Deterministic Construction of Compressed Sensing Matrix Based on Q-Matrix

Yang Nie,Xin-Le Yu,Zhan-Xin Yang 보안공학연구지원센터 2016 International Journal of Grid and Distributed Comp Vol.9 No.10

Compressed sensing is an innovative technology, which provides a new sampling mode. The key problem in compressed sensing is the construction of sensing matrix, which has an important influence on the signal sampling and reconstruction algorithm. At present, in most cases the sensing matrix is a random structure, and is difficult to realize due to its huge storage in practical applications. In this paper, we introduce a novel deterministic construction of sensing matrix via Q-matrix, which is calculated by solving the N-queens problem. The proposed sensing matrix has good orthogonality and circularity. Using the circularity of Q-matrix, we can construct sensing matrix for compressed sensing. A large number of simulation results show that the proposed sensing matrix in this paper can obtain a better quality of the reconstructed image, and it is easily realized owing to its cyclic characteristic.

Complexity based Sensing Strategy for Spectrum Sensing in Cognitive Radio Networks

( Kewen Huang ),( Yimin Liu ),( Yuanquan Hong ),( Junsheng Mu ) 한국인터넷정보학회 2019 KSII Transactions on Internet and Information Syst Vol.13 No.9

Spectrum sensing has attracted much attention due to its significant contribution to idle spectrum detection in Cognitive Radio Networks. However, specialized discussion is on complexity-based sensing strategy for spectrum sensing seldom considered. Motivated by this, this paper is devoted to complexity-based sensing strategy for spectrum sensing. Firstly, three efficiency functions are defined to estimate sensing efficiency of a spectrum scheme. Then a novel sensing strategy is proposed given sensing performance and computational complexity. After that, the proposed sensing strategy is extended to energy detector, Cyclostationary feature detector, covariance matrix detector and cooperative spectrum detector. The proposed sensing strategy provides a novel insight into sensing performance estimation for its consideration of both sensing capacity and sensing complexity. Simulations analyze three efficiency functions and optimal sensing strategy of energy detector, Cyclostationary feature detector and covariance matrix detector.

지능형 무선 인지 기술 기반 네트워크 환경에서 정책기반 채널 센싱 구조 및 알고리즘

나도현(Do-Hyun Na),하오난(Nan Hao),유상조(Sang-Jo Yoo) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.7B

최근 IEEE 802.22 WRAN 워킹 그룹에서는 부족해지는 주파수 부족의 해결을 위해 CR (Cognitive Radio)의 기술개발을 진행 중에 있다. 채널을 센싱하는 방법에 따라 기존의 시스템 (IS: Incumbent System)의 보호에 상당한 영향을 미치기 때문에 네트워크 상황에 따른 최적의 센싱 방법을 선택하는 것이 중요하다. 이에 IEEE 802.22에서 fine sensing을 제안하고 있지만 아직까지는 다양한 네트워크에 효율적으로 적용할 수 없다. 따라서 본 논문 에서는 네트워크 환경에 따라 효율적인 센싱 방법을 선택하기 위한 무선인지 네트워크에서 정책기반 채널 센싱구조 및 알고리즘 (Policy-based Channel Sensing Architecture and Algorithms for Cognitive Radio Networks)을 제안한다. 본 논문에서는 제안하는 채널 센싱 방법 및 알고리즘의 효율성을 확인하기 위하여 제시한 모의실험 결과는 각 센싱 방법에 따라 차이점을 보였지만 제안하는 채널 센싱 방법이 전체적으로 기존의 시스템 검출 시간 및 QP(Quiet Period)를 줄일 수 있었다. 제안하는 방법 중에 클러스터를 이용한 센싱 방법(Channel division round robin sensing)의 경우 IEEE 802.22에서 제안하는 fine sensing에 비교하여 70%정도 평균 검출시간을 줄일 수 있었다. Recently IEEE 802.22 WG has considered Cognitive Radio (CR) technology to overcome shortage of communication channels. For using CR technology, accurate and rapid sensing method selection is extremely important. According to the channel sensing method, it is of the utmost importance because it can affect the incumbent system protection. So, optimum selection of channel sensing method is very important. IEEE 802.22 gives the solution, name of fine sensing, but the solution can not adapt to various networks. So in this paper we propose Policy-based Channel Sensing Architecture and Algorithms for Cognitive Radio Networks. The proposed channel sensing architecture and algorithms can reduce both primary system detection time and quiet time in our simulation. Among the proposed sensing algorithm, channel division round robin sensing reduce average detection time up to 70% compare to fine sensing method in IEEE 802.22.

