KR20130034723A - 인지라디오 시스템 및 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법 - Google Patents

인지라디오 시스템 및 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법 Download PDF

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KR20130034723A
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고재훈
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포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 방향 오류 정정 기법을 통해 OFDM을 이용하는 부사용자 단말기들 간에 서로 다른 가용 주파수 대역을 감지할 경우에도 주사용자 단말기에게 피해 없이 데이터를 송수신하는 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법 및 인지라디오 시스템에 관한 것이다.

Description

인지라디오 시스템 및 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법{A cognition radio system and data transmitting method of a cognition radio system}
본 발명은 인지라디오 시스템 및 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법에 관한 것으로, 특히 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 이용하여 부사용자 단말기들 간에 데이터를 송수신하는 인지라디오 시스템 및 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템의 급격한 발전과 다양한 서비스의 등장으로 무선 자원 수요는 날로 증가하고 있다. 그러나, 현재 상업적으로 사용 가능한 거의 모든 주파수 대역이 할당됨으로 인하여 새로운 무선 플랫폼을 위한 주파수 자원이 매우 부족한 상황이 발생하고 있다.
현재의 주파수 이용 현황을 보게 되면 수 GHz 대역, 특히 낮은 주파수 대역은 사용할 수 있는 여지가 거의 없다. 이러한 주파수 부족 문제를 해결하기 위하여 인지라디오(CR: Cognition Radio) 방식을 기반으로 한 CR 통신 시스템이 제안되었다.
상기 CR 통신 시스템은 주파수가 할당되어 있지만 실제로 사용되지 않고 있는 주파수 대역을 감지하고, 이를 효율적으로 공유하여 사용할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 CR 통신 시스템은 현재 연구되고 있는 차세대 통신 시스템에 접목되어 사용될 수 있는 통신 시스템이다.
상기 CR 통신 시스템 내에는 주사용자 단말기와 부사용자 단말기가 있는데, 주사용자 단말기는 특정 주파수 대역에 대해 독점적인 전용의 사용 권리를 가진 장치를 말하며, 부사용자 단말기는 CR 기술을 사용하여 상기 주사용자 단말기가 사용하지 않을 때 그 주파수 대역을 사용하는 장치를 말한다.
주사용자 단말기의 송신 범위가 크지 않을 경우, 부사용자 단말기는 같은 주파수 대역에 대해 다른 가용성을 보일 수 있다.
예를 들어, 주사용자 단말기와 근거리에 있는 부사용자 단말기는 주사용자 단말기를 감지할 수 있기 때문에 상기 주사용자 단말기의 주파수 대역을 사용 불가로 감지하는데 반해, 주사용자 단말기와 장거리에 위치한 부사용자 단말기는 상기 주사용자 단말기의 주파수 대역을 사용할 수 있는 것으로 판단할 수 있다. 이러한 경우 두 부사용자 단말기는 서로 다른 주파수 대역을 사용해서 통신하려고 시도할 것이기 때문에 원활한 통신이 어렵다.
이와 같은 환경에서 기존에 제시된 부사용자 단말기의 통신 기법에는 채널-홉핑 방식이 있는데, 이는 스펙트럼을 여러 채널로 구분한 뒤 특정 순서에 따라 사용하는 채널을 변경하는 방식이다.
채널 변경 중 부사용자들이 같은 채널을 사용하게 되면 랑데부가 이루어지며 서로 통신이 가능하다. 하지만 이 방법은 랑데부에 이르는 시간이 길 수 있다는 단점이 있다.
