KR20190031982A - A cognitive radio communication method - Google Patents

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KR20190031982A KR1020170120362A KR20170120362A KR20190031982A KR 20190031982 A KR20190031982 A KR 20190031982A KR 1020170120362 A KR1020170120362 A KR 1020170120362A KR 20170120362 A KR20170120362 A KR 20170120362A KR 20190031982 A KR20190031982 A KR 20190031982A
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Abstract

A cognitive wireless communication method is disclosed. The cognitive wireless communication method comprises the steps of: receiving a signal transmitted from a licensed user by an unlicensed user; estimating a transmission power of the licensed user according to a reception power of the signal received by the unlicensed user, through an artificial neural network algorithm; determining a spectrum occupancy state of the licensed user according to the estimated transmission power, through a support vector machine; and using the spectrum by the unlicensed user when the licensed user is not occupying the spectrum.

Description

인지 무선 통신 방법 { A cognitive radio communication method }A cognitive radio communication method "

본 발명은 인지 무선 통신에 관한 것으로, 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태에 따라 비면허 유저가 면허 유저의 스펙트럼을 유동적으로 사용할 수 있는 인지 무선 통신에 관한 것이다.The present invention relates to cognitive radio communications, and relates to cognitive radio communications in which a licensee can flexibly use the spectrum of a licensed user depending on the spectrum occupancy status of the licensee.

현재 무선 스펙트럼 할당 방식은 정부 기관에서 사용료를 지불한 유저에게 스펙트럼 접속 권한을 배정하는 고정적인 할당방식(fixed allocation scheme)을 사용하고 있다(I. Akyildiz, B. Lo, and R. Balakrishnan, "Cooperative spectrum sensing in cognitive radio networks: A survey," Physical Communication, vol. 4, no. 1, pp. 40-62, 2011).Currently, the wireless spectrum allocation scheme uses a fixed allocation scheme that allocates spectrum access rights to users who have paid a fee to the government agency (I. Akyildiz, B. Lo, and R. Balakrishnan, "Cooperative Spectrum sensing in cognitive radio networks: A survey, "Physical Communication, vol 4, no. 1, pp. 40-62, 2011).

최근 특정 스펙트럼 대역에 대한 수요가 증가함에 따라, 특정 스펙트럼 대역은 포화가 되는 반면, 수요가 적은 스펙트럼 대역은 제대로 활용되고 있지 못한 상태이고, 이는 전반적인 스펙트럼 대역 효율의 저하를 초래하였다.Recently, as the demand for a specific spectrum band has increased, a specific spectrum band has saturated, while a low-demand spectrum band has not been fully utilized, resulting in a decrease in the overall spectrum band efficiency.

인지 무선 통신(cognitive radio)은 비면허 대역의 유저(secondary user, SU)가 면허 유저(primary user, PU)의 스펙트럼 대역을 기회적으로 사용할 수 있는 통신 기술로, 기존의 고정적인 스펙트럼 할당 방식이 아닌 유동적으로 스펙트럼을 할당하는 방식이며, 스펙트럼 포화 문제에 대한 해결책 중 하나로 제안되었다.A cognitive radio is a communication technology in which a secondary user (SU) can opportunistically use the spectrum band of a primary user (PU), and is not a conventional fixed spectrum allocation scheme It is a method to allocate spectrum flexibly and it is proposed as one of solutions to the problem of spectrum saturation.

인지 무선 통신에서 비면허 유저는 면허 유저의 스펙트럼을 접속하는 과정에서 간섭을 최소화하여야 한다.In cognitive radio communications, license-exempt users should minimize interference in accessing the spectrum of the licensed user.

이를 위해, 비면허 유저는 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 감지할 수 있어야 하며, 일반적으로 사용되는 스펙트럼 감지 기법으로는 정합 필터 사용, 에너지 검출, 특징 검출 방식이 있다(I. F. Akyildiz, W. Y. Lee, M. C. Vuran, S. Mohanty, "A survey on spectrum management in cognitive radio networks," IEEE Commun. Mag., vol. 46, no. 4, Apr. 2008).For this purpose, license-exempt users should be able to detect the spectrum occupation status of the licensee user, and the commonly used spectrum detection techniques are matched filter use, energy detection, feature detection (IF Akyildiz, WY Lee, MC Vuran, S. Mohanty, " A survey on spectrum management in cognitive radio networks, "IEEE Commun. Mag., Vol. 46, no.

먼저, 정합 필터를 사용하는 방법은 면허 유저의 신호 대 잡음비(signal-to-noise, SNR)을 최대화하는 필터를 설계하여 스펙트럼을 검출하는 방법이다. 하지만, 이 방법은 정확도가 높은 반면, 면허 유저에 대한 많은 사전지직이 요구된다.First, the method of using the matched filter is a method of detecting a spectrum by designing a filter that maximizes the signal-to-noise (SNR) of the licensee. However, this method is highly accurate, but requires many precautions for the licensee.

에너지 검출 방법은 비면허 유저의 수신 전력이 특정한 임계값 이상이면 면허 유저가 스펙트럼을 점유한 상태(busy state)로 판단하고, 그렇지 않은 경우 스펙트럼을 점유하지 않은 상태(idle state)로 판단하는 방법이다. 이러한 방법은 수신 전력을 기반으로 면허 유저의 스펙트럼 점유 여부를 검출하기 때문에 그 성능은 잡음 전력에 영향을 받는다. The energy detection method is a method of determining that the license user is in a busy state if the received power of the license-exempt user is greater than or equal to a certain threshold value, and otherwise determining that the spectrum is not occupied (idle state). This method detects whether or not the spectrum user occupies the spectrum based on the received power, so that the performance is affected by the noise power.

특징 검출 방법은 면허 유저 신호의 주기적인 특성을 이용하는 방식으로, 이를 수행하기 위하여 오랜 시간 동안 면허 유저를 관찰해야하고, 많은 연산량이 요구된다. The feature detection method uses a periodic characteristic of a license user signal. In order to do this, a license user must be observed for a long time and a large amount of calculation is required.

한편, 이와 같은 방법은 경로 손실(path loss) 및 페이딩 환경에서 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 잘못 판정할 수 있으며, 이를 극복하기 위해 에너지 검출 기반의 협업 방식이 제안되었다.On the other hand, this method can erroneously determine the spectrum occupation state of the license user in the path loss and fading environment, and the energy detection based collaboration method has been proposed to overcome this.

