• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권3호
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• pp.1140-1155
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• 2021

Up to now, many state-of-arts have been proposed for two-way relaying system with linear modulations. The performances of antenna selection (AS) at both transmit and relay nodes need to be investigated in some two-way relaying multiple-input multiple-output (TWRM) systems. In this paper, the goal is focused on the study of nonlinear modulations, i.e., continuous phase modulation (CPM) in TWRM systems. Firstly, the joint phase trellis are simplified by reversed Rimoldi processing so as to reduce the systems' complexity. Then the performances of joint transmit and receive antenna selection (JTRAS) with CPM modulations in two-way relaying MIMO systems are analyzed. More exactly, the pair wise probability (PEP) is used to evaluate the error performance based on the CPM signal matrix, which is calculated in terms of Laurent expression. Since the channels subject to two terminal nodes share common antennas at relay node R in multiple-access scheme, we revise the JTRAS algorithm and compare it to existing algorithm via simulation. Finally, the error performances for various schemes of antenna selection are simulated and compared to the analysis in this paper.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2008년도 추계학술대회
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• pp.31-34
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• 2008

양방향 중계 채널(two-way relay channel)은 2명의 사용자가 중계기(relay)의 도움을 받아 서로 정보를 주고받는 통신 채널이다. 중계기에서는 각각의 사용자로부터 독립적으로 수신한 두 데이터 패킷에 네트워크 코딩 기법을 적용하고, 이를 통해 만든 패킷을 두 사용자에게 동시에 전송한다. 따라서 양방향 중계 채널에서는 기존의 협력 통신에 비해 보다 효율적인 자원의 사용이 가능하다. 한편, 다중 중계기 환경에서의 중계기 선택 기반 전송 방식은 시스템의 전력 제한(power constraint), 전송 패킷의 동기화(synchronization) 문제 등을 고려할 때 다중 중계기 기반 전송 방식보다 우수한 성능을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 양방향 다중 중계기 채널에서 중계기 선택 기법을 제안한다. 양방향 중계 채널에서는 수신한 두 신호의 결합을 위해 중계기에서 네트워크 코딩 기법을 적용함으로써 중계기의 부담이 보다 증가하는 특징이 있다. 또한, 중계기는 신호 전송 시 두 사용자 모두에게 전송하게 되고 이로 인해 두 수신지와의 채널 조건을 모두 고려하여야 한다. 따라서 중계기 선택은 데이터 패킷의 전송이 시작되기 전에 분산된 방식(distributed method)으로 이루어지며, 각각의 사용자와 중계기 간 일시적(instantaneous) 채널 이득을 바탕으로 사용자-사용자 간(end-to-end) 경로 조건의 최대값을 계산하는 메트릭(metric)을 중계기 선택 기준으로 사용한다. 모의실험을 통해 제안된 중계기 선택 기법이 중계기의 개수에 해당하는 다이버시티 이득을 얻을수 있음을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권8C호
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• pp.645-654
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• 2012

본 논문에서는 물리 계층 네트워크 부호화를 적용하는 릴레이의 협력 하에 두 사용자 노드가 두 전송 단계로 데이터를 교환하는 양방향 릴레이 시스템을 고려한다. 이 시스템은 첫 전송 단계에서 두 사용자가 동시에 이진위상변조 심볼을 전송하고, 릴레이 노드는 수신 신호로부터 두 사용자 정보 비트의 배타 합을 복호한 뒤 다시 재변조하여 두 번째 전송 단계에서 방송함으로써, 각 사용자가 상대방 정보를 복호하도록 한다. 이 때 시스템 성능은 나카가미-m 페이딩 채널에서의 사용자 노드가 겪는 평균 최종 심볼 오류율로 살펴보며, 이에 대한 정확한 상한을 닫힌 식으로 유도함으로써 성능을 빠르고 정확하게 제공한다. 성능 평가 결과 본 논문에서 얻은 이론적 상한은 다양한 채널 및 시스템 환경에서 모의실험 결과와 일치함을 볼 수 있다. 또한 분석 결과를 이용하면 다양한 채널 및 시스템 환경에 대한 최적 릴레이 위치와 전력 할당 값 등의 유용한 정보를 빠르게 얻을 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.617-627
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• 2013

