• 제목/요약/키워드: MIMO channel capacity

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다중 셀 MIMO 하향채널의 셀 에지 SINR (Cell Edge SINR of Multi-cell MIMO Downlink Channel)

  • 박주용;김기중;김정수;이문호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.105-117
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    • 2015
  • 본 논문에서는 PRC (polar-rectangular coordinate) 에 대한 2 tier 19 셀에 대해 고려해보고, BS 와 같은 셀 중앙으로 부터의 거리에 기반해 셀룰러 망의 셀 에지(edge) 성능을 제시한다. BS 들은 하향링크 다중 셀 시스템에서 ICI (intercell interference) 제거를 위한 자신들의 SINR (signal-to-interference-noise ratio) 을 개선하기 위해 셀 에지 user 와 협력하여 송신한다. 제안한 새로운 모델은 다중 셀 시스템의 MIMO DC sum rate 용량을 계산한다. 이 모델은 협력 하향 링크 다중 셀 시스템에서 셀 간 간섭을 제거해 셀 에지 user의 성능을 개선시킨다. 모의실험 결과 제안한 방법이 망 경로 지수에 최소 영향을 주어 셀 에지 SINR 관점에서 기존 방법들보다 좋은 성능을 보였다. 경로손실 지수가 3.6인 경우에는 reuse-1에 비해 reuse-3을 사용한 결과 셀 에지 SINR에서 대략 13 dB가 개선되었다.

가변 형태의 미래형 단말기를 위한 의도인식 통신시스템 (Intention-awareness Communication System for Future Mobile Terminal with Flexible Shape Change)

  • 조면균;윤달환;최효선
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.2720-2728
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    • 2012
  • 최근 유연한 디스플레이, 고용량 메모리 및 집적기술의 발전으로 가변형태의 미래형 단말기가 개발되고 있다. 이때 디스플레이의 크기 및 안테나 성상의 변화는 사용자의 QoS 및 통신환경의 변화와 관계가 깊다. 특히 사용자의 의도는 단말기의 모양변화 및 안테나 개수의 증감으로 표현되는데 기지국이 지능적으로 의도를 파악하여 적응적으로 다중안테나 기법을 변경하여 적용함으로써 단말기 사용자의 QoS를 효과적으로 만족시킬 수 있다. 그러므로 본 논문에서는 미래형 단말기의 활용시나리오를 분석하여 거기에 맞는 적응적인 MIMO기법을 사용함으로써 채널용량을 최대화 시키는 동시에 사용자의 QoS를 만족시킬 수 있는 의도 인식 통신시스템을 제안한다.

무선 통신을 위한 이중 편파 시스템 구조 (Structure of Dual Polarized System for Wireless Communication)

  • 김재길;곽계석;안재민
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39C권8호
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    • pp.746-755
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    • 2014
  • 본 논문에서는 고용량 전송을 위한 무선통신시스템의 이중 편파 송수신 안테나 구조를 제안한다. 제안된 이중편파 시스템은 송수신기 모두 서로 직교하는 하나의 수직 편파 안테나와 두 개의 수평 안테나로 구성 된다. 제안된 시스템의 수직 편파 안테나와 수평 편파 안테나는 서로 다른 데이터 신호를 전송하지만, 서로 직교하는 두 수평 편파 안테나는 동일한 데이터 신호를 전송한다. 이에, 제안된 이중 편파 신호는 두 개의 이중 편파 평면을 구성한다. 그리고 수신측에서 수신 신호전력이 큰 이중 편파 평면이 선택된다. 모의실험을 통해 제안된 이중 편파 시스템이 단일 편파를 사용하는 $2{\times}2$ MIMO 시스템 보다 채널 용량 이득을 얻을 수 있음을 확인하였다.

5G Massive MIMO에서 가우스(Gauss)와 샤논(Shannon)이 동전 한 닢에서 만남 (Meeting of Gauss and Shannon at Coin Leaf in 5G Massive MIMO)

  • 김정수;이문호;박대철
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.89-103
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    • 2018
  • 천재수학자 가우스와 통신 공학자 샤논은 창의적인 아이디어 모티베이션(motivation)을 어디에서 가져왔을까. 정답은 동전 한 잎이다. 가우스는 1부터 100까지 합을 구하는 문제에서 창의적인 아이디어를 찾았다. 이것은 동전 한 잎을 던졌을 때 나올 확률 값 분포 곡선과 같다. 샤논은 가우스 확률 분포를 확장하여 엔트로피(Entropy)를 정의했는데, Source 심볼과 그 역수(Reciprocal) 대수를 취하여 가중평균을 구했다. 가우스와 샤논은 똑같이 <동전 한 잎>에서 만났다. 본고에서는 이점에 착안, 가우스 분포와 샤논 엔트로피를 쉽게 증명한다. 그 응용예로 제주 정낭 채널 용량과 천이확률을 구했는데, 동등한 천이확률이 1/2 일때 샤논 채널 용량은 1이됨을 밝혔다.

Large-System Analyses of Multiple-Antenna System Capacities

  • Biglieri, Ezio;Taricco, Giorgio
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제5권2호
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    • pp.96-103
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    • 2003
  • Asymptotic theorems are very commonly used in probability. For systems whose performance depends on a set of n random parameters, asymptotic analyses for n${\to}{\infty}$ are often used to simplify calculations and obtain results yielding useful hints at the behavior of the system for finite n. These asymptotic analyses are especially useful whenever the convergence to the asymptotic results is so fast that even for moderate n they yield results close to the true values. This tutorial paper illustrates this principle by applying it to capacity calculations of multiple-antenna systems.

