• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권11호
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• pp.3837-3859
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• 2014

Vehicular Ad hoc Networks (VANET) becomes more popular in industry, academia and government. However, Typical VANET is challenged by high speed mobility and insufficient spectrum resources over congested scenarios. To address those serious problems, some articles have introduced Cognitive Radio (CR) technology into VANET and formed CR-VANET. In this article, we propose an overview of CR-VANET by exploring different architectures and features. Moreover, we provide taxonomy of state-of-the-art papers in this emerging field and the key articles are well analyzed respectively. In addition, we illustrate both research and application frameworks of CR-VANET based on our works, and propose some open research issues for inspiring future work.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권2호
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• pp.371-388
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• 2014

Cognitive Radio (CR) has been recently proposed as a promising technology to remedy the problems of spectrum scarcity and spectrum underutilization by enabling unlicensed users to opportunistically utilize temporally unused licensed spectrums in a cautious manner. In Cognitive Radio Ad Hoc Networks (CRAHNs), data routing is one of the most challenging tasks since the channel availability and node mobility are unpredictable. Moreover, the network performance is severely degraded due to large numbers of path failures. In this paper, we propose the Fault-Tolerant Cognitive Ad-hoc Routing Protocol (FTCARP) to provide fast and efficient route recovery in presence of path failures during data delivery in CRAHNs. The protocol exploits the joint path and spectrum diversity to offer reliable communication and efficient spectrum usage over the networks. In the proposed protocol, a backup path is utilized in case a failure occurs over a primary transmission route. Different cause of a path failure will be handled by different route recovery mechanism. The protocol performance is compared with that of the Dual Diversity Cognitive Ad-hoc Routing Protocol (D2CARP). The simulation results obviously prove that FTCARP outperforms D2CARP in terms of throughput, packet loss, end-to-end delay and jitter in the high path-failure rate CRAHNs.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권9호
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• pp.751-764
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• 2013

인지무선 애드혹 네트워크(Cognitive Radio Ad-hoc Networks)에서는 노드 간에 라우팅을 수행함에 있어 제어패킷의 전송을 위한 협소대역인 공통 제어 채널을 사용할 경우 무분별한 제어 패킷의 방송형 전송으로 인해 공통제어 채널의 과부화를 유발하고 패킷간의 충돌을 발생시켜 경로탐색의 오버헤드를 증가 시키고 신뢰성을 떨어뜨린다. 본 논문에서는 인지무선 ad-hoc네트워크에서 주사용자의 출현 가능성과 주변 사용자의 상황을 고려하여 패킷충돌을 감소시키는 효율적인 경로 탐색 알고리즘을 제안한다. AODV기반의 인지무선 애드혹 네트워크에서 채널을 통한 경로탐색 과정에서 데이터를 전송하기 위한 이웃 노드와의 공통된 채널이 존재하지 않을 경우 제어 메시지를 전송하지 않는다. 그리고 공통된 채널이 존재 할 경우 채널 기여도를 측정하여 채널 기여도가 작을수록 지연 시킨 후 패킷을 전송하게 된다. 또한 제안된 방법에서는 사용가능한 채널의 수와 채널의 안정성 등을 고려한 규칙을 적용하여 제어 메시지 전송을 조절하도록 한다. 이와 같은 세 가지 단계를 통해 경로 탐색에 사용되는 제어 메시지의 수와 제어 메시지 간의 충돌 확률을 감소시킬 수 있고 경로의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다. 모의실험을 통해 기존의 방법 보다 제안된 방법을 이용하여 경로 탐색할 경우 패킷 충돌이 감소됨을 확인 할 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권3호
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• pp.911-923
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• 2014

Ad hoc cognitive radio wireless sensor networks allow secondary wireless sensor nodes to recognize spectrum opportunities and transmit data. Most existing protocols proposed for ad hoc cognitive radio wireless sensor networks require a dedicated common control channel. Allocating one channel just for control packet exchange is a waste of resources for channel-constrained networks. There are very few protocols that do not rely on a common control channel and that exchange channel-negotiation control packets during a pre-allocated time on the data channels. This, however, can require a substantial amount of time to access the channel when an incumbent is present on the channel, where the nodes are intended to negotiate for the data channel. This study examined channel access delay on cognitive radio wireless sensor networks that have no dedicated common control channel.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권12호
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• pp.2957-2986
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• 2013

The traditional approach of fixed spectrum allocation to licensed networks has resulted in spectrum underutilisation. Cognitive radio technology is envisioned as a promising solution that can be used to resolve the ineffectiveness of the fixed spectrum allocation policy by accessing the underutilised spectrum of existing technologies opportunistically. The implementation of cognitive radio networks (CRNs) faces distinct challenges due to the fact that two systems (i.e., cognitive radio (CR) and primary users (PUs)) with conflicting interests interact with each other. Specially, in self-organised systems such as ad-hoc CRNs (AHCRNs), the coordination of spectrum access introduces challenges to researchers due to rapid utilisation changes in the available spectrum, as well as the multi-hop nature of ad-hoc networks, which creates additional challenges in the analysis of resource allocation (e.g., power control, channel and rate allocation). Instead, game theory has been adopted as a powerful mathematical tool in analysing and modelling the interaction processes of AHCRNs. In this survey, we first review the most fundamental concepts and architectures of CRNs and AHCRNs. We then introduce the concepts of game theory, utility function, Nash equilibrium and pricing techniques. Finally, we survey the recent literature on the game theoretic analysis of AHCRNs, highlighting its applicability to the physical layer PHY, the MAC layer and the network layer.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 2006년도 하계학술대회
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• pp.670-673
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• 2006

