• Journal of Communications and Networks
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• 제18권4호
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• pp.639-648
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• 2016

Next-generation (4G) systems are designed to support universal frequency reuse (UFR) to achieve best use of valuable spectra. However, it leads to undesirable interference level near cell borders. To control this, 4G systems adopt techniques, such as network multiple-input multiple-output (MIMO) and inter-cell interference coordination (ICIC), to improve cell-edge throughput. Network MIMO aims at mitigating inter-cell interference towards cell-edge users (CEUs) through multi-cell cooperation, where each collaborative base station serves both cell-center users (CCUs) and CEUs, including other cells' CEUs, under a power constraint. The present ICIC strategies cannot be directly applied to network MIMO because they were designed in absence of multi-cell coordination. In the presence of network MIMO, this paper investigates antenna orientations in ICIC and the method of power management. Results show that a proper antenna orientation can improve the cell-edge capacity and meantime lower the interference to CCUs. Capacity inconsistency between CCUs and CEUs is detrimental to mobile communications. Simulation results show that the proposed power management for ICIC in network MIMO systems can achieve a uniform data rate regardless users' position.

• Journal of Communications and Networks
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• 제8권3호
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• pp.275-285
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• 2006

Suitable for multi-input multi-output (MIMO) communications, the joint beamforming space-time block coding (JBSTBC) scheme is proposed for high-speed downlink transmission. The major functionality of the scheme entails space-time block encoder and joint transmit and receive eigen-beamformer (EBF) incorporating with block-ordered layered decoder (BOLD), and its operating principle is described in this paper. Within these functionalities, the joint EBFs will be utilized for decorrelating fading channels to cause an enhancement in the spatial diversity gain. Furthermore, to fortify the capability of layered successive interference cancellation (LSIC) in block-ordered layered decoding process, this paper will develop a simple ad-hoc transmit power discrimination scheme (TPDS) based on a particular power discrimination function (PDF). To confirm the superior behavior of the proposed JBSTBC scheme employing ad-hoc TPDS, computer simulations will be conducted under various channel conditions with the provision of detailed mathematical derivations for clarifying its functionality.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권12호
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• pp.34-41
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• 2008

본 논문에서는 신호 대 잡음 비의 관점에서 Zero-Forcing 기반의 BLAST(Bell Labs Layered Space-Time) 구조의 채널 capacity를 점근적으로 분석하고자 한다. MIMO 채널 capacity에 관한 새로운 관계를 소개하고, ZF에 기반한 간섭 무효화를 수행할 때 DBLAST(Diagonal BLAST)에 의해 MIMO 채널의 하한값에 이름을 증명한다. 채널 capacity의 확률 밀도 함수의 정확한 최종식을 분석하고, 각 계층의 채널 capacity의 점근적 현상에 기반한 점근적 ergodic capacity의 최종식을 BLAST에서 유도한다. 본 논문에서 다뤄진 분석에 의해 MIMO 채널의 capacity 현상에 대한 통찰할 수 있다. 모의 실험의 결과를 통해서, 본 논문에서 다뤄진 광범위한 안테나 배열 사이즈에 대한 분석의 타당성과 정확성을 보여주고자 한다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제45권1호
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• pp.9-14
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• 2008

본 논문에서는 다입력 다출력 비선형 시스템에 대한 관측기 설계 방법을 제안한다. 먼저 관측기 설계를 위한 삼각구조를 갖는 비선형 시스템을 정의한다. 또한 제안한 관측기의 안정도를 증명하는데 중요한 역할을 하는 가관측성 행렬을 다입력 다출력 시스템으로 확장한다. 확장된 가관측성 행렬을 이용하여 상태변수와 시스템 입력의 유계 조건하에서 제안한 관측기가 로컬 영역에서 지수 함수적 수렴성을 가짐을 증명한다. 마지막으로 제안한 결과의 유효성을 증명하기 위하여 모의실험 예제를 제공한다.

• 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.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제15권3호
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• pp.14-23
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• 2023

The cooperative communication systems using MIMO(multiple input multiple-output) relay are known as one of the most promising techniques to improve the performance and coverage of wireless communication systems. In this paper, we propose the cooperative communication systems using the relay with multi-antennas and DSTC(distributed space time coding) for decode-and-forward protocol. As using DSTC for DF(decode-and-forward), we can minimize the risk of error propagation at the wireless system using relay system. Also, the MIMO channel cab be formed by multi-antenna and DSTC at the MS(mobile station)-RS(relay station) and at the RS-BS(base station).Therefore, obtaining truly constructive the MIMO diversity and cooperative diversity gain from the proposed approach, the performance of system can be more improved than one of conventional system (relay with single antenna, no relay). The improvement in bit error rate is investigated through numerical analysis of the cooperative communication system with the proposed approach.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권4호
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• pp.646-652
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• 2015

