• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제14권1호
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• pp.1-8
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• 2016

Spectrum sensing in cognitive radio networks allows secondary users to sense the unused spectrum without causing interference to primary users. Cognitive radio requires more accurate sensing results from unused portions of the spectrum. Accurate spectrum sensing techniques can reduce the probability of false alarms and misdetection. In this paper, a two-stage spectrum sensing scheme is proposed for cooperative spectrum sensing in cognitive radio networks. In the first stage, spectrum sensing is executed for each secondary user using energy detection based on double adaptive thresholds to determine the spectrum condition. If the energy value lies between two thresholds, a fuzzy logic scheme is applied to determine the channel conditions more accurately. In the second stage, a fusion center combines the results of each secondary user and uses a fuzzy logic scheme for combining all decisions. The simulation results show that the proposed scheme provides increased sensing accuracy by about 20% in some cases.

• 센서학회지
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• 제19권2호
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• pp.124-129
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• 2010

For the industrial printing applications, the stability of the piezo-driven inkjet printhead is a major requirement. In this paper, we focused on the failure modes of the inkjet printhead and realized a method to detect and repair them at high speed. The printhead monitoring is performed by detecting the residual vibration of the actuating plate using the self- sensing capability of the piezoelectric material. To measure the channel acoustics and to identify the malfunctioning nozzle, we devised the bridge sensing circuitry and failure detection algorithm. The residual vibration signals can be affected by the boundary conditions of the channel acoustics, so it is possible to identify the failure causes by analyzing the monitoring signals. Therefore it is also possible to apply a proper restoring process to the defective printhead. The experimental results show that this method is effective in improving the reliability of the industrial printing.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권3호
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• pp.225-229
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• 2012

We examine spectrum sensing in a situation of uncertain channel model. In particular, we assume that, besides additive noise, the observed signal contains an interference term whose probability distribution is unknown, and only its range and maximum power are known. We discuss the evaluation of the detector performance and its design in this situation. Although this paper specifically deals with the design of spectrum sensors, its scope is wider, as the applicability of its results extends to a general class of problems that may arise in the design of receivers whenever there is uncertainty about how to model the environment in which one is expected to operate. The theory expounded here allows one to determine the performance of a receiver, by combining the available (objective) probabilistic information with (subjective) information describing the designer's attitude.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권2호
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• pp.134-147
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• 2009

Tracking and exploiting instantaneous spectrum opportunities are fundamental challenges in opportunistic spectrum access (OSA) in presence of the bursty traffic of primary users and the limited spectrum sensing capability of secondary users. In order to take advantage of the history of spectrum sensing and access decisions, a sequential decision framework is widely used to design optimal policies. However, many existing schemes, based on a partially observed Markov decision process (POMDP) framework, reveal that optimal policies are non-stationary in nature which renders them difficult to calculate and implement. Therefore, this work pursues stationary OSA policies, which are thereby efficient yet low-complexity, while still incorporating many practical factors, such as spectrum sensing errors and a priori unknown statistical spectrum knowledge. First, with an approximation on channel evolution, OSA is formulated in a multi-armed bandit (MAB) framework. As a result, the optimal policy is specified by the wellknown Gittins index rule, where the channel with the largest Gittins index is always selected. Then, closed-form formulas are derived for the Gittins indices with tunable approximation, and the design of a reinforcement learning algorithm is presented for calculating the Gittins indices, depending on whether the Markovian channel parameters are available a priori or not. Finally, the superiority of the scheme is presented via extensive experiments compared to other existing schemes in terms of the quality of policies and optimality.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권10호
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• pp.2338-2356
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• 2013

In cognitive radio networks, acquiring the position information of the primary user is critical to the communication of the secondary user. Localization of primary users can help improve the efficiency with which the spectrum is reused, because the information can be used to avoid harmful interference to the network while simultaneity is exploited to improve the spectrum utilization. Despite its inherent inaccuracy, received signal strength based on range has been used as the standard tool for distance measurements in the location detection process. Most previous works have employed the path-loss propagation model with a fixed value of the path loss exponent. However, in actual environments, the path loss exponent for each channel is different. Moreover, due to the complexity of the radio channel, when the number of channel increases, a larger number of RSS measurements are needed, and this results in additional energy consumption. In this paper, to overcome this problem, we propose using the Bayesian compressive sensing method with a calibrated path loss exponent to improve the performance of the PU localization method.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권7호
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• pp.431-436
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• 2014

본 논문에서는 높은 공간 상관도(spatial correlation)를 가지는 massive MIMO(multiple-input multiple-output) 시스템에서 Compressive Sensing 기반의 제한적 피드백 알고리즘을 제안한다. 현실적으로 많은 안테나를 설치하기 위해 기지국에서는 조밀한 uniform square array를 가정하였다. 또한 다중 사용자를 지원하기 위해 기지국에서는 영점강제(zero-forcing) 프리코더를 사용하였다. 시뮬레이션 결과, 제안한 피드백 알고리즘이 기존의 random vector quantization 코드북 보다 더 좋은 성능을 보이고 피드백 오버헤드와 코드북 인덱스를 찾는 계산량이 감소함을 보였다.

