• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권1호
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• pp.350-364
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• 2022

Traditionally, in multi-user multi-carrier systems, the neighboring subband will be gapped by one subcarrier, which is set as guard band to reduce multiple access interference (MAI) between neighboring subbands. The empty subcarrier for guard band will degrade the spectral efficiency of the whole system. In order to enhance the spectral efficiency of multi-user filter bank multiple carrier (FBMC) systems, a new subband allocation method is introduced, in which the neighboring subband is gapped by half subcarrier instead of one subcarrier. Meanwhile, in order to implement the proposed resource allocation scheme, an optimized FBMC prototype filter is designed to decrease the inter-subband interference to the neighboring subband. The detailed simulations about the comparison between the proposed spectrum assignment and traditional FBMC are given, as well as the performance in the different interference scenarios. The simulation results show that the combination of the proposed spectrum assignment scheme and the optimized filter has better performance compared to the traditional scheme. The proposed scheme can be used in the system which serves massive users to get higher spectrum efficiency.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권8호
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• pp.725-734
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• 2016

5세대 이동통신 시스템에서 스펙트럼 효율을 향상시키기 위한 새로운 후보 변조기술들이 제안되고 있다. 후보 변조기술로 다중반송파 기반의 UFMC(Universal Filtered Multi-Carrier), FBMC(Filter Bank Multi-Carrier)가 큰 주목을 받고 있으며, 최근 저복잡도 처리가 가능한 W(Weighted)-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템 또한 주목받고 있다. 본 논문에서는 기본적인 OFDM 시스템과 함께 UFMC, FBMC, W-OFDM 시스템에 HPA(High Power Amplifier) 비선형 특성이 고려되었을 경우, 각 시스템의 스펙트럼 특성과 BER(Bit Error Rate) 특성을 종합적으로 평가하여 보다 유력한 시스템을 찾는다. 시뮬레이션 결과로, 동일한 비선형 HPA 환경에서는 UFMC, FBMC, W-OFDM 시스템이 모두 유사한 스펙트럼 특성과 BER 특성을 보이는 것을 확인할 수 있다. 이러한 이유로 비선형 HPA 환경에서는 시간영역에서 저복잡도의 Windowing 처리만을 요구하는 W-OFDM 시스템이 다른 시스템에 비하여 유리함을 확인할 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권12호
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• pp.1091-1099
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• 2015

5세대 이동통신을 위한 후보 변조기술들로 다수의 부반송파를 사용하는 UFMC(Universal-Filtered Multi-carrier) 및 FBMC(Filter Bank Multi-carrier)가 주목받고 있다. 그러나 이러한 변조기술들은 다수의 부반송파 신호의 중첩으로 인하여 높은 PAPR(Peak to Average Power Ratio) 특성을 갖는다. 본 논문은 5세대 이동통신을 위한 후보 변조기술들의 PAPR 문제를 해결하기 위하여 DFT(Discrete Fourier Transform) spreading 기법을 응용한 DFT-s(spreading)-UFMC 및 DFT-s-FBMC 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템들의 PAPR 성능을 비교 평가하기 위하여 기존의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), UFMC, FBMC, DFT-s-OFDM 시스템과 제안하는 DFT-s-UFMC, DFT-s-FBMC 시스템을 설계하고, 시뮬레이션을 통해 신호 특성 확인과 PAPR 성능 평가 및 비교 분석을 수행하였다. 시뮬레이션의 결과로 DFT-s-OFDM과 같이 UFMC 및 FBMC에 DFT spreading 기법을 응용할 경우, 기존의 시스템 대비 각각 OFDM은 2.7 dB, UFMC는 2.8 dB, FBMC는 1.1 dB 정도 PAPR 성능이 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.97-102
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• 2016

