• 제목/요약/키워드: Cognitive Radio Networks

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다중 직교 시퀀스를 이용한 인지 무선 시스템의 성능 (Performance of Cognitive Radio Systems Based on Multiple Orthogonal Sequences)

  • 이경선;김윤현;김진영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권8호
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    • pp.976-984
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    • 2012
  • Ad-hoc 네트워크는 음영지역, 재난지역, 전쟁 시와 같은 통신 인프라가 구축되기 어려운 상황에서 유용하게 사용될 수 있다. 그러나 음성 및 데이터 서비스 등과 같은 무선 서비스의 제공을 위해 많은 양의 네트워크 용량이 필요하게 되지만, 기존의 제한된 주파수 자원에 따른 주파수 부족 상황 및 주파수 자원 정책의 규제에 따라 원활한 주파수 사용이 어려운 상황이다. 이에 따라 높은 주파수 활용을 제공하는 인지 무선 시스템을 ad-hoc 네트워크에 적용하여 보다 다양하고 확장된 네트워크 서비스를 제공할 수 있다. 하지만 인지 무선 시스템을 통해 센싱한 1차 사용자의 유휴 대역을 모든 CR 사용자들이 공평하게 사용할 수 없다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 CDMA 방식의 다중 orthogonal sequence를 이용하여, 하나의 주파수 대역 내에서도 여러 명의 CR user가 간섭 없이 효율적인 주파수 대역을 활용할 수 있는 기법을 제안하였으며, 이를 통해 인지 무선 시스템에서의 성능 향상을 보여 준다.

인지 무선 네트워크에서 상관관계를 갖는 다중 신호를 위한 협력 베이지안 압축 스펙트럼 센싱 (Cooperative Bayesian Compressed Spectrum Sensing for Correlated Signals in Cognitive Radio Networks)

  • 정홍규;김광열;신요안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38B권9호
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    • pp.765-774
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    • 2013
  • 본 논문에서는 분산된 광대역 인지 무선 네트워크 환경에서 상관관계를 갖는 다중 신호를 위한 협력 압축 스펙트럼 센싱 기법을 제안한다. 압축 센싱 (Compressed Sensing)은 나이퀴스트율 (Nyquist Rate) 이하로 샘플링된 신호를 높은 확률로 복구할 수 있는 신호처리 기법으로 기존의 광대역 스펙트럼 센싱을 위해서 필요로 했던 고속의 아날로그-디지털 변환기 구현 문제를 해결할 수 있다. 압축 센싱에서는 압축된 신호를 원본 신호로 정확하게 복구하는 복구 알고리즘을 설계하는 것이 하나의 핵심 문제이다. 본 논문에서는 나이퀴스트율 이하로 압축된 신호의 복구 성능을 높이기 위하여 연속된 다중 입력 신호로 구성된 Multiple Measurement Vector 모델을 이용하였고, 입력 신호 사이의 시간적 상관관계를 이용하는 협력 베이지안 복구 알고리즘을 제안한다.

인지무선네트워크에서 적응적 채널예측에 기반한 핸드오프기법 (Handoff Scheme based on Adaptive Channel Prediction in Cognitive Radio Networks)

  • 이주현;박형근
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권10호
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    • pp.2389-2396
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    • 2014
  • 인지 무선 네트워크에서 스펙트럼 핸드오프는 현재의 전송채널을 다른 유휴채널로 바꾸어 데이터를 전송하는 과정이다. 스펙트럼핸드오프의 목적은 부사용자에게 끊김 없는 데이터전송을 지원하여 지속적인 전송품질을 보장하기 위함이다. 그러나 이와 같은 핸드오프과정은 심각한 전송지연을 야기할 수 있다. 이때 채널 예측을 바탕으로 핸드오프를 실행할 경우 핸드오프에서 시간이 소요되는 부분을 미리 실행하므로 핸드오프 지연을 줄일 수 있고 주사용자에 대한 간섭도 줄일 수 있다. 본 논문에서는 실시간으로 통계적 특성이 변화하는 채널 상황에서 채널 예측을 정확성을 높이기 위한 적응적 채널 예측 방법을 제안하였다. 또한 적응적 채널 예측을 바탕으로 하여 핸드오프시점을 미리 추정하고 적절한 채널을 선택하여 핸드오프 과정을 설계하였다.

