• 한국전자파학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.1058-1064
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• 2006

본 논문에서는 3차원 광선 추적법을 이용하여 실내 무선 MIMO 채널에서 공간적 특성들을 해석함으로써 채널 용량을 계산하고, 특정 실내 환경에서 최적화된 다중 안테나의 이격거리를 알아내는 방법을 제안한다. 우선, 가시 영역과 비가시 영역을 갖는 복도 환경에서 3차원 광선 추적법을 이용하여 전파 경로, 전송 손실 및 시간지연 확산 등의 채널 공간적 특성들을 계산하고, 시간 지연 확산 특성을 다이폴 안테나와 네트워크 분석기를 이용하여 측정한 후에 계산 값들과 비교하여 3차원 광선 추적법의 정확성을 검증한다. 그런 다음에 그 실내 환경에 다중 안테나를 갖는 송신기와 수신기를 위치시키고, 수신기 위치별로 송 수신 안테나들의 간격에 따른 전파 경로와 전송 손실을 3차원 광선 추적법을 이용하여 계산하며, 이들 계산 값을 이용하여 채널 용량을 계산한다. 이 계산을 100개의 수신 위치에서 4종류의 안테나 방향 조합을 갖는 조건들에서 안테나 간격에 따른 채널용량을 계산하고, 이들 값들을 평균하여 이 실내 환경에서의 최적의 안테나 이격 거리를 알아내었다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제6권2호
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• pp.101-106
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• 2005

본 논문에서는 레일리 페이딩 채널에서 다중접속 간섭의 제거와 시스템 채널 용량의 증가를 위해 MIMO-MC/CDMA 16QAM 시스템의 모바일 액세스 계층에 대한 성능을 평가하였다. 전통적으로 무선통신에서 다중경로는 불필요한 요소로 여겨졌다. 따라서 다이버시티와 적응 어레이 방식이 다중경로를 제거하기 위하여 제안되었다. 최근에는 스펙트럼 효율과 링크의 신뢰도를 증가하기 위하여 다중경로를 이용하는 MIMO방식이 제안되었다. 특히, MIMO-MC/CDMA 16QAM 시스템의 채널 용량이 Eb/No, Mc, p에 따라서 평가되었다. 결과로부터 채널용량을 개선하기 위해서는 신호의 요소들은 서로 무상관이어야 하며 만약 부적당한 공간과 상호 결합 효과에 의하여 경로사이가 상관이 이루어지면 MIMO-MC/CDMA 16 QAM시스템의 채널 용량은 상당히 감소하게 된다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제5권2호
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• pp.116-123
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• 2003

In this paper, we address the problem of designing multirate codes for a multiple-input and multiple-output (MIMO) system by restricting the receiver to be a successive decoding and interference cancellation type, when each of the antennas is encoded independently. Furthermore, it is assumed that the receiver knows the instantaneous fading channel states but the transmitter does not have access to them. It is well known that, in theory, minimummean- square error (MMSE) based successive decoding of multiple access (in multi-user communications) and MIMO channels achieves the total channel capacity. However, for this scheme to perform optimally, the optimal rates of each antenna (per-antenna rates) must be known at the transmitter. We show that the optimal per-antenna rates at the transmitter can be estimated using only the statistical characteristics of the MIMO channel in time-varying Rayleigh MIMO channel environments. Based on the results, multirate codes are designed using punctured turbo codes for a horizontal codedMIMOsystem. Simulation results show performances within about one to two dBs of MIMO channel capacity.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.759-764
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• 2004

본 논문에서는 3D 광선추적법에 기반한 전파 예측 모델을 이용하여 MIMO 채널 특성을 해석적으로 분석하는 방법을 제시한다. 경로들의 위상차를 고려하여 채널간 discrete spatial correlation을 계산하고 이를 이용하여 젠센 부등식을 이용해 평균 MIMO채널 용량의 최대치를 추정한다. 본 해석 모델은 측정을 통한 통계적 접근이나 Monte-Carlo 시뮬레이션을 통한 확률적 접근을 하지 않는 결정적인 모델이므로 시간과 비용측면에서 큰 효율을 가진다. 또한 전파 이론에 기초한 방법이므로 채널 용량에 영향을 미칠 수 있는 안테나 패턴이나 편파, 상호간섭, 안테나 구조 등의 파라미터를 정량적으로 분석 할 수 있는 장점이 있다. 본 모델은 MIMO 시스템에 적합한 안테나 구조 등의 개발에 이용될 수 있을 것이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권1C호
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• pp.45-54
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• 2010

이 논문에서는 다중사용자 (multi-user) 다중안테나 (multiple-in multiple-out : MIMO) 시스템을 위한 전송기법을 제안한다. Costa가 증명한 더티페이퍼코딩 (dirty-paper coding: DPC)이론에 따르면 송신기가 수신기의 가우시안 분포를 갖는 간섭 신호를 알고 있는 경우 간섭 신호에 상관 없이 채널 캐패시티를 얻을 수 있음이 알려져 있다. 단독사용자 채널의 경우 간단하며 효율적인 DPC기법들이 알려져 있으나 다중사용자 환경에는 실제 구현하는데 있어 복잡도와 관련해 많은 문제를 가지고 있다. 이 논문에서 우리는 다중사용자 환경에서 송신기에 알려진 갑선신호를 효율적으로 제어할 수 있는 네트워크 채널 행렬 삼각화 (network channel matrix triangulation: NMT)기법을 제안하고자 한다. 제안하는 NMT 알고리즘은 다중사용자 MIMO 채널을 서로 독립된 병렬의 Single-input Single-output (SISO) 채널들로 변환하여 단독사용자 환경을 위해 제안되어 있는 기존 DPC기법들을 다중사용자 환경에서도 사용 가능케 한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 알고리즘이 다중사용자 환경의 채널 캐패시티에 거의 접근함을 보일 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.747-752
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• 2009

