• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권4호
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• pp.475-490
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• 2010

Cognitive Radio is an advanced enabling technology for the efficient utilization of vacant spectrum due to its ability to sense the spectrum environment. It is important to determine accurate spectrum utilization of the primary system in a cognitive radio environment. In order to define the spectrum utilization state, many CR systems use what is known as the quiet period (QP) method. However, even when using a QP, interference can occur. This causes reduced system throughput and contrary to the basic condition of cognitive radio. In order to reduce the interference time, a frequency-hopping algorithm is proposed here. Additionally, to complement the loss of throughput in the FH, a HMM-based channel prediction algorithm and a channel allocation algorithm is proposed. Simulations were conducted while varying several parameters. The findings show that the proposed algorithm outperforms conventional channel allocation algorithms.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권6호
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• pp.710-718
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• 2012

The implementation of a common control channel is one of the most challenging issues in cognitive radio networks, since a fully reliable control channel cannot be created without reserving bandwidth specifically for this purpose. In this paper, we investigate a promising solution that exploits the ultra wide band (UWB) technology to let cognitive radio nodes discover each other and exchange control information for establishing a communication link. The contribution of this paper is threefold: (i) We define the communication protocol needed to let cognitive radio nodes discover each other and exchange control information for link set up, (ii) we overcome the gap in coverage, which typically exists between UWB and long-medium range technologies, by using multi-hop communication, (iii) we evaluate the performance of our approach by adopting an accurate channel model and show its benefits with respect to an in-band signaling solution.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제13권2호
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• pp.417-427
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• 2017

Power allocation is an important factor for cognitive radio networks to achieve higher communication capacity and faster equilibrium. This paper considers power allocation problem to each cognitive user to maximize capacity of the cognitive systems subject to the constraints on the total power of each cognitive user and the interference levels of the primary user. Since this power control problem can be formulated as a mixed-integer nonlinear programming (NP) equivalent to variational inequality (VI) problem in convex polyhedron which can be transformed into complementary problem (CP), we utilize modified projection method to solve this CP problem instead of finding NP solution and give a power control allocation algorithm with a subcarrier allocation scheme. Simulation results show that the proposed algorithm performs well and effectively reduces the system power consumption with almost maximum capacity while achieve Nash equilibrium.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권8A호
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• pp.836-846
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• 2007

유비쿼터스 사회가 도래함에 따라 모든 사회가 무선통신과 밀접한 연관성을 가지게 되었다. 하지만 늘어나는 주파수 수요는 주파수 자원의 고갈을 야기하였다. 이와 같이 주파 주파수 자원의 중요성이 부각되어 주파수 공유 기술이 필요하게 되었다. 제안한 Cognitive UWB 시스템은 넓은 주파수 대역을 사용하는 UWB(Ultra Wideband) 기술과 채널 환경을 인지하여 사용하지 않는 비어있는 주파수 대역을 이용하는 CR(Cognitive Radio) 기술이 합해진 기술이다. 본 논문에서는 Cognitive UWB 시스템의 세부 기술을 설명하고 시뮬레이션을 통하여 원하는 마스크를 충족시키고 타 시스템의 간섭을 회피하여 성능향상을 보였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제13권4호
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• pp.241-247
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• 2015

Cognitive radio has been attracting increased attention as an effective approach to improving spectrum efficiency. One component of cognitive radio, spectrum sensing, has an important relationship with the performance of cognitive radio. In this paper, after a summary and analysis of the existing spectrum-sensing algorithms, we report that the existing eigenvalue-based semi-blind detection algorithm and blind detection algorithm have not made full use of the eigenvalues of the received signals. Applying multi-antenna systems to cognitive users, we design a variety of spectrum-sensing algorithms based on the joint distribution of the eigenvalues of the received signal. Simulation results validate that the proposed algorithms in this paper are able to detect whether the signal of the primary user exists or not with high probability of detection in an environment with a low signal-to-noise ratio. Compared with traditional algorithms, the new algorithms have the advantages of high detection performance and strong robustness

• 한국통신학회논문지
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• 제35권4B호
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• pp.704-712
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• 2010

