• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권9호
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• pp.2101-2119
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• 2013

The spectrum allocation is an attractive issue for mobile cognitive radio (CR) network. However, the time-varying characteristic of the spectrum allocation is not fully investigated. Thus, this paper originally deduces the probabilities of spectrum availability and interference constrain in theory under the mobile environment. Then, we propose a prediction mechanism of the time-varying available spectrum lists and the dynamic interference topologies. By considering the node mobility and primary users' (PUs') activity, the mechanism is capable of overcoming the static shortcomings of traditional model. Based on the mechanism, two prediction-based spectrum allocation algorithms, prediction greedy algorithm (PGA) and prediction fairness algorithm (PFA), are presented to enhance the spectrum utilization and improve the fairness. Moreover, new utility functions are redefined to measure the effectiveness of different schemes in the mobile CR network. Simulation results show that PGA gets more average effective spectrums than the traditional schemes, when the mean idle time of PUs is high. And PFA could achieve good system fairness performance, especially when the speeds of cognitive nodes are high.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권11호
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• pp.3789-3809
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• 2014

Radio environment maps (REMs) and geolocation database represent an important source of information for the operation of cognitive radio networks, replacing or complementing spectrum sensing information. This paper provides a survey of methods for constructing the radio frequency layer of radio environment map (RF-REM) using distributed measurements of the signal levels at a given frequency in space and time. The signal level measurements can be obtained from fixed or mobile devices capable of sensing radio environment and sending this information to the REM. The signal measurements are complemented with information already stored in different REM content layers. The combined information is applied for estimation of the RF-REM layer. The RF-REM construction methods are compared, and their advantages and disadvantages with respect to the spatial distribution of signal measurements and computational complexity is given. This survey also indicates possible directions of further research in indirect RF-REM construction methods. It emphasizes that accurate RF-REM construction methods should in the best case support operation with random and clustered signal measurements, their operation should not be affected by measurements outliers, and it must estimate signal levels comparably on all RF-REM locations with moderate computational effort.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권3호
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• pp.249-253
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• 2010

폭발적인 트래픽 양의 증가와 함께 ISM 대역과 같이 라이선스가 필요 없는 주파수 대역의 포화상태로 인하여 무선네트워크의 주파수 자원이 점점 부족해지고 있다. 그러나 반대로 라이선스 주파수 대역의 이용률은 극히 저조한 상태라는 것이 여러 실험결과를 통해 알려졌다. 이러한 라이선스 주파수의 비효율적인 측면을 완화하기 위해 최근 인지라디오 기술이 제안되고 있다. 인지라디오는 비록 라이선스가 없는 사용자라도 라이선스 사용자를 방해하지 않는 한에서 라이선스 주파수 대역을 사용할 수 있도록 하는 기술로써 라이선스 주파수 대역을 좀 더 효율적으로 사용할 수 있게 하는 기술이다. IEEE 802.22는 인지 라디오를 기반으로 하는 첫 번째 표준 무선네트워크이다. IEEE 802.22는 라이선스 사용자의 충분한 보호와 주파수 대역 사용의 효율성을 극대화 하기 위해 Two-Stage 채널 센싱 기법을 제안하고 있다. 본 논문에서는 Two-Stage 채널 센싱의 오버헤드를 분석하고 센싱에 사용되는 시간이 오버헤드에 미치는 영향을 알아보고자 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권1B호
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• pp.8-15
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• 2008

CR(Cognitive Radio)은 우선 사용자 네트워크와 공존함으로써 주파수 효율을 극대화할 수 있는 기술이다. 이러한 CR 기술의 가장 우선해야 될 과제는 우선 사용자 시스템에 대한 보호이다. 이를 위해 CR 네트워크는 주기적으로 우선 사용자의 주파수 사용을 탐지하고 우선 사용자 시스템에 간섭을 주지 않기 위해 통신 파라미터를 조절하게 된다. 하지만 CR 네트워크의 특성상 스펙트럼 검출을 통해서도 발견되지 않는 우선 사용자인 HN(Hidden Node)가 존재하게 된다. 이러한 HN가 사용하는 무선 자원을 CR 네트워크에서는 유휴자원이라 판단함으로써 우선 사용자에게 간섭을 주는 문제가 발생하며, 이는 CR 네트워크의 올바른 운용을 방해하는 요인으로 작용한다. 따라서 CR 네트워크의 안전하고 올바른 운용을 위해서는 HN 문제를 해결할 수 있는 방법이 절실히 요구된다. 본 논문에서는 이러한 HN 문제를 해결할 수 있는 방법을 제시하며, 이에 대한 성능 평가를 수행하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.1-7
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• 2019

증강현실, 가상현실, 딥러닝 등 최신 어플리케이션들은 재난상황 대처, 게임 등 다양한 분야에서 효율적으로 쓰일 수 있다. 그에 따라 해당 어플리케이션들이 급속도로 개발되고 있다. 그러나 증강현실, 가상현실과 같은 최신 모바일 어플리케이션은 모바일 기기에 에너지 부담을 가중시킨다. 따라서 모바일 기기가 최신 모바일 어플리케이션에만 에너지를 집중하기 위해선 인지무선 통신과 같은 통신 및 네트워킹에는 에너지 소모를 최소화 시켜야 한다. 본 논문은 Stop Reporting Algorithm (SRA)를 고안하여 인지 무선 통신에서 Centralized Cooperative Spectrum Sensing (CCSS) 기법의 에너지 소모를 줄일 수 있는 방안을 제시한다. 시뮬레이션 결과를 통해 SRA가 인지 무선 통신의 에너지 소모를 감소시킬 수 있음을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권1호
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• pp.1-17
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• 2014

