• 제목/요약/키워드: MIMO Precoding

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다중사용자 MIMO 하향링크 채널 환경에서 시스템 용량 향상을 위한 프리코딩 기법 (Precoding Method for Increasing System Capacity in Multiuser MIMO Downlink Channels)

  • 김광윤;이종식;구성완;양재수;김진영
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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    • pp.12-16
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    • 2008
  • In this paper, we study precoding techniques for co-channel interference suppression in multiuser MIMO systems. DPC is optimal techniques to achieve the system capacity of multiuser MIMO downlink channels. DPC is not proper in practical wireless systems because complexity is very high. So block diagonal precoding for multiuser MIMO downlink channel is studied. The block diagonal precoding is used to suppress co-channel interference between multiuser. Block diagonal precoding method, whose complexity is reduced by modified null space operation, change multiuser MIMO channel to multiple single-user MIMO channel. We also use V-BLAST decoder in receiver. V-BLAST decoder can achieve increased system capacity in proportion to the number of users. We show improved system performance by using computer simulation.

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Single Stream HSDPA MIMO 시스템에서 Precoding Weight 적용에 따른 LMMSE 수신기 성능 고찰 (A Study on LMMSE Receiver for Single Stream HSDPA MIMO Systems using Precoding Weights)

  • 주정석
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권4호
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    • pp.3-8
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    • 2013
  • 최근 들어 CDMA 기반 시스템에서 고속 데이터 서비스 지원을 위한 수신 성능 개선 방법의 하나로 칩 단위에서 동작하는 선형 최소 평균 제곱 오차(LMMSE: linear minimum mean-squared error) 수신기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 D-TxAA (dual stream transmit antenna array) 방식을 사용하는 단일 스트림(single stream) HSDPA MIMO 시스템에서 선부호화 계수(precoding weight) 적용이 LMMSE 수신기의 성능에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 우선 D-TxAA 기반 $2{\times}2$ 다중입력 다중출력(MIMO: multiple input multiple output) 시스템에서 수신 신호 순간 파워 (instantaneous power)의 총 합이 최대가 되도록 하는 선부호화 계수 결정 방식을 유도할 것이다. 또한 선부호화 계수의 적용 지연 시간과 단말의 이동 속도가 LMMSE 수신기의 성능에 미치는 영향을 분석하고, 컴퓨터 모의실험을 통해 검증하고자 한다.

다중 사용자 MIMO 방송 채널을 위한 $S^{2}MMSE$ 프리코딩 ($S^{2}MMSE$ Precoding for Multiuser MIMO Broadcast Channels)

  • 이민;오성근
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권12A호
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    • pp.1185-1190
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    • 2008
  • 이 논문에서는 IST (information society technologies)-WINNER (wireless world initiative new radio) 프로젝트에서 MU-MIMO (multiuser multiple-input multiple-output) 프리코딩 방식으로 채택된 SMMSE (successive minimum mean square error) 프리코딩 방법의 프리코딩 행렬 생성을 단순화하기 위한 $S^{2}MMSE$ (simplified SMMSE) 알고리즘을 제안한다. 기존의 알고리즘이 모든 사용자들의 모든 수신 안테나들을 대상으로 개별 MMSE nulling을 필요로 하는 프리코멍 벡터들을 생성하는 것과 대조적으로, 제안되는 알고리즘은 먼저 사용자 별 MMSE nulling 과정을 수행하고, 해당 사용자 내에서는 이 결과를 공통으로 이용하여 개별 수신 안테나에서 추가적인 MMSE nulling 과정 없이 단순한 행렬-벡터 곱으로 프리코딩 벡터를 계산한다. 따라서, 이 알고리즘을 사용하면 SMMSE 프리코딩을 위한 프리코멍 행렬 생성을 크게 단순화시킬 수 있다.