위성원격탐사에 관한 상사법적 쟁점

김영주 한국기업법학회 2019 企業法硏究 Vol.33 No.4

Remote sensing is a means to gather information about distant objects without directly being in contact with them. The development of artificial satellites in the 20th century allowed remote sensing to progress to a global scale and to be utilized for broader goals, especially commercial ones. As remote sensing imaging and distribution technology advances, commercial users will be choosing from arrays of precise, geographically-accurate imagery. The imagery will be less expensive and delivered in digital formats that are easier to use and duplicate. Undoubtedly, as the accessibility increases, the likelihood that commercial satellite imagery will be used in unsanctioned military or terrorist operations also increases. Satellite remote sensing has evolved from being an activity restricted to a limited number of states, which operated remote sensing satellites and benefited from the resulting data, to a present environment characterized not only by an increasing number of states operating remote sensing satellites and benefiting from their products, but also by the active role played by intergovernmental organizations and private companies. The purpose of this paper is to shed light on the complicated legal issues surrounding satellite remote sensing, especially focusing commercial legal issues. This paper analyzes relevant international and national rules and policies with respect to satellite remote sensing. Also, this discusses some legal issues of commercialization in satellite remote sensing systems by comparing international and national regimes. Ultimately, it supposes that new legislation of satellite remote sensing is necessary for effective operational management and appropriate regulation of satellite remote sensing systems in Korea. 위성원격탐사(satellite remote sensing)란 일반적으로 인공위성을 이용하여 지구 표면을 탐사하는 행위를 말한다. 위성원격탐사는 지구의 새로운 정보를 제공한다는 점에서 기존의 지도학이나 GIS와는 다르며, 원격탐사로부터 취득한 정보를 통해, 지구정보들을 문명화 과정으로 설계할 수 있다는 점에서 현대 인류에게는 필수적인 우주활동으로 기능한다고 볼 수 있다. 위성원격탐사를 단순한 우주활동의 일부로 파악할 것인지 아니면 우주산업을 견인하는 원동력으로 육성할 것인지는 관점에 따라 달라질 수 있겠으나, 우주시대를 인류의 당면과제로 인식하는 시각에 따른다면, 후자의 관점에 중요한 의미가 있을 것이다. 우리나라는 지난 2013년 나로과학위성(STSAT-2C)을 성공발사한 바 있고, 2018년에는 한국형 시험발사체인 누리호 시험발사도 성공시킨 바가 있다. 현재 지구원격탐사를 목적으로 천리안 위성 역시 운용 중이며, 향후 소형 관측위성의 발사도 충분히 가능한 국가가 되었다. 위성원격탐사를 통해 취득한 데이터를 상품화 하는 과정도 우리나라 민간기업들이 진출할 수 있는 신산업 분야라 할 것이다. 따라서 위성원격탐사에 관한 탐사국으로서의 종합적인 정책추진이 필요할 것으로 생각된다. 본 논문에서는 위성원격탐사와 관련한 세계적인 입법 추세에 비추어, 제도적인 정비 구축으로서 관련 문제들을 검토해 보았다. 구체적으로는 위성원격탐사와 관련한 개념적 정의와 기술적 특징들을 검토해 보았고, UN원격탐사원칙을 비롯한 미국 및 일본에서의 위성원격탐사 입법 현황들을 살펴보았다. 이후, 위성원격탐사와 관련한 상사법적 문제들로서, 위성원격탐사에 관한 산업규제와 데이터 정책, 데이터에 접근과 상품화, 데이터 이용거래와 관련한 법률관계 등을 논의해 보았다. 향후 과제로서 본 논문에서 검토한 원격탐사산업에 대한 규제정책의 설정, 위성데이터에의 접근정책, 데이터의 상품화 단계에서 비롯되는 법률관계들이 보다 다양한 각도에서 검토되어야 할 것이다. 나아가 이를 제도적으로 반영하여 구체적으로 규제할 것인지 아니면 시장에 일임할 것인지에 대한 입장도 마련하여야 할 것으로 본다.

