Iterative Calculation을 이용한 UWB 위치측정에서의 오차감소 기법

장성진(Sung Jeen Jang),황재호(Jae Ho Hwang),최낙현(Nack Hyun Choi),김재명(Jae Moung Kim) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.45 No.12

유비쿼터스 사회에서는 사용자의 요구를 충족시키기 위하여 사용자가 갖고 있는 기기에 대한 정밀한 위치측정을 필요로 한다. 위치 측정은 송수신기 간에 신호의 전송을 기반으로 한 거리측정을 통해 이뤄지기 때문에 위치측정의 오차는 거리측정의 오차로부터 발생한다. 신호가 전송되는 기기 간에 장애물이 존재하게 되면 LoS(Line of Sight)신호 성분이 줄어들게 되어 NLoS(Non-Line of Sight) 채널이 발생하게 되고 정확한 시점에서 신호를 검출할 수 없게 되어 거리오차가 발생하게 된다. 일반적인 위치측정 알고리즘은 참조기기(Reference Device)의 거리측정 성능에 관계없이 참조기기와 목표기기(Target Device)간의 거리측정 값을 위치 계산에 그대로 사용하기 때문에 거리측정 값으로부터 발생되는 오차가 위치 계산에 더해지게 된다. 따라서 본 논문에서는 각 참조기기가 속해 있는 채널특성을 판별하고 NLoS채널로부터 계산된 거리와 LoS채널로부터 계산된 거리를 다른 비율로 적용하여 위치측정의 오차를 줄이는 Iterative Calculation 기법을 제안한다. 참조기기는 수신된 신호의 Kurtosis, Mean, Excess Delay, RMS Delay spread를 통해 NLoS와 LoS 채널을 구분한다. 이를 통해 구분된 채널마다 각기 다른 비율로 랜덤 거리를 계산된 거리에 더하여 위치를 계산하는 것을 반복적으로 수행한 뒤 평균값을 계산하여 확률적으로 존재할 가능성이 높은 목표기기의 위치를 찾아감으로써 NLoS채널로부터 계산된 거리오차가 위치측정에 미치는 영향을 줄이는 방법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 기존의 방식과 비교했을 때 성능향상을 확인하였다. In Ubiquitous Society, accurate Location Calculation of user's device is required to achieve the need of users. As the location calculation is processed by ranging between transceivers, if some obstacles exist between transceivers, NLoS(Non-line-of-Sight) components of received signal increase along with the reduction of LoS(Line-of-Sight) components. Therefore the location calculation error will increase due to the NLoS effect. The conventional location calculation algorithm has the original ranging error because there is no transformation of ranging information which degrades the ranging accuracy. The Iterative Calculation method which minimizes the location calculation error relys on accurately identifying NLoS or LoS condition of the tested channel. We employ Kurtosis, Mean Excess Delay and RMS Delay spread of the received signal to identify whether the tested channel is LoS or NLoS firstly. Thereafter, to minimize location calculation error, the proposed Iterative Calculation method iteratively select random range and finds the averaged target location which has high probability. The simulation results confirm the enhancement of the proposed method.

Cognitive Radio 환경에서 고유치 값 검출을 통한 실시간 센싱 방법

손성환(Sung Hwan Sohn),장성진(Sung Jeen Jang),김재명(Jae Moung Kim) 大韓電子工學會 2010 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.47 No.3

Cognitive Radio는 비어있는 주파수 대역을 적절하게 사용하여 주파수 자원 부족의 문제를 완화하는데 효과적인 방법이다. 우선 사용자 시스템의 간섭 없는 데이터 전송을 보장하기 위해서는 휴지기간(quite period)동안의 스펙트럼 센싱이 제안되어왔다. 그러나 CR시스템에서 우선 사용자(우선 사용자 : Primary User)는 예상치 못한 시간에 나타날 수 있기 때문에 우선 사용자에 대한 간섭을 막기에는 충분하지 못하다. 본 논문에서는 기존 스펙트럼 센싱방법의 한계에 대해 설명하고 실시간으로 우선 사용자를 검출하기 위해 이를 모니터링하는 블록을 갖는 새로운 CR 수신기를 제안한다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 2개의 문턱값으로 우선 사용자를 검출하는 고유치값 기반의 검출방법을 검증한다. Cognitive Radio, which adaptively utilizes the vacant licensed spectrum band, is considered as an effective way to alleviate the scarcity of spectrum resource shortage. In order to guarantee the non-interference transmission of primary system, spectrum sensing, especially in quiet period, is proposed. However, it is insufficient to avoid the unacceptable interference caused by Cognitive Radios, because the primary user may appear anytime that is unpredictable. In this paper, we address the deficiency of conventional spectrum sensing and propose a novel Cognitive Radio receiver structure with monitoring function block to detect the appearance of primary user in a real-time manner. Simulations prove that the proposed eigenvalue based detection method together with the two-threshold decision procedure performs properly.

