• 제목/요약/키워드: Diversity gain

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Performance Analysis of Large CDMA Random Access Systems with Retransmission Diversity over Fading Channels

  • Yu, Kai;Sun, Yi;Fan, Pingzhi;Lei, Xianfu;Shu, Lei
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제4권4호
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    • pp.509-528
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    • 2010
  • The random access systems, with retransmission diversity (RD) employment, over large random spreading code division multiple access (CDMA) channel subject to fading is investigated, under the assumption of infinite number of users and infinite spreading gain with their ratio converging to a constant. The low bound of the signal to interference and noise ratio (SINR) is shown to converge almost surely to a constant. The throughput, spectrum efficiency and energy efficiency in the dominating systems are obtained. The analytical results are confirmed by simulations. We find that in high traffic loads the throughput with fading is higher than that without. When the energy efficiency increases, the spectrum efficiency tends to two contrary values due to SNR increases or decreases. For the ordinary stable systems, the stability region is shown to shrink as the traffic increases and enlarge with RD employment.

On the Multiuser Diversity in SIMO Interfering Multiple Access Channels: Distributed User Scheduling Framework

  • Shin, Won-Yong;Park, Dohyung;Jung, Bang Chul
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제17권3호
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    • pp.267-274
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    • 2015
  • Due to the difficulty of coordination in the cellular uplink, it is a practical challenge how to achieve the optimal throughput scaling with distributed scheduling. In this paper, we propose a distributed and opportunistic user scheduling (DOUS) that achieves the optimal throughput scaling in a single-input multiple-output interfering multiple-access channel, i.e., a multi-cell uplink network, with M antennas at each base station (BS) and N users in a cell. In a distributed fashion, each BS adopts M random receive beamforming vectors and then selects M users such that both sufficiently large desired signal power and sufficiently small generating interference are guaranteed. As a main result, it is proved that full multiuser diversity gain can be achieved in each cell when a sufficiently large number of users exist. Numerical evaluation confirms that in a practical setting of the multi-cell network, the proposed DOUS outperforms the existing distributed user scheduling algorithms in terms of sum-rate.

나카가미 페이딩 환경하에서 다이버시티기법과 에러 정정부호화 기법을 채용한 MFSK-MDPSK/DS-CDMA 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of MFSK-MDPSK/DS-CDMa System Employing Diversity Techniquies and Error Coding Technique in Nakagami Fading Environment)

  • 양원일;강희조
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.553-564
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    • 2000
  • 본 논문에서는 DS-CDMA 시스템의 성능 열화의 주요 원인인 다중 경로 페이딩이 존재하는 이동통신 채널 환경에서 성능 개선 기법으로 MRC 다이버시티 기법과 에러 정정 부호화 기법을 채용한 경우의 MFSK MDPSK/DS-CDMA 시스템의 성능 개선을 수치해석에 의해 정량적으로 분석하였다. 고려한 변조방식은 비동기식 MFSK와 MFSK에 기반한 MDPSK를 이용한 결합주파수 위상변조 방식이다. 결과에 의하면 MFSKM MDPSK/DS-CDMA 시스템과 기존의 MFSK/DS-CDMA와 MDPSK/DS-CDMA 시스댐을 비교하면 MFSK M MDPSK/DS-CDMA 시스댐의 성능이 우수함을 알았다. 또한. 나카가미 페이딩 환경하에서 MFSK-MDPSK/DS-CDMA 시스템은 다이버시티 가지수의 증가와 부호화의 이득에 의해 에러 성능이 향상되었다.

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A Spectrally Efficient Macrodiversity Handover Technique for Interference-Limited IEEE 802.16j Multihop Wireless Relay Networks

  • Sultan, Jamil;Misran, Norbahiah;Ismail, Mahamod;Islam, Mohammad Tariqul
    • ETRI Journal
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    • 제33권4호
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    • pp.558-568
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    • 2011
  • In this paper, we propose an efficient macrodiversity handover (MDHO) technique for time-division-based interference-limited IEEE 802.16j multihop wireless relay networks. In the proposed MDHO, when the diversity set members of the mobile station (MS) are a base station (BS) and relay station (RS), the MS receives the signal transmitted by the BS in the first phase. During the second phase, it also receives the simultaneous transmissions of the BS and RS. Furthermore, when the diversity set members are two RSs or two BSs, the MS receives only the simultaneous transmissions of the diversity set members. The superiority of the proposed MDHO is validated using analytical and simulation results. The performance analysis metrics are the average downlink (DL) carrier to interference and noise ratio (CINR), the average DL spectral efficiency, and the average service outage probability. Evaluation results show that the proposed MDHO significantly outperforms the conventional MDHO. The CINR gain achieved using the proposed MDHO is 4.71 dB compared to the conventional MDHO.

