• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권10호
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• pp.4662-4677
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• 2018

The dynamic opportunistic device-to-device (DO-D2D) network will frequently emerge in the fifth generation (5G) wireless communication due to high-density and fast-moving mobile devices. In order to improve the Quality of Experience (QoE) of users with different computing capacity devices in the DO-D2D network, in this paper, we focus on the study of how to reduce the packets retransmission delay and satisfy heterogeneous devices. To select as many devices as possible to transmit simultaneously without interference, the concurrent transmitters-selecting algorithm is firstly put forward. It jointly considers the number of packets successfully received by each device and the device's connectivity. Then, to satisfy different devices' demands while primarily ensuring the base-layer packets successfully received by all the devices, the layer-cooperation instantly decodable network coding is presented, which is used to select transmission packets combination for each transmitter. Simulation results illustrate that there is an appreciable retransmission delay gain especially in the poor channel quality network compared to the traditional base-station (BS) retransmission algorithm. In addition, our proposed algorithms perform well to satisfy the different demands of users with heterogeneous devices.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권7호
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• pp.2631-2649
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• 2021

Device-to-Device (D2D) communication is one of the enabling technologies for 5G networks that support proximity-based service (ProSe) for wireless network communications. This paper proposes a power control algorithm based on the Nash equilibrium and game theory to eliminate the interference between the cellular user device and D2D links. This leadsto reliable connectivity with minimal power consumption in wireless communication. The power control in D2D is modeled as a non-cooperative game. Each device is allowed to independently select and transmit its power to maximize (or minimize) user utility. The aim is to guide user devices to converge with the Nash equilibrium by establishing connectivity with network resources. The proposed algorithm with pricing factors is used for power consumption and reduces overall interference of D2Ds communication. The proposed algorithm is evaluated in terms of the energy efficiency of the average power consumption, the number of D2D communication, and the number of iterations. Besides, the algorithm has a relatively fast convergence with the Nash Equilibrium rate. It guarantees that the user devices can achieve their required Quality of Service (QoS) by adjusting the residual cost coefficient and residual energy factor. Simulation results show that the power control shows a significant reduction in power consumption that has been achieved by approximately 20% compared with algorithms in [11].

• 한국통신학회논문지
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• 제37A권10호
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• pp.885-894
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• 2012

최근 스마트 단말의 보급으로 데이터 트래픽에 대한 수요가 급증하고 있어 한정된 자원을 가진 기지국이 수용하기에는 많은 어려움이 따른다. 이러한 해결책으로 셀 또는 서로 인접한 셀 내의 단말들이 서로간에 기지국을 거치지 않고 디바이스간 직접적인 통신(D2D, Device-to-Device)을 통해 기지국의 과부하를 줄이고 주파수 부족 현상을 완화시킬 수 있는 방안이 제안되고 있다. 하지만 LTE-Advanced 시스템 내에서 셀룰러 링크와 무선 자원을 공유하는 D2D 링크는 자신이 속한 셀룰러 네트워크에 심각한 간섭을 줄 가능성이 높기 때문에 간섭을 제거하거나 완화시킬 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 셀룰러 링크와 D2D 링크가 자신의 간섭을 최소화하는 SFR(Soft Frequency Reuse) 기반 자원할당과 전송전력 조절 방법을 제안한다. 제안된 방법의 성능검증을 위해 시뮬레이션을 수행하였으며, 결과를 통하여 신호대 잡음비(SINR, Signal to Noise Ratio)와 시스템 평균 전송량(Throughput)에서 성능 이득을 가짐을 보였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(D)
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• pp.219-220
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• 2011

본 논문은 LTE-Advanced 망에서의 D2D(Device-to-Device) 통신을 효율적으로 하기 위한 주파수 할당 절차를 소개하고 그 메커니즘을 제안하였다. 제안한 메커니즘은 기지국에서 셀 내 주파수의 상태에 따라 주파수에 우선순위를 적용한 뒤, 높은 우선순위를 가지는 주파수를 D2D 통신에 할당한다. 성능평가에서는 D2D 통신, 주파수 할당 메커니즘을 적용하지 않은 D2D 통신, 주파수 할당 메커니즘을 적용한 D2D 통신의 처리량을 비교하여 제안한 메커니즘의 우수성을 증명하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권9호
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• pp.557-559
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• 2014

본 논문에서는 셀룰러 네트워크에서 단말간 직접(D2D; Device-to-Device) 통신을 위한 간섭 인지 기반의 효율적인 자원할당 방법을 제시한다. 최근 들어, 기지국이 주 채널 정보뿐만 아니라 CUE (Cellular UE)와 DUE 사이의 간섭 채널 정보까지 알고 있는 상황에서 DUE (D2D User Equipment)에 자원을 할당하는 방법들이 많이 연구되었으나, 현실적으로 이러한 간섭 채널 정보를 획득하는 것은 어렵다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 논문에서는 기지국이 간섭 채널 정보를 전달 받지 않고 전송 전력과 거리 정보를 이용하여 CUE의 간섭을 인지하고 자원을 할당하는 방법을 제시한다. 모의실험 결과는 제안 기법의 효율성을 보여준다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.579-586
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• 2023

