• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권4호
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• pp.1424-1441
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• 2014

Two-tier femtocell networks, consisting of a conventional cellular network underlaid with femtocell hotspots, play an important role in the indoor coverage and capacity of cellular networks. However, the cross- and co-tier interference will cause an unacceptable quality of service (QoS) for users with universal frequency reuse. In this paper, we propose a novel downlink interference mitigation strategy for spectrum-shared two-tier femtocell networks. The proposed solution is composed of three parts. The first is femtocells clustering, which maximizes the distance between femtocells using the same slot resource to mitigate co-tier interference. The second is to assign macrocell users (MUEs) to clusters by max-min criterion, by which each MUE can avoid using the same resource as the nearest femtocell. The third is a novel adaptive power control scheme with femtocells downlink transmit power adjusted adaptively based on the signal to interference plus noise ratio (SINR) level of neighboring users. Simulation results show that the proposed scheme can effectively increase the successful transmission ratio and ergodic capacity of femtocells, while guaranteeing QoS of the macrocell.

• ETRI Journal
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• 제41권5호
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• pp.626-636
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• 2019

A novel algorithm for joint user selection and optimal power allocation for Stackelberg game-based revenue maximization in a downlink non-orthogonal multiple access (NOMA) network is proposed in this study. The condition for the existence of optimal solution is derived by assuming perfect channel state information (CSI) at the transmitter. The Lagrange multiplier method is used to convert the revenue maximization problem into a set of quadratic equations that are reduced to a regular chain of expressions. The optimal solution is obtained via a univariate iterative procedure. A simple algorithm for joint optimal user selection and power calculation is presented and exhibits extremely low complexity. Furthermore, an outage analysis is presented to evaluate the performance degradation when perfect CSI is not available. The simulation results indicate that at 5-dB signal-to-noise ratio (SNR), revenue of the base station improves by at least 15.2% for the proposed algorithm when compared to suboptimal schemes. Other performance metrics of NOMA, such as individual user-rates, fairness index, and outage probability, approach near-optimal values at moderate to high SNRs.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.13-24
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• 2019

5G 네트워크의 기술 중 NOMA의 핵심은 각 노드별 파워할당계수를 할당하는 것이다. 본 연구에서는 Full Duplex NOMA 릴레이 시스템을 대상으로 성공적인 디코딩을 위한 수신단 최소 필요 신호 대 잡음비 분석을 통해 NOMA 기술의 핵심인 Uplink/Downlink 파워할당계수를 산출하는 알고리즘을 구현하였다. 이를 통해 제안된 알고리즘과 기존 파워 할당 방식과의 성능비교를 실시하였으며 에르고딕 처리용량 및 전송실패율에 관하여 우수한 성능을 확인하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권4호
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• pp.327-338
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• 2011

With the incitation to reduce power consumption and the aggressive reuse of spectral resources, there is an inevitable trend towards the deployment of small-cell networks by decomposing a traditional single-tier network into a multi-tier network with very high throughput per network area. However, this cell size reduction increases the complexity of network operation and the severity of cross-tier interference. In this paper, we consider a downlink two-tier network comprising of a multiple-antenna macrocell base station and a single femtocell access point, each serving multiples users with a single antenna. In this scenario, we treat the following beamforming optimization problems: i) Total transmit power minimization problem; ii) mean-square error balancing problem; and iii) interference power minimization problem. In the presence of perfect channel state information (CSI), we formulate the optimization algorithms in a centralized manner and determine the optimal beamformers using standard convex optimization techniques. In addition, we propose semi-decentralized algorithms to overcome the drawback of centralized design by introducing the signal-to-leakage plus noise ratio criteria. Taking into account imperfect CSI for both centralized and semi-decentralized approaches, we also propose robust algorithms tailored by the worst-case design to mitigate the effect of channel uncertainty. Finally, numerical results are presented to validate our proposed algorithms.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권8호
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• pp.903-910
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• 2016

본 논문은 3GPP Rel-13 표준에서 진행되고 있는 제어 채널 영역에서 간섭 제어 수신기에 대한 동향 및 구현에 대한 연구이다. 3GPP에서는 Rel-12까지 단말의 데이터 수신 성능을 향상시키기 위해 셀 간 간섭을 제어/제거하거나 셀 간 협력을 통한 기술들을 표준화하고 그에 대한 요구 성능을 3GPP 표준에 반영하였다. 기본적으로 이러한 기술들은 단말이 기지국으로부터 전송되는 스케줄링 정보 등이 포함된 제어 채널을 주어진 환경에서 검출한 후에 적용된다. 하지만 셀 경계지역에서 제어 채널의 수신 성능도 셀 간 간섭으로 인해 저하된다. 따라서 인접 셀에 의한 제어 채널의 성능 저하를 개선하기 위해 제어 채널 간섭 제어가 필요하다. 본 논문에서는 현재 3GPP 표준에서 논의되는 제어 채널 간섭 제어 수신기에 대한 구조 및 성능을 분석하고 네트워크 환경에 따른 수신기 동작에 대해 알아본다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.464-466
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• 2018

