• Journal of Communications and Networks
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• 제11권2호
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• pp.157-165
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• 2009

In this paper, we investigate a dynamic spectrum sharing problem for the centralized uplink cognitive radio networks using orthogonal frequency division multiple access. We formulate a large-scale joint rate and power allocation as an optimization problem under quality of service constraint for secondary users and interference constraint for primary users. We also suggest admission control to nd a feasible solution to the optimization problem. To implement the resource allocation on a large-scale, we introduce a notion of using the conservative factors $\alpha$ and $\beta$ depending on the outage and violation probabilities. Since estimating instantaneous channel gains is costly and requires high complexity, the proposed algorithm pursues a practical and implementation-friendly resource allocation. Simulation results demonstrate that the large-scale joint rate and power allocation incurs a slight loss in system throughput over the instantaneous one, but it achieves lower complexity with less sensitivity to variations in shadowing statistics.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권8호
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• pp.2590-2606
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• 2014

A problem related to deployment of femtocells is how to manage access of users to radio resources. On one hand, all resources of the femtocell can be reserved for users belonging to a closed subscriber group (CSG), which is a set of users defined by a femtocell subscriber. This approach, known as closed access, however, increases interference to users not included in the CSG as those users do not have a permission to access this femtocell. Contrary, resources can be shared by all users with no priority in an open access mode. In this case, the femtocell subscriber shares radio as well as backhaul resources with all other users. Thus, throughput and quality of service of the subscriber and the CSG users can be deteriorated. To satisfy both the CSG as well as non-CSG users, a hybrid access is seen as a compromise. In this paper, we propose a new approach for sharing radio resources among all users. As in common cases, the CSG users have a priority for usage of a part of resources while rest of the resources is shared by all users proportionally to their requirements. As the simulation results show, the proposed resource sharing scheme significantly improves throughput of the CSG users and their satisfaction with granted bitrates. At the same time, throughput and satisfaction of the non-CSG users is still guaranteed roughly at the same level as if conventional sharing schemes are applied.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권10호
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• pp.4738-4758
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• 2017

Resource allocation plays a crucial role in multiuser multiple input multiple output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) systems to improve overall system performance. While previously proposed resource allocation algorithms are mainly designed from the point of view of the information-theoretic, we formulate the resource allocation problem as an average bit error rate (BER) minimization problem subject to a total power constraint when considering employing realistic MIMO detection techniques. Subsequently, we derive the optimal subcarrier and power allocation algorithms for three types of well-known MIMO detectors, including the maximum likelihood (ML) detector, linear detectors, and successive interference cancellation (SIC) detectors. To reduce the complexity, we also propose a two-step suboptimal algorithm that separates subcarrier and power allocation for each detector. We also analyze the diversity gain of the proposed suboptimal algorithms for various MIMO detectors. Simulation results confirm that the proposed suboptimal algorithm for each detector can achieve a comparable performance with the optimal allocation with a much lower complexity. Moreover, it is shown that the suboptimal algorithms perform better than the conventional algorithms that are known in the literature.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제12권2호
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• pp.109-115
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• 2014

This paper presents a concurrent channel time allocation scheme used in the reservation period for concurrent transmissions in 60-GHz wireless personal area networks (WPANs). To this end, the proposed resource allocation scheme includes an efficient method for creating a concurrent transmission group by using a table that indicates whether individual streams experience interference from other streams or not. The coordinator device calculates the number of streams that can be concurrently transmitted with each stream and groups them together on the basis of the calculation result. Then, the coordinator device allocates resources to each group such that the streams belonging to the same group can transmit data concurrently. Therefore, when the piconet coordinator (PNC) allocates the channel time to the individual groups, it should allow for maximizing the overall capacity. The performance evaluation result demonstrates that the proposed scheme outperforms the random grouping scheme in terms of the overall capacity when the beamwidth is $30^{\circ}C$ and the radiation efficiency is 0.9.

