• 한국통신학회논문지
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• 제39A권10호
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• pp.593-600
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• 2014

OFDMA (orthogonal frequency division multiple access) 시스템은 주파수 선택적 페이딩 문제를 효율적으로 해결하며 최적의 부반송파 및 송신 전력을 할당함으로써 보다 향상된 성능을 얻는다. Two-way 릴레이는 양방향 통신을 통해 기존의 반이중 릴레이보다 향상된 주파수 효율을 제공한다. WiBro와 같은 레거시 OFDMA 시스템에 two-way DF (decode-and-forward) 릴레이를 적용 시 파일롯 재배치 문제와 자가 간섭으로 인한 채널 추정 및 수신 신호 복호가 어려운 문제가 발생한다. 본 논문에서는 WiBro와 같은 레거시 OFDMA 시스템에 적합한 two-way DF 릴레이 자원 할당 기법을 제안한다. 제안된 기법은 릴레이와 연결된 노드를 기지국과 직접 통신하는 노드로 간주하여 부반송파를 할당한다. 그리고 다른 노드가 사용하지 않는 부반송파를 중첩 할당함으로써 직교 할당으로 발생하는 대역폭 손실을 보완한다. 전산모의실험을 통해 제안된 자원 할당 기법의 성능 향상을 검증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권7B호
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• pp.583-591
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• 2008

본 논문은 다수의 비디오를 전송하는 직교 주파수 다중 분할 시스템의 다운링크에서 종단간 비디오에서 발생하는 왜곡을 최소화하는 자원 할당 방법을 제안한다. 제안된 알고리즘은 제한된 시스템 리소스에서 다수 사용자의 다양성과 패킷 왜곡 모델을 이용한 비트 왜곡 함수를 이용하여 전체 사용자의 비디오 왜곡을 최소화한다. 첫 단계에서, H.264 비디오 코딩 구조에 존재하는 에러 은닉과 전파를 이용하여 비트 왜곡 함수를 유도한다. 두 번째 단계에서는 전체적인 비디오 화질 저하를 최소화하기 위해서, 직교 주파수 다중 분할 시스템의 자원을 사용자의 다양성을 이용하여 부 반송파와 파워를 할당하는 자원 할당 알고리즘을 제안한다. 또한 각 사용자에 의해서 요구되는 비디오 화질을 얻기 위해서, 비례 율의 요소를 적용한다. 실험결과에서, 제안된 자원할당 알고리즘은 기존의 시간 분할 다중 접속 방법 그리고 비트 왜곡의 정보를 이용하지 않는 알고리즘과 비교해서, 종단간의 비디오 화질을 크게 향상시키는 결과를 보였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권3호
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• pp.387-396
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• 2016

Multiuser communication has been an important research area of underwater acoustic communications and networking. This paper studies the use of adaptive orthogonal frequency-division multiple access (OFDMA) in a downlink scenario, where a central node sends data to multiple distributed nodes simultaneously. In practical implementations, the instantaneous channel state information (CSI) cannot be perfectly known by the central node in time-varying underwater acoustic (UWA) channels, due to the long propagation delays resulting from the low sound speed. In this paper, we explore the CSI feedback for resource allocation. An adaptive power-bit loading algorithm is presented, which assigns subcarriers to different users and allocates power and bits to each subcarrier, aiming to minimize the bit error rate (BER) under power and throughput constraints. Simulation results show considerable performance gains due to adaptive subcarrier allocation and further improvement through power and bit loading, as compared to the non-adaptive interleave subcarrier allocation scheme. In a lake experiment, channel feedback reduction is implemented through subcarrier clustering and uniform quantization. Although the performance gains are not as large as expected, experiment results confirm that adaptive subcarrier allocation schemes based on delayed channel feedback or long term statistics outperform the interleave subcarrier allocation scheme.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권3호
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• pp.375-386
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• 2016

Most existing studies on broadcast services in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems have focused on how to allocate the transmission power to the subcarriers. However, because a broadcasting system must guarantee quality of service to all users, the performance of the broadcast service dominantly depends on the channel state of the user who has the lowest received signal-to-noise ratio among users. To reduce the effect of the worst user on the system performance, we propose a joint delivery scheme of unicast and broadcast transmissions in OFDM systems with broadcast and unicast best-effort users. In the proposed joint delivery scheme, the BS delivers the broadcast information using both the broadcast and unicast subcarriers at the same time in order to improve the performance of the broadcast service. The object of the proposed scheme is to minimize the outage probability of the broadcast service while maximizing the sum-rate of best-effort users. For the proposed joint delivery scheme, we develop an adaptive power and subcarrier allocation algorithm under the constraint of total transmission power. This paper shows that the optimal power allocation over each subcarrier in the proposed scheme has a multi-level water filling form. Because the power allocation and the subcarrier assignment problems should be jointly solved, we develop an iterative algorithm to find the optimal solution. Numerical results show that the proposed joint delivery scheme with adaptive power and subcarrier allocation outperforms the conventional scheme in terms of the outage probability of the broadcast service and the sum-rate of best-effort users.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권3A호
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• pp.248-255
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• 2008

