KR20110080053A - System and spectrum sensor for cognitive radio - Google Patents

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KR20110080053A
KR20110080053A KR1020100000209A KR20100000209A KR20110080053A KR 20110080053 A KR20110080053 A KR 20110080053A KR 1020100000209 A KR1020100000209 A KR 1020100000209A KR 20100000209 A KR20100000209 A KR 20100000209A KR 20110080053 A KR20110080053 A KR 20110080053A
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Abstract

PURPOSE: A system for CR(Cognitive Radio) communication and a spectrum sensor are provided to improve the sensing performance of the spectrum of a primary user. CONSTITUTION: A plurality of spectrum sensor(120) is dispersedly arranged in an installation space to independently receive a radio signal each other. The plurality of spectrum sensors creates information about whether a primary user appears with spectrum sensing. A collection center(110) is connected to the plurality of spectrum sensors through a network. The collection center collects the information from the plurality of spectrum sensors.

Description

인지 무선 통신을 위한 시스템 및 스펙트럼 센서{SYSTEM AND SPECTRUM SENSOR FOR COGNITIVE RADIO}SYSTEM AND SPECTRUM SENSOR FOR COGNITIVE RADIO}

개시된 기술은 인지 무선 통신을 위한 시스템 및 스펙트럼 센서에 관한 것이다.The disclosed technology relates to a system and spectrum sensor for cognitive wireless communication.

인지 무선 통신(Cognitive Radio)은 주파수 자원 이용의 효율성을 향상시키기 위해서 제안된 SDR(Software Defined Radio) 개념의 진보된 형태로, 전파 환경을 측정하여 측정된 전파 환경에 적합하게 무선 기기의 운용 파라미터를 설정하여 동작하는 무선 통신 기술이다. 인지 무선 기술은 많은 종류의 무선 기기에서 사용 가능한 기술로서 관련 기술 개발이 진행 중이며, IEEE 802.22 작업 그룹에서는 WRAN(wireless regional area network)에 응용하여 표준화를 진행 중이다.Cognitive Radio is an advanced form of the SDR (Software Defined Radio) concept proposed to improve the efficiency of the use of frequency resources.It measures the radio environment and adjusts the operating parameters of the radio device to suit the measured radio environment. Wireless communication technology that operates by setting. Cognitive radio technology is a technology that can be used in many types of wireless devices, and related technologies are being developed. The IEEE 802.22 working group is applying standardization to a wireless regional area network (WRAN).

인지 무선 통신 기술이 적용된 환경에서는, 스펙트럼 자원을 센싱하고, 관리하며, 공유하는 것이 가능하다. 예컨대, 인지 무선 통신 환경에서는 1차 사용자의 비사용 주파수 스펙트럼을 찾아서 1차 사용자가 사용하지 않는 시간에 2차 사용자가 해당 스펙트럼 구간을 이용하도록 할 수 있다. 이 때, 스펙트럼 센싱은 스펙트럼 공간이라고 불리는, 사용되지 않는 주파수 스펙트럼 구간을 찾아내는 기술로 인지 무선 통신 시스템을 구현하는데 기본적이고 필수적인 기술이다. In an environment to which cognitive radio communication technology is applied, it is possible to sense, manage, and share spectrum resources. For example, in a cognitive wireless communication environment, the unused frequency spectrum of the primary user may be found so that the secondary user uses the corresponding spectrum section at a time when the primary user does not use it. At this time, spectrum sensing is a technique for finding an unused frequency spectrum section called spectral space and is a basic and essential technique for implementing a cognitive wireless communication system.

개시된 기술이 이루고자 하는 기술적 과제는 인지 무선 통신을 위한 시스템 및 스펙트럼 센서를 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the disclosed technology is to provide a system and spectrum sensor for cognitive radio communication.

상기의 기술적 과제를 이루기 위해 개시된 기술의 제1 측면은 서로 독립적으로 무선 신호를 수신할 수 있도록 설치 공간에 분산 배치되고, 스펙트럼 센싱을 통하여 1차 사용자(Primary User: 이하, PU)의 출현 여부를 판단하기 위한 정보를 생성하는 복수의 스펙트럼 센서들; 및 상기 복수의 스펙트럼 센서들과 네트워크로 연결되고, 상기 복수의 스펙트럼 센서들로부터 상기 정보를 수집하는 수집 센터를 포함하는 인지 무선 통신(Cognitive Radio)을 위한 시스템을 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the first aspect of the disclosed technology is distributed in an installation space so as to receive radio signals independently of each other, and whether or not a primary user (PU) appears through spectrum sensing A plurality of spectrum sensors for generating information for determining; And a collection center connected to the network with the plurality of spectrum sensors, the collection center collecting the information from the plurality of spectrum sensors.

상기의 기술적 과제를 이루기 위해 개시된 기술의 제2 측면은 스펙트럼 센싱을 통하여 1차 사용자(Primary User: 이하, PU)의 출현 여부를 판단하기 위한 정보를 생성하는 정보생성부; 및 상기 정보생성부에서 생성된 정보를 수집 센터에 송신하는 송신부를 포함하고, 지능형 교통 시스템(Intelligent Transport System: 이하, ITS) 기간 구조물 상에 분산 배치되고, 상기 수집 센터와 ITS 네트워크를 통하여 통신 가능한 인지 무선 통신(Cognitive Radio)을 위한 스펙트럼 센서를 제공한다. A second aspect of the disclosed technology to achieve the above technical problem is an information generation unit for generating information for determining whether a primary user (hereinafter, referred to as a PU) through the spectrum sensing; And a transmission unit for transmitting the information generated by the information generation unit to a collection center, distributed on an intelligent transport system (ITS) period structure, and capable of communicating with the collection center through an ITS network. A spectrum sensor for cognitive radio communication is provided.

상기의 기술적 과제를 이루기 위해 개시된 기술의 제3 측면은 서로 독립적으로 무선 신호를 수신할 수 있도록 설치 공간에 분산 배치되고 스펙트럼 센싱을 통하여 PU의 출현 여부를 판단하기 위한 정보를 생성하는 복수의 스펙트럼 센서들로부터 통신 네트워크를 통하여 상기 정보를 수집하는 정보수집부; 및 상기 수집된 정보들을 기초로 상기 PU가 무선 스펙트럼을 점유하고 있는지 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 인지 무선 통신을 위한 수집 센터를 제공한다. A third aspect of the disclosed technology to achieve the above technical problem is a plurality of spectral sensors distributed in the installation space to receive radio signals independently of each other and generating information for determining whether the PU appears through the spectrum sensing An information collection unit for collecting the information from the communication network; And a determination unit that determines whether the PU occupies a radio spectrum based on the collected information.

개시된 기술의 실시 예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시 예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다. Embodiments of the disclosed technique may have effects that include the following advantages. It should be understood, however, that the scope of the disclosed technology is not to be construed as limited thereby, since the embodiments of the disclosed technology are not meant to include all such embodiments.