NFC, RFID 등의 무선 기술이 발전하면서 기기간의 데이터 전달이 용이해지고 있다. 사용자는 여러 개의 복잡한 비밀번호를 외우고 입력하는 대신 항상 소지하고 있는 카드나 휴대폰을 이용하여 간편하게 자신을 인증함으로써 건물에 출입하거나, 보안 자료에 접근하고, 결제를 할 수 있게 되었다. 그러나 최근 릴레이 공격(relay attack)의 출현으로 편리한 토큰 기반(something you have) 인증의 안전성이 위협받고 있다. 릴레이 공격은 안전한 통신 채널을 가진 두 기기 사이에서도 효과적으로 공격을 성공시킬 수 있고, 공격의 원리가 복잡하지 않아 쉽게 구현이 가능하다. 본 논문에서는 거리 제한 방식(distance bounding)이나 위치 측정 후 비교와 같은 기존 방어 기법과 다른 청각 채널을 통한 릴레이 공격 탐지에 대해 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권3호
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• pp.890-910
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• 2014

This paper investigates the spectrum hole utilization of cooperative schemes for the two-way relaying model in order to improve the utilization efficiency of limited spectrum holes in cognitive radio networks with imperfect spectrum sensing. We propose two specific bidirectional secondary data transmission (BSDT) schemes with two-step and three-step two-way relaying models, i.e., two-BSDT and three-BSDT schemes, where the spectrum sensing and the secondary data transmission are jointly designed. In the proposed cooperative schemes, the best two-way relay channel between two secondary users is selected from a group of secondary users serving as cognitive relays and assists the bi-directional communication between the two secondary users without a direct link. The closed-form asymptotic expressions for outage probabilities of the two schemes are derived with a primary user protection constraint over Rayleigh fading channels. Based on the derived outage probabilities, the spectrum hole utilization is calculated to evaluate the percentage of spectrum holes used by the two secondary users for their successful information exchange without channel outage. Numerical results show that the spectrum hole utilization depends on the spectrum sensing overhead and the channel gain from a primary user to secondary users. Additionally, we compare the spectrum hole utilization of the two schemes as the varying of secondary signal to noise ratio, the number of cognitive relays, and symmetric and asymmetric channels.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권8호
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• pp.3498-3511
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• 2016

We investigate the channel state information (CSI) in multi-input multi-output (MIMO) cooperative networks that employ the amplify-and-forward transmission scheme. Least squares and expectation conditional maximization have been proposed in the system. However, neither of these two approaches takes advantage of channel sparsity, and they cause estimation performance loss. Unlike linear channel estimation methods, several compressed channel estimation methods are proposed in this study to exploit the sparsity of the MIMO cooperative channels based on the theory of compressed sensing. First, the channel estimation problem is formulated as a compressed sensing problem by using sparse decomposition theory. Second, the lower bound is derived for the estimation, and the MIMO relay channel is reconstructed via compressive sampling matching pursuit algorithms. Finally, based on this model, we propose a novel algorithm so called sparsity adaptive expectation maximization (SAEM) by using Kalman filter and expectation maximization algorithm so that it can exploit channel sparsity alternatively and also track the true support set of time-varying channel. Kalman filter is used to provide soft information of transmitted signals to the EM-based algorithm. Various numerical simulation results indicate that the proposed sparse channel estimation technique outperforms the previous estimation schemes.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.2131-2139
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• 2014

본 논문은 무선통신 환경에서 이진 부호화된 네트워크 코딩 기술을 고차원 변조 방식과 결합하는 방식을 다룬다. 기존의 물리계층 네트워크 코딩 기술에서 중계 노드는 2개의 소스 노드에서 수신된 심볼들 사이의 엄격한 전력 제어와 위상 보상을 요구한다. 그러나 무선 페이딩 채널을 고려하면 소스 노드들에서 채널을 미리 알고 보상하는 것은 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 중계노드에서 수신단 채널 정보만을 이용하는 네트워크 코딩 수신 기법을 고려한다. 특히, 각 소스 노드들이 QPSK, 16QAM 등과 같은 고차원 변조방식을 사용했을 경우 사용할 수 있는 수신 기법을 제안하고, 채널 부호화 기법이 적용되었을 경우와 적용되지 않았을 경우에 대하여 그 성능을 분석한다.