• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(D)
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• pp.297-299
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• 2012

In this paper, we introduce a joint flow control and scheduling algorithm for multi-hop cognitive radio networks with spectrum underlay. Our proposed algorithm maximizes the total utility of secondary users while stabilizing the cognitive radio network and still satisfies the total interference from secondary users to primary network is less than an accepted level. Based on Lyapunov optimization technique, we show that our scheme is arbitrarily close to the optimal.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권9A호
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• pp.697-703
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• 2009

인지무선 통신장치(cognitive radio)는 일반적으로 일차 사용자(primary user)와의 간섭을 피하기 위해 어떠한 일차 사용자도 점유하고 있지 않은 주파수 자원을 활용한다. 그러나 비어있는 주파수 자원을 발견할 수 없을 경우, 인지무선 통신장치는 언더레이(underlay) 형태로 일차 사용자들과 주파수를 공유할 수 있으며, 이 때 스스로의 통신이 일차 사용자들에게 간섭을 미치지 않도록 전송 전력을 조절해야 한다. 본 논문은 셀룰라 네트워크의 상향링크 주파수 자원을 사용하는 언더레이 주파수 공유 방법을 제안한다. 셀룰라 네트워크의 범위 안에 존재하는 한쌍의 인지무선 통신장치들이 단방향 점대점(point-to-point) 통신 링크를 생성할 때 사용할 수 있는 전송 전력의 재한을 계산하고, 계산된 전송 전력을 적용할 수 있는 실용적인 상향 링크 공유 방안을 제시한다. 또한 시뮬레이션을 통해 제안된 상향 링크 공유 방안이 하향 링크 주파수 자원을 공유하는 것에 비해 인지무선 통신장치의 부담(overhead)을 줄일 뿐만 아니라 점대점 통신 링크의 수율(throughput) 성능을 향상시킬 수 있음을 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(D)
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• pp.190-192
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• 2012

In this paper, we present theoretical queuing analysis for hybrid overlay/underlay Cognitive Radio (CR) system by applying M/M/1 queuing model where the rate of arrival and the service capacity are subject to Poisson alterations. Numerical results are used to prove a high degree of accuracy for the derived expressions. The result can be used as a benchmark to evaluate the performance of a hybrid overlay/underlay CR system.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권3호
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• pp.301-304
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• 2014

This paper proposes accurate interference probability and bit error rate formulas for cognitive relay networks with underlay spectrum sharing and channel estimation error (CEE). Numerous results reveal that the CEE not only degrades the performance of secondary systems (SSs) but also increases interference power caused by SSs to primary systems (PSs), eventually unfavorable to both systems. A solution to further protect PSs from this effect through reducing the power of secondary transmitters is investigated and analyzed.

• 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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• 제9권1호
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• pp.149-168
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• 2015

In cognitive radio networks (CRNs), hybrid overlay and underlay sharing transmission mode is an effective technique for improving the efficiency of radio spectrum. Unlike existing works in the literature, where only one secondary user (SU) uses overlay and underlay modes, the different transmission modes should be allocated to different SUs, according to their different quality of services (QoS), to achieve the maximal efficiency of radio spectrum. However, hybrid sharing mode allocation for heterogeneous services is still a challenge in CRNs. In this paper, we propose a new resource allocation method for hybrid sharing transmission mode of overlay and underlay (HySOU), to achieve more potential resources for SUs to access the spectrum without interfering with the primary users. We formulate the HySOU resource allocation as a mixed-integer programming problem to optimize the total system throughput, satisfying heterogeneous QoS. To decrease the algorithm complexity, we divide the problem into two sub-problems: subchannel allocation and power allocation. Cutset is used to achieve the optimal subchannel allocation, and the optimal power allocation is obtained by Lagrangian dual function decomposition and subgradient algorithm. Simulation results show that the proposed algorithm further improves spectrum utilization with a simultaneous fairness guarantee, and the achieved HySOU diversity gain is a satisfactory improvement.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권7호
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• pp.1214-1229
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• 2011

