• 전기전자학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.64-69
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• 2011

본 논문에서는 복호 후 전달(decode-and-forward: DF) 릴레이 시스템에 대한 레일리 페이딩 채널에서의 의사-성능 분석 기법을 제안하였다. 우선, 각 릴레이가 복호 오류 유무에 상관없이 전송하는 경우에 대한 성능분석을 릴레이 노드단의 오류 사건을 기반으로 유도한다. 분석된 성능 분석 결과를 통하여 각 릴레이 단의 복호 오류가 수신 SNR 및 평균 오류율 성능 저하를 야기할 수 있음을 확인한다. 또한 제안된 분석 기법을 복호 오류가 없는 경우에만 전송하는 SDF의 경우로 확장함으로써 제안된 분석 기법이 DF 릴레이 시스템에 대한 일반적인 성능 분석 기법임을 확인한다. 그리고 제안된 분석기법의 정확성은 모의실험을 통하여 비교 검증되었다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권1호
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• pp.84-92
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• 2015

Multi-hop relay networks have been widely considered as a promising solution to extend the coverage area and to reduce the deployment cost by deploying the relay stations (RSs) in mobile communication systems. Suitable deployment for the RSs is one of the most important features of the demand nodes (DNs) to obtain a high data transmission rate in such systems. Considering a tradeoff among the network throughput, the deployment budget, and the overall coverage of the systems, efficient RS deployment schemes and corresponding algorithms must be developed and designed. A novel cluster-based RS deployment scheme is proposed in this paper to select the appropriate deployment locations for the relay stations from the candidate positions. To make an ideal cluster distribution, the distances between the DNs are calculated when deploying the RSs. We take into account the traffic demands and adopt a uniform cluster concept to reduce the data transmission distances of the DNs. On the basis of the different candidate positions, the proposed scheme makes an adaptive decision for selecting the deployment sites of the RSs. A better network throughput and coverage ratio can be obtained by balancing the network load among the clusters. Simulation results show that the proposed scheme outperforms the previously known schemes in terms of the network throughput and the coverage ratio. Additionally, a suitable deployment budget can be implemented in multi-hop relay networks.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권3호
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• pp.1111-1130
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• 2016

Cooperative communications can significantly improve the wireless transmission performance with the help of relay nodes. In cooperative communication networks, relay selection and power allocation are two key issues. In this paper, we propose a relay selection and power allocation scheme RS-PA-PSACO (Relay Selection-Power Allocation-Particle Swarm Ant Colony Optimization) based on PSACO (Particle Swarm Ant Colony Optimization) algorithm. This scheme can effectively reduce the computational complexity and select the optimal relay nodes. As one of the swarm intelligence algorithms, PSACO which combined both PSO (Particle Swarm Optimization) and ACO (Ant Colony Optimization) algorithms is effective to solve non-linear optimization problems through a fast global search at a low cost. The proposed RS-PA-PSACO algorithm can simultaneously obtain the optimal solutions of relay selection and power allocation to minimize the SER (Symbol Error Rate) with a fixed total power constraint both in AF (Amplify and Forward) and DF (Decode and Forward) modes. Simulation results show that the proposed scheme improves the system performance significantly both in reliability and power efficiency at a low complexity.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권4호
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• pp.1-8
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• 2012

본 논문에서는 레일리 페이딩 환경에서 OAF (opportunistic amplify-and-forward) 릴레이 전송 기법의 정확한 성능을 제시하는 새로운 분석 기법에 대해서 알아본다. 이를 위해 집합 연산 기반의 선택될 확률을 활용한다. 이를 기반으로 OAF 릴레이 전송기법의 수정된 MGF(modified moment generating function)를 제안한다. 제안된 MGF 를 바탕으로 OAF 릴레이 전송 기법의 특성을 정확하게 표현해주는 M-ary Phase Shift Keying (MPSK) 심볼 오류 확률을 제안한다. 모의 실험 결과를 통해서 제안된 심볼 오류 확률의 정확함을 확인한다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권5호
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• pp.1029-1039
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• 2013

To avoid undesirable disconnection of healthy wind generators (WGs) or a wind power plant, a WG protection relay should discriminate among faults, so that it can operate instantaneously for WG, connected feeder or connection bus faults, it can operate after a delay for inter-tie or grid faults, and it can avoid operating for parallel WG or adjacent feeder faults. A WG protection relay based on the positive- and negative-sequence fault components is proposed in the paper. At stage 1, the proposed relay uses the magnitude of the positive-sequence component in the fault current to distinguish faults requiring non-operation response from those requiring instantaneous or delayed operation responses. At stage 2, the fault type is first determined using the relationships between the positive- and negative-sequence fault components. Then, the relay differentiates between instantaneous operation and delayed operation based on the magnitude of the positive-sequence fault component. Various fault scenarios involving changes in position and type of fault and faulted phases are used to verify the performance of the relay. This paper concludes by implementing the relay on a hardware platform based on a digital signal processor. Results indicate that the relay can successfully distinguish the need for instantaneous, delayed, or non-operation.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제11권3호
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• pp.40-47
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• 2012

듀얼 홉 중계 시스템에서 기존의 부분 중계 노드 선택 기법은 첫 번째 홉에 대한 채널 정보만을 이용하여 중계 노드를 선택한다. 반면에, 효율적인 부분 중계 노드 선택 기법은 종단간 링크 품질과 두 홉 중 평균 채널 전력이 작은 홉에 대한 링크 품질과의 상관 계수가 다른 홉에 대한 링크 품질과의 상관 계수 보다 큼을 이용하여 각각의 중계 노드에 대한 종단간 링크에서 첫 번째 홉과 두 번째 홉 중 평균 채널 전력이 작은 홉에 대한 채널 정보를 이용하여 중계 노드를 선택한다. 본 논문에서는 듀얼 홉 디코딩 후 전달 중계 시스템에서 기존의 부분 중계 노드 선택 기법 및 효율적인 부분 중계 노드 선택 기법에 대한 아웃티지 확률을 비균일 분포를 갖는 레일레이 페이딩 채널 하에서 분석한다. 또한, 수치적 결과를 통해 효율적인 부분 중계 노드 선택 기법, 기존의 부분 중계 노드 선택 기법, 두 홉에 대한 모든 채널 정보를 이용하는 중계 노드 선택 기법의 아웃티지 성능을 비교한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.520-526
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• 2018

