• 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.

• 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.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권1호
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• pp.81-108
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• 2018

In this paper, we derive the theoretical Symbol Error Probability (SEP) of cooperative systems with best relay selection for Nakagami-m fading channels. For Amplify and Forward (AF) relaying, the selected relay offers the best instantaneous Signal to Noise Ratio (SNR) of the relaying link (source-relay-destination). In cooperative networks using Decode and Forward (DF), the selected relay offers the best instantaneous SNR of the link between the relay and the destination among the relays that have correctly decoded the transmitted information by the source. In the second part of the paper, we derive the SEP when all participating AF and DF relaying is performed. In the last part of the paper, we extend our results to cognitive radio networks where there is interference constraints : only relays that generate interference to primary receiver lower than a predefined threshold T can transmit. Both AF and DF relaying with and without relay selection are considered.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권1A호
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• pp.36-43
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• 2008

본 논문에서는 디코딩 후 전달 시스템을 위한 최적의 중계노드 선택방법을 제안한다. 그 최적의 중계노드 선택 방법은 디코딩 후 전달 시스템에서 신호 중계를 위해 사용되는 시간슬롯을 최소화하고 최종 신호 대 잡음비를 최대화한다. 그러나, 중계노드 선택을 위한 시스템의 오버 헤드가 요구된다. 독립적이고 동일한 레일레이 분포를 따르는 채널들을 가정하여, 제안된 최적의 중계노드 선택방법 기반의 디코딩 후 전달방식에 대한 용량 저하 확률과 평균 비트 오차율의 식들을 유도하고, 그 식들의 수치적 결과와 시뮬레이션 결과를 비교하여 수식들을 검증한다. 중계노드의 개수가 각각 2, 4, 8이고 오버 헤드에 대한 시간슬롯의 개수가 각각 1, 2, 4일 때, 제안된 방식은 기존의 디코딩 후 전달방식보다 1% 비트 오차율에서 각각 1 dB, 2 dB, 3 dB의 이득이 있고, 1 bps/Hz에 대한 1% 용량 저하 확률에서 각각 0.5 dB, 4 dB, 12 dB의 이득이 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권4호
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• pp.1961-1974
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• 2019

In this letter, a harmonic-mean-based dual-antenna selection scheme at relay node is proposed in two-way relaying networks (TWRNs). With well-designed distributed orthogonal concatenated Alamouti space-time block code (STBC), a dual-antenna selection problem based on the instantaneous achievable sum-rate criterion is formulated. We propose a low-complexity selection algorithm based on the harmonic-mean criterion with linearly complexity $O(N_R)$ rather than the directly exhaustive search with complexity $O(N^2_R)$. From the analysis of network outage performance, we show that the asymptotic diversity gain function of the proposed scheme achieves as $1/{\rho}{^{N_R-1}}$, which demonstrates one degree loss of diversity order compared with the full diversity. This slight performance gap is mainly caused by sacrificing some dual-antenna selection freedom to reduce the algorithm complexity. In addition, our proposed scheme can obtain an extra coding gain because of the combination of the well-designed orthogonal concatenated Alamouti STBC and the corresponding dual-antenna selection algorithm. Compared with the common-used selection algorithms in the state of the art, the proposed scheme can achieve the best performance, which is validated by numerical simulations.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권12호
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• pp.2317-2323
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• 2015

본 논문에서는, 증폭 후 재전송하는 부분 릴레이 선택 방식의 듀얼홉 릴레이 시스템에 대한 성능을 분석한다. 증폭 후 재전송하는 릴레이 이득은 채널과 잡음을 동시에 고려한 이득이다. 수신 SNR 모델을 이용하여 닫힌형태의 end-to-end SNR 확률밀도함수와 누적분포함수를 유도한다. 또한, 부분 릴레이 선택 방식을 갖는 듀얼홉 릴레이 시스템의 정확한 닫힌 형태의 채널 용량을 분석한다. 마지막으로 본 논문의 이론적인 분석은 Monte-Carlo 시험을 통하여 검증한다.

• ETRI Journal
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• 제36권1호
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• pp.22-30
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• 2014

Recently, efficient partial relay selection (e-PRS) was proposed as an enhanced version of PRS. In comparing e-PRS, PRS, and the best relay selection (BRS), there is a tradeoff between complexity and performance; that is, the complexity for PRS, e-PRS, and BRS is low to high, respectively, but vice versa for performance. In this paper, we study the outage probability for e-PRS in decode-and-forward (DF) relaying systems over non-identical Nakagami-m fading channels, where the fading parameter m is an integer. In particular, we provide closed-form expressions of the exact outage probability and asymptotic outage probability for e-PRS in DF relaying systems. Numerical results show that e-PRS achieves similar outage performance to that of BRS for a low or medium signal-to-noise ratio, a high fading parameter, a small number of relays, and a large difference between the average channel powers for the first and the second hops.

• 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.

• ETRI Journal
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• 제37권4호
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• pp.717-726
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• 2015

In this paper, we study an asymmetric two-way relaying network where two source nodes intend to exchange information with the help of multiple relay nodes. A hybrid time-division broadcast relaying scheme with joint relay selection (RS) and power allocation (PA) is proposed to realize energy-efficient transmission. Our scheme is based on the asymmetric level of the two source nodes' target signal-to-noise ratio indexes to minimize the total power consumed by the relay nodes. An optimization model with joint RS and PA is studied here to guarantee hybrid relaying transmissions. Next, with the aid of our proposed intelligent optimization algorithm, which combines a genetic algorithm and a simulated annealing algorithm, the formulated optimization model can be effectively solved. Theoretical analyses and numerical results verify that our proposed hybrid relaying scheme can substantially reduce the total power consumption of relays under a traffic asymmetric scenario; meanwhile, the proposed intelligent optimization algorithm can eventually converge to a better solution.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권7A호
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• pp.639-645
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• 2010

In the paper, a selection relaying scheme is proposed and analyzed in which relays retransmit the erroneous packet without checking the correctness of their received packets. The proposal not only achieves the full diversity gain in a limited number of retransmissions but it also gets better performance than other schemes. Additionally, a threshold in the number of retransmissions and the closed form expression for packet error rate (PER) are derived. Simulation results are given to confirm the accuracy of analysis and to significantly prove advantages of the proposal.