• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.2576-2583
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• 2015

전이중(full-duplex) 셀룰라 네트워크에서 상향링크 사용자는 하향링크 사용자에게 간섭을 유발하므로 같은 무선 자원을 동시에 사용하는 상 하향링크 사용자 쌍을 어떻게 결정하는 지가 시스템 성능에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 사용자의 서비스의 질을 보장하기 위한 목적으로 아웃티지(outage) 발생의 최소화를 위한 최적화 문제를 제시하고, 낮은 복잡도를 갖는 차선의 사용자 스케쥴링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 스케쥴링 방식은 나쁜 신호 품질을 갖는 하향링크 사용자에게 간섭을 덜 미치는 상향링크 사용자를 먼저 선택할 수 있도록 우선권을 주는 방식으로 동작한다. 시뮬레이션 결과 제안하는 사용자 스케쥴링 방식을 사용하는 전이중 시스템은 최적에 가까운 아웃티지 성능을 달성하면서 기존 반이중 모드의 셀룰라 시스템 대비 아웃티지 발생을 현저히 줄인다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.1639-1645
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• 2020

본 논문에서는 2개의 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)를 중계기로 활용하는 데이터 페리 기반의 가상 전이중 중계전송 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 2개의 UAV의 높은 이동성을 활용하여 데이터 페리 기반으로 통신하고자하는 대상과의 거리를 좁힌 후 송수신을 진행한다. 또한, 제안하는 기법은 가상 전이중 중계전송을 통해 반이중 중계전송의 성능 제약 및 전이중 중계전송의 구현 제약을 극복할 수 있다. 또한, IRI(Inter-Relay Interference)에 의한 성능 제약을 완화하기 위해 2개의 UAV에 대한 이동경로의 중심점을 조절하는 알고리즘도 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 중심점 조절 알고리즘에 의한 중심점 이동 결과를 보인다. 제안하는 기법의 성능 평가를 진행한 결과, 기존의 고정된 중계기를 활용한 중계전송 방식에 비해 제안하는 중계전송 기법에서 더 높은 시스템 종단 간 평균 SE(Spectral Efficiency) 성능이 나타났다.

• ETRI Journal
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• 제40권2호
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• pp.207-217
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• 2018

As implementation of the in-band full duplex (IFD) transceiver becomes feasible, research interest is growing with respect to using IFD communication with cellular networks. However, the cellular network in which the IFD communication is applied inevitably suffers from an increase of the co-channel interference (CCI) due to IFD simultaneous transmission and reception. In this paper, we analyze the performance of a cellular network based on uni-directional IFD (UD-IFD) communication, wherein an IFD base station simultaneously supports downlink and uplink transmissions of half-duplex (HD) users. In addition, a multi-pair CCI cancellation (MP-CCIC) method combining CCIC and user pairing is proposed to improve the performance of the UD-IFD network. Simulation results showed that, compared to a conventional HD cellular network without using CCIC, capacity gain was not obtained in the UD-IFD cellular network. On the other hand, when applying the proposed MP-CCIC, the capacity of the UD-IFD cellular network greatly improved compared to that of an HD cellular network.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권11호
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• pp.1374-1379
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• 2016

이제까지의 협력 인지 통신망에서는 쓰는 이들이 거의 대부분 서로 반 이중 방식으로 신호를 주고 받았다. 이 논문에서는 부 쓰는이들이 전 이중 통신 기술을 쓰는 협력 인지 통신망을 제안하고 그 성능을 간단히 살펴본다. 제안한 방식에서는 협력 인지 통신망의 부 쓰는이들이 동시 송수신 안테나를 쓰는 환경을 생각하여, 전 이중으로 통신할 수 있도록 하였다. 제안한 방식에서 이룰 수 있는 전송률을 해석적으로 얻고, 이제까지의 협력 인지 통신망보다 전송률 성능이 더 높다는 것을 수치적인 계산으로 보인다.

• ETRI Journal
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• 제39권6호
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• pp.794-802
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• 2017

In this paper, a wireless powered communication network (WPCN) consisting of a hybrid access point (H-AP) and multiple user equipment (UE), all of which operate in full-duplex (FD), is described. We first propose a transceiver structure that enables FD operation of each UE to simultaneously receive energy in the downlink (DL) and transmit information in the uplink (UL). We then provide an energy usage model in the proposed UE transceiver that accounts for the energy leakage from the transmit chain to the receive chain. It is shown that the throughput of an FD WPCN using the proposed FD UE (FD-WPCN-FD) can be maximized by optimal allocation of the UL transmission time to the UE by solving a convex optimization problem. Simulation results reveal that the use of the proposed FD UE efficiently improves the throughput of a WPCN with a practical self-interference cancellation capability at the H-AP. Compared to the WPCN with FD H-AP and half-duplex (HD) UE, FD-WPCN-FD achieved an 18% throughput gain. In addition, the throughput of FD-WPCN-FD was shown to be 25% greater than that of WPCN in which an H-AP and UE operated in HD.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권10호
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• pp.3908-3920
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• 2015

