• 한국통신학회논문지
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• 제38A권3호
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• pp.249-257
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• 2013

최근 고속 데이터 서비스의 보급으로 데이터 사용량이 급증함에 따라 이를 수용하기 위한 주파수 자원의 효율적 사용 방법에 대한 연구가 주목받고 있다. 따라서 주파수 효율성을 향상시키기 위해 주파수 사용에 대한 우선권을 가진 사용자와 후순위에 있는 사용자가 해당 주파수 대역을 공유하는 기술인 인지 무선 기술(Cognitive Radio, CR)이 제안되었다. 본 논문에서는 CR 시스템에서 직교하는 채널 벡터를 이용하여 선순위 시스템에게 미치는 간섭을 줄이면서 후순위 시스템의 성능 향상을 동시에 고려한 사용자 선택 기법을 제안한다. 모의실험 결과 제안 기법을 적용했을 때 전체 시스템의 합 용량이 기존 기법보다 약 1.62bps/Hz의 이득을 가지는 것을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권12호
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• pp.3133-3151
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• 2012

The optimal price strategy selection of two bounded rational cognitive mobile virtual network operators (MVNOs) in a duopoly spectrum sharing market is investigated. The bounded rational operators dynamically compete to sell the leased spectrum to secondary users in order to maximize their profits. Meanwhile, the secondary users' heterogeneous preferences to rate and price are taken into consideration. The evolutionary game theory (EGT) is employed to model the dynamic price strategy selection of the MVNOs taking into account the response of the secondary users. The behavior dynamics and the evolutionary stable strategy (ESS) of the operators are derived via replicated dynamics. Furthermore, a reward and punishment mechanism is developed to optimize the performance of the operators. Numerical results show that the proposed evolutionary algorithm is convergent to the ESS, and the incentive mechanism increases the profits of the operators. It may provide some insight about the optimal price strategy selection for MVNOs in the next generation cognitive wireless networks.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권11호
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• pp.4387-4404
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• 2015

The energy-efficient design of sensing-based spectrum sharing of a multi-input and multi-output (MIMO) cognitive radio (CR) system with imperfect multiple antenna spectrum sensing is investigated in this study. Optimal resource allocation strategies, including sensing time and power allocation schemes, are studied to maximize the energy efficiency (EE) of the secondary base station under the transmit power and interference power constraints. EE problem is formulated as a nonlinear stochastic fractional programming of a nonconvex optimal problem. The EE problem is transformed into its equivalent nonlinear parametric programming and solved by one-dimension search algorithm. To reduce searching complexity, the search range was founded by demonstration. Furthermore, simulation results confirms that an optimal sensing time exists to maximize EE, and shows that EE is affected by the spectrum detection factors and corresponding constraints.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권11호
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• pp.3638-3654
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• 2014

Cognitive Radio (CR) users need to sense the environment or channel at regular time interval for sharing the spectrum band of the primary users (PUs). Once find the spectrum idle, CR users start their transmission through it. Even while transmitting, they need to continue the sensing process so that they can leave the spectrum immediately whenever find a PU wanting to use the band. Therefore, detecting PUs is one of the main functions of cognitive radio before transmission and higher the detection probability ensures better protection to the primary users. However, it is not possible to attain a high detection probability (or a low miss detection probability) and low false alarm probability simultaneously as there is a tradeoff between false alarm probability ($P_{fa}$) and the probability of detection ($P_d$). In this paper, the author has provided a comprehensive study on different sensing techniques and discussed their advantages and disadvantages. Moreover, it is expected that, with this article, readers can have a through understanding of sensing techniques in CR and the current research trends in this area.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권2호
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• pp.202-208
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• 2014

Wireless network information services allow end systems to discover heterogeneous networks and spectrum available for secondary use at or near their current location, helping them to cope with increasing traffic and finite spectrum resources. We propose a unified architecture that allows end systems to find nearby base stations that are using either licensed, shared or unlicensed spectrum across multiple network operators. Our study evaluates the performance and scalability of spatial databases storing base station coverage area geometries. The measurement results indicate that the current spatial databases perform well even when the number of coverage areas is very large. A single logical spatial database would likely be able to satisfy the query load for a large national cellular network. We also observe that coarse geographic divisions can significantly improve query performance.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.853-860
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• 2012

본고에서는 미국의 전파 정책 및 이용 전략을 분석하고, 이를 토대로 시사점을 제시한다. 먼저 전파기술의 발전과 함께 시장기반의 전파 정책과 주파수 공동사용 정책의 탄생 등 전파 정책의 패러다임 변화를 살펴본다. 또한, 전파자원에 대한 수요가 급증하는 정보화 사회에서 미국의 전파 이용 전략을 분석하고, 이의 시사점을 도출한다. 특히, 주파수 이용 효율을 향상시키기 위하여 dynamic spectrum access 기술의 적극 개발 및 테스트베드 구축을 통하여 이의 실현 가능성을 실험하는 중장기 이용전략을 중점적으로 검토한다. 끝으로 모바일 중심의 wireless broadband 사회를 맞이하여 National Broadband Plan에 따른 주파수 재배치에 대한 검토와 시사점을 다룬다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권4호
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• pp.1638-1654
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• 2018

