• Journal of Communications and Networks
• /
• 제11권5호
• /
• pp.445-454
• /
• 2009

Cooperative transmission protocols are always designed to achieve the largest diversity gain and the network capacity simultaneously. The concept of diversity-multiplexing tradeoff (DMT) in multiple input multiple output (MIMO) systems has been extended to this field. However, DMT constrains a better understanding of the asymptotic interplay between transmission rate, outage probability (OP) and signal-to-noise ratio. Another formulation called the throughput-reliability tradeoff (TRT) was then proposed to avoid such a limitation. By this new rule, Azarian and Gamal well elucidated the asymptotic trends exhibited by the OP curves in block-fading MIMO channels. Meanwhile they doubted whether the new rule can be used in more general channels and protocols. In this paper, we will prove that it does hold true in decode-and-forward cooperative protocols. We deduce the theoretic OP curves predicted by TRT and demonstrate by simulations that the OP curves will asymptotically overlap with the theoretic curves predicted by TRT.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제33권2B호
• /
• pp.69-75
• /
• 2008

We propose new routing scheme, Cooperative Diversity-based Routing (CDR)which utilize the cooperative space diversity for power saving and for performance enhancement of wireless ad-hoc networks. The end-to-end performance of the proposed routing, CDR, is analyzed based on the Haenggi's link model. The improved performance is compared with Multi-hop Relay Routing (MRR) by analytical methods. When the required outage probability is $1{\times}10^{-3}$ at the destination node in ad-hoc networks with 7 nodes, we noticed that each node can save power consumption by 21.5 dB in average, by using our proposed CDR compared to MRR.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제36권12A호
• /
• pp.941-949
• /
• 2011

선택적 협력 공간 다중화 기술은 단일 안테나를 갖는 소스 노드, 다수의 중계기와 다중 안테나를 갖는 도착 노드가 있는 환경에서 공간 다중화 이득과 추가적인 선택적 다이버시티를 동시에 얻을 수 있다. 그러나 이 방법은 특정 중계기에서 전달된 심볼이 경로 손실에 의해 손실될 수 있는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하고 비트 오류율 성능을 향상시키기 위해 전체 중계기 중에서 고정된 수의 중계기를 선택하는 대신 주어진 데이터 전송률 이상의 채널 용량을 갖는 중계기를 기회적으로 선택하고 협력 단계에서 신호를 전달할 때 선택된 중계기와 수신단 사이의 채널을 고려하여 공간 다중화 전송 모드와 공간 다이버시티 전송 모드 중 하나를 결정하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 기존의 방법에 비해 추가적인 공간 다이버시티 이득을 얻음으로써 낮은 SNR 영역에서 약 1.5~2dB의 이득을 얻을 수 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제10권5호
• /
• pp.39-44
• /
• 2010

본 논문에서는 최근에 많은 주목을 받고있는 상황인지 시스템을 협동릴레이 시스템에 적용하였을 때 상황인지 협동 릴레이 시스템의 성능을 유도하였다. 협동 릴레이 시스템은 기회전송 릴레이를 채택하였을 때와 채택하지 않았을 때의 성능을 비교하였다. 특히 목적지에서 시스템 구현의 간편성 때문에 많이 채택하고 있는 선택 결합방식을 고려하였는데, 이 경우 필수적으로 발생되는 채널 상태 정보(CSI)를 주고받으면서 발생되는 지연의 영향을 고려하였다. 분석결과 기회전송 릴레이를 채택할 경우 기회전송 릴레이를 채택하지 않은 경우보다 주어진 조건에서 최대 0.6 dB 열화 되었으며, 시스템의 성능은 상황인지 릴레이의 주파수 획득 확률보다는 채널 상태정보의 지연에 더욱 민감한 영향을 받음을 알 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제22권10호
• /
• pp.941-950
• /
• 2011

본 논문에서는 중계기 선택 기법이 적용된 증분 협력 통신의 단-대-단 성능을 분석한다. 일반적인 협력 통신은 1 phase에 송신단(S)에서 전송하는 신호를 수신단(D)이 한 번 수신하고, 2 phase에 중계기(R)로부터 S에서 전송한 신호를 재 전송받게 된다. 이러한 과정을 통해 D는 다이버시티 이득을 얻음으로써 수신 성능이 향상되지만, 두 번에 걸친 전송은 스펙트럼 효율성을 감소시킨다. 하지만 증분형 중계 기법을 적용한 협력 통신에서 D는 1 phase에 수신한 신호만으로 복호에 성공할 수 있다고 판단되면, 두 번째 전송을 생략함으로써 이러한 단점을 보완할 수 있다. 증분형 중계 기법에서 D는 ACK/NACK 메시지를 전송하는 ARQ(Automatic Repeat reQuest) 기법을 이용한다. 본 논문에서는 D가 첫 번째 시간 슬롯에 수신한 신호를 복호할 수 있는지를 판단하기 위해 임계 SNR을 이용한 ARQ 기법과 채널 부호화를 이용한 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 기법과 같이 두 가지 방법을 고려한 시스템에 참여하는 중계기 배치에 따른 성능을 분석하고, 중계기 배치가 성능에 미치는 영향에 대해 연구한다.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제48권5호
• /
• pp.1-7
• /
• 2011

