• Journal of Communications and Networks
• /
• 제16권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2014

Block diagonalization (BD) has been proposed as a simple and effective technique in multiuser multiple-input multiple-output (MU-MIMO) broadcast channels. However, when channel state information (CSI) knowledge is limited at the transmitter, the performance of the BD may be degraded because inter-user interference cannot be completely eliminated. In this paper, we propose an efficient CSI quantization technique for BD precoded systems with limited feedback where users supported by a base station are selected by dynamic scheduling. First, we express the received signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) when multiple data streams are transmitted to the user, and derive a lower bound expression of the expected received SINR at each user. Then, based on this measure, each user determines its quantized CSI feedback information which maximizes the derived expected SINR, which comprises both the channel direction and the amplitude information. From simulations, we confirm that the proposed SINR-based channel quantization scheme achieves a significant sum rate gain over the conventional method in practical MU-MIMO systems.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제13권3호
• /
• pp.232-239
• /
• 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
• /
• 제32권12C호
• /
• pp.1164-1174
• /
• 2007

본 논문에서는 상향링크 다중사용자 MIMO/FDD 시스템에서 최적 성능을 보이면서 낮은 복잡도를 가지는 안테나 선택 기반 스케줄링 방식을 제안한다. 가장 복잡하면서 가장 우수한 성능을 보이는 스케줄링 알고리즘인 Brute-Force 스케줄러(BFS)의 성능에 근접하면서 복잡도가 현저히 낮은 세 가지 스케줄링 방식을 제안하고 채널용량, 복잡도, SER 관점에서의 성능 비교를 보인다. 실험 결과 제안한 스케줄링 방식 중 CSS(Capacity-Stacking Scheduler)와 SOAS(Semi-orthogonal Antenna Scheduler) 방식은 낮은 복잡도를 유지하면서 BFS와 같은 성능을 보였으며, 좀 더 복잡도를 줄인 RC-SOAS(Reduced Complexity-SOAS)의 경우 안테나 수가 적은 경우에는 BFS 와의 성능차가 거의 없음을 확인하였다. 또한, 스케줄링을 하기 위한 안테나 채별의 집합을 형성하는 방식으로 Full-Set(FS) 방식과 Sub-Set(SS) 방식을 비교하여, SS 방식을 통해 안테나 수가 적은 경우 성능 열화 없이 추가적으로 복잡도의 이득을 얻을 수 있음을 보였다.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제12권2호
• /
• pp.130-139
• /
• 2010

Environmental issues and the need to reduce energy consumption for lowering operating costs have pushed power efficiency to become one of the major issues of current research in the field of wireless networks. This paper addresses a number of multiple input multiple output (MIMO) precoding and scheduling techniques across the PHY and MAC layers that can operate under a reduced link budget and collectively improve the transmit power efficiency of a base station, while maintaining the same levels of service. Different MIMO transmission and precoding schemes proposed for LTE, achieving varying degrees of multiuser diversity in both the time, frequency as well as the space domain, are examined. Several fairness-aware resource allocation algorithms are applied to the considered MIMO schemes and a detailed analysis of the tradeoffs between power efficiency and quality of service is presented. This paper explicitly examines the performance of a system serving real-time, VoIP traffic under different traffic loading conditions and transmit power levels. It is demonstrated that by use of efficient scheduling and resource allocation techniques significant savings in terms of consumed energy can be achieved, without compromising QoS.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제37B권10호
• /
• pp.929-937
• /
• 2012

본 논문에서는 시불변 채널 계수를 가지는 다중 셀 상향링크 네트워크에서 세 가지 종류의 기회적 간섭 관리 기술을 소개한다. 첫째, 각 기지국에서 다른 기지국에게 최소한의 간섭을 발생시키는 사용자 집합을 기회적으로 선택하는 두 가지 기회적 간섭 관리 완화 기술을 제안하고, 자유도 측면에서 성능을 분석한다. 둘째, 각 기지국에서 두 개의 임계값을 기반으로 설계된 스케줄러로 사용자를 기회적으로 선택하는 분산 기회적 스케줄링을 제안하고, 용량 스케일링 측면에서 성능을 분석한다. 마지막으로, 모의실험을 통해 제안하는 기술을 검증한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제29권12A호
• /
• pp.1291-1297
• /
• 2004