The heterogeneous network (HetNet) has been one of the key technologies in Long Term Evolution-Advanced (LTE-A) with growing capacity and coverage demands. However, the introduction of femtocells has brought serious co-layer interference and cross-layer interference, which has been a major factor affecting system throughput. It is generally acknowledged that the resource allocation has significant impact on suppressing interference and improving the system performance. In this paper, we propose a hybrid-clustering algorithm based on the $Mat{\acute{e}}rn$ hard-core process (MHP) to restrain two kinds of co-channel interference in the HetNet. As the impracticality of the hexagonal grid model and the homogeneous Poisson point process model whose points distribute completely randomly to establish the system model. The HetNet model based on the MHP is adopted to satisfy the negative correlation distribution of base stations in this paper. Base on the system model, the spectrum sharing problem with restricted spectrum resources is further analyzed. On the basis of location information and the interference relation of base stations, a hybrid clustering method, which takes into accounts the fairness of two types of base stations is firstly proposed. Then, auction mechanism is discussed to achieve the spectrum sharing inside each cluster, avoiding the spectrum resource waste. Through combining the clustering theory and auction mechanism, the proposed novel algorithm can be applied to restrain the cross-layer interference and co-layer interference of HetNet, which has a high density of base stations. Simulation results show that spectral efficiency and system throughput increase to a certain degree.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권9A호
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• pp.853-866
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• 2008

본 논문에서는 IEEE 802.22 기반의 인지라디오 시스템에서 다중 홉 릴레이 방식의 적용 방안을 제안한다. 먼저, 중계기를 통한 전송 시나리오를 가정하고 이를 지원하기 위한 물리 채널 프레임 구조를 예시한다. 다음으로, 분산 감지 (distributed sensing) 방식을 이용한 가용 채널 결정 방식을 제안하고 이를 토대로, 기지국 중심의 중앙집중형 (centralized) 채널 할당 기법 및 릴레이 전송을 위한 중계기 선택 알고리즘을 개발하였다. 그리고 수학적 해석과 시뮬레이션을 통한 성능 분석 결과는 제안한 다중 홉 릴레이 방식이 중계기를 사용하지 않은 기존의 인지 라디오 시스템에 비해 스펙트럼 이용효율과 시스템 수율 측면에서 성능 향상이 있음을 보여준다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권8호
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• pp.77-83
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• 2012

본 논문에서는 주파수 공유 시스템의 구 채널 환경(outdated channel environment)에서 일차 사용자(primary user)에 의한 간섭이 존재할 때 이차 사용자(secondary user)의 평균값 기반 전력 할당 기법의 성능을 분석하고, 평가한다. 일차 사용자의 신호가 이차 사용자의 수신단에서 간섭으로 작용할 때, 이차 사용자의 에르고딕 용량(ergodic capacity)의 상한값을 분석하고, 이를 기반으로 일차 사용자에 의한 간섭이 이차 사용자의 성능 저하에 어느 정도 영향을 끼치는지 고찰한다. 모의 실험을 통해 간섭에 의한 이차 사용자의 성능 저하 정도를 보이고, 일차 사용자에 의한 간섭이 커질수록, 평균값 기반 전력 할당 기법의 용량이 구 채널 정보 기반 전력 할당 기법의 용량보다 좋아지는 영역이 작아지는 것을 보여준다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.693-704
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• 2022

5G 서비스는 기존 이동통신주파수보다 상대적으로 높은 중대역(n78)을 사용하고 있어서 2GHz 이하의 저대역 주파수를 활용하여 5G 커버리지 개선이 필요하다. 이를 위해서는 저대역 주파수의 대부분을 사용하는 LTE와 5G-NR 시스템의 동적 스펙트럼 공유(Dynamic Spectrum Sharing) 기술의 적용이 요구된다. 본 논문에서는 DSS 적용을 위한 시그널링 오버헤드 요소와 단말기 구현 RF 이슈들을 도출하고, 저대역 주파수 중 광대역 주파수 활용이 가능한 1.8GHz 대역(50MHz 폭)에 대해 5G-NR과 LTE 각각의 관점에서 시그널링 오버헤드 비율과 단말기 RF 이슈들을 분석하였다. 분석 결과들을 통해 저대역을 활용한 DSS 기술을 적용한다면 LTE 트래픽이 5G-NR로 빠르게 이전할 경우, 5G 커버리지 개선으로 인해 우수한 서비스 품질을 제공할 수 있을 것으로 예상된다.