• 한국통신학회논문지
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• 제37권3A호
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• pp.141-150
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• 2012

본 논문에서는 UWB 기술 기반 WiMedia Distributed Medium Access Control (D-MAC) 표준 프로토콜에 적용할 수 있는 릴레이 자원 예약 프로토콜을 제안한다. 그리고, 무선 채널 상태에 따라 변화하는 UWB 링크 전송속도에 적응적인 릴레이 노드 선정 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 UWB 링크에 적응적인 릴레이 통신 프로토콜은 분산적인 D-MAC 표준 기술과 호환성을 갖고, 각 디바이스에서 독립적으로 실행되는 Satisfaction of QoS (SoQ) 기준에 따라 실행된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권2호
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• pp.156-162
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• 2017

This paper investigates two-hop extension communication in wireless body area networks. Many previous studies have demonstrated that two-hop extended topology outperforms single-hop topology. Although many researchers have proposed using two-hop extension communication to improve link reliability, no one has considered using a relay selection algorithm or provided a suitable solution for wireless body area networks. The design goal of the proposed algorithm is selecting a proper relay node to retransmit failed packets distributively. The proposed algorithm configures the carrier sensing period to choose one relay node promptly without requiring additional interaction. We analyze the link conditions corresponding to various body postures and investigate which factors are proper to determine the carrier sensing period. The empirical results show that the proposed algorithm reduces the expected number of transmissions required to deliver a packet successfully.

• International Journal of Contents
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• 제11권1호
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• pp.7-14
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• 2015

In this paper, we derive the outage probability for M-ary phase shifting keying (MPSK) and M-ary quadrature amplitude modulation (MQAM) burst transmission (BT) of adaptive decode-and-forward (ADF) cooperative relay systems over quasi-static Rayleigh fading channels. Within a burst, there are pilot symbols and data symbols. Pilot symbols are used for channel estimation schemes and each relay node's transmission mode selection schemes. At first, we focus on ADF relay systems in which the probability density function (PDF) is derived on the basis of error events at relay nodes corresponding to channel estimation errors. Next, the average outage probability is derived as an approximate expression for an arbitrary link signal-to-noise ratio (SNR) for different modulation orders. Its accuracy is demonstrated by comparison with simulation results. Further, it is confirmed that BT-ADF relay systems with pilot symbol based channel estimation schemes enables to select correctly decoded relay nodes without additional signaling between relay nodes and the destination node, and it is verified that the ideal performance is achieved with small SNR loss.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권9호
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• pp.3412-3431
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• 2015

This paper considers the effect of co-channel interference on hybrid satellite-terrestrial relay network. In particular, we investigate the problem of amplify-and-forward (AF) relaying in hybrid satellite-terrestrial link, where the relay is interfered by multiple co-channel interferers. The direct link between satellite and terrestrial destination is not available due to masking by surroundings. The destination node can only receive signals from satellite with the assistance of a relay node situated at ground. The satellite-relay link is assumed to follow the shadowed Rice fading, while the channels of interferer-relay and relay-destination links experience Nakagami-m fading. For the considered AF relaying scheme, we first derive the analytical expression for the moment generating function (MGF) of the output signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR). Then, we use the obtained MGF to derive the average symbol error rate (SER) of the considered scenario for M-ary phase shift keying (M-PSK) constellation under these generalized fading channels.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권3호
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• pp.299-310
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• 2016

In practical wireless relay communication systems, non-destination nodes are assumed to be idle not receiving signals while the relay sends messages to a particular destination node, which results in reduced bandwidth efficiency. To improve the bandwidth efficiency, we relax the idle assumption of non-destination nodes and assume that non-destination nodes may receive signals from sources. We note that the message relayed to a particular node in such a system gives rise to interference to other nodes. To study such a more general relay system, we consider, in this paper, a relay system in which the relay first listens to the source, then routes the source message to the destination, and finally produces interference to the destination in sending messages for other systems. We obtain capacity upper and lower bounds and study the optimal method to deal with the interference as well as the optimal routing schemes. From analytic results obtained, we find the conditions on which the direct transmission provides higher transmission rate. Next, we find the conditions, by numerical evaluation of the theoretical results, on which it is better for the destination to cancel and decode the interference. Also we find the optimal source power allocation scheme that achieves the lower bound depending on various channel conditions. We believe that the results provided in this paper will provide useful insights to system designers in strategically choosing the optimal routing algorithms depending on the channel conditions.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권5호
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• pp.66-71
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• 2012

