• 전자공학회논문지SC
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• 제46권1호
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• pp.55-62
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• 2009

본 논문에서 증폭 후 전달 전송 기법을 사용하는 중계망의 채널 추정을 하는데 있어서 일어나는 문제점을 해결할 수 있는 방법으로 학습 계열(training sequence)을 이용하는 방법을 제안하였다. 현재의 고속 페이딩 채널 환경에서 기존 파일럿의 추정이 적절하지 않아 송신국(source)과 중계국(relay) 사이의 채널과 중계국(relay)과 수신국(destination) 사이의 채널을 결합하여 추정할 경우 많은 문제점이 초래되기에$^{[1{\sim}2]}$ 전송한 신호의 주파수 영역을 선택하여 얻은 정규(Gaussian) 분포에 대하여 최대 우도 함수의 평균을 내어 채널 추정량(estimator)을 유도해 낼 수 있는, 즉, 파일럿 대신에 하나의 OFDM 신호를 사용하여 모든 채널 충격 응답(CIR)을 추정할 수 있는 새로운 방법을 살펴보았다. 컴퓨터 모의실험으로 높은 SNR 영역에서 제안한 채널 추정기(estimator)의 성능이 [1]과 비교하여 약 1dB 정도 높음을 확인할 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권9호
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• pp.1513-1527
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• 2011

This paper investigates the capacity rate problems for a joint decode-and-forward (JDF) based two-way relaying with network coding. We first characterize the achievable rate region for a conventional three-node network scenario along with the calculation of the corresponding maximal sum-rate. Then, for the goal of maximizing the system sum-rate, opportunistic relay selection is examined for multi-relay networks. As a result, a novel strategy for the implementation of relay selection is proposed, which depends on the instantaneous channel state and allows a single best relay to help the two-way information exchange. The JDF scheme and the scheme using relay selection are analyzed in terms of outage probability, after which the corresponding exact expressions are developed over Rayleigh fading channels. For the purpose of comparison, outage probabilities of the amplify-and-forward (AF) scheme and those of the scheme using relay selection are also derived. Finally, simulation experiments are done and performance comparisons are conducted. The results verify that the proposed strategy is an appropriate method for the implementation of relay selection and can achieve significant performance gains in terms of outage probability regardless of the symmetry or asymmetry of the channels. Compared with the AF scheme and the scheme using relay selection, the conventional JDF scheme and that using relay selection perform well at low signal-to-noise ratios (SNRs).

• 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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• 제34권10A호
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• pp.752-759
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• 2009

본 논문에서는 간단히 한국통신학회의 논문작성법에 대하여 설명하고자 합니다. (스타일-요약본문)협력 다이버시티 기법은 다중경로 페이딩 환경을 효과적으로 극복할 수 있는 통신 기술이다. 이 기술을 에너지 제한된 무선 센서 네트워크에 적용하기 위해서는 무선 센서네트워크에서 가장 중요한 성능요소인 네트워크 수명을 고려한 릴레이 선택과 전력 할당 방법 등이 설계되어야 한다. 본 논문에서는 네트워크 수명을 최대화하기 위해 노드의 잔여전력을 고려한 새로운 다중 릴레이 선택 및 전력 할당 알고리즘을 제시하였다. 제시한 알고리즘은 2단계로 구분 되어 있다. 먼저 각 노드의 채널 상태를 고려하여 릴레이 후보노드를 선택 한 후 각 노드의 잔여전력을 고려하여 전력을 할당함으로써 전체 송신전력을 최소화함과 동시에 네트워크수명을 극대화 하도록 하였다. 본 논문에서 제시한 알고리즘은 기본적으로 AF(Amplify and Forward) 릴레이 모델을 바탕으로 하였으며 시뮬레이션을 통해 제안한 방식이 기존의 방식에 비해 더 높은 네트워크 수명을 가지는 것을 입증할 수 있었다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권4호
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• pp.377-384
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• 2011

Cooperative beamforming has previously been proven to be an efficient way to improve the cooperative diversity. This method generally requires all relay nodes to participate in beamforming, which can be seen as "all participate" cooperative beamforming. However, not all relay nodes have constructive impacts on the end-to-end bit error rate (BER) performance. Based on this observation, we propose a new cooperative scheme which only selects those "appropriate" relay nodes to perform cooperative beamforming. Such relay nodes can be simply determined with mean channel gains. Therefore, the selection complexity is significantly reduced as global instantaneous channel state information is not required. This scheme guarantees that energy is only allocated to the "appropriate" relay nodes, and hence provides superior diversity. We also prove that power allocation among source and selected relay nodes is a convex problem, and can be resolved with lower computational complexity. Simulation results demonstrate that our scheme achieves an essential improvement in terms of BER performance for both optimal and limited feedback scenarios, as well as high energy-efficiency for the energy-constrained networks.

