• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제15권1호
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• pp.21-27
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• 2017

In this research, we study the outage probability for distributed space-time coding-based cooperative (DSTC) systems with amplify-and-forward relaying over Rayleigh fading channels with a high temporal correlation where the direct link between the source and the destination is available. In particular, we derive the upper and lower bounds of the outage probability as well as their corresponding asymptotic expressions. In addition, using only the average channel powers for the source-to-relay and relay-to-destination links, we propose an efficient power allocation scheme between the source and the relay to minimize the asymptotic upper bound of the outage probability. Through a numerical investigation, we verify the analytical expressions as well as the effectiveness of the proposed efficient power allocation. The numerical results show that the lower and upper bounds tightly correspond to the exact outage probability, and the proposed efficient power allocation scheme provides an outage probability similar to that of the optimal power allocation scheme that minimizes the exact outage probability.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권10호
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• pp.2411-2429
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• 2013

In this paper, we extend the case of information exchange error mitigation for the distributed orthogonal space-time block code (DOSTBC) for two transmit antennas to distributed quasi-orthogonal space-time block code (DQOSTBC) for four transmit antennas. A rate 1 full-diversity DQOSTBC for four transmit antennas is designed. The code matrix changes according to different information exchange error cases, so full diversity is maintained even if not all information exchange is correct. We also perform analysis of the pairwise error probability. The performance analysis indicates that the proposed rate 1 DQOSTBC outperforms rate 1/2 DOSTBC for four transmit antennas at the same transmission rate, which is confirmed by the simulation results.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권10호
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• pp.4957-4976
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• 2016

This paper investigates the error performance of the amplify-and-forward (AF) relaying systems in the context of full-duplex (FD) communication. In addition to the inherent self-interference (SI) due to simultaneous transmission and reception, coexistent FD terminals may cause crosstalk. In this paper, we utilize the information exchange via the crosstalk channel to construct a particular distributed space-time code (DSTC). The residual SI is also considered. Closed-form pairwise error probability (PEP) is first derived. Then we obtain the upper bound of PEP in high transmit power region to provide more insights of diversity and coding gain. The proposed DSTC scheme can attain full cooperative diversity if the variance of SI is not a function of the transmit power. The coding gain can be improved by lengthening the frame and proper power control. Feasibility and efficiency of the proposed DSTC are verified in numerical simulations.

• ETRI Journal
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• 제42권3호
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• pp.341-350
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• 2020

In a wireless sensor network (WSN), the data transmission technique based on the cooperative multiple-input multiple-output (CMIMO) scheme reduces the energy consumption of sensor nodes quite effectively by utilizing the space-time block coding scheme. However, in networks with high node density, the scheme is ineffective due to the high degree of correlated data. Therefore, to enhance the energy efficiency in high node density WSNs, we implemented the distributed source coding (DSC) with the virtual multiple-input multiple-output (MIMO) data transmission technique in the WSNs. The DSC-MIMO first compresses redundant source data using the DSC and then sends it to a virtual MIMO link. The results reveal that, in the DSC-MIMO scheme, energy consumption is lower than that in the CMIMO technique; it is also lower in the DSC single-input single-output (SISO) scheme, compared to that in the SISO technique at various code rates, compression rates, and training overhead factors. The results also indicate that the energy consumption per bit is directly proportional to the velocity and training overhead factor in all the energy saving schemes.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권1A호
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• pp.1-11
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• 2009

OFDMA 및 SC-FDMA 시스템에서, 수신기에서 특별한 시공간 처리를 하지 않으면서 다이버시티를 얻기 위해서, 다수 안테나를 이용하여 시간축의 변화를 일으키거나 주파수 선택적 채널을 만들 수 있다. 분산할당 SC-FDMA 시스템에서 시간 변화를 발생하기 위해 위상 회전 기술을 사용하기 위해서는 낮은 채널부호화율을 적용하는 것이 필요하지만, 시간 변화가 적은 채널을 가정할 때 주파수 선택적 특성을 증가시키기 위하여 순환지연 다이버시티를 적용할 때에는 상대적으로 높은 채널부호화율을 적용하여도 무방하다. 이에 반해서 블록호핑 SC-FDMA 시스템에서는 두 개의 다이버시티 기술이 최적의 채널부호화율 측면에서 큰 차이를 가지지 않는다.

• 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.