본 논문에서는 다수의 중계 노드들과 목적지 노드들을 갖는 중첩 전송 기반의 무선 협력 멀티캐스트 통신 시스템을 고려하여, 멀티캐스트 통신의 데이터 전송률을 향상시키기 위한 중계 노드 선택 기법을 제안한다. 또한, 제안하는 중계 노드 선택 기법의 데이터 전송률을 극대화하기 위하여 중첩 전송시 최적의 전력 할당 계수를 이용한다. 중계 노드 선택 기법을 제안하기 위하여 중첩 전송 기반의 무선 협력 멀티캐스트 통신 시스템의 데이터 전송률의 근사식을 유도하고, 그 근사식을 토대로 부분적인 채널 상태 정보만을 이용하는 중계 노드 선택 기법을 제안한다. 또한, 제안하는 중계 노드 선택 기법에 대한 근사적인 평균 데이터 전송률을 유도한다. 수치적 결과에서, 제안하는 중계 노드 선택 기법과 전체 채널 상태 정보를 이용하는 최적의 중계 노드 선택 기법에 대한 평균 데이터 전송률을 비교하여, 높은 신호 대 잡음 전력비의 영역에서 제안하는 중계 노드 선택 기법이 최적의 중계 노드 선택 기법과 매우 유사한 성능을 제공함을 확인한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.75-81
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• 2009

차세대 셀룰러 시스템은 중계기를 이용한 다중 홉 전송을 사용함으로써 신호의 전달 거리가 감소하고 이를 통한 전송률을 증대시킨다. 그러나 다중 홉 전송을 이용한 전달 거리 감소는 외부 셀 입장에서 간섭량의 증가를 의미하기 때문에 중계기의 위치는 셀룰러 시스템 성능에 영향을 줄 수 있다. 본 논문에서는 중계기의 전송 전력과 위치에 따른 간섭량의 변화를 고려하여 최대의 전송률을 내기 위한 중계기 위치를 결정한다. 중계기 위치 결정을 위한 조건은 수학적인 모델로 분석되었고 모의실험 결과를 통해서 그 성능을 검증하였다. 본 논문의 분석에 따르면 하나의 셀의 평균 오수신 확률을 최소화 시킬 수 있는 중계기 설치 지점과 중계기 전송 전력이 존재하며, 주파수 재사용에 따른 셀들 간 간섭이 심각하지 않은 상황에서 중계기는 평균 오수신 확률을 감소시켜줌으로써 셀 용량 증대에 기여하였다. 반면 셀간 간섭이 심각한 경우 중계기의 사용은 오히려 해당 셀의 오수신 확률을 증가시키므로 지양해야 한다는 결론에 도달하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권8호
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• pp.2894-2909
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• 2015

As the number of mobile devices such as smart phones and tablets explodes, the need for new services or applications is also rapidly increasing. Smart class application is one of the emerging applications, in which most of contents are distributed to all members of a class simultaneously. It is highly required to select relay nodes to cover shadow area of radio as well as extend coverage, but existing algorithms in a smart class environment suffer from high control packet overhead and delay for exchanging topology information among all pairs of nodes to select relay nodes. In addition, the relay selection procedure should be repeated in order to adapt to the dynamic topology changes caused by link status changes or device's movement. This paper proposes the learning based relay selection algorithm to overcome aforementioned problems. The key idea is that every node keeps track of its relay quality in a fully distributed manner, where RQI (Relay Quality Indicator) is newly defined to measure both the ability of receiving packets from content source and the ability of successfully relaying them to successors. The RQI of each node is updated whenever it receives or relays broadcast packet, and the node having the higher RQI is selected as a relay node in a distributed and run-time manner. Thus, the proposed algorithm not only removes the overhead for obtaining prior knowledge to select relay nodes, but also provides the adaptability to the dynamic topology changes. The network simulation and experimental results prove that the proposed algorithm provides efficient and reliable content distribution to all members in a smart class as well adaptability against network dynamics.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권9호
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• pp.1513-1527
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• 2011

This paper investigates the capacity rate problems for a joint decode-and-forward (JDF) based two-way relaying with network coding. We first characterize the achievable rate region for a conventional three-node network scenario along with the calculation of the corresponding maximal sum-rate. Then, for the goal of maximizing the system sum-rate, opportunistic relay selection is examined for multi-relay networks. As a result, a novel strategy for the implementation of relay selection is proposed, which depends on the instantaneous channel state and allows a single best relay to help the two-way information exchange. The JDF scheme and the scheme using relay selection are analyzed in terms of outage probability, after which the corresponding exact expressions are developed over Rayleigh fading channels. For the purpose of comparison, outage probabilities of the amplify-and-forward (AF) scheme and those of the scheme using relay selection are also derived. Finally, simulation experiments are done and performance comparisons are conducted. The results verify that the proposed strategy is an appropriate method for the implementation of relay selection and can achieve significant performance gains in terms of outage probability regardless of the symmetry or asymmetry of the channels. Compared with the AF scheme and the scheme using relay selection, the conventional JDF scheme and that using relay selection perform well at low signal-to-noise ratios (SNRs).