• ETRI Journal
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• 제39권6호
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• pp.794-802
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• 2017

In this paper, a wireless powered communication network (WPCN) consisting of a hybrid access point (H-AP) and multiple user equipment (UE), all of which operate in full-duplex (FD), is described. We first propose a transceiver structure that enables FD operation of each UE to simultaneously receive energy in the downlink (DL) and transmit information in the uplink (UL). We then provide an energy usage model in the proposed UE transceiver that accounts for the energy leakage from the transmit chain to the receive chain. It is shown that the throughput of an FD WPCN using the proposed FD UE (FD-WPCN-FD) can be maximized by optimal allocation of the UL transmission time to the UE by solving a convex optimization problem. Simulation results reveal that the use of the proposed FD UE efficiently improves the throughput of a WPCN with a practical self-interference cancellation capability at the H-AP. Compared to the WPCN with FD H-AP and half-duplex (HD) UE, FD-WPCN-FD achieved an 18% throughput gain. In addition, the throughput of FD-WPCN-FD was shown to be 25% greater than that of WPCN in which an H-AP and UE operated in HD.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권10호
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• pp.3908-3920
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• 2015

In this paper, performance analysis of full-duplex (FD) relay selection under decode-and-forward (DF) relaying mode is carried out by taking into account several critical factors, including the distributions of the received signal-to-noise ratio (SNR) and the outage probability of wireless links. The tradeoff between the FD and half-duplex (HD) modes for relay selection techniques is also analyzed, where the former suffers from the impact of residual self-interference, but the latter requires more channel resources than the former (i.e., two orthogonal channels are required). Furthermore, the impact of optimal power allocation (OPA) on the proposed relay-selection scheme is analyzed. Particularly, the exact closed-form expressions for outage probability of the proposed scheme over Rayleigh fading channels are derived, followed by validating the proposed analysis using simulation. Numerical results show that the proposed FD based scheme outperforms the HD based scheme by more than 4 dB in terms of coding gain, provided that the residual self-interference level in the FD mode can be substantially suppressed to the level that is below the noise power.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권10호
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• pp.3887-3907
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• 2015

This paper introduces a full duplex single secondary user multiple-input multiple-output (FD-SSU-MIMO) cognitive radio network, where secondary user (SU) opportunistically accesses the authorized spectrum unoccupied by primary user (PU) and transmits data based on FD-MIMO mode. Then we study the network achievable average sum-rate maximization problem under sum transmit power budget constraint at SU communication nodes. In order to solve the trade-off problem between SU's sensing time and data transmission time based on opportunistic spectrum access (OSA) and the power allocation problem based on FD-MIMO transmit mode, we propose a simple trisection algorithm to obtain the optimal sensing time and apply an alternating optimization (AO) algorithm to tackle the FD-MIMO based network achievable sum-rate maximization problem. Simulation results show that our proposed sensing time optimization and AO-based optimal power allocation strategies obtain a higher achievable average sum-rate than sequential convex approximations for matrix-variable programming (SCAMP)-based power allocation for the FD transmission mode, as well as equal power allocation for the half duplex (HD) transmission mode.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.2385-2390
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• 2010

현재 우리 군에서 많이 사용하는 PRC-999K 무전기는 반이중전송방식이며 동일망에 가입한 가입자 중 한 가입자가 데이터를 송신하면 나머지 가입자는 모두 데이터를 수신하는 브로드캐스트 빙식이다. 군 사격지휘시스템에서 무선데이터통신은 지휘소와 가입자들 사이에 1:1 유니캐스트 방식을 사용하고, 데이터 충돌을 회피하기 위해 CSMA/CA 기법을 적용하며, 효율적이고 속도가 빠른 SDLC 프로토콜을 사용한다. 본 논문은 데이터 송수신 시간 단축을 위해 각 가입자에게 순차적인 주소를 할당하고 지휘소가 데이터를 1회 브로드캐스팅 하면 지정된 가입자들 이 순차적으로 데이터 충돌을 회피해가며 응답전문을 송신하는 프로토콜과 알고리즘을 제안한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권7호
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• pp.1326-1331
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• 2001

본 논문에서는 데이터 전송용 특정 소출력 무선국용 무선기기의 송수신판의 회로를 설계하고 제작하여 특성을 측정 하였다. 주파수 대역은 424.7~424.95MHz이고, 반이중(Half Duplex Communication) 통신방식, PLL Synthesized, 20 채널1, 12.5kHz 채널 대역폭 그리고 FSK Modulation/Demodulation 방식을 사용하였다. 송신단은 저잡음 증폭기와 전력증폭기를 사용하여 10mW의 출력으로 설계하였고, 발생되는 스퓨리어스를 감쇄시키기 위해 저역통과필터와 공진 회로로 구성하였다. 수신단은 이중 변환방식을 사용하였다. 설계한 결과, 송신단의 출력은 9.71dBm, 스퓨리어스특성 47dBc 그리고 수신단은 감도가 -1130Bm에서 지터가 $\pm$12.3%로 나타났다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권11호
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• pp.21-27
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• 2013