OFDMA 시스템에서 주파수축에서의 다중사용자 스케줄링의 성능은 채널의 주파수 선택적 특성과 상관이 있다. 채널이 주파수축에서 평탄하면 다중사용자 스케줄링의 이득이 줄어들 수 있으며 반대로 주파수 선택적 특성이 너무 커서 할당 대역폭 내에서 채널의 변화가 심하게 일어난다면 충분한 스케줄링 이득을 얻기 어려워진다. 다중 사용자 스케줄링 이득을 최대화하기 위해서는 순환지연 다이버시티를 적용하여 채널의 주파수 선택적 특성을 조절할 수 있다. 이 논문에서는 할당 대역폭과 채널 특성을 고려하여 순환지연 다이버시티를 적용할 때의 최적의 지연값을 결정하는 방법을 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권5호
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• pp.2124-2143
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• 2016

In Long Term Evolution-Advanced (LTE-A) systems, Inter-cell Interference (ICI) is a prominent limiting factor that affects the performance of the systems, especially at the cell edges. Based on the literature, Fractional Frequency Reuse (FFR) methods are known as efficient interference management techniques. In this report, the proposed Dynamic Fractional Frequency Reuse (DFFR) technique improved the capacity and cell edge coverage performance by 70% compared to the Fractional Frequency Reuse (FFR) technique. In this study, an improved power allocation method was adopted into the DFFR technique to reach the goal of not only reducing the ICI mitigation at the cell edges, but also improving the overall capacity of the LTE-A systems. Hence, an improved water-filling algorithm was proposed, and its performance was compared with that of other methods that were considered. Through the simulation results and comparisons with other frequency reuse techniques, it was shown that the proposed method significantly improved the performance of the cell edge throughput by 42%, the capacity by 75%, and the coverage by 80%. Based on the analysis and numerical expressions, it was concluded that the proposed DFFR method provides significant performance improvements, especially for cell edge users.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권1호
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• pp.42-46
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• 2009

Superimposed training (SIT) design for estimating of time-varying multipath channels is investigated for mobile orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems. The design of optimum SIT consists of two parts: The optimal SIT sequence is derived by minimizing the channel estimates' mean square error (MSE); the optimal power allocation between training and information data is developed by maximizing the averaged signal to interference plus noise ratio (SINR) under the condition of equal powered paths. The theoretical analysis is verified by simulations. For the metric of the averaged SINR against signal to noise ratio (SNR), the theoretical result matches the simulation result perfectly. In contrast to an interpolated frequency-multiplexing training (FMT) scheme or an SIT scheme with random pilot sequence, the SIT scheme with proposed optimal sequence achieves higher SINR. The analytical solution of the optimal power allocation is demonstrated by the simulation as well.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권4호
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• pp.475-490
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• 2010

Cognitive Radio is an advanced enabling technology for the efficient utilization of vacant spectrum due to its ability to sense the spectrum environment. It is important to determine accurate spectrum utilization of the primary system in a cognitive radio environment. In order to define the spectrum utilization state, many CR systems use what is known as the quiet period (QP) method. However, even when using a QP, interference can occur. This causes reduced system throughput and contrary to the basic condition of cognitive radio. In order to reduce the interference time, a frequency-hopping algorithm is proposed here. Additionally, to complement the loss of throughput in the FH, a HMM-based channel prediction algorithm and a channel allocation algorithm is proposed. Simulations were conducted while varying several parameters. The findings show that the proposed algorithm outperforms conventional channel allocation algorithms.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권11호
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• pp.19-24
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• 2007

본 논문은 직교 분할 다중 반송파 다중 접속 방식(OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access)에서 그리디 방법(GA, Greedy Approach)을 사용한 동적 채널 할당 알고리즘의 성능분석에 관한 것이다. GA를 기반으로 한 동적 채널 할당의 경우 사용자간의 다이버시티 효과를 통하여 성능 이득을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 동적 채널 할당 알고리즘에서 다중 사용자 다이버시티 계수인 할당 가능한 사용자 수(NAU, Number of Allocable Users)를 모델링하고, 이를 통하여 GA를 기반으로 한 동적 채널 할당 알고리즘의 성능(실패 확률 및 데이터 전송량)을 분석한다. 분석된 결과를 기반으로 GA를 기반으로 한 동적 채널 할당 알고리즘의 성능을 최대화 할 수 있는 조건을 제시할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권2A호
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• pp.119-127
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• 2006

Part-I과 II를 포함하는 본 연구에서는 하향링크 직교 주파수분할 다중접속(OFDMA) 방식을 위한 실제적인 동적 채널할당 방법에 대해 논의한다. OFDMA 시스템은 채널의 상태정보 궤환을 위한 상향링크에서의 오버헤드를 줄이기 위해 부반송파들의 집합을 하나의 부채널로 정의하고 이를 채널의 상태정보 궤환, 사용자 다중화 및 전력/부호화율 할당의 단위로 사용하는데 본 논문(part-I)에서는 부채널의 일반화된 형태로 연속구조와 분산구조를 정의하고 이들 각 부채널구조의 통계적 특성을 살펴본다. 특히, 각 구조에 대해 부채널상에서의 신호대 잡음비(SNR) 분포를 라이스 분포로 모델링함으로써 각 부채널의 채널 상태를 채널이득의 순시 평균 및 분산의 1, 2차 모멘트로 나타내고 주어진 다중경로 채널 모델에 대해 이 두 파라미터 값의 확률 분포를 유도한다. 본 논문의 결과는 part-II에서 라이스 모델링에 기초한 일반화된 동적자원할당 알고리즘을 제시하고 성능분석을 수행하는데 사용된다.