• Journal of Communications and Networks
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• 제17권4호
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• pp.440-448
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• 2015

In this paper, we study the problem of selfish behavior of secondary users (SUs) based on cognitive radio (CR) with the presence of primary users (PUs). SUs are assumed to contend on a channel using the carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA) and PUs do not consider transmission of SUs, where CSMA/CA protocols rely on the random deference of packets. SUs are vulnerable to selfish attacks by which selfish users could pick short random deference to obtain a larger share of the available bandwidth at the expense of other SUs. In this paper, game theory is used to study the systematic cheating of SUs in the presence of PUs in multichannel CR networks. We study two cases: A single cheater and multiple cheaters acting without any restraint. We identify the Pareto-optimal point of operation of a network with multiple cheaters and also derive the Nash equilibrium of the network. We use cooperative game theory to drive the Pareto optimality of selfish SUs without interfering with the activity of PUs. We show the influence of the activity of PUs in the equilibrium of the whole network.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권11호
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• pp.4367-4386
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• 2015

The concept of Internet of Things (IoT) has shed new light on WSN technologies. MAC protocol issues improving the network performance are important in WSNs because of the increase in demand for various applications to secure spectrum resources. Cognitive radio (CR) technology is regarded as a solution to the problems in this future wireless network. In recent years, energy efficiency has become an issue in CR networks. However, few relevant studies have been conducted. In this paper, an energy-efficient non-overlapping channel MAC (ENC-MAC) for CR-enabled sensor networks (CRSNs) is proposed. Applying the dedicated control channel approach, ENC-MAC allows the SUs to utilize channels in a non-overlapping manner, and thus spectrum efficiency is improved. Moreover, the cooperative spectrum sensing that allows an SU to use only two minislots in the sensing phase is addressed to en-hance energy efficiency. In addition, an analytical model for evaluating the performance, such as saturation throughput, average packet delay, and network lifetime, is developed. It is shown in our results that ENC-MAC remarkably outperforms existing MAC protocols.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권3호
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• pp.247-254
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• 2014

무선 멀티미디어 센서 네트워크는 이미지 센서나 마이크 센서에 의해 주기적으로 생성된 멀티미디어 데이터를 효율적으로 전송하기 위해서 가장 적합한 채널을 선택하는 것이 중요하다. 대부분의 기존 연구에서는 무선 센서 네트워크가 사용할 채널을 미리 고정하는 경우가 많았지만, 주파수 부족 문제가 심각한 현실에서는 특정 채널을 고정적으로 사용한다는 것이 다양한 환경을 지원하는데 큰 제약이 될 수 있다. 본 논문에서는 이를 개선하기 위해서 기존 무선 인지 라디오 네트워크(Cognitive radio network)에서 사용하는 공통 제어 채널 없이 두 노드가 서로 사용 가능한 채널을 찾기 위한 방식을 도입하였다. 또한 기존 방식의 문제점으로 사용하는 채널수가 늘어날수록 성능이 크게 저하됨을 보이고, 이를 개선하기 위해 새로운 방식을 제안하였다. 따라서 제안 방식은 네트워크의 노드 밀도가 증가할수록 다른 방식에 비해 30% 이상 빠르게 링크를 설정할 수 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권3호
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• pp.340-350
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• 2016

The performance of large-scale cognitive radio (CR) networks with secondary users sustained by opportunistically harvesting radio-frequency (RF) energy from nearby primary transmissions is investigated. Using an advanced RF energy harvester, a secondary user is assumed to be able to collect ambient primary RF energy as long as it lies inside the harvesting zone of an active primary transmitter (PT). A variable power (VP) transmission mode is proposed, and an energy-based opportunistic spectrum access (OSA) strategy is considered, under which a secondary transmitter (ST) is allowed to transmit only if its harvested energy is larger than a predefined transmission threshold and it is outside the guard zones of all active PTs. The transmission probability of the STs is derived. The outage probabilities and the throughputs of the primary and the secondary networks, respectively, are characterized. Compared with prior work, the throughput can be increased by as much as 29%. The energy-based OSA strategy can be generally applied to a non-CR setup, where distributed power beacons (PBs) are deployed to power coexisting wireless signal transmitters (WSTs) in a wireless powered sensor network.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.662-665
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• 2011

인지 무선통신 네트워크는 현재까지 폭넓은 커뮤니티 중심의 오픈소스의 형식으로 연구되고 있으며, 프로그램이 가능한 플랫폼 기반의 연구 성과라는 생각에 대한 잠재적인 기대치는 매우 높다. 하지만, 이러한 무선 플랫폼의 확산과 지원하는 소프트웨어의 오픈소스적인 특성 또한 그 위험성이 매우 높다고 할 수 있다. 사용자간 (peer-to-peer) 소프트웨어가 한 때 오용되었던 것처럼, 개별 프로그래머가 저렴하고 쉽게 널리 보급할 수 있는 인지 무선통신 플랫폼을 개발하여 대중적으로 악용할 수 있는 가능성이 매우 큰 것이다. 이렇게 되면 차세대 무선 통신의 새로운 연구로 얻을 수 있는 이익 보다 인지 무선통신 디바이스를 재프로그래밍하여 통신법규를 어기거나 적대적으로 악용할 수 있는 부정적인 영향이 오히려 심각해 질 수 있다. 본 고에서는 이러한 인지 무선통신 네트워크의 보안 문제를 살펴보고, 효과적인 대체방안에 대하여 분석하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권1호
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• pp.18-34
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• 2014

