KR20090099321A - Apparatus and method for device identification broadcasting in cognitive radio communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인지무선 시스템에 관한 것으로, 특히 기존 시스템(primary system)뿐만 아니라 다른 인지무선 시스템에 대한 간섭을 용이하게 해결하도록 장치 식별자 방송을 위한 방법 및 장치에 것이다.The present invention relates to a cognitive radio system, and more particularly, to a method and apparatus for broadcasting device identifiers to easily solve interference not only with a primary system but also with other cognitive radio systems.
급속히 발전하는 다양한 형태의 무선 통신 기술들은 일상 생활에서 더욱 밀접하게 사용되고 있다. 제 2세대라고 불리는 코드분할다중접속(code Division Multiple Access: 이하 "CDMA"라 칭함) 통신기술을 지나서 현재는 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)이라는 제 3세대 무선 통신 기술을 사용하여 음성 이외의 데이터 정보도 빠르게 보낼 수 있게 되었다. 이렇듯 급속히 발전하는 무선 통신 시스템은 기존 기술과 기술 공존 문제로 인하여 다른 주파수를 필요로 하였고, 현재 거의 모든 주파 수가 할당되어 있다. 이로 인하여 수 GHz 대역, 특히 낮은 주파수 대역을 사용하는데 제약을 받는다.Rapidly developing various forms of wireless communication technologies are becoming more closely used in everyday life. After the Code Division Multiple Access ("CDMA") communication technology called the second generation, it uses a third generation wireless communication technology called IMT-2000 (International Mobile Telecommunication-2000), Can also send data information quickly. This rapidly developing wireless communication system requires a different frequency due to coexistence of existing technologies and technologies, and almost all frequencies are currently allocated. This limits the use of several GHz bands, especially low frequency bands.
이러한 문제를 해결하기 위해, 주파수가 할당되어있지만 실제로 사용되지 않고 비어 있는 주파수를 감지해서 이를 효율적으로 공유하여 사용할 수 있는 인지무선(Cognitive Radio: 이하 "CR"라 칭함)기술이 대두고 있다.In order to solve this problem, Cognitive Radio (hereinafter referred to as "CR") technology has been introduced that can detect frequencies that are allocated but are not actually used and are vacant and efficiently shared.
하나 혹은 여러 기존 시스템(primary system)과 함께 공존하여(coexist) 간섭에 제한을 받는 인지무선 시스템에서, 상기 하나 혹은 여러 기존 시스템(primary system)으로 향하는 간섭을 회피하기 위해 상기 인지무선 시스템은 송신전력뿐만 아니라 동작 주파수 대역을 조절해야 한다. 상기 기존 시스템은 허가 주파수 대역을 언제든지 점유하여 사용할 수 있는 시스템이고 상기 인지무선 시스템은 상기 허가 주파수 대역의 사용 여부를 확인하여 비어 있는 주파수 대역을 공유하여 사용하는 시스템이다.In a cognitive radio system that coexists with one or several primary systems and is constrained to interference, the cognitive radio system may transmit power to avoid interference directed to the one or several primary systems. In addition, the operating frequency band must be adjusted. The existing system is a system that can occupy and use the licensed frequency band at any time, and the cognitive radio system is a system that checks whether the licensed frequency band is used and shares an empty frequency band.
따라서, 상기 인지무선 시스템의 장치들(예: 단말, 기지국) 중 어떤 하나라도 상기 기존 시스템에 간섭을 일으키지 않도록 하기 위한 메커니즘이 제공되어야 한다. 예를 들면, IEEE 802.22 워킹 그룹에서는 특별한 감시장치를 권고하고 있다. 상기 특별한 감시장치는 인지무선 시스템을 구성하는 요소는 아니고, 상기 인지무선 시스템에서 어떤 장치들이 기존시스템에 간섭을 발생시키는지를 감시하는 장치이다. 도 1에서 상기 감시장치에 대해 설명하기로 한다.Therefore, a mechanism for preventing any one of the devices (eg, terminal, base station) of the cognitive radio system from causing interference with the existing system should be provided. For example, the IEEE 802.22 Working Group recommends special monitoring devices. The special monitoring device is not a component of the cognitive radio system, but a device for monitoring which devices in the cognitive radio system cause interference to the existing system. The monitoring apparatus will be described in FIG. 1.
도 1은 종래 기술에 따른 무선인지 시스템에서 간섭이 발생할 시 감시장치에서 간섭을 일으키는 단말의 고유 식별자(예: MAC ID)를 감시하는 예를 도시하고 있다.FIG. 1 illustrates an example of monitoring a unique identifier (eg, MAC ID) of a terminal causing interference in a monitoring apparatus when interference occurs in a wireless recognition system according to the related art.
상기 도 1을 참조하면, 인지무선 기지국(100)과 단말(110 내지 114)은 채널센싱을 수행한 후, 빈 주파수 대역에 대해서 상기 인지무선 기지국(100)과 상기 단말(110 내지 114)들 간 협상을 통해 동작할 채널대역을 결정한다. 여기서, 상기 인지무선 기지국(100)과 상기 단말(110 내지 114)은 TV 채널대역 중 사용하지 TV 채널대역을 검출하여 그 중 일부를 이용하여 통신을 수행한다고 가정한다.Referring to FIG. 1, after the cognitive
이때, 상기 기존 시스템(즉 TV 시스템)의 TV 수신기(120)가 상기 인지무선 시스템에서 사용하고 있는 TV 채널대역을 동시에 사용하게 될 때, 간섭이 발생하게 될 것이다. 상기 TV 수신기(120)는 거리상 단말(114)로부터 간섭을 받고 다른 단말(110, 112, 113)로 간섭을 받지 않는다고 가정한다.At this time, when the TV receiver 120 of the existing system (ie, the TV system) uses the TV channel band used in the cognitive radio system at the same time, interference will occur. It is assumed that the TV receiver 120 receives interference from the terminal 114 over the distance and does not interfere with
감시장치(130)는 상기 TV 수신기(120)와 인지무선 시스템 주변에 위치하여, 기존시스템(예:TV 수신기(120))에 간섭을 일으키는 단말(114)의 고유 식별자인 MAC ID를 검출한다.The monitoring device 130 is located around the TV receiver 120 and the cognitive radio system, and detects a MAC ID, which is a unique identifier of the terminal 114 that interferes with an existing system (eg, the TV receiver 120).