Before/After Precoding Massive MIMO Systems for Cloud Radio Access Networks

  • Park, Sangkyu;Chae, Chan-Byoung;Bahk, Saewoong
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제15권4호
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    • pp.398-406
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    • 2013
  • In this paper, we investigate two types of in-phase and quadrature-phase (IQ) data transfer methods for cloud multiple-input multiple-output (MIMO) network operation. They are termed "after-precoding" and "before-precoding". We formulate a cloud massive MIMO operation problem that aims at selecting the best IQ data transfer method and transmission strategy (beamforming technique, the number of concurrently receiving users, the number of used antennas for transmission) to maximize the ergodic sum-rate under a limited capacity of the digital unit-radio unit link. Based on our proposed solution, the optimal numbers of users and antennas are simultaneously chosen. Numerical results confirm that the sum-rate gain is greater when adaptive "after/before-precoding" method is available than when only conventional "after-precoding" IQ-data transfer is available.

Noncooperative Multimode Precoding with Limited Feedback in MIMO Interference Channels

  • Lee, Jong-Ho
    • ETRI Journal
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    • 제34권5호
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    • pp.763-766
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    • 2012
  • This letter proposes an iterative multimode precoding scheme with limited feedback for nonreciprocal MIMO interference channels. Based on analysis of game theory, we model the iterative multimode precoding as a noncooperative game with a finite set of strategies. Numerical results are presented to verify the sum rate performance of the proposed scheme.

다중입출력 시스템에서 적응형 섭동을 이용한 기회적 프리코딩 (Opportunistic Precoding based on Adaptive Perturbation for MIMO Systems)

  • 남태환;안선회;이경천
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권12호
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    • pp.1638-1643
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    • 2019
  • 본 논문에서는 MIMO (Multiple-Input Multiple Output, 다중입출력) 시스템을 위한 적응형 섭동을 이용한 기회적 프리코딩(Adaptive Perturbation-aided Opportunistic Precoding) 방식을 제안한다. 제안 프리코딩 방식에서는 MIMO 시스템을 위한 프리코딩 행렬을 생성할 때 랜덤한 섭동 뿐 아니라 사용자로부터 받은 전송률 정보에 의해 결정되는 적응적 변화값을 함께 이용한다. 이전 시간의 랜덤 섭동이 전송속도를 상승시켰을 경우 적응형 섭동을 이전 랜덤 섭동과 동일하게 하고, 그렇지 않을 경우 이전 랜덤한 섭동 값의 음의 값에 해당하는 값을 적용시킨다. 또한 전송 속도 최적화를 위해 스케줄링에서 현재 생성된 프리코딩 행렬 뿐 아니라 메모리에 저장된 최근 프리코딩 행렬 정보도 함께 이용한다. 모의실험 결과에서 기존 프리코딩 방식에 비해 제안한 섭동 기반 기회적 프리코딩 방식이 높은 전송속도를 얻으며, 특히 사용자의 수가 적은 환경에서 전송 속도 이득이 큰 것을 확인할 수 있다.

전이중 MIMO 릴레이를 위한 다중 사용자 Precoding 및 Sum Rate 정합 기반 전력 할당 기법 (Multiuser Precoding and Power Allocation with Sum Rate Matching for Full-duplex MIMO Relay)

  • 이종호;신오순
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권12C호
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    • pp.1020-1028
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    • 2010
  • 릴레이는 차세대 이동통신 시스템에서 기지국의 서비스 커버리지 영역을 확대하고 음영지역을 해소하기 위해 반드시 필요한 기술이다. 하지만, 기존의 릴레이 관련 연구는 주로 반이중 모드, 즉 서로 다른 시간 혹은 주파수에서 송수신을 수행하도록 제한하고 있다. 반이중 릴레이는 구현이 쉬운 반면 릴레이 송수신 지원 구분이 필요하기 때문에 전체 시스템 용량이 줄어드는 단점이 있다. 본 논문에서는 다중 안테나를 갖는 전이중 릴레이의 다중 사용자 precoding 및 sum rate 정합 기반의 전력 할당 방식을 제안한다. 전이중 릴레이는 같은 주파수에서 동시에 송수신을 수행하기 때문에 릴레이의 송수신 안테나 사이에 발생하는 자기 간섭 문제를 해결해야 한다. 본 논문에서 제안하는 precoding 기법을 통해 다중 사용자 MIMO 전송이 가능하면서 동시에 전이중 릴레이의 자기 간섭을 제거할 수 있다. 또한, 릴레이가 기지국으로부터 수신하는 정보량과 단말국으로 전달하는 정보량이 동일하도록 하는 조건 하에서 전체 시스템 용량을 최대화하는 전력 할당 기법을 제안한다.

