• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권11호
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• pp.5343-5364
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• 2016

Considering the tradeoff between energy consumption and outage behavior in buffer-aided relay selection, a novel energy-efficient buffer-aided optimal relay selection scheme with power adaptation and Inter-Relay Interference (IRI) cancellation is proposed. In the proposed scheme, energy consumption minimization is the objective with the consideration of relay buffer state, outage probability and relay power control, in order to eliminate IRI. The proposed scheme selects a pair of optimal relays from multiple candidate relays, denoted as optimal receive relay and optimal transmit relay respectively. Source-relay and relay-destination communications can be performed within a time-slot, which performs as Full-Duplex (FD) relaying. Markov chain model is applied to analyze the evolution of relay buffer states. System steady state outage probability and achievable diversity order are derived respectively. In addition, packet transmission delay and power reduction performance are investigated with a specific analysis. Numerical results show that the proposed scheme outperforms other relay selection schemes in terms of outage behavior with power adaptation and IRI cancellation in the same relay number and buffer size scenario. Compared with Buffer State relay selection method, the proposed scheme reduces transmission delay significantly with the same amount of relays. Average transmit power reduction can be implemented to relays with the increasing of relay number and buffer size, which realizes the tradeoff between energy-efficiency, outage behavior and delay performance in green cooperative communications.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권8호
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• pp.3542-3566
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• 2018

In this paper, we investigate a buffer-aided wireless powered cooperative communication network (WPCCN), in which the source and relay harvest the energy from a dedicated power beacon via wireless energy transfer, then the source transmits the data to the destination through the relay. Both the source and relay are equipped with an energy buffer to store the harvested energy in the energy transfer stage. In addition, the relay is equipped with a data buffer and can temporarily store the received information. Considering the buffer-aided WPCCN, we propose two buffer-aided relaying protocols, which named as the buffer-aided harvest-then-transmit (HtT) protocol and the buffer-aided joint mode selection and power allocation (JMSPA) protocol, respectively. For the buffer-aided HtT protocol, the time-averaged achievable rate is obtained in closed form. For the buffer-aided JMSPA protocol, the optimal adaptive mode selection scheme and power allocation scheme, which jointly maximize the time-averaged throughput of system, are obtained by employing the Lyapunov optimization theory. Furthermore, we drive the theoretical bounds on the time-averaged achievable rate and time-averaged delay, then present the throughput-delay tradeoff achieved by the joint JMSPA protocol. Simulation results validate the throughput performance gain of the proposed buffer-aided relaying protocols and verify the theoretical analysis.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.51-53
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• 2015

본 논문에서는 버퍼가 장착된 복수 개의 중계기가 존재하는 연쇄적 데이터 중계 시스템에서 다수의 중계기에서 복호에 성공한 데이터를 활용하여 간섭을 원천적으로 제거할 수 있는 특징을 이용하는 새로운 중계기 선택 기법을 제안한다. 제안된 중계기 선택 기법에서는 수신단으로 데이터를 전송할 중계기는 데이터가 수신단에 잘 도착할 수 있고, 나머지 중계기들 중 송신단 신호를 성공적으로 복호할 수 있는 중계기의 수를 최대화하도록 선택된다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안된 중계기 선택 방식이 기존 중계기 선택 기법에 비하여 훨씬 더 좋은 성능을 보이는 것을 확인한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.402-407
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• 2018

효과적인 링크선택은 릴레이 네트워크의 성능을 결정짓는 중요한 기술적 이슈이다. 본 논문은 릴레이 버퍼의 상태와 릴레이 링크 상태 뿐만 아니라 유저 버퍼의 상태까지 고려한 링크선택 방안을 제시하고 그 성능을 분석하기 위한 마코프 체인 기반의 분석 모델을 제시하였다. 이를 통해 릴레이 네트워크의 쓰루풋과 지연 성능을 평가하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.275-280
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• 2016

본 논문은 버퍼가 장착된 복수개의 중계기가 존재하는 연쇄적 데이터 중계 네트워크에서 각 중계기가 이미 복호에 성공한 정보를 활용하여 인접 중계기로부터의 간섭을 원천적으로 제거하는 새로운 중계 기법을 제안한다. 기존의 버퍼기반 중계 선택기술에서는 송신단으로부터 데이터를 수신할 중계기와 수신단으로 데이터를 전송할 중계기를 각각 하나씩 선택한다. 그러나 제안된 중계 기법에서는 수신단으로 데이터를 전송할 중계기가 선택된 후 나머지 모든 중계기들은 송신단으로부터 도착한 신호의 복호를 시도하고 복호에 성공한 모든 중계기들은 자신의 버퍼에 복호된 신호를 저장한다. 제안된 기법에서는 자신이 데이터를 전송했을 때, 자신의 신호가 수신단에 성공적으로 도착하면서 동시에 송신단으로부터 도착한 신호 복호에 성공하는 중계기의 수를 최대화하는 중계기가 선택된다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안된 중계기 선택 방식이 기존 중계기 선택 기법에 비해 훨씬 더 좋은 성능을 보이는 것을 확인한다.