The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

An Effective Frequency Sharing Method using Spectrum Etiquette and Genetic Algorithm for the Coexistence of WRAN and WLAN in TV White Space

TVWS에서 스펙트럼 에티켓 및 GA를 사용한 WRAN과 WLAN의 효율적 주파수 공유기법

  • 정원식 (인하대학교 정보통신공학과 무선전송 연구실) ;
  • 장성진 (인하대학교 정보통신공학과 무선전송 연구실) ;
  • 용슬바로 (인하대학교 정보통신공학과 무선전송 연구실) ;
  • 김재명 (인하대학교 정보통신공학과 무선전송 연구실)
  • Received : 2011.11.14
  • Accepted : 2012.01.10
  • Published : 2012.02.29
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Various wireless communication devices or network such as WRAN and WLAN will coexist in the TVWS(TV White Space). Because of this coexistence, the wireless devices which use the TVWS have to avoid interfering to not only licensed TV receiver and wireless microphone but also homogeneous or heterogeneous TVBD(TV Band Device)s. In this paper, we propose two frequency sharing methods for the coexistence of WLAN and WRAN in terms of interference reduction and throughput enhancement in both homogeneous and heterogeneous networks. One is the WRAN spectrum etiquette to provide more wide bandwidth for WLAN users and the other is the WLAN frequency selection methods to improve the throughput performance. The simulation results have confirmed the throughput improvement of the proposed methods. Moreover, the proposed methods is also applicable to improve the throughput performance and reduce interference of similar systems working in a cognitive manner.

TV 화이트 스페이스(TV White Space, TVWS)에서는 WRAN, WLAN과 같은 다양한 이종 통신 기기들이 공존하게 되기 때문에 TV 화이트 스페이스 주파수 대역을 공유하는 무선 장치들은 주파수 사용 면허를 가진 TV, 무선 마이크와 같은 면허사용자(Incumbent)에 대한 간섭제어 기술 이외에도 주파수를 공유하는 동종 또는 이종의 비면허 무선 네트워크에 대한 상호공존 기술이 요구된다. 본 논문에서는 WLAN 사용자에게 더 많은 대역폭을 제공할 수 있는 WRAN 스펙트럼 에티켓 기법 및 유전자 알고리즘을 사용한 WLAN 주파수 선택기법, 이렇게 두가지 상호공존 기법을 제안한다. 또한 이를 적용한 시뮬레이션 결과를 통하여 두 가지 상호공존 기법을 통해 두 이종 시스템 상호간의 간섭을 줄이고 throughput 성능을 향상시킬 수 있음을 보인다.

Keywords

References

  1. 고광진 외 7명, "TV White Spaces에서의 CR 기술 동향", ETRI 전자통신동향분석 제 24권, 제3호, pp.91-102, 6월, 2009년
  2. "Unlicensed Operations in the TV Broadcast Bands, Second Memorandum Opinion and Order", FCC 10-174, Sep. 23, 2010
  3. Ghosh, C., Roy, S., Cavalcanti, D., "Coexistence challenges for heterogeneous cognitive wireless networks in TV white spaces", IEEE Wireless Communications, pp.22-31, Aug. 2011.
  4. Hynduk Kang, Donghum Lee, Kyumin Kang, Heonjin Hong, Jaeick Choi, "802.19.1 overview and issues", doc: IEEE802.15-11/0287r00, Mar. 2011.
  5. IEEE 802.22, "Standard for Wireless Regional Area Networks Part 22: Cognitive Wireless RAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications: Policies and Procedures for Operation in the TV Bands", pp.1-680, June 2011
  6. M. Azizur Rahman, "Channel Model Considerations for P802.11af", doc: IEEE 802.11af-10/0154r01, Jan. 2010.
  7. Eunsun Kim, Yong ho Seok, Soonjoon Park, "Amendment Proposal for TV White Spaces Operation", doc: IEEE 802.11af-10/0263r00, Mar. 2010.
  8. Broustis, I., Papagiannaki, K., Krishnamurthy, S.V., Faloutsos, M., Mhatre, V.P., "Measurement-Driven Guidelines for 802.11 WLAN Design", IEEE/ACM Transactions, pp.722-735, Jun. 2010.
  9. Dong Heon Lee, Wha Sook Jeon, Dong Geun Jeong, Gwangzeen Ko, "Self-Coexistence Techniques for Cognitive Radio LANs/PANs", 2010 IEEE 21st International Symposium on PIMRC, pp.1516-1520, Sep.2010
  10. RECOMMENDATION ITU-R P.1546-4, "Method for point-to-area predictions for terrestrial services in the frequency range 30 MHz to 3 000 MHz", Oct. 2009.
  11. Hongjie Liu, Shufang Li, Min Yi, "Coexistence between Cognitive Radio Network and Digital TV" International Conference Communication Software and Networks 2009, Feb. 2009.
  12. Recommendation ITU-R P.1411-5, "Propagation data and prediction methods for the planning of short-range outdoor radio communication systems and radio local area networks in the frequency range 300 MHz to 100 GHz", Oct. 2009.
  13. Erpek, T., Mchenry, M.A., Stirling, A., "Dynamic spectrum access operational parameters with wireless microphones" IEEE Communications Magazine, Mar. 2011.