The sum-rate capacity of multi-antenna broadcast channels recently has attracted much research interests. However, those effort mainly has focused on a single-cell system. In this paper, we consider a multi-cell system where a transmitter uses zero-forcing beamforming with multiple antennas. We select a linear zero-forcing weight that maximizes the sum-rate when intercell interference exists. With numerical investigation, we will show the sum-rate gain achieved by the proposed method gets larger when the number of interfering cells increases.
This paper studies theoretically the bit error rate (BER) performance of cooperative transmission using space-time block code (STBC) in a fully distributed manner. Specifically, we first propose a STBC-based cooperative signaling structure to make the cooperation of three single-antenna terminals possible. Then, we derive the closed-form BER expressions for both cooperation and noncooperation schemes under flat Rayleigh fading channel plus additive white Gaussian noise (AWGN). The validity of these expressions is verified by Monte-Carlo simulations. A variety of numerical and simulation results reveal that the cooperative transmission achieves higher diversity gain and better performance than the direct transmission for the same total transmit power.
We consider channel-coded multi-input multi-output (MIMO) orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) transmission and obtain a condition on its signal for it to attain the maximum diversity and coding gain. As this condition may not be realizable, we propose a suboptimal design that employs an orthogonal transform and a space-frequency interleaver between the channel coder and the multi-antenna OFDM transmitter. We propose a corresponding receiving method based on block turbo equalization. Attention is paid to some detailed design of the transmitter and the receiver to curtail the computational complexity and yet deliver good performance. Simulation results demonstrate that the proposed transmission technique can outperform the conventional coded MIMO OFDM and the MIMO block single-carrier transmission with cyclic prefixing.
Partial Discharge(PD) pulses propagate in gas insulated substation(GIS) with rise time shorter than one nanosecond. Therefore, Ultra high frequency(UHF) couplers which have ultra wide band(UWB) characteristics from hundreds of MHz to several GHz are desirable for the detection of the PB pulses in GIS. In this paper, the authors proposed a log-periodic antenna for GIS PD detection. Various parameters of the coupler such as frequency bandwidth, coupler gain, radiation pattern, coupler geometry were considered through the simulations and the experiments together.
본 논문은 보조 포텐셜 함수를 이용하여 선형 안테나를 해석하였다. 다이폴 혹은 모노폴의 구조를 갖는 선형 안테나의 방사특성을 분석하기 위해 보조 포텐셜 함수 개념을 도입하였고 맥스웰 방정식으로부터 헬름홀츠 방정식을 유도하였다. 이에 그린함수 및 원거리 근사를 적용하여 다이폴 및 모노폴 안테나의 radiation field를 구하였고 안테나 길이에 따른 방사패턴 분포차이를 확인하였다. 또한 계산된 방사패턴을 안테나 시뮬레이션 결과와 비교분석하였다. 도출된 radiation field를 기반으로 Poynting vector, radiation power, radiation intensity, directivity, gain 등 안테나 성능 지표를 유도하였다.
본 논문에서는 통신위성중계기의 송, 수신 신호의 크기에 따른 안테나부의 시스템 특성으로 고려하여 대역통과여파기 형태의 이득특성을 갖는 저잡음증폭기를 설계, 제작하였다. 한 예로써, 위성통신용 수신주파수인 14.0~14.5GHz.에서 2단 저잡음증폭기와 4단 증폭기를 설계, 제작하였다. 제작된 2단 저잡음증폭기는 대역내에서 20.3dB +- 0.1dB의 이득, 1.44dB+-0.04dB의 잡음지수, 송신주파수 대역(12.25~12.75GHz)에서 14dB의 Rejection을 보여주었다 이 저잡음증폭기는 이득, 잡음지수, 군지연 특성면에서도 모두 설계치와 잘 일치하였다. 또한 제작된 4단 증폭기는 42dB 이상의 이득에 +-0.25dB 이내의 평탄도를 보여 주었고, 송신주파수 대역에서의 Rejection은 28dB로 측정되었다. 본 논문에서 제작된 협대역 저잡음 증폭기는 위와 같은 송신대역 Rejection 특성으로 인하여 중계기의 수신부 입력여파기와 주파수변환부내의 여파기의 설계 사양을 완화시키고 설계 및 제작비용을 낮출 수 있다.