구체적으로, 에너지 검출 방법에서 임계 값을 도출하기에 적합한 기계학습 알고리즘이 제안되었고(K. M. Thilina, K. W. Choi, N. Saquib, E. Hossain, "Machine learning techniques for cooperative spectrum sensing in cognitive radio networks," IEEE J. Sel. Areas in Commun., vol. 31, no. 11, pp. 2209-2221, 2013), 면허 유저가 여러 전송 전력을 가지는 환경에서 지지벡터 머신(support vector machine, SVM)과 K-평균 클러스터링 기반의 스펙트럼 검출 방식이 제안되었다(K. Zhang, J. Li, and F. Gao. "Machine learning techniques for spectrum sensing when primary user has multiple transmit powers," in Proc. IEEE Int. Conf. Commun. Sys. (ICCS), Macau, China, Nov. 2014, pp.137-141).Specifically, a machine learning algorithm suitable for deriving a threshold value in an energy detection method has been proposed (KM Thilina, KW Choi, N. Saquib, E. Hossain, "Machine learning techniques for cooperative spectrum sensing in cognitive radio networks (SVM) and K-average (SVM) in an environment where the license user has multiple transmission power, Clustering-based spectrum detection has been proposed (K. Zhang, J. Li, and F. Gao. "Machine learning techniques for spectrum sensing when the primary user has multiple transmit powers," in Proc. IEEE Int. (ICCS), Macau, China, Nov. 2014, pp. 137-141).

하지만, K-평균 클러스터링의 경우, 협력 감지에 참여하는 스펙트럼 감지 노드(즉, 비면허 유저)가 많을수록 복잡도가 증가하고, 면허 유저의 전송 전력의 레벨의 수가 증가할수록 복잡도가 증가하는 단점이 있다. 또한, 전자파 규제에 따라 제한된 출력 전력을 고려하지 않고, 비면허 유저의 수신 전력으로 큰 값(평균 63.1mW)을 사용하였다는 점에서, 현재 실정에 부합하지 않은 면도 존재한다.However, in the case of K-means clustering, complexity increases as more spectrum sensing nodes (i.e., license-exempt users) participate in cooperative detection, and complexity increases as the number of levels of transmission power of the license user increases. In addition, there are some inconsistencies with the current situation because the large power (63.1mW average) is used as the received power of the license - exempt user without considering the limited output power according to the electromagnetic wave regulation.

이에 따라, 인지 무선 통신에서 비면허 유저들의 수신 전력을 기반으로 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 효과적으로 판단하기 위한 방안의 모색이 요청된다.Accordingly, it is required to search for a method for effectively determining the spectrum occupation state of the license user based on the received power of the license-exempt users in the cognitive radio communication.

따라서, 본 발명의 목적은 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단하기 위해, 인공 신경망 알고리즘을 이용하여 면허 유저의 전송 전력을 예측하고, 지지벡터 머신을 통해 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단할 수 있는 인지 무선 통신 방법을 제공함에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a method and apparatus for predicting a transmission power of a license user using an artificial neural network algorithm to determine a spectrum occupation state of a license user, And a wireless communication method.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 인지 무선 통신 방법은 면허 유저가 송신한 신호를 비면허 유저가 수신하는 단계, 인공 신경망 알고리즘을 통해, 상기 비면허 유저가 수신한 신호의 수신 전력에 따른 상기 면허 유저의 전송 전력을 예측하는 단계, 지지벡터 머신을 통해, 상기 예측된 전송 전력에 따른 상기 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단하는 단계 및 상기 면허 유저가 상기 스펙트럼을 점유하고 있지 않은 경우, 상기 비면허 유저가 상기 스펙트럼을 이용하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a cognitive radio communication method including receiving a signal transmitted from a licensee user by a license-exempt user, receiving, by an artificial neural network algorithm, a received power of a signal received by the license- Determining a spectrum occupancy state of the license user according to the predicted transmission power through a support vector machine; and if the license user does not occupy the spectrum , And the license-exempt user utilizes the spectrum.

여기에서, 상기 판단하는 단계는 상기 지지벡터 머신을 통해 학습된 복수의 결정 경계 중 상기 예측된 전송 전력에 대응하는 결정 경계를 선택하고, 상기 선택된 결정 경계와 상기 수신 전력을 비교하여 상기 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단할 수 있다.Here, the determining may include: selecting a decision boundary corresponding to the predicted transmission power among a plurality of decision boundaries learned through the support vector machine, comparing the selected decision boundary with the received power, The spectrum occupation state can be determined.

또한, 상기 비면허 유저는 상기 면허 유저를 기준으로 기설정된 거리 이내에 배치되며, 상기 면허 유저를 기준으로 상기 비면허 유저가 배치될 수 있는 최대 거리는 상기 면허 유저의 복수의 전송 전력 간의 레벨 차이, 상기 면허 유저가 송신하는 신호의 파장 및 상기 면허 유저의 복수의 전송 전력 각각에 대해 타겟하는 수신 전력 간의 차이에 기초하여 결정될 수 있다.In addition, the license-exempt user is located within a predetermined distance based on the license user, and the maximum distance that the license-exempt user can be placed based on the license user is determined by a level difference between a plurality of transmission powers of the license user, May be determined based on the difference between the wavelength of the signal to be transmitted and the received power to be targeted for each of the plurality of transmission powers of the licensee.

이 경우, 상기 최대 거리는, 수학식 1에 기초하여 산출될 수 있다.In this case, the maximum distance may be calculated based on Equation (1).

이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단하기 위해, 인공 신경망 알고리즘을 이용하여 면허 유저의 전송 전력을 예측하고, 지지벡터 머신을 통해 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단한다는 점에서, 면허 유저가 많은 수의 전송 전력 레벨을 가지더라도, 스펙트럼 점유 상태를 효과적으로 판단할 수 있다. According to various embodiments of the present invention as described above, in order to determine the spectrum occupancy state of the license user, the transmission power of the license user is predicted using the artificial neural network algorithm, and the spectral occupancy state of the license user is estimated through the support vector machine It is possible to effectively determine the spectrum occupation state even if the license user has a large number of transmission power levels.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인지 무선 통신 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비면허 유저가 배치되는 최대 거리를 산출하기 위위한 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 결정 경계를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비면허 유저의 배치 상태를 설명하기 위한 도면, 그리고
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단하기 위한 전자 장치를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a flowchart illustrating a cognitive radio communication method according to an embodiment of the present invention;
2 is a diagram for explaining a method for calculating a maximum distance at which a license-exempt user is arranged according to an embodiment of the present invention;
3 is a view for explaining a crystal boundary according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a diagram for explaining an arrangement state of a license-exempt user according to an embodiment of the present invention, and FIG.
5 is a diagram for explaining an electronic device for determining a spectral occupancy state of a licensed user according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.Various embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the description herein is not intended to limit the invention to the particular embodiments, but includes various modifications, equivalents, and / or alternatives of the embodiments of the invention . In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for similar components.

