• International journal of advanced smart convergence
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• 제9권2호
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• pp.58-67
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• 2020

In this paper, we propose a data-driven-based beam selection scheme for massive multiple-input and multiple-output (MIMO) systems in ultra-dense networks (UDN), which is capable of addressing the problem of high computational cost of conventional coordinated beamforming approaches. We consider highly dense small-cell scenarios with more small cells than mobile stations, in the millimetre-wave band. The analog beam selection for hybrid beamforming is a key issue in realizing millimetre-wave UDN MIMO systems. To reduce the computation complexity for the analog beam selection, in this paper, two deep neural network models are used. The channel samples, channel gains, and radio frequency beamforming vectors between the access points and mobile stations are collected at the central/cloud unit that is connected to all the small-cell access points, and are used to train the networks. The proposed machine-learning-based scheme provides an approach for the effective implementation of massive MIMO system in UDN environment.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권7호
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• pp.2879-2890
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• 2020

In this paper, we study the estimation of angle, range and polarization parameters of a bistatic polarization sensitive frequency diverse array multiple-input multiple-output (PSFDA-MIMO) radar system. The application of polarization sensitive array in receiver is explored. A signal model of bistatic PSFDA-MIMO radar system is established. In order to utilize the multi-dimensional structure of array signals, the matched filtering radar data can be represented by a third-order tensor model. A joint estimation of the direction-of-departure (DOD), direction-of-arrival (DOA), range and polarization parameters based on parallel factor (PARAFAC) algorithm is proposed. The proposed algorithm does not need to search spectral peaks and singular value decomposition, and can obtain automatic pairing estimation. The method was compared with the existing methods, and the results show that the performance of the method is better. Therefore, the accuracy of the parameter estimation is further improved.

• ETRI Journal
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• 제35권2호
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• pp.177-187
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• 2013

In this paper, we propose a dual-band multiple-input multiple-output (MIMO) antenna with high isolation for WLAN applications (2.45 GHz and 5.2 GHz). The proposed antenna is composed of a mobile communication terminal board, eight radiators, a coaxial feed line, and slots for isolation. The measured -10 dB impedance bandwidths are 10.1% (2.35 GHz to 2.6 GHz) and 3.85% (5.1 GHz to 5.3 GHz) at each frequency band. The proposed four-element MIMO antenna has an isolation of better than 35 dB at 2.45 GHz and 45 dB at 5.2 GHz between each element. The antenna gain is 3.2 dBi at 2.45 GHz and 4.2 dBi at 5.2 GHz.

• ETRI Journal
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• 제40권5호
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• pp.592-603
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• 2018

In order to obtain better target identification performance, an efficient waveform design method with high range resolution and low sidelobe level for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) multiple-input multiple-output (MIMO) radar is proposed in this paper. First, the wideband CP-based OFDM signal is transmitted on each antenna to guarantee large bandwidth and high range resolution. Next, a complex orthogonal design (COD) is utilized to achieve code domain orthogonality among antennas, so that the spatial diversity can be obtained in MIMO radar, and only the range sidelobe on the first antenna needs suppressing. Furthermore, sidelobe suppression is expressed as an optimization problem. The integrated sidelobe level (ISL) is adopted to construct the objective function, which is solved using the Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS) algorithm. The numerical results demonstrate the superiority in performance (high resolution, strict orthogonality, and low sidelobe level) of the proposed method compared to existing algorithms.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제5권3호
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• pp.229-232
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• 2007

This paper investigates on the use of constant-amplitude zero-autocorrelation (CAZAC) sequence for channel estimation in multiple-input multiple-output (MIMO) system over indoor wireless channel. Since the symbol-length of the conventional 4-phase CAZAC sequence is short, there is a limitation to use it for MIMO system in multipath environments. An algorithm which generates longer CAZAC sequences is proposed to overcome that problem. Flexible symbol-length of 4-phase CAZAC sequences can be made by the proposed algorithm. Therefore appropriate symbol-length of CAZAC sequences could be utilized as preambles in accordance with the number of transmit antennas and channel condition. The effect of the number of CAZAC sequences for channel estimation is presented in terms of mean square error (MSE).

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제10권3호
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• pp.220-224
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• 2012

We report an experimental demonstration of $4{\times}4$ multiple-input multiple-output (MIMO) wireless visible light communications (VLC) using a charge-coupled device image sensor receiver instead of a photodiode receiver. An image sensor is a kind of digital camera, which is used in most mobile devices such as smart phones or laptop computers and a promising commercial candidate for a VLC receiver. The transmission distance of the experimental result is over 10 m, enough for most indoor communication applications. We expect that the MIMO VLC technique based on image sensor receivers can be widely used with the development of high-speed image sensors.

