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초록
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석유, 철강 등과 함께 주파수 자원은 정보화 사회에서 소중한 자산으로 사용이 한정되어 있는 유한자원이다. 새로운 서비스를 위해 새로 할당할 대역이 더 이상 남아 있지 않는 지금, 주파수 부족 현상은 광대역 멀티미디어 통신 서비스를 제공해야 하는 차세대 무선 통신 서비스를 실현함에 있어서 큰 걸림돌이 될 것으로 예상된다. 하지만 FCC의 보고에 따르면 할당된 주파수 대역이 효율적으로 사용되고 있지 않음을 확인할 수 있다 이러한 관찰은 주파수 부족 현상이 주파수 자원이 가지고 있는 유한성의 문제보다는 비효율적으로 운영되고 있는 주파수 관리 방식에 원인이 있다는 것을 말해준다. Cognitive Radio 기술은 이렇게 비효율적으로 사용되고 있는 지금의 상황을 해결해줄 수 있는 기술로 주목받고 있다. Cognitive Radio에 대한 많은 연구가 지금까지 진행되어 왔지만 아직까지 단일화된 정의나 구체적인 시나리오가 제시되지 않은 상태이다. 이에 따라 본 고에서는 Cognitive Radio 기술이 적용될 수 있는 구체적 시나리오를 파악하고자 주요 관점 별로 구체적인 시나리오를 제시하고 각 시나리오에 따라서 Cognitive Radio 기술이 어떠한 방식으로 주파수 사용 효율을 높일 수 있는 지와 이때 요구되는 핵심 기술들에 대해 논의한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 다음으로는 주파수 공유를 위한 CR 시스템 의 협력 여부에 따른 시나리오와 필요한 핵심 기술을 논의하겠다.
  • 그러나 Joseph Mitola에 의해 처음 소개된 이후로 CR에 대한 많은 연구가 진행 되어 왔지만, 아직까지 명확한 정의와 실체가 갖추어지지 않은 상태이다. 따라서 본 고에서는 CR 기술을 주파수 공유 기술의 하나로 간주하고 여러 조건들 속에서 CR 기술이 어떻게 응용될 수 있을지에 대해 조사하였다. 현재 구축되어 있는 인프라 시설과 주파수 정책의 특성상 vertical sharing 방식이 가장 먼저 적용될 수 있는 시나리오라고 생각되지만, 궁극적으로 CR은 언제 어디서나 스스로 외부 환경을 인지하고, 판단하여 통신할 수 있는 autonomous 통신이 가능한 형태로 발전되어야 할 것이다.
  • 참고문헌 , [4] 【7], [8]에서 각자의 관점에 따라 CR 기술의 카테고리를 나누려는 노력을 하였다. 본 고에서는 이를 바탕으로 다음의 두 가지 관점에 따라서 CR 시스템의 메커니즘을 정의하고자 한다.
  • 본 절에서는 CR 기술을 분류하기 위해 여러 관점에 따라 적용 가능한 시나리오를 검토할 것이다. CR 기술은 주파수 공유 기술의 하나로 정부가 어떤 형식의 주파수 공유를 허가하는지, 그리고 이에 따라서 CR 시스템이 어떤 방식의 공유를 선택할 것인지에 따라 응용될 수 있는 범위가 결정된다.
  • 이를 바탕으로 주요 관점별로 구체적인 시나리오를 제시하고 각 시나리오에 따라서 CR 기술이 어떠한 방식으로 주파수 사용 효율을 높일 수 있는 지와 이때 요구되는 핵심 기술에 대해 논의하고자 한다.
  • 이번 절에서는 지금까지 논의했던 CR의 시나리오를 바탕으로 현재 진행되고 있는 IEEE 802.22 표준에 대해 다시 한번 고찰해 보고자 한다.
  • Joseph Mitola가 그의 논문에서 Cognitive Radio라는 단어를 사용한 이후 수많은 학회와 회의 등에서 CR이 무엇인가에 대해 논의되어 왔지만, 이러한 논의를 거쳐서 정의된 CR은 각자 나름대로의 해석으로 인해 때로는 CR 개념을 혼란스럽게 만들기도 하며, 때로는 정말 CR 기술이 실현 가능한 기술인가에 대한 의문점을 가지게 하기도 한다. 이에 따라 본 고에서는 CR 기술이 적용될 수 있는 구체적 시나리오를 파악하고자 주파수 공유 형태를 특징별로 분류하고자 한다.

