• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권5호
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• pp.2102-2123
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• 2016

This paper considers a channel estimation scheme for millimeter-wave multiuser multiple-input multiple-output systems. According to the proposed method, parts of the beams are selected and the channel parameters are estimated according to the sparsity of channels and the orthogonality of the beams. Since the beams for each channel become distinct and the signal power increases with the increased number of antennas, the proposed approach is able to achieve good estimation performance. As a result, the sum rate can be increased in comparison with traditional approaches, and channels can be estimated with fewer pilot symbols. Numerical results verify that the proposed approach outperforms traditional approaches in cases with large numbers of antennas.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권5C호
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• pp.398-405
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• 2005

다중 사용자 검출 기법을 기반으로 하는 무선 통신 수신기는 단일 사용자 검출 기법에 비해 더욱 정확한 채널 추정을 필요로 한다. 추정 채널 계수 중에서 잡음 성분만을 포함하는 계수를 제거함으로써 더욱 정확한 채널 응답을 추정해 내기 위한 방법으로 주 경로를 선택하는 기법이 있다. 일반적으로 주 경로를 선택하기 위해서는 잡음과 간섭의 전력을 먼저 추정한 후에 그 값과 상대적인 문턱값을 기준으로 하여 신호의 유무를 판단하는 기법이 사용된다. 본 논문에서 제안된 적응적 주 경로 선택 기법은 문턱값 기법을 반복적으로 수행하며 각 반복 단계에서 계산된 오차로 반복 지속 여부를 판단하기 때문에 반복 횟수가 채널 환경에 따라서 적응적으로 변화한다. 제안된 기법의 반복에 의한 처리 속도 지연은 상대적으로 무시할 수 있을 정도로 작고, 하드웨어 복잡성의 증가가 거의 없이 보다 정확한 잡음 전력의 추정치를 얻을 수 있는 장점을 갖고 있다. 제안된 기법의 다중 사용자 기반 3GPP TDD 환경에서의 실험 결과는 BER 성능의 향상을 보이지는 않지만 잡음 및 간섭 전력 추정의 오류는 $10\%$정도이며 이는 최대 $50\%$의 오류를 갖는 일반적인 방법에 비해 현저히 낮다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권10A호
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• pp.992-1003
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• 2007

본 논문에서는 OFDM 시스템에서 심볼 타이밍 옵셋이 존재하는 경우에도 채널 추정 성능의 열화가 발생하지 않는 파일럿 톤 기반의 채널 추정 기법을 제안한다. 제안된 채널 추정 기법은 기존의 보간법을 사용하여 채널을 추정하는 기법들과는 달리 크기와 위상에 대하여 최소의 계산량을 사용하여 각각 보간을 함으로써 채널 추정을 수행한다. 제안된 기법에서는 미세 심볼 타이밍 옵셋을 사전에 추정할 필요가 없으며, 위상을 보간하기 위하여 일반적으로 사용되는 삼각함수 연산을 사용하지 않기 때문에 복잡도를 크게 줄일 수 있다. 제안된 채널 추정 방식은 OFDM 시스템에서 존재하는 심볼 타이밍 옵셋에 영향을 받지 않기 때문에, OFDM 기반 통신시스템의 동기화 절차에서 미세 심볼 타이밍 옵셋 추정 과정의 생략, 상향링크에서 다중사용자의 심볼 타이밍 옵셋 추정 과정의 생략, 멀티 흡 릴레이 시스템에서의 채널 추정 등에 직접 이용될 수 있다. 모의실험을 통하여 제안된 채널 추정기법이 기존의 파일럿 톤 기반의 채널 추정 기법들에 비하여 심볼 타이밍 옵셋이 존재하는 상황에서 성능 개선이 크게 이루어짐을 확인한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권4C호
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• pp.414-423
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• 2009