재난통신에서 직접통화는 매우 중요한 필수 기능이지만 LTE 기반 재난통신에서는 아직 구현되지 못하고 있다. 본 연구에서는 LTE 기반의 국내 재난안전통신망의 단말기가 D2D In-band 단말기로 진화하여 구현할 수 있는 방안을 제시하고, 과도기적으로 현재의 PS-LTE 단말기와 디지털 무전기를 효과적으로 운영하는 방안을 제시한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권7호
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• pp.571-579
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• 2013

본 논문은 셀룰러 네트워크에서 D2D (device-to-device) 통신을 고려한 시스템의 에너지 효율적인 모드 선택 기법 (mode selection) 및 파워 할당 기법 (power allocation)을 제안한다. 본 논문에서는 각 단말(device)의 에너지 효율성의 합 측면에서 에너지 효율성 (energy efficiency)을 분석한다. 먼저, 각 단말의 모든 가능한 모드에 대해 에너지 효율을 최대화하는 전송 파워를 계산한다. 제안하는 파워 할당 기법은 시스템 용량 측면에서 최적은 아니지만, 에너지 효율성 측면에서 최적의 성능을 보인다. 제안하는 전송 파워 할당 기법을 기반으로, 모든 가능한 모드에 대해 에너지 효율성을 구한다. 다음 단계로, 모든 가능한 모드 중에서 최대의 에너지 효율성을 갖는 모드를 구하며 동시에 해당 모드의 할당 전송 파워를 도출할 수 있다. 제안 기법은 에너지 효율성 측면에서 최적의 성능을 보이며, 기존 기법에 비해 월등한 성능을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권8호
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• pp.1521-1531
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• 2015

D2D 통신은 서비스의 속성에 따라 1:1 또는 1:N 통신을 형성하며 디스커버리 기술 또한 서비스의 속성에 따라 차별화되어야 한다. 본 논문에서는 재난이 발생한 LTE-Advanced 네트워크에서 1:N D2D 통신을 위한 섹터 기반의 D2D 디스커버리 기술을 제안한다. 섹터 기반의 디스커버리 기술은 빠른 시간 내에 다수의 단말(조난자)을 탐색해야 하는 재난 상황에서 커버리지를 확대할 수 있는 기술이다. 단일 셀 환경에서는 디스커버리 커버리지 확대 효과를 얻을 수 있으며, 다중 셀 환경에서는 섹터 기반의 커버리지 조절로 이웃한 링크와의 간섭 완화 효과를 얻을 수 있다. 성능 분석 결과 디스커버리 커버리지 확대로 다수 단말 탐색이 가능함은 물론 디스커버리 커버리지 조절로 간섭 완화 효과를 확인할 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권12호
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• pp.4946-4960
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• 2020

In a device-to-device (D2D) underlaid cellular network, there exist two types of co-channel interference. One type is inter-layer interference caused by spectrum reuse between D2D transmitters and cellular users (CUEs). Another type is intra-layer interference caused by spectrum sharing among D2D pairs. To mitigate the inter-layer interference, we first derive the interference limited area (ILA) to protect the coverage probability of cellular users by modeling D2D users' location as a Poisson point process, where a D2D transmitter is allowed to reuse the spectrum of the CUE only if the D2D transmitter is outside the ILA of the CUE. To coordinate the intra-layer interference, the spectrum sharing criterion of D2D pairs is derived based on the (signal-to-interference ratio) SIR requirement of D2D communication. Based on this criterion, D2D pairs are allowed to share the spectrum when one D2D pair is far from another sufficiently. Furthermore, to maximize the energy efficiency of the system, a resource allocation scheme is proposed according to weighted graph coloring theory and the proposed ILA restriction. Simulation results show that our proposed scheme provides significant performance gains over the conventional scheme and the random allocation scheme.

• 전자공학회논문지
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• 제53권9호
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• pp.18-25
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• 2016

셀룰러 네트워크 환경에서 단말 간 직접통신(D2D : Device-to-Device)을 위해서는 기존의 셀룰러 링크의 성능을 보장함과 동시에 D2D 통신 링크의 성능을 극대화하는 것이 중요하다. 따라서 D2D 통신에 사용할 자원을 할당함에 있어 D2D 송신 단말이 셀룰러 시스템에 미치는 간섭과 셀룰러 시스템이 D2D 수신 단말에 주는 간섭을 동시에 고려해야 한다. 본 논문에서는 D2D 송신기와 수신기로 이루어진 D2D 링크가 셀룰러 시스템의 상향링크 자원을 공유하는 상황에서 복수의 D2D 링크에 효과적으로 자원을 할당하는 기법을 제안한다. 기지국은 인접 셀의 기지국과 정보 교환을 통해 셀 내의 단말들의 위치 정보를 공유한다는 가정 하에 단말들의 단말 위치 정보를 이용하여 D2D 링크와 셀룰러 링크 사이의 간섭을 최소화하는 자원을 할당한다. 아울러 경로손실 모델을 이용하여 계산한 셀룰러 링크 보호 상수 및 D2D 링크 보호 상수를 이용하여 셀룰러 링크와 D2D 링크 상호간의 간섭 및 D2D 링크 간의 간섭을 제한한다. 모의실험을 통해 제안한 자원할당 기법의 성능을 검증한다.