• ETRI Journal
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• 제41권3호
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• pp.298-307
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• 2019

This paper investigates the use of the inverse-free sparse Bayesian learning (SBL) approach for peak-to-average power ratio (PAPR) reduction in orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM)-based multiuser massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems. The Bayesian inference method employs a truncated Gaussian mixture prior for the sought-after low-PAPR signal. To learn the prior signal, associated hyperparameters and underlying statistical parameters, we use the variational expectation-maximization (EM) iterative algorithm. The matrix inversion involved in the expectation step (E-step) is averted by invoking a relaxed evidence lower bound (relaxed-ELBO). The resulting inverse-free SBL algorithm has a much lower complexity than the standard SBL algorithm. Numerical experiments confirm the substantial improvement over existing methods in terms of PAPR reduction for different MIMO configurations.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권11호
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• pp.1-8
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• 2008

본 논문은 순방향 다중 안테나 다중 반송파-부호 분할 다중 접속 (MC-CDMA: multicarrier code division multiple access) 시스템에서 maximum likelihood (ML)를 기준으로 한 합동 검파 방식의 심벌 오류 확률을 분석한다. 심벌 오류 확률의 분석은 상향 바운드 (bound)의 형태로 주어지며, 주어진 바운드는 레일리 페이딩 채널 환경에서 다중 안테나 MC-CDMA 시스템의 심벌 오류 확률에 근사한 값을 나타낸다. 또한, 본 논문에서는 주어진 시스템에서 획득 가능한 다이버시티의 차수를 유도한다. 이 다이버시티의 차수는 시스템의 성능에 확산 계수, 코드의 수, 그리고 송수신 안테나의 수가 미치는 영향을 보여준다. 다이버시티 차수의 분석으로부터, loading되는 코드의 수가 확산 계수보다 작은 경우에, 주어진 시스템이 수신 안테나 다이버시티 외에 추가적인 다이버시티를 얻는다는 것을 알 수 있다. 오류 확률과 다이버시티의 분석은 모의실험과 비교하여 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권7호통권361호
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• pp.59-69
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• 2007

본 논문에서는 미래형 이동통신 시스템에서 셀 경계와 같이 반송파대간섭전력비 (Carrier-to-Interference Ratio; CIR)가 낮은 열악한 채널 환경에서 하향링크 실시간 트래픽의 전송 성능 개선을 위한 안테나 선택을 이용한 Grassmannian Beamforming 기반의 MIMO-OFDMA (Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템을 본 저자들은 제안하고자 한다. 제안된 시스템에서는 Beamforming 적용으로 인한 상향링크로의 과도한 궤환 정보량이 시스템 주파수 효율 성능을 떨어뜨리는 문제점을 보완하기 위해 Codebook 기반의 Grassmannian Beamforming을 적용하고, 이와 더불어 기지국의 모든 송신 안테나를 사용하지 않고 특정 안테나만을 사용하여 Codebook Size를 줄이면서도 주파수 효율 성능을 향상시킬 수 있는 안테나 선택 기법을 제안한다. 제안된 시스템에서는 Beamforming을 수행하기 위해 최대 MRT(Maximum Ratio Transmission) 이득을 가지는 최적의 송신 안테나 조합이 선택된다. 모의실험 결과, 제안된 시스템은 기지국의 모든 안테나를 사용하여 Beamforming을 수행한 경우보다 향상된 주파수 효율 성능을 보이며, 상향링크의 궤환 정보량을 감안하더라도 Pseudo-Orthogonal Space Time Block Code를 사용하는 전형적인 개방루프형 MIMO-OFDMA 시스템에 비해 낮은 CIR 영역에서 월등히 개선된 주파수 효율 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제40권5호
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• pp.417-427
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• 2021

심해 장거리 통신의 경우, 제한된 대역폭으로 인해 데이터 전송률이 낮아지는 한계가 있다. 본 논문에서는 데이터 전송률을 향상시킬 수 있는 방법인 다중입출력 수중통신 연구 결과를 제시한다. 단일 음원 환경과 달리 다중음원 환경의 경우 다른 음원에 의한 간섭으로 통신 성능이 저하되며, 이를 제거하기 위해 적응형 수동 시역전 처리가 주로 사용되고 있다. 2018년 10월 포항 동방 수심 1,000 m 이상의 심해 해역에서 장거리 수중음향통신 해상실험이 수행되었다. 해상실험 동안 수직 선 배열이 활용되었으며, 512 sps의 binary phase shift keying와 quadrature phase shift keying 변조 신호가 송신되었다. 다중입출력 환경을 모사하기 위해 26 km와 30 km 거리의 데이터를 합성한다. 재래식과 적응형 수동 시역전 처리를 이용한 데이터 분석 및 비교를 통해, 적응형 신호 처리를 적용했을 때 다른 음원에 의한 간섭이 제거되어 0 %의 비트 오류율과 출력 신호 대 잡음비 증가의 효과를 확인하였다. 따라서 두 개의 음원을 가진 다중입출력 통신 성능 분석을 통해 두 배의 데이터 전송률 (1,024 sps)을 획득하였다.