Cooperative spectrum sensing (CSS) is considered as a powerful approach to improve the utilization of scarce radio spectrum resources. However, most of CSS schemes assume all secondary users (SU) are honest, and thus offering opportunities for malicious SUs to launch the spectrum sensing data falsification attack (SSDF attack). To combat such misbehaved behaviors, recent efforts have been made to trust schemes. In this paper, we argue that powering CSS with traditional trust schemes is not enough. The rational SSDF attack is found in this paper. Unlike the simple SSDF attack, rational SSDF attackers send out false sensing data on a small number of interested primary users (PUs) rather than all PUs. In this case, rational SSDF attackers can keep up high trustworthiness, resulting in difficultly detecting malicious SUs in the traditional trust schemes. Meanwhile, a defense scheme using a novel trust approach is proposed to counter rational SSDF attack. Simulation results show that this scheme can successfully reduce the power of rational SSDF, and thus ensure the performance of CSS.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제6권3호
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• pp.200-209
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• 2017

In this paper, we investigate the tradeoff between security and reliability for a multi-hop protocol in cluster-based underlay cognitive radio networks. In the proposed protocol, a secondary source communicates with a secondary destination via the multi-hop relay method in the presence of a secondary eavesdropper. To enhance system performance under the joint impact of interference constraint required by multiple primary users and hardware impairments, the best relay node is selected at each hop to relay the source data to the destination. Moreover, the destination is equipped with multiple antennas and employs a selection combining (SC) technique to combine the received data. We derive closed-form expressions of the intercept probability (IP) for the eavesdropping links and the outage probability (OP) for the data links over a Rayleigh fading channel. Finally, the correction of our derivations is verified by Monte-Carlo simulations.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.1889-1894
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• 2011

채널할당은 멀티채널 전송에 있어서 중요한 기술적 이슈중의 하나이다. 인지라디오 네트워크에서는 채널 할당 방식은 기존 사용자에 대한 간섭을 야기하지 않으면서 채널의 효율을 놓일 수 있도록 설계되어야한다. 본 논문에서는 채널 홀 예측에 기반한 채널할당방식을 제안한다. 제안된 할당방식은 최소 채널 성공률에 의해 채널 홀을 예측하고 부 사용자의 데이터전송을 제한함으로서 주 사용자에 대한 간섭을 제어할 수 있다. 제안된 채널할당방식에 대한 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 비교분석하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권2호
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• pp.227-237
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• 2014

Throughput scaling laws for two coexisting ad hoc networks with m primary users (PUs) and n secondary users (SUs) randomly distributed in an unit area have been widely studied. Early work showed that the secondary network performs as well as stand-alone networks, namely, the per-node throughput of the secondary networks is ${\Theta}(1/\sqrt{n{\log}n})$. In this paper, we show that by exploiting directional spectrum opportunities in secondary network, the throughput of secondary network can be improved. If the beamwidth of secondary transmitter (TX)'s main lobe is ${\delta}=o(1/{\log}n)$, SUs can achieve a per-node throughput of ${\Theta}(1/\sqrt{n{\log}n})$ for directional transmission and omni reception (DTOR), which is ${\Theta}({\log}n)$ times higher than the throughput with-out directional transmission. On the contrary, if ${\delta}={\omega}(1/{\log}n)$, the throughput gain of SUs is $2{\pi}/{\delta}$ for DTOR compared with the throughput without directional antennas. Similarly, we have derived the throughput for other cases of directional transmission. The connectivity is another critical metric to evaluate the performance of random ad hoc networks. The relation between the number of SUs n and the number of PUs m is assumed to be $n=m^{\beta}$. We show that with the HDP-VDP routing scheme, which is widely employed in the analysis of throughput scaling laws of ad hoc networks, the connectivity of a single SU can be guaranteed when ${\beta}$ > 1, and the connectivity of a single secondary path can be guaranteed when ${\beta}$ > 2. While circumventing routing can improve the connectivity of cognitive radio ad hoc network, we verify that the connectivity of a single SU as well as a single secondary path can be guaranteed when ${\beta}$ > 1. Thus, to achieve the connectivity of secondary networks, the density of SUs should be (asymptotically) bigger than that of PUs.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.98-102
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• 2017

이 논문에서는 백스케터 통신에 기반한 무선 센서인 보조 사용자의 성능을 향상시키기 위해 인지 무선 기반 백스케터 네트워크를 연구한다. 제안 된 모델에서, 캐리어 이미터를 추가하고 스펙트럼 센싱 정보를 활용하기 위해 이중감쇄를 피하는 것을 고려한다. 기본 채널이 사용 중일 때 보조 사용자는 Hybrid-Access Point(H-AP)와 캐리어 이미터를 통해 채널에서 RF 에너지를 수집 할 수 있다. 채널이 유휴 상태가 되면 보조 사용자는 수확된 에너지를 사용하여 무선 센서를 작동시키고 스펙트럼 센싱 후, 캐리어 이미터를 통해 백스케터 통신을 수행한다. 따라서 우리는 다수의 태그가 존재하는 벡스케터 채널을 deterministic과 멀티소스 요소로 수학적 모델링한다. 제안한 통신 환경에서 WiFi 신호를 활용한 벡스케터 통신의 BER 성능을 보인다.