• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권9호
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• pp.3276-3292
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• 2015

Relay-assisted D2D communication extends the communication range of the D2D pairs and helps users to form D2D pairs effectively. However, due to the introduction of the multi-hop relaying, the D2D communication has to occupy extra transmission time, which may decrease the efficiency of the communication system. In this paper, we propose a scheme to make node receive D2D signal and BS signal at overlapping time to improve the spectrum efficiency according to ZigZag decoding and successive-interference-cancellation (SIC). In this way, more data can be delivered during the same duration, thus the network throughput can be further improved. Numerical results verify the performance improvement of the proposed scheme when compared with a baseline scheme. Moreover, we expand the proposed scheme from one-hop relay scenario to multi-hop relay scenario.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권11호
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• pp.5253-5270
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• 2016

With device-to-device (D2D) communications, an inactive user terminal can be utilized as a relay node to support multi-hop communication so that connective experience of the cell-edge user as well as the capacity of the whole system can be significantly improved. In this paper, we investigate the spectrum sharing for a cooperative relay assisted D2D communication underlying a cellular network. We formulate a joint relay selection and channel assignment problem to maximize the throughput of the system while guaranteeing the quality of service (QoS) requirements of cellular users (CUs) and D2D users (DUs). By exploiting coalition formation game theory, we propose two algorithms to solve the problem. The first algorithm is designed based on merge and split rules while the second one is developed based on single user's movement. Both of them are proved to be stable and convergent. Simulation results are presented to show the effectiveness of the proposed algorithms.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.29-37
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• 2020

본 논문에서는 중계기를 활용하여 직교 블록 부호화된 SSB (Single side band) SFBC (Space frequency block code) SC (Single carrier)-FDMA (Frequency division multiple access) 시스템을 제안하고, 수신국과 중계기 간의 SNR (Signal-to-noise power ratio)값을 기준으로 SSB SFBC SC-FDMA 시스템 성능을 측정한다. 잘 알려진 바와 같이. 중계기의 복원된 전송 신호를 이용하여 블록 부호를 생성한 후 수신국으로 재전송함으로써 중계기 기반 전송 시스템의 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 SSB 시스템의 켤레 복소수 대칭 특성을 이용하여 블록 부호를 구현하도록 제안함으로써 시스템 계산 복잡도는 크게 증가시키지 않으면서 중계기 기반의 SSB SC-FDMA 전송 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서 제안한 다중 중계기 기반의 SSB SFBC SC-FDMA 전송 시스템의 SNR 성능이 단일 중계기를 활용한 SSB SC-FDMA 전송 시스템보다 10^-2 SER(Symbol error rate) 수준에서 4 dB 이상 향상되는 것을 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권6호
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• pp.1996-2013
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• 2015

This paper considers a scenario that more D2D users exist in the cell, they compete for cellular resources to increase their own data rates, which may cause transmission interference to cellular users (CU) and the unfairness of resource allocation. We design a resource allocation scheme for selfish D2D users assisted by cooperative relay technique which is used to further enhance the users' transmission rates, meanwhile guarantee the QoS requirement of the CUs. Two transmission modes are considered for D2D users: direct transmission mode and cooperative relay transmission mode, both of which reuses the cellular uplink frequency resources. To ensure the fairness of resource distribution, Nash bargaining theory is used to determine the transmission mode and solve the bandwidth allocation problem for D2D users choosing cooperative relay transmission mode, and coalition formation game theory is used to solve the uplink frequency sharing problem between D2D users and CUs through a new defined "Selfish order". Through theoretical analysis, we obtain the closed Nash bargaining solution under CUs' rate constraints, and prove the stability of the formatted coalition. Simulation results show that the proposed resource allocation approach achieves better performance on resource allocation fairness, with only little sacrifice on the system sum rates.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권4호
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• pp.371-380
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• 2013

셀룰러 인프라 구조에 기반하여 셀룰러 스펙트럼을 공유하여 사용하는 D2D (Device-to-Device) 통신은 몇 가지 장점이 있지만, 셀룰러 네트워크 사용자와 동일한 자원을 사용하므로 간섭이 생기는 큰 문제점이 있다. 특히, 다중 셀에서 셀 경계 D2D 사용자와 셀룰러 사용자 간의 간섭 문제는 셀의 중심부에서보다 훨씬 강도가 높게 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 인접한 셀들의 중심에 위치한 SRN (Shared Relay Node)이 셀룰러 링크와 D2D 링크 사이에 발생하는 간섭을 효율적으로 관리하는 새로운 방식을 제안한다. 제안하는 SRN은 기존 Type II 릴레이와 같이 데이터 재전송 역할을 수행할 뿐만 아니라, 추가적으로 간섭 관리를 위한 기능을 수행하기 때문에 몇 가지 기능이 새롭게 정의된다. 셀룰러 링크와 D2D 링크 사이에 간섭 관리를 위한 구체적인 방법으로 본 논문에서는 셀 경계영역 사용자들의 간섭 회피를 위한 SRN 기반 자원할당 방법을 제안하고 이들의 성능을 모의실험을 통해 검증하였다.

• ETRI Journal
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• 제46권2호
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• pp.184-193
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• 2024

This paper presents the performance evaluation of an amplify-and-forward (AF) relay-assisted multiuser multiple input-multiple output (MU-MIMO) downlink transmission system for correlated fading channels. The overall system performance was improved by incorporating a double-quadrature spatial modulation (DQSM) scheme. The bit error rate (BER) performance and detection complexity of the AF-MU-MIMO-DQSM system were analyzed and compared with those of a conventional AF-MU-MIMO system under the same conditions and parameters. The results showed that the correlated fading channel severely affected the performance of systems with higher spectral efficiency (SE). Considering an SE of 12 bpcu/user, the AF-MU-MIMO-DQSM system yielded a gain of up to 3 dB in BER performance compared with that of its conventional counterpart for the analyzed cases. In terms of detection complexity, the AF-MU-MIMO-DQSM system showed a reduction of up to 56 % compared with that of the conventional system for the optimal maximum likelihood detection criterion.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.5776-5782
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• 2014

음영 지역 해소 및 셀 커버리지 확대를 위하여 중계기를 활용하는 이동 통신 시스템이 널리 연구되고 있다. 본 논문에서는 중계기를 통해 다중 경로가 확보된 음영 지역에서 주파수 공간 블록 부호를 적용한 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 전송 시스템을 제안하고, 중계기와 수신국 간의 신호 대 잡음 비를 기준으로 음영 지역을 위한 SC-FDMA 시스템의 성능을 비교한다. 중계기에서 복원된 전송 신호에 대하여 주파수 공간 블록 부호를 적용하여 재전송함으로서 중계기 기반 SC-FDMA 시스템의 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 본 논문에서 제안된 주파수 공간 블록 부호화 중계기 기반 SC-FDMA 시스템의 신호 대 잡음 비 성능이 단일 중계기 기반 SC-FDMA 시스템보다 $10^{-2}$ 심볼 오류율 수준에서 약 5 dB 개선됨을 실험을 통해 확인할 수 있다.