Earticle

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 가중치를적용한 것이 가중치를 적용하지 않은 이전의 방식에 비해 센싱 효율이 향상 되는 것을 알 수 있었다.

In this paper, we propose weighted detection probability with distance between primary user and secondary users by usingcooperative spectrum sensing based on energy detection. And we analysis and simulate the result. We suggest differentdistance between primary user and secondary users and the wireless channel between primary user and secondary users ismodeled as Gaussian channel. From the simulation results of the cooperative spectrum sensing with weighted method makecoverage bigger compared with non-weight, and We show higher sensing efficiency when we put weight detection probabilitythan before method

Cognitive Radio는 유휴 스펙트럼을 찾아 환경에 맞는 통신방식과 주파수 대역폭을 능동적으로 판단해 재활용하는 지능적인 간섭회 피로 방식으로 스펙트럼을 공유하여 전파자원효율을 극대화 하는 기술이다. 이때 PU에 간섭을 일으키지 않기 위한 스펙트럼 센싱 기술이 중요하다. 하지만 상황에 따라 스펙트럼 센싱 알고리즘을 선택할수 있다면 좀더 효율적 센싱을 할수 있을 것이다. 따라서 본 논문에서는 퍼지컨트롤러를 통해 에너지검출, 자기상관검출,M atched filter 검출 등을 개별 센싱에 반영하는 시스템 모델을 제안 하고 분석한다.

Cognitive Radio is an intelligent interference avoidance idle spectrum communication system for your environment and actively determine the frequency bandwidth recycling by sharing the spectrum in a way that maximizes the efficiency of radio resource technology. At this time, this does not cause interference to the PU spectrum sensing technology is important. If you can choose, depending on the state of the channel spectrum sensing algorithm will be more efficient sensing. Matched filter detection system model that reflects the individual sensing through a fuzzy controller in this paper, energy detection and self-correlation detection are proposed and analyzed.

본 논문에서는 인지무선통신에서 중요한 기술 중 하나인 스펙트럼 센싱의 Hidden node의 문제나 셀룰라 시스템에서 셀 경계에서 CPE(Customer-Primise equipments)의 낮은 SNR(Signal to Noise Ratio)로 인한 센싱 성능 저하를 해결하기 위해 CPE들의 협력 릴레이 기법을 사용한 협력 스펙트럼 센싱을 제안하고 검출확률 성능을 분석한다. 송신단과 수신단 사이의 릴레이(Relay) 적용된 협력 스펙트럼 센싱은 가상의 공간 다이버시티이득(Spatial Diversity Gain)을 얻을 수 있어 센싱 성능이 향상된다. 협력 통신 기법 중 AF(Amplify and Forward)와 DF(Decoded and Forward)방식이 대표적이다. 따라서 이 두가지 협력통신 기법을 적용하여 협력 스펙트럼 센싱의 검출확률의 성능을 비교하고 분석한다.

In this paper, we proposed spectrum sensing using cooperative relay to solve problem of sensing performance degradation due to CPE (Customer-Primise equipments) which causes low SNR (signal-to-noise ratio) problem. In cooperative communication system, AF (amplify-and-forward) and DF (decoded-and-forward) is widely used for relay mechanism. Also, it is expected that cooperative relay scheme guarantees the high sensing performance by its diversity gain. Based on these backgrounds, in this paper, we apply to cooperative relay scheme to the CR (cognitive radio) system, and simulation results show comparison of the sensing performance between AF and DF.

본 논문에서는 기존 에너지 스펙트럼 센싱 할 경우 고정된 FA를 기반으로 정해진 임계값에 따라 센싱이 진행된다. 하지만 SNR 상태가 높다면 낮은 레벨의 SNR에서보 비해 오경보 확률이 일어날 확률이 상대적으로 적어진다. 따라서 90%로 이상의 검출확률을 얻는 구간에 대하여 FA를 제어하는 방법으로 오경보 확률을 높게 설정하지 않아도 검출확률이 유지 되는지를 확인한다. 따라서 CR사용자의 SNR 상태에 따라 FA값을 컨트롤하여 적응적 임계값을 얻는 시스템 모델을 제안하고 성능을 분석한다.

