유헬스케어를 위한 인체통신망 기반의 인지무선 보안 고려사항

김현성,류은경,이성운 보안공학연구지원센터 2013 보안공학연구논문지 Vol.10 No.1

최근 IT-BT-NT(Information Technology - Bio Technology - Nano Technology)를 접목하여 웨어러 블 컴퓨팅 및 헬스케어와 같은 무선통신 기술로 인체통신망(Body Area Network)이 주목받고 있다. 인체통신망은 인체 내부 및 외부에 부착한 디바이스들을 무선으로 연결하여 통신할 수 있는 근거리 무선 통신 기술이다. 현재 인체통신망은 다른 전자장치들과 서로 간섭현상이 발생할 확률이 높은 비 인가대역을 활용하고 있다. 인지무선기술의 혁신적인 발전은 인체통신망 솔루션들을 위한 다양한 요 구사항을 수용하고 동일 지역의 다른 무선시스템과의 공존성을 향상시키기 위해 스펙트럼 사용의 효 율성을 향상시킬 수 있다. Chavez-Santiago등은 초광대역 무선 기술에 기반한 실질적인 인지무선 기 능을 가진 인체통신망(CR-MBAN)의 실용적인 구조를 제안하였다. 본 고에서는 Chavez-Santiago등의 CR-MBAN를 살펴보고 이 구조의 보안 고려사항에 대해서 논의한다.

인지 기반 사물통신 네트워크에서의 통신 성능 향상을 위한 이동성 제어 기법

설재영,김성륜 에스케이텔레콤 (주) 2011 Telecommunications Review Vol.21 No.6

최근 무선통신 기술의 비약적인 발전으로 고속의 데이터통신에도 더욱 저렴해진 통신비용으로 인해 다양한 통신서비스가 제안되고 있다. 새로운 사업 기회는 기존의 인간간의 통신에서 사물간의 통신으로 패러다임 전환을 가져왔다. 그러나 많은 수의 기기들을 포함하는 사물통신 네트워크는 제한된 무선 자원으로는 감당하기 어려운 수의 동시 연결을 필요로 할 것이며 이는 무선 네트워크의 확장성 문제나 성능 문제로 이어질 것이다. 사물통신에서 발생할 수 있는 이러한 문제점의 해결방안으로 본 논문에서는 인지 무선 기술을 적용한 사물통신 네트워크를 제안한다. 최근 인지무선 기술은 점차 고갈되어 가는 무선 스펙트럼 자원의 사용 효율성을 높여 새로운 통신 서비스에 필요한 스펙트럼 확보의 어려움을 해소하기 위한 방안으로 활발히 연구되고 있다. 그러나 인지 무선 기술이 제공하는 스펙트럼 활용성 향상 및 스펙트럼 사용비용 절감 등의 장점에도 불구하고 신규 서비스 사용자(후순위 사용자)는 기존 서비스 사용자(선순위 사용자)의 서비스를 방해하지 않으면서 스펙트럼을 기회 접근해야 하는 제약이 있다. 이로 인해 후순위 사용자가선순위 사용자의 과도한 트래픽이나 또는 높은 선순위 사용자 밀도를 갖는 환경에 놓인 경우 후순위 사용자는 서비스품질을 보장받기 어렵다. 본 논문에서는 다양한 선순위 네트워크의 배치 조건에서도 후순위 네트워크의 성능을 보장하기 위한 방안으로 후순위 네트워크를 구성하는 사물기기들의 이동성 제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘에서 사물기기는 이동성 제어를 통해 선순위 사용자의 위치 및 공유 채널 사용량을 분석하고 이 정보를 토대로 기회 전송맵을 구성하여 이를 사물기기간 공유한다. 각 사물기기는 공유된 기회 전송 맵과 기기에 인가된 데이터 처리 요구량을비교하여 필요한 서비스 품질을 만족시킬 수 있는 기회 전송 맵상의 위치로 이동한다. 모의실험을 통해 제안된 사물노드의 이동성 제어가 선순위 사용자의 위치 추정 정확도 및 트래픽 처리 성능을 개선시킴을 보인다.

