• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권6호
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• pp.2697-2710
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• 2018

Owing to the development of Internet of Things (IoT), the fifth-generation (5G) wireless communication is going to foresee a substantial increase of mobile traffic demand. Energy efficiency and spectral efficiency are the challenges in a 5G network. Non-orthogonal multiple access (NOMA) is a promising technique to increase the system efficiency by adaptive power control (PC) in a 5G network. This paper proposes an efficient PC scheme based on evolutionary game theory (EGT) model for uplink power-domain NOMA system. The proposed PC scheme allows users to adaptively adjusts their transmit power level in order to improve their payoffs or throughput which results in an increase of the system efficiency. In order to separate the user signals, a successive interference cancellation (SIC) receiver installed at the base station (BS) site. The simulation results demonstrate that the proposed EGT-based PC scheme outperforms the traditional game theory-based PC schemes and orthogonal multiple access (OMA) in terms of energy efficiency and spectral efficiency.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.41-46
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• 2017

In this paper, we investigate the D2D Transmitter(Tx) and Receiver(Rx) pair assignment problem in the cellular system where D2D users share the uplink resource of the cellular system. Sharing the uplink resource of the cellular system may cause interference to the cellular system, though it is beneficial to improve the D2D user Capacity. Therefore, to protect the cellular users, D2D transmit power should be carefully controlled. In this work, we focus on optimal Tx-Rx assignment in such a way that the total transmit power of users is minimized. First, we consider the optimum Tx-Rx assignment in general and the corresponding complexity. Then, we propose an iterative D2D Tx-Rx assignment algorithm with low complexity that can minimize total transmit power of users. Finally, we present the numerical examples that show the complexity and the convergence to the unique transmit power level.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.15-22
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• 2006

OFDMA 시스템에서 단말기는 기지국과 같이 최소 1개부터 최대일 때 부채널 전부를 사용할 수 있지만 단말기의 송신전력은 기지국보다 낮게 설계되기 때문에 부채널 전부를 사용할 수 있는 거리(FLR : full loading range)의 제한이 생기고 FLR 외부에 위치한 단말은 기존의 개방루프 전력제어 방식을 사용할 수 없는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 OFDMA 시 스템의 ranging 정보를 이용하여 단말기의 위치를 파악하고 단말기의 위치에 따라서 사용가능한 부채널수를 제한하고 PCG(power concentration gain)를 인가하는 방식을 제안하였다. 시뮬레이션을 통한 실험 결과에서 제안된 방식은 단말기의 위치에 따라서 상향링크 무선자원의 최적 활용을 가능하게 하며 FLR 외부에서 개방루프 전력 제어가 별도의 하드웨어 없이 가능함을 확인하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권4호
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• pp.345-359
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• 2011

Decode-and-forward relaying is a promising enhancement to existing radio access networks and is already standardized in 3rd generation partnership project (3GPP) as a part of long term evolution (LTE)-Advanced Release 10. Two inband operation modes of relay nodes are supported, namely type 1 and type lb. Relay nodes promise to offer considerable gain for system capacity or coverage, depending on the deployment prioritization, in a cost-efficient way. Yet, in order to fully exploit the benefits of relaying, the inter-cell interference which is increased due to the presence of relay nodes should be limited. Moreover, large differences in the received power levels from different users should be avoided. The goal is to keep the receiver dynamic range low in order to retain the orthogonality of the single carrier-frequency division multiple access system. In this paper, an evaluation of the relay based heterogeneous deployment within the LTE-Advanced uplink framework is carried out by applying the standardized LTE Release 8 power control scheme both at evolved node B and relay nodes. In order to enhance the overall system performance, different power control optimization strategies are proposed for 3GPP urban and suburban scenarios. A comparison between type 1 and type 1b relay nodes is as well presented to study the effect of the relaying overhead on the system performance in inband relay deployments. Comprehensive system level simulations show that the power control is a crucial means to increase the cell edge and system capacities, to mitigate inter-cell interference and to adjust the receiver dynamic range for both relay node types.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.25-31
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• 2018

