• 한국통신학회논문지
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• 제35권4A호
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• pp.360-370
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• 2010

본 논문에서는 다수의 송수신기 쌍과 다수의 중계 노드로 구성된 분산 빔포밍 Amplify-and-Forward (AF) 중계 네트워크를 다루고 있다. 제안한 방법에서는 빔포머 수의 자유도를 높이기 위하여 첫 번째 단계에서 송신기들이 직교 채널을 이용하여 중계기로 신호를 보낸다. 두 번째 단계에서 각 중계기는 송신기로부터 받은 신호에 복소 가중치를 곱하여 신호를 증폭하고 역방향 채널에 의해 생긴 위상 변화를 조정하여 하나의 채널로 수신기에 신호를 보낸다. 최적의 빔포밍 벡터는 서비스 품질 수준을 만족시키기 위해 수신기 각각의 신호 대 간섭 및 잡음비가 특정 문턱값보다 크면서 전체 중계 전송 전력을 최소화시키도록 구하였다. 모의실험을 통해 기존의 직교 분할 다중화 방법과 공간 분할 다중화 방법에 비하여 적당히 낮은 데이터 속도 범위에서 중계 송신 전력을 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권12A호
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• pp.1165-1171
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• 2008

본 논문에서는 기존 다중안테나 빔포밍 (beamforming) 시스템에 적용할 수 있도록 파일럿을 송출하는 단일 안테나 AF방식 중계기와 (amplify-and-forward relays) 이를 이용하는 빔포밍 기법을 제안한다. 먼저 송신기-중계기 채널과 중계기-수신기 채널이 곱해진 전체 채널에 대해서 빔포밍을 수행하는 OBF(overall beamforming)를 소개하고, 송신기-중계기 채널과 중계기-수신기 채널 각각에 대해 독립적으로 빔포밍을 수행하는 HBF (hop-by-hop beamforming) 방식을 제안한다. 수학적 분석 및 컴퓨터 모의실험을 통해, 채널 추정이 완벽할 때, HBF와 OBF의 성능이 동일함을 보이고, 나아가 실제 채널 추정 시나리오를 고려할 때, 제안한 파일럿 송출 중계기를 이용하는 HBF가 OBF에 비해 채널 추정 성능이 우수하고, 비트 오류율 (bit error rate: BER) 성능이 향상됨을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권1A호
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• pp.12-17
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• 2009

본 논문에서는 OFDM 기반의 다중 증폭 후 전달(amplify and forward, AF) 릴레이 시스템에서 낮은 복잡도를 가지는 부반송파 페어링(pairing) 기법을 소개한다. 기지국에서 릴레이스테이션까지의 채널(첫 번째 홉)과 릴레이 스테이션에서 이 동국까지의 채널(두 번째 홉)은 서로 독립적이라고 가정한다. 이 가정 하에서 첫 번째 홉에서 특정 부 반송파로 전송된 신호는 시스템 용량 증가를 위해 두 번째 홉에서는 다른 부반송파로 전송될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 기법을 부반송파 페어링 기법이라고 언급한다. 기존의 페어링 기법은 시스템 용량을 최대화 하는 최적의 페어링을 찾기 위해 가능한 모든 페어링을 무차별적으로 대입하였다 (brute force 탐색 기법). 이러한 기법은 최적(optimal)의 페어링은 찾을 수 있으나, 복잡도가 부반송파 개수의 지수 승으로 증가한다. 본 논문에서는 첫 번째 홉과 두 번째 홉을 채널 이득을 이용하여 후보 페어링을 구한 후, 후보 페어링의 이동국 수신 SNR(signal to noise ratio)의 값을 이용하여 최종 페어링을 구하는 부 최적 (sub-optimal) 페어링 기법을 소개한다. 실험 결과 제안한 페어링 기법은 복잡도가 부반송파 개수의 선형적으로 증가하고, brute force 기법과 근사한 시스템 용량을 가짐을 확인하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제11권6호
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• pp.70-80
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• 2012

본 논문에서는 전체 채널 정보와 부분 채널 정보를 이용하여 중계 노드를 선택하는 각각의 증폭 후 전달 중계 시스템을 고려한다. 여기서, 소스 노드와 목적지 노드간의 직접 통신 링크를 고려한다. 그리고, 전체 채널 정보와 부분 채널 정보를 이용하여 중계 노드를 선택하는 각각의 증폭 후 전달 중계 시스템에 대한 아웃티지 확률을 레일레이 페이딩 채널을 가정하여 분석한다. 특히, 각각의 시스템에 대하여 정확한 아웃티지 확률과 아웃티지 확률의 하한, 그리고 점근적인 아웃티지 확률 식들을 유도한다. 또한, 전체 채널 정보와 부분 채널 정보를 이용하여 중계 노드를 선택하는 각각의 증폭 후 전달 중계 시스템에 대하여 얻을 수 있는 코딩 이득을 제시한다. 수치적 결과를 통해, 모든 분석 표현식들을 검증하고, 첫 번째와 두 번째 홉의 평균 채널 전력이 상이한 경우와 중계 노드의 수가 상이한 경우에 대하여 각각의 시스템에 대한 코딩 이득을 비교한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.213-214
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• 2008

