• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권7호
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• pp.22-31
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• 2008

인지전파 기술은 유효한 스펙트럼을 찾기 위하여 면허사용자(주사용자)의 존재를 검출하는 적절한 센싱 기술이 필요하다. 또한 분산형 ad-hoc 네트워크의 경우 검출된 정보는 부사용자 간에 서로 제공될 수 있어야 한다. 동시에 주사용자의 성능은 부사용자에 의하여 열화 되지 않아야 한다. 특히, 주사용자의 검출은 음영지역에서는 매우 어렵다. 이를 위하여 분산형 협력 스펙트럼 센싱 기술이 제안되었는데 이는 검출 성능을 향상하기 위하여 다수의 부사용자에 의하여 검출된 정보를 협력적으로 조합하는 방법이다. 그러나 이 기술은 주사용자를 검출하는 정확성과 신속성 측면에서 성능 향상이 필요하다. 본 논문에서는 UWB를 사용하여 주사용자를 검출하고 또 이를 사용하여 검출된 정보를 부사용자 노드들에게 제공하는 방법을 제안하였다. UWB는 고속의 데이터 전송이 가능한 장점이 있다. 뿐만 아니라 underlay 방법으로 주사용자와 공존하여 전송이 가능한 장점이 있다. 본 논문에서는 UWB를 사용한 주사용자의 검출 확률 측면에서 개선이 됨을 보였다. 또한 throughput을 해석한 결과 제안된 방법은 기존의 방법과 비교하여 개선되었음을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권11호
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• pp.3860-3875
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• 2014

Cognitive radio networks (CRNs) are composed of mobile users who can use multiple spectrum bands for communication. CRNs allow unlicensed users (called cognitive users) to efficiently utilize unused licensed spectrums without interfering with communications of licensed users (called primary users). The main goals of CRNs are to mitigate spectrum saturation and to improve spectrum utilization. This paper introduces state-of-the-art routing protocols for CRNs and addresses some limitations of these protocols. To resolve the limitations, we suggest a new research direction for routing protocols in CRNs. We implement our protocol to compare with the existing routing protocols for multi-hop CRNs. Our protocol shows good performance compared to the existing routing protocols in terms of network performance and PU protection.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권12호
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• pp.4600-4616
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• 2021

In cognitive radio networks where unlicensed secondary users opportunistically access to licensed spectrum unused by licensed primary users, spectrum sensing is one of the key issues in order to effectively use the frequency resource. For enhancing the sensing performance in energy detection-based spectrum sensing, spatial diversity based on multiple antennas is utilized. However, the sensing performance can be degraded when antennas are spatially correlated, resulting in inducing the harmful interference to primary users. To overcome this problem, in this paper, an advanced energy detector is proposed. In the proposed sensing method, a weight matrix based on the eigenvalues of the spatial channels without any prior information on the primary signals is defined and utilized. In numerical simulations, it is shown that the proposed detector outperforms the conventional detector with regard to false-alarm and detection probabilities when antenna are spatially correlated.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권7호
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• pp.2668-2717
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• 2021

Demands for high-speed wireless data services grow rapidly. It is a big challenge to increasing the network capacity operating on licensed spectrum resources. Unlicensed spectrum cellular networks have been proposed as a solution in response to severe spectrum shortage. Licensed Assisted Access (LAA) was standardized by 3GPP, aiming to deliver data services through unlicensed 5 GHz spectrum. Furthermore, the 3GPP proposed 5G New Radio-Unlicensed (NR-U) study item. On the other hand, artificial intelligence (AI) has attracted enormous attention to implement 5G and beyond systems, which is known as Intelligent Radio (IR). To tackle the challenges of unlicensed spectrum networks in 4G/5G/B5G systems, a lot of works have been done, focusing on using Machine Learning (ML) to support resource allocation in LTE-LAA/NR-U and Wi-Fi coexistence environments. Generally speaking, ML techniques are used in IR based on statistical models established for solving specific optimization problems. In this paper, we aim to conduct a comprehensive survey on the recent research efforts related to unlicensed cellular networks and IR technologies, which work jointly to implement 5G and beyond wireless networks. Furthermore, we introduce a positioning assisted LTE-LAA system based on the difference in received signal strength (DRSS) to allocate resources among UEs. We will also discuss some open issues and challenges for future research on the IR applications in unlicensed cellular networks.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.374-380
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• 2015

