• 제목/요약/키워드: 양방향 중계 네트워크

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불완전한 채널 정보를 갖는 전이중 양방향 중계 네트워크의 불능 확률 성능 분석 (Outage Probability of a Two-Way Full-Duplex Relay Network with Imperfect CSI)

  • 최동욱;이재홍
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2012년도 추계학술대회
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    • pp.67-68
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    • 2012
  • 전이중(full-duplex) 양방향 중계 네트워크는 전이중 방식을 사용하는 중계기에서 물리 계층 네트워크 부호화(physical layer network coding) 혹은 중첩 부호화(superposition coding)을 사용하여 기존 반이중(half duplex) 중계기를 사용하는 양방향 중계 네트워크에 비해 높은 주파수 효율을 제공한다. 본 논문에서는 전이중 양방향 중계 네트워크를 고려하여 전이중 방식에서 필연적으로 발생하는 루프간섭 신호의 영향을 살펴보았다. 여기에서 사용자 및 중계기는 루프간섭 신호를 제거하기 위해 루프간섭 신호를 추정한다. 하지만 루프간섭 신호를 추정할 때 추정 오류가 발생하여 수신 신호에서 루프간섭 신호를 완벽하게 제거하기는 어렵다. 모의실험에서는 이로 인해 발생할 수 있는 성능 변화를 불능 확률을 통해 분석하였다.

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적응형 변조 기법을 이용한 네트워크 부호화 기반 양방향 중계 통신 (Network-Coding Based Two-way Relay Communication Using Adaptive Modulation Sheme)

  • 이진희;공형윤
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.147-151
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    • 2010
  • 논문에서는 양방향 중계기 통신에서 사용자와 중계기의 채널 환경을 기준으로 중계기의 QoS(Quality of Service)를 만족시키도록 하는 적응형 변조 기법을 이용한 네트워크 부호화 기반 양방향 중계기 통신을 제안한다. 양방향 중계기 통신은 두 사용자가 중계기의 도움을 받아 서로의 데이터를 교환하는 통신 방식이다. 네트워크 부호화를 이용한 양방향 중계기 통신은 기존의 양방향 통신에 비해 데이터 전송에 필요한 시간을 줄임으로써 높은 처리량(throughput)을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 사용자와 중계기간의 채널 환경를 기준으로 M-QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 기법을 이용하여 시스템의 QoS를 만족시키는 적응형 변조 방법을 제안한다. 모의 실험을 통해 제안한 방식이 시스템이 원하는 QoS를 만족시킴을 보인다.

복호 후 전송을 사용하는 양방향 OFDMA 중계 네트워크를 위한 자원 할당 기법 (Resource Allocation for Two-Way OFDMA Relay Networks using Decode-and-Forward Relaying)

  • 신한목;최동욱;이재홍
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2010년도 하계학술대회
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    • pp.92-95
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    • 2010
  • 기존의 반이중방식 단방향 중계 네트워크는 하나의 정보를 두 개의 시간 슬롯 동안에 보내므로 추가적인 자원을 필요로 하며 이로 인해 주파수 효율에서 감소가 생기게 된다. 이러한 주파수 효율의 감소를 막기 위해 제안된 양방향 중계 네트워크는 중계기에 중첩 부호화 또는 네트워크 부호화를 적용함으로써 기존의 단방향 중계 네트워크에 비해 향상된 주파수 효율을 제공한다. 한편, OFDMA 네트워크는 사용자에게 부반송파, 전력 등의 자원을 적응적으로 할당하여 네트워크의 성능 향상을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 복호 후 전송 중계 기법을 사용하는 양방향 OFDMA 중계 네트워크를 위한 적응적 부반송파 할당 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 각 사용자 쌍의 최소 전송속도를 보장하며 모든 사용자 쌍에 대한 달성 합 전송속도를 최대화 하기 위해 부반송파를 사용자 쌍과 중계기에 적응적으로 할당한다. 모의실험을 통해 제안된 알고리즘이 정적 알고리즘과 그리디 알고리즘, 두 알고리즘 모두 보다 훨씬 낮은 불능확률을 얻음을 확인한다.