UFMC(Universal Filtered Multi-Carrier)는 최근 5G통신 시스템의 전송방식 후보로 주목 받고 있는 다중 반송파 송신기술 중의 하나이다. UFMC는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)의 단순함과 FBMC(Filter Bank Multi-Carrier)의 장점을 합쳐놓은 방식으로 볼 수 있다. CFO(Carrier Frequency Offset)는 다중 반송파 전송방식에서 부 반송파간의 불일치를 일으켜 BER 성능을 낮게 하는 문제점으로 작용하고 있다. UFMC에서의 CFO영향은 OFDM 보다는 크지 않지만 여전히 부 밴드간의 간섭을 일으켜 시스템 성능을 열화 시키고 있다. 이 논문에서는 UFMC에서 CFO의 변화와 EsNo값에 따른 SNR 열화를 분석 하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권4호
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• pp.415-423
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• 2016

높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)은 HPA(High Power Amplifier) 비선형성에 의해 시스템의 성능을 열화 시키고, 스펙트럼의 OOB(Out-of-Band) 전력을 향상시키는 문제의 원인이 된다. 5세대 이동통신 시스템을 위한 후보변조기술로 UFMC(Universal Filtered Multi-Carrier) 및 FBMC(Filter Bank Multi-Carrier) 시스템이 있다. 본 논문에서는 PAPR 저감 기법으로 잘 알려진 DFT-s(Discrete Fourier Transform Spreading) 기법을 각 시스템에 적용하고, 비선형 HPA 환경에서 각각의 성능에 대하여 비교분석하였다. 우선, 본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), UFMC, FBMC 시스템에 대해서 설명을 하며, 각 시스템에 DFT spreading 기법을 적용한 DFT-s-OFDM, DFT-s-UFMC, DFT-s-FBMC 시스템에 대해 설명한다. 본 논문에서는 비선형 모델로 Saleh 모델을 사용하였으며, 다양한 강도의 HPA 비선형성을 고려하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, OFDM 및 UFMC 시스템의 경우 PAPR을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, FBMC의 경우 PAPR 저감은 이루어지나 그 효과가 크지 않음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권1호
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• pp.142-155
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• 2016

5세대 이동통신 시스템에서 요구하고 있는 조건들을 만족시키기 위해 현재 다양한 계층에 대한 연구가 진행 중이며 특히, 물리 계층에서는 Filter bank Multi-Carrier(FBMC), Universal Filtered Multi-Carrier(UFMC), Generalized Frequency Division Multiplex(GFDM)등의 새로운 파형 기술이 등장하였다. 새로이 등장한 파형에 대하여 다양한 연구가 진행되었지만, 대부분의 기존 연구에서는 새로운 파형과 Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM)을 포함한 일부 파형 기술들을 일부 성능 지표에 대해서만 비교하여 제한적인 정보를 제공하는데 그치고 있다. 또한 각각의 연구가 동일하지 않은 환경에서 결과를 도출하였기 때문에 어떤 면에서 각 파형들이 우위에 있는 지 판단하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 각 파형기술의 핵심 기술에 대해 면밀히 분석하고, 동일한 환경에서 여러 파형을 다양한 성능지표면에서 비교하여 특정 기술이 어떠한 면에서 우위에 있고 어떤 응용 시나리오에서 보다 적합한지에 대해 비교 분석한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권11호
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• pp.987-995
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• 2016

5세대 이동통신을 위한 후보변조기술에서 중요한 평가 요인 중 하나는 OOB(Out of Band) 전력 저감을 통한 주파수 효율 향상 특성이다. 본 논문에서는 5세대 이동통신을 위한 후보변조기술로 주목받고 있는 UFMC(Universal Filtered Multi-Carrier), FBMC(Filter Bank Multi-Carrier), W-OFDM(Weighted Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에 대한 시간 자원 할당에 대한 주파수 자원의 효율을 평가하고 비교 분석한다. 시뮬레이션을 통해 시간 자원 할당에 대한 스펙트럼 효율 향상 특성을 확인하였으며, 추가적으로 확보할 수 있는 주파수 자원을 확인하였다. 본 논문에서는 동일한 데이터 비트를 전송하며, 4개의 심볼을 전송하는 조건에서, 시스템이 선형일 때, 각 시스템은 모두 유사한 시간-주파수 자원 활용 효율을 보이나, 비선형 조건에서는 FBMC의 시간-주파수 자원 활용 효율이 가장 크게 저하되는 것을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.369-376
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• 2016