Power control is a key technique in spectrum underlay cognitive network to guarantee the interference temperature limit of the primary users (PUs) and the quality of service of the secondary users (SUs). In this paper, a robust power control scheme via link gain pricing with $H_{\infty}$ estimator is proposed. The scheme guarantees the interference temperature of the PUs through operating in the network-centric manner, and keeps the fairness between the SUs through link gain pricing. Furthermore, the $H_{\infty}$ filter is also used in the proposed scheme to estimate the channel variation, and thus the power control scheme is robust to the severe channel fading. Plenty of simulations are taken, and prove its superior robust performance against the channel fading, and its effectiveness in guaranteeing the interference temperature limit of the PUs.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권12호
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• pp.2372-2380
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• 2015

본 논문에서는 네트워크 코딩을 쓰는 언더레이 인지 무선 네트워크에서의 주파수 할당과 경로 선택 기법을 제안한다. 네트워크 코딩 기법과 언더레이 인지 무선을 같이 고려하여 경로를 선택하고, 선택한 경로로 통신하는 SU들의 전체 시스템 처리율을 최대화 하는 최적화 문제를 제안한다. 제안한 최적화 문제를 다중 차원 다중 선택 배낭 문제로 변환한 후, 선형 계획 완화를 적용하여 전체 시스템 처리율에 대한 이론적인 상한 값을 제시하고, 주어진 환경에 대해서 SU들의 전체 시스템 처리율을 BFS를 통해 구한다. 성능 비교를 위해 링크 품질 기반의 LQF기법에 대한 SU들의 전체 시스템 처리율을 구하고, BFS를 사용한 경우의 SU들의 시스템 처리율과 비교 분석한다. 시뮬레이션을 통해, 네트워크 코딩 적용 시 네트워크 코딩을 적용하지 않는 경우보다 성능이 개선됨을 보이고, 언더레이 인지 무선 네트워크에서 제안한 기법에 대한 BFS를 사용한 SU들의 시스템 처리율이 LQF를 사용한 SU들의 시스템 처리율보다 더 높음을 보인다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제8권2호
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• pp.151-157
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• 2006

In a continuously expanding wireless world, the number of radio systems increases every day and efficient spectrum usage becomes a more significant requirement. Ultra-wideband (UWB) and cognitive radio are two exciting technologies that offer new approaches to the spectrum usage. The main objective of this paper is to shed the first light on the marriage of these two important approaches. The strength of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) based UWB in co-existing with licensed systems is investigated. The opportunity concept is defined, and the requirements of the opportunistic spectrum usage are explained. It is proposed to take the UWB-OFDM from the current underlay implementation, and evolve it to a combined underlay and opportunistic spectrum usage technology, leading to cognitive UWB-OFDM. This way, we aim at making UWB more competitive in the wireless market with extended range, higher capacity, better performance, and a wide variety of applications.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권3호
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• pp.249-257
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• 2013

최근 고속 데이터 서비스의 보급으로 데이터 사용량이 급증함에 따라 이를 수용하기 위한 주파수 자원의 효율적 사용 방법에 대한 연구가 주목받고 있다. 따라서 주파수 효율성을 향상시키기 위해 주파수 사용에 대한 우선권을 가진 사용자와 후순위에 있는 사용자가 해당 주파수 대역을 공유하는 기술인 인지 무선 기술(Cognitive Radio, CR)이 제안되었다. 본 논문에서는 CR 시스템에서 직교하는 채널 벡터를 이용하여 선순위 시스템에게 미치는 간섭을 줄이면서 후순위 시스템의 성능 향상을 동시에 고려한 사용자 선택 기법을 제안한다. 모의실험 결과 제안 기법을 적용했을 때 전체 시스템의 합 용량이 기존 기법보다 약 1.62bps/Hz의 이득을 가지는 것을 확인하였다.