• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권1호
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• pp.178-203
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• 2018

In this paper, authors have been evaluated the Frame Error Rate (FER) performance of IEEE 802.11 a/g/p standard 5 GHz frequency band WLAN over Rayleigh and Rician distributed fading channels in presence of Additive White Gaussian Noise (AWGN). Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) based transceiver is implemented by using real-time signal processing frameworks (IEEE 802.11 Blocks) in GNU Radio Companion (GRC) and Ettus USRP N200 is used to process the symbol over the wireless radio channel. The FER is calculated for each sub-carrier conventional modulation schemes used by OFDM such as BPSK, QPSK, 16, 64-QAM with different punctuated coding rates. More precise SNR is computed by modifying the SNR calculation process of YANS and NIST error rate model to estimate more accurate FER. Here, real-time signal constellations, OFDM signal spectrums etc. are also observed to find the effect of multipath propagation of signals through flat and frequency selective fading channels. To reduce the error rate due to the multipath fading effect and Doppler shifting, channel estimation (CE) and equalization techniques such as Least Square (LS) and training based adaptive Least Mean Square (LMS) algorithm are applied in the receiver. The simulation work is practically verified at GRC by turning into a pair of Software Define Radio (SDR) as a simultaneous transceiver.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.589-592
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• 2015

본 논문에서는 2.4 GHz 대역에서 동작하는 Wi-Fi나 Zigbee 등 비면허기기 간 주파수간섭을 실시간으로 분석할 수 있는 테스트베드를 제안하였다. 제안된 테스트베드는 피간섭원과 간섭원의 RF부는 범용 SDR 보드인 Universal Software Radio Peripheral(USRP)로 구현하고, 모뎀은 $Labview^{TM}$를 이용하여 프로그램하여 구현하였다. 따라서 주파수간섭과 관련된 동작 주파수, 출력전력, 모뎀 파라미터 등을 손쉽게 변경할 수 있어 다양한 주파수간섭 환경을 손쉽게 모델링할 수 있을 뿐만 아니라, 주파수간섭에 따른 물리계층의 Bit Error Rate(BER) 열화 특성을 실시간으로 파악할 수 있는 장점이 있다. 테스트베드의 검증을 위해 피간섭원으로 IEEE 802.15.4를, 간섭원으로 IEEE 802.11b를 구현하여 실시간으로 주파수간섭 영향을 측정하고, 이를 이론 및 MATLAB/Simulink 시뮬레이션 결과와 비교하여 1 dB 이내로 일치함을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권12호
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• pp.1075-1083
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• 2016

최근 높은 편의성과 휴대성을 바탕으로 무선 입력 장비들의 사용이 증가하고 있다. 특히 2.4 GHz 주파수 대역을 사용하는 무선 키보드와 무선 마우스가 가장 많이 사용되고 있지만, 무선 장비의 경우 누설되는 전자파를 제3자가 수신하여 개인정보를 획득하기가 용이하기 때문에, 보안에 대한 취약점 또한 꾸준히 보고되고 있다. 본 논문에서는 2.4 GHz 무선 키보드와 무선 마우스의 취약점을 검증하기 위해 USRP 장비와 GNU 라디오(Radio) 패키지를 사용하여 2.4 GHz 무선 키보드와 무선 마우스의 패킷을 분석하고, 이를 조작하는 시스템을 구현하였다. 구축한 시스템을 이용하여 해당 장비의 통신 프로토콜 및 패킷 구조를 분석하여 장비 고유 주소(Address)와 입력 키 정보를 획득하였고, 임의의 키를 송신하여 원거리에서 사용자 PC를 조작할 수 있다는 것을 증명하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.229-235
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• 2019

본 논문은 동일 대역 전이중 무선 통신 시스템의 구현에 관한 연구이다. 아날로그 RF 영역의 신호는 분리된 안테나를 이용하여 자기간섭 신호 크기를 줄이고, 디지털 영역은 SDR(Software Defined Radio)을 통해 자기간섭 신호를 제거하여 동일 대역 전이중 무선 통신 방식을 구현하였다. USRP X310 장치에 송신단의 안테나와 수신단의 안테나를 각각 사용하였으며, SDR 장치의 송수신단의 이득을 조절하여 수신단의 안테나로 들어오는 자기간섭 신호의 크기와 외부에서 수신하고자 하는 신호의 크기를 -64 dB으로 동일하게 설정하였다. 전이중 무선 통신 성능을 검증하기 위하여 소스데이터는 이미지를 사용하였으며 변조 방식은 OFDM 방식을 사용하였다. 반송파 주파수는 2.67 GHz, 대역폭은 20 MHz인 WiFi 표준 프레임을 사용하였다. 수신 신호에서 자기간섭 신호는 디지털 신호처리로 상쇄하였으며, 최대 34 dB까지 자기간섭 신호를 제거하였다. 자기간섭 신호를 제거하지 않았을 때는 OFDM 복조가 불가능하였다. 하지만 자기간섭 신호 제거량의 크기를 변화시켜가면서 BER을 측정한 결과, 자기간섭 신호를 34 dB 제거한 경우 BER이 $2.63{\times}10^{-5}$로 줄어들었고, 비터비 복호기(Viterbi decoder)를 통과한 결과, 100 Mbit data 송출량 동안 에러가 검출되지 않았다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제12권1호
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• pp.73-82
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• 2016