본 논문은 최대 전송률에 가까운 성능을 보이는 선형 preceding 기법을 제안한다. MMSE preceding은 ZF preceding 방식보다 우수한 평균 자승 오차 성능을 가진다. 반면 MMSE preceding 방식의 전송률은 낮은 SNR 범위에서는 ZF 방식에 비해 개선된 성능을 보여주지만 높은 SNR에서는 오히려 성능 열화현상을 보인다. 이와 같은 사실에 착안하여 본 논문에서는 최대 전송률에 근접하는 선형 preceding 기법을 제안한다. 제안된 방식은 ZF precoding방식에서 사용되는 역행렬 연산을 전송율이 최대화될 수 있도록 정규화하는 방식이고 이를 위한 간단한 수치 알고리즘이 제안된다. 또한 그 과정에서 낮은 복잡도를 가지는 간단한 전력 재할당에 의한 정규화 방식이 제안된다. 시뮬레이션과 성능분석을 통해 제안된 방식이 모든 SNR 범위에서 기존의 ZF preceding 방식과 MMSE preceding방식보다 높은 전송률을 가짐을 보인다. 또한 제안된 방식은 채널 추정 오차가 존재하는 경우에도 기존의 선형 preceding 방식들과 비교하여 성능 이득을 유지하면서 채널 추정 오차에 강인함을 가진다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권4호
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• pp.352-361
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• 2013

Combining multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) with a massive number of transmit antennas (massive MIMO-OFDM) is an attractive way of increasing the spectrum efficiency or reducing the transmission energy per bit. The effectiveness of Massive MIMO-OFDM is strongly affected by the channel state information (CSI) estimation method used. The overheads of training frame transmission and CSI feedback decrease multiple access channel (MAC) efficiency and increase the CSI estimation cost at a user station (STA). This paper proposes a CSI estimation scheme that reduces the training frame length by using a novel pilot design and a novel unitary matrix feedback method. The proposed pilot design and unitary matrix feedback enable the access point (AP) to estimate the CSI of the signal space of all transmit antennas using a small number of training frames. Simulations in an IEEE 802.11n channel verify the attractive transmission performance of the proposed methods.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권8C호
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• pp.617-626
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• 2008

기회적 빔포밍(OBF)은 채널이 거의 변하지 않는 환경에서도 기지국에서 랜덤 빔을 발생시켜서 인위적으로 다중 사용자 다이버시티 이득을 얻는 기법이며, 궤환 정보량도 순시 SNR 정보만을 필요로 한다. 이러한 이점에도 불구하고 수신단에서의 채널 추정 오류는 부정확한 순시 SNR의 원인이 된다. 특히 추정된 SNR에 의해 선택된 AMC 레벨이 실제 채널 용량보다 큰 전송율을 요구할 때는 패킷의 손실이 불가피 하다. 본 논문에서는 채널 추정 성능을 고려하여 계산한 보수적 인자를 이용해 추정된 SNR을 인위적으로 감소시킴으로써 성능 저하를 방지하는 보수적 링크 적응 방식을 제안한다. 제안된 보수적 인자는 실제 채널 SNR과 감소된 추정 SNR의 차이의 최대값의 분산을 최소화 하도록 계산된다. 이를 위해 실제 채널 SNR과 추정된 SNR의 차이의 통계량을 수학적으로 분석하였다. 실제 LS 추정기를 적용한 컴퓨터 시뮬레이션 결과 채널 추정 오류가 있는 상황에서 제안된 방식이 추정 오류로 저하된 평균 수율 성능을 두 배 이상 향상시키고, 비례적 공정 스케줄러의 공평성 성능을 손상시키지 않음도 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.55-61
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• 2001

