• 제목/요약/키워드: Multi-user MIMO

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Beamforming 기반 MIMO-OFDMA 시스템을 이용한 하향링크 실시간 트래픽 전송 성능 개선 (Performance Improvement of Downlink Real-Time Traffic Transmission Using MIMO-OFDMA Systems Based on Beamforming)

  • 양석철;박대진;신요안
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제43권3호
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    • pp.1-9
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    • 2006
  • 미래형 이동통신 시스템에서 셀 경계와 같이 반송파댄간섭전력비 (Carrier-to-Interference Ratio; CIR)가 낮은 열악한 채널 환경에서 하향링크 실시간 트래픽의 전송 성능 개선을 위한 Beanforming 기반 MIMO-OFDMA (Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템을 제안한다. 우선 기본적인 MIMO-OFDM 시스템의 성능 향상을 위해 송신단 MRT (Maximum Ratio Transmission) 및 수신단 MRC (Maximum Ratio Combining) 기법의 연동을 고려하고, 이에 적합하도록 공간 자원 그룹화 기반의 CSI (Channel State Information) 계산법을 이용한 M-GTA-SBA (Modified-Grouped Transmit Antenna-Simple Bit Allocation) 기법을 고려한다 또한 Beamforming 적용으로 인한 상향링크에서의 과도한 궤환 정보량의 감소를 위해 Beam Weight 양자화 기반의 QEGT (Quantized Equal Gain Transmission) 기법을 적용하며, 다중 사용자 환경에서의 효율적인 자원 할당을 위해 P-SRA (Proposed Simple Resource Allocation) 알고리즘을 제안한다. 모의실험 결과, 제안된 시스템은 상향링크의 궤환 정보량을 감안하더라도 H-ARQ IR (Hybrid-Automatic Repeat Request Incremental Redundancy)과 Pseudo-Orthogonal Space Time Block Code를 사용하는 전형적인 개방루프형 MIMO-OFDMA 시스템에 비해 낮은 CIR 영역에서 월등히 개선된 주파수 효율 성능을 보임을 확인하였다.

셀 경계 지역 간섭 완화를 위한 효율적 빔포밍 및 스케쥴링 방법 (Novel Beamforming and Scheduling Method for Interference Mitigation at Cell Edge)

  • 김경훈;최승원
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제8권4호
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    • pp.129-133
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    • 2012
  • Coordinated multi-point transmission (CoMP) is a candidate technique for next generation cellular communications systems. One of the primary elements discussed in LTE-Advanced technology is CoMP, which can improve cell edge user data rate as well as spectral efficiency due to multiple input multiple output - orthogonal frequency division multiplex (MIMO-OFDM). We consider a system with multiple cells in which base stations coordinate with each other by sharing user channel state information (CSI), which mitigates inter cell interference (ICI), especially for users located at the cell edge. We introduce a new user scheduling method of ICI cancellation and the loss reduction of effective channel gain during the beamforming process, the proposed method improves the system sum rate, when compared to the conventional method by an average of 0.55bps/Hz in different number of total users per cell. It also outperforms the conventional method by approximately 0.38bps/Hz using different SNRs.

Adaptive Mode Switching in Correlated Multiple Antenna Cellular Networks

  • Lee, Chul-Han;Chae, Chan-Byoung;Vishwanath, Sriram;Heath, Jr., Robert W.
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제11권3호
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    • pp.279-286
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    • 2009
  • This paper proposes an adaptive mode switching algorithm between two strategies in multiple antenna cellular networks:A single-user mode and a multi-user mode for the broadcast channel. If full channel state information is available at the base station, it is known that a multi user transmission strategy would outperform all single-user transmission strategies. In the absence of full side information, it is unclear what the capacity achieving method is, and thus there are few criteria to decide which of the myriad possible methods performs best given a system configuration. We compare a single user transmission and a multi user transmission with linear receivers in this paper where the transmitter and the receivers have multiple antennas, and find that neither strategy dom inates the other. There is instead a transition point between the two strategies. Then, the mode switching point is determined both ana lytically and numerically for a multiple antenna cellular downlink with correlation between transmit antennas.

