• 한국통신학회논문지
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• 제33권9A호
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• pp.853-866
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• 2008

본 논문에서는 IEEE 802.22 기반의 인지라디오 시스템에서 다중 홉 릴레이 방식의 적용 방안을 제안한다. 먼저, 중계기를 통한 전송 시나리오를 가정하고 이를 지원하기 위한 물리 채널 프레임 구조를 예시한다. 다음으로, 분산 감지 (distributed sensing) 방식을 이용한 가용 채널 결정 방식을 제안하고 이를 토대로, 기지국 중심의 중앙집중형 (centralized) 채널 할당 기법 및 릴레이 전송을 위한 중계기 선택 알고리즘을 개발하였다. 그리고 수학적 해석과 시뮬레이션을 통한 성능 분석 결과는 제안한 다중 홉 릴레이 방식이 중계기를 사용하지 않은 기존의 인지 라디오 시스템에 비해 스펙트럼 이용효율과 시스템 수율 측면에서 성능 향상이 있음을 보여준다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.47-53
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• 2013

본 논문에서는, 양 방향 언더레이 인지 네트워크의 점진적 협력 전송을 제안한다. 제안된 프로토콜은 두 2차 소스가 간섭 조건에 따라 보조 릴레이의 도움으로 서로의 패킷을 전송하려 시도하는 것이다. 성능 평가를 위해, 레일리히 페이딩 채널의 평균 정전 확률에 대한 폐구간의 정확한 식을 유도한다. 또한, 유도된 식을 확인하기 위해 몬테카를로 시뮬레이션을 수행한다. 그 결과, 시뮬레이션과 이론적 결과가 일치하며, 제안된 프로토콜의 정전 확률은 양방향 직접 통신 프로토콜보다 더욱 우수하다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.179-187
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• 2014

언더레이 프로토콜은 2차 시스템이나 인지된 사용자가 1차 사용자의 품질 저하 없이 동일한 주파수를 사용하는 인지 기술이다. 또한, 무선 환경의 중계 특성으로 인해, 몇몇 노드는 도청 노드라고 불리며, 다른 통신 링크를 위한 정보를 수신한다. 이러한 이유로, 물리 계층의 보안은 도청의 발생을 막기 위해 보안 성취율을 고려하여 응용된다. 본 논문에서는, 물리 계층 보안과 간섭 제약 환경에서 증폭 후 전송 기법의 성능을 협력 통신 노드를 이용하여 분석한다. 이 모델에서, 중계기는 송신단에서 수신단으로의 신호 전송을 돕기 위해 증폭 후 전송 기법을 사용한다. 우수한 중계기는 기회주의적 중계기 선택 기법으로 선정되며, 단 대 단 보안 성취율을 기초로 한다. 시스템 성능은 보안 성취율의 정전 확률로 평가된다. 정전 확률의 상향, 하향 한계는 국제 통계 채널 상태 정보(CSI)에 기초하며, 또한, 닫힌계로 유도한다. 시뮬레이션 결과는 인지 네트워크는 1차 사용자로부터 충분히 멀 때, 중계기에서 도청 노드까지의 거리가 중계기에서 수신단까지의 거리보다 큰 경우 시스템 성능이 향상된 것을 보여준다.

• 방송공학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.272-275
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• 2014

본 논문에서는 스펙트럼 공유 인지 무선 네트워크를 다룬다. 2차 사용자 네트워크의 채널을 더블 레일리 페이딩으로 가정하였을 때 정확한 불능 확률 값을 수식유도를 통해 구하고 불능 확률의 근사식 또한 얻어낸다. 모의실험을 통해 분석한 불능 확률이 정확함을 확인하였고 1차 사용자에서의 최대 허용 간섭 변화에 따른 성능변화를 확인하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.23-25
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• 2014

에너지 하베스팅 기술은 외부의 지속적인 에너지 공급 없이 통신 시스템의 수명을 오랫동안 유지할 수 있는 수단의 하나로 각광받고 있다. 최근에는 수신한 신호에서 에너지를 얻는 전력 분배의 기법이 제안되었다. 본 논문에서는 인지 무선 통신 시스템에서 이차 사용자가 에너지 하베스팅을 사용하는 중계기를 사용할 때 중계기들 중 하나를 선택하는 기법의 불능 확률을 분석한다. 중계기는 전력 분배의 기법을 사용하여 에너지를 저장하며 선택된 중계기는 수신한 신호를 복호 후 전송한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 간섭 제약 조건과 이차 사용자의 중계기 수가 달라질 때의 불능 확률을 살펴본다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2018년도 하계학술대회
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• pp.88-89
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• 2018

본 논문에서는 다수의 1 차 사용자가 존재하는 무선 인지 중계 네트워크를 분석한다. 다수의 1 차 사용자들의 신호는 2 차 사용자에게 간섭으로 작용하고 2 차 사용자들의 신호 또한 1 차 사용자에게 간섭으로 작용하게 된다. 이러한 환경에서 불완전한 채널 정보를 이용하여 최적의 중계기를 선택하는 방법을 제안하고 이때의 2 차 사용자 네트워크에서의 불능 확률을 분석하였다. 또한 모의실험을 통하여 불완전 채널 정보의 상관 계수의 변화에 따른 불능 확률의 변화를 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권9호
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• pp.3312-3334
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• 2015

