• Journal of Communications and Networks
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• 제11권1호
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• pp.26-35
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• 2009

In this paper, we investigate how to do resource allocation to guarantee a minimum user data rate at low signaling overhead in multi-cell orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) wireless systems. We devise dynamic resource allocation (DRA) algorithms that can minimize the QoS violation ratio (i.e., the ratio of the number of users who fail to get the requested data rate to the total number of users in the overall network). We assume an OFDMA system that allows dynamic control of frequency reuse factor (FRF) of each sub-carrier. The proposed DRA algorithms determine the FRFs of the sub-carriers and allocate them to the users adaptively based on inter-cell interference and load distribution. In order to reduce the signaling overhead, we adopt a hierarchical resource allocation architecture which divides the resource allocation decision into the inter-cell coordinator (ICC) and the base station (BS) levels. We limit the information available at the ICC only to the load of each cell, that is, the total number of sub-carriers required for supporting the data rate requirement of all the users. We then present the DRA with limited coordination (DRA-LC) algorithm where the ICC performs load-adaptive inter-cell resource allocation with the limited information while the BS performs intra-cell resource allocation with full information about its own cell. For performance comparison, we design a centralized algorithm called DRA with full coordination (DRA-FC). Simulation results reveal that the DRA-LC algorithm can perform close to the DRA-FC algorithm at very low signaling overhead. In addition, it turns out to improve the QoS performance of the cell-boundary users, and achieve a better fairness among neighboring cells under non-uniform load distribution.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권11호
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• pp.5264-5281
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• 2017

Multihop relay-based cellular networks are attracting much interest because of their throughput enhancement, coverage extension, and low infrastructure cost. In these networks, relay stations (RSs) between a base station (BS) and mobile stations (MSs) drastically increase the overall spectral efficiency, with improved channel quality for MSs located at the cell edge or in shadow areas, and enhanced throughput of MSs in hot spots. These relay-based networks require an advanced radio resource management scheme because the optimal amount of radio resource for a BS-to-RS link should be allocated according to the MS channel quality and distribution, considering the interference among RSs and neighbor BSs. In this paper, we propose optimal resource planning algorithms that maximize the overall utility of relay-based networks under a proportional fair scheduling policy. In the first phase, we determine an optimal scheduling policy for distributing BS-to-RS link resources to RSs. In the second phase, we determine the optimal amount of the BS-to-RS link resources using the results of the first phase. The proposed algorithms efficiently calculate the optimal amount of resource without exhaustive searches, and their accuracy is verified by comparison with simulation results, in which the algorithms show a perfect match with simulations.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권3호
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• pp.267-274
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• 2015

Due to the difficulty of coordination in the cellular uplink, it is a practical challenge how to achieve the optimal throughput scaling with distributed scheduling. In this paper, we propose a distributed and opportunistic user scheduling (DOUS) that achieves the optimal throughput scaling in a single-input multiple-output interfering multiple-access channel, i.e., a multi-cell uplink network, with M antennas at each base station (BS) and N users in a cell. In a distributed fashion, each BS adopts M random receive beamforming vectors and then selects M users such that both sufficiently large desired signal power and sufficiently small generating interference are guaranteed. As a main result, it is proved that full multiuser diversity gain can be achieved in each cell when a sufficiently large number of users exist. Numerical evaluation confirms that in a practical setting of the multi-cell network, the proposed DOUS outperforms the existing distributed user scheduling algorithms in terms of sum-rate.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.591-593
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• 2016

Device-to-device (D2D) communications underlaid cellular infrastructure is an competitive local area services technology to promote spectrum usage for next generation cellular networks. These potential can only be tap through efficient interference coordination. Previous works only concentrated on interference from D2D pairs whiles interference from CUs to D2D pairs were neglected. This work focus on solving uplink interference problem emanating from multiple CUs sharing its resource with multiple D2D pairs. The base station (BS) acting as a supervisor selfishly institute a pricing scheme to manage the interference it experience from D2D pairs based on its Quality of service (QoS) requirement. D2D pairs following the supervisor make power allocation decisions considering the price from the BS in a non-cooperative game fashion. In order for the D2D pairs to also meet their QoS requirement, they suggest a price to the BS called discount price which reflects the interference they receive from the CUs. Finally, we analyze the proposed approach.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.1410-1418
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• 2007

