고정 릴레이 기반 셀룰러 시스템에서 간섭 회피를 위한 자원 할당기법

원승찬,임인철,박상규,윤동원 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.8

A cellular system with fixed relays is considered to be a technology that can support high data transmission service to wide areas. However, either inter-cell interference or inter-sector interference that can be produced by adding relays to the cellular system with fixed relays does not guarantee high link performance to deteriorate function, so that resource allocation for avoidance of interference is very much important. In the paper, the cellular system performance with repeater relay has been compared with the cellular system performance with relay, and cell coverage expansion at the use of relay repeater has been compared. To compare, this paper has suggested resource allocation method to avoid inter-cell interference and inter-sector interference at installation of fixed relay on the cellular system. The proposed method can allocate different frequency resources on adjacent base stations and relays to reduce interference and to expand high data transmission area, and all of frequency bands are used at each sector to elevate efficiency of the frequency when base stations and relays operate simultaneously. 멀티미디어 데이터의 전송영역 확장을 위한 기술로 고정 릴레이 기반 셀룰러 시스템에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있다. 고정 릴레이 기반 셀룰러 시스템에서 릴레이를 추가함으로 생기는 셀 간 또는 섹터 간 간섭은 기지국과 단말기 또는 릴레이와 단말이 사이의 높은 링크성능을 보장하지 못하여 성능저하를 가져올 수 있기 때문에 간섭을 회피하기 위한 자원할당은 매우 중요하다. 본 논문에서는 리피터 중계기를 이용한 셀룰러 시스템과 릴레이를 이용한 셀룰러 시스템의 성능을 비교하여 릴레이 중계기를 이용할 때 셀 커버리지 확장을 비교하고자 한다. 비교를 위해 셀룰러 시스템에 고정 릴레이를 설치할 때 셀 간과 섹터 간 간섭을 피하기 위하여 리피터 중계기를 사용하는 경우의 자원할당과는 다른 자원 할당 방법을 제안한다. 제안된 기법은 인접한 기지국들과 릴레이들에게 서로 다른 주파수 자원을 할당하여 간섭을 줄임으로서 높은 데이터 전송영역의 확장이 가능하며, 기지국들과 릴레이들이 동시에 동작할 때 각 섹터에서 전체 주파수 대역을 사용함으로서 주파수 효율성을 높일 수 있다.

항공기를 이용한 텔레메트리 신호의 공중 중계시스템 개발

염형섭(Hyeong-Seop Yeom),오종훈(Jong-Hoon Oh),성덕용(Duck-Yong Sung) 한국항공우주학회 2012 韓國航空宇宙學會誌 Vol.40 No.1

비행시험 시 텔레메트리 신호는 지리적 영향에 의해서 가시선 차단 문제가 발행한다. 일반적으로 이와 같은 문제를 해결하기 위해서 고정형 중계시스템이나 이동형 중계시스템을 사용하지만 본 논문에서는 항공기를 이용한 텔레메트리 신호의 공중 중계시스템을 제안한다. 공중 중계시스템은 수신안테나를 장착한 항공기가 시험체의 텔레메트리 신호를 수신하여 지상시스템으로 재전송한다. 수신안테나는 위상배열안테나를 적용하여 Beam-forming에 의해 빔 방향을 ±30°까지 조향할 수 있으며, 빠르게 움직이는 시험체를 효과적으로 추적할 수 있다. 항공기에 장착되는 중계포드는 전방안테나와 측방안테나로 구성된다. 중계포드는 S-band 신호를 수신하여 L-band 신호로 주파수 하향 변환하여 재송신 시 항공기에서의 주파수 간섭을 제거하였다. A telemetry signal occurs the line-of-sight problem by the effect of geography in flight test. A fixed relay system or a mobile relay system is used to solve that problem in general but we propose an airborne telemetry relay system using aircraft in this paper. An airborne telemetry relay system receives the telemetry signal of the test vehicle and then retransmits it to the ground system. The receiving antenna which is a phased array antenna can be tilted to ±30° beam direction by beam-forming and track the rapidly moving test vehicle in effect. The relay pod which is mounted to an aircraft consists of the front antenna and the side antenna. It receives S-band signal and then down-converts the frequency to L-band signal. As a result, that can remove the frequency interference on an aircraft while retransmitting.

