• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.163-168
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• 2010

본 논문에서는 두 사용자가 서로의 정보만을 주고받는 기존의 다중 홉 양방향 중계 통신과는 다른 두 사용자가 두 목적지 노드로 신호를 전송하는 새로운 양방향 중계통신 기법을 제안한다. 또한 기존의 다중 홉 양방향 중계 통신에서는 각 노드가 수신신호에서 자신의 신호 성분을 제거하는 back-propagating self-interference 기법을 수행해야하며, 이로 인해 각 노드에서 신호처리 복잡도가 크게 증가하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 back-propagating self-interference 과정을 줄일 수 있는 Pre-cancellation 기법을 적용한다. 제안하는 기법이 기존의 다중 홉 양방향 중계 통신보다 우수한 성능을 보임을 시뮬레이션 결과로 보여주며, Pre-cancellation 기법의 사용 유무에 따른 시스템 복잡도와 성능간의 trade-off 관계를 분석한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권12호
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• pp.3018-3036
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• 2013

In this paper, we investigate power allocation scheme and outage performance for a physical-layer network coding (PNC) relay based secondary user (SU) communication in cognitive multi-antenna relay networks (CMRNs), in which two secondary transceivers exchange their information via a multi-antenna relay using PNC protocol. We propose an optimal energy-efficient power allocation (OE-PA) scheme to minimize total energy consumption per bit under the sum rate constraint and interference power threshold (IPT) constraints. A closed-form solution for optimal allocation of transmit power among the SU nodes, as well as the outage probability of the cognitive relay system, are then derived analytically and confirmed by numerical results. Numerical simulations demonstrate the PNC protocol has superiority in energy efficiency performance over conventional direct transmission protocol and Four-Time-Slot (4TS) Decode-and-Forward (DF) relay protocol, and the proposed system has the optimal outage performance when the relay is located at the center of two secondary transceivers.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.45-50
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• 2014

본 논문에서는 사용자 모바일 장치를 중계기로 사용할 경우 발생할 수 있는 간섭 제약에 대해 정의하였다. 또한, 사용자 모바일 장치에서 발생하는 간섭을 완화하기위해 장치 선택 및 전력 할당 기법을 적용하였다. 제안된 전송 알고리즘을 적용할 경우 간섭을 완화시킬 수 있다. 또한, 간섭이 약한 채널에 적용할 경우 통신망 과부하 문제를 해결 할 수 있다. 따라서 추가적인 중계기 설치 없이 사용자 모바일 장치만으로 네트워크 용량을 증가시킬 수 있다. 마지막 으로, 제안한 프로토콜을 레일리 페이딩 환경에서 비트오류율(Bit Error Rate)과 아웃티지 확률(Outage Probability)을 통해 시스템의 성능을 평가한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권5호
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• pp.1944-1956
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• 2021

This paper considers a cellular two-way relay network with one base station (BS), one relay station (RS), and two users. The two users are far from the BS and no direct links exist, and the two users exchange messages with the BS via the RS. A non-orthogonal multiple access (NOMA) and network coding (NC)-based decode-and-forward (DF) two-way relaying (TWR) scheme TWR-NOMA-NC is proposed, which is able to reduce the number of channel-uses to three from four in conventional time-division multiple access (TDMA) based TWR approaches. The achievable sum-rate performance of the proposed approach is analyzed, and a closed-form expression for the sum-rate upper bound is derived. Numerical results show that the analytical sum-rate upper bound is tight, and the proposed TWR-NOMA-NC scheme significantly outperforms the TDMA-based TWR and NOMA-based one-way relaying counterparts.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권9호
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• pp.3124-3137
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• 2022

We propose a spectral-efficient coordinated direct and relayed transmission (CDRT) scheme for a relay-assisted downlink system with two users. The proposed scheme is based on backscatter communication (BC) and non-orthogonal multiple access (NOMA) technique. With the proposed BC-NOMA-CDRT scheme, both users can receive one packet within one time slot. In contrast, in existing NOMA-CDRT schemes, the far user is only able to receive one packet in two time slots due to the half-duplex operation of the relay. We investigate the outage of the BC-NOMA-CDRT scheme, and derive the outage probability expressions in closed-form based on Gamma distribution approximation and Gaussian approximation. Numerical results show that the analytical results are accurate and the BC-NOMA-CDRT scheme outperforms the conventional NOMA-CDRT significantly.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제12권2호
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• pp.67-74
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• 2014

In multi-hop communication systems, two-way relaying is one of the solutions to mitigate the spectral efficiency loss caused by a half-duplex transmission. In this paper, a simple two-way relaying scheme is proposed for two-hop two-user multiple input multiple output (MIMO) systems. In the proposed system, a base station and a relay station (RS), both equipped with two antennas, form a point-to-point MIMO channel, while the RS and two single-antenna mobile users form a point-to-multipoint multiuser (MU)-MIMO channel. Numerical examples show that the proposed system achieves a significant sum rate gain as compared to a one-way relaying system as the distance between a relay and the two users decreases. We also show that although we can expand the proposed scheme to more than two users, its performance gain as compared to that of one-way relaying decreases with an increase in the number of users.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권3A호
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• pp.215-222
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• 2011

