• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제11권7호
• /
• pp.3431-3445
• /
• 2017

Due to the advantages of low transmit power consumption, high spectral efficiency and extended system coverage, Device-to-Device (D2D) communication has drawn explosive attention in wireless communication field. Considering that intra-cell interference caused between cellular signals and D2D signals, in this paper, a network coding-based D2D relay cooperative transmission algorithm is proposed. Under D2D single-hop relay transmission mode, cellular interfering signals can be regarded as useful signals to code with D2D signals at D2D relay node. Using cellular interfering signals and network coded signals, D2D receiver restores the D2D signals to achieve the effect of interference suppression. Theoretical analysis shows that, compared with Amplify-and-forward (AF) mode and Decode-and-forward (DF) mode, the proposed algorithm can dramatically increase the link achievable rate. Furthermore, simulation experiment verifies that by employing the proposed algorithm, the interference signals in D2D communication can be eliminated effectively, and meanwhile the symbol error rate (SER) performance can be improved.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제34권9C호
• /
• pp.887-895
• /
• 2009

본 논문은 다중 안테나를 가진 릴레이가 설치된 다중-셀 다중-사용자 시스템에서 부분 채널 정보를 이용하여 기지국과 릴레이 간 협력적으로 전력을 할당하는 기법을 제안한다. 이중-흡 MISO (Multi-Input Single-Output) 릴레이 채널에서, 릴레이 채널 용량(end-to-end capacity)을 최대화하기 위해 홉 간 송신 전력을 채널 상태에 따라 동적으로 할당할 필요가 있다. 제안된 기법은 목표 릴레이의 평균 채널 이득과 인접 릴레이로부터의 원하는 채널과 간섭 채널의 송신 상관 행렬의 주요한 고유벡터의 상대적인 각도 차이를 고려하여 릴레이 송신 전력을 동적으로 할당한다. 상향-경계치 분석을 통해서 릴레이 채널 용량은 원하는 채널과 간섭 채널의 주요한 고유벡터의 상대적인 각도 차이가 직교가 될 때 최대가 됨을 이론적으로 증명하였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
• /
• 제12권2호
• /
• pp.67-74
• /
• 2014

In multi-hop communication systems, two-way relaying is one of the solutions to mitigate the spectral efficiency loss caused by a half-duplex transmission. In this paper, a simple two-way relaying scheme is proposed for two-hop two-user multiple input multiple output (MIMO) systems. In the proposed system, a base station and a relay station (RS), both equipped with two antennas, form a point-to-point MIMO channel, while the RS and two single-antenna mobile users form a point-to-multipoint multiuser (MU)-MIMO channel. Numerical examples show that the proposed system achieves a significant sum rate gain as compared to a one-way relaying system as the distance between a relay and the two users decreases. We also show that although we can expand the proposed scheme to more than two users, its performance gain as compared to that of one-way relaying decreases with an increase in the number of users.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.827-834
• /
• 2024

무선 센서 네트워크에서 사용되는 계층 기반 라우팅 프로토콜인 LEACH는 클러스터 헤드에서 융합된 데이터를 싱크 노드에 싱글 홉으로 전송하기 때문에 네트워크의 크기가 커질수록 싱크 노드까지의 거리가 멀어져 에너지 소모가 크게 증가한다. 또한 이를 해결하기 위한 기존의 멀티 홉 전송 연구들은 다음으로 전송할 노드를 찾고 이 노드를 경유하는 과정에서 역방향 전송의 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 싱크 노드와의 거리를 기준으로 중계 노드를 선정하고, 중계 노드와 각 클러스터 헤드 사이에 직선 방향으로 위치한 일반 노드들을 경유하여 중계 노드로 전송하는 멀티 홉 라우팅 기법을 제안한다. 노드 간 전송 거리 감소 및 인접 노드를 경유하는 과정에서 발생하는 역방향 전송 최소화를 통해 기존에 제안되었던 LEACH, EEACP 프로토콜과 비교해 네트워크 수명이 연장되었음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제34권7A호
• /
• pp.530-539
• /
• 2009

Wireless Relaying is a promising solutions to overcome the channel impairments and provides high data rate coverage that appear for beyond 3G mobile communications. In this paper we present end to end BER performance of dual hop wireless communication systems equipped with multiple Decode and Forward relays over Rayleigh fading channel with the best relay selection. We compare the BER performance of the best relay with the BER performance of single relay. We select the best relay based on the end to end channel conditions. We further calculate the outage probability of the best relay. It is shown that the outage probability of the best relay is equivalent to the outage probability when all relays take part in the transmission. We apply Orthogonal Space Time Block coding(OSTBC) at the source terminal. Numerical and simulation results are presented to verify our analysis.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제37권5A호
• /
• pp.325-338
• /
• 2012