개시된 기술의 인지 무선 통신 시스템에 따르면, 1차 사용자(Primary User)의 스펙트럼의 센싱 성능을 향상시킬 수 있으며, 센싱 결과의 신뢰성이 향상된다는 장점이 있다. 또한, 개시된 기술의 일 실시예에 따라, 지능형 교통 시스템의 인프라를 이용하여 인지 무선 통신 시스템을 구축하는 경우, 스펙트럼 센서 간의 소정의 이격 거리를 유지할 수 있으며, 저렴한 비용으로 시스템을 구축할 수 있다는 장점이 있다. According to the cognitive wireless communication system of the disclosed technology, it is possible to improve the sensing performance of the spectrum of the primary user, and the reliability of the sensing result is improved. In addition, according to one embodiment of the disclosed technology, when constructing a cognitive wireless communication system using the infrastructure of the intelligent transport system, it is possible to maintain a predetermined distance between the spectrum sensor, and to build the system at a low cost There is this.

개시된 기술의 다른 일 실시예에 따르면, 1차 사용자와 2차 사용자의 거리를 고려하여 2차 사용자의 스펙트럼 이용 가능 여부를 판단할 수 있다. 따라서, 보다 효율적인 무선 자원 이용이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 다른 일 실시예에 따르면, 스펙트럼 센서의 에너지 소비 효율을 증가시킬 수 있다. According to another embodiment of the disclosed technology, whether the spectrum of the secondary user is available may be determined in consideration of the distance between the primary user and the secondary user. Therefore, there is an advantage that more efficient use of radio resources. In addition, according to another embodiment, it is possible to increase the energy consumption efficiency of the spectrum sensor.

도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 인지 무선 통신을 위한 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 스펙트럼 센서를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 임계 값에 따른 오경보 확률을 나타낸 그래프이다.
도 4는 도 1의 수집 센터를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 스펙트럼 센서의 개수 및 수집 장치에서 판정 방식에 따른 인지 무선 통신 시스템의 스펙트럼 센싱 성능을 나타낸 그래프이다.
도 6은 PU와 스펙트럼 센서 간의 거리에 따른 센싱 성능을 나타낸 그래프이다.
도 7은 PU와 SU의 거리에 따라 PU의 스펙트럼 영역을 사용할 수 있다는 정보를 달리 제공하는 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram illustrating a system for cognitive wireless communication according to an embodiment of the disclosed technology.
FIG. 2 is a block diagram illustrating the spectrum sensor of FIG. 1.
3 is a graph showing a false alarm probability according to a threshold value.
4 is a block diagram illustrating the collection center of FIG. 1.
5 is a graph illustrating spectrum sensing performance of a cognitive wireless communication system according to a determination method in a number and collection apparatus of spectrum sensors.
6 is a graph illustrating sensing performance according to a distance between a PU and a spectrum sensor.
FIG. 7 is a diagram for describing an embodiment in which information that a spectral region of a PU may be used according to a distance between a PU and a SU is differently provided.

개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The description of the disclosed technique is merely an example for structural or functional explanation and the scope of the disclosed technology should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments may be variously modified and may have various forms, and thus the scope of the disclosed technology should be understood to include equivalents capable of realizing the technical idea.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.On the other hand, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows.

“제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms " first ", " second ", and the like are used to distinguish one element from another and should not be limited by these terms. For example, the first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" to another component, it should be understood that there may be other components in between, although it may be directly connected to the other component. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions describing the relationship between the components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly neighboring to", should be interpreted as well.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as "include" or "have" refer to features, numbers, steps, operations, components, parts, or parts thereof described. It is to be understood that the combination is intended to be present, but not to exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.Each step may occur differently from the stated order unless the context clearly dictates the specific order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the disclosed technology belongs, unless otherwise defined. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted to be consistent with meaning in the context of the relevant art and can not be construed as having ideal or overly formal meaning unless expressly defined in the present application.

도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 인지 무선 통신을 위한 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참고하면, 인지 무선 통신 시스템(100)은 1차 사용자(Primary User: 이하, PU)의 출현 여부를 판단하기 위한 센싱 정보를 수집하는 수집 센터(110)와, 하나의 수집 센터(110)가 상기 센싱 정보를 수집하는 설치 공간 내에 분산 배치되는 복수의 스펙트럼 센서(120)들을 포함한다.1 is a diagram illustrating a system for cognitive wireless communication according to an embodiment of the disclosed technology. Referring to FIG. 1, the cognitive wireless communication system 100 collects sensing information for determining whether a primary user (PU) is present and a collection center 110. ) Includes a plurality of spectrum sensors 120 distributed in an installation space for collecting the sensing information.

수집 센터(110)는 복수의 스펙트럼 센서(120)들과 유무선 네트워크로 연결되어 스펙트럼 센서(120)들로부터 상기 센싱 정보를 수집한다. 인지 무선 통신 시스템은 무선 자원을 효율적으로 사용하기 위하여 상기 수집된 센싱 정보를 기초로 PU의 출현 여부, 즉 PU가 자신의 스펙트럼을 점유하고 있는지 여부를 판단한다. 이때, 인지 무선 통신 시스템은 하나의 센서로부터 수집된 스펙트럼 센싱 정보를 기초로 PU가 자신의 스펙트럼을 점유하고 있는지 여부를 판단할 수도 있으나, 본 발명에서는 스펙트럼 센싱 성능 및 센싱 결과의 신뢰도 향상을 위하여 복수의 스펙트럼 센서들로부터 복수의 센싱 정보들을 수집하고, 이를 기초로 PU가 자신의 스펙트럼을 점유하고 있는지 여부를 판단한다.The collection center 110 is connected to the plurality of spectrum sensors 120 through a wired or wireless network to collect the sensing information from the spectrum sensors 120. A cognitive radio communication system determines whether a PU appears, that is, whether the PU occupies its spectrum, based on the collected sensing information in order to efficiently use radio resources. In this case, the cognitive wireless communication system may determine whether the PU occupies its spectrum based on the spectrum sensing information collected from one sensor, but in the present invention, the plural wireless communication system may improve the spectrum sensing performance and the reliability of the sensing result. A plurality of sensing information is collected from the spectral sensors of, and based on this, it is determined whether the PU occupies its spectrum.

스펙트럼 센서(120)는 PU로부터 신호를 수신하여 PU의 스펙트럼 센싱을 수행하며, 스펙트럼 센싱 결과를 기초로 PU의 출현 여부를 판단하기 위한 센싱 정보를 생성한다. 스펙트럼 센서(120)들의 효율적인 전력 소비를 위하여, 일 실시예에 따라, 스펙트럼 센서(120)들은 2차 사용자(Secondary User: 이하, SU)의 스펙트럼 센싱 명령이 있는 경우, 스펙트럼 센싱을 수행할 수 있다. SU의 스펙트럼 센싱 명령은 일례로, SU로부터 직접 스펙트럼 센서(120)로 전송될 수 있으며, 다른 일례로, 수집 센터가 상기 센싱 명령을 전송 받아 스펙트럼 센서(120)에 센싱 명령을 내릴 수도 있다. The spectrum sensor 120 receives the signal from the PU to perform the spectral sensing of the PU, and generates sensing information for determining whether the PU appears based on the spectrum sensing result. For efficient power consumption of the spectrum sensors 120, according to an embodiment, the spectrum sensors 120 may perform spectrum sensing when there is a spectrum sensing command of a secondary user (hereinafter, referred to as SU). . In one example, the spectrum sensing command of the SU may be transmitted to the spectrum sensor 120 directly from the SU. In another example, the collection center may receive the sensing command and issue a sensing command to the spectrum sensor 120.