본 논문에서는 3GPP (3rd Generation Partnership Project) LTE (Long Term Evolution)-Advanced 시스템의 Relay 환경에서 효율적 serving cell 선택을 위한 power control 기법을 제안한다. Relay를 사용하는 환경에서 UE가 백홀 링크의 채널 상태를 고려하지 못하는 기존의 serving cell 선택 과정은 백홀 링크 (backhaul link)가 좋지 않은 상황에서도 액세스 링크 (access link)가 다이렉트 링크 (direct link)보다 채널 상태가 좋다면 RN (Relay Node)을 serving cell로 선택하여 최대 throughput을 얻을 수 없는 문제점을 갖는다. 또한, 제안된 기존의 해결 기법인 eNB (evolved NodeB)나 RN이 백홀 링크의 채널 정보를 리포팅하는 방식은 추가적인 데이터 전송이 필요하고, UE (User Equipment)가 백홀 링크의 채널 상태까지 고려하여 serving cell을 선택하기 때문에 serving cell 선택 과정의 복잡도가 증가하며, 백홀 링크의 채널 상태가 좋지 않아서 serving cell을 eNB로 선택한 경우에 RN에 의한 강한 간섭의 영향으로 수산 신호가 열화되는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 RN이 백홀 링크의 수신 SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio) 에 따라 송신 전력을 조절하는 power control 기법을 제안하며, 다양한 모의실험을 이용한 성능 분석을 통해 제안하는 방식이 3GPP LTE-Advanced 시스템의 Relay 환경에서 매우 유용한 것을 입증하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권8호
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• pp.39-45
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• 2012

본 논문에서는 주파수 공유 환경에서 일차 사용자가 양방향 중계기 (full duplex relay, FDR)를 사용하는 경우의 이차 사용자의 통신 용량에 대해서 분석한 논문이다. 주파수 공유 시스템에서, 이차 사용자가 일차 사용자의 주파수를 공유하기 위해서는 다양한 일차 사용자의 시스템에 맞는 주파수 공유 기법이 연구되어야 한다. 그러나 기존의 연구들은 오직 일대일 통신 기반의 일차 사용자 시스템만을 고려하였다. 일차 사용자가 FDR을 사용할 때는 일차 사용자의 중계기와 목적지가 이차 사용자로부터 동시에 간섭을 받게 된다. 따라서 기존의 일대일 통신 기반의 주파수 공유 기법 보다 좀 더 엄격한 간섭 제약이 적용되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 일차 사용자가 FDR을 사용하는 주파수 공유 시스템에서 평균 및 순시 간섭 파워 제약 조건 하에서의 이차 사용자의 통신 용량을 분석한다. 또한 이러한 시스템에서 간섭 제약을 고려했을 때의 성능 열화를 분석한다. 모의 실험 결과를 통해서 평균 간섭 파워 제약 조건 하에서의 이차 사용자 통신 용량과 일차 사용자의 통신 용량이 순시 간섭 파워 제약 조건 하에서의 통신용량보다 성능이 좋음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권9호
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• pp.798-809
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• 2013

본 논문에서는 부정확한 채널 정보가 주어진 환경에서 multi-user peer-to-peer 증폭 및 전달 릴레이 시스템에 대한 robust 릴레이 및 수신기 필터 설계 방법을 제안한다. 구체적으로, 평균 자승 오류율 합을 최소화 하는 관점에서 릴레이 및 수신기 필터를 구한다. 우선 iterative 연산이 필요한 joint 최적화 필터 설계 방법을 제시한다. 그리고 iterative 방법의 연산 복잡도를 개선하기 위해 릴레이 필터의 분해능에 기반을 둔 두 가지 robust non-iterative 부최적화 방법을 제안한다. 또한 릴레이와 특정 수신기 간의 local channel state information 만을 이용하는 변형된 수신기 설계 방법을 추가적으로 제안한다. 연산 복잡도 분석과 평균 자승 오류율 합 및 비트 오류율 성능을 확인하는 실험을 통해, 제안하는 robust non-iterative 부최적화 방법이 robust iterative 최적화 방법과 비교해 연산량 감소 효과는 크면서 성능 열화는 제한적임을 확인하였다. 그리고 채널 정보의 부정확함이 존재하는 시스템 환경에서 제안하는 방법의 상당한 robustness 를 확인하였다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제1권2호
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• pp.117-124
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• 2012

A client collaboration (CC) system is proposed for a user relay system. The proposed scheme focuses on the management of transmit power and leakage interference. In the proposed CC system, edge users transmit signals to the masters considered as user relays. The masters relay the signals of the edge users to the base station using the resource blocks (RBs) that are assigned to the edge users. The leakage interference and power consumption were analyzed in the CC system. In addition, an optimal master location problem was formulated based on the signal-to-leakage-plus-noise ratio (SLNR). Because the optimal master location problem is quite complex, a sub-optimal master location problem was proposed and a closed-form sub-optimal master location was obtained. The edge users generate smaller leakage interference and power consumption in the proposed CC system compared to the system without the CC. The numerical results showed that the edge users generate smaller leakage interference and power consumption in the proposed CC system compared to the system without the CC, and the average throughput increases.