본 논문에서는 반이중 다중 홉 네트워크에서 스펙트럼 효율성 성능을 향상시킬 수 있는 적응 변조 기반의 증분형 홉 선택 기법을 제안하고 성능을 분석한다. 제안 하는 기법은 다중 홉 네트워크에서 동작하므로 넓은 네트워크 커버리지를 보장하면서도 반이중 방식에 따른 추가 시간 슬롯 사용의 빈도를 낮추어서 스펙트럼 효율성 손실을 막아준다. 우리는 본 논문에서는 제안하는 기법의 평균 스펙트럼 효율성 성능을 나카가미-m 채널에서 분석하였다. 모의실험 결과는 제안하는 기법의 우수성과 분석 된 성능의 정확함을 보여준다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권11호
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• pp.5338-5359
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• 2017

In-band full-duplex (IBFD) wireless communication supports symmetric dual transmission between two nodes and asymmetric dual transmission among three nodes, which allows improved throughput for distributed IBFD wireless networks. However, inter-node interference (INI) can affect desired packet reception in the downlink of three-node topology. The current Half-duplex (HD) medium access control (MAC) mechanism RTS/CTS is unable to establish an asymmetric dual link and consequently to suppress INI. In this paper, we propose a medium access control mechanism for use in distributed IBFD wireless networks, FD-DMAC (Full-Duplex Distributed MAC). In this approach, communication nodes only require single channel access to establish symmetric or asymmetric dual link, and we fully consider the two transmission modes of asymmetric dual link. Through FD-DMAC medium access, the neighbors of communication nodes can clearly know network transmission status, which will provide other opportunities of asymmetric IBFD dual communication and solve hidden node problem. Additionally, we leverage FD-DMAC to transmit received power information. This approach can assist communication nodes to adjust transmit powers and suppress INI. Finally, we give a theoretical analysis of network performance using a discrete-time Markov model. The numerical results show that FD-DMAC achieves a significant improvement over RTS/CTS in terms of throughput and delay.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.2576-2583
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• 2015

전이중(full-duplex) 셀룰라 네트워크에서 상향링크 사용자는 하향링크 사용자에게 간섭을 유발하므로 같은 무선 자원을 동시에 사용하는 상 하향링크 사용자 쌍을 어떻게 결정하는 지가 시스템 성능에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 사용자의 서비스의 질을 보장하기 위한 목적으로 아웃티지(outage) 발생의 최소화를 위한 최적화 문제를 제시하고, 낮은 복잡도를 갖는 차선의 사용자 스케쥴링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 스케쥴링 방식은 나쁜 신호 품질을 갖는 하향링크 사용자에게 간섭을 덜 미치는 상향링크 사용자를 먼저 선택할 수 있도록 우선권을 주는 방식으로 동작한다. 시뮬레이션 결과 제안하는 사용자 스케쥴링 방식을 사용하는 전이중 시스템은 최적에 가까운 아웃티지 성능을 달성하면서 기존 반이중 모드의 셀룰라 시스템 대비 아웃티지 발생을 현저히 줄인다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.1639-1645
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• 2020

본 논문에서는 2개의 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)를 중계기로 활용하는 데이터 페리 기반의 가상 전이중 중계전송 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 2개의 UAV의 높은 이동성을 활용하여 데이터 페리 기반으로 통신하고자하는 대상과의 거리를 좁힌 후 송수신을 진행한다. 또한, 제안하는 기법은 가상 전이중 중계전송을 통해 반이중 중계전송의 성능 제약 및 전이중 중계전송의 구현 제약을 극복할 수 있다. 또한, IRI(Inter-Relay Interference)에 의한 성능 제약을 완화하기 위해 2개의 UAV에 대한 이동경로의 중심점을 조절하는 알고리즘도 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 중심점 조절 알고리즘에 의한 중심점 이동 결과를 보인다. 제안하는 기법의 성능 평가를 진행한 결과, 기존의 고정된 중계기를 활용한 중계전송 방식에 비해 제안하는 중계전송 기법에서 더 높은 시스템 종단 간 평균 SE(Spectral Efficiency) 성능이 나타났다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권7호
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• pp.3131-3149
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• 2016

In-band Full-duplex (IBFD) wireless communication allows improved throughput for wireless networks. The current Half-duplex (HD) medium access mechanism Request to Send/Clear to Send (RTS/CTS) has been directly applied to IBFD wireless networks. However, this is only able to support a symmetric dual link, and does not provide the full advantages of IBFD. To increase network throughput in a superior way to the HD mechanism, a novel three-way handshaking access mechanism RTS/SRTS (Second Request to Send)/CTS is proposed for point to multipoint (PMP) IBFD wireless networks, which can support both symmetric dual link and asymmetric dual link communication. In this approach, IBFD wireless communication only requires one channel access for two-way simultaneous packet transmissions. We first describe the RTS/SRTS/CTS mechanism and the symmetric/asymmetric dual link transmission procedure and then provide a theoretical analysis of network throughput and delay using a Markov model. Using simulations, we demonstrate that the RTS/SRTS/CTS access mechanism shows improved performance relative to that of the RTS/CTS HD access mechanism.