• Title/Summary/Keyword: Relay Networks

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Data Collection Management for Wireless Sensor Networks Using Drones with Wireless Power Transfer

  • Ikjune Yoon;Dong Kun Noh
    • Journal of the Korea Society of Computer and Information
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    • v.28 no.9
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    • pp.121-128
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    • 2023
  • To increase the lifetime of the network in wireless sensor networks, energy harvesting from the surrounding environment or wireless power transfer is being used. In addition, to reduce the energy imbalance and increase the amount of data gathered, a method using mobile sink nodes that visit sensor nodes to gather data has been used. In this paper, we propose a technique to reduce the load on the relay node and collect a lot of data evenly in this environment. In the proposed scheme, sensor nodes construct Minimum Depth Trees (MDTs) considering the network environment and energy, and allocate the data collection amount. Simulation results show that the proposed technique effectively suppresses energy depletion and collects more data compared to existing techniques.

A Searching Technique of the Weak Connectivity Boundary using Small Unmanned Aerial Vehicle in Wireless Tactical Data Networks (무선 전술 데이터 네트워크에서 소형 무안항공기를 이용한 연결성 약화 지역 탐색 기법)

  • Li, Jin;Song, Ju-Bin
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.37 no.1C
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    • pp.89-96
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    • 2012
  • Since tactical robots are going to be grown and tactical data communications will be more network-centric, the reliability of wireless tactical data networks is going to be very important in the future. However, the connectivity of such wireless tactical data networks can be extremely uncertain in practical circumstances. In this paper, we propose a searching technique to find out the weak boundary area of the network connectivity using a small UAV(unmanned aerial vehicle) which has a simple polling access function to wireless nodes on the ground in wireless tactical data networks. The UA V calculates the network topology of the wireless tactical data networks and coverts it to the Lapalcian matrix. In the proposed algorithm, we iteratively search the eigenvalues and find a minimum cut in the network resulting in finding the weak boundary of the connectivity for the wireless tactical data networks. If a UAV works as a relay nodes for the weak area, we evaluate that the throughput performance of the proposed algorithm outperforms star connection method and MST(minimum Spanning Tree) connection method. The proposed algorithm can be applied for recovering the connectivity of wireless tactical data networks.

Performance Analysis of Spectrum Sharing Cognitive Radio Networks over Double Rayleigh Fading Channels (더블 레일리 페이딩 채널에서의 스펙트럼 공유 인지 무선 네트워크에 대한 성능 분석)

  • Lee, Juhyun;Lee, Jae Hong
    • Journal of Broadcast Engineering
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    • v.19 no.2
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    • pp.272-275
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    • 2014
  • In this paper, the spectrum sharing cognitive radio network is investigated. For assuming that channels for the secondary network are double Rayleigh fading channels, we derive the exact and the approximate outage probabilities. Numerical results verify the validity of our theoretical analysis by comparison with Monte Carlo simulation results.

Error Rate and Capacity Analysis for Incremental Hybrid DAF Relaying using Polar Codes

  • Madhusudhanan, Natarajan;Venkateswari, Rajamanickam
    • ETRI Journal
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    • v.40 no.3
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    • pp.291-302
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    • 2018
  • The deployment of an incremental hybrid decode-amplify and forward relaying scheme is a promising and superior solution for cellular networks to meet ever-growing network traffic demands. However, the selection of a suitable relaying protocol based on the signal-to-noise ratio threshold is important in realizing an improved quality of service. In this paper, an incremental hybrid relaying protocol is proposed using polar codes. The proposed protocol achieves a better performance than existing turbo codes in terms of capacity. Simulation results show that the polar codes through an incremental hybrid decode-amplify-and-forward relay can provide a 38% gain when ${\gamma}_{th(1)}$ and ${\gamma}_{th(2)}$ are optimal. Further, the channel capacity is improved to 17.5 b/s/Hz and 23 b/s/Hz for $2{\times}2$ MIMO and $4{\times}4$ MIMO systems, respectively. Monte Carlo simulations are carried out to achieve the optimal solution.

Optimal Coordination of Overcurrent Relays in the Presence of Distributed Generation Using an Adaptive Method

  • Mohammadi, Reza;Farrokhifar, Meysam;Abyaneh, Hossein Askarian;Khoob, Ehsan
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • v.11 no.6
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    • pp.1590-1599
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    • 2016
  • The installation of distributed generation (DG) in the electrical networks has numerous advantages. However, connecting and disconnecting of DGs (CADD) leads to some problems in coordination of protection devices due to the changes in the short circuit levels in the different points of network. In this paper, an adaptive method is proposed based on available setting groups (SG) of relays. Since the number of available SG is less than possible CADD states, a classifying index (CI) is defined to categorize the several states in restricted setting groups. Genetic algorithm (GA) with a suitable objective function (OF) is used as an optimization method for the classification. After grouping, a modified coordination method is applied to achieve optimal coordination for each group. The efficiency of the proposed technique is demonstrated by simulation results.

Distributed Space-Time Coded Non-Orthogonal DF Protocols with Source Antenna Switching

  • Jin, Xianglan;Yang, Jae-Dong;No, Jong-Seon;Shin, Dong-Joon
    • Journal of Communications and Networks
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    • v.12 no.5
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    • pp.492-498
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    • 2010
  • In this paper, a new distributed space-time coded (DS-TCed) non-orthogonal decode-and-forward (NDF) protocol with source antenna switching (SAS) is proposed, where two antennas associated with each radio frequency chain can be alternatively used in the first and second phases. Several DSTC schemes for the NDF with SAS (NDF-SAS) protocol are proposed and their average pairwise error probability for the error-free source-relay (SR) channel is also derived. The simulation results show that the NDF-SAS protocol achieves larger diversity order than the NDF protocol under the error-free and erroneous SR channels.

