• 제목/요약/키워드: Adaptive Beamforming System

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다중 사용자 환경에서 적응 빔 형성기를 가진 MIMO-OFDM 시스템의 성능 분석 (Performance analysis of MIMO-OFDM systems with adaptive beamformer)

  • 김찬규
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권9호
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    • pp.1-8
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    • 2007
  • 이 논문에서는 다중 사용자 환경에서 성능을 향상시키는 MIMO(Multi-Input Multi-Out)-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템의 수신기 구조와 이 구조에 적합한 적응 빔 형성기법을 제안하고 성능을 분석한다. MIMO-OFDM수신기에 Pre-FFT적응 빔 형성기법을 제안 함으로서 원하는 사용자에게 송신 안테나 수만큼 빔 패턴이 형성되어 CCI에 의한 간섭이 제거되고 다이바시티 이득을 얻을 수 있어 MIMO-OFDM의 성능이 크게 향상된다. MIMO-OFDM 시스템에 제안된 적응 빔 형성기를 적용할 경우 성능 개선 효과를 모의 실험을 통하여 확인한다.

평면 배열 안테나 기반의 적응 빔형성 시스템 성능 분석 (Performance Analysis of Adaptive Beamforming System Based on Planar Array Antenna)

  • 문지윤;황석승
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.1207-1212
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    • 2018
  • 신호정보 수집(: Signal Intelligence, SIGINT) 기술은 군수산업을 비롯한 여러 분야에서 다양한 데이터 수집을 목적으로 활발하게 사용되고 있다. 효율적으로 신호정보 및 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 송/수신하기 위해서는 신호의 정확한 도래각 정보가 필요하고, 간섭 또는 재밍 신호로부터의 통신 방해가 최소화되어야 한다. 본 논문에서는 효율적으로 신호정보 및 데이터를 수집하고 송/수신하기 위한, 평면 배열 안테나 기반의 적응 빔형성 위성 시스템 구조를 소개한다. 제시된 적응 빔형성 시스템은 폄면 배열 형태의 안테나, MUSIC(: Multiple Signal Classification) 알고리즘 기반의 도래각 추정기, MVDR(: Minimum Variance Distortionless Response) 간섭 제거기, 신호처리 및 D/B 유닛, MMSE(: Minimum Mean Square Error) 기반의 송신 빔형성기 등으로 구성되어 있다. 또한, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해, 제시된 시스템의 성능을 평가하고 분석한다.

W-CDMA 통신 시스템에서 적응배열안테나의 Beamformer 성능분석 (Performance Analysis for Beamformer of Adaptive Array Antenna in W-CDMA Communication System)

  • 이정길;홍상완;이병섭
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권6B호
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    • pp.1127-1135
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    • 2000
  • 적응배열안테나 시스템에서 적응과정을 수행하는 Beamformer는 DS-CDMA의 특성상 다중사용자에 의한 신호의 열화 및 처리해야하는 데이터 속도에 영향을 받게 된다. 이러한 문제점들을 고려해서 다양한 방법들이 제안되고 있는데, 본 논문에서는 Beamformer 전단에서 역확산 과정을 수행해 Beamformer가 상대적을 느린 데이터 속도 및 보상된 신호레벨에서 동작하게 되도록 하는 심볼 레벨 시스템과 역확산 과정없이 칩 레벨의 신호를 바로 처리하는 칩 레벨 시스템을 채널 특성이 변화하지 않는 고정 채널과 시변하는 다양한 채널 환경에서 컴퓨터 시뮬레이션하고, 그 성능을 MSE와 빔 패턴 그리고 Beamformer 출력 신호 분포점등을 근거로 분석해 보았다. 고정채널에서는 비슷한 성능을 보인 반면, 시변하는 채널 환경하에서는 칩 레벨 시스템이 심볼레벨 시스템에 비해 전반적으로 더 우수함을 확인할 수 있었다.

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Beamforming Strategy Using Adaptive Beam Patterns and Power Control for Common Control Channel in Hierarchical Cell Structure Networks

  • You, Cheol-Woo;Jung, Young-Ho;Cho, Sung-Hyun
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제13권4호
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    • pp.319-326
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    • 2011
  • Beamforming techniques have been successfully utilized for traffic channels in order to solve the interference problem. However, their use for control channels has not been sufficiently investigated. In this paper, a (semi-) centralized beamforming strategy that adaptively changes beam patterns and controls the total transmit power of cells is proposed for the performance enhancement of the common channel in hierarchical cell structure (HCS) networks. In addition, some examples of its practical implementation with low complexity are presented for two-tier HCS networks consisting of macro and pico cells. The performance of the proposed scheme has been evaluated through multi-cell system-level simulations under optimistic and pessimistic interference scenarios. The cumulative distribution function of user geometry or channel quality has been used as a performance metric since in the case of common control channel the number of outage users is more important than the sum rate. Simulation results confirm that the proposed scheme provides a significant gain compared to the random beamforming scheme as well as conventional systems that do not use the proposed algorithm. Finally, the proposed scheme can be applied simultaneously to several adjacent macro and pico cells even if it is designed primarily for the pico cell within macro cells.