본 발명의 목적은, 순방향 오류 정정 기법을 통해 OFDM을 이용하는 부사용자 단말기들 간에 서로 다른 가용 주파수 대역을 감지할 경우에도 주사용자 단말기에게 피해 없이 데이터를 송수신하는 인지라디오 시스템 및 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인지라디오(CR: Cognition Radio) 시스템 내에서 주사용자 전용의 주파수 대역을 사용하여 제1 부사용자 단말기가 제2 부사용자 단말기로 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 상기 주사용자 전용의 주파수 대역에 대한 스펙트럼을 센싱하는 단계와; 상기 센싱된 스펙트럼을 다수의 서브캐리어로 분할하는 단계와; 순방향 오류 정정 기법을 이용하여 전송할 데이터를 다수의 심볼을 포함한 코드워드로 변환하는 단계와; 상기 변환된 코드워드의 각 심볼을 상기 분할된 각 서브캐리어를 통해 상기 제2 부사용자 단말기로 전송하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명은, 인지라디오(CR: Cognition Radio) 시스템 내에서 주사용자 전용의 주파수 대역을 사용하여 제2 부사용자 단말기로 데이터를 전송하는 제1 부사용자 단말기에 있어서, 상기 주사용자 전용의 주파수 대역에 대한 스펙트럼을 센싱하는 무선통신부와; 순방향 오류 정정 기법을 이용하여 전송할 데이터를 다수의 심볼을 포함한 코드워드로 변환하는 인코딩부와; 상기 센싱된 스펙트럼을 다수의 서브캐리어로 분할하고, 상기 변환된 코드워드의 각 심볼을 상기 분할된 각 서브캐리어를 통해 제2 부사용자의 단말기로 전송하도록 상기 무선통신부를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명은, 인지라디오(CR: Cognition Radio) 시스템 내에서 주사용자 전용의 주파수 대역을 사용하여 제2 부사용자 단말기가 제1 부사용자 단말기로부터 데이터를 수신하는 방법에 있어서, 각 서브캐리어를 통해 제1 부사용자 단말기로부터 수신되는 각 신호에 대한 신호 세기를 파악하는 단계와; 상기 파악된 각 신호의 신호 세기를 근거로 상기 각 수신된 각 신호에 해당하는 심볼들로 조합된 코드워드를 생성하는 단계와; 순방향 오류 정정 기법을 사용하여 상기 생성된 코드워드를 디코딩하여 데이터를 복원하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명은, 인지라디오(CR: Cognition Radio) 시스템 내에서 주사용자 전용의 주파수 대역을 사용하여 제1 부사용자의 단말기로부터 데이터를 수신하는 제2 부사용자의 단말기에 있어서, 각 서브캐리어를 통해 상기 제1 부사용자 단말기로부터 상기 데이터에 해당하는 각 신호를 수신하는 무선통신부와; 상기 수신된 각 신호에 대한 신호 세기를 파악하고, 상기 파악된 각 신호의 신호 세기를 근거로 상기 각 수신된 각 신호에 해당하는 심볼들로 조합된 코드워드를 생성하는 제어부와; 순방향 오류 정정 기법을 사용하여 상기 생성된 코드워드를 디코딩하여 데이터를 복원하는 디코딩부;를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 인지라디오 시스템 및 인지라디오 시스템의 데이터 전송 방법에 의하면 서로 다른 사용 가능한 서브캐리어를 가진 부사용자 단말기들이 주사용자 단말기에게 피해를 주지 않고 데이터를 송수신할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전송측인 제1 부사용자 단말기 및 수신측인 제2 부사용자 단말기를 포함한 인지라디오 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전송측인 제1 부사용자 단말기의 구성을 나타낸 블록다이어그램이다.
도 3은 본 발명에 따른 수신측인 제2 부사용자 단말기의 구성을 나타낸 블록다이어그램이다.
도 4는 본 발명에 따른 전송측인 제1 부사용자 단말기의 데이터 전송 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수신측인 제2 부사용자 단말기의 데이터 수신 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 제1 및 제2 부사용자 단말기 간의 데이터 송수신 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다. 또한, 명세서 전체를 통하여 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
본 명세서에서 설명되는 제1 및 제2 부사용자 단말기(100, 200)는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 휴대 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전송측인 제1 부사용자 단말기 및 수신측인 제2 부사용자 단말기를 포함한 인지라디오 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 인지라디오(CR) 시스템(10)은, 상기 CR 시스템(10) 내에서 주사용자 단말기 전용의 주파수 대역을 사용하여 데이터를 제2 부사용자 단말기(200)로 전송하는 제1 부사용자 단말기(100)와, 상기 주사용자 단말기 전용의 주파수 대역을 사용하여 상기 제1 부사용자 단말기(100)로부터 데이터를 수신한 제2 부사용자 단말기(200)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 부사용자 단말기들(100, 200)은 OFDM 방식을 사용하기 때문에 상기 주사용자 단말기 전용의 주파수 대역에 대한 스펙트럼을 센싱하고, 상기 센싱된 전체 스펙트럼을 다수의 서브캐리어로 분할한다.
