• 제목/요약/키워드: MIMO Beamforming

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Performance Improvement of MIMO MC-CDMA system with multibeamforming

  • Kim, Chan Kyu
    • International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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    • 제11권2호
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    • pp.76-83
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    • 2019
  • In this paper, we propose the beamforming algorithm for the performance improvement of MIMO MC-CDMA system. The proposed multibeamforming of MIMO MC-CDMA structure having the same number of beamformer as the number of transmit antenna is derived by calculating the error signals between the coded pilot symbols and the corresponding received signals from the multiple transmitters of the desired user in the frequency domain, transforming the frequency-domain error signals into time-domain error signals, and updating the weights of the multibeamformer in the time-domain in the direction minimizing the mean squared error (MSE). The proposed approach can track each direction of arrival (DOA) of the signals from multi-antennas of a desired user. The performance improvement is investigated through computer simulation by applying the proposed approach to MIMO MC-CDMA system in a multipath fading channel with multiusers.

다중 사용자 환경에서 빔 형성기와 결합된 Space-Time decoder을 가진 MIMO-OFDM 시스템의 성능 (English Performance of MIMO-OFDM Combing Bemaformer with Space-time Decoder in Multiuser Environments)

  • 김찬규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권8A호
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    • pp.775-783
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    • 2006
  • 이 논문에서는 다중 사용자 환경에서 MIMO(Multi-Input Multi-Out)-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템의 성능 향상을 위해 빔 형성기와 결합된 space-time decoder를 가진 새로운 시스템 구조와 이 구조에 적합한 적응 빔 형성기법을 제안한다. MIMO-OFDM시스템에서 Nr 개의 안테나를 가진 수신기에 송신안테나 수(Nt)와 동일한 수의 빔 형성기를 설치함으로서 이 빔 형성기에 의해 CCI(cochannel interference)가 제거된 Nt개의 신호들이 출력되고 출력된 신호들은 space-time decoding 되어 diversity 이득을 얻을 수 있다. 따라서 CCI가 있는 다중 사용자 환경에서 제안된 MIMO-OFDM 시스템의 성능은 크게 향상된다. MIMO-OFDM 시스템에 제안된 적응 빔 형성기법과 결합된 S-T coding기법을 적용할 경우 수렴특성과 성능 개선 효과를 모의 실험을 통하여 확인한다.

Optimal Planar Array Architecture for Full-Dimensional Multi-user Multiple-Input Multiple-Output with Elevation Modeling

  • Abubakari, Alidu;Raymond, Sabogu-Sumah;Jo, Han-Shin
    • ETRI Journal
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    • 제39권2호
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    • pp.234-244
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    • 2017
  • Research interest in three-dimensional multiple-input multiple-output (3D-MIMO) beamforming has rapidly increased on account of its potential to support high data rates through an array of strategies, including sector or user-specific elevation beamforming and cell-splitting. To evaluate the full performance benefits of 3D and full-dimensional (FD) MIMO beamforming, the 3D character of the real MIMO channel must be modeled with consideration of both the azimuth and elevation domain. Most existing works on the 2D spatial channel model (2D-SCM) assume a wide range for the distribution of elevation angles of departure (eAoDs), which is not practical according to field measurements. In this paper, an optimal FD-MIMO planar array configuration is presented for different practical channel conditions by restricting the eAoDs to a finite range. Using a dynamic network level simulator that employs a complete 3D SCM, we analyze the relationship between the angular spread and sum throughput. In addition, we present an analysis on the optimal antenna configurations for the channels under consideration.

Power Randomization Schemes for Random Beamforming Based MIMO Systems

  • Jung, Bang-Chul;Sung, Kil-Young
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제8권6호
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    • pp.651-654
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    • 2010
  • In this paper, we propose two power randomization schemes for the random beamforming (RBF) based MIMO systems in cellular downlink. In the proposed system, a BS randomizes not only the pre-coding matrix but also the power allocation matrix, while the conventional RBF system allocates an equal power to each transmit stream. The proposed water-filling based power randomization scheme (Scheme-I) is proper in the low SNR values and the proposed random-power based randomization scheme (Scheme-II) is proper in the high SNR values. The proposed system with the power randomization outperforms the conventional RBF system which allocates the same power for each data stream.

스마트안테나용 MIMO 적응빔형성 알고리즘 (A MIMO Adaptive Beanforming Algorithm for Smart Antennas)

  • Park, Jaedon;Tuan, Le-Minh;Giwan Yoon;Kim, Jewoo
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2001년도 추계종합학술대회
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    • pp.323-326
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    • 2001
  • MUD 적응빔형성 알고리즘을 제안한다. 본 알고리즘은 기준신호를 필요로하지 않는 Blind 방식이며 두단계로 이뤄진다. 첫 번째 단계는 수신신호의 대략의 위치를 파악하는 탐색단계이고, 두 번째 단계는 첫 번째 단계에서 파악된 각각의 위치를 이용해서 정확한 입사신호의 위치와 신호를 검출해낸다. 컴퓨터 시뮬레이션은 다중경로 Rayleigh Fading 채널의 CDMA 환경에서 구현했다.

