• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권3호
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• pp.1301-1318
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• 2017

In order to utilize the licensed channel of cognitive radio (CR) when the primary user (PU) is detected busy, a benefit-exchange access mode based on cooperative communication is proposed to allow secondary user (SU) to access the busy channel through giving assistance to PU's communication in exchange for some transmission bandwidth. A holistic joint optimization problem is formulated to maximize the total throughput of CR system through jointly optimizing the parameters of cooperative spectrum sensing (CSS), including the local sensing time, the pre-configured sensing decision threshold, the forward power of cooperative communication, and the bandwidth and transmission power allocated to SUs in benefit-exchange access mode and traditional access mode, respectively. To solve this complex problem, a combination of bi-level optimization, interior-point optimization and exhaustive optimization is proposed. Simulation results show that, compared with the tradition throughput maximizing model (TTMM), the proposed holistic joint optimization model (HJOM) can make use of the channel effectively even if PU is busy, and the total throughput of CR obtains a considerable improvement by HJOM.

• ETRI Journal
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• 제38권3호
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• pp.444-454
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• 2016

Voice service is very demanding in cognitive radio networks (CRNs). The available spectrum in a CRN for CR users varies owing to the presence of licensed users. On the other hand, voice packets are delay sensitive and can tolerate a limited amount of delay. This makes the support of voice traffic in a CRN a complicated task that can be achieved by devising necessary considerations regarding the various network functionalities. In this paper, the support of secondary voice users in a CRN is investigated. First, a novel packet scheduling scheme that can provide the required quality of service (QoS) to voice users is proposed. The proposed scheme utilizes the maximum packet transmission rate for secondary voice users by assigning each secondary user the channel with the best level of quality. Furthermore, an analytical framework developed for a performance analysis of the system, is described in which the effect of erroneous spectrum sensing on the performance of secondary voice users is also taken into account. The QoS parameters of secondary voice users, which were obtained analytically, are also detailed. The analytical results were verified through the simulation, and will provide helpful insight in supporting voice services in a CRN.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제8권3호
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• pp.69-77
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• 2016

Maximum utilization of unused license spectrum is one of key factor in cognitive radio network which can handle the large number of systems and devices connected on smart grid AMI network. The central intelligence control system has responsibility to accept new technologies and users for automation. To ensure a reliable communication in smart grid system through cognitive network, a minimum mean square error (MSE) signal using unused licensed spectrum (or frequency) is necessary to be detected with small decision error. In this paper, we introduce a user control wireless smart grid system with minimum MSE using LMS algorithm.

• 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.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권10호
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• pp.1005-1019
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• 2014

본 논문은 미국 및 유럽을 중심으로 활발하게 진행되고 있는 주파수 공동사용에 대한 정책추진 현황 및 경제성 분석 결과, 이를 통한 주파수 공동사용의 후보 대역 선정 방안에 대해 제안하였다. 이를 위해 현재의 주파수 수요 급증에 대응하기 위해 시행되고 있는 주파수 할당 및 재배치 방법에 대한 추진현황과 문제점을 고찰하였으며, 이에 대한 해결방안으로 선진국을 중심으로 추진되고 있는 주파수 공동사용의 개념 및 국외 정책추진 현황, 사업자 관점에서의 주파수 공동사용에 대한 경제성 분석 결과를 소개하였다. 또한, 조사 및 분석결과를 통하여 주파수 공동사용의 후보 대역 선정을 위한 평가항목 및 선정기준에 대해 제안하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.37-45
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• 2009

인터넷 서비스가 주 정보원으로 작용하는 정보화 시대에 인터넷 망이 닿지 않는 지역에 인터넷 서비스를 제공하기 위해 전력선 통산이 이루어지고 있다. 하지만, 전력선은 통신 선로가 아니므로 통신 신호의 흐름에 따라 방사되는 전파가 발생하고, 그 전파는 기존에 그 대역을 사용하는 무선 통신 서비스와 간섭이 발생하게 된다. 본 논문에서는 전력선 통신과 무선 통신 서비스의 상호 간섭을 줄이기 위해 스펙트럼 센싱 기술과 Notch Filter 적용 방안을 제안하였다. 스펙트럼 센싱은 주변의 허가된 무선국을 보호하기 위해 주변 무선 환경을 탐색하여 빈 주파수 대역을 찾아 임시적으로 주파수 대역을 사용할 수 있도록 하는 Cognitive Radio(CR)기술의 핵심 기술이다. 또한, 각각의 스펙트럼 센싱 모듈과 Notch Filter의 기능들을 임베디드 보드를 통하여 구현하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.49-55
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• 2015