본 논문에서는 OFDMA 무선 이동 통신시스템에서 시스템의 수율을 최대화 하면서 비실시간 트래픽 사용자들에게 비례적인 공정성을 제공하기에 적합한 새로운 스케줄링 알고리즘을 제안 하였다. 새로이 제안된 알고리즘은 3GPP2에 적용된 비례공정 (Proportional Fairness) 스케줄링과 채널이득 값들에 대한 소팅 (Sorting) 개념을 응용하여 제안하였다. 비례공정 스케줄링은 OFDMA에서 각 사용자들에게 할당될 부반송파 개수를 계산하는데 응용하였으며, 소팅기법은 계산된 부반송파를 실제 사용자들에게 할당하는데 있어 시스템의 수율을 최대화 하는데 기여하였다. 모의실험을 통해 본 논문에 의해 새로이 제안된 알고리즘이 최대전송선택 알고리즘과 소팅을 하지 않은 경우에 비해 공정성 및 시스템 수율에서 특성이 향상됨을 알 수 있었으며, 또한 제안된 소팅 기법은 기존 사용자간 부반송파의 스와핑을 이용한 반복 순환기법과 비교 시 시스템 평균 수율은 거의 같으나 계산에 따른 부하가 최대 3배까지 개선됨을 알 수 있다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제9권3호
• /
• pp.124-129
• /
• 2009

Although the maximum sum-rate capacity of multiple-input multiple output(MIMO) broadcast channels(BCs) can be achieved by dirty-paper coding(DPC), the results were obtained without fairness considerations in uncorrelated MIMO channels. In this paper, we propose new multiuser scheduling algorithms, which find a best user set for approaching the maximum sum-rate capacity while maintaining fairness among users. We analyze the performance of the proposed algorithms using zero-forcing dirty paper coding(ZF-DPC) in the correlated MIMO BCs for throughput and delay fairness, respectively. Numerical results demonstrate that a large time window can reduce the average throughput difference between users, but it increases head-of-line(HOL) delay jitters in the case of delay fairness.

• Journal of information and communication convergence engineering
• /
• 제8권4호
• /
• pp.393-398
• /
• 2010

For multi-cell environments, coordinated random beamforming technique in multiuser MIMO(multiple-input multiple-output) broadcast channel is considered. In order to mitigate severe interference at receivers, the multi-cell environments might require complex transmitter and receiver design because the scheduler decision based on full channel state information (CSI) in one cell must be intertwined with decision made by other cells' CSI. With limited CSI, however, this paper considers a scheme of randomizing transmitters' beamforming but being coordinated with other cell transmitters. The transmitters in each cell share random beamforming patterns and schedule data transmission within coherent scheduling period. The corandomized beams allow the users to be selected with the highest SINRs even in multi-cell environments. We analyze the performance of the proposed scheme. And numerical results show that the scheme achieves better performance than the conventional random beamforming when applying to multi-cell environments.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제33권1A호
• /
• pp.50-58
• /
• 2008

다중사용자 무선 채널 환경에서 공간분할 다중접속 기법을 사용함으로서 전체 시스템의 전송률을 대폭 증가시킬 수 있다. 송신단에서 정확한 채널정보를 알고 있는 경우, 전송률을 적절하게 조절함으로서 시스템 성능을 보다 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 주파수 선택적 페이딩 특성을 갖는 광대역 무선 채널에서는 채널 부호화를 통해 채널 다이버시티를 활용하여 신뢰성이 높은 데이타 전송이 가능하도록 BIC-OFDM 기술을 사용한다. 본 논문에서는 제한된 궤환정보를 이용한 기회적 스케줄링 기법과 결합된 적응 변조 시스템을 제안하고자 한다. 제안된 기법은 주파수 다이버시티와 다중 사용자 다이버티시를 이용하여 링크 성능을 항샹시킬 수 있다. 또한, 적은양의 궤환정보를 위해 모든 부채널 대신 하나의 OFDM심볼을 기준으로 적응 변조 기법을 사용한다. 모의 실험에서는 본 논문에서 제안한 기법이 적절한 계산복잡도를 가지면서도 상당한 링크 성능 향상이 있음을 보여주고자 한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제41권11호
• /
• pp.1639-1644
• /
• 2016

본 논문에서는 802.11.ac규격 기반의 WiFi 서비스에서 간섭정렬 알고리즘의 적용에 따른 성능 향상을 평가하기 위해 스케줄러를 연동한 물리계층 시뮬레이터를 구성하고 이를 이용하여 수행한 모의실험 결과를 제시한다. 특히, 완전한 채널정보을 가정하고 [13]에서 제안된 SLNR(Signal-to-Leakage-interference-and-Noise Ratio) 기반의 간섭 정렬 기술과 다중사용자 빔형성을 사용한 시간공유 기술을 비교하였고, 결과적으로, 비례공평 스케줄러 하에서 간섭정렬 기술이 시간 공유 기술 대비 70%~100% 정도의 수율 이득이 있음을 확인하였다.