• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.38-42
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• 2010

본 논문에서는 CDMA2000 환경에서 스마트 안테나 시스템에 적용하기 위한 빔형성 모듈 설계 결과를 제시한다. 설계된 빔형성 모듈은 실시간으로 우수한 성능을 확인하기 위해 범용의 DSP를 이용하여 구현하였다. 다양한 실험 결과 설계된 빔형성 모듈은 스마트 안테나 시스템에서 우수한 빔패턴을 제공하는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권11호
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• pp.2298-2304
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• 2015

본 논문은 다중 셀 다중입력 단일 출력 (MISO : multiple-input single-output) 하향링크 능동 안테나 시스템 (AAS : active antenna systems)에서 기지국의 수직 각도를 최적화하는 새로운 기법을 제시한다. 본 연구에서는 기존의 전역 탐색 방식 대신 간단하면서 최적의 값에 근사한 알고리듬들을 제안한다. 먼저, random matrix theory의 특성을 반영하여 평균 전송용량에 large system approximation이 적용된 수직적 빔포밍 알고리듬을 소개한다. 다음으로, signal-to-leakage-and-noise ratio (SLNR)을 기반으로 최적화 문제를 간단하게 만드는 수직적 빔포밍 알고리듬을 제안한다. 실험 결과를 통해 제안된 알고리듬들의 성능이 기존의 전역 탐색 알고리듬에 비해 복잡도가 매우 감소됨에도 불구하고 거의 비슷한 성능을 보임을 증명하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권9A호
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• pp.889-895
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• 2010

본 논문에서는 단말기에 스마트 안테나의 적용에 의한 성능향상을 연구하였다. 특히 본 연구에서는 단말기에 스마트 안테나의 적용에 의한 크기 및 하드웨어와 계산량의 복잡도를 줄이기 위한 스위칭 빔 방식의 빔형성 구조도를 설계하고 제작하였으며, 제작한 단말용 스마트 안테나 테스트베드를 이용하여 상용 WCDMA 채널 환경에서 측정을 수행하고, 측정된 데이터를 분석하여, 단말에 스마트 안테나 시스템의 적용에 의한 페이딩 감소 정도 및 링크버짓 향상 정도에 대한 분석을 수행하였다. 측정 데이터의 분석결과 단말에 $2{\times}2$ 배열 안테나를 이용한 스마트 안테나 적용 시에 빔 이득은 물론 약 3dB의 페이딩 이득이 있음을 알 수 있었다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.43-44
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• 2015

LTE-Advanced system has been deployed with 2 and 4 transmission antennas (Tx) while the specification supports up to 8Tx. Due to deployment space, antenna dimension and complexity, the needs of deploying 8Tx system has not been motivated by operators. Recently, three dimensional (3D) beamforming with active antenna has attracted significant attention in the wireless industry. By incorporating 2D active array into LTE-A systems, the system offers freedom in controlling radiation on elevation and horizontal dimension. When the number of antennas increases in the form of 2D arrangement, spatial separation can be realized simultaneously in horizontal and elevation domain and vertical beam-steering can increase SINR of UEs in high floors. In this paper, we study the system operations and implementations for supporting 3D beamforming with 8Tx antennas. In our schemes, by reusing the conventional CSI feedback framework, the system can operate 2D active array without harming the backward compatibility. Evaluation results show that 3D beamforming provides capacity boosting over the conventional 2D beamforming systems while keeping same antenna structure.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권8호
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• pp.3789-3808
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• 2017

This paper studies a multi-antenna wireless relay network in the presence of a jammer. In this network, the source node transmits signals to the destination node through a multi-antenna relay node which adopts the amplify-and-forward scheme, and the jammer attempts to inject additive signals on all antennas of the relay node. With the linear beamforming scheme at the relay node, this network can be modeled as an equivalent Gaussian arbitrarily varying channel (GAVC). Based on this observation, we deduce the mathematical closed-forms of the capacities for two special cases and the suboptimal achievable rate for the general case, respectively. To reduce complexity, we further propose an optimal structure of the beamforming matrix. In addition, we present a second order cone programming (SOCP)-based algorithm to efficiently compute the optimal beamforming matrix so as to maximize the transmission rate between the source and the destination when the perfect channel state information (CSI) is available. Our numerical simulations show significant improvements of our propose scheme over other baseline ones.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2007년도 학술대회
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• pp.46-49
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• 2007