다른 인지무선 시스템이 어떤 장치가 주어진 채널을 통해 동작하는지를 빠르게 알 수 있도록 하여, 상기 고유 식별자(MAC ID) 정보는 동등한(peer) 인지무선 시스템과 공존하기 위해 유용하게 사용될 수 있다.By allowing other cognitive radio systems to quickly know which device is operating on a given channel, the unique identifier (MAC ID) information can be usefully used to coexist with a peer cognitive radio system.
종래에 인지무선시스템은 버스트 제어 헤더(Burst Control Header:이하 "BCH"라 칭함)를 이용하여 상기 고유한 장치 식별자를 방송하고 있다. 상기 BCH는 매 상향링크 버스트마다 전송되는 특별한 헤더 정보이다. 단말에 상향링크 자원이 할당될 때면, 할당된 상향링크 버스트 내에 다른 페이로드(payload)보다 먼저 상기 BCH가 전송되어야 한다.Conventionally, a cognitive radio system broadcasts the unique device identifier by using a burst control header (hereinafter referred to as "BCH"). The BCH is special header information transmitted for every uplink burst. When uplink resources are allocated to the UE, the BCH should be transmitted before other payloads in the allocated uplink bursts.
상기 BCH 메시지는 보통 단말뿐만 아니라 해당 기지국의 MAC 어드레스를 전달해야 한다. 상기 장치(기지국 또는 단말)의 상기 MAC 어드레스는 48비트로, BCH 메시지의 길이는 적어도 순환 잉여 검사(Cyclic Redundancy Check: CRC) 비트 수가 더해져서 96비트가 된다.The BCH message should normally carry the MAC address of the base station as well as the terminal. The MAC address of the device (base station or terminal) is 48 bits, and the length of the BCH message is at least 96 bits plus the number of Cyclic Redundancy Check (CRC) bits.
그러나, 상향링크 버스트 기반 전송시 BCH를 통해 장치 식별자를 검출하는데 몇 가지 문제점이 있다.However, there are some problems in detecting device identifiers through BCH in uplink burst based transmission.
1. 검출 복잡성: 임의의 감시장치는 정보를 복호화하기 전에, 상향링크 버스트 위치를 획득해야 하기 때문에, BCH 감시장치(130)는 인지무선 기지국(100)과 동기를 맞추어야하고 상향링크 버스트 위치 정보를 포함한 UL-MAP 메시지를 복호화해야 상향링크의 버스트 위치를 알 수 있다. 그때 상기 감시장치(130)는 모든 가능한 상향링크 버스트들을 복호화하고, 유효한 BCH 여부를 찾기 위해 버스트들의 BCH 부분을 복호화한다.1. Detection Complexity: Since any supervisor must acquire the uplink burst position before decoding the information, the BCH supervisor 130 must synchronize with the cognitive
2. 버스트 시간 어긋남(misalignment): 직교주파수분할다중접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access: 이하 "OFDMA"라 칭함)를 기반으로 하는 인지무선 통신시스템에서 단말들(110 내지 114)은 각각 셀 내에서 기지국(100)으로부터 다른 거리이기 때문에, 상기 단말들(110 내지 114)은 기지국(100)에 의해 상향링크 전송을 위한 다른 시간 오프셋으로 할당된다. 그래서 다른 단말들(110 내지 114)로부터 모든 버스트들은 기지국(100)에 정렬되어 도착할 수 있다. 하지만, 가능한 BCH 감시장치(130)의 위치는 램덤하기 때문에, 상기 BCH 감시장치(130)에서 다른 단말들(110 내지 114)로부터 버스트의 도착은 한 시점에 정렬되지 않는다. 따 라서, 상향링크 버스트 할당에 기반하여 다른 버스트들은 시간과 주파수 영역에서 각각 서로 겹치게 되고, 상향랑크 버스트의 일부를 BCH를 위해 복호화되지 않을 수 있다.2. Burst time misalignment: In cognitive radio communication systems based on Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access (hereinafter referred to as " OFDMA "), terminals 110 to 114 are each a base station in a cell. Because of the different distance from 100, the terminals 110-114 are allocated by the
인지무선 통신시스템에서 의사 잡음(Pseudo Noise: PN) 코드를 사용한 효율적인 장치 식별자 방송(IDentification Broadcasting)을 위한 장치 및 방법을 제안하여 상기 문제점을 해결하고자 한다.An apparatus and method for efficient device identification broadcasting using Pseudo Noise (PN) codes in a cognitive radio communication system are proposed to solve the above problems.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 인지무선 통신시스템에 서 장치 식별자 방송을 위한 기지국 동작 방법에 있어서, 기정의된 규칙에 따라 장치 식별자 방송(IDentification Broadcasting: IDB)을 스케줄링하는 과정과, 상기 스케줄링된 적어도 하나 이상의 단말들에게 IDB_REQ 메시지를 유니캐스팅 혹은 멀티캐스팅하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, in a method of operating a base station for device identifier broadcasting in a cognitive radio communication system, scheduling device identifier broadcasting (IDB) in accordance with a predefined rule And unicasting or multicasting IDB_REQ messages to the scheduled one or more terminals.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자 방송을 위한 단말 동작 방법에 있어서, 지국으로부터 장치 식별자 방송 요청 메시지(IDB_REQ) 수신하는 과정과, 기 IDB_REQ 메시지를 참조하여, 의사 잡음(Pseudo Noise: PN) 코드와 데이터 심볼들을 적어도 하나 이상의 부반송파들과 매핑하여 IDB 신호를 생성하는 과정과, 기 IDB 스케줄링 시점에 상기 IDB 신호를 방송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, a method for operating a terminal for broadcast device identifier in a cognitive radio communication system, the method comprising: receiving a device identifier broadcast request message (IDB_REQ) from the station, and the IDB_REQ message The method may include generating an IDB signal by mapping a Pseudo Noise (PN) code and data symbols with at least one or more subcarriers, and broadcasting the IDB signal at an IDB scheduling time. It is done.