• 정보과학회 논문지
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• 제43권1호
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• pp.119-125
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• 2016

인지 무선 기술은 보조 사용자가 (SUs) 주 사용자 (PUs)에 간섭을 주지 않고 기회주의적 방식으로 라이선스 스펙트럼을 사용할 수 있는 기술이다. 인지 라디오의 핵심 기술은 스펙트럼 센싱이다. 그러나 인지 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 스펙트럼 센싱 기법에 대한 연구는 많지 않다. 본 논문에서는 클러스터 기반의 인지 무선 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 협력 스펙트럼 센싱 노드 선택 기법을 제안한다. 제안하는 기법에서, 허위 경보 확률 및 에너지 소비를 최적화하기 위하여 클러스터 내 스펙트럼 센싱 노드들의 수를 최소화하게 된다. 시뮬레이션 결과를 통하여 본 논문에서 제안한 최적의 스펙트럼 센싱 노드 수를 적용하므로 스펙트럼 센싱 효율성이 향상되었고, 또한 네트워크의 에너지 효율성도 보장된 것을 검증하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.75-79
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• 2011

이동 Ad hoc 네트워크 (MANET: Mobile Ad-hoc Network)는 기존의 통신 인프라의 구축 여부와 무관하게 무선 단말기간의 통신이 가능한 네트워크이다. 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 무선 인지 시스템이 Ad-hoc네트워크에 적용하여 보다 다양하고 확장된 네트워크 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 AWGN 과 Rayleigh 채널 환경에서, 기존의 단일 스펙트럼 센싱 및 협력 스펙트럼 센싱과 비교하여 Ad-hoc 네트워크가 적용된 무선인지 시스템에서의 스펙트럼 센싱의 성능이 향상됨을 모의실험 및 성능 분석을 통하여 나타내었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권10호
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• pp.2455-2472
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• 2012

Although underlay spectrum sharing has been shown as a promising technique to promote the spectrum utilization in cognitive radio networks (CRNs), it may suffer bad secondary performance due to the strict power constraints imposed at secondary systems and the interference from primary systems. In this paper, we propose a two-phase based cooperative transmission protocol with the interference cancellation (IC) and best-relay selection to improve the secondary performance in underlay models under stringent power constraints while ensuring the primary quality-of-service (QoS). In the proposed protocol, IC is employed at both the secondary relays and the secondary destination, where the IC-based best-relay selection and cooperative relaying schemes are well developed to reduce the interference from primary systems. The closed-form expression of secondary outage probability is derived for the proposed protocol over Rayleigh fading channels. Simulation results show that, with a guaranteed primary outage probability, the proposed protocol can achieve not only lower secondary outage probability but also higher secondary diversity order than the traditional underlay case.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권1호
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• pp.10-17
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• 2014

This work investigates two important performance metrics of underlay cooperative cognitive radio (CR) networks: Interference cumulative distribution function of licensed users and outage probability of unlicensed users. These metrics are thoroughly analyzed in realistic operating conditions such as imperfect fading channel information and strict transmit power constraint, which satisfies interference power constraint and maximum transmit power constraint, over Nakagami-m fading channels. Novel closed-form expressions are derived and subsequently validated extensively through comparisons with respective results from computer simulations. The proposed expressions are rather long but straightforward to handle both analytically and numerically since they are expressed in terms of well known built-in functions. In addition, the offered results provide the following technical insights: i) Channel information imperfection degrades considerably the performance of both unlicensed network in terms of OP and licensed network in terms of interference levels; ii) underlay cooperative CR networks experience the outage saturation phenomenon; iii) the probability that the interference power constraint is satisfied is relatively low and depends significantly on the corresponding fading severity conditions as well as the channel estimation quality; iv) there exists a critical performance trade-off between unlicensed and licensed networks.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권11호
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• pp.1192-1200
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• 2014

본 논문은 해양 인지 무선 네트워크에서 제한된 피드백을 가지는 협력적 센싱 알고리듬을 제안하고, 제안하는 알고리듬을 기반으로 협력적 센싱 알고리듬의 성능을 평가한다. 제안하는 협력적 센싱 기법은 선박들이 사용 가능한 피드백 양이 제한된 환경에서 차순위 선박들이 문턱값을 기반으로 퓨전 선박에 피드백 여부를 결정하고, 퓨전선박은 수신한 신호를 기반으로 채널 사용 가능 여부를 판단한다. 제안하는 협력적 센싱 기법은 피드백 오버헤드 감소를 목적으로 한다. 해양 인지 무선 네트워크 환경에서 문턱값 기반 협력적 센싱 알고리듬을 사용할 때 센싱 기법의 성능을 검출 확률과 차순위 선박 수에 따른 피드백 선박 수의 측면에서 평가한다. 모의실험을 통하여 제안하는 협력적 센싱 기법은 검출 확률이 다소 감소하나, 피드백 양이 크게 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.20-25
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• 2014