가설 설정

  • . Dynamic Spechum Sharing(DSS): IEEE 802.22 는 기본적으로 WRAN 사이에 협력이 이루어져야 한다. 현재 WRAN들 간의 주파수 공유 문제를 beacon pro-tocol을 이용하여 해결하고자 하는 방식이 제안되었다.
  • CR 시스템은 command-and-control 방식의 면허 대역에서의 공유와 open spectrum 방식의 비면허 대 역에서의 공유라는 극단적인 두 상황 사이에 어디에서든지 주파 수사용 효율을 개선시키는 목적으로 개발될 수 있다. 극단적인 규제 사이에서 CR의 자유도는 주파수 관리자가 CR 시스템에 어느 정도 접속 우선 권한을 수여 하는가에 따라 결정될 것이다.
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참고문헌 (15)

  1. 김창주, "Cognitive Radio 기술 및 응용", 한국전자파학회지 전자파기술, 17(2), pp. 3-8, 2006년 4월 

  2. Federal Communications Commission, "Spectrum policy task force report", ET Docket, no. 02-135, Nov. 2002 

  3. Federal Communications Commission, "Unlicensed operation in the TV broadcast bands", ET Docket, no. 04-186, 2004 

  4. K. Hooli et al., IST-2003-507581 WINNER, "D6.3 WINNER spectrum aspects: Assessment report", IST WINNER, Dec. 2005, http://www.ist-winner.org 

  5. J. Mitola et al., "Cognitive Radio: An integrated agent architecture for software defined radio", Doctor of Technology, Royal Inst. Technol.(KTH), Stockholm, Sweden, 2000 

  6. S. Haykin, "Cognitive radio: Brain-empowered wireless communications", IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 23, no. 2, pp. 201-220, Feb. 2005 

  7. J. P. Kermoal et al., "Spectrum sharing for WINNER radio access networks", CROWNCOM 2006, Mykonos Island, Greece, Jun. 2006 

  8. M. Nekovee, "Dynamic spectrum access with cognitive radios: Future architectures and research challenges", CROWNCOM 2006, Mykonos Island, Greece, Jun. 2006 

  9. R. Etkin, A. Parekh, and D. Tse, "Spectrum sharing for unlicensed bands", 2005 1st IEEE International Symposium on New Frontiers in Dynamic Spectrum Access Networks(DySPAN 2005), pp. 251-258, Nov. 2005 

  10. S. M. Mishra, A. Sahai, and R. W. Brodersen, "Cooperative sensing among cognitive radio", 2006 IEEE International Conference on Communications (ICC 2006), Jun. 2006 

  11. T. A. Weiss, F. K. Jondral, "Spectrum pooling: An innovative strategy for the enhancement of spectrum efficiency", IEEE Comm. Mag., vol. 42, pp. S8-S14, Mar. 2004 

  12. D. Cabric et al., "A cognitive radio approach for usage of virtual unlicensed spectrum", 14th IST Mobile Wireless Communications Summit 2005, Dresden, Germany, Jun. 2005 

  13. J. Zhao et al., "Distributed coordination in dynamic spectrum allocation networks", 2005 1st IEEE International Symposium on New Frontiers in Dynamic Spectrum Access Networks(DySPAN 2005), pp. 259-268, Nov. 2005 

  14. M. E. Sahin, H. Arslan, "System design for cognitive radio communications", CROWNCOM 2006, Mykonos Island, Greece, Jun. 2006 

  15. N. Devroye, P. Mitran, and V. Tarokh, "Cognitive decomposition of wireless networks", CROWNCOM 2006, Mykonos Island, Greece, Jun. 2006 

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