• ETRI Journal
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• 제39권5호
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• pp.729-736
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• 2017

This work investigates secure cluster-aided multi-hop randomize-and-forward networks. We present a hop-by-hop multi-hop transmission scheme with relay selection, which evaluates for each cluster the relays that can securely receive the message. We propose an analytical model to derive the secure connectivity probability (SCP) of the hop-by-hop transmission scheme. For comparison, we also analyze SCPs of traditional end-to-end transmission schemes with two relay-selection policies. We perform simulations, and our analytical results verify that the proposed hop-by-hop scheme is superior to end-to-end schemes, especially with a large number of hops or high eavesdropper channel quality. Numerical results also show that the proposed hop-by-hop scheme achieves near-optimal performance in terms of the SCP.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권4A호
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• pp.394-400
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• 2010

Mobile Multi-hop Relay (MMR) 시스템은 커버리지 확장과 Base Station (BS) 내의 전송률 증대에 의해 무선 액세스 네트워크의 처리량을 증가시킬 수 있다. 넌-트랜스패런트 모드 (non-transparent mode) Relay Station (RS) 를 갖는 MMR 시스템의 기존 연구에서는 Mobile Station (MS)의 채널 선택 과정, 동일 채널 간섭, 그리고 Multi-hop Relay Base Station (MR-BS)과 RS의 커버리지 비율은 고려하지 않았다. 본 논문에서는 다양한 토폴로지를 갖는 멀티셀 환경에서 MMR 상향링크 시스템의 성능을 분석한다. 성능은 호 발생률에 따른 호 차단 확률, 채널 사용률, outage 확률 그리고 시스템 처리량으로 나타낸다. 결과를 통해 MR-BS와 RS의 커버리지 비율이 7 대 1일 때 시스템 처리량이 가장 높음을 알 수 있다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.45-52
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• 2006

이동 Ad-hoc 네트워크(Mobile Ad-hoc Network)는 자기 조직화, 기반망에 독립적인 네트워크의 특성상 많은 응용 분야를 가지고 있다. 본 논문에서는 mRelay(Multi-hop Relay) 시스템이라고 명명한 MANET을 위한 멀티미디어 응용 서비스 모델을 제안한다. mRelay 시스템은 무선 멀티미디어 통신 기능을 가진 무인 이동체를 mRelay 단말로 사용하여 멀티흡 통신 기반의 인터넷 연동이 가능한 멀티미디어 서비스를 제공한다. 멀티흡 라우팅 프로토콜인 AODV가 수정되어 mRelay 단말에 적용되었고, mRelay 시스템이 실내에서의 다양한 시나리오 상황에서 기반망 도움 없이 이동 Ad-hoc 네트워크를 구성하고 유지하며, 안정적인 멀티흡 멀티미디어 서비스가 가능함을 보였다. mRelay 시스템은 다양한 이동 Ad-hoc 네트워크의 응용 서비스에 활용될 수 있을 것이다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권9호
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• pp.3276-3292
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• 2015

Relay-assisted D2D communication extends the communication range of the D2D pairs and helps users to form D2D pairs effectively. However, due to the introduction of the multi-hop relaying, the D2D communication has to occupy extra transmission time, which may decrease the efficiency of the communication system. In this paper, we propose a scheme to make node receive D2D signal and BS signal at overlapping time to improve the spectrum efficiency according to ZigZag decoding and successive-interference-cancellation (SIC). In this way, more data can be delivered during the same duration, thus the network throughput can be further improved. Numerical results verify the performance improvement of the proposed scheme when compared with a baseline scheme. Moreover, we expand the proposed scheme from one-hop relay scenario to multi-hop relay scenario.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권4호
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• pp.294-300
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• 2010

본 논문에서는 IEEE 802.16j를 기반으로 하는 중계기를 도입한 와이브로 시스템에서 지향성 안테나를 사용한 3섹터 셀룰러 시스템에서 효율적인 기지국 커버리지 확장에 대해 분석하였다. 현재 진행 중인 IEEE 802.16j MMR 규격에서는 기지국과 멀티홉 중계기에 전방향성 안테나와 지향성 안테나의 사용을 고려하고 있다. 전방향성 안테나는 전방향($360^{\circ}$)으로 서비스 제공이 가능하지만 이웃한 기지국과의 신호간섭 때문에 효율이 떨어진다. 그러나 지향성 안테나의 경우는 빔이 방향성을 갖도록 안테나를 배치하여 이웃한 기지국과의 신호간섭을 줄일 수 있어 전방향성 방식보다 효율성이 높다. 그러나 IEEE 802.16j MMR환경에서는 기지국과 멀티홉 중계기가 지향성 안테나를 사용할 경우 채널 재사용 등에 의해 다른 셀에서 쓰이는 동일 채널의 간섭(Co-channel interference) 때문에 지향성 안테나가 갖는 효율성이 달라질 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 지향성 NBTC, WBTC 방식의 기지국에 지향성 안테나를 갖는 중계기를 multi-tier로 배치하는 구조를 제안하고, 기지국과 중계기들의 빔의 방향에 따른 동일 채널 간섭을 분석하였다. 또한, 제안하는 멀티홉 중계기가 배치된 NBTC안테나와 WBTC 안테나 방식을 전방향성 안테나를 갖는 중계기가 배치된 방식과 비교 분석하여 멀티홉 중계기의 홉 수가 증가함에 따른 성능 저하 및 셀 커버리지 확장과의 상관관계를 알아보았다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권1호
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• pp.84-92
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• 2015