상기 부사용자 단말기들(100, 200)은 상기 분할된 각각의 서브캐리어들 중에서 현재 상기 주사용자 단말기가 사용하는 서브캐리어가 있는지 감지하고, 상기 감지 결과, 상기 서브캐리어들 중에서 상기 주사용자 단말기가 사용하는 서브캐리어는 사용 불가능한 서브캐리어로 판단하고, 상기 주사용자 단말기가 사용하지 않는 서브캐리어는 사용 가능한 서브캐리어로 판단한다.
이때, 부사용자 단말기들(100, 200)은 상기 각각의 서브캐리어들 중에서 두 부사용자 단말기들(100, 200)이 모두 사용 가능한 서브캐리어들 만을 통해 데이터를 송수신함으로써, 상기 주사용자 단말기에 피해를 입히지 않는디.
이때, 두 부사용자 단말기들(100, 200)은 순방향 오류 정정 기법을 통해 전송할 데이터를 인코딩하고, 수신한 데이터를 디코딩한다.
이때, 두 부사용자 단말기들(100, 200)은 순방향 오류 정정 기법으로써, 리드-솔로몬(RS: Reed-Solomon) 오류 정정 코딩 기법을 사용한다.
상기 RS 코딩은 전송측인 제1 부사용자 단말기(100)가 전송할 데이터를 심볼 배열로 변환하여 수신측인 제2 부사용자 단말기(200)로 전송하고, 제2 부사용자 단말기(200)는 상기 수신된 심볼 배열에 일정 개수 이하의 오류가 발생되더라도 원래의 데이터를 복원할 수 있는 기법이다.
이때, 상기 RS 코딩은 N과 k 두 개의 파라미터로 동작이 정의된다. (N, k) RS 코딩은 각 심볼이 m개의 비트로 이루어져 있는데 이 때 2^m-1이 N과 같다.
(N, k) RS 코딩은 k개의 데이터 심볼을 받아들여서 N개 심볼로 이루어진 코드워드를 생성한다. 상기 코드워드의 N개 심볼 중 (N-k)/2개 혹은 그보다 작은 수의 심볼 오류가 생기는 경우 상기 RS 코딩 기법에 의해 원래의 데이터 심볼로 복원이 가능하다.
제1 부사용자 단말기(100)는 전송할 데이터를 m비트로 이루어진 데이터 심볼들로 변환한다. 그리고, 상기 변환된 데이터 심볼들을 상기 (N, k) RS 코딩 기법을 사용하여 코드워드로 변환한다. 이때, N은 전체 서브캐리어의 개수와 동일하며 1:1로 대응된다.
제1 부사용자 단말기(100)는 상기 변환된 코드워드 내의 각 심볼을 해당 대응되는 각 서브캐리어에 전송하는데, 이 때 비트 1은 잼(JAM)신호를, 비트 0은 널(NULL) 신호를 사용한다. 만약, 해당 서브캐리어가 사용 불가인 경우 항상 널(NULL)신호를 전송한다.
제2 부사용자 단말기(200)는 상기 각 서브캐리어를 통해 제1 부사용자 단말기(100)로부터 수신되는 각 신호들의 신호 세기를 파악하고, 상기 파악된 신호 세기들을 근거로 상기 각 신호들에 대해 비트 0 및 비트 1을 파악하고, 이에 따라 코드워드를 생성한다.
그리고, 제2 부사용자 단말기(200)는 상기 생성된 코드워드를 상술한 (N, k) RS 코딩 기법을 사용하여 데이터 심볼들로 변환하고, 상기 변환된 데이터 심볼들을 다시 원래의 데이터로 변환한다.
만약, 두 부사용자 단말기들(100, 200) 모두가 사용 가능한 서브캐리어들의 개수가 N-(N-k)/2보다 크면, 상기 (N, k) RS코딩의 특성에 따라, 제2 부사용자 단말기(200)는 원래의 데이터를 복원할 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 제1 및 제2 부사용자 단말기들(100, 200)의 구성에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 전송측인 제1 부사용자 단말기의 구성을 나타낸 블록다이어그램이다.