Opportunistic Reporting-based Sensing-Reporting-Throughput Optimization Scheme for Cooperative Cognitive Radio Networks

( Jaewoo So ) 한국인터넷정보학회 2017 KSII Transactions on Internet and Information Syst Vol.11 No.3

This paper proposes an opportunistic reporting-based sensing-reporting-throughput optimization scheme that maximizes the spectral efficiency of secondary users (SUs) in cooperative cognitive radio networks with a soft combining rule. The performance of cooperative spectrum sensing depends on the sensing time, the reporting time of transmitting sensing results, and the fusion scheme. While longer sensing time and reporting time improve the sensing performance, this shortens the allowable data transmission time, which in turn degrades the spectral efficiency of SUs. The proposed scheme adopts an opportunistic reporting scheme to restrain the reporting overhead and it jointly controls the sensing-reporting overhead in order to increase the spectral efficiency of SUs. We show that there is a trade-off between the spectral efficiency of SUs and the overheads of cooperative spectrum sensing. The numerical results demonstrate that the proposed scheme significantly outperforms the conventional sensing-throughput optimization schemes when there are many SUs. Moreover, the numerical results show that the sensing-reporting time should be jointly optimized in order to maximize the spectral efficiency of SUs.

인지무선네트워크를 위한 고유값 및 중첩기반의 협력 스펙트럼 센싱 기법

미아시폰,구인수 한국인터넷방송통신학회 2013 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.13 No.4

단일 노드 스펙트럼 센싱과 비교했을 때, 협력스펙트럼 센싱은 스펙트럼 센싱의 신뢰도를 크게 향상 시킬 수 있다. 또한 고유값(Eigenvalue)기반의 스펙트럼 센싱 기법은 에너지 검출 기반의 센싱 기법에 비해 센싱 성능을 제 공할 수 있기 때문에 최근 많은 관심을 끌고 있다. 고유값(Eigenvalue)기반의 스펙트럼 센싱 기법의 성능은 smoothing factor (SF)가 증가함에 따라 더 좋은 센싱 결과를 얻을 수 있으나, SF값이 증가함에 따라 더 긴 센싱 시간이 요구된 다. 더나가 협력 스펙트럼의 경우, 노드수가 증가함에 따라 더 많은 전송시간이 요구됨으로, 고유값(Eigenvalue)기반의 협력 스펙트럼 센싱의 경우 SF값이 센싱 시간을 결정하는 중요한 요소가 된다. 이에 본 논문에서는 센싱 시간을 증 가하지 않고 SF값을 증가시킬 수 있는 고유값 및 중첩기반의 협력 스펙트럼 센싱 기법을 제안한다. 제안된 방식에서 는 SF값을 증가시키기 위하여 전송(reporting) 시간을 활용한다. 시뮬레이션을 통해 제안된 방식이 기존 고유값 (Eigenvalue)기반의 센싱기법에 비교하여 더 작은 센싱 시간을 유지하면서 국부(local) 센싱값 및 전체(global) 센싱값 을 향상 시킬 수 있음을 보였다. Cooperative spectrum sensing can improve sensing reliability, compared with single node spectrum sensing. In addition, Eigenvalue-based spectrum sensing has also drawn a great attention due to its performance improvement over the energy detection method in which the more smoothing factor, the better performance is achieved. However, the more smoothing factor in Eignevalue-based spectrum sensing requires the more sensing time. Furthermore, more reporting time in cooperative sensing will be required as the number of nodes increases. Subsequently, we in this paper propose an Eigenvalue and superposition-based spectrum sensing where the reporting time is utilized so as to increase the number of smoothing factors for autocorrelation calculation. Simulation result demonstrates that the proposed scheme has better detection probability in both local as well as global detection while requiring less sensing time as compared with conventional Eigenvalue-based detection scheme.