In this paper, we propose system model to solve conventional threshold problem of using fixed false alarm for energy spectrum sensing. Spectrum sensing reliability is ensured when Secondary user have high SNR. Thus, it is not reasonable using fixed optional false alarm without considering CR user’s SNR. So, we propose adaptive threshold method. adaptive threshold is decided by controling FA according to CR user’s SNR

본 논문에서는 인지무선 통신의 스펙트럼 센싱을 위해 PU와 CR 사용자의 수신단 사이에 릴레이를 적용하여 가 상의 공간 다이버시 티이득(Spatial Diversity Gain)을 얻는 협력 릴레이 센싱 모델 중 여러개의 single hop AF 릴레이를 사용하는 기 존 시스템 모델의 센싱 성능을 올리고자, 릴레이의 채널 상태에 따라 릴레이의 사용 유무를 선택함으로써 신뢰도 높은 다이버시티 이득을 얻는 모델을 제안하였다. 이는 Hidden terminal 환경이나, 또는 음영지역에 위치한 릴레이의 불분명한 정보를 줄임으로써 최 적의 다이버시티를 얻을 수 있게 된다. 신호 검출 확률을 보임으로써 센싱 성능 향상을 보인다.

In this paper, we proposed spectrum sensing using cooperative relay to solve problem of sensing performance degradation due to CPE (Customer-Primise equipments) which causes low SNR (signal-to-noise ratio) problem. This system model is expected that cooperative relay scheme guarantees the high sensing performance by its diversity gain. Based on these backgrounds, in this paper, we apply to cooperative relay scheme to the CR (cognitive radio) system, and simulation results show comparison of the sensing performance combining method EGC and MRC.

기존에 제안된 대부분의 스펙트럼 센싱 기법은 해당 시간에 센싱 된 우선사용자의 신호만을 다루고 있다. 하지만 해당 시간 이전의 우선사용자의 상태를 이용하게 되면 조건부 확률을 사용하여 검출기의 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 따라서 크로스 엔트로피(Cross Entropy) 기반의 스펙트럼 센싱 기법에서는 해당 시간 이전의 우선사용자의 상태도 함께 이용하는 기법을 제안하였으며 이를 통해 우선사용자 신호 검출 성능을 향상시키고 잡음에 강인한 성능을 갖도록 하였다. 그러나 이러한 크로스 엔트로피 기반의 스펙트럼 센싱 기법은 모두 실제 이상적인 센싱 환경만을 고려하였다. 다시 말해, 우선사용자의 채널 점유 시간이 항상 일정하다고 가정한 상태에서 센싱을 수행하였다. 하지만 실제 상황에서는 우선사용자가 채널을 점유하는 시간이 이상적인 상황보다 길어질 수도, 반대로 짧아질 수도 있으며 이로 인해 스펙트럼 센싱 성능이 변화 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 실제 상황에서도 센싱 성능을 일정하게 유지할 수 있는 기법을 제안하였으며 이를 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

Most of the traditional spectrum sensing methods consider only the current detected data sets of Primary User (PU). However previous state of PU is a kind of conditional probability that strengthens the reliability of the detector. Therefore, in the cross entropy spectrum sensing method, relationship of the previous and current spectrum sensing is considered to detect PU signal more effectively. But these cross entropy spectrum sensing methods only consider the ideal system. In other words, PU always occupy the channel during the same period. However, PU can occupy the channel either for a longer or a shorter period than the ideal case in the real system. For this reason, the spectrum sensing performance can be varied. In this paper, we propose the method that can maintain the performance of spectrum sensing in the real system and we confirm the results with the help of simulation.

위성통신시스템은 넓은 커버리지를 바탕으로 광범위한 지역에 통신을 가능하게 하는 장점을 가지고 있다. 그러나 위성통신 시스템에 할당된 주파수 대역의 사용률은 셀룰러 시스템과 같은 다른 무선통신시스템과 비교할 때 상당히 낮은 효율을 보인다. 그러므로 할당된 주파수를 이용하여 부가적인 서비스를 제공하고, 주파수 효율을 높이기 위한 방법들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 허가 대역에서 새로운 서비스를 적용할 수 있는지에 관하여 분석해보고, 새로운 서비스를 적용하기 위하여 가장 중요한 부분인 위성 터미널의 신호를 정확하게 검출하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 간섭을 회피하기 위하여 Spectrum Sensing과 Eigenvalue 검출하고, 결론을 통하여 터미널의 신호를 검출하고 성능을 분석한다.