OFDM 기반 브로드캐스트 서비스를 위한 셀간 다중 안테나 협력 전송 (Intercell Multiple Antenna Cooperation for OFDM-Based Broadcast Services)

  • 강성교;심성보;김윤희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권6A호
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    • pp.624-631
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    • 2007
  • 본 논문에서는 OFDM 기반 셀룰러 시스템에서 기지국 송신 안테나가 2일 때 브로드캐스트 패킷 서비스 성능을 향상시키기 위한 셀간 협력 전송 방식을 제안한다. 제안한 기법은 동일한 정보를 갖는 부호화된 브로드캐스트 패킷 데이터를 여러 부분으로 나누고 각 부분마다 송신 다양성 부호의 두 직교 성분을 전송하는 셀 그룹 및 송신안테나를 다르게 할당하는 것이다. 제안한 방법은 부호화 다양성 이득을 증가시킴으로써 셀 경계 성능을 왜 좋게 한다는 것을 이론적으로 얻은 쌍 오류율의 상한과 모의실험으로 얻은 터보 부호 적용 시의 성능으로 보인다.

주파수 선택적 페이딩 채널에서 반송파 간섭 부호를 이용한 고성능 MIMO-OFDM 시스템의 성능분석 (Performance Evaluation of High-performance MIMO-OFDM System using Carrier Interferometry Codes in Frequency Selective Fading Channels)

  • 서완우;정연호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제9권8호
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    • pp.1643-1648
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    • 2005
  • MIMO (Multiple put Multiple Output) 시스템은 공간적으로 분리된 안테나를 이용하여 공간 다이버시티 이득을 제공하는 고성능, 고용량의 광대역 무선 접속 기술이다. 본 논문에서는 주파수 다이버시티의 이득을 제공하는 다중 반송파 부호 기술인 반송파 간섭 부호 (Carrier Interferometry Code)를 MIMO-OFDM 시스템에 적용하여 성능을 추가적으로 개선하는 반송파 간섭 부호 기반의 MIMO-OFDM 시스템을 제안한다. SPW 시뮬레이션 플랫폼을 이용한 시뮬레이션 분석 결과에 의하면 주파수 선택적 페이딩 채널 환경에서 기존의 MIMO-OFDM 시스템 보다 반송파 간섭 부호를 적용한 MIMO-OFDM 시스템의 성능이 높은 채널 지연 환경에서도 약 4dB까지 개선됨을 알 수 있었다.

부채별 상관 특성을 이용한 OFDM 시스템의 주파수 다이버시티 기법 성능 분석 (Performance Analysis of Frequency Diversity Scheme for OFDM Systems Using Sub-channel Correlation Characteristics)

  • 이종식;김장욱;오창헌;조성준
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권6A호
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    • pp.614-622
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    • 2004
  • 본 논문에서는 OFDM 시스템의 성능을 개선하기 위한 주파수 다이버시터 기법을 제안하였다. 제안한 기법은 송신기에서 간단한 심볼 부호화 과정을 통해 상관도가 가장 낮은 두 부채널로 특정한 위상차를 갖는 심볼을 전송함으로써, 수신기에서 간단한 신호처리 과정을 통해 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 기법으로 대역효율 감소 없이 기존 OFGM 시스템의 성능을 개선하였다. 또한, 제안한 기법의 성능 저하 원인인 위상차 추정 오류를 최소화하기 위한 최적 위상값을 제시하였으며, 비트 오류를 최소화하기 위한 비트/심볼 변환기법을 제안하였다. 그 결과 추가적인 부호화 및 복호화에 의해 시스템의 복잡도가 조금 증가하지만 기존 시스템의 성능 개선 측면에서 우수하다고 판단되며, 제안한 기법을 적용한 27x/1Rx STBC-OFDM(Space Time Block Coded - OFDM) 시스템의 성능이 기존 27x/1Rx STBC-OFDM 시스템 보다 성능이 우수함을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

저수지 실험을 통한 수중 음향 코드 분할 다중 접속 방식의 다이버시티 수신 성능 검증 (Performance evaluation of diversity reception of underwater acoustic code division multiple access using lake experiment)