In cognitive radio networks (CRNs), the performance of the transmission control protocol (TCP) at the secondary user (SU) severely drops due to the mistrigger of congestion control. A long disruption is caused by the transmission of primary user, leading to the mistrigger. In this paper, we propose a cross-layer approach, called a CR-aware scheme that enhances TCP performance at the SU. The scheme is a sender side addition to the standard TCP (i.e., TCP-NewReno), and utilizes an explicit cross-layer signal delivered from a physical (or link) layer and the signal gives an indication of detecting the primary transmission (i.e., transmission of the primary user). We evaluated our scheme by implementing it onto a software radio platform, the Universal Software Radio Peripheral (USRP), where many parts of lower layer operations (i.e., operations in a link or physical layer) run as user processes. In our implementation, we ran our CR-aware scheme over IEEE 802.15.4. Furthermore, for the purpose of comparison, we implemented a selective ACK-based local recovery scheme that helps TCP isolate congestive loss from a random loss in a wireless section.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.62-66
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• 2015

본 논문은 디지털 사이니지의 다양한 콘텐츠 유형과 활용범위에 대하여 소개하고 송수신 거리를 늘리기 위하여 기존의 통신 방식을 분석하였다. 디지털 사이니지를 장거리에서 구현하기 위하여 기존의 모듈레이션 기법들을 결합한 하이브리드 모듈레이션 기법을 제안하고 성능을 분석하였다. 그리고 실제 채널에서의 성능을 검증하기 위해 USRP 장비를 이용하여 심벌을 매핑하고 가시광 통신 송수신 모듈로 데이터를 송수신하는 실험을 수행하였다. 기존의 QAM 방식을 이용한 데이터 수신거리와 송수신 파워를 실험을 통하여 확인하였다. 제안된 하이브리드 모듈레이션 기법을 이용한 데이터 수신거리와 송수신 파워가 기존 QAM 방식보다 뛰어남을 보였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제16권1호
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• pp.23-30
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• 2018

In cognitive radio (CR), spectrum sensing is an essential function since secondary users (SUs) must determine whether the primary user (PU) is utilizing the channel or not, and furthermore, SUs opportunistically access the licensed channel when the PU is absent. In this paper, spectrum sensing is implemented by energy detection, and a software-defined radio testbed is built to evaluate sensing performance by energy detection in a real environment. In particular, the testbed was built based on the GNU's Not Unix (GNU) Radio software platform and Universal Software Radio Peripheral National Instruments 2900 devices. More specifically, a new block of energy detection is developed by using an out-of-tree module from GNU Radio. To successfully integrate CR into the cloud computing paradigm, we also implement cloud computing-based spectrum sensing by utilizing a cloud server with ThingSpeak, such that we can store, process, and share the sensing information more efficiently in a centralized way in the cloud server.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제5권2호
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• pp.100-106
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• 2016

Spectrum sensing is an integral part of cognitive radio, which seeks to address the perceived spectrum scarcity that is caused by inefficient utilization of the available spectrum. In this paper, a spectrum sensing system using energy detection for analog TV and FM broadcast transmitters as well as modified Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial (ISDB-T) signals is implemented on a software-defined radio platform using GNU' Not Unix (GNU) radio and the N200 Universal Software Radio Peripheral (USRP). Real-time implementation and experimental tests were conducted in Metro Cebu, a highly urbanized area in the southern part of the Philippines. Extensive tests and measurements were necessary to determine spectrum availability, particularly in the TV band. This is in support of the Philippine government' efforts to provide internet connectivity to rural areas. Experimental results have so far met IEEE 802.22 requirements for energy detection spectrum sensing. The designed system detected signals at -114 dBm within a sensing time of 100 ms. Furthermore, the required $P_d({\geq}90)$ and $P_{fa}({\leq}10)$ of the standard were also achieved with different thresholds for various signal sources representing primary users.

• ETRI Journal
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• 제38권3호
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• pp.455-462
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• 2016

Frequency hopping (FH) is a common characteristic of a wide variety of communication systems. On the other hand, software-defined radio (SDR) is an increasingly utilized technology for implementing modern communication systems. The main challenge when trying to realize an SDR FH system is the frequency tuning time, that is, the higher the hopping rate, the lower the required frequency tuning time. In this paper, significant universal hardware driver tuning options (within GNU Radio software) are investigated to discover the tuning option that gives the minimum frequency tuning time. This paper proposes an improved SDR frequency tuning algorithm for the generation of a target signal (with a given target frequency). The proposed algorithm aims to improve the frequency tuning time without any frequency deviation, thus allowing the realization of modern communication systems with higher FH rates. Moreover, it presents the design and implementation of an original GNU Radio Companion block that utilizes the proposed algorithm. The target SDR platform is that of the Universal Software Radio Peripheral USRP-N210 paired with the RFX2400 daughter board. Our results show that the proposed algorithm achieves higher hopping rates of up to 5,000 hops/second.

• 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.