도 2를 참조하면, 전송측인 제1 부사용자 단말기(100)는, 제1 무선통신부(110)와, 인코딩부(120)와, 제1 메모리(130)와, 제1 입력부(140)와, 제1 표시부(150)와, 제1 음향 출력부(160)와, 제1 제어부(170)를 포함하여 이루어진다.
제1 무선통신부(110)는 CR 시스템(10) 내에서 제2 부사용자 단말기(200)와 통신을 연결하여 데이터를 송수신하고, CR 시스템(10) 내의 주사용자 단말기 전용의 주파수 대역에 대한 스펙트럼을 스캔한다.
인코딩부(120)는 본 발명에 따라, 순방향 오류 정정 기법인 리드-솔로몬 인코딩 기법을 이용하여 전송할 데이터를 다수의 데이터 심볼들을 포함한 코드워드로 변환한다.
제1 메모리(130)는 제1 제어부(170)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 제1 부사용자 단말기에 구비된 전화번호부, 메시지, 오디오, 정지영상, 전자도서, 동영상, 송수신 메시지 히스토리 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
제1 입력부(140)는 사용자가 제1 부사용자 단말기(100)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 상기와 같은, 제1 입력부(140)는 방향키, 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
제1 표시부(150)는 제1 부사용자 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 제1 부사용자 단말기(100)가 데이터 전송 모드이면, 사용자가 제2 부사용자 단말기(200)로 전송할 데이터를 선택할 수 있는 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다.
상기와 같은, 제1 표시부(150)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 음향 출력부(160)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 제1 무선통신부(110)로부터 수신되거나 제1 메모리(130)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 제1 음향 출력부(160)는 제1 부사용자 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 제1 음향 출력부(160)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
제1 제어부(170)는 본 발명에 따른 제1 부사용자 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다.
또한, 제1 제어부(170)는 본 발명에 따라, 제1 무선 통신부(110)를 통해 센싱된 주사용자 주파수 대역에 대한 스펙트럼을 다수의 서브캐리어로 분할하고, 상기 인코딩부(120)에 의해 변환된 코드워드의 각 심볼을 상기 분할된 각 서브캐리어를 통해 제2 부사용자 단말기(200)로 전송하도록 제어한다.
상기 제1 제어부(170)에 대한 세부적인 동작 과정은 이하의 도 4에서 상세히 후술한다.
도 3은 본 발명에 따른 수신측인 제2 부사용자 단말기의 구성을 나타낸 블록다이어그램이다.
도 3을 참조하면, 수신측인 제2 부사용자 단말기(200)는, 제2 무선통신부(210)와, 디코딩부(220)와, 제2 메모리(230)와, 제2 입력부(240)와, 제2 표시부(250)와, 제2 음향 출력부(260)와, 제2 제어부(270)를 포함하여 이루어진다.
제2 무선통신부(210)는 CR 시스템(10) 내에서 제1 부사용자 단말기(100)와 통신을 연결하여 데이터를 송수신하고, CR 시스템(10) 내의 주사용자 단말기 전용의 주파수 대역에 대한 스펙트럼을 스캔한다.
또한, 제2 무선통신부(210)는 제2 제어부(270)에 의해 분할된 각 서브캐리어를 통해 상기 제1 부사용자 단말기(100)로부터 데이터에 해당하는 각 신호를 수신한다.
디코딩부(220)는 본 발명에 따라, 순방향 오류 정정 기법인 리드-솔로몬 디코딩 기법을 이용하여 제2 제어부(270)에 의해 생성된 코드워드를 디코딩하여 원래의 데이터로 복원한다.
제2 메모리(230)는 제2 제어부(270)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 제2 부사용자 단말기에 구비된 전화번호부, 메시지, 오디오, 정지영상, 전자도서, 동영상, 송수신 메시지 히스토리 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
제2 입력부(240)는 사용자가 제2 부사용자 단말기(200)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 상기와 같은, 제2 입력부(240)는 방향키, 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
제2 표시부(250)는 제2 부사용자 단말기(200)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 제2 부사용자 단말기(100)가 데이터 수신 모드이면, 제1 부사용자 단말기(200)로 수신되는 데이터를 표시하는 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다.
상기와 같은, 제2 표시부(150)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제2 음향 출력부(260)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 제2 무선통신부(210)로부터 수신되거나 제2 메모리(230)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 제2 음향 출력부(260)는 제2 부사용자 단말기(200)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 제2 음향 출력부(260)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
제2 제어부(270)는 본 발명에 따른 제2 부사용자 단말기(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다.