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자 방송을 위한 감시방법에 있어서, 장치 식별자 방 송(IDentification Broadcasting: IDB) 신호를 수신하는 과정과, 상기 IDB 신호에 대해 해당 PN 코드를 이용하여 상관을 수행하는 과정과, 상기 상관 결과로부터 PN 코드를 검출하고 IDB 시작 시점을 예측하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention for achieving the above object, a method for monitoring device identifier broadcasting in a cognitive wireless communication system, the method comprising: receiving an IDentification Broadcasting (IDB) signal, and the IDB Performing a correlation on the signal using the corresponding PN code, and detecting the PN code from the correlation result and predicting an IDB start time.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자 방송을 위한 기지국 장치에 있어서, 기정의된 규칙에 따라 장치 식별자 방송(IDentification Broadcasting: IDB)을 스케줄링하는 스케줄링부와,상기 스케줄링된 적어도 하나 이상의 단말들에게 IDB_REQ 메시지를 유니캐스팅 혹은 멀티캐스팅하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a fourth aspect of the present invention for achieving the above object, in a base station apparatus for device identifier broadcasting in a cognitive radio communication system, scheduling for scheduling device identifier broadcasting (IDB) according to a predefined rule And a controller for unicasting or multicasting IDB_REQ messages to the scheduled one or more terminals.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 5 견지에 따르면, 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자 방송을 위한 단말 장치에 있어서, 기지국으로부터 장치 식별자 방송 요청 메시지(IDB_REQ) 수신하는 수신부와, 상기 IDB_REQ 메시지를 참조하여, 의사 잡음(Pseudo Noise: PN) 코드와 데이터 심볼들을 적어도 하나 이상의 부반송파들과 매핑하여 IDB 신호를 생성하는 PN 코드 생성부와, 상기 IDB 스케줄링 시점에 상기 IDB 신호를 방송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a fifth aspect of the present invention for achieving the above object, a terminal device for broadcast device identifier in a cognitive radio communication system, the receiving unit for receiving a device identifier broadcast request message (IDB_REQ) from a base station and the IDB_REQ message A PN code generator for generating an IDB signal by mapping a Pseudo Noise (PN) code and data symbols with at least one subcarrier, and a controller for broadcasting the IDB signal at the time of the IDB scheduling. It is characterized by.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 6 견지에 따르면, 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자 방송을 위한 감시장치에 있어서, 장치 식별자 방송(IDentification Broadcasting: IDB) 신호를 수신하는 수신부와, 상기 IDB 신호에 대해 해당 PN 코드를 이용하여 상관을 수행하는 상관부와, 상기 상관 결과로부터 PN 코드를 검출하고 IDB 시작 시점을 예측하는 PN 코드 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a sixth aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided a monitoring apparatus for broadcasting device identifier in a cognitive radio communication system, comprising: a receiver for receiving an IDentification Broadcasting (IDB) signal, and the IDB signal; And a PN code detector for detecting a PN code from the correlation result and predicting an IDB start time.
상술한 바와 같이, 인지무선 통신시스템에서 고정된 자원을 통해 PN 코드를 확산하여 장치(예: 기지국, 단말) 식별자를 방송함으로써, 검출장치에서 복잡한 동기화 없이 고유한 장치 식별자를 검출하는 이점이 있다. 또한 검출장치에서 전파지연을 보상하여 고유한 장치 식별자를 검출할 수 있다.As described above, in the cognitive radio communication system, by spreading the PN code through a fixed resource to broadcast the device (eg, base station, terminal) identifier, there is an advantage that the detection device detects a unique device identifier without complicated synchronization. In addition, the detection device can compensate for the propagation delay to detect a unique device identifier.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
이하, 본 발명은 인지무선(Cognitive Radio) 통신시스템에서 의사 잡음(Pseudo Noise: 이하 "PN"라 칭함) 코드를 이용하여 고정된 복수의 부반송파들을 통해 장치 식별자 방송(IDentification Broadcasting: 이하 "IDB"라 칭함)을 위한 방법 및 장치에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention refers to device identification broadcasting (IDB) through a plurality of fixed subcarriers using a pseudo noise (PN) code in a cognitive radio communication system. Will be described.
