• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
• /
• 제3권4호
• /
• pp.173-180
• /
• 2014

Random access protocols feature inherent sensing functionality and distributed coordination, making them suitable for cognitive radio communication environments, where secondary users must detect the white space of the primary spectrum and utilize the idle primary spectrum efficiently without centralized control. These characteristics have led to the adoption of carrier-sensing-multiple-access/collision-avoidance (CSMA/CA) in cognitive radio. This paper proposes a new analytical framework for evaluating the performance of a CSMA/CA protocol that considers the characteristics of idle periods based on the primary traffic behavior in cognitive radio systems. In particular, the CSMA/CA-based secondary network was analyzed in the terms of idle period utilization, which is the average effective data transmission time portion in an idle period. The use of the idle period was maximized by taking its statistical features into consideration.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.794-800
• /
• 2012

본 논문에서는 셀룰러 기반 무선 인지망에서 핸드오프 호를 위한 가드채널할당기법(guard channel scheme)의 자원이용률의 저하를 개선하기 위해 무선인지 기술을 사용하여 자원 이용률을 향상시키면서, 무선 인지망의 부 사용자(cognitive radio user) 손실률을 줄이는 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 핸드오프 호의 전용채널(guard channel)을 부 사용자가 이용하도록 하고, MMOSPRED(Multi-Media One Step Prediction)기법으로 핸드오프 호의 발생을 예측한 다음, 핸드오프 호가 발생하면 핸드오프 호의 전용채널을 넘겨주고, 부 사용자는 예약된 자원으로 스펙트럼 핸드오프를 하여 서비스를 완료 하도록 한다. 시뮬레이션을 통하여, 제안한 기법의 자원 이용률과 부 사용자의 손실률에 대한 성능이 기존의 가드채널 할당기법과 모바일의 이동성을 예측하지 않은 채널할당기법 보다 우수함을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제9권9호
• /
• pp.3312-3334
• /
• 2015

In this paper, a mechanism for spectrum allocation in overlay cognitive radio networks is proposed. In overlay cognitive radio networks, the secondary users (SUs) must first sense the activity of primary users (PUs) to identify unoccupied spectrum bands. Based on their different contributions for the spectrum sensing, the SUs get payoffs that are computed by the fusion center (FC). The unoccupied bands will be auctioned and SUs are asked to bid using payoffs they earned or saved. Coalitions are allowed to form among SUs because each SU may only need a portion of the bands. We formulate the coalition forming process as a coalition forming game and analyze it by game theory. In the coalition formation game, debtor-creditor relationship may occur among the SUs because of their limited payoff storage. A debtor asks a creditor for payoff help, and in return provides the creditor with a portion of transmission time to relay data for the creditor. The negotiations between debtors and creditors can be modeled as a Bayesian game because they lack complete information of each other, and the equilibria of the game is investigated. Theoretical analysis and numerical results show that the proposed auction yields data rate improvement and certain fairness among all SUs.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
• /
• 제10권3호
• /
• pp.59-64
• /
• 2018

A cooperative spectrum sensing has been proposed to improve the sensing performance in cognitive radio (CR) network. However, cooperative sensing causes additional overhead for reporting the result of local sensing to the fusion center. In this paper, we propose a technique to reduce the overhead of data transmission of cooperative sensing for applying the quantum data fusion technique in cognitive radio networks by omitting the lowest quantized in the local sensed results. If a CR node senses the lowest quantized level, it will not send its local sensing data in the corresponding sensing period. The fusion center can implcitly know that a spectific CR node sensed lowest level if there is no report from that CR node. The goal of proposed sensing policy is to reduce the overhead of quantized data fusion scheme for cooperative sensing. Also, our scheme can be adapted to all quantized data fusion schemes because it only deal with the form of the quantized data report. The experimental results show that the proposed scheme improves performance in terms of reporting overhead.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제8권9호
• /
• pp.3075-3093
• /
• 2014

In this paper, we consider an advanced wireless user, called primary-secondary user (PSU) who is capable of harvesting renewable energy and connecting to both the primary network and cognitive radio networks simultaneously. Recently, energy harvesting has received a great deal of attention from the research community and is a promising approach for maintaining long lifetime of users. On the other hand, the cognitive radio function allows the wireless user to access other primary networks in an opportunistic manner as secondary users in order to receive more throughput in the current time slot. Subsequently, in the paper we propose the channel access policy for a PSU with consideration of the energy harvesting, based on a Partially Observable Markov decision process (POMDP) in which the optimal action from the action set will be selected to maximize expected long-term throughput. The simulation results show that the proposed POMDP-based channel access scheme improves the throughput of PSU, but it requires more computations to make an action decision regarding channel access.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
• /
• pp.243-246
• /
• 2019