이동성이 있는 센서 노드나 매우 제한된 에너지 량을 사용할 수 있는 배터리 용량을 가진 센서 노드는 채널의 변화나 미세한 이동이 있더라도 정확한 네트워크 구성을 할 수 있어 한다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 내에서 다수의 협동 릴레이 노드가 존재할 때 선택기준에 따라 SNR(Signal to Noise Ratio)과 릴레이 노드의 신호 증폭률 그리고 단말과 단말 간 직접적으로 통신하는 경우 경로의 이득의 변화에 따른 무선 센서네트워크의 단위 비트를 전송하는데 소모되는 에너지 효율에 대하여 분석하고 이에 따른 영향을 정량적으로 평가하였다. 전송용량의 이득과 에너지 소모에 있어서 이득이 있는 협동 릴레이 노드를 선택하여 직접 경로와 릴레이 경로의 복수의 경로를 사용함으로써 위상 비동기 협동 릴레이를 적용하는 센서네트워크 환경하에서 직접적으로 통신하는 경우대비 적은 에너지를 사용하여 무선 센서 네트워크 내에서 효율적으로 통신이 이루어 질 수 있음을 분석을 통해 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.54-56
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• 2015

본 논문은 두 노드가 하나의 중계기를 통하여 서로 데이터를 주고받는 양방향 중계 네트워크에서 중계기의 안테나의 개수가 2개 이상인 다중 안테나 환경을 고려하여 물리계층 네트워크 코딩 기법을 제안한다. 본 논문에서는 양방향 중계 채널에서 다중접속구간 (multiple access phase)에서의 성능에 집중한다. 본 논문에서는 무선 통신 채널을 송신 노드에서 미리 알지 못하는 경우를 고려하고 무선채널이 시간에 따라 독립적으로 변하는 Fast fading 환경을 고려한다. 수신단에서는 채널 상태 정보를 이용하여 각 심벌을 최대 우도비기반의 신호 복호기법을 이용하고 채널부호화기법으로는 Convolutional Codes를 이용한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 중계기의 안테나의 개수가 증가함에 따라 비트 오류 확률의 성능이 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권7A호
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• pp.562-567
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• 2009

본 논문에서는 여러 송수신 안테나를 갖는 송신기(source node), 중계기(relay node), 수신기(destination node)로 구성된 두 홉(two-hop) 빔포밍(beamforming) 중계 시스템을 고려한다. 송수신 심벌간 평균제곱오차(mean square error: MSE)를 최소화하는 송수신기 빔포밍 벡터와 중계기 가중치 행렬을 설계한다. 이때, 송신기 또는 중계기에 송신 전력을 줄이기 위하여, 국소(local)부동식전력제약(inequality power constraint)을 사용한다. 제약식이 있는 평균제곱오차 최소화 문제는 라그랑즈(Lagrange) 방법을 써 제약식이 없는 최적화 문제로 바꿀 수 있고, Karush-Kuhn-Tucker (KKT) 조건으로부터 그 해를 얻을 수 있다. 제안한 중계 시스템에 송신기와 중계기 송신전력을 각각 국소부동식으로 제약하여, 그 결과 두 홉에 채널 상태가 다를 경우, 최대 신호대잡음비(signal-to-noise ratio: SNR)를 얻는 기존 방식과 대등한 성능을 내며, 동시에 송신기 또는 중계기 송신 전력을 줄일 수 있다. 이를 모의실험을 통해 확인하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제10권4호
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• pp.371-383
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• 2008

Application of network coding in wireless two-way relay channels (TWRC) has received much attention recently because its ability to improve throughput significantly. In traditional designs, network coding operates at upper layers above (including) the link layer and it requires the input packets to be correctly decoded. However, this requirement may limit the performance and application of network coding due to the unavoidable fading and noise in wireless networks. In this paper, we propose a new wireless network coding scheme for TWRC, which is referred to as soft network coding (SoftNC), where the relay nodes applies symbol-by-symbol soft decisions on the received signals from the two end nodes to come up with the network coded information to be forwarded. We do not assume further channel coding on top of SoftNC at the relay node (channel coding is assumed at the end nodes). According to measures of the soft information adopted, two kinds of SoftNC are proposed: amplify-and-forward SoftNC (AF-SoftNC) and soft-bit-forward SoftNC (SBF-SoftNC). We analyze the both the ergodic capacity and the outage capacity of the two SoftNC schemes. Specifically, analytical form approximations of the ergodic capacity and the outage capacity of the two schemes are given and validated. Numerical simulation shows that our SoftNC schemes can outperform the traditional network coding based two-way relay protocol, where channel decoding and re-encoding are used at the relay node. Notable is the fact that performance improvement is achieved using only simple symbol-level operations at the relay node.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.671-676
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• 2015

협력네트워크는 중계기를 이용하여 데이터를 전송함으로서 음영지역을 해소하고 가상의 다중입출력 구성을 통해 통신성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 송신기와 중계기 사이에서는 동기변조 방식을 이용하고 중계기와 수신기 사이에서는 차등변조 방식을 이용하는 부분차등변조 방식을 적용한 협력네트워크의 성능을 중계기의 위치에 따라 분석한다. 성능분석은 송신기와 수신기사이의 직접파가 존재하는 시스템과 존재하지 않는 시스템 두 가지를 고려하는데, 직접파는 차등변조 방식을 적용한다. 또한 전체시스템이 차등변조 방식을 이용했을 경우에 중계기 위치에 따른 성능을 부분차등변조 방식과 비교한다. 시스템의 성능은 송신기와 수신기 사이의 심벌오류율을 이용한다.