또한, 제2 제어부(270)는 본 발명에 따라, 제2 무선 통신부(210)를 통해 센싱된 주사용자 주파수 대역에 대한 스펙트럼을 다수의 서브캐리어로 분할하고, 제2 무선 통신부가 상기 분할된 서브캐리어들 각각을 통해 상기 제1 부사용자 단말기(100)로부터 데이터에 해당하는 각 신호를 수신하도록 제어한다.
또한, 제2 제어부(270)는 상기 서브캐리어들 각각을 통해 상기 각각의 신호가 수신되면, 상기 수신된 신호들의 신호 세기를 파악하고, 상기 파악된 각각의 신호 세기들을 근거로 상기 각각의 수신된 신호에 해당하는 심볼들을 조합된 코드워드를 생성하고, 상기 생성된 코드워드를 디코딩부(220)로 전달한다.
상기 제2 제어부(270)에 대한 세부적인 동작 과정은 이하의 도 5에서 상세히 후술한다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 제1 부사용자 단말기의 데이터를 전송하는 과정에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 전송측인 제1 부사용자 단말기의 데이터 전송 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 제1 부사용자 단말기(100)의 제1 제어부(170)는, 제1 무선 통신부(110)를 통해 CR 시스템(10) 내에서 주사용자 전용의 주파수 대역에 대한 스펙트럼을 센싱한다[S110].
제1 제어부(170)는 상기 센싱된 스펙트럼을 다수의 서브캐리어로 분할하고[S120], 상기 인코딩부(120)를 통해 도 1에서 설명한 RS 인코딩을 이용하여 전송할 데이터를 다수의 심볼을 포함한 코드워드로 변환한다[S130].
이때, 제1 제어부(170)는 상기 분할된 서브캐리어들 중에서 주사용자 단말기가 현재 사용하는 서브캐리어가 있는지 검사하고, 상기 검사 결과 상기 주사용자 단말기가 사용하는 서브캐리어는 사용 불가로 판정하고, 상기 주사용자 단말기가 사용하지 않는 서브캐리어는 사용 가능으로 판정한다.
그리고, 제1 제어부(170)는 상기 서브캐리어들 중에서 상기 사용 불가로 판정된 서브캐리어에 신호가 전송되지 않도록, 상기 전송할 데이터를 상기 다수의 심볼을 포함한 코드워드로 변환 시에 상기 사용 불가로 판정된 서브캐리어에 해당하는 심볼을 0으로 변환한다.
제1 제어부(170)는 상기 변환된 코드워드의 각 심볼을 상기 각각의 서브캐리어를 통해 제2 부사용자 단말기(200)로 전송한다[S140].
이때, 제1 제어부(170)는 상기 각 심볼을 전송 시, 비트 1은 잼(JAM) 신호로, 비트 0은 널(Null) 신호로 전송한다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 제2 부사용자 단말기의 데이터를 쉰하는 과정에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 수신측인 제2 부사용자 단말기의 데이터 수신 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 제2 부사용자 단말기(200)의 제2 제어부(270)는, 제2 무선 통신부(210)를 통해 CR 시스템(10) 내에서 주사용자 전용의 주파수 대역에 대한 스펙트럼을 센싱한다[S210].
제2 제어부(270)는 상기 센싱된 스펙트럼을 다수의 서브캐리어로 분할하고[S220], 상기 제2 무선 통신부(210)를 통해 상기 분할된 각각의 서브캐리어를 통해 제1 부사용자 단말기(100)로부터 송신되는 데이터에 해당하는 각각의 심볼이 포함된 각각의 신호를 수신한다[S230].
제2 제어부(270)는 상기 수신된 각각의 신호에 대한 신호 세기를 파악하고[S240], 상기 파악된 신호 세기들을 근거로 상기 각각의 수신된 신호에 해당하는 심볼들로 조합된 코드워드를 생성한다[S250].
즉, 제2 제어부(270)는 상기 파악된 신호 세기들과 임계치를 비교하고, 상기 파악된 신호 세기들 중 상기 임계치 이상의 신호 세기를 가지는 신호는 비트 1의 잼(JAM) 신호로 인식한다.