복수의 스펙트럼 센서(120)들은 소정의 설치 공간 내에 소정의 거리 이상의 이격 거리를 유지하며 분산 배치 된다. 스펙트럼 센서(120)들은 상호 간에 소정의 거리 이상의 이격 거리를 유지함으로써 각 스펙트럼 센서(120) 간의 상관 관계를 낮출 수 있다. 본 실시예와 같이 복수의 스펙트럼 센서(120)가 사용되는 협력 센싱의 경우, 각 스펙트럼 센서(120)간의 상관 관계를 최소하여 각 스펙트럼 센서(120)에 수신되는 신호가 독립적이 되도록 유지하면, 협력 센싱의 성능이 향상될 수 있다. The plurality of spectrum sensors 120 are distributed in a predetermined installation space while maintaining a separation distance more than a predetermined distance. The spectrum sensors 120 may lower the correlation between the spectrum sensors 120 by maintaining a separation distance greater than or equal to a predetermined distance from each other. In the case of cooperative sensing in which a plurality of spectrum sensors 120 are used as in the present embodiment, if the correlation between each spectrum sensor 120 is minimized and the signals received by each spectrum sensor 120 are maintained to be independent, The performance of the sensing can be improved.

스펙트럼 센서(120)들을 상호간에 소정의 이격 거리가 유지되도록 설치하기 위해서는 별도의 인프라 구축이 필요한데, 이때, 지능형 교통 시스템 (Intelligent Transport System: 이하, ITS) 인프라를 이용하면, 새로운 인프라를 구축하기 위한 시간, 비용 등이 절감될 수 있다. In order to install the spectral sensors 120 to maintain a predetermined distance from each other, it is necessary to build a separate infrastructure, in which case, using an intelligent transport system (ITS) infrastructure, to build a new infrastructure Time, cost, etc. can be saved.

도 1은 일 실시예에 따라, 스펙트럼 센서(120)들을 ITS 기간 구조물 상에 설치하여 분산 배치한 모습을 나타내고 있다. 이 경우, 수집 장치(110) 또한 ITS 인프라 상에 설치되고, ITS 네트워크를 이용하여 스펙트럼 센서(120)로부터 센싱 정보를 수집할 수 있다. ITS는 전자, 정보, 통신, 제어 등의 기술을 교통 체계에 접목시킨 지능형 교통 시스템으로, 도로상에 차량의 특성, 속도 등의 교통 정보를 감지할 수 있는 장치를 설치하여 수집된 교통 정보를 기초로 교통상황을 분석하고 관리할 수 있도록 하는 기술을 포함한다. 교통 정보를 수집하거나 제공하는 장치인 ITS 기간 구조물들은 상호간에 유무선 ITS 네트워크로 연결되어 정보를 주고 받을 수 있다. ITS 기간 구조물은 예컨대, 교통 신호등, CCTV, 도로변 노변장치 등을 포함할 수 있다. ITS 네트워크는 광 케이블로 구축되어 있을 수 있으며, 광 케이블은 오류와 감쇄가 없는 완벽한 채널이라고 가정한다.FIG. 1 illustrates a state in which the spectral sensors 120 are distributed and disposed on an ITS period structure, according to an exemplary embodiment. In this case, the collecting device 110 may also be installed on the ITS infrastructure, and collect sensing information from the spectrum sensor 120 using the ITS network. ITS is an intelligent transportation system that combines electronic, information, communication, and control technologies with traffic systems.It is based on traffic information collected by installing devices that can detect traffic information such as vehicle characteristics and speed on the road. This includes technologies that enable the analysis and management of traffic conditions. ITS main structures, devices that collect or provide traffic information, can be connected to each other via wired and wireless ITS networks. The ITS period structure may include, for example, traffic lights, CCTV, roadside roadside equipment, and the like. The ITS network may be constructed with fiber optic cables, which are assumed to be perfect channels without errors and attenuation.

도 1은 ITS 기간 구조물 중에서도 일례로 교통 신호등 상에 스펙트럼 센서(120)들을 설치된 경우를 나타낸 것이며, 교통 신호등이 교차로에 위치한 경우, 상기 교차로에 있는 복수의 교통 신호등 중 어느 하나의 교통 신호등에만 스펙트럼 센서(120)가 설치되도록 하여 효율적으로 인지 무선 통신 시스템(100)을 구축할 수 있다.
FIG. 1 illustrates an example in which spectral sensors 120 are installed on traffic lights among the ITS period structures. When the traffic lights are located at an intersection, the spectrum sensor is only one of the plurality of traffic lights at the intersection. The cognitive radio communication system 100 can be efficiently constructed by installing the 120.

도 2는 도 1의 스펙트럼 센서를 설명하기 위한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 스펙트럼 센서(120)는 수신부(210), 정보생성부(220) 및 송신부(230)를 포함한다. 수신부(210)는 PU로부터 무선 신호를 수신한다. 정보생성부(220)는 수신부(210)에서 수신한 무선 신호를 기초로 PU의 출현 여부를 판단하기 위한 센싱 정보를 생성한다. 송신부(230)는 정보생성부(220)에서 생성된 센싱 정보를 수집 센터(110)에 송신한다. FIG. 2 is a block diagram illustrating the spectrum sensor of FIG. 1. Referring to FIG. 2, the spectrum sensor 120 includes a receiver 210, an information generator 220, and a transmitter 230. The receiver 210 receives a radio signal from a PU. The information generator 220 generates sensing information for determining whether a PU appears on the basis of a wireless signal received by the receiver 210. The transmitter 230 transmits the sensing information generated by the information generator 220 to the collection center 110.