Pseudo-Orthogonal Space-Time Block Codes for MIMO-OFDM Systems over Frequency-Selective Channels

  • 이흔철;박석환;이인규
    • 전기전자학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.340-347
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    • 2007
  • This paper proposes a new class of Space-Time Block Codes, which is manipulated from the existing transmit diversity schemes. We analyze the performance and the receiver complexity of the proposed scheme and confirm that the new diversity scheme can yield performance gain over other existing four-transmit antenna cases. By relaxing the diversity criterion on code designs, the proposed space-time code provides a full transmission rate for four-transmit antennas and makes it possible to approach the open-loop Shannon channel capacity. Outage capacity and simulation results are used to show that substantial improvements in performance while maintaining a simple linear processing receiver structure are obtained in frequency selective channels.

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셀 간 협동 CSM에서 상향 링크 용량 개선을 위한 자원 할당 알고리즘 (Radio Resource Management Algorithm for Uplink Coordinated Cooperative Spatial Multiplexing)

  • 문철;조한신
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.1311-1317
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    • 2010
  • 본 논문에서는 셀 간 협동을 수행하는 cooperative spatial multiplexing(CSM)의 상향 링크 용량을 개선하기 위한 무선 자원 관리 알고리즘을 제안한다. 인접 기지국에 대한 상향 링크 간섭을 억제하기 위해 각 이동국에서 독립적으로 수행되는 최대 송신 전력 제한 알고리즘을 제안한다. 또한 서비스 기지국과 간섭 기지국이 서로 상향 링크 채널 정보를 공유하는 coordinated CSM 시스템에서 셀 간 상향 링크 간섭 억제를 통해 용량을 개선하는 협동 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘들은 낮은 복잡도로 동작하지만 인접 기지국의 상향 링크 간섭을 효과적으로 억제하여 상향 링크 시스템 용량을 증가시킬 수 있다.

mmWave대역에서 고속 이동상태 5G MIMO 시스템 성능 분석 (Performance Analysis of High-Speed 5G MIMO System in mmWave Band)

  • 이병진;주상임;김남일;김경석
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.103-109
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    • 2018
  • 5G 목표 중 하나는 기차와 같이 고속으로 이동하는 사용자에 대해 고속의 데이터 속도를 제공하는 것이다. 따라서, High speed train (HST) 시나리오와 같은 높은 이동성 시나리오는 5세대 통신 시스템의 전형적인 시나리오가 될 것으로 예상된다. HST가 급속하게 발전함에 따라 열차 승객에게 무선 통신 데이터를 전송 해야하며, 이용자들의 요구하는 통신 속도는 점차 증가하고 있다. HST 사용자는 현재 HST 통신 시스템의 기능을 벗어나는 위치 또는 속도에 관계없이 높은 네트워크 용량과 안정적인 통신 서비스를 요구한다. 따라서, 5세대 이동통신으로 사용될 mm대역에서 5G 이동통신 시스템에 맞춰 전송 frame을 구성하고 HST 통신 시스템을 구현하고 HST 시나리오에서 광대역 비 정지 MIMO HST 채널에 대한 성능을 분석한다.

Adaptive Mode Switching in Correlated Multiple Antenna Cellular Networks

  • Lee, Chul-Han;Chae, Chan-Byoung;Vishwanath, Sriram;Heath, Jr., Robert W.
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제11권3호
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    • pp.279-286
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    • 2009
  • This paper proposes an adaptive mode switching algorithm between two strategies in multiple antenna cellular networks:A single-user mode and a multi-user mode for the broadcast channel. If full channel state information is available at the base station, it is known that a multi user transmission strategy would outperform all single-user transmission strategies. In the absence of full side information, it is unclear what the capacity achieving method is, and thus there are few criteria to decide which of the myriad possible methods performs best given a system configuration. We compare a single user transmission and a multi user transmission with linear receivers in this paper where the transmitter and the receivers have multiple antennas, and find that neither strategy dom inates the other. There is instead a transition point between the two strategies. Then, the mode switching point is determined both ana lytically and numerically for a multiple antenna cellular downlink with correlation between transmit antennas.

하향 링크 셀룰러 시스템의 Eigen-Beamforming 전송을 위한 적응적 인접 셀 간섭 완화 방법 (An Adaptive Adjacent Cell Interference Mitigation Method for Eigen-Beamforming Transmission in Downlink Cellular Systems)

  • 장재원;김세진;김재원;성원진
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.248-256
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    • 2009
  • MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 시스템에서 EB(Eigen-Beamforming)는 MIMO 채 널의 특이 값 분해(Singular Value Decomposition: SVD)를 통하여 수신기의 유효 신호 대 잡음비(Signal-to-Interference Plus Noise Ratio: SI-NR)를 최대화하는 빔을 형성하는 방법으로써 널리 활용되고 있으나, 인접 셀 간섭 신호의 영향으로 셀 경계에 위치한 단말기의 신호 검출 성능은 급격히 열화되고 전송 효율은 감소하게 된다. 본 논문에서는 EB 전송을 활용하는 경우, 적응적 인접 셀 간섭 완화 방안을 제시하고 그 수신 성능을 평가한다. 특히, EB 전송을 이용하여 기지국예서 전송된 신호를 단말기가 수신할 때, 최대의 유효 신호 대 간섭 잡음비를 얻기 위한 OC(Optimum Combining) 및 MMSE-ISD(Minimum Mean-Squared Error for Intercell Spatial Demultiplexing)를 적응적으로 사용하기 위한 기준을 제시하고 유효 신호 대 간섭 잡음비 및 전송 용량 측면의 수신 성능을 분석한다. 제안하는 적응적 수신 방식은 수신 빔포밍 벡터만을 사용하는 기존의 EB 수신 방식 대비 평균 전송 용량 측면에서 향상된 성능을 보이며, 셀 경계 지역에 단말기가 위치할 경우 최대 2 bps/Hz 성능 개선을 가져온다.