• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.6-9
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• 2013

Cognitive Radio는 유휴 스펙트럼을 찾아 환경에 맞는 통신방식과 주파수 대역폭을 능동적으로 판단해 재활용하는 지능적인 간섭회피로 방식으로 스펙트럼을 공유하여 전파자원효율을 극대화 하는 기술이다. 이때 PU에 간섭을 일으키지 않기 위한 스펙트럼 센싱 기술이 중요하다. 하지만 상황에 따라 스펙트럼 센싱 알고리즘을 선택할수 있다면 좀더 효율적 센싱을 할수 있을 것이다. 따라서 본 논문에서는 퍼지컨트롤러를 통해 에너지검출, 자기상관검출,M atched filter 검출 등을 개별 센싱에 반영하는 시스템 모델을 제안하고 분석한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권12호
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• pp.2957-2986
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• 2013

The traditional approach of fixed spectrum allocation to licensed networks has resulted in spectrum underutilisation. Cognitive radio technology is envisioned as a promising solution that can be used to resolve the ineffectiveness of the fixed spectrum allocation policy by accessing the underutilised spectrum of existing technologies opportunistically. The implementation of cognitive radio networks (CRNs) faces distinct challenges due to the fact that two systems (i.e., cognitive radio (CR) and primary users (PUs)) with conflicting interests interact with each other. Specially, in self-organised systems such as ad-hoc CRNs (AHCRNs), the coordination of spectrum access introduces challenges to researchers due to rapid utilisation changes in the available spectrum, as well as the multi-hop nature of ad-hoc networks, which creates additional challenges in the analysis of resource allocation (e.g., power control, channel and rate allocation). Instead, game theory has been adopted as a powerful mathematical tool in analysing and modelling the interaction processes of AHCRNs. In this survey, we first review the most fundamental concepts and architectures of CRNs and AHCRNs. We then introduce the concepts of game theory, utility function, Nash equilibrium and pricing techniques. Finally, we survey the recent literature on the game theoretic analysis of AHCRNs, highlighting its applicability to the physical layer PHY, the MAC layer and the network layer.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권4호
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• pp.312-316
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• 2010

본 논문에서는 기지국 채널 자원을 MNO(Mobile Network Operator)와 MVNO(Mobile Virtual Network Operator)가 공유할 경우 사업자들에게 채널 자원을 공정하고 효율적으로 할당하기 위한 게임 이론적 모델을 제안한다. 제안 모델은 협상(Bargaining) 게임 이론을 이용하며 MNO와 MVNO의 입력 부하를 고려하여 이들 사이의 기지국 채널 자원을 할당한다. 제안 기법은 사업자별 입력 부하가 비대칭적인 경우 입력 부하가 낮은 사업자보다 입력 부하가 높은 사업자에게 보다 많은 양의 채널을 할당하여 기지국의 채널 이용율을 증가시키며 또한 한 사업자의 과도한 입력 부하로 인해 타 사업자의 서비스 품질이 저하되는 것을 방지한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권1호
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• pp.91-107
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• 2014

Device-to-device (D2D) communication is an excellent technology to improve the system capacity by sharing the spectrum resources of cellular networks. Multicast service is considered as an effective transmission mode for the future mobile social contact services. Therefore, multicast based on D2D technology can exactly improve the spectrum resource efficiency. How to apply D2D technology to support multicast service is a new issue. In this paper, a resource allocation scheme based on cognitive radio (CR) for D2D underlay multicast communication (CR-DUM) is proposed to improve system performance. In the cognitive cellular system, the D2D users as secondary users employing multicast service form a group and reuse the cellular resources to accomplish a multicast transmission. The proposed scheme includes two steps. First, a channel allocation rule aiming to reduce the interference from cellular networks to receivers in D2D multicast group is proposed. Next, to maximize the total system throughput under the condition of interference and noise impairment, we formulate an optimal transmission power allocation jointly for the cellular and D2D multicast communications. Based on the channel allocation, optimal power solution is in a closed form and achieved by searching from a finite set and the interference between cellular and D2D multicast communication is coordinated. The simulation results show that the proposed method can not only ensure the quality of services (QoS), but also improve the system throughput.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권9A호
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• pp.853-866
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• 2008

본 논문에서는 IEEE 802.22 기반의 인지라디오 시스템에서 다중 홉 릴레이 방식의 적용 방안을 제안한다. 먼저, 중계기를 통한 전송 시나리오를 가정하고 이를 지원하기 위한 물리 채널 프레임 구조를 예시한다. 다음으로, 분산 감지 (distributed sensing) 방식을 이용한 가용 채널 결정 방식을 제안하고 이를 토대로, 기지국 중심의 중앙집중형 (centralized) 채널 할당 기법 및 릴레이 전송을 위한 중계기 선택 알고리즘을 개발하였다. 그리고 수학적 해석과 시뮬레이션을 통한 성능 분석 결과는 제안한 다중 홉 릴레이 방식이 중계기를 사용하지 않은 기존의 인지 라디오 시스템에 비해 스펙트럼 이용효율과 시스템 수율 측면에서 성능 향상이 있음을 보여준다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권4호
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• pp.1192-1207
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• 2014

