• 한국통신학회논문지
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• 제35권4A호
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• pp.394-400
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• 2010

Mobile Multi-hop Relay (MMR) 시스템은 커버리지 확장과 Base Station (BS) 내의 전송률 증대에 의해 무선 액세스 네트워크의 처리량을 증가시킬 수 있다. 넌-트랜스패런트 모드 (non-transparent mode) Relay Station (RS) 를 갖는 MMR 시스템의 기존 연구에서는 Mobile Station (MS)의 채널 선택 과정, 동일 채널 간섭, 그리고 Multi-hop Relay Base Station (MR-BS)과 RS의 커버리지 비율은 고려하지 않았다. 본 논문에서는 다양한 토폴로지를 갖는 멀티셀 환경에서 MMR 상향링크 시스템의 성능을 분석한다. 성능은 호 발생률에 따른 호 차단 확률, 채널 사용률, outage 확률 그리고 시스템 처리량으로 나타낸다. 결과를 통해 MR-BS와 RS의 커버리지 비율이 7 대 1일 때 시스템 처리량이 가장 높음을 알 수 있다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.45-52
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• 2006

이동 Ad-hoc 네트워크(Mobile Ad-hoc Network)는 자기 조직화, 기반망에 독립적인 네트워크의 특성상 많은 응용 분야를 가지고 있다. 본 논문에서는 mRelay(Multi-hop Relay) 시스템이라고 명명한 MANET을 위한 멀티미디어 응용 서비스 모델을 제안한다. mRelay 시스템은 무선 멀티미디어 통신 기능을 가진 무인 이동체를 mRelay 단말로 사용하여 멀티흡 통신 기반의 인터넷 연동이 가능한 멀티미디어 서비스를 제공한다. 멀티흡 라우팅 프로토콜인 AODV가 수정되어 mRelay 단말에 적용되었고, mRelay 시스템이 실내에서의 다양한 시나리오 상황에서 기반망 도움 없이 이동 Ad-hoc 네트워크를 구성하고 유지하며, 안정적인 멀티흡 멀티미디어 서비스가 가능함을 보였다. mRelay 시스템은 다양한 이동 Ad-hoc 네트워크의 응용 서비스에 활용될 수 있을 것이다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권3호
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• pp.477-493
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• 2011

The IEEE 802.16 mobile multi-hop relay (MMR) task group 'j' (TGj) has introduced the multi-hop relaying concept in the IEEE 802.16 Wireless MAN, wherein a relay station (RS) is employed to improve network coverage and capacity. Several RSs can be deployed between a base station and mobile stations, and configured to form a tree-like multi-hop topology. In such architecture, we consider the problem of a path selection through which the mobile station in and outside the coverage can communicate with the base station. In this paper, we propose a new path selection algorithm that ensures more efficient distribution of resources such as bandwidth among the relaying nodes for improving the overall performance of the network. Performance of our proposed scheme is compared with the path selection algorithms based on loss rate and the shortest path algorithm. Based on the simulation results using ns-2, we show our proposal significantly improves the performance on throughput, latency and bandwidth consumption.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권1호
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• pp.45-53
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• 2013

Multi-hop cellular networks (MCNs), which reduce the transmit power, mitigate the inter-cell interference, and improve the system performance, have been widely studied nowadays. The relay selection scheme is a key technique that achieves these advantages, and inappropriate relay selection causes frequent relay switchings, which deteriorates the overall performance. In this study, we analyze the conditions for relay switching in MCNs and obtain the expressions for the relay switching rate and relay activation time. Two mobile-based relay selection schemes are proposed on the basis of this analysis. These schemes select the relay node with the longest relay activation time and minimal relay switching rate through mobility prediction of the mobile node requiring relay and available relay nodes. We compare the system performances via simulation and analyze the impact of various parameters on the system performance. The results show that the two proposed schemes can obtain a lower relay switching rate and longer relay activation time when there is no reduction in the system throughput as compared with the existing schemes.

