• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.917-922
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• 2016

RF신호로부터 전력을 수집하는 에너지 하베스팅 기술은 센서의 전원 공급 문제를 해결함으로써 네트워크의 수명을 향상시킬 수 있는 방안으로 최근 큰 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 무선 정보 및 전력 동시 전송을 위한 효율적인 알고리즘을 제안하고자 한다. 먼저, 에너지 하베스팅 네트워크에서 채널의 probability density function을 이용하여 water-level의 하계값을 찾은 후, 이를 기반으로 파워 할당 해를 도출한다. 또한, 최소 필요 획득 에너지 조건을 효율적으로 만족시켜줄 수 있는 파워 분할 방안을 제안하였다. 시뮬레이션을 통해 제안 방안은 기존 방안에 비해 최소 필요 획득 에너지 조건을 보장하면서 평균 데이터 전송률을 향상시키고, 최적해에 비해서는 10% 미만의 미미한 성능 저하가 있었지만 계산 복잡도를 현저히 줄일 수 있음을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권8호
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• pp.697-703
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• 2013

다중 반송파를 사용하는 직접 대역확산 부호분할 다중접속 통신시스템에서 주파수 효율 향상을 위한 전송 전력 및 전송률 적응화 시스템을 제안하고 그 성능을 분석하였다. 본 논문에서는 수신단에서 이상적인 채널상태 정보를 알고 있다는 가정 하에, 주파수 영역에서는 각 사용자의 부채널 중에서 가장 채널상태가 좋은 한 대역을 선택하여 전력을 할당하고 시간 영역에서는 목표 수신 품질을 만족하도록 전송률을 결합 조정하는 것을 제안하였다. 수학적 분석을 통하여 평균 전송 전력이 고정되어 있을 때 제안한 방식의 평균 데이터 전송률을 구하고 전력 혹은 전송률 적응화가 적용된 단일 반송파 부호분할 다중접속 통신시스템과 그 성능을 비교하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권3호
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• pp.1357-1372
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• 2017

Energy harvesting techniques, particularly radio frequency energy harvesting (RF-EH) techniques, which are known to provide feasible solutions to enhance the performance of energy constrained wireless communication systems, have gained increasing attention. In this paper, we consider a wireless-powered cooperative communication network (WPCCN) for transferring energy in the downlink and forwarding signals in the uplink. The objective is to maximize the average transmission rate of the system, subject to the total network power constraint. We formulate such a problem as a form of wireless energy transmission based on resource allocation that searches for the joint subcarrier pairing and the time and power allocation, and this can be solved by using a dual approach. Simulation results show that the proposed joint optimal scheme can efficiently improve system performance with an increase in the number of subcarriers and relays.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권9C호
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• pp.887-895
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• 2009

본 논문은 다중 안테나를 가진 릴레이가 설치된 다중-셀 다중-사용자 시스템에서 부분 채널 정보를 이용하여 기지국과 릴레이 간 협력적으로 전력을 할당하는 기법을 제안한다. 이중-흡 MISO (Multi-Input Single-Output) 릴레이 채널에서, 릴레이 채널 용량(end-to-end capacity)을 최대화하기 위해 홉 간 송신 전력을 채널 상태에 따라 동적으로 할당할 필요가 있다. 제안된 기법은 목표 릴레이의 평균 채널 이득과 인접 릴레이로부터의 원하는 채널과 간섭 채널의 송신 상관 행렬의 주요한 고유벡터의 상대적인 각도 차이를 고려하여 릴레이 송신 전력을 동적으로 할당한다. 상향-경계치 분석을 통해서 릴레이 채널 용량은 원하는 채널과 간섭 채널의 주요한 고유벡터의 상대적인 각도 차이가 직교가 될 때 최대가 됨을 이론적으로 증명하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37C권11호
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• pp.1138-1147
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• 2012

