협력 다양성 기법은 기기마다 다중 송신 안테나를 쓰지 않고 전송 영역을 확장하거나 다양성 차수를 높일 수 있는 기술로 큰 관심을 얻고 있다. 본 논문에서는 원천 단말의 신호대잡음비가 낮을 때 전송률을 더욱 높이는 하이브리드 ARQ (Automatic Repeat reQuest) 릴레이 전송 기법을 제안한다. 제안 기법에서는 원천 단말이 기지국과 릴레이 단말에게 부호화 패킷을 전송하고, 재전송이 필요한 경우 기지국이 재전송 기법과 재전송 단말을 선택하다. 제안 기법에서는 터보 부호어의 정보 비트 수신 품질에 따라 반복 재전송과 패리티 증가 재전송 가운데 한 기법을 선택하며, 릴레이 단말의 채널 품질 정보가 있을 때 추가적으로 채널 상태가 가장 좋은 단말이 재전송하도록 한다. 모의실험 결과 제안한 방식은 원천 단말의 신호대잡음비가 낮을 때의 전송률을 크게 향상시킬 수 있음을 볼 수 있다.
협력통신을 실제 무선 통신 시스템에 적용하기 위해서는 정보 전달을 담당하는 중계기를 설치해야한다. 그러나 중계기 설치는 비용 및 전력 낭비의 문제점을 가지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 일반적인 중계기의 사용을 재고하여, 효율적인 중계기 사용을 위해 중계기를 사용자 모바일 단말기로 정의하였다. 제안하는 프로토콜에 따라 중계기(사용자 단말기)의 상태에 대해 유휴, 무휴상태로 나누었으며, 수신단에 대해 기지국 모델, 사용자 단말기 모델을 적용하였다. 이 경우, 추가적인 비용 없이 실제 네트워크에 협력 통신을 적용할 수 있으며, 네트워크 용량 및 스펙트럼 효율을 높일 수 있다. 마지막으로, 제안한 프로토콜을 레일리 페이딩 환경에서 Monte-Carlo 시뮬레이션을 통해 전체적인 시스템 모델의 비트오류율(BER)을 분석한다.
비 직교 다중 접속(NOMA : Non Orthogonal Multiple Access) 기술은 5G 네트워크의 등장으로 폭발적으로 증가한 사용자의 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위한 기술이다. 비 직교 다중 접속 기술은 기존의 직교 다중 접속(OMA : Orthogonal Multiple Access) 기술에서 주파수의 직교성을 없애고 다른 신호를 구분하기 위해 전력을 차등적으로 할당하는 기술이다. NOMA 기술 중 협력 NOMA 기술은 거리가 먼 사용자들에게 보내기 위해 많은 전력을 소모하는 것이 아닌 중계 노드에게 신호를 보내어서 중계 노드가 대신 NOMA를 수행하는 방법이다. 하지만, 협력 NOMA에서는 중계 노드가 협력 NOMA에 참여하는 동기가 반드시 필요하다. 이를 위해 기지국은 중계 노드에게 인센티브를 지급할 수 있지만 중계 노드가 기여한 만큼 공정하게 지급해야 한다. 이러한 인센티브 체계를 수립할 때 발생하는 문제점이 있는데 그것은 중계 노드가 자신의 기여를 속인다면 기지국 입장에서는 전체 시스템 성능도 하락할 뿐 아니라 높은 인센티브를 지급해야 한다는 것이다. 본 논문에서는 협력 NOMA 네트워크에 참여하는 중계 노드들이 이기적으로 행동하여 거짓된 정보를 보고하는 것을 방지하기 위해 메커니즘 디자인을 사용한 기법을 제안한다. 메커니즘 디자인 중 VCG메커니즘을 사용하여 중계 노드들의 이기적인 행동을 제어하고 전체 시스템 성능을 높일 수 있도록 하였다. 실험 결과로 중계 노드들이 이기적으로 행동했을 때의 전체 시스템 성능보다 VCG 메커니즘을 사용하여 모두가 진실하게 행동했을 때의 전체 시스템 성능이 증가함을 보였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제14권1호
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pp.1-19
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2020
In an underlay cognitive simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) network, communication from secondary user (SU) to secondary destination (SD) is accomplished with decode-and-forward (DF) relays. Multiple energy-constrained relays are assumed to harvest energy from SU via power splitting (PS) protocol and complete SU secure information transmission with beamforming. Hence, physical layer security (PLS) is investigated in cognitive SWIPT network. In order to interfere with eavesdropper and improve relay's energy efficiency, a destination-assisted jamming scheme is proposed. Namely, SD transmits artificial noise (AN) to interfere with eavesdropping, while jamming signal can also provide harvested energy to relays. Beamforming vector and power splitting ratio are jointly optimized with the objective of SU secrecy capacity maximization. We solve this non-convex optimization problem via a general two-stage procedure. Firstly, we obtain the optimal beamforming vector through semi-definite relaxation (SDR) method with a fixed power splitting ratio. Secondly, the best power splitting ratio can be obtained by one-dimensional search. We provide simulation results to verify the proposed solution. Simulation results show that the scheme achieves the maximum SD secrecy rate with appropriate selection of power splitting ratio, and the proposed scheme guarantees security in cognitive SWIPT networks.