The Satellite Mobile Communication System holds several advantages, such as wide coverage that guarantees the communication in a huge area. It is suitable in the ocean and forest and especially in emergency situation. However, the licensed frequency is not always occupied within all coverage and all the time. The actual utilization rate is relatively low compared to other wireless communications such as cellular systems. There are a large amount of white spaces in its coverage. Therefore, it is necessary to consider introducing additional services such as data communication, in order to increase the spectrum utilization as well as the revenue of the Satellite service provider. In this paper, we first analyze the possibility to implement new services in the licensed band of satellite mobile phone by its provider. Then we address the most significant issue for the implementation of current service, which is how to accurately detect the satellite mobile terminals. Finally, we suggest two new possible solutions namely, eigenvalue detection based methods to find out the existence of transmitted signal from the satellite mobile terminals.

The different issues in the wireless channel, such as multipath fading, shadowing, and hidden terminal problems, limit the sensing abilities of the single user in a cognitive radio network (CRN). In this connection, it is more suitable to follow cooperative spectrum sensing (CSS). However, the various categories of malicious users (MUs) pose threats to the performance of CSS. These MUs are eager to report false sensing data to the fusion center (FC) to deceive its decision. This work considered the CSS performance in the presence of always yes MU (AYMU), opposite MU (OMU), and always no MU (ANMU). Moreover, the considered particle swarm optimization (PSO) algorithm takes out reports of the MUs using one to many sensing distances (OTMSD) and z-score outlier detection techniques before the final decision. Simulation results validate the effectiveness of the proposed scheme in the presence of MUs.

This work proposes a Spectrum Sensing (SS) scheme based on a Convolutional Autoencoder (CAE) for application in Cognitive Radio Networks. The channel occupancy is modeled as an anomaly detection problem. The CAE is trained only with noise-signal samples so that any random modulated signal observed in the wireless channel will be regarded as an outlier. The relationship between the detection threshold and the system performance is evaluated. Experiments demonstrate that the SS proposal can identify primary signal presence with better accuracy (high detection and low false alarm rate) than conventional Energy Detection.

In Orthogonal Frequency Division Multiplexing OFDM, a cyclic prefix (CP) is applied to reduce the intervention between symbols. The CP results in bandwidth wastage, and the solution to this problem leads to the cognitive radio. In the first part of the work, OFDM with CP is presented and integrated with cyclostationary spectrum sensing. Subsequently, OFDM with cyclostationary spectrum sensing without CP is proposed with the function of the filter at the transmitter and receiver being to utilize the bandwidth that is wasted in the CP phase. The Bit Error Rate BER, signal probability detection, false alarm, and error probability are obtained and analyzed.

This paper delivers an accurate approximation for adaptive threshold and optimal frame detection algorithms based on the robust multi-taper method aiming at an efficient spectrum sensing in cognitive radio systems. An appropriate adaptive thresholding allows for seamless vacation of unlicensed secondary users from certain bands upon primary users’ requests, while arbitrary optimal frame detection contributes to the computational and throughput demands. Simulation exercises corroborate the given analysis over Rayleigh channel and multiple-input multiple-output configuration and emphasize the critical role of adopting applicable adaptive threshold and optimal frame detection policies.

The major task for cognitive radio (CR) systems is to sense the spectrum holes reliably and make the secondary user share the spectrum efficiently and effectively with the primary users. The Cognitive Radio cannot sense the primary users correctly because of the shadowing and fading environment in the multipath channel. To overcome this sensing problem collaboration between the secondary users has to be established. In collaborative sensing, a fusion centre will receive information from each secondary user and a decision will be made by fusion rule. Genetic algorithm is used to select secondary users having higher SNRs. MATLAB is used to carry out the simulation to obtain the optimum number of users can involved in the collaboration. HDL is implemented on Genetic algorithm to detect the optimal secondary users. Simulation and synthesis report is given in this paper.

