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문제 정의
- 정보를 관리하도록 한다. 각 인지 라디오 사용자는 한 번에 한 채널을 감지(sensing)하고 그 결과를 마스터에게 알리며, 마스터는 감지 결과를 종합하여 어느 지역에서 어떤 채널을 사용하는 라이센스 사용자가 활성화되어 있는지 알아낸다. 이러한 방법으로 알아낸 라이센스 사용자의 지역성을 바탕으로 마스터는 각 인지 라디오 사용자마다 감지할 채널을 각기 지정하며, 지정된 채널을 해당 사용자의 감지 채널이라고 한다.
- 감지 주기의 길이를 0.2초로 고정한 후, 채널의 수가 많아질 때에도 제안하는 기법이 비교 대상 기법에 비해 많은 가용 채널을 확보하는 동시에 라이센스 사용자를 빠르게 검출할 수 있는지 알아보자. 그림 4에 이러한 상황에서 전체 채널의 수에 따른 가용 채널의 수가 나와 있다.
- 다음으로 채널 «를 사용하던 라이센스 사용자가 전송을 중단했을 경우를 알아보자. q에 속한 인지 라디오 사용자들 중 한 인지 라디오 사용자가 채널 2를 감지하고 라이센스 사용자의 공백을 알아낸다.
- 번째 인지 라디오 사용자가 이를 감지할 수 있는 채널의 집합을 鸟라고 하자. 또한 顶번째 인지 라디오 사용자가 감지할 수 있다고 마스터가 보고받은 라이센스 사용자의 채널 집합을 Fj 라고 충E자. 顶번째 인지 라디오 사용자가 어떠한 라이센스 사용자도 검출하지 못했다면 鸟와 耳는 공집합이다.
- 본 논문에서는 채널을 효과적으로 감지하기 위해 감지 장비를 따로 갖춘 인지 라디오 사용자뿐만 아니라 단 하나의 송수신 장비를 가지는 인지 라디오 사용자에도 적용할 수 있는 기법을 제안한다. 그러므로 인지 라디오 사용자는 송수신 중에 채널을 감지할 수 없다고 간주한다.
- 이처럼 인지 라디오 사용자간의 협동 감지를 통해 라이센스 사용자와 빈 채널을 동시에 빠르게 찾는 기법은 아직까지 전무한 실정이다. 이에 본 논문에서는 다수의 인지 라디오 사용자가 클러스터(cluster)를 이룬 후 주기적으로 침묵 주기를 갖고 채널을 감지하며, 채널 감지 결과를 클러스터 내의 사용자들과 공유하고 채널을 효과적으로 감지하기 위해 활용하는 기법을 제시한다. 이러한 기법을 도입함으로써 인지 라디오 ad hoc 네트워크는 라이센스 사용자가 사용하고 있지 않은 많은 무선 주파수를 빠르게 확보할 수 있을 것이다.
- 이제 감지할 채널을 선택하는 기법을 알아보자. 마스터는 모든 채널이 거의 일정한 비사용률로 감지될 수 있도록 蚩(朋가 가장 작은 채널, 를 선택한다.
가설 설정
- 따라서 마스터는 채널 2를 감지할 사용자는 지정하지 않고, 다음으로 채널 3을 감지할 사용자를 선택하게 된다. q = {가이므로 사용자 2가 채널 3을 감지하게 될 것이다. 이로써 모든 채널에 대해 감지할 사용자를 선택하는 과정이 끝난다.
- ee 3이고 K는 (/1/4叫)2이다. 角는 기준 거리로 lm 를 사용하였고, 九는 전송 신호의 파장 길이를 나타내며 본 논문에서는 약 1GHz 대역의 주파수를 사용한다고 가정하였다.
- 그림 1에 나와 있는 감지 주기의 구조에 따라, 침묵 기간은 감지 주기의 시작에서 시행되며 각 인지 라디오 사용자는 침묵 기간 동안 하나의 채널을 감지한다고 가정한다. 침묵 기간이 끝나면 모든 인지 라디오 사용자는 같은 감지 주기 내에 자신이 감지한 채널에 대한 정보를 마스터에게 전달하고 마스터는 그 정보를 통해 클러스터 내의 채널 상태를 파악한다.
- 인 지수 분포에 따른다고 가정한다. 라이센스 사용자는 전송을 시작할 때마다 새로운 위치에서 전송을 시작하되 전송을 중단할 때까지 움직이지 않는다고 가정한다.
- 검출하지 못할 수 있다. 본 논문에서는 인지 라디오 사용자가 라이센스 사용자를 검출하지 못할 경우, 라이센스 사용자와의 거리가 멀어 사실상 인지 라디오 사용자의 전송이 라이센스 사용자에게 영향을 주지 않을 것이라 가정한다. 인지 라디오 사용자는 에너지 검출 시 사용하는 7의 조절로 라이센스 사용자를 검출할 수 있는 영역을 정할 수 있으므로, 1를 적절히 조절하여 인지 라디오 사용자가 라이센스 사용자에게 미치는 영향을 극히 미미한 정도로 낮출 수 있다.
- 본 논문은 각 인지 라디오 사용자가 자신이 감지한 채널들의 상태를 다른 인지 라디오 사용자에게 알릴 수 있도록 클러스터 구조의 인지 라디오 ad hoc 네트워크를 가정한다. 클러스터는 也개의 인지 라디오 사용자로 구성되며 그 중 한 사용자가 마스터의 역할을 맡는다.
- 따라서 전파 전파 모델로는 경로 손실(path loss)과 음영 손실 (shadowing)만을 고려한다. 음영 손실은 표준 편차가 8dB인 로그 정규 분포를 따른다고 가정하였다. 라이센스 사용자와 인지 라디오 사용자 사이의 거리가 e라고 할 때 경로 손실은 다음과 같다.
- G번째 라이센스 사용자가 통신을 시작하여 중단할 때까지의 기간은 평균이 1/旳인 지수 분포에 따라 결정되며, 통신 중단 후 다시 재개할 때까지의 기간은 평균이 1/入.인 지수 분포에 따른다고 가정한다. 라이센스 사용자는 전송을 시작할 때마다 새로운 위치에서 전송을 시작하되 전송을 중단할 때까지 움직이지 않는다고 가정한다.
- 클러스터에는 하나의 제어 채널이 있어 감지한 채널에 대한 정보를 주고받는다고 가정한다. 제어 채널은 ⑻에서 제안된 기법을 활용하여 확보하거나 ISM 대역 중 한 대역을 사용할 수도 있을 것이다.
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