• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권7호통권361호
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• pp.59-69
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• 2007

본 논문에서는 미래형 이동통신 시스템에서 셀 경계와 같이 반송파대간섭전력비 (Carrier-to-Interference Ratio; CIR)가 낮은 열악한 채널 환경에서 하향링크 실시간 트래픽의 전송 성능 개선을 위한 안테나 선택을 이용한 Grassmannian Beamforming 기반의 MIMO-OFDMA (Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템을 본 저자들은 제안하고자 한다. 제안된 시스템에서는 Beamforming 적용으로 인한 상향링크로의 과도한 궤환 정보량이 시스템 주파수 효율 성능을 떨어뜨리는 문제점을 보완하기 위해 Codebook 기반의 Grassmannian Beamforming을 적용하고, 이와 더불어 기지국의 모든 송신 안테나를 사용하지 않고 특정 안테나만을 사용하여 Codebook Size를 줄이면서도 주파수 효율 성능을 향상시킬 수 있는 안테나 선택 기법을 제안한다. 제안된 시스템에서는 Beamforming을 수행하기 위해 최대 MRT(Maximum Ratio Transmission) 이득을 가지는 최적의 송신 안테나 조합이 선택된다. 모의실험 결과, 제안된 시스템은 기지국의 모든 안테나를 사용하여 Beamforming을 수행한 경우보다 향상된 주파수 효율 성능을 보이며, 상향링크의 궤환 정보량을 감안하더라도 Pseudo-Orthogonal Space Time Block Code를 사용하는 전형적인 개방루프형 MIMO-OFDMA 시스템에 비해 낮은 CIR 영역에서 월등히 개선된 주파수 효율 성능을 보임을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권1호
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• pp.280-294
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• 2023

Unmanned aerial vehicles (UAVs) and millimeter-wave frequencies play key roles in supporting 5G wireless communication systems. They expand the field of wireless communication by increasing the data capacities of communication systems and supporting high data rates. However, short wavelengths, owing to the high millimeter-wave frequencies can cause problems, such as signal attenuation and path loss. To address these limitations, research on high directional beamforming technologies continue to garner interest. Furthermore, owing to the mobility of the UAVs, it is essential to track the beam angle accurately to obtain full beamforming gain. This study presents a beam tracking method based on the unscented Kalman filter using hybrid beamforming. The simulation results reveal that the proposed beam tracking scheme improves the overall performance in terms of the mean-squared error and spectral efficiency. In addition, by expanding analog beamforming to hybrid beamforming, the proposed algorithm can be used even in multi-user and multi-stream environments to increase data capacity, thereby increasing utilization in new-radio multiple-input multiple-output orthogonal frequency-division multiplexing systems.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권12A호
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• pp.1214-1222
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• 2006

본 논문에서는 orthogonal frequency-division multiple-access 스마트 안테나 시스템을 위한 효율적인 도래각 추정 기반의 적응 빔 형성 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 추정된 도래각 정보를 이용하여 원하는 신호의 방향으로 주 빔 (main beam)을 형성하는 반면, 간섭 신호의 방향에는 null을 형성함으로써 간섭 신호를 효율적으로 제거한다. 또한, 다중 경로 신호에 대한 빔 형성 출력들을 효율적으로 결합함으로써 공간 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 제안된 알고리즘의 효율성을 입증하기 위해 셀룰러 이동통신 환경에서 WiBro 시스템을 목표 시스템 (target system)으로 설정하여 알고리즘의 성능을 분석하고 least-sqaures 빔 형성 알고리즘과 성능을 비교한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.11-19
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• 2021

본 논문에서는 주파수 효율적으로 다중 유니캐스트와 멀티캐스트 스트림을 동시에 전송하기 위한 채널정렬 기반 비직교 다중접속 방법을 제안한다. 이 방법에서 멀티캐스트 클러스터 내 수신기들은 자신의 채널을 정렬하는 수신 빔포밍 벡터를 채용하고 기지국은 정렬된 채널 정보를 이용하여 멀티캐스트 클러스터 간 간섭을 제거하는 송신 빔포밍 벡터를 설계한다. 유니캐스트 수신기들은 송신 빔포밍 벡터와 결합된 유효수신채널 정보를 이용하여 유니캐스트 수신기 간 간섭을 제거하는 수신 빔포밍 벡터를 설계한다. 제안한 방법은 간섭을 효과적으로 제거하여 높은 SNR 영역에서 기존의 직교 다중접속 방법보다 높은 총합 데이터 율을 달성한다. 또한 제안한 비직교 다중접속 방법과 기존의 직교 다중접속 방법의 장점을 결합하는 하이브리드 방법을 제안한다. 이 방법은 채널상태에 따라 적응적으로 낮은 SNR 영역에서는 수신신호전력을 향상하는 기존의 직교 다중접속 방법을 적용하고 높은 SNR 영역에서는 효과적으로 간섭을 제거하는 제안한 비직교 다중접속 방법을 적용한다. 이를 통해 제안한 하이브리드 방법은 전체 SNR 영역에서 우수한 총합 데이터율을 달성한다.

