인지 라디오 (Cognitive Radio: CR)란 할당된 주파수 대역 중에 우선 사용자가 사용하지 않는 유휴 주파수를 사용하여 주파수의 효율을 극대화 시킬 수 있는 기술이다. 그러나 CR 환경에서는 우선 사용자에 대한 간섭이 없는 상태에서만 자원을 공유하는 매우 엄격한 제한을 가지고 있다. 더욱이 유휴 주파수 자원은 시간, 주파수 별로 변화하기 때문에 이를 효율적으로 사용하기 위한 스케줄링 알고리즘이 필수적이다. 그러나 기존의 우선 사용자들만 존재하는 무선 통신 환경에서 적용되던 스케줄링 알고리즘은 CR 환경에 대한 제약 조건이 반영되지 않아 유휴 주파수 자원 사용의 효율성 문제가 발생한다. 이에 본 논문에서는 무선 채널 상태와 우선 사용자 출현 확률을 고려하는 하향링크 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 제안 스케줄링 알고리즘의 성능 평가를 위해 모의실험을 수행하였으며, 그 결과 제안 알고리즘이 우선 사용자 출현 확률을 고려하지 않는 하향링크 스케줄링 알고리즘에 비해 우수한 성능이 제공됨을 확인하였다.
최근 제한된 스펙트럼을 효율적으로 사용하기 위하여 상황인지 통신이 주목받고 있다. 특히 오버레이 상황인지 시스템은 면허 및 비면허 시스템이 스펙트럼을 동시에 사용하기 때문에 주파수 효율이 매우 높다. 그러나 지금까지의 오버레이 상황인지 시스템에 관한 연구는 주로 면허 수신기의 성능 향상에 중점을 두었다. 그러나 이 경우 비 면허 수신기의 성능은 상대적으로 열화된다. 따라서 본 논문에서는 비 면허 수신기를 위한 선택 릴레이를 사용하고 면허 수신기는 전력할당 비를 조정하여 두 수신기의 성능을 향상시키는 오버레이 상황인지 NOMA 시스템을 제안하였다. 그리고 제안한 시스템의 오수신율을 해석적으로 유도하고 시뮬레이션을 통하여 유도한 결과를 입증하였다. 분석결과 선택된 릴레이를 사용하면 비 면허수신기는 SNR 이득을 얻고, 결국 시스템의 성능을 개선할 수 있었다. 그리고 제안한 시스템의 성능은 전력할당 비 뿐만 아니라 릴레이의 수로 조정할 수 있음을 보였다. 그리고 선택된 릴레이를 사용하면 제한된 송신전력으로 원하는 시스템의 오수신율을 만족시킬 수 있다는 것을 나타내었다.
In cognitive radio systems, secondary users, unlicensed users, can use primary users' spectrum to increase spectrum efficiency. At that time, the systems must satisfy primary users' QoS. When secondary users use cognitive radio systems, secondary users communication can be terminated, because of satisfying primary users' QoS. However, secondary users' communication terminating is not good for both secondary users and whole systems. So, cognitive radio systems need an efficient algorithm for secondary users of admission control and keeping connections. In this paper, we present an algorithm which consist of two part, admission control and connections control.
The paper presents five strategic opinions for promoting the fourth industry revolution through the supply of 5G additional frequency. The assessments are on the basis of 5G frequency utilization technologies and services, with reference to 3GPP 5G New Radio standards, after investigating the domestic 1G, 2G, 3G, 4G, and 5G mobile communication services as well as the use of mobile radio frequency and spectrum. The presented opinions contain the frequency supply of contiguous-wide bandwidth channels, harmonized frequency supply between licensed and unlicensed spectrum, the existing 4G frequency recycle for increasing 5G coverage and capacity, balance frequency supply in the multi-band for 5G services, and the development of 5G vertical frequency for industry. The aim is that the presented five strategic opinions can offer guidance for the upcoming plan of domestic 5G additional frequency supply.
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.