본 발명에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.In the present invention, the expression "having," " having, "" comprising," Quot ;, and does not exclude the presence of additional features.

본 발명에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.In the present invention, the expression "A or B," "at least one of A or / and B," or "one or more of A and / or B," etc. may include all possible combinations of the listed items . For example, "A or B," "at least one of A and B," or "at least one of A or B" includes (1) at least one A, (2) Or (3) at least one A and at least one B all together.

본 발명에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. The terms "first," "second," "first," or "second," etc. used in the present invention may be used to denote various components, regardless of their order and / or importance, But is used to distinguish it from other components and does not limit the components.

어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.(Or functionally or communicatively) coupled with / to "another component (eg, a second component), or a component (eg, a second component) Quot; connected to ", it is to be understood that any such element may be directly connected to the other element or may be connected through another element (e.g., a third element). On the other hand, when it is mentioned that a component (e.g., a first component) is "directly connected" or "directly connected" to another component (e.g., a second component) It can be understood that there is no other component (e.g., a third component) between other components.

본 발명에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.The phrase " configured to be used "as used in the present invention means that, depending on the situation, for example," having the capacity to, To be designed to, "" adapted to, "" made to, "or" capable of ". The term " configured to (or set up) "may not necessarily mean" specifically designed to "in hardware. Instead, in some situations, the expression "configured to" may mean that the device can "do " with other devices or components. For example, a processor configured (or configured) to perform the phrases "A, B, and C" may be implemented by executing one or more software programs stored in a memory device or a dedicated processor (e.g., an embedded processor) , And a generic-purpose processor (e.g., a CPU or an application processor) capable of performing the corresponding operations.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인지 무선 통신(cognitive radio) 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a cognitive radio method according to an embodiment of the present invention.

먼저, 면허 유저가 송신한 신호를 비면허 유저가 수신한다(S110). First, a licensee user receives a signal transmitted by the licensee user (S110).

여기에서, 비면허 유저는 면허 유저를 기준으로 기설정된 거리 이내에 배치될 수 있다.Here, the license-exempt user can be placed within a predetermined distance based on the license user.

이때, 면허 유저를 기준으로 비면허 유저가 배치될 수 있는 최대 거리는 면허 유저의 복수의 전송 전력 간의 레벨 차이, 면허 유저가 송신하는 신호의 파장 및 면허 유저의 복수의 전송 전력 각각에 대해 타겟하는 수신 전력 간의 차이에 기초하여 결정될 수 있다.At this time, the maximum distance that the license-exempt user can be allocated based on the license user is the difference in level between the plurality of transmission powers of the license user, the wavelength of the signal transmitted by the license user, As shown in FIG.

구체적으로, 최대 거리 dmax는 하기의 수학식 1에 기초하여 산출될 수 있다.Specifically, the maximum distance d max can be calculated based on the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

여기에서, d0는 기준 거리를 나타내는 상수이고, ΔP는 면허 유저의 복수의 전송 전력 간의 레벨 차이이고(가령, 면허 유저가 0, 100㎽, 200㎽, 300㎽, 400㎽의 전송 전력 레벨로 신호를 송신하는 경우, ΔP는 이들 전송 전력 레벨 간의 차이인 100㎽가 될 수 있다), ζ는 채널 환경을 나타내는 상수이고, λ는 면허 유저가 송신하는 신호의 파장이고, n은 경로손실지수를 나타내는 상수이고,

Figure pat00002
는 잡음 전력이다.Here, d 0 is a constant indicating a reference distance, and? P is a level difference between a plurality of transmission powers of the licensee user (for example, a license user has a transmission power level of 0, 100 mW, 200 mW, 300 mW, Where? Is a constant representing the channel environment,? Is the wavelength of the signal transmitted by the licensee user, n is the pathloss index, and? Lt; / RTI >
Figure pat00002
Is the noise power.

그리고, k는 면허 유저의 복수의 전송 전력 각각에 대해 타겟하는 수신 전력 간의 차이를 나타내며, 이는 사용자에 의해 설정될 수 있다.And k represents the difference between the target received power for each of a plurality of transmission powers of the license user, which can be set by the user.

예를 들어, 도 2에서, 면허 유저가 0, 100㎽, 200㎽, 300㎽, 400㎽의 전송 전력으로 신호를 각각 송신한 경우, 3 명의 비면허 유저(SU1, SU2, SU3)가 수신한 신호의 수신 전력(11, 12, 13, 14, 15)을 나타낸다. For example, in FIG. 2, when a license user transmits signals with transmission powers of 0, 100 mW, 200 mW, 300 mW, and 400 mW, respectively, the three license-exiting users (SU1, SU2, SU3) (11, 12, 13, 14, 15).

즉, 수신 전력(11)은 면허 유저가 신호를 송신하지 않은 경우(즉, 면허 유저의 전송 전력이 0인 경우), 3 명의 비면허 유저(SU1, SU2, SU3)가 수신한 신호의 수신 전력을 나타내고, 수신 전력(12)은 면허 유저가 100㎽의 전송 전력으로 신호를 송신한 경우, 3 명의 비면허 유저(SU1, SU2, SU3)가 수신한 신호의 수신 전력을 나타내고, 수신 전력(13)은 면허 유저가 200㎽의 전송 전력으로 신호를 송신한 경우, 3 명의 비면허 유저(SU1, SU2, SU3)가 수신한 신호의 수신 전력을 나타내고, 수신 전력(14)은 면허 유저가 300㎽의 전송 전력으로 신호를 송신한 경우, 3 명의 비면허 유저(SU1, SU2, SU3)가 수신한 신호의 수신 전력을 나타내고, 수신 전력(15)은 면허 유저가 400㎽의 전송 전력으로 신호를 송신한 경우, 3 명의 비면허 유저(SU1, SU2, SU3)가 수신한 신호의 수신 전력을 나타낸다.That is, the received power 11 is a value obtained by multiplying the received power of the signal received by the three license-exemption users SU1, SU2, SU3 when the license user has not transmitted a signal (i.e., when the transmission power of the license user is 0) And the received power 12 represents the received power of the signal received by the three license-exempt users SU1, SU2 and SU3 when the license user transmits a signal with a transmit power of 100 mW, When the license user transmits a signal with a transmission power of 200 mW, the three license-exempt users (SU1, SU2, SU3) indicate the received power of the received signal, and the received power 14 indicates that the license user has a transmission power of 300 mW And the received power 15 indicates that the license user has transmitted a signal with a transmission power of 400 mW, and when the signal is transmitted, the three license-exempt users SU1, SU2, SU3 indicate the received power of the received signal. (SU1, SU2, SU3) of the number of license-exemption users.