정보생성부(210)에서 생성되는 센싱 정보는 예컨대, 스펙트럼 센서(120)가 PU로부터 수신한 신호의 세기 또는 상기 신호의 세기가 미리 설정된 임계 값보다 큰지 여부 등을 포함할 수 있다. 후자의 경우를 예를 들어 설명하면, 센싱 정보는 수신된 신호의 세기가 임계 값보다 큰 경우 '1'을, 임계 값보다 작은 경우 '0'을 포함하고 있을 수 있다. 이때, '1'은 또한, PU의 스펙트럼 구간이 사용되고 있음(또는 사용되는 것으로 검출되었음)을 의미할 수도 있으며, 이와 반대로, '0'은 PU의 스펙트럼 구간이 사용되고 있지 않음(또는 사용되지 않는 것으로 검출되었음)을 의미할 수도 있다. 이러한 각 스펙트럼 센서(120)가 PU의 스펙트럼 구간 사용 여부에 대하여 판단한 상기의 센싱 정보는 LD(Local Decision)라고 한다. The sensing information generated by the information generator 210 may include, for example, the strength of the signal received from the PU by the spectrum sensor 120 or whether the strength of the signal is greater than a preset threshold. In the latter case, for example, the sensing information may include '1' when the received signal is greater than a threshold value and '0' when it is less than the threshold value. In this case, '1' may also mean that the spectral interval of the PU is being used (or detected as being used), and on the contrary, '0' means that the spectral interval of the PU is not being used (or not used). Detected). The sensing information determined by each of the spectrum sensors 120 as to whether a PU uses a spectral section is referred to as LD (Local Decision).

상기 임계 값은 예컨대, 실험 데이터를 기초로 결정되거나 또는 확률 이론에 따라 시스템 설계자 등이 원하는 확률을 가지는 값으로 계산될 수 있다. 본 실시 예에서는 일례로, 상수 오경보율(CFAR: Constant False Alarm Rate) 알고리즘에 따라 임계 값을 결정하였다. 상수 오경보율을 구하는 방법은 다음과 같다. For example, the threshold value may be determined based on experimental data or calculated as a value having a desired probability by a system designer or the like according to a probability theory. In this embodiment, for example, the threshold value is determined according to a constant false alarm rate (CFAR) algorithm. The method of calculating the constant false alarm rate is as follows.

PU가 주파수 스펙트럼을 점유 중인

Figure pat00001
셀의 경우와 점유하고 있지 않은
Figure pat00002
셀의 경우, n=1, 2, …, N 번째 센서로 수신된 신호
Figure pat00003
는 각각 하기의 수학식 1 및 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.PU is occupying frequency spectrum
Figure pat00001
Not occupied by the cell
Figure pat00002
For cells, n = 1, 2,... , The signal received by the Nth sensor
Figure pat00003
Can be represented by Equations 1 and 2, respectively.

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서 h(k)는 무선 채널의 충격 응답이고, s(k)는 PU에서 송신된 송신 신호이고,

Figure pat00006
는 컨벌루션 (Convolution) 연산을 나타낸다. 그리고 n(k)는 평균이 0 이고 분산이
Figure pat00007
인 부가 백색 가우시안 잡음 (AWGN: Additive White Gaussian Noise)를 나타낸다. 수신 무선 채널을 가우시안 채널로 가정하면
Figure pat00008
셀과
Figure pat00009
셀의 확률 밀도 함수 (PDF : Probability Density Function)는 각각 하기의 수학식 3 및 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.Where h (k) is the shock response of the wireless channel, s (k) is the transmission signal transmitted from the PU,
Figure pat00006
Denotes a convolution operation. And n (k) has mean 0 and variance
Figure pat00007
Phosphorus addition represents Additive White Gaussian Noise (AWGN). Assume the receiving wireless channel is a Gaussian channel
Figure pat00008
Cell and
Figure pat00009
Probability Density Function (PDF) of the cell may be expressed as Equation 3 and Equation 4 below.

Figure pat00010
Figure pat00010

Figure pat00011
Figure pat00011

여기서

Figure pat00012
는 PU 신호의 평균값이다. 각 스펙트럼 센서(120)로 수신된 PU 송신 신호를 기초로 LD가 결정된 후, 이 결과들은 수집 센터(110)에 전달되어 PU의 스펙트럼 점유 여부를 판단(Global Decision: 이하, GD)하는데 사용된다. 수집 센터(110)에서 GD에 사용되는 신호는 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.here
Figure pat00012
Is the average value of the PU signal. After the LD is determined based on the PU transmission signal received by each spectrum sensor 120, these results are transmitted to the collection center 110 and used to determine whether the PU occupies the spectrum (Global Decision: hereinafter, GD). The signal used for the GD in the collection center 110 may be represented as shown in Equation 5.

Figure pat00013
Figure pat00013

여기서

Figure pat00014
은 LD 결과이며, GD는 예를 들어, AND 방식을 따를 경우,
Figure pat00015
의 값이 N인 경우, OR 방식을 따를 경우
Figure pat00016
의 값이 1 이상인 경우, Majority 방식을 따를 경우
Figure pat00017
의 값이 보다 큰 경우 PU가 스펙트럼을 점유하고 있다고 판단한다. here
Figure pat00014
Is the LD result, and GD follows, for example, the AND method,
Figure pat00015
If the value of N is N, the OR method is followed.
Figure pat00016
If the value of is greater than or equal to 1, the majority method is followed.
Figure pat00017
Has a value of If greater, it is determined that the PU occupies the spectrum.

Figure pat00019
셀과
Figure pat00020
셀에서의
Figure pat00021
의 PDF는 각각 수학식 6 및 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00019
Cell and
Figure pat00020
In the cell
Figure pat00021
PDF may be expressed as Equation 6 and Equation 7, respectively.

Figure pat00022
Figure pat00022

Figure pat00023
Figure pat00023

여기서

Figure pat00024
Figure pat00025
은 각각
Figure pat00026
의 평균과 분산이다. here
Figure pat00024
Wow
Figure pat00025
Respectively
Figure pat00026
Is the mean and the variance.

PU가 주파수 스펙트럼을 사용 중인 경우, PU를 검출할 확률 (Detection Probability)은 수학식 8과 같이 계산할 수 있다.When the PU is using the frequency spectrum, the probability of detecting the PU may be calculated as shown in Equation 8.

Figure pat00027
Figure pat00027

여기서

Figure pat00028
는 임계 값을 나타낸다. 수학식 8에서
Figure pat00029
로 치환하면, 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.here
Figure pat00028
Represents a threshold value. In equation (8)
Figure pat00029
If replaced with, it can be expressed as in Equation (9).

Figure pat00030
Figure pat00030

여기서 Q(·)는 Q 함수를 나타낸다. Where Q (·) represents the Q function.

따라서, PU가 주파수를 사용하지 않는 경우, 오경보 확률 (False Alarm Probability)은 수학식 10과 같이 계산할 수 있다.Therefore, when the PU does not use the frequency, False Alarm Probability may be calculated as shown in Equation 10.

Figure pat00031
Figure pat00031

수학식 10에서

Figure pat00032
로 치환하면, 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다. In equation (10)
Figure pat00032
If substituted with, it can be expressed as in Equation (11).

Figure pat00033
Figure pat00033

시스템 설계자 등은 수학식 10 또는 수학식 11의 수식을 이용하여 원하는 오경보 확률을 가지는 임계 값을 구할 수 있다.
The system designer may calculate a threshold value having a desired false alarm probability by using the equation (10) or (11).

