• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제15권3호
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• pp.14-23
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• 2023

The cooperative communication systems using MIMO(multiple input multiple-output) relay are known as one of the most promising techniques to improve the performance and coverage of wireless communication systems. In this paper, we propose the cooperative communication systems using the relay with multi-antennas and DSTC(distributed space time coding) for decode-and-forward protocol. As using DSTC for DF(decode-and-forward), we can minimize the risk of error propagation at the wireless system using relay system. Also, the MIMO channel cab be formed by multi-antenna and DSTC at the MS(mobile station)-RS(relay station) and at the RS-BS(base station).Therefore, obtaining truly constructive the MIMO diversity and cooperative diversity gain from the proposed approach, the performance of system can be more improved than one of conventional system (relay with single antenna, no relay). The improvement in bit error rate is investigated through numerical analysis of the cooperative communication system with the proposed approach.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.15-21
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• 2011

애드혹 네트워크에서는 협동 다이버시티를 적용하여 네트워크의 전력소모를 줄이고, 통달거리의 확장 및 시스템의 성능을 향상시키고 있다. 그러나 가장 큰 신호 대 잡음비(SNR, Signal-to-noise ratio)을 갖는 릴레이를 선택하여 송신하는 선택 릴레이 협동 다이버시티 방식은 느린 페이딩 채널에서 특정 릴레이가 계속 송신하므로 네트워크의 생존시간을 줄이게 된다. 그러므로 최근에 네트워크의 생존 시간을 늘이기 위하여 균일전력 릴레이 선택방식이 연구되었다. 본 논문에서는 소스-릴레이 및 릴레이-목적지간의 수신 신호 대 잡음비가 일정수준 이상이 되는 릴레이를 선택하여 송신할 수 있는 하는 이중 기회전송 협동 다이버시티(DOT, Double opportunistic cooperative diversity) 시스템에 균일전력 릴레이 선택방식을 적용하고 시스템의 성능을 유도하였다. 유도한 결과는 선택결합(SC, Selection combining) 방식과 최대비 합성결합(MRC, Maximal ratio combining) 방식과 비교하였다. 균일전력 릴레이 방식을 사용하였을 때 다른 방식에 비해서 시스템의 성능저하가 있었는데, 이는 네트워크의 생존 시간을 늘이기 위해서 릴레이에 균일한 송신기회를 주었기 때문으로 해석되었다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2009년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.329-332
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• 2009

In this paper, performance of cooperative communication system is analyzed with various relay conditions for mobile communication system using OFDM. We research mainly on the performance analysis of amplify-and-forward scheme. First, we analyzed the diversity gain between the number of antenna on the relay is one and two. And then, in this paper, we analyzed difference of the performance with distance between relay and mobile. Amplify-and-forward scheme has the problem that the noise components are also amplified in low sinal-to-noise (SNR) condition. The results of this paper can be applicable to the cooperative relay systems.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.31-36
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• 2012

본 논문에서는 인지무선통신에서 중요한 기술 중 하나인 스펙트럼 센싱의 Hidden node의 문제나 셀룰라 시스템에서 셀 경계에서 CPE(Customer Premises equipments)의 낮은 SNR(Signal to Noise Ratio)로 인한 센싱 성능 저하를 해결하기 위해 CPE들의 협력 릴레이 기법을 사용한 협력 스펙트럼 센싱을 제안하고 검출확률 성능을 분석한다. 송신단과 수신단 사이의 릴레이(Relay) 적용된 협력 스펙트럼 센싱은 가상의 공간 다이버시티이득(Spatial Diversity Gain)을 얻을 수 있어 센싱 성능이 향상된다. 협력 통신 기법 중 다중안테나를 적용한 AF(Amplify and Forward) 고정형 중계기를 사용하여 다이버시티이득을 얻는 시스템 모델을 제안하고, 검출 성능 향상을 분석한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권7호
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• pp.3524-3542
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• 2017

In a single-source and multi-relay amplify-forward (AF) cooperative network, the outage probability and the power allocation are two key factors to influence the performance of an entire system. In this paper, an optimized AF relay selection by an exclusive method and near optimal power allocation (NOPA) is proposed for both good outage probability and power efficiency. Given the same power at the source and the relay nodes, a threshold for selecting the relay nodes is deduced and employed to minimize the average outage probability. It mainly excludes the relay nodes with much higher thresholds over the aforementioned threshold and thus the remainders of the relay nodes participate in cooperative forwarding efficiently. So the proposed scheme can improve the utility of the resources in the cooperative multi-relay system, as well as reduce the computational complexity. In addition, based on the proposed scheme, a NOPA is also suggested to approach sub-optimal power efficiency with low complexity. Simulation results show that the proposed scheme obtains about 2.1dB and 5.8dB performance gain at outage probability of $10^{-4}$, when compared with the all-relay-forward (6 participated relays) and the single-relay-forward schemes. Furthermore, it obtains the minimum outage probability among all selective relay schemes with the same number of the relays. Meanwhile, it approaches closely to the optimal exhaustive scheme, thus reduce much complexity. Moreover, the proposed NOPA scheme achieves better outage probability than those of the equal power allocation schemes. Therefore, the proposed scheme can obtain good outage probability, low computational complexity and high power efficiency, which makes it pragmatic efficiently in the single-source and multi-relay AF based cooperative networks.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권3호
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• pp.1111-1130
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• 2016