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양방향 다중 중계기 채널에서의 중계기 선택 기법 (Relay Selection Algorithm for Two-way Multiple Relay Channels)

  • 강유근;이재홍
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2008년도 추계학술대회
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    • pp.31-34
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    • 2008
  • 양방향 중계 채널(two-way relay channel)은 2명의 사용자가 중계기(relay)의 도움을 받아 서로 정보를 주고받는 통신 채널이다. 중계기에서는 각각의 사용자로부터 독립적으로 수신한 두 데이터 패킷에 네트워크 코딩 기법을 적용하고, 이를 통해 만든 패킷을 두 사용자에게 동시에 전송한다. 따라서 양방향 중계 채널에서는 기존의 협력 통신에 비해 보다 효율적인 자원의 사용이 가능하다. 한편, 다중 중계기 환경에서의 중계기 선택 기반 전송 방식은 시스템의 전력 제한(power constraint), 전송 패킷의 동기화(synchronization) 문제 등을 고려할 때 다중 중계기 기반 전송 방식보다 우수한 성능을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 양방향 다중 중계기 채널에서 중계기 선택 기법을 제안한다. 양방향 중계 채널에서는 수신한 두 신호의 결합을 위해 중계기에서 네트워크 코딩 기법을 적용함으로써 중계기의 부담이 보다 증가하는 특징이 있다. 또한, 중계기는 신호 전송 시 두 사용자 모두에게 전송하게 되고 이로 인해 두 수신지와의 채널 조건을 모두 고려하여야 한다. 따라서 중계기 선택은 데이터 패킷의 전송이 시작되기 전에 분산된 방식(distributed method)으로 이루어지며, 각각의 사용자와 중계기 간 일시적(instantaneous) 채널 이득을 바탕으로 사용자-사용자 간(end-to-end) 경로 조건의 최대값을 계산하는 메트릭(metric)을 중계기 선택 기준으로 사용한다. 모의실험을 통해 제안된 중계기 선택 기법이 중계기의 개수에 해당하는 다이버시티 이득을 얻을수 있음을 보여준다.

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양방향 중계 네트워크에서 다중 중계기를 이용한 협력 중계 기법 (Cooperative Relaying Scheme Using Multiple Relays in Two-Way Relay Network)

  • 박지환;공형윤
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권7호
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    • pp.815-822
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    • 2010
  • 중계기 선택 기반 양방향 중계 기법은 중계기 수에 따른 선택 다이버시티 이득을 얻을 수 있으며, 기존의 단방향 중계 기법보다 높은 데이터 율을 가진다. 그러나 기존의 중계기 선택 기반 양방향 중계 기법에서는 사용자 간의 직접 통신 링크를 고려하지 않아 협력 통신의 장점인 결합 이득을 얻을 수 없었다. 본 논문에서는 다수의 중계기가 존재하는 네트워크에서 선택 다이버시티 이득과 결합 이득 모두를 얻을 수 있는 기회주의적 협력양방향 중계 기법과 증분형 협력 양방향 중계 기법을 제안한다. 제안하는 두 기법이 중계기 수에 따른 선택 다이버시티 이득과 결합 이득을 모두 얻음으로써 기존의 양방향 중계 기법보다 우수한 성능을 가짐을 시뮬레이션 결과를 통해 증명한다.

다중사용자 OFDMA 시스템에서 양방향 중계를 위한 자원 할당 기법 (Resource Allocation for Multiuser Two-Way OFDMA Relay Networks with Fairness Constraints)

  • 신한목;이판형;이재홍
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2009년도 추계학술대회
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    • pp.11-14
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    • 2009
  • 기존의 반이중방식 단방향 중계 네트워크는 하나의 정보를 두 개의 시간 슬롯 동안에 보내므로 주파수 효율에서 감소가 생기게 된다. 이러한 주파수 효율의 감소를 막기 위해 제안된 양방향 중계 네트워크는 중계기에 중첩 부호화 또는 네트워크 부호화를 적용함으로써 단방향 중계 네트워크에 비해 향상된 주파수 효율을 제공한다. 한편, OFDMA 네트워크는 사용자에게 부반송파, 전력 등의 자원을 적응적으로 할당하여 네트워크의 성능 향상을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 다중사용자 다중중계기 양방향 OFDMA 중계 네트워크를 위한 새로운 적응적 부반송파 할당 알고리듬을 제안한다. 먼저 모든 사용자 쌍에 대한 달성 합 전송속도(achievable sum-rate over all user pairs)를 최대화하기 위한 최적화 문제를 정형화한다. 시스템의 수명을 늘이고 각 사용자의 최소 전송속도를 보장하기 위해 공정성 제한을 고려한다. 그리고 이로부터 새로운 적응적 부반송파 할당 알고리듬을 제안한다. 모의실험을 통해 제안된 알고리듬이 정적 알고리듬과 그리디 알고리듬, 두 알고리듬 모두 보다 훨씬 낮은 불능확률을 얻음을 확인한다.

