• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권11호
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• pp.5282-5300
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• 2017

Multi-hop cellular networks (MCNs) reduce the transmit power and improve the system performance. Recently, several research studies have been conducted on MCNs. The mobile relay selection scheme is a rising issue in the design of MCNs that achieves these advantages. The conventional opportunistic relaying (OR) is performed on the single factor for maximum signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR). In this paper, a comprehensive OR scheme based on Bi-Target is proposed to improve the system throughput and reduce the relay handover by constraining the amount of required bandwidth and SINR. Moreover, the proposed algorithm captures the variability and the mobility that makes it more suitable for dynamic real scenarios. Numerical and simulation results show the superiority of the proposed algorithm in both enhancing the overall performance and reducing the handover.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.21-27
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• 2019

본 논문에서는 다수의 중계기가 존재하는 복호 후 재전송 기반의 협력 통신 시스템에서 부분적인 중계기 선택 기법을 사용 했을 때의 보안 불능 확률을 연구한다. 수신 노드와 도청 노드는 각각 송신 노드와 중계 노드 모두에서 신호를 수신한다고 가정한다. 수신된 두 신호는 MRC 기법을 사용하여 다이버시티 이득을 얻는데 이용된다. 본 논문에서는 다수의 중계기가 존재하는 시스템의 보안 불능 확률 식을 계산하고, 그 식이 타당한지 증명하기 위해서 이론값과 모의실험 결과값을 비교한다. 중계기의 수에 따라 보안 불능 확률이 어떻게 변하는지를 모의실험 결과를 통해 도출한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권3호
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• pp.273-288
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• 2010

In this paper, we propose a cooperative multi-relay scheme for a secondary system to achieve spectrum access along with a primary system. In the primary network, a primary transmitter (PT) transmits the primary signal to a primary receiver (PR). In the secondary network, N secondary transmitter-receiver pairs (ST-SR) selected by a centralized control unit (CCU) are ready to assist the primary network. In particular, in the first time slot, PT broadcasts the primary signal to PR, which is also received by STs and SRs. At STs, the primary signal is regenerated and linearly combined with the secondary signal by assigning fractions of the available power to the primary and secondary signals respectively. The combined signal is then broadcasted by STs in a predetermined order. In order to achieve diversity gain, STs, SRs and PT will combine received replicas of the primary signal, using selection combining technique (SC). We derive the exact outage probability for the primary network as well as the secondary network. The simulation results are presented to verify the theoretical analyses.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권3호
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• pp.364-374
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• 2016

With vast amounts of spectrum available in the millimeter wave (mmWave) band, small cells at mmWave frequencies densely deployed underlying the conventional homogeneous macrocell network have gained considerable interest from academia, industry, and standards bodies. Due to high propagation loss at higher frequencies, mmWave communications are inherently directional, and concurrent transmissions (spatial reuse) under low inter-link interference can be enabled to significantly improve network capacity. On the other hand, mmWave links are easily blocked by obstacles such as human body and furniture. In this paper, we develop a multi-hop relaying transmission (MHRT) scheme to steer blocked flows around obstacles by establishing multi-hop relay paths. In MHRT, a relay path selection algorithm is proposed to establish relay paths for blocked flows for better use of concurrent transmissions. After relay path selection, we use a multi-hop transmission scheduling algorithm to compute near-optimal schedules by fully exploiting the spatial reuse. Through extensive simulations under various traffic patterns and channel conditions, we demonstrate MHRT achieves superior performance in terms of network throughput and connection robustness compared with other existing protocols, especially under serious blockage conditions. The performance ofMHRT with different hop limitations is also simulated and analyzed for a better choice of the maximum hop number in practice.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권9호
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• pp.4357-4378
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• 2017

In cooperative multi-relay networks, the relay nodes which are selected are very important to the system performance. How to choose the best cooperative relay nodes is an optimization problem. In this paper, multi-relay selection schemes which consider either single objective or multi-objective are proposed based on evolutionary algorithms. Firstly, the single objective optimization problems of multi-relay selection considering signal to noise ratio (SNR) or power efficiency maximization are solved based on the quantum bee colony optimization (QBCO). Then the multi-objective optimization problems of multi-relay selection considering SNR maximization and power consumption minimization (two contradictive objectives) or SNR maximization and power efficiency maximization (also two contradictive objectives) are solved based on non-dominated sorting quantum bee colony optimization (NSQBCO), which can obtain the Pareto front solutions considering two contradictive objectives simultaneously. Simulation results show that QBCO based multi-relay selection schemes have the ability to search global optimal solution compared with other multi-relay selection schemes in literature, while NSQBCO based multi-relay selection schemes can obtain the same Pareto front solutions as exhaustive search when the number of relays is not very large. When the number of relays is very large, exhaustive search cannot be used due to complexity but NSQBCO based multi-relay selection schemes can still be used to solve the problems. All simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed schemes.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권8호
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• pp.651-659
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• 2014

본 논문은 선단 내 해상 통신에서 두 통신 선박이 다중 안테나 릴레이 선박의 도움으로 데이터를 교환하는 양방향 릴레이 네트워크를 고려한다. 상기 네트워크에서 두 통신 선박의 정보 전송률이 다를 때 정보 전송 신뢰도를 높이는 전송률 인지 세 단계 아날로그 네트워크 부호화 기법을 제안한다. 제안 기법은 릴레이에서 직교하게 수신된 각 통신 선박의 신호로부터 향상된 품질의 아날로그 네트워크 부호화 신호를 안테나 수신 전력만을 이용하여 생성함으로써 릴레이를 채널 추정 기능 없이 낮은 복잡도로 구현할 수 있도록 한다. 또한, 제안 기법은 두 통신 선박의 서로 다른 전송률을 고려한 전송률-인지 릴레이 전력 할당 방법을 적용하여 비대칭 전송률을 갖는 데이터 교환의 아웃티지 확률을 크게 줄일 수 있음을 모의실험으로 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.941-950
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• 2011

