• 제목/요약/키워드: Cut-set upper bound

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Performance Evaluation of Parallel Opportunistic Multihop Routing

  • Shin, Won-Yong
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제12권3호
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    • pp.135-139
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    • 2014
  • Opportunistic routing was originally introduced in various multihop network environments to reduce the number of hops in such a way that, among the relays that decode the transmitted packet for the current hop, the one that is closest to the destination becomes the transmitter for the next hop. Unlike the conventional opportunistic routing case where there is a single active S-D pair, for an ad hoc network in the presence of fading, we investigate the performance of parallel opportunistic multihop routing that is simultaneously performed by many source-destination (S-D) pairs to maximize the opportunistic gain, thereby enabling us to obtain a logarithmic gain. We first analyze a cut-set upper bound on the throughput scaling law of the network. Second, computer simulations are performed to verify the performance of the existing opportunistic routing for finite network conditions and to show trends consistent with the analytical predictions in the scaling law. More specifically, we evaluate both power and delay with respect to the number of active S-D pairs and then, numerically show a net improvement in terms of the power-delay trade-off over the conventional multihop routing that does not consider the randomness of fading.

Degrees of Freedom of Two-Cluster MIMO Multiway Relay Interference Channels Using Blind Interference Neutralization

  • Zhang, Bowei;Feng, Wenjiang;Dong, Tingting;Deng, Yina
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제10권1호
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    • pp.168-186
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    • 2016
  • In this paper, we investigate the degrees of freedom (DoF) of a two-cluster multiple-input multiple-output (MIMO) multiway relay interference channel (mRIC), where there are two relays and two users per cluster. In this channel, users within the same cluster exchange messages among themselves with the help of two relays.We first obtain the DoF upper bound of the considered MIMO mRIC based on cut-set bound. Then, we propose a novel transmission strategy, blind interference neutralization (BIN), to approach the DoF upper bound. This new method utilizes the overheard information at two relays and focuses on the beamforming matrix designs at two relays so that the channel state information (CSI) at users is not required. Through theoretical analysis and numerical simulations, we show that the DoF upper bound can be obtained by using the BIN scheme. From simulation results, we show that the proposed BIN scheme can provide significant performance gain over the conventional time division multiple access (TDMA) scheme in terms of DoF. In addition, we show that the BIN scheme is a superior approach to the existing signal space alignment (SSA) schemes for the considered mRIC.

Degrees of Freedom of Y Channel with Single-Antenna Users: Transmission Scheme and Beamforming Optimization

  • Long, Wei;Gao, Hui;Lv, Tiejun;Yuen, Chau
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제8권12호
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    • pp.4305-4323
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    • 2014
  • In this paper, we investigate the degrees of freedom (DOF) of the Y channel consisting of three single-antenna users and a two-antenna common access relay, where each user intends to exchange independent messages with the other two users with the assistance of the relay. We show that the DOF of this particular scenario is 1.5. In order to prove this result, we firstly derive a DOF upper bound based on cut-set bound by allowing cooperation among users, which shows that the total DOF is upper bounded by 1.5. Then we propose a novel transmission scheme based on asymmetric signal space alignment (ASSA) to demonstrate the achievability of the upper bound. Theoretical evaluation and numerical results confirm that the upper bound can be achieved by utilizing ASSA, which also proves the optimality of the ASSA-based scheme in terms of DOF. Combining the upper bound and achievability, we conclude that the exact DOF is 1.5. Moreover, we present a novel iterative joint beamforming optimization (I-JBO) algorithm to further improve the sum rate. Numerical simulations have been provided to demonstrate the convergence speed and performance advantage of the I-JBO algorithm.

수중 애드 혹 네트워크에서의 시스템 모델링 및 용량 스케일링 법칙에 대하여 (On the System Modeling and Capacity Scaling Law in Underwater Ad Hoc Networks)

  • 신원용;김아정
    • 한국통신학회논문지
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    • 제36권4B호
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    • pp.422-428
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    • 2011
  • 본 논문에서는 n개의 균등하게 위치한 센서 노드를 가지는 수중 애드 혹 음향 네트워크에서의 시스템 및 채널 모델링, 그리고 이를 바탕으로 유도한 용량 스케일링 법칙을 소개한다. 특히 협 대역 모델에서 캐리어 주파수가 n의 함수로 스케일 되는 것을 허용하는 상황을 가정한다. 가정하는 네트워크에서, 전송 거리 뿐 아니라 주파수 스케일링에도 의존하는 감쇠 변수의 특성을 분석한다. 이를 바탕으로 단일 노드 밀도를 가지는 확장 네트워크 하에서 용량 스케일링에 대한 cut-set 기반 상향 경계선을 유도한다. 상향 경계선은 감쇠 변수에 역으로 비례한다는 결과물로부터, 전 영역에 대해 전력 제한된 네트워크가 생성됨을 보인다. 뿐만 아니라 간단한 최 근거리 다중 홉 전송에 기반 하여 용량 달성 가능한 기술을 소개한다. 확장 네트워크에서 다중 홉 기술은 감쇠 변수의 함수로 표현되는 모든 동작 영역에서 order 측면 최적임을 보인다.

고장수목으로부터 변환된 BDD에서 효율적인 MCS 추출을 위한 BDD 재구성 방법과 새로운 근사확률 공식 (A Method of BDD Restructuring for Efficient MCS Extraction in BDD Converted from Fault Tree and A New Approximate Probability Formula)

  • 조병호;현원기;이우준;김상암
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.711-718
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    • 2019
  • 이진결정도는 고장수목 해석에서 기존의 Boolean Logic 해석법의 잘 알려진 대체 방법이다. 고장수목의 규모가 커짐에 따라 계산에 필요한 컴퓨터 연산시간과 자원이 급격하게 증가한다. 이진결정도로부터 단절집합 및 최소단절 집합을 효과적으로 계산하기 위해 새로운 고장경로 탐색법과 고장경로 재구성 방법이 제안되었다. 고장경로 그룹화와 Bottom-Up 탐색법은 고장경로의 탐색에 효율적임을 증명하였고, 최소단절집합 계산을 위한 단절집합의 비교계산 횟수를 줄이기 위해 경로 재구성 방법을 사용할 수 있음을 증명하였다. 새로 제안된 방법을 적용하고, 기존의 근사확률 공식인 MCUB 확률공식과 동일한 새로운 ASDMP 확률공식을 사용하여 정상사상 확률을 계산 할 수 있다.