In this paper, we propose an efficient decision rule in order to get better chance to detect the unused spectrum assigned to a licensed user and improve reliability of spectrum sensing performance. Each secondary user receives the signals from the licensed user. And the resulting signals input to an energy detector. Then, each sensing result is combined and used to make a decision whether the primary user is present at the licensed spectrum band or not. In order to make the reliable decision, we apply an efficient decision rule that is called as a majority rule in this paper. The simulation results show that spectrum sensing performance with the proposed decision rule is more reasonable and efficient than that with conventional decision rules.

이동 Ad hoc 네트워크 (MANET: Mobile Ad-hoc Network)는 기존의 통신 인프라의 구축 여부와 무관하게 무선 단말기기간의 통신이 가능한 네트워크이다. 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 무선 인지 시스템이 Ad hoc네트워크에 적용하여 보다 다양하고 확장된 네트워크 서비스를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 기존의 단일 스펙트럼 센싱 및 협력 스펙트럼 센싱과 비교하여 Ad hoc 네트워크가 적용된 무선인지 시스템에서의 스펙트럼 센싱의 성능이 향상됨을 모의 실험 및 성능 분석을 통하여 나타내도록 한다.

Wireless devices can communicate between each other without existing infrastructure in mobile Ad-hod network. Ad hoc networks can be used under difficult conditions, where it is difficult to construct infrastructures, such as shadowing areas, disaster areas, war area, and so on. In order to support to considerable and various wireless services, more spectrum resources are needed. However, efficient utilization of the frequency resource is difficult because of spectrum scarcity and the conventional frequency regulation. Ad-hoc networks employing cognitive radio (CR) system that guarantee high spectrum utilization provide effective way to increase the network capacity. In this paper, we simulate and compare the performance of conventional single and cooperative spectrum sensing with CR system using ad-hoc networks. And we demonstrate performance improvement by analyzing the system performance.

Cognitive Radio (CR) technology is proposed for using the unused spectrum band efficiently because of the spectrum scarcity problems. Spectrum sensing is one of the most challenging issues in cognitive radio system. In this paper, we focus on the signal detection of WiBro system band. As most of the modulated signals can be treated as cyclostationary random process, we can detect the signal of the OFDM signals in WiBro system. OFDM symbols using WiBro system have several pilot subcarriers and periodic pilots have cyclostationary characteristic. To improve of the detection performance, we get diversity gain using multiple antennas.

본 논문에서는 멀티콥터의 원활한 주파수 사용과 에너지 충전을 위하여 효율적인 스펙트럼 센싱기술을 제안한다. 제안된 구조는Ad-hoc network를 기반으로 한 Spectrum sensing의 성능을 향상시키는데 중점을 둔다. 우선 Cooperative Spectrum sensing,Ad-hoc based Spectrum sensing의 기본원리와 단점을 설명한다. 이러한 점을 보완하여 인지 무선 시스템 기반 ad-hoc 네트워크에서도 신호들의 detection probability를 향상시키기 위하여 2차 사용자의 ad-hoc 단말들에게 보다 높은 1차 사용자의 전송 파워를실어 주기 위한 beamforming 기법을 이용한다. 실험 결과는 신호검출 성능으로 보여주며, 본 논문의 실험결과는 ad-hoc 기반 인지무선 시스템에 적용 가능하다.

In this paper, we provide efficient spectrum sensing technology for smooth use of frequency and energy charge ofmulti-copter. The proposed structures focus on improving performance of spectrum sensing that is based on Ad-hoc network. First, we explain basic principles and disadvantages of cooperative spectrum sensing and ad-hoc based spectrum sensing. Tosolve these problems, in this paper, we employ the beamforming technology that guarantees higher transmit primary users'signal power to secondary users in ad-hoc network. The performance of proposed algorithm is analyzed in terms of detectionprobabilities, and the results of this paper can be applied to the various ad-hoc based Cognitive Radio system.

CR(Cognitive Radio) technology is maximized frequency resource efficiency using unused frequency band. Conventional cooperative spectrum sensing system has threshold based on fixed false alarms. We proposed new system model. The system model is analyzed by setting the false alarm through CSI(channel state information) to get resonable threshold. Simulation results show improvement of detection probability.