• 제목/요약/키워드: Zero-forcing(ZF)

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자동 원격검침을 위한 전력선 통신 시스템에서의 등화 기법 연구 (Performance of Equalizer Schemes in Power Line Communication Systems for Automatic Metering Reading)

  • 김요철;배정남;김진영
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.29-34
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    • 2011
  • 본 논문에서는 자동 원격검침을 위한 전력선 통신에서의 등화기 기법인 zero-forcing (ZF)와 minimum mean square error (MMSE) 기법을 제안하고 분석하였다. 전력선 통신을 이용한 효율적인 AMR 시스템 구현을 위해서 임펄스 노이즈와 다중경로 채널의 영향들은 완화되어야 한다. 이러한 영향들을 극복하기 위해, 앞서 말한 등화기 기법들을 사용하였다. 시스템 성능은 비트오류율 (BER)에 의해서 평가되어진다. 모의실험 결과로부터 등화기가 전력선 통신 시스템의 BER 성능을 현저하게 향상시키고 MMSE가 ZF보다 더 나은 성능을 제공함을 확인하였다. 본 논문의 실험 결과는 AMR 시스템뿐만 아니라, 다양한 스마트 그리드 서비스에도 적용될 수 있다.

ESPRIT에 의한 공간 채널응답 추정치에 기초를 둔 방향구속 전력 최소화법과 제로포싱 알고리즘의 성능평가 (Performance Analysis of DCMP and ZF based on Spatial Channel Response Estimation by ESPRIT)

  • 정중식;임정빈;안영섭
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2002년도 추계공동학술대회논문집
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    • pp.169-174
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    • 2002
  • 방향구속 전력최소화법(Directionally Constrained Minimization of Power : DCMP)과 제로포싱방법(Zero Forcing : ZF)은 어레이 안테나에 수신된 신호들로부터 채널응답 백터인 Spatial Signature를 추정하고, 이를 이용하여 최적웨이트(Optimal Weight)를 결정함으로써 어레이 출력SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 향상시킬 수 있는 알고리즘들로 알려져 있다. 본 논문에서는 이 동국 주변에서 다중산란된 수신신호들이 어레이 안테나에 수신되는 환경에서 DCMP와 ZF방법의 성능을 분석하였다. 이를 위하여 ESPRIT를 이용하여 수신신호들의 도래각(Direction of Arrival: DOA)과 확산각도(Angular Spread: AS)를 추정하여 Spatial Signature를 구한 후, 그 결과치를 이용하여 DCMP와 ZF방법으로 어레이 출력신호를 합성하였다. 모의 실험을 통하여 어레이 출력 SINR 성능을 평가하고 이론저거 성능결과와 비교하였다.

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MIMO 시스템에서 Zero-forcing 검파 결과의 검증 기법에 관한 연구

  • 전형구
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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    • pp.842-846
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    • 2007
  • Zero Forcing (ZF) 검파 결과는 신호 대 잡음 환경이 양호한 경우 약 80% 이상이 Maximum Likelihood (ML) 검파 결과와 일치한다. 간단한 검증기를 통해 ZF 검파 결과가 ML 검파 결과와 일치하는지 알 수 있다면 검증 결과에 따라 복잡한 ML 검파 과정이나 별도의 검색 과정을 생략할 수 있다. 본 논문에서는 multiple input multiple output (MIMO) 시스템에서 ZF 검파 결과에 대한 검증 방식을 제안하였다. 제안된 검증 방식은 ZF 검파 결과를 이용하여 MIMO 신호를 single input multiple output (SIMO) 신호로 변환한 후 검파를 수행하면 안테나 다이버시티 이득을 얻을 수 있고 잡음 분산이 줄어드는 효과를 이용하였다. 제안된 검증기는 컴퓨터 시뮬레이션 결과 신호 대 잡음이 양호한 경우 80%이상의 정확한 true 판정 확률을 얻었으며 이때 false 판정 확률은 $10^{-4}$이하를 보였다.