방송통신융합시대 방송주파수 대역의 재발견: 통합무선망에서의 위상

김기홍,황성호,민준기 한국인터넷방송통신학회 2009 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.9 No.6

무선 인지 시스템에서 OFDM PTS 임베디드 부가정보를 이용한 제어신호 전송 기법

정봉민 ( Bongmin Jeong ),손성환 ( Sunghwan Sohn ),장성진 ( Sungjeen Jang ),김재명 ( Jaemoung Kim ) 한국인터넷정보학회 2011 인터넷정보학회논문지 Vol.12 No.2

무선 인지(CR : Cognitive Radio) 시스템은 우선 사용자에게 할당되어 있지만 실제로 사용되지 않는 주파수 대역을 감지하고 사용함으로써 스펙트럼 효율을 향상시킬 수 있는 기술이다. 우선 사용자가 채널을 점유하게 되면 무선 인지 시스템은 우선사용자 시스템에 대한 간섭을 피하기 위해 다른 채널로 이동해야 하며, 이 때 새로운 채널에서 무선 인지 시스템 송·수신기가 핸드셰이크를 하기 까지 통신 단절 시간이 생기게 된다. 따라서 무선 인지 시스템에 대한 서비스 품질의 보장을 위해서는 보다 빠른 핸드셰이크 기법이 요구된다. 본 논문에서는 Broadcasting 구간뿐만 아니라 데이터 전송 구간에서도 임베디드제어 신호를 전송함으로써 무선 인지 시스템의 통신단절시간을 감소시키고, 데이터 전송률을 높일 수 있는 기법을 제안한다. 마지막으로 컴퓨터 모의실험 결과를 통해 제안하는 임베디드 제어 신호 전송 방식이 기존의 방식보다 우수한 성능을 보임을 확인하였다. Wireless services and devices that use frequency increase more and more because of advancement of the industry. Therefore, the available spectrum band becomes increasingly insufficient. Cognitive Radio, which adaptively utilizes the vacant licensed spectrum band, is considered as an effective way to utilize the spectrum resource shortage. CR user should move from current allocated channel to vacant channel to avoid the interference to the primary user when the primary user appears in the current channel. In this case, CR system undergoes the break off time until handshake is completed. So, in order to guarantee the Quality of Service(QoS) of CR system, fast handshake method is required. In this paper, we propose the embedded control signal transmission technique to reduce the break off time. This method can transmit the control signals in data transmission period as well as the broadcasting period. Proposed method can improve the data throughput and decrease the break off time. Computer based simulation proves that our proposed scheme outperforms conventional one.

모바일 기기의 에너지 소모를 줄이기 위한 인지 무선 통신에서 효율적인 스펙트럼 센싱 방법

신영환,서순호,정종문 한국인터넷정보학회 2019 인터넷정보학회논문지 Vol.20 No.2

The latest mobile applications such as augmented reality, virtual reality, and deep learning can be used efficiently in various fields such as emergency management and game. Accordingly the corresponding applications have been developed for these purposes. However modern mobile applications such as augmented reality and virtual reality increase the energy burden on mobile devices. In order for mobile devices to focus their energy on the latest mobile applications, energy consumption should be minimized for communication and networking, such as cognitive radio. In this paper, we propose a method to reduce the energy consumption of Centralized Cooperative Spectrum Sensing (CCSS) scheme in cognitive radio by devising Stop Reporting Algorithm (SRA). Simulation results show that SRA can reduce energy consumption of mobile devices using cognitive radio. 증강현실, 가상현실, 딥러닝 등 최신 어플리케이션들은 재난상황 대처, 게임 등 다양한 분야에서 효율적으로 쓰일 수 있다. 그에따라 해당 어플리케이션들이 급속도로 개발되고 있다. 그러나 증강현실, 가상현실과 같은 최신 모바일 어플리케이션은 모바일 기기에 에너지 부담을 가중시킨다. 따라서 모바일 기기가 최신 모바일 어플리케이션에만 에너지를 집중하기 위해선 인지무선 통신과 같은 통신 및 네트워킹에는 에너지 소모를 최소화 시켜야 한다. 본 논문은 Stop Reporting Algorithm (SRA)를 고안하여 인지 무선 통신에서 Centralized Cooperative Spectrum Sensing (CCSS) 기법의 에너지 소모를 줄일 수 있는 방안을 제시한다. 시뮬레이션 결과를 통해SRA가 인지 무선 통신의 에너지 소모를 감소시킬 수 있음을 보인다.

