• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.1022-1029
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• 2020

다중 엑세스 포인트 환경에서 전송전력과 최적의 엑세스 포인트를 선택하는 문제를 연구한다. 본 연구는 지난 연구결과를 확장하여 TA 링크와 AT 링크에서 전송전력과 엑세스 포인트를 함께 최적화한다. 목적은 모든 단말이 요구하는 최소의 신호대 간섭비를 유지하면서, 총 전송전력을 최소화하는 것이다. TA 링크와 AT 링크 모두에서 제안하는 반복적 기법을 통해서 최적화된 결과값에 수렴함을 증명한다. 실험결과를 통해 1) 전송전력과 엑세스 포인트를 동시에 최적화하는 방법이 전송전력만을 최적화하는 방법보다 전송전력 소모에 이득이 있음을 확인하였다. 또한, 2) 다중 엑세스 포인트 환경에서는 TA 링크와 AT 링크에서의 알고리즘의 결과값인 전송전력 벡터와 엑세스 포인트 벡터는 쌍대성이 성립하지 않음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.2607-2612
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• 2014

본 논문은 다중 셀 상향링크 네트워크에서 인접 셀에 미치는 간섭의 양을 기반으로 송신 전력이 제어된 사용자를 선택하는 분산적 사용자 스케쥴링 방식을 제안한다. 시분할 시스템의 상호 호환성 특성을 이용하여 각 사용자는 인접 기지국으로부터 파일럿 신호를 통하여 채널을 습득하고 데이터 전송 시 인접 셀 기지국들에 미칠 간섭을 각자 계산할 수 있다고 가정한다. 제안된 스케쥴링는 각 사용자 단말이 인접 기지국에서 미칠 간섭의 양이 미리 결정된 임계값보다 클 경우 자신의 송신 전력을 낮추는 전력 제어 알고리즘이다. 제안된 기법의 상향링크 데이터 전송률은 기존에 제안된 다양한 사용자 스케쥴링 알고리즘들에 비하여 월등히 좋은 성능을 보인다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.41-46
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• 2017

In this paper, we investigate the D2D Transmitter(Tx) and Receiver(Rx) pair assignment problem in the cellular system where D2D users share the uplink resource of the cellular system. Sharing the uplink resource of the cellular system may cause interference to the cellular system, though it is beneficial to improve the D2D user Capacity. Therefore, to protect the cellular users, D2D transmit power should be carefully controlled. In this work, we focus on optimal Tx-Rx assignment in such a way that the total transmit power of users is minimized. First, we consider the optimum Tx-Rx assignment in general and the corresponding complexity. Then, we propose an iterative D2D Tx-Rx assignment algorithm with low complexity that can minimize total transmit power of users. Finally, we present the numerical examples that show the complexity and the convergence to the unique transmit power level.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권1호
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• pp.16-33
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• 2019

In this paper, a full-duplex NOMA relaying based underlay device-to-device (D2D) communication scheme is proposed, in which D2D transmitter assists cellular downlink transmission as a full-duplex relay. Specifically, D2D transmitter receives signals from base station and transmits the superposition signals to D2D receiver and cellular user in NOMA scheme simultaneously. Furthermore, we investigate the power allocation under the proposed scheme, aiming to maximize D2D link's achievable transmit rate under cellular link's transmit rate constraint and total power constraint. To tackle the power allocation problem, we first propose a power allocation method based on linear fractional programming. In addition, we derive closed-form expressions of the optimal transmit power for base station and D2D transmitter. Simulation results show that the performance of two solutions matches well and the proposed full-duplex NOMA relaying based underlay D2D communication scheme outperforms existing full-duplex relaying based D2D communication scheme.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1873-1880
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• 2016

셀룰러 네트워크를 운용하는데 드는 에너지의 대부분은 기지국에 의해서 소비되므로 에너지 효율적인 셀룰러 네트워크를 위하여 기지국의 송신 전력을 줄이는 것이 필요하다. 본 논문에서는 셀룰러 네트워크의 에너지 효율을 향상시키기 위한 목적으로 플로킹(flocking) 모델에 기반한 분산 송신전력제어 알고리즘을 제안한다. 새 무리에서 각각의 새가 자신의 속도를 인접한 이웃 새들의 평균 속도로 맞춰 날아가는 것과 같이, 제안 방안에서는 각 셀의 단말의전송률이 인접 셀의 같은 채널을 사용하는 단말의 평균 전송률과 같도록 서빙 기지국의 송신 전력을 제어한다. 모의실험 결과 제안한 분산 송신전력제어 알고리즘은 플로킹 모델과 같은 수렴 속성을 가지며, 셀 간 간섭이 증가함에 따라 낮은 아웃티지 확률을 유지하면서도 기지국의 전력 소모를 효과적으로 줄일 수 있음을 보여준다. 이를 통하여 제안 방안은 기지국 수가 20개 이상일 때 셀룰러 네트워크의 에너지 효율을 기존 방식 대비 두 배 이상 향상시킨다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.685-690
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• 2021

