• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권1호
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• pp.361-378
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• 2012

Most of the current frequency hopping (FH) based dynamic spectrum access (DSA) methods concern a reactive channel access scheme with synchronous inter-channel spectrum sensing, i.e., FH is reactively triggered by the primary user (PU)'s return reported by spectrum sensing, and the PU channel to be switched to is assumed precisely just sensed or ready to be sensed, as if the inter-channel spectrum sensing moments are synchronous. However, the inter-channel spectrum sensing moments are more likely to be asynchronous, which risks PU suffering more interference. Moreover, the spectrum sensing is usually erroneous, which renders the problem more complex. To address this problem, we propose a proactive FH based DSA method against both erroneous spectrum sensing and asynchronous inter-channel spectrum sensing (moments). We term it as proactive DSA. The optimal FH sequence is obtained by dynamic programming. The complexity is also analyzed. Finally, the simulation results confirm the effectiveness of the proposed method.

• 정보와 통신
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• 제30권1호
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• pp.67-76
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• 2012

본고에서는 jamming 이나 은폐 등으로 인하여 통신 채널이 동적으로 변화하는 전장환경에서 dynamic spectrum access(DSA) 기술을 토대로 보다 안정된 통신을 하는 기술을 알아본다. DSA 통신의 핵심기술을 설명하고, 미국의 DARPA에서 수행한 neXt Generation(XG) 프로젝트와 Wireless Network after Next(WNaN) 국방통신 프로젝트를 소개한 후에 결론에서 시사점을 다룬다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권1호
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• pp.38-44
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• 2013

This paper proposes a new dynamic spectrum access (DSA) algorithm for cognitive radio networks. Once initialized, this algorithm works without the need of coordination overhead and hence can be used when no control channel is available. Secondary user (SU) lists and predetermined access control are used in this algorithm. We analyze the probability of no SU collision with primary user and the throughput of our proposed algorithm. Extensive simulations show that our algorithm outperforms the existing DSA algorithm in terms of both the aggregate throughput and the traffic distribution fairness. Furthermore, the validity of our analysis is confirmed by simulation results.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권5호
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• pp.1532-1553
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• 2014

Radio spectrum is a precious resource and characterized by fixed allocation policy. However, a large portion of the allocated radio spectrum is underutilized. Conversely, the rapid development of ubiquitous wireless technologies increases the demand for radio spectrum. Cognitive Radio (CR) methodologies have been introduced as a promising approach in detecting the white spaces, allowing the unlicensed users to use the licensed spectrum thus realizing Dynamic Spectrum Access (DSA) in an effective manner. This paper proposes a generalized framework for DSA between the licensed (primary) and unlicensed (secondary) users based on Continuous Time Markov Chain (CTMC) model. We present a spectrum access scheme in the presence of sensing errors based on CTMC which aims to attain optimum spectrum access probabilities for the secondary users. The primary user occupancy is identified by spectrum sensing algorithms and the sensing errors are captured in the form of false alarm and mis-detection. Simulation results show the effectiveness of the proposed spectrum access scheme in terms of the throughput attained by the secondary users, throughput optimization using optimum access probabilities, probability of interference with increasing number of secondary users. The efficacy of the algorithm is analyzed for both imperfect spectrum sensing and perfect spectrum sensing.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권7호
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• pp.599-611
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• 2016

본 논문은 주파수 공동사용 체계를 기반으로 군 전술 통신망 환경에서 동적 스펙트럼 접속 실현이 가능한 인지엔진 플랫폼을 제안하였다. 현재의 군 전술 무선통신 체계는 동종 및 이종의 군 전술 무선통신의 효과적 운용을 위한 추가 주파수 확보 및 무기체계 무선망 간의 상호공존 방안에 대한 필요성이 빠르게 증가하고 있는 실정이다. 본 논문은 추가 주파수 확보 방안으로 미국 및 유럽을 중심으로 활발한 연구개발이 진행되고 있는 주파수 공동사용에 대한 정책 및 연구개발 추진현황에 대해 살펴보았다. 또한, 동적 스펙트럼 접속(DSA: Dynamic Spectrum Access)을 위한 군 전술 무선통신분야의 핵심 기술인 인지엔진 기술개발 현황에 대해서도 소개하였다. 이를 통하여 본 논문은 최신 트랜드 흐름을 고려하여 향후 군 전술 무선통신에서 추가 주파수 확보 및 동적 스펙트럼 접속의 실현, 무기체계 무선망 간 상호공존이 가능한 주파수 공동사용 기반의 인지엔진 플랫폼 구조에 대해 제안하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권11호
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• pp.59-68
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• 2010