Subcarrier Allocation Algorithm for OFDMA-based Decode-and-Forward Relay Networks with Multicells (다중 셀 환경에서 OFDMA 기반 복호 후 재전송 중계 네트워크를 위한 부반송파 할당 기법)

  • Choi, Dong-Wook;Lee, Jae-Hong
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2010.07a
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    • pp.101-103
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    • 2010
  • 본 논문에서는 다중 셀 환경의 OFDMA 기반 복호 후 재전송 중계 네트워크를 위한 새로운 부반송파 할당 기법에 대해서 제안한다. 제안된 기법에서는 기지국 간의 채널 정보 공유를 통해 공평성 제한을 가지면서 전체 통신 용량이 최대가 되도록 중계단말기와 수신단말기에 부반송파를 할당한다. 공평성 제한은 각 중계단말기의 최대 전송 전력과 각 수신단말기의 최소 통신 용량에 부과되어 중계단말기가 전력을 과도하게 사용하는 것을 막고 수신단말기가 채널 상태가 좋지 않더라도 최소한의 통신 용량을 확보할 수 있도록 한다. 모의실험 결과 제안된 기법이 대조군인 static기법에 비하여 부반송파 당 더 높은 주파수 효율을 얻는 다는 것을 확인하였다.

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An Inter-cell Interference Coordination Scheme for a Downlink OFDMA Relay Networks with Multicells (다중 셀 하향 링크 OFDMA 중계 네트워크를 위한 셀간 간섭 조정 기법)

  • Eun, Junho;Lee, Jae Hong
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2011.07a
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    • pp.250-253
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    • 2011
  • 차세대 무선통신에서는 높은 데이터 전송률을 필요로 하여 높은 밀도의 주파수 재사용을 요구하게 된다. 따라서 셀 간 간섭을 효율적으로 줄이는 방법을 필요로 하게 된다. 기존의 정적인 간섭 조정 기법들은 셀 가장자리 성능을 향상시키기 위해서 네트워크 전체의 성능을 희생한다는 단점이 존재한다. 한편, 높은 전송률을 필요로 하며, 동시에, 높은 신뢰도의 통신을 위해서 중계단말기를 사용한 OFDMA 중계 네트워크에 대한 관심이 높아지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 다중 셀 환경의 OFDMA 중계 네트워크에서의 셀 간 간섭을 적응적으로 조정하는 기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 셀 간 간섭을 줄여서 셀 가장자리 성능을 향상시킴과 동시에 네트워크 전체 성능 또한 향상시키는 것을 목적으로 한다. 모의실험을 통해, 제안된 알고리즘이 정적 셀 간 간섭조정 기법들 보다 셀 가장자리 성능과 네트워크 전체 성능이 우수함을 확인한다.

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Resource Allocation for OFDMA Relay Networks with Imperfect CSI (불완전한 채널 정보를 갖는 OFDMA 중계 네트워크를 위한 자원 할당 기법)

  • Lee, Jaeho;Lee, Jae Hong
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2011.07a
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    • pp.247-249
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    • 2011
  • 기존의 OFDMA 시스템에서의 자원할당 기술은 주로 완벽한 채널정보에 기반하여 송신 전력, 부반송파를 할당하였다. 하지만 실제 시스템에서는 사용자의 움직임이나 채널 피드백 지연에 의해 완전한 채널정보를 얻을 수 없다. 본 논문에서는 불완전한 채널 정보를 갖는 OFDMA 중계 네트워크를 위한 자원 할당 기법을 제안한다. 불완전한 채널 정보를 갖는 환경에서는 패킷 오류가 발생할 확률이 높기 때문에 이를 예측하여 적응적 데이터 전송률을 할당하는 기법이 필요하다. 제안된 알고리즘은 채널 정보를 예측하여 데이터 전송률, 그리고 부반송파 할당을 통해 유효처리율을 최대화시킨다. 모의 실험 결과 제안된 알고리즘은 채널정보를 예측하지 않는 단순한 알고리즘과 비교하여 더 높은 유효처리율을 갖음을 확인하였다.

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Efficient Joint Sub-optimal Differential QOSTBC Decoding for Relay Networks (차등 준 시공간 블록 코드를 이용한 중계기 전송 시스템에서 수신 성능 향상 기법)

  • Tao, Yu-Ting;Han, Jae-Shin;Seo, Jong-Soo
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2013.06a
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    • pp.104-105
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    • 2013
  • 차등 시공간 블록 코드 시스템은 다이버시티 이득을 송신단에서 파일럿 삽입이 필요 없이 얻을 수 있는 기술로 주목되고 있다. 특히, 협력 네트워크 시스템에서 서비스 영역을 확장하기 위하여 중계기를 사용하게 되는데 자연스럽게 채널 추정 기법을 고려하지 않은 방법들이 연구 되었다. 본 논문은 차등 준 시공간 블록 코드를 이용한 협력 전송 네트워크에서 ML(Maximum Likelihood) 기반의 준 최적 신호 결합 기법을 제시한다. 모의실험 결과를 통해 제안된 수신 결합 기법은 높은 신호 대 잡음비 환경에서 기존에 널리 사용되는 MRC (Maximum Ratio Combining) 기법보다 5dB이상의 이득을 얻는 것을 보여준다.

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