• 한국통신학회논문지
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• 제40권3호
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• pp.425-431
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• 2015

빔 공간 Multiple-Input Multiple Output(MIMO) 시스템은 단일 Radio Frequency(RF)-체인을 가지는 Electronically Steerable Parasitic Array Radiator(ESPAR) 안테나를 이용하여 다수의 데이터를 동시에 전송할 수 있는 시스템이다. 단일 안테나, 단일 RF-체인을 사용하는 ESPAR 안테나의 특성에 의해 빔 공간 MIMO 시스템은 기존 MIMO 시스템에 비해 시스템의 복잡도가 줄어들고 안테나의 소형화가 가능하다. 기존에는 빔 공간 MIMO 시스템을 사용하여 단일 반송파를 전송하는 연구만이 진행되었다. 따라서 본 논문에서는 다중 반송파를 전송하기 위해 Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) 기반의 빔 공간 MIMO 시스템을 제안하고 성능을 분석하였다. 제안하는 빔 공간 MIMO 시스템은 기생소자의 리액턴스 값에 의해 Bit Error Rate(BER) 성능이 변화하기 때문에 최적의 성능을 가지는 리액턴스 값을 찾고, 이때의 BER 성능이 기존의 MIMO OFDM 시스템의 성능과 유사한 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권2호
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• pp.77-85
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• 2014

최근 대용량, 초고속 통신 서비스의 비중이 높아짐에 따라 배열 안테나를 사용하는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 시스템의 활용이 중요하게 평가되고 있다. 하지만 기존의 MIMO 시스템은 다수의 안테나를 사용하기 때문에 안테나의 개수만큼 RF(Radio Frequency) 체인이 요구되며, 이로 인해 복잡도와 전력 소모가 크다는 단점을 가진다. 이러한 기존 MIMO 시스템의 단점을 해결하기 위해서 단일 능동 소자와 다수의 기생 소자를 이용하는 방식의 ESPAR(Electronically Steerable Parasitic Array Radiator) 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템은 단일 RF 체인으로 구성되어 있기 때문에 기존 MIMO 시스템의 단점을 해결할 수 있다. 본 논문에서는 시스템의 보안성을 향상시키기 위해 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식의 ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템에 비예측성, 비주기성, 구현의 용이성, 민감한 초기조건 등의 특징을 가지고 있는 카오스 통신 알고리즘을 적용하여 QPSK 변조 방식의 ESPAR 안테나를 사용하는 카오스 빔 공간 MIMO 시스템을 구성하고 성능을 평가한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권10호
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• pp.885-892
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• 2013

최근 기존의 배열 안테나를 사용하는 MIMO(multi-input multi-output) 시스템의 단점을 극복하기 위하여 1개의 능동 소자와 주변의 기생 소자를 이용하는 ESPAR(electronically steerable parasitic array radiator) 안테나에 대한 연구가 이루어지고 있다. 이 안테나의 가장 큰 장점은 단지 1개의 RF(radio frequency) chain만을 사용하는 것이다. 단일 RF chain을 사용하기 때문에 하드웨어 복잡도가 높지 않다. ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템의 경우 각각의 직교 기저 패턴에 심볼을 맵핑하여 송신한다. 본 논문에서는 저 복잡도, 저 전력의 MIMO 시스템을 위해 단일 RF chain을 사용하는 ESPAR 안테나를 이용하여 시스템을 구성하고 각각의 위상 편이 변조에 따른 성능을 분석한다. 빔 공간 MIMO 시스템은 기존의 MIMO 시스템과 유사한 성능을 낸다. BPSK(binary phase shift keying), QPSK(quadrature phase shift keying), 8PSK, 16PSK, 32PSK의 고차 변조에 대한 시스템 성능을 분석한 결과, 빔 공간 MIMO 시스템이 저 복잡도와 저 전력소비로 기존 신호 도메인의 MIMO 시스템과 유사한 성능 특성을 가지는 것을 확인하였다.

