• ETRI Journal
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• 제36권4호
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• pp.625-634
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• 2014

This paper studies a dual-hop multiple-access relay network where two independent source nodes transmit information to a common destination node with the aid of multiple single-antenna amplify-and-forward relays. Each relay node is subject to an individual power constraint. We focus on the design of distributed beamforming schemes for the relays to support the transmission rate requirements of the two sources. To this end, we first characterize the achievable rate region for this network via solving a sequence of corner point optimization problems proposed in this paper. We also develop several low-complexity suboptimal schemes in closed form. Two inner bounds of the achievable rate region are theoretically shown to be approximately optimal in two special scenarios. Finally, numerical results demonstrate the effectiveness of our proposed approaches.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권7A호
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• pp.530-539
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• 2009

Wireless Relaying is a promising solutions to overcome the channel impairments and provides high data rate coverage that appear for beyond 3G mobile communications. In this paper we present end to end BER performance of dual hop wireless communication systems equipped with multiple Decode and Forward relays over Rayleigh fading channel with the best relay selection. We compare the BER performance of the best relay with the BER performance of single relay. We select the best relay based on the end to end channel conditions. We further calculate the outage probability of the best relay. It is shown that the outage probability of the best relay is equivalent to the outage probability when all relays take part in the transmission. We apply Orthogonal Space Time Block coding(OSTBC) at the source terminal. Numerical and simulation results are presented to verify our analysis.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권5호
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• pp.2009-2028
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• 2018

Considering a dual-hop energy-harvesting (EH) relaying system, this paper advocates novel relaying protocols based on adaptive time power switching-based relaying (AR) architecture for amplify-and-forward (AF) mode. We introduce novel system model relaying network with impacts of co-channel interference (CCI) and derive analytical expressions for the average harvested energy, outage probability, and the optimal throughput of the information transmission link, taking into account the effect of CCI from neighbor cellular users. In particular, we consider such neighbor users procedure CCI both on the relay and destination nodes. Theoretical results show that, in comparison with the conventional solutions, the proposed model can achieve optimal throughput efficiency for sufficiently small threshold SNR with condition of reasonable controlling time switching fractions and power splitting fractions in concerned AR protocol. We also explore impacts of transmission distances in each hop, transmission rate, the other key parameters of AR to throughput performance for different channel models. Simulation results are presented to corroborate the proposed methodology.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.638-644
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• 2018

최근 5G에 기술에서는 신호 감쇄와 신호 도달 거리 확장을 위해 사용될 수 있는 릴레이(Relay)를 통한 통신 기술이 주목 받고 있다. 릴레이는 소형 기지국으로 사용이 가능하며, 셀룰러 망으로 지원하기 어려운 환경하에서 통신 기기들이 협력하여 통신하는 자율 네트워크 기법에 사용이 가능하기 때문에, 저전력화와 무선 용량 증대에 활용이 가능할 것으로 기대되고 있다. 한정된 릴레이 자원을 활용하여 최적의 성능을 달성하기 위해서는 효과적인 릴레이 선택 기법이 필요하다. 특히, 두 개의 노드가 릴레이를 통해 메시지를 교환하는 경우, 릴레이 선택 방법에 따라서, 릴레이의 공간적 위치를 활용하여 간섭을 줄이고, 시스템 전송률을 최대화 할 수 있다. 이를 위해서는 릴레이 선택에 따른 평균 데이터 전송률에 대한 분석이 선행되어야 한다. 본 논문은 두 노드가 릴레이를 이용하여 동시 전송을 통해 메시지를 교환할 경우, 평균 데이터 전송률을 분석한다. 이를 위해 Nakagami-m 페이딩 채널 환경하에서 복호 후 전송(Decode and Forward) 방식으로 동작하는 이중홉(dual-hop) 릴레이의 동시 전송으로 인한 간섭을 고려하여 전체 데이터 전송률을 유도한다. 분석식은 m=1인 Rayleigh 페이딩 채널을 포함하여 다양한 Nakagami-m 페이딩 채널에 대한 전체 데이터 전송률을 보여준다. 유도된 분석은 몬테카를로 모의실험을 통해 정확성을 입증하였으며, 요구되는 데이터 전송률이 높을수록, 자원 효율적인 동시 전송 방식이 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권5호
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• pp.796-805
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• 2016

In many wireless sensor network (WSN) applications, the information transmitted by an individual entity or node is of limited use without the knowledge of its location. Research in node localization is mostly geared towards multi-hop range-free localization algorithms to achieve accuracy by minimizing localization errors between the node's actual and estimated position. The existing localization algorithms are focused on improving localization accuracy without considering efficiency in terms of energy costs and algorithm convergence time. In this work, we show that our proposed localization scheme, called DV-maxHop, can achieve good accuracy and efficiency. We formulate the multi-objective optimization functions to minimize localization errors as well as the number of transmission during localization phase. We evaluate the performance of our scheme using extensive simulation on several anisotropic and isotropic topologies. Our scheme can achieve dual objective of accuracy and efficiency for various scenarios. Furthermore, the recently proposed algorithms require random uniform distribution of anchors. We also utilized our proposed scheme to compare and study some practical anchor distribution schemes.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권2호
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• pp.670-683
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• 2016

