• 한국통신학회논문지
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• 제33권4A호
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• pp.361-370
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• 2008

Cooperative relaying permits one or more relay to transmit a signal from the source to the destination, thereby increasing network coverage and spectral efficiency. The performance of cooperative relaying is often measured as outage probability. However, appropriate measure for the channel quality is outage capacity. Although the outage probability for cooperative relaying protocol has been analyzed before, very little research has been addressed for the outage capacity. This paper is the first of its kind to derive a closed-form analytical solution of outage capacity using fixed decode and forward relaying and amplify and forward relaying in dissimilar Rayleigh fading channels, considering channel coefficients known to the receiver side. The analytical results show a tradeoff between the SNR and the number of relays for specific outage capacity. A comparison between decode and forward relaying and amplify and forward relaying shows that decode and forward relaying outperforms amplify and forward relaying for a large number of relays.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권1호
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• pp.81-108
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• 2018

In this paper, we derive the theoretical Symbol Error Probability (SEP) of cooperative systems with best relay selection for Nakagami-m fading channels. For Amplify and Forward (AF) relaying, the selected relay offers the best instantaneous Signal to Noise Ratio (SNR) of the relaying link (source-relay-destination). In cooperative networks using Decode and Forward (DF), the selected relay offers the best instantaneous SNR of the link between the relay and the destination among the relays that have correctly decoded the transmitted information by the source. In the second part of the paper, we derive the SEP when all participating AF and DF relaying is performed. In the last part of the paper, we extend our results to cognitive radio networks where there is interference constraints : only relays that generate interference to primary receiver lower than a predefined threshold T can transmit. Both AF and DF relaying with and without relay selection are considered.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권1A호
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• pp.36-43
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• 2008

본 논문에서는 디코딩 후 전달 시스템을 위한 최적의 중계노드 선택방법을 제안한다. 그 최적의 중계노드 선택 방법은 디코딩 후 전달 시스템에서 신호 중계를 위해 사용되는 시간슬롯을 최소화하고 최종 신호 대 잡음비를 최대화한다. 그러나, 중계노드 선택을 위한 시스템의 오버 헤드가 요구된다. 독립적이고 동일한 레일레이 분포를 따르는 채널들을 가정하여, 제안된 최적의 중계노드 선택방법 기반의 디코딩 후 전달방식에 대한 용량 저하 확률과 평균 비트 오차율의 식들을 유도하고, 그 식들의 수치적 결과와 시뮬레이션 결과를 비교하여 수식들을 검증한다. 중계노드의 개수가 각각 2, 4, 8이고 오버 헤드에 대한 시간슬롯의 개수가 각각 1, 2, 4일 때, 제안된 방식은 기존의 디코딩 후 전달방식보다 1% 비트 오차율에서 각각 1 dB, 2 dB, 3 dB의 이득이 있고, 1 bps/Hz에 대한 1% 용량 저하 확률에서 각각 0.5 dB, 4 dB, 12 dB의 이득이 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권6호
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• pp.616-623
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• 2010

In this paper, exact closed-form expressions for outage probability and bit error probability (BEP) are presented for multi-hop decode-and-forward (DF) relaying schemes in conjunction with cooperative diversity, in which selection combining technique is employed at each node. We have shown that the proposed protocol offers remarkable diversity advantage over direct transmission as well as the conventional DF relaying schemes with the same combining technique. We then investigate the system performance when different diversity schemes are employed. It has been observed that the system performance loss due to selection combining relative to maximal ratio combining is not significant. Simulations are performed to confirm our theoretical analysis.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권6호
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• pp.703-709
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• 2012

In this paper, we propose a hybrid decode-amplify-forward incremental cooperative diversity protocol using SNR-based relay selection. In the proposed protocol, whenever destination unsuccessfully receives the source's signal, one of relays that exploit hybrid decode-amplify-forward technique is chosen to retransmit the signal. We derive approximate closed-form expressions of outage probability and average channel capacity. Monte-Carlo simulations are presented to verify the theoretical results and compare the performance of the proposed protocol with the direct transmission protocol and conventional incremental relaying protocols.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제12권1호
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• pp.8-12
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• 2012

In this paper, we evaluate performances of dual-hop decode-and-forward relaying systems with the $N^{th}$ best-relay selection scheme. In some schemes, such as scheduling or load balancing schemes, the best relay is unavailable and hence the system must resort the second best, third best, or generally the $N^{th}$ best relay. We derive the expressions of the outage probability and symbol error rate (SER) for this scenario over Rayleigh fading channels. Monte-Carlo simulations are presented to verify the analytical results.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권5호
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• pp.502-511
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• 2014

In this paper, we evaluate performance of a hybrid decode-amplify-forward relaying protocol in underlay cognitive radio. In the proposed protocol, a secondary relay which is chosen by partial relay selection method helps a transmission between a secondary source and a secondary destination. In particular, if the chosen relay decodes the secondary source's signal successfully, it will forward the decoded signal to the secondary destination. Otherwise, it will amplify the signal received from the secondary source and will forward the amplified signal to the secondary destination. We evaluate the performance of our scheme via theory and simulation. Results show that the proposed protocol outperforms the amplify-and-forward and decode-and-forward protocols in terms of outage probability.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제12권3호
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• pp.87-95
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• 2013

본 논문에서는 다중 홉 시스템에서 하나의 홉에 대한 채널 정보만을 이용하는 효율적인 부분 중계 노드 선택(efficient partial relay selection, EPRS) 기법에 대한 아웃티지 확률을 레일레이 페이딩 채널에서 분석한다. 특히, 디코딩 후 전달 중계 기반의 EPRS 기법에 대한 정확한 아웃티지 확률의 식을 유도한다. 또한, 다중 홉 시스템에서 EPRS 기법의 실효성을 확인하기 위하여, 임의의 중계 경로에서 종단간 신호 대 잡음비와 각 홉의 신호 대 잡음비의 상관관계를 분석한다. 그리고, 수치적 결과를 통해 EPRS 기법과 모든 채널 정보를 이용하는 중계 노드 선택 기법의 아웃티지 성능을 비교한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2007년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.65-66
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• 2007

In this paper, a bit error rate (BER) study is presented for decode-and-forward (DF) relaying for user cooperation in independent and identically distributed Rayleigh fading channels.