HIMO-CDMA 시스템을 위한 확장 OVSF (Extended OVSF for MIMO-CDMA System)

  • 이광재;;이문호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권9호
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    • pp.855-861
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    • 2005
  • DS-CDMA 다중 안테나 시스템에서 순방향 링크의 다중화를 위한 2차원 직교 가변 확산 부호를 제시하였다. 다중 사용자 환경 하에서의 AWGN 및 레일라이 페이딩 MIMO 채널을 위한 비트 오류율 성능을 평가하였다. 분석 결과로부터 제안 기법에 의한 유연한 부호율과 낮은 최대 상관값을 실현할 수 있음을 확인하였다.

다중 사용자 MIMO-OFDM 시스템을 위한 자원 할당 기법 (Resource allocation for the multi-user MIMO-OFDM system)

  • 이판형;이재홍
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2010년도 하계학술대회
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    • pp.98-100
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    • 2010
  • 본 논문에서는 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading) 채널에서 다중 사용자 MIMO-OFDM 시스템을 위한 자원 할당(resource allocation)을 연구한다. 다중 사용자의 신호를 검출하기 위해 기지국은 MMSE-SIC 수신기를 사용하고 이러한 조건에서 다중 사용자 MIMO-OFDM 시스템을 위한 최적화 문제를 도출하며 이를 위한 자원 할당 기법을 제안한다. 평균 채널 이득이 사용자마다 다른 환경에서의 컴퓨터 모의실험을 통해 제안된 자원 할당 기법의 성능을 알아본다. 모의 실험 결과 제안된 자원 할당 기법은 기존의 자원 할당 기법보다 더 높은 데이터 전송률(data rate)을 달성함을 보이고 있다.

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시변 다중입출력 방송 채널을 위한 채널예측이 적용된 협력 빔형성 시스템 (Coordinated Beamforming Systems with Channel Prediction in Time-varying MIMO Broadcast Channel)

  • 김진;강진환;김상효
    • 한국통신학회논문지
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    • 제36권5C호
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    • pp.302-308
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    • 2011
  • 본 논문에서는 시변 다중 입출력 (multiple-input multiple-output) 방송(broadcast) 채널에서 피드백 양자화와 지연을 고려한 협력 빔형성 (coordinated beamforming: CBF) 시스템을 제안한다. 다중 데이터 스트림을 전송하는 CBF 시스템에 피드백 양자화 기법을 적용하고, 구현 복잡도와 피드백 오버헤드 측면에서 효율적인 CBF 시스템을 제시한다. 또한, 실제적인 무선통신 환경에서 발생하는 피드백 지연에 의한 오류를 최소화하기 위하여 사용자 단말에 선형 채널 예측기를 적용한다. 선형 예측기로 Wiener 필터를 이용하여 피드백 지연시간 후의 미래 채널을 예측하교 이를 토대로 피드백 정보를 생성함으로써 지연된 피드백 정보를 이용하는 CBF 시스템의 성능을 향상시킨다. 모의실험을 통해 다양한 도플러 (Doppler) 주파수의 MIMO 방송 채널에서 양자화와 Wiener 필터를 적용한 CBF 시스템의 향상된 심볼 오율과 합 전송률 성능을 확인한다.

간섭 제거와 수신 성능 향상을 위한 전처리기법을 적용한 LDC기반의 다중 사용자 다중 입출력 시스템 (An LDC-based MU-MIMO System with Pre-coding for Interference Cancellation and Robust Reception)

  • 박명철;조봉균;한동석
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권4호
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    • pp.17-25
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    • 2013
  • 본 논문에서는 다중사용자 다중입출력 시스템에서 대역폭 효율의 감소 없이 페이딩에 대한 수신 성능을 향상시키는 부호화 알고리듬을 제안한다. 기존의 다중사용자 다중입출력 방식으로 사용되는 공간분할다중화 방식은 페이딩 경로에 취약하며, 이를 극복하기 위한 시공간블록부호화 방식은 전송량이 떨어지는 단점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 제안 부호화 알고리듬은 페이딩 환경에 강인하고 전송량이 송신 안테나 개수에 비례하여 증가하는 LDC(linear dispersion code) 기법을 이용하여 송신 심벌을 부호화하고, 예측한 채널 이득의 특이값 분해 값을 LDC 부호화 심벌에 전처리하여 성능을 개선한다. 그리고 컴퓨터 모의실험을 통하여 기존 알고리듬과 제안하는 알고리듬의 성능을 비교 평가한다.