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Performance Analysis of LR-aided ZF Receiver for MIMO Systems

  • Kim, Sangchoon
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제7권3호
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    • pp.37-43
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    • 2018
  • Lattice-reduction (LR) techniques have been developed for signal detection in spatial multiplexing multiple input multiple output (MIMO) systems to obtain the largest diversity gain. Thus, an LR-assisted zero-forcing (ZF) receiver can achieve the maximum diversity gain in spatial multiplexing MIMO systems. In this paper, a simplified analysis of the achievable diversity gain is presented by fitting the channel coefficients lattice-reduced by a complex Lenstra-Lenstra-$Lov{\acute{a}}z$ (LLL) algorithm into approximated Gaussian random variables. It will be shown that the maximum diversity gain corresponding to two times the number of receive antennas can be achieved by the LR-based ZF detector. In addition, the approximated bit error rate (BER) expression is also derived. Finally, the analytical BER performance is comparatively studied with the simulated results.

가산성 주기정상성 잡음이 있을 때 Zero Forcing 기반에서의 송수신단 동시 최적화 (Joint Tx-Rx Optimization in Additive Cyclostationary Noise with Zero Forcing Criterion)

  • 윤여훈;조준호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권7A호
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    • pp.724-729
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    • 2007
  • 가산성 주기정상성 잡음이 있을 때 zero forcing (ZF) 기반에서의 송수신단 동시 최적화를 고려한다. 주기정상성 잡음의 주기는 심볼 전송율의 역수라고 가정하고 자기 상관함수는 양의 정부호로 가정한다. 전송되는 데이터 수열은 광의의정상성(WSS: wide-sense stationary)을 가지는 유색 확률과정으로 모델링 하고 채널은 주파수 선택적 충격 응답을 가지는 선형 시불변 시스템으로 모델링 한다. ZF와 송신 전력 제약 아래 평균제곱오차 (MSE: mean square error)를 최소화하는 최적 송수신 파형을 유도하고 모의 실험 결과를 통해 수신파형만 최적화 한 경우와 가산성 주기정상성 잡음을 정상성 잡음으로 간주한 경우 보다 성능이 더 좋아짐을 보인다.

제로 포싱 (zero-forcing) 빔 형성과 반직교 기반 사용자 선정을 이용한 클러스터 (cluster) 기반 셀 협력 전송 방식의 성능에 대한 연구 (On the Performance of Zero-Forcing Beamforming with Semi-orthogonal User Selection in Clustered Cell Coordinated Transmission)

  • 양장훈;장승훈;김동구
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권10호
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    • pp.1-9
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    • 2008
  • 본 논문에서는 반직교 기반 사용자 선정과 제로 포싱(zero-forcing) 빔 형성에 기반한 간단하면서도 효율적인 세 셀 단위 셀 협력 전송 방법을 제안한다. 육각 셀룰라 시스템 모델에서 각 셀마다 두 그룹의 사용자를 갖는 와이너 (Wyner) 채널 모델에 대해서, 제안한 제로-포싱 협력 전송 방식의 합 전송율의 상계치는 송신 안테나 수와 사용자수의 이중 로거리듬(logarithm)에 비례함을 보인다. 모의 실험 결과는 제안된 협력 전송 방식의 효율성을 확증하며, 사용자 수에 따른 합 전송율은 상계치와 거의 같음을 확인할 수 있다.

MCS 레벨에 따른 적응 선형 수신기 (An MCS Level Adaptive Linear Receiver)

  • 이규희;김재권;윤상균
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.59-64
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    • 2009
  • 본 논문은 다중 안테나를 사용하는 통신시스템의 수신부에서 사용하는 복잡도가 낮은 신호검출기법을 제안한. 선형검출기법에는 Zero-Forcing (ZF)기법과 minimum mean squared error (MMSE) 기법이 있고, ZF기법은 MMSE 기법에 비해 하드웨어 구현관점에서 더 간단하나 성능이 열등한 것으로 알려져 있다. 일반적으로 통신시스템에서는 채널상황에 따라 modulation coding scheme (MCS)을 적응으로 바꾸어 사용한다. 본 논문에서는 사용되는 MCS 레벨에 따라 ZF기법과 MMSE기법 중 더 적합한 방식을 선택할 필요가 있음을 보인다. 또한 하드웨어 구현을 통해 적응 선형수신기의 복잡도가 기존의 MMSE 기법의 복잡도와 유사함을 보인다.