• 스마트미디어저널
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• 제12권11호
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• pp.145-153
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• 2023

피어들의 접속과 이탈이 빈번한 P2P 기반의 분산 저장 시스템에서 실시간 제약 조건을 가지는 비디오 파일에 대해 데이터 가용성뿐만 아니라 재생 시 로컬 저장 장치에서 제공하는 수준의 품질을 보장하는 것이 필수적이다. 또한, 분산 저장 시스템 기반의 클라우드 저장 서비스에서는 각 사용자가 자신의 파일을 다른 사용자와 공유하는 기능을 제공하기 때문에 여러 사용자가 동일한 비디오 파일에 대해 동시에 재생을 요청하는 경우 모든 재생이 실시간으로 끊김 없이 지원되어야 한다. 따라서, 본 논문에서는 파일 공유를 지원하는 P2P 기반의 분산 저장 시스템에서 데이터 가용성뿐만 아니라 각 비디오 파일에 대해 동시에 요청되는 여러 재생들을 실시간 처리할 수 있는 기법을 제안한다. 이 기법은 각 비디오 파일에 대한 사용자의 재생 요청 수에 맞게 이레이져 코딩으로 인코딩된 중복 데이터의 양을 조절하여 실시간 동시 재생을 지원할 수 있으며 저장 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권9호
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• pp.16-23
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• 2009

본 논문에서는 하나의 기지국, 세 개의 중계국, 하나의 수신국으로 이루어진 중계 기반 협동 시스템을 이용하는 새로운 분산 Alamouti 시공간 블록 부호화 기법을 제안하였다. 세 개의 중계국 중에서 선택한 두 개의 중계국과 통신이 이루어지도록 기지국은 두 개의 빔(beam)으로 구성된 array를 사용하는 개별적인 두 개의 안테나로 이루어졌다고 가정하였다. 첫 번째 시간 슬롯(slot) 동안, 기지국의 한 안테나로부터 전송된 개별적인 두 개의 신호가 하나의 중계국에 의하여 선택되고, 더해지고, 증폭되고, 수신국으로 보내진다. 이 전송 기법은 중계국과 수신국 사이의 채널에서 생성될 수 있는 새로운 분산 Alamouti 시공간 블록 부호를 나타낸다. 심벌의 등가 행렬 표현을 이용하여 처노프(Chernoff) 상계(upper bound) 쌍 오류 확률(PEP)의 관점에서 제안된 시공간 블록 부호의 성능을 분석하였다 또한, 수신 신호 성능 관점에서 기지국의 두 개의 안테나 사이의 전력 배분에 따라 결정되는 계수 $\alpha$의 효과를 평가하였다. 컴퓨터 모의실험을 통하여 $\alpha$의 값이 $\frac{2}{3}$일 때에만 세 개의 중계국에서의 수신 신호가 같은 분산을 갖는다는 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 수신국에서 더 나은 성능을 얻을 수 있었다. 이 분석 결과를 통하여 제안된 기법을 이용할 경우 기존의 기법에 비하여 중계국에서의 다이버시티 이득, PEP, 복잡성 관점에서 뛰어난 성능을 얻을 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권12호
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• pp.4567-4583
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• 2021

This study proposes an analytical approximation algorithm based on extreme value theory (EVT) for the inverse of the power of the incomplete Gamma function. First, the Gumbel function is used to approximate the power of the incomplete Gamma function, and the corresponding inverse problem is transformed into the inversion of an exponential function. Then, using the tail equivalence theorem, the normalized coefficient of the general Weibull distribution function is employed to replace the normalized coefficient of the random variable following a Gamma distribution, and the approximate closed form solution is obtained. The effects of equation parameters on the algorithm performance are evaluated through simulation analysis under various conditions, and the performance of this algorithm is compared to those of the Newton iterative algorithm and other existing approximate analytical algorithms. The proposed algorithm exhibits good approximation performance under appropriate parameter settings. Finally, the performance of this method is evaluated by calculating the thresholds of space-time block coding and space-frequency block coding pattern recognition in multiple-input and multiple-output orthogonal frequency division multiplexing. The analytical approximation method can be applied to other related situations involving the maximum statistics of independent and identically distributed random variables following Gamma distributions.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권4호
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• pp.1961-1974
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• 2019

In this letter, a harmonic-mean-based dual-antenna selection scheme at relay node is proposed in two-way relaying networks (TWRNs). With well-designed distributed orthogonal concatenated Alamouti space-time block code (STBC), a dual-antenna selection problem based on the instantaneous achievable sum-rate criterion is formulated. We propose a low-complexity selection algorithm based on the harmonic-mean criterion with linearly complexity $O(N_R)$ rather than the directly exhaustive search with complexity $O(N^2_R)$. From the analysis of network outage performance, we show that the asymptotic diversity gain function of the proposed scheme achieves as $1/{\rho}{^{N_R-1}}$, which demonstrates one degree loss of diversity order compared with the full diversity. This slight performance gap is mainly caused by sacrificing some dual-antenna selection freedom to reduce the algorithm complexity. In addition, our proposed scheme can obtain an extra coding gain because of the combination of the well-designed orthogonal concatenated Alamouti STBC and the corresponding dual-antenna selection algorithm. Compared with the common-used selection algorithms in the state of the art, the proposed scheme can achieve the best performance, which is validated by numerical simulations.