• 한국전자파학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.976-984
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• 2012

Ad-hoc 네트워크는 음영지역, 재난지역, 전쟁 시와 같은 통신 인프라가 구축되기 어려운 상황에서 유용하게 사용될 수 있다. 그러나 음성 및 데이터 서비스 등과 같은 무선 서비스의 제공을 위해 많은 양의 네트워크 용량이 필요하게 되지만, 기존의 제한된 주파수 자원에 따른 주파수 부족 상황 및 주파수 자원 정책의 규제에 따라 원활한 주파수 사용이 어려운 상황이다. 이에 따라 높은 주파수 활용을 제공하는 인지 무선 시스템을 ad-hoc 네트워크에 적용하여 보다 다양하고 확장된 네트워크 서비스를 제공할 수 있다. 하지만 인지 무선 시스템을 통해 센싱한 1차 사용자의 유휴 대역을 모든 CR 사용자들이 공평하게 사용할 수 없다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 CDMA 방식의 다중 orthogonal sequence를 이용하여, 하나의 주파수 대역 내에서도 여러 명의 CR user가 간섭 없이 효율적인 주파수 대역을 활용할 수 있는 기법을 제안하였으며, 이를 통해 인지 무선 시스템에서의 성능 향상을 보여 준다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.354-361
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• 2011

본 논문에서는 1차 시스템의 협력 통신에서 중계기가 2차 시스템의 송신단으로 동작함으로써 2차 스펙트럼 접근이 가능한 협력 통신 기법을 제안한다. 일반적인 협력 통신 시스템에서는 Phase 1에 1차 시스템의 송신단은 자신의 신호를 모든 노드에 브로드캐스트하고, 나머지 노드는 이 신호를 수신한다. 그런 다음, Phase 2에 1차 시스템의 중계기 역할을 하는 2차 시스템 송신단은 1차 시스템에서 수신 후 복호한 신호와 자신이 전송하고자 하는 신호를 결합하여 각 수신단으로 브로드캐스트 한다. 이를 수신하는 각 1차 및 2차 수신단에서는 큰 잡음을 가지는 신호를 수신하며, 이는 수신 성능 감소의 원인이 된다. 이를 극복하기 위해서 1차 시스템 수신단이 1 phase만에 수신에 성공할 시에 2차 시스템 송신단이 자신의 신호만을 전송하는 적응 증분형 복호 후 전송 프로토콜을 제안한다. 이를 이용하여 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있음을 모의실험을 통해 보인다.

• 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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• 제7권4호
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• pp.632-650
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• 2013

The paper considers a spectrum sharing cognitive radio (CR) network coexisting with a primary network under the average interference power constraint. In particular, the secondary user (SU) is assumed to carry delay-sensitive services and thus shall satisfy a given delay quality-of-service (QoS) constraint. The secondary receiver is also assumed to be equipped with multiple antennas to perform maximal ratio combining (MRC) to enhance SU performance. We investigate the effective capacity of the SU with MRC diversity under aforementioned constraints in Nakagami fading environments. Particularly, we derive the optimal power allocation to achieve the maximum effective capacity of the SU, and further derive the effective capacity in closed-form. In addition, we further obtain the closed-form expressions for the effective capacities under three widely used power and rate adaptive transmission schemes, namely, optimal simultaneous power and rate adaptation (opra), truncated channel inversion with fixed rate (tifr) and channel inversion with fixed rate without truncation (cifr). Numerical results supported by simulations are presented to consolidate our studies. The impacts on the effective capacity of various system parameters such as the number of antennas, the average interference power constraint and the delay QoS constraint are investigated in detail. It is shown that MRC diversity can significantly improve the effective capacity of the SU especially for cifr transmission scheme.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.1011-1017
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• 2004

UWB(Ultra Wideband) 기술은 초고속통신, 고정밀의 위치정보시스템 등을 구현하기 위하여 500 MHz 이상의 광대역 주파수 자원이 요구되고 있다. UWB 신호의 에너지는 DC로부터 수 GHz까지 광대역 특성을 갖기 때문에, 현재 사용되고 있는 통신시스템들과의 간섭에 대한 분석이 필수적이라고 할 수 있지만 아직까지 국내에서 UWB 신호와 Cellular CDMA(Code Division Mutiple Access) 이동통신과 WCDMA(Wideband CDMA)와 간섭에 대한 연구가 이루어지고 있지 않다. 본 논문에서는 임펄스 방식과 DS-CDMA(Direct Sequence-CDMA) 방식의 UWB 신호원과 국내 이동통신 서비스중 Cellular CDMA와 WCDMA의 간섭에 관하여 측정을 하고 분석하였다. 본 논문의 결과로부터, 임펄스 방식에 비해 DS-CDMA방식의 UWB 신호는 이동통신시스템에 간섭효과가 크지 않다는 사실을 얻었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권11호
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• pp.5253-5270
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• 2016

With device-to-device (D2D) communications, an inactive user terminal can be utilized as a relay node to support multi-hop communication so that connective experience of the cell-edge user as well as the capacity of the whole system can be significantly improved. In this paper, we investigate the spectrum sharing for a cooperative relay assisted D2D communication underlying a cellular network. We formulate a joint relay selection and channel assignment problem to maximize the throughput of the system while guaranteeing the quality of service (QoS) requirements of cellular users (CUs) and D2D users (DUs). By exploiting coalition formation game theory, we propose two algorithms to solve the problem. The first algorithm is designed based on merge and split rules while the second one is developed based on single user's movement. Both of them are proved to be stable and convergent. Simulation results are presented to show the effectiveness of the proposed algorithms.