PKI(Public Key Infrastructure)는 인증, 무결성, 기밀성, 부인봉쇄, 접근통제 등의 보안기능을 일관성 있게 제공해 주는 기술로서, 이동통신과 무선 인터넷의 급속한 성장에 따른 무선 환경에서도 무선 PKI가 보안기능을 제공할 궁극적인 대안으로 여겨지고 있다. 본 연구는 이동 Ad-hoc 네트워크에서 Threshold cryptography를 이용하여 PKI의 기능을 제공할 수 있도록 하였으며, 기존의 연구들과 유사한 수준의 보안성을 가지면서도 CR(Certification Responsible) 노드의 가용성을 높여 네트워크의 성능을 향상 시킬 수 있는 인증 기법을 제시한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(D)
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• pp.243-245
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• 2012

스펙트럼 자원이 비효율적으로 사용되는 무선 네트워크에서의 대안으로 여겨지는 CR (Cognitive Radio) 네트워크는 아키텍처에 따라 인프라 기반 네트워크와 CRAHNs (Cognitive Radio Ad Hoc Networks)으로 나눌 수 있다. CCC (Common Control Channel)조차 운영이 어려운 분산 CRAHNs에서 이를 해결하기 위해 제안된 기술들의 문제점을 제시하고 이를 개선하기 위한 주기적 스펙트럼 감지 정책을 제안해 OPNET을 사용해 SU (Secondary User) 처리량 측면에서 성능 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권11호
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• pp.2305-2315
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• 2015

무선통신의 발전에 따라 주파수 자원 가치는 더욱 커지고 있다. 또한 정보화 사회 발전에 따라 주파수 자원의 수요가 공급에 비하여 매우 크기 때문에 주파수 부족 현상이 심각한 실정이다. 따라서 사용하지 않는 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위한 기술로서 최근 Cognitive Radio (CR) 기술이 각광 받고 있다. 본 논문에서는 주파수 홉핑 기반 인지무선 애드 혹 네트워크에서 새로운 out-of-band 주파수 센싱 기법과 동적 채널 엑세스 방법에 대해 제안한다. 제안된 방법에서 CR 멤버노드들은 현재 홉핑 시간의 초반부에 다음 홉핑 채널에 대한 센싱을 수행하고, 제안된 주사용자 감지 신호 방송 기법에 따라 각 노드는 현재 채널에 대한 홉핑 시간 연장여부를 결정한다. 주사용자가 발견되어 잠정적으로 사용하지 않았던 채널이 다시 사용가능한 상태가 되면 해당 채널을 원래의 홉핑 패턴에 포함시키는 채널 복구절차를 수행한다. 본 논문에서는 제안된 동적 주파수 센싱과 홉핑 채널 연장 메커니즘에 대해 다양한 무선 환경에서의 성능평가를 수행하였다. 제안된 방식은 기존 방식에 비하여 채널 효율을 높이고 신뢰할 수 있는 채널 관리를 수행할 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권11호
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• pp.730-742
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• 2014

인지무선 애드혹 네트워크(Cognitive Radio Ad-hoc Networks)에서 요구기반 라우팅을 수행할 경우, 경로 탐색 과정에서 발생하는 경로탐색 메시지의 브로드캐스팅은 공통 제어 채널의 과부하를 유발하고 패킷 간의 충돌을 발생시킨다. 이런 현상은 경로탐색의 오버헤드를 증가 시키며, 정확하고 신뢰성있는 경로의 탐색에 제한을 받게 된다. 이로 인하여 신뢰성있는 채널을 찾는 경로가 제한되기 때문에 경로의 생존 시간이 단축되고 경로의 안정성이 감소된다. 본 논문에서는 인지무선 ad-hoc네트워크에서 주사용자의 출현 가능성과 주변 사용자의 상황을 고려하여 패킷 충돌을 감소시키고 경로의 생존시간을 향상 시키는 라우팅 알고리즘을 제안한다. 각 노드는 주기적인 센싱을 통해 주사용자의 사용패턴을 감지하고 채널의 사용 확률과 현재 채널 상태를 알고 있다. 또한 이웃 노드와 메시지 교환을 통해 공통된 채널과 해당 채널의 품질을 파악하여 노드 사이에 링크 레벨을 부여한다. 제안된 방법에서는 링크 레벨을 이용하여 경로 탐색 과정에서 발생하는 제어 메시지의 수를 감소시킨다. 또한 링크의 생존성과 품질을 홉 카운트에 따라 가중치를 부여하여 경로를 선택함으로써 경로의 생존 시간을 향상 시킬 수 있다. 성능 평가를 통해 기존의 방법 보다 제안된 방법을 이용하여 라우팅을 수행할 경우 제어 채널의 오버헤드가 감소되고 경로의 생존시간이 증가하는 것을 확인 할 수 있다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제3권4호
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• pp.97-106
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• 2014

본 논문에서는 분산 무선인지 네트워크 환경에서 단일 홉 적용을 위하여 제안된 CR MAC 프로토콜들을 MANET 라우팅 프로토콜에 적용하기 위한 설계 방법을 제안한다. 고려하는 CR MAC 프로토콜들은 Opportunistic MAC (O-MAC)과 Opportunistic Periodic MAC (OP-MAC)이고, MANET 라우팅 프로토콜로서는 AODV를 사용한다. 이들은 OPNET을 사용하여 구현하였으며, O-MAC과 OP-MAC의 MAC 환경에서의 성능과 AODV를 적용하였을 때의 성능을 비교한다. 이를 통하여 단일 홉의 DCRN 환경을 기반으로 설계된 무선인지 MAC 프로토콜의 성능과 AODV 적용시의 성능의 관계를 분석한다.