 주파수 검출방법에 있어서,In the frequency detection method for the resource usage of the radio-cognitive terminal in a heterogeneous network in which the uplink signal acts as interference of the terminal located in the user base station in the radio-cognitive base station 수신되는 하향링크 신호에 의해 사용 가능한 주파수 대역인지를 판단하고;Determining whether the frequency band is usable by the received downlink signal; 상기 판단에 의해 사용 가능한 주파수 대역들을 검출하여 관리하고;Detect and manage frequency bands usable by the determination; 상기 검출된 사용 가능한 주파수 대역을 사용하여 상기 무선 인지 기지국과의 통신을 수행하며;Perform communication with the radio aware base station using the detected available frequency band; 현재 사용하고 있는 주파수 대역을 통해 우선 사용자 단말 또는 우선 사용자 기지국으로부터의 신호가 검출되는 지를 주기적 또는 비주기적으로 감시하고;Periodically or aperiodically monitoring whether a signal from a first user terminal or a first user base station is detected through a frequency band currently in use; 상기 우선 사용자 단말 또는 우선 사용자 기지국의 신호가 검출되면 앞서 관리되고 있던 사용 가능한 주파수 대역이 우선 사용자에 의해 사용되고 있는 지를 검사하고;If a signal of the preferred user terminal or preferred user base station is detected, checking whether the available frequency band previously managed is used by the preferred user; 상기 검사를 통해 우선 사용자가 사용하지 않는 주파수 대역을 검출하여 g보채널로 관리하는 주파수 검출방법.A frequency detection method of first detecting a frequency band not used by the user through the inspection and managing it as g complement channel. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 사용 가능한 주파수 대역을 검출하기 전에 상기 하향링크 신호의 복호 를 통해 무선 인지 기지국인지를 먼저 판별함을 특징으로 하는 주파수 검출방법.And determining whether it is a radio or a base station by decoding the downlink signal before detecting the usable frequency band.
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