• 한국통신학회논문지
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• 제37권7A호
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• pp.560-568
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• 2012

인지 라디오가 무선통신을 효과적으로 수행하기 위해서, 가장 좋은 주파수 대역을 얻기 위해 수행해야 할 중요한 기능은 스펙트럼을 검출하고 결정하는 것이다. 이러한 것들은 서로 다른 요구조건을 갖는 사용자들이나 서로 다른 특성들을 갖는 채널들이 존재하는 이종 네트워크에서 더욱 나빠진다. 본 연구의 주요한 목적은 이종 인지 무선 네트워크에서 새로운 스펙트럼 결정 알고리즘을 설계하고 분석한다. 이것을 위해, 우선 인지 사용자들을 그들이 요구하는 서비스 품질(QoS)에 따라 서로 다른 트래픽 클래스들로 분류한다. 중앙 집중형 제어 형태로 동작하는 그룹단위의 협력 스펙트럼 검출은 하나의 트래픽 클래스내의 사용자들에 의해서 검출과정이 수행되며, 이 센싱 결과들은 나머지 트래픽 사용자들과 공유하는 형태이다. 다음은 사용자 요구조건들과 검출된 스펙트럼 채널 특성들에 따라 최적의 사용 가능한 대역을 선택하기 위해 계층 분석법(AHP)을 사용한다. 또한 스펙트럼 결정 알고리즘으로 효용함수를 사용한다. 시뮬레이션 분석 결과로서, 제안된 시스템은 가장 좋은 이용 가능한 스펙트럼 채널들을 효율적으로 선택할 수 있음을 보여주며, 시스템 구성의 복잡성을 감소시켜 줄 수 있음을 보여준다.

• 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.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.808-811
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• 2015

Cognitive radio 기술은 유망한 동적 주파수 스펙트럼 할당 기법으로 연구되어왔다. Cognitive radio의 주파수 스펙트럼 감지 기술은 주파수 면허대역에서 주사용자(면허대역 사용자)에게 간섭을 유발하지 않으면서 부사용자(비면허 사용자)가 면허대역을 사용할 수 있는 방법을 제공한다. 그러나 스펙트럼을 감지함에 있어서 면허대역을 주사용자가 사용하고 있는지 여부를 한 개의 부 사용자가 판단하여 결정하면 무선채널에서의 페이딩, 잡음 불확실성에 의한 새도우잉, 그리고 히든 노드 문제 등 의해 오류가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 협력 스펙트럼 감지 기술이 등장하였다. 본 논문에서는 면허대역 사용여부를 퓨전센터에서 결정하는 협력 스펙트럼 감지기술을 제안하였다. 부사용자는 세 개의 threshold를 사용하여 주사용자 존재여부를 판단하며, 판단 결과를 퓨전센터로 전송한다. 퓨전센터의 협력 스펙트럼 감지기술로 OR 기법을 사용하였고, 컴퓨터 모의실험을 통해 성능평가를 수행하였으며, 성능평가 결과에 따르면 OR 기법의 성능이 가장 우수함을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권1A호
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• pp.87-94
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• 2010

협력 스펙트럼 감지(cooperative spectrum sensing) 방식은 지역적으로 분산되어 있는 다수의 부 사용자들이 협력하여 스펙트럼 감지를 수행하는 방법으로, 페이딩으로 인한 검파 성능의 손실을 효과적으로 줄일 수 있는 것으로 알려져 있다. 지금까지 협력 스펙트럼 감지에 관해 발표된 대부분의 연구 결과들은 부 사용자들의 스펙트럼 감지 결정이 통계적으로 서로 독립이라는 가정에 기초한 것이다. 그러나 실제 환경에서는 음영 효과(shadowing effect)로 인해 서로 가까이에 위치한 부 사용자들의 감지 결정(decision)들은 상관 관계(correlation)를 가질 수 있다. 이런 요인이 협력 스펙트럼 감지 방식의 성능에 미치는 영향을 평가하기 위하여, 본 논문에서는 주 사용자(primary user)가 활동할 때는 서로 다른 부 사용자 2명의 스펙트럼 감지 결정 사이에 일정한 통계적 상관도(correlation)가 존재하고, 활동하지 않는 경우에는 통계적으로 독립인 것으로 CR 시스템 환경을 설정한 후, 통계적 상관도에 따라 전송 용량(throughput)이 어떻게 변화하는 지를 분석하였다. 분석 결과 부 사용자들의 스펙트럼 감지 결정 사이의 상관 계수가 커질수록 OR 융합 규칙을 사용하는 경우에는 전송 용량이 줄어들은 반면 AND 융합 규칙을 사용하는 경우는 전송 용량이 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국항행학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.132-138
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• 2008

