• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제6권11호
• /
• pp.3008-3025
• /
• 2012

In this paper, the downlink resource allocation of OFDMA system with decode-and-forward (DF) relaying is investigated. A non-convex optimization problem maximizing system throughput with users' satisfaction constraints is formulated with joint relay selection, subcarrier assignment and power allocation. We first transform it to a standard convex problem and then solve it by dual decomposition. In particular, an Optimal resource allocation scheme With Time-sharing (OWT) is proposed with combination of relay selection, subcarrier allocation and power control. Due to its poor adaption to the fast-varying environment, an improved version with subcarrier Monopolization (OWM) is put forward, whose performance promotes about 20% compared with that of OWT in the fast-varying vehicular environment. In fact, OWM is the special case of OWT with binary time-sharing factor and OWT can be seen as the tight upper bound of the OWM. To the best of our knowledge, such algorithms and their relation have not been accurately investigated in cooperative OFDMA networks in the literature. Simulation results show that both the system throughput and the users' satisfaction of the proposed algorithms outperform the traditional ones.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제17권8호
• /
• pp.1804-1810
• /
• 2013

본 논문에서는 듀얼 홉 중계 시스템에서의 협력 전송 방식과 비협력 전송 방식간의 효율적인 선택을 통하여 아웃티지 성능을 향상시키는 기회적 협력 방식에 대해 연구한다. 특히, 디코딩 후 전달 중계 시스템에서 부분 중계 노드 선택 기법을 이용한 기회적 협력 방식의 아웃티지 성능을 분석한다. 여기서, 독립적이고 균일 분포를 갖는 레일레이 페이딩 채널을 가정하여 정확한 아웃티지 확률 표현식과 점근적인 아웃티지 확률 표현식을 유도한다. 수치적 결과에서, 유도된 표현식들을 검증하고, 데이터율의 목표치와 중계 노드 수에 대한 아웃티지 성능을 분석한다. 또한, 기존의 협력 방식과 기회적 협력 방식의 아웃티지 성능을 비교한다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.42-49
• /
• 2014

듀얼 홉 시스템에서 기존의 두 홉에 대한 채널 정보를 이용하여 가장 좋은 성능을 나타내는 중계 노드 선택 기법은 채널 피드백을 위한 자원의 소모가 크다. 본 논문에서는 듀얼 홉 디코딩 후 전달 중계 시스템에서 첫 번째 홉에 대한 채널 정보만을 필요로 하는 부분 중계 노드 선택 기법을 이용하여 정확한 평균 비트 오차율을 분석한다. 이 때, 독립적인 레일레이 페이딩 채널을 가정하여 M-ary QAM에 대한 정확한 비트 오차율의 표현식을 유도한다. 또한, 수치적 결과를 통해 두 홉에 대한 채널 정보를 이용하여 가장 좋은 성능을 나타내는 중계 노드 선택 기법과 부분 중계 노드 선택 기법에 대한 성능을 비교한다. 여기서, 중계 노드의 수와 첫 번째 홉과 두 번째 홉 간 평균 채널 전력비를 다양하게 가정하여 평균 비트 오차율을 분석한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제35권7A호
• /
• pp.731-742
• /
• 2010

We propose an incremental relaying protocol in conjunction with opportunistic communication for differential modulation with an aim to make efficient use of the degrees of freedom of the channels by exploiting a imited feedback signal from the destination. In particular, whenever the direct link from the source to the destination is not favorable to decoding, the destination will request the help from the opportunistic relay (if any). The performance of the proposed system is derived in terms of average bit error probability and achievable spectral efficiency. The analytic results show that the system assisted by the opportunistic relaying can achieve full diversity at low SNR regime and exhibits a 30㏈ gain relative to direct transmission, assuming single-antenna terminals. We also determine the effect of power allocation on the bit error probability BEP) performance of our relaying scheme. We conclude with a discussion on the relationship between the given thresholds and channel resource savings. Monte-Carlo simulations are performed to verify the analysis.

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

• Journal of Information Processing Systems
• /
• 제13권5호
• /
• pp.1071-1088
• /
• 2017

For dual-hop multiple-input multiple-output (MIMO) decode-and-forward relaying systems, we propose a selective relaying scheme that uses orthogonal space-time block code (OSTBC) and transmit antenna selection with maximal-ratio combining (TAS/MRC) or vice versa at the first and second hops, respectively. The aim is to achieve an asymptotically identical performance to the dual-hop relaying system with only TAS/MRC, while requiring lower feedback overhead. In particular, we give the selection criteria based on the antenna configurations and the average channel powers for the first and second hops, assuming Rayleigh fading channels. Also, the numerical results are shown for the outage performance comparison between the dual-hop DF relaying systems with the proposed scheme, only TAS/MRC, and only OSTBC.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제15권3호
• /
• pp.266-275
• /
• 2013

The exact closed-form expressions for outage probability and bit error rate of spectrum sharing-based multi-hop decode-and-forward (DF) relay networks in non-identical Rayleigh fading channels are derived. We also provide the approximate closed-form expression for the system ergodic capacity. Utilizing these tractable analytical formulas, we can study the impact of key network parameters on the performance of cognitive multi-hop relay networks under interference constraints. Using a linear network model, we derive an optimum relay position scheme by numerically solving an optimization problem of balancing average signal-to-noise ratio (SNR) of each hop. The numerical results show that the optimal scheme leads to SNR performance gains of more than 1 dB. All the analytical expressions are verified by Monte-Carlo simulations confirming the advantage of multihop DF relaying networks in cognitive environments.

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

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

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제17권10호
• /
• pp.2259-2264
• /
• 2013

본 논문에서는 듀얼 홉 multiple-input multiple-output(MIMO) 중계 시스템에서 직교시공간블록코드 전송과 송신안테나 선택 전송을 선택적으로 이용하는 선택적 MIMO 전송 기술을 제안한다. 독립적인 레일레이 페이딩 채널을 가정하여 선택적 MIMO 전송 기술 기반의 디코딩 후 전달 중계 시스템에 대한 아웃티지 확률을 분석하고, 수치적 결과를 통해 직교시공간블록코드 전송 또는 송신안테나 선택 전송을 모든 홉에서 동일하게 이용하는 기존 시스템과 아웃티지 성능을 비교한다. 또한, 성능 비교를 통해 제안 기술이 아웃티지 성능의 저하 없이 시스템 오버헤드를 감소시킬 수 있음을 보인다.