본 논문에서는 하향링크 비직교 다중 접속 시스템에서 최소 데이터 전송률을 만족하며 데이터 전송률의 총합을 최대화 할 수 있는 딥러닝 기반의 송신 전력 제어 기법을 제안한다. 하향링크 비직교 다중 접속 시스템에서 사용자가 위치한 셀 이외의 기지국으로부터 발생할 수 있는 동일 채널 간섭을 고려하고, 시스템 피드백 오버헤드를 줄이기 위하여 사용자는 채널 상태 정보 대신에 신호 대 간섭 및 잡음비 정보를 피드백 한다. 따라서 기지국은 신호 대 간섭 및 잡음비 정보만을 이용하여 송신 전력을 제어한다. 함축적 신호 대 간섭 및 잡음비 정보의 이용은 정보 차원을 감소시키는 장점은 있지만 데이터 전송률을 감소시킬 수 있는 단점이 있다. 본 논문에서는 딥러닝 기반의 학습 방식으로 이 문제를 해결하고, 딥러닝 입력의 차원을 효과적으로 축소할 경우 학습의 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다. 시뮬레이션을 통해서 제안된 딥러닝 기반의 송신 전력 제어 기법이 최소 데이터 전송률을 만족하며 데이터 전송률의 총합을 향상시킬 수 있음을 입증한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권10호
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• pp.3810-3830
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• 2015

In this paper, we investigate the differential game theoretic approach for distributed dynamic cooperative power control in cognitive radio ad hoc networks (CRANETs). First, a payoff function is defined by taking into consideration the tradeoff between the stock of accumulated power interference to the primary networks and the dynamic regulation of the transmit power of secondary users (SUs). Specifically, the payoff function not only reflects the tradeoff between the requirement for quickly finding the stable available spectrum opportunities and the need for better channel conditions, but also reveals the impact of the differentiated types of data traffic on the demand of transmission quality. Then the dynamic power control problem is modeled as a differential game model. Moreover, we convert the differential game model into a dynamic programming problem to obtain a set of optimal strategies of SUs under the condition of the grand coalition. A distributed dynamic cooperative power control algorithm is developed to dynamically adjust the transmit power of SUs under grand coalition. Finally, numerical results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm for efficient power control in CRANETs.

• Journal of Communications and Networks
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• 제4권4호
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• pp.351-362
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• 2002

In this paper, we introduce a new approach to the minimum energy routing (MER) for next generation (NG) multihop wireless networks. We remove the widely used assumption of deterministic, distance-based channel model is removed, and analyze the potentials of MER within the context of the realistic channel model, accounting for shadowing and fading. Rather than adopting the conventional unrealistic assumption of perfect power control in a distributed multihop environment, we propose to exploit inherent spatial diversity of mobile terminals (MT) in NG multihop networks and to combat fading using transmit diversity. We propose the cooperation among MTs, whereby couples of MTs cooperate with each other in order to transmit the signal using two MTs as two transmit antennas. We provide the analytical framework for the performance analysis of this scheme in terms of the feasibility and achievable transmit power reduction. Our simulation result indicate that significant gains can be achieved in terms of the reduction of total transmit power and extension of network lifetime. These gains are in the range of 20-100% for the total transmit power, and 25-90% for the network lifetime, depending on the desired error probability. We show that our analytical results provide excellent match with our simulation results. The messaging load generated by our scheme is moderate, and can be further optimized. Our approach opens the way to a new family of channel-aware routing schemes for multihopNG wireless networks in fading channels. It is particularly suitable for delivering multicast/ geocast services in these networks.

• ETRI Journal
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• 제40권1호
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• pp.51-60
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• 2018

In Long Term Evolution (LTE) cellular networks, the transmit power control (TPC) mechanism consists of two parts: the open loop (OL) and closed loop. Most cellular networks consider OL/TPC because of its simple implementation and low operation cost. The analysis of OL/TPC parameters is essential for efficient resource management from the cellular operator's viewpoint. In this work, the impact of the OL/TPC parameters is investigated for homogeneous small cells and heterogeneous small-cell/macrocell network environments. A mathematical model is derived to compute the transmit power at the user equipment, the received power at the eNodeB, the interference in the network, and the received signal-to-interference ratio. Using the analytical platform, the effects of the OL/TPC parameters on the system performance in LTE networks are investigated. Numerical results show that, in order to achieve the best performance, it is appropriate to choose ${\alpha}_{small}=1$ and $P_{o-small}=-100dBm$ in a homogenous small-cell network. Further, the selections of ${\alpha}_{small}=1$ and $P_{o-small}=-100dBm$ in the small cells and ${\alpha}_{macro}=0.8$ and $P_{o-macro}=-100dBm$ in the macrocells seem to be suitable for heterogeneous network deployment.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권12호
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• pp.4617-4632
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• 2021

IEEE 802.11ax is a protocol being developed for high-density Wireless Local Area Networks (WLAN). Several algorithms have been proposed to improve the level of spatial reuse applied in IEEE 802.11ax. However, these algorithms are tentative and do not specify how to select the transmit power and carrier sense threshold in practice; It is unclear when and why the tuned parameters lead to better network performance. In this paper, we restricted the scale of transmit power tuning to prevent the case of backfire in which spatial reuse will result in transmission failure. If the restrictions cannot be satisfied, spatial reuse will be abandoned. This is why we named the proposed scheme as Arbitration based Spatial Reuse (ASR). We quantified the network performance after spatial reuse, and formulate a corresponding maximum problem whose solution is the optimal carrier sense threshold and transmit power. We verified our theoretical analysis by simulation and compared it with previous studies, and the results show that ASR improves the throughput up to 8.6% compared with 802.11ax. ASR can avoid failure of spatial reuse, while the spatial reuse failure rate of existing schemes can up to 36%. To use the ASR scheme in practice, we investigate the relation between the optimal carrier sense threshold and transmit power. Based on the relations got from ASR, the proposed Relation based Spatial Reuse (RSR) scheme can get a satisfactory performance by using only the interference perceived and the previously found relations.