인지무선 네트워크에서 스펙트럼 센싱은 우선사용자에게 간섭을 주지 않기 위해 기본적으로 수행해야 하는 단계이다. 스펙트럼 센싱에 요구되는 샘플 수는 2차 사용자의 성능에 직접적으로 영향을 주기 때문에, 2차 사용자의 성능과 우선사용자에 대한 간섭은 트레이드오프 관계에 있다. 스펙트럼 센싱에 필요한 샘플 수는 요구되는 오검출 확률, 검출확률 및 우선 사용자의 최소 요구 SNR로 부터 얻어진다. 우선 사용자 센싱에 요구되는 SNR은 2차 사용자의 전송반경과 관련 있기 때문에, 2차사용자들을 모아 센싱집합으로 구성하고 요구되는 전송영역을 최소화시킴으로써 스펙트럼 센싱에 요구되는 우선사용자의 SNR을 완화시킬 수 있다. 따라서 스펙트럼 센싱에 필요한 최소 샘플 수를 줄임으로써 인지무선 네트워크의 전송량을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 이를 위해 센싱집합인 클러스터링을 통해 게임이론으로 클러스터의 크기에 따라 얻는 이득과 손실을 트레이드오프로 디자인하고, 시뮬레이션을 통해 제안된 방법의 성능을 확인한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권3호
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• pp.1-7
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• 2010

Cognitive Radio는 비어있는 주파수 대역을 적절하게 사용하여 주파수 자원 부족의 문제를 완화하는데 효과적인 방법이다. 우선 사용자 시스템의 간섭 없는 데이터 전송을 보장하기 위해서는 휴지기간(quite period)동안의 스펙트럼 센싱이 제안되어왔다. 그러나 CR시스템에서 우선 사용자(우선 사용자 : Primary User)는 예상치 못한 시간에 나타날 수 있기 때문에 우선 사용자에 대한 간섭을 막기에는 충분하지 못하다. 본 논문에서는 기존 스펙트럼 센싱방법의 한계에 대해 설명하고 실시간으로 우선 사용자를 검출하기 위해 이를 모니터링하는 블록을 갖는 새로운 CR 수신기를 제안한다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 2개의 문턱값으로 우선 사용자를 검출하는 고유치값 기반의 검출방법을 검증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권8A호
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• pp.723-729
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• 2011

미 연방통신위원회 FCC가 디지털 방송 전환으로 인해 발생되는 유휴 주파수 대해 비면허 시스템의 사용을 허가함에 따라 비면허 시스템은 사용에 앞서 데이터베이스 혹은 센싱 정보를 통해 면허 사용자로의 간섭을 방지하도록 하고 있다. 미국 디지털 TV 표준인 ATSC 신호는 특정 주파수에 강한 파일럿 신호를 포함하고 있어 센싱 알고리즘들은 이 파일럿 신호를 검출하는 메카니즘으로 연구되어 왔으나 페이딩 등의 영향으로 파일럿 주파수 감쇄가 심한 경우에는 검출이 어려운 특징을 나타냈다. 따라서 본 논문에서는 이를 보완할 수 있는 방식으로 수신 신호의 에너지를 가중치로 가지는 싸이클로 스테이셔너리 특성을 이용한 새로운 검출 알고리즘 및 데이터 통합 방식을 제안하였다. 전산 모의 실험 결과 약한 파일럿을 가진 신호의 경우 기존 싸이클로 스테이셔너리 특성 최대값만을 이용한 결과보다 제안된 검출 방식을 적용하였을 때 90% 검출 성능 기준으로 약 2dB정도의 SNR 개선 효과가 나타났으며, 제안 검출 방식을 이용한 데이터 통합 방식의 경우에도 기존 방식에 비해 약 2dB정도의 SNR 개선 효과가 나타남으로써 이 방식을 적용할 경우 전송 휴지 기간 감소 흑은 검출 성능 향상 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권1호
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• pp.77-86
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• 2013

Cognitive radio (CR) has emerged as one of effective methods to enhance the utilization of existing radio spectrum. Main principle of CR is that secondary users (SUs) are allowed to use the spectrum unused by primary users (PUs) without interfering PU's transmissions. In this paper, PUs operate on a slot-by-slot basis and SUs try to exploit the slots unused by PUs. We propose OSA protocols in the single channel and we propose an opportunistic spectrum access (OSA) protocols in the multi-channel cognitive radio networks with one control channel and several licensed channels where a slot is divided into contention phase and transmission phase. A slot is divided into reporting phase, contention phase and transmission phase. The reporting phase plays a role of finding idle channels unused by PUs and the contention phase plays a role of selecting a SU who will send packets in the data transmission phase. One SU is selected by carrier sense multiple access / collision avoidance (CSMA/CA) with request to send / clear to send (RTS/CTS) mechanism on control channel and the SU is allowed to occupy all remaining part of all idle channels during the current slot. For mathematical analysis, first we deal with the single-channel case and we model the proposed OSA media access control (MAC) protocol by three-dimensional discrete time Markov chain (DTMC) whose one-step transition probability matrix has a special structure so as to apply the censored Markov chain method to obtain the steady state distribution.We obtain the throughput and the distribution of access delay. Next we deal with the multi-channel case and obtain the throughput and the distribution of access delay by using results of single-channel case. In numerical results, our mathematical analysis is verified by simulations and we give numerical results on throughput and access delay of the proposed MAC protocol. Finally, we find the maximum allowable number of SUs satisfying the requirements on throughput and access delay.