• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권6호
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• pp.2094-2114
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• 2022

Due to the wide application of fifth generation communication, wireless sensor networks have become an indispensable part in our daily life. In this paper, we analyze physical layer security for two-way relay with energy harvesting (EH), where power splitter is considered at relay. And two kinds of combined methods, i.e., selection combining (SC) and maximum ratio combining (MRC) schemes, are employed at eavesdropper. What's more, the closed-form expressions for security performance are derived. For comparison purposes, this security behaviors for orthogonal multiple access (OMA) networks are also investigated. To gain deeper insights, the end-to-end throughput and approximate derivations of secrecy outage probability (SOP) under the high signal-to-noise ratio (SNR) regime are studied. Practical Monte-Carlo simulative results verify the numerical analysis and indicate that: i) The secure performance of SC scheme is superior to MRC scheme because of being applied on eavesdropper; ii) The secure behaviors can be affected by various parameters like power allocation coefficients, transmission rate, etc; iii) In the low and medium SNR region, the security and channel capacity are higher for cooperative non-orthogonal multiple access (NOMA) systems in contrast with OMA systems; iv) The systematic throughput can be improved by changing the energy conversion efficiency and power splitting factor. The purpose of this study is to provide theoretical direction and design of secure communication.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권12호
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• pp.3275-3295
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• 2012

In this paper, we analyze the performance of an amplify-and-forward (AF) two-way relaying system, where two sources exchange information via the aid of an intermediate relay that is selected among multiple relays according to max-min criterion. We consider a practical scenario, where one source-relay link undergoes Rician fading, and the other source-relay link is subject to Rayleigh fading. To be specific, we derive a tight lower bound for the outage probability. From this lower bound, the asymptotic outage probability and average symbol error rate (SER) expressions are derived to gain insight into the system performance at high signal-to-noise ratio (SNR) region. Furthermore, we investigate the optimal power allocation (PA) with fixed relay location (RL), optimal RL with fixed PA and joint optimization of PA and RL to minimize the outage probability and average SER. The analytical expressions are verified through Monte Carlo simulations, where the positive impact of Rician factor on the system performance is also illustrated. Simulation results also validate the effectiveness of the proposed PA and relay positioning schemes.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권8A호
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• pp.769-774
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• 2006

선택결합을 갖는 협동 다이버시티 시스템의 성능을 만족시키는 연결노드의 전력제어 범위를 검토하였다. 그리고 전력제한이 있는 연결노드가 시스템의 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 레일레이 페이딩 하에서 각 경로의 평균 신호 대 잡음비가 동일할 경우, 연결노드가 하나이며 선택결합을 갖는 협동 다이버시티의 이득은 수신오율 $1{\times}10^{-3}$에서 13.5 dB 이다. 그리고 전력제한이 있는 연결노드는 시스템의 성능에 많은 영향이 있음을 알 수 있었다. 그러므로 ad-hoc 네트워크에서 전력제한이 있는 노드는 협동 다이버시티의 연결노드로 바람직하지 않다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.423-429
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• 2011

협력 스펙트럼 센싱은 스펙트럼 센싱의 신뢰성 및 정확도를 높이기 위해 다수의 CR 기기들이 정보를 공유하여 면허 사용자를 검출하는 방식이다. 이때, CR 기기의 센싱 결과를 융합하는 방식에 따라 경판정 방식(hard decision method)과 연판정 방식(soft decision method)으로 구별할 수 있다. 본 논문은 면허 사용자와 CR 기기 사이의 거리에 따른 가중치가 적용된 결합 방식(Distance based Weight Combining: DWC)을 사용하여 에너지 검출기반 협력 스펙트럼 센싱을 제안하고, 이에 따른 분석 및 모의 실험 결과를 나타낸다. 면허 사용자의 신호는 OFDM 기반의 시스템을 가정하였으며, 면허 사용자와 CR 기기 사이의 무선 채널은 가우시안(Gaussian) 채널로 모델링하였다. 에너지 검출법을 위한 임계값은 각 채널의 SNR(Signal to Noise Ratio)에 따라 다르게 적용되었으며, 각 채널의 잡음 신호의 평균값으로 가정하였다. DWC를 적용한 협력 스펙트럼 센싱을 수행한 결과, 거리에 따라 다양한 검출 확률을 나타낸 단일 센싱에 비해 비교적 안정된 검출 확률을 나타내는 것으로 알 수 있었으며, 동일 이득 결합을 반영하여 협력 스펙트럼 센싱을 수행한 것보다 우수한 스펙트럼 센싱을 나타내었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권7호
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• pp.45-50
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• 2010