멀티모드 단말기를 위한 셀 경계 지역에서의 SINR 기반 사용자 선택 방법 (Scheduling Method based on SINR at Cell Edge for multi-mode mobile device)

  • 금동현;최승원
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제11권3호
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    • pp.63-68
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    • 2015
  • We consider a cell edge environment. In cell edge, a user interfered by signal which is generated by a base stations not including the user. In cell edge environment, that is, there are inter cell interference (ICI) as well as multi user interference (MUI). Coordinated multi-point transmission (CoMP) is a technique which mitigates ICI between base stations. In CoMP, therefore, base stations can coordinate with each other by sharing user state information (CSI) in order to mitigate ICI. To improve sum rate performance in CoMP, each base station should generate optimal user group and transmit data to users selected in the optimal user group. In this paper, we propose a user selection algorithm in CoMP. The proposed method use signal to interference plus noise ratio (SINR) as criterion of selecting users. Because base station can't measure accurate SINR of users, in this paper, we estimate SINR equation considering ICI as well as MUI. Also, we propose a user selection algorithm based on the estimated SINR. Through MATAL simulation, we verify that the proposed method improves the system sum rate by an average of 1.5 ~ 3 bps/Hz compared to the conventional method.

Optimal Power Allocation and Outage Analysis for Cognitive MIMO Full Duplex Relay Network Based on Orthogonal Space-Time Block Codes

  • Liu, Jia;Kang, GuiXia;Zhu, Ying
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제8권3호
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    • pp.924-944
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    • 2014
  • This paper investigates the power allocation and outage performance of MIMO full-duplex relaying (MFDR), based on orthogonal space-time block codes (OSTBC), in cognitive radio systems. OSTBC transmission is used as a simple means to achieve multi-antenna diversity gain. Cognitive MFDR systems not only have the advantage of increasing spectral efficiency through spectrum sharing, but they can also extend coverage through the use of relays. In cognitive MFDR systems, the primary user experiences interference from the secondary source and relay simultaneously, owing to full duplexing. It is therefore necessary to optimize the transmission powers at the secondary source and relay. In this paper, we propose an optimal power allocation (OPA) scheme based on minimizing the outage probability in cognitive MFDR systems. We also analyse the outage probability of the secondary user in noise-limited and interference-limited environments in Nakagami-m fading channels. Simulation results show that the proposed schemes achieve performance improvements in terms of reducing outage probability.

Application of Genetic Algorithm for Large-Scale Multiuser MIMO Detection with Non-Gaussian Noise

  • Ran, Rong
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제20권2호
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    • pp.73-78
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    • 2022
  • Based on experimental measurements conducted on many different practical wireless communication systems, ambient noise has been shown to be decidedly non-Gaussian owing to impulsive phenomena. However, most multiuser detection techniques proposed thus far have considered Gaussian noise only. They may therefore suffer from a considerable performance loss in the presence of impulsive ambient noise. In this paper, we consider a large-scale multiuser multiple-input multiple-output system in the presence of non-Gaussian noise and propose a genetic algorithm (GA) based detector for large-dimensional multiuser signal detection. The proposed algorithm is more robust than linear multi-user detectors for non-Gaussian noise because it uses a multi-directional search to manipulate and maintain a population of potential solutions. Meanwhile, the proposed GA-based algorithm has a comparable complexity because it does not require any complicated computations (e.g., a matrix inverse or derivation). The simulation results show that the GA offers a performance gain over the linear minimum mean square error algorithm for both non-Gaussian and Gaussian noise.