최근 다양한 무선기기 및 통신서비스의 보급으로 주파수 부족문제가 대두되고 있다. 이에 대한 해결책으로 신규 주파수자원 확보와 더불어 주파수 이용에 간섭 없이 기존의 TV 방송통신 대역(UHF/VHF)의 유휴주파수(Whitespace) 자원을 이용할 수 있는 무선인지(Cognitive Radio) 기술이 주목 받고 있다. 본 논문에서는 먼저 TV 대역 상에서 비면허 무선서비스의 활용 가능성을 탐색하기 위해 개발한 무선인지 단말시스템을 소개하고, 이 단말시스템 상에 탑재되어 효율적인 주파수 관리 기능을 수행하는 센싱 MAC 모듈의 개발 내용 및 테스트 결과를 기술한다. 무선인지 단말시스템에 적용된 센싱 MAC 소프트웨어는 IEEE 802.22 표준 규격을 기반으로 설계 및 구현되었으며, 개발된 센싱 MAC 모듈의 테스트를 수행하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.677-687
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• 2008

본 논문에서 제안한 무선 인지 기반 초광대역(UWB) 시스템은 주파수 자원 이용 효율성을 높이기 위한 주파수 공유 기술인 UWB와 무선 인지 기술이 결합된 기술로, 본 논문에서는 무선 인지 기술을 이용하여 타 시스템과의 간섭을 회피하여 성능 향상을 보임을 확인하고자 한다. 본 논문에서는 타 통신 시스템과의 간섭 문제를 해결하기 위하여 무선 인지 기술을 MB-OFDM UWB 시스템에 적용하였으며, 간섭 신호 측정을 위한 방안으로는 FCC에서 제안한 간섭 온도 모델을 사용하였다. 간섭 온도 측정을 통해 시스템의 채널 용량을 계산한 후 간섭 상황을 해결하는 방안을 제안한다. 계산 과정의 인지 엔진의 연산 알고리즘으로는 유전 알고리즘을 사용하였다. 시뮬레이션 결과, 제안된 방식은 현재 문제시될 수 있는 UWB 통신 시스템에서의 간섭 문제를 해결하는데 좋은 효과가 있음을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권11호
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• pp.3860-3875
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• 2014

Cognitive radio networks (CRNs) are composed of mobile users who can use multiple spectrum bands for communication. CRNs allow unlicensed users (called cognitive users) to efficiently utilize unused licensed spectrums without interfering with communications of licensed users (called primary users). The main goals of CRNs are to mitigate spectrum saturation and to improve spectrum utilization. This paper introduces state-of-the-art routing protocols for CRNs and addresses some limitations of these protocols. To resolve the limitations, we suggest a new research direction for routing protocols in CRNs. We implement our protocol to compare with the existing routing protocols for multi-hop CRNs. Our protocol shows good performance compared to the existing routing protocols in terms of network performance and PU protection.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제7권6호
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• pp.110-120
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• 2008

인지무선(CR: Cognitive Radio) 기술은 최근의 스펙트럼 부족 문제 때문에 사용하지 않는 스펙트럼 대역을 효과적으로 사용하기 위해서 제안되었다. 인지무선 기술에서 스펙트럼 센싱 기술은 주요 이슈 중의 하나이고, 비면허 사용자는 1차 사용자에게 할당된 빈 스펙트럼 자원을 확인하고 활용할 수 있다. 본 논문에서는 협력 스펙트럼 센싱 기술을 지능형 교통시스템(ITS: Intelligent Transport system)에 적용하여 신호 검출의 성능을 분석한다. 그리고 협력 신호 검출을 위해서 OR-rule과 AND-rule을 사용하여 신호 검출의 성능과 신뢰성을 향상시킨다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제7권7호
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• pp.60-67
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• 2007

주파수 대역의 사용 유무를 판단하는데 스펙트럼 센싱의 결과는 중요하다. 스펙트럼 센싱은 CR 시스템에서 주파수 대역을 확인하는 역할을 한다. 본 논문에서 에너지 검출 기반의 센싱 기법에 자기상관함수를 적용하여 제안하였다. 이는 수신된 신호에 자기 상관함수를 적용하여 에너지 검출기반의 성능을 향상시켰다. 이 방법은 평균 및 자기 상관함수와 같은 확률적인 파라메터들이 시간에 따라 주기적으로 변하는 특성을 갖는 Cycolstationary 프로세서와는 다른 접근 방법이다. 본 논문에서 제안된 센싱 방법은 열악한 통신환경에서 보다 효과적일 것이다. 만약 CR 시스템에서 유휴주파수 대역을 찾기 위한 센싱 과정에 본 논문에서 제안한 방법을 적용하면, 에너지 검출기반의 센싱 기법의 장점인 구조적 간단함과 빠른 스펙트럼 검출 결과를 얻을 수 있을 것이다.