• 한국통신학회논문지
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• 제41권11호
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• pp.1619-1629
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• 2016

본 논문은 기지국 협력이 가능한 Device-to-Device 통신 모델에서의 효율적인 전송 프로토콜에 대해 연구하였다. 두 개의 직접통신 송수신단 쌍이 기지국의 상향링크, 하향링크 통신채널을 활용하여 독립적인 메시지를 전송하는 모델에 대해 고려하였다. 제안기법의 경우, 첫 번째 단계에서 송신단은 메시지를 전송하고 기지국과 수신단은 이를 수신하게 된다. 두 번째 단계에서 기지국은 메시지의 XOR를 수신단에게 전송하여 최종적으로 수신단은 첫 번째 단계에서 수신한 신호와 두 번째 단계에서 수신한 신호를 통하여 자신의 메시지를 복원하게 된다. 기존의 직접 통신의 경우, 자신의 메시지 디코팅에 실패하면 아웃티지가 발생하지만, 제안기법의 경우 첫 번째 단계에서 두 메시지 중 하나만 디코딩이 가능하면 두 번째 단계에서 수신한 메시지의 XOR를 통해 자신의 메시지를 복원 가능하다. 본 논문은 제안기법의 아웃티지 기반 전송율을 분석하고 또한 모의실험을 통하여 제안기법이 기존 기법 대비 아웃티지 성능을 향상시킬 수 있음을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권7호
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• pp.538-545
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• 2014

본 논문은 다운링크 다중 선박 네트워크에서 동적으로 협력 전송(CoMP Transmission; Coordinated Multi-point Transmission)을 사용하는 유틸리티 함수를 도출하고 이를 기반으로 스케줄링 기법을 제안한다. 제안하는 스케줄링 기법은 수율과 공정성을 고려한 PF 형태의 유틸리티 함수를 최대화하기 위해서 매 프레임 협력적 전송 여부를 결정하고, 유틸리티 함수를 최대화하는 사용자를 선택한다. 특히 제안하는 유틸리티 함수 기반의 스케줄링 기법은 셀 경계 지역에 위치하는 사용자의 서비스 품질을 만족시키는 것을 목적으로 한다. 무선 환경에서 PF(Proportional Fair) 스케줄링을 사용할 때 제안한 유틸리티 함수를 기반으로 하는 스케줄링 기법의 성능을 평가한다. 모의실험을 통하여 제안하는 스케줄링 기법은 협력적 통신 네트워크와 비협력적 통신 네트워크를 동적으로 사용함으로써 전체 네트워크의 성능을 유지하면서 가장자리에 있는 선박의 성능을 향상시키는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.364-369
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• 2009

WiMax, WiBro 등의 무선망에서의 데이터 서비스들은 더 빠른 이동성 확보와 더 높은 데이터 전송 속도의 실현을 목표로 변화와 발전을 계속하고 있다. 이러한 서비스 진화에서는 무선 데이터 통신망에서 가입자의 트래픽 수요를 충족시키고 무선망 구축을 위한 정확한 주파수 소요량 예측이 무엇보다 중요하다. 따라서 본 논문에서는 기존기술 연구의 문제점을 분석하여 데이터 서비스를 위주로 하는 이동 통신망의 주파수 소요량 산출시 고려해야 할 핵심 요소들을 제안하였다. 그것은 첫째 데이터 트래픽의 자기 유사성 특징, 둘째, QoS(Quality of Service)가 고려된 처리용량, 셋째, 기지국 부하율의 비균일 특성, 그리고 마지막으로 FA 증설구조이다. 또한 데이터 서비스를 위주로 하는 이동통신 망에서는 이러한 핵심 요소들을 적용하여 주파수 소요량 산출 표준 모델을 제안하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권6A호
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• pp.623-630
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• 2004

