• International journal of advanced smart convergence
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• 제13권1호
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• pp.1-11
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• 2024

Cognitive small cell networks, consisting of macro-cells and small cells, are foreseen as a promising candidate solution to address 5G spectrum scarcity. Recently, many technological issues (such as spectrum sensing, spectrum sharing) related to cognitive small cell networks have been studied, but the common control channel (CCC) establishment problem has been ignored. CCC is an indispensable medium for control message exchange that could have a huge significant on transmitter-receiver handshake, channel access negotiation, topology change, and routing information updates, etc. Therefore, establishing CCC in cognitive small cell networks is a challenging problem. In this paper, we propose a potential game theory-based approach for CCC establishment in cognitive radio networks. We design a utility function and demonstrate that it is an exact potential game with a pure Nash equilibrium. To maintain the common control channel list (CCL), we develop a CCC update algorithm. The simulation results demonstrate that the proposed approach has good convergence. On the other hand, it exhibits good delay and overhead of all networks.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권11호
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• pp.1387-1401
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• 2016

기존의 이종 셀룰러 망 환경에 허가된 사용자만이 기지국에 접속되는 closed access 정책이 적용되면, 매크로셀 사용자는 주변의 접속이 허용되지 않는 소형셀 기지국으로 인한 cross-tier 간섭 문제를 겪게 된다. 이 문제를 완화하기 위해 해당 소형셀 기지국이 매크로셀 사용자의 채널에 직교하는 빔형성 벡터를 사용하여 자신에게 속한 사용자에게 데이터를 전송하는 기법이 제안되었다. 이 기법을 적용하기 위해서는 매크로셀 기지국, 매크로셀 사용자, 소형셀 기지국 간의 상호 정보교환이 필요하므로 이로 인해 시스템의 복잡도가 증가하게 된다. 본 논문에서는 상호 정보교환 없이 소형셀 기지국이 스스로 환경을 인지하여 co-tier 간섭전력뿐만 아니라 cross-tier 간섭전력을 동시에 줄일 수 있는 인지 빔형성 기법을 제안한다. 구체적으로 소형셀 기지국이 cross-tier 간섭문제를 겪는 사용자를 파악한 후, 해당 사용자의 채널과 주변 소형셀 사용자 채널에 동시에 직교하는 빔형성 벡터를 생성하여 데이터 전송에 사용하여 cross-tier 간섭과 co-tier 간섭을 동시에 줄인다. 제안 기법의 유효성을 검증하기 위해 시스템 레벨 시뮬레이션을 수행하였고, 해당 결과를 통해 제안된 기법이 cross-tier 간섭을 효과적으로 줄일 수 있음을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권9호
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• pp.2154-2172
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• 2013

A centralized cognitive radio (CR) network is proposed and its system capacity is studied. The CR network is designed with power control and multi-user scheduling schemes to support best-effort traffics under peak interference power constraints. We provide an analytical framework to quantify its system capacity, taking into account various key factors such as interference constraints, density of primary users, cell radius, the number of CR users, and propagations effects. Furthermore, closed-form formulas are derived for its capacities when only path loss is considered in the channel model. Semi-analytical expressions for the capacities are also given when more realistic channel models that include path loss, shadowing, and small-scale fading are used. The accuracy of the proposed analytical framework is validated by Monte Carlo simulations. Illustrated with a practical example, the provided analytical framework is shown to be useful for the strategic planning of centralized CR networks.