이때, k는 면허 유저의 전송 전력 레벨에 따른 비면허 유저(SU1, SU2, SU3)의 수신 전력 간의 차이(21, 22, 23, 24)에 대해 사용자가 타겟하는 값을 의미할 수 있다.At this time, k may mean a value targeted by the user for the difference (21, 22, 23, 24) between the received powers of the license-exempt users SU1, SU2, SU3 depending on the transmission power level of the license user.

이와 같이, 수학식 1과 같은 거리에 따라 비면허 유저가 배치되는 이유는 다음과 같다. The reason why the license-exemption user is arranged according to the distance as shown in Equation (1) is as follows.

구체적으로, 비면허 유저의 위치에 따라 수신 전력 간의 거리(가령, 도 2의 21, 22, 23, 24)가 결정되는데, 이는 스펙트럼 점유 상태를 검출하는데 큰 영향을 미치게 된다. 따라서, 비면허 유저가 배치되는 위치는 수신 전력 간 거리를 충분히 이격시키면서 동시에, 다른 비면허 유저들과의 통신 성능을 보장하기 위해 다른 비면허 유저와의 거리를 고려하여, 수학식 1에 기초하여 결정되게 된다.Specifically, the distance between received powers (e.g., 21, 22, 23, 24 in FIG. 2) is determined depending on the location of the license-exempt user, which has a large influence on detecting the spectrum occupation state. Thus, the location at which the license-exempt user is located is determined based on Equation 1, taking into consideration the distances to other license-exempt users to ensure communication performance with other license-exempt users, while sufficiently spacing the distances between the received powers .

도 1로 돌아와서, 이후, 인공 신경망(artificial neural network) 알고리즘을 통해, 비면허 유저가 수신한 신호의 수신 전력에 따른 면허 유저의 전송 전력을 예측한다(S120).Referring back to FIG. 1, the transmission power of the license user is estimated based on the received power of the signal received by the license-exemption user through an artificial neural network algorithm (S120).

이를 위해, 먼저, 비면허 유저가 수신한 신호의 수신 전력을 산출할 수 있다. To do this, first, the received power of the signal received by the license-exempt user can be calculated.

구체적으로, 비면허 유저가 수신한 신호의 수신 전력은 하기의 수학식 2에 기초하여 산출될 수 있다.Specifically, the received power of the signal received by the license-exemption user can be calculated based on the following equation (2).

Figure pat00003
Figure pat00003

여기에서, PSU는 비면허 유저가 수신한 신호의 수신 전력이고, PUS는 면허 유저의 전송 전력이고, ζh는 채널 h의 다중경로페이지 상수이고, Pn은 평균이 0이고 분산이

Figure pat00004
인 가우시안 분포를 따르는 잡음 전력이다.Where P SU is the received power of the signal received by the license-exempt user, P US is the transmit power of the licensee user, ζ h is the multipath page constant of channel h, P n is the average of 0,
Figure pat00004
Is the noise power along the in-Gaussian distribution.

그리고,

Figure pat00005
이다. 여기에서, d0는 기준 거리를 나타내는 상수이고, dpu , su는 비면허 유저와 면허 유저 간의 거리이고, λ는 면허 유저가 송신하는 신호의 파장이고, γ는 경로손실지수를 나타내는 상수이다(이는 전술한 수학식 1의 n과 동일한 상수이다).And,
Figure pat00005
to be. Where d 0 is a constant representing the reference distance, d pu , su is the distance between the license-issuer and the licensee user, λ is the wavelength of the signal transmitted by the licensee user and γ is a constant representing the pathloss index Which is the same constant as n in the above-mentioned equation (1)).

이후, 인공 신경망 알고리즘을 통해 비면허 유저의 수신 전력에 따른 면허 유저의 전송 전력을 예측할 수 있다.Then, it is possible to predict the transmission power of the license user according to the reception power of the license-exempt user through the artificial neural network algorithm.

여기에서, 인공 신경망 알고리즘은 비면허 유저의 수신 전력을 입력으로 하여 면허 유저의 전송 전력을 예측하기 위한 알고리즘으로, 다양한 샘플 데이터를 통해 학습된 상태일 수 있다.Here, the artificial neural network algorithm is an algorithm for predicting the transmission power of the license user using the received power of the license-exempt user as an input, and may be learned through various sample data.

예를 들어, 인공 신경망 알고리즘은 하기의 표 1 내지 3과 같은 면허 유저의 전송 전력에 따라 산출된 비면허 유저의 수신 전력을 기반으로 학습될 수 있다.For example, the artificial neural network algorithm can be learned based on the received power of the license-exempt user calculated according to the transmission power of the license user as shown in Tables 1 to 3 below.

4.1396e-074.1396e-07 1.1942e-061.1942e-06 5.0723e-075.0723e-07 1.0311e-061.0311e-06 5.0002e-075.0002e-07 1.3216e-061.3216e-06 6.2526e-076.2526e-07 1.2546e-061.2546e-06 6.3755e-076.3755e-07 1.2014e-061.2014e-06 3.9032e-073.9032e-07 1.4684e-061.4684e-06 6.7607e-076.7607e-07 1.2215e-061.2215e-06 6.1324e-076.1324e-07 1.3309e-061.3309e-06 4.6182e-074.6182e-07 1.4648e-061.4648e-06 5.7025e-075.7025e-07 1.1264e-061.1264e-06 6.3661e-076.3661e-07 1.1668e-061.1668e-06 5.4946e-075.4946e-07 1.2218e-061.2218e-06 4.0896e-074.0896e-07 1.0479e-061.0479e-06 4.8145e-074.8145e-07 1.3949e-061.3949e-06

8.3292e-078.3292e-07 1.7228e-061.7228e-06 7.6327e-077.6327e-07 1.8679e-061.8679e-06 8.2496e-078.2496e-07 1.9399e-061.9399e-06 8.1522e-078.1522e-07 1.8716e-061.8716e-06 9.8098e-079.8098e-07 1.8934e-061.8934e-06 8.3654e-078.3654e-07 1.9591e-061.9591e-06 7.3705e-077.3705e-07 1.6010e-061.6010e-06 8.1489e-078.1489e-07 2.0730e-062.0730e-06 8.5308e-078.5308e-07 2.0704e-062.0704e-06 8.7484e-078.7484e-07 1.8984e-061.8984e-06 9.7075e-079.7075e-07 1.7721e-061.7721e-06 7.1915e-077.1915e-07 1.7777e-061.7777e-06 6.6195e-076.6195e-07 1.7974e-061.7974e-06 8.0574e-078.0574e-07 1.9768e-061.9768e-06

