• 한국통신학회논문지
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• 제35권6A호
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• pp.594-599
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• 2010

본 논문은 멀티홉 셀룰러 네트워크에서 릴레이 노드의 배치 위치가 하향링크 SINR에 미치는 영향을 분석한다. 분석 모델에서는 릴레이 노드가 셀 안쪽으로 배치되는 것과 인접한 두 셀의 경계지역에 배치되는 두 가지 시나리오를 가정한다. 본 논문에서는 위 두 가지 시나리오의 하향링크 SINR을 비교 분석하기 위한 수학적 모델을 도출한다. 제안하는 수학적 모델에서는 멀티-셀 구조 및 셀 간 간섭 등을 고려한다. 수학적 분석 결과는 릴레이 노드들을 셀 안쪽에 배치하는 경우에 셀 간 간섭의 증가에도 불구하고 수신 신호 세기의 증가로 인해 릴레이 노드들을 셀 경계에 배치하는 경우에 비해 SINR이 증가함을 보인다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제25권1호
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• pp.65-71
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• 2022

In this paper, we propose an opportunistic data relay scheme in narrowband multihop combat radio networks. Narrowband networks have physical restrictions on high-speed transmission. Furthermore, the topology changes dynamically due to the jamming of the enemy, signal interference between friendly forces, and movement of network entities. Therefore, the traditional relay scheme that collects topology information and calculates a relay path before transmission is unsuitable for such networks. Our proposed scheme does not collect topology information and transmits data opportunistically. The scheme can cause unnecessary data relaying that is not related to data delivery to the destination node. However, for small networks, the effect of increasing network throughput by not gathering topology information is much greater than the effect of reducing throughput by unnecessary data relays. We demonstrate the performance superiority of the proposed scheme through simulation in the worst case of network topology.

• 한국통신학회논문지
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• 제37B권12호
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• pp.1138-1147
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• 2012

케이블과 DSL의 대안으로서 라스트 마일(last mile)의 광역 접근을 무선으로 가능하게 해주며 고속 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 표준 기술로 알려진 WiMAX에 셀 용량의 증대와 셀 커버리지를 확장하기 위하여 Mobile Multihop Relay 기술이 추가적으로 제안 되면서 많은 관심을 모으고 있다. 본 논문에서는 셀 커버리지를 확장하기 위하여 릴레이 노드(RS)를 운용하는 방법에 초점을 맞추고 사용자 노드(SS)들에 대한 형평성을 고려한 자원할당 알고리즘을 사용하여 다중홉 릴레이 네트워크의 성능을 분석하였으며, 특히 주파수 재사용 기법을 적용할 때에 릴레이 노드들 간의 간섭 현상이 셀 용량에 미치는 영향을 구체적으로 분석하여 비용 효과를 고려한 셀 커버리지 확장 방법을 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권11호
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• pp.5264-5281
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• 2017

Multihop relay-based cellular networks are attracting much interest because of their throughput enhancement, coverage extension, and low infrastructure cost. In these networks, relay stations (RSs) between a base station (BS) and mobile stations (MSs) drastically increase the overall spectral efficiency, with improved channel quality for MSs located at the cell edge or in shadow areas, and enhanced throughput of MSs in hot spots. These relay-based networks require an advanced radio resource management scheme because the optimal amount of radio resource for a BS-to-RS link should be allocated according to the MS channel quality and distribution, considering the interference among RSs and neighbor BSs. In this paper, we propose optimal resource planning algorithms that maximize the overall utility of relay-based networks under a proportional fair scheduling policy. In the first phase, we determine an optimal scheduling policy for distributing BS-to-RS link resources to RSs. In the second phase, we determine the optimal amount of the BS-to-RS link resources using the results of the first phase. The proposed algorithms efficiently calculate the optimal amount of resource without exhaustive searches, and their accuracy is verified by comparison with simulation results, in which the algorithms show a perfect match with simulations.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권1호
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• pp.43-51
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• 2015

LTE-advanced와 IEEE 802.16m과 같은 차세대 셀룰러 네트워크는 중계기를 이용하여 적은 비용으로 높은 전송률을 제공하며 음영지역을 해소한다. 하지만 중계기에 의해 좁아진 셀 간격 때문에 셀 간 간섭은 심화되며, 특히 OFDMA를 사용하는 셀룰러 네트워크의 하향 액세스 링크(access link)는 많은 양의 데이터를 기지국이나 중계기가 동시에 사용자 단말에게 전송하기 때문에 간섭에 의한 성능저하가 심각하다. 이를 해결하기 위한 기존의 연구는 중계기의 분포를 대칭적으로 가정하였기에 실제 네트워크에 적용하는 것은 불가능하였다. 본 논문에서는 임의의 위치에 설치된 다수의 중계기를 이용하는 다중홉 셀룰러 네트워크에서 셀 간의 간섭을 완화하기 위한 채널할당방안을 제안하여 신호대간섭잡음비(Signal to Interference plus Noise Ratio)를 높이고, 전력 제어에 필요한 제어 메시지의 수를 감소시켜 네트워크의 데이터 전송률을 높이고자 한다.