Silence Reporting for Cooperative Sensing in Cognitive Radio Networks

Do-Yun Kim,Young-June Choi,Jeung Won Choi 한국인터넷방송통신학회 2018 International Journal of Internet, Broadcasting an Vol.10 No.3

A cooperative spectrum sensing has been proposed to improve the sensing performance in cognitive radio (CR) network. However, cooperative sensing causes additional overhead for reporting the result of local sensing to the fusion center. In this paper, we propose a technique to reduce the overhead of data transmission of cooperative sensing for applying the quantum data fusion technique in cognitive radio networks by omitting the lowest quantized in the local sensed results. If a CR node senses the lowest quantized level, it will not send its local sensing data in the corresponding sensing period. The fusion center can implcitly know that a spectific CR node sensed lowest level if there is no report from that CR node. The goal of proposed sensing policy is to reduce the overhead of quantized data fusion scheme for cooperative sensing. Also, our scheme can be adapted to all quantized data fusion schemes because it only deal with the form of the quantized data report. The experimental results show that the proposed scheme improves performance in terms of reporting overhead.

인지 무선 네트워크에서의 에너지 효율적인 센싱 스케쥴링 방법

최우정,유상조,서명환,조형원 한국위성정보통신학회 2015 한국위성정보통신학회논문지 Vol.10 No.2

최근 제한된 주파수 자원의 효율적인 사용을 위한 인지 무선 기술(CR)이 많은 관심을 받고 있다. CR 기술에서 가장 중요한 부분은인가 사용자의 통신을 보호 하는 것이다. 따라서 비인가 사용자는 자신이 현재 사용 중인 주파수 대역은 물론 인가 사용자가 나타났을 시에 스위칭 해야 할 후보 채널의 주기적인 센싱도 필요하다. 본 논문에서는 CR 환경에서 인가 사용자를 보호하기 위한 방법으로비인가 사용자로 하여금 각 노드의 남은 에너지와 센싱 존 이웃이라는 개념을 이용하여 협력적인 채널 센싱을 하도록 제안한다. 채널 센싱은 현재 사용하고 있는 채널을 센싱하는 인밴드센싱과 인가 사용자가 나타났을 경우 스위칭 해야할 후보 채널을 센싱하는아웃밴드 센싱으로 수행된다. 모의 실험을 통해 제안된 방법이 센싱을 수행하는 노드의 수를 줄임으로 인해 센싱에 필요한 많은에너지가 절약되고, 남은 노드들의 에너지가 균일해 짐으로써 네트워크의 수명이 길어지는 것을 확인할 수 있다. Recently, cognitive radio technology has been spotlighted for the efficient use of limited frequency technology. The most important part of CR is to protect the incumbent user's communications. Therefore, CR user should be sensing the currently using channel and another hopping channel for sudden appearance of the Incumbent User. In this paper, we propose the cooperative channel sensing to protect the IU considering each CR user's remained power and sensing-zone, sense the spectrum bands in a fairly distributed manner and share the results among the users within respective sensing zone. Sensing scheme including inband sensing and outband sensing is utilized. The inband sensing is in charge of current using channel scanning while the outband sensing mainly cares about other channels. The performance results by computer simulations show that our sensing scheduling scheme reduces the number of sensing nodes and saves energy need to channel sensing.