도 3은 임계 값에 따른 오경보 확률을 나타낸 그래프이다. 도 3의 그래프는 수학식 10 또는 11의 오경보 확률을 임계 값의 변화에 따라 도시한 것으로 시스템 설계자 등은 도 3의 그래프를 이용하여 원하는 오경보 확률을 가지는 임계 값을 결정할 수 있다.
3 is a graph showing a false alarm probability according to a threshold value. The graph of FIG. 3 illustrates the false alarm probability of Equation 10 or 11 according to the change of the threshold value, and a system designer may determine a threshold having a desired false alarm probability using the graph of FIG. 3.

도 4는 도 1의 수집 센터를 설명하기 위한 블록도이다. 도 4를 참조하면, 수집 센터(110)는 정보수집부(410) 및 판단부(420)를 포함한다. 4 is a block diagram illustrating the collection center of FIG. 1. Referring to FIG. 4, the collection center 110 includes an information collecting unit 410 and a determining unit 420.

정보수집부(410)는 각각의 스펙트럼 센서(120)로부터 PU의 출현 여부를 판단하기 위한 센싱 정보를 수집한다. The information collector 410 collects sensing information for determining whether a PU appears from each spectrum sensor 120.

판단부(420)는 상기 수집된 센싱 정보들을 기초로 PU가 무선 스펙트럼을 점유하고 있는지 여부를 판단한다. 일례로, 판단부(420)는 센싱 정보에 포함된 상기 '1' 또는 '0' 값들을 모두 더하여, 더한 결과가 전체 센싱 정보를 수집한 스펙트럼 센서(120)의 개수의 과반수인 경우 PU가 자신의 스펙트럼을 점유하고 있다고 판단할 수 있다. 이러한 방식을 다수결(Majority) 방식이라고 한다. 다른 일례로, AND 방식 또는 OR 방식이 사용될 수 있는데, AND 방식은 모든 스펙트럼의 센싱 정보가 '1' 인 경우 PU가 자신의 스펙트럼을 점유하고 있다고 판단하는 방식이며 OR 방식은 하나의 센싱 정보라도 '1' 이라면 PU가 자신의 스펙트럼을 점유하고 있다고 판단하는 방식이다. The determination unit 420 determines whether the PU occupies the radio spectrum based on the collected sensing information. For example, the determination unit 420 adds all of the '1' or '0' values included in the sensing information, and when the addition result is a majority of the number of the spectrum sensors 120 that collected the entire sensing information, the PU itself. It can be judged that it occupies the spectrum of. This method is called Majority method. As another example, an AND method or an OR method may be used. When the sensing information of all spectrums is '1', the PU determines that the PU occupies its spectrum. 1 ', the PU determines that it occupies its spectrum.

도 5는 스펙트럼 센서의 개수 및 수집 장치에서 판정 방식에 따른 인지 무선 통신 시스템의 스펙트럼 센싱 성능을 나타낸 그래프이다. 여기서, 오경보 확률은 5%로 설정하였다. OR 방식의 경우, 모든 센싱 정보가 '0'인 경우에만 PU가 스펙트럼을 점유하고 있지 않다고 판단하므로, 스펙트럼 센서(120)의 개수가 증가할수록 스펙트럼 센싱 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있다. 이와 반대로 AND 방식은 모든 센싱 정보가 '1'인 경우에만 PU가 스펙트럼을 점유하고 있다고 판단하므로, 스펙트럼 센서(120)의 개수가 증가할수록 스펙트럼 센싱 성능이 감소하는 것을 확인할 수 있다. Majority 방식의 경우, 신호 대 잡음 비(SNR: Signal to Noise Ratio)가 약 3dB 이하에서는 스펙트럼 센서(120) 개수가 증가할수록 센싱 성능이 감소하지만 약 3dB 이상에서는 스펙트럼 센서(120) 개수가 증가할수록 센싱 성능이 향상한다. 5 is a graph illustrating spectrum sensing performance of a cognitive wireless communication system according to a determination method in a number and collection apparatus of spectrum sensors. Here, the false alarm probability is set to 5%. In the case of the OR method, since it is determined that the PU does not occupy the spectrum only when all the sensing information is '0', it can be confirmed that the spectrum sensing performance is improved as the number of the spectrum sensors 120 increases. In contrast, the AND method determines that the PU occupies the spectrum only when all the sensing information is '1', so that the spectrum sensing performance decreases as the number of the spectrum sensors 120 increases. In the case of the majority method, when the signal-to-noise ratio (SNR) is about 3 dB or less, the sensing performance decreases as the number of the spectrum sensors 120 increases, but when the number of the spectrum sensors 120 increases, the sensing increases. Improves performance.

한편, 도 5의 그래프를 참조하면, 스펙트럼 센서(120)의 개수가 일정 수준 이상이 되면 센싱 성능은 수집 센터(110)의 판정 방식에 따른 차이는 존재하지만, 스펙트럼 센서(120)의 개수와는 거의 무관한 것을 볼 수 있다. 도 5의 그래프에서 확인할 수 있듯이, 스펙트럼 센서(120)의 개수는 일정 수준 이상이 되면 센싱 성능과 거의 무관하기 때문에, 일 실시예에 따른 수집 센터(110)는 설치되어 있는 복수의 스펙트럼 센서(120)들 중에서도 소정의 개수만큼의 스펙트럼 센서(120)들 만을 선택하여 사용할 수 있다. 특히, 수집 센터(110)가 수신 채널 품질이 우수한 스펙트럼 센서(120)들을 선택하여 사용하면 센싱 성능을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다. Meanwhile, referring to the graph of FIG. 5, when the number of the spectral sensors 120 reaches a predetermined level or more, the sensing performance is different depending on the determination method of the collection center 110, but the number of the spectral sensors 120 differs from the number of the spectral sensors 120. You can see almost irrelevant. As can be seen in the graph of FIG. 5, since the number of the spectrum sensors 120 is more than a predetermined level, it is almost irrelevant to the sensing performance, the collection center 110 according to an embodiment includes a plurality of spectrum sensors 120 installed. Among them, only a predetermined number of spectrum sensors 120 may be selected and used. In particular, when the collection center 110 selects and uses the spectrum sensors 120 having excellent reception channel quality, the sensing performance may be improved.

스펙트럼 센서 선택을 위하여, 스펙트럼 센서(120)는 센서 선택용 정보를 생성하고, 생성된 센서 선택용 정보를 수집 센터(110)에 제공할 수 있다. 상기 센서 선택용 정보는, 일례로, 해당하는 스펙트럼 센서(120)의 수신 채널 품질에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 수신 채널 품질에 대한 정보는 예컨대, 수신 신호 세기(RSSI: Received Signal Strength Indication), 수신 신호의 신호 대 잡음 비(SNR: Signal to Noise Ratio), 신호 대 간섭 및 잡음 비(SINR: Signal to Interference plus Noise Ratio)등을 포함할 수 있다. SNR은 PU가 주기적으로 사용하는 pilot 신호 또는 training sequence 정보를 스펙트럼 센서(120)가 수신하여 수신 신호의 SNR을 계산하는 방식으로 구해질 수 있다. In order to select a spectrum sensor, the spectrum sensor 120 may generate sensor selection information and provide the generated sensor selection information to the collection center 110. The sensor selection information may include, for example, information on reception channel quality of the corresponding spectrum sensor 120. Information on reception channel quality may be, for example, received signal strength indication (RSSI). The signal to noise ratio (SNR), the signal to interference and noise ratio (SINR) of the received signal may be included. The SNR may be obtained by a method in which the spectrum sensor 120 receives the pilot signal or training sequence information periodically used by the PU to calculate the SNR of the received signal.