이하, 본 발명은 인지무선(Cognitive Radio) 통신시스템에서 의사 미리 설정된 코드를 이용하여 고정된 복수의 부반송파들을 통해 장치 식별자 방송(IDentification Broadcasting: 이하 "IDB"라 칭함)을 위한 방법 및 장치에 대해 설명하기로 한다. 여기서, 상기 미리 설정된 코드로써 의사 잡음(Pseudo Noise: 이하 "PN"라 칭함) 코드를 일례로 설명한다. 상기 미리 설정된 코드는 송수신기간 미리 약속된 직교 시퀀스 또는 상기 PN 코드를 대체할 코드를 사용할 수도 있음은 물론이다.Hereinafter, the present invention will be described a method and apparatus for device identification broadcasting (hereinafter referred to as "IDB") through a plurality of subcarriers fixed using a pseudo preset code in a cognitive radio communication system. Let's do it. Here, as the preset code, a pseudo noise (hereinafter referred to as "PN") code will be described as an example. Of course, the preset code may use a predetermined orthogonal sequence or a code to replace the PN code.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자 방송을 위한 기지국 동작 흐름도를 도시하고 있다.2 is a flowchart illustrating an operation of a base station for broadcast device identifier in a cognitive radio communication system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 2를 참조하면, 기지국은 200 단계에서 기정의된 규칙에 따라 IDB을 스케줄링한다. 예를 들면, 단말들의 위치에 따라 인접한 위치에 있는 단말들은 그룹핑 혹은 클러스터링한 후 우선순위를 정하여 스케줄링한다.Referring to FIG. 2, the base station schedules the IDB according to a rule defined in
이후, 상기 기지국은 202 단계에서 스케줄링된 적어도 하나 이상의 단말들에게 IDB_REQ 메시지를 유니캐스팅 혹은 멀티캐스팅한다. 상기 IDB_REQ 메시지는 할당된 PN 코드의 인덱스, 할당된 슬롯의 인덱스, IDB 시작과 종료 시점을 포함한다.Thereafter, the base station unicasts or multicasts the IDB_REQ message to at least one or more terminals scheduled in
상기 <표 1>를 참조하면, IDB 메시지에는 Transaction ID, Confirmation Needed, Starting Super-frame Index, Ending Super-frame Index, PN Sequence Index, Piot Pattern 정보 등을 포함하고 있다. 상기 Transaction ID 정보는 단말 혹은 클러스터의 연결 식별자(Connection ID)이고, 상기 Confirmation Needed 정보는 IDB_REQ 메시지의 확인 여부를 단말로부터 IDB_RSP 메시지를 수신할지를 결정하는 정보로 Confirmation Needed=0이면, IDB_RSP 메시지를 수신하지 않고, Confirmation Needed=1이면 수신하게 된다. 다른 실시예에 따라 상기 IDB_REQ 메시지의 확인 여부가 필요 없을 경우 상기 Confirmation Needed 정보는 생략될 수 있다. 상기 Starting Super-frame Index 정보는 IDB 시작 프레임의 인덱스이고, 상기 Ending Super-frame Index 정보는 IDB 종료 프레임의 인덱스이다. 상기 PN Sequence Index는 IDB를 위한 PN 코드 정보로써, 미리 약속된 PN 코드들 중 해당 단말에 할당한 PN 코드의 인덱스이고, 상기 Pilot Pattern은 만약 있다면 파일롯 삽입 패턴 정보이다. 상기 <표 1>에는 도시하지 않았지만, 상기 IDB 메시지에 PN 코드 전송의 반복패턴 등이 더 추가될 수 있다.Referring to <Table 1>, the IDB message includes Transaction ID, Confirmation Needed, Starting Super-frame Index, Ending Super-frame Index, PN Sequence Index, and Piot Pattern information. The Transaction ID information is a connection ID of a terminal or a cluster, and the Confirmation Needed information is information for determining whether an IDB_REQ message is received. If Confirmation Needed = 0, the IDB_RSP message is not received. If Confirmation Needed = 1, it is received. According to another embodiment, if it is not necessary whether the IDB_REQ message is confirmed, the Confirmation Needed information may be omitted. The Starting Super-frame Index information is an index of an IDB start frame, and the Ending Super-frame Index information is an index of an IDB end frame. The PN Sequence Index is PN code information for IDB. The PN Sequence Index is an index of a PN code allocated to a corresponding UE among PN codes previously promised, and the Pilot Pattern is pilot insertion pattern information if any. Although not shown in Table 1, a repetition pattern of a PN code transmission may be further added to the IDB message.
이후, 상기 기지국은 204 단계에서 IDB 스케줄링이 필요한지를 판단하여 필요할 시 상기 200 단계로 진행하여 IDB 스케줄링을 수행한다. 만약, IDB 스케줄링이 필요 없으면 IDB 스케줄링 절차를 종료한다.Thereafter, the base station determines whether IDB scheduling is necessary in
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자 방송을 위한 단말 동작 흐름도를 도시하고 있다.3 is a flowchart illustrating an operation of a terminal for broadcast device identifier in a cognitive radio communication system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 3을 참조하면, 단말은 300 단계에서 기지국으로부터 IDB_REQ 메시지 수신할 시, 302 단계로 진행하여 상기 IDB_REQ 메시지에 포함된 정보(상기 <표 1> 참조) 중 Confirmation Needed=0이면, IDB_RSP 메시지를 전송하지 않고, Confirmation Needed=1이면 IDB_RSP 메시지를 전송한다. 다른 실시예에 따라 상기 IDB_REQ 메시지를 수신하면, 상기 IDB_RSP 메시지를 전송하지 않고 바로 304 단계로 진입할 수도 있다.Referring to FIG. 3, when the terminal receives the IDB_REQ message from the base station in
상기 IDB_RSP 메시지 포맷은 하기 <표 2>와 같다.The IDB_RSP message format is shown in Table 2 below.
