• Journal of Communications and Networks
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• 제12권4호
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• pp.334-345
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• 2010

In this paper, we study optimal tradeoffs of achievable throughput versus consumed power in wireless ad-hoc networks formed by a collection of multiple antenna nodes. Relying on adaptive modulation and/or dynamic channel coding rate allocation techniques for multiple antenna systems, we examine the maximization of throughput under power constraints as well as the minimization of transmission power under throughput constraints. In our examination, we also consider the impacts of enforcing quality of service requirements expressed in the form of channel coding block loss constraints. In order to properly model temporally correlated loss observed in fading wireless channels, we propose the use of finite-state Markov chains. Details of fading statistics of signal-to-interference-noise ratio, an important indicator of transmission quality, are presented. Further, we objectively inspect complexity versus accuracy tradeoff of solving our proposed optimization problems at a global as oppose to a local topology level. Our numerical simulations profile and compare the performance of a variety of scenarios for a number of sample network topologies.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제9권2호
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• pp.96-103
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• 2010

본 논문에서는 STTC 부호의 BER 성능을 향상시키기 위하여 MHD 매핑법을 응용한 STTC 부호의 성능을 평가하였다. 유감스럽게도, STTC 부호의 트렐리스 구조는 일반적으로 TCM 부호나 MTCM 부호와 다르기 때문에 기존의 MHD 매핑을 그대로 적용할 수 없다. 따라서, STTC 부호에 MHD 매핑 개념을 응용하기 위해서는 간단한 수정작업이 필요하다. 수정작업의 핵심은 STTC 부호의 트렐리스 가지에 유클리드 거리합에 비례하는 해밍거리를 갖는 정보비트를 할당하는 것이다. 지금까지 조사한 바로는, STTC 부호에 MHD 매핑 개념을 응용하는 연구 결과가 발표된 적이 없었다. MHD 매핑을 응용한 STTC 부호의 성능을 평가하기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며, 일반적으로 많이 알려진 natural 매핑과 Gray 매핑의 성능을 빠른 레일리 페이딩 채널과 빠른 라이시안 페이딩 채널에서 비교하였다. MHD 매핑의 성능은 빠른 라이시안 페이딩 채널에서 natural 매핑이나 Gray 매핑보다 특히 성능이 우수하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권3A호
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• pp.197-204
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• 2009

순환 지연 다이버시티(CDD, cyclic delay diversity) 기법은 주파수 다이버시티를 이용하여 OFDM 시스템의 성능을 향상시키는 기법이다. 또한, 선형 프리코딩 기법은 채널 상황 정보(CSI, channel state information)를 이용하여 통신 시스템의 성능을 크게 증가시킬 수 있는 기법이다. 본 논문은 기존의 CDD-OFDM 송신 다이버시티 기법보다 향상된 성능을 얻기 위하여 선형 프리코딩 기법의 적용을 제안한다. 제안된 기법은 채널 상황 정보 feedback이 필요한 FDD(frequency division duplex) 시스템 보다, feedback을 사용할 필요 없이 채널 가역성(reciprocity)의 성질을 이용할 수 있는 TDD(time division duplex) 시스템에서 더욱 효과적이다. 모의실험 결과를 통해 본 논문에서 제안된 기법이 기존의 프리코딩을 사용하지 않는 CDD-OFDM 시스템에 비하여 target BER $10^{-4}$에서 3km/h의 이동성(mobility)을 갖는 flat 페이딩 채널과 Pedestrian A(Ped A) 채널, 120km/h의 이동성을 갖는 flat 페이딩 채널과 Vehicular A(Veh A) 채널에서 각각 6.3dB. 6.2dB, 2.8dB, 3.8dB의 SNR 성능 이득을 얻는 것을 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.4563-4567
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• 2010