Performance Analysis of Suboptimal Receiver Combining Adaptive Array Antenna and Orthogonal Decision-Feedback Detector for DS/CDMA System

  • Cho, Young-pil;Yoo, Sung-Kyun;Lee, Hyung-ki;Kwak, Kyung-sup
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -2
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    • pp.1354-1357
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    • 2002
  • In this paper, we propose a suboptimal receiver combining adaptive array antenna and orthogonal decision-feedback detector in DS/CDMA system. Adaptive array antenna can cancel out undesired signal using beamforming scheme. However, if there are interfering signals from undesired users with the same incident angle as that of a desired user, an adaptive array antenna cannot suppress them. The proposed receiver can cancel out remaining interference from users having nearly the same beam pattern. And we employ Orthogonal Decision-Feedback Detector (ODFD) as multiuser detection. The ODFD performs as good as the decorrelating decision -feedback detector (DDD) with much less complexity. Simulation results show that the proposed system provides a significantly enhanced performance.

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혼합 배열 안테나 기반의 적응 빔형성 시스템 (Adaptive Beamforming System Based on Combined Array Antenna)

  • 김태윤;황석승
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.9-18
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    • 2021
  • 5G 통신은 높은 주파수 대역을 사용하는 밀리미터파 통신이다. 높은 주파수 특성으로 인해 전파의 직진성이 강해지므로, 넓은 범위를 서비스하기 위해서는 다수의 기지국을 기반으로 한 빔형성(beamforming) 기술이 요구된다. 빔형성 기술을 적용하기 위해서는 안테나에 입사되는 신호의 도래각(Angle-of-Arrival : AOA) 정보가 필요한데, 일반적으로 도래각은 고분해능 알고리즘인 MUSIC(: Multiple Signal Classification)이나 ESPRIT(: Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique)을 사용하여 추정된다. 빔형성 기술을 적용하기 위해 다양한 안테나 형태가 사용될 수 있지만, 일반적으로 단일 형상(사각, 원형, 육각)의 안테나 배열이 주로 사용되어 왔다. 본 논문에서는 다양한 주파수에 적합한, 기존의 단일 형상 배열 안테나가 아닌, 사각과 원형 배열이 혼합된 형상의 배열 안테나를 기반으로 한 송/수신 빔형성 시스템을 소개하고 성능을 평가한다. 제안된 혼합 형상 배열 안테나 기반의 빔형성 시스템에 대한 성능평가를 위해 다양한 시나리오를 바탕으로 컴퓨터 시뮬레이션을 실시한다.

출력오차방법의 다채널 IIR 적응 빔 형성 알고리즘 (Multichannel Adaptive IIR Beamforming Algorithm of Output Error Method)

  • 김달수;박의열
    • 한국통신학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.530-536
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    • 1993
  • 적응안테나에서는 최근 Gooch에 의하여 방정식 오차 방법을 이용한 새로운 적응 시스템이 제시 되었다. 그러나 이 방법에서는 pole부에 대한 역모델이 필히 요구되며 이로 인하여 안정성을 보장 받지 못한다. 본 논문에서는 Popov의 초안정성 이론을 바탕으로 새로운 알고리즘을 제안하였다. 또한 출력오차방법의 적응 시스템도 개발하였다. 제안한 알고리즘을 출력오차방법의 시스템에 적응하여 Gooch의 결과와 비교 검토하였다.

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Performance Improvement of MIMO-OFDMA system with beamformer

  • Kim, Chan Kyu
    • International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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    • 제11권1호
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    • pp.60-68
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    • 2019
  • In this paper, we propose the adaptive beamforming algorithm for the MIMO (Multi-Input Multi-Out)-OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)system to improve the performance. The performance of MIMO-OFDMA systems is greatly decreased in the wireless channel environment with multiusers, because the received signals are much distorted by a cochannel interference (CCI) during the space-time decoding. The proposed approach can track the DOA of each signal from the multiple antennas of the desired user without being greatly dependent on the impinging angle. And beams are directed toward the multiple transmitters of the desired user while null beams are directed toward interference directions. Therefore, we can can effectively cancel CCI and mitigate the impairment of delay spread while preserving the STC(space time code) diversity. BER performance improvement is investigated through computer simulation by applying the proposed approach to MIMO-OFDMA system in a multipath fading channel with CCI.

STBC-OFDM 시스템에서 빔형성 기법의 성능평가 (Performance Evaluation of Beamformer for STBC-OFDM Systems)

  • 이상문;최형진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권6C호
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    • pp.883-892
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    • 2004
  • 최근 무선통신 시스템에서 고속 데이타의 전송 및 스펙트럼의 효율을 개선하기 위한 방법으로 시공간부호와 OFDM을 결합한 시스템에 대한 연구가 활발하다. 또한 다중사용자 시스템에서 시스템 용량을 개선하기 위한 해법으로 적응형 안테나가 고려되고 있다. STBC를 이용하는 시스템의 수신기에서 한 사용자의 두 개의 안테나로부터 전송되는 신호는 서로 중첩되어 사용자의 송신 안테나간에도 서로 간섭을 일으키게 된다. 따라서 기존의 하나의 송신 안테나를 이용하는 경우에 대한 범형성 기법을 그대로 적용하기 어렵다. 본 논문에서는 역방향 링크에서 시공간 부호화와 OFDM을 결합한 STBC-OFDM에서 훈련열을 이용한 MMSE 범형성 기법에 대해 살펴보고, 그 성능을 TU 채널과 HT채널에 대해 다양한 파라미터를 이용하여 평가하고, angle spread의 효과도 분석한다.