본 논문에서는 802.11n WLAN 시스템에서 우수한 오류성능을 유지하고 시스템 용량을 개선하기 위해 순환 지연 다이버시티와 블록 대각화 프리코딩 기법을 적용한 다중 사용자 MIMO OFDM 시스템을 제안하였다. 순환 지연 다이버시티(CDD : Cyclic Delay Diversity) 기법은 주파수 다이버시티를 이용하여 OFDM 시스템의 성능을 향상시키는 기법이다. 또한 블록 대각화 프리코딩 기법은 다중 사용자 MIMO 채널 환경에서 만들어진 여러 거지 프리코딩 기법 중 하나로 특이값 분해를 이용하여 zero-forcing을 하는 간단한 방법으로 구성되어 있다. 모의실험 결과를 통해 본 논문에서 제안하는 방법이 기존의 프리코딩을 사용하지 않는 CDD MIMO-OFDM 시스템에 비하여 높은 시스템 용량 성능을 보임을 확인할 수 있다.
OFDMA 상향 시스템은 DVB-RCT를 위해 채택되었는데, OFDM과 동일하게 다중 경로 페이딩 영향에 강하고 성능 열화 없이 수신 가능하다는 이점을 갖는다. 이 시스템의 QoS를 향상시키기 위해 기존의 MIMO시스템이 많이 연구되었으나 다중송수신 안테나를 이용하는 이들 STC, MRC 등은 다중안테나를 사용하는 데에 따른 하드웨어 복잡도 증가, 고비용, 공간상의 제약 등 여러 가지 문제점을 안고 있다. 따라서 이들을 극복하면서 QoS도 만족시킬 수 있는 새로운 기법이 필요하다. 따라서 이 논문에서는 단일 안테나를 사용하는 OFDMA 기반의 DVB-RCT 시스템을 위하여 기존의 다중 송수신 기법들의 단점을 극복하고 현존 시스템을 이용할 수 있는 협동 전송 기법을 제안한다. OFDMA 상향 시스템 기반의 단일 안테나 DVB-RCT 시스템에 제안된 협동 전송 기법을 적용함으로써, 위에서 언급한 기존 기법들의 단점들을 극복하고 MIMO 시스템과 같이 성능을 향상 시킬 수 있다.
본 논문에서는 향후 차세대 통신망으로 예상되는 LTE(Long Term Evolution)와 DCS1800, DCS1900, WCDMA 대역에 적용 가능한 MIMO 안테나를 설계 및 제작하였다. 기존 모노폴 안테나 구조에 MD 매질을 이용하여 저주파 대역인 LTE 대역의 성능을 만족함과 동시에 소형화를 이루고, 고주파 대역인 DCS, WCDMA 대역의 광대역화를 동시에 만족시켰으며 전 대역 우수한 격리도 특성을 나타내었다. 제안된 MIMO 안테나는 LTE 대역과 DCS1800, DCS1900, WCDMA 대역 모두 VSWR < 2 및 격리도 -10 dB 이하를 만족하였고, -1.66 ~ 1.33 dBi의 이득 및 전방향성 방사패턴을 얻었다.
Li, Guangping;Blostein, Steven David;Zhang, Guangchi;Feng, Jiuchao
ETRI Journal
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제34권2호
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pp.264-267
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2012
This letter analyzes the performance of a two-hop MIMO multiuser relay network with a fixed gain amplify-and-forward protocol and antenna selection at the transmitter and receiver. A new expression for the cumulative distribution function of the highest instantaneous end-to-end signal-to-noise ratio is derived. Based on the above result, closed-form expressions for outage probability and bit error rate are presented. Also, the diversity order of the system is determined. Finally, computer simulations are compared to the analytical results, and insights and observations are provided.
Establishment of an efficient routing technique in multiple-input-multiple-output (MIMO) based mobile ad hoc network (MANET) is a new challenge in wireless communication system to communicate in a complex terrain where permanent infrastructure network implementation is not possible. Due to limited power of mobile nodes, a minimum power consumed routing (MPCR) algorithm is developed which is an integration of cooperative transmission process. This algorithm select relay node and support short distance communication. The performance analysis of proposed routing algorithm increased signal to noise interference ratio (SNIR) resulting effect of cooperative transmission. Finally performance analysis of the proposed algorithm is verified with simulated result.