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레일레이 페이딩 채널에서 전이중 양방향 중계 네트워크의 성능 분석 (Performance Analysis of a Full-Duplex Two-Way Relay Network over Rayleigh Fading Channels)

  • 최동욱;이재홍
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권3호
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    • pp.3-9
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    • 2014
  • 전이중(full-duplex) 양방향(two-way) 중계 네트워크는 전이중 방식을 사용하는 중계기에서 중첩 부호화(superposition coding) 혹은 물리 계층 네트워크 부호화(physical layer network coding)를 사용하여 기존 반이중(half duplex) 중계기를 사용하는 양방향 중계 네트워크에 비해 높은 주파수 효율을 제공한다. 본 논문에서는 전이중 양방향 중계 네트워크를 고려하여 전이중 방식에서 필연적으로 발생하는 루프간섭 신호의 영향을 살펴보았다. 여기에서 사용자 및 중계기는 루프간섭 신호를 제거하기 위해 루프간섭 신호를 추정한다. 하지만 루프간섭 신호를 추정할 때, 추정 오류가 발생하여 수신 신호에서 루프간섭 신호를 완벽하게 제거하기는 어렵다. 모의실험에서는 불능 확률(outage probability)을 통해 이로 인해 발생할 수 있는 성능 변화를 분석하였다.

복호후재전송을 사용하는 양방향 OFDMA 중계 네트워크에서 다중사용자를 위한 부반송파 할당 기법 (Subcarrier Allocation for Multiuser in Two-Way OFDMA Relay Networks using Decode-and-Forward Relaying)

  • 신한목;이재홍
    • 방송공학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.783-790
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    • 2010
  • 양방향 중계 네트워크는 중계기에 중첩 부호화 또는 네트워크 부호화를 적용함으로써 기존의 단방향 중계 네트워크에 비해 향상된 주파수 효율을 제공한다. 한편, OFDMA 네트워크는 사용자에게 부반송파, 파워 등의 자원을 적응적으로 할당하여 네트워크의 성능향상을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 복호후재전송을 사용하는 양방향 OFDMA 중계 네트워크에서 다중사용자를 위한 적응적 부반송파 할당 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 각 사용자 쌍의 최소 전송속도를 보장하며 모든 사용자 쌍에 대한 달성 합 전송속도를 최대화하기 위해 부반송파를 사용자 쌍과 중계기에 적응적으로 할당한다. 모의실험을 통해 제안된 알고리즘이 정적 알고리즘, 그리디 알고리즘 보다 우수한 성능을 보임을 확인한다.

네트워크 부호화를 사용한 양방향 협력 ARQ 프로토콜의 성능 분석 (Performance Analysis of Two-way Cooperative ARQ Protocol Using Network Coding)

  • 변일무;이형열;김광순
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권10A호
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    • pp.972-979
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    • 2008
  • 양방향 중계 채널 (two-way relay channel)은 2개의 단말이 중계기 (relay)의 도움을 받아 양방향의 정보를 주고 받는 협력 통신 (cooperative communication) 채널이다. 기존의 협력 통신에서는 중계기가 시간 또는 주파수 자원을 나누어 양방향으로 신호를 송신하지만, 네트워크 부호화 (network coding)를 사용한 양방향 중계 채널에서는 중계기가 동일 자원을 사용하여 두 단말로 신호를 동시에 송신하므로 기존 기법보다 높은 통신용량을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 ARQ환경에서 네트워크 부호화를 사용한 헙력통신 프로토콜을 보이고, 이를 스테이트 다이어그램 (state diagram) 을 이용하여 성능을 분석하였다.

성능향상을 위한 네트워크 부호화 기반 양방향 중계기 통신에서의 릴레이 선택 기법 (Relay Selection Schemes in Network-Coding based Two-Way Relay Communication to Improve Performance)

  • 이진희;공형윤
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제9권5호
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    • pp.7-13
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    • 2009
  • 본 논문에서는 다수의 릴레이(Relay)가 존재하는 환경에서 네트워크 부호화 기반 양방향 중계기 통신의 릴레이 선택 기법을 제안한다. 양방향 중계기 통신은 두 사용자가 릴레이의 도움을 받아 서로의 데이터를 교환하는 통신 방법이다. 네트워크 부호화 기반 양방향 중계기 통신은 기존의 양방향 통신에 비해 데이터 전송에 필요한 시간을 줄임으로써 더 높은 전송량을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 다수의 릴레이가 존재하는 환경을 고려하며, 순시 신호 대 잡음비를 기준으로 최대의 성능을 가지는 릴레이를 선택하는 방법을 제안한다. 모의실험을 통하여 제안한 릴레이 선택 기법이 릴레이 개수에 따른 다이버시티 이득을 얻을 수 있음을 보인다.

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