• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.301-307
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• 2015

본 논문에서는 공간적 상관관계를 갖는 MIMO(multiple-input multiple-output) 채널을 가정하여 도청자가 존재하는 환경인 와이어탭(wiretap) 채널을 고려한다. 이 때, 각 노드에서 안테나의 교차 편파를 가정하여 1-비트 피드백을 이용하는 직교 시공간 블록 코드(OSTBC: orthogonal space-time block code)의 물리계층 보안 성능을 분석한다. 본 논문에서는 1-비트 피드백을 이용하여 OSTBC(O-OSTBC: one-bit feedback-based OSTBC) 전송을 위한 송신안테나 그룹을 선택하는 방법을 제시하고, 다양한 송신안테나 그룹핑 방법들에 대하여 보안 불통 확률(secrecy outage probability)을 비교한다. 특히, 높은 공간적 상관관계를 갖는 MIMO 채널에서 O-OSTBC와 기존의 OSTBC와의 보안 불통 확률의 성능을 비교하여 효율적인 송신안테나 그룹핑 방법을 제안한다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2010년도 하계학술대회
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• pp.9-11
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• 2010

Multiple-input multiple-output (MIMO) systems assisted by multi-relays with single antenna are considered. Signal transmission consists of two hops. In the first hop, the source node broadcasts the vector symbols to all relays, then all relays forward the received signals multiplied by each power gain to the destination simultaneously. Unlike the case of full cooperation between relays such as single relay with multiple antennas, in our case there is no closed form solution for optimal relay power gain with respect to minimum mean square error (MMSE). Thus we propose an alternative approach in which we use an approximation of the cost function based on rank-one matrix decomposition. As a cost function, we choose the trace of MSE matrix. We give several simulation results to validate that our proposed method obtains a negligible performance loss compared to optimal solution obtained by exhaustive search.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권7호
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• pp.2972-2991
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• 2016

WLAN is the best choice in the place where complex network is hard to set up. Intelligent terminals are more and more assembled in some areas now. However, according to IEEE 802.11n/802.11ac, the access-point (AP) can only serve one user at a single frequency channel. The spectrum efficiency urgently needs to be improved. In theory, AP with multi-antenna can serve multiple users if these users do not interfere with each other. In this paper, we propose a user clustering scheme that could achieve multi-user selection through the mutual cooperation among users. We focus on two points, one is to achieve multi-user communication with multiple antennas technique at a single frequency channel, and the other one is to use a way of distributed users' collaboration to determine the multi-user selection for user clustering. Firstly, we use the CSMA/CA protocol to select the first user, and then we set this user as a source node using users' cooperation to search other proper users. With the help of the users' broadcast cooperation, we can search and select other appropriate user (while the number of access users is limited by the number of antennas in AP) to access AP with the first user simultaneously. In the network node searching, we propose a maximum degree energy routing searching algorithm, which uses the shortest time and traverses as many users as possible. We carried out the necessary analysis and simulation to prove the feasibility of the scheme. We hope this work may provide a new idea for the solution of the multiple access problem.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.2447-2458
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• 2009

Ad hoc 네트워크는 데이터 발신과 라우터 역할을 동시에 수행할 수 있는 노드들로 구성되며 특정한 네트워크 기반 구조의 지원 없이도 동작할 수 있는 장점을 지니고 있다. Ad hoc 네트워크에서는 무선 네트워크 상의 전체 전송영역에서 높은 처리율과 낮은 지연시간을 반드시 제공할 수 있어야 한다. 최근 들어 빔 생성(beam-forming) 방식이나 멀티플렉싱 방식의 다중안테나 (MIMO)를 이용하여 높은 처리율과 낮은 지연시간을 제공하기 위한 새로운 연구가 수행된 바 있으며, 이러한 연구 결과에 의해 송 수신자들이 서로간에 심각한 간섭을 일으키지 않는다면 다수의 송 수신자가 안테나의 지향성 빔을 이용하여 통신을 위한 공간 재사용 가능성을 높일 수 있음을 검증한바 있다. 그러나 Ad hoc 네트워크에서 노드 밀도가 증가하면 지향성 안테나의 성능은 무지향성 안테나의 성능과 유사하게 된다. 본 연구에서는 QualNet을 이용한 시뮬레이션을 통해 Ad hoc 네트워크 내의 노드 수가 크게 증가하면 지향성 안테나의 평균 처리량과 패킷 에러율이 무지향성 안테나의 성능에 점진적으로 근접한다는 사실을 증명하였으며, 무선네트워크에서 지향성 안테나 성능 개선을 위해 비중 있게 다루어야 할 중요 이슈들에 대해 자세히 기술하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제10권2호
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• pp.186-193
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• 2008

A two-hop multiple-input multiple-output (MIMO) relay network which comprises a multiple antenna source, an amplify-and-forward MIMO relay and many potential users are studied in this paper. Consider the achievable sum rate as the performance metric, a joint design method for the processing units of the BS and relay node is proposed. The optimal structures are given, which decompose the multiuser MIMO relay channel into several parallel single-input single-output relay channels. With these structures, the signal-to-noise ratio at the destination users is derived; and the power allocation is proved to be a convex problem. We also show that high sum rate can be achieved by pairing each link according to its magnitude. The sum rate of three broadcast strategies, time division multiple access (TDMA) to the strongest user, dirty paper coding (DPC), and beamforming (BF) are investigated. The sum rate bounds of these strategies and the sum capacity (achieved by DPC) gain over TDMA and BF are given. With these results, it can be easily obtained that how far away TDMA and BF are from being optimal in terms of the achievable sum rate.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.886-889
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• 2014