또한, 제2 제어부(270)는 상기 파악된 신호 세기들 중 상기 임계치 이하의 신호 세기를 가지는 신호는 비트 0의 널(NULL) 신호로 인식한다.
그리고, 제2 제어부(270)는 상기 인식된 잼 신호 및 널 신호에 해당하는 심보을 포함한 코드워드를 생성하는 것이다.
제2 제어부(270)는 디코딩부(220)를 통해 상기 생성된 코드워드를 디코딩하고[S260], 상기 디코딩된 결과를 비트 배열로 바꾸어 원래의 데이터를 복원한다[S270].
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 제1 및 제2 부사용자 단말기 간의 데이터 송수신 과정을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 6은 두 부사용자 단말기들(100, 200)이 감지한 서브캐리어들의 사용 가능 여부를 나타내고 있다.
일 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 주사용자 단말기 전용의 주파수 대역에 대한 스펙트럼으로부터 분할된 전체 서브캐리어의 개수가 15개이고, 두 부사용자 단말기들(100, 200)이 둘 다 사용 가능한 서브캐리어의 개수는 10개로 가정하여 설명한다.
그리고, 도 1에서 상술한 (N, k) RS 코딩의 N은 15이고, k는 10로 정한다. 또한, 심볼을 4개의 비트로 구성된 것으로 가정하여 설명한다.
도 7은 제1 부사용자 단말기의 데이터를 전송하는 과정을 나타내고 있다.
제1 부사용자 단말기(100)는 전송할 데이터를 앞에서 가정한 바와 같이, 4비트의 심볼 배열로 변환한다(310).
상기 심볼 배열은 상기 (N, k) RS 코딩에 따라 15개의 심볼로 이루어진 코드워드로 변환된다(320).
이때, 제1 부사용자 단말기(100)는 사용이 불가한 서브캐리어(7, 12)에 신호를 전송하기 않기 위하여 상기 서브캐리어 7, 12에 해당하는 심볼을 0으로 변경한다(3330).
그리고, 상기 코드워드의 각 심볼은 해당 대응되는 서브캐리어에 전송되는데, 이때 비트 1은 잼(JAM) 신호로, 비트 0은 널(NULL) 신호로 전송된다(340).
도 8은 제2 부사용자 단말기의 데이터를 수신하는 과정을 나타내고 있다.
제2 부사용자 단말기(200)는 각 서브캐리어로부터 수신되는 신호의 세기를 파악하여, 임계치 이상이면 상기 잼(JAM) 신호로 간주하여 비트 1로, 상기 임계치 이하이면 널(NULL) 신호로 간주하여 비트 0으로 판단한다.
이때, 사용불가 서브캐리어로부터 수신되는 신호는 주사용자의 신호와 섞일 수 있기 때문에 재1 부사용자 단말기(100)에서 전송한 신호와 다를 수 있다.
따라서, 0부터 15 중 하나의 심볼이 무작위로 수신되고, 상기 수신된 신호는 코드워드로 재조합된다(350).
상기 코드워드는 상술한 RS 디코딩 기법으로 디코딩되며(360), 상기 디코딩 결과로 생성된 심볼 배열을 비트 배열로 바꾸면 원래의 데이터가 복원된다(370).