본 논문은 보상함수 수정을 통해 보다 완벽한 DSA(Dynamic Spectrum Access)를 수행하는 새로운 방법을 제시하였다. POMDP(Partially Observable Markov Decision Process)는 미래의 스펙트럼 상태를 예측하는데 사용되는 알고리즘으로서, 그 중 보상함수는 스펙트럼을 예측하는데 있어 가장 중요한 부분이다. 그러나 보상함수는 Busy 및 Idle의 두 가지 상태만 갖고 있기 때문에 채널에서 충돌이 발생하게 되면 보상함수는 Busy를 반환함으로써 2차 사용자의 성능을 감소시키게 된다. 따라서 본 논문에서는 기존의 Busy를 Busy 및 Collision 의 두 상태로 구분하였고, 이렇게 추가된 Collision 상태를 통해 2차 사용자의 채널 접근 기회를 보다 향상시킴으로서 데이터 전송율을 증대시킬 수 있도록 하였다. 또한 본 논문은 새로운 알고리즘의 신뢰도 벡터를 수학적으로 분석하였다. 마지막으로 시뮬레이션 결과를 통해 개선된 보상함수의 성능을 검증하고, 이를 통해 새로운 알고리즘이 CR 네트워크에서 2차 사용자의 성능을 향상시킬 수 있음을 보인다.

• 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.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권2호
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• pp.222-227
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• 2013

This paper presents an analytical framework for dynamic spectrum allocation in cognitive radio networks. We propose a distributed queuing based Markovian model each for single channel and multiple channels access for a contending user. Knowledge about spectrum mobility is one of the most challenging problems in both these setups. To solve this, we consider probabilistic channel availability in case of licensed channel detection for single channel allocation, while variable data rates are considered using channel aggregation technique in the multiple channel access model. These models are designed for a centralized architecture to enable dynamic spectrum allocation and are compared on the basis of access latency and service duration.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권7호
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• pp.2231-2245
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• 2014

Cognitive Radio (CR) has very promising potential to improve spectrum utilization by allowing unlicensed Secondary Users (SUs) to access the spectrum dynamically without disturbing licensed Primary Users (PUs). Mitigating interference is a fundamental problem in CR scenarios. This is particularly problematic for deploying CR in cellular networks, when users are located at the cell edge, as the inter-cell interference mitigation and frequency reuse are critical requirements for both PUs and SUs. Further cellular networks require higher cell edge performance, then SUs will meet more challenges than PUs. To solve the performance decrease for SUs at the cell edge, a novel Dynamic Spectrum Allocation (DSA) scheme based on Game Theory is proposed in this paper. Full frequency reuse can be realized as well as inter-cell interference mitigated according to SUs' sensing, measurement and interaction in this scheme. A joint power/channel allocation algorithm is proposed to improve both cell-edge user experience and network performance through distributed pricing calculation and exchange based on game theory. Analytical proof is presented and simulation results show that the proposed scheme achieves high efficiency of spectrum usage and improvement of cell edge SUs' performance.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.58-71
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• 2019

본 논문은 군 전술 무선 통신망에서의 가용 주파수 채널 확보를 위한 인지 라디오 엔진 플랫폼 구조 및 인지 라디오 무선기기를 위한 가용 주파수 채널 추론기법을 제안하였다. 현재의 군 전술 통신망은 동종 및 이종 군 무선기기 주파수의 효과적 운용을 위한 가용 주파수 확보 및 군 무선기기 간의 상호공존 방안에 대한 필요성이 빠르게 증가하고 있는 실정이다. 본 논문은 최적의 가용 주파수 채널확보 방안으로 동적 스펙트럼 접속(DSA, Dynamic Spectrum Access) 실현을 위한 인지 라디오 엔진 기술 기반의 가용채널 추론기법에 대해 소개하였다. 이를 위해 주사용자(PU, Primary User)의 채널 이용현황 모델링 및 채널 점유확률 계산을 통하여 인지 라디오 무선기기를 위한 사례 기반의 가용채널 추론기법을 제안하였으며, 성능분석 모의실험을 통하여 주사용자의 점유채널 정보 대비 인지 라디오 무전기의 가용채널 획득 정보 간의 충돌확률 변화율을 분석하였다.