• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권3호
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• pp.280-285
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• 2015

대용량 다중 송신 다중 수신 안테나 환경에서 정합 필터 송신기는 다중 사용자 하향 링크 전송 용량(capacity)을 달성하는 방법으로 알려져 있다. 그러나 기지국이 유한 개수의 대용량 안테나를 장착한 경우 정합 필터는 다중 사용자 하향링크 전송 용량을 제공할 수 없다. 본 논문에서는 유한 대용량 안테나를 갖춘 기지국이 낮은 신호 대 잡음비의 다수의 셀 경계 영역 사용자를 지원할 경우, 효율적 연산 복잡도로 전송 용량을 최대화하는 두 단계 선형 송수신기 설계 방법을 제안한다. 정합 필터로 구성된 첫째 단계 프리코더는 유효 채널 dimension 을 줄이면서 동시에 빔포밍 이득을 통해 수신 신호 대 잡음 비를 개선한다. 그리고 평균 자승 오류율 최소화 기법을 통해 전송 용량을 최대화하는 둘째 단계 선형 송수신기를 구한다. 시뮬레이션과 분석을 통해 전송 용량과 연산 복잡도 면에서 제안하는 방법이 우수함을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권8호
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• pp.2722-2742
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• 2014

We propose methods of linear transceiver design for two different power constraints, sum relay power constraint and per relay power constraint, which determine signal processing matrices such as base station (BS) transmitter, relay precoders and user receivers to minimize sum mean square error (SMSE) for multi-relay multi-user (MRMU) networks. However, since the formulated problem is non-convex one which is hard to be solved, we suboptimally solve the problems by defining convex subproblems with some fixed variables. We adopt iterative sequential designs of which each iteration stage corresponds to each subproblem. Karush-Kuhn-Tucker (KKT) theorem and SMSE duality are employed as specific methods to solve subproblems. The numerical results verify that the proposed methods provide comparable performance to that of a full relay cooperation bound (FRCB) method while outperforming the simple amplify-and-forward (SAF) and minimum mean square error (MMSE) relaying in terms of not only SMSE, but also the sum rate.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권9A호
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• pp.1022-1030
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• 2004

차세대 이동 및 우선통신 시스댐은 현재보나 얘우 큰 고속의 데이터 전송과 시스템 용량을 요구하고 였으며 이러한 요구를 충족시키기 위해서 복수의 안테나를 사용하여 송수신을 하는 MIMO(m 비 tiple input, multiple output) 기술이 널리 연구되고 있다 이 논문은 다수의 안테나를 가지고 있는 기지국, 소수의 안테나를 가지고 있는 단말기의 하향 링크에서 스케터령과 변동이 적으며 평탄한 페이딩 채널을 가정한다. 단영 사용가 MIMO 시스템에서 가지국이 채널상태정보를 가지고 있다연 SVD(singular value decomposition) 와 water filling 읍 사용 한 MIMO 기숭이 최대의 채널용량을 이룬다. 그러나 복수 사용자 시스템의 경우에는 공간분할 다중접속 기술을 이용하여, 보다 큰 전체 채널용량을 얻는 것이 가능하다 이 논문은 복수 사용가 시스템에서 각 사용자에게 복수 의 데이터 스트림을 전송하는 MIMO 공간분할 다중접속 기술을 제안한다. 제안하는 기술은 SVD 기반의 MIMO 기술이나 스마트 안테나를 사용한 공간분항 다중정속 기술보다 더 큰 전체 채널용량을 얻을 수 있다.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.77-82
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• 2015

최근 폭발적으로 증가하고 있는 모바일 데이터 트래픽를 효과적으로 서비스하기 위한 기술 중의 하나로 다중 사용자 거대 다중 안테나 네트워크가 많은 관심을 받고 있다. 그러나, 다중 사용자 거대 다중 안테나 네트워크는 기지국에 복잡한 하드웨어 구성이 필요할 뿐만 아니라 최적의 사용자 조합을 선택하기 위하여 많은 계산량을 유발한다. 본 논문에서는 이러한 하드웨어 복잡도와 사용자 선택 알고리즘의 계산량을 동시에 획기적으로 감소시킬 수 있는 안테나와 사용자 선택 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안한 방식은 $O((N-S_a+1){\times}min(S_a,K))$의 계산 복잡도를 가지며, 이는 Brute-Force 탐색 기반의 최적 방식의 계산 복잡도 $$O\left({_N}C_S_a\sum_{i=1}^{min(S_a,K)}_KC_i\right)$$보다 획기적으로 감소된 것이다. 여기서 N은 모든 전송안테나의 수, $S_a$은 선택된 안테나 수, K는 사용자의 수를 나타낸다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권2호
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• pp.32-38
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• 2012