• 전자통신동향분석
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• 제23권3호
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• pp.40-52
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• 2008

무선이동통신 시스템에서 셀 용량과 셀 영역을 확장하기 위한 기술로 Mobile Multi-hop Relay 기술에 대한 연구와 표준화 작업이 한창 진행되고 있다. 특히 고속으로 이동인터넷서비스를 제공할 수 있는 WiBro(Mobile WiMAX)에 적용할 수 있는 멀티홉기술이 IEEE 802.16j에서 표준화 작업이 진행되고 있다. 본 고에서는 IEEE 802.16j에서 추진되고 있는 멀티홉릴레이 기술에 대한 동향과 이에 소요되는 핵심기술에 대해서 소개하고자 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권7B호
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• pp.567-574
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• 2008

본 논문에서는 OFDMA 방식을 사용하는 MMR (Mobile Multi-hop Relay) 시스템에서 RS (Relay Station)를 사용하여 커버리지 확장을 위한 최적화 방법을 제안하고 이에 대한 성능을 분석한다. 최적화 방법으로 최대 처리량을 만들기 위한 두 개의 주파수 할당 방법을 제안하고 각각의 할당 방법에 따른 BS의 처리량과 프레임 효율로 성능을 분석한다. 마지막으로 주파수 할당 방법에 따라 주어진 BS (Base Station)의 총 처리 용량(capacity)에서 RS의 최대 흡수를 분석한다. 결과를 통해 제안된 주파수 할당 방법이 커버리지 확장에 효율적이고, BS의 처리량도 증가시킬 수 있음을 알 수 있다. 또한 트래픽 밀도가 낮을 경우 MMR 시스템이 효율적임을 알 수 있다. 본 논문의 결과를 통해 향후 릴레이를 사용하여 휴대인터넷 서비스 지역과, 셀룰러 망을 넓히는데 있어 참고할만한 가이드라인이 될 수 있을 것이다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권10호
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• pp.127-136
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• 2007

모바일 멀티 홉 릴레이는 self-organizing 등의 특성으로 인하여 설치가 용이하며 관리하기 편한 장점이 있지만, 반면에 무선으로 설치되어 자치적으로 운영되는 릴레이 스테이션을 신뢰하기 어려운 보안상 문제점이 있다. 특히 IEEE 802.16j 기반의 무선 멀티 홉 네트워크에서는 일반적인 모바일 멀티 홉 네트워크에서의 보안상 문제점뿐만 아니라, 기존의 IEEE 802.16에서의 특성을 유지해야 하는 요건으로 인하여 발생하는 추가적인 문제점도 존재한다. 본 논문에서는 IEEE 802.16j 기반에서의 모바일 멀티 홉 릴레이에서 가지는 보안상의 문제점들을 해결하기 위하여 혼합형 인증 방법을 제안한다. 제안된 혼합형 인증방법은 중앙 중 인증방법과 분산형 인증방법에 대한 혼합형 방법으로서, 멀티 홉 구조를 갖는 릴레이 스테이션의 네트워크 진입시의 초기 인증 문제, 릴레이 스테이션 간의 홉 간 인증 문제 등의 절차를 포함한다. 또한 혼합형 방식의 효과에 대하여 분석함으로서 모바일 홉 릴레이 네트워크에 제안된 방식이 효율적으로 적용될 수 있음을 보인다. 제안하는 혼합형 인증방식은 IEEE 802.16j 기반의 모바일 멀티 홉 릴레이 네트워크뿐만 아니라 모바일 멀티 홉 구조를 갖는 다른 네트워크에도 적용될 수 있으며, 무선으로 연결되어 자치적으로 운영되는 네트워크에서의 필수적인 보안 문제점인 인증문제를 해결하는데 기여할 것으로 기대된다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권4호
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• pp.294-300
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• 2010