본 논문에서는 설계 주파수 1.575 GHz에 대해, 패치안테나의 공진길이를 줄이기 위해, 패치의 양단 방사 에지를 음각부로 구성한 에지음각부 선형편파 마이크로스트립 패치 안테나를 제안하였다. 그 결과, 패치의 공진길이는 평면형의 80 mm에 비해 45 mm로 43.8 %의 단축율을 보였다 이득은 4.4 dBd, -3 dB 빔폭은 각각 E-면, H-면에서 112$^{\circ}$, 66$^{\circ}$를 나타내었다. 또한 패치의 전체 면적을 줄이기 위해, 패치 방사 개구상의 네 모서리가 모두 음각으로 구성된 마이크로스트립 패치 안테나를 통일한 설계주파수의 선형편파 및 원형편파에 대해 설계, 제작하였다. 먼저 선형편파의 경우, 패치의 W(폭)/L(길이) 비율이 1.2인 경우에 대해, 패치의 면적은 53 mm $\times$ 63.6 mm로서 평면형(80 mm $\times$ 96 mm)과 비교시 56.1 %의 면적축소효과를 얻었다. 이득은 4.3 dBd로서 평면형에 비해 3.7 dB 저하되었고, -3 dB 빔폭은 E-면, H-면에서 각각 120$^{\circ}$, 78$^{\circ}$를 나타내어 각각 62$^{\circ}$ 및 $10^{\circ}$ 증가하였다. 원형편파의 경우, 패치의 면적은 (54.2 mmx61.5 mm)로서 평면형(76 mmx83 mm)에 비해 47.2%의 패치면적 축소 효과를 얻었다. -3 dB 빔폭은 z-x 평면상의 수평편파 및 z-y 평면상의 수직편파 방사패턴에서 각각 108$^{\circ}$ 및 93$^{\circ}$로서, 평면형과 비교시 각각 52$^{\circ}$ 및 27$^{\circ}$ 증가되었다. 최대이득은 z-x평면상의 수평편파 패턴에서 2.5 dBd로 평면형에 비해 1.7 dB 저하되었다. 축비는 설계주파수 1.575 GHz에서 1.5 dB를 얻었으며, 2 dB 이하 축비 대역폭은 20 MHz (1.3 %)를 얻었다.
본 논문에서는 하나의 기지국, 세 개의 중계국, 하나의 수신국으로 이루어진 중계 기반 협동 시스템을 이용하는 새로운 분산 Alamouti 시공간 블록 부호화 기법을 제안하였다. 세 개의 중계국 중에서 선택한 두 개의 중계국과 통신이 이루어지도록 기지국은 두 개의 빔(beam)으로 구성된 array를 사용하는 개별적인 두 개의 안테나로 이루어졌다고 가정하였다. 첫 번째 시간 슬롯(slot) 동안, 기지국의 한 안테나로부터 전송된 개별적인 두 개의 신호가 하나의 중계국에 의하여 선택되고, 더해지고, 증폭되고, 수신국으로 보내진다. 이 전송 기법은 중계국과 수신국 사이의 채널에서 생성될 수 있는 새로운 분산 Alamouti 시공간 블록 부호를 나타낸다. 심벌의 등가 행렬 표현을 이용하여 처노프(Chernoff) 상계(upper bound) 쌍 오류 확률(PEP)의 관점에서 제안된 시공간 블록 부호의 성능을 분석하였다 또한, 수신 신호 성능 관점에서 기지국의 두 개의 안테나 사이의 전력 배분에 따라 결정되는 계수 $\alpha$의 효과를 평가하였다. 컴퓨터 모의실험을 통하여 $\alpha$의 값이 $\frac{2}{3}$일 때에만 세 개의 중계국에서의 수신 신호가 같은 분산을 갖는다는 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 수신국에서 더 나은 성능을 얻을 수 있었다. 이 분석 결과를 통하여 제안된 기법을 이용할 경우 기존의 기법에 비하여 중계국에서의 다이버시티 이득, PEP, 복잡성 관점에서 뛰어난 성능을 얻을 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
미래형 이동통신 시스템에서 셀 경계와 같이 반송파댄간섭전력비 (Carrier-to-Interference Ratio; CIR)가 낮은 열악한 채널 환경에서 하향링크 실시간 트래픽의 전송 성능 개선을 위한 Beanforming 기반 MIMO-OFDMA (Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템을 제안한다. 우선 기본적인 MIMO-OFDM 시스템의 성능 향상을 위해 송신단 MRT (Maximum Ratio Transmission) 및 수신단 MRC (Maximum Ratio Combining) 기법의 연동을 고려하고, 이에 적합하도록 공간 자원 그룹화 기반의 CSI (Channel State Information) 계산법을 이용한 M-GTA-SBA (Modified-Grouped Transmit Antenna-Simple Bit Allocation) 기법을 고려한다 또한 Beamforming 적용으로 인한 상향링크에서의 과도한 궤환 정보량의 감소를 위해 Beam Weight 양자화 기반의 QEGT (Quantized Equal Gain Transmission) 기법을 적용하며, 다중 사용자 환경에서의 효율적인 자원 할당을 위해 P-SRA (Proposed Simple Resource Allocation) 알고리즘을 제안한다. 모의실험 결과, 제안된 시스템은 상향링크의 궤환 정보량을 감안하더라도 H-ARQ IR (Hybrid-Automatic Repeat Request Incremental Redundancy)과 Pseudo-Orthogonal Space Time Block Code를 사용하는 전형적인 개방루프형 MIMO-OFDMA 시스템에 비해 낮은 CIR 영역에서 월등히 개선된 주파수 효율 성능을 보임을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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