• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제13권2호
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• pp.74-80
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• 2015

In cognitive radios, spectrum sensing plays an important role in accurately detecting the presence or absence of a licensed user. However, the intervention of malicious users (MUs) degrades the performance of spectrum sensing. Such users manipulate the local results and send falsified data to the data fusion center; this process is called spectrum sensing data falsification (SSDF). Thus, MUs degrade the spectrum sensing performance and increase uncertainty issues. In this paper, we propose a method based on the Hausdorff distance and a similarity measure matrix to measure the difference between the normal user evidence and the malicious user evidence. In addition, we use the Dempster-Shafer theory to combine the sets of evidence from each normal user evidence. We compare the proposed method with the k-means and Jaccard distance methods for malicious user detection. Simulation results show that the proposed method is effective against an SSDF attack.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권4호
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• pp.391-395
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• 2011

Cognitive radio (CR) technique is a useful tool for improving spectrum utilization by detecting and using the vacant frequency bands while avoiding interference to the primary user. The sensing performance in a CR network can be improved by allowing some CR users to perform cooperative spectrum sensing. In this paper, we propose a new sensing algorithm that utilizes an adaptive energy threshold for cooperative spectrum sensing in which a changeable energy threshold is adopted by the CR users for improving local sensing performance. Through the proposed scheme, the reliability of global decision can be enhanced mainly due to the improvement in local sensing performance.

• 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.

• 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.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제9권3호
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• pp.51-58
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• 2010

제한된 주파수 자원을 효율적으로 사용하고 주파수 부족현상을 완화시키기 위해 제안된 무선인지 시스템은 면허 사용자가 사용하지 않는 유휴 주파수를 비 면허 사용자가 임시적으로 사용하도록 하는 시스템으로서 주변의 상황을 탐색하고 변화된 상황에 시스템을 적절하게 적용하도록 하는 지능적인 차세대 무선통신 시스템이며, 현재 FCC에서 TV white spaces를 대상으로 제한적으로 무선인지 시스템기술을 적용하기로 하고 관련 규정을 개정하였다. 본 논문에서는 무선인지 시스템의 스펙트럼 센싱의 성능을 Okumura-Hata 채널모델기반의 환경에서 여러 가지 방법으로 비교 분석 하였다. 이동통신 시스템의 무선 전송은 대게 불규칙한 지형에서 일어나게 되는데 개개의 지역의 지형 윤곽은 경로 손실 추정을 위해 고려되어야 한다. 무선인지 시스템에서의 무선신호 전송에서 개개의 수신지점이나 특정지역에서 수신된 신호에 따라서 면허 사용자의 검출 성능이 달라진다. 그러므로 다양한 성능분석을 위해서 본 논문에서는 수신신호의 신호 대 잡음비에 따른 검출 성능 분석 및 비면허 사용자의 위치에 따른 검출확률을 모의 실험을 통하여 스펙트럼 센싱의 성능을 나타내고자 한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.23-28
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• 2011

본 논문은 무선 인지 센서 네트워크에서 2차 사용자를 위한 효율적 채널 선택 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 러닝 오토메타와 퍼지 로직을 기반하고 있으며, 러닝 오토메타는 무선 전송 채널을 2차 사용자가 학습하여 그 결과를 채널 선택 확률값로 나타내며, 퍼지 로직은 최종 채널 선택을 위하여 다양한 입력 변수를 고려할 수 있도록 한다. 즉, 퍼지 로직은 러닝 오토메타의 결과인 채널 선택 학률값, 기사용자와 2차사용자 사이의 채널 SNR, 송수신 2차 사용자들 사이의 SNR값을 고려하여 다중의 가용 채널로부터 최적으로 전송 채널을 선택할 수 있도록 한다. 시뮬레이션 결과를 통해, 제안된 알고리즘이 기존 알고리즘들 보다 높은 처리율(throughput)을 제공할 수 있음을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권10호
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• pp.4748-4765
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• 2016