본 논문은 LOS(Line of Sight) 및 NLOS(Non Line of Sight)등 실제 MIMO(Multi Input Multi Output) 환경에 서의 수신 안테나의 간격에 따른 전파 채널 특성에 관하여 기술 하였다. $2\times2$ MIMO 채널 측정 시스템을 구축하여 2.3GHz Wibro 대역에서 측정을 하였다. 수신안테나의 간격에 따른 특성을 분석하기 위해 반파장 표준 다이폴 안테나의 간격을 0.25, 0.5, 0.75 1.0 파장 간격 이격시켜 MIMO 안테나 수신 성능을 측정 하였으며, 측정 위치는 LOS 2곳 NLOS 4곳에 대하여 행하였다. 측정 곁과 직접파를 수신 하는 LOS 환경에서는 공간 상관계수가 NLOS 환경에 비해 높은 값을 나타내었다. MIMO 시스템에서는 0.9 이상의 높은 공간 상관계수는 성능의 열화를 가져 올 수 있으므로 이를 극복하기 위한 안테나 및 시스템의 설계가 이루어져야 한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권7호
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• pp.2365-2382
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• 2014

While single-user spatial multiplexing multiple-input multiple-output (SU-MIMO) allows spatially multiplexed data streams to be transmitted to one node at a time, multi-user spatial multiplexing MIMO (MU-MIMO) enables the simultaneous transmission to multiple nodes. However, if the transmission time required to send packets to each node varies considerably, MU-MIMO may fail to utilize the available MIMO capacity to its full potential. The transmission time typically depends upon two factors: the link quality of the selected channel and the data length (packet size). To utilize the cumulative capacity of multiple channels in MIMO applications, the assignment of channels to each node should be controlled according to the measured channel quality or the transmission queue status of the node.A MAC protocol design that can switch between MU-MIMO and multiple SU-MIMO transmissions by considering the channel quality and queue status information prior to the actual data transmission (i.e., by exchanging control packets between transmitter and receiver pairs) could address such issues in a simple but in attractive way. In this study, we propose a new MAC protocol that is capable of performing such switching and thereby improve the system performance of very high throughput WLANs. The detailed performance analysis demonstrates that greater benefits can be obtained using the proposed scheme, as compared to conventional MU-MIMO transmission schemes.

• ETRI Journal
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• 제30권6호
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• pp.765-773
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• 2008

Spatial correlation is a result of insufficient antenna spacing among multiple antenna elements, while temporal correlation is caused by Doppler spread. This paper compares the effect of spatial and temporal correlation in order to investigate the performance of multiuser scheduling algorithms in multiple-input multiple-output (MIMO) broadcast channels. This comparison includes the effect on the ergodic capacity, on fairness among users, and on the sum-rate capacity of a multiuser scheduling algorithm utilizing statistical channel state information in spatio-temporally correlated MIMO broadcast channels. Numerical results demonstrate that temporal correlation is more meaningful than spatial correlation in view of the multiuser scheduling algorithm in MIMO broadcast channels. Indeed, the multiuser scheduling algorithm can reduce the effect of the Doppler spread if it exploits the information of temporal correlation appropriately. However, the effect of spatial correlation can be minimized if the antenna spacing is sufficient in rich scattering MIMO channels regardless of the multiuser scheduling algorithm used.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제14권4호
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• pp.349-352
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• 2014

This paper considers the multiple-input multiple-output (MIMO) system with linear minimum mean square error (MMSE) detection under ideal fast fading. For $N_t$ transmit and $N_r({\geq}N_t)$ receive antennas, we derive the achievable ergodic capacity of MMSE detection exactly. When MMSE detection is considered in a receiver, we introduce a different approach that gives the approximation of a MIMO channel capacity at high signal-to-noise ratio (SNR). The difference between the channel capacity and the achievable capacity of MMSE detection converges to some constant that depends only on the number of antennas. We validate the analytical results by comparing them with Monte Carlo simulated results.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권7호
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• pp.6-12
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• 2009

본 논문에서는 다중 사용자 환경 다중 안테나 시스템에서 고유값 기반 스케줄링을 수행하기 위한 채널 정보(CSI: channel state information)를 각 사용자의 채널 상태에 따라 선택적(opportunistic)으로 피드백하기 위한 기법을 제안하고 있다. 3GPP(3rd generation partnership project) SMC(spatial multiplexing channel) 채널 모델에 의하면 도심지역에서 다중 사용자 다중 입출력(MU-MIMO: multiuser multiple input multiple output) 시스템은 안테나간의 높은 상관도(correlation)에 의해 시스템 용량(capacity)이 크게 저하된다. 이를 해결하기 위해 제안된 고유값 기반 스케줄링 기법의 경우 상관도에 의한 시스템 용량 저하를 완화시킬 수 있지만, 다중 사용자 다이버시티 이득(multiuser diversity gain)을 충분히 얻지 못하는 단점이 있다. 본 논문에서는 고유값 기반 스케줄링 기법을 바탕으로 다중 사용자 다중 입출력 시스템에서 평균적인 피드백 용량의 증가가 크지 않으면서, 다중 사용자 다이버시티 이득을 크게 향상 시킬 수 있는 선택적 채널 정보 피드백 기법을 제안하고 있다. 컴퓨터 모의 실험 결과를 통해서 본 논문에서 제안한 선택적 피드백 기법을 통해 시스템 용량 개선 효과를 확인할 수 있다.