협력 통신에서 중계기는 송신단으로부터 수신한 데이터를 수신단으로 전송함으로서 다이버시티 득을 얻게 해준다. 그러나 송신단과 중계기가 수신단으로 신호를 전송하기 위해서는 자신에게 할당된 주파수가 있어야 한다. 만약 중계기가 2차 사용자이고 할당된 주파수가 없는 경우 중계기는 송신단으로부터 수신한 데이터를 수신단으로 전송하지 못하므로 협력 통신의 장점인 다이버시티 이득을 얻을 수 없다. 따라서 2차 사용자가 중계기로 참여하는 인지통신 네트워크의 성능분석을 위해서는 2차 사용자의 검출확률을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 검출확률을 고려한 고정형 중계기법을 제안하고 고정형 중계기법과 동일한 오수신확률을 가지는 증분형 중계기법과 성능을 비교 분석한다. 본 논문에서 실시한 모의실험을 통해 고정형 및 증분형 중계기법의 오수신확률 및 BER성능 그래프를 얻고 인지통신에서 고정형 중계기법의 BER이 증분형 중계기법의 BER보다 우수함을 증명한다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권12호
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pp.5803-5819
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2017
In this paper, we proposed a contract theory based cooperative spectrum sharing scheme with joint power and bandwidth optimization under asymmetric information, where the primary user (PU) does not know the secondary users' (SUs) private information. To improve performance, PU needs to provide incentives to stimulate nearby SUs to help forward its signal. By using contract theory, PU and SUs' negotiations are modeled as a labor market. PU and SUs act as the employer and employees, respectively. Specifically, SUs provide labor (i.e. the relay power, which can be used for forwarding PU's signal) in exchange for the reward (i.e. the spectrum access bandwidth which can be used for transmitting their own signals). PU needs to overcome a challenge how to balance the relationship between contributions and incentives for the SUs. We study the optimal contract design which consists of relay power and spectrum access bandwidth allocation. We show that the most efficient SUs will be hired by the PU to attend the cooperative communication. PU can achieve the same maximum utility as in the symmetric information scenario. Simulation results confirm that the utility of PU is significantly enhanced with our proposed cooperative spectrum sharing scheme.
본 논문에서는 차량 통신에서 겪을 수 있는 페이딩의 영향을 완화하기위해 협력 통신을 적용하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 방안을 제안하였다. 사용된 중계기는 버스와 같이 고정된 경로를 주행하는 이동 차량으로 설정하였으며 차량을 사용할 경우 전력 제약을 해결할 수 있다. 또한 도심 지역과 유사한 페이딩 환경에서 모의실험을 진행하기 위해 이중 레일리 페이딩 환경을 적용하였다. 따라서 제안된 기법을 일반적인 차량 통신 네트워크에 적용할 경우, 도심에 위치한 이동형 중계기로 인해 다이버시티 이득을 보장받을 수 있으므로 네트워크의 효율성이 증가한다. 마지막으로, 비트 오류율(Bit Error Rate)을 통해 시스템의 성능을 평가한다.
본 논문에서는 무선 인지(Cognitive Radio, CR) 기반의 다중 홉 릴레이 전송 환경에서 링크별 가용 주파수 자원을 할당하는 문제를 다룬다. 경로 탐색, 채널 센싱 및 판단, 자원 할당의 3단계 시나리오를 제시하고 컬러 다중 그래프 모델과 시분할 된 프레임 구조를 토대로 서비스 받는 사용자의 수를 최대화하는 최적화 문제로 수학적 모델링을 한다. 이에 대한 해법으로 단말 선택, 릴레이 및 경로 선택 그리고 각 홉별 주파수 자원 선택의 3단계로 구성되는 부 최적화된 종합적 자원관리 방안을 제시한다. 모의실험에서는 홉-별 시분할 된 프레임 구조를 가지는 셀룰러 기반 2차 시스템을 고려하였으며, 다중 홉 통신과 단일 홉 통신 간의 성능을 비교를 통해 무선인지 시스템에서 다중 홉 통신의 필요성을 보였다. 또한 다중 홉 통신 가운데 가장 우수한 홉 수와 그 환경에 대해 살펴보았다.
최근 NFC 기반의 모바일 디바이스를 이용하여 모바일 쿠폰 시스템을 구현하는 응용 비즈니스 모델이 제안되었다. 본 논문에서는 안전한 모바일 쿠폰 시스템을 위한 보안 요구 사항을 살펴보고 기존에 제시된 프로토콜에 대해 보안성 침해요소를 분석하였다. 그리고 구현의 효율성과 안전성을 고려하여 D-H(Diffie-Hellman) 키 일치 기법에 기반한 새로운 모바일 쿠폰 프로토콜을 제안하였다. 제안한 프로토콜은 공개 키 기반 구조나 비밀 키 분배 문제를 해결하면서 사용자 인증 기능을 제공하며 중계 공격에도 대응할 수 있도록 설계되었다.
Frequency is regarded as one of most important indices for the operating power systems. Several digital techniques for measuring frequency have been presented in the last decades. This paper proposes a design and implementation an adaptive scheme using phase angle difference calculation fort frequency measuring in power system. The advantages of the proposed technique are demonstrated by fault signals from EMTP simulation and user defined arbitrary signals by Excel program. The proposed technique is compared with the conventional methods. Performance teat results indicate that the proposed technique provides accurate measures in pretence of noise and harmonics and in case faults and is suitable for measurement near-nominal, nominal. and off-nominal frequencies. We can see that It will be useful in microprocessor based relays and digital metiers that need to measure power system frequency.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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