• 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.

• 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.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.179-187
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• 2014

언더레이 프로토콜은 2차 시스템이나 인지된 사용자가 1차 사용자의 품질 저하 없이 동일한 주파수를 사용하는 인지 기술이다. 또한, 무선 환경의 중계 특성으로 인해, 몇몇 노드는 도청 노드라고 불리며, 다른 통신 링크를 위한 정보를 수신한다. 이러한 이유로, 물리 계층의 보안은 도청의 발생을 막기 위해 보안 성취율을 고려하여 응용된다. 본 논문에서는, 물리 계층 보안과 간섭 제약 환경에서 증폭 후 전송 기법의 성능을 협력 통신 노드를 이용하여 분석한다. 이 모델에서, 중계기는 송신단에서 수신단으로의 신호 전송을 돕기 위해 증폭 후 전송 기법을 사용한다. 우수한 중계기는 기회주의적 중계기 선택 기법으로 선정되며, 단 대 단 보안 성취율을 기초로 한다. 시스템 성능은 보안 성취율의 정전 확률로 평가된다. 정전 확률의 상향, 하향 한계는 국제 통계 채널 상태 정보(CSI)에 기초하며, 또한, 닫힌계로 유도한다. 시뮬레이션 결과는 인지 네트워크는 1차 사용자로부터 충분히 멀 때, 중계기에서 도청 노드까지의 거리가 중계기에서 수신단까지의 거리보다 큰 경우 시스템 성능이 향상된 것을 보여준다.

• 전기전자학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.198-204
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• 2011

본 논문에서는 선택적 증폭후 전달(Opportunistic Amplify-and-Forward: OAF) 릴레이 시스템에 대한 새로운 성능 분석 기법을 레일리 페이딩 채널에 대하여 제안하였다. 제안된 분석 기법에서는 집합 연산(set-operation)을 기반으로 각 릴레이가 최적의 릴레이로 선택될 확률을 유도한다. 그리고 수신된 순시 신호 대 잡음비의 확률 밀도 함수를 기존의 분석 기법보다 일반적인 (확률밀도함수 표현에서 합 기호의 개수 및 그 영역이 구체화된)형태로 제시한다. 그리고 이를 이용하여 평균 오류율, 누락 확률 및 평균 채널 용량을 근사화된 닫혀진 형태로 유도한다. 제안된 성능분석 기법의 정확성은 모의실험을 통하여 검증한다. 성능분석 및 모의실험 결과 비교를 통하여 OAF 기법이 평균 오류 확률, 누락 확률 및 평균 채널 용량 측면에서 비선택적 기법에 비해 성능 향상 정도가 우수함을 확인한다.

• 한국정보기술학회 영문논문지
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• 제9권1호
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• pp.25-37
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• 2019

Power-line communication (PLC) has influenced smart grid development. In addition, PLC has also been instrumental in current research on internet-of-things (IoT). Due to the implementation of PLC in smart grid and IoT environments, strides have been made in PLC and its combination with the wireless system to form a hybrid communication system. Also, PLC has evolved from a single-input-single-output (SISO) configuration to multiple-input-multiple-output (MIMO) configuration system, and from a point-to-point communication system to cooperative communication systems. In this work, we extend a MIMO wireless two-way amplify-and-forward (AF) cooperative communication system to a hybrid PLC and wireless (PLC/W) system configuration. We then maximize the weighted sum-rate for the hybrid PLC/W by optimizing the precoders at each node within the hybrid PLC/W system. The sum-rate problem was found to be non-convex, therefore, an iterative algorithm is used to find the optimal precoders that locally maximize the system sum-rate. For our simulation results, we compare our proposed hybrid PLC/W configuration to a PLC only and wireless only configuration at each node. Due to an improvement in system diversity, the hybrid PLC/W configuration outperformed the PLC only and wireless only system configurations in all simulation results presented in this paper.