• Journal of Information Processing Systems
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• 제13권5호
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• pp.1071-1088
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• 2017

For dual-hop multiple-input multiple-output (MIMO) decode-and-forward relaying systems, we propose a selective relaying scheme that uses orthogonal space-time block code (OSTBC) and transmit antenna selection with maximal-ratio combining (TAS/MRC) or vice versa at the first and second hops, respectively. The aim is to achieve an asymptotically identical performance to the dual-hop relaying system with only TAS/MRC, while requiring lower feedback overhead. In particular, we give the selection criteria based on the antenna configurations and the average channel powers for the first and second hops, assuming Rayleigh fading channels. Also, the numerical results are shown for the outage performance comparison between the dual-hop DF relaying systems with the proposed scheme, only TAS/MRC, and only OSTBC.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권6호
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• pp.2095-2110
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• 2015

This paper presents a design for a throughput-efficient online relay selection scheme for dual-hop multi-relay cooperative networks. Problems arise with these networks due to unpredictability of the relaying link quality and high time-consumption to probe the dual-hop link. In this paper, we firstly propose a novel probing and relaying protocol, which greatly reduces the overhead of the dual-hop link estimation by leveraging the wireless broadcasting nature of the network. We then formulate an opportunistic relay selection process for the online decision-making, which uses a tradeoff between obtaining more link information to establish better cooperative relaying and minimizing the time cost for dual-hop link estimation to achieve higher throughput. Dynamic programming is used to construct the throughput-optimal control policy for a typically heterogeneous Rayleigh fading environment, and determines which relay to probe and when to transmit the data. Additionally, we extend the main results to mixed Rayleigh/Rician link scenarios, i.e., where one side of the relaying link experiences Rayleigh fading while the other has Rician distribution. Numerical results validate the effectiveness and superiority of our proposed relaying scheme, e.g., it achieves at least 107% throughput gain compared with the state of the art solution.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.151-152
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• 2006

Multi-hop system has advantage of low power consumption, improved cell capacity, and enlarged service coverage. Most of previous researches show that multi-hop relaying beyond dual-hop relaying does not improve system performance significantly. This leads most researches are focused on dual-hop relaying system. In this paper, we propose an optimal boundary condition to support maximal data rate for fluctuation of traffic load in single cell dual-hop relay system.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제11권3호
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• pp.40-47
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• 2012

듀얼 홉 중계 시스템에서 기존의 부분 중계 노드 선택 기법은 첫 번째 홉에 대한 채널 정보만을 이용하여 중계 노드를 선택한다. 반면에, 효율적인 부분 중계 노드 선택 기법은 종단간 링크 품질과 두 홉 중 평균 채널 전력이 작은 홉에 대한 링크 품질과의 상관 계수가 다른 홉에 대한 링크 품질과의 상관 계수 보다 큼을 이용하여 각각의 중계 노드에 대한 종단간 링크에서 첫 번째 홉과 두 번째 홉 중 평균 채널 전력이 작은 홉에 대한 채널 정보를 이용하여 중계 노드를 선택한다. 본 논문에서는 듀얼 홉 디코딩 후 전달 중계 시스템에서 기존의 부분 중계 노드 선택 기법 및 효율적인 부분 중계 노드 선택 기법에 대한 아웃티지 확률을 비균일 분포를 갖는 레일레이 페이딩 채널 하에서 분석한다. 또한, 수치적 결과를 통해 효율적인 부분 중계 노드 선택 기법, 기존의 부분 중계 노드 선택 기법, 두 홉에 대한 모든 채널 정보를 이용하는 중계 노드 선택 기법의 아웃티지 성능을 비교한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.2259-2264
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• 2013

본 논문에서는 듀얼 홉 multiple-input multiple-output(MIMO) 중계 시스템에서 직교시공간블록코드 전송과 송신안테나 선택 전송을 선택적으로 이용하는 선택적 MIMO 전송 기술을 제안한다. 독립적인 레일레이 페이딩 채널을 가정하여 선택적 MIMO 전송 기술 기반의 디코딩 후 전달 중계 시스템에 대한 아웃티지 확률을 분석하고, 수치적 결과를 통해 직교시공간블록코드 전송 또는 송신안테나 선택 전송을 모든 홉에서 동일하게 이용하는 기존 시스템과 아웃티지 성능을 비교한다. 또한, 성능 비교를 통해 제안 기술이 아웃티지 성능의 저하 없이 시스템 오버헤드를 감소시킬 수 있음을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권5호
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• pp.2009-2028
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• 2018