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Energy-Efficient Antenna Selection in Green MIMO Relaying Communication Systems

  • Qian, Kun;Wang, Wen-Qin
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제18권3호
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    • pp.320-326
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    • 2016
  • In existing literature on multiple-input multiple-output (MIMO) relaying communication systems, antenna selection is often implemented by maximizing the channel capacity or the output single-to-noise ratio (SNR). In this paper, we propose an energy-efficient low-complexity antenna selection scheme for MIMO relaying communication systems. The proposed algorithm is based on beamforming and maximizing the Frobenius norm to jointly optimize the transmit power, number of active antennas, and antenna subsets at the source, relaying and destination. We maximize the energy efficiency between the link of source to relay and the link of relay to destination to obtain the maximum energy efficiency of the system, subject to the SNR constraint. Compared to existing antenna selection methods forMIMO relaying communication systems, simulation results demonstrate that the proposed method can save more power in term of energy efficiency, while having lower computational complexity.

적응 다중 빔형성 기법과 시공간 부호가 결합된 MIMO MC-CDMA시스템의 성능 (Performance of MIMO MC-CDMA systems combining multi-beamforming algorithm with space-time coding)

  • 김찬규
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권8호
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    • pp.53-60
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    • 2013
  • 이 논문에서는 Pre-FFT 빔 형성기를 가진 MIMO(Multi-Input Multi-Out)-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템 구조에 적합한 적응 빔 형성기법과 결합된 전력제어 기법을 제안한다. 제안된 전력제어 기법과 적응 빔 형성기법이 결합되어 송신전력을 제어하는 과정과 빔형성기 계수를 갱신하는 과정이 시간적으로 함께 iterative하게 이루어져서 수렴하게 되면 원하는 방향으로 빔이 형성되고 각 부반송파별로 원하는 SNIR 값에 수렴하게 되어 다중 사용자 환경에서 성능개선 효과를 얻을 수 있다. Pre-FFT 빔 형성기를 가진 MIMO-OFDM 시스템에 전력 제어기법을 결합할 경우 시스템의 성능 개선 효과를 모의 실험을 통하여 확인한다.

기존의 2-Tx Radio Unit 을 재활용한 4-Tx 빔포밍 Radio Unit 구현 방법 (Implementation of 4-Tx Beamforming Radio Unit reusing the Existing 2-Tx Radio Unit)

  • 김성만
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.1025-1030
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    • 2011
  • 이동통신 기지국의 성능을 높이기 위해 빔포밍(beamforming) 기술을 적용하고자 하는 노력이 이루어지고 있다. 하지만, 이러한 빔포밍 기술을 적용하기 위해서는 기존에 $2{\times}2$ MIMO 용으로 제작되었던 2-Tx RU(radio unit)을 버리고 이를 4-Tx 빔포밍 RU 로 대체하여야 하는 문제점을 안고 있다. 본 논문에서는 기존의 2-Tx RU 를 재활용하여 4-Tx 빔포밍 RU 를 구현하는 방안을 제시하고, 이러한 구현에서 안테나 패스간의 보정절차 및 보정검증절차에 대해 제시하였다. 본 논문의 방법은 기존의 2-Tx RU 를 버리지 않고 재활용할 수 있어 경제적으로나 환경적으로 매우 유익한 방법으로 생각된다.

두 셀 시스템 환경에서 하이브리드 모드 빔형성 성능에 대한 연구 (On The Performance of a Hybrid Mode Beamforming in A Two-Cell System)

  • 양장훈;채혁진;김동구
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37A권12호
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    • pp.1133-1139
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    • 2012
  • 본 논문에서는 연계 빔형성과 비연계 빔형성 방법이 동시에 가능한 하이브리드 모드 빔형성 (HMB) 방법을 제안한다. HMB는 점근적으로 합 전송 증가율에 있어서 최적의 빔형성 방법임을 증명한다. 다양한 모의 실험을 통해서 HMB는 대칭 간섭 채널 환경에서 연계 빔형성 방법과 거의 동일한 성능을 달성함을 보인다. 또한, 보다 현실적인 비대칭적 간섭 채널 환경에서는 비대칭 채널 환경에서 연계 빔형성의 전력 비효율성으로 인한 성능의 저하를 갖지만, 연계 빔형성 방법보다는 우수한 성능을 갖는다는 것을 보인다.

다중 안테나 빔형성 메트릭스 변환 기법 및 사용자 선택 기법 (Beamforming Matrix Transformation and User Scheduling for MIMO Systems)

  • 박종록;이상훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37권1A호
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    • pp.25-33
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    • 2012
  • 랜덤 빔형성 기법은 사용자에게 심호 대 간섭 잡음비를 되먹임 받아 사용자를 선택하는 다중 안테나 전송 기법이다. 해당 기법은 사용자 수가 많은 환경일 경우 다중 사용자 이득에 따라 좋은 성능을 보이지만 사용자 환경이 적을 경우 다중 사용자 이득이 감소하여 좋은 성능을 얻기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 빔형성 메트릭스 변환 기법 및 이에 따른 사용자 선택 기법을 제안한다. 빔형성 메트릭스 변환 기법은 사용자로부터 되먹임 받은 정보를 기반으로 빔형성 메트릭스를 변환 시키며, 사용자 수가 적은 환경에서 기존 기법 보다 더 좋은 성능을 가진다. 또한, 제안하는 빔형성 메트릭스 변환 기법에 적합한 사용자 선택 기법을 이용하면 사용자 수의 증가에 따른 성능 향상을 기대 할 수 있다.