공간 다중화를 위한 부 공간 방식 Precoding 기법 (Subspace Method Based Precoding for MIMO Spatial Multiplexing)

  • 문철;정창규;박동희;곽윤식
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.1161-1166
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    • 2005
  • 본 논문에서는 제한된 피드백 정보를 사용하는 공간 다중화 기법에 사용될 수 있는 부 공간 방식 기반 preceding 기법을 제안한다. 제안된 preceding 기법은 수신기에서 다수의 공통 기저 집합(common basis sets)으로부터 용량을 최대로 하는 기저들을 선택하고, 선택된 기저들은 feedback 정보를 통해 송신기에 전달되고, 송신기에서는 선택된 기저들로 이루어진 precoding 행렬을 구성한다. 선택된 기저들은 해당 기저들이 속한 기저 집합의 index에 대한 feedback 정의와 선택된 기저 집합에서 각 기저들의 선택 여부에 대한 feedback 정보를 통해 송신기로 feedback된다. 선택된 기저 집합 index는 송수신기가 약속한 공통 기저 집합중에서 해당 MIMO 채널의 부 공간의 좌표(coordinate)에 가장 적합한 좌표를 나타내고, 해당 좌표에서 상당한 양의 에너지를 포함하는 기저들을 선택함으로써 적은 feedback 정보량으로 MIMO 채널을 묘사하다. 시뮬레이션을 통해 제안된 부 공간 방식 기반 precoding 기법이 적은 feedback 정보량을 사용하면서 폐루프 MIMO 용량 (closed-loop MIMO capacity)에 근접하는 용량을 제공함을 보인다.

Energy-efficient mmWave cell-free massive MIMO downlink transmission with low-resolution DACs and phase shifters

  • Seung-Eun Hong;Jee-Hyeon Na
    • ETRI Journal
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    • 제44권6호
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    • pp.885-902
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    • 2022
  • The mmWave cell-free massive MIMO (CFmMIMO), combining the advantages of wide bandwidth in the mmWave frequency band and the high- and uniform-spectral efficiency of CFmMIMO, has recently emerged as one of the enabling technologies for 6G. In this paper, we propose a novel framework for energy-efficient mmWave CFmMIMO systems that uses low-resolution digital-analog converters (DACs) and phase shifters (PSs) to introduce lowcomplexity hybrid precoding. Additionally, we propose a heuristic pilot allocation scheme that makes the best effort to slash some interference from copilot users. The simulation results show that the proposed hybrid precoding and pilot allocation scheme outperforms the existing schemes. Furthermore, we reveal the relationship between the energy and spectral efficiencies for the proposed mmWave CFmMIMO system by modeling the whole network power consumption and observe that the introduction of low-resolution DACs and PSs is effective in increasing the energy efficiency by compromising the spectral efficiency and the network power consumption.

Minimum Distance based Precoder Design for General MIMO Systems using Gram Matrix

  • Chen, Zhiyong;Xu, Xiaodong
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제17권6호
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    • pp.634-646
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    • 2015
  • Assuming perfect channel state information (CSI) at the transmitter and receiver, the optimization problem of maximizing the minimum Euclidean distance between two received signals by a linear precoder is considered for multiple-input multiple-output (MIMO) systems with arbitrary dimensions and arbitraryary quadrature amplitude modulation (QAM) input. A general precoding framework is first presented based on the Gram matrix, which is shown for 2-dimensional (2-D) and 3-dimensional (3-D) MIMO systems when employing the ellipse expanding method (EEM). An extended precoder for high-dimensional MIMO system is proposed following the precoding framework, where the Gram matrix for high-dimensional precoding matrix can be generated through those chosen from 2-D and 3-D results in association with a permutation matrix. A complexity-reduced maximum likelihood detector is also obtained according to the special structure of the proposed precoder. The analytical and numerical results indicate that the proposed precoder outperforms the other precoding schemes in terms of both minimum distance and bit error rate (BER).