상기 IDB_RSP 메시지는 관리 메시지 형태(Management Message Type) 정보, 연결 식별자(Transation ID) 정보, 확인 코드(Connection Code) 정보 등이 포함된다.The IDB_RSP message includes management message type information, connection ID information, and confirmation code information.
이후, 상기 단말은 304 단계로 진행하여 할당된 PN 코드와 데이터 심볼을 매핑한다. 상기 데이터 심볼은 장치 식별자(예: 기지국/단말의 MAC 주소) 정보이다. 상기 PN 코드는 상기 기지국으로부터 수신된 PN 코드 인덱스를 참조하여, 하기 도 7에 도시된 PN 코드 생성기를 통해 생성된다.In
상기 도 7을 참조하면, 상기 PN 코드의 길이는 미리 설정된 함수, 일례로 다항식 1+x1+x4+x7+x15에 의해 고정된 부반송파의 개수만큼 출력된다. 다시 말해 PN 코드의 길이는 IDB를 위해 할당된 고정 부반송파의 개수와 같다.Referring to FIG. 7, the length of the PN code is output by a predetermined function, for example, the number of fixed subcarriers by the polynomial 1 + x 1 + x 4 + x 7 + x 15 . In other words, the length of the PN code is equal to the number of fixed subcarriers allocated for the IDB.
상기 생성된 PN 코드는 소정의 변조방식에 따라 변조되어 부반송파와 매핑된다. 예를 들면, 상기 PN 코드 길이가 28비트이고, 고정된 부반송파 개수가 28일 때, 28비트 PN 코드는 28개의 부반송파들과 일대일 매핑이된다. 일대일 매핑은 주파수 오름 차순에 따라 낮은 인덱스의 비트는 낮은 주파수 인덱스의 부반송파에 변조된다. 혹은 주파수 내림 차순에 따라 낮은 인덱스의 비트는 높은 주파수 인덱스의 부반송파에 변조된다. 또는 구현에 따라 PN 코드의 28비트는 28개의 부반송파들과 랜덤하게 일대일 매핑이 된다.The generated PN code is modulated according to a predetermined modulation scheme and mapped to a subcarrier. For example, when the PN code length is 28 bits and the fixed number of subcarriers is 28, the 28-bit PN code has one-to-one mapping with 28 subcarriers. In one-to-one mapping, bits in the low index are modulated to subcarriers in the low frequency index in ascending order of frequencies. Alternatively, the low index bits are modulated onto the high frequency index subcarriers in descending order of frequency. Alternatively, depending on the implementation, 28 bits of the PN code are randomly one-to-one mapping with 28 subcarriers.
하기 도 8 내지 도 9에서 할당된 PN 코드와 데이터 심볼 매핑 예를 설명하기로 한다.An example of the PN code and data symbol mapping allocated in FIGS. 8 to 9 will be described.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 PN 코드와 데이터 심볼 매핑 예를 도시하고 있다. 여기서, 상향링크 프레임은 7개 OFDM 심볼들을 포함한다고 가정한다. 장치 식별자 방송을 위해 28개의 고정된 부반송파들(혹은 하나의 부채널)(810)이 사용된다고 가정한다.8 illustrates an example of PN code and data symbol mapping according to an embodiment of the present invention. Here, it is assumed that the uplink frame includes 7 OFDM symbols. Assume that 28 fixed subcarriers (or one subchannel) 810 are used for device identifier broadcast.
OFDM 프레임은 다수의 부반송파들(세로축)와 다수의 슬롯(혹은 심볼)(가로축)으로 구성되며, 상향링크 OFDM 프레임 구간 동안에 장치 식별자 정보가 PN 코드와 매핑되어 전송된다. 상기 도 8에서 하향링크 프레임은 구간은 도시하지 않았다. 도 8 (a)와 도 8 (b)는 상기 부반송파들(혹은 하나의 부채널)(810)을 확대하여 도시한 도면이다.An OFDM frame is composed of a plurality of subcarriers (vertical axis) and a plurality of slots (or symbols) (horizontal axis), and device identifier information is mapped and transmitted with a PN code during an uplink OFDM frame period. In FIG. 8, the downlink frame is not shown in the section. 8 (a) and 8 (b) are enlarged views of the subcarriers (or one subchannel) 810.
상기 도 8 (a)을 참조하면, 1번째 OFMA 심볼(800), 4번째 OFMA 심볼(802), 7번째 OFDM 심볼(804) 구간에서는 다수의 부반송파들과 PN 코드가 일대일 매핑되어 확산된다. 이때 1번째 OFMA 심볼(800), 4번째 OFMA 심볼(802), 7번째 OFDM 심볼(804) 구간에서는 PN 코드 심볼 벡터만이 전송된다. 2번째 OFMA 심볼(801), 3번째 OFMA 심볼(803), 5번째 OFDM 심볼(805), 6번째 OFDM 심볼(807) 심볼구간에서는 심볼 벡터가 전송된다. 상기 는 i 번째 데이터 심볼로써 장치 식별자 정보를 구성하는 데이터 심벌들 중 하나를 나타낸다.Referring to FIG. 8A, in the
상기 장치 식별자 정보의 데이터를 96비트로 가정하면 순환 잉여 검사(Cyclic Redundancy Check:CRC) 비트까지 고려하게 되면 128비트 정도가 될 수 있다. 일례로써, 상기 장치 식별자 정보는 MAC(Medium Access Control) ID가 사용될 수 있다.If the data of the device identifier information is assumed to be 96 bits, the number of cyclic redundancy check (CRC) bits may be about 128 bits. As an example, the device identifier information may be a medium access control (MAC) ID.