  • 서보민;조호신
    • 한국음향학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.39-48
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    • 2017
  • 코드 분할 다중 접속 기법은 주파수 선택적 페이딩에 강인할 뿐만 아니라 주파수 재사용 효율이 좋으므로 열악한 수중 환경에서의 유망한 매체 접속 제어 기법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 다이버시티 기법을 적용한 수중 코드 분할 다중 접속 기법의 순방향 및 역방향 링크 트랜스시버를 설계한다. 사용자 데이터는 월시 부호를 사용하여 다중화되며, 유사 잡음 부호 획득 과정을 통해 위상 오류 정정 및 유사 잡음 부호 역확산을 수행한다. 수중 음향 채널의 다중 경로 페이딩에 의한 트랜스시버 성능 감소를 최소화하기 위해 동일 이득 합성 및 최대비 합성의 다이버시티 기법을 적용한다. 다이버시티 기법으로 인한 트랜스시버의 성능 개선을 확인하기 위해 평균 수심 40 m의 문경시 경천호에서 두 개의 송신기와 두 개의 수신기를 활용하여 460 m 거리에서 저수지 실험을 수행하였으며, 결과적으로 순방향 및 역방향 링크 모두 사용자 데이터가 오류 없이 복원되었다.

공간-주파수 OFDM 전송 다이버시티 기법 기반 무선 LAN 기저대역 프로세서의 구현 (Implementation of WLAN Baseband Processor Based on Space-Frequency OFDM Transmit Diversity Scheme)

  • 정윤호;노승표;윤홍일;김재석
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제42권5호
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    • pp.55-62
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    • 2005
  • 본 논문에서는 공간-주파수 OFDM (SF-OFDM) 기법을 위한 효율적인 심볼 검출 알고리즘이 제안되고, 이를 기반으로 하는 SF-OFDM 무선 LAN 기저대역 프로세서의 구현 결과가 제시된다. SF-OFDM 기법에서 부반송파의 개수가 적은 경우 부채널간 간섭이 발생하게 되며, 이러한 간섭은 다이버시티 시스템의 성능을 크게 저하시킨다. 제안된 알고리즘은 부채널간 간섭을 병렬적으로 제거함으로써 기존 알고리즘에 비해 큰 성능 이득을 얻는다. 컴퓨터 모의실험을 통한 비트오류율 (BER) 성능 평가 결과 두개의 송${\cdot}$수신 안테나를 사용하는 경우 10-4의 BER에서 기존 알고리즘에 비해 약 3 dB의 성능이득을 얻음을 확인하였다. 제안된 심볼 검출 알고리즘이 적용된 SF-OFDM 무선 LAN 시스템의 패킷오류율 (PER), link throughput 및 coverage 성능이 분석되었다. 최대 전송률의 $80\%$를 목표 throughput으로 설정 했을 때, SF-OFDM 기반 무선 LAN 시스템은 기존의 IEEE 802.11a 무선 LAN 시스템에 비해 약 5.95 dB의 SNR 이득과 3.98 미터의 coverage 이득을 얻을 수 있었다. 제안된 알고리즘이 적용된 SF-OFDM 무선 LAN 기저대역 프로세서는 하드웨어 설계 언어를 통해 설계되었으며, 0.18um 1.8V CMOS 표준 셀 라이브러리를 통해 합성되었다. 제시된 division-free 하드웨어 구조와 함께, 구현된 프로세서의 총 게이트 수는 약 945K개였으며, FPGA 테스트 시스템을 통해 실시간 검증 및 평가되었다.

채널 상관도가 존재하는 다중 사용자 MISO 환경에서 인접 셀 간섭 제거를 위한 협력 기회적 빔포밍 기법 (Cooperative Opportunistic Beamforming for OCI Mitigation in Correlated Multi-User MISO Cellular System)

  • 조희남;이진우;이용환
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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    • pp.289-290
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    • 2008
  • We consider cooperative opportunistic beamforming that can mitigate the other cell interference (OCI) in correlated multi-user multiple-input single-output (MISO) cellular environments. By only exploiting the spatial channel information of adjacent cells, the proposed scheme generates the cooperative random beam that statistically avoids the OCI from adjacent cells. Each cell selects a user in an opportunistic manner. Thus, the proposed scheme can simultaneously achieve the multi-user diversity (MUD) gain and the OCI avoidance gain.

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