• Journal of Communications and Networks
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• 제14권5호
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• pp.471-480
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• 2012

Reliable detection of primary user activity increases the opportunity to access temporarily unused bands and prevents harmful interference to the primary system. By extracting a global decision from local sensing results, cooperative sensing achieves high reliability against multipath fading. For the effective combining of sensing results, which is generalized by a likelihood ratio test, the fusion center should learn some parameters, such as the probabilities of primary transmission, false alarm, and detection at the local sensors. During the training period in supervised learning, the on/off log of primary transmission serves as the output label of decision statistics from the local sensor. In this paper, we extend unsupervised learning techniques with an expectation maximization algorithm for cooperative spectrum sensing, which does not require an external primary transmission log. Local sensors report binary hard decisions to the fusion center and adjust their operating points to enhance learning performance. Increasing the number of sensors, the joint-expectation step makes a confident classification on the primary transmission as in the supervised learning. Thereby, the proposed scheme provides accurate parameter estimates and a fast convergence rate even in low signal-to-noise ratio regimes, where the primary signal is dominated by the noise at the local sensors.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제15권3호
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• pp.604-615
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• 2019

Single-user spectrum sensing is susceptible to multipath effects, shadow effects, hidden terminals and other unfavorable factors, leading to misjudgment of perceived results. In order to increase the detection accuracy and reduce spectrum sensing cost, we propose an adaptive cooperative sensing strategy based on an estimated signal-to-noise ratio (SNR). Which can adaptive select different sensing strategy during the local sensing phase. When the estimated SNR is higher than the selection threshold, adaptive double threshold energy detector (ED) is implemented, otherwise cyclostationary feature detector is performed. Due to the fact that only a better sensing strategy is implemented in a period, the detection accuracy is improved under the condition of low SNR with low complexity. The local sensing node transmits the perceived results through the control channel to the fusion center (FC), and uses voting rule to make the hard decision. Thus the transmission bandwidth is effectively saved. Simulation results show that the proposed scheme can effectively improve the system detection probability, shorten the average sensing time, and has better robustness without largely increasing the costs of sensing system.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.61-72
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• 2010

이미 할당된 무선 자원의 고갈과 새로운 무선 서비스에 대한 주파수의 수요 증가는 인지 라디오 기술의 중요성을 부각시키고 있다. 인지 라디오 기술은 기존에 할당되어 사용중인 주파수의 사용 현황을 스캐닝하여 빈 채널 감지 시 해당 채널을 통해 통신하는 개념이다. 이러한 기술을 사용한 인지 라디오 네트워크에서 스펙트럼 센싱의 정확성을 높이고자 다수의 노드에서 센싱하여 종합 판단하는 분산 스펙트럼 센싱 기술이 연구되어 왔다. 그러나 참여하는 센싱노드의 위협 가능성 때문에 해당 메커니즘에서의 안전성 보장 기능이 필수적이다. 이에 센싱노드의 평판값(reputation)을 기반으로 WSPRT(weighted sequential probability ratio test)를 적용하여 센싱 결과들을 퓨전하는 RDSS 메커니즘이 제안되었다. 그러나 RDSS에서는 센싱 결과의 입력순서에 따라 WSPRT 수행 횟수가 늘어날 수 있고, 공격 당한 센싱노드의 센싱값에 대해 빠르게 대처할 수 없다는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 평판값이 높은 센싱값부터 우선적으로 WSPRT에 입력하며, 평판값 변화를 트랜드 값으로 계산하고 이를 이용하여 공격가능성을 타진하고 그 가능성이 높은 센싱값인 경우 퓨전에서 배제시켜 빠르게 공격에 대응할 수 있는 메커니즘을 제안한다. 시뮬레이션 결과를 통해 본 논문에서 제안한 메커니즘이 RDSS보다 적은 수의 센싱값을 가지고 보다 정확하게 유휴 채널을 감지하여 공격 대응에 우수한 성능을 제공함을 입증하였다.