1.0570e-061.0570e-06 2.3782e-062.3782e-06 1.1661e-061.1661e-06 2.5007e-062.5007e-06 1.0642e-061.0642e-06 2.4846e-062.4846e-06 9.8860e-079.8860e-07 2.6134e-062.6134e-06 1.0169e-061.0169e-06 2.2409e-062.2409e-06 9.8607e-079.8607e-07 2.5380e-062.5380e-06 1.0023e-061.0023e-06 2.5787e-062.5787e-06 1.1758e-061.1758e-06 2.4422e-062.4422e-06 1.1505e-061.1505e-06 2.3905e-062.3905e-06 1.0184e-061.0184e-06 2.4923e-062.4923e-06 1.0092e-061.0092e-06 2.3888e-062.3888e-06 1.2885e-061.2885e-06 2.3743e-062.3743e-06 1.1261e-061.1261e-06 2.5439e-062.5439e-06 1.0421e-061.0421e-06 2.3970e-062.3970e-06

여기에서, 표 1은 면허 유저의 전송 전력이 200㎽일 때, 산출된 비면허 유저의 수신 전력을 나타내고, 표 2는 면허 유저의 전송 전력이 300㎽일 때, 산출된 비면허 유저의 수신 전력을 나타내고, 표 3은 면허 유저의 전송 전력이 400㎽일 때, 산출된 비면허 유저의 수신 전력을 나타내다.Table 1 shows the received power of the license-exempt user calculated when the transmission power of the license user is 200 mW. Table 2 shows the reception power of the license-exempt user calculated when the transmission power of the license user is 300 mW , And Table 3 shows the received power of the license-exempt user calculated when the transmission power of the license user is 400 mW.

한편, 상술한 표 1 내지 표 3은 설명을 위한 일 예일 뿐이고, 인공 신경망 알고리즘은 면허 유저의 다양한 전송 전력에 따라 산출된 다양한 수신 전력을 기반으로 학습될 수 있음은 물론이다.It should be noted that the above-described Tables 1 to 3 are merely illustrative examples, and the artificial neural network algorithm can be learned based on various received powers calculated according to various transmission powers of the license user.

이에 따라, 비면허 유저가 수신한 수신 전력을 인공 신경망의 입력으로 하여, 면허 유저의 전송 전력을 예측할 수 있게 된다.As a result, the transmission power of the license user can be predicted by using the reception power received by the license-exempt user as the input of the artificial neural network.

이후, 지지벡터 머신(support vector machine, SVM)을 통해, 예측된 전송 전력에 따른 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단한다(S130).Then, the spectral occupancy state of the license user according to the predicted transmission power is determined through a support vector machine (SVM) (S130).

구체적으로, 지지벡터 머신을 통해 학습된 복수의 결정 경계(decision boundary)(즉, 임계값) 중 예측된 전송 전력에 대응하는 결정 경계를 선택하고, 수신 전력과 선택된 결정 경계를 비교하여, 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단할 수 있다.Specifically, a decision boundary corresponding to the predicted transmission power among a plurality of decision boundaries (i.e., threshold values) learned through the support vector machine is selected, and the received power is compared with the selected decision boundary, It is possible to determine the spectrum occupation state.

여기에서, 결정 경계는 비면허 유저의 수신 전력에 따라, 면허 유저가 스펙트럼을 점유한 상태(busy state)와 스펙트럼을 점유하지 않은 상태(idle state)를 구분짓기 위한 경계로서, 면허 유저의 전송 전력 별로, 지지벡터 머신을 통해 학습된 상태일 수 있다. 즉, 면허 유저의 전송 전력 별로, 비면허 유저의 수신 전력에 따른 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 나타내는 다양한 샘플 데이터를 통해 지지벡터 머신을 학습하여, 면허 유저의 전송 전력 별로, 학습된 결정 경계를 얻을 수 있다.Here, the decision boundary is a boundary for distinguishing the idle state from the busy state and the spectrum state from the license user according to the received power of the license-exempt user, , And may be learned via a support vector machine. That is, the support vector machine is learned through various sample data indicating the spectrum occupation state of the license user according to the transmission power of the license user according to the transmission power of the license user, and the learned decision boundary is obtained for each transmission power of the license user have.

이 경우, 면허 유저의 전송 전력 별로, 학습된 결정 경계 중 인공 신경망 알고리즘을 통해 예측된 면허 유저의 전송 전력에 대응되는 결정 경계를 선택할 수 있다.In this case, a decision boundary corresponding to the transmission power of the license user predicted through the artificial neural network algorithm among the learned decision boundaries can be selected for each transmission power of the license user.

예를 들어, 면허 유저가 0, 100㎽, 200㎽, 300㎽, 400㎽의 전송 전력으로 신호를 각각 송신하는 경우, 0, 100㎽, 200㎽, 300㎽, 400㎽의 전송 전력 레벨 각각에 대해 학습된 결정 경계가 존재할 수 있다.For example, when a license user transmits a signal with a transmission power of 0, 100 mW, 200 mW, 300 mW, and 400 mW, respectively, transmission power levels of 0, 100 mW, 200 mW, 300 mW, There may be a learned decision boundary for.

이때, 인공 신경망 알고리즘을 통해 예측된 면허 유저의 전송 전력이 200㎽인 경우, 0, 100㎽, 200㎽, 300㎽, 400㎽의 전송 전력 레벨 각각에 대해 학습된 결정 경계 중에서 200㎽의 전송 전력 레벨에 대해 학습된 결정 경계를 선택할 수 있다.In this case, when the transmission power of the license user predicted through the artificial neural network algorithm is 200 mW, transmission power of 200 mW among the learned boundaries for the transmission power levels of 0, 100 mW, 200 mW, 300 mW, You can select the learned decision boundary for the level.

그리고, 선택된 결정 경계와 비면허 유저가 수신한 수신 전력을 비교하여, 면허 유저의 스펙트럼 점유 여부를 판단할 수 있다.Then, the selected decision boundary is compared with the received power received by the license-exemption user, and it is possible to judge whether or not the license user has a spectrum occupied.

구체적으로, 비면허 유저의 수신 전력이 선택된 결정 경계 이상이면 면허 유저가 스펙트럼을 점유한 상태인 것으로 판단하고, 비면허 유저의 수신 전력이 선택된 결정 경계보다 작으면 면허 유저가 스펙트럼을 점유하지 않은 상태인 것으로 판단할 수 있다.Specifically, if the received power of the license-exempt user is greater than or equal to the selected decision boundary, the license user is judged to have occupied the spectrum, and if the received power of the license-exempt user is smaller than the selected decision boundary, the license user has not occupied the spectrum It can be judged.

