• Journal of Multimedia Information System
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• 제3권4호
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• pp.135-140
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• 2016

To improve the throughput of Device-to-Device (D2D) communication, we focus on the scenario where D2D pair can reuse multi-channel of cellular communication. However, as sharing same channel with cellular communication can cause interference between D2D communication and cellular communication, a proper interference management is needed. In this paper, we propose interference-based channel allocation to select the channels to be used by D2D communication and a solution from game theory perspective to optimize the D2D communication throughput under multi-channel as well as guarantee the interference from it to cellular network. The simulation results verify the stability of the proposed method.

• 한국IT서비스학회지
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• 제13권1호
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• pp.125-134
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• 2014

Device discovery for D2D (device-to-device) communication enables a device to discover other devices in order to initiate communication with them. Devices should perform the discovery phase using a small quantity of radio resource in a short time and be able to reduce the load of the base station. Legacy device discovery schemes have focused on discovering as many target devices as possible. However, it is not appropriate for peer-to-peer D2D communication scenario. Further, synchronization problems are an important issue for discovery signal transmission. This paper proposes a discovery method that one requesting device discovers a specific target for communication. Multiple antenna beamforming is employed for the synchronization between the base station and a target device. The proposal can reduce the load of the base station using the information that it already maintains and improve the reliability of the device discovery because two times of synchronizations using beamforming among the base station and devices can make the exact discovery of a target device with mobility possible.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.159-167
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• 2014

Local device-to-device (D2D) communication between two smart mobile devices is becoming increasingly popular. The first key step in starting a D2D communication is to discover and identify the remote target device to establish a link. However, existing device discovery mechanisms either require users to explicitly identify the ID of the target device or rely on inaccurate beamforming technology. This paper presents two novel device identification algorithms using a variety of embedded sensors. The algorithms only require that users to point two devices towards each other. This paper describes the algorithms, analyzes their accuracy using analytical models, and verifies the results using simulations.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권10호
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• pp.893-897
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• 2013

최근 스마트 모바일 기기의 급증으로 데이터 트래픽이 증가하여, 이를 완화시킬 수 있는 기기간 직접통신에 관한 관심이 점점 높아지고 있다. 기존의 기기간 직접통신 기술에서의 통신 대상 기기를 인식하는 방법은 리스트형식으로 통신 가능 기기를 나열하는 방식으로, 사용자 친화적인 인터페이스를 지니고 있지 않다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 위치정보에 기반하여 직접통신 대상 기기를 식별하는 알고리즘을 제안하고, 정립한 분석 모델을 통해 알고리즘의 정확도를 분석하였으며, 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 제안하는 알고리즘은 기존보다 대상 기기선정이 간단하고 직관적인 방식으로, 좀 더 편리하고 실용적인 통신 방식을 제공하는데 기여할 수 있을 것이다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권3호
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• pp.429-438
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• 2016

In this paper, we investigate an interference mitigation scheme by antenna selection in device-to-device (D2D) communication underlaying downlink cellular networks. We first present the closed-form expression of the system achievable rate and its asymptotic behaviors at high signal-to-noise ratio (SNR) and the large antenna number scenarios. It is shown that the high SNR approximation increases with more antennas and higher ratio between the transmit SNR at the base station (BS) and the D2D transmitter. In addition, a tight approximation is derived for the rate and we reveal two thresholds for both the distance of the D2D link and the transmit SNR at the BS above which the underlaid D2D communication will degrade the system rate. We then particularize on the small cell setting where all users are closely located. In the small cell scenario, we show that the relationship between the distance of the D2D transmitting link and that of the D2D interfering link to the cellular user determines whether the D2D communication can enhance the system achievable rate. Numerical results are provided to verify these results.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.125-131
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• 2017

본 논문에서는 이동통신, 무인기 통신, 차량 간 통신 등에 이용될 수 있는 효율적인 단말 간 직접통신 (D2D: device-to-device)을 위한 동기 프리앰블 (preamble) 구조를 제안하고 성능을 비교한다. 단말 간 직접 통신을 위해서는 향상된 주파수 및 시간 동기 요구 성능을 만족 시킬 수 있어야 하며, 본 논문에서는 이를 위한 프리앰블 구조를 제안한다. 주파수 영역에서 하나 걸러 하나씩의 부반송파에는 신호를 전송하지 않는 대신, 나머지 부반송파에서는 심볼 당 에너지를 2배로 전송하는 제안하는 구조가 기존 LTE D2D 프리앰블 구조에 비해 주파수 옵셋 추정 성능은 유지하면서도 시간 옵셋 추정 성능을 크게 향상시킴을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권11호
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• pp.1500-1506
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• 2020

