• 제목/요약/키워드: Outage probability

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다수의 중계기가 존재하는 복호 후 재전송 기반 협력 통신 시스템에서 부분적인 중계기 선택을 사용하는 물리 계층 보안의 성능 분석 (Performance Analysis of Physical Layer Security using Partial Relay Selection in Cooperative Communication based on Decode-and-Forward with Multi-Relay)

  • 박솔;공형윤
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.21-27
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    • 2019
  • 본 논문에서는 다수의 중계기가 존재하는 복호 후 재전송 기반의 협력 통신 시스템에서 부분적인 중계기 선택 기법을 사용 했을 때의 보안 불능 확률을 연구한다. 수신 노드와 도청 노드는 각각 송신 노드와 중계 노드 모두에서 신호를 수신한다고 가정한다. 수신된 두 신호는 MRC 기법을 사용하여 다이버시티 이득을 얻는데 이용된다. 본 논문에서는 다수의 중계기가 존재하는 시스템의 보안 불능 확률 식을 계산하고, 그 식이 타당한지 증명하기 위해서 이론값과 모의실험 결과값을 비교한다. 중계기의 수에 따라 보안 불능 확률이 어떻게 변하는지를 모의실험 결과를 통해 도출한다.

네트워크 보안을 위한 중계기 선택 기법 (A Relay Selection Scheme for Network Security)

  • 이병수;성길영;반태원
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.2213-2218
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    • 2016
  • 본 논문은 복수 개의 중계기와 도청자가 존재하는 중계기 통신 네트워크에서 보안 오류 확률을 낮출 수 있는 새로운 중계기 선택 기법을 제안한다. 도청자의 복호 확률을 낮추기 위해서 데이터와 함께 재밍 신호를 전송하는 기존의 중계기 선택 방식에서는 수신자의 데이터 복호 확률도 낮아지는 문제점이 있었다. 본 논문에서 제안하는 새로운 중계기 선택 기법은 수신자의 복호 확률을 높이면서 동시에 도청자의 복호 확률을 낮출 수 있는 중계기를 쌍으로 선택하여 보안 오류 확률을 개선하였다. Monte-Carlo 기반 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 성능 분석 결과에 따르면, 제안 중계기 선택 방식은 기존 중계기 선택 방식 대비 보안 오류 확률을 약 10~50배 개선시킬 수 있음을 확인하였다.

Outage Analysis and Optimization for Time Switching-based Two-Way Relaying with Energy Harvesting Relay Node

  • Du, Guanyao;Xiong, Ke;Zhang, Yu;Qiu, Zhengding
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제9권2호
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    • pp.545-563
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    • 2015
  • Energy harvesting (EH) and network coding (NC) have emerged as two promising technologies for future wireless networks. In this paper, we combine them together in a single system and then present a time switching-based network coding relaying (TSNCR) protocol for the two-way relay system, where an energy constrained relay harvests energy from the transmitted radio frequency (RF) signals from two sources, and then helps the two-way relay information exchange between the two sources with the consumption of the harvested energy. To evaluate the system performance, we derive an explicit expression of the outage probability for the proposed TSNCR protocol. In order to explore the system performance limit, we formulate an optimization problem to minimize the system outage probability. Since the problem is non-convex and cannot be directly solved, we design a genetic algorithm (GA)-based optimization algorithm for it. Numerical results validate our theoretical analysis and show that in such an EH two-way relay system, if NC is applied, the system outage probability can be greatly decreased. Moreover, it is shown that the relay position greatly affects the system performance of TSNCR, where relatively worse outage performance is achieved when the relay is placed in the middle of the two sources. This is the first time to observe such a phenomena in EH two-way relay systems.