In this paper, a mechanism for spectrum allocation in overlay cognitive radio networks is proposed. In overlay cognitive radio networks, the secondary users (SUs) must first sense the activity of primary users (PUs) to identify unoccupied spectrum bands. Based on their different contributions for the spectrum sensing, the SUs get payoffs that are computed by the fusion center (FC). The unoccupied bands will be auctioned and SUs are asked to bid using payoffs they earned or saved. Coalitions are allowed to form among SUs because each SU may only need a portion of the bands. We formulate the coalition forming process as a coalition forming game and analyze it by game theory. In the coalition formation game, debtor-creditor relationship may occur among the SUs because of their limited payoff storage. A debtor asks a creditor for payoff help, and in return provides the creditor with a portion of transmission time to relay data for the creditor. The negotiations between debtors and creditors can be modeled as a Bayesian game because they lack complete information of each other, and the equilibria of the game is investigated. Theoretical analysis and numerical results show that the proposed auction yields data rate improvement and certain fairness among all SUs.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권4호
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• pp.29-39
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• 2009

제한된 전파 스펙트럼 자원은 전파 네트워크의 빠른 발전에 큰 장벽이 되고 있다. 대부분의 전파 스펙트럼은 면허 방식으로 분배되어 서비스에 이용되고 있다. 반면 비면허 방식으로 분배된 전파 스펙트럼은 전파를 이용한 서비스와 기술을 크게 향상하는데 큰 기여를 하였다. 최근에 무선인지 기술은 이러한 전파 스펙트럼 자원의 부족을 해결하기 위한 기술로써 주목받고 있다. 이 기술은 전파 스펙트럼을 효율적으로 사용 가능하도록 한다. 한편으로 멀티홉 기술이 에드홀 및 피어 투 피어 네트워크에서 집중적으로 연구되고 있으나 이동통신 네트워크에서 성능 향상을 위하여 멀티홉 기술의 연구는 최근에야 이루어지고 있다. 멀티홉 기술은 음영 지역에 고속의 데이터를 제공하고 적은 비용으로 서비스 영역을 효율적으로 확장할 수 있는 기술이다. 이동통신 시스템에서 스펙트럼 이용률을 극대화하는 무선인지 멀티홉 기술의 연구는 그 유용성에도 불구하고 아직까지 많지 않았다. 따라서 본 논문에서는 시스템 스루풋을 최대화 하는 무선인지 멀티홉 기술을 적용한 네트워크를 제안한다. 본 논문에서 제안된 시스템의 스루풋 성능을 주사용자와 부사용자의 전파 반경 및 이용률 파라메터와 같은 다양한 파라메터를 사용하여 해석적으로 모델링하고 수치해석을 통하여 제안된 시스템의 성능이 현재의 시스템에 비하여 크게 향상됨을 보였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권6호
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• pp.11-18
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• 2009

본 논문에서는 relay station (RS)이 도입된 이등통신 시스템의 throughput 향상을 위해 base station (BS)와 RS 및 단말간의 link를 hierarchical하게 allocation하는 auction 기반의 알고리듬을 제안한다. Hierarchical link allocation 방식은 인지무선 기능을 가진 각 RS 단위로 일차적으로 해당 서비스 영역 내의 단말들을 대상으로 QoS 만족 여부를 감지하여 RS와 연결될 단말의 set을 정하고, BS 차원에서 해당 단말 set을 대상으로 auction 과정을 진행하여 최종적으로 BS 및 RS와의 link를 지정하는 방식이다. 제안하는 알고리듬에서는 시스템 throughput의 향상을 위해 인접 셀과의 정보 교환을 통해 얻은 co-channel interference (CCI) 정보 및 RS들로부터 수집한 단말 별 QoS의 개선량에 관한 정보를 바탕으로 auction 과정을 진행하며, auction winner 단말 set에 RS와의 link를 선별적으로 지정한다. 모의실험을 통하여 본 논문에서 제안하는 방식을 적용한 시스템은 셀 내 높은 QoS를 요구하는 사용자의 비율이 높아질수록 기존 알고리듬에 비해 단말의 QoS를 보다 효과적으로 만족 시킬 수 있음을 보였다. 또한 셀의 traffic load가 높고 인접 셀 CCI의 전력이 강할수록 기존의 알고리듬을 적용한 시스템보다 robust한 throughput 성능을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권7호
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• pp.2350-2364
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• 2014

This paper addresses the problem of resource allocation in amplify-and-forward (AF) relayed OFDM based cognitive radio networks (CRNs). The purpose of resource allocation is to maximize the overall throughput, while satisfying the constraints on the individual power and the interference induced to the primary users (PUs). Additionally, different from the conventional resource allocation problem, the rate-guarantee constraints of the subcarriers are considered. We formulate the problem as a mixed integer programming task and adopt the dual decomposition technique to obtain an asymptotically optimal power allocation, subcarrier pairing and relay selection. Moreover, we further design a suboptimal algorithm that sacrifices little on performance but could significantly reduce computational complexity. Numerical simulation results confirm the optimality of the proposed algorithms and demonstrate the impact of the different constraints.