In this paper, we analyze the performance of a cooperative communication wireless network over independent and identically distributed (IID) Nakagami-m fading channels. A simple transmission scheme is considered where the relay is operating in amplify-forward (AF) mode. A closed-form expression for symbol error rate (SER) is obtained using the moment generating function (MGF) of the total signal to noise ratio (SNR) of the transmitted signal with binary phase shift keying (BPSK).

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권2호
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• pp.389-405
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• 2014

Outdated Channel State Information (CSI) was proved to have negative effect on performance in two-way relay networks. The diversity order of widely used opportunistic relay selection (ORS) was degraded to unity in networks with outdated CSI. This paper proposed a multiple relay selection scheme for amplify-and-forward (AF) based two-way relay networks (TWRN) with outdated CSI. In this scheme, two sources exchange information through more than one relays. We firstly select N best relays out of all candidate relays with respect to signal-noise ratio (SNR). Then, the ratios of the SNRs on the rest of the candidate relays to that of the Nth highest SNR are tested against a normalized threshold ${\mu}{\in}[0,1]$, and only those relays passing this test are selected in addition to the N best relays. Expressions of outage probability, average bit error rate (BER) and ergodic channel capacity were obtained in closed-form for the proposed scheme. Numerical results and Simulations verified our theoretical analyses, and showed that the proposed scheme had significant gains comparing with conventional ORS.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권3호
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• pp.1111-1130
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• 2016

Cooperative communications can significantly improve the wireless transmission performance with the help of relay nodes. In cooperative communication networks, relay selection and power allocation are two key issues. In this paper, we propose a relay selection and power allocation scheme RS-PA-PSACO (Relay Selection-Power Allocation-Particle Swarm Ant Colony Optimization) based on PSACO (Particle Swarm Ant Colony Optimization) algorithm. This scheme can effectively reduce the computational complexity and select the optimal relay nodes. As one of the swarm intelligence algorithms, PSACO which combined both PSO (Particle Swarm Optimization) and ACO (Ant Colony Optimization) algorithms is effective to solve non-linear optimization problems through a fast global search at a low cost. The proposed RS-PA-PSACO algorithm can simultaneously obtain the optimal solutions of relay selection and power allocation to minimize the SER (Symbol Error Rate) with a fixed total power constraint both in AF (Amplify and Forward) and DF (Decode and Forward) modes. Simulation results show that the proposed scheme improves the system performance significantly both in reliability and power efficiency at a low complexity.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권7A호
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• pp.530-539
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• 2009

Wireless Relaying is a promising solutions to overcome the channel impairments and provides high data rate coverage that appear for beyond 3G mobile communications. In this paper we present end to end BER performance of dual hop wireless communication systems equipped with multiple Decode and Forward relays over Rayleigh fading channel with the best relay selection. We compare the BER performance of the best relay with the BER performance of single relay. We select the best relay based on the end to end channel conditions. We further calculate the outage probability of the best relay. It is shown that the outage probability of the best relay is equivalent to the outage probability when all relays take part in the transmission. We apply Orthogonal Space Time Block coding(OSTBC) at the source terminal. Numerical and simulation results are presented to verify our analysis.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제2권2호
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• pp.67-76
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• 2013

Under an imperfect channel estimation, a Device-to-Device (D2D) communication framework based on MIMO relay technology is presented. The model consists of a D2D pair equipped with M antennas and a relay equipped with N antennas as well as a cellular user equipped with M antennas. The outage probability under different relaying protocols (i.e. AF and DF protocol) with and without considering a direct link was derived. The actual and theoretical outage probability of the five links under different antenna numbers was emulated. The number of user antennas and channel estimation error was analyzed carefully to determine their impact on the outage probability of a system. The simulation verified the theory analyses and the results showed that MIMO relaying improves the D2D communication system performance.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권2호
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• pp.566-578
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• 2018

In this paper, we design a segment training based individual channel estimation (STICE) scheme for the classical two-way relay network (TWRN) with multi-pair sources (MPS) and amplify-and-forward (AF). We adopt the linear minimum mean square error (LMMSE) channel estimator to minimize the mean square error (MSE) without channel estimation error, where the optimal power allocation strategy from the relay for different sources is obtained. Then the MSE gains are given with different source pairs among the proposed power allocation scheme and the existing power allocation schemes. Numerical results show that the proposed method outperforms the existing ones.