인지 전술 무선망에서 QoS 보장을 위한 정책기반 동적 채널 선택

김종연(Jong-yon Kim),김보성(Bosung Kim),권세훈(Sehoon Kwon),노병희(Byeong-hee Roh),김대영(Dae-Young Kim),박수범(Soo Bum Park) 한국정보과학회 2012 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.39 No.6

본 논문은 미래 군에서 인지 무선 통신(CR, Cognitive Radio) 기술을 적용한 전술 무선망(CRTNs, Cognitive Radio Tactical Networks)에서의 효율적인 주파수 사용과 전술 메시지의 QoS(Quality-of-Service)를 위한 정책 기반 동적 채널 선택 구조를 제안한다. 전술 무선망에서는 상용의 기지국과 같은 coordinator가 존재하지 않기 때문에, 효율적인 채널 사용을 위해서 각 상황마다 어떻게 대응할 것인가에 대한 고려사항이 있다. 이에 대한 해결책으로 정채기반의 동적 채널 선택 구조를 제안하며, 이는 각 상황에 따른 규칙이나 행동을 사전에 정책으로 정의하여, 특정 coordinator가 없더라도 해당 상황이 발생하면 사전 정의된 정책에 의해서 동적 채널 선택을 하는 것이다. 즉, 전술 무선망에서 작전상황이나 전술통신환경의 변화에 따라 주 사용자(PU, Primary User)와 부 사용자(SU, Secondary User)의 채널을 동적으로 선택하는 것을 의미한다. 모의 실험결과 별도의 정책이 없이 임의로 동적 채널 선택하는 기법보다 정책 기반의 기법이 트래픽 로드가 증가함에 따라 월등한 성능향상을 보였으며, 특히 세부적으로는 전술 메시지의 처리량과 데이터 손실 측면에서 QoS를 보장할 수 있었다. In this paper, we propose a policy-based dynamic channel selection architecture to guarantee QoS (Quality-of-Service) for tactical messages in cognitive radio tactical networks. Dynamic channel selection should require right actions according to each situation because it has no coordinator such a commercial base station. To overcome this problem, we propose a policy-based architecture. This means the right rules and actions are defined as policy according to each situation, and dynamic channel selection operates itself without any coordinator according to pre-defined policy by pre-defined conditions. In other words, in tactical wireless networks the channels of PU(Primary User) and SU(Secondary User) are selected dynamically by the policy which is pre-defined according to combat situations and tactical spectrum environments. The proposed architecture is thoroughly examined by simulation method, and the results show that the performance in proposed architecture in term of throughput and packet loss ratio is more improved than that in no policy architecture according to increase traffic load.

HetNets의 상향 링크 용량 향상을 위한 매크로 사용자와 펨토 사용자 간 협력 통신 및 주파수 자원 분할 방법

조우종(Woo-Jong Jo),오창영(Chang-Yeong Oh),이태진(Tae-Jin Lee) 한국정보과학회 2013 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.40 No.3

스마트폰 보급률 증가로 인해 셀룰러망(Cellular Networks)에서 모바일 데이터 트래픽이 급격하게 증가하는 추세이고 이로 인해 망 부하 증가 문제가 심각해지고 있다. 망 부하를 줄이기 위한 방법으로 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 등 표준화 단체에서는 차세대 망인 HetNets(Heterogeneous Networks) 개념을 도입하였다. HetNets에서는 기존 매크로셀(Macrocell) 영역에 펨토셀(Femtocell) 또는 마이크로셀(Microcell)과 같은 스몰셀(Smallcell)들의 서비스 영역이 중첩되어 동작하며 스몰셀의 의한 부하 분산이 가능하다. 효과적인 HetNets 동작을 위해서, 본 논문에서는 매크로셀과 펨토셀 간 동일 채널간섭 문제를 고려한 주파수 할당을 위해 무선 인지 기술을 활용한 펨토셀이 가용 주파수 자원을 동적으로 확보하는 방법을 제안한다. 또한 단말 간 직접(Device-to-Device, D2D) 통신 기술을 이용한 협력 통신을 통해 매크로 사용자가 펨토 사용자를 거쳐 펨토 기지국에 접속하는 방법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 협력 통신 방법을 적용하면 기존 방법에 비해 매크로셀과 펨토셀의 상향 링크 용량이 향상됨을 확인한다. Mobile data traffic has been rapidly growing up by the wide spread of smart phones and tablet PCs. Since conventional macrocells may not handle the growth of data traffic load, new technology which can afford large amount of data traffic such as heterogeneous networks (HetNets) by 3rd Generation Partnership Project (3GPP) is highly required. In HetNets, smallcells such as femtocells and microcells can coexist and operate along with conventional macrocells for load balancing. In this paper, we introduce dynamic radio resource allocation for femtocells using cognitive radio technology, which can take care of co-channel interference among femtocells and a macrocell. We also propose a cooperation mechanism using Device-to-Device (D2D) communications technology, which enables macro users to access to the adjacent femto base station (FBS) with the help of a femto user. Simulation results show that the uplink capacity of a macrocell and femtocells is improved when the proposed cooperation mechanism is properly adopted, compared to the case without cooperation.