Network coding, as a new technique to improve the throughput, is studied combined with multi-relay model in this paper to address the challenges of long distance and power limit in deep space communication. First, an amplify-and-forward relaying approach based on analog network coding (AFNC) is proposed in multi-relay network to improve the capacity for deep space communication system, where multiple relays are introduced to overcome the long distance link loss. The design of amplification coefficients is mathematically formulated as the optimization problem of maximizing SNR under sum-power constraint over relays. Then for a dual-hop relay network with a single source, the optimal amplification coefficients are derived when the multiple relays introduce non-coherent noise. Through theoretic analysis and simulation, it is shown that our approach can achieve the maximum transmission rate and perform better over single link transmission for deep space communication.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.1295-1309
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• 2007

인프라스트럭처 모드 기반의 무선랜(Wireless Local Area Networks)을 사용하는 무선 홈네트워크에서는 모든 무선 단말간의 통신이 액세스포인트를 통하여 이루어진다. 따라서 무선 단말이 음영 지역(Dead Zone)으로 이동하면 이동한 무선 단말과 액세스포인트간의 통신이 불가능하여 끊김없는 연결(Seamless Connection)을 제공하지 못하는 문제점이 있다. 기존의 무선 홈네트워크 플랫폼에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 애드 혹 모드로 동작하는 무선 홈네트워크 구조에 대하여 연구하고 있지만, 애드 혹 모드 기반의 무선랜은 인프라스트럭처 모드 기반 무선랜에 비하여 네트워크 용량이 제한되는 문제가 있다. 그리고 무선 단말의 이동성을 지원하기 위해서는 애드 혹 라우팅 기법이 필요하다. 그러나 기존의 AODV 및 DSR 라우팅 기법은 무선 채널 정보를 참조하지 않고 네트워크 계층에서 독립적으로 라우팅을 수행하기 때문에 무선 채널의 상황에 빠르게 대처할 수 없어 끊김없는 연결을 제공할 수 없다. 이에 본 논문에서는 종단간 끊김없는 데이터전송을 보장하기 위한 ESCOD(End-to-end Seamless multi-hop COnnection based on Dual network mode) 기반의 무선 홈네트워크 플랫폼과 VLR(Virtual Link Routing) 기법을 제안하였다. 구현된 시스템의 성능을 평가한 결과, VLR을 탑재한 ESCOD 기반의 무선 홈네트워크 플랫폼은 기존의 AODV 및 DSR 라우팅 보다 낮은 패킷 전송의 실패율과 빠른 패킷의 평균 전송시간을 제공함과 동시에 기존 인프라스트럭처 모드만을 제공하는 무선 홈네트워크 플랫폼보다 넓은 통신 범위와 향상된 TCP 성능을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권7C호
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• pp.443-450
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• 2011

UWB(Ultra-Wideband)는 낮은 전력으로 초고속 통신을 실현하는 근거리 무선 통신 기술로서 주파수 부족 현상을 넘어서서 신규 기술을 도입할 수 있는 획기적인 기술 방식이다. UWB 전송방식 중의 하나인 MB-OFDM(Multiband Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템은 다양한 무선 통신 서비스에 적용이 가능하다. 본 논문에서는 협력 전송에서 전송률이 감소하는 문제를 해결하기 위한 UWB 시스템에서 계층 변조(HM : Hierarchical Modulation)와 순환 중복 검사를 통해 중계기에서 적응적으로 변조방식을 변경하는 새로운 중계 기법을 제시한다. 이는 기존 방법에 비해 비트 에러율은 비슷하며 처리량을 33%까지 증가시키는 장점이 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권8호
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• pp.3789-3808
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• 2017

This paper studies a multi-antenna wireless relay network in the presence of a jammer. In this network, the source node transmits signals to the destination node through a multi-antenna relay node which adopts the amplify-and-forward scheme, and the jammer attempts to inject additive signals on all antennas of the relay node. With the linear beamforming scheme at the relay node, this network can be modeled as an equivalent Gaussian arbitrarily varying channel (GAVC). Based on this observation, we deduce the mathematical closed-forms of the capacities for two special cases and the suboptimal achievable rate for the general case, respectively. To reduce complexity, we further propose an optimal structure of the beamforming matrix. In addition, we present a second order cone programming (SOCP)-based algorithm to efficiently compute the optimal beamforming matrix so as to maximize the transmission rate between the source and the destination when the perfect channel state information (CSI) is available. Our numerical simulations show significant improvements of our propose scheme over other baseline ones.