• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.271-276
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• 2016

협력 네트워크는 여러 중계기를 통해서 수신되는 신호 및 직접파 신호를 결합하여 복조함으로써 전체 통신성능을 향상시킨다. 본 논문에서는 철도환경에서 혼합 중계 프로토콜을 이용하는 협력통신 시스템의 성능을 분석한다. 송신기와 수신기 사이에 여러 개의 중계기 사용을 가정하고, 각 중계기들은 하나의 정해진 중계 프로토콜이 아닌 복조 후 전송 혹은 증폭 후 전송 프로토콜을 이용하는 경우를 고려한다. 두 가지 중계 프로토콜이 존재하는 경우 각 중계 프로토콜이 전체 시스템의 성능에 미치는 영향을 분석하고 중계기 위치에 따른 성능에 대해서도 고려한다. 변조방식은 철도환경과 같은 빠른 채널변화에서도 채널상태정보의 이용 없이 신호의 복조가 가능한 차등변조 방식을 적용한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권9호
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• pp.4180-4196
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• 2017

In this paper, we analyze average capacity of an amplify-and-forward (AF) cooperative communication system model in multi-relay multiuser networks. In contrast to conventional cooperative networks, relays in the considered network have no embedded energy supply. They need to rely on the energy harvested from the signals broadcasted by the source for their cooperative information transmission. Based on this structure, a two-step selection scheme is proposed considering both channel state information (CSI) and battery status of relays. Assuming each relay has infinite or finite energy storage for accumulating the energy, we use the infinite or finite Markov chain to capture the evolution of relay batteries and certain simplified assumptions to reduce computational complexity of the Markov chain analysis. The approximate closed-form expressions for the average capacity of the proposed scheme are derived. All theoretical results are validated by numerical simulations. The impacts of the system parameters, such as relay or user number, energy harvesting threshold and battery size, on the capacity performance are extensively investigated. Results show that although the performance of our scheme is inferior to the optimal joint selection scheme, it is still a practical scheme because its complexity is much lower than that of the optimal scheme.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.17-22
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• 2013

본 논문에서는 레일리 페이딩 채널의 멀티 홉 협력 전송 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜에서, 멀티 홉 협력 전송은 시스템 성능의 향상을 위해 사용되었다. 중계라는 특성으로 인해, 전송받는 노드와 다음의 노드뿐만 아니라, 목적지와 그 사이의 전송 받는 모든 노드들이 제한되어 있지 않다. 제안된 프로토콜은 선택된 릴레이나 몇몇의 중간 노드로부터 건너 뛰어 전송되는 멀티 홉 직접 전송 프로토콜에 비해 평균 전송 전력을 절약할 수 있다. 제안하는 기법은 모바일 ad-hoc 무선 네트워크에서 시행 및 평가되어진다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제10권2호
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• pp.148-155
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• 2008

In wireless data communication systems, retransmission of an erroneous packet is inevitable due to the harsh communication environment. In this paper, an efficient retransmission scheme using cooperation from neighboring nodes is investigated. In the cooperative retransmission scheme, an erroneous packet is transmitted to the destination by cooperative nodes which have favorable channels. This cooperative retransmission scheme requires no a priori information of neighboring nodes and has no limitation on the number of cooperating nodes. Distributed beamforming is used to accommodate multiple cooperating nodes. Phase and frequency offsets of cooperating signals are extracted from the NACK message and used to co-phase retransmitted data packets. The outage probability of the cooperative retransmission scheme is analyzed for the case of perfect synchronization and when the offsets are estimated. To reduce the impact of the residual phase and frequency offsets in cooperating signals, a low-rate feedback scheme is also investigated. It is shown that improved outage probability and reduced packet error rate (PER) performance can be achieved even for long data packets. The proposed cooperative retransmission scheme is found to outperform simple retransmission by the source as well as decode-and-forward cooperation.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제10권3호
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• pp.59-64
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• 2018

A cooperative spectrum sensing has been proposed to improve the sensing performance in cognitive radio (CR) network. However, cooperative sensing causes additional overhead for reporting the result of local sensing to the fusion center. In this paper, we propose a technique to reduce the overhead of data transmission of cooperative sensing for applying the quantum data fusion technique in cognitive radio networks by omitting the lowest quantized in the local sensed results. If a CR node senses the lowest quantized level, it will not send its local sensing data in the corresponding sensing period. The fusion center can implcitly know that a spectific CR node sensed lowest level if there is no report from that CR node. The goal of proposed sensing policy is to reduce the overhead of quantized data fusion scheme for cooperative sensing. Also, our scheme can be adapted to all quantized data fusion schemes because it only deal with the form of the quantized data report. The experimental results show that the proposed scheme improves performance in terms of reporting overhead.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.1043-1050
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• 2018

본 논문은 인지 무선(CR, Cognitive Radio) 네트워크에서 우선 사용자(Primary User)의 존재 유무를 2차 사용자(Secondary User)가 결정하기 위하여 협력 센싱을 사용하는 환경에서 스펙트럼 센싱의 감지 성능을 높이기 위해 강화 학습(Reinforce learning) 기반으로 최적의 인지 무선 사용자 선택하는 협력 센싱 방안을 제안한다. 협력 센싱을 통해 파악한 전역 센싱 결과와 인지 무선 사용자의 센싱 결과 간의 유사도에 따라 정확도가 높은 사용자를 파악한다. 이 정확도를 강화학습의 보상으로 사용하여 협력 센싱을 수행할수록 전역 결정과 일치하는 센싱 정보를 전송하는 사용자를 선택할 수 있다. 실험 결과 제안한 기법이 기존 협력 센싱 대비 향상된 스펙트럼 감지 성능을 보임을 확인할 수 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제7권3호
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• pp.284-293
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• 2005