• ETRI Journal
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• 제33권4호
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• pp.558-568
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• 2011

In this paper, we propose an efficient macrodiversity handover (MDHO) technique for time-division-based interference-limited IEEE 802.16j multihop wireless relay networks. In the proposed MDHO, when the diversity set members of the mobile station (MS) are a base station (BS) and relay station (RS), the MS receives the signal transmitted by the BS in the first phase. During the second phase, it also receives the simultaneous transmissions of the BS and RS. Furthermore, when the diversity set members are two RSs or two BSs, the MS receives only the simultaneous transmissions of the diversity set members. The superiority of the proposed MDHO is validated using analytical and simulation results. The performance analysis metrics are the average downlink (DL) carrier to interference and noise ratio (CINR), the average DL spectral efficiency, and the average service outage probability. Evaluation results show that the proposed MDHO significantly outperforms the conventional MDHO. The CINR gain achieved using the proposed MDHO is 4.71 dB compared to the conventional MDHO.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권5호
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• pp.433-441
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• 2010

Multihop transmission is a promising technique that helps in achieving broader coverage (excellent network connectivity) and preventing the impairment of wireless channels. This paper proposes a cluster-based multihop wireless network that makes use of the advantages of multihop relaying, i.e., path loss gain, and partial relay selection in each hop, i.e., spatial diversity. In this partial relay selection, the node with the maximum instantaneous channel gain will serve as the sender for the next hop. With the proposed protocol, the transmit power and spectral efficiency can be improved over those in the case of direct transmission and conventional multihop transmission. Moreover, at a high signal-to-noise ratio (SNR), the performance of the system with at least two nodes in each cluster is dependent only on the last hop and not on any of the intermediate hops. For a practically feasible decode-and-forward relay strategy, a compact expression for the probability density function of the end-to-end SNR at the destination is derived. This expression is then used to derive closed-form expressions for the outage probability, average symbol error rate, and average bit error rate for M-ary square quadrature amplitude modulation as well as to determine the spectral efficiency of the system. In addition, the probability of SNR gain over direct transmission is investigated for different environments. The mathematical analysis is verified by various simulation results for demonstrating the accuracy of the theoretical approach.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권12A호
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• pp.1198-1206
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• 2010

최근 스마트폰 및 타블릿 PC가 차세대 통신단말롤 급부상함에 따라 멀티미디어 서비스에 대한 사용자의 요구 또한 급격히 증가하였다. 기존의 통신네트워크사업자는 셀 용량의 증설을 위해 값이 저렴한 중계기의 도입을 적극 검토하고 있다. 그러나 중계기의 도입은 셀 내의 간섭을 심화시키고 이는 사용자 서비스 품질에 악영향을 미치며 서비스 불능(outage) 비율을 증가시키게 된다. 본 논문에서는 중계기를 사용하는 다중흡 셀룰러 네트워크에서 OFDMA에 적합한 효율적인 주파수 재활용 방법을 제안하여 서비스 불능 확률을 감소시키면서 동시에 데이터 수율을 증가시키고자 한다. 또한 동적 전력제어를 통해 추가적인 성능향상을 보장하며, 셀 전체의 데이터 수율과 서비스 불능 비율의 비교를 통해 성능을 검증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권4A호
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• pp.330-335
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• 2007

본 논문에서는 멀티 홉 셀룰라 망에서 안정적인 멀티채널 랜덤 액세스 수율 보장을 위한 기지국 및 릴레이 노드 간의 랜덤 액세스 채널 할당 방안을 제안한다. 제안하는 방안에서는 채널 부하에 따라 기지국 및 릴레이 노드 간 랜덤 액세스 채널 할당 비율을 동적으로 조절할 수 있는 수학적 기준을 제시한다. 또한 랜덤 액세스 채널 할당 비율 조절만으로는 안정적 수율을 보장할 수 없는 높은 부하 상황에서는 랜덤 액세스 패킷 재전송 확률 조절 방식을 통해 안정적인 랜덤 액세스 수율을 보장하고자 한다. 시뮬레이션 결과는 제안하는 방안이 랜덤 액세스 패킷 생성률이 0.1 이상이 되는 고 부하 상황에서도 안정적인 채널 효율 및 패킷 전송 지연을 보장함을 보인다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권3호
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• pp.266-275
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• 2013

The exact closed-form expressions for outage probability and bit error rate of spectrum sharing-based multi-hop decode-and-forward (DF) relay networks in non-identical Rayleigh fading channels are derived. We also provide the approximate closed-form expression for the system ergodic capacity. Utilizing these tractable analytical formulas, we can study the impact of key network parameters on the performance of cognitive multi-hop relay networks under interference constraints. Using a linear network model, we derive an optimum relay position scheme by numerically solving an optimization problem of balancing average signal-to-noise ratio (SNR) of each hop. The numerical results show that the optimal scheme leads to SNR performance gains of more than 1 dB. All the analytical expressions are verified by Monte-Carlo simulations confirming the advantage of multihop DF relaying networks in cognitive environments.