• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.31-37
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• 2009

양방향 중계 채널에서는 중계기가 복호 후 재전송 혹은 증폭 후 재전송 프로토콜을 기반으로 두 사용자에게 네트워크 부호화된 신호를 전송한다. 이러한 양방향 중계 채널 시스템에서 신호 대 잡음비(SNR)가 낮은 환경에서는 복호 후 재전송 프로토콜이 최대 전송량을 가지고, 신호 대 잡음비가 높은 환경에서는 증폭 후 재전송 프로토콜이 최대 전송량을 가진다. 따라서 본 논문에서는 양방향 중계 채널에서 중계기가 수신한 신호 대 잡음비에 따라 증폭 후 재전송(Amplify-and-Forward, AF) 혹은 복호 후 재전송(Decode-and-Forward, DF)프로토콜을 결정하는 능동적인 전송 기법을 제안하였다. 전송 기법이 스위칭(switching)되는 최적의 임계값을 계산하였고, 제안하는 기법이 기존의 양방향 중계 채널에서의 전송 기법보다 우수한 전송량을 보임을 수식적인 결과를 통해 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권4A호
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• pp.361-370
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• 2008

Cooperative relaying permits one or more relay to transmit a signal from the source to the destination, thereby increasing network coverage and spectral efficiency. The performance of cooperative relaying is often measured as outage probability. However, appropriate measure for the channel quality is outage capacity. Although the outage probability for cooperative relaying protocol has been analyzed before, very little research has been addressed for the outage capacity. This paper is the first of its kind to derive a closed-form analytical solution of outage capacity using fixed decode and forward relaying and amplify and forward relaying in dissimilar Rayleigh fading channels, considering channel coefficients known to the receiver side. The analytical results show a tradeoff between the SNR and the number of relays for specific outage capacity. A comparison between decode and forward relaying and amplify and forward relaying shows that decode and forward relaying outperforms amplify and forward relaying for a large number of relays.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권4A호
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• pp.418-425
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• 2008

분산 다중 안테나 기반의 상호협력 통신(cooperative MIMO)을 구현하기 위해 대역 효율성 있는 두 가지 방식의 상호협력 전송 프로토콜을 제안하고 비교 분석한다. 같은 시분할 슬롯에 전송된 모든 심볼들 간에 간섭이 없다고 가정한 경우에 대해 각 전송 프로토콜의 BER 성능을 AF (Amplify-and-Forward)와 DF (Decode-and-Forward) 방식에서 각각 분석한다. 수학적 분석과 모의실험 결과를 통해 제안한 전송 방식이 직접 전송 방식(direct transmission)에 비해 대역폭을 추가로 사용하지 않고 많은 이득이 있음을 보여준다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권3호
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• pp.257-265
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• 2011

In this paper, a cooperative relaying protocol called soft-decision-and-forward (SDF) with multiple antennas in each node is introduced. SDF protocol exploits the soft decision source symbol values from the received signal at the relay node. For orthogonal transmission (OT), orthogonal codes including Alamouti code are used and for non-orthogonal transmission (NT), distributed space-time codes are designed by using a quasi-orthogonal space-time block code. The optimal maximum likelihood (ML) decoders for the proposed protocol with low decoding complexity are proposed. For OT, the ML decoders are derived as symbolwise decoders while for NT, the ML decoders are derived as pairwise decoders. It can be seen through simulations that SDF protocol outperforms AF protocol for both OT and NT.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권8호
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• pp.733-738
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• 2013

본 논문에서는 증폭후전송 (amplify-and-forward, AF) 기반의 중계 전송 시스템에서 통신 정보를 도청하는 도청자가 존재하는 환경인 와이어탭 채널 (wiretap channel)에서의 물리 계층 보안에 대한 분석을 한다. 와이어탭 채널 환경에서 원천 노드, 목적지 노드, 중계 노드, 도청 노드가 각각 한 개씩 존재한다고 가정하며, 특히 중계 노드는 다수의 안테나를 가지고 있는 시스템을 고려한다. 중계 노드에서는 AF 전송시에 다이버시티 (diversity) 이득을 취하기 위한 안테나 선택 기법을 적용하였다. 구체적으로, 중계 노드에서 데이터 수 송신시 신호대잡음비를 최대화 할 수 있는 안테나를 선택하여 동작한다. 보다 실질적인 환경을 고려하기 위하여 중계 노드에서 목적지 노드로 전송할 때 도청 노드에 대한 채널 정보는 없는 환경을 고려하였다. 제안된 시스템의 보안 성능 분석을 위하여 보안 불통 확률 (secrecy outage probability)를 한 개의 적분 형태로 구하였으며, 시뮬레이션 결과를 통하여 해당 성능 분석이 올바름을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권4호
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• pp.1026-1040
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• 2012

