• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권2호
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• pp.166-171
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• 2011

This paper investigates the design issues of spectrum sensing in the cognitive radio (CR) networks of opportunistic unlicensed spectrum access. The cognitive radios can perform a communication using the incumbent user spectrum band without the interference caused by the cognitive radio users. In this case, the cognitive radios must know the real-time radio environments of the incumbent user spectrum band using the spectrum sensing, beacon signal, and geo-location database access. Then in this paper, we are going to provide spectrum sensing issues which include the sensing techniques, the regulatory requirements, the analysis of DTV detection threshold, and main considerations associated with the spectrum sensing design in cognitive radio systems. Also, this paper introduces design trade-offs in order to optimize the sensing parameters such as sensing time and sensing complexity.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권7호
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• pp.95-101
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• 2009

인지 라디오(Cognitive Radio: CR) 기술은 우선 사용자와 CR 사용자가 무선 자원을 공유하여 무선 자원의 효율을 증가시킬 수 있는 기술이다. 본 논문에서는 셀에서의 채널사용에 대한 부분정보만이 CR 사용자에게 알려져 있음을 가정하고 채널 할당 모델을 설계한다. 모델은 우선 사용자가 CR 사용자에 의하여 간섭받지 않도록 설계하였으며, CR사용자의 채널 재획득과정을 포함한다. 설계된 인지 라디오에서의 채널 할당 모델을 분석하기 위하여 이에 대한 페트리 네트 모델을 개발하였으며 성능분석을 수행 한다. 성능지표로는 우선사용자 채널 점유율 변화에 따른 CR 사용자의 호 분설률과 처리율을 계산한다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권4호
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• pp.391-395
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• 2011

Cognitive radio (CR) technique is a useful tool for improving spectrum utilization by detecting and using the vacant frequency bands while avoiding interference to the primary user. The sensing performance in a CR network can be improved by allowing some CR users to perform cooperative spectrum sensing. In this paper, we propose a new sensing algorithm that utilizes an adaptive energy threshold for cooperative spectrum sensing in which a changeable energy threshold is adopted by the CR users for improving local sensing performance. Through the proposed scheme, the reliability of global decision can be enhanced mainly due to the improvement in local sensing performance.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.353-360
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• 2014

In cognitive radio networks (CRNs), SU (secondary user)'s transmissions are frequently disrupted by PU (primary user)'s transmission. Therefore SU expereiences consecutive retransmission timeout and its exponential backoff, and subsequently, the TCP of SU does not proceed with the transmission even after the disruption is over or the SU succeeds to hold an idle channel. In order to solve this problem, we propose a cross-layer approach called TCP-Freeze-CR. Moreover we consider a practical scenario where either secondary transmitter (ST) or secondary receiver (SR) detects PU's transmission, which results in the need of spectrum synchronization mechanism. All of our proposals are implemented and verified with a real CRN testbed consisting of 6 software radios called USRP. The experimental results illustrate that standard TCP suffers from significant performance degradation and show that TCP-Freeze-CR greatly mitigates the degradation.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.1-10
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• 2011

스펙트럼 검출은 인지 무선 시스템(Cognitive Radios) 구현을 위한 핵심 기술들 중의 하나이다. 스펙트럼 검출에서 문제시되는 점들 중에 하나는 페이딩(Fading) 및 쉐도윙(Shadowing) 등으로 인해서 스펙트럼 검출 성능이 저하된다는 것이다. 이 문제점을 해결하기 위해 제안된 방법 중 하나가 협력 스펙트럼 검출 방법이다. 이 방법을 통해 비협력 스펙트럼 검출 방식의 성능을 개선할 수 있지만, 여전히 큰 장애물과 같은 간섭 요인에 의해 스펙트럼 성능이 영향을 받는다는 단점이 있다. 특히, 기존의 대부분의 연구에서는 고정된 1차 사용자(Primary User, PU)를 고려하고 있지만 향후 유비쿼터스(Ubiquitous) 환경에서는 이동성을 가지는 1차 사용자가 존재하는 시스템을 고려해야 한다. 이러한 환경에서 기존의 협력 스펙트럼 검출 방식은 정확성이 낮은 검출 성능을 보이고 고려하지 않아도 될 2차 사용자(Cognitive User, CR user)의 국부 센싱값을 전송함으로써 많은 에너지를 소비하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서, 무선 인지 시스템에서의 이동성을 가지는 1차 사용자의 위치를 추정하고 이를 기반으로 간섭 영향을 받는 2차 사용자를 검출한다. 또한 검출된 간섭영향을 받는 2차 사용자의 센싱 정보를 융합 결정할 때 배제함으로써 스펙트럼 검출의 정확성을 높이는 방법을 제안하다. 시뮬레이션을 통하여 제안된 알고리즘이 기존 알고리즘 보다 정확한 스펙트럼 검출을 보인다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.1-8
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• 2011

본 논문에서는 무선인지시스템에서 스펙트럼 센싱을 효율적으로 수행하기 위한 선택적 협력 스펙트럼 검출 기법을 제안한다. 제안된 알고리즘에서는 각 무선인지 사용자가 자신의 유도비(likelihood ratio)를 기반으로 자신의 센싱 신뢰도를 평가하고, 센싱 신뢰도에 따른 타이머를 활용하는 경쟁기반의 센싱 결과 보고 메커니즘을 활용한다. 이를 통해, 제안된 선택적 협력 스펙트럼 기법에서는 가장 높은 센싱 신뢰도를 갖는 무선인지 사용자만이 국부 스펙트럼 센싱값을 융합센터로 전송함으로써, 스펙트럼 센싱의 성능을 일정한 레벨로 유지하고, 협력 스펙트럼 센싱의 단점인 제어 트래픽 및 협력 센싱 시간을 줄이는 이점을 갖는다.

• 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.

• ETRI Journal
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• 제34권6호
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• pp.892-899
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• 2012

We analyze a wideband spectrum in a cognitive radio (CR) network by employing the optimal adaptive multiband sensing-time joint detection framework. This framework detects a wideband M-ary quadrature amplitude modulation (M-QAM) primary signal over multiple nonoverlapping narrowband Gaussian channels, using the energy detection technique so as to maximize the throughput in CR networks while limiting interference with the primary network. The signal detection problem is formulated as an optimization problem to maximize the aggregate achievable secondary throughput capacity by jointly optimizing the sensing duration and individual detection thresholds under the overall interference imposed on the primary network. It is shown that the detection problems can be solved as convex optimization problems if certain practical constraints are applied. Simulation results show that the framework under consideration achieves much better performance for M-QAM than for binary phase-shift keying or any real modulation scheme.

• 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.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.81-87
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• 2013

In this paper, we present an implementation of Long Term Evolution (LTE) Uplink (UL) system on a Software Defined Radio (SDR) platform using a conventional Personal Computer (PC), which adopts Graphic Processing Units (GPU) and Universal Software Radio Peripheral2 (USRP2) with URSP Hardware Driver (UHD) for SDR software modem and Radio Frequency (RF) transceiver, respectively. We have adopted UHD because UHD provides flexibility in the design of transceiver chain. Also, Cognitive Radio (CR) engine have been implemented by using libraries from UHD. Meanwhile, we have implemented the software modem in our system on GPU which is suitable for parallel computing due to its powerful Arithmetic and Logic Units (ALUs). From our experiment tests, we have measured the total processing time for a single frame of both transmit and receive LTE UL data to find that it takes about 5.00ms and 6.78ms for transmit and receive, respectively. It particularly means that the implemented system is capable of real-time processing of all the baseband signal processing algorithms required for LTE UL system.