It is widely believed that cognitive radio (CR) networks have an opportunistic nature and therefore can only support best-effort traffics without quality-of-service (QoS) guarantees. In this paper, we propose a centralized CR network that adopts interference averaging techniques to support QoS guaranteed traffics under interference outage constraints. In such a CR network, a CR user adaptively adjusts its transmit power to compensate for the channel loss, thereby keeping the receive signal power at the CR base station (BS) at a constant level. The closed-form system capacity of such a CR network is analyzed and derived for a single cell with one CR BS and multiple CR users, taking into account various key factors such as interference outage constraints, channel fading, cell radius, and locations of primary users. The accuracy of the theoretical results is validated by Monte Carlo simulations. Numerical and simulation results show promising capacity potential for deploying QoS-guaranteed CR networks in frequency bands with fixed primary receivers. Our work can provide theoretical guidelines for the strategic planning of centralized CR networks.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.1606-1612
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• 2012

인지라디오 네트워크는 현재 주파수 사용 현황을 인지하여 허가받은 주 사용자가 사용하지 않는 채널을 통해 데이터 통신을 하는 기술로써, 이러한 유휴 채널을 효율적으로 이용하기 위해서는 스펙트럼 할당 기술이 중요하다. 하지만 인지라디오 네트워크는 기존의 네트워크와는 달리 사용가능한 스펙트럼이 유동적이므로 자원 할당 시 이러한 자원 변화를 효율적으로 활용할 필요가 있다. 본 논문에서는 인지라디오 사용자들 간의 공평성과 시스템 수율을 동시에 만족시키기 위해 비례공정 채널할당기법을 적용하였다. 이때 유동적인 인지라디오 채널 변화를 고려하여 인지라디오 네트워크의 사용자 간섭 확률을 줄일 수 있도록 기존의 스케줄러를 수정한 스펙트럼 할당기법을 제안하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제35권3호
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• pp.68-74
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• 2014

Recent research on mild cognitive impairment (MCI) has shown that cognitive and memory decline in this disease is accompanied by disruptive changes in the brain functional network. However, there have been no graph-theoretical studies using $^{11}C$-PIB PET data of the Alzheimer's Disease or mild cognitive impairment. In this study, we acquired $^{18}F$-FDG PET and $^{11}C$-PIB PET images of twenty-four normal aging control participants and thirty individuals with MCI from ADNI (Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative) database. Brain networks were constructed by thresholding binary correlation matrices using graph theoretical approaches. Both normal control and MCI group showed small-world property in $^{11}C$-PIB PET images as well as $^{18}F$-FDG PET images. $^{11}C$-PIB PET images showed significant difference between NC (normal control) and MCI over large range of sparsity values. This result will enable us to further analyze the brain using established graph-theoretical approaches for $^{11}C$-PIB PET images.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.969-972
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• 2009

유비쿼터스 사회가 도래하면서 개인의 휴대단말기가 기하급수적으로 증가하고 있다. 이러한 지능형 개인 휴대단말기는 상호간 네트워킹을 통한 정보교류를 위하여 무선 주파수를 사용하게 되고, 허가된 주파수 대역은 한정되어 있어, 전세계적으로 주파수 부족에 대한 우려감을 낳게 되었다. 이에 따라 정보통신을 위한 고성능 집적회로의 개발과 다양한 통신 프로토콜의 발전으로 새로운 종류의 소프트웨어로 정의된 무선통신방식 (SDR; Software Defined Radio)인 Cognitive Radio (CR; 인지 무선통신)이 대두하게 되었다. 이 새로운 개념의 CR은 주변의 정보를 수집하여 학습하면서 주변의 스펙트럼을 센싱하여 비어있는 채널 정보를 활용하여 통신을 수행하는 기술이다. 본 고에서는 CR 연구에 대한 세계적인 동향과 현재 이슈가 되고 있는 문제점에 대하여 분석하고 기술한다.

• ETRI Journal
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• 제42권6호
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• pp.976-986
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• 2020

Internet of Things (IoT) is considered the future network to support wireless communications. To realize an IoT network, sufficient spectrum should be allocated for the rapidly increasing IoT devices. Through cognitive radio, unlicensed IoT devices exploit cooperative spectrum sensing (CSS) to opportunistically access a licensed spectrum without causing harmful interference to licensed primary users (PUs), thereby effectively improving the spectrum utilization. However, an open access cognitive IoT allows abnormal IoT devices to undermine the CSS process. Herein, we first establish a hard-combining attack model according to the malicious behavior of falsifying sensing data. Subsequently, we propose a weighted sequential hypothesis test (WSHT) to increase the PU detection accuracy and decrease the sampling number, which comprises the data transmission status-trust evaluation mechanism, sensing data availability, and sequential hypothesis test. Finally, simulation results show that when various attacks are encountered, the requirements of the WSHT are less than those of the conventional WSHT for a better detection performance.