We consider a virtualized cognitive radio (CR) network, where multiple virtual network operators (VNOs) who own different virtual cognitive base stations (VCBSs) share the same physical CBS (PCBS) which is owned by an infrastructure provider (InP), sharing the spectrum with the primary user (PU). The uplink scenario is considered where the secondary users (SUs) transmit to the VCBSs. The PU is protected by constraining the interference power from the SUs. Such constraint is applied by the InP through pricing the interference. A Stackelberg game is formulated to jointly maximize the revenue of the InP and the individual utilities of the VNOs, and then the Stackelberg equilibrium is investigated. Specifically, the optimal interference price and channel allocation for the VNOs to maximize the revenue of the InP and the optimal power allocation for the SUs to maximize the individual utilities of the VNOs are derived. In addition, a low‐complexity ±‐optimal solution is also proposed for obtaining the interference price and channel allocation for the VNOs. Simulations are provided to verify the proposed strategies. It is shown that the proposed strategies are effective in resource allocation and the ±‐optimal strategy achieves practically the same performance as the optimal strategy can achieve. It is also shown that the InP will not benefit from a large interference power limit, and selecting VNOs with higher unit rate utility gain to share the resources of the InP is beneficial to both the InP and the VNOs.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.1891-1897
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• 2009

본 논문에서는 CR(cognitive radio) 시스템의 throughput 측면에서 스펙트럼 센싱의 최적화를 다루고 있다. 기존의 논문은 incumbent 사용자의 출현에 의해 다른 채널의 탐색 및 채널전환 등을 고려하지 않은 상태에서 스펙트럼 센싱의 최적화 문제를 다루고 있다. 이에 반해 본 논문에서는 채널탐색 및 채널전환 등을 고려하여 CR 사용자의 throughput를 분석하고 있다. 또한 본 논문에서는 데이터 수신 경로와 분리된 센싱수신기를 갖는 형태의 센싱구조를 제시하고, 데이터 수신 경로를 센싱 수신기로 사용하는 경우와 분리된 센싱 수신기를 갖는 센싱 구조와의 센싱성능을 CR 사용자의 throughput 관점에서 비교하고 있다. 수치해석의 결과로는 incumbent 신호가 출현한 경우 채널이동을 위한 다른 빈 채널의 탐색에서 데이터 통신 경로와 분리된 센싱수신기에 의한 채널탐색을 통하여 throughput 효율이 향상됨을 보여주고 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.1255-1261
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• 2016

무선신호로부터 전력을 수집하는 에너지 하베스팅 기술은 센서의 전원 부족 문제를 해결하고, 무선네트워크의 수명을 향상시킬 수 있는 방안으로 최근 큰 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 최적화 기법을 이용하여 에너지 하베스팅이 가능한 인지 라디오 네트워크에서 제 2 사용자의 에너지 효율성을 최대화하기 위한 센싱 시간 및 파워 할당 해를 도출하고, 이를 이용하여 반복 기반의 자원 할당 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안 방안이 최적의 에너지 효율을 달성함을 보이고, 기존방안(Max rate scheme)과의 비교를 통해 제안 방안의 우수성을 보인다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.91-96
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• 2012

Ad-hoc 네트워크는 음영지역, 재난지역, 전쟁 시와 같은 통신 인프라가 구축되기 어려운 상황에서 유용하게 사용 될 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 자원정책의 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 인지무선 기반 ad-hoc 네트워크에서 1차 사용자의 센싱 정보를 취합해서 1차 사용자의 존재 유무를 판단하는 클러스터 헤드의 선정에 대한 연구는 아직 미비한 상태이다. 따라서 본 논문에서는 인지 무선 기반 ad-hoc 네트워크 시스템에서 각 ad-hoc 단말기내의 클러스터 헤드 선정 방법과 그에 따른 신호 검출 성능을 보여준다.