본 논문에서는 CDD-DF-Relay 기법을 MC-CDMA 시스템에 대해 제안하고 제안된 기법의 성능을 다중경로 레일리 페이딩 채널에서 검증한다. 일반적인 DF-Relay 기법에서는 모든 Relay들이 직교 채널들로 신호를 전송하여야 하기 때문에 그 장점 즉, 다이버시티 이득은 주파수 효율의 저하로부터 얻어진다고 할 수 있다. 따라서 이러한 주파수 효율 저하의 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 CDD 기법을 각 Relay 노드에 적용하여 모든 Relay가 하나의 채널만을 사용하도록 한다. 이는 Destination에서 바라본 하나의 R-D 링크 채널의 Delay Spread가 길어지는 효과를 갖는다. 즉 Relay 개수의 증가에 따라 다중 경로수가 증가됨을 의미하고, 이는 MC-CDMA 시스템에서 주파수 다이버시티 이득으로 해설될 수 있다. 모의실험에서는 일반적인 DF-Relay 기법과 제안된 CDD-DF-Relay 기법의 성능을 비교 분석한다. 이를 통해 제안된 기법이 주파수 효율의 저하없이 협력 다이버시디 이득을 획득할 수 있음을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제6권10호
• /
• pp.2455-2472
• /
• 2012

Although underlay spectrum sharing has been shown as a promising technique to promote the spectrum utilization in cognitive radio networks (CRNs), it may suffer bad secondary performance due to the strict power constraints imposed at secondary systems and the interference from primary systems. In this paper, we propose a two-phase based cooperative transmission protocol with the interference cancellation (IC) and best-relay selection to improve the secondary performance in underlay models under stringent power constraints while ensuring the primary quality-of-service (QoS). In the proposed protocol, IC is employed at both the secondary relays and the secondary destination, where the IC-based best-relay selection and cooperative relaying schemes are well developed to reduce the interference from primary systems. The closed-form expression of secondary outage probability is derived for the proposed protocol over Rayleigh fading channels. Simulation results show that, with a guaranteed primary outage probability, the proposed protocol can achieve not only lower secondary outage probability but also higher secondary diversity order than the traditional underlay case.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제12권5호
• /
• pp.466-474
• /
• 2010

Various types of cooperative relaying (CR) schemes exhibit different levels of throughput and outage performance because of their inherent trade-off between diversity gain and opportunity cost; in other words, the overhead that is associated with cooperation. This article attempts to answer whether cooperative communication is beneficial or not from the system-level viewpoint and furthermore, if it is, how its average throughput can be maximized while maintaining the target outage rate. In order to improve throughput at the required outage performance, we propose a unified selection criterion to deal with different levels of combining gain and opportunity cost associated with each scheme, which allows for the employment of different CR schemes for various positions of the mobile station. Our system-level simulation results for an IEEE 802.16j multi-hop relay confirm the varying levels of trade-offs among different CR schemes and furthermore, show that CR will be a useful means of maximizing the average throughput for a multi-hop relay system as long as each type of the cooperating scheme is carefully selected, depending on the position of the mobile stations.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제10권4호
• /
• pp.270-275
• /
• 2010

In a conventional opportunistic transmit (COT) cooperative relaying system, only the relays that receive signal-to-noise ratio (SNR) from the source and that exceed the threshold transmit to the destination. The COT system, however, only considers the SNR of the source-relay (S-R) path regardless that the SNR of the relay-destination (R-D) path is the opportunistic transmission condition. For that reason, it is not guaranteed that all the transmitted signals from relays exceed the threshold at the destination. Therefore we propose a double opportunistic transmit (DOT) cooperative relaying system - when both of the received SNR from a source and from a destination exceed the threshold, the relay transmits to the destination. It is shown that the proposed DOT system reduces power consumption by 6.9, 20.9, 32.4, and 41.4 % for K =3, 5, 7, and 9, respectively under the given condition of $P_{out}=1{\times}10^{-3}$ and $\overline{\gamma}_{SR}/\Gamma_{SR}$=30 dB, compared to the COT system. We noticed that the performance of the DOT system is superior to that of the COT system for the identical number of active transmit relays under the same condition of the normalized average SNR of $\overline{\gamma}_{RD}/\Gamma_{RD}$.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제46권6호
• /
• pp.94-102
• /
• 2009

참고문헌 [1]에서 full diversity를 달성할 수 있을 뿐만 아니라 각 relay node에서의 시간 지연을 제거하기 위해서 새로운 기법을 제안했다. 그러나 복호 후 전달 (DF) 모델 연산 모드는 relay에 더욱 많은 처리 부담을 준다. 본 논문에서는 [2],[3]에서 제안한 증폭 후 전달 (AF) model로 확장할 뿐만 아니라 source-relay link와 relay-destination link로 이루어진 모든 채널의 결합 채널 계수의 순서를 정하고 다음 복호 절차에서 이전의 복호된 심벌을 지우는 효율적인 복호 알고리즘을 제안한다. 컴퓨터 모의실험 결과를 통하여 제안한 알고리즘을 이용하면 높은 SNR 영역에서 참고문헌 [1]과 비교하여 상대적으로 2-3dB의 이득을 가져오기에 효율적으로 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 제안한 알고리즘이 원래의 알고리즘과 비교하여 상대적으로 3dB 이상의 이득을 얻을 수 있는 복호 후 전달 (DF)에 유용하다는 것을 알 수 있었다.