인지 무선 네트워크 환경에서 효율적인 주파수 활용을 위한 상향링크 릴레이 기법 (Uplink Relaying Scheme for Efficient Frequency Usage in Cognitive Radio Networks)

  • 김세웅;최재각;유상조
    • 한국통신학회논문지
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    • 제36권4A호
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    • pp.356-368
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    • 2011
  • 인지무선 기술을 사용하는 부 사용자는, 현재 동작중인 채널에서 주 사용자가 출현하는 경우, 해당 채널을 즉각적으로 비워주어야 한다. 인지무선 기지국과 같은 조정자가 존재하는 중앙적 인지우선 네트워크 환경에서는, 네트워크 내 부 사용자들의 센싱 결과를 수신하는 조정자가 동작 채널을 변경할 수 있다. 그러나, 각각의 채널에서 주 사용자의 출현 빈도가 잦은 경우에는 잦은 동작 채널의 변경이 요구됨에 따라 서비스 지연과 같은 성능 저하 현상이 발생할 수 있으며, 경우에 따라서는 변경할 유휴 채널이 고갈되는 현상으로 인해, 인지무선 네트워크 자체가 유지되기 어려운 상황이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 본 논문에서는 중앙적 네트워크 환경에서 네트워크 내 일부 영역에서만 주 사용자가 출현하는 경우, 주 사용자에게 간섭을 줄 가능성이 있는 일부 부 사용자들만이 채널을 변경하도록 하고, 이들과 중앙의 조정자와의 연결은 적절한 스폰서 노드에 의한 릴레이 통신으로 유지되도록 하는 릴레이 기법을 제안한다. 제안된 방법은 상하향 링크의 채널이 서로 다른 주파수 분할방식의 중앙적 네트워크 환경에서 상향 링크 채널을 대상으로 한다. 모의실험을 통한 성능평가 결과는, 제안된 기법이 기존의 네트워크 전체적인 채널 변경 기법보다 주파수 사용 효율을 증가시키며, 동시에 유휴 채널의 고갈을 최대한 방지할 수 있음을 보인다.

Power control with QoS and Interference Temperature Constraints in Cognitive Radio Networks

  • Do, Cuong The;Hong, Choong-Sean
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(A)
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    • pp.420-421
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    • 2011
  • This paper derive an optimal distributed power control strategy under both the probability of dropping a packet due to buffer overflow constraints at the secondary users and the interference constraints to the primary users.

지능형 무선 인지 기술 기반 네트워크 환경에서 MAC 계층 동적 주파수 선택 방법 (Dynamic Frequency Selection Method for Medium Access Control in Cognitive Radio Networks)

  • 조경진;김현주;노권문;유상조
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권7B호
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    • pp.632-641
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    • 2006
  • 최근 FCC에서는 허가된 무선 통신 시스템의 비어 있는 주파수에 대해 허가되지 않은 통신 시스템의 중복 사용에 대한 내용을 고려하고 있다. 하지만 허가된 시스템과 비허가 시스템의 공존으로 인해 기존의 허가된 무선 통신 사용자에게 유해한 간섭을 주어 심각한 통신 성능 저하를 초래할 우려가 있다. 이와 관련하여 본 논문에서는 우선 인지 기술(cognitive radio technology)을 기반으로 MAC(Medium Access Control) 계층에서의 동적 주파수 선택 방법에 대하여 제안한다. 동적 주파수 선택 방법은 기지국과 단말의 센싱을 통해 획득한 감지 정보를 바탕으로 비어 있는 주파수 대역을 검출하여 채널 리스트를 생성하고 허가된 무선 통신 시스템을 감지하면 능동적으로 사용 가능한 채널로 이동을 수행하는 방법으로, 이는 기존의 허가된 무선 통신 시스템에 간섭으로써 영향을 줄일 수 있는 동시에 비허가 시스템과 허가된 시스템의 공존을 가능하게 함으로써 채널의 효율성을 극대화시킬 수 있다.

OFDMA 기반 다중 홉 무선 인지 시스템을 위한 부반송파 페어링 방법 (Subcarrier-Pairing Scheme for OFDMA based Multi-Hop Cognitive Radio Systems)

  • 김재현;신정채;조호신;장윤선
    • 한국통신학회논문지
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    • 제36권6A호
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    • pp.601-608
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    • 2011
  • 기존에 연구된 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 다중 홉 전송망의 부반송파 페어링 방법들은 단순히 채널의 신호대잡음비(SNR)만을 고려한 것이므로, 2차 시스템의 사용으로 인해 1차 사용자에게 미치는 간섭량을 고려해야 하는 무선 인지 환경에는 적합하지 않다. 따라서, 본 논문은 OFDMA 기반의 다중 홉 무선 인지 시스템에서 1차 사용자에게 미치는 간섭을 제거하기 위해 전력제어를 수행할 경우, 감소된 수율을 향상시키기 위한 효과적인 부반송파 할당 방법에 관해 연구를 수행하였다. 간섭 채널 이득만을 고려한 IT(Interference channel gain) 방법과 채널 이득과 간섭 채널 이득의 비를 고려한 CI(Channel SNR over interference channel gain) 방법, 2가지의 부반송파 페어링 방법을 제안했으며, 모의실험을 통해 기존 방법과 성능비교를 수행하였다. 무선 인지 시스템에서 간섭 임계치를 만족시키기 위해 전력 제어가 필요한 경우에는 제안한 CI 방법이 성능이 가장 우수했으며, 기존 방법보다 최대 약 10% 이상의 수율 향상을 거두는 것을 확인하였다.