협력 통신을 이용한 LTE-Advanced 릴레이 시스템을 위한 하향링크 통합 자원할당 및 경로선택 기법

이혁준,엄태현 한국ITS학회 2018 한국ITS학회논문지 Vol.17 No.6

Mobile relay systems have been adopted by 4th generation mobile systems as an alternative method to extend cell coverage as well as to enhance the system throughput at cell-edges. In order to achieve such performance gains, the mobile relay systems require path selection and resource allocation schemes that are specifically designed for these systems which make use of additional radio resources not needed in single-hop systems. This paper proposes an integrated path selection and resource allocation scheme for LTE-Advanced relay systems using collaborative communication. We first define the problem of maximizing the downlink throughput of LTE-Advanced relay systems using collaborative communication and transform it into a multi-dimensional multi-choice backpacking problem. The proposed Lagrange multiplier-based heuristic algorithm is then applied to derive the approximate solution to the maximization problem. It is shown through simulations that the approximate solution obtained by the proposed scheme can achieve a near-optimal performance. 릴레이 시스템은 커버리지 확장과 셀 경계(Cell-Edge)의 시스템 처리량 향상을 목적으로 4세대이동통신 시스템에 적용되어 왔다. 릴레이 시스템은 커버리지 확장과 시스템 처리량 증대에효과적이지만 기존 단일 홉 시스템과 달리 추가 자원을 사용하기 때문에 릴레이 시스템에 특화된경로선택 및 무선자원 할당 알고리즘의 적용을 요구한다. 본 논문에서는 협력 통신을 이용하는LTE-Advanced 릴레이 시스템을 위한 통합 경로선택 및 자원할당 기법을 제안한다. 제안하는기법은 라그랑지 승수 기반의 휴리스틱 알고리즘으로, 다중차원 다중선택 배낭 문제(Multi -dimensional Multi-choice Knapsack Problem)의 형태로 정의된 협력 통신 기반의 LTE-Advanced 릴레이 시스템 하향링크 처리율 최대화 문제의 근사 해를 구한다. 제안된 기법에 의해 도출된근사 해의 성능이 최적 해의 성능에 충분히 근접할 수 있음을 시뮬레이션을 통해 보인다.

다이버시티를 갖는 고정 무선 중계 시스템에 대한 보호비의 수학적 표현과 계산에 대한 연구

서경환,Suh Kyoung-Whoan 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.4

본 논문에서는 다이버시티 구조를 갖는 고정 무선 중계 시스템의 보호비 계산을 위한 수학적 표현과 계산방법을 제안한다. 공간 또는 주파수 다이버시티를 갖는 시스템의 보호비 계산과 물리적 의미를 분석하며, 특히 다이버시티 개선인자에 관련된 안테나 이득, 안테나 이격거리, 주파수, 캐리어 주파수간 이격, 거리의 변수에 따라 보호비를 고찰한다. 계산 결과의 한 예로 주파수 6.2 GHz, 거리 60 km, 64-QAM, 수직 이격거리 25 m인 공간 다이버시티 시스템의 동일 채널 보호비는 약 60 dB가 되며, 이는 적용하지 않는 경우보다 약 15 dB 적음을 알 수 있었다. 또한 동일한 조건에서 주파수 이격 0.5 GHz인 주파수 다이버시티 시스템의 동일 채널 보호비는 약 64 dB이며, 이는 적용하지 않은 경우에 비해 약 11 dB 적음을 알 수 있었다. 결과적으로 공간 다이버시티시스템이 주파수 다이버시티 시스템보다 간섭에 덜 민감하며, 이는 주어진 간섭에 대해 상대적으로 양호한 품질을 확보할 수 있음을 시사한다. In this paper, a mathematical formulation of protection ratio and its calculation method are suggested for a radio relay system with diversity techniques. The analysis of protection ratio and its physical meaning have been performed for the space or frequency diversity system, and in particular protection ratios are reviewed in terms of the parameters of diversity improvement factor, which comprises antenna gain, separation distance between antennas, frequency and its difference between carriers, and distance. As one of simulated results, the co-channel protection ratio of 60 dB is obtained for the space diversity system regarding 6.2 GHz, 60 km, 64-QAM, and 25 m between antennas, which gives 15 dB less than the co-channel protection ratio of the non-space diversity system. In addition, the co-channel protection ratio for the frequency diversity system gives 64 dB in case of frequency offset of 0.5 GHz under the same conditions as the space diversity system, which brings about 11 dB less than the co-channel protection ratio of non-frequency diversity system. In consequency, it is interesting to note that the space diversity system is less sensitive to interference in comparison to the frequency diversity system and provides better quality of service for a given interference.