본 논문에서는 차기 군 위성통신망 체계에서 서로 다른 통신 능력을 갖는 이기종 단말을 동일 중계기 대역폭내에서 효과적으로 통합하여 운용하기 위해 전력제어를 적용한 MF-TDMA 자원할당기법을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 burst 크기 결정 단계와 burst 구조 결정단계의 2단계로 수행된다. 먼저 burst 크기 결정 단계에서는 각 단말의 채널 상태를 기반으로 링크 버짓을 분석하여 적용 가능한 ACM 레벨과 이에 따른 burst 크기를 결정한다. 다음으로 burst 구조 결정단계에서는 앞서 도출된 각 단말 별 burst 크기를 기반으로 시간-주파수 축 상에서 할당 가능한 burst 구조를 도출하고 각 구조 별 가용 Power spectral density(PSD) 구간을 계산한다. 이기종 단말을 단일 중계기로 통합하기 위해 각 burst의 가용 PSD 구간 내에서 전력제어를 수행하며, 동일 PSD 구간을 갖는 burst를 그룹화하여 MF-TDMA 프레임 내에 할당한다. 추가적으로 할당되지 못하고 남는 슬롯에 대한 자원할당 효율을 향상시키기 위해 설정된 PSD 구간 내에서 ACM 레벨을 조절하여 빈 슬롯을 활용할 수 있는 방안을 적용하였다. 제안하는 알고리즘은 주파수 사용효율, 슬롯할당 거부율 및 burst packing 효율 측면에서 기존 방식과 비교하였으며, 기존 방식에 비해 우수한 성능을 제공함을 확인하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.95-107
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• 2012

네트워크 코딩은 멀티캐스트 네트워크에서 전송량을 증가시키기 위해 제안된 기법으로 최근에는 다수의 사용자가 성능 향상을 위해서로의 자원을 공유하는 협력통신에 네트워크 코딩을 적용하는 연구가 활발히 진행 중이다. 네트워크 코딩 기반의 협력통신에서 사용자는 자기 자신의 데이터와 다른 사용자의 데이터를 네트워크 코딩 연산을 통해 결합하여 전송한다. 기존의 연구에서는 네트워크 코딩을 기반으로 한 적응형 복호 후 전송(Network-Coding-based Adaptive Decode-and-Forward, NC-ADF) 방식이 다이버시티(diversity) 이득과 추가적인 전송량 증대를 가져올 수 있음을 보였다. 본 논문에서는 기존 프로토콜의 성능 증대와 네트워크 코딩의 이득을 극대화 하기 위해 사용자간 채널의 상태에 따라 증폭 후 전송(Amplify-and-Forward, AF) 방식과 복호 후 전송(Decode-and-Forward, DF) 방식을 적응적으로 적용한 새로운 네트워크 코딩 기반의 협력통신 기법을 제안하였다. 또한 제안한 기법의 아웃티지 확률을 구하고 높은 SNR 영역에서 최대 다이버시티 차수(full diversity order)를 가짐을 보였다. 나아가 추가적인 성능 향상을 위해 본 논문에서 제안된 기법에 의한 아웃티지 확률을 기반으로 최적의 전송 파워 비율을 구하였다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제14권1호
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• pp.78-84
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• 2022

In this paper, to improve further the bit-error rate (BER) performance of the stronger channel user in non-uniform source non-orthogonal multiple access (NOMA) with symmetric superposition coding (SSC), we propose a smart bit-to-symbol (BTS) mapping of SSC. First, the analytical expression for the total allocated power of the proposed BTS mapping scheme is derived, and then we show that the BER of the proposed BTS mapping scheme improves further, compared to that of the existing BTS mapping scheme. Moreover, based on the simulations, the signal-to-noise (SNR) gain of the proposed BTS mapping scheme over the existing BTS mapping scheme is calculated. In result, the proposed BTS mapping could be a candidate scheme for non-uniform source SSC NOMA with the SNR gain.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권12호
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• pp.5803-5819
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• 2017

