• 한국통신학회논문지
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• 제35권6C호
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• pp.495-505
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• 2010

본 논문에서는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반의 WMN(Wireless Mesh Network)에서 분산 노드(node)간에 NFP(Near-Far Problem)의 영향을 알아보기 위하여, TDoA(Time Difference of Arrival)와 DUR(Desired-to-Undesired power Ratio)의 통계적 특성을 분석한다. WMN에서 서로 다른 지연 시간에 따른 ISI(Inter-Symbol Interference)와 ICI(Inter-Carrier Interference) 및 ILI(Inter Link Interference)의 영향을 극복하기 위하여 각 부반송파 별로 FFT 윈도우 시작 위치에 따른 effective SINR을 유도하고, 이를 바탕으로 각 부반송파 위치에서 BER을 최소화 하는 FFT 윈도우 시작 위치 선정 기법을 제안한다. 또한, 서로 다른 지연 시간을 갖는WMN에서 신호검출을 위하여 ZF-2DOSIC(Zero Forcing - 2 Dimensional Ordered Successive Interference Cancellation) 기법을 제안한다. 제안된 FFT 윈도우 시작 위치 선정 기법과 신호 검출 기법은 기존의 기법과 비교하여 WMN에서 effective SINR과 uncoded BER 성능이 크게 향상되는 것을 모의실험을 통하여 확인한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권6호
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• pp.2014-2034
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• 2015

This paper focuses on solving co-channel interference (CCI) issues arising in the open subscriber group (OSG) mode of heterogeneous networks (HetNets). Considering a general framework consisting of arbitrary number of picocells within a macro cell, where the inter-user interference (IUI) is the main CCI to macro user equipments (UEs), while the the inter-cell interference (ICI) is the major CCI to pico UEs. In this paper, three IA based transceiver design schemes are proposed. For macro cell, we uniformly use block diagonalization (BD) scheme to eliminate the IUI. And for picocells, three IA schemes are proposed to mitigate the ICI. The first scheme, named as zero forcing IA (ZF-IA) scheme, aligns the inter picocell interference onto an arbitrary sub-space of the cross-tier interference using ZF scheme. Considering the channel state information (CSI) of the desired channel of pico UEs, the second scheme, named as optimal desired sub-channel selected IA (ODC-IA) scheme, aligns the inter picocell interference onto a certain sub-space of the cross-tier interference, which guarantees the largest channel gain of the desired signal of pico UEs. The third IA scheme, named as maximum cross-tier interference selected IA (MI-IA) scheme, is designed for the system with less receive antennas. The inter picocell interference is aligned onto the space of the strongest cross-tier interference and only the interference on this space is nullified. The complexity analysis and simulations show that the proposed transceiver design schemes outperform the existing IA schemes in the OSG mode of HetNets, and the MI-IA scheme reduces the requirement of the receive antennas number with lower complexity.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권4호
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• pp.1368-1389
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• 2014

Three-dimensional multiple-input multiple-output (3D MIMO) and large-scale MIMO are two promising technologies for upcoming high data rate wireless communications, since the inter-user interference can be reduced by exploiting antenna vertical gain and degree of freedom, respectively. In this paper, we derive the achievable sum rate of 3D MIMO systems employing zero-forcing (ZF) receivers, accounting for log-normal shadowing fading, path-loss and antenna gain. In particular, we consider the prevalent log-normal model and propose a novel closed-form lower bound on the achievable sum rate exploiting elevation features. Using the lower bound as a starting point, we pursue the "large-system" analysis and derive a closed-form expression when the number of antennas grows large for fixed average transmit power and fixed total transmit power schemes. We further model a high-building with several floors. Due to the floor height, different floors correspond to different elevation angles. Therefore, the asymptotic achievable sum rate performances for each floor and the whole building considering the elevation features are analyzed and the effects of tilt angle and user distribution for both horizontal and vertical dimensions are discussed. Finally, the relationship between the achievable sum rate and the number of users is investigated and the optimal number of users to maximize the sum rate performance is determined.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권12C호
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• pp.764-773
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• 2011

다중 안테나 전송은 단일 셀 환경에서 큰 성능 이득을 제공하는 반면에 다중셀 환경에서는 간섭에 의해서 다중 안테나의 이득이 많이 사라지게 된다. 또한, 다중셀 환경에서 효율적인 빔 형성 방법을 계산하는 것은 여전히 어려운 문제중에 하나이다. 먼저 이 논문에서는 다중셀 환경에서 점근적으로 낮은 SNR과 높은 SNR에서 최적의 하향링크 빔행성 방법이 MRT 빔형성과 ZF 빔형성임을 보인다. 둘째, 이 점근적 최적 빔 형성 결과를 이용하여 쌍대 역방향 문제로부터 얻어진 MMSE 빔형성 형태를 갖는 두가지의 준최적 하향 빔형성 방식을 제안한다. 각 빔 형성 방식에 대해서 복잡도에 띠라서 세가지의 다른 부클래스 알고리즘을 고려한다. 모의 실험을 통하여 제안된 준 최적 알고리듬은 복잡도와 성능 사이에 트레이드 오프를 제공함을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권9호
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• pp.1010-1019
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• 2016

안테나 당 전력 제한 조건을 갖는 K 사용자 다중-입력 단일-출력 브로드캐스트 채널을 고려한다. 즉, 각각의 송신 안테나가 개별적인 전력 제한 조건을 만족해야한다. 송신 안테나 수 M이 K보다 클 때의 저복잡도 제로포싱 프리코더를 제안한다. 제안하는 프리코더 설계기법은 최적 제로포싱 프리코더가 달성하는 합 전송률에 근접하는 전송률을 달성하며 동시에 프리코더 설계의 복잡도를 현저히 감소시킬 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.2197-2204
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• 2009