본 논문에서는 IEEE 802.11a 무선 LAN의 MAC(Medium Access Control) 계층에서 DCF(Distributed Coordination Function) 처리율을 분석하였다. DCF 처리율은 백오프가 발생될 확률과 관련되며 이는 각 단말에서의 재전송 이력에 의존한다. 본 논문에서는 재전송 과정에 최대 백오프를 두어 이와 관련된 과정을 비 마르코프 이산 모델에 적용시켜 전송이 성공적으로 이루어질 확률을 구하고 이에 따른 DCF 패킷 처리율을 구한 후 한 기지국에 대한 단말수별 BER대 처리율을 6,12,24,54 Mbps급에 대하여 시뮬레이션 한 결과 OFDM 기반 무선 LAN 환경에서 패킷처리율이 최대가 되는 최적 트래픽량을 구할 수 있다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제4권1호
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• pp.5-10
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• 2015

LTE-A 네트워크에서 D2D 통신은 시스템의 용량 및 스펙트럼의 효율성을 향상시키는 유망한 기술이다. 전체 스펙트럼의 효율성을 향상시킬 수 있는 이유는 기지국이 이미 셀룰러 단말에 할당한 무선 자원을 D2D 통신에 할당하여 자원을 재사용할 수 있기 때문이다. 하지만 동일한 자원을 셀룰러 및 D2D 통신이 공유하여 사용함으로써 셀 내에 간섭이 발생할 수 있다. 따라서 동일한 자원을 사용하는 셀룰러 통신과 D2D 통신 간에 간섭 조정을 위한 적절한 자원 할당 기법이 필요하다. 특히, LTE-A 환경에 D2D 통신을 적용하기 위해서는 셀 내 간섭뿐만 아니라 셀 간 간섭 조정이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 셀 간 간섭 완화를 위해서 주파수 재사용 패턴 기법 중 하나인 FFFR 기법을 사용하고, 셀 내 간섭 완화를 위해서는 기지국이 셀룰러 사용자가 이미 사용 중인 자원을 랜덤하게 선택하여 D2D 통신에 할당하는 D2D 자원 할당 알고리즘을 제안한다. 제안된 자원 할당 알고리즘의 성능평가를 위해 시뮬레이션을 수행하였으며, 셀 내 간섭 완화, 시스템 처리량 및 계산복잡도 등이 향상되는 것을 확인하였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제16권1호
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• pp.43-51
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• 2015

국가재난안전통신망 구축사업 기술방식으로 공공안전 롱텀에볼루션(PS-LTE) 방식이 선정됐다. 이를 통해 2017년부터 경찰, 소방, 군 등 모든 재난안전 책임기관이 음성뿐 아니라 동영상 등 멀티미디어 정보를 활용해 구조활동을 벌일 수 있게 됐다. PS-LTE는 기존 LTE 기술에 그룹통화, 단말기 간 직접통신, 단독 기지국 기능 등이 추가된 방식이다. 지금까지 각 재난안전기관이 사용하던 통신기술은 음성만 전달할 수 있었다. PS-LTE 기술을 이용하면 멀티미디어 전송이 가능해진다. 본 논문에서는 해외 주요국에서 추진 중에 있는 광대역 공공안전통신정책 기술동향을 분석하고, 이를 통해 국내 광대역 공공안전통신 도입 시 고려해야 할 사항을 알아보았다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권11호
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• pp.12-20
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• 2013

셀룰러 이동통신 시스템의 용량과 커버리지를 향상시키기 위한 많은 연구 결과들이 시스템에 적용되었지만, 셀 경계에서의 심각한 성능 열화는 여전히 단말 전송률의 더 나은 향상을 가로막는 주요한 요인으로 남아있다. 3GPP (Third Generation Partnership Project)의 LTE-A (Long Term Evolution-Advanced) 표준에서는 협력적 전송 (CoMP, coordinated-multipoint transmission reception)과 ICIC (inter-cell interference coordination)와 같은 진보된 기술들이 셀 경계 성능 열화 문제를 해결하기 위해 소개되었다. 본 논문에서는 다수개의 빔 방향 패턴 (BDP, beam direction pattern)을 활용하여 셀 경계 단말들의 성능을 향상시킬 수 있는 방안을 제안한다. 다수개의 빔 방향 패턴은 기지국에 설치된 복수 계층 안테나 어레이를 사용해 구현될 수 있다. 고정된 빔 패턴을 갖는 기존의 3섹터 안테나와 비교해서, 제안하는 방식은 다수개의 BDP들이 시간상에서 회전하면서 신호를 전송하게 된다. 이를 통해 셀 또는 섹터 경계에 위치하는 특정 단말들이 기지국으로부터 전체 전송 시간에 걸쳐 나쁜 성능의 신호를 수신하게 되는 상황을 억제함으로써, 해당 단말들의 수신 신호 품질을 향상시킬 수 있다. 성능 평가 결과는 제안하는 방식이 기존 3섹터 전송 방식에 비해 평균 단말 전송률 측면에서 하위 5% 단말에서 약 171% 향상된 성능을 나타냄을 보여준다.