이 논문에서는 주파수 효율을 높이기 위하여 부분적으로 동일 부반송파를 할당한 MIMO(Multi-Input Multi-Out)-OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 시스템에서 동일 부반송파 간섭과 다중 경로 신호를 제거하기 위한 다중 적응 빔 형성기법을 제안한다. 제안된 기법에 의해 간섭제거 이외에 다중 안테나로 부터 도착된 각 DOA마다 빔 패턴이 형성되어 다이바시티 이득을 얻을 수 있고 지연 시간에 따른 성능열화를 방지 할 수 있다. MIMO-OFDMA 시스템에 제안된 다중 적용 빔 형성기를 적용할 경우 성능 및 제시된 개선 효과를 모의 실험을 통하여 확인한다.
In this paper, we propose P-SRA (Proposed Simplified Resource Allocation) algorithm for efficient resource allocation for real time traffic in MIMO-OFDMA (Multiple Input Multiple Output - Orthogonal Frequency Division Multiple Access) systems with V-BLAST (Vertical-Bell laboratories LAyered Space-Time coding) detector. The proposed P-SRA scheme employs efficient 3 step resource allocation algorithm with plain V-BLAST and no H-ARQ, however it achieves comparable performance of a MIMO-OFDMA system utilizing error compensated V-BLAST and H-ARQ IR scheme.
본 논문에서는 직교 주파수분할 다중화 기반 시스템에서 공간 다양성을 높이기 위한 복잡도가 낮은 다중 안테나 릴레이 전송 방식을 설계한다. 기반이 되는 릴레이 전송 방식은 직교 주파수분할 다중화 신호를 주파수 영역변환 없이 시간 영역에서의 신호 처리만으로 시공간 부호화를 이룸으로써 IFFT와 FFT를 필요로 하지 않는다. 본 논문에서는 기존의 낮은 복잡도를 갖는 시공간 부호화 직교 주파수분할 다중화 릴레이 전송 방식을 상용 직교 주파수분할 다중화 시스템에 호환 기능하도록 전송 방식을 수정하고 다중 릴레이 환경에서 성능 향상을 위한 방법을 안테나별 수신 품질 정보 유무에 따라 제공한다. 제안하는 기법의 성능 평가 결과 다양성 이득이 향상되어 아웃티지 확률과 부호화 비트오류율 줄이는 것을 볼 수 있다. 이에, 직교 주파수분할 다중화 시스템을 적용하는 무선랜 및 해상 통신 시스템에서 서비스 품질 향상 또는 커버리지 확장에 유용할 것으로 판단된다.
본 논문에서는 V-BLAST(Vertical-Bell labs LAyered Space-Time) 검출기를 사용하는 MIMO-OFDM(Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서, 그룹화된 부채널 기반의 간단한 형태의 비트 할당 기법인 SBA-GS(Simplified Bit Allocation based on Grouped Sub-channels)를 제안한다. 2차원 Water Pouring 원리에 기반하여 MIMO-OFDM 시스템 수신단에서 각 부채널별 비트수 및 전력을 결정하여 궤환하는 일반적인 ABPA(Adaptive Bit and Power Allocation)은 비트오율 측면에서 최적의 성능을 보이지만, 수신단에서 송신단으로의 많은 양의 궤환 정보를 필요로 하고 시스템이 복잡하다는 단점을 가진다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 상태가 우수한 각 부채널에 동일한 수의 비트를 할당하여 송신단에서 수신단으로의 궤환 정보량과 시스템 복잡도를 감소시킨 SBA가 제안된 바 있다. 본 논문에서 제안하는 SBA-GS 는 부채널들을 그룹화한 뒤 각 그룹별 부채널들의 펑균 신호대잡음비를 구하여 동일한 변조 방식을 적용하는 SBA를 수행한다. 다양한 차세대 이동통신 채널 환경에서의 모의실험 결과, 지연 확산이 작은 다중 경로 채널의 경우에서는 궤환 정보량을 크게 감소하면서도 SBA와 유사한 결과를 얻을 수 있었 으며, 지연확산이 큰 채널 환경에서는 부채널 그룹화에 따른 BER 성능 열화가 상대적으로 증가하였지만 궤환 정보량 감소와의 절충 관계를 감안할 때 실제 시스템 구현시 고려될 수 있는 우수한 결과를 보임을 확인하였다.
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.
