• 한국통신학회논문지
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• 제41권7호
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• pp.750-753
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• 2016

Quorum sensing (QS) is a bacterium-to-bacterium cell communication mechanism allowing bio-cell network construction but such mechanism is not well defined yet. We construct a QS-based multiple access network (MAN) and then numerically analyse its average uplink channel capacity as well as BER performance over diffusion-based 3-D molecular communication channels.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권4호
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• pp.1373-1391
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• 2022

We investigate mobile multiple-input multiple-output (MIMO) molecular communication via diffusion (MCvD) system which is consisted of two source nodes, two destination nodes and one relay node in the mobile three-dimensional channel. First, the combinations of decode-and-forward (DF) relaying protocol and network coding (NC) scheme are implemented at relay node. The adaptive thresholds at relay node and destination nodes can be obtained by maximum a posteriori (MAP) probability detection method. Then the mathematical expressions of the average bit error probability (BEP) of this mobile MIMO MCvD system based on DF and NC scheme are derived. Furthermore, in order to minimize the average BEP, we establish the optimization problem with optimization variables which include the ratio of the number of emitted molecules at two source nodes and the initial position of relay node. We put forward an iterative scheme based on block coordinate descent algorithm which can be used to solve the optimization problem and get optimal values of the optimization variables simultaneously. Finally, the numerical results reveal that the proposed iterative method has good convergence behavior. The average BEP performance of this system can be improved by performing the joint optimizations.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.230-236
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• 2022

본 논문에서는 확산기반 분자통신 채널에서 랜덤오류와 ISI에 의한 오류 모두에 효율적인 직렬연결 부호를 제안하였다. ISI 제거를 위해 설계된 ISI 완화 부호와 랜덤오류에 강한 ISI 해밍부호를 결합하여 직렬연결 부호를 구성하였으며, 시뮬레이션을 통해 오율 성능을 분석하였다. 방사 분자수 M=1,200 이상인 채널 환경의 경우 직렬연결 부호의 오율 성능은 ISI에 강한 ISI 완화부호의 오율 성능을 따라가며, M=600 이하의 채널 환경에서는 랜덤오류에 강한 ISI 해밍부호의 오율 성능을 따라가고 있음을 알 수 있다. M=600~1,200의 구간에서 직렬연결 부호는 가장 우수한 오율 성능을 보여주는데 이는 랜덤오류와 ISI에 의한 오류가 병존하는 구간에서 두 오류 모두를 정정할 수 있기 때문인 것으로 분석된다. M=800 이하의 경우 직렬연결 부호와 ISI 완화부호의 오율은 평균적으로 약 1.0×10^-1 의 오율 격차를 보여줌을 알 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권10호
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• pp.5035-5048
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• 2016

Nano scale networks are futuristic networks deemed as enablers for the Internet of Nano Things, Body area nano networks, target tracking, anomaly/ abnormality detection at molecular level and neuronal therapy / drug delivery applications. Molecular communication is considered the most compatible communication technology for nano devices. However, connectivity in such networks is very low due to inter-symbol interference (ISI). Few research papers have addressed the issue of ISI mitigation in molecular communication. However, many of these methods are not adaptive to dynamic environmental conditions. This paper presents an enhancement over original Memory-1 ISI cancellation scheme using maximum likelihood estimation of a channel parameter (λ) to make it adaptable to variable channel conditions. Results of the Monte Carlo simulation show that, the connectivity (P_conn) improves by 28% for given simulation parameters and environmental conditions by using enhanced Memory-1 cancellation method. Moreover, this ISI mitigation method allows reduction in symbol time (Ts) up to 50 seconds i.e. an improvement of 75% is achieved.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.1-6
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• 2021

본 논문에서는 확산기반 분자통신 채널에 존재하는 ISI(inter-symbol interference)를 완화하기 위해 ISI 특성을 채널 복호 알고리즘에 적용한 ISI 해밍부호를 제안하였다. 제안된 채널부호의 비트 오율 성능을 입증하기 위해 ISI가 존재하는 분자통신 채널에서 시뮬레이션을 통해 비트 오율을 측정하였으며 ISI 분자통신 채널에 적용되고 있는 주요한 채널부호들의 비트 오율 성능을 비교·분석하였다. 시뮬레이션 결과 방사되는 분자 수가 1100개 이하인 경우 본 논문에서 제안한 (8,4) ISI 해밍부호의 비트 오율이 다른 부호에 비해 가장 우수함을 알 수 있었다. 또한, 방사 분자 수가 1000개 일 때 본 논문에서 제안한 ISI 해밍부호의 복호 기법은 소프트 값만을 활용한 (7,4) 해밍부호에 비해 약 5.9×10-5의 오율이 개선되었다. ISI 제거 성능이 우수한 것으로 인정되고 있는 ISI-완화 채널부호와 비교해 보면 방사 분자 수가 크지 않은(M<1100) 채널 환경에서는 본 논문에서 제안한 ISI 해밍부호가 가장 유리하고 방사 분자 수가 큰 M>1100인 경우에는 ISI-완화 채널부호가 더 유리함을 알 수 있었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.338-343
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• 2020

