• 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.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권7호
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• pp.24-31
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• 2009

차세대 멀티미디어 이동통신 시스템에서 자원 예약 기법은 핸드오프 call의 Qos를 보장하기 위한 효과적인 방법이다. 그러나 핸드오프를 위한 자원 예약은 new call의 blocking 확률에는 부정적인 영향을 미친다. 본 논문에서는 핸드오프 dropping 확률과 new call의 blocking확률 사이의 tradeoff관계를 최적화하기 위하여 relay station을 기반으로 한 새로운 핸드오프 우선화 제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘에서는, relay가 핸드오프 과정에 개입하여 핸드오프 직후의 단말에게 고효율의 데이터 전달 전송을 가능하게 함으로써 신속한 서비스를 제공해줄 수 있다. 본 논문에서는, 제안된 알고리즘을 Markov chain을 통해 모델링 하고, 핸드오프 패킷의 dropping 확률과 new 패킷의 blocking 확률의 성능을 도출한다. 수치 해석 결과를 통해, 제안된 핸드오프 알고리즘이 기존의 핸드오프 우선화 기법들에 비해 핸드오프 패킷의 dropping 확률과 신규 패킷의 blocking 확률 측면에서 우수한 성능을 가짐을 보였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권5호
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• pp.464-472
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• 2009

In this paper, we propose a packet scheduling algorithm for cellular relay networks by considering relay selection, variation of channel quality, and packet delay. In the networks, mobile users are equipped with not only cellular but also user relaying radio interfaces, where base station exploits adaptive high speed downlink channel. Our proposed algorithm selects a user with good cellular channel condition as a relay station for other users with bad cellular channel condition but can get access to relay link with good quality. This can achieve flexible packet scheduling by adjusting transmission rates of cellular link. Packets are scheduled for transmission depending on scheduling indexes which are calculated based on user's achieved transmission rate, packet utility, and proportional fairness of their throughput. The performance results obtained by using computer simulation show that the proposed scheduling algorithm is able to achieve high network capacity, low packet loss, and good fairness in terms of received throughput of mobile users.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권8C호
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• pp.689-695
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• 2007

유선 Relay Station(RS)은 셀룰러 시스템의 기지국(Base Station; BS)과 Radio-over-Fiber(RoF) 형태로 연결되어 시스템의 용량을 증대시키고 음영 지역을 축소시키는 역할을 수행할 수 있다. 무선 멀티홉 시스템과는 달리 별도의 대역으로 BS와 RS 간 신호 전송을 함에 따라, 주파수 재사용으로 인한 간섭의 영향을 크게 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 RS를 활용하는 셀룰러 시스템에서 안테나 어레이를 부가적으로 사용하는 경우 전송 용량 측면에서의 이득을 산출하고, 셀 내에 배치하는 안테나 어레이의 구성에 따른 성능 변화를 분석한다. 특히 성능 향상을 최대화하는 RS 위치의 선정, 주어진 안테나 원소 개수에 따른 배치 형태 결정, 안테나 원소의 개수 증가에 따른 성능 이득을 실험적으로 평가함으로써, 유선 RS와 안테나 어레이의 통합 활용 방안을 제시한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권11A호
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• pp.853-860
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• 2011

본 논문에서는 전이중 전송 방식을 사용하는 릴레이 전송 시스템의 오수신 확률을 최소화하는 전송 기법을 제안한다. 릴레이국이 전이중 전송 방식으로 동작하면, 단말국이 기지국과 릴레이국으로 받는 신호를 동시에 수신하게 되고, 두 송신국으로부터의 신호는 서로에게 간섭으로 작용하여 성능을 열화시킨다. 이로 인해 시스템의 오수신 확률이 높아지는데, 본 논문에서는 기지국이 레이어드 브로드캐스팅 기법을 적용하여 정보를 송신하고, 이 때 간섭의 양을 고려하여 전송 파워를 최적으로 할당함으로써 시스템의 오수신 확률을 낮추었다. 이를 위해 제안하는 기법의 용량 및 오수신 확률을 수식적으로 유도하였고, 오수신 확률을 최소화 시키는 파워 할당 비율을 제시하였다. 제안된 전이중 전송 방식 및 파워 할당 알고리즘은 추가적인 자원 할당으로 자원의 비효율성을 발생 시키는 반이중 전송 방식의 릴레이 전송 방식에 대한 좋은 해법을 제공할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권2C호
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• pp.196-205
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• 2012