Spectrum sensing is vital for secondary unlicensed nodes to coexist and avoid interference with the primary licensed users in cognitive wireless networks. In this paper, we develop models for bounding interference levels from secondary network to the primary nodes within a spectrum sensing framework. Instead of classical stochastic approaches where Poisson point processes are used to model transmitters, we consider a more practical model which takes into account the medium access control regulations and where the secondary Poisson process is judiciously thinned in two phases to avoid interference with the secondary as well as the primary nodes. The resulting process will be a modified version of the Mat$\acute{e}$rn point process. For this model, we obtain bounds for the complementary cumulative distribution function of interference and present simulation results which show the developed analytical bounds are quite tight. Moreover, we use these bounds to find the operation regions of the secondary network such that the interference constraint is satisfied on receiving primary nodes. We then obtain theoretical results on the primary and secondary throughputs and find the throughput limits under the interference constraint.
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.
Vimal, S.;Robinson, Y. Harold;Kaliappan, M.;Pasupathi, Subbulakshmi;Suresh, A.
Journal of Platform Technology
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제9권1호
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pp.3-14
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2021
Cognitive Radio network (CR) is a promising paradigm that helps the unlicensed user (Secondary User) to analyse the spectrum and coordinate the spectrum access to support the creation of common control channel (CCC). The cooperation of secondary users and broadcasting between them is done through transmitting messages in CCC. In case, if the control channels may get jammed and it may directly degrade the network's performance and under such scenario jammers will devastate the control channels. Hopping sequences may be one of the predominant approaches and it may be used to fight against this problem to confront jammer. The jamming attack can be alleviated using one of the game modelling approach and in this proposed scheme stochastic games has been analysed with more single users to provide the flexible control channels against intrusive attacks by mentioning the states of each player, strategies ,actions and players reward. The proposed work uses a modern player action and better strategic view on game theoretic modelling is stochastic game theory has been taken in to consideration and applied to prevent the jamming attack in CR network. The selection of decision is based on Q learning approach to mitigate the jamming nodes using the optimal MDP decision process
To determine a suitable waveform for Internet of Things (IoT) transmission over low-Earth orbit (LEO) satellites, this paper reports the results of a performance comparison between chirp spread spectrum (CSS)-based LoRa and direct sequence spread spectrum (DSSS)-based Ingenu. The performance of both waveforms was measured in terms of the packet error rate, throughput, and packet loss rate, considering the Doppler effect caused by the high speed of LEO satellites and the interference among multiple terminals. Simulation results indicate that the DSSS scheme is more suitable than the CSS scheme for high-traffic IoT services because of its robustness against interference among multiple terminals. However, the CSS scheme is more suitable than the DSSS scheme for high-mobility IoT services because of its robustness against the Doppler effect. We discuss various solutions, such as the preprocessing of Doppler effect and avoidance of packet collision, to enhance the performance of the DSSS and CSS schemes. The simulation results of the proposed solution show that the enhanced DSSS scheme can be a proper waveform in IoT transmission over LEO satellites for both the high-traffic and high-mobility services.
무선 인지 네트워크(cognitive radio network)는 주파수 사용을 허가받지 않은 이차 사용자들이 일차 사용자의 통신을 방해하지 않으면서 일차 사용자의 주파수를 사용하도록 하는 기술이다. 본 논문에서는 무선 인지 네트워크에서 다수의 이차 사용자(secondary user)가 하나의 일차 사용자(primary user)의 주파수를 사용할 때 이차 사용자들 간의 충돌을 줄이면서 스펙트럼을 사용할 수 있는 다중 접속(multiple access)을 제안한다. 다중 접속은 p-persistent와 non-persistent 방법을 이차 사용자 네트워크에 적합하게 변형하여 사용하였다. 각 다중 접속 방식에 대해서 전체 이차 사용자의 처리율(throughput)을 수식으로 유도하였고, 이를 몬테카를로(Monte Carlo) 모의실험을 통해 검증하였다. 모의실험 결과 채널 접속 확률 및 최대 대기 프레임 숫자를 적절하게 잡아야 처리율이 최대가 됨을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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