예를 들어, 도 3과 같이, 2 명의 비면허 유저(SU1, SU2)가 면허 유저(PU)로부터 수신한 신호의 수신 전력이 결정 경계(41, 42, 43, 44) 이상이면 면허 유저(PU)가 스펙트럼을 점유한 상태(busy)인 것으로 판단하고, 2 명의 비면허 유저(SU1, SU2)가 면허 유저(PU)로부터 수신한 신호의 수신 전력이 결정 경계(41, 42, 43, 44)보다 작으면 면허 유저(PU)가 스펙트럼을 점유하지 않은 상태(idle)인 것으로 판단할 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, if the received power of the signal received from the license user PU by the two license-unauthorized users SU1 and SU2 is equal to or greater than the decision boundaries 41, 42, 43, and 44, The receiving power of the signal received from the license user PU by the two license-exclusion users SU1 and SU2 is smaller than the decision boundaries 41, 42, 43 and 44 , It can be determined that the license user (PU) is idle without occupying the spectrum.

여기에서, 도 3b 내지 도 3e의 결정 경계(41, 42, 43, 44)는 각각 100㎽, 200㎽, 300㎽, 400㎽의 전송 전력 레벨 별로, 학습된 결정 경계일 수 있다.Here, the crystal boundaries 41, 42, 43, and 44 of FIGS. 3B to 3E may be learned crystal boundaries for transmission power levels of 100, 200, 300, and 400 mW, respectively.

도 1로 돌아와서, 이후, 면허 유저가 스펙트럼을 점유하고 있지 않은 경우, 비면허 유저가 스펙트럼을 이용할 수 있다(S140). 즉, 비면허 유저는 면허 유저가 스펙트럼을 점유하고 있지 않다는 점에서, 해당 스펙트럼 대역을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.Returning to FIG. 1, if the license user does not occupy the spectrum thereafter, the license may use the spectrum (S140). That is, the licensee can perform communication using the spectrum band in the sense that the license user does not occupy the spectrum.

이상과 같이, 본 발명에서는 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단하기 위해, 인공 신경망 알고리즘을 이용하여 면허 유저의 전송 전력을 예측하고, 지지벡터 머신을 통해 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단하게 된다. 이에 따라, 면허 유저가 많은 수의 전송 전력 레벨을 가지더라도, 스펙트럼 점유 상태를 효과적으로 판단할 수 있다. 또한, 일반적으로, 스펙트럼 분류 성능은 스펙트럼 검출에 참여하는 비면허 유저들의 분포에 따라 달라지게 되는데, 본 발명에서는 스펙트럼 분류 성능을 보정하면서 동시에, 비면허 유저들과의 통신 성능을 최대화하기 위해 수학식 1에 의해 산출된 거리에 따라 비면허 유저가 배치되게 되는 것이다.As described above, in the present invention, to determine the spectrum occupation state of the license user, the transmission power of the license user is predicted using the artificial neural network algorithm, and the spectrum occupation state of the license user is determined through the support vector machine. Thus, even if the licensee user has a large number of transmission power levels, the spectral occupancy state can be effectively determined. In general, the spectral classification performance depends on the distribution of license-exempt users participating in spectrum detection. In the present invention, in order to maximize the communication performance with the license-exempt users while correcting the spectral classification performance, The licensee is placed according to the distance calculated by the licensee.

이에 따라, 본 발명에서는 비면허 유저드의 수신 전력을 기반으로 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단하면서도, 동시에 비면허 유저들과의 통신 성능을 최대한 보장할 수 있게 된다.Accordingly, the present invention can maximize the communication performance with the license-exempt users while determining the spectrum occupation state of the license user based on the received power of the license-exempt user.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비면허 유저의 배치 상태를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining an arrangement of license-exempt users according to an embodiment of the present invention.

예를 들어, 도 4와 같이, 면허 유저(PU1)와 비면허 유저(SU1)가 존재하는 경우를 가정한다.For example, as shown in FIG. 4, it is assumed that a license user PU1 and a license-exempt user SU1 exist.

이때, 새로운 면허 유저(PU2)가 발견되는 경우, 면허 유저(PU2)를 기준으로 반지름을 dmax로 하는 원 이내에 새로운 비면허 유저(SU2)가 배치될 수 있다. At this time, when a new user license (PU2) is found, and a new unlicensed user (SU2) within a circle of a radius relative to the licensed user (PU2) to d max can be disposed.

이와 마찬가지로, 새로운 면허 유저(PU3)가 발견되는 경우, 면허 유저(PU3)를 기준으로 반지름을 dmax로 하는 원 이내에 새로운 비면허 유저(SU3)가 배치될 수 있다. 또한, 새로운 면허 유저(PU4)가 발견되는 경우, 면허 유저(PU4)를 기준으로 반지름을 dmax로 하는 원 이내에 새로운 비면허 유저(SU4)가 배치될 수 있고, 새로운 면허 유저(PU5)가 발견되는 경우, 면허 유저(PU5)를 기준으로 반지름을 dmax로 하는 원 이내에 새로운 비면허 유저(SU5)가 배치될 수 있다.Likewise, in the case, a new license seat (PU3) are found, and a new unlicensed user (SU3) within a circle of a radius relative to the licensed user (PU3) to d max can be disposed. On the contrary, if the new license seat (PU4) are found, it can be a new unlicensed user (SU4) disposed within a circle of a radius relative to the licensed user (PU4) to d max, new licensed user (PU5) is found case, a new license-exempt user (SU5) can be disposed within the circle of the radius relative to the licensed user (PU5) to d max.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단하기 위한 전자 장치를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining an electronic device for determining a spectral occupancy state of a licensed user according to an embodiment of the present invention.

도 5에서는 설명의 편의를 위해, 전자 장치(500)가 면허 유저(PU2)의 스펙트럼 점유 상태를 검출하는 것을 일 예로 설명하며, 면허 유저(PU3)를 기준으로 최대 거리 dmax로 하는 원 이내에 비면허 유저(SU3)가 배치되는 것으로 가정한다. 다만, 이는 일 예일 뿐이고, 면허 유저 및 비면허 유저의 개수는 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.Figure 5, for convenience of description, the electronic apparatus 500 is described an example to detect the spectral occupancy of the license the user (PU2), and unlicensed within circle with a maximum distance d max, based on the licensed user (PU3) It is assumed that the user SU3 is disposed. However, this is only an example, and it goes without saying that the number of license users and license-exempt users can be variously changed.

