• 한국통신학회논문지
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• 제32권7C호
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• pp.616-626
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• 2007

무선통신 채널에서 높은 전송 속도를 가능하게 하는 공간다중화 MIMO 시스템 수신부에서 다중화된 신호를 검출하는 것은 어려운 작업이며, 최근 다양한 신호검출 기법들이 개발되어졌다. 다양한 신호검출 기법 중 maximum likelihood detection with QR decomposition and M-algorithm (QRM-MLD), sphere decoding (SD)과 같은 기존 기법들은 maximum likelihood (ML)기법과 유사한 성능을 가진 것으로 보고되었다. 본 논문에서는 ML 기법과 거의 동일한 성능을 가지면서 낮은 연산복잡도를 보이는 새로운 신호검출 기법을 제안한다. 모의실험을 통하여 제안된 기법은 ML 기법과 거의 동일한 성능을 보이면서 MMSE-OSIC와 유사한 연산복잡도를 가지는 것을 보인다. 또한 기존의 QRM-MLD, SD 기법들의 경우 hard decision 후 추가적인 연산을 통해 soft decision을 위한 log likelihood ratio(LLR) 값을 생성하는 반면, 제안된 기법에서는 추가적인 연산 없이 LLR 값을 성공적으로 생성할 수 있음을 보인다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권2호
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• pp.172-182
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• 2014

In this paper, we investigate the fundamental performance limits of the cooperative sensing using energy detection by considering the unlimited number of sensing nodes. Although a lot of cognitive radio research so far proposed various uses of energy detection because of its simplicity, the performance limits of energy detection have not been studied when a large number of sensing nodes exist. First, we show that when the sensing nodes see the independent and identically distributed channel conditions, then as the number of sensing nodes N goes to infinity, the OR rule of hard decision achieves zero of false alarm Pf for any given target probability of detection $\bar{P_d}$ irrespective of the non-zero received primary user signal to noise ratio ${\gamma}$. Second, we show that under the same condition, when the AND rule of hard decision is used, there exists a lower bound of $P_f$. Interestingly, however, for given $\bar{P_d}$, $P_f$ goes to 1 as N goes to infinity. Third, we show that when the soft decision is used, there exists a way of achieving 100% utilization of secondary user, i.e., the sensing time overhead ratio goes to zero so does $P_f$.We verify our analyses by performing extensive simulations of the proposed unlimited cooperative sensing. Finally, we suggest a way of incorporating the unlimited cooperative sensing into a practical cellular system such as long term evolutionadvanced by exploiting the existing frame structure of absolute blank subframe to implement the in-band sensing.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권12호
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• pp.3061-3080
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• 2012

To improve the sensing performance, cooperation among secondary users can be utilized to collect space diversity. In this paper, we focus on the optimization of cooperative spectrum sensing in which multiple cognitive users efficiently cooperate to achieve superior detection accuracy with minimum sensing error probability in multiple cross-over cognitive radio networks. The analysis focuses on two fusion strategies: soft information fusion and hard information fusion. Under soft information fusion, the optimal threshold of the energy detector is derived in both noncooperative single-user and cooperative multiuser sensing scenarios. Under hard information fusion, the optimal randomized rule and the optimal decision threshold are derived according to the rule of minimum sensing error (MSE). MSE rule shows better performance on improving the final false alarm and detection probability simultaneously. By simulations, our proposed strategy optimizes the sensing performance for each cognitive user which is randomly distributed in the multiple cross-over cognitive radio networks.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권6호
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• pp.1023-1041
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• 2010

In cognitive radio networks, cooperative spectrum sensing schemes are proposed to improve the performance of detecting licensees by secondary users. Commonly, the cooperative sensing can be realized by means of hard decision fusion (HDF) or soft decision fusion (SDF) schemes. The SDF schemes are superior to the HDF ones in terms of the detection performance whereas the HDF schemes are outperforming the SDF ones when the traffic overhead is taken into account. In this paper, a hybrid SFD-HDF cluster-based approach is developed to jointly exploit the advantages of SFD and HDF schemes. Different SDF schemes have been proposed and compared within a given cluster whereas the OR-rule base HDF scheme is applied to combine the decisions reported by cluster headers to a common receiver or base station. The computer simulations show promising results as the performance of the proposed scenario of hybridizing soft and hard fusion schemes is significantly outperforming other different combinations of conventional SDF and HDF schemes while it noticeably reduces the network traffic overhead.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권2A호
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• pp.139-147
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• 2008

DVB-S2 (Digital Video Broadcasting-Satellite, Version 2) 위성방송 시스템은 채널 상태에 따라 적응적으로 구조가 가변되는 프레임을 전송하므로, 수신기의 초기 동기 획득 과정에서는 프레임의 시작점과 구조를 동시에 검출하는 과정이 요구된다. 또한 동기 획득을 위한 최저 동작 신호 대 잡음비가 매우 낮음으로 인해, 요구 성능을 만족시키기 위해서는 다수개의 프레임을 활용하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 DVB-S2 신호 전송 시 다수개의 프레임을 활용하여 시간 동기와 구조를 동시에 검출하는 방식에 대해 검출 오율을 유도하고 성능을 평가한다. 특히 신호 상관 출력의 연판정과 경판정 값을 사용 시 성능 및 복잡도 변화를 평가하고, 최적 성능을 위한 동기 파라미터를 제시하며, 분석 결과를 모의실험을 통해 검증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권10호
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• pp.858-866
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• 2013