본 논문에서는 오버레이 단말 간 직접 (Device-to-Device : D2D) 통신 네트워크를 위한 강화학습 기반 스케쥴링 문제를 연구한다. 강화학습 모델 중 하나인 Q-learning을 이용한 D2D 통신 기술들이 연구되었지만, Q-learning은 상태와 행동의 개수가 증가함에 따라서 높은 복잡도를 유발한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 Deep Q Network (DQN) 기반 D2D 통신 기술들이 연구되었다. 본 논문에서는 무선 통신 시스템 특성을 고려한 DQN 모델을 디자인하고, 피드백 및 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있는 DQN 기반 분산적 스케쥴링 방식을 제안한다. 제안 방식은 중앙집중식으로 변수들을 학습시키고, 최종 학습된 파라미터를 모든 단말들에게 전달한다. 모든 단말들은 최종 학습된 파라미터를 이용하여 각자의 행동을 개별적으로 결정한다. 제안 방식의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 분석하고, 최적방식, 기회주의적 선택 방식, 전체 전송 방식과 비교한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권3호
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• pp.161-163
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• 2014

K개의 셀과 각 셀에서 2개의 단말간 직접 통신(device-to-device communication: D2D communication) 링크 간에 셀룰러 하향 링크 자원을 재사용하는 다중셀 간섭 시스템에 중첩되어 있는 D2D 통신 모델을 고려한다. 본 논문에서는 현재의 셀 또는 인접 셀에 간섭을 미치지 않는 다수 개의 링크를 선택하거나 또는 전력 제어를 통해 다수 개의 링크가 어떤 기지국에도 간섭을 미치지 않는다고 가정했을 때, 간섭 정렬(interference alignment: IA)를 통해 셀간 및 셀 내의 하향링크 간섭을 효과적으로 없앨 수 있다는 것을 보인다. 특히, 2개의 D2D 통신 쌍에 대해서는 간섭채널에서 이론적으로 가능한 최대 자유도를 실현할 수 있는 방법을 제시하며, 기지국과 모든 단말의 송신 및 수신 안테나 개수가 각각 M일 때 그 자유도는 (K+1)M로 주어지는 것을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권7호
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• pp.3431-3445
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• 2017

Due to the advantages of low transmit power consumption, high spectral efficiency and extended system coverage, Device-to-Device (D2D) communication has drawn explosive attention in wireless communication field. Considering that intra-cell interference caused between cellular signals and D2D signals, in this paper, a network coding-based D2D relay cooperative transmission algorithm is proposed. Under D2D single-hop relay transmission mode, cellular interfering signals can be regarded as useful signals to code with D2D signals at D2D relay node. Using cellular interfering signals and network coded signals, D2D receiver restores the D2D signals to achieve the effect of interference suppression. Theoretical analysis shows that, compared with Amplify-and-forward (AF) mode and Decode-and-forward (DF) mode, the proposed algorithm can dramatically increase the link achievable rate. Furthermore, simulation experiment verifies that by employing the proposed algorithm, the interference signals in D2D communication can be eliminated effectively, and meanwhile the symbol error rate (SER) performance can be improved.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권4호
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• pp.1941-1960
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• 2019

Unmanned aerial vehicles (UAVs), acting as mobile base stations (BSs), can be deployed in the typical fifth-generation mobile communications (5G) scenarios for the purpose of substantially enhancing the radio coverage. Meanwhile, UAV aided underlay device-to-device (D2D) communication mode can be activated for further improving the capacity of the 5G networks. However, this UAV aided D2D communication system is more vulnerable to eavesdropping attacks, resulting in security risks. In this paper, the D2D receivers work in full-duplex (FD) mode, which improves the security of the network by enabling these legitimate users to receive their useful information and transmit jamming signal to the eavesdropper simultaneously (with the same frequency band). The security communication under the UAV coverage is evaluated, showing that the system's (security) capacity can be substantially improved by taking advantage of the flexible radio coverage of UAVs. Furthermore, the closed-form expressions for the coverage probabilities are derived, showing that the cellular users (CUs)' secure coverage probability in downlink transmission is mainly impacted by the following three factors: its communication area, the relative position with UAV, and its eavesdroppers. In addition, it is observed that the D2D users or DUs' secure coverage probability is relevant to state of the UAV. The system's secure capacity can be substantially improved by adaptively changing the UAV's position as well as coverage.