무선 인지 환경을 위한 효율적인 동적 스펙트럼 활당 기법

김주석,김경석,박우구,김진업 충북대학교 컴퓨터정보통신 연구소 2006 컴퓨터정보통신연구 Vol.14 No.2

무선 기술이 발달함에 따라 주파수 자원의 부족문제가 점점 심해지고 있고, 이를 해결하기 위해 주파수 공유기술로 무선인지 (cognitive radio: CR)가 부각되고 있다. 본 논문에서는 CR 기반의 IEEE 802.22 WRAN 환경에서 동적 스펙트럼 할당 (Dynamic Spectrum Allocation: DSA) 기법을 연구하였다. 주파수를 좀 더 효율적으로 공유하기 위해 Variable bandwidth, 이동성, 셀 간 간섭을 적용한 DSA 기법을 제시하고 시뮬레이션 결과들을 통해 이를 검증하였다. As a wireless technique advances, the shortage problem of frequency resource has been gradually serious. Cognitive radio(CR) have been noticed to solve this problem by using frequency sharing methods. We investigate dynamic spectrum allocation(DSA) method in IEEE 802.22 WRAN environment of CR foundation in this paper. To share frequency more efficiently, we propose some DSA techniques for variable bandwidth, mobility, intercell interference and verify these through the result of the simulations.

의료 신체 영역 네트워크에서 통신지연 감소를 위한 Q-Learning 기반의 기회적 채널 호핑 기법

신승환(Seung Hwan Shin),로씨카말(Rossi Kamal),홍충선(Choong Seon Hong),최종원(Jongwon Choe) 한국정보과학회 2013 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.40 No.4

FCC에서 승인한 MBAN(Medical Body Area Network) 주파수 대역인 2,360-2,400MHz는 이미 PU(Primary User)들에게 할당되어 있어 SU(Secondary User)인 의료용 기기들은 인지무선 기술을 사용해야만 한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 환경에서 끊김 없는 모니터링 시스템을 구현하기 위한 채널 호핑 기법을 제안한다. 각 SU들은 두 개의 송수신기를 가지고 서로 다른 채널 호핑 시퀀스를 통해 채널 호핑을 수행하고 통신한다. 하나의 인터페이스를 가지고 채널 호핑을 할 때보다 두 개의 인터페이스를 통해 채널 호핑을 할 때 더 끊김 없는 통신이 가능해져 보다 안정된 서비스를 제공할 수 있도록 한다. 또한 채널 호핑에 Q-러닝 알고리즘을 적용하여 학습을 통해 통신간 지연을 줄이고자 한다. In this paper, we proposed a Q-learning based opportunistic channel hopping scheme for seamless monitoring in FCC allowed MBAN (Medical Body Area Network) at 2,360-2,400MHz. Each SU (Secondary User) performs the channel hopping through different sequences with multiple transceivers. When a SU performs opportunistic channel hopping using two transceivers, it provides less communication delay and stable service than conventional mechanism with one transceiver. Also, for decreasing communication delay, Q-learning is applied to our proposed channel hopping scheme. We propose a Q-learning based channel hopping mechanism so that healthcare devices can learn how to hop channels by considering the cost of channel sensing, transmission and channel hopping.

A Study on the Use of Cognitive Radio Networks in the Military Operation Environment

발렁틴 스페이브룩,이브 데스포무랏,김용철 중소기업융합학회 2021 융합정보논문지 Vol.11 No.12

The needs in terms of wireless communications are growing up both for civil and military applications. Therefore a constant improvement of this technology is required to meet customer wishes. One of its main shortcomings is the inefficient use of the spectrum in which a large part of the allocated bands of frequencies is unused. Since communication is crucial, spectrum shortage problems can lead a multi-national and coalition operation to failure. Cognitive Radio Networks (CRNs) are a promising technology which continuously analyses the spectrum searching for available frequencies. It can solve this spectrum issue by avoiding interferences, improving system-wide spectral efficiency, robustness to dynamic conditions and allowing more spectrum flexibility This paper specifically analyzed and presented the application of the CRNs in the military operational environment, and presented the appropriate method applicable to each actual operational situation.