• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.57-62
• /
• 2014

다수의 중계기가 균등하게 분포된 무선 소거 네트워크의 용량 스케일링 법칙을 분석함으로써 인프라 구조 사용시 이득을 보인다. 가정하는 네트워크 하에서 소거 확률을 적절히 모델링함에 근거하여, 혼합 소거 네트워크에서 취득 가능한 네트워크 용량을 보인다. 보다 구체적으로, 지수 감쇠 모델 및 다항 감쇠 모델 이렇게 두 가지 물리적 모델을 사용한다. 중계기 도움이 없는 다중 홉 전송, 중계기 도움을 받는 다중 홉 전송 이렇게 두 가지 존재하는 기술을 사용하여 취득 용량을 분석한다. 유도된 용량 스케일링 법칙은 두 가지 물리적 모델 모두에 대해 노드 수 및 중계기의 수에 의존함을 확인한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제12권8호
• /
• pp.3542-3566
• /
• 2018

In this paper, we investigate a buffer-aided wireless powered cooperative communication network (WPCCN), in which the source and relay harvest the energy from a dedicated power beacon via wireless energy transfer, then the source transmits the data to the destination through the relay. Both the source and relay are equipped with an energy buffer to store the harvested energy in the energy transfer stage. In addition, the relay is equipped with a data buffer and can temporarily store the received information. Considering the buffer-aided WPCCN, we propose two buffer-aided relaying protocols, which named as the buffer-aided harvest-then-transmit (HtT) protocol and the buffer-aided joint mode selection and power allocation (JMSPA) protocol, respectively. For the buffer-aided HtT protocol, the time-averaged achievable rate is obtained in closed form. For the buffer-aided JMSPA protocol, the optimal adaptive mode selection scheme and power allocation scheme, which jointly maximize the time-averaged throughput of system, are obtained by employing the Lyapunov optimization theory. Furthermore, we drive the theoretical bounds on the time-averaged achievable rate and time-averaged delay, then present the throughput-delay tradeoff achieved by the joint JMSPA protocol. Simulation results validate the throughput performance gain of the proposed buffer-aided relaying protocols and verify the theoretical analysis.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제41권9호
• /
• pp.1044-1053
• /
• 2016

본 논문에서는 인지 무선 (Cognitive Radio; CR) 네트워크에서 Radio Frequency (RF) 에너지 수집 (Energy Harvesting; EH) 기능을 갖는 2차 사용자 (Secondary User; SU)가 최대 2개의 서로 다른 채널을 순차적으로 센싱하여 주사용자 (Primary User; PU)가 사용하지 않고 비어 있는 채널을 확보하는 경우를 고려하였다. EH SU는 데이터를 전송하기 위해 비어 있는 채널을 정확하게 검출해야 할 뿐만 아니라 충분한 에너지를 보유하고 있어야 한다. 기존의 SU와 마찬가지로 데이터 전송에 의한 에너지 소모와 더불어 자체적으로 에너지 수집이 가능하기 때문에 EH SU의 에너지 상태는 감소와 증가를 반복하게 되며, 본 논문에서는 이와 같은 EH SU의 배터리 상태를 Markov 모델로 구축하였다. 해당 모델로부터 EH SU가 에너지를 완전히 소모할 안정상태 확률을 도출하였으며, 이에 근거하여 패킷을 성공적으로 전송할 확률을 도출하였다. 제안된 Markov 배터리 모델을 분석하기 위해 Monte-Carlo 모의실험을 진행하여 Energy Outage 확률과 패킷 전송 성능 분석의 정확성을 검증하였다.

• ETRI Journal
• /
• 제30권5호
• /
• pp.707-717
• /
• 2008

This paper presents two types of high-speed hardware architectures for the block cipher ARIA. First, the loop architectures for feedback modes are presented. Area-throughput trade-offs are evaluated depending on the S-box implementation by using look-up tables or combinational logic which involves composite field arithmetic. The sub-pipelined architectures for non-feedback modes are also described. With loop unrolling, inner and outer round pipelining techniques, and S-box implementation using composite field arithmetic over $GF(2^4)^2$, throughputs of 16 Gbps to 43 Gbps are achievable in a 0.25 ${\mu}m$ CMOS technology. This is the first sub-pipelined architecture of ARIA for high throughput to date.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제12권4호
• /
• pp.334-345
• /
• 2010

In this paper, we study optimal tradeoffs of achievable throughput versus consumed power in wireless ad-hoc networks formed by a collection of multiple antenna nodes. Relying on adaptive modulation and/or dynamic channel coding rate allocation techniques for multiple antenna systems, we examine the maximization of throughput under power constraints as well as the minimization of transmission power under throughput constraints. In our examination, we also consider the impacts of enforcing quality of service requirements expressed in the form of channel coding block loss constraints. In order to properly model temporally correlated loss observed in fading wireless channels, we propose the use of finite-state Markov chains. Details of fading statistics of signal-to-interference-noise ratio, an important indicator of transmission quality, are presented. Further, we objectively inspect complexity versus accuracy tradeoff of solving our proposed optimization problems at a global as oppose to a local topology level. Our numerical simulations profile and compare the performance of a variety of scenarios for a number of sample network topologies.