• 한국통신학회논문지
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• 제37B권12호
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• pp.1091-1101
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• 2012

Device-to-device (D2D) 통신은 짧은 전송 거리를 적은 전송 전력으로 인프라를 거치지 않고 직접 통신하여 근거리 서비스를 제공할 수 있는 통신 방법으로 기대되고 있다. 이러한 장점들로 인해, 대규모 D2D 시스템에 대한 수요가 존재할 것이다. D2D 통신 자원이 셀룰러 망에 의해 관리되는 네트워크 지원형 D2D 시스템은 제어 신호를 위한 시그널링 오버헤드 때문에 많은 수의 D2D 기기들을 지원하는 것이 불가능하다. 이런 경우에는 오히려 네트워크 조정을 전혀 하지 않는 것이 하나의 해결책이 될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 uncoordinated D2D 시스템을 고려하는데, 이는 많은 수의 D2D 기기들이 대규모로 배치되어 네트워크 조정 없이 동작하는 D2D 시스템을 의미한다. D2D 시스템의 전송 용량을 분석하여, uncoordinated D2D 시스템이 셀룰러 네트워크 내에서 상향링크 스펙트럼을 공유하면서 공존할 수 있는 타당성 조건을 도출한다. 또한, 이러한 D2D 시스템의 적절한 전송 전력 수준 및 링크 거리에 관한 연구 결과를 제시함으로써, 대규모 D2D 통신의 운용점에 관한 가이드라인을 제공한다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제8권4호
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• pp.34-39
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• 2019

Millimeter-wave (mmWave) and Non-orthogonal multiple access (NOMA) are expected to be the major techniques that lead to the next generation wireless communication. NOMA provides a high spectrum efficiency by sharing of spatial resources among users in the same frequency band. Meanwhile, millimeter-wave gives a huge underutilized bandwidth at extremely high frequency band (EHF) which covers 30GHz to 300GHz. These techniques have been proven in several recent literatures to achieve high data rates. The combination of NOMA and millimeter-wave techniques further improves average sum capacities, as well as reduces the interference compared to conventional wireless communication systems. In this paper, we focus on hybrid NOMA system working in millimeter-wave frequency. We propose a clustering algorithm used for a hybrid NOMA scheme to optimize the usage of wireless resources. The proposed clustering algorithm adds several conditions in grouping users and defining clusters to increase the probability of the successful superposition decoding process. The performance of the proposed clustering algorithm is investigated in hybrid NOMA system and compared with the conventional orthogonal multiple access (OMA) scheme.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권7호
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• pp.2530-2547
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• 2015

In the recent years, femtocell technology has received a considerable attention due to the ability to provide an efficient indoor wireless coverage as well as enhanced capacity. However, under the spectrum sharing between femtocell user equipment (FUEs) and the owner of spectrum macrocell user equipment (MUEs), both may experience higher uplink interference to each other. This paper proposes a novel distributed power control algorithm for the interference management in two-tier femtocell networks. Due to the assignment of licensed radio frequency to the outdoor macrocell users, the access priority of MUEs should be higher than FUEs. In addition, the quality of service (QoS) of MUEs that is expressed in the target signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) must always be achieved. On the other hand, we consider an efficient QoS provisioning cost function for the low-tier FUEs. The proposed algorithm requires only local information and converges even in cases where the frontiers of available power serve the target SINRs impossible. The advantage of the algorithm is the ability to implement in a distributed manner. Simulation results show that the proposed algorithm based on our cost function provides effective resource allocation and substantial power saving as compared to the traditional algorithms.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권5호
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• pp.1984-2002
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• 2020

With the appearance of wireless spectrum crisis in traditional cellular network, device-to-device (D2D) communication has been regarded as a promising solution to ease heavy traffic burden by enabling precise content delivery among mobile users. However, due to the channel sharing, the interference between D2D and cellular users can affect the transmission rate and narrow the throughput in the network. In this paper, we firstly present a weighted interference minimization cluster formation model involving both social attribute and physical closeness. The weighted-interference, which is evaluated under the susceptible-infected(SI) model, is utilized to gather user in social and physical proximity. Then, we address the cluster formation problem via spectrum clustering with iterative operation. Finally, we propose the stable matching theory algorithm in order to maximize rate oriented to accomplish the one-to-one resource allocation. Numerical results show that our proposed scheme acquires quite well clustering effect and increases the accumulative transmission rate compared with the other two advanced schemes.