• 한국안전학회지
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• 제21권5호
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• pp.103-111
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• 2006

The purpose of this study was to analyse the relationships between cognitive abilities and driving characteristics of elderly drivers. Driving characteristics of elderly and younger drivers who were driving a fixed base driving simulator vehicle were examined. Participants consisted of 12 drivers over age 65 (the 'older' group) and 12 drivers between the ages of 25 and 55 (the "younger" group). As indices of cognitive ability, critical flicker fusion frequency (CFF) tests and cognitive reaction tests were given before the driving task. CFF was also tested after the simulated driving task for both groups. Cognitive reaction tests, which were composed of speed estimation tests, multiple choice reaction tests and obstacle avoidance tests, were developed by the Korean Road Traffic Safety Authority in 2003. CFF values between the two groups exhibited significant differences both before and after the task, with a p-value less than 0.01 and a t-value of -3.01 before the test and a p-value less than 0.031 and a t-value of -2.35 after the test. Older drivers' CFF values were lower than those of the younger. However, there was no difference in older or younger driver CFF values before and after the task within the same group. Except for the multiple choice reaction test, there was no difference in cognitive reaction test results between the two groups. The elderly drivers made more errors though they did not differ from the younger drivers in reaction times. At the simulated driving task the reaction time of the elderly driver was longer than that of the younger; however, the driving speed of the elderly was lower and the number of collisions greater. There was a positive correlation (r=.496) between the number of errors in the multiple choice reaction test and the number of collisions in the driving task. Therefore, it was identified that critical attributes contributing to automobile crashes involving elderly drivers included cognitive difficulty in judging and responding to complex situations.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권9A호
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• pp.719-726
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• 2009

인지 무선(cognitive radio) 시스템은 스펙트럼 감지(spectrum sensing) 과정을 통하여 주 사용자(primary user)의 출현 여부를 판단하는데, 스펙트럼 감지와 데이터 전송을 동시에 수행하기는 어렵기 때문에 통상적으로 스펙트럼 감지와 데이터 전송을 번갈아 가면서 실시한다. 이런 시스템 구조에서 협력 스펙트럼 감지(cooperative spectrum sensing)를 함께 사용할 때 부 사용자의 데이터 전송량을 최대로 할 수 있는 스펙트럼 감지 시간 및 그에 따른 최대 전송 용량에 대한 연구 결과가 이미 발표된 바 있다. 하지만 이 결과는 개별 부 사용자 단말과 융합 센터 사이에 이상적인 전송 채널을 전제로 한 것이어서 전송 오류에 따른 영향을 반영하고 있지 않다. 이에 본 논문에서는 부 사용자와 융합 센터간의 데이터 전송 환경을 이진 대칭 채널(binary symmetric channel)로 모델링한 후, 부 사용자가 확보할 수 있는 전송 용량과 이를 최대로 하는 스펙트럼 감지 시간을 분석하였다. 분석 결과 AND 융합 규칙을 사용하는 경우가 OR 융합 규칙을 사용하는 경우보다 전송 오류로 인한 전송 용량(throughput)의 손실이 작은 것으로 나타났다.

• 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.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권8호
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• pp.1754-1769
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• 2013

For the purpose of enhancing the spectrum efficiency, cognitive radio (CR) technology has been recently proposed as a promising dynamic spectrum allocation paradigm. In CR, spectrum sensing is the key capability of secondary users in a cognitive radio network that aims for reducing the probability of harmful interference with primary users. However, the individual CRs might not be able to carry out reliable detection of the presence of a primary radio due to the impact of channel fading or shadowing. This paper studies the cooperative spectrum sensing scheme as means of optimizing the sensing performance in AWGN and Rayleigh channels. Results generated from simulation provide evidence of the impact of channel condition on the complementary receiver operating characteristic (ROC). Based on the results, it was found that with constant local SNRs at the secondary users, the probability of missed detection ($P_m$) of cooperative spectrum sensing in a cognitive radio network, calculated using a closed form expression, can be significantly minimized. Thus, the paper illustrates that improvement of the detection performance of the CR network can be achieved by establishing a centralized cooperation among neighboring cognitive radio users. Finally, verification of the validity of the fusion schemes utilized for combining the individual CR decisions is provided.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제16권2호
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• pp.387-407
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• 2014

