• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권10호
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• pp.127-136
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• 2007

모바일 멀티 홉 릴레이는 self-organizing 등의 특성으로 인하여 설치가 용이하며 관리하기 편한 장점이 있지만, 반면에 무선으로 설치되어 자치적으로 운영되는 릴레이 스테이션을 신뢰하기 어려운 보안상 문제점이 있다. 특히 IEEE 802.16j 기반의 무선 멀티 홉 네트워크에서는 일반적인 모바일 멀티 홉 네트워크에서의 보안상 문제점뿐만 아니라, 기존의 IEEE 802.16에서의 특성을 유지해야 하는 요건으로 인하여 발생하는 추가적인 문제점도 존재한다. 본 논문에서는 IEEE 802.16j 기반에서의 모바일 멀티 홉 릴레이에서 가지는 보안상의 문제점들을 해결하기 위하여 혼합형 인증 방법을 제안한다. 제안된 혼합형 인증방법은 중앙 중 인증방법과 분산형 인증방법에 대한 혼합형 방법으로서, 멀티 홉 구조를 갖는 릴레이 스테이션의 네트워크 진입시의 초기 인증 문제, 릴레이 스테이션 간의 홉 간 인증 문제 등의 절차를 포함한다. 또한 혼합형 방식의 효과에 대하여 분석함으로서 모바일 홉 릴레이 네트워크에 제안된 방식이 효율적으로 적용될 수 있음을 보인다. 제안하는 혼합형 인증방식은 IEEE 802.16j 기반의 모바일 멀티 홉 릴레이 네트워크뿐만 아니라 모바일 멀티 홉 구조를 갖는 다른 네트워크에도 적용될 수 있으며, 무선으로 연결되어 자치적으로 운영되는 네트워크에서의 필수적인 보안 문제점인 인증문제를 해결하는데 기여할 것으로 기대된다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권6호
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• pp.2095-2110
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• 2015

This paper presents a design for a throughput-efficient online relay selection scheme for dual-hop multi-relay cooperative networks. Problems arise with these networks due to unpredictability of the relaying link quality and high time-consumption to probe the dual-hop link. In this paper, we firstly propose a novel probing and relaying protocol, which greatly reduces the overhead of the dual-hop link estimation by leveraging the wireless broadcasting nature of the network. We then formulate an opportunistic relay selection process for the online decision-making, which uses a tradeoff between obtaining more link information to establish better cooperative relaying and minimizing the time cost for dual-hop link estimation to achieve higher throughput. Dynamic programming is used to construct the throughput-optimal control policy for a typically heterogeneous Rayleigh fading environment, and determines which relay to probe and when to transmit the data. Additionally, we extend the main results to mixed Rayleigh/Rician link scenarios, i.e., where one side of the relaying link experiences Rayleigh fading while the other has Rician distribution. Numerical results validate the effectiveness and superiority of our proposed relaying scheme, e.g., it achieves at least 107% throughput gain compared with the state of the art solution.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권3호
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• pp.258-272
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• 2010

The low-rate (LR) UWB is a promising technology for the ubiquitous sensor network (USN) due to its extremely low power consumption and simple transceiver implementation. However the limited communication range is a bottleneck for its widespread use. This paper deals with a new frame structure of class 4 active RFID multi-hop relay system based on ISO/IEC 18000-7 standard integrating with IEEE 802.15.4a LR-UWB PHY layer specification, which sets up a connection to USN. As a result of the vital importance of the coverage and throughput in the application of USN, further we analyze the performance of the proposed system considered both impulse radio UWB (IR-UWB) and chirp spread spectrum (CSS). Our simulation results show that the coverage and throughput are remarkably increased.

• 전자통신동향분석
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• 제23권3호
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• pp.40-52
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• 2008

무선이동통신 시스템에서 셀 용량과 셀 영역을 확장하기 위한 기술로 Mobile Multi-hop Relay 기술에 대한 연구와 표준화 작업이 한창 진행되고 있다. 특히 고속으로 이동인터넷서비스를 제공할 수 있는 WiBro(Mobile WiMAX)에 적용할 수 있는 멀티홉기술이 IEEE 802.16j에서 표준화 작업이 진행되고 있다. 본 고에서는 IEEE 802.16j에서 추진되고 있는 멀티홉릴레이 기술에 대한 동향과 이에 소요되는 핵심기술에 대해서 소개하고자 한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권3호
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• pp.364-374
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• 2016

With vast amounts of spectrum available in the millimeter wave (mmWave) band, small cells at mmWave frequencies densely deployed underlying the conventional homogeneous macrocell network have gained considerable interest from academia, industry, and standards bodies. Due to high propagation loss at higher frequencies, mmWave communications are inherently directional, and concurrent transmissions (spatial reuse) under low inter-link interference can be enabled to significantly improve network capacity. On the other hand, mmWave links are easily blocked by obstacles such as human body and furniture. In this paper, we develop a multi-hop relaying transmission (MHRT) scheme to steer blocked flows around obstacles by establishing multi-hop relay paths. In MHRT, a relay path selection algorithm is proposed to establish relay paths for blocked flows for better use of concurrent transmissions. After relay path selection, we use a multi-hop transmission scheduling algorithm to compute near-optimal schedules by fully exploiting the spatial reuse. Through extensive simulations under various traffic patterns and channel conditions, we demonstrate MHRT achieves superior performance in terms of network throughput and connection robustness compared with other existing protocols, especially under serious blockage conditions. The performance ofMHRT with different hop limitations is also simulated and analyzed for a better choice of the maximum hop number in practice.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권1C호
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• pp.1-7
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• 2011

