• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제15권3호
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• pp.14-23
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• 2023

The cooperative communication systems using MIMO(multiple input multiple-output) relay are known as one of the most promising techniques to improve the performance and coverage of wireless communication systems. In this paper, we propose the cooperative communication systems using the relay with multi-antennas and DSTC(distributed space time coding) for decode-and-forward protocol. As using DSTC for DF(decode-and-forward), we can minimize the risk of error propagation at the wireless system using relay system. Also, the MIMO channel cab be formed by multi-antenna and DSTC at the MS(mobile station)-RS(relay station) and at the RS-BS(base station).Therefore, obtaining truly constructive the MIMO diversity and cooperative diversity gain from the proposed approach, the performance of system can be more improved than one of conventional system (relay with single antenna, no relay). The improvement in bit error rate is investigated through numerical analysis of the cooperative communication system with the proposed approach.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.1164-1170
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• 2020

In this paper, we consider the wireless-powered backscatter communication which consists of a power beacon, a source, a relay, and a destination. For the proposed wireless-powered backscatter communication, the source transmits its signals to both the relay and the destination via a backscattering channel and the relay which has a rechargeable battery performs an energy harvesting as well as an information forwarding based on the time switching relay (TSR) protocol. Based on the decode-and-forward (DF) relay transmission, we investigate performances of the proposed system in terms of outage probability and transmission rate in which the exact performance analysis of outage probability is given. Finally, some numerical examples are given to verify our provided analytical results for different system conditions.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권5호
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• pp.2047-2066
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• 2016

In this paper, we investigate joint power allocation and relay selection (PARS) schemes in non-orthogonal cooperative protocol (NOCP) based cognitive relay networks. Generally, NOCP outperforms the orthogonal cooperative protocol (OCP), since it can provide more transmit diversity. However, most existing PARS schemes in cognitive relay networks focus on OCP, which are not suitable for NOCP. In the context of NOCP, we first derive the joint constraints of transmit power limit for secondary user (SU) and interference constraint for primary user (PU). Then we formulate optimization problems under the aforementioned constraints to maximize the capacity of SU in amplify-and-forward (AF) and decode-and-forward (DF) modes, respectively. Correspondingly, we derive the closed form solutions with respect to different parameters. Numerical results are provided to verify the performance improvement of the proposed PARS schemes.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권1호
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• pp.108-125
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• 2015

We propose a new time-division half-duplex estimate-and-forward (EF) relaying strategy suitable for a relay with mobility. We reconfigure EF relaying to guarantee a strong relay-destination link which is required to achieve a high rate using EF relaying. Based on the reconfigured model, we optimize the relaying strategy to attain a high rate irrespective of the relay position with preserving the total transmit bandwidth and energy. The proposed relaying strategy achieves high communication reliability for any relay position, which differs from conventional EF and decode-and-forward (DF) relaying schemes.

• 전자공학회논문지
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• 제49권12호
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• pp.10-19
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• 2012

본 논문에서는 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 기법을 적용한 릴레이 프로토콜을 제안한다. AMC 기법은 다양한 변조와 코딩 기법을 통해, 통신 시스템의 전송률과 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 AMC 기법을 적용한 릴레이 프로토콜의 성능을 분석하고, AMC 기법이 적용된 릴레이 프로토콜이 AMC 기법이 적용되지 않은 기존의 기법과 비교하여 낮은 SNR(Signal to Noise Ratio) 레벨에서 더 좋은 평균 전송률을 제공할 수 있음을 확인하였다. 비적응적 MCS(Modulation and Coding Scheme) 릴레이 프로토콜과 적응적 MCS 릴레이 프로토콜의 성능을 증명하기 위해 LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 파라미터와 함께 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하였다. 모의실험 결과, 적응적 MCS가 적용된 시스템에서 AF(Amplify-and-Forward), DF(Decode-and-Forward) 및 DMF(DeModulate-and-Forward) 프로토콜 중 DMF 프로토콜이 낮은 SNR 값에서 가장 좋은 성능을 보이고, 더 좋은 평균 전송률을 제공하는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권1B호
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• pp.136-143
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• 2010

본 논문에서는 임의로 분포되어 있는 레일리 페이딩(Rayleigh fading) 채널 하에서 소스노드와 목적지 노드 사이의 직접 경로가 존재하고 복호 후 전송(decode-and-forward) 방식을 사용하여 중계하는 시스템을 고려한다. 이때, 다수의 릴레이 가운데 베스트 릴레이를 선택하여 이중 홉을 사용하여 통신하는 경우와 다중 홉을 사용하여 통신하는 경우의 아웃티지 확률을 구하고, 이를 통해 그 성능을 비교한다. 여기서 소스 노드와 릴레이들로부터 목적지 노드가 받은 모든 신호는 maximum ratio combining (MRC) 기법을 사용하여 결합하였고, 모든 경우에 대하여 목적지 노드에서 받은 수신 신호의 SNR이 갖는 확률 밀도 함수(probability density function, PDF)와 누적 확률 변수(cumulative density function, CDF)를 유도하였다. 이와 같이 구한 아웃티지 확률을 통해 릴레이의 개수가 2개일 때를 가정하고 실험한 결과, 채널 상태가 나쁠수록 다중 홉을 사용하여 통신하는 기법이 베스트 릴레이 선택 기법보다 좋은 성능을 보였다.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권12호
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• pp.777-779
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• 2014

본 논문에서는 보호구간이 삽입된 OFDM 시스템의 단점을 개선한 IOTA-OFDM/OQAM 시스템을 소개한다. 또한 이를 기반으로 하는 DF 협력 통신 모델을 제안한다. 제안 모델의 최종 수신단은 소스와 릴레이로부터 수신한 직교 신호를 MRC 기법으로 결합한다. 이로 인해 얻게 되는 다이버시티 이득으로 제안 모델이 기존 시스템 대비 더 나은 BER 성능을 얻음을 전산 모의실험을 통해 확인하였다.

• ETRI Journal
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• 제33권5호
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• pp.759-769
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• 2011

Cooperative hybrid-automatic repeat request (HARQ) protocols, which can exploit the spatial and temporal diversities, have been widely studied. The efficiency of cooperative HARQ protocols is higher than that of cooperative protocols because retransmissions are only performed when necessary. We classify cooperative HARQ protocols as three decode-and-forward-based HARQ (DF-HARQ) protocols and two amplified-and-forward-based HARQ (AF-HARQ) protocols. To compare these protocols and obtain the optimum parameters, two unified frameworks are developed for protocol analysis. Using the frameworks, we can evaluate and compare the maximum throughput and outage probabilities according to the SNR, the relay location, and the delay constraint. From the analysis we can see that the maximum achievable throughput of the DF-HARQ protocols can be much greater than that of the AF-HARQ protocols due to the incremental redundancy transmission at the relay.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권1호
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• pp.26-35
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• 2014

We consider multiple-input multiple-output decode-and-forward relay systems in Rayleigh fading channels under the partial channel state information (CSI) that the channel statistics of the source-relay (SR) link and the instantaneous CSI of the source-destination and relay-destination links are known at the destination. In this paper, we propose a new near maximum likelihood (near-ML) decoder with two-level pairwise error probability (near-ML-2PEP) which uses the average PEP instead of the exact PEP. Then, we theoretically prove that the near-ML and near-ML-2PEP decoders achieve the maximum diversity, which is confirmed by Monte Carlo simulations. Moreover, we show that the near-ML-2PEP decoder can also achieve the maximum diversity by substituting the average PEP with the values that represent the error performance of the SR link.