다중 안테나를 이용하는 다중 홉 시스템의 안테나와 중계기 선택 기법

김렴,공형윤,Kim, Lyum,Kong, Hyung-Yun 한국인터넷방송통신학회 2011 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.11 No.2

본 논문에서는 각 홉에서 다중 안테나를 가지는 노드 간 채널 환경을 고려하여 가장 좋은 성능을 가지는 하나의 안테나와 하나의 중계기를 동시에 선택하는 시스템을 제안하며, 제안된 시스템의 성능을 분석한다. 다중 채널을 통해 다수의 수신 신호를 받아 MRC(Maximal Ratio Combining) 기법을 이용하여 다이버시티를 얻는 일반적인 시스템은 상대적으로 열악한 채널을 통과하는 신호 또한 수신하며, 이는 곧 시스템의 성능 저하로 이어지는 결과를 얻는다. 제안하는 시스템은 송신단-중계기, 중계기-수신단 간의 모든 채널 환경을 고려하여 가장 좋은 채널을 통해서만 데이터를 전송함으로써 열악한 채널을 통과하는 신호의 수신을 차단함으로써 성능을 향상시킨다. 따라서 가장 좋은 채널상의 안테나와 중계기를 동시에 선택하는 과정을 거치며, 이를 구현하기 위해 단일 중계기만을 선택하고 각 홉에서는 단일 안테나만을 이용할 수 있는 알고리즘을 제안한다. In this paper, we propose antenna and relay selection system by considering channel environment between nodes. Each node has multiple antennas in each hop. And, we analyze the performance of proposed system. A General MIMO system receives signals through multiple channels and obtains diversity gain. But MIMO system causes performance degradation due to poor received signals. The proposed system consider transmitters-relays channels, relays-receivers channels and select a best channel. This channel selection prevents performance degradation and increase total system's performance. Therefore, we must select best antennas and a best relay, simultaneously.

대용량 태양광전원이 연계된 배전선로에 있어서 보호협조기기의 최적 운용알고리즘

권순환(Soon-hwan Kwon),이후동(Hu-dong Lee),남양현(Yang-hyun Nam),노대석(Dae-seok Rho) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.5

최근, 대용량의 태양광전원이 연계된 배전계통은 기존의 단방향과 달리 양방향의 조류가 발생하고, 태양광전원의 연계위치 및 고장위치에 따라 사고전류의 크기와 방향이 변하여, 보호기기간의 협조시간차가 충분히 확보되지 않는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 태양광전원을 고려하지 않은 기존의 보호기기 정정치를 그대로 적용하고 있어 보호기기간의 협조시간차를 확보하기 어려운 상황이 발생하고 있다. 따라서 본 논문에서는 태양광전원이 연계된 선로에서 고려할 수 있는 3가지 Case의 보호기기 정정치 운용모드를 제시하고, 이를 바탕으로 태양광전원의 용량에 따른 최적의 보호협조 시간을 도출할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 한편, 이를 바탕으로 보호협조 전용소프트웨어인 Off-DAS를 이용하여, 태양광전원이 연계된 배전계통을 모델링하고, 보호기기(변전소 계전기, 리클로저(Recloser), 고객계전기, 태양광전원 고객계전기)간의 협조시간차 특성을 분석한다. 실 계통을 대상으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 본 논문에서 제시한 보호기기의 정정치 운용 모드와 정정치 산정 방식이 태양광 전원이 연계된 배전계통 보호기기간의 협조시간을 안정적으로 확보할 수 있음을 알 수 있었다. If a photovoltaic (PV) system is installed in a primary feeder interconnected with the PV system, bi-directional power flow can occur, and then, the magnitude and direction of the fault current can change, depending on the fault location and point of common coupling (PCC) of the PV system, and the time current curve (TCC) cannot be properly coordinated between protection devices. Also, it is difficult to obtain a proper time interval for protection devices because the conventional setting approach is applied, even though the PV system is installed and operating. Therefore, this paper presents three operation modes considering the operational conditions of the PV system to obtain setting values for protection devices. Based on the mode, this paper proposes an algorithm to calculate the optimal protection coordination time interval according to the introduction capacity of the PV system. In addition, this paper performs modelling of a distribution system with the PV system and protection devices by using Off-DAS S/W, and analyzes the characteristics of the time interval between the protection devices, such as substation relays, reclosers, customer relays, and PV customer relays. The simulation results confirmed that the proposed operational modes and setting-value algorithms are useful and effective for protection coordination in a distribution system for a PV system.

