IEEE 802.11n is an ongoing next-generation WLAN(Wireless Local Area Network) standard that supports a very high-speed connection with more than 100Mb/s data throughput measured at the MAC(Medium Access Control) layer. Study trends of IEEE 802.11n show two aspects, enhanced data throughput using aggregation among packets in MAC layer, and better data rates adapting MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) in PHY(Physical) layer. But, the former doesn't consider wireless channel and the latter doesn't consider aggregation among packets for reality. Therefore, this paper analyzes data throughput for IEEE 802.11n considering MAC and PHY connection. A-MPDU(Aggregation-MAC Protocol Data Unit) and A-MSDU(Aggregation-MAC Service Unit) is adapted considering multi-service in MAC layer, WLAN MIMO TGn channel using SVD(Singular Value Decomposition) is adapted considering MIMO and wireless channel in PHY layer. Consequently, Simulation results shows throughput between A-MPDU and A-MSDU. Also, We use Ns-2(Network simulator-2) for reality.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.19
no.1
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pp.77-82
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2015
Recently, multi-user massive MIMO (MU-Massive MIMO) network has attracted a lot of attention as a technology to accommodate explosively increasing mobile data traffic. However, the MU-Massive MIMO network causes a tremendous hardware complexity in a base station and computational complexity to select optimal set of users. In this paper, we thus propose a simple algorithm for selecting antennas and users while reducing the hardware and computational complexities simultaneously. The proposed scheme has a computational complexity of $O((N-S_a+1){\times}min(S_a,K))$, which is significantly reduced compared to the complexity of optimal scheme based on Brute-Force searching, $$O\left({_N}C_S_a\sum_{i=1}^{min(S_a,K)}_KC_i\right)$$, where N, $S_a$, and K denote the number of total transmit antennas, the number of selected antennas, and the number of all users, respectively.
We present a low-density parity-check (LDPC)-based, threaded layered space-time-frequency system with emphasis on the iterative receiver design. First, the unbiased minimum mean-squared-error iterative-tree-search (U-MMSE-ITS) detector, which is known to be one of the most efficient multi-input multi-output (MIMO) detectors available, is improved by augmentation of the partial-length paths and by the addition of one-bit complement sequences. Compared with the U-MMSE-ITS detector, the improved detector provides better detection performance with lower complexity. Furthermore, the improved detector is robust to arbitrary MIMO channels and to any antenna configurations. Second, based on the structure of the iterative receiver, we present a low-complexity belief-propagation (BP) decoding algorithm for LDPC-codes. This BP decoder not only has low computing complexity but also converges very fast (5 iterations is sufficient). With the efficient receiver employing the improved detector and the low-complexity BP decoder, the proposed system is a promising solution to high-data-rate transmission over selective-fading channels.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.12
no.5
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pp.2063-2081
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2018
A resource allocation algorithm is proposed in this paper to simultaneously minimize the total system power consumption and maximize the system throughput for the downlink of multi-user multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) systems. With the Lagrange dual decomposition method, we transform the original problem to its convex dual problem and prove that the duality gap between the two problems is zero, which means the optimal solution of the original problem can be obtained by solving its dual problem. Then, we use convex optimization method to solve the dual problem and utilize bisection method to obtain the optimal dual variable. The numerical results show that the proposed algorithm is superior to traditional single-objective optimization method in both the system throughput and the system energy consumption.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.13
no.6
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pp.2859-2872
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2019
Interference alignment (IA) has been a powerful approach to achieve the maximum degree of freedom (DoF) for K users multiple-input-multiple-output (MIMO) interference channels. However, due to the feasibility constraint, aligning all the interference signals at each receiver is impractical for large K without symbol extension. In this paper, we propose two best-effort interference alignment (BEIA) schemes that the network selects the maximum number of interfering transmitters to align their signals given the feasibility conditions when each transmitter-receiver pair has a constant number of data streams. Besides, in case of not all interfering signals aligned at each receiver, an upper bound of the average throughput is derived. Simulation results show that the proposed schemes have superiority over the traditional methods, such as time division multiple access (TDMA) and cluster IA(CIA), in low and moderate signal-to-noise ratio (SNR) region in terms of average user throughput. In addition, the proposed max-min relative interference distance alignment scheme outperforms the proposed scheme of equal interfering transmitters number alignment in terms of both average user throughput and minimum user throughput.