본 논문에서는 cdma2000 규격을 채용한 역방향 링크 동기식 DS-CDMA 시스템을 시뮬레이션 하여 시스템의 성능을 분석하였고, 파일롯 채널과 정보 채널 즉, 기존의 트래픽 채널간의 최적 전력비를 구하였다. cdma2000 시스템은 기존의 IS-95와는 달리 파일롯 채널을 이용하여 페이딩 채널을 추정하고 이를 이용하여 채널 환경에 의한 수신신호의 위상변화를 보강해 준다. 채널 추정길이 31pcg 심볼에서 파일롯 채널과 트래픽 채널의 최적 전력비를 구하였다. 또한 시스템에 전력 제어를 적용하여 목표 FER을 만족시키기 위한 required Eb/No를 구하였고, 다중의 사용자가 고속의 데이터를 동시에 전송할 때의 성능을 분석하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.776-781
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• 2005

본 논문은 수신된 채널 정보를 이용하여 각 사용자의 성상도와 전력, 송신 안테나를 선택함으로써 중저속 이동체를 위한 환경에서의 MIMO 다중 사용자 시스템에서 성능을 분석한다. 각 사용자의 성상도와 전력, 선택되는 송신 안테나는 주어진 목표 심벌 에러 확률에서 각 사용자의 정보량과 채널의 추정 정보에 따라 MMSE, V-Blast 수신기에서 요구되는 SNR이 최소화 되도록 결정한다. 또한 중저속 이동체 환경에서의 MIMO 시스템의 상향링크 채널을 통해 기지국으로부터 유저들에게 전송하는 무선 채널 정보를 안테나 선택기법으로 전력제어를 할 때 시스템 성능을 분석한다. 모의실험을 통해, 송신 안테나를 모두 사용하여 데이터를 전송하는 것보다 선택 알고리즘을 사용하여 데이터를 전송하는 것이 독립 페이딩 채널뿐만 아니라 상관 채널에서도 상당한 성능 개선이 있음을 확인 할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.437-443
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• 2008

본 논문에서는 다중사용자 환경의 상향링크 가상적 MIMO-OFDM 시스템 기반 하에서 정보 이론적인 관점에서의 합 전송률을 최대화 할 수 있는 최적의 사용자 수에 대하여 분석하였다. 다중 안테나 기반의 기지국과 단일 안테나용 단말기를 기반으로 하고 있으며 주파수 비선택적 블록 페이딩 및 시변 페이딩 채널 하의 파일럿 기반의 채널 추정 방식을 가정하였다. 이론적 분석을 통하여 낮은 SNR 영역에서 다중화 이득과 파일럿 오버헤드 간의 트레이드오프가 있음을 증명하였고 동일한 파일럿 및 신호 전력이 주어질 때, 주파수 비선택적 블록 채널에서의 시스템 성능을 최대화 하는 최적의 사용자 수는 min ($N_r$,LT/2)으로 결정되는 반면, 페이딩 채널에서는 min($N_r$, ${\lfloor}{\sqrt{LT+1}}-1{\rfloor}$)으로 접근함을 보여 준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1167-1173
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• 2005

본 논문에서는 DS-CDMA 신호들의 코드 타이밍을 획득하기 위하여 안테나 어레이의 이용에 관한 내용을 다루고자 한다. 다중 사용자 환경의 시변 Rayleigh 페이딩 채널 하에서 다중의 고정 빔들을 기존의 MUSIC 동기 획득 방법에 적용함으로서 동기 획득 확률들을 평가한다. 전 방위각 영역을 공간 필터링을 위해서 안테나의 수만큼 나누어서 각각의 고정 빔이 각 방위각 구역을 맡도록 한다. 간섭 신호 억제 능력을 가진 고정 빔들은 부가적인 자유도를 제공한다. 그리하여 단 하나의 안테나를 사용하는 기존의 MUSIC 알고리즘보다 더 많은 사용자들의 동기 획득을 위해서 다중 빔 기반의 MUSIC 추정기를 사용할 수 있도록 한다. 이러한 다중 빔 기반의 부분공간 접근 방법을 다중 사용자 시나리오에서 단 하나의 안테나를 사용하는 MUSIC 기법의 성능을 상당히 개선할 수 있음을 검증하기 위해서 시뮬레이션을 수행한다.