본 논문에서는 중계기 선택 기법이 적용된 증분 협력 통신의 단-대-단 성능을 분석한다. 일반적인 협력 통신은 1 phase에 송신단(S)에서 전송하는 신호를 수신단(D)이 한 번 수신하고, 2 phase에 중계기(R)로부터 S에서 전송한 신호를 재 전송받게 된다. 이러한 과정을 통해 D는 다이버시티 이득을 얻음으로써 수신 성능이 향상되지만, 두 번에 걸친 전송은 스펙트럼 효율성을 감소시킨다. 하지만 증분형 중계 기법을 적용한 협력 통신에서 D는 1 phase에 수신한 신호만으로 복호에 성공할 수 있다고 판단되면, 두 번째 전송을 생략함으로써 이러한 단점을 보완할 수 있다. 증분형 중계 기법에서 D는 ACK/NACK 메시지를 전송하는 ARQ(Automatic Repeat reQuest) 기법을 이용한다. 본 논문에서는 D가 첫 번째 시간 슬롯에 수신한 신호를 복호할 수 있는지를 판단하기 위해 임계 SNR을 이용한 ARQ 기법과 채널 부호화를 이용한 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 기법과 같이 두 가지 방법을 고려한 시스템에 참여하는 중계기 배치에 따른 성능을 분석하고, 중계기 배치가 성능에 미치는 영향에 대해 연구한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권5A호
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• pp.325-338
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• 2012

본 논문에서는 무선 인지(Cognitive Radio, CR) 기반의 다중 홉 릴레이 전송 환경에서 링크별 가용 주파수 자원을 할당하는 문제를 다룬다. 경로 탐색, 채널 센싱 및 판단, 자원 할당의 3단계 시나리오를 제시하고 컬러 다중 그래프 모델과 시분할 된 프레임 구조를 토대로 서비스 받는 사용자의 수를 최대화하는 최적화 문제로 수학적 모델링을 한다. 이에 대한 해법으로 단말 선택, 릴레이 및 경로 선택 그리고 각 홉별 주파수 자원 선택의 3단계로 구성되는 부 최적화된 종합적 자원관리 방안을 제시한다. 모의실험에서는 홉-별 시분할 된 프레임 구조를 가지는 셀룰러 기반 2차 시스템을 고려하였으며, 다중 홉 통신과 단일 홉 통신 간의 성능을 비교를 통해 무선인지 시스템에서 다중 홉 통신의 필요성을 보였다. 또한 다중 홉 통신 가운데 가장 우수한 홉 수와 그 환경에 대해 살펴보았다.

• 방송공학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.157-162
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• 2010

본 논문에서는 양��향 통신 시스템에서 폐회로 다중 안테나 송수신 (closed-loop multiple-input multiple-output) 기법을 사용하는 적응형 협동 다중 홉 중계 시스템을 제안한다. 중계기와 기지국 사이의 이동성이 낮기 때문에, 폐회로 다중 안테나 송수신 기법은 개회로 다중 안테나 송수신 기법보다 높은 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 이 때, 한 개 이상의 중계 터미널들은 기지국으로 전송을 공유하고 프리코딩 가중치 벡터를 피드백하기 위해 하나의 협동 그룹에 포함되어야 한다. 피드백 비트의 증가로 인한 전송량 감소를 최소화하기 위해 코드북 기반의 최대비 전송 기법을 사용하여 피드백 비트수를 제한한다. 기지국은 협동 중계 그룹 중에서 채널 상태가 가장 좋은 중계기를 선택하고, 프리코딩을 위한 인덱스 값을 중계기에 피드백한다. 이러한 중계 시스템을 위해 피드백 형태와 선택 프로토콜 시나리오를 제안하고, 모의실험을 통해 중계기 선택에 따른 성능을 확인한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권3A호
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• pp.209-216
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• 2005

본 논문은 무선랜 기술을 활용한 초고속 무선인터넷 서비스에서 사용자 단말의 최대 성능을 얻기 위해 효과적으로 AP를 선택하고 연결을 설정하는 방식에 관한 것이다. IEEE 802.11에 기반한 공중 무선랜 환경에서 AP의 탐색과정을 수동형과 능동형으로 분류하고, 본 논문에서는 수동형 AP탐색 과정은 무선랜 접속장치(AP:Access Points) MAC계층에서 단말에 미디어 접근정보를 방송으로 알려주는 비콘(Beacon)프레임을 이용하고, 능동형 AP 탐색과정에서는 AP의 조사응답(Probe Response) 메시지 프레임을 이용하여 무선랜 단말에게 현재 AP에 연결(association)되어 있는 단말 갯수와 처리중인 트래픽량을 알려주는 방식을 제안한다. 단말에서는 RSSI, AP에 연결된 단말의 갯수와 처리하는 트래픽량의 정보를 종합적으로 검토하여 효율면에서 가장 유리한 AP를 선택하여 연결을 설정하면 다수의 사용자가 동시에 사용하는 핫스팟 환경에서도 최대성능을 얻을 수 있으며, 사업자입장에서는 사용자의 분산으로 자원과 망 관리 효율 면에서 상당한 효과가 있음을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.