최근 주파수 자원 부족 문제로 인하여 무선 인지(Cognitive Radio) 기술과 같은 주파수 공유 기술에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다. CR기술의 구현을 위해서는 주파수 대역의 사용 유무를 판단하는 스펙트럼 센싱기술의 구현이 우선시 된다. IEEE 802.22 WRAN은 CR 기술을 사용한 첫 번째 표준화로 TV대역에서의 인터넷 서비스를 목표로 하고 있다. 따라서 본 논문에서는 IEEE 802.22에 제시된 여러 센싱 기법들 중에서 협대역에서 ATSC신호를 검출하는 센싱 기법들인 에너지 검출기법, 스펙트럴 상관성 센싱 기법, 공분산을 이용한 센싱기법에 대하여 설명하고 오경보 확률이 10%일때의 미검출 확률을 통해서 성능을 분석하였다. 분석한 결과를 바탕으로 각각의 센싱 기법의 장단점을 보완할 수 있는 방법으로 에너지 검출 기법을 기반으로 하는 이중 센싱 구조를 제안하였고, 제안된 센싱구조를 실험을 통해 각각의 센싱 기법과 비교 분석하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권7호
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• pp.2212-2230
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• 2014

Cognitive radio (CR) users, known as secondary users (SUs), should avoid interference with primary users (PUs) who own the licensed band, while trying to access it; when the licensed band is unused by the PUs. To detect PUs, spectrum sensing should be performed over in-band channels that are currently in use by SUs. If PUs return to access the band, SUs need to vacate it, disrupting the SUs' communication unless a non-utilized band is discovered. Obtaining a non-utilized band in a short period facilitate seamless communication for SUs and avoid interference on PUs by vacating from the channel immediately. Searching for a non-utilized band can be done through proactive out-of-band (OB) sensing. In this paper, we suggest a proactive OB sensing scheme that minimizes the time required to discover a non-utilized spectrum in order to continue communication. Although, the duration spent on OB sensing reduces the throughput of the CR networks that can be achieved on band being utilized, the lost throughput can be compensated in the new discovered band. We demonstrate that, the effect of our proposed scheme on the throughput owing to OB sensing is insignificant, while exhibiting a very short channel discovery time.

• 한국ITS학회:학술대회논문집
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• 한국ITS학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.48-52
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• 2010

• 한국ITS학회 논문지
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• 제12권1호
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• pp.88-97
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• 2013

기존에 제안된 대부분의 스펙트럼 센싱 기법은 해당 시간에 센싱 된 우선사용자의 신호만을 다루고 있다. 하지만 해당 시간 이전의 우선사용자의 상태를 이용하게 되면 조건부 확률을 사용하여 검출기의 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 따라서 크로스 엔트로피(Cross Entropy) 기반의 스펙트럼 센싱 기법에서는 해당 시간 이전의 우선사용자의 상태도 함께 이용하는 기법을 제안하였으며 이를 통해 우선사용자 신호 검출 성능을 향상시키고 잡음에 강인한 성능을 갖도록 하였다. 그러나 이러한 크로스 엔트로피 기반의 스펙트럼 센싱 기법은 모두 실제 이상적인 센싱 환경만을 고려하였다. 다시 말해, 우선사용자의 채널 점유 시간이 항상 일정하다고 가정한 상태에서 센싱을 수행하였다. 하지만 실제 상황에서는 우선사용자가 채널을 점유하는 시간이 이상적인 상황보다 길어질 수도, 반대로 짧아질 수도 있으며 이로 인해 스펙트럼 센싱 성능이 변화 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 실제 상황에서도 센싱 성능을 일정하게 유지할 수 있는 기법을 제안하였으며 이를 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권7C호
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• pp.642-650
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• 2010

협력 스펙트럼 감지(collaborative spectrum sensing) 방식은 지역적으로 분산되어 있는 다수의 부 사용자(secondary user)들이 협력하여 주 사용자(primary user)의 활동을 감지하는 방법으로, 페이딩으로 인해 발생하는 검파 성능의 손실을 상당히 줄일 수 있는 것으로 알려져 있다. 현재까지 이 방식에 대한 대부분의 연구는 개별부 사용자들이 내린 스펙트럼 감지 결정이 통계적으로 서로 독립이라고 가정한 것에 기초한 것이다. 그러나 실제 상황에서는 음영 효과(shadowing effect)로 인해 이 가정이 유효하지 않은 경우가 발생한다. 본 논문에서는 부 사용자들이 직선상에 일정 간격으로 배치되고, 이웃하는 부 사용자의 스펙트럼 감지 결정사이에서만 상관 관계가 존재하는 경우를 대상으로 하여, 상관 정도가 협력 스펙트럼 감지 방식의 성능에 미치는 영향과 그에 따른 인지 무선 시스템의 전송 용량 변화를 분석하고자 한다. 이때 개별 부 사용자의 결정을 융합하는 규칙으로는 AND 규칙과 OR 규칙을 고려하였다. 분석 결과 AND 융합 규칙을 사용하는 경우가 OR 규칙을 사용하는 경우보다 전송용량 측면에서 우수하다는 점을 확인할 수 있었다.