• ETRI Journal
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• 제34권6호
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• pp.879-884
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• 2012

When the number of users is finite, the performance improvement of the orthogonal random beamforming (ORBF) scheme is limited in high signal-to-noise ratio regions. In this paper, to improve the performance of the ORBF scheme, the user set and transmit power allocation are jointly determined to maximize sum rate under the total transmit power constraint. First, the transmit power allocation problem is expressed as a function of a given user set. Based on this expression, the optimal user set with the maximum sum rate is determined. The suboptimal procedure is also presented to reduce the computational complexity, which separates the user set selection procedure and transmit power allocation procedure.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제55권3호
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• pp.119-123
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• 2006

The orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) technique is well known to be robust against the frequency-selective fading in wireless channels. It is due to the exploitation of a guard interval that is inserted at beginning of each OFDM symbol. Based on the conventional OFDM and a polyphase filtered orthogonal frequency division multiplexing (PF-OFDM) technique, we developed an adaptive beamforming algorithm for antenna arrays. The proposed algorithm would lead to an efficient use of channel, since it is possible to eliminate a guard interval and also easily suppress interchannel interference at the same time. In this paper, a series of computer simulations have been provided to show the performance of the proposed system.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권8A호
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• pp.827-835
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• 2007

본 논문은 ECMA(European Computer Manufacturers Association) 표준의 MB-OFDM(MultiBand-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) UWB 시스템에 AAS(Adaptive Antenna Systems)를 적용함으로써 데이터 전송범위를 확장하는 방법을 제안하고, ECMA UWB 시스템의 다중 접속 방법으로 사용되는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 환경에서 AAS를 적용할 때 발생하는 음영 빔 문제를 해결하기 위해 보완 빔 형성 방법을 제안한다. 제안된 보완 빔은 그람-슈미츠(Gram-Schmidt) 직교화 방법을 이용하여 주 빔에 간섭을 주지 않고 빔 음영 지역의 노드들이 채널의 사용 유무를 감지할 수 있도록 하였으며, 주 빔을 형성할 때 다양한 빔 형성 알고리즘의 적용이 가능한 장점이 있다. 전산 모의실험을 통하여 제안된 AAS 및 보완 빔 방법이 480Mbps 데이터 전송 속도의 데이터 전송 범위를 2m에서 3.95m로 증가시키고, 일반적인 ECMA UWB AAS 시스템에 비해 시스템 전송률을 약 20%정도 향상시키는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권11A호
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• pp.1013-1020
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• 2008

코그니티브 라디오(cognitive radio) 기술 중 같은 지역에서 코그니티브 사용자와 우선사용자가 주파수를 공유하여 사용하는 방법은 단위 지역 당 주파수 사용효율을 향상시킬 수 있는 중요한 기술로 인식되고 있다. 본 논문에서는 코그니티브 라디오 시스템이 우선사용자에게 간섭을 미치지 않으며 동일 지역에서 우선사용자와 주파수를 공유할 수 있는 직교 빔 형성 방법을 제안한다. 제안된 방법은 우선사용자의 채널상태정보(channel state information)로부터 얻어진 부공간에 직교하는 코그니티브 라디오 사용자를 위한 부공간을 형성함으로써 우선사용자에게 간섭을 주지 않으며 주파수를 공유할 수 있는 코그니티브 라디오 사용자를 위한 다중 빔을 생성한다. 그러고, 코그니티브 라디오 시스템의 합 용량을 증가시키기 위해 기회적 무선자원할당 기법을 적용하였다. 전산모의 실험을 통해 제안된 주파수 공유 방법이 우선사용자에게 간섭을 주지 않음을 보였고 코그니티브 라디오 기지국이 2개의 안테나를 사용할 경우 시스템 합용량이 일반 셀룰라 시스템의 빔 포밍을 적용한 결과와 유사하게 사용자 20명에서 최대 2.72bps/Hz를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.19-20
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• 2006

In this paper, to reduce uplink feedback information for the beam weight and simultaneously maintaining the performance, we propose a MIMO-OFDM (Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system based on beamforming with antenna selection. In the proposed system, to perform the beamforming with more useful transmit antennas, the optimal combination of transmit antennas with maximum MRT (Maximum Ratio Transmission) beamforming gain is selected. Simulation results reveal that the proposed MIMO-OFDM system adopting the beamforming with antenna selection can reduce the feedback information for the beam weights as compared to the system using all the transmit antennas without serious degradation of system performance.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권9호
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• pp.1-8
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• 2007

이 논문에서는 다중 사용자 환경에서 성능을 향상시키는 MIMO(Multi-Input Multi-Out)-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템의 수신기 구조와 이 구조에 적합한 적응 빔 형성기법을 제안하고 성능을 분석한다. MIMO-OFDM수신기에 Pre-FFT적응 빔 형성기법을 제안 함으로서 원하는 사용자에게 송신 안테나 수만큼 빔 패턴이 형성되어 CCI에 의한 간섭이 제거되고 다이바시티 이득을 얻을 수 있어 MIMO-OFDM의 성능이 크게 향상된다. MIMO-OFDM 시스템에 제안된 적응 빔 형성기를 적용할 경우 성능 개선 효과를 모의 실험을 통하여 확인한다.