본 논문에서는 다중입력 다중출력 (Multiple Input Multiple Output: MIMO) 시스템에서 Maximum Likelihood (ML) 수신기와 같은 성능을 가지지만 복잡도가 낮은 Sphere Decoding (SD) 알고리즘에 대해 분석하고 그 성능을 평가한다. 각각의 송신 안테나에서 채널로 전송되는 독립적인 신호는 QPSK 와 16QAM 방식을 사용하여 변조되며, 채널은 산란이 활발하게 일어나는 레일리 (Rayleigh) 평탄 페이딩 채널로 가정한다. 수신기에서 수신된 신호는 Fincke & Pohst SD 알고리즘에 의해 각 송신 안테나로부터의 독립적인 신호로 검파되며, 그 성능이 ZF (Zero Forcing), MMSE (Minimum Mean Square Error), SIC (Successive Interference Cancelation), 그리고 ML 수신기의 성능과 비교되었다. 추가적으로 복잡도를 줄이기 위해 개선된 형태인 Viterbo & Boutros SD 알고리즘을 이용하여 검파된 신호의 BER 성능과 부동 소수점 연산량(Floating Point Operations: FLOPS)이 각각 비교 분석되었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.1-7
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• 2013

다양한 간섭환경에서 MIMO 기반 가시광 무선 통신 시스템의 성능 분석을 위해서 LED 패널을 고정하고, PD를 가진 단말기를 움직여 모의실험을 수행하으며 MIMO 기술을 기반으로 하여 외부광에 의한 간섭이 통신 채널 품질 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 채널에서의 전송시간 지연에 의한 왜곡은 등화기를 사용하여 보상해 주어야 하며, 특히 데이터 전송 속도가 고속이 될수록 등화기의 사용이 절대적으로 필요하게 된다. 따라서 본 논문에서는 VLC 시스템의 변조방식에 따라 채널 등화를 이용한 BER성능을 분석하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2014년도 하계학술대회
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• pp.243-245
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• 2014

본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템에서 OFDM 심벌 타이밍 옵셋에 따른 4096QAM 의 uncoded-BER(Bit Error Rate) 및 성상도를 측정하였다. uncoded-BER 은 수신기의 FEC(Forward Error Correction) 복호기 이전에서 측정된 BER 을 의미한다. 측정을 위해, OFDM 을 사용하는 DVB-C2(Digital Video Broadcasting for Cable Systems 2) 송수신기를 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용하여 구현하였으며, OFDM 심벌의 CP(Cyclic Prefix)를 이용하여 OFDM 심벌 동기를 수행하였다. 일반적으로, OFDM 심벌 동기는 OFDM 심벌에서 CP 가 반복된다는 특성을 이용한 상관기를 사용한다. 또한, ISI(Inter Symbol Interference) 및 ICI(Inter Channel Interference)를 최소화하기 위해, 채널의 최대 지연시간을 고려하여 CP 내에서 OFDM 심벌 동기가 획득된다. 이럴 경우 수신기에서는 각 부반송파에 할당된 QAM 심벌들의 위상 회전이 발생하지만, 등화기에서 이러한 위상 회전이 보상된다. 부반송파에 할당된 파일롯 심벌들을 이용하여 채널 추정 및 보상을 하는 등화기에서, 파일롯 심볼들도 OFDM 심벌 타이밍 옵셋에 의해 위상회전이 발생하기 때문에 채널 추정 값에 영향을 미친다. 따라서, 본 논문에서는 4096QAM 과 ZF-LE(Zero Forcing Linear Equalizer)를 사용한 경우, OFDM 심벌 타이밍 옵셋에 따른 uncoded-BER 및 성상도의 측정 결과를 제시하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권11호
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• pp.19-23
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• 2010

본 논문에서는 MIMO 시스템에서 부분 증분 리던던시 방식 Hybrid ARQ를 위한 결합 기법을 제안한다. 제안 결합 기법은 부분 증분 리던던시 방식 Hybrid ARQ에서 반복 전송되는 정보 심볼들을 위한 심볼 레벨 결합 기법이다. 본 논문에서는 제안 결합 기법이 반복 전송되는 정보 심볼들뿐 아니라 매 전송마다 새로이 전송되는 패리티 심볼들의 검출 성능 또한 향상시킴을 보인다. 모의실험 결과를 통해 제안된 결합 기법이 특히 Zero Forcing 검출 사용 시에 기존의 비트 레벨 결합 기법보다 부분 증분 리던던시 방식 Hybrid ARQ의 성능을 크게 향상시킴을 확인하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권5호
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• pp.688-698
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• 2016

In this paper, we investigate the achievable sum rate and energy efficiency of downlink massive multiple-input multiple-output antenna systems with zero-forcing precoding, by taking into account the randomness of user locations. Specifically, we propose two types of non-uniform user distributions, namely, center-intensive user distribution and edge-intensive user distribution. Based on these user distributions, we derive novel tight lower and upper bounds on the average sum rate. In addition, the impact of user distributions on the optimal number of users maximizing the sum rate is characterized. Moreover, by adopting a realistic power consumption model which accounts for the transmit power, circuit power and signal processing power, the energy efficiency of the system is studied. In particular, closed-form solutions for the key system parameters, such as the number of antennas and the optimal transmit signal-to-noise ratio maximizing the energy efficiency, are obtained. The findings of the paper suggest that user distribution has a significant impact on the system performance: for instance, the highest average sum rate is achieved with the center-intensive user distribution, while the lowest average sum rate is obtained with the edge-intensive user distribution. Also, more users can be served with the center-intensive user distribution.