본 논문에서는 소프트 값을 활용한 Hamming 부호의 복호 방식이 분자 통신 채널에도 적용될 수 있음을 보였다. 분자 통신 시스템의 복조기 출력단에서 복호에 활용될 수 있는 소프트 값 기준을 제안하고 이를 활용한 복호 방식이 분자 통신 채널에서도 신뢰도를 향상시킬 수 있음을 모의실험을 통해 보였다. 확산 기반 분자통신 채널을 가정하였으며 BCSK 변조방식을 이용하여 정보 심벌을 전송하였다. 매 심벌구간 마다 수신기에 흡수되는 분자 수를 적절한 문턱값과 비교하여 복조한 후 흡수된 분자 수는 더 이상 사용되지 않는다. 본 논문에서는 더 이상 사용되지 않는 분자수 정보를 소프트 값으로 복호 과정에 활용하여 복호기의 BER 성능을 개선하였다. BER 성능 향상을 확인하기 위해 시뮬레이션을 수행하였으며, 비트 당 분자수가 600인 경우 해밍 부호를 사용하지 않은 BCSK 시스템의 오율에 대해 (15,11) 해밍 부호의 오율이 약 5.0×10^-3 정도 개선되었으며 이에 대해 소프트 값을 활용한 (15,11) 해밍 부호의 오율은 동일한 정도로 개선되었음을 볼 수 있었다. (7,4) 해밍 부호의 경우에도 (15,11) 해밍 부호와 유사한 결과를 보여준다. 따라서 수신기에 흡수된 분자수와 문턱 값의 차이 값을 소프트 값으로 활용하면 분자통신 채널에서도 해밍 부호의 BER 성능을 크게 개선할 수 있음을 알 수 있다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제20권1호
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• pp.70-76
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• 2021

A cylindrical microlens (CML) has been widely used as an optical element for organic light-emitting diodes (OLEDs), light diffusers, image sensors, 3D imaging, etc. To fabricate high-performance optoelectronic devices, the CML with high aspect ratio is demanded. In this work, we report on facile solution-based processes (i.e., slot-die and needle coatings) to fabricate the CML using poly(methyl methacrylate) (PMMA). It is found that compared with needle coating, slot-die coating provides the CML with lower aspect ratio due to the wide spread of solution along the hydrophilic head lip. Although needle coating provides the CML with high aspect ratio, it requires a high precision needle array module. To demonstrate that the aspect ratio of CML can be enhanced using slot-die coating, we have varied the molecular weight of PMMA. We can achieve the CML with higher aspect ratio using PMMA with lower molecular weight at a fixed viscosity because of the higher concentration of PMMA solute in the solution. We have also shown that the aspect ratio of CML can be further boosted by coating it repeatedly. With this scheme, we have fabricated the CML with the width of 252 ㎛ and the thickness of 5.95 ㎛ (aspect ratio=0.024). To visualize its light diffusion property, we have irradiated a laser beam to the CML and observed that the laser beam spreads widely in the vertical direction of the CML.

• BMB Reports
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• 제51권9호
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• pp.427-428
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• 2018

Based on the piling reports of disruptions in the thalamus of patients with schizophrenia, the alteration in the thalamo-cortical system has been regarded as the core pathophysiology. As the thalamus is composed of distinctive nuclei with different cytoarchitecture and cortical connections, nuclei specific investigations have been actively conducted in post-mortem studies. In addition, the importance of early changes has been highlighted, which in turn has led to investigations of the thalamo-cortical system using non-invasive neuroimaging methods. From this perspective, the early structural changes in the thalamo-cortical system, such as the thalamo-cortical connection and nuclei specific microstructural changes (which are coherent with findings from post-mortem methods) will be briefly discussed. The main findings, which are the reduced thalamo-prefrontal connection and reduced microstructural complexity in the higher-order nuclei detected in first-episode psychosis patients, suggest the occurrence of early alterations within and between the communication hub of the brain and cortex. These findings suggest not only directions for further studies for unveiling the thalamo-cortical system related pathophysiology, but also the possibility of using the reduced microstructural complexity in the higher order nucleus as a biomarker for schizophrenia.