Multiple Antenna Technologies such as Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) and Beamforming provide the increase of channel capacity and the reliability of wireless link. To obtain these advantages, WiBro, Mobile WiMAX and $4^{th}$ Generation System are employing multiple antenna technologies. There exist, however, many technical issues in considering the application of the technologies or the providing of services using them. In this paper, various technical topics are discussed and simple solutions are proposed. Beamforming has several technical issues which include coverage imbalance, difficulties in providing Multicast-Broadcast Service (MBS). In Addition, network planning is a critical point from a cell extension and initial network entry point of view. In case of MIMO, network deployment is discussed in that cellular data network such as WiBro has many repeaters. MIMO mode selection for maximizing the cell capacity is also covered.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권6호
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• pp.501-504
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• 2017

본 논문에서는 광대역 버틀러 매트릭스와 위상 천이기를 이용한 하이브리드 빔포밍 안테나 시스템을 제안하고, 이를 설계 및 측정하였다. 기존 $4{\times}4$ 버틀러 매트릭스는 4개의 빔패턴과 낮은 이득 때문에, $8{\times}8$ 버틀러 매트릭스를 사용하게 된다. 이 때 복잡한 구조로 인해 적층 및 양면 패턴으로 설계하게 되며, 이는 비아홀 및 Cross-over 구조에 의한 손실로 성능이 열화되게 된다. 이러한 단점을 극복하고자 제안된 하이브리드 빔포밍 안테나 시스템의 경우, 비아홀 손실로 인한 성능 열화를 최소화하기 위해 단면 패턴으로 구조를 단순화하였다. 또한, 두 개의 위상 천이기를 추가함으로써, 다양한 빔패턴을 제공할 수 있도록 설계하였다. 제안한 안테나 시스템을 이용하여, 16개의 입력조합으로 ${\pm}45^{\circ}$의 빔조향 각도에서 10 dBi 이상의 방사이득을 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 신호처리소사이어티 추계학술대회 논문집
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• pp.283-286
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• 2003

This paper presents a novel signal processing method for optimal beamforming of smart antenna system in cdma2000 1X mobile communication environments. This method utilizes characteristics of the reverse pilot channel of cdma2000 1X mobile communication systems, and applies them to improve the performance of an adaptive algorithm, which is used to a smart antenna system for beamforming.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제5권3호
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• pp.131-136
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• 2016

The present paper shows that beamforming algorithm such as Minimum Variance Distortionless Response (MVDR) based on array antenna signal processing can have not only anti-jamming but also anti-spoofing characteristics. A beam pattern due to the beamforming algorithm strengthens received signal power as it is formed in the incident direction of desired signal. During the process, the effect of unnecessary signals such as spoofing signals can be reduced because the beam pattern reduces received signal power in the incident directions excluding the beam pattern-directed direction. In order to analyze the anti-spoofing effect due to the beamforming algorithm, a software-based simulation environment was configured. An arbitrary error was applied between incident direction of Global Positioning System (GPS) satellite signal and steering vector direction of the beamforming algorithm to analyze the received signal power and required conditions were provided to see the anti-spoofing effect due to the beamforming algorithm. The used antenna was 7-element planar circular array and beam patterns were formed through the MVDR algorithm.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.137-144
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• 2009

본 논문은 GPS 신호를 기반으로하여 3D 배열 안테나를 사용한 전파의 도래각 (DoA : Direction of Arrival)을 추정한 후 빔 형성시의 재머 신호의 각도 퍼짐에의한 성능 비교에 관한 것이다. 배열 안테나를 사용하여 도래각을 추정한 후 공간 필터링에의해 도래 방향으로 빔을 형성하고, 다른 방향으로는 널링시킴으로서 수신 신호의 강도와 품질을 개선할 수 있지만 이 과정에서 다중 재머 신호에의한 각도 퍼짐으로 열화되는 성능이 얻어진다. 논문에서는 열화되는 성능의 비교를 위해 5 가지의 3D 배열 안테나를 제안하였고 도래각 추정은 MUSIC 알고리즘을, 빔 형성은 LCMV 알고리즘을 이용하였다. 또한 도래되는 재머 신호의 방위각과 앙각을 변화시키면서 BPSK 모뎀을 적용할 때 비트 오율을 계산하여 성능 비교를 하였다. 시뮬레이션 결과 Curved (B) 7-Element 형 3D 배열 안테나가 다른 안테나보다 성능이 가장 우월함을 알 수 있었다.