An Improved Cross Entropy-Based Frequency-Domain Spectrum Sensing

타사미아,구준롱,장성진,김재명,Ahmed, Tasmia,Gu, Junrong,Jang, Sung-Jeen,Kim, Jae-Moung The Institute of Electronics and Information Engin 2011 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.41 No.8

본 논문은 주파수 영역에서 과거와 현재에 센싱된 결과들의 관계를 이용한 스펙트럼 센싱기법을 제안하였다. 기존에 제안된 대부분의 스펙트럼 센싱기법은 해당 시간에 센싱된 우선사용자의 신호만을 다루고 있다. 해당 시간 이전의 우선사용자의 상태는 조건부확률을 사용하여 검출기의 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 논문은 이전 시간과 해당 시간의 스펙트럼 센싱 결과를 사용하는 cross entropy 기반의 스펙트럼 센싱기법을 제안하며 이를 통해 우선사용자 신호 검출 성능을 향상시키고 잡음에 강인한 성능을 가질 수 있다. 이전 시간에 검출된 신호가 잡음인 경우 cross entropy 기반의 스펙트럼 센싱 성능 감소는 기존의 entropy 기반의 센싱기법과 동일하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 보다 향상된 cross entropy 센싱기법을 제안하였다. 본 논문은 시뮬레이션을 통해 가장 최근에 제안된 주파수 영역에서의 entropy 기반 스펙트럼 센싱기법 보다 제안된 방법이 더 나은 성능을 보이는 것을 보였다. In this paper, we present a spectrum sensing method by exploiting the relationship of previous and current detected data sets in frequency domain. Most of the traditional spectrum sensing methods only consider the current detected data sets of Primary User (PU). Previous state of PU is a kind of conditional probability that strengthens the reliability of the detector. By considering the relationship of the previous and current spectrum sensing, cross entropy-based spectrum sensing is proposed to detect PU signal more effectively, which has a strengthened performance and is robust. When previous detected signal is noise, the discriminating ability of cross entropy-based spectrum sensing is no better than conventional entropy-based spectrum sensing. To address this problem, we propose an improved cross entropy-based frequency-domain spectrum sensing. Regarding the spectrum sensing scheme, we have derived that the proposed method is superior to the cross entropy-based spectrum sensing. We proceed a comparison of the proposed method with the up-to-date entropy-based spectrum sensing in frequency-domain. The simulation results demonstrate the performance improvement of the proposed spectrum sensing method.

효율적인 센싱 데이터 수집을 위한 강화 학습 기반의 무인 항공기 경로 탐색

문지선(Ji-Seon Moon),장성진(Sung-Jeen Jang),유상조(Sang-Jo Yoo) 한국통신학회 2018 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.1

인지무선 시스템의 상관채널에서 공간 상관 행렬 사영을 이용한 안테나 선택기법

조재범(Jae-bum Cho),장성진(Sung-jeen Jang),정원식(Won-Sik Jung),김재명(Jae-moung Kim) 한국통신학회 2012 韓國通信學會論文誌 Vol.37 No.1A

최근에 인지무선시스템에서 부사용자의 성능을 향상시키기 위해서 다중 안테나 기술을 사용하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이런 다중 안테나 시스템에서는 안테나 수가 증가할수록 복잡성이나 시스템 가격 등의 문제가 발생한다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 이용 가능한 안테나의 부분집합을 찾아 일부 안테나만 사용하는 안테나 선택기법이 사용된다. 본 논문에서는 IEEE 802.11n을 기반으로 시스템을 구축하였으며 인지무선 시스템의 상관채널에서의 안테나 선택기법을 제안한다. 수신 안테나보다 송신안테나가 많은 다중안테나 시스템을 고려하여 송신안테나를 수신안테나와 같은 수로 선택하여 준다. 안테나 선택에서 모든 안테나 조합을 고려하는 것은 비현실적이다. 따라서 채널 상관 행렬의 벡터 사영 값을 이용한 크기 값을 안테나 선택 기준으로 해준다. 이 알고리즘은 우선사용자에게 미치는 간섭은 줄여주면서 부사용자의 통신 성능은 향상시켜준다. Recent work has been shown that cognitive radio systems with multiple antenna at both transmitter and receiver are able to improve performance of secondary users. In such system, the main drawback is the increased complexity and raised cost as the number of antennas increase. It is desirable to apply antenna selection which select a subset of the available antennas so as to solve these problems. In this paper, we consider antenna selection method for cognitive radio systems in correlated channel from the IEEE 802.11n. For a multiple-input multiple-output(MIMO) system with more antennas at transmitter than the receiver, we select the same number of transmit antennas as that of receive antennas. The exhaustive search for optimal antenna becomes impractical. We present criterion for selecting subset in terms of projection of channel correlation vector to increase performance of secondary user with decreasing interference at primary user.

