• 한국통신학회논문지
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• 제33권4A호
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• pp.361-370
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• 2008

Cooperative relaying permits one or more relay to transmit a signal from the source to the destination, thereby increasing network coverage and spectral efficiency. The performance of cooperative relaying is often measured as outage probability. However, appropriate measure for the channel quality is outage capacity. Although the outage probability for cooperative relaying protocol has been analyzed before, very little research has been addressed for the outage capacity. This paper is the first of its kind to derive a closed-form analytical solution of outage capacity using fixed decode and forward relaying and amplify and forward relaying in dissimilar Rayleigh fading channels, considering channel coefficients known to the receiver side. The analytical results show a tradeoff between the SNR and the number of relays for specific outage capacity. A comparison between decode and forward relaying and amplify and forward relaying shows that decode and forward relaying outperforms amplify and forward relaying for a large number of relays.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권1호
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• pp.365-382
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• 2021

This paper proposes a novel two-way relaying (TWR) approach for a two-relay wireless network based on non-orthogonal multiple access (NOMA), where two terminals exchange messages with a cellular base station (BS) via two intermediate relay stations (RSs). We propose a NOMA-based TWR approach with two relaying schemes, i.e., amplify-and-forward (AF) and decode-and-forward (DF), referred to as NOMA-AF and NOMA-DF. The sum-rate performance of our proposed NOMA-AF and NOMA-DF is analyzed. A closed-form sum-rate upper bound for the NOMA-AF is obtained, and the exact ergodic sum-rate of NOMA-DF is also derived. The asymptotic sum-rate of NOMA-AF and NOMA-DF is also analyzed. Simulation results show that the proposed scheme outperforms conventional orthogonal multiple access based transmission schemes. It is also shown that increasing the transmit power budget of the relays only cannot always improve the sum-rates.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권1호
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• pp.81-108
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• 2018

In this paper, we derive the theoretical Symbol Error Probability (SEP) of cooperative systems with best relay selection for Nakagami-m fading channels. For Amplify and Forward (AF) relaying, the selected relay offers the best instantaneous Signal to Noise Ratio (SNR) of the relaying link (source-relay-destination). In cooperative networks using Decode and Forward (DF), the selected relay offers the best instantaneous SNR of the link between the relay and the destination among the relays that have correctly decoded the transmitted information by the source. In the second part of the paper, we derive the SEP when all participating AF and DF relaying is performed. In the last part of the paper, we extend our results to cognitive radio networks where there is interference constraints : only relays that generate interference to primary receiver lower than a predefined threshold T can transmit. Both AF and DF relaying with and without relay selection are considered.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권12호
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• pp.2317-2323
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• 2015

본 논문에서는, 증폭 후 재전송하는 부분 릴레이 선택 방식의 듀얼홉 릴레이 시스템에 대한 성능을 분석한다. 증폭 후 재전송하는 릴레이 이득은 채널과 잡음을 동시에 고려한 이득이다. 수신 SNR 모델을 이용하여 닫힌형태의 end-to-end SNR 확률밀도함수와 누적분포함수를 유도한다. 또한, 부분 릴레이 선택 방식을 갖는 듀얼홉 릴레이 시스템의 정확한 닫힌 형태의 채널 용량을 분석한다. 마지막으로 본 논문의 이론적인 분석은 Monte-Carlo 시험을 통하여 검증한다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.19-26
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• 2011

중계기를 활용한 다중 입출력 기술이 차세대 광대역 무선 이동 통선의 유력한 후보로 연구되고 있다. 본 논문에서는 AF (amplify-and-forward) 방식 중계기 네트워크에서 SC-FDE (single carrier-frequency domain equalizer)를 위한 MRC (maximum ratio combining) MMSE (minimum mean-square-error) 등화 기법을 제안한다. 송신국과 수신국 간의 전송 신호와, 중계기를 통한 송신국과 수신국 간의 전송 신호를 MRC 방식으로 합쳐 MMSE 등화 기법을 적용하면 다이버시티 이득과 MMSE 등화 이득을 모두 획득하여 SC-FDE 시스템의 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다. AF 방식 중계기 네트워크에서 SC-FDE를 위한 MRC 계수 및 MMSE 등화탭의 수식을 정확히 도출하여 제시하고, 실험 결과를 통해 성능 향상을 확인한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권6호
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• pp.2567-2582
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• 2016