V2I 통신음영지역의 V2V 중계 시스템에서 단일 중계기 선택의 전송 실패확률 분석

신은희(Eun-Hee Shin),권영민(Young-Min Kwon),송병훈(Byung-Hun Song),이인호(In-Ho Lee) 한국정보과학회 2013 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.19 No.5

지능형 교통 시스템(ITS: Intelligent Transport System)은 빠르고 안전한 차세대 교통체계 구축을 위해 활발하게 추진되고 있는 기술이다. ITS는 운전자에게 신속하고 정확하게 교통정보를 제공해줌으로써 운전자가 적합한 운전경로를 선택할 수 있게 해주며 운전시간을 단축시켜서 탄소배출량도 줄일 수 있어, 이러한 ITS에서의 V2I(Vehicle-to-Infrastructure), V2V(Vehicle-to-Vehicle) 통신에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 V2I로 해결될 수 없는 통신음영지역에서의 V2V 중계 시스템을 설명한다. 다수 개의 중계차량들이 있을 때 한 대의 중계차량을 선택하는 방법을 설명하고, 이때 얻을 수 있는 전송 실패확률을 구한다. V2V 중계 시스템에서 다수 개의 중계차량들 중 최적의 중계차량을 선택함으로써 전송 실패확률을 줄일 수 있으며, V2I 통신음영지역에서 V2V 통신을 가능하게 하여 통신범위를 넓힐 수 있음을 보인다. Recently, the intelligent transport system (ITS) is pursued vigorously to build a next-generation of a fast and safe transport system. By providing traffic information quickly and accurately, ITS allows drivers to choose the proper driving directions and to shorten the driving time, and drivers can reduce carbon emissions. So V2I(Vehicle-to-Infrastructure) and V2V(Vehicle-to -Vehicle) communications in ITS have been receiving great attention. In this paper, V2V relay system in shadow zone where cannot be covered by V2I is described. Assuming that there are multiple relay vehicles, we explain single relay vehicle selection scheme and obtain the outage probability. By selecting the best relay vehicle among multiple relay vehicles in V2V relay system, we can reduce the outage probability. And we show that the coverage for vehicle communication becomes large by enabling V2V communication in V2I shadow zone.

고정 릴레이 기반 셀룰러 시스템에서 간섭 회피를 위한 자원 할당기법

원승찬(Seungchan Won),임인철(Inchul Im),윤동원(Dongwoen Yoon),박상규(Sang Kyu Park) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.8A

멀티미디어 데이터의 전송영역 확장을 위한 기술로 고정 릴레이 기반 셀룰러 시스템에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있다. 고정 릴레이 기반 셀룰러 시스템에서 릴레이를 추가함으로 생기는 셀 간 또는 섹터 간 간섭은 기지국과 단말기 또는 릴레이와 단말이 사이의 높은 링크성능을 보장하지 못하여 성능저하를 가져올 수 있기 때문에 간섭을 회피하기 위한 자원할당은 매우 중요하다. 본 논문에서는 리피터 중계기를 이용한 셀룰러 시스템과 릴레이를 이용한 셀룰러 시스템의 성능을 비교하여 릴레이 중계기를 이용할 때 셀 커버리지 확장을 비교하고자 한다. 비교를 위해 셀룰러 시스템에 고정 릴레이를 설치할 때 셀 간과 섹터 간 간섭을 피하기 위하여 리피터 중계기를 사용하는 경우의 자원할당과는 다른 자원 할당 방법을 제안한다. 제안된 기법은 인접한 기지국들과 릴레이들에게 서로 다른 주파수 자원을 할당하여 간섭을 줄임으로서 높은 데이터 전송영역의 확장이 가능하며, 기지국들과 릴레이들이 동시에 동작할 때 각 섹터에서 전체 주파수 대역을 사용함으로서 주파수 효율성을 높일 수 있다. A cellular system with fixed relays is considered to be a technology that can support high data transmission service to wide areas. However, either inter-cell interference or inter-sector interference that can be produced by adding relays to the cellular system with fixed relays does not guarantee high link performance to deteriorate function, so that resource allocation for avoidance of interference is very much important. In the paper, the cellular system performance with repeater relay has been compared with the cellular system performance with relay, and cell coverage expansion at the use of relay repeater has been compared. To compare, this paper has suggested resource allocation method to avoid inter-cell interference and inter-sector interference at installation of fixed relay on the cellular system. The proposed method can allocate different frequency resources on adjacent base stations and relays to reduce interference and to expand high data transmission area, and all of frequency bands are used at each sector to elevate efficiency of the frequency when base stations and relays operate simultaneously.