수학에서의 성차는 교수 학습 환경에서 학습자에 대한 공평성을 추구하는 맥락에서 연구자들의 지속적인 관심을 받아 왔다. 수학의 여러 영역 중 특히 기하 영역은 전통적으로 남학생이 여학생에 비해 높은 성취를 보이는 영역으로 인식되어 왔으나, 최근에는 성차가 완화되거나 점차 사라지고 있다는 경험적 증거들이 종종 보고되고 있다. 본 연구에서는 2003년부터 2011년까지 3개 주기 동안 실시된 TIMSS 8학년 수학과 데이터를 활용하여 우리나라 중학생들이 기하 영역의 각 하위 인지요소에서 나타내는 성차를 인지진단모형을 활용하여 고찰하였다. 본 연구에서는 여러 가지 인지진단모형 중 교육 전문가에게 유용하고 해석 가능한 정보를 제공할 수 있는 Fusion 모형을 적용하였다. 연구결과, 기하 영역의 세부 인지요소 중 '입체도형의 모양'에 있어서는 2003년과 2007년 각각 남학생이 여학생에 비해 높은 숙달 확률을 나타내었으나, 2011년에는 전체 인지요소에서 남녀 간에 차이가 없는 것으로 나타나, 성차가 완화되고 있다는 최근 연구들을 지지하는 하나의 경험적 증거를 제공하였다. 이밖에 인지진단모형을 적용하여 성차를 분석한 결과에 따라, 학생들의 인지요소 숙달 프로파일이 남녀 간에 어떠한 차이를 보이는지, 그리고 특정 문항을 푸는데 있어서 반드시 필요하다고 정의된 인지요소들이 성별에 따라 상대적으로 더 혹은 덜 중요하게 기능하는지 등에 대해 고찰하고 이에 근거하여 기하 영역의 교수 학습에 시사점을 제공하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권8A호
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• pp.633-639
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• 2009

IEEE 802.22 WRAN의 사용을 위해서는 TV 대역의 스펙트럼 센싱이 필수적이다. 그러나 WRAN의 센싱 요구조건을 만족하기 위해서는 긴 휴지 시간이 필요하고 쉐도윙 등의 환경적인 요인에 의해 기면허 사용자를 검출하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해 협력 센싱을 통해 각 CPE의 센싱 요구 조건을 완화시키거나 스펙트럼 센싱의 신뢰성을 높인다. 일반적으로 협력 센싱은 k-out-of-N 규칙이 단순한 계산으로 인해 많이 사용된다. 그러나 이 방식의 경우 각 CPE의 SNR의 차이가 많은 경우 협력 센싱을 통해 얻은 센싱 성능이 가장 좋은 SNR을 가지는 CPE의 검출 성능보다 나쁘게 나타난다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 각 노드의 SNR올 반영하여 데이터 퓨전을 수행하는 방법들이 제안되는데 본 논문에서는 새로운 확신 벡터를 이용한 데이터 퓨젼 방식을 제안하였으며 전산 모의 실험 결과 제안된 방식이 기존 방식보다 검출 성능이 개선된 것으로 나타났다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제11권4호
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• pp.250-256
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• 2011

This paper applies a compressed algorithm to improve the spectrum sensing performance of cognitive radio technology. At the fusion center, the recovery error in the analog to information converter (AIC) when reconstructing the transmit signal from the received time-discrete signal causes degradation of the detection performance. Therefore, we propose a subspace pursuit (SP) algorithm to reduce the recovery error and thereby enhance the detection performance. In this study, we employ a wide-band, low SNR, distributed compressed sensing regime to analyze and evaluate the proposed approach. Simulations are provided to demonstrate the performance of the proposed algorithm.