Cooperative communications can significantly improve the wireless transmission performance with the help of relay nodes. In cooperative communication networks, relay selection and power allocation are two key issues. In this paper, we propose a relay selection and power allocation scheme RS-PA-PSACO (Relay Selection-Power Allocation-Particle Swarm Ant Colony Optimization) based on PSACO (Particle Swarm Ant Colony Optimization) algorithm. This scheme can effectively reduce the computational complexity and select the optimal relay nodes. As one of the swarm intelligence algorithms, PSACO which combined both PSO (Particle Swarm Optimization) and ACO (Ant Colony Optimization) algorithms is effective to solve non-linear optimization problems through a fast global search at a low cost. The proposed RS-PA-PSACO algorithm can simultaneously obtain the optimal solutions of relay selection and power allocation to minimize the SER (Symbol Error Rate) with a fixed total power constraint both in AF (Amplify and Forward) and DF (Decode and Forward) modes. Simulation results show that the proposed scheme improves the system performance significantly both in reliability and power efficiency at a low complexity.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.671-676
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• 2015

협력네트워크는 중계기를 이용하여 데이터를 전송함으로서 음영지역을 해소하고 가상의 다중입출력 구성을 통해 통신성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 송신기와 중계기 사이에서는 동기변조 방식을 이용하고 중계기와 수신기 사이에서는 차등변조 방식을 이용하는 부분차등변조 방식을 적용한 협력네트워크의 성능을 중계기의 위치에 따라 분석한다. 성능분석은 송신기와 수신기사이의 직접파가 존재하는 시스템과 존재하지 않는 시스템 두 가지를 고려하는데, 직접파는 차등변조 방식을 적용한다. 또한 전체시스템이 차등변조 방식을 이용했을 경우에 중계기 위치에 따른 성능을 부분차등변조 방식과 비교한다. 시스템의 성능은 송신기와 수신기 사이의 심벌오류율을 이용한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.251-255
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• 2012

최근 들어 다양한 이동 수단의 발전과 함께 철도 또한 많은 발전을 이루었다. 이렇게 발전된 철도 시스템과 더불어 정확한 철도 시스템 정보 전달을 위한 효율적인 통신시스템이 요구되었고, 이에 따라 철도 통신 시스템 또한 다양한 방식으로 발전했다. 철도 무선통신에서 페이딩의 영향을 최소화 하고 보다 효율적인 통신을 하기 위해, 협력 통신방식이 제기되었다. 본 논문에서는 다양한 방식의 무선 통신방법 중 협력 전송 기법에 대해 소개하고, 이에 따른 채널 특성과 통신 예시 등을 소개할 것이다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권7호
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• pp.3501-3523
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• 2017

It is a classical integer optimization difficulty to design an optimal selection scheme in cooperative relay networks considering co-channel interference (CCI). In this paper, we solve single-objective and multi-objective relay selection problem. For the single-objective relay selection problem, in order to attain optimal system performance of cooperative relay network, a novel quantum differential evolutionary algorithm (QDEA) is proposed to resolve the optimization difficulty of optimal relay selection, and the proposed optimal relay selection scheme is called as optimal relay selection based on quantum differential evolutionary algorithm (QDEA). The proposed QDEA combines the advantages of quantum computing theory and differential evolutionary algorithm (DEA) to improve exploring and exploiting potency of DEA. So QDEA has the capability to find the optimal relay selection scheme in cooperative relay networks. For the multi-objective relay selection problem, we propose a novel non-dominated sorting quantum differential evolutionary algorithm (NSQDEA) to solve the relay selection problem which considers two objectives. Simulation results indicate that the proposed relay selection scheme based on QDEA is superior to other intelligent relay selection schemes based on differential evolutionary algorithm, artificial bee colony optimization and quantum bee colony optimization in terms of convergence speed and accuracy for the single-objective relay selection problem. Meanwhile, the simulation results also show that the proposed relay selection scheme based on NSQDEA has a good performance on multi-objective relay selection.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.509-515
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• 2017

본 논문에서는 다수의 릴레이가 존재하는 협력 통신 환경에서 릴레이 노드들의 신뢰도 정보를 이용한 릴레이 선택 기법을 고려한다. 먼저, 신뢰도에 따라 릴레이 노드들이 송신단의 정보 전송을 도와주는 경우와 전송을 도와주지 않는 경우 모두를 고려한 정보 전송률의 기댓값을 유도한다. 다음으로 주어진 신뢰도 정보를 이용하여 수신단에서 달성 가능한 정보 전송률의 기댓값을 최대화하는 릴레이 선택 기법을 제안한다. 마지막으로 시뮬레이션을 통하여 제안하는 릴레이 선택 기법이 릴레이 노드의 신뢰도 정보를 이용하지 않는 기존의 릴레이 선택 기법과 비교하여 더 우수한 성능을 나타냄을 보인다.