본 논문에서는 파일럿 심벌을 이용하여 페이딩 채널에서 야기되는 진폭 및 위상 왜곡을 예측하여 보상하는 단일 파일럿 방식인 PSAM(Pilot Symbol Assisted Modulation) 방식에 대한 지연파의 영향을 받는 경우 발생하는 문제점 등을 분석하고, 이를 개선하기 위하여 적응형 MPSAM 방식을 제안한다. 또한, 기존 Basic 방식에 대해서도 분석했고 제안된 방식과 적절하게 접목시킴으로써 성능을 향상시킬 수 있었다. Basic 방식과 비교하면 제안된 방식이 지연파의 지연정도가 0.75 이하로 영향을 끼칠 경우 BER 성능이 상당히 우수함을 알 수 있지만 지연파의 지연정도가 심할수록 인접 심벌의 영향을 많이 받기 때문에 BER 성능이 열악하게 된다. 그러나 Basic 방식은 역방향 보상을 사용하기 때문에 오히려 지연파의 지연정도가 심한 부분에서 BER 성능이 향상됨을 알 수 있다. 그러므로 제안된 방식에 접목시킬 경우 한 심벌내 지연파의 영향을 받는 모든 영역 내에서 안정된 성능향상을 기대할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.164-171
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• 2008

디지털 통신에서는 전송 채널의 왜곡을 보상해 주는 적응 등화기가 필수적이다. 이러한 적응 등화기는 요구되는 비트 오율 (BER: Bit Error Rate)을 얻기 위해서 이동통신 시스템의 특성에 적합하고 최적의 성능을 가지는 적응 알고리즘이 필요하게 된다. 본 논문에서는 무선 이동 채널에서 성능이 우수한 잡음 예측 결정 궤환 등화기 (NPDFE: Noise-Predictive Decision Feedback Equalizer)를 제안한다. 제안된 NPDFE는 직교 위상 변조 (QPSK; Quadrature Phase Shift Keying) 방식을 사용하는 시스템에 대해 가산성 백색 가우스 잡음 (AWGN: Additive White Gaussian Noise)이 발생한다는 기본 가정하에 라이시안 페이딩, 유럽 표준 (ETSI: European Telecommunications Standards Institute) 페이딩, 그리고 레일리 페이딩 채널에서의 성능을 분석한다. 시뮬레이션에서 사용되는 등화기 구조는 선형 등화기(LE: Linear Equalizer), 결정 궤환 등화기 (DFE: Decision Feedback Equalizer), 그리고 제안된 NPDFE이다. 각 등화 알고리즘을 사용하는 QPSK 변조 방식의 성능 비교는 BER을 통하여 이루어진다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권2B호
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• pp.87-96
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• 2012

본 논문에서는 2-홉 릴레이 시스템에서 릴레이 노드와 목적지 노드가 모두 임의의 수를 갖는 간섭원들의 영향을 받는 상황을 고려한다. 특히 릴레이 채널과 액세스 채널, 그리고 간섭 채널들이 모두 레일리 페이딩을 겪는다고 가정할 때, 증폭-후-전달(amplify-and-forward: AF) 릴레이 시스템의 불능 확률에 대한 정확한 수식을 도출하고, 나아가 불능 확률의 상한 식(upper bound)과 하한 식(lower bound)을 도출한다. 또한 도출된 불능 확률의 상한 식과 하한 식을 이용하여 AF 릴레이 시스템의 비트 오류율 성능에 대한 상한 식과 하한 식을 도출한다. 그리고 도출된 AF 릴레이 시스템의 불능 확률과 비트 오류율 성능에 대한 상한 식과 하한 식의 정확도를 모의실험을 통해 확인한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1182-1188
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• 2005