효율적 망 자원 이용을 위한 부하 인지 셀 선택 기법 (Load-Aware Cell Selection Method for Efficient Use of Network Resources)

  • 박재성
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권12호
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    • pp.2443-2449
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    • 2015
  • 단말이 망에서 제공받는 데이터 전송율은 단말과 셀 사이의 SINR 뿐만 아니라 셀이 단말에게 할당하는 무선 자원양에 의해서도 결정된다. 따라서 단말이 SINR만을 기준으로 접속할 셀을 선택하면 비록 최대 SINR을 제공하는 셀에 접속한다고 하더라도 최대 서비스율을 제공받지 못할 수도 있다. 또한 네트워크의 입장에서는 SINR을 기준으로 접속 셀이 선택되므로 일부 셀들은 다수의 단말이 접속하는 반면 주변의 다른 셀들은 접속 단말의 수가 적게 되어 셀간 부하 불균형 상태가 발생될 확률이 커지고 이로 인해 이동 통신 시스템의 자원 이용율이 낮아지게 된다. 이에따라 본 논문에서는 SINR뿐만 아니라 셀의 부하를 고려한 접속 셀 선택 방법을 제안한다. 이를 위해 접속 셀 선택 지표로 SINR 대신에 최대 데이터 전송율과 최소 전송율 단절 확률을 제시한다. 제안 기법의 성능 평가를 위한 모의실험 결과 최대 데이터 전송율을 이용한 셀 선택 방법은 타 기법에 비해 시스템 효율과 셀간 부하 균등 측면에서 향상된 성능을 보였으며 최소 전송율 단절 확률을 이용한 셀 선택 방법은 타 기법에 비해 단말의 평균 전송율 단절 확률 측면에서 향상된 성능을 보였다.

옥내용 모바일 통신 시스템을 위한 적응적 Load-Balancing 알고리즘 제안 및 시스템 레벨 시뮬레이션 기반 성능 분석 (Adaptive Load Balancing Algorithm and Its Performance Analysis Based on System-Level Simulations in Indoor Mobile Communication System)

  • 이웅섭;이호원
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권11호
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    • pp.2563-2568
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    • 2013
  • 최근 옥외용 이동통신시스템과 동일 주파수를 사용하면서 추가적으로 용량을 확보할 수 있는 옥내용 모바일 통신 시스템을 위한 초소형 기지국에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 옥내용 모바일 통신 시스템에서 초소형 기지국의 특성을 고려한 시스템 레벨 시뮬레이터를 개발하였고 초소형 기지국 환경에서 혼잡한(Congested) 기지국의 아웃티지 확률(Outage Probability)을 줄이는 적응적 Load-Balancing 방안을 제안하였다. 본 시뮬레이터에서는 초소형 기지국 특성을 고려한 링크 레벨 시뮬레이션 결과를 반영하였으며, 본 시뮬레이터를 이용하여 옥내용 모바일 통신 시스템에서 Load-Balancing 방안을 적용하였을 때와 적용하지 않았을 때의 아웃티지 확률을 비교해 보았다. 제안한 Load-Balancing 방안의 사용을 통해 혼잡한 기지국의 아웃티지 확률을 줄이고 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있음을 보였다.

최선 릴레이 선택을 적용한 OFDM 기반 이중-홉 다중 릴레이 시스템의 아웃티지 성능 분석 (Outage Analysis of OFDM-Based Dual-hop Multi-Relay Systems with Best Relay Selection)

  • 박재철;왕진수;이지혜;김윤희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권5C호
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    • pp.487-494
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    • 2010
  • 본 논문은 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 기반 이중-홉 다중 릴레이 시스템에서 상호정보를 최대로 하는 릴레이 선택 기법을 고려한다. 상기 시스템에서 DF (decode-and-forward) 릴레이를 적용할 때와 AF (amplify-and-forward) 릴레이를 적용할 때에 대해 각각 시스템 아웃티지 확률에 대한 하한과 제공 가능한 최대 다양성 차수를 유도하고 모의실험으로 아웃티지 용량을 제공한다. 성능 평가 결과 DF와 AF 방식 모두 아웃티지 확률 하한과 동일한 다양성 차수를 제공하지만, DF가 AF보다 아웃티지 확률 하한에 더 가깝고 더 큰 아웃티지 용량을 제공함을 볼 수 있다. 또한, 플랫 페이딩과 달리 주파수 선택성 채널에서는 다중 경로 수가 증가하거나 릴레이 선택의 후보 릴레이 수가 증가할수록 AF에 대한 DF 방식의 성능 이득이 더욱 커짐을 볼 수 있다. 따라서, OFDM 기반 다중 릴레이 시스템에서는 성능 면에서 AF 릴레이보다는 DF 릴레이가 유리함을 알 수 있다.