IEEE 802.16j 기반의 중계기를 도입한 3섹터 셀룰러 시스템에서 효율적인 기지국 커버리지 확장 기법

유창진(Chang-Jin Yoo),김승연(Seung-Yeon Kim),조충호(Choong-Ho Cho),이형우(Hyong-Woo Lee),류승완(Seung-Wan Ryu) 한국정보과학회 2010 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.37 No.4

본 논문에서는 IEEE 802.16j를 기반으로 하는 중계기를 도입한 와이브로 시스템에서 지향성 안테나를 사용한 3섹터 셀룰러 시스템에서 효율적인 기지국 커버리지 확장에 대해 분석하였다. 현재 진행중인 IEEE 802.16j MMR 규격에서는 기지국과 멀티홉 중계기에 전방향성 안테나와 지향성 안테나의 사용을 고려하고 있다. 전방향성 안테나는 전방향(360˚)으로 서비스 제공이 가능하지만 이웃한 기지국과의 신호간섭 때문에 효율이 떨어진다. 그러나 지향성 안테나의 경우는 빔이 방향성을 갖도록 안테나를 배치하여 이웃한 기지국과의 신호간섭을 줄일 수 있어 전방향성 방식보다 효율성이 높다. 그러나 IEEE 802.16j MMR환경에서는 기지국과 멀티홉 중계기가 지향성 안테나를 사용할 경우 채널 재사용 등에 의해 다른 셀에서 쓰이는 동일 채널의 간섭(Co-channel interference) 때문에 지향성 안테나가 갖는 효율성이 달라질 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 지향성 NBTC, WBTC 방식의 기지국에 지향성 안테나를 갖는 중계기를 multi-tier로 배치하는 구조를 제안하고, 기지국과 중계기들의 빔의 방향에 따른 동일 채널 간섭을 분석하였다. 또한, 제안하는 멀티홉 중계기가 배치된 NBTC안테나와 WBTC 안테나 방식을 전방향성 안테나를 갖는 중계기가 배치된 방식과 비교 분석하여 멀티홉 중계기의 홉 수가 증가함에 따른 성능 저하 및 셀 커버리지 확장과의 상관관계를 알아보았다. In this paper, We analysis of effective coverage extension for Tri-sector cellular systems using Multi-hop Relay based on IEEE802.16j system. In the proposed international standard of IEEE 802.16j MMR (Mobile Multi-hop Relay) use of the omni-directional antenna, 3-sector and 6-sector antenna is considered to Base Station and Relay Station. Omni-directional antenna service can offer as all directions but a throughput decreases due to the signal interference of near Relay Stations. In the directional antenna, cause of an interference with the base station which it arranges an antenna so that a beam can have the direct and does with neighbor Base Station and Relay Station can be reduced interference, therefore the effective throughput is higher than the omni-directional antenna system. But, In case of Base Station and Relay Station use the directional antenna, the efficiency which the directional antenna has the Co-channel interference due to in the different cell by the channel reuse is decreased. In this study, we propose the structure of arranging the Base Station and Relay Station having the directional antenna in the NBTC , WBTC antenna in a multi-tier. It compared and analyzed with the mode that the multi-hop Relay Station has the omni-directional antenna, Relay Station are used the NBTC antenna and the WBTC antenna system also, We analyze a relation between the performance degradation and the cell coverage extension which it follows because the number of hop in the multi-hop Relay Station.

Optimal Relay Selection and Power Allocation in Cooperative Cognitive Communication System

Guanglong Yang,Xiao Wang,Xuezhi Tan 보안공학연구지원센터 2014 International Journal of Future Generation Communi Vol.7 No.6

This paper focuses on the optimal relay selection and power allocation issue, which studies the communication between SS (Secondary Source) and two SDs (Secondary Destinations) through single relay in CR (cooperative cognitive communication) system. Sufficiently takes the multi-antenna relay, primary-secondary users coexisting, and AF (Amplify and Forward) relay mode as the researching background, and takes the constraints caused by the primary user’s interference and the max transmission power into account, the author proposes to maximize the system throughput by the selection of cooperative relay and the allocation of optimal power. Furthermore, the author also puts forward the approximate expressions of the optimal power allocation, and figures out the optimal solution by the Lagrange multiplier, whose property can be manifested by the simulation and comparison results.