TVWS에서 스펙트럼 에티켓 및 GA를 사용한 WRAN과 WLAN의 효율적 주파수 공유기법

정원식(Won-Sik Jeong),장성진(Sung-jeen Jang),용슬바로(Seulbaro Yong),김재명(Jae-moung Kim) 한국통신학회 2012 韓國通信學會論文誌 Vol.37 No.2A

TV 화이트 스페이스(TV White Space, TVWS)에서는 WRAN, WLAN과 같은 다양한 이종 통신 기기들이 공존하게 되기 때문에 TV 화이트 스페이스 주파수 대역을 공유하는 무선 장치들은 주파수 사용 면허를 가진 TV, 무선 마이크와 같은 면허사용자(Incumbent)에 대한 간섭제어 기술 이외에도 주파수를 공유하는 동종 또는 이종의 비면허 무선 네트워크에 대한 상호공존 기술이 요구된다. 본 논문에서는 WLAN 사용자에게 더 많은 대역폭을 제공할 수 있는 WRAN 스펙트럼 에티켓 기법 및 유전자 알고리즘을 사용한 WLAN 주파수 선택기법, 이렇게 두 가지 상호공존 기법을 제안한다. 또한 이를 적용한 시뮬레이션 결과를 통하여 두 가지 상호공존 기법을 통해 두 이종 시스템 상호간의 간섭을 줄이고 throughput 성능을 향상시킬 수 있음을 보인다. Various wireless communication devices or network such as WRAN and WLAN will coexist in the TVWS(TV White Space). Because of this coexistence, the wireless devices which use the TVWS have to avoid interfering to not only licensed TV receiver and wireless microphone but also homogeneous or heterogeneous TVBD(TV Band Device)s. In this paper, we propose two frequency sharing methods for the coexistence of WLAN and WRAN in terms of interference reduction and throughput enhancement in both homogeneous and heterogeneous networks. One is the WRAN spectrum etiquette to provide more wide bandwidth for WLAN users and the other is the WLAN frequency selection methods to improve the throughput performance. The simulation results have confirmed the throughput improvement of the proposed methods. Moreover, the proposed methods is also applicable to improve the throughput performance and reduce interference of similar systems working in a cognitive manner.

인지 무선 네트워크에서 딥러닝을 이용한 특징 기반의 자동 변조기법 분류 방법

최익수(Ik-Soo Choi),장성진(Sung-Jeen Jang),유상조(Sang-Jo Yoo) 한국통신학회 2018 韓國通信學會論文誌 Vol.43 No.6

인지무선 애드혹 네트워크에서 히스토리 기반 최적 정밀센싱대역 선택 알고리즘

최익수(Ik-Soo Choi),장성진(Sung Jeen Jang),유상조(Sang-Jo Yoo),최재각(Jae-Kark Choi),서명환(Myunghwan Seo),박민호(Minho Park),이광억(Kwang-Eog Lee) 한국통신학회 2018 韓國通信學會論文誌 Vol.43 No.2

센서 네트워크에서 드론의 센싱 데이터 정보 최대화를 위한 PSO 기반 드론 위치 탐색 알고리즘

나호정(Na Ho Jeong),장성진(Jang Sung Jeen),유상조(Yoo Sang Jo) 한국통신학회 2018 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.6

An Improved DSA Strategy based on Triple-States Reward Function

타사미아(Tasmia Ahmed),구준롱(Junrong Gu),장성진(Sung Jeen Jang),김재명(Jae Moung Kim) 大韓電子工學會 2010 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.47 No.11

본 논문은 보상함수 수정을 통해 보다 완벽한 DSA(Dynamic Spectrum Access)를 수행하는 새로운 방법을 제시하였다. POMDP(Partially Observable Markov Decision Process)는 미래의 스펙트럼 상태를 예측하는데 사용되는 알고리즘으로서, 그 중 보상함수는 스펙트럼을 예측하는데 있어 가장 중요한 부분이다. 그러나 보상함수는 Busy 및 Idle의 두 가지 상태만 갖고 있기 때문에 채널에서 충돌이 발생하게 되면 보상함수는 Busy를 반환함으로써 2차 사용자의 성능을 감소시키게 된다. 따라서 본 논문에서는 기존의 Busy를 Busy 및 Collision 의 두 상태로 구분하였고, 이렇게 추가된 Collision 상태를 통해 2차 사용자의 채널 접근 기회를 보다 향상시킴으로서 데이터 전송율을 증대시킬 수 있도록 하였다. 또한 본 논문은 새로운 알고리즘의 신뢰도 벡터를 수학적으로 분석하였다. 마지막으로 시뮬레이션 결과를 통해 개선된 보상함수의 성능을 검증하고, 이를 통해 새로운 알고리즘이 CR 네트워크에서 2차 사용자의 성능을 향상시킬 수 있음을 보인다. In this paper, we present a new method to complete Dynamic Spectrum Access by modifying the reward function. Partially Observable Markov Decision Process (POMDP) is an eligible algorithm to predict the upcoming spectrum opportunity. In POMDP, Reward function is the last portion and very important for prediction. However, the Reward function has only two states (Busy and Idle). When collision happens in the channel, reward function indicates busy state which is responsible for the throughput decreasing of secondary user. In this paper, we focus the difference between busy and collision state. We have proposed a new algorithm for reward function that indicates an additional state of collision which brings better communication opportunity for secondary users. Secondary users properly utilize opportunities to access Primary User channels for efficient data transmission with the help of the new reward function. We have derived mathematical belief vector of the new algorithm as well. Simulation results have corroborated the superior performance of improved reward function. The new algorithm has increased the throughput for secondary user in cognitive radio network.