• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.6-10
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• 2015

무선 에너지 하비스팅 기술은 주로 무선 통신 네트워크에서 전력소모가 적은 무선 통신 장치들을 동작시키기 위해 주변 환경으로부터 RF 신호를 수집, 에너지로 변환하는 기술로 최근 각광을 받고 있다. 이와 같은 기술과 기존의 인지무선(Cognitive Radio) 네트워크 모델을 기반으로, 본 논문에서는 적은 파워 소비를 하는 2차 유저(Secondary User)가 근처에서 동작 중인 1차 유저(Primary User)의 특정 거리 안에 존재할 때 1차 유저가 전송한 통신 신호로부터 무선에너지 하비스팅을 하고 특정 거리 밖에 존재할 때 우선 사용자에게 할당되어 있는 허가대역을 주기적으로 센싱, 선택적으로 접근하는 무선에너지 하비스팅 인지무선 네트워크 모델을 제시한다. 이 때 1차 유저와 2차 유저는 Poisson pont process로 분포되어있고 통신을 하고 있는 수신자들과 일정한 거리로 떨어져있다. 위와 같은 네트워크 모델에서 주어진 여러 가지 조건하에 2차 유저 네트워크 처리량을 최대화할 수 있는 최적의 프레임 주기, 전송파워, 2차 유저 밀도 제안하고 앞으로의 연구방향을 제시한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권3A호
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• pp.296-305
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• 2010

CR 네트워크에서 기존의 단일 노드를 기반으로 하는 센싱 방법은 PU 보호를 위한 센싱 요구조건을 만족시키기 위해 주기적이고 빈번한 센싱을 요구한다. 그러나 각각의 노드는 동작 채널을 결정하기 위해 넓은 대역의 스펙트럼을 관찰해야 하기 때문에, 이 같은 단일 노드에 의한 지속적인 센싱 동작은 센싱 오버헤드를 크게 증가시키게 되어, 확보한 동작 채널에서의 정상적인 송수신 (normal operation) 기회를 감소시키는 것은 물론, 센싱 오버헤드로 인해 노드의 수명이 짧아지는 등의 많은 문제점을 야기할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 논문에서는 동일한 센싱 결과가 예측되는 센싱 zone 기반의 분산적 공정 센싱 방법을 제안하고, 제안된 센싱 동작이 PU 시스템을 보호하기 위한 센싱 요구조건을 만족하도록 하는 프레임 구조를 설계하였다. 또한 이렇게 설계된 프레임 구조를 바탕으로 시뮬레이션 실험을 수행하였으며, 그 결과 제안된 방법이 PU 시스템 보호를 위한 요구조건을 만족시키면서 동시에 기존의 개별적 센싱 방법에 비해 센싱 오버헤드를 크게 감소시킬 수 있음을 보였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.91-96
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• 2012

Ad-hoc 네트워크는 음영지역, 재난지역, 전쟁 시와 같은 통신 인프라가 구축되기 어려운 상황에서 유용하게 사용 될 수 있다. 그러나 음성 및 데이터 서비스 등과 같은 무선 서비스의 제공을 위해 많은 양의 네트워크 용량이 필요하게 되지만 기존의 제한된 주파수 자원에 따른 주파수 부족 상황 및 주파수 자원정책의 규제에 따라 원활한 주파수 사용이 어려운 상황이다. 이에 따라 높은 주파수 활용을 제공하는 인지 무선 시스템을 ad-hoc 네트워크에 적용하여 보다 다양하고 확장된 네트워크 서비스를 제공할 수 있다. 하지만 인지무선 기반 ad-hoc 네트워크에서 1차 사용자의 센싱 정보를 취합해서 1차 사용자의 존재 유무를 판단하는 클러스터 헤드의 선정에 대한 연구는 아직 미비한 상태이다. 따라서 본 논문에서는 인지 무선 기반 ad-hoc 네트워크 시스템에서 각 ad-hoc 단말기내의 클러스터 헤드 선정 방법과 그에 따른 신호 검출 성능을 보여준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.1422-1428
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• 2009

독립형 무선 인지 시스템은 보통 채널에 대한 면허를 가지는 기사용자가 사용하지 않는 빈 채널을 사용하는 2차 사용자로서 동작한다. 기존연구에서는 이와 같은 2차 사용자가 가용한 채널을 찾을 때, 순차 혹은 무작위로 채널을 선택하여 기사용자의 사용 유무를 확인하였다. 하지만 이러한 방법은 무선 채널의 특성에 맞지 않다. 그러므로 본 논문에서는 이전에 채널을 기사용자가 사용한 경우를 고려하여 가중치 값을 결정하고, 각 채널별 상태 값 중에서 작은 순서대로 채널을 선택함으로써 빈 채널을 찾는데 소요되는 시간을 줄이는 방법을 제안하고, 2차 사용자의 평균 채널 찾기 시간과 평균 전송 횟수의 관점에서 순차적, 무작위적 방법과 그 성능을 비교 분석 한다.