• Ocean and Polar Research
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• 제35권4호
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• pp.291-298
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• 2013

In order to investigate the topography and exposure duration of the Siheung tidal flat, tidal ranges and DEM constructed by remote sensing techniques were analyzed. A cross-sectional diagram of the intertidal area reveals that it is relatively flat in the upper zone and then abruptly plunges into the bottom of the main channel where elevations increase in an upstream direction. The waterline during the Highest Low Water (HLW) is drawn back to the bottom of the channel at the middle part of the tidal flat and is formed along the slant of the channel during the Lowest High Water (LHW). The intertidal zone is located between -410 cm and 510 cm in terms of elevation and its total area is $0.65km^2$. An area between the Highest High Water (HHW) and Lowest High Water (LHW), occupying about 80% of the total area, occupies $0.52km^2$ of total area and accounts for 56% of the exposure duration. The boundary of wetland protection area in the Siheung tidal flat did not exactly coincide with the intertidal regime and differs by more than 15%. This study, which precisely analyzed the tidal flat area, tidal environment, and topography, would be useful in making a conservation plan and in learning how to use a wetland protection area in a sustainable manner.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권9A호
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• pp.719-726
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• 2009

인지 무선(cognitive radio) 시스템은 스펙트럼 감지(spectrum sensing) 과정을 통하여 주 사용자(primary user)의 출현 여부를 판단하는데, 스펙트럼 감지와 데이터 전송을 동시에 수행하기는 어렵기 때문에 통상적으로 스펙트럼 감지와 데이터 전송을 번갈아 가면서 실시한다. 이런 시스템 구조에서 협력 스펙트럼 감지(cooperative spectrum sensing)를 함께 사용할 때 부 사용자의 데이터 전송량을 최대로 할 수 있는 스펙트럼 감지 시간 및 그에 따른 최대 전송 용량에 대한 연구 결과가 이미 발표된 바 있다. 하지만 이 결과는 개별 부 사용자 단말과 융합 센터 사이에 이상적인 전송 채널을 전제로 한 것이어서 전송 오류에 따른 영향을 반영하고 있지 않다. 이에 본 논문에서는 부 사용자와 융합 센터간의 데이터 전송 환경을 이진 대칭 채널(binary symmetric channel)로 모델링한 후, 부 사용자가 확보할 수 있는 전송 용량과 이를 최대로 하는 스펙트럼 감지 시간을 분석하였다. 분석 결과 AND 융합 규칙을 사용하는 경우가 OR 융합 규칙을 사용하는 경우보다 전송 오류로 인한 전송 용량(throughput)의 손실이 작은 것으로 나타났다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.72-77
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• 2011

스펙트럼 센싱은 인지무선통신(CR, Cognitive Radio) 네트워크를 구성함에 있어 핵심적인 기술 중에 하나이다. 2차 사용자인 CR사용자는 1차 사용자에게 간섭을 주지 않기 위해 스펙트럼을 센싱 하여 해당 채널이 비어있거나 규정된 레벨 이하일 경우에만 해당 채널을 사용하게 된다. 최근 스마트폰의 사용으로 데이터의 트래픽이 증가함에 따라 광대역 서비스가 급증하고 있으며, 그에 따라 한 번에 넓은 대역을 센싱하는 광대역 센싱 기법의 필요성이 점차 높아지고 있다. 이러한 광대역 센싱은 인지무선통신이 수행되기 위한 매우 중요한 기술 중 하나이다. 높은 분해능을 갖는 광대역 센싱을 수행하기 위해서는 신뢰 할 수 있는 신호를 얻기 위한 알고리즘 처리가 선행되어야 한다. 따라서, 본 논문에서는 채널 상태가 좋지 않은 부 대역을 제외한 나머지 대역을 CR 사용자가 각각 센싱하여 정보를 취합하여 1차 사용자의 유무를 결정하는 협력 센싱 기법을 제안하였다. 이 때, 신호의 신뢰성을 높이기 위해 각각의 부 대역으로 나눈 CSI(Channel State Information)를 이용하여, 채널 상태를 파악한다. 또한, 검출 기법으로는 시스템 복잡도를 감소시키기 위하여 에너지검출 기법을 사용한다. 모의실험을 통해 성능을 검증하였고 그 성능은 SNR(Signal Noise ratio)에 따른 검출 확률로 나타내었다.

• 한국음향학회지
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• 제26권1호
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• pp.42-47
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• 2007

본 논문에서는 probe DNA의 고정화 및 Probe DNA와 target DNA의 혼성화 반응을 감지할 수 있는 DNA 측정용 고주파 SAW 센서의 주파수 증대에 따른 감도향상에 대해 연구하였다. 센서는 $36^{\circ}$ YX $LiTaO_3$ 압전 단결정 기판위에 Au 박막이 증착된 측정채널 (sensing channel)과 기준채널 (reference channel)로 구성되며 200MHz에서 발진되는 이중 지연선 형태로 제작되었다. 또한 SAW 센서의 감지 미케니즘의 최적화를 위해 SAW 센서의 Au 지연선상의 Probe DNA의 최적 고정화 반응농도와 target DNA의 최적 혼성화 반응농도를 결정하였으며, 디지털 시린지 펌프시스템을 구성하여 실험자에 따른 오차를 최소화하였다. 측정채널의 Au 박막 지연선상에 probe DNA를 고정화시킨 후 target DNA를 주입하면, DNA의 혼성화 반응이 일어나며 Au 지연선상의 질량이 변하게 된다. 따라서 질량하중 효과에 대한 센서의 주파수 변화를 측정하였다. 개발된 센서는 최대 0.066ng/ml/Hz의 민감도를 가지며 질량하중 효과에 대한 안정적인 주파수 변화를 나타내었다.