• 한국통신학회논문지
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• 제31권9A호
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• pp.844-855
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• 2006

다중 안테나 통신시스템은 서비스 및 채널 환경의 특성에 따라 송수신 다이버시티 기법, 공간 다중화 기법과 빔형성 기법 등을 이용하여 링크의 신뢰성 혹은 시스템 용량을 증가시킨다. 이러한 다중 안테나 통신 시스템은 공간 채널 환경에 민감한 특징을 갖는다. 다이버시티 기법의 경우, 각 링크 간 채널 상관도가 낮을수록 성능이 향상된다. 하지만, 실제 채널 환경은 안테나 간의 상관관계가 많이 존재하며, 이상적인 경우와 실제 성능의 차이가 클 수 있다. 이와 반대로 빔형성 기법의 경우, 채널 상관도가 높은 LoS (Line-of-Sight) 환경에서 가장 좋은 성능을 나타낸다. 이와 같은 공간 채널의 특성을 활용한 공간채널 적응전송기법을 사용할 경우, 최소한의 링크 성능을 유지하며, 전체적인 시스템 성능을 보장할 수 있게 된다. 본 논문에서는 채널의 이러한 특성을 이용하여 링크의 신뢰성이 요구되는 시스템에서 공간 채널 상관도에 따른 다이버시티 기법과 빔형성 기법 간의 적응 송 수신을 통한 성능 향상 방안을 제시한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권5호
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• pp.1768-1789
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• 2015

The maximal signal-to-interference-plus-noise ratio (Max-SINR) algorithm for interference alignment (IA) has received considerable attention for its high sum rate achievement in the multiple-input multiple-output (MIMO) interference channel. However, its complexity may increase dramatically when the number of users approaches the IA feasibility bound, and the number of iterations and computational time may become unacceptable. In this paper, we study the properties of the Max-SINR algorithm thoroughly by presenting theoretical insight into the algorithm and by providing the potential of reducing the overall computational cost. Furthermore, a novel IA algorithm based on the principle direction search is proposed, which can converge more rapidly than the conventional Max-SINR method. In the proposed algorithm, it searches along the principle direction, which is found to approximately point to the convergence values, and can approach the convergence solutions rapidly. In addition, the closed-form solution of the optimal step size can be formulated in the sense of minimal interference leakage. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm outperforms the conventional minimal interference leakage and Max-SINR algorithms in terms of the convergence rate while guaranteeing the high throughput of IA networks.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.818-823
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• 2016

밀리미터파(Millimeter wave) 통신 시스템은 밀리미터파 주파수 대역의 넓은 가용 주파수 자원을 이용해 높은 전송 용량을 제공할 수 있다. 밀리미터파 기반 시스템의 전송선 왜곡 허용치(link margin)를 확보하기 위해 최근 아날로그/디지털 빔포밍(beamforming)을 결합한 하이브리드(hybrid) 빔포밍 기술이 주목받고 있다. 본 논문에서는 무선 주파수 대역의 하드웨어 복잡도와 전력 소비를 절감하기 위해 이산푸리에변환(discrete Fourier transform) 기반 고정형 아날로그 빔포밍 장치를 포함하는 상향링크 하이브리드 빔포밍 시스템 구조를 소개하고, 사용자간 간섭을 제거하기 위해 기저대역 제로-포싱 (zero-forcing) 다중안테나 수신기 구조를 제시한다. 또한 고려하는 시스템의 전송 용량을 개선하기 위해 각 사용자들의 유효 채널이 서로 직교에 가깝도록 빔을 선택하는 알고리즘을 제안한다. 그리고 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안하는 방법의 성능 개선 효과를 확인한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37A권12호
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• pp.1023-1030
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• 2012

수중 통신 시스템에서 통신 센서간의 간격을 증가시켜 다이버시티 기법을 적용하면 통신 시스템의 성능이 증가한다. 하지만 이 경우 통신 시스템의 크기가 증가하기 때문에 이를 실제의 수중 채널 환경에서 사용하는데 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 수중 통신 시스템에 빔형성기가 결합된 다이버시티 기법의 적용가능성을 검증하기 위하여 측정을 수행하였으며, 측정된 데이터를 이용하여 수신 신호의 상관계수를 분석해 봄으로써 빔형성기가 결합된 다이버시티 시스템의 성능을 검증하였다. 이를 위해 본 연구에서는 수중 채널 환경에서 측정한 데이터를 이용하여 센서에 수신된 신호의 페이딩 특성을 추정하고, 각 센서에서 추정된 페이딩 특성을 이용하여 센서간의 간격과 빔형성에 의한 상관계수를 분석하였으며, 그 결과 수중 채널 환경에서 서로 다른 다중경로 방향으로 빔형성을 수행하고 빔형성이 수행된 신호를 이용하여 다이버시티를 수행하면 센서간의 간격을 줄이면서도 최적의 다이버시티 이득을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권2A호
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• pp.147-154
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• 2009