본 논문에서는 통신 신호를 도청하는 도청자가 존재하는 환경인 와이어탭(wiretap) 채널을 가정하여 하나의 피드백 비트를 이용한 직교 시공간 블록 코드(orthogonal space-time block code, OSTBC)의 물리계층 보안 성능을 평가한다. 여기서, 공간적 상관관계를 갖는 MIMO(multiple-input multiple-output) 채널을 가정한다. 본 논문에서는 하나의 피드백 비트를 이용한 OSTBC(one-bit feedback based OSTBC, F-OSTBC) 기술을 제시하고, 각 노드에서의 공간 채널 상관계수를 다양하게 가정하여 F-OSTBC와 기존의 OSTBC, 그리고 송신 안테나 선택 기술에 대한 보안 아웃티지 성능을 비교한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권12A호
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• pp.941-949
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• 2011

선택적 협력 공간 다중화 기술은 단일 안테나를 갖는 소스 노드, 다수의 중계기와 다중 안테나를 갖는 도착 노드가 있는 환경에서 공간 다중화 이득과 추가적인 선택적 다이버시티를 동시에 얻을 수 있다. 그러나 이 방법은 특정 중계기에서 전달된 심볼이 경로 손실에 의해 손실될 수 있는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하고 비트 오류율 성능을 향상시키기 위해 전체 중계기 중에서 고정된 수의 중계기를 선택하는 대신 주어진 데이터 전송률 이상의 채널 용량을 갖는 중계기를 기회적으로 선택하고 협력 단계에서 신호를 전달할 때 선택된 중계기와 수신단 사이의 채널을 고려하여 공간 다중화 전송 모드와 공간 다이버시티 전송 모드 중 하나를 결정하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 기존의 방법에 비해 추가적인 공간 다이버시티 이득을 얻음으로써 낮은 SNR 영역에서 약 1.5~2dB의 이득을 얻을 수 있다.

• ETRI Journal
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• 제42권1호
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• pp.17-25
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• 2020

Multiple-input multiple-output systems can achieve a full sum rate (SR) via full duplex (FD). However, its performance is degraded by self-interference (SI) that occurs between the transmitter and receiver at the same node and thus is constrained by error floors. Conversely, half duplex (HD) can avoid the SI albeit at lower spectral efficiency, and the slope of its error curve is determined by the diversity order. In this study, a link selection scheme based on switching between FD and HD is examined as a simple method to improve the bit error rate (BER) performance of FD systems. In the proposed link selection algorithm, either FD or HD is selected based on the received minimum distance and signal-to-interference plus noise ratio. Simulation results indicate that the proposed hybrid FD/HD switching system offers significant BER performance improvement when compared with that of the conventional FD and FD based on only the received minimum distance under the same fixed SR. Under relatively sufficient SI cancellation, it is demonstrated to outperform the HD with a diversity advantage in low and medium signal-to-noise ratio region.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권7B호
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• pp.827-833
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• 2011

최근 무선 Ad Hoc 환경에서 지향성 안테나를 사용하여 통신을 하는 기술은 초고속 통신을 위하여 각광받고 있는 기술이다. 하지만 지향성 안테나를 사용할 경우에는 난청 현상이 발생하는 문제점이 대두된다. 난청 현상은 한 노드가 전송을 시작하기 위해서 DRTS(Directional Request-to-Send) 프레임을 수신 노드에게 보낼 때, 수신 노드가 다른 노드와의 통신 때문에 DRTS 프레임을 듣지 못하는 현상이다. 이러한 난청 문제를 해결하기 위해서 현재까지 다양한 지향성 안테나를 위한 MAC 프로토콜 (DMAC : Directional MAC)이 제안되어왔다. 본 논문에서는 이러한 DMAC 프로토콜들을 1) 주변노드에 자신의 통신정보를 알려주는 방법, 2) 미래 통신노드를 지정하는 방법, 3) 실제 네트워크 실패를 알아내는 방법으로 크게 3가지로 나누어 보았다. 본 논문에서는 이러한 기법에 대해서 난청문제를 얼마나 효과적으로 해결하는지 다양한 시나리오들을 통하여 분석하고 성능 평가를 통하여 각 기법의 특정 및 네트워크 처리량을 측정해 본다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권4호
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• pp.378-386
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• 2013

본 논문은 N 통신노드들이 다중 안테나 비재생 릴레이국의 협력으로 서로 데이터를 교환하는 다중방향 릴레이 시스템을 제안한다. 기존의 단방향 릴레이를 적용한 다중방향 통신의 경우 2N 전송 단계가 필요하나 제안하는 다중방향 릴레이 시스템은 단일 다중접속 단계와 N-1 방송 단계로 구성된 총 N 전송 단계만 필요로 한다. 특히 효율적인 방송 단계 전송을 위해 통신노드들을 쌍을 짓고 쌍이 아닌 통신노드들에게 간섭을 주지 않는 새로운 릴레이 빔형성 행렬과 통신노드 자가간섭 소거기를 제안한다. 평균 합 전송률로 성능을 평가한 결과, 제안 기법이 기존 기법의 성능을 향상시키며 그 이득은 릴레이 노드 안테나 수와 통신노드 수가 비슷할 때 더 커짐을 볼 수 있다. 이러한 제안 기법은 여러 선박간의 정보를 공유할 필요가 있는 해양 통신 환경에서 통신 거리를 확장하는 데 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.