• Journal of Communications and Networks
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• 제15권1호
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• pp.77-86
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• 2013

Cognitive radio (CR) has emerged as one of effective methods to enhance the utilization of existing radio spectrum. Main principle of CR is that secondary users (SUs) are allowed to use the spectrum unused by primary users (PUs) without interfering PU's transmissions. In this paper, PUs operate on a slot-by-slot basis and SUs try to exploit the slots unused by PUs. We propose OSA protocols in the single channel and we propose an opportunistic spectrum access (OSA) protocols in the multi-channel cognitive radio networks with one control channel and several licensed channels where a slot is divided into contention phase and transmission phase. A slot is divided into reporting phase, contention phase and transmission phase. The reporting phase plays a role of finding idle channels unused by PUs and the contention phase plays a role of selecting a SU who will send packets in the data transmission phase. One SU is selected by carrier sense multiple access / collision avoidance (CSMA/CA) with request to send / clear to send (RTS/CTS) mechanism on control channel and the SU is allowed to occupy all remaining part of all idle channels during the current slot. For mathematical analysis, first we deal with the single-channel case and we model the proposed OSA media access control (MAC) protocol by three-dimensional discrete time Markov chain (DTMC) whose one-step transition probability matrix has a special structure so as to apply the censored Markov chain method to obtain the steady state distribution.We obtain the throughput and the distribution of access delay. Next we deal with the multi-channel case and obtain the throughput and the distribution of access delay by using results of single-channel case. In numerical results, our mathematical analysis is verified by simulations and we give numerical results on throughput and access delay of the proposed MAC protocol. Finally, we find the maximum allowable number of SUs satisfying the requirements on throughput and access delay.

• 전자통신동향분석
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• 제26권6호
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• pp.129-138
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• 2011

미래의 고속 및 광대역 서비스에 대한 수요 증가로, 부족한 스펙트럼을 효율적으로 사용할 수 있는 스펙트럼 관리(spectrum management) 방법의 중요성이 대두되고 있다. 또한, 트래픽 폭증 및 멀티미디어 제공 등 서비스 확대에 대응할 수 있는 유연한 스펙트럼 접속(spectrum access) 기술, 공유(sharing)에 대한 필요성도 증대되고 있다. 이러한 중요성 및 필요성에 기인해, 효율적으로 스펙트럼을 공유할 수 있는 방법으로 언더레이, 오버레이 방식 등이 제안되었고, UWB 및 인지무선(cognitive radio)과 같은 공유 기술 등이 발전하게 되었다. 본 고에서는 효율적 주파수 이용을 위한 스펙트럼 관리 방법 및 주파수 공유 기술로 기존의 주파수 대역에서 충분히 낮은 출력으로 전파를 송출하는 언더레이 방식, 기회주의적인 오버레이 동적접속 기술, 면허권자인 1차 우선 사용자(primary user)와 2차 면허권자(secondary user) 간의 동적접속 기술에 대한 국내 외 기술동향을 상세히 소개하고자 한다.