본 논문에서는 OFDM 방식의 이동 통신 시스템의 성능분석을 위하여 다양한 PDP (Power Delay Profile) 형태에 따른 BER (Bit Error Rate) 의 변화 정도를 고찰하였다. 모의실험은 16-QAM 변조방식의 OFDM 통신시스템 및 Rayleigh 채널을 가정하였다. 채널상태에 따라 매우 다양한 모습을 보이는 PDP의 peak 형태, 기울기, 감쇠정도, echo group 등에 따른 BER의 변화를 자세히 분석하였다. 또한 기존의 제한적인 실측 데이터 모델을 확장하여 새로운 모델을 적용함으로서 좀 더 완전한 성능평가가 이루어질 수 있도록 하였다. 실측 데이터에 근거한 여러 가지 채널모델을 기준으로 모의구현 모델의 파라메터 값들을 도출하여 다양한 전파환경에서의 성능을 분석하였다. 이러한 결과들은 OFDM 시스템에서의 채널상태 변화에 따른 BER 정도를 파악할 수 있는 기준을 제시하고 있으므로 향후 시스템의 설계 및 제작, 성능시험 등의 목적으로 폭넓게 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권5호
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• pp.433-441
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• 2010

Multihop transmission is a promising technique that helps in achieving broader coverage (excellent network connectivity) and preventing the impairment of wireless channels. This paper proposes a cluster-based multihop wireless network that makes use of the advantages of multihop relaying, i.e., path loss gain, and partial relay selection in each hop, i.e., spatial diversity. In this partial relay selection, the node with the maximum instantaneous channel gain will serve as the sender for the next hop. With the proposed protocol, the transmit power and spectral efficiency can be improved over those in the case of direct transmission and conventional multihop transmission. Moreover, at a high signal-to-noise ratio (SNR), the performance of the system with at least two nodes in each cluster is dependent only on the last hop and not on any of the intermediate hops. For a practically feasible decode-and-forward relay strategy, a compact expression for the probability density function of the end-to-end SNR at the destination is derived. This expression is then used to derive closed-form expressions for the outage probability, average symbol error rate, and average bit error rate for M-ary square quadrature amplitude modulation as well as to determine the spectral efficiency of the system. In addition, the probability of SNR gain over direct transmission is investigated for different environments. The mathematical analysis is verified by various simulation results for demonstrating the accuracy of the theoretical approach.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권8C호
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• pp.762-768
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• 2005

본 논문은 QAM 변조방식과 준정지(quasi-static) Rayleigh 페이딩 채널 환경에서 3이상의 임의의 송신안테나를 사용할 경우 추가로 주파수 대역을 사용하지 않고 최대 다이버시티 이득을 획득하는 새로운 시공간블록부호들을 제안한다. 이 제안된 부호들은 기존의 A-ST-CR 부호$^{[6,7]}$와 같이 성상 회전 선부호기$^{[4,5]}$와 Alamouti 부호$^{[3]}$ 적절히 직렬 연접하여 구성된다. 전산 실험 결과, 제안된 부호는 ST-CR 부호$^{[4,5]}$보다 높은 코딩이득을 획득하며, QPSK 변조방식과 3, 4, 5개의 송신 안테나 개수를 사용할 경우 평균 심벌오율 $10^{-5}$에서 기존의 ST-CR $^{[4,5]}$보다 각각 약 1.3dB, 1.4dB 그리고 1.5dB의 코딩 이득의 성능 향상을 보이고, 16-QAM 변조방식과 3개의 송신 안테나 개수를 사용할 경우 약 3dB의 성능 향상을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권11호
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• pp.3967-3983
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• 2014

The performance of an partial relay selection on the decode-and-forward (DF) mode cognitive radio (CR) relay networks is studied, with some important factors, including the outage probability, the bit error ratio (BER), and the average channel capacity being analyzed. Different from the conventional relay selection schemes, the impact of spectrum sensing process as well as the spectrum utilization efficiency of primary users on the performance of DF-based CR relaying networks has been taken into consideration. In particular, the exact closed-form expressions for the figures of merit such as outage probability, BER, and average channel capacity over independent and identically distributed (i.i.d.) Rayleigh fading channels, have been derived in this paper. The validity of the proposed analysis is proven by simulation, which showed that the numerical results are consistent with the theoretical analysis in terms of the outage probability, the BER and the average channel capacity. It is also shown that the full spatial diversity order can always be obtained at the signal-to-noise ratio (SNR) range of [0dB, 15dB] in the presence of multiple potential relays.