• 제목/요약/키워드: Multi-user MIMO

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다중 사용자 환경에서 적응 빔 형성기를 가진 MIMO-OFDM 시스템의 성능 분석 (Performance analysis of MIMO-OFDM systems with adaptive beamformer)

  • 김찬규
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권9호
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    • pp.1-8
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    • 2007
  • 이 논문에서는 다중 사용자 환경에서 성능을 향상시키는 MIMO(Multi-Input Multi-Out)-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템의 수신기 구조와 이 구조에 적합한 적응 빔 형성기법을 제안하고 성능을 분석한다. MIMO-OFDM수신기에 Pre-FFT적응 빔 형성기법을 제안 함으로서 원하는 사용자에게 송신 안테나 수만큼 빔 패턴이 형성되어 CCI에 의한 간섭이 제거되고 다이바시티 이득을 얻을 수 있어 MIMO-OFDM의 성능이 크게 향상된다. MIMO-OFDM 시스템에 제안된 적응 빔 형성기를 적용할 경우 성능 개선 효과를 모의 실험을 통하여 확인한다.

다중 사용자 MIMO 채널 환경에서 셀 용량을 증가시키는 사용자 선택 기법 (An User Selection Scheme Enhancing Cell Capacity for Multi-user MIMO Channel Environment)

  • 정재호;최승원
    • 한국통신학회논문지
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    • 제36권1C호
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    • pp.22-27
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    • 2011
  • 본 논문에서는 하향링크 다중 사용자 Multiple Input Multiple Output (MIMO)채널 환경에서 셀 용량을 증가시키기 위한 Zero Forcing 기반의 효율적 사용자 선택 기법을 제안한다. 이 기법에서는 채널 전력이 미리 결정된 한계점을 초과하는 사용자들을 주요 그룹으로 구성한다. 100명의 사용자와 4개의 기지국 안테나를 가정한 컴퓨터 모의실험을 통해서 제안된 기법이 기존 기법보다 0.33 bps/Hz 만큼 젤 용량을 추가로 제공할 수 있음이 밝혀졌다.

다중 사용자 MIMO 시스템의 사용자 스케쥴링을 위한 동적 피드백 선택 기법 (Dynamic Feedback Selection Scheme for User Scheduling in Multi-user MIMO Systems)

  • 김이천;강충구
    • 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.

Multi-User Massive MIMO 네트워크에서 에너지 효율적인 전송 안테나 선택 기법 (Energy Efficient Transmit Antenna Selection Scheme in Multi-User Massive MIMO Networks)

  • 정무웅;반태원
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권7호
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    • pp.1249-1254
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    • 2016
  • 최근 들어서, Multi-User Massive MIMO 네트워크에서 하드웨어와 알고리즘 측면에서 복잡도를 낮추면서 높은 전송률을 얻을 수 있는 다양한 전송 안테나 선택 기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 차세대 이동통신 네트워크에서 에너지 소모량을 줄이기 위한 다양한 기술들에 대한 연구가 이루어지고 있다. 그래서, 본 논문에서는 Multi-User Massive MIMO 네트워크에서 낮은 계산 복잡도를 달성하면서 에너지 효율성을 높일 수 있는 전송 안테나 선택 기법을 연구하였다. 먼저, Brute-Force 탐색 기반의 최적 방식을 소개하고 최적 방식 대비 계산 복잡도를 획기적으로 줄일 수 있는 새로운 안테나 선택 기법을 제안하였다. 안테나 수가 증가할수록 최적 방식의 복잡도는 지수적으로 증가하는 반면 제안 방식은 선형적으로 증가한다. 그럼에도 불구하고, 제안 방식과 모든 경우를 고려하는 최적 방식의 에너지 효율 성능 차이는 크지 않다.

Review of Channel Quality Indicator Estimation Schemes for Multi-User MIMO in 3GPP LTE/LTE-A Systems

  • Abdulhasan, Muntadher Qasim;Salman, Mustafa Ismael;Ng, Chee Kyun;Noordin, Nor Kamariah;Hashim, Shaiful Jahari;Hashim, Fazirulhisham
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제8권6호
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    • pp.1848-1868
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    • 2014
  • Multiple-in multiple-out (MIMO) in long-term evolution (LTE) is an essential factor in achieving high speed data rates and spectral efficiency. The unexpected growth in data rate demand has pushed researchers to extend the benefits of multi-user MIMO. The multi-user MIMO system can take full advantage of channel conditions by employing efficient adjustment techniques for scheduling, and by assigning different modulation and coding rates. However, one of the critical issues affecting this feature is the appropriate estimation of channel quality indicator (CQI) to manage the allocated resources to users. Therefore, an accurate CQI estimation scheme is required for the multi-user MIMO transmission to obtain significant improvements on spectral efficiency. This paper presents overviews of multi-user MIMO in LTE/LTE-advanced systems. The link adaptation, scheduling process, and different factors that affect the reliability of CQI measurements are discussed. State-of-the-art schemes for the post-processing CQI estimation, and the comparisons of various CQI estimation schemes to support multi-user MIMO are also addressed.