위성원격탐사에 관한 비교법적 고찰

김영주 한국항공우주정책⋅법학회 2020 한국항공우주정책·법학회지 Vol.35 No.1

The regulation of satellite remote sensing is generally included with the scope of statutes governing outer space activities. But not all states opted for dedicated satellite remote sensing regulation. The decision whether to do so depends in part on the specific capabilities of national satellite remote sensing programs. Five states that have dedicated statutes governing operations with remote sensing data are the United States, with its developed Landsat regime (the Land Remote Sensing Policy Act of 1992, LRSPA), Canada, with its Remote Sensing Systems Act, Germany, with its Satellite Data Securities Protection Act (SatDSiG), France, with its Law on Space Operations (LOS), Japan, with its Act on Ensuring Appropriate Handling of Satellite Remote Sensing Data. The major purpose of this article is to shed light on some legal issues surrounding remote sensing activities by comparative review. The paper analyzes international conventions or soft law and national law and policies relating to satellite remote sensing. It also offers some implications and suggestions for regulations of satellite remote sensing operations and satellite data. 본 논문에서는 위성원격탐사의 제도적 정비와 향후 입법 과정에서의 사전 참고로서 이와 관련한 법적 문제들을 검토해 보았다. 위성원격탐사와 관련해서는 광범위한 법적 논점들이 제기될 수 있으나, 본 논문에서는 위성원격탐사에 관한 운용규제와 위성데이터의 거래규제 문제들에 논의의 중심을 두고, 우리법상의 본격적인 입법론적 방안을 위한 선행 연구로서, 비교법적 검토를 시도하였다. 먼저 위성원격탐사와 관련한 국제우주법 체제를 우주조약 체제와 UN원격탐사원칙으로 구분하여 개관하였고, 위성원격탐사에 관한 주요국의 입법례를 살펴보았다. 입법 연혁에 따라 미국, 캐나다, 독일, 프랑스, 일본의 순서로 각 법규들의 성립 배경과 구체적인 입법적 구조 및 주요 내용 등을 구체적으로 분석해 보았다. 이후, 비교법적 검토를 토대로, 위성원격탐사 법제 정비와 관련한 몇 가지 논점들을 상정하여, 시사점 내지 개별적인 의견 등을 제시하였다. 2020년 현재까지 ‘국내 입법’으로 위성원격탐사에 관한 법제 정비를 시도한 국가들로는 미국, 캐나다, 독일, 프랑스, 일본이 유일하다. 이들 국가들은 자체적인 위성운용시스템과 위성데이터보호에 관한 입법적 체계를 마련하여, 위성원격탐사에 관한 법률적 규율을 실시하고 있다. 우리나라도 2010년부터 ‘천리안 위성’을 운용하며 해양ㆍ기상 관측을 행하고 있는 위성원격탐사 수행국이라 할 수 있는데, 아직 그와 관련한 법제는 몇 가지의 정부 훈령을 제외하고는 마련되지 않은 상황이다. 그러나 위성데이터의 활용 플랫폼이 큰 폭으로 변화하고 있고, 소형 관측위성의 개발도 고려할 수 있는 지금, 데이터에 대한 접근성과 활용도는 향후 큰 폭으로 상승할 것이다. 이러한 점들을 고려할 때, 우리나라에서도 관측위성시스템과 위성데이터를 종합적으로 관리할 수 있는 입법 추진이 필요할 것으로 보인다. 특히 국가안보와 정보보안의 측면에서도 위성데이터에 대한 일정한 보급규제가 제도적으로 필요할 것이다.

An Improved Cross Entropy-Based Frequency-Domain Spectrum Sensing

타사미아(Tasmia Ahmed),구준롱(Junrong Gu),장성진(Sung Jeen Jang),김재명(Jae Moung Kim) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.48 No.3

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 센싱결과를 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 센싱기법보다 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.