센서 선택용 정보를 센싱 정보와 함께 제공받은 수집 센터(110)는 센서 선택용 정보를 기초로 복수의 스펙트럼 센서(120)들 중 미리 설정된 개수의 스펙트럼 센서들을 선택한다. 일 실시예에 따라, 수집 센터(110)는 수신 채널 품질(예를 들어, SNR)이 우수한 순서로 상기 미리 설정된 개수만큼 스펙트럼 센서를 선택할 수 있다. 수집 센터(110)는 상기 선택된 스펙트럼 센서들로부터 수집되는 센싱 정보들만을 기초로 PU의 스펙트럼 점유 여부를 판단한다. The collection center 110 that receives the sensor selection information together with the sensing information selects a predetermined number of spectrum sensors among the plurality of spectrum sensors 120 based on the sensor selection information. According to an embodiment, the collection center 110 may select the spectral sensors by the predetermined number in order of receiving channel quality (eg, SNR) being excellent. The collection center 110 determines whether the PU occupies the spectrum based only on sensing information collected from the selected spectrum sensors.

다시 도4를 참조하면, 수집 센터(110)는 PU가 자신의 스펙트럼을 점유하고 있는지에 대하여 판단한 결과에 따라 SU에게 PU의 스펙트럼 영역을 사용할 수 있는지에 대한 정보를 제공하는 제공부(430)를 더 포함할 수 있다. Referring back to FIG. 4, the collection center 110 provides a provider 430 which provides the SU with information on whether the spectral region of the PU can be used according to a result of determining whether the PU occupies its spectrum. It may further include.

일 실시예에 따라, 수집 센터(110)가 PU가 스펙트럼을 점유하고 있다고 판단한 경우에는, 해당 셀 내의 모든 SU에게 PU의 스펙트럼 영역을 사용할 수 없다는 정보를 제공하며, PU가 스펙트럼을 점유하고 있지 않다고 판단한 경우에는, 해당 셀 내의 모든 SU에게 PU의 스펙트럼 영역을 사용할 수 있다는 정보를 제공할 수 있다. According to one embodiment, when the collection center 110 determines that the PU is occupying the spectrum, all of the SUs in the cell provide information that the spectral region of the PU is not available, and the PU is not occupying the spectrum. If it is determined, information that the spectral region of the PU can be used can be provided to all SUs in the cell.

다른 일 실시예에 따르면, 스펙트럼 사용 효율을 향상시키기 위하여 수집 센터(110)는 각 스펙트럼 센서(120)로부터 수집된 센싱 정보를 개별적으로 고려하여, SU의 해당 셀 내 위치에 따라 PU의 스펙트럼 영역을 사용할 수 있는지에 대한 정보를 다르게 제공할 수도 있다. 예컨대, 수집 센터(110)는 PU와 SU의 거리 이격을 고려하여 PU로부터 거리가 충분히 먼 곳에 위치하는 SU에게는 PU가 스펙트럼을 점유하고 있다고 하더라도 PU의 스펙트럼 영역을 사용할 수 있다는 정보를 제공할 수 있다. According to another embodiment, in order to improve the spectrum usage efficiency, the collection center 110 individually considers the sensing information collected from each spectrum sensor 120 to select the spectral region of the PU according to the position in the corresponding cell of the SU. You can also provide different information about the availability. For example, the collection center 110 may provide information to the SU located at a distance far enough from the PU in consideration of the distance between the PU and the SU, even if the PU occupies the spectrum even though the PU may occupy the spectrum. .

도 6은 PU와 스펙트럼 센서 간의 거리에 따른 센싱 성능을 나타낸 그래프이다. 여기서 오경보 확률은 5%로 설정하였으며, 신호 대 잡음 비는 0dB인 경우이다. 도 6의 그래프를 참조하면, PU로부터 스펙트럼 센서(120)까지의 거리가 길어질수록 PU로부터 수신되는 수신 신호의 에너지가 작아져서 스펙트럼 센서(120)가 PU의 스펙트럼을 센싱할 확률이 작아짐을 알 수 있다. 따라서, PU가 존재하는 셀 내에 있는 SU라 하더라도, PU로부터의 거리가 충분히 멀다면 PU의 스펙트럼 영역을 사용해도 문제가 되지 않는다. 6 is a graph illustrating sensing performance according to a distance between a PU and a spectrum sensor. In this case, the false alarm probability is set to 5% and the signal-to-noise ratio is 0 dB. Referring to the graph of FIG. 6, as the distance from the PU to the spectrum sensor 120 increases, the energy of the received signal received from the PU decreases, so that the probability of the spectrum sensor 120 sensing the spectrum of the PU decreases. have. Therefore, even if the SU is in the cell where the PU exists, using the spectral region of the PU does not matter if the distance from the PU is sufficiently long.