For a single relay channel, we compare the capacity of two different amplify-and-forward (AF) protocols, which are orthogonal AF (OAF) and non-orthogonal AF (NAF). The NAF protocol has been proposed to overcome a significant loss of performance of OAF in the high spectral efficiency region, and it was also theoretically proved that NAF performs better than OAF in terms of the diversity-multiplexing tradeoff. However, existing results have been evaluated at the asymptotically high signal to noise ratio (SNR), thus the power allocation problem between the source and the relay was neglected. We examine which protocol has better performance in a practical system operating at a finite SNR. We also study where a relay should be located if we consider the power allocation problem. A notable conclusion is that the capacity performance depends on both SNR and power allocation ratio, which indicates OAF may perform better than NAF in a certain environment.

• 전자공학회논문지
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• 제50권1호
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• pp.27-33
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• 2013

본 논문에서는 two-way 릴레이 네트워크에서 파일롯(pilot)기반 채널 추정 기법과, 전송시 데이터 심볼과 함께 파일롯 심볼을 전송하는 기법을 제안한다. 채널상태정보(channel state information : CSI)가 없는 경우, destination은 파일롯 심볼을 사용해 채널을 추정한다. 이 시스템에서 릴레이는 파일롯 심볼과 데이터 심볼을 증폭하고 AF(amplify and forward)프로토콜을 사용하여 destination에 전송한다. 릴레이 이득이 고정되어 있어서 릴레이는 채널을 추정할 필요가 없기 때문에 destination이 채널을 추정한다. 이 채널 추정에는 이미 잘 알려진 LS(least-square)와 MMSE(minimum mean-square error)를 사용하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권6호
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• pp.2686-2708
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• 2020

This paper investigates the energy efficiency of energy harvesting (EH) bidirectional cooperative sensor networks, in which the considered system model enables the uplink information transmission from the sensor (SN) to access point (AP) and the energy supply for the amplify-and-forward (AF) relay and SN using power-splitting (PS) or time-switching (TS) protocol. Considering the minimum EH activation constraint and quality of service (QoS) requirement, energy efficiency is maximized by jointly optimizing the resource division ratio and transmission power. To cope with the non-convexity of the optimizations, we propose the low complexity iterative algorithm based on fractional programming and alternative search method (FAS). The key idea of the proposed algorithm first transforms the objective function into the parameterized polynomial subtractive form. Then we decompose the optimization into two convex sub-problems, which can be solved by conventional convex programming. Simulation results validate that the proposed schemes have better output performance and the iterative algorithm has a fast convergence rate.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권9호
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• pp.3412-3431
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• 2015

This paper considers the effect of co-channel interference on hybrid satellite-terrestrial relay network. In particular, we investigate the problem of amplify-and-forward (AF) relaying in hybrid satellite-terrestrial link, where the relay is interfered by multiple co-channel interferers. The direct link between satellite and terrestrial destination is not available due to masking by surroundings. The destination node can only receive signals from satellite with the assistance of a relay node situated at ground. The satellite-relay link is assumed to follow the shadowed Rice fading, while the channels of interferer-relay and relay-destination links experience Nakagami-m fading. For the considered AF relaying scheme, we first derive the analytical expression for the moment generating function (MGF) of the output signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR). Then, we use the obtained MGF to derive the average symbol error rate (SER) of the considered scenario for M-ary phase shift keying (M-PSK) constellation under these generalized fading channels.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권7A호
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• pp.523-529
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• 2009

This paper provides closed form expressions for the evaluation of the end-to-end outage probability, symbol error rate, bit error rate and average capacity of the partial-based Decode-and-Forward (DF) relay selection scheme with an arbitrary number of relays. In a comparison with the performance of systems that exploit Amplify-and-Forward (AF), it can be seen that the performance of our proposed protocol converges to that of partial-based AF relay selection in high SNR regime. We also perform Monte-Carlo simulations to validate the analysis.