CDMA 셀룰러 시스템에서 전력할당개념을 이용한 채널할당기법 (A Channel Assignment Scheme Using Power Allocation Concept for CDMA Cellular System)

  • 이동명;전문석
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제6권3호
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    • pp.692-698
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    • 1999
  • 이 논문에서는 CDMA(C여e Division Multiple Access) 셀롤러 시스템에서 전력할당개념 (Power Allocation Concept)을 이용한 채널할당기법(Channel Assignment Scheme)을 제안하였다. 또한, 제안한 기법의 성능을 분석한 후 고정 전력할당을 이용한 채널할당기법의 성능과 서로 비교하였다. 제안한 기법에서는 순방향링크(Forward Link)에서 인접 셀(Neighbor Cells) 의 트래픽 부하 및 트래픽 분포 패턴에 따라 적용적으로 전력을 할당한다 제안한 기법에 대한 분석결과, 전체 호 블럭킹 확률(Call Blocking Probability: Pr)은 물리적인 채널의 수($C_{th}$)가 30인 경우에 고갈 확률(Outage Probability: Po)보다 블럭킹 확률(Blocking Probability : $P_B$)에 더 의존적이라는 사실을 발견할 수 있었다. 그리고 Pr는 $C_{th}$가 32인 경우, $P_B$ 및 Po 에 동일 비율로 종속되고 이 경우에 $P_{TA}$(blc$\xi$king probability for the adaptive power 머location)는 $P_{TF}$(blocking probability f for the fixed power allocation) 보다 6%정도 높음을 알 수 있었다.

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TSR 릴레이를 활용한 무선 전력 Backscatter 통신 성능 분석 (Performance Analysis of Wireless-powered Backscatter Communication with TSR-based Relay)

  • 박시우;박재현;황규성
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제23권9호
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    • pp.1164-1170
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    • 2020
  • In this paper, we consider the wireless-powered backscatter communication which consists of a power beacon, a source, a relay, and a destination. For the proposed wireless-powered backscatter communication, the source transmits its signals to both the relay and the destination via a backscattering channel and the relay which has a rechargeable battery performs an energy harvesting as well as an information forwarding based on the time switching relay (TSR) protocol. Based on the decode-and-forward (DF) relay transmission, we investigate performances of the proposed system in terms of outage probability and transmission rate in which the exact performance analysis of outage probability is given. Finally, some numerical examples are given to verify our provided analytical results for different system conditions.

레일리 페이딩 채널에서 MRC 결합 기법 적용과 수학적 기법을 통한 Outage 확률 분석 (General Expression for Outage Probability with MRC Reception over Rayleigh Fading Channels)

  • 보뉘엔�o바오;공형윤;홍성욱
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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    • pp.155-156
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    • 2008
  • This paper provides a general and compact expression for the probability density function (pdf) and the moment-generating function (MGF) of the maximal ratio combiner output over Rayleigh fading channels. It is then used to derive closed form expression outage probability for repetition code problem. A variety of simulations is performed and shows that they match exactly with analytic ones.

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On Performance Evaluation of Hybrid Decode-Amplify-Forward Relaying Protocol with Partial Relay Selection in Underlay Cognitive Networks

  • Duy, Tran Trung;Kong, Hyung Yun
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제16권5호
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    • pp.502-511
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    • 2014
  • In this paper, we evaluate performance of a hybrid decode-amplify-forward relaying protocol in underlay cognitive radio. In the proposed protocol, a secondary relay which is chosen by partial relay selection method helps a transmission between a secondary source and a secondary destination. In particular, if the chosen relay decodes the secondary source's signal successfully, it will forward the decoded signal to the secondary destination. Otherwise, it will amplify the signal received from the secondary source and will forward the amplified signal to the secondary destination. We evaluate the performance of our scheme via theory and simulation. Results show that the proposed protocol outperforms the amplify-and-forward and decode-and-forward protocols in terms of outage probability.