• 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.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.687-696
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• 2014

An integrated ship area network has functionality of remote control and autonomous management of various sensors and instruments embedded or boarded in a ship. For such environment, an wireless bridge is essential to transmit control and/or managing information to sensors or instruments from a central integrated ship area network station. In this paper, one of reliable schemes of WiMedia based wireless bridge using relay cooperative transmission using WiMedia distributed MAC protocol is proposed to increase a communication reliability between cluster headers, irrespective of channel variation. Simulation results show that the proposed wireless bridge using relay cooperative transmission scheme increases communication reliability.

• 전기학회논문지
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• 제58권6호
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• pp.1238-1240
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• 2009

In the wireless sensor network, cooperative transmission is an effective technique to combat multi-path fading and reduce transmitted power. Relay selection and power allocation are important technical issues to determine the performance of cooperative transmission. In this paper, we proposed a new multi-relay selection and power allocation algorithm to increase network lifetime. The proposed relay selection scheme minimizes the transmitted power and increase the network lifetime by considering residual power as well as channel conditions. Simulation results show that proposed algorithm obtains much longer network lifetime than the conventional algorithm.

• ETRI Journal
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• 제31권1호
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• pp.89-91
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• 2009

This letter considers the problem of resource sharing among a relay and multiple user nodes in cooperative transmission networks. We formulate this problem as a sellers' market competition and use a noncooperative game to jointly consider the benefits of the relay and the users. We also develop a distributed algorithm to search the Nash equilibrium, the solution of the game. The convergence of the proposed algorithm is analyzed. Simulation results demonstrate that the proposed game can stimulate cooperative diversity among the selfish user nodes and coordinate resource allocation among the user nodes effectively.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권3C호
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• pp.170-174
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• 2011

본 논문은 양방향 중계 채널(Two-Way Relay Channel) 에서 기존에 연구되었던 협력 통신(Cooperative Communication) 에서 네트워크 부호화(Network Coding)에 대해 간단히 소개한다. 협력 통신 시스템에서의 직교성을 이용한 새로운 네트워크 부호화 기법을 제안한다. 제안된 직교 사상 네트워크 부호화 기법은 기존에 널리 사용되고 있는 DF(Decode-and-Forward) 모듈러 합 기법의 전송률을 유지하면서 DF 기법의 단점인 오류 전파(Error Propagation) 현상을 제거하여 향상된 BER(Bit Error Rate) 성능을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권12호
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• pp.5149-5173
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• 2016

Cooperative forwarding has shown a substantial network performance improvement compared to traditional routing in multi-hop wireless network. To further enhance the system throughput, especially in the presence of highly congested multiple cross traffic flows, a promising way is to incorporate the multi-radio multi-channel (MRMC) capability into cooperative forwarding. However, it requires to jointly address multiple issues. These include radio-channel assignment, routing metric computation, candidate relay set selection, candidate relay prioritization, data broadcasting over multi-radio multi-channel, and best relay selection using a coordination scheme. In this paper, we propose a simple and efficient cluster-based cooperative data forwarding (CCDF) which jointly addresses all these issues. We study the performance impact when the same candidate relay set is being used for multiple cross traffic flows in the network. The network simulation shows that the CCDF with MRMC not only retains the advantage of receiver diversity in cooperative forwarding but also minimizes the interference, which therefore further enhances the system throughput for the network with multiple cross traffic flows.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2009년도 IWAIT
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• pp.94-98
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• 2009

In this paper, we propose a new channel estimation scheme for amplify and forward cooperative diversity with relay selection. In order to select best relay, it is necessary to know channel state information (CSI) at the destination. Most of the previous works, however, assume that perfect CSI is available at the destination. In addition, when the number of relay is increased it is difficult to estimate CSI through all relays within coherence time of a channel because of the large amount of frame overhead for channel estimation. In a proposed channel estimation scheme, each terminal has distinct pilot signal which is orthogonal each other. By using orthogonal property of pilot signals, CSI is estimated over two pilot signal transmission phases so that frame overhead is reduced significantly. Due to the orthogonal property among pilot signals, estimation error does not depend on the number of relays. Simulation result shows that the proposed channel estimation scheme provides accurate CSI at the destination.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권3C호
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• pp.255-263
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• 2010

본 논문에서는 60GHz WPAN (Wireless Personal Area Network) 시스템에서 릴레이를 이용한 협력 통신 기법을 제안하였다. 60GHz 대역은 LOS (Line-Of Sight)가 보장되어 있지 않은 경우 통신이 불가능하고 거리에 따른 신호 감쇄가 심하기 때문에 릴레이를 이용한 협력 통신 기법이 효과적이다. LOS가 존재하는 환경에서도 수신단이 송신단으로부터 받은 데이터뿐만 아니라 릴레이를 통해 데이터를 수신한다면 수신된 정보의 신뢰성을 높일 수 있다. 하지만 이 경우에 송신단이 데이터를 전송하는 시간뿐만 아니라 릴레이가 데이터를 전송하는 시간이 필요하기 때문에 정보의 전송률이 저하된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 협력 통신 시스템에 적합한 Reed-Solomon(RS) code와 convolutional code(CC)의 직렬 연접 부호 구조를 이용하여 이러한 단점을 최소화 한다. 제안하는 협력 통신 기법은 릴레이에서 systematic RS code의 parity만을 convolutional code로 인코딩하여 전송하므로, 릴레이가 전송해야 하는 데이터의 양이 매우 적어 시스템의 전송 효율을 향상시킨다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.65-71
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• 2016

무선 페이딩 채널에서 시스템의 성능 저하를 효과적으로 개선하기 위하여 협동 릴레이 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그동안의 연구는 고정된 릴레이를 가정하였는데, 최근에는 실제 이동통신 환경을 고려하여 공간적으로 랜덤하게 분포된 릴레이를 갖는 협동 릴레이 시스템의 연구가 시작되고 있다. 특히 통신 자원의 효율이 높은 추가 기회전송 협동 릴레이 시스템에서는 릴레이를 선택하는 방법에 따라서 시스템의 성능이 변화하는데, 이에 대한 비교 연구는 발표되지 않았다. 따라서 본 논문에서는 최대 SNR 선택법과 최대-최소 SNR 선택법을 대상으로 최대비 결합을 사용한 추가 기회전송 협동 릴레이 시스템의 성능을 유도하였고, 송신전력이 소스와 릴레이로 배분되었을 때의 오수신율을 비교하였다. 본 논문의 해석적 결과는 이동통신 시스템에 기회전송 증가 릴레이 시스템을 도입하였을 경우 릴레이를 선택하고 송신 전력을 배분하는데 이론적 근거로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권5A호
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• pp.431-439
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• 2010

모든 노드에서 다중 안테나를 갖고 다중 릴레이가 존재하는 협동 통신망을 고려한다. 연판정 후 전송 기법을 적용하여 쌍 오류 확률을 구하고 이를 이용하여 심볼 오류 확률을 유도한다. 하지만 이러한 다중 릴레이 시스템 에서 간섭을 피하기 위해 일반적으로 전송률 측면에서 비효율적인 직교 채널의 사용이 요구된다. 이를 해결하기 위해 순시적인 신호 대 잡음의 비가 가장 큰 릴레이를 선택하도록 하는 선택 기법을 적용하고, 이 시스템에 대한 성능을 분석 한다. 또한, 릴레이의 개수가 증가할수록 모든 릴레이를 사용할 때보다 릴레이 선택 기법을 사용했을 때의 성능이 우수함을 보인다.