Multi-hop relay networks have been widely considered as a promising solution to extend the coverage area and to reduce the deployment cost by deploying the relay stations (RSs) in mobile communication systems. Suitable deployment for the RSs is one of the most important features of the demand nodes (DNs) to obtain a high data transmission rate in such systems. Considering a tradeoff among the network throughput, the deployment budget, and the overall coverage of the systems, efficient RS deployment schemes and corresponding algorithms must be developed and designed. A novel cluster-based RS deployment scheme is proposed in this paper to select the appropriate deployment locations for the relay stations from the candidate positions. To make an ideal cluster distribution, the distances between the DNs are calculated when deploying the RSs. We take into account the traffic demands and adopt a uniform cluster concept to reduce the data transmission distances of the DNs. On the basis of the different candidate positions, the proposed scheme makes an adaptive decision for selecting the deployment sites of the RSs. A better network throughput and coverage ratio can be obtained by balancing the network load among the clusters. Simulation results show that the proposed scheme outperforms the previously known schemes in terms of the network throughput and the coverage ratio. Additionally, a suitable deployment budget can be implemented in multi-hop relay networks.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권2호
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• pp.219-226
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• 2013

본 논문에서는 수신 노드의 수가 증가하고 전달 제한 시간이 있는 브로드캐스트 센서 네트워크에서 아웃티지 확률을 감소시킬 수 있는 다중 홉 중계 방식을 제안한다. 패킷을 수신한 여러 개의 노드들이 분산 빔 형성 기법과 같이 동시에 패킷을 전송하는 다중 홉 중계 방식을 고려한다. 그리고 제한된 전달시간 내에서 패킷을 전송하는 데에 소모되는 평균 에너지 제한 조건을 만족 시키면서 패킷 수신에 성공한 모든 노드가 중계 노드로 동작하기 위한 채널 접속제어 기법과 송신 전력 제어 방식을 제안한다. 그리고 센서 네트워크 구축에 사용되는 지그비 기술의 다중 홉 브로드캐스트 중계 방식인 플러딩 기법과 비교하여 제안하는 방식의 아웃티지 확률이 더 낮아지고 평균 총 수신 전송률은 증가하게 되는 것을 실험을 통해서 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권7B호
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• pp.567-574
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• 2008

본 논문에서는 OFDMA 방식을 사용하는 MMR (Mobile Multi-hop Relay) 시스템에서 RS (Relay Station)를 사용하여 커버리지 확장을 위한 최적화 방법을 제안하고 이에 대한 성능을 분석한다. 최적화 방법으로 최대 처리량을 만들기 위한 두 개의 주파수 할당 방법을 제안하고 각각의 할당 방법에 따른 BS의 처리량과 프레임 효율로 성능을 분석한다. 마지막으로 주파수 할당 방법에 따라 주어진 BS (Base Station)의 총 처리 용량(capacity)에서 RS의 최대 흡수를 분석한다. 결과를 통해 제안된 주파수 할당 방법이 커버리지 확장에 효율적이고, BS의 처리량도 증가시킬 수 있음을 알 수 있다. 또한 트래픽 밀도가 낮을 경우 MMR 시스템이 효율적임을 알 수 있다. 본 논문의 결과를 통해 향후 릴레이를 사용하여 휴대인터넷 서비스 지역과, 셀룰러 망을 넓히는데 있어 참고할만한 가이드라인이 될 수 있을 것이다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제12권3호
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• pp.87-95
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• 2013

본 논문에서는 다중 홉 시스템에서 하나의 홉에 대한 채널 정보만을 이용하는 효율적인 부분 중계 노드 선택(efficient partial relay selection, EPRS) 기법에 대한 아웃티지 확률을 레일레이 페이딩 채널에서 분석한다. 특히, 디코딩 후 전달 중계 기반의 EPRS 기법에 대한 정확한 아웃티지 확률의 식을 유도한다. 또한, 다중 홉 시스템에서 EPRS 기법의 실효성을 확인하기 위하여, 임의의 중계 경로에서 종단간 신호 대 잡음비와 각 홉의 신호 대 잡음비의 상관관계를 분석한다. 그리고, 수치적 결과를 통해 EPRS 기법과 모든 채널 정보를 이용하는 중계 노드 선택 기법의 아웃티지 성능을 비교한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권3호
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• pp.477-493
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• 2011

The IEEE 802.16 mobile multi-hop relay (MMR) task group 'j' (TGj) has introduced the multi-hop relaying concept in the IEEE 802.16 Wireless MAN, wherein a relay station (RS) is employed to improve network coverage and capacity. Several RSs can be deployed between a base station and mobile stations, and configured to form a tree-like multi-hop topology. In such architecture, we consider the problem of a path selection through which the mobile station in and outside the coverage can communicate with the base station. In this paper, we propose a new path selection algorithm that ensures more efficient distribution of resources such as bandwidth among the relaying nodes for improving the overall performance of the network. Performance of our proposed scheme is compared with the path selection algorithms based on loss rate and the shortest path algorithm. Based on the simulation results using ns-2, we show our proposal significantly improves the performance on throughput, latency and bandwidth consumption.