무선 트래픽이 급증함에 따라 활용 가능한 주파수 자원을 확보하고, 기존 사용자와 공동으로 주파수를 사용하기 위한 상호공존 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 이동통신 무선접속표준을 제정하는 3GPP에서도 면허대역에서 제공되던 이동통신시비스를 5 GHz 비면허대역으로 확장하기 위한 표준기술 개발을 시작하였다. 캐리어 집성기술을 기반으로 면허대역의 보조 캐리어로 5 GHz 대역을 활용하는 시나리오를 가정하고 있으며, 기존 Wi-Fi 시스템과 상호공존할 수 있는 기술개발이 핵심 요구사항으로 정의되었다. 3GPP에서는 각국의 기술기준을 모두 만족할 수 있는 단일 기술개발을 목표로 삼고 있으므로, 현재 유럽 기술기준의 Listen-Before-Talk 기반 Frame based Equipment와 Load based Equipment 채널접속방법을 Wi-Fi와 주파수 자원을 공유하기 위한 기술로 우선 검토하고 있다. 본 논문에서는 두 가지 방식에 대하여 설명하고, 비면허대역 LTE 표준에 적용하는 경우, 구현 및 표준관점에서의 고려할 사항을 정의하고 있다. 또한, 세 가지 동작 시나리오에서 파일전달지연시간과 전송률의 성능지표로 두 방식의 성능을 비교 분석한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.91-98
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• 2019

3GPP LTE의 비면허대역 솔루션인 Licensed Assisted Access (LAA) 기술은 Listen-Before-Talk (LBT)을 수행한다. 이는 Wi-Fi와의 공존을 위해 Wi-Fi의 백오프 기법과 매우 유사하게 설계되었다. 하지만, Wi-Fi의 백오프 기법은 기존 장치와의 호환 및 공존을 위해 오래된 설계에 기반하고 있어, LAA의 LBT 또한 스펙트럼 이용에 있어 비효율성을 보인다. 만약 근처에 Wi-Fi 시스템이 없는 환경이라면 LAA는 보다 효율적인 LBT를 수행할 수 있다. 이 논문은 협대역 전송을 위한 Narrowband Clear Channel Assessment (NCCA)를 제안한다. NCCA에서 LAA 기지국은 광대역 또는 각 협대역 밴드에서 LBT를 수행한다. 이를 통해, 복수의 LAA 노드가 서로 다른 협대역에서 동시에 전송할 수 있게 한다. NCCA 구현을 위해 네 가지의 설계안을 제시하고, 성능 예측을 위한 수학 모델을 제시한다. 기존 광대역 시스템과 공존하는 시나리오에서 시뮬레이션을 통해 NCCA의 공존 성능과 제시한 성능 모델의 정확성을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권3호
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• pp.289-304
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• 2010

This paper proposes a novel scheme for cooperative spectrum sensing on distributed cognitive radio networks. A fuzzy logic rule - based inference system is proposed to estimate the presence possibility of the licensed user's signal based on the observed energy at each cognitive radio terminal. The estimated results are aggregated to make the final sensing decision at the fusion center. Simulation results show that significant improvement of the spectrum sensing accuracy is achieved by our schemes.

• 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.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권4호
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• pp.406-418
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• 2015

Cognitive radio networks (CRNs) have emerged as a promising solution to the problem of spectrum under utilization and artificial radio spectrum scarcity. The paradigm of dynamic spectrum access allows a secondary network comprising of secondary users (SUs) to coexist with a primary network comprising of licensed primary users (PUs) subject to the condition that SUs do not cause any interference to the primary network. Since it is necessary for SUs to avoid any interference to the primary network, PU activity precludes attempts of SUs to access the licensed spectrum and forces frequent channel switching for SUs. This dynamic nature of CRNs, coupled with the possibility that an SU may not share a common channel with all its neighbors, makes the task of multicast routing especially challenging. In this work, we have proposed a novel multipath on-demand multicast routing protocol for CRNs. The approach of multipath routing, although commonly used in unicast routing, has not been explored for multicasting earlier. Motivated by the fact that CRNs have highly dynamic conditions, whose parameters are often unknown, the multicast routing problem is modeled in the reinforcement learning based framework of learning automata. Simulation results demonstrate that the approach of multipath multicasting is feasible, with our proposed protocol showing a superior performance to a baseline state-of-the-art CRN multicasting protocol.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.416-422
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• 2011

본 논문에서는 개별 센싱 결과를 결합하기 위해 센싱의 성능은 연판정 방식보다 낮지만, 시스템의 부담이 적고 비교적 단순한 방식인 경판정 방식을 적용하였으며, 센싱의 성능을 높이기 위해 각 CR 기기의 검출 확률을 반영하여 가중치를 설정하고, 계산된 가중치가 개별 센싱 결과에 재반영되어 결합하는 최적화된 경판정 방식을 제안한다. 기존의 경판정 방식과 달리 가중치를 적용하여 센싱 성능을 높이도록 하였고, 모의 실험 및 분석을 통하여 성능을 나타내었다. 1차 사용자의 신호는 OFDM 기반의 시스템을 가정하였고, 1차 사용자와 CR 기기 사이의 무선 채널은 가우시안(Gaussian) 채널로 모델링하였다.