인지 무선 네트워크에서 보고 오류를 고려한 OR 규칙 기반의 협력 스펙트럼 센싱 기법 (Or-Rule Based Cooperative Spectrum Sensing Scheme Considering Reporting Error in Cognitive Radio Networks)

  • 최로미;변윤식
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39A권1호
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    • pp.19-27
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    • 2014
  • 최근 주파수 자원의 중요성이 부각됨에 따라 이미 할당된 주파수 대역을 재사용하여 주파수 이용 효율을 향상시키는 인지 무선 기술(Cognitive Radio, CR)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. CR은 주파수 대역의 사용현황에 따라 기회적으로 사용자가 주파수 대역을 이용하므로 이를 위한 정보를 얻는 센싱 단계가 성능에 중요한 영향을 미친다. 따라서 센싱 성능을 향상시키는 것은 CR에서의 중요 이슈가 되며 이를 위해 다수의 단말이 협력하여 1차 사용자의 스펙트럼 점유 여부를 검출하는 협력 스펙트럼 센싱이 고려되고 있다. 본 논문에서는 협력 스펙트럼 센싱 환경에서 각 사용자의 센싱 정보가 융합 센터(Fusion Center, FC)로 보고되는 채널의 오류 확률을 고려하는 OR 규칙 기반의 협력 스펙트럼 센싱 기법을 제안한다. 제안 기법은 보고 오류 확률을 통해 협력 센싱에 참여하는 사용자 수를 제한함으로써 기존 기법에서 나타나는 오경보 확률의 제한을 완화시킨다.

인지무선 주파수 분배 과정에서 옥션게임을 이용한 최적 가격 및 옥션 주기 결정 방법 (Optimal Price and Auction Period Decision Method Based on Auction Game Theory for Spectrum Allocation in Cognitive Radio Networks)

  • 박진석;강건규;이상영;백선우;유상조
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38A권11호
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    • pp.944-954
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    • 2013
  • 인지무선(cognitive radio)기술은 특정 주파수에 대해 권한을 가진 주 사용자가 자신의 주파수를 사용하지 않을 때 생기는 유휴 대역을 특정 주파수에 대해 권한이 없는 부 사용자가 사용할 수 있도록 하는 기술이다. 본 논문에서는 인지무선 네트워크에 옥션 게임 이론을 적용시켜, 주파수 가격과 옥션 주기를 동시에 고려한 주 사용자의 이득을 최대화 할 수 있도록 하는 알고리즘을 제안한다. 부 사용자들이 제시한 주파수양의 비율에 따라 주 사용자의 주파수를 분배하는 옥션이 반복적으로 진행되면서 주 사용자는 최적의 주파수 가격을 찾게 되며, 찾아진 주파수 가격 정보와 본 논문에서 새로 제시한 주 사용자의 효용함수를 이용해 최적의 옥션 주기를 찾게 된다. 동시에 주 사용자는 찾아진 최적의 옥션 주기에 맞는 주파수 가격을 최종적으로 결정하게 된다.

인지 무선 네트워크 내 분산 협력 대역 검출을 위한 문턱값 최적화 방법 (A Threshold Optimization Method for Decentralized Cooperative Spectrum Sensing in Cognitive Radio Networks)

  • 김낙균;변윤식
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권2호
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    • pp.253-263
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    • 2015
  • 최근 다수의 후 순위 사용자(Secondary User)가 각각의 검출 결과를 융합 센터(Fusion Center)에 보고하여 대역 검출의 성능을 향상시키기 위한 협력 대역 검출 기법이 이루어지고 있다. 또한 선 순위 사용자(Primary User)에게 할당된 주파수 대역을 융합 센터가 공유하는 인지 무선(Cognitive Radio)기술이 개발되고 있다. 이 논문에서는 분산 협력 대역 검출 환경에서 후 순위 사용자의 검출 정보가 융합 센터로 보고되는 채널의 오류 확률을 고려한 기존 분산 협력 대역 검출 기법의 성능 저하를 보완하는 새로운 분산 협력 대역 검출 기법을 제안하였다. 또한 분산 협력 대역 검출 기법의 오류 확률을 최소화 하는 검출 문턱값의 최적화 방법을 수식의 유도를 통해 제안하였다. 최적의 검출 문턱값은 분산 협력 대역 검출의 성능을 최대화 하는 것을 확인하였다.