• ETRI Journal
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• 제44권3호
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• pp.400-412
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• 2022

In cognitive radio networks (CRNs), the computational complexity of resource allocation algorithms is a significant problem that must be addressed. However, the high computational complexity of the optimal solution for tackling resource allocation in CRNs makes it inappropriate for use in practical applications. Therefore, this study proposes a power-based pricing algorithm (PPA) primarily to reduce the computational complexity in downlink CRN scenarios while restricting the interference to primary users to permissible levels. A two-stage approach reduces the computational complexity of the proposed mathematical model. Stage 1 assigns subcarriers to the CRN's users, while the utility function in Stage 2 incorporates a pricing method to provide a power algorithm with enhanced reliability. The PPA's performance is simulated and tested for orthogonal frequency-division multiplexing-based CRNs. The results confirm that the proposed algorithm's performance is close to that of the optimal algorithm, albeit with lower computational complexity of O(M log(M)).

• 한국통신학회논문지
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• 제32권2C호
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• pp.95-112
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• 2007

다중 안테나 기술의 공간 다중화 방식은 다수의 송신 안테나가 서로 다른 데이터를 전송함으로써 시스템의 동일한 대역폭을 이용하여 높은 데이터 전송률을 제공하는 기술로서, 심볼간 간섭 (ISI : Inter-Symbol Interference)과 주파수 선택적 페이딩 (Frequency Selective Fading)에 강인한 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)과 함께 사용된다. 하지만, OFDM은 고속 이동환경에서 서브 캐리어간의 직교성이 유지되지 않아 서브캐리어간의 간섭 (ICI : Inter-Carrier Interference)으로 인하여 시스템의 성능 열화가 발생한다. 본 논문에서는 ICI와 다중 안테나간의 상관도에 의한 CAI (Co-Antenna Interference)의 발생 원인과 그에 따른 성능 열화를 해석적으로 분석하고, 고속 이동환경에서 MIMO-OFDM 수신기의 QoS를 만족시키기 위한 ICI의 제거 방법으로 저복잡도의 HIC와 데이터 전송률을 저하시키지 않는 CIR (Channel Impuse Response) 추정 방법을 제안한다. 그리고 SCM-E Sub-urban Macro MIMO 채널에서의 모의 실험을 통해, ICI와 CAI에 의한 성능 열화 분석 결과와 모의 실험 결과가 일치하는 것을 검증하고, 고속 이동환경에서 HIC를 적용한 MIMO-OFDM 시스템의 성능이 향상되는 것을 보인다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권4호
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• pp.95-103
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• 2009

본 논문에서는 기지국 간 협조적 전송을 통해 다중 사용자 MIMO 이동통신 시스템에서 신호 대 간섭 및 잡음비(Signal-to-Interference plus Noise Ratio; SINR)를 최대화하기 위한 송수신 빔포밍 벡터를 생성하는 방법을 제안한다. 다중 사용자 MIMO 이동통신 시스템의 성능에 영향을 주는 간섭 신호로는 기지국 간 협조적 전송을 통해 신호를 전송하는 사용자 들 간 간섭 신호 성분 및 협조적 신호 전송에 참여하지 않는 기지국으로부터의 간섭 신호 성분이 있다. 제안하는 기법은 다중 사용자 간 간섭은 블록 대각화 기법(Block Diagonalization; BD)을 활용하여 제거하고, 협조적 신호전송에 참여하지 않는 기지국으로부터의 간섭 신호는 간섭 신호의 통계적 정보를 활용한 최적 결합(Optimal Combining; OC) 기반의 수신 빔포밍 벡터 및 송신 빔포밍 벡터를 생성함으로써 완화 시킨다. 또한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 협조적 신호 전송에 참여하지 않는 기지국 간섭 신호의 통계적 정보를 송수신단 빔포밍 벡터를 생성하는데 활용하는 제안 방식의 평균 SINR 측면에서의 성능이득을 기존의 통계적 정보를 활용하지 않거나 수신단에서만 활용하는 방식들과 비교하여 검증한다. 성능평가를 위해 안테나 간 독립적인 채널뿐만 아니라 상관도가 존재하는 채널에서도 실험을 수행하여 제안 방식이 실제 채널에서 사용될 때에 발생할 수 있는 성능열화에 대한 정량적인 수치를 제시며, 또한 제안 방식이 안테나 간 상관도가 존재하는 경우에 강건한 성능을 보임을 검증한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권7호
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• pp.1533-1546
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• 2013