본 논문에서는 무선 인지(Cognitive Radio, CR) 기반의 다중 홉 릴레이 전송 환경에서 링크별 가용 주파수 자원을 할당하는 문제를 다룬다. 경로 탐색, 채널 센싱 및 판단, 자원 할당의 3단계 시나리오를 제시하고 컬러 다중 그래프 모델과 시분할 된 프레임 구조를 토대로 서비스 받는 사용자의 수를 최대화하는 최적화 문제로 수학적 모델링을 한다. 이에 대한 해법으로 단말 선택, 릴레이 및 경로 선택 그리고 각 홉별 주파수 자원 선택의 3단계로 구성되는 부 최적화된 종합적 자원관리 방안을 제시한다. 모의실험에서는 홉-별 시분할 된 프레임 구조를 가지는 셀룰러 기반 2차 시스템을 고려하였으며, 다중 홉 통신과 단일 홉 통신 간의 성능을 비교를 통해 무선인지 시스템에서 다중 홉 통신의 필요성을 보였다. 또한 다중 홉 통신 가운데 가장 우수한 홉 수와 그 환경에 대해 살펴보았다.

• ETRI Journal
• /
• 제36권4호
• /
• pp.625-634
• /
• 2014

This paper studies a dual-hop multiple-access relay network where two independent source nodes transmit information to a common destination node with the aid of multiple single-antenna amplify-and-forward relays. Each relay node is subject to an individual power constraint. We focus on the design of distributed beamforming schemes for the relays to support the transmission rate requirements of the two sources. To this end, we first characterize the achievable rate region for this network via solving a sequence of corner point optimization problems proposed in this paper. We also develop several low-complexity suboptimal schemes in closed form. Two inner bounds of the achievable rate region are theoretically shown to be approximately optimal in two special scenarios. Finally, numerical results demonstrate the effectiveness of our proposed approaches.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
• /
• 한국방송공학회 2010년도 하계학술대회
• /
• pp.9-11
• /
• 2010

Multiple-input multiple-output (MIMO) systems assisted by multi-relays with single antenna are considered. Signal transmission consists of two hops. In the first hop, the source node broadcasts the vector symbols to all relays, then all relays forward the received signals multiplied by each power gain to the destination simultaneously. Unlike the case of full cooperation between relays such as single relay with multiple antennas, in our case there is no closed form solution for optimal relay power gain with respect to minimum mean square error (MMSE). Thus we propose an alternative approach in which we use an approximation of the cost function based on rank-one matrix decomposition. As a cost function, we choose the trace of MSE matrix. We give several simulation results to validate that our proposed method obtains a negligible performance loss compared to optimal solution obtained by exhaustive search.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제10권2호
• /
• pp.670-683
• /
• 2016

Network coding, as a new technique to improve the throughput, is studied combined with multi-relay model in this paper to address the challenges of long distance and power limit in deep space communication. First, an amplify-and-forward relaying approach based on analog network coding (AFNC) is proposed in multi-relay network to improve the capacity for deep space communication system, where multiple relays are introduced to overcome the long distance link loss. The design of amplification coefficients is mathematically formulated as the optimization problem of maximizing SNR under sum-power constraint over relays. Then for a dual-hop relay network with a single source, the optimal amplification coefficients are derived when the multiple relays introduce non-coherent noise. Through theoretic analysis and simulation, it is shown that our approach can achieve the maximum transmission rate and perform better over single link transmission for deep space communication.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제8권5호
• /
• pp.113-119
• /
• 2008

기존의 1-1-1 협력 프로토콜은 멀티 홉이 가지고 있는 경로손실감소 이득과 함께 MIMO와 동일한 공간 다이버시티를 제공한다. 이를 통해 싱글 홈, 멀티 홉보다 뛰어난 정보의 신뢰도 및 에너지 소비 감소를 얻을 수 있다. 하지만 기존의 1-1-1 협력 프로토콜은 단일의 협력 중계기를 사용하므로 경로손실감소 이득과 다이버시티 이득 계수가 2로 제한되어 있다. 따라서 본 논문에서는 두개의 협력 중계기 R1, R2를 사용한 1-2-1 협력 프로토콜을 제안한다. 1-2-1 협력 프로토콜은 경로손실감소 이득을 높이고 계수가 3인 다이버시티 이득을 얻는다. 또한, 협력 중계가 R2에서도 계수가 2인 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 협력 중계기는 DF (Decode and Forward)와 DR (Decode and Reencode) 방식을 사용하여 1-2-1 DF 또는 DR 협력 프로토콜을 형성하고, 클러스터링 기반의 무선 센서 네트워크 (WSNs)에 적용한다. 제안한 프로토콜의 성능평가를 위해 레일리 페이딩과 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 채널이 합해진 채널에서 모의실험을 한다.