면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단하기 위한 전자 장치(500)(가령, 퓨전 센터)는 통신부(510), 메모리(520) 및 프로세서(530)를 포함한다.The electronic device 500 (e.g., a fusion center) for determining a spectrum occupancy state of a licensee user includes a communication unit 510, a memory 520, and a processor 530.

통신부(510)는 비면허 유저와 통신을 수행할 수 있다. The communication unit 510 can perform communication with the license-exempt user.

이 경우, 통신부(510)는 다양한 유형의 통신 방식에 기초하여 비면허 유저와 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 통신부(510)는 무선 통신 칩(미도시), 근거리 통신 칩(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 전자 장치(500)를 하나 이상의 네트워크에 연결하기 위한 하나 이상의 모듈을 포함할 수도 있다.In this case, the communication unit 510 can perform communication with the license-exiting user based on various types of communication methods. To this end, the communication unit 510 may include at least one of a wireless communication chip (not shown), a short range communication chip (not shown), and may include one or more modules for connecting the electronic device 500 to one or more networks You may.

메모리(520)는 전자 장치(500)의 동작에 필요한 각종 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(520)는 프로세서(530) 또는 다른 구성 요소들로부터 수신되거나 프로세서(530) 또는 다른 구성요소들에 의해 생성된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다.The memory 520 may store various programs and data necessary for the operation of the electronic device 500. Memory 520 may also store instructions or data received from processor 530 or other components or generated by processor 530 or other components.

이 경우, 메모리(520)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 플래시메모리(flash-memory), 하드디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등으로 구현될 수 있다. 메모리(520)는 프로세서(530)에 의해 액세스되며, 프로세서(530)에 의한 데이터의 독취/기록/수정/삭제/갱신 등이 수행될 수 있다. In this case, the memory 520 may be implemented as a nonvolatile memory, a volatile memory, a flash memory, a hard disk drive (HDD), or a solid state drive (SSD). The memory 520 is accessed by the processor 530 and read / write / modify / delete / update of data by the processor 530 can be performed.

특히, 메모리(520)는 인공 신경망 알고리즘을 실행하기 위한 모듈 및 지지벡터 머신을 실행하기 위한 모듈을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(520)는 지지벡터 머신을 통해 학습된, 면허 유저의 전송 전력 별, 결정 경계에 대한 정보를 저장할 수 있다.In particular, memory 520 may store a module for executing the artificial neural network algorithm and a module for executing the support vector machine. In addition, the memory 520 may store information about the determined user's transmission power and the determined boundary, which are learned through the support vector machine.

프로세서(530)는 전자 장치(500)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(530)는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(530)에 연결된 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(530)는 다른 구성요소들 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.Processor 530 controls the overall operation of electronic device 500. For example, the processor 530 may operate an operating system or an application program to control hardware or software components connected to the processor 530, and may perform various data processing and operations. The processor 530 may also load and process commands or data received from at least one of the other components into volatile memory and store the various data in non-volatile memory.

이를 위해, 프로세서(530)는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예, 임베디드 프로세서) 또는 메모리 디바이스에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)로 구현될 수 있다.To this end, the processor 530 may be a general-purpose processor capable of performing corresponding operations by executing one or more software programs stored in a memory device or a dedicated processor (e.g., an embedded processor) (E.g., a CPU or an application processor).

먼저, 프로세서(530)는 비면허 유저가 각각 산출한 수신 전력을 통신부(510)를 통해 수신할 수 있다.First, the processor 530 can receive the received power calculated by the license-exempt user through the communication unit 510. [

면허 유저(PU2)가 송신한 신호를 비면허 유저(SU1 내지 SU3)가 수신하면, 비면허 유저(SU1 내지 SU3)는 수신된 신호의 수신 전력을 산출할 수 있다. 그리고, 비면허 유저(SU1 내지 SU3)는 산출된 수신 전력에 대한 정보를 전자 장치(500)로 전송할 수 있다. 이 경우, 통신부(510)는 비면허 유저(SU1 내지 SU3)가 전송한 수신 전력에 대한 정보를 수신할 수 있다.When the license-exempt users SU1 to SU3 receive signals transmitted by the license user PU2, the license-exemption users SU1 to SU3 can calculate the received power of the received signals. Further, the license-exempt users SU1 to SU3 can transmit information on the calculated received power to the electronic device 500. [ In this case, the communication unit 510 can receive information on the received power transmitted by the license-exempt users SU1 to SU3.

이후, 프로세서(530)는 인공 신경망 알고리즘을 통해, 비면허 유저가 수신한 신호의 수신 전력에 따른 면허 유저의 전송 전력을 예측한다.Thereafter, the processor 530 predicts the transmission power of the license user according to the received power of the signal received by the license-exempt user through the artificial neural network algorithm.

그리고, 프로세서(530)는 지지벡터 머신을 통해, 예측된 전송 전력에 따른 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단한다.Then, the processor 530, via the support vector machine, determines the spectrum occupation state of the license user according to the predicted transmission power.

구체적으로, 프로세서(530)는 지지벡터 머신을 통해 학습된 복수의 결정 경계 중 예측된 전송 전력에 대응하는 결정 경계를 선택하고, 수신 전력과 선택된 결정 경계를 비교하여, 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단할 수 있다.Specifically, the processor 530 selects a decision boundary corresponding to the predicted transmission power among a plurality of decision boundaries learned through the support vector machine, compares the received power with the selected decision boundary, and obtains the spectrum occupation state of the license user It can be judged.

이 경우, 프로세서(530)는 비면허 유저의 수신 전력이 선택된 결정 경계 이상이면 면허 유저가 스펙트럼을 점유한 상태인 것으로 판단하고, 비면허 유저의 수신 전력이 선택된 결정 경계보다 작으면 면허 유저가 스펙트럼을 점유하지 않은 상태인 것으로 판단할 수 있다.In this case, the processor 530 determines that the license user occupies the spectrum if the received power of the license-exempt user is greater than or equal to the selected decision boundary, and if the received power of the license-exempt user is smaller than the selected decision boundary, It can be judged that it is not in the state.

예를 들어, 인공 신경망 알고리즘을 통해 예측된 면허 유저(PU3)의 전송 전력이 200㎽인 경우를 가정한다.For example, it is assumed that the transmission power of the license user (PU3) predicted through the artificial neural network algorithm is 200 mW.