도 7은 PU와 SU의 거리에 따라 PU의 스펙트럼 영역을 사용할 수 있다는 정보를 달리 제공하는 실시 예를 설명하기 위한 도면이다. 예컨대, 하나의 수집 센터(110)에 의하여 PU의 스펙트럼 점유 여부를 결정하는 소정의 전체 셀 영역(710)은 다시 복수의 작은 셀 영역(720)으로 나누어질 수 있다. 도 7의 경우, 19개의 작은 셀 영역(720)이 존재하고, 작은 셀의 반경은 1km라고 가정한다. 예를 들어 설명하면, 수집 센터(110)는 OR 방식에 의하여 PU의 위치와 근접한 제1 셀 영역(720a), 제2 셀 영역(720b), 제3 셀 영역(720c) 및 제4 셀 영역(720d)에 위치한 스펙트럼 센서들로부터 스펙트럼이 센싱 되었다는 센싱 정보를 수집하면, 전체 셀 영역(710)에 대하여 PU가 스펙트럼을 점유하고 있다고 판단한다. 그러나, SU의 거리가 PU로부터 충분히 떨어진 경우에는 PU의 스펙트럼 영역을 사용하여도 되기 때문에, 일례로, 수집 센터(110)는 스펙트럼이 센싱된 작은 셀 영역(720a, 720b, 720c, 720d)들 이외의 15개의 작은 셀에 위치한 SU에게는 PU의 스펙트럼 영역을 사용할 수 있다는 정보를 제공할 수 있다. 다른 일례로, 수집 센터(110)는 스펙트럼이 센싱된 작은 셀 영역(720a, 720b, 720c, 720d)정보를 기초로 PU의 위치를 추정하고, 추정된 PU의 위치에서 소정의 임계 거리(예를 들어, 4km) 이상 떨어진 작은 셀 영역(720e, 720f, 720g, 720h, 720i, 720j)에 위치한 SU에게 PU의 스펙트럼 영역을 사용할 수 있다는 정보를 제공할 수 있다. PU의 위치는 일례로, 스펙트럼이 센싱된 작은 셀 영역(720a, 720b, 720c, 720d)들의 중점(740)에 위치한다고 추정될 수 있다. FIG. 7 is a diagram for describing an embodiment in which information that a spectral region of a PU may be used according to a distance between a PU and a SU is differently provided. For example, a predetermined total cell area 710 for determining whether a PU occupies the spectrum by one collection center 110 may be divided into a plurality of small cell areas 720. In the case of FIG. 7, it is assumed that there are 19 small cell regions 720 and the radius of the small cell is 1 km. For example, the collection center 110 may include a first cell region 720a, a second cell region 720b, a third cell region 720c, and a fourth cell region (close to the position of the PU by an OR method). When sensing information indicating that the spectrum has been sensed is collected from the spectrum sensors positioned at 720d, it is determined that the PU occupies the spectrum for the entire cell region 710. However, if the distance of the SU is sufficiently far from the PU, the spectral region of the PU may be used. For example, the collection center 110 may use the small cell regions 720a, 720b, 720c, and 720d in which the spectrum is sensed. The SU located in the 15 small cells of may provide information that the spectral region of the PU can be used. In another example, the collection center 110 estimates the position of the PU based on the information of the small cell regions 720a, 720b, 720c, and 720d from which the spectrum is sensed, and estimates a predetermined threshold distance (for example, from the estimated position of the PU). For example, it is possible to provide the SU located in the small cell regions 720e, 720f, 720g, 720h, 720i, and 720j separated by more than 4km) to use the spectral region of the PU. The location of the PU may be estimated to be located at the midpoint 740 of the small cell regions 720a, 720b, 720c, 720d from which the spectrum is sensed, for example.

스펙트럼 센서(120)는 수집 센터(110)가 각각의 센싱 정보를 제공한 스펙트럼 센서(120) 또는 스펙트럼 센서(120)가 위치한 작은 셀 영역(720)들을 식별할 수 있도록, 일례로, 센싱 정보에 스펙트럼 센서 식별자(또는 작은 셀 식별자)를 부가하여 제공할 수 있으며, 다른 일례로, Transmitter Identity(TxID) 또는 직교(orthogonal) 부호를 이용하여 각각의 센싱 정보를 식별할 수 있도록 할 수 있다. 직교 부호의 예로는, PN 부호, Gold 부호, Walsh 부호, Ternary 부호 등이 있다. 또한, 이 경우 센서 식별자 또는 사용되는 부호에 대한 정보는 수집 센터(110)에 미리 저장되어 각 센싱 정보를 제공한 스펙트럼 센서(120) 또는 스펙트럼 센서(120)가 위치한 작은 셀 영역(720)을 식별할 수 있도록 한다.
The spectral sensor 120 may, for example, identify the spectral sensor 120 or the small cell regions 720 in which the spectral sensor 120 is located to provide the sensing information. A spectrum sensor identifier (or a small cell identifier) may be added and provided. As another example, each sensing information may be identified using a Transmitter Identity (TxID) or an orthogonal code. Examples of orthogonal codes include PN codes, Gold codes, Walsh codes, and Ternary codes. Also, in this case, information about the sensor identifier or the code used is identified in the collection center 110 in which the spectral sensor 120 or the small cell region 720 in which the spectral sensor 120 is located is provided with each sensing information. Do it.

이러한 개시된 기술인 시스템 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.While the system and apparatus disclosed herein have been described with reference to the embodiments shown in the drawings for purposes of clarity of understanding, they are illustrative only and various modifications and equivalent embodiments can be made by those skilled in the art. I will understand that. Accordingly, the true scope of protection of the disclosed technology should be determined by the appended claims.

Claims (18)