본 논문에서는 하향 링크의 수신기 복잡도를 증가시키지 않으면서도 하향 링크 시스템 용량을 증가시키기 위해서, OFDM 시스템에서 SFBC(Space-frequency Block Code) 전송 다이버시터와 사전등화 기법을 적용한 적응 변조 방식을 제안하고 분석하였다. OFDM 시스템에서 SFBC 전송 다이버시터와 결합해서 적응 변조를 사용하면 시스템 용량이 크게 증가하게 된다. 하지만, 심각한 주파수 선택적 페이딩을 겪는 경우 심볼 간 간섭의 발생으로 인해 시스템 성능이 저하되게 된다. 이 경우, 본 논문에서는 부채널 간의 그룹핑을 통하여 인접 부채널 간 그룹별사전 등화기를 적용함으로써, 적응형 변조방식의 효율을 높일 수 있는 알고리듬을 제안하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안된 시스템이 시변 다중 경로 환경에서 기존의 기술보다 더 좋은 시스템 성능과 용량을 가짐을 확인하고, 심각한 주파수 선택적 페이딩을 겪는 채널 환경에서도 제안한 사전 등화기를 사용해 시스템 성능을 유지할 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권8A호
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• pp.592-599
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• 2009

본 논문에서는, zero-forcing 수신기를 적용한 다중사용자 다중 입출력 시스템의 하향링크 채널을 고려한다. 공간분할다중접속 방식은 다중사용자 다이버시티 이득을 얻기 위하여 기지국의 송신안테나에 서로 다른 사용자를 할당하며, 그에 반하여 공간분할다중화 방식은 한 명의 사용자가 모든 안테나를 점유한다. 본 논문에서는 앞서 언급한 두 방식의 성능을 평가하기 위하여 두 시스템이 갖는 최대 성능에 대한 수학적인 분석을 수행한다. 이를 위하여 우리는 먼저 채널 용량에 대한 정확한 수식을 유도하고, 또한 채널 용량의 상한을 근사적으로 유도하여 더욱 간단한 형태의 수식을 제공한다 마지막으로 시뮬레이션 결과를 통해 유도된 수식의 정확성을 검증하고 공간분할다중화 방식의 성능을 최적의 기법과 비교한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권8C호
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• pp.667-679
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• 2010

이동통신 시스템의 커버리지를 확장하고 네트웍 용량을 늘리기 위한 방법으로 사무실이나 가정에 펨토셀(femtocell)을 설치하는 방안이 널리 연구되어 왔다. 시분할 다중화 방식을 사용하는 M-WiMAX (Mobile WiMAX) 펨토셀의 경우 상향링크와 하향링크 신호간의 간섭을 피하기 위해 인접한 기지국과 프레임(frame) 동기를 일치시켜야 한다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 기반의 무선 백홀(backhaul)을 사용하는 펨토셀의 프레임 동기화를 위해 IEEE 802.11의 비콘(beacon) 신호를 이용하여 이동통신망의 동기 정보를 펨토셀로 전달하는 방안을 제안한다. 또한 제안된 기법으로 동기 정보를 전달할 때 발생하는 시간 오차를 줄이기 위해 기존 IEEE 802.11 송신기의 충돌 회피 기법을 일부 수정하고 IEEE 802.11 수신기에 최소 자승(least squares) 오차 관점에서 설계된 시간 동기 추정 기법을 적용한다. 제안된 방식을 적용한 모의 실험을 통해 펨토셀의 프레임 동기화 성능을 평가하고, 펨토셀에서 복원된 시간 동기 정보가 M-WiMAX 표준에 정의된 규격을 만족함을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권1호
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• pp.50-61
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• 2014

기존 매크로셀 내에 소형셀을 추가하여 전체 시스템의 용량을 개선하는 연구에 대한 관심이 높다. 소형셀에 허가된 사용자만 접속할 수 있는 폐쇄형 접속 방식의 경우, (동일한 주파수 채널을 사용하는) 인접한 매크로셀 사용자의 성능저하가 불가피 하다. 본 논문에서는 빌딩 내에 다수의 소형셀 기지국이 분포하는 환경에서, 해당 빌딩에 인접한 매크로셀 사용자의 성능저하를 우선적으로 최소화하며, 다음으로 빌딩 내 소형셀 기지국 간의 간섭전력을 최소화하는 동적 주파수 채널 할당 알고리즘을 제안한다. 매크로셀 내 빌딩(소형셀)의 위치에 따라 인접한 매크로셀 사용자가 겪는 간섭전력이 변한다. 제안하는 알고리즘을 통해 소형셀은 이러한 위치에 따른 간섭영향의 변화에 적응적으로 스스로 주파수 채널을 선택할 수 있다. 소형셀이 시간에 따른 주변 간섭환경의 변화에 따라 최적의 주파수 채널을 할당할 수 있는 간단하고 실용적인 방법을 제안했다는 것이 본 연구의 가장 큰 기술적 기여이다. 모의실험을 통해 제안한 채널 할당 기법은 매크로셀의 성능개선에 효과적이며, 소형셀은 달성 가능한 최대 처리용량 대비 최대 81%를 제공할 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권9A호
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• pp.1031-1038
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• 2004