이 경우, 프로세서(530)는 200㎽의 전송 전력 레벨에 대해 학습된 결정 경계를 선택하고, 학습된 결정 경계와 비면허 유저(SU1 내지 SU3)의 수신 전력을 비교하여 비면허 유저(SU1 내지 SU3)의 수신 전력이 선택된 결정 경계 이상이면 면허 유저(PU3)가 스펙트럼을 점유한 상태인 것으로 판단하고, 비면허 유저(SU1 내지 SU3)의 수신 전력이 선택된 결정 경계보다 작으면 면허 유저(PU3)가 스펙트럼을 점유하지 않은 상태인 것으로 판단할 수 있다.In this case, the processor 530 selects the learned decision boundary for the transmission power level of 200 mW, compares the learned decision boundary with the received power of the license-exemption users SU1 to SU3, The license user PU3 determines that the spectrum is occupied by the license user PU3 if the received power is greater than or equal to the selected decision boundary and the license user PU3 occupies the spectrum if the received power of the license- It can be judged that it is not in the state.

그리고, 프로세서(530)는 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태에 대한 정보를 비면허 유저로 전송할 수 있다.Then, the processor 530 can transmit information on the spectrum occupation state of the license user to the license-exiting user.

예를 들어, 프로세서(530)는 면허 유저(PU3)가 스펙트럼을 점유하는지 또는 스펙트럼을 점유하지 않는다는 점을 통신부(510)를 통해 비면허 유저(SU1 내지 SU3)로 전송할 수 있다.For example, the processor 530 may transmit to the license-exempt users SU1 through SU3 via the communication unit 510 that the license user PU3 occupies the spectrum or does not occupy the spectrum.

이 경우, 비면허 유저는 전자 장치(500)로부터 수신된 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태에 대한 정보에 기초하여 스펙트럼을 이용할 수 있다.In this case, the license-exempt user may use the spectrum based on the information on the spectrum occupancy status of the license user received from the electronic device 500. [

예를 들어, 비면허 유저(SU1 내지 SU3)는 장치(500)로부터 수신된 면허 유저(PU3)의 스펙트럼 점유 상태에 대한 정보에 기초하여 면허 유저(PU3)가 스펙트럼을 점유 하지 않은 것으로 판단되면, 면허 유저(PU3)의 스펙트럼을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.For example, if the licensee user (SU1 to SU3) judges that the license user (PU3) does not occupy the spectrum based on the information on the spectrum occupancy status of the license user (PU3) received from the device (500) Communication can be performed using the spectrum of the user PU3.

한편, 본 개시의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(A))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.Meanwhile, various embodiments of the present disclosure may be implemented in software, including instructions stored on machine-readable storage media, such as a machine (e.g., a computer) (E.g., electronic device A) in accordance with the disclosed embodiments, as an apparatus that is capable of calling instructions and operating in accordance with the called instructions. When the instructions are executed by a processor, Or other components under the control of the processor. The instructions may include code generated or executed by a compiler or interpreter. May be provided in the form of a non-transitory storage medium, where 'non-transient' means that the storage medium does not contain a signal It does not distinguish that data is stored semi-permanently or temporarily on the storage medium.

일시예에 따르면, 본 개시에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.According to a temporary example, a method according to various embodiments disclosed in this disclosure may be provided in a computer program product. A computer program product can be traded between a seller and a buyer as a product. A computer program product may be distributed in the form of a machine readable storage medium (eg, compact disc read only memory (CD-ROM)) or distributed online through an application store (eg PlayStore ™). In the case of on-line distribution, at least a portion of the computer program product may be temporarily stored, or temporarily created, on a storage medium such as a manufacturer's server, a server of an application store, or a memory of a relay server.

다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.Each of the components (e.g., modules or programs) according to various embodiments may be comprised of a single entity or a plurality of entities, and some of the subcomponents described above may be omitted, or other subcomponents May be further included in various embodiments. Alternatively or additionally, some components (e.g., modules or programs) may be integrated into a single entity to perform the same or similar functions performed by each respective component prior to integration. Operations performed by a module, program, or other component, in accordance with various embodiments, may be performed sequentially, in parallel, repetitively, or heuristically, or at least some operations may be performed in a different order, .

500 : 전자 장치 510 : 통신부
520 : 저장부 530 : 프로세서
500: electronic device 510: communication part
520: Storage unit 530: Processor

Claims (4)

인지 무선 통신(cognitive radio) 방법에 있어서,
면허 유저(primary user)가 송신한 신호를 비면허 유저(secondary user)가 수신하는 단계;
인공 신경망(artificial neural network) 알고리즘을 통해, 상기 비면허 유저가 수신한 신호의 수신 전력에 따른 상기 면허 유저의 전송 전력을 예측하는 단계;
지지벡터 머신(support vector machine)을 통해, 상기 예측된 전송 전력에 따른 상기 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단하는 단계; 및
상기 면허 유저가 상기 스펙트럼을 점유하고 있지 않은 경우, 상기 비면허 유저가 상기 스펙트럼을 이용하는 단계;를 포함하는, 인지 무선 통신 방법.
In a cognitive radio method,
Receiving a signal transmitted from a primary user by a licensee;
Estimating a transmission power of the license user according to a received power of a signal received by the license-exemption user through an artificial neural network algorithm;
Determining a spectral occupancy state of the license user according to the predicted transmission power through a support vector machine; And
And if the license user does not occupy the spectrum, the licensee uses the spectrum.
제1항에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
상기 지지벡터 머신을 통해 학습된 복수의 결정 경계 중 상기 예측된 전송 전력에 대응하는 결정 경계를 선택하고, 상기 선택된 결정 경계와 상기 수신 전력을 비교하여 상기 면허 유저의 스펙트럼 점유 상태를 판단하는 것을 특징을 하는 인지 무선 통신 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the determining step comprises:
Selecting a decision boundary corresponding to the predicted transmission power among a plurality of decision boundaries learned through the support vector machine and comparing the selected decision boundary with the received power to determine a spectrum occupation state of the licensee user Wherein the wireless communication method comprises:
제1항에 있어서,
상기 비면허 유저는, 상기 면허 유저를 기준으로 기설정된 거리 이내에 배치되며,
상기 면허 유저를 기준으로 상기 비면허 유저가 배치될 수 있는 최대 거리는, 상기 면허 유저의 복수의 전송 전력 간의 레벨 차이, 상기 면허 유저가 송신하는 신호의 파장 및 상기 면허 유저의 복수의 전송 전력 각각에 대해 타겟하는 수신 전력 간의 차이에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the license-exempt user is disposed within a predetermined distance based on the license user,
Wherein the maximum distance that the license-exempt user can be placed on the basis of the license user is determined based on a level difference between a plurality of transmission powers of the licensee user, a wavelength of a signal transmitted by the licensee user, and a plurality of transmission powers of the licensee user, And the target received power is determined based on a difference between the target received powers.
제3항에 있어서,
상기 최대 거리 dmax는, 하기의 수학식에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 인지 무선 통신 방법:

The method of claim 3,
Wherein the maximum distance d max is calculated on the basis of the following equation:

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