• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권11호
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• pp.4087-4102
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• 2014

Two-way relaying is an effective way of improving system spectral efficiency by making use of physical layer network coding. However, energy efficiency in OFDM-based bidirectional relaying with asymmetric traffic requirement has not been investigated. In this study, we focused on subcarrier transmission mode selection, bit loading, and power allocation in a multicarrier single amplified-and-forward relay system. In this scheme, each subcarrier can operate in two transmission modes: one-way relaying and two-way relaying. The problem is formulated as a mixed integer programming problem. We adopt a structural approximation optimization method that first decouples the original problem into two suboptimal problems with fixed subcarrier subsets and then finds the optimal subcarrier assignment subsets. Although the suboptimal problems are nonconvex, the results obtained for a single-tone system are used to transform them to convex problems. To find the optimal subcarrier assignment subsets, an iterative algorithm based on subcarrier ranking and matching is developed. Simulation results show that the proposed method can improve system performance compared with conventional methods. Some interesting insights are also obtained via simulation.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권3호
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• pp.1279-1300
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• 2017

In the interweave cognitive networks, the interference from the primary user degrades the performance of the cognitive user transmissions. In this paper, we propose an adaptive cooperation scheme in the interweave cognitive networks to improve the performance of the cognitive user transmissions. In the proposed scheme for the bidirectional communication of two end-source cognitive users, the bidirectional communication is completed through the non-relay direct transmission, the one-way relaying cooperation transmission, and the two-way relaying cooperation transmission depending on the limited feedback from the end-sources. For the performance analysis of the proposed scheme, we derive the outage probability and the finite-SNR diversity multiplexing tradeoff (f-DMT) in a closed form, considering the imperfect spectrum sensing, the interference from the primary user, and the power allocation between the relay and the end-sources. The results show that compared with the direct transmissions (DT), the pure one-way relaying transmissions (POWRT), and the pure two-way relaying transmissions (PTWRT), the proposed scheme has better outage performance. In terms of the f-DMT, the proposed scheme outperforms the full cooperation transmissions of the POWRT and PTWRT.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권5A호
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• pp.408-413
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• 2009

본 논문에서는 평균제곱오차(mean-square-error)를 최소화하며, 여러 사용자 양방향 통신(bidirectional communications)을 지원하는, 증폭-후-전달(amplify-and-forward) 중계기의 송수신 가중치 행렬을 제안한다. 또한, 시스템 전송량을 최대화하는 각 사용자 빔포밍(beamforming) 벡터를 설계한다. 모의실험을 통해 제안한 중계기 가중치로 여러 사용자간 상호채널간섭(co-channel interference)과 양방향 통신에서 발생하는 자기간섭(self-interference)을 효과적으로 줄일 수 있음을 보이고, 또한, 제안한 빔포밍 방식이 공간 다중화(spatial multiplexing) 방식에 비해 증폭-후-전달 중계기 양방향 통신에 적합함을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.71-78
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• 2013

최근 기회전송 증가 릴레이 시스템은 무선 페이딩 채널에서 시스템 성능을 효과적으로 개선하기 위하여 많은 연구가 되고 있다. 그러나 대부분의 기회전송 증가 릴레이 시스템 연구는 소스-목적지 사이에 직접 경로가 존재하는 시스템을 대상으로 성능을 해석하고 있고 직접 경로가 없이 소스-릴레이-목적지의 간접 경로만 존재하는 시스템에 대한 해석은 매우 적다. 따라서 본 논문에서는 직접 경로가 존재하지 않는 기회전송 증가 릴레이 시스템에서 먼저 부분적인 채널 정보만으로 릴레이를 선택하여 전송하고, 만약 통신이 실패하면 전체 채널정보를 이용하여 최적의 증가 릴레이를 사용하여 정보를 전송하는 프로토콜을 제안하였다. 그리고 제안한 전송 프로토콜을 적용한 시스템의 성능을 해석적으로 유도하고 그 결과를 시뮬레이션 결과와 비교하여 유도결과를 입증하였다. 본 논문의 결과는 소스-목적지간에 직접 경로가 존재하지 않는 이동통신 시스템과 양방향 TV 방송 시스템에 기회전송 증가 릴레이 시스템을 도입하였을 경우 시스템 설계 및 성능 예측에 직접 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.47-53
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• 2013

본 논문에서는, 양 방향 언더레이 인지 네트워크의 점진적 협력 전송을 제안한다. 제안된 프로토콜은 두 2차 소스가 간섭 조건에 따라 보조 릴레이의 도움으로 서로의 패킷을 전송하려 시도하는 것이다. 성능 평가를 위해, 레일리히 페이딩 채널의 평균 정전 확률에 대한 폐구간의 정확한 식을 유도한다. 또한, 유도된 식을 확인하기 위해 몬테카를로 시뮬레이션을 수행한다. 그 결과, 시뮬레이션과 이론적 결과가 일치하며, 제안된 프로토콜의 정전 확률은 양방향 직접 통신 프로토콜보다 더욱 우수하다.

• 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.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.23-28
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• 2013

본 논문에서는 네트워크 코딩 및 파운 테인 코드를 사용한 간단한 양방향 전송 프로토콜을 제안한다. 특히, 제안된 기법의 경우, 두 소스는 중계기의 도움으로 서로에게 메시지를 전송하기위해 디지털 파운틴 코드를 사용한다. 또한, 중계기는 파운틴 코드와 네트워크 코딩을 사용하여 수신 받은 소스의 메시지를 서로의 소스에게 전송한다. 제안된 프로토콜의 성능을 평가하기위해 레일리 페이딩 채널에서 다양한 몬테-카를로 시뮬레이션을 통하여 전체 평균 처리량을 확인한다. 그 결과 제안된 프로토콜은 높은 SNR 영역에서 네트워크 코딩 기술을 사용하지 않는 두 방향 릴레이 전송 프로토콜보다 우수함을 확인하였다.

• 전기학회논문지
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• 제61권7호
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• pp.966-973
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• 2012

In microgrid demonstration site, distributed generations can make bidirectional power flows on the system. If an accident occurs, the fault current from the inverter based distributed generation is small. However, the conventional protection scheme in distribution network is designed to operate at high fault current. This means that the traditional protection of distribution network is no longer applicable and new protection methods must be developed. In this paper, for two cases, algorithms for protection coordination of demonstration site is proposed and verified through PSCAD/EMTDC simulation. In first case, protection devices are assumed to have the abilities of directional relaying and communication. In second case, protection devices do not have those abilities. Proposed protection coordination algorithms detect the fault locations and protect the microgrid fairly well.