본 논문에서는 NCW의 기반이 될 차기 군 통신망인 TICN체계의 MSAP-TMFT에 대해 연구하였다. MSAP-TMFT는 와이브로 기술에 기반을 두고 있는데 전투 환경을 고려하여 relay의 기능과 더불어 기지국의 자원관리 기능이 포함된 독립적 네트워크를 구성할 수 있는 NRC라고 하는 장비의 도입을 제안한다. NRC는 시스템에서 필요한 전송거리 연장, 전송 속도 증가, 부족한 무선자원의 효율적 관리, 전투 통신망의 생존성을 보장할 수 있다. 이런 고려 요소를 포함한 모의실험을 통해 기존의 시스템에서 전투원으로 제공되는 무선 자원이 보다 효과적으로 관리되고 시스템이 지원하는 수율도 증가함을 보일 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권9A호
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• pp.758-766
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• 2011

무선 협력 통신 기술은 유선 기간망과 연결 없이 설치 가능한 중계국(Relay Station)을 이용하여 추가적으로 기지국을 설치하지 않아도 커버리지 확장, 음영지역의 해소, 링크 전송률을 향상시킬 수 있다. 중계국은 중요한 이동 통신자원 중 하나로 등장하면서 많은 연구들이 최적의 중계국 선택 방안, 중계국 분배 알고리즘과 같은 주제에 초점을 맞추어 진행하여 왔다. 그러나 특정한 환경에 배치한 중계국 수와 획득할 수 있는 링크 전송률 이득사이 관계를 정확히 분석하는 수학적 모델에 대한 제안은 없었다. 본 논문에서는 Voronoi tessellation에 의한 중계국 기반 클러스터 기법을 제안한다. 또한 Voronoi tessellation에 기반하여 배치한 중계국 수와 사용자가 획득할 수 있는 링크 전송률 이득 사이 관계에 대한 수학적 분석 모텔을 추출한다. 본 논문에서 제안된 수학적 분석 모델의 정확성은 Erceg 경로 손실 모델에 기반한 시뮬레이션에 의해 검증되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권9A호
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• pp.664-672
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• 2009

본 논문에서는 원형 등간격 어레이를 갖는 이동 릴레이를 위한 셀 탐색과 입사각 동시 추정기법을 제안한다. 제안된 셀 탐색과 입사각의 동시 추정기법은 인접 기지국에서 이동 릴레이로 수신되는 신호간에 심볼 타이밍 옵셋이 존재하는 경우에도 강건한 특성을 갖고, 셀 탐색과 입사각을 각각 독립적으로 추정하는 경우에 비하여 계산량과 수행시간을 감소시킬 수 있다. 제안된 동시 추정기법의 성능을 Mobile WiMAX 환경 하에서 모의실험을 통하여 검증한다.

• 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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• 제34권9B호
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• pp.876-882
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• 2009

본 논문에서는 relay 기반 OFDMA 시스템에서 cell throughput 향상을 위한 Base Station (BS)과 Relay Station (RS)의 sub-cell 커버리지 조절 기법을 제안하였다. Relay 시스템에서는 BS-RS 링크에서 무선 자원을 추가로 소비하기 때문에, 이를 고려하지 않고 sub-cell 커버리지를 설정하면, 자원 사용량이 증가하여 throughput이 저하될 수 있기 때문에 자원 소모를 고려한 sub-cell 커버리지 설정이 필요하다. 이 때, 설정된 sub-cell 커버리지를 고정하여 운용할 수도 있지만, 트래픽 상황의 변화에 따라서 커버리지를 효과적으로 조절해주면, throughput 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 MS가 이동할 때에, 멀티홉 전송에 따른 relay link에서의 자원의 소모와 자원 재사용 정도를 함께 고려하여 sub-cell 커버리지를 조절하는 기법을 제안하고 분석하였다. 제안하는 커버리지 조절 기법에서는 BS와 RS로부터의 수신 SINR 값 비율로 threshold 값을 정하고 이를 이용하여 sub-cell 경계를 설정하였다. 그리고 트래픽의 변화에 따라 멀티홉에서의 자원의 소모와 자원 재사용을 고려한 effective transmitted bits per subchannel을 이용하여 sub-cell 경계를 적응적으로 조절하였다. 성능 분석을 위해 이 경우 cell throughput을 도출하였다. 제안하는 커버리지 조절 기법을 적용할 때, 고정하여 운용하는 경우에 비해, cell throughput이 향상되는 것을 확인하고, 정량적으로 분석하였다.