여기서 상기 장치 식별자 정보를 한 개 프레임을 통해 전부 전송할 수 없기 때문에, 다수의 프레임을 통해 상기 장치 식별자 정보를 구성하는 데이터 심볼들을 전송해야 한다. 예를 들면, 상기 를 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조방식으로 변조하게 되면, 상향링크의 7개 OFDM 심볼 중 2번째 OFMA 심볼(801), 3번째 OFMA 심볼(803), 5번째 OFDM 심볼(805), 6번째 OFDM 심볼(807)을 전송할 시, 한 프레임을 통해 8비트(4*2)를 전송할 수 있다. 따라서, 상기 장치 식별자 정보가 128 비트라고 가정하면, 하나의 장치 식별자 정보를 전송하기 위해서는 총 16(8*16=128)개의 프레임이 필요하다.Since the device identifier information cannot be transmitted through one frame, data symbols constituting the device identifier information must be transmitted through a plurality of frames. For example, Is modulated by Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) modulation, the
그리고, 이때 장치 식별자 전송과 상향링크 데이터 버스트(809)는 동시에 전송된다. 단말이 동일한 전력으로 전송한다면, IDB 부반송파의 전력밀도는 상향링크 버스트 할당의 불확실성 때문에 변할 수 있다. 한편, 상기 장치 식별자 정보는 기정의된 패턴으로 비트 랜덤화(bit-randomizer)에 의해 스크램블(scramble)될 수 있다.In this case, the device identifier transmission and the uplink data burst 809 are simultaneously transmitted. If the terminal transmits at the same power, the power density of the IDB subcarrier may change due to the uncertainty of the uplink burst allocation. Meanwhile, the device identifier information may be scrambled by bit randomization in a predefined pattern.
구현에 따라서, PN 코드 전송의 패턴은 상기 도 8 (b)와 같이 구성할 수 도 있다. 1번째 OFMA 심볼(820), 3번째 OFMA 심볼(822), 5번째 OFDM 심볼(824), 7번째 OFDM 심볼(826) 구간에서는 다수의 부반송파들과 PN 코드가 일대일 매핑되어 확산된다. 이때 1번째 OFMA 심볼(820), 3번째 OFMA 심볼(822), 5번째 OFDM 심볼(824), 7번째 OFDM 심볼(826) 구간에서는 PN 코드 심볼 벡터만이 전송된다. 2번째 OFMA 심볼(821), 4번째 OFMA 심볼(823), 6번째 OFDM 심볼(825) 심볼구간에서는 심볼 벡터가 전송된다.Depending on the implementation, the pattern of PN code transmission may be configured as shown in FIG. 8 (b). In the intervals of the
상기 도 8 (c)를 참조하면, 하나의 부채널(고정된 다수의 부반송파들로 이루어짐)을 통해 두 개의 단말의 식별자 정보를 전송할 수 있다.Referring to FIG. 8 (c), identifier information of two terminals may be transmitted through one subchannel (which is composed of a plurality of fixed subcarriers).
예를 들면, 두 개의 단말들에 대해 식별자 정보를 방송하기 위해서는 2개 슬롯이 필요하며, 하나의 부채널에서 2개의 슬롯을 구현하기 위해서 고정된 부반송파들의 개수를 1/2로 나누어 사용할 수 있다. 즉 고정된 부반송파가 28개라고 하면 14개 부반송파가 하나의 슬롯을 구성하게 된다. 다른 실시예에 따라서, 단말들 각각에 서로 다른 PN 코드를 할당하여, 두 개의 부채널(56개 부반송파)을 통해 각각 두 단말의 식별자 정보를 전송할 수도 있다.For example, two slots are required to broadcast identifier information for two terminals, and the number of fixed subcarriers can be divided by 1/2 to implement two slots in one subchannel. That is, if there are 28 fixed subcarriers, 14 subcarriers constitute one slot. According to another embodiment, different PN codes may be assigned to each of the terminals, and thus, identifier information of the two terminals may be transmitted through two subchannels (56 subcarriers).
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PN 코드와 데이터 심볼 매핑 예를 도시하고 있다. 상향링크 프레임은 7개의 OFDM 심볼을 포함한다고 가정한다. 그리고, 장치 식별자 전송을 위해 28개의 고정된 부반송파들(혹은 하나의 부채널)이 사용된다고 가정한다.9 illustrates an example of PN code and data symbol mapping according to another embodiment of the present invention. It is assumed that the uplink frame includes 7 OFDM symbols. And, it is assumed that 28 fixed subcarriers (or one subchannel) are used for device identifier transmission.
상기 도 9를 참조하면, 단말 1을 위해 28개 부반송파 중 14개 부반송파를 할당하여(900) 1번째 OFMA 심볼, 4번째 OFMA 심볼, 7번째 OFDM 심볼 구간에 PN 코드 심볼 벡터만이 전송된다. 2번째 OFMA 심볼, 3번째 OFMA 심볼, 5번째 OFDM 심볼, 6번째 OFDM 심볼 구간에서는 심볼 벡터가 전송된다. 상기 는 데이터 심볼로 장치 식별자 정보의 심벌이다. 상기 도 8 (a)에서는 2번째 OFMA 심볼, 3번째 OFMA 심볼, 5번째 OFDM 심볼, 6번째 OFDM 심볼 구간에서 PN 코드와 이 곱해져서 전송되지만, 상기 도 9에서는 심볼 벡터만 전송된다. 이때 한 프레임 동안에 데이터 심벌이 전송되어 112 비트를 전송할 수 있다.Referring to FIG. 9, 14 subcarriers of 28 subcarriers are allocated to UE 1 (900), and a PN code symbol vector is allocated in a 1st OFMA symbol, a 4th OFMA symbol, and a 7th OFDM symbol interval. Only is sent. In the second OFMA symbol, the third OFMA symbol, the fifth OFDM symbol, and the sixth OFDM symbol interval, The symbol vector is sent. remind Is a symbol of device identifier information as a data symbol. In FIG. 8 (a), the PN code and the second OFMA symbol, the third OFMA symbol, the fifth OFDM symbol, and the sixth OFDM symbol interval are shown. Is multiplied and transmitted, but in FIG. Only symbol vectors are transmitted. For one frame Data symbols can be transmitted to transmit 112 bits.