본 논문은 복수의 안테나를 보유한 기지국이 잡음제한 된(noise-limited) 셀룰러 환경에서 복수의 단일 안테나 사용자와 동시에 통신 하는 시스템을 고려한다. 각 사용자는 제한된 피드백을 통해 송신부에 자신의 채널 상태 정보를 공유하고 송신부는 공유된 채널 정보를 바탕으로 다중사용자 기반의 공간다중화를 진행한다. 채널 정보가 제한되어있기 때문에 시스템의 하향링크 데이터 율은 채널 정보의 피드백 양에 비례한다. 하지만 피드백 양이 증가하면 피드백에 사용되는 상향링크의 자원소모가 동시에 증가하기 때문에, 실제의 통신시스템은 하향링크 통신량과 상향링크 제어정보량 사이의 균형을 적절히 고려할 필요가 있다. 본 논문에서는 이러한 측면을 고려하여 정의된 순(net) 주파수 효율을 사용하며 이를 최대화 하는 최적의 피드백 양을 분석한다. 특히, 단말의 수신 파워가 수신 노이즈에 비해 낮을 때의 시스템의 최적 피드백 양을 주로 연구한다.

• ETRI Journal
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• 제36권5호
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• pp.761-771
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• 2014

Long-Term Evolution employs a hard handover procedure. To reduce the interruption of data flow, downlink data is forwarded from the serving eNodeB (eNB) to the target eNB during handover. In cellular networks, unbalanced loads may lead to congestion in both the radio network and the backhaul network, resulting in bad end-to-end performance as well as causing unfairness among the users sharing the bottleneck link. This work focuses on congestion in the transport network. Handovers toward less loaded cells can help redistribute the load of the bottleneck link; such a mechanism is known as load balancing. The results show that the introduction of such a handover mechanism into the simulation environment positively influences the system performance. This is because terminals spend more time in the cell; hence, a better reception is offered. The utilization of load balancing can be used to further improve the performance of cellular systems that are experiencing congestion on a bottleneck link due to an uneven load.

• 한국항행학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.217-222
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• 2007

현재의 PC 게임은 인터넷을 이용한 온라인 게임이 주를 이루고 있다. 하지만 모바일 분야에서는 네트워크를 활용한 게임이 전무한 실정이다. 이는 무선 인터넷 환경에서 모바일 네트워크의 낮은 속도 및 모바일 기기의 저사양이 가장 큰 문제로 분석되고 있다. 하지만 3.5세대의 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 방식의 서비스가 상용화 되고 단말기의 성능이 향상되면서 이러한 문제는 해결되어가고 있다. 이에 본 논문에서는 무선 인터넷 환경에서 모바일 네트워크의 활용을 위한 모바일 온라인 실시간 게임을 구현하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권11호
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• pp.3-11
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• 2015

폭발적으로 증가하고 있는 모바일 데이터 트래픽을 수용하기 위하여 셀 간 간섭을 제어할 수 있는 향상된 수신기에 대한 연구가 필요하다. 이를 위해 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 에서는 인접 셀의 간섭 신호를 억제 및 제거하여 수신기의 SINR(Signal-to-Noise-plus-Interference Ratio)을 향상시켜 수신 성능을 올리는 NAICS(Network Assisted Interference Cancellation and Suppression)가 표준에서 논의되고 있다. 본 논문에서는 이웃셀로 부터 간섭의 영향을 줄이기 위하여 연판정 기반의 향상된 수신기를 제안한다. 제안한 수신기는 MMSE (Minimum Mean Square Error) 또는 IRC (Interference Rejection Combing) 수신기를 통해 간섭 신호의 불편 추정 (unbiased estimation) 값을 계산 하고 간섭 신호를 억제 및 제거한다. 간섭 신호는 LLR (Log-Likelihood Ratio)로 표현되는 소프트 정보를 통해 업데이트 한다. 시스템 레벨 시뮬레이션은 3GPP LTE-Advanced 하향링크 시스템의 20MHz 대역을 기반으로 이루어 졌으며, 시뮬레이션 결과 제안한 수신기를 통해 기존 수신기보다 SINR, 전송률 및 스펙트럼 효율 측면에서 성능 향상을 가져다주는 것을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권3호
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• pp.508-522
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• 2011

Femtocell is an economical solution to provide high speed indoor communication instead of the conventional macro-cellular networks. Especially, OFDMA femtocell is considered in the next generation cellular network such as 3GPP LTE and mobile WiMAX system. Although the femtocell has great advantages to accommodate indoor users, interference management problem is a critical issue to operate femtocell network. Existing OFDMA resource management algorithms only consider optimizing system-centric metric, and cannot manage the co-channel interference. Moreover, it is hard to cooperate with other femtocells to control the interference, since the self-configurable characteristics of femtocell. This paper proposes a novel interference-aware resource allocation algorithm for OFDMA femtocell networks. The proposed algorithm allocates resources according to a new objective function which reflects the effect of interference, and the heuristic algorithm is also introduced to reduce the complexity of the original problem. The Monte-Carlo simulation is performed to evaluate the performance of the proposed algorithm compared to the existing solutions.