Dynamic spectrum sharing is a key technology to improve spectrum utilization in wireless networks. The elastic spectrum management provides a new opportunity for licensed primary users and unlicensed secondary users to efficiently utilize the scarce wireless resource. In this paper, we present a game-theoretic framework for dynamic spectrum allocation where the primary users rent the unutilized spectrum to the secondary users for a monetary profit. In reality, due to the ON-OFF behavior of the primary user, the quantity of spectrum that can be opportunistically shared by the secondary users is limited. We model this situation with the renewal theory and formulate the spectrum pricing scheme with the Bertrand game, taking into account the scarcity of the spectrum. By the Nash-equilibrium pricing scheme, each player in the game continually converges to a strategy that maximizes its own profit. We also investigate the impact of several properties, including channel quality and spectrum substitutability. Based on the equilibrium analysis, we finally propose a decentralized algorithm that leads the primary users to the Nash-equilibrium, called DST. The stability of the proposed algorithm in terms of convergence to the Nash equilibrium is also studied.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권10호
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• pp.4748-4765
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• 2016

We consider a virtualized cognitive radio (CR) network, where multiple virtual network operators (VNOs) who own different virtual cognitive base stations (VCBSs) share the same physical CBS (PCBS) which is owned by an infrastructure provider (InP), sharing the spectrum with the primary user (PU). The uplink scenario is considered where the secondary users (SUs) transmit to the VCBSs. The PU is protected by constraining the interference power from the SUs. Such constraint is applied by the InP through pricing the interference. A Stackelberg game is formulated to jointly maximize the revenue of the InP and the individual utilities of the VNOs, and then the Stackelberg equilibrium is investigated. Specifically, the optimal interference price and channel allocation for the VNOs to maximize the revenue of the InP and the optimal power allocation for the SUs to maximize the individual utilities of the VNOs are derived. In addition, a low‐complexity ±‐optimal solution is also proposed for obtaining the interference price and channel allocation for the VNOs. Simulations are provided to verify the proposed strategies. It is shown that the proposed strategies are effective in resource allocation and the ±‐optimal strategy achieves practically the same performance as the optimal strategy can achieve. It is also shown that the InP will not benefit from a large interference power limit, and selecting VNOs with higher unit rate utility gain to share the resources of the InP is beneficial to both the InP and the VNOs.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제4권1호
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• pp.5-10
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• 2015

LTE-A 네트워크에서 D2D 통신은 시스템의 용량 및 스펙트럼의 효율성을 향상시키는 유망한 기술이다. 전체 스펙트럼의 효율성을 향상시킬 수 있는 이유는 기지국이 이미 셀룰러 단말에 할당한 무선 자원을 D2D 통신에 할당하여 자원을 재사용할 수 있기 때문이다. 하지만 동일한 자원을 셀룰러 및 D2D 통신이 공유하여 사용함으로써 셀 내에 간섭이 발생할 수 있다. 따라서 동일한 자원을 사용하는 셀룰러 통신과 D2D 통신 간에 간섭 조정을 위한 적절한 자원 할당 기법이 필요하다. 특히, LTE-A 환경에 D2D 통신을 적용하기 위해서는 셀 내 간섭뿐만 아니라 셀 간 간섭 조정이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 셀 간 간섭 완화를 위해서 주파수 재사용 패턴 기법 중 하나인 FFFR 기법을 사용하고, 셀 내 간섭 완화를 위해서는 기지국이 셀룰러 사용자가 이미 사용 중인 자원을 랜덤하게 선택하여 D2D 통신에 할당하는 D2D 자원 할당 알고리즘을 제안한다. 제안된 자원 할당 알고리즘의 성능평가를 위해 시뮬레이션을 수행하였으며, 셀 내 간섭 완화, 시스템 처리량 및 계산복잡도 등이 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권8호
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• pp.1532-1541
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• 2015

D2D 통신은 시스템의 용량 및 스펙트럼의 효율성을 향상시키는 유망한 기술이다. 전체 스펙트럼의 효율성을 향상시킬 수 있는 이유는 기지국이 이미 셀룰러 단말에 할당한 무선 자원을 D2D 통신에 할당하여 자원을 재사용할 수 있기 때문이다. 하지만 동일한 자원을 셀룰러 및 D2D 통신이 공유함으로써 셀 내에 간섭이 발생할 수 있다. 따라서 동일한 자원을 사용하는 셀룰러 통신과 D2D 통신 간에 간섭 조정을 위한 적절한 자원 할당 기법이 필요하다. 본 논문에서는 영역 그룹 및 D2D pair 그룹화를 통해 간섭을 최소화하는 그룹핑 자원 할당 기법을 제안한다. 제안 기법의 성능 분석 결과 자원 할당에 쓰인 셀룰러 자원의 수, 자원 할당을 위한 계산량 등의 성능이 향상됨을 확인하였다.

• 정보통신설비학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.10-15
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• 2012

Ultra wideband (UWB) technologies have been developed to exploit a new spectrum resource in substances and to realize ultra-high-speed communication, high precision geo-location, and other applications. The energy of UWB signal is extremely spread from near DC (Direct Current) to a few GHz. This means that the interference between conventional narrowband systems and UWB systems is inevitable. However, the interference effects had not previously been studied from UWB wireless systems to conventional wireless systems sharing the frequency bands such as broadcasting system. This paper experimentally evaluates the interference from two kinds of UWB sources, namely an orthogonal frequency division multiplex UWB source and an impulse radio UWB source, to a broadcasting transmission system. The S/N ratio degradation of broadcasting system is presented. From these experimental results, we show that in all practical cases UWB system can be coexisted 35m distance in-band broadcasting network.