마찬가지로, 나머지 14개의 부반송파들은 단말 2에 할당하여(910) 1번째 OFMA 심볼, 4번째 OFMA 심볼, 7번째 OFDM 심볼 구간에 PN 코드 심볼 벡터만이 전송된다. 2번째 OFMA 심볼, 3번째 OFMA 심볼, 5번째 OFDM 심볼, 6번째 OFDM 심볼 구간에서는 심볼 벡터가 전송된다. 다른 실시예에 따라서, 단말들 각각에 서로 다른 PN 코드를 할당하여, 두 개의 부채널(sub-channel)을 통해 각각 두 단말의 식별자 정보를 전송할 수도 있다.Similarly, the remaining 14 subcarriers are allocated to UE 2 (910) and PN code symbol vectors in the first OFMA symbol, the fourth OFMA symbol, and the seventh OFDM symbol interval. Only is sent. In the second OFMA symbol, the third OFMA symbol, the fifth OFDM symbol, and the sixth OFDM symbol interval, The symbol vector is sent. According to another embodiment, different PN codes may be allocated to each of the terminals, and thus, identifier information of the two terminals may be transmitted through two sub-channels.
이후, 상기 단말은 306 단계에서 IDB 스케줄링 시점에 상기 도 8 혹은 상기 9에 의해 생성된 IDB 신호를 방송한다.In
이후, 상기 단말은 본 발명의 장치 식별자 방송을 위한 절차를 종료한다.Thereafter, the terminal terminates the procedure for broadcasting the device identifier of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자 방송을 위한 감시장치 동작 흐름도를 도시하고 있다.4 is a flowchart illustrating an operation of a monitoring device for broadcasting a device identifier in a cognitive radio communication system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 4를 참조하면, 감시장치는 400 단계에서 수신된 RF 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 시간영역에서 수신된 기저대역 신호를 샘플링을 수행한 후, PN 코드를 이용하여 상관을 수행한다.Referring to FIG. 4, the monitoring apparatus converts the received RF signal into a baseband signal, performs sampling on the baseband signal received in the time domain, and performs correlation using a PN code.
이후, 상기 감시장치는 402 단계에서 상관 결과로부터 PN 코드를 검출하여 IDB 시작 시점을 예측한다.Thereafter, the monitoring apparatus detects the PN code from the correlation result in
이후, 상기 감시장치는 404 단계에서 IDB 신호의 시작시점으로부터 FFT(Fast Fourier transform) 연산을 수행한다.In
이후, 상기 감시장치는 406 단계에서 파일롯 심볼을 이용하여 주파수 영역에서 채널추정을 수행한다. 여기서 상기 파일롯 심볼과 데이터 심볼의 구분은 상기 도 8과 상기 도 9와 관련된 실시예들에 따라 정의된 PN 코드 및 장치 식별자 정보와 부채널(또는 부반송파)간의 미리 약속된 매핑 관계를 통해 알아 낼 수 있다.In
이후, 상기 감시장치는 408 단계에서 추정된 채널 이득을 이용하여 IDB 데이터를 복조한 후 복호를 수행한다.Thereafter, the monitoring apparatus demodulates IDB data using the channel gain estimated in
이후, 상기 감시장치는 장치 식별자 검출 절차를 종료한다.Thereafter, the monitoring apparatus terminates the device identifier detection procedure.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자 방송을 위한 단말 장치를 도시하고 있다.5 illustrates a terminal device for broadcast device identifier in a cognitive radio communication system according to an embodiment of the present invention.