인지무선 네트워크에서 2차사용자는 1차사용자의 전송이 감지되면 즉각 전송을 중단하고 새로운 유휴 스펙트럼을 찾아 빠르게 동기화를 해야 전송을 재개 할 수 있다. 대부분의 관련 연구에서는 별도의 공용 제어채널을 통해 2차사용자들이 같은 스펙트럼으로 동기화를 수행하는 것을 가정한다. 하지만, 상시 사용 가능한 채널이 별도로 존재한다는 가정은 인지무선 기술의 실제 구현과는 어울리지 않는다. 이 논문에서는 별도의 공용제어채널을 고려하지 않는 능동적 스펙트럼 동기화 기법을 제안한다. 2차송신자와 수신자는 주통신간에 주기적으로 서로의 스펙트럼 감지 결과를 교환한다. 그리고, 송수신자 모두 유휴로 탐지된 스펙트럼에 순차적으로 동기화를 실시하도록 한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 USRP를 사용하여 구축된 실제 인지무선 환경에 적용하여 성능을 평가한다.

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

• 한국항행학회논문지
• /
• 제12권5호
• /
• pp.429-436
• /
• 2008

본 논문에서는 무선인지통신망에서 스펙트럼 센싱을 위한 협업 센싱을 하는 경우에 센싱 시간 및 협업 센싱 단말 수의 최적값들을 결정하는 방식에 대해서 다룬다. 협업 스펙트럼 센싱에서는 전송 중인 CU (Cognitive User) 외에 휴지중인 다른 CU들이 활성화되어 센싱에 참여함으로써 센싱 시간을 줄일 수 있다. 이로 인한 전송 CU의 전송률 이득과 CU들의 센싱으로 인한 에너지 소모간의 관계를 모두 고려하는 혼합 정수 계획법 문제를 풀어서 최적값들을 구할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제40권6호
• /
• pp.1148-1156
• /
• 2015

해상 인지 무선 네트워크에서는 선순위 선박이 미사용 중인 스펙트럼 자원을 차순위 선박이 기회주의적으로 사용함으로써 낮은 통신비용으로 높은 수율을 제공할 수 있다. 기존 육상 인지 무선 네트워크에서는 선순위 사용자의 사용과 유휴간의 동작상태 변화가 드물게 발생하므로 선순위 사용자의 동작상태가 차순위 사용자의 한 프레임 시간 내에서 변하지 않는다. 하지만 해상 인지 무선 네트워크에서는 육상 인지 무선 네트워크와 달리 선순위 선박의 동작상태 변화가 빈번히 발생하므로 차순위 선박의 한 프레임 시간 내에서 선순위 선박의 상태가 변할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 해상 인지 무선 네트워크에서 선순위 선박의 동작상태 변화를 고려한 시스템 레벨 시뮬레이션을 통해서 협력적 스펙트럼 센싱을 사용하는 해상 인지 무선 네트워크에서 선순위 선박과 차순위 선박의 수율 성능을 분석한다. 선순위 선박과 차순위 선박의 수율 분석을 통해서 선순위 선박과 차순위 선박의 수율이 파라미터 변화에 따라 서로 상호 배타적인 관계를 가지는 것을 확인할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제34권5A호
• /
• pp.391-400
• /
• 2009

최근 이동 통신 네트워크는 2G에서 3G로 이동하고 있으며 주파수의 효율성을 추구하고자 한다. 인지 무선 통신(Cognitive radio) 기술은 secondary 네트워크와 primary 네트워크의 공존을 허용함으로써 주파수의 효율성을 달성할 수 있는 기술로 떠오르고 있다. 하지만, primary 네트워크의 주파수 재사용율을 고려하지 않는 기존 인지무선 통신 방식은 primary 네트워크와 secondary 네트워크를 포함한 전체 네트워크의 성능을 저하시키게 된다. 본 논문에서는 secondary 네트워크가 primary 네트워크의 파일럿 신호를 감지하여 최적의 가용 주파수를 선택하는 복잡도가 낮은 방식을 제안한다. 그리고, primary 네트워크의 간섭을 최소화하는 제약조건을 가지면서 업링크와 다운링크의 용량을 최대화하는 최적화 문제를 고려한다. 시뮬레이션을 통하여 제안방법과 기존방법의 성능을 비교하였으며, 제안방법이 기존방법보다 primary 네트워크의 주파수 재사용율이 작고 채널 사용 변화가 심할 때 특히 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있었다.