최근 국내외 주요 이동통신 사업자들이 본격적으로 4G 무선표준 방식인 LTE (Long Term Evolution) 서비스를 시작 하면서 LTE 방식을 지원하는 이동단말의 MIMO (Multi Input-Multi Output) OTA (Over The Air) 성능 평가 방법의 필요성이 중요해 지고 있다. LTE 방식은 high packet data rate을 기반으로 한 무선 데이터 서비스이므로 LTE 단말의 Downlink Data throughput 향상을 위한 MIMO 안테나 설계가 매우 중요하다. 본 논문에서는 3GPP (3rd Generation Partnership Project)에서 논의되고 있는 MIMO OTA 측정 시스템 중 하나인 Anechoic chamber 방식에 기반 한 MIMO OTA test system 시스템에 대한 이론 및 실험적인 검증을 수행하고 기존의 antenna의 성능 평가 방법과의 비교를 통해 데이터의 유효성을 검증하였다.
CDMA 방식은 미래의 모바일 네트워크를 위한 다중접속 방식으로 많은 주목을 받고 있으며 높은 무선 용량과 유연한 데이터 전송에 대한장점을 가지고 있다. 그리고 CDMA방식은 실시간 음성 및 비실시간 데이터 서비스를 제공하는 차세대 멀티미디어 시스템 분야에서 ITU에 제안된 주요 기술이다. 본 논문에서는 무선 채널에서 다중 접속 간섭 및 부분 대역 간섭의 제거와 시스템 채널 용량의 증가를 위해 MIMO-MC/CDMA 시스템의 용량을 평가하였다. 최근에 스펙트럼 효율과 링크의 신뢰도를 증가하기 위하여 다중경로를 이용하는 MIMO 방식이 제안되고 있다. 특히, 본 논문에서는 MIMO-MC/CDMA시스템의 채널 용량을 Eb/No, Mc, p, B에 따라서 평가하였다. 얻어진 결과로부터 채널용량을 개선하기 위해서는 신호의 요소들은 서로 무상관이어야하며 만약 부적당한 공간에 의한 상관과 부분 대역 간섭에 의한 주파수 간섭이 발생하만 MIMO-MC/CDMA 시스템의 채널 용량은 상당히 감소하게 됨을 알 수 있었다.
We develop a low complexity cooperative diversity protocol for low energy adaptive clustering hierarchy (LEACH) based wireless sensor networks. A cross layer approach is used to obtain spatial diversity in the physical layer. In this paper, a simple modification in clustering algorithm of the LEACH protocol is proposed to exploit virtual multiple-input multiple-output (MIMO) based user cooperation. In lieu of selecting a single cluster-head at network layer, we proposed M cluster-heads in each cluster to obtain a diversity order of M in long distance communication. Due to the broadcast nature of wireless transmission, cluster-heads are able to receive data from sensor nodes at the same time. This fact ensures the synchronization required to implement a virtual MIMO based space time block code (STBC) in cluster-head to sink node transmission. An analytical method to evaluate the energy consumption based on BER curve is presented. Analysis and simulation results show that proposed cooperative LEACH protocol can save a huge amount of energy over LEACH protocol with same data rate, bit error rate, delay and bandwidth requirements. Moreover, this proposal can achieve higher order diversity with improved spectral efficiency compared to other virtual MIMO based protocols.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제14권10호
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pp.4214-4230
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2020
This paper introduces a pilot allocation scheme for massive MIMO systems based on deep convolutional neural network (CNN) learning. This work is an extension of a prior work on the basic deep learning framework of the pilot assignment problem, the application of which to a high-user density nature is difficult owing to the factorial increase in both input features and output layers. To solve this problem, by adopting the advantages of CNN in learning image data, we design input features that represent users' locations in all the cells as image data with a two-dimensional fixed-size matrix. Furthermore, using a sorting mechanism for applying proper rule, we construct output layers with a linear space complexity according to the number of users. We also develop a theoretical framework for the network capacity model of the massive MIMO systems and apply it to the training process. Finally, we implement the proposed deep CNN-based pilot assignment scheme using a commercial vanilla CNN, which takes into account shift invariant characteristics. Through extensive simulation, we demonstrate that the proposed work realizes about a 98% theoretical upper-bound performance and an elapsed time of 0.842 ms with low complexity in the case of a high-user-density condition.
This paper proposes MIMO two-way cooperative relay scheme to optimize the end to end capacity in wireless multi-hop mesh network. The basic idea is to perform data transmission via multi-hop relay nodes, in equidistant topology, this method is quite efficient. However, on one hand this topology is very rare in practical situation, on the other hand, in real practical situation where the topology is most likely non equidistant, the end to end capacity significantly degrades due to bottleneck link caused by uneven SNR. Moreover, the end to end capacity degrades at high SNR due to overreach interference from far nodes existing in multi-hop relay networks. In this paper, MIMO two-way cooperative relay in the region of non equidistant nodes is found efficient to improve the end to end capacity. The proposed scheme is validated using numerical simulation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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