차세대 위성방송 규격으로 정의되어 있는 DVB-S2에서는 멀티레벨 위상변조 방식이라고 할 수 있는 APSK 변조 방식과 연판정 정보를 필요로 하는 LDPC 부호화 방식을 채택하고 있다. 따라서, 수신단의 APSK 복조기에서는 비트 당 연판정 값을 계산할 수 있는 기능이 있어야 한다. 본 논문에서는 DVB-S2 시스템에서 사용되는 고차원 APSK변조 신호에 대하여 비트 당 간단한 거리 계산 수준의 복잡도로 연판정 비트를 계산할 수 있는 방법을 소개하고 이 경우 연판정 비트 값이 지나치게 낙관적으로 계산된다는 분석 결과를 보인다. 이와 같이 지나치게 낙관적으로 계산된 연판정 값은 결국 복호 성능 저하의 가장 큰 원인이 된다. 이러한 단점을 극복하기 위한 방법으로써 연판정 출력의 스케일링 기법을 제안하고, 이와 같은 스케일링 기법을 적용하면 선형 복잡도로 연판정 비트값을 계산할 수 있고, 최우 검출기법에 근접하는 성능을 얻을 수 있음을 보인다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.104-112
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• 2016

Adaboost 학습 알고리즘은 학습 단계마다 가장 좋은 특징을 선택하도록 하는 학습 알고리즘 이다. 각 학습 단계에서는 최적의 특징을 선택하기 위해 특정 임계값과 그에 대한 최소 오차율을 가지는 특징을 선택하도록 되어 있다. 하지만, 임계값을 이용하는 방법은 최적의 오차율을 검출하는데 있어 효율적인 방법이 아니다. 본 논문에서는 최적의 오차율을 검출하기 위한 퍼지 Adaboost 기법을 제안한다. 퍼지를 통해 결정 경계를 유연하게 한 Adaboost는 학습 단계가 적어도 좋은 성능을 보이는 장점이 있다. 기존의 Adaboost는 학습 전에 학습데이터에 대한 가중치를 동일하게 할당한다. 하지만, 본 논문에서는 이에 대한 가중치를 확률을 이용하여 초기 가중치를 다르게 줌으로서, 적은 학습에도 좋은 결과를 보이는 방법을 제안한다. 실험 결과에서는 기존의 Adaboost와 제안하는 방법에 대한 성능 평가를 통해, 퍼지 Adaboost가 기존 방법에 비해 좋은 결과를 보였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권2호
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• pp.886-889
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• 2017

An active Fault Tolerant Model Predictive Control (FTMPC) using Fuzzy scheduler is developed. Fault tolerant Control (FTC) system stages are broadly classified into two namely Fault Detection and Isolation (FDI) and fault accommodation. Basically, the faults are identified by means of state estimation techniques. Then using the decision based approach it is isolated. This is usually performed using soft computing techniques. Fuzzy Decision Making (FDM) system classifies the faults. After identification and classification of the faults, the model is selected by using the information obtained from FDI. Then this model is fed into FTC in the form of MPC scheme by Takagi-Sugeno Fuzzy scheduler. The Fault tolerance is performed by switching the appropriate model for each identified faults. Thus by incorporating the fuzzy scheduled based FTC it becomes more efficient. The system will be thereafter able to detect the faults, isolate it and also able to accommodate the faults in the sensors and actuators of the Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) process while the conventional MPC does not have the ability to perform it.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권7A호
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• pp.515-522
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• 2009

본 논문에서는 채널 부호회된 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 시스템을 위한 공간 변조를 이용한 새로운 전송 기법을 제안한다. 공간 변조라 불리는 개루프 (open-loop) 방식의 다중 안테나 기술은 업력 데이터를 안테나 인텍스(index) 신호와 데이터 신호로 나누고, 안테나 인텍스 신호에 따라 다수의 송신안테나 중 하나의 송신안테나를 선택하여 데이터 신호를 전송한다. 공간 변조는 수신기에서 송신된 신호가 어떤 안테나로부터 보내졌는지를 의미하는 안테나 인텍스를 검출해야 하는데, 이를 위해서 채널 행렬의 직교성이 보장되어야 한다. 실제 채널은 무시하지 못할 정도의 채널 상관도로 인해 직교성을 유지하지 못한다. 또한 기존 공간 변조를 위한 수신기는 경판정 방식을 취하고 있으므로, 실제 시스템에 이를 활용하기가 어렵다. 본 논문에서는 기존의 공간 변조 기법이 연판정 수신을 할 수 있도록 소프트 출력 디맵퍼 (soft-output demapper)를 유도하고, 기존 기법의 수신 성능을 개선하기 위해 새로운 구조의 전송 기법을 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권9호
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• pp.2037-2051
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• 2012

Cognitive radio (CR) is envisioned as a promising paradigm of exploiting intelligence for enhancing efficiency of underutilized spectrum bands. In CR, the main concern is to reliably sense the presence of primary users (PUs) to attain protection against harmful interference caused by potential spectrum access of secondary users (SUs). In this paper, evolutionary algorithms, namely, particle swarm optimization (PSO) and genetic algorithm (GA) are proposed to minimize the total sensing decision error at the common soft data fusion (SDF) centre of a structurally-centralized cognitive radio network (CRN). Using these techniques, evolutionary operations are invoked to optimize the weighting coefficients applied on the sensing measurement components received from multiple cooperative SUs. The proposed methods are compared with each other as well as with other conventional deterministic algorithms such as maximal ratio combining (MRC) and equal gain combining (EGC). Computer simulations confirm the superiority of the PSO-based scheme over the GA-based and other conventional MRC and EGC schemes in terms of detection performance. In addition, the PSO-based scheme also shows promising convergence performance as compared to the GA-based scheme. This makes PSO an adequate solution to meet real-time requirements.