A water wall system is one of the most important components of a boiler in a thermal power plant, and it is a nonlinear Multi-Input and Multi-Output (MIMO) system, with 6 inputs and 3 outputs. Three models are developed and comp for the controller design, including a linear model, a multilayer feed-forward neural network (MFNN) model and an Echo State Network (ESN) model. First, the linear model is developed by linearizing a given nonlinear model and is analyzed as a function of the operating point. Second, the MFNN and the ESN are developed by using training data from the nonlinear model. The three models are validated using Matlab with nonlinear input-output data that was not used during training.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.33
no.5A
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pp.487-493
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2008
In this paper, we consider coded layered space-time architecture in MIMO-OFDM channels. Vertical Bell Lab Layered Space-Time(V-BLAST) scheme employing ordered successive interference cancellation(OSIC) algorithm provides very high spectral efficiency with low computational complexity. However, the error propagation is a major drawback constraining the overall performance of the V-BLAST system significantly. Based on this problem, we derive an improved detector using soft bit log-likelihood ratio(LLR) value. Simulation results show that the proposed detector outperforms the conventional V-BLAST scheme under spatially uncorrelated as well as correlated fading channels.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.9
no.8
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pp.3054-3067
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2015
The phenomena of higher channel cross polarization discrimination (XPD) is mainly observed for future wireless technologies such as small cell network and massive multiple-input multiple-output (MIMO) system. Therefore, utilization of high XPD is very important and space-polarization division multiple access (SPDMA) with dual-polarized MIMO system could be a suitable solution to high-speed transmission in high XPD environment as well as reduction of array size at base station (BS). By SPDMA with dual-polarized MIMO system, two parallel data signals can be transmitted by both vertically and horizontally polarized antennas to serve different mobile stations (MSs) simultaneously compare to conventional space division multiple access (SDMA) with single-polarized MIMO system. This paper analyzes the performance of SPDMA for maximum ratio transmission (MRT) in time division duplexing (TDD) system by proposed dual-polarized MIMO spatial channel model (SCM) compare to conventional SDMA. Simulation results indicate that how SPDMA utilizes the high XPD as the number of MS increases and SPDMA performs very close to conventional SDMA for same number of antenna elements but half size of the array at BS.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.12
no.8
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pp.3589-3605
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2018
In this paper, we investigate an individual channel estimation problem for multiple-input multiple-output (MIMO) two-way amplify-and-forward (AF) relay networks. To avoid self-interference during the estimation of the individual MIMO channels, a novel blind interference cancellation (BIC) approach is proposed based on an orthogonal preceding framework, where a pair of orthogonal precoding matrices is utilized at the source nodes. By designing an optimal decoding scheme, we propose to decompose the bidirectional transmission into a pair of unidirectional transmissions. Unlike most existing approaches, we make the practical assumption that the nonreciprocal MIMO channel and the mutual interference of multiple antennas are both taken into consideration. Under the precoding framework, we employ an orthogonal superimposed training strategy to obtain the individual MIMO channels. However, the AF strategy causes the noise at the terminal to be the sum of the local noise and the relay-propagated noise. To remove the relay-propagated noise during the estimation of the second-hop channel, a partial noise-nulling method is designed. We also derive a closed-form expression for the total mean square error (MSE) of the MIMO channel from which we compute the optimal power allocation. The simulation results demonstrate that the analytical and simulated curves match fully.
Journal of electromagnetic engineering and science
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v.19
no.1
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pp.20-30
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2019
A wide-band multiple-input multiple-output (MIMO) antenna with dual-band (2.4 and 5 GHz) operation is proposed for premium indoor access points (IAPs). Typically, an omni-directional pattern is used for dipole antennas and a directional radiation pattern is used for patch antennas. In this paper, both antenna types were used to compare their performance with that of the proposed $2{\times}2$ MIMO antenna. We simulated and measured the performance of the MIMO antenna, including the isolation, envelope correlation coefficient (ECC), mean effective gain (MEG) for the IAPs, and the throughput, in order to determine its communication quality. The performance of the antennas was analyzed according to the ECC and MEG. The proposed antenna has sufficient performance and excellent characteristics, making it suitable for IAPs. We analyzed the communication performance of wireless networks using the throughput data of a typical office environment. The network throughput of an 802.11n device was used for the comparison and was conducted according to the antenna type. The results showed that the values of the ECC, MEG, and the throughput have unique characteristics in terms of their directivity, antenna gains, isolation, etc. This paper also discusses the communication performance of various aspects of MIMO in multipath situations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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