이상, 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
10: 인지라디오 시스템 100: 제1 부사용자 단말기
200: 제2 부사용자 단말기

Claims (13)

  1. 주사용자 전용의 주파수 대역을 사용하여 제1 부사용자 단말기로부터 제2 부사용자 단말기로 데이터를 전송하는 인지라디오(CR: Cognition Radio) 시스템의 데이터 전송방법에 있어서,
    상기 제1 부사용자 단말기가 상기 제2 부사용자 단말기로 데이터를 전송하는 과정은,
    상기 주사용자 전용의 주파수 대역에 대한 스펙트럼을 센싱하는 센싱단계;
    상기 센싱된 스펙트럼을 다수의 서브캐리어로 분할하는 분할단계;
    순방향 오류 정정 기법을 이용하여 전송할 데이터를 다수의 심볼을 포함한 코드워드로 변환하는 변환단계; 및
    상기 변환된 코드워드의 각 심볼을 상기 분할된 각 서브캐리어를 통해 상기 제2 부사용자 단말기로 전송하는 전송단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 순방향 오류 정정 기법은, 리드-솔로몬(RS: Reed Solomon) 오류 정정 코딩 기법인 것을 특징으로 하는 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분할된 서브캐리어들 중 사용 불가능한 서브캐리어를 판별하는 판별단계;를 더 포함하고,
    상기 변환단계는,
    상기 판별된 서브캐리어에 해당하는 심볼을 0으로 변환하는 것을 특징으로 하는 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 판별단계는, 상기 분할된 각각의 서브캐리어들에 대하여 상기 주사용자가 사용하는 서브캐리어를 사용불가로 판별하는 것을 특징으로 하는 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 전송단계는, 상기 각 심볼을 전송 시, 비트 1은 잼(JAM) 신호로, 비트 0은 널(Null) 신호로 전송하는 것을 특징으로 하는 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 부사용자 단말기가 상기 제1 부사용자 단말기로부터 데이터를 수신하는 과정은,
    각 서브캐리어를 통해 상기 제1 부사용자 단말기로부터 수신되는 각 신호에 대한 신호 세기를 파악하는 신호세기 파악단계;
    상기 파악된 각 신호의 신호 세기를 근거로 상기 각 수신된 각 신호에 해당하는 심볼들로 조합된 코드워드를 생성하는 코드워드 생성단계; 및
    순방향 오류 정정 기법을 사용하여 상기 생성된 코드워드를 디코딩하여 데이터를 복원하는 데이터 복원단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 순방향 오류 정정 기법은, 리드-솔로몬(RS: Reed Solomon) 오류 정정 코딩 기법인 것을 특징으로 하는 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법.
  8. 제6 항에 있어서, 상기 코드워드 생성단계는,
    상기 파악된 신호 세기들 중에서 기 설정된 임계치 이상의 신호 세기를 가지는 신호를 비트 1의 잼(JAM) 신호로 인식하는 단계;
    상기 파악된 신호 세기들 중에서 기 설정된 임계치 이하의 신호 세기를 가지는 신호를 비트 0의 널(Null) 신호로 인식하는 단계; 및
    상기 인식된 각 신호에 해당하는 심볼을 포함한 코드워드를 생성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인지라디오 시스템의 데이터 전송방법.
  9. 주사용자 전용의 주파수 대역을 사용하여 제1 부사용자 단말기로부터 제2 부사용자 단말기로 데이터를 전송하는 인지라디오(CR: Cognition Radio) 시스템에 있어서,
    상기 제1 부사용자 단말기는,
    상기 주사용자 전용의 주파수 대역에 대한 스펙트럼을 센싱하는 무선통신부;
    순방향 오류 정정 기법을 이용하여 전송할 데이터를 다수의 심볼을 포함한 코드워드로 변환하는 인코딩부; 및
    상기 센싱된 스펙트럼을 다수의 서브캐리어로 분할하고, 상기 변환된 코드워드의 각 심볼을 상기 분할된 각 서브캐리어를 통해 제2 부사용자의 단말기로 전송하도록 상기 무선통신부를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인지라디오 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인코딩부는, 리드-솔로몬(RS: Reed Solomon) 오류 정정 코딩 기법을 이용하여 상기 데이터를 상기 코드워드로 변환하는 것을 특징으로 하는 인지라디오 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 분할된 서브캐리어들 중 사용 불가능한 서브캐리어를 판별하고, 상기 판별 결과 사용 불가능한 서브캐리어에 해당하는 코드워드의 심볼을 0으로 변환하는 것을 특징으로 하는 인지라디오 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 각 심볼을 전송 시, 비트 1은 잼(JAM) 신호로, 비트 0은 널(Null) 신호로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 인지라디오 시스템.
  13. 제 9항에 있어서, 상기 제2 부사용자 단말기는,
    각 서브캐리어를 통해 상기 제1 부사용자 단말기로부터 상기 데이터에 해당하는 각 신호를 수신하는 무선통신부;
    상기 수신된 각 신호에 대한 신호 세기를 파악하고, 상기 파악된 각 신호의 신호 세기를 근거로 상기 각 수신된 각 신호에 해당하는 심볼들로 조합된 코드워드를 생성하는 제어부; 및
    순방향 오류 정정 기법을 사용하여 상기 생성된 코드워드를 디코딩하여 데이터를 복원하는 디코딩부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인지라디오 시스템.
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