In this paper, performance analysis of full-duplex (FD) relay selection under decode-and-forward (DF) relaying mode is carried out by taking into account several critical factors, including the distributions of the received signal-to-noise ratio (SNR) and the outage probability of wireless links. The tradeoff between the FD and half-duplex (HD) modes for relay selection techniques is also analyzed, where the former suffers from the impact of residual self-interference, but the latter requires more channel resources than the former (i.e., two orthogonal channels are required). Furthermore, the impact of optimal power allocation (OPA) on the proposed relay-selection scheme is analyzed. Particularly, the exact closed-form expressions for outage probability of the proposed scheme over Rayleigh fading channels are derived, followed by validating the proposed analysis using simulation. Numerical results show that the proposed FD based scheme outperforms the HD based scheme by more than 4 dB in terms of coding gain, provided that the residual self-interference level in the FD mode can be substantially suppressed to the level that is below the noise power.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권10호
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• pp.3887-3907
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• 2015

This paper introduces a full duplex single secondary user multiple-input multiple-output (FD-SSU-MIMO) cognitive radio network, where secondary user (SU) opportunistically accesses the authorized spectrum unoccupied by primary user (PU) and transmits data based on FD-MIMO mode. Then we study the network achievable average sum-rate maximization problem under sum transmit power budget constraint at SU communication nodes. In order to solve the trade-off problem between SU's sensing time and data transmission time based on opportunistic spectrum access (OSA) and the power allocation problem based on FD-MIMO transmit mode, we propose a simple trisection algorithm to obtain the optimal sensing time and apply an alternating optimization (AO) algorithm to tackle the FD-MIMO based network achievable sum-rate maximization problem. Simulation results show that our proposed sensing time optimization and AO-based optimal power allocation strategies obtain a higher achievable average sum-rate than sequential convex approximations for matrix-variable programming (SCAMP)-based power allocation for the FD transmission mode, as well as equal power allocation for the half duplex (HD) transmission mode.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권3호
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• pp.924-944
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• 2014

This paper investigates the power allocation and outage performance of MIMO full-duplex relaying (MFDR), based on orthogonal space-time block codes (OSTBC), in cognitive radio systems. OSTBC transmission is used as a simple means to achieve multi-antenna diversity gain. Cognitive MFDR systems not only have the advantage of increasing spectral efficiency through spectrum sharing, but they can also extend coverage through the use of relays. In cognitive MFDR systems, the primary user experiences interference from the secondary source and relay simultaneously, owing to full duplexing. It is therefore necessary to optimize the transmission powers at the secondary source and relay. In this paper, we propose an optimal power allocation (OPA) scheme based on minimizing the outage probability in cognitive MFDR systems. We also analyse the outage probability of the secondary user in noise-limited and interference-limited environments in Nakagami-m fading channels. Simulation results show that the proposed schemes achieve performance improvements in terms of reducing outage probability.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권10호
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• pp.4957-4976
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• 2016

This paper investigates the error performance of the amplify-and-forward (AF) relaying systems in the context of full-duplex (FD) communication. In addition to the inherent self-interference (SI) due to simultaneous transmission and reception, coexistent FD terminals may cause crosstalk. In this paper, we utilize the information exchange via the crosstalk channel to construct a particular distributed space-time code (DSTC). The residual SI is also considered. Closed-form pairwise error probability (PEP) is first derived. Then we obtain the upper bound of PEP in high transmit power region to provide more insights of diversity and coding gain. The proposed DSTC scheme can attain full cooperative diversity if the variance of SI is not a function of the transmit power. The coding gain can be improved by lengthening the frame and proper power control. Feasibility and efficiency of the proposed DSTC are verified in numerical simulations.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.629-635
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• 2009

본 논문에서는 하나의 국부 발진기를 갖는 FSK 이중통신 방식의 원격제어 무선 전송부를 설계 제작한다. 전 이중 방식의 FSK 양방향 동시통신 회로에서는 양방향 동시 통신을 위한 송수신 주파수를 설정하고, 반 이중방식에서는 송수신 신호를 발생하는 절체형 발진기 회로를 설계한다. 양 FSK 이중통신 방식의 원격제어 무선 전송부는 채널주파수간 간섭을 배제하기 위한 채널 사용 검지 및 자동 채널 설정 회로를 설계 구현하였으며, 400MHz 대역에서 50kHz 채널 간격을 갖는 위상동기 회로 구성의 Colpitz 형 국부발진주파수 회로와 10mW 이내의 소형 소출력 특성을 갖는다. 전 이중 방식의 송수신 주파수는 21.4MHz IF주파수의 2배 주파수인 42.8MHz주파수 간격으로 설계 구현하였다.