• 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.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권3호
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• pp.266-275
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• 2013

The exact closed-form expressions for outage probability and bit error rate of spectrum sharing-based multi-hop decode-and-forward (DF) relay networks in non-identical Rayleigh fading channels are derived. We also provide the approximate closed-form expression for the system ergodic capacity. Utilizing these tractable analytical formulas, we can study the impact of key network parameters on the performance of cognitive multi-hop relay networks under interference constraints. Using a linear network model, we derive an optimum relay position scheme by numerically solving an optimization problem of balancing average signal-to-noise ratio (SNR) of each hop. The numerical results show that the optimal scheme leads to SNR performance gains of more than 1 dB. All the analytical expressions are verified by Monte-Carlo simulations confirming the advantage of multihop DF relaying networks in cognitive environments.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권8호
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• pp.1-6
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• 2011

본 논문에서는 이중 홉 증폭 후 전달(AF: Amplify-and-Forward) 릴레이 시스템에 대한 새로운 성능 분석 기법을 레일리 페이딩 채널에 대하여 제안한다. 기존의 분석 기법들에서는 S-R-D(Source-Relay-Destination) 링크의 수신 신호 대 잡음비(SNR: Signal-to-Noise Ratio)에 대한 누적 분포 함수(CDF: Cumulative Distribution Function) 혹은 확률 밀도 함수 (PDF: Probability Density Function)로부터 모멘트 발생 함수(MGF: Moment Generating Function)를 유도한 후 평균 심벌 오류율을 유도된 MGF를 이용하여 표현하였다. 본 논문에서는 기존의 분석과 다른 새로운 접근법을 제안한다. 즉, S-R(Source-Relay) 링크 및 R-D(Relay-Destination) 링크의 PDF들로부터 S-R-D 링크에 대한 MGF를 직접 유도한다. 그리고 새롭게 유도된 MGF을 기존의 연구들에서 제시한 형태와 비교 분석한다. 또한 제안된 성능분석 기법의 정확성은 모의실험을 통하여 검증한다. 이를 통하여 제안된 분석 기법이 이중 홉 증폭 후 전달 릴레이 시스템에 대한 새로운 해를 제시함을 확인한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권5호
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• pp.433-444
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• 2009

The bi-directional relay channel is the natural extension of a three-terminal relay channel where node a transmits to node b with the help of a relay r to allow for two-way communication between nodes a and b. That is, in a bi-directional relay channel, a and b wish to exchange independent messages over a shared channel with the help of a relay r. The rates at which this communication may reliably take place depend on the assumptions made on the relay processing abilities. We overview information theoretic limits of the bi-directional relay channel under a variety of conditions, before focusing on half-duplex nodes in which communication takes place in a number of temporal phases (resulting in protocols), and nodes may forward messages in four manners. The relay-forwarding considered are: Amplify and forward (AF), decode and forward (DF), compress and forward (CF), and mixed forward. The last scheme is a combination of CF in one direction and DF in the other. We derive inner and outer bounds to the capacity region of the bi-directional relay channel for three temporal protocols under these four relaying schemes. The first protocol is a two phase protocol where a and b simultaneously transmit during the first phase and the relay r alone transmits during the second. The second protocol considers sequential transmissions from a and b followed by a transmission from the relay while the third protocol is a hybrid of the first two protocols and has four phases. We provide a comprehensive treatment of protocols in Gaussian noise, obtaining their respective achievable rate regions, outer bounds, and their relative performance under different SNR and relay geometries.

• 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.

• 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.

• 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.

• ETRI Journal
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• 제34권4호
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• pp.511-517
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• 2012

The best linear unbiased estimator (BLUE) is most suitable for practical application and can be determined with knowledge of only the first and second moments of the probability density function. Although the BLUE is an existing algorithm, it is still largely unexplored and has not yet been applied to channel estimation in amplify and forward (AF)-based wireless relay networks (WRNs). In this paper, a BLUE-based algorithm is proposed to estimate the overall channel impulse response between the source and destination of AF strategy-based WRNs. Theoretical mean square error (MSE) performance for the BLUE is derived to show the accuracy of the proposed channel estimation algorithm. In addition, the Cram$\acute{e}$r-Rao lower bound (CRLB) is derived to validate the MSE performance. The proposed BLUE channel estimation algorithm approaches the CRLB as the length of the training sequence and number of relays increases. Further, the BLUE performs better than the linear minimum MSE estimator due to the minimum variance characteristic exhibited by the BLUE, which happens to be a function of signal-to-noise ratio.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권1C호
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• pp.1-7
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• 2011

최근 다중-홉 릴레이 전송 방식은 전력 소모를 줄이면서 통신 가능 영역을 넓힐 수 있는 장점으로 큰 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 홉마다 증폭-후-전달 릴레이가 다수 존재하는 다중 홉 통신시스템에서 최적 경로를 선택할 때 얻을 수 있는 성능 한계를 유도한다. 특히, 홉마다 분포가 다른 일반화된 나카가미 페이딩 채널에서의 성능 한계를 제공하도록 경로를 구성하는 링크 신호대잡음비의 기하 평균 상한을 적용하고 그에 대한 적률생성함수를 얻었다. 그 결과 페이딩 특성이 적을수록 제안한 기하 평균 상한 기법이 실제 성능에 더욱 근접함을 볼 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권12호
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• pp.10-19
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• 2012

본 논문에서는 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 기법을 적용한 릴레이 프로토콜을 제안한다. AMC 기법은 다양한 변조와 코딩 기법을 통해, 통신 시스템의 전송률과 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 AMC 기법을 적용한 릴레이 프로토콜의 성능을 분석하고, AMC 기법이 적용된 릴레이 프로토콜이 AMC 기법이 적용되지 않은 기존의 기법과 비교하여 낮은 SNR(Signal to Noise Ratio) 레벨에서 더 좋은 평균 전송률을 제공할 수 있음을 확인하였다. 비적응적 MCS(Modulation and Coding Scheme) 릴레이 프로토콜과 적응적 MCS 릴레이 프로토콜의 성능을 증명하기 위해 LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 파라미터와 함께 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하였다. 모의실험 결과, 적응적 MCS가 적용된 시스템에서 AF(Amplify-and-Forward), DF(Decode-and-Forward) 및 DMF(DeModulate-and-Forward) 프로토콜 중 DMF 프로토콜이 낮은 SNR 값에서 가장 좋은 성능을 보이고, 더 좋은 평균 전송률을 제공하는 것을 확인하였다.