본 논문에서는 멀티 미디어 호의 QoS 를 개선하기 위한 하이브라드 방법의 호 정속 제어 알고리듬을 제안하고 채널 당 최대 할당 가능한 전력으로 채널할당여부를 결정하는 채널기반 알고리듬과의 성능을 비교 분석하고자 한다. 3세대의 멀티 미디어 서비스 네트워크의 초기단계에서는 서비스 커어리지가 작고 무선 링크의 용량이 제한되어 있다. 기지국과 같은 네트워크 요소를 초기에 대규모로 구축하는 곳은 사용자가 많은 지역에 한정되고 나머지 영역은 척은 수의 기지국으로 서비스를 제공하기 때문에 우선 채널 지원이 제한되어 있는 커버리지 네트워크를 이루게 된다. 서비스 영역의 전체에서 사용자가 증가하게 될 때 보다 많은 사용자를 수용하기 위해서는 대규모 네트워크 요소의 추가적인 구축이 요구되므로 정진적인 네트워크 인프라 구축을 위해 기존의 구축된 우선 네트워크 자원의 효율척인 사용이 요구된다. 이 같은 상황 하에서 제안된 하이브리드 방법은 인접 기지국의 우선 채널 자원을 효율적으로 사용함으로써 용량 네트워크로 이행하는 단계에서 멀티 마디어 서비스의 QoS 의 열화를 완화 시킬 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권2호
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• pp.687-708
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• 2017

The machine-to-machine (M2M) communication is featured by tremendous number of devices, small data transmission, and large uplink to downlink traffic ratio. The massive access requests generated by M2M devices would result in the current medium access control (MAC) protocol in LTE/LTE-A networks suffering from physical random access channel (PRACH) overload, high signaling overhead, and resource underutilization. As such, fairness should be carefully considered when M2M traffic coexists with human-to-human (H2H) traffic. To tackle these problems, we propose an adaptive Slotted ALOHA (S-ALOHA) and time division multiple access (TDMA) hybrid protocol. In particular, the proposed hybrid protocol divides the reserved uplink resource blocks (RBs) in a transmission cycle into the S-ALOHA part for M2M traffic with small-size packets and the TDMA part for H2H traffic with large-size packets. Adaptive resource allocation and access class barring (ACB) are exploited and optimized to maximize the channel utility with fairness constraint. Moreover, an upper performance bound for the proposed hybrid protocol is provided by performing the system equilibrium analysis. Simulation results demonstrate that, compared with pure S-ALOHA and pure TDMA protocol under a target fairness constraint of 0.9, our proposed hybrid protocol can improve the capacity by at least 9.44% when ${\lambda}_1:{\lambda}_2=1:1$and by at least 20.53% when ${\lambda}_1:{\lambda}_2=10:1$, where ${\lambda}_1,{\lambda}_2$ are traffic arrival rates of M2M and H2H traffic, respectively.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권9호
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• pp.4398-4417
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• 2017

Multi-user Multiple-Input and Multiple-Output (MU-MIMO) has potential for prominently enhancing the capacity of wireless network by simultaneously transmitting to multiple users. User selection is an unavoidable problem which bottlenecks the gain of MU-MIMO to a great extent. Major state-of-the-art works are focusing on improving network throughput by using Channel State Information (CSI), however, the overhead of CSI feedback becomes unacceptable when the number of users is large. Some work does well in balancing tradeoff between complexity and achievable throughput but is lack of consideration of fairness. Current works universally ignore the rational utilizing of time resources, which may lead the improvements of network throughput to a standstill. In this paper, we propose TOUSE, a scalable and fair user selection scheme for MU-MIMO. The core design is dynamic-time-warping-based user selection mechanism for downlink MU-MIMO, which could make full use of concurrent transmitting time. TOUSE also presents a novel data-rate estimation method without any CSI feedback, providing supports for user selections. Simulation result shows that TOUSE significantly outperforms traditional contention-based user selection schemes in both throughput and fairness in an indoor condition.