In this paper, we consider the game theoretic approach to investigate the transmit power optimization problem where D2D users share the uplink of the cellular system. Especially, we formulate the transmit power optimization problem as a non cooperative power control game. In the user wide sense, each user may try to select its transmit power level so as to maximize its utility in a selfish way. In the system wide, the transmit power levels of all users eventually converge to the unique point, called Nash Equilibrium. We first formulate the transmit power optimization problem as a non cooperative power control game. Next, we examine the existence of Nash Equilibrium. Finally, we present the numerical example that shows the convergence to the unique transmit power level.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권5호
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• pp.449-458
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• 2010

In this paper, we present a distributed resource allocation algorithm for multi-cell uplink systems that increases the weighted sum of the average data rates over the entire network under the average transmit power constraint of each mobile station. For the distributed operation, we arrange each base station (BS) to allocate the resource such that its own utility gets maximized in a noncooperative way. We define the utility such that it incorporates both the weighted sum of the average rates in each cell and the induced interference to other cells, which helps to instigate implicit cooperation among the cells. Since the data rates of different cells are coupled through inter-cell interferences, the resource allocation taken by each BS evolves over iterations. We establish that the resource allocation converges to a unique fixed point under reasonable assumptions. We demonstrate through computer simulations that the proposed algorithm can improve the weighted sum of the average rates substantially without requiring any coordination among the base stations.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제22권9호
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• pp.41-47
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• 2017

In this paper, we consider the case where D2D users and the cellular user share the uplink of the cellular system. We propose an iterative power control algorithm that converges to the optimum power value. Each user iteratively updates its transmit power level according to the interference function. Finally, all D2D users and cellular user that participate in the transmission get the optimum transmit power level. We first investigate the interference structure and define the interference function. Then, we show that the considered interference function belongs to the standard interference function that converges the unique transmit power level. Through numerical examples, the convergence of the proposed power control algorithm is examined in the various transmission scenarios.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.2607-2612
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• 2014

본 논문은 다중 셀 상향링크 네트워크에서 인접 셀에 미치는 간섭의 양을 기반으로 송신 전력이 제어된 사용자를 선택하는 분산적 사용자 스케쥴링 방식을 제안한다. 시분할 시스템의 상호 호환성 특성을 이용하여 각 사용자는 인접 기지국으로부터 파일럿 신호를 통하여 채널을 습득하고 데이터 전송 시 인접 셀 기지국들에 미칠 간섭을 각자 계산할 수 있다고 가정한다. 제안된 스케쥴링는 각 사용자 단말이 인접 기지국에서 미칠 간섭의 양이 미리 결정된 임계값보다 클 경우 자신의 송신 전력을 낮추는 전력 제어 알고리즘이다. 제안된 기법의 상향링크 데이터 전송률은 기존에 제안된 다양한 사용자 스케쥴링 알고리즘들에 비하여 월등히 좋은 성능을 보인다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.1077-1083
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• 2015

본 논문에서는 다중 셀 상향링크 네트워크에서 합 용량을 크게 개선할 수 있는 에너지 효율적 기회적 간섭 정렬 기술을 소개한다. 각 사용자는 요구되는 신호 질을 만족하면서 타 셀 기지국에게 발생하는 간섭량을 최소화하는 측면에서 최적의 송신 벡터 설계 및 전력 제어를 수행한다. 주요 결과로써, 줄어든 간섭 레벨로 인하여 제안하는 기회적 간섭 정렬 기술은 전력 제어가 없는 기존 기회적 간섭 정렬보다 대부분의 신호 대 잡음 비 영역에서 더욱 높은 합 용량을 취득할 수 있음을 보인다. 뿐만 아니라, 제안하는 기회적 간섭 정렬 기술과 함께 수신 단에서 zero-forcing 검파 및 minimum mean square error (MMSE) 검파기를 사용할 경우 둘 사이 성능 비교를 수행하고, MMSE 검파 기반 기회적 간섭 정렬 기술이 우수한 성능을 취득할 수 있음을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권1호
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• pp.39-41
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• 2017

본 논문에서는 무선 다중셀 다중 사용자 네트워크에서 전송용량과 도청용량의 차로 정의되는 기밀용량을 증대시키기 위한 단말의 전력조절 기법을 제안한다. 모의실험 결과를 통해 제안 전력조절 기법과 임계값 기반의 스케줄링의 결합이 다중셀 환경에서 기밀 전송률을 상당히 향상시킬 수 있다는 것을 확인하였다.