이3GPP LTE Release 10에서 다중 사용자 환경의 다중 송수신 안테나 시스템을 위한 더티 페이퍼 코딩(Dirty Paper Coding, DPC)을 k user 사용자 채널에서 어떻게 해석하는지를 보였다. 다중 사용자 환경에서 더티 페이퍼 코딩은 송신단에서 모든 사용자와 채널에 대한 정보를 완벽하게 안다고 전제한 후, 미리 예상할 수 있는 모든 간섭을 제거하여 각 사용자에게 정보를 전송한다는 개념이다. 즉, 인접 채널이나 사용자로부터의 간섭을 제거하기 위한 추가적인 전력이 필요하지 않으므로, 더티 페이퍼 코딩을 통하여 가산성 백색 가우시안 잡음 (AWGN) 채널과 동일한 채널 용량을 달성할 수 있다. 본 논문에서는, 세 명의 다중 사용자가 존재하는 통신 환경에서, 대표적인 비선형 전처리 코딩 기법인 Dirty Paper 전처리 코딩이 직교 하삼각 행렬 분해와 Gram Schmidt 직교 정규화 기저를 이용하여 어떻게 채널을 분석하는지를 보였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제6권4호
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• pp.317-330
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• 2004

In this paper, we explore the utility of recently discovered multiple-antenna techniques (namely MIMO techniques) for medium access control (MAC) design and routing in mobile ad hoc networks. Specifically, we focus on ad hoc networks where the spatial diversity technique is used to combat fading and achieve robustness in the presence of user mobility. We first examine the impact of spatial diversity on the MAC design, and devise a MIMO MAC protocol accordingly. We then develop analytical methods to characterize the corresponding saturation throughput for MIMO multi-hop networks. Building on the throughout analysis, we study the impact of MIMO MAC on routing. We characterize the optimal hop distance that minimizes the end-to-end delay in a large network. For completeness, we also study MAC design using directional antennas for the case where the channel has a strong line of sight (LOS) component. Our results show that the spatial diversity technique and the directional antenna technique can enhance the performance of mobile ad hoc networks significantly.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권5호
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• pp.411-432
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• 2010

We consider three different secure broadcasting scenarios: i) Broadcast channels with common and confidential messages (BCC), ii) multi-receiver wiretap channels with public and confidential messages, and iii) compound wiretap channels. The BCC is a broadcast channel with two users, where in addition to the common message sent to both users, a private message, which needs to be kept hidden as much as possible from the other user, is sent to each user. In this model, each user treats the other user as an eavesdropper. The multi-receiver wiretap channel is a broadcast channel with two legitimate users and an external eavesdropper, where the transmitter sends a pair of public and confidential messages to each legitimate user. Although there is no secrecy concern about the public messages, the confidential messages need to be kept perfectly secret from the eavesdropper. The compound wiretap channel is a compound broadcast channel with a group of legitimate users and a group of eavesdroppers. In this model, the transmitter sends a common confidential message to the legitimate users, and this confidential message needs to be kept perfectly secret from all eavesdroppers. In this paper, we provide a survey of the existing information-theoretic results for these three forms of secure broadcasting problems, with a closer look at the Gaussian multiple-input multiple-output (MIMO) channel models. We also present the existing results for the more general discrete memoryless channel models, as they are often the first step in obtaining the capacity results for the corresponding Gaussian MIMO channel models.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권1A호
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• pp.25-33
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• 2012

랜덤 빔형성 기법은 사용자에게 심호 대 간섭 잡음비를 되먹임 받아 사용자를 선택하는 다중 안테나 전송 기법이다. 해당 기법은 사용자 수가 많은 환경일 경우 다중 사용자 이득에 따라 좋은 성능을 보이지만 사용자 환경이 적을 경우 다중 사용자 이득이 감소하여 좋은 성능을 얻기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 빔형성 메트릭스 변환 기법 및 이에 따른 사용자 선택 기법을 제안한다. 빔형성 메트릭스 변환 기법은 사용자로부터 되먹임 받은 정보를 기반으로 빔형성 메트릭스를 변환 시키며, 사용자 수가 적은 환경에서 기존 기법 보다 더 좋은 성능을 가진다. 또한, 제안하는 빔형성 메트릭스 변환 기법에 적합한 사용자 선택 기법을 이용하면 사용자 수의 증가에 따른 성능 향상을 기대 할 수 있다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권2호
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• pp.193-196
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• 2011

Transmit antenna selection techniques are prominent since they exploit the spatial selectivity at the transmitter side. In the literature, antenna selection techniques assume full knowledge of the channel state information (CSI). In this paper, we consider that the CSI is not perfectly known at the transmitter; however, a quantized version of the channel coefficients is fed back by the users. We employ the non-uniform Lloyd-Max quantization algorithm which takes into consideration the distribution of the channel coefficients. Simulation results show that the degradation in the BER of the system with imperfect CSI at the transmitter is tolerable, especially when the transmit diversity order is high.