• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.75-82
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• 2018

본 논문에서는 분산 안테나 시스템의 하향링크 다중 사용자 MIMO를 위한 프리코더 설계에 대해서 고려한다. 분산 안테나 시스템에서 RRH (Remote Radio Head)는 셀 영역 내에서 지리적으로 서로 다른 위치에 배치되게 되는데, RRH에서 적용하기 위한 세 가지 종류의 프리코더 설계 방법을 제안한다. 모든 RRH들의 전송 전력 합, 또는 각 RRH의 전송 전력에 대한 제약 조건 하에서, 개별 SLNR 또는, 결합 SLNR (Signal-to-Leakage plus Noise Ratio) 비용함수를 최대화시키도록 프리코더를 설계한다. 그리고, 각각의 최적화 문제에 대한 분석적 이론해를 제시한다. 컴퓨터 모의실험을 통하여, 결합 SLNR 기반의 프리코더 설계 방법이 개별 SLNR 기반의 프리코더 설계 방식보다 더 높은 SINR (Signal-to-Interference plus Noise Ratio) 성능과 더 낮은 BER (Bit Error Rate) 성능을 갖는다는 것을 보인다. 또한, 모든 RRH들의 전력 합에 대한 제약 조건을 갖는 프리코더 설계 방법이 각 RRH 전송 전력 제약 조건을 갖는 방식보다 더 좋은 성능을 갖는다는 것을 보인다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.45-50
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• 2023

본 논문에서는 기지국이 단말들에게 데이터를 전송하는 경우에, 전체 시스템의 수율을 향상시키기 위하여 다중사용자 다중안테나 기법(MU-MIMO), 시공간부호화 기법(STBC), 비직교 다중접속 기법(NOMA)을 동시에 적용하는 방식을 제안한다. 기지국과 가까이 위치한 두 개의 단말에 대해서는 MU-MIMO 기법을 적용하고, 기지국과 멀리 떨어진 단말은 채널 정보를 얻기가 어렵기 때문에 STBC 기법을 적용한다. 또한 기지국에 가까운 단말과 멀리 떨어진 단말의 데이터들을 구분하기 위하여 NOMA 기법을 적용한다. MU-MIMO를 적용하는 단말들 간에는 서로 직교하는 두 개의 프리코딩 벡터들을 사용함으로써 서로 간의 간섭이 존재하지 않도록 설계한다. 또한 기지국에서 멀리 떨어진 단말에 대해서는 두 개의 프리코딩 벡터들을 사용하는 STBC 기법을 적용한다. 성능 분석 및 모의실험을 통하여 제안하는 기법이 기존 기법보다 더 높은 전체 시스템 수율 값을 갖는다는 것을 보인다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권10호
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• pp.1-6
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• 2011

본 논문에서는 제한된 피드백 정보를 사용하는 MU-MIMO 하향링크 시스템에 준-대각선 및 구관 행렬, 그리고 동 이득 전송 기법을 이용한 차등 선부호화 기법을 적용하여 sum-rate 및 bit error rate 성능을 분석한다. 시뮬레이션과 성능분석을 통해 기존의 LTE 코드북보다 sum-rate 성능은 최소 0.6bps/Hz, BER 성능은 최소 4dB 개선됨을 보인다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제11권3호
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• pp.354-369
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• 2015

Recently, there has been an increasing demand of high data rates services, where several multiuser multiple-input multiple-output (MU-MIMO) techniques were introduced to meet these demands. Among these techniques, vector perturbation combined with linear precoding techniques, such as zero-forcing and minimum mean-square error, have been proven to be efficient in reducing the transmit power and hence, perform close to the optimum algorithm. In this paper, we review several fixed-complexity vector perturbation techniques and investigate their performance under both perfect and imperfect channel knowledge at the transmitter. Also, we investigate the combination of block diagonalization with vector perturbation outline its merits.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권3호
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• pp.232-239
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• 2011

This paper investigates the user selection problem of successive zero-forcing precoded multiuser multiple-input multiple-output (MU-MIMO) downlink systems, in which the base station and mobile receivers are equipped with multiple antennas. Assuming full knowledge of the channel state information at the transmitter, dirty paper coding (DPC) is an optimal precoding strategy, but practical implementation is difficult because of its excessive complexity. As a suboptimal DPC solution, successive zero-forcing DPC (SZF-DPC) was recently proposed; it employs partial interference cancellation at the transmitter with dirty paper encoding. Because of a dimensionality constraint, the base station may select a subset of users to serve in order to maximize the total throughput. The exhaustive search algorithm is optimal; however, its computational complexity is prohibitive. In this paper, we develop two low-complexity user scheduling algorithms to maximize the sum rate capacity of MU-MIMO systems with SZF-DPC. Both algorithms add one user at a time. The first algorithm selects the user with the maximum product of the maximum column norm and maximum eigenvalue. The second algorithm selects the user with the maximum product of the minimum column norm and minimum eigenvalue. Simulation results demonstrate that the second algorithm achieves a performance similar to that of a previously proposed capacity-based selection algorithm at a high signal-to-noise (SNR), and the first algorithm achieves performance very similar to that of a capacity-based algorithm at a low SNR, but both do so with much lower complexity.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권1C호
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• pp.79-85
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• 2008