• ETRI Journal
• /
• 제33권5호
• /
• pp.759-769
• /
• 2011

Cooperative hybrid-automatic repeat request (HARQ) protocols, which can exploit the spatial and temporal diversities, have been widely studied. The efficiency of cooperative HARQ protocols is higher than that of cooperative protocols because retransmissions are only performed when necessary. We classify cooperative HARQ protocols as three decode-and-forward-based HARQ (DF-HARQ) protocols and two amplified-and-forward-based HARQ (AF-HARQ) protocols. To compare these protocols and obtain the optimum parameters, two unified frameworks are developed for protocol analysis. Using the frameworks, we can evaluate and compare the maximum throughput and outage probabilities according to the SNR, the relay location, and the delay constraint. From the analysis we can see that the maximum achievable throughput of the DF-HARQ protocols can be much greater than that of the AF-HARQ protocols due to the incremental redundancy transmission at the relay.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제36권7A호
• /
• pp.649-653
• /
• 2011

본 논문은 기본적으로 공간 분할 다중 접속 시스템을 다룬다. 기지국 및 모바일 사용자들은 각각 같은 개수의 안테나를 사용하는 시스템을 가정한다. 모든 수신단에서 최소 자승 오류율 수신기를 사용한다는 가정 하에, 기지국의 각 송신 안테나에 대해 최대 신호 대 간섭 잡음비를 겪게 되는 사용자들을 선택하도록 한다. 이러한 환경에서 우리가 얻을 수 있는 평균적인 전체 데이터 전송율 성능을 유도한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제11권9호
• /
• pp.4398-4417
• /
• 2017

Multi-user Multiple-Input and Multiple-Output (MU-MIMO) has potential for prominently enhancing the capacity of wireless network by simultaneously transmitting to multiple users. User selection is an unavoidable problem which bottlenecks the gain of MU-MIMO to a great extent. Major state-of-the-art works are focusing on improving network throughput by using Channel State Information (CSI), however, the overhead of CSI feedback becomes unacceptable when the number of users is large. Some work does well in balancing tradeoff between complexity and achievable throughput but is lack of consideration of fairness. Current works universally ignore the rational utilizing of time resources, which may lead the improvements of network throughput to a standstill. In this paper, we propose TOUSE, a scalable and fair user selection scheme for MU-MIMO. The core design is dynamic-time-warping-based user selection mechanism for downlink MU-MIMO, which could make full use of concurrent transmitting time. TOUSE also presents a novel data-rate estimation method without any CSI feedback, providing supports for user selections. Simulation result shows that TOUSE significantly outperforms traditional contention-based user selection schemes in both throughput and fairness in an indoor condition.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제35권1A호
• /
• pp.87-94
• /
• 2010

협력 스펙트럼 감지(cooperative spectrum sensing) 방식은 지역적으로 분산되어 있는 다수의 부 사용자들이 협력하여 스펙트럼 감지를 수행하는 방법으로, 페이딩으로 인한 검파 성능의 손실을 효과적으로 줄일 수 있는 것으로 알려져 있다. 지금까지 협력 스펙트럼 감지에 관해 발표된 대부분의 연구 결과들은 부 사용자들의 스펙트럼 감지 결정이 통계적으로 서로 독립이라는 가정에 기초한 것이다. 그러나 실제 환경에서는 음영 효과(shadowing effect)로 인해 서로 가까이에 위치한 부 사용자들의 감지 결정(decision)들은 상관 관계(correlation)를 가질 수 있다. 이런 요인이 협력 스펙트럼 감지 방식의 성능에 미치는 영향을 평가하기 위하여, 본 논문에서는 주 사용자(primary user)가 활동할 때는 서로 다른 부 사용자 2명의 스펙트럼 감지 결정 사이에 일정한 통계적 상관도(correlation)가 존재하고, 활동하지 않는 경우에는 통계적으로 독립인 것으로 CR 시스템 환경을 설정한 후, 통계적 상관도에 따라 전송 용량(throughput)이 어떻게 변화하는 지를 분석하였다. 분석 결과 부 사용자들의 스펙트럼 감지 결정 사이의 상관 계수가 커질수록 OR 융합 규칙을 사용하는 경우에는 전송 용량이 줄어들은 반면 AND 융합 규칙을 사용하는 경우는 전송 용량이 증가하는 것으로 나타났다.

• International Journal of Computer Science & Network Security
• /
• 제24권2호
• /
• pp.178-188
• /
• 2024

In the near future, it is expected that there will be billions of connected devices using fifth generation (5G) network services. The recently available base stations (BSs) need to mitigate their loads without changing and at the least monetary cost. The available spectrum resources are limited and need to be exploited in an efficient way to meet the ever-increasing demand for services. Device to Device communication (D2D) technology will likely help satisfy the rapidly increasing capacity and also effectively offload traffic from the BS by distributing the transmission between D2D users from one side and the cellular users and the BS from the other side. In this paper, we propose to apply D2D overlay communication with cognitive radio capability in 5G networks to exploit unused spectrum resources taking into account the dynamic spectrum access. The performance metrics; throughput and delay are formulated and analyzed for CSMA-based medium access control (MAC) protocol that utilizes a common control channel for device users to negotiate the data channel and address the contention between those users. Device users can exploit the cognitive radio to access the data channels concurrently in the common interference area. Estimating the achievable throughput and delay in D2D communication in 5G networks is not exploited in previous studies using cognitive radio with CSMA-based MAC protocol to address the contention. From performance analysis, applying cognitive radio capability in D2D communication and allocating a common control channel for device users effectively improve the total aggregated network throughput by more than 60% compared to the individual D2D throughput without adding harmful interference to cellular network users. This approach can also reduce the delay.