본 논문에서는 멀티콥터의 원활한 주파수 사용과 에너지 충전을 위하여 효율적인 스펙트럼 센싱기술을 제안한다. 제안된 구조는 Ad-hoc network를 기반으로 한 Spectrum sensing의 성능을 향상시키는데 중점을 둔다. 우선 Cooperative Spectrum sensing, Ad-hoc based Spectrum sensing의 기본원리와 단점을 설명한다. 이러한 점을 보완하여 인지 무선 시스템 기반 ad-hoc 네트워크에서도 신호들의 detection probability를 향상시키기 위하여 2차 사용자의 ad-hoc 단말들에게 보다 높은 1차 사용자의 전송 파워를 실어 주기 위한 beamforming 기법을 이용한다. 실험 결과는 신호검출 성능으로 보여주며, 본 논문의 실험결과는 ad-hoc 기반 인지 무선 시스템에 적용 가능하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권5A호
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• pp.429-435
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• 2009

협력 스펙트럼 감지(cooperative spectrum sensing)는 CR(cognitive radio) 네트워크를 구성하는 다수의 부 사용자(secondary user)가 서로 협력하여 주 사용자(primary user)의 스펙트럼 사용 여부를 판단하는 기술이다. 이를 수행하는 일반적인 형태는 일차적으로 부 사용자별로 판단을 한 후 이를 종합하여 최종 판단을 내리는 방식이며, 이때 가장 일반적인 융합 규칙(fusion rule)이 k-out-of-n 규칙이다. 이 방식은 n명의 부 사용자 중에 k명 이상이 주 사용자가 해당 스펙트럼을 사용하고 있다는 것에 동의할 때에만 이를 최종 판단으로 확정하는 방식이다. 본 논문에서는 주 사용자의 검파 확률을 일정 수준 이상으로 유지한다는 조건하에서 이 융합 규칙을 사용하는 협력 스펙트럼 감지 방식의 성능 분석 방식을 제시하고, 그 적용 사례로 10명의 부 사용자로 구성된 CR 네트워크에 대한 수치 분석 결과를 제시하고자 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권3A호
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• pp.287-295
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• 2011

Cognitive radio (CR) features opportunistic access to spectrum when licensed users (LU) are not operating. To avoid interference to LU, cognitive users (CU) need to perform spectrum sensing. Because of local shadowing, fading, or limited sensing capability, it is suggested that multiple CUs cooperate to detect LU. In cooperative spectrum sensing, CUs should exchange their sensing data with minimum bandwidth and delay. In this paper, we introduce a novel method to efficiently report sensing data to the central node in an infrastructured OFDM-based CR network. All CUs simultaneously report their sensing data over unique and orthogonal signals on locally available subcarriers. By detecting the signals, the central node can determine subcarrier availability for each CU. Implementation challenges are identified and then their solutions are suggested. The proposed method is evaluated through simulation on a realistic channel model. The results show that the proposed method is feasible and efficient.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권5호
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• pp.1755-1777
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• 2022

The development of wireless communication technology has led to the underutilization of radio spectra. To address this limitation, an intelligent cognitive radio network was developed. Specific emitter identification (SEI) is a key technology in this network. However, in realistic non-cooperative scenarios, the system may detect signal classes beyond those in the training database, and only a few labeled signal samples are available for network training, both of which deteriorate identification performance. To overcome these challenges, a meta-learning-based open-set identification system is proposed for SEI. First, the received signals were pre-processed using bi-spectral analysis and a Radon transform to obtain signal representation vectors, which were then fed into an open-set SEI network. This network consisted of a deep feature extractor and an intrinsic feature memorizer that can detect signals of unknown classes and classify signals of different known classes. The training loss functions and the procedures of the open-set SEI network were then designed for parameter optimization. Considering the few-shot problems of open-set SEI, meta-training loss functions and meta-training procedures that require only a few labeled signal samples were further developed for open-set SEI network training. The experimental results demonstrate that this approach outperforms other state-of-the-art SEI methods in open-set scenarios. In addition, excellent open-set SEI performance was achieved using at least 50 training signal samples, and effective operation in low signal-to-noise ratio (SNR) environments was demonstrated.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권3호
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• pp.8-13
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• 2012

본 논문에서는 에너지 수집(energy harvesting) 기능이 있는 무선 센서 노드(sensor node)들이 인지 무선 시스템의 스펙트럼 센싱 신뢰성 및 정확도를 높이기 위하여 협력 스펙트럼 센싱을 수행하는 무선 센서 네트워크를 제안한다. 각 센서 노드들이 태양광, 풍력 등으로부터 에너지를 자체적으로 수집하여 전원으로 이용할 때, 수집되는 에너지의 양에 따라 적응적으로 스펙트럼 센싱을 수행하고, 그 결과를 융합 센터(fusion center)로 전송하는 적응적 스펙트럼 센싱 기법을 제안한다. 모의실험을 통해 무선 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드의 수와 수집되는 에너지의 통계적인 특성에 따라 스펙트럼 센싱의 성능이 어떻게 달라지는지 보이고, 센서 노드의 에너지 검출기에 사용되는 표본의 개수를 조절함으로써 융합 센터에서 오검출 확률을 최소화할 수 있음을 보여준다.