A critical issue in applications involving networks of wireless sensors is their ability to synchronize, and mitigate the fading propagation channel effects. Especially when distributed 'slave' sensors (nodes) reach-back to communicate with the 'master' sensor (gateway), low power cooperative schemes are well motivated. Viewing each node as an antenna element in a multi-input multi-output (MIMO) multi-antenna system, we design pilot patterns to estimate the multiple carrier frequency offsets (CFO), and the multiple channels corresponding to each node-gateway link. Our novel pilot scheme consists of non-zero pilot symbols along with zeros, which separate nodes in a time division multiple access (TDMA) fashion, and lead to low complexity schemes because CFO and channel estimators per node are decoupled. The resulting training algorithm is not only suitable for wireless sensor networks, but also for synchronization and channel estimation of single- and multi-carrier MIMO systems. We investigate the performance of our estimators analytically, and with simulations.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.113-119
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• 2008

기존의 1-1-1 협력 프로토콜은 멀티 홉이 가지고 있는 경로손실감소 이득과 함께 MIMO와 동일한 공간 다이버시티를 제공한다. 이를 통해 싱글 홈, 멀티 홉보다 뛰어난 정보의 신뢰도 및 에너지 소비 감소를 얻을 수 있다. 하지만 기존의 1-1-1 협력 프로토콜은 단일의 협력 중계기를 사용하므로 경로손실감소 이득과 다이버시티 이득 계수가 2로 제한되어 있다. 따라서 본 논문에서는 두개의 협력 중계기 R1, R2를 사용한 1-2-1 협력 프로토콜을 제안한다. 1-2-1 협력 프로토콜은 경로손실감소 이득을 높이고 계수가 3인 다이버시티 이득을 얻는다. 또한, 협력 중계가 R2에서도 계수가 2인 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 협력 중계기는 DF (Decode and Forward)와 DR (Decode and Reencode) 방식을 사용하여 1-2-1 DF 또는 DR 협력 프로토콜을 형성하고, 클러스터링 기반의 무선 센서 네트워크 (WSNs)에 적용한다. 제안한 프로토콜의 성능평가를 위해 레일리 페이딩과 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 채널이 합해진 채널에서 모의실험을 한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.1061-1068
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• 2019

협력 네트워크는 송신기로부터 수신기로 신호를 전송할 때 여러 중계기를 이용하여 신호를 전송하고 수신기에서 이 신호를 결합하여 복조함으로써 통신성능 향상과 데이터 전송률을 높이는 장점을 제공한다. 일반적으로 송신기에서 수신기로 신호를 전송할 때 중계기가 송신기로부터 수신된 신호를 증폭/재변조 후 수신기로 보내는 반복적인 신호 전송형태가 널리 사용된다. 본 논문에서는 두 가지 신호전송 방식을 혼합하여 신호를 전송하는 협력 네트워크에서의 성능을 분석한다. 즉, 송신기와 중계기사이에서는 일반 변조방식을 사용하고, 중계기와 수신기 사이에서는 공간 시간 코드 방식을 적용한다. 변조방식은 시스템의 복잡도를 줄이기 위해 채널상태정보를 이용하지 않는 차등변조 방식을 이용한다. 다양한 개수의 중계기가 있을 경우에 대한 성능을 비트오류율을 이용하여 분석하며, 송신기와 중계기 및 중계기와 수신기 사이에서 서로 다른 세기로 신호를 보낼 때의 성능을 비교한다. 또한 다양한 신호세기 및 중계기의 개수를 동시에 고려한 성능에 대해서도 논의한다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제48권6호
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• pp.25-34
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• 2011

본 논문에서는 레일리페이딩 환경의 모바일 Ad-hoc 무선 센서네트워크에서 네트워크 컨버젼스 및 전송 효율 서비스를 효과적으로 지원하기 위한 협력 라우팅 프로토콜 (CooRP)을 제안한다. 제안된 CooRP의 주요한 특징 및 기여도는 다음과 같다. 첫째, 라우팅 경로들은 방향성 안내 라인 영역 내에서 노드들의 이동성 정보를 이용한 엔트로피 개념 기반 위에서 설정되며, 경로 설정을 위한 컨트롤 오버헤드를 줄일 수 있다. 둘째, 페킷 전송 효율을 증가시키기 위해서 설정된 라우팅 경로에 기반을 둔 향상된 SNR을 지원할 수 있는 협력 데이터 전송 전략이 사용된다. 셋째, 제안된 CooRP의 협력전송에 대한 이론적인 분석이 outage probability를 가지고 이루어진다. 제안된 CooRP의 성능평가는 OPNET을 사용한 시뮬레이션과 이론적 분석을 통하여 이루어진다. 성능평가를 통하여 제안된 프로토콜은 안정된 경로 설정 및 협력 전송을 통한 데이터 전송효율을 효과적으로 증가 시킬 수 있음을 알 수 있다.