본 논문에서는 스펙트럼 효율 향상을 위하여 5G(Generation) 후보 변조 기술을 사용하는 SSD(Simultaneous Single band Duplex) 시스템을 설계하고, 각 시스템의 성능을 평가하고 비교 분석한다. 특히, 제안하는 5G 이동통신을 위한 후보 변조기술을 사용하는 SSD 시스템에 HPA(High Power Amplifier) 비선형성을 고려하여 시뮬레이션을 수행한다. 시뮬레이션의 결과로 SSD-OFDM, SSD-UFMC, SSD-FBMC 시스템은 HPA 비선형성에 의해 성능 열화가 심화되었지만, 동일한 HPA 비선형 조건에서 각각 시스템은 서로 유사한 성능을 내었다. 즉, 각각의 변조기술은 유사한 PAPR(Peak to Average Power Ratio) 특성을 갖는다. 이러한 결과로, 자기간섭신호(self-interference)의 비선형 왜곡이 심화될 경우, 자기간섭 제거가 어렵다는 것을 확인할 수 있다. 즉, 제안하는 SSD 시스템에서 HPA 비선형에 의한 영향을 줄이기 위해 PAPR을 저감시키는 것이 중요하다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.53-58
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• 2017

UFMC(Universal Filtered Multi Carrier)는 새로운 종류의 다중 반송파 전송 기술로 OFDM을 대체하는 것을 목표로 하고 있는 5세대 무선 통신 시스템의 하나이다. 이것은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Modulation)과 FBMC(Filter Bank Multi Carrier)의 장점을 결합하고 주요한 단점은 피한 두 시스템의 일반화된 모델이라 할 수 있다. UFMC는 기존의 CP-OFDM(Cyclic Prefix-OFDM)에 비해 시간-주파수 불일치와 같은 동기화 조건에 대하여 비교적 강인한 특징을 갖는다. 또한 5G 시스템 M2M(Machine to Machine) 전송과 같이 burst uplink 전송에 적합하다. 이 논문에서 우리는 다양한 채널 상황과 이동속도의 변화에 따른 UFMC의 BER(Bit Error Rate)성능 변화에 대하여 분석 하였다. 시뮬레이션 결과 모바일 장치의 이동 속도가 높을수록 낮은 BER성능을 확인 할 수 있었고 채널 상황이 좋을수록 속도에 대하여 민감하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권6호
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• pp.1479-1495
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• 2012

Spectrum scarcity seems to be the most challenging issue to be solved in new wireless telecommunication services. It is shown that spectrum unavailability is mainly due to spectrum inefficient utilization and inappropriate physical layer execution rather than spectrum shortage. Daily increasing demand for new wireless services with higher data rate and QoS level makes the upgrade of the physical layer modulation techniques inevitable. Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) which utilizes multicarrier modulation to provide higher data rates with the capability of flexible resource allocation, although has widely been used in current wireless systems and standards, seems not to be the best candidate for cognitive radio systems. Filter Bank based Multi-Carrier (FBMC) is an evolutionary scheme with some advantages over the widely-used OFDM multicarrier technique. In this paper, we focus on the total throughput improvement of a cognitive radio network using FBMC modulation. Along with this modulation scheme, we propose a novel uplink radio resource allocation algorithm in which fairness issue is also considered. Moreover, the average throughput of the proposed FBMC based cognitive radio is compared to a conventional OFDM system in order to illustrate the efficiency of using FBMC in future cognitive radio systems. Simulation results show that in comparison with the state of the art two algorithms (namely, Shaat and Wang) our proposed algorithm achieves higher throughputs and a better fairness for cognitive radio applications.