안테나 그룹화(antenna grouping)는 빔 형성(beamforming)파 공간 다중화 기법(spatial multiplexing)의 결합이라 할 수 있다. 안테나 그룹화는 $N_t$개의 송신 안테나를 $N_r$개의 그룹으로 나누고, 한 그룹 내에서는 빔 형성으로 하나의 데이터 정보를, 각 그룹 사이에서는 공간 다중화 기법으로, 전체 $N_r$개의 데이터 정보를 전송하는 시스템을 가정한다. 안테나 그룹화를 통하면 빔 형성을 통하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 동시에 공간 다중화 기법에 따른 다중화 이득을 통하여 주파수 효율을 높일 수 있다. 하지만 통신 채널이 조건 나쁜(ill-conditioned) 행렬로 모델링 되거나, 안테나 사이에 상관관계가 있는 경우에는 안테나 그룹화의 BER 성능이 열화될 수 있으므로, 이 경우에는 전체 시스템에서 하나의 데이터 정보만 전송하는 빔 형성의 성능이 가장 좋다. 이 논문에서는 채널이 안테나 그룹화에 적합하면 안테나 그룹화 모드를 선택하여 전송하고, 빔 형성에 적합하면 빔 형성 모드를 선택하여 전송하는 시스템을 가정하였다. 그리고 간단한 모드 선택 기법을 제안한다. 이 모드 선택 기법을 사용하면 매 시간동안 일정한 데이터를 전송할 때, 채널 상태에 따른 BER 성능의 열화를 막고, 최적의 BER 성능을 얻을 수 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.144-154
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• 2004

본 논문에서는 4세대 이동통신시스템의 핵심 기술인 Space-Time Block Code (STBC)를 OFDM 시스템에 적용하고 주파수 선택적 레일라이 페이딩 환경에서 각 방식의 성능을 시뮬레이션을 통해서 비교, 분석한다. 먼저 주요 STBC 방식들의 신호 모델과 각 방식별로 복조과정을 유도한다. 또한, 이동통신 환경을 고려하여 OFDM 시스템 파라메타를 설정하고 2bps/Hz에서 4bps/Hz 까지의 전송율에 대해 STBC 방식별로 적절한 변조방식을 설정하여 각각의 전송속도에 대해 STBC-OFDM 방식들의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비교, 분석한다. 이 밖에, 각 STBC-OFDM 방식들이 동일한 변조방식을 사용할 경우에 대해서도 성능을 비교, 분석한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.247-254
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• 2012

본 논문에서는 비정형 궤도를 따라 이동하며 통신하는 비행체들 간의 데이터 전송 신뢰성을 보장하기 위해 다이버시티 TCM(trellis coded modulation) 코드를 연접한 연접 다이버시티 시스템을 제안하고 그 성능을 분석한 후 제안한 시스템을 설계하였다. 제안한 시스템은 다이버시티 TCM 코드를 연접하였기 때문에 부호화 이득 및 대역 활용의 효율성이 높을 뿐만 아니라 데이터 전송 신뢰성 또한 높다. 이러한 특성은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있는데 제안한 시스템의 비트 오율 성능(BER)을 시뮬레이션 하여 TCM 코드와 비교해 본 결과 BER $10^{-2}$에서 약 11dB 우수 하고 최대 다이버시티 이득을 갖는 시공간 블록코드와 비교한 결과 BER $10^{-3}$에서 약 10dB 우수하다. 또한 다이버시티 이득과 코딩 이득을 갖는 시공간 트렐리스 코드와 비교하였을 경우에는 최대 약 1.5dB 우수함을 확인할 수 있다. 마지막으로 제안한 시스템을 HDL(hardware description language)로 구현하여 그 동작을 확인해 본 결과 그 동작의 결과가 적합함을 확인하였다.