Wireless multicast is considered as an effective transmission mode for the future mobile social contact services supported by Long Time Evolution (LTE). Though wireless multicast has an excellent resource efficiency, its performance suffers deterioration from the channel condition and wireless resource availability. Cognitive Radio (CR) and Device to Device (D2D) are two solutions to provide potential resource. However, resource allocation for cognitive wireless multicast based on D2D is still a great challenge for LTE social networks. In this paper, a joint sub-carriers and power allocation model based on D2D for general cognitive radio multicast (CR-D2D-MC) is proposed for Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) LTE systems. By opportunistically accessing the licensed spectrum, the maximized capacity for multiple cognitive multicast groups is achieved with the condition of the general scenario of imperfect spectrum sensing, the constrains of interference to primary users (PUs) and an upper-bound power of secondary users (SUs) acting as multicast source nodes. Furthermore, the fairness for multicast groups or unicast terminals is guaranteed by setting a lower-bound number of the subcarriers allocated to cognitive multicast groups. Lagrange duality algorithm is adopted to obtain the optimal solution to the proposed CR-D2D-MC model. The simulation results show that the proposed algorithm improves the performance of cognitive multicast groups and achieves a good balance between capacity and fairness.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권4호
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• pp.750-757
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• 2017

최근 스마트폰과 모바일 단말의 수가 증가함으로서 모바일 인터넷 트래픽도 급격하게 증가하였다. D2D(Device to Device)는 급격한 인터넷 트래픽을 해결하기 위한 방법으로 주목받고 있다. D2D는 기지국이 해결해야하는 많은 트래픽 오버헤드를 줄여주고 네트워크 성능을 향상시켜준다. 그러나 D2D는 간섭이 증가하면 증가할수록 효율이 감소하는 문제를 가지고 있다. 이 논문은 업 링크 셀룰러 네트워크 환경에서 자원을 공유할 때 셀룰러의 자원효율을 높힐 수 있는 자원할당 알고리즘을 제안한다. eNB가 모든 단말의 위치를 알고 있을 때 D2D 통신은 위치 정보를 활용하여 자원할당을 한다. 제안된 기법은 D2D의 성능을 보장하기 위해 위치정보를 통하여 셀룰러 단말의 일부를 선택하게 된다. 그리고 선택된 단말만을 이용하여 자원할당을 할 단말을 찾기 시작한다. 시뮬레이션 결과에서는 D2D 성능을 최대한으로 보장하기 위해 단말 선택의 최적 값을 찾아보고 다른 자원할당기법과 비교를 해 보았다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권3호
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• pp.1-9
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• 2006

미래형 이동통신 시스템에서 셀 경계와 같이 반송파댄간섭전력비 (Carrier-to-Interference Ratio; CIR)가 낮은 열악한 채널 환경에서 하향링크 실시간 트래픽의 전송 성능 개선을 위한 Beanforming 기반 MIMO-OFDMA (Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템을 제안한다. 우선 기본적인 MIMO-OFDM 시스템의 성능 향상을 위해 송신단 MRT (Maximum Ratio Transmission) 및 수신단 MRC (Maximum Ratio Combining) 기법의 연동을 고려하고, 이에 적합하도록 공간 자원 그룹화 기반의 CSI (Channel State Information) 계산법을 이용한 M-GTA-SBA (Modified-Grouped Transmit Antenna-Simple Bit Allocation) 기법을 고려한다 또한 Beamforming 적용으로 인한 상향링크에서의 과도한 궤환 정보량의 감소를 위해 Beam Weight 양자화 기반의 QEGT (Quantized Equal Gain Transmission) 기법을 적용하며, 다중 사용자 환경에서의 효율적인 자원 할당을 위해 P-SRA (Proposed Simple Resource Allocation) 알고리즘을 제안한다. 모의실험 결과, 제안된 시스템은 상향링크의 궤환 정보량을 감안하더라도 H-ARQ IR (Hybrid-Automatic Repeat Request Incremental Redundancy)과 Pseudo-Orthogonal Space Time Block Code를 사용하는 전형적인 개방루프형 MIMO-OFDMA 시스템에 비해 낮은 CIR 영역에서 월등히 개선된 주파수 효율 성능을 보임을 확인하였다.