시공간 부호화기법을 가진 MIMO(Multiple-input multiple-output)-OFDM(Orthogonal frequency division multiplexing)은 미래의 무선통신 시스템에서 성능향상을 위한 약속된 기술이다. 그러나 다중 송신기를 가진 다른 사용자에 따른 간섭과 다중경로의 지연신호에 따른 영향으로 성능이 크게 감소된다. 이 논문에서는 MIMO-OFDM 시스템에서 시공간 다이버스티를 유지하면서 이와 같은 간섭신호와 다중경로 지연신호를 효율적으로 제거하기 위하여 MMSE(minimizing the mean squared error) 기반의 pre-FFT 다중 빔형성기법을 제안한다. MIMO-OFDM 시스템에 제안된 다중 빔형성기법을 적용할 경우 성능 개선 효과를 CCI(Cochannel interference)를 가진 다중경로 채널환경에서 모의실험을 통하여 확인한다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제13권4호
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pp.1961-1974
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2019
In this letter, a harmonic-mean-based dual-antenna selection scheme at relay node is proposed in two-way relaying networks (TWRNs). With well-designed distributed orthogonal concatenated Alamouti space-time block code (STBC), a dual-antenna selection problem based on the instantaneous achievable sum-rate criterion is formulated. We propose a low-complexity selection algorithm based on the harmonic-mean criterion with linearly complexity $O(N_R)$ rather than the directly exhaustive search with complexity $O(N^2_R)$. From the analysis of network outage performance, we show that the asymptotic diversity gain function of the proposed scheme achieves as $1/{\rho}{^{N_R-1}}$, which demonstrates one degree loss of diversity order compared with the full diversity. This slight performance gap is mainly caused by sacrificing some dual-antenna selection freedom to reduce the algorithm complexity. In addition, our proposed scheme can obtain an extra coding gain because of the combination of the well-designed orthogonal concatenated Alamouti STBC and the corresponding dual-antenna selection algorithm. Compared with the common-used selection algorithms in the state of the art, the proposed scheme can achieve the best performance, which is validated by numerical simulations.
본 논문은 무선 멀티미디어용 OFDM 시스템에 적용 할 수 있는 송신다이버시티 기술로 전송 효율 및 수신성능을 최대로 하기 위한 방안을 제시한다. 제안된 방법은 MIMO 채널에 적합한 시공간 부호기법으로 STTC(Space-Time Trellis Code)의 성능 분석을 위해 두 가지의 rms 지연확산, 즉 50 nsec, 150 nsec를 고려한 채널 추정에서 시평균을 위한 파라미터 $\alpha$가 0.3, 1인 경우와 하나의 프레임내에서 긴 훈련열 구간으로부터 추정된 채널 값을 해당 프레임에 적용한 경우의 성능을 비교 분석하였다. 실험결과 $\alpha$가 0.3인 경우가 긴 훈련 열만을 이용한 경우보다 BER이 $10^{-3}$에서 1.0dB의 SNR 개선을 가져옴을 알 수 있었으며, 또한 시평균을 위한 것이 그렇지 않은 경우보다 전반적인 성능 개선이 향상된다는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 수중음향 통신환경에서 다중경로에 의한 심볼간 간섭을 제거하기 위한 방법으로 STBC 전송구조를 결합한 FDE 기법을 제시하고, 그 성능을 평가하였다. 이를 위해 수중통신환경을 고려한 수중음향채널을 모델링하였고, 이 채널에 대한 수중통신 모의시험 결과를 제시하였다. 주파수영역 등화의 경우, 전송블록 양쪽에 훈련신호가 추가되는 구조적 특성상 OFDM 기법에 비해 약 4% 정도의 전송률 저하를 보이나 OFDM에 비해 4.4%에서 16.8%(SNR 9dB기준) 향상된 SER 특성을 보였다.
In this paper, we investigate design criteria and the performance of the space-frequency bit-interleaved coded modulation (SF-BICM) systems in frequency-selective Rayleigh fading channels. To determine the key parameters that affect the performance of SF-BICM, we derive the pairwise error probability (PEP) in terms of the determinant of the matrix corresponding to any two codewords. We prove that the bit-interleavers do the function of distributing the nonzero bits uniformly such that two or more nonzero bits are seldom distributed into the symbols that are transmitted in the same frequency bin. This implies that the bit-interleavers transform an SF-BICM system into an equivalent 1-antenna system. Based on this, we present design criteria of SFBICM systems that maximizes the diversity order and the coding gain. Then, we analyze the performance of SF-BICM for the case of 2-transmit antennas and 2-multipaths by deriving a frame error rate (FER) bound. The derived bound is accurate and requires only the distance spectrum of the constituent codes of SF-BICM. Numerical results reveal that the bound is tight enough to estimate the performance of SF-BICM very accurately.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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