상기 단말 장치는 OFDM 수신기(500), 프레임 처리기(502), 제어부(504), PN 코드 생성부(506), IDB 스케줄링부(508), 프레임 생성부(510), OFDM 송신기(512)를 포함하여 구성된다.The terminal device includes an
상기 OFDM 수신기(500)는 RF 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역의 신호를 샘플링한 후 FFT 연산을 수행하여 시간영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다. 그리고 변조방식에 따른 복조를 수행하고 복호화한다.The
상기 프레임 처리기(502)는 프레임 단위로 제어 메시지 및 데이터 메시지를 처리하여 상기 제어부(504)로 출력한다.The
상기 제어부(504)는 인지무선 통신방식에 따라 단말의 전반적인 제어를 수행한다.The
상기 PN 코드 생성부(506)는 미리 설정된 함수, 일례로 다항식 1+x1+x4+x7+x15에 따라 고정된 부반송파의 개수만큼 PN 코드를 생성하여 상기 제어부(504)로 제공한다. 상기 PN 코드의 초기 씨드(seed) 값은 장치 식별자에 의해 결정된다. 또한 상기 PN 코드의 길이는 IDB를 위해 할당된 고정 부반송파의 개수와 같다.The
상기 IDB 스케줄링부(508)는 기지국으로부터 수신한 IDB_REQ 메시지 정보로부터 IDB 시작 시점과 종료 시점을 확인하여, IDB 시작 시점 및 IDB 종료 시점에 상기 제어부(504)에 알려준다.The
상기 프레임 생성부(510)는 상기 제어부(504)로부터 할당된 PN 코드와 장치 식별자 정보를 기정의된 패턴(상기 도 8 내지 상기 도 9 참조)으로 매핑하여 상기 OFDM 송신기(512)로 출력하다.The
상기 OFDM 송신기(512)는 상기 프레임 생성부(510)로부터의 데이터를 고정된 부반송파에 매핑하여 FFT 연산을 수행하여 FFT 연산을 수행하여 주파수영역의 신호를 시간영역의 신호로 변환한다. 또한 기저대역의 신호를 RF 신호로 변환하여 송신한다.The
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자 방송을 위한 감시장치를 도시하고 있다.6 illustrates a monitoring apparatus for broadcast device identifier in a cognitive radio communication system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 6을 참조하면, IDB 감시장치는 RF 처리기(600), 샘플링기(602), 상관기(604), PN 코드 검출기(606), FFT 연산기(608), 복조부(610), 복호기(612), 채널추정기(614)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 6, the IDB monitoring apparatus includes an
상기 RF 처리기(600)는 수신된 RF 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 샘플링기(602)는 시간영역에서 수신된 기저대역 신호를 샘플링 주기에 따라 샘플링을 수행하여 상기 상관기(604)로 출력한다.The
상기 상관기(604)는 상기 샘플링기(602)로부터의 출력신호에 대해으로 상관을 수행한다. 상기 는 의 IFFT 연산에 의해 PN 코드이다.The
상기 PN 코드 검출기(606)는 상관 결과로부터 PN 코드를 검출하고, IDB 신호의 시작점과 IDB 전송 패턴을 결정한다. 상기 IDB 전송 패턴의 예를 들면, 16개 프레임을 슈퍼 프레임이라고 할 시, 홀수 번째 프레임(1,3,5,7,9,11,13,15)에 IDB 정보를 포함시켜 전송하고, 짝수 번째 프레임(0,2,4,6,8,10,12,14)에는 IDB 정보를 포함하지 않는다.The
도 10을 참조하면, 인지무선 시스템의 기지국에서 상기 IDB 패턴을 결정하여 단말로 알려주면, 1000 단계에서 상기 단말에서 슈퍼 프레임 단위로 IDB 방송을 하되, 오버헤드 등을 고려하여 홀수 번째 슈퍼 프레임(1,3,5,7,9,11,13,15)에만 IDB 정보를 포함시켜 전송한다.Referring to FIG. 10, when the base station of the cognitive radio system determines the IDB pattern and informs the terminal, in
감시장치는 1020 단계에서 임의의 시간에 기정의된 PN 코드의 길이에 따라 슈퍼프레임을 구성하는 16개 프레임들에 각각 상관을 수행하게 한다. 이때 IDB 구간(1010_1, 1010_2, 1010_3)에서 각 프레임별에 대해서 상관 계수가 최대가 되고, 나머지 구간(IDB 구간이 아닌 구간)에서 상관 계수는 최소가 된다(1030).The monitoring apparatus performs correlation with each of 16 frames constituting the superframe according to the length of the PN code defined at any time in
상기 FFT 연산기(608)는 FFT 연산을 수행하여 시간영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하고, 상기 복조부(610)는 변조방식에 따라 변조를 수행하고, 상기 복호기(612)는 상기 복조부(610)로부터 복조된 데이터를 복호화하여 장치 식별자 정보를 출력한다. 상기 채널추정기(614)는 상기 FFT 연산기(608)로부터 파일롯 심볼를 추출하여 채널추정을 수행한다.The
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
도 1은 종래 기술에 따른 무선인지 시스템에서 간섭이 발생할 시 감시장치에서 간섭을 일으키는 단말의 고유 식별자(예: MAC ID)를 감시하는 예시도,1 is an exemplary diagram of monitoring a unique identifier (eg, MAC ID) of a terminal causing interference in a monitoring apparatus when interference occurs in a wireless recognition system according to the prior art;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자 방송을 위한 기지국 동작 흐름도,2 is a flowchart illustrating an operation of a base station for broadcast device identifier in a cognitive radio communication system according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자 방송을 위한 단말 동작 흐름도,3 is a flowchart illustrating an operation of a terminal for broadcasting a device identifier in a cognitive radio communication system according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자 검출하는 흐름도,4 is a flowchart for detecting a device identifier in a cognitive radio communication system according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자 방송을 위한 단말 장치도,5 is a terminal device for broadcast device identifier in a cognitive radio communication system according to an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인지무선 통신시스템에서 장치 식별자를 검출하는 장치도,6 is a device diagram for detecting a device identifier in a cognitive radio communication system according to an embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 PN 코드 생성기,7 is a PN code generator according to the present invention,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 선택 패턴에 따라 PN 코드 및 식별자 정보와 부반송파와 매핑 관계 및 프레임 구조,8 is a diagram illustrating PN code and identifier information, subcarriers, mapping relationships, and frame structures according to a selection pattern according to an embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 선택 패턴에 따라 PN 코드 및 식별자 정보와 부반송파와 매핑 관계 및 프레임 구조 및,9 is a diagram illustrating PN code and identifier information, subcarriers, mapping relationships, and frame structures according to a selection pattern according to an embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 IDB 전송 패턴에 따른 IDB 검출 예시도.10 is a diagram illustrating IDB detection according to an IDB transmission pattern according to an embodiment of the present invention.
Claims (26)
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