본 논문에서는 IEEE 802.16j를 기반으로 하는 중계기를 도입한 와이브로 시스템에서 지향성 안테나를 사용한 3섹터 셀룰러 시스템에서 효율적인 기지국 커버리지 확장에 대해 분석하였다. 현재 진행 중인 IEEE 802.16j MMR 규격에서는 기지국과 멀티홉 중계기에 전방향성 안테나와 지향성 안테나의 사용을 고려하고 있다. 전방향성 안테나는 전방향($360^{\circ}$)으로 서비스 제공이 가능하지만 이웃한 기지국과의 신호간섭 때문에 효율이 떨어진다. 그러나 지향성 안테나의 경우는 빔이 방향성을 갖도록 안테나를 배치하여 이웃한 기지국과의 신호간섭을 줄일 수 있어 전방향성 방식보다 효율성이 높다. 그러나 IEEE 802.16j MMR환경에서는 기지국과 멀티홉 중계기가 지향성 안테나를 사용할 경우 채널 재사용 등에 의해 다른 셀에서 쓰이는 동일 채널의 간섭(Co-channel interference) 때문에 지향성 안테나가 갖는 효율성이 달라질 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 지향성 NBTC, WBTC 방식의 기지국에 지향성 안테나를 갖는 중계기를 multi-tier로 배치하는 구조를 제안하고, 기지국과 중계기들의 빔의 방향에 따른 동일 채널 간섭을 분석하였다. 또한, 제안하는 멀티홉 중계기가 배치된 NBTC안테나와 WBTC 안테나 방식을 전방향성 안테나를 갖는 중계기가 배치된 방식과 비교 분석하여 멀티홉 중계기의 홉 수가 증가함에 따른 성능 저하 및 셀 커버리지 확장과의 상관관계를 알아보았다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권4B호
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• pp.584-591
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• 2010

본 논문에서는 Mobile Multi-hop Relay (MMR) 시스템을 위한 적응적인 Relay Station (RS) 커버리지 확장기법을 제안한다. 넌-트랜스패런트 모드 (non-transparent mode) RS를 갖는 MMR 시스템은 Base Station (BS)의 남아있는 용량을 사용하여 BS의 커버리지를 확장시킬 수 있다. 그래서 Multi-hop Relay Base Station (MR-BS)에서 호가 빈번하게 발생할 경우, RS에서는 호 차단을 겪게 된다. 제안된 기법에서는 MR-BS 혹은 RS에서 호가 빈번하게 발생할 경우, 트래픽 부하가 적은 주변 MMR 시스템에 2nd tier RS로서 연결되어 MMR 시스템에서 추가적인 호를 수락할 수 있다. 분석을 통해 제안된 기법이 일반적인 MMR 시스템보다 호 차단 확률과 처리량에서 성능이 향상되었음을 보였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권1호
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• pp.84-92
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• 2015

Multi-hop relay networks have been widely considered as a promising solution to extend the coverage area and to reduce the deployment cost by deploying the relay stations (RSs) in mobile communication systems. Suitable deployment for the RSs is one of the most important features of the demand nodes (DNs) to obtain a high data transmission rate in such systems. Considering a tradeoff among the network throughput, the deployment budget, and the overall coverage of the systems, efficient RS deployment schemes and corresponding algorithms must be developed and designed. A novel cluster-based RS deployment scheme is proposed in this paper to select the appropriate deployment locations for the relay stations from the candidate positions. To make an ideal cluster distribution, the distances between the DNs are calculated when deploying the RSs. We take into account the traffic demands and adopt a uniform cluster concept to reduce the data transmission distances of the DNs. On the basis of the different candidate positions, the proposed scheme makes an adaptive decision for selecting the deployment sites of the RSs. A better network throughput and coverage ratio can be obtained by balancing the network load among the clusters. Simulation results show that the proposed scheme outperforms the previously known schemes in terms of the network throughput and the coverage ratio. Additionally, a suitable deployment budget can be implemented in multi-hop relay networks.