In this paper, we proposed a contract theory based cooperative spectrum sharing scheme with joint power and bandwidth optimization under asymmetric information, where the primary user (PU) does not know the secondary users' (SUs) private information. To improve performance, PU needs to provide incentives to stimulate nearby SUs to help forward its signal. By using contract theory, PU and SUs' negotiations are modeled as a labor market. PU and SUs act as the employer and employees, respectively. Specifically, SUs provide labor (i.e. the relay power, which can be used for forwarding PU's signal) in exchange for the reward (i.e. the spectrum access bandwidth which can be used for transmitting their own signals). PU needs to overcome a challenge how to balance the relationship between contributions and incentives for the SUs. We study the optimal contract design which consists of relay power and spectrum access bandwidth allocation. We show that the most efficient SUs will be hired by the PU to attend the cooperative communication. PU can achieve the same maximum utility as in the symmetric information scenario. Simulation results confirm that the utility of PU is significantly enhanced with our proposed cooperative spectrum sharing scheme.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권2호
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• pp.288-307
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• 2013

This paper formulates resource allocation for decode-and-forward (DF) relay assisted multi-cell orthogonal frequency division multiple (OFDM) networks as an optimization problem taking into account of inter-cell interference and users fairness. To maximize the transmit rate of system we propose a joint interference coordination, subcarrier and power allocation algorithm. To reduce the complexity, this semi-distributed algorithm divides the primal optimization into three sub-optimization problems, which transforms the mixed binary nonlinear programming problem (BNLP) into standard convex optimization problems. The first layer optimization problem is used to get the optimal subcarrier distribution index. The second is to solve the problem that how to allocate power optimally in a certain subcarrier distribution order. Based on the concept of equivalent channel gain (ECG) we transform the max-min function into standard closed expression. Subsequently, with the aid of dual decomposition, water-filling theorem and iterative power allocation algorithm the optimal solution of the original problem can be got with acceptable complexity. The third sub-problem considers dynamic co-channel interference caused by adjacent cells and redistributes resources to achieve the goal of maximizing system throughput. Finally, simulation results are provided to corroborate the proposed algorithm.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권7C호
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• pp.680-690
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• 2006

본 논문에서는 V-BLAST(Vertical-Bell labs LAyered Space-Time) 검출기를 사용하는 MIMO-OFDM(Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서, 그룹화된 부채널 기반의 간단한 형태의 비트 할당 기법인 SBA-GS(Simplified Bit Allocation based on Grouped Sub-channels)를 제안한다. 2차원 Water Pouring 원리에 기반하여 MIMO-OFDM 시스템 수신단에서 각 부채널별 비트수 및 전력을 결정하여 궤환하는 일반적인 ABPA(Adaptive Bit and Power Allocation)은 비트오율 측면에서 최적의 성능을 보이지만, 수신단에서 송신단으로의 많은 양의 궤환 정보를 필요로 하고 시스템이 복잡하다는 단점을 가진다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 상태가 우수한 각 부채널에 동일한 수의 비트를 할당하여 송신단에서 수신단으로의 궤환 정보량과 시스템 복잡도를 감소시킨 SBA가 제안된 바 있다. 본 논문에서 제안하는 SBA-GS 는 부채널들을 그룹화한 뒤 각 그룹별 부채널들의 펑균 신호대잡음비를 구하여 동일한 변조 방식을 적용하는 SBA를 수행한다. 다양한 차세대 이동통신 채널 환경에서의 모의실험 결과, 지연 확산이 작은 다중 경로 채널의 경우에서는 궤환 정보량을 크게 감소하면서도 SBA와 유사한 결과를 얻을 수 있었 으며, 지연확산이 큰 채널 환경에서는 부채널 그룹화에 따른 BER 성능 열화가 상대적으로 증가하였지만 궤환 정보량 감소와의 절충 관계를 감안할 때 실제 시스템 구현시 고려될 수 있는 우수한 결과를 보임을 확인하였다.