다중 사용자 환경에서 빔 형성기와 결합된 Space-Time decoder을 가진 MIMO-OFDM 시스템의 성능 (English Performance of MIMO-OFDM Combing Bemaformer with Space-time Decoder in Multiuser Environments)

  • 김찬규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권8A호
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    • pp.775-783
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    • 2006
  • 이 논문에서는 다중 사용자 환경에서 MIMO(Multi-Input Multi-Out)-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템의 성능 향상을 위해 빔 형성기와 결합된 space-time decoder를 가진 새로운 시스템 구조와 이 구조에 적합한 적응 빔 형성기법을 제안한다. MIMO-OFDM시스템에서 Nr 개의 안테나를 가진 수신기에 송신안테나 수(Nt)와 동일한 수의 빔 형성기를 설치함으로서 이 빔 형성기에 의해 CCI(cochannel interference)가 제거된 Nt개의 신호들이 출력되고 출력된 신호들은 space-time decoding 되어 diversity 이득을 얻을 수 있다. 따라서 CCI가 있는 다중 사용자 환경에서 제안된 MIMO-OFDM 시스템의 성능은 크게 향상된다. MIMO-OFDM 시스템에 제안된 적응 빔 형성기법과 결합된 S-T coding기법을 적용할 경우 수렴특성과 성능 개선 효과를 모의 실험을 통하여 확인한다.

Rel.10 의 TM9 기반 다운링크 Multi-user MIMO 성능분석 (Performance analysis of Downlink Multi-user MIMO based on TM9 in Rel.10)

  • 송화월;최승원
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.47-53
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    • 2014
  • LTE-Advanced is the evolved version of LTE which is currently in progress at the 3GPP. At present, as the number of smart phone users is rapidly increasing, the demand for ever more capacity is driven largely by video usage and high quality data communication and so on, this let more researchers study about LTE-A all over the world. LTE-A aims to achieve improved service and communication quality over 3G system at the aspect of throughput, peak data rate, latency, and spectral efficiency. Among various features in LTE-A, the multi-user MIMO(MU-MIMO), in which the base station transmits several streams to multiple receivers, has expected to give better quality for system. In this paper, we investigate performances of various types of downlink receivers with fixed number of antennas. we first review the development process from LTE to LTE-A. Second we introduce TM9 which is adopted in Rel.10 for MU-MIMO system, including the MU-MIMO system model and the explanation on the algorithm used in system. We also have brief introduction about sub-blocking in turbo decoding, finally we compare the performance between the uncoded case and coded case which is using turbo encoding.

Fixed-Complexity Sphere Encoder for Multi-User MIMO Systems

  • Mohaisen, Manar;Chang, Kyung-Hi
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제13권1호
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    • pp.63-69
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    • 2011
  • In this paper, we propose a fixed-complexity sphere encoder (FSE) for multi-user multi-input multi-output (MU-MIMO) systems. The proposed FSE accomplishes a scalable tradeoff between performance and complexity. Also, because it has a parallel tree-search structure, the proposed encoder can be easily pipelined, leading to a tremendous reduction in the precoding latency. The complexity of the proposed encoder is also analyzed, and we propose two techniques that reduce it. Simulation and analytical results demonstrate that in a $4{\times}4$ MU-MIMO system, the proposed FSE requires only 11.5% of the computational complexity needed by the conventional QR decomposition with M-algorithm encoder (QRDM-E). Also, the encoding throughput of the proposed encoder is 7.5 times that of the QRDM-E with tolerable degradation in the BER performance, while achieving the optimum diversity order.

Multi-Parameter Based Scheduling for Multi-user MIMO Systems

  • Chanthirasekaran, K.;Bhagyaveni, M.A.;Parvathy, L. Rama
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제10권6호
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    • pp.2406-2412
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    • 2015
  • Multi-user multi-input multi-output (MU-MIMO) system has attracted the 4th generation wireless network as one of core technique for performance enrichment. In this system rate control is a challenging problem and another problem is optimization. Proper scheduling can resolve these problems by deciding which set of user and at which rate the users send their data. This paper proposes a new multi-parameter based scheduling (MPS) for downlink multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) system under space-time block coding (STBC) transmissions. Goal of this MPS scheme is to offer improved link level performance in terms of a low average bit error rate (BER), high packet delivery ratio (PDR) with improved resource utilization and service fairness among the user. This scheme allows the set of users to send data based on their channel quality and their demand rates. Simulation compares the MPS performance with other scheduling scheme such as fair scheduling (FS), normalized priority scheduling (NPS) and threshold based fair scheduling (TFS). The results obtained prove that MPS has significant improvement in average BER performance with improved resource utilization and fairness as compared to the other scheduling scheme.

사용자 공정성을 위한 MU-MIMO 시스템에서 반직교 사용자 선택 알고리즘에 중첩 코딩 적용 연구 (Superposition Coding in SUS MU-MIMO system for user fairness)

  • 장환수;김경훈;최승원
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.99-104
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    • 2014
  • Nowadays, various researches fulfill in many communication engineering area for B4G (Beyond Forth Generation). Next LTE-A (Long Term Evolution Advanced), MU-MIMO (Multi-User Multi Input Multi Output) method raises to upgrade throughput performance. However, the method of user selection is not decided because of many types and discussions in MU-MIMO system. Many existing methods are powerful for enhancing performance but have various restrictions in practical implementation. Fairness problem is primary restriction in this area. Existing papers emphasis algorithm to increase sum-rate but we introduce an algorithm about dealing with fairness problem for real commercialization implementation. Therefore, this paper introduces new user selection method in MU-MIMO system. This method overcomes a fairness problem in SUS (Semiorthogonal User Selection) algorithm. We can use the method to get a similar sum-rate with SUS and a high fairness performance. And this paper uses a hybrid method with SC-SUS (Superposition Coding SUS) algorithm and SUS algorithm. We find a threshold value of optimal performance by experimental method. We show this performance by computer simulation with MATLAB and analysis that results. And we compare the results with another paper's that different way to solve fairness problem.