서로 독립적으로 무선 신호를 수신할 수 있도록 설치 공간에 분산 배치되고, 스펙트럼 센싱을 통하여 1차 사용자(Primary User: 이하, PU)의 출현 여부를 판단하기 위한 정보를 생성하는 복수의 스펙트럼 센서들; 및
상기 복수의 스펙트럼 센서들과 네트워크로 연결되고, 상기 복수의 스펙트럼 센서들로부터 상기 정보를 수집하는 수집 센터를 포함하는 인지 무선 통신(Cognitive Radio)을 위한 시스템.
A plurality of spectral sensors disposed in an installation space so as to receive wireless signals independently of each other, and generating information for determining whether a primary user (PU) is present through spectrum sensing; And
And a collection center networked with the plurality of spectrum sensors and collecting the information from the plurality of spectrum sensors.
제1항에 있어서,
상기 스펙트럼 센서들 각각은, 지능형 교통 시스템(Intelligent Transport System: 이하, ITS) 기간 구조물 상에 설치되어 분산 배치되고,
상기 네트워크는 상기 ITS 기간 구조물 사이를 연결하는 ITS 네트워크를 포함하는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
The method of claim 1,
Each of the spectral sensors is installed and distributed on an Intelligent Transport System (ITS) period structure,
And the network comprises an ITS network connecting between the ITS period structures.
제1항에 있어서, 상기 수집 센터는,
상기 복수의 스펙트럼 센서들로부터 수집되는 상기 PU의 출현 여부를 판단하기 위한 정보들을 기초로 상기 PU의 스펙트럼 점유 여부를 판단하는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
The method of claim 1, wherein the collection center,
And determine whether the PU is occupied by spectrum based on information for determining whether the PU collected from the plurality of spectrum sensors is present.
제3항에 있어서, 상기 수집 센터는,
상기 복수의 스펙트럼 센서들로부터 수집되는 상기 PU의 출현 여부를 판단하기 위한 정보들을 AND 방식, OR 방식 또는 Majority 방식으로 통합하여 상기 PU의 스펙트럼 점유 여부를 판단하는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
The method of claim 3, wherein the collection center,
A system for cognitive radio communication that determines whether the PU is occupied by integrating information for determining whether the PU collected from the plurality of spectrum sensors is present in an AND, OR, or Majority method.
제1항에 있어서, 상기 스펙트럼 센서 각각은,
상기 PU로부터 무선 신호를 수신하는 수신부;
상기 수신된 무선 신호의 세기 및 상기 무선 신호의 세기가 미리 설정된 임계 값보다 큰지 여부 중 적어도 하나를 포함하는 PU의 출현 여부를 판단하기 위한 정보를 생성하는 정보생성부; 및
상기 정보생성부에서 생성된 정보를 상기 수집 센터에 송신하는 송신부를 포함하는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
The method of claim 1, wherein each of the spectrum sensors,
Receiving unit for receiving a radio signal from the PU;
An information generator configured to generate information for determining whether a PU including at least one of the strength of the received wireless signal and the strength of the wireless signal is greater than a preset threshold value; And
And a transmitter for transmitting the information generated by the information generator to the collection center.
제1항에 있어서, 상기 수집 센터는,
상기 각각의 스펙트럼 센서로부터 상기 PU의 출현 여부를 판단하기 위한 정보를 수집하는 정보수집부; 및
상기 수집된 정보들을 기초로 상기 PU가 무선 스펙트럼을 점유하고 있는지 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
The method of claim 1, wherein the collection center,
An information collecting unit collecting information for determining whether the PU appears from each spectrum sensor; And
And a determination unit to determine whether the PU occupies a radio spectrum based on the collected information.
제2항에 있어서,
상기 ITS 기간 구조물은, 교통 신호등을 포함하며,
상기 교통 신호등이 교차로에 있는 경우, 상기 교차로에 있는 복수의 교통 신호등 중 어느 하나의 신호등에만 상기 스펙트럼 센서가 설치되는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
The method of claim 2,
The ITS period structure includes a traffic light,
And when the traffic light is at an intersection, the spectrum sensor is installed only at any one of a plurality of traffic lights at the intersection.
제1항에 있어서,
상기 스펙트럼 센서는 센서 선택용 정보를 생성하여 상기 수집 센터에 제공하고,
상기 수집 센터는 상기 센서 선택용 정보를 기초로 상기 복수의 스펙트럼 센서들 중 미리 설정된 개수의 스펙트럼 센서들을 선택하고, 상기 선택된 스펙트럼 센서들로부터 수집되는 상기 PU의 출현 여부를 판단하기 위한 정보들만을 기초로 상기 PU의 스펙트럼 점유 여부를 판단하는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
The method of claim 1,
The spectrum sensor generates information for sensor selection and provides it to the collection center,
The collection center selects a predetermined number of spectrum sensors among the plurality of spectrum sensors based on the sensor selection information, and based only on information for determining whether the PU collected from the selected spectrum sensors is present. The system for cognitive radio communication to determine whether the PU occupies the spectrum.
제8항에 있어서, 상기 센서 선택용 정보는,
해당하는 스펙트럼 센서의 수신 채널 품질에 대한 정보를 포함하는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
According to claim 8, The sensor selection information,
A system for cognitive radio communication comprising information about received channel quality of a corresponding spectrum sensor.
제9항에 있어서, 상기 수집 센터는,
상기 수신 채널 품질이 우수한 순서로 상기 미리 설정된 개수만큼 스펙트럼 센서를 선택하는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
The method of claim 9, wherein the collection center,
And a spectral sensor is selected by the predetermined number in the order of excellent reception channel quality.
제9항에 있어서, 상기 수신 채널 품질에 대한 정보는,
수신 신호 세기(RSSI: Received Signal Strength Indication), 수신 신호의 신호 대 잡음 비(SNR: Signal to Noise Ratio) 및 신호 대 간섭 및 잡음 비(SINR: Signal to Interference plus Noise Ratio) 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
The method of claim 9, wherein the information on the reception channel quality,
Information about at least one of Received Signal Strength Indication (RSSI), Signal to Noise Ratio (SNR) of the received signal, and Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR). A system for cognitive wireless communication comprising.
제1항에 있어서, 상기 복수의 스펙트럼 센서들은.
2차 사용자(Secondary User: 이하, SU)의 스펙트럼 센싱 명령이 있는 경우, 상기 스펙트럼 센싱을 하는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
The method of claim 1, wherein the plurality of spectrum sensors.
A system for cognitive radio communication that performs spectrum sensing when a secondary user (hereinafter referred to as SU) has a spectrum sensing command.
제1항에 있어서, 상기 수집 센터는,
상기 PU의 출현 여부를 판단하기 위한 정보들을 제공하는 스펙트럼 센서들을 식별하여, 상기 PU가 위치하는 지역을 추정하는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
The method of claim 1, wherein the collection center,
And identify spectrum sensors that provide information for determining whether the PU is present, and to estimate an area in which the PU is located.
제3항에 있어서, 상기 수집 센터는,
상기 PU의 스펙트럼 점유 여부를 기초로 SU에게 상기 PU의 스펙트럼 영역을 사용할 수 있는지에 대한 정보를 제공하는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
The method of claim 3, wherein the collection center,
And provide information to the SU on whether the spectral region of the PU can be used based on whether the PU occupies the spectrum.
제14항에 있어서, 상기 수집 센터는,
상기 PU의 출현 여부를 판단하기 위한 정보들을 제공하는 스펙트럼 센서들을 식별하여, 상기 PU의 스펙트럼 영역을 사용할 수 있다는 정보를 달리 제공할 수 있는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
The method of claim 14, wherein the collection center,
And identifying spectral sensors that provide information for determining whether the PU appears, and otherwise provide information that the spectral region of the PU can be used.
제14항에 있어서, 상기 수집 센터는,
상기 PU가 스펙트럼을 점유하고 있다고 판단한 경우에도 상기 PU와 미리 설정된 임계 거리 이상의 거리가 떨어진 SU에게는 상기 PU의 스펙트럼 영역을 사용할 수 있다는 정보를 제공하는 인지 무선 통신을 위한 시스템.
The method of claim 14, wherein the collection center,
And provide information that the spectral region of the PU can be used for the SU that is separated from the PU by a distance greater than or equal to a preset threshold even when the PU determines that the PU occupies the spectrum.
스펙트럼 센싱을 통하여 1차 사용자(Primary User: 이하, PU)의 출현 여부를 판단하기 위한 정보를 생성하는 정보생성부; 및
상기 정보생성부에서 생성된 정보를 수집 센터에 송신하는 송신부를 포함하고,
지능형 교통 시스템(Intelligent Transport System: 이하, ITS) 기간 구조물 상에 분산 배치되고, 상기 수집 센터와 ITS 네트워크를 통하여 통신 가능한 인지 무선 통신(Cognitive Radio)을 위한 스펙트럼 센서.
An information generation unit generating information for determining whether a primary user (PU) is present through spectrum sensing; And
A transmitter for transmitting the information generated by the information generator to a collection center,
Intelligent Transport System (hereinafter referred to as ITS) Spectrum sensors for distributed cognitive radio communication (Cognitive Radio) distributed over the structure, the communication center and the ITS network.
서로 독립적으로 무선 신호를 수신할 수 있도록 설치 공간에 분산 배치되고 스펙트럼 센싱을 통하여 PU의 출현 여부를 판단하기 위한 정보를 생성하는 복수의 스펙트럼 센서들로부터 통신 네트워크를 통하여 상기 정보를 수집하는 정보수집부; 및
상기 수집된 정보들을 기초로 상기 PU가 무선 스펙트럼을 점유하고 있는지 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 인지 무선 통신을 위한 수집 센터.
An information collector for collecting the information through a communication network from a plurality of spectrum sensors distributed in an installation space so as to receive radio signals independently of each other and generating information for determining whether a PU appears through spectrum sensing. ; And
And a determination unit that determines whether the PU occupies a radio spectrum based on the collected information.
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