본 논문에서는 다중사용자 multiple-input-multiple output(MIMO) 하향링크 채널 환경에서 시스템 용량을 향상시키기 위한 프리코딩(preceding) 기법에 관해 논의한다. 다중사용자 MIMO 시스템에서는 시스템 용량을 향상시키기 위한 다양한 프리코딩 기법들이 연구되어 왔다. 블록 대각화(Block Diagonalization) 프리코딩 기법은 다중사용자 MIMO broadcast 채널 환경에서 만들어진 여러 가지 프리코딩 기법 중 하나로 특이값 분해를 이용하여 제로-포싱(zero-forcing)을 하는 간단한 방법으로 구성되어 있다. 그러나 블록 대각화 기법은 복잡도가 낮아진 만큼 시스템 용량이 저하되는 단점을 갖고 있으며, 이러한 현상은 시스템 용량의 저하는 안테나들 사이에 상관도가 높을 때 더 심각해진다. 따라서 본 논문에서는 블록 대각화 기법을 수정하여 시스템 용량을 향상시킬 수 있는 프리코딩 기법을 제안한다. 실험 결과를 통해 본 논문에서 제안하는 방법이 기존의 블록 대각화 기법에 비해 높은 시스템 용량 성능을 보임을 확인할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권8호
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• pp.12-18
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• 2012

본 논문에서는 하향링크 다중사용자(multi-user, MU) 다중입출력(multi-input multi-ouput, MIMO) 시스템에 블록 Tomlinson-Harashima 전처리기(block Tomlinson-Harashima precoder, BTHP)를 적용했을 때, 시스템의 송신 전력에 대한 정확한 분석 결과를 제공하였다. 각 사용자별로 상위 사용자들로부터 전달되는 간섭신호를 BTHP를 통해 제거하는 과정에서 큰 간섭신호 가정을 이용한 기존의 분석과는 달리, 실제로 전달되는 간섭신호의 통계적 특성을 분석함으로써 향상된 정확도를 갖는 분석 방법을 제안하였고, 모의실험을 통해 제안한 분석 결과가 기존 결과보다 정확함을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권11호
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• pp.33-39
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• 2014

본 논문에서는 다중 사용자 다중 안테나 하향링크 시스템에서 maximal ratio transmission (MRT) 기법 사용 시, 에너지 효율을 최대화하는 최적의 송신 안테나 수에 대해 알아본다. Full channel state information at the transmitter (CSIT) 환경에서 평균 채널 이득, 각 단말 간 채널 독립성, 평균 path loss를 사용하여 최적화 식을 근사하고 편미분을 이용하여 closed form으로 최적의 송신 안테나 수를 구한다. 또한 limited feedback 환경에서는 동일한 방법으로 근사한 목적함수에 대하여 bisection method를 이용하여 최적의 송신 안테나 수를 찾는다. 모의실험 결과를 통해, 구해진 최적의 송신안테나 수가 exhaustive search로 찾은 최적의 송신안테나 수에 비해 오차가 크지 않음을 확인하고, 단말의 피드백 비트 수가 최적의 송신 안테나 수에 미치는 영향을 분석한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제9권2호
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• pp.159-166
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• 2007

In this paper, we propose an efficient and robust interference mitigation technique based on a nullsteering multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) spatial division multiple access (SDMA) scheme for frequency sharing between IMT-advanced and fixed satellite service (FSS) in the 3400-4200 and 4500-4800 MHz bands. In the proposed scheme, the pre-existing precoding matrix for SDMA unitary precoded (UPC) MIMO proposed by the authors is modified to construct nulls in the spatial spectrum corresponding to the direction angles of the victim FSS earth station (ES). Furthermore, a numerical formula to calculate the power of the interference signal received at the FSS ES when IMT-Advanced base stations (BS) are operated with the interference mitigation technique is presented. This formula can be derived in closed form and is simply implemented with the help of simulation, resulting in significantly reduced time to obtain the solution. Finally, the frequency sharing results are analyzed in the co-channel and adjacent channel with respect to minimum separation distance and direction of FSS earth station (DOE). Simulation results indicate that the proposed mitigation scheme is highly efficient in terms of reducing the separation distance as well as robust against DOE estimation errors.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.653-663
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• 2014

늘어나는 트래픽 양을 감당하기 위한 방안 중 하나로, 기지국 간의 간섭을 줄여 데이터 전송 속도를 최대화 시키는 방식의 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서도 간섭 제어를 위해 안테나 부 어레이를 활용하는 빔포밍을 통하여 간섭을 제어하는 두 가지 기법을 제안한다. 첫 번째 방식은 수평 빔 회전방식으로써 세 종류의 좁은 빔 패턴을 만들고, 이 빔 패턴을 시간 축에서 회전시키면서 간섭을 제어하는 방식이다. 두 번째 방식은 사용자 별 부 어레이 빔포밍 방식으로써 전송받는 사용자 위치에 맞춰 빔포밍 행렬을 적용함으로써 여타 사용자에 대한 간섭을 최소화하는 방식이다. 제안하는 방식의 활용을 통해 셀 내에서 수신 신호 세기 증가 및 외부 셀로부터의 간섭 신호를 억제하는 효과를 얻을 수 있으며, 시뮬레이션을 통해 제안하는 방식들의 성능 이득을 정량적으로 평가하여 제시한다.