The radio spectrum has gradually become a deficient resource in wireless communications. Based on dynamic spectrum allocation, the cognitive radio (CR) has been proposed to overcome the spectrum deficiency. When the spectrum band is not occupied by primary user (PU) who is the licensed user of the spectrum band, the CR networks permits secondary users (SU) to operate an own data transmission. Since SUs can make interference to PU’s communication, CR network is required a target detection performance. In this thesis, we propose a radio resource allocation (RRA) scheme with satisfying the target detection performance in overlay CR network. Also we derive the near-optimal algorithm by adapting the transformation of original problem under interference-limited environment. By so saving the energy and time spent in sensing, the proposed RRA scheme provides the improvement of spectral efficiency. Through computer simulations, it is shown that the proposed RRA scheme exhibits better spectral efficiency performance over the conventional RRA scheme in terms of total throughput of SUs.
오늘날, 무선통신 사용자 수와 전송 속도의 증가 등의 원인으로 주파수 자원이 부족해지는 일이 발생하였다. 이제까지는, 주파수 할당을 할 때 특정 사용자에게 주파수 대역을 쓸 권리를 주고 다른 사용자들은 그 주파수 대역을 쓰지 못하게 하였다. 그러나 이런 주파수 할당은 주파수 자원 부족 문제를 더 악화시켜 왔다. 무선 통신 시스템에서 주파수 자원을 효율적으로 쓰기 위해 인지 무선통신 기술이 제안되었다. 인지 무선통신이란, 관심 주파수 대역의 우선 사용 권한을 가진 사용자가 그 주파수 대역을 쓰지 않을 때, 여러 보조 사용자들로 하여금 관심 주파수 대역을 쓰도록 하는 기술이다. 이를 위해, 여러 보조 사용자들은 먼저 우선 사용 권한을 가진 사용자가 관심 주파수 대역을 쓰는지를 판단한다. 그 다음 관심 주파수 대역이 쓰이고 있지 않다고 판단하였을 때, 보조 사용자들이 관심 주파수 대역을 써서 통신한다.
이제까지 많은 통신 시스템이 모든 사용자들의 총 전송량을 전체 시스템 성능을 판단하는 기준으로 둔 점을 새겨, 인지 무선통신 시스템에서 보조 사용자들의 총 전송량을 늘리기 위한 많은 연구가 진행되어 왔다. 특히, 보조 사용자들 간에 간섭이 존재하는 환경에서의 주파수 자원 할당 문제는 비선형, 비볼록 특성 때문에 더 많은 관심을 받고 연구되어지고 있다.
비선형, 비볼록 특성을 갖는 문제는 풀기가 불가능에 가깝기 때문에 대부분의 연구에서 문제의 꼴 변형을 통해 최적에 가까운 알고리즘을 제안해왔다. 인지 무선통신 시스템에서 이러한 연구들을 주파수 자원 할당 기술이라 부르고, 이는 앞으로의 통신 시스템에서 주파수 효율을 높이기 위해 충분히 연구할 만하다.
이 논문에서는, 인지 무선통신 시스템에서 보조 사용자들 간에 간섭이 존재하는 환경에
알맞은 새로운 주파수 자원 할당 기법을 제안하였다. 좀더 자세히 말하면, 주파수 검출에 쓰이는 시간과 에너지를 아껴 보조 사용자들의 통신에 쓸 수 있도록 전환함으로써 보조 사용자들의 총 전송량을 늘리는 주파수 자원 할당 기법을 제안하였고, 또 보조 사용자들 간에 간섭이 존재하기 때문에 그에 알맞게 최적에 가까운 전력 할당 알고리즘을 제안하였다. 제안한 기법은 주파수 검출하는 데 쓰이는 최적의 표본 개수와 보조 사용자 수를 얻음으로써 높은 주파수 효율을 갖으면서, 동시에 시스템에서 요구하는 목표 검파 성능을 만족시킨다. 이 논문에서는 다양한 환경에서 제안한 주파수 자원 할당 기법이 기존의 기법보다 보조 사용자들의 총 전송량이 더 높음을 모의실험을 통해 보였다.