• ETRI Journal
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• 제38권5호
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• pp.941-951
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• 2016

In this paper, cognitive radio and simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) are effectively combined to design a spectrum-efficient and energy-efficient transmission paradigm. Specifically, a novel SWIPT-based primary-secondary cooperation model is proposed to increase the transmission rate of energy/spectrum constrained users. In the proposed model, a multi-antenna secondary user conducts simultaneous energy harvesting and information forwarding by means of power splitting (PS), and tries to maximize its own transmission rate under the premise of successfully assisting the data delivery of the primary user. After the problem formulation, joint power splitting and beamforming optimization algorithms for decode-and-forward and amplify-and-forward modes are presented, in which we obtain the optimal PS factor and beamforming vectors using a golden search method and dual methods. Simulation results show that the proposed SWIPTbased primary-secondary cooperation schemes can obtain a much higher level of performance than that of non-SWIPT cooperation and non-cooperation schemes.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권8호
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• pp.2663-2674
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• 2014

For cognitive radio sensor networks (CRSNs) that use underlay-based spectrum access, the location of the primary user (PU) plays an important role in the power control of the secondary users (SUs), because the SUs must keep the minimum interference level required by the PU. Received signal strength (RSS)-based localization schemes provide low-cost implementation and low complexity, thus it is suitable for the PU localization in CRSNs. However, the RSS-based localization schemes have a high localization error because they use an inexact path loss exponent (PLE). Thus, applying a RSS-based localization scheme into the PU localization would cause a high interference to the PU. In order to reduce the localization error and improve the channel reuse rate, we propose a RSS-based PU localization scheme that uses distance calibration for CRSNs using underlay model-based spectrum access. Through the simulation results, it is shown that the proposed scheme can provide less localization error as well as more spectrum utilization than the RSS-based PU localization using the mean and the maximum likelihood calibration.

• 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.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.91-97
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• 2014

본 논문은 에너지 검출 기반 협력 스펙트럼 센싱을 이용하여 주사용자와 부사용자 사이의 거리에 따른 검출 확률에 가중치를 부여하는 기법을 제안하고, 이에 따른 분석 및 모의실험 결과를 나타낸다. 주사용자와 부사용자 사이의 거리는 모두 다르다고 가정하였고, 이들 사이의 무선 채널은 레일레이(Rayleigh) 채널로 모델링하였다. 제안하는 가중치 부여 기법을 적용한 협력 스펙트럼 센싱을 수행한 결과가 가중치를 적용하지 않은 스펙트럼 센싱을 수행한 결과에 비해 커버리지를 확대 할 수 있고, 이 검출 확률에 가중치를 적용한 것이 가중치를 적용하지 않은 이전의 방식에 비해 센싱 효율이 향상 되는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권5호
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• pp.514-526
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• 2013

With a long sensing period, the inter-frame spectrum sensing in IEEE 802.22 standard is vulnerable to the effect of the traffic of the primary user (PU). In this article, we address the two degrading factors that affect the inter-frame sensing performance with respect to the random arrival/leaving of the PU traffic. They are the noise-only samples under the random arrival traffic, and the PU-signal-contained samples under the random leaving traffic. We propose the model in which the intra-frame sensing cooperates with the inter-frame one, and the inter-frame sensing uses the time-of-arrival (ToA), and time-of-leave (ToL) detectors to reduce the two degrading factors in the inter-frame sensing time. These ToA and ToL detectors are used to search for the sample which contains either the ToA or ToL of the PU traffic, respectively, which allows the partial cancelation of the unnecessary samples. At the final stage, the remaining samples are input into a primary user detector, which is based on the energy detection scheme, to determine the status of PU traffic in the inter-frame sensing time. The analysis and the simulation results show that the proposed scheme enhances the spectrum-sensing performance compared to the conventional counter-part.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제9권4호
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• pp.194-201
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• 2009

In this paper, a new spectrum sensing method based on energy detection is proposed and analyzed in a cognitive radio(CR) system. We employ a delay diversity receiver for sensing the primary user's spectrum with reasonable cost and complexity. Conventional CR with the receiver equipping multiple antennas requires additional hardware and space for installing multiple antennas in accordance with increase in the number of antennas. If the number of antennas increases, detection probability as well as hardware complexity and cost rise. Then, it is difficult to make a primary user detector practically. Therefore, we adopt a delay diversity receiver for solving problems of the conventional spectrum detector utilizing multiple antennas. We derive analytical expressions for the spectrum sensing performance of the proposed system. From the simulation results, it is demonstrated that the primary user detector with the delay diversity receiver has almost half the complexity and shows similar or improved performance as compared with that employing multiple antennas. Therefore, the proposed spectrum sensing structure can be a practical solution for enhancing the detection capacity in CR system operations. The results of this paper can be applied to legacy CR systems with simple modifications.