• ETRI Journal
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• 제41권4호
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• pp.536-548
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• 2019

In this study, an electronically steerable parasitic array radiator (ESPAR) antenna via analog radio frequency (RF) switches for a single RF chain MIMO system is presented. The proposed antenna elements are spaced at ${\lambda}/64$, and the antenna size is miniaturized via a dielectric radome. The optimum reactance load value is calculated via the beamforming load search algorithm. A switch simplifies the design and implementation of the reactance loads and does not require additional complex antenna matching circuits. The measured impedance bandwidth of the proposed ESPAR antenna is 1,500 MHz (1.75 GHz-3.25 GHz). The proposed antenna exhibits a beam pattern that is reconfigurable at 2.48 GHz due to changes in the reactance value, and the measured peak antenna gain is 4.8 dBi. The reception performance is measured by using a $4{\times}4$ BPSK signal. The measured average SNR is 17 dB when using the proposed ESPAR antenna as a transmitter, and the average SNR is 16.7 dB when using a four-conventional monopole antenna.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.81-87
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• 2013

In this paper, we present an implementation of Long Term Evolution (LTE) Uplink (UL) system on a Software Defined Radio (SDR) platform using a conventional Personal Computer (PC), which adopts Graphic Processing Units (GPU) and Universal Software Radio Peripheral2 (USRP2) with URSP Hardware Driver (UHD) for SDR software modem and Radio Frequency (RF) transceiver, respectively. We have adopted UHD because UHD provides flexibility in the design of transceiver chain. Also, Cognitive Radio (CR) engine have been implemented by using libraries from UHD. Meanwhile, we have implemented the software modem in our system on GPU which is suitable for parallel computing due to its powerful Arithmetic and Logic Units (ALUs). From our experiment tests, we have measured the total processing time for a single frame of both transmit and receive LTE UL data to find that it takes about 5.00ms and 6.78ms for transmit and receive, respectively. It particularly means that the implemented system is capable of real-time processing of all the baseband signal processing algorithms required for LTE UL system.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권11호
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• pp.3204-3217
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• 2023

In this paper, the downlink of the multicast based spatial modulation systems is investigated. Specifically, physical layer multicasting is introduced to increase the number of access users and to improve the communication rate of the spatial modulation system in which only single radio frequency chain is activated in each transmission. To minimize the bit error rate (BER) of the multicast based spatial modulation system, a joint optimizing algorithm of antenna selection and multicast precoding is proposed. Firstly, the joint optimization is transformed into a mixed-integer non-linear program based on single-stage reformulation. Then, a novel iterative algorithm based on the idea of branch and bound is proposed to obtain the quasioptimal solution. Furthermore, in order to balance the performance and time complexity, a low-complexity deflation algorithm based on the successive convex approximation is proposed which can obtain a sub-optimal solution. Finally, numerical results are showed that the convergence of our proposed iterative algorithm is between 10 and 15 iterations and the signal-to-noise-ratio (SNR) of the iterative algorithm is 1-2dB lower than the exhaustive search based algorithm under the same BER accuracy conditions.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권7호
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• pp.737-746
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• 2014

대용량, 초고속 통신으로 인해 MIMO 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다. 하지만 MIMO 시스템은 다수의 배열 안테나를 사용하기 때문에 다수의 RF 체인이 존재한다. 이로 인해 복잡도와 전력 소모가 증가하고, 안테나의 소형화가 불가능하다는 단점을 가진다. 이런 단점을 극복하기 위해 ESPAR 안테나를 사용하는 Beamspace MIMO 기술이 제안되었다. ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템은 단일 능동 소자와 다수의 기생 소자로 구성되어 있기 때문에, 단일 RF 체인으로 구성되어 있기 때문에 복잡도와 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 ESPAR 안테나를 사용하는 QPSK 변조 방식의 빔 공간 MIMO 시스템에 보안성 향상을 위해 최초로 카오스 통신 알고리즘을 적용시킨다. 이 시스템을 카오스 빔 공간 MIMO 시스템이라고 정의하고, 통신 성능을 평가한다. 또한, ESPAR 안테나는 기생 소자의 리액턴스를 조절하여 리액턴스 셋을 생성함으로써 QPSK 심볼을 만들고, 이를 이용한 통신 성능을 평가한다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제11권3호
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• pp.34-40
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• 2019

In spatial modulation (SM), both the signal symbol and spatial symbol, i.e., the index of the antenna from which signal symbol is transmitted, carry information. To increase the number of bits carried by spatial symbols, more transmit antennas are required. In the generalized SM (GSM), the same signal symbol is transmitted from a combination of antennas, resulting in a reduction in the number of antennas required to achieve a given spectral efficiency. In this paper, we propose a rotated-symbol GSM (RGSM), in which the signal symbol is rotated with an angle corresponding to the position of the antenna index within the combination. This increases the number of spatial symbols by a factor equivalent to the length of the antenna combinations of the GSM. Numerically, SM, GSM and RGSM require 128, 17 and 12 transmit antennas to convey seven bits through the spatial symbols. Simulation results show that RGSM performs relatively close to GSM, and in several system settings, their error performances coincide.