Considering a dual-hop energy-harvesting (EH) relaying system, this paper advocates novel relaying protocols based on adaptive time power switching-based relaying (AR) architecture for amplify-and-forward (AF) mode. We introduce novel system model relaying network with impacts of co-channel interference (CCI) and derive analytical expressions for the average harvested energy, outage probability, and the optimal throughput of the information transmission link, taking into account the effect of CCI from neighbor cellular users. In particular, we consider such neighbor users procedure CCI both on the relay and destination nodes. Theoretical results show that, in comparison with the conventional solutions, the proposed model can achieve optimal throughput efficiency for sufficiently small threshold SNR with condition of reasonable controlling time switching fractions and power splitting fractions in concerned AR protocol. We also explore impacts of transmission distances in each hop, transmission rate, the other key parameters of AR to throughput performance for different channel models. Simulation results are presented to corroborate the proposed methodology.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.42-49
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• 2014

듀얼 홉 시스템에서 기존의 두 홉에 대한 채널 정보를 이용하여 가장 좋은 성능을 나타내는 중계 노드 선택 기법은 채널 피드백을 위한 자원의 소모가 크다. 본 논문에서는 듀얼 홉 디코딩 후 전달 중계 시스템에서 첫 번째 홉에 대한 채널 정보만을 필요로 하는 부분 중계 노드 선택 기법을 이용하여 정확한 평균 비트 오차율을 분석한다. 이 때, 독립적인 레일레이 페이딩 채널을 가정하여 M-ary QAM에 대한 정확한 비트 오차율의 표현식을 유도한다. 또한, 수치적 결과를 통해 두 홉에 대한 채널 정보를 이용하여 가장 좋은 성능을 나타내는 중계 노드 선택 기법과 부분 중계 노드 선택 기법에 대한 성능을 비교한다. 여기서, 중계 노드의 수와 첫 번째 홉과 두 번째 홉 간 평균 채널 전력비를 다양하게 가정하여 평균 비트 오차율을 분석한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권6호
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• pp.2567-2582
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• 2016

This paper investigates the impact of outdated channel state information (CSI) on the performance of the incremental amplify-and-forward (AF) opportunistic relaying (OR) over dual-hop Rayleigh fading channels. According to the definition of distribution function, we obtain the cumulative distribution function (CDF) of the actual combined signal-to-noise ratio (SNR) received at the destination. Based on this CDF, the closed-form expressions of the average spectral efficiency and outage probability are derived for the incremental AF OR under outdated CSI. Numerical results show that in the low region of the average SNR of the direct link, outdated CSI deteriorates the system performance, whereas in the high region, outdated CSI has almost no impact on the system performance.

• Current Optics and Photonics
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• 제3권4호
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• pp.311-319
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• 2019

A hybrid free-space-optical/radio-frequency (FSO/RF) communication system is considered, with the help of amplify-and-forward (AF) relaying. We consider various weather conditions to investigate their effects on the system's performance. We begin by obtaining the cumulative distribution function and probability density function of the end-to-end signal-to-noise ratio for the AF dual-hop FSO communication system with RF backup link. Then, these results are used to derive closed-form expressions for the outage probability, average bit-error rate, and average ergodic capacity. The results show that the considered system efficiently employs the complementary nature of FSO and RF links, resulting in impressive performance improvements compared to non-hybrid systems.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제12권1호
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• pp.8-12
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• 2012

In this paper, we evaluate performances of dual-hop decode-and-forward relaying systems with the $N^{th}$ best-relay selection scheme. In some schemes, such as scheduling or load balancing schemes, the best relay is unavailable and hence the system must resort the second best, third best, or generally the $N^{th}$ best relay. We derive the expressions of the outage probability and symbol error rate (SER) for this scenario over Rayleigh fading channels. Monte-Carlo simulations are presented to verify the analytical results.