본 논문은 다중 사용자 MIMO 시스템에서 사용자 선택을 위해 필요한 precoding matrix index (PMI)/channel quality indication (CQI)의 보고 방식에 따른 성능을 분석한다. 이러한 분석을 통해 셀 내의 단말의 수, 선택되는 사용자의 수, 그리고 코드북(codebook)의 크기가 Best Companion Grouping (BCG)방식 스케쥴링의 성능에 복잡하게 영향을 미치는 것을 확인한다. 이에 따라 셀 내의 사용자 수와 코드북의 크기에 따라 동시에 스케쥴링 되는 사용자들의 그룹이 형성될 수 있는 확률이 달라지는 것을 확인할 수 있으며, 피드백 오버헤드가 주어졌을 때 이에 따라 피드백하는 PMI의 수와 사용하는 코드북의 크기를 적응적으로 선택함으로써 시스템의 평균 수율 성능을 최적화할 수 있음을 보였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.119-125
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• 2015

본 논문에서는 다중 셀 MIMO (multiple-input and multiple-output) 네트워크를 위한 Hadamard 행렬 인터스트림 (interstream) 전송기반 blind 채널추정을 소개한다. 제안 방법은 다중 셀로 된 이동 단말 네트워크를 기반으로 연구된다. MS (mobile station) 는 양 셀로부터 신호를 받는 것으로 가정한다. 가까운 셀로부터 받은 신호는 원하는 신호로 간주되고, 다른 셀로부터 받은 신호는 간섭신호로 간주된다. 채널은 blind이기 때문에 채널을 추정하기 위해 Hadamard 행렬 패턴의 파일럿 (pilot) 스트림 (stream) 을 전송하면, 대규모 MIMO 채널에 대해 보다 쉽고 빠른 채널 추정이 가능하게 된다. Hadamard 행렬 기반시스템의 계산은 오직 복소 가산 (complex addition) 만 필요하기 때문에, 복소 승산 (complex multiplication) 이 필요한 Fourier 변환을 이용한 방법보다 복잡도가 훨씬 줄어든다. 수치적 분석을 통해 본 결과 제안한 방법이 완벽함을 보여준다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.88-91
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• 2016

본 논문에서는 WPAN(Wireless Personal Area Network) 주파수 간섭원에 의한 MIMO(Multi Input Multi Output)-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) WLAN(Wireless Local Area Network)의 성능 열화를 분석하기 위해 LabVIEW와 USRP (Universal Software Radio Peripheral)를 이용한 실시간 주파수 간섭 분석 시스템을 제안하였다. 제안한 시스템은 간섭원과 피간섭원을 각각 소프트웨어로 구현하고, USRP와 연결하여 실제 시스템과 유사한 2.4 GHz 대역의 송신신호를 발생시킨 후, 피간섭원의 수신과정에 잡음신호 및 간섭신호와 결합하여, 주파수 공동사용에 따른 MIMO 시스템의 BER(Bit Error Rate)을 분석하는 방식이다. 분석 결과, 이론값과 거의 일치하는 결과를 보여 제안한 시스템의 타당성을 입증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.357-364
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• 2015

본 논문에서는 6중 이동통신 대역을 만족하는 단말기용 PIFA(Planar Inverted F Antenna) + IFA(Inverted F Antenna) 하이브리드 MIMO(Multi Input Multi Output) 안테나를 설계하고, 이를 구현하였다. 커플링 급전구조를 이용하여 PIFA와 IFA가 동시에 동작하도록 함으로써 접지 면이 많은 현재의 스마트폰에 효과적으로 적용될 수 있도록 시도하였다. 후면이 접지인 부분에는 PIFA를 설계하였고, 접지가 없는 휴대폰 상단 작은 공간에는 IFA를 설계하였다. 안테나는 폰과 동일한 크기로 carrier가 없는 PCB embedded로 대각선 급전 MIMO 안테나로 구현하였다. 베어보드에 구현된 안테나는 CDMA, GSM900, DCS, KPCS, USPCS, WCDMA의 6중 이동통신 서비스 대역에서 VSWR 3 : 1 이하의 특성을 만족하였다. 평균이득과 효율은 CDMA, GSM900대역에서 -5.19~-3.16 dBi 및 30.27~48.26 %를 보였다. 또한, DCS, KPCS, USPCS, WCDMA 대역에서는 -9.50~-5.19 dBi의 평균이득과 11.23~30.28 %의 효율특성을 가짐으로써 휴대폰 안테나로 적용될 수 있음을 보였다.