본 논문은 면허사용자와 CR기기 사이의 거리에 따른 가중치가 적용된 결합방식 (Distance based weight combining : DWC)을 사용하여 에너지 검출 기반 협력 스펙트럼 센싱을 제안하고 이에 따른 분석 및 모의실험 결과를 나타낸다. 면허사용자의 신호는 OFDM기반의 시스템을 가정하였으며 면허 사용자와 CR 기기 사이의 무선 채널은 가우시안 (Gaussian) 채널로 모델링 하였다. 에너지 검출법을 위한 임계값은 각 채널의 SNR (Signal to Noise Ratio)에 따라 다르게 적용되었으며 각 채널의 잡음신호의 평균값으로 가정하였다. DWC를 적용한 협력 스펙트럼 센싱을 수행한 결과 거리에 따라 다양한 검출확률을 나타낸 단일 센싱에 비해 비교적 안정된 검출확률을 나타내는 것으로 알 수 있었으며, 동일이득 결합을 반영하여 협력스펙트럼 센싱을 수행한 것 보다 우수한 스펙트럼 센싱을 나타내었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권2호
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• pp.6-14
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• 2007

본 논문에서는 V-BLAST (Vertical-Bell-lab Layered Space Time) 복호 알고리즘의 ordering과 slicing 과정에 MAP(Maximum A Posteriori) 디코더의 외부 정보 (extrinsic information)를 이용한 최적의 터보 부호화된 (Optimal Turbo Coded) V-BLAST 적응 변조 시스템을 제안 후 성능을 관찰한다. 외부정보는 ordering과 slicing에 사전 확률 (a priori probability) 로서 사용되며 시스템 복호 과정은 주 반복 (Main Iteration) 및 부 반복 (Sub Iteration) 과정으로 이루어진다. 채널 상태에 따라 변조 방식을 달리하는 적응 변조 시스템을 기존의 터보 부호화 (Turbo Coding) 된 V-BLAST 시스템과 최적의 터보 부호화된 V-BLAST 시스템에 각각 적용하고 전송률 (throughput) 을 비교하여 제안된 시스템을 적용할 경우 어느 정도의 성능 개선이 있는가를 살펴본다. 또한, 제안된 시스템에 선택적 전송 다이버시티 (STD : Selection Transmit Diversity) 기법을 적용한 후 성능의 향상을 관찰한다. 모의 실험결과, 적응 변조 시스템에서 최적의 터보 부호화된 V-BLAST 기법을 적용한 경우가 기존의 터보 부호화된 V-BLAST 기법을 적용한 경우에 비하여 11 dB의 SNR (Signal to Noise Ratio) 영역에서 최대 약 350 kbps의 전송률 향상이 나타났다. 특히, 제안된 시스템에 선택적 전송 다이버시티가 적용된 경우에는 송수신 안테나가 각각 2개인 기존의 터보 부호화된 V-BLAST 기법을 적용한 시스템의 경우에 비하여 같은 SNR 영역에서 최대 약 1.77 Mbps의 전송률이 개선됨을 보였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권12호
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• pp.34-41
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• 2008

본 논문에서는 신호 대 잡음 비의 관점에서 Zero-Forcing 기반의 BLAST(Bell Labs Layered Space-Time) 구조의 채널 capacity를 점근적으로 분석하고자 한다. MIMO 채널 capacity에 관한 새로운 관계를 소개하고, ZF에 기반한 간섭 무효화를 수행할 때 DBLAST(Diagonal BLAST)에 의해 MIMO 채널의 하한값에 이름을 증명한다. 채널 capacity의 확률 밀도 함수의 정확한 최종식을 분석하고, 각 계층의 채널 capacity의 점근적 현상에 기반한 점근적 ergodic capacity의 최종식을 BLAST에서 유도한다. 본 논문에서 다뤄진 분석에 의해 MIMO 채널의 capacity 현상에 대한 통찰할 수 있다. 모의 실험의 결과를 통해서, 본 논문에서 다뤄진 광범위한 안테나 배열 사이즈에 대한 분석의 타당성과 정확성을 보여주고자 한다.