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MIMO 수신기에서 사전 Maximum Likelihood 검파 검증기 설계 (Prior Maximum Likelihood Detection Verifier Design in MIMO Receivers)

  • 전형구;배진호;이동훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권11A호
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    • pp.1063-1071
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    • 2008
  • 본 논문에서는 multiple input multiple output (MIMO) 시스템에서 Zero Forcing (ZF) 검파 결과가 Maximum Likelihood (ML) 검파 결과와 일치하는지 여부를 사전에 검증할 수 있는 사전 검증기를 제안하였다. MIMO 수신기에서 ZF 검파 결과는 신호 대 잡음 환경이 양호한 경우 약 90% 이상이 ML 검파 결과와 일치하기 때문에 제안된 검증기를 사용하여 MIMO 신호를 검파하면 10% 정도만 계산량이 복잡한 ML 검파 방식을 사용하고 나머지는 간단히 ZF 검파만 수행하면 된다. 제안된 검증기는 ZP 검파 결과를 이용하여 MIMO 신호를 single input multiple output (SIMO) 신호로 변환한 후 검파를 수행하면 안테나 다이버시티 이득을 얻을 수 있고 잡음 분산이 줄어드는 효과를 이용하여 설계되었다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 사전 검증기는 신호 대 잡음이 양호한 경우 80% 이상의 정확한 true 판정 확률을 얻었으며 이때 false 판정 확률은 $10^{-4}$ 정도를 보였다.

다중 사용자 MIMO 시스템을 위한 순차적 영공간 계산 (Recursive Nullspace Calculation for Multiuser MIMO Systems)

  • 정진곤;이용훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권12A호
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    • pp.1238-1243
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    • 2007
  • 본 논문에서는 zero-forcing (ZF) 기반 다중 사용자 MIMO (multiple-input multiple-output) 시스템에서, 송신-처리-행렬을 구하기 위한 간단한 순차적 (recursive) nulling 행렬 계산 알고리즘을 제안한다. 제안한 방식은 채널 행렬의 부분 행렬을 써서 구한 nulling 행렬을 이용하여 전체 행렬의 nulling 행렬과 송신-처리-행렬을 구하는 방식으로써, 전체 채널 행렬을 이용하여 송신-처리-행렬을 구하는 기존 방식에 비해 계산량을 줄일 수 있다.

Two New Types of Candidate Symbol Sorting Schemes for Complexity Reduction of a Sphere Decoder

  • 전은성;김요한;김동구
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권9C호
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    • pp.888-894
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    • 2007
  • The computational complexity of a sphere decoder (SD) is conventionally reduced by decoding order scheme which sorts candidate symbols in the ascending order of the Euclidean distance from the output of a zero-forcing (ZF) receiver. However, since the ZF output may not be a reliable sorting reference, we propose two types of sorting schemes to allow faster decoding. The first is to use the newly found lattice points in the previous search round instead of the ZF output (Type I). Since these lattice points are closer to the received signal than the ZF output, they can serve as a more reliable sorting reference for finding the maximum likelihood (ML) solution. The second sorting scheme is to sort candidate symbols in descending order according to the number of candidate symbols in the following layer, which are called child symbols (Type II). These two proposed sorting schemes can be combined with layer sorting for more complexity reduction. Through simulation, the Type I and Type II sorting schemes were found to provide 12% and 20% complexity reduction respectively over conventional sorting schemes. When they are combined with layer sorting, Type I and Type II provide an additional 10-15% complexity reduction while maintaining detection performance.