This paper investigates the impact of outdated channel state information (CSI) on the performance of the incremental amplify-and-forward (AF) opportunistic relaying (OR) over dual-hop Rayleigh fading channels. According to the definition of distribution function, we obtain the cumulative distribution function (CDF) of the actual combined signal-to-noise ratio (SNR) received at the destination. Based on this CDF, the closed-form expressions of the average spectral efficiency and outage probability are derived for the incremental AF OR under outdated CSI. Numerical results show that in the low region of the average SNR of the direct link, outdated CSI deteriorates the system performance, whereas in the high region, outdated CSI has almost no impact on the system performance.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.9-16
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• 2012

셀 커버리지 확대 및 음영 지역 해소를 위하여 중계기를 활용하는 이동 통신 시스템이 널리 연구되고 있다. 본 논문에서는 음영 지역 성능 개선을 위하여 AF(amplify-and-forward) 방식 중계기를 활용하여 다중 경로가 확보된 네트워크에서의 SC-FDE(single carrier-frequency domain equalizer)를 위한 등화 기법을 제안한다. 3-슬롯 기반 다중 경로 상황에서 중계기를 통해 수신된 신호를 MRC (maximum ratio combining) 방식으로 합쳐 MMSE (minimum mean square error) 등화 기법을 적용하면 다이버시티 이득을 획득하여 SC-FDE 시스템의 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 이를 위하여, AF 방식 중계기 기반의 다중 경로 네트워크에서 SC-FDE를 위한 MRC 계수 및 MMSE 등화 탭의 수식을 정확히 도출하여 제시하고, 실험 결과를 통해 성능 향상을 확인한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.61-66
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• 2011

요 약 네트워크에 속한 중계기들을 이용하여 다이버시티 이득을 얻는 협력 중계기법은 송신단으로부터 전송된 신호와 중계기로부터 전송된 신호를 수신하는 수신단에서는 신호를 수신하는 방법에 따라 고정형 중계기법과 증분형 중계기법으로 나뉜다. 네트워크에 속한 노드들 중 송신단과 수신단이 PU(Primary User)이고, 나머지 노드가 SU(Secondary User)일 경우 송신단이 신호를 전송하지 않는 동안 네트워크에 속한 노드들은 중계기로서 PU인 송신단과 수신단 간의 통신을 도울 수 있다. 그러나 모든 2차 사용자가 중계기로서 통신에 참여하게 되면 수신단에서 수신하는 신호가 증가하여 높은 차수의 다이버시티 이득을 얻을 수 있지만 불필요한 시간슬롯을 소비하게 된다. 따라서 본 논문에서는 네트워크에 속한 SU 중 스펙트럼 홀의 검출에 성공한 노드 중 최상의 채널을 가지는 하나의 SU를 선택하여 선택된 SU만이 수신단으로 신호를 전송하는 협력 중계기법의 성능을 분석한다. 시스템의 성능 분석은 Matlab를 이용하였으며 다양한 중계기법의 성능 분석을 위해 AF, DF, 고정형 중계기법, 증분형 중계기법을 고려하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권9호
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• pp.3412-3431
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• 2015

This paper considers the effect of co-channel interference on hybrid satellite-terrestrial relay network. In particular, we investigate the problem of amplify-and-forward (AF) relaying in hybrid satellite-terrestrial link, where the relay is interfered by multiple co-channel interferers. The direct link between satellite and terrestrial destination is not available due to masking by surroundings. The destination node can only receive signals from satellite with the assistance of a relay node situated at ground. The satellite-relay link is assumed to follow the shadowed Rice fading, while the channels of interferer-relay and relay-destination links experience Nakagami-m fading. For the considered AF relaying scheme, we first derive the analytical expression for the moment generating function (MGF) of the output signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR). Then, we use the obtained MGF to derive the average symbol error rate (SER) of the considered scenario for M-ary phase shift keying (M-PSK) constellation under these generalized fading channels.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권9호
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• pp.4295-4316
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• 2018

In this paper, the performance of non-orthogonal multiple access (NOMA) dual-hop (DH) amplify-and-forward (AF) relaying networks is investigated, where Nakagami-m fading channel is considered. In order to cover more details, in our analysis, the transceiver hardware impairments at source, relay and destination nodes are comprehensively considered. To characterize the effects of hardware impairments brought in NOMA DH AF relaying networks, the analytical closed-form expressions for the exact outage probability and approximate ergodic sum rate are derived. In addition, the asymptotic analysis of the outage probability and ergodic sum rate at high signal-to-noise ratio (SNR) regime are carried out in order to further reveal the insights of the parameters for hardware impairments on the network performance. Simulation results indicate the performance of asymptotic ergodic sum rate are limited by levels of distortion noise.