최근 다중-홉 릴레이 전송 방식은 전력 소모를 줄이면서 통신 가능 영역을 넓힐 수 있는 장점으로 큰 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 홉마다 증폭-후-전달 릴레이가 다수 존재하는 다중 홉 통신시스템에서 최적 경로를 선택할 때 얻을 수 있는 성능 한계를 유도한다. 특히, 홉마다 분포가 다른 일반화된 나카가미 페이딩 채널에서의 성능 한계를 제공하도록 경로를 구성하는 링크 신호대잡음비의 기하 평균 상한을 적용하고 그에 대한 적률생성함수를 얻었다. 그 결과 페이딩 특성이 적을수록 제안한 기하 평균 상한 기법이 실제 성능에 더욱 근접함을 볼 수 있다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.151-152
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• 2006

Multi-hop system has advantage of low power consumption, improved cell capacity, and enlarged service coverage. Most of previous researches show that multi-hop relaying beyond dual-hop relaying does not improve system performance significantly. This leads most researches are focused on dual-hop relaying system. In this paper, we propose an optimal boundary condition to support maximal data rate for fluctuation of traffic load in single cell dual-hop relay system.

• 전기전자학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.75-81
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• 2009

차세대 셀룰러 시스템은 중계기를 이용한 다중 홉 전송을 사용함으로써 신호의 전달 거리가 감소하고 이를 통한 전송률을 증대시킨다. 그러나 다중 홉 전송을 이용한 전달 거리 감소는 외부 셀 입장에서 간섭량의 증가를 의미하기 때문에 중계기의 위치는 셀룰러 시스템 성능에 영향을 줄 수 있다. 본 논문에서는 중계기의 전송 전력과 위치에 따른 간섭량의 변화를 고려하여 최대의 전송률을 내기 위한 중계기 위치를 결정한다. 중계기 위치 결정을 위한 조건은 수학적인 모델로 분석되었고 모의실험 결과를 통해서 그 성능을 검증하였다. 본 논문의 분석에 따르면 하나의 셀의 평균 오수신 확률을 최소화 시킬 수 있는 중계기 설치 지점과 중계기 전송 전력이 존재하며, 주파수 재사용에 따른 셀들 간 간섭이 심각하지 않은 상황에서 중계기는 평균 오수신 확률을 감소시켜줌으로써 셀 용량 증대에 기여하였다. 반면 셀간 간섭이 심각한 경우 중계기의 사용은 오히려 해당 셀의 오수신 확률을 증가시키므로 지양해야 한다는 결론에 도달하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1-8
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• 2012

본 논문에서는 유비쿼터스 환경 구축을 위한 센서 네트워크에서 효율적으로 데이터를 전송할 수 있는 멀티홉(multi-hop) 릴레이 (Relay) 전송 시스템을 고려한다. ISM 주파수 대역을 사용하는 DBO-CSS (Differentially Bi-Orthogonal Chirp Spread Spectrum) 방식의 확산대역 신호 중 하나인 첩 (Chirp) 신호를 이용하여 구축된 센서 네트워크를 기반으로 센서 거리 및 사물 위치인식을 위한 효율적인 릴레이 프로토콜을 제안한다. 효율적인 네트워킹 접속을 위하여 Zone information packet, Hop information packet, Tag information packet 및 Application serial packet 의 4종류의 패킷구조를 설계하여 구현하였으며, 구축된 센서 네트워크를 기반으로 사물의 위치인식의 효율성을 높이기 위한 구현 알고리즘을 제안하였다. 최종적으로 $15m{\times}15m$ 멀티셀 및 10 홉으로 구성된 테스트베드 시스템에서 제안한 프로토콜의 성능의 우수성을 검증한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제8권1호
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• pp.82-91
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• 2009

기지국과 이동 단말 간의 경로 설정, 즉 라우팅은 멀티홉 셀룰러 시스템의 핵심 기술 중 하나이다. 또한, 멀티홉 셀룰러 시스템에서 기지국과 중계기들이 각 셀의 자원을 공유하므로, 전체 시스템의 가용 무선 자원을 최대한 이용할 수 있는 자원 할당 기법이 필요하다. 본 논문에서는 OFDMA 기반 멀티홉 셀룰러 시스템을 위한 통합 자원할당-라우팅 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 전체 시스템의 하향 링크 처리율을 최대화하기 위한 통합 자원 할당-라우팅 문제를 MMKP 기반 휴리스틱 알고리즘을 이용하여 근사 해를 구한다. 실험 결과는 제안하는 기법이 시스템의 하향 링크 처리율 측면에서 링크 품질 기반 라우팅 기법보다 높은 성능을 나타내며, 최적 해를 도출하는 기법에 근접한 성능을 나타냄을 보인다.