• Journal of Communications and Networks
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• 제15권4호
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• pp.352-361
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• 2013

Combining multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) with a massive number of transmit antennas (massive MIMO-OFDM) is an attractive way of increasing the spectrum efficiency or reducing the transmission energy per bit. The effectiveness of Massive MIMO-OFDM is strongly affected by the channel state information (CSI) estimation method used. The overheads of training frame transmission and CSI feedback decrease multiple access channel (MAC) efficiency and increase the CSI estimation cost at a user station (STA). This paper proposes a CSI estimation scheme that reduces the training frame length by using a novel pilot design and a novel unitary matrix feedback method. The proposed pilot design and unitary matrix feedback enable the access point (AP) to estimate the CSI of the signal space of all transmit antennas using a small number of training frames. Simulations in an IEEE 802.11n channel verify the attractive transmission performance of the proposed methods.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권11호
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• pp.5304-5322
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• 2018

Since designing a feedback topology is a practical way to implement interference alignment at reduced cost of channel state information (CSI) feedback, six feedback topologies have been presented in prior works for a K-user multiple-input multiple-output interference channel. To fully reveal the potential benefits of the feedback topology in terms of the saving of CSI overhead, we propose a new feedback topology in this paper. By efficiently performing dimensionality-decreasing at the transmitter side and aligning interference signals at a subset of receivers, we show that the proposed feedback topology obtains substantial reduction of feedback cost over the existing six feedback designs under the same antenna configuration.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권7A호
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• pp.762-769
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• 2007

적응 전송 MIMO(multiple input multiple output)-OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 시스템은 CSI(channel state information)의 되먹임을 이용하여 각 부반송파의 채널 상황에 따라 변조 방식을 다르게 전송하는 시스템이다. CSI 되먹임 채널인 상향링크 채널에는 송수신기 처리지연, 전송 지연, 프레임 지연 등 다중 지연 요소가 존재한다. 이러한 다중 지연요소로 인한 CSI 불일치는 채널 상황에 따라 적절한 변조 방식을 결정하는데 오류를 발생시키게 되어 시스템 성능을 떨어트린다. 본 논문에서는 적응 시스템에 내장되는 다중 지연 채널 예측 방식인 CTSBP(comb type samples based prediction)와 BTSBP(block type samples based prediction)에 대해 전송 지연 및 채널 신호 대 잡음비에 따른 MSE (mean square error), 데이터 율 등 성능을 비교한다. 이를 통하여 악조건 다중경로 채널환경에 강건한 적응 전송 SISO(single input single output)-OFDM/MIMO-OFDM을 설계한다. 또한 CSI 되먹임 오버헤드를 줄이기 위한 방안으로 선형보간 방법을 제안하고 선형 보간 간격에 따른 MSE를 도출한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권2호
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• pp.593-609
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• 2012

We propose a scheme to reduce the overhead associated with channel state information (CSI) feedback required for opportunistic scheduling in wireless access networks. We study the case where CSI is partially overheard by mobiles and thus one can suppress transmitting CSI reports for time varying channels of inferior quality. We model the mechanism of feedback suppression as a Bayesian network, and show that the problem of minimizing the average feedback overhead is NP-hard. To deal with hardness of the problem we identify a class of feedback suppression structures which allow efficient computation of the cost. Leveraging such structures we propose an algorithm which not only captures the essence of seemingly complex overhearing relations among mobiles, but also provides a simple estimate of the cost incurred by a suppression structure. Simulation results are provided to demonstrate the improvements offered by the proposed scheme, e.g., a savings of 63-83% depending on the network size.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권12A호
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• pp.1182-1188
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• 2006

적응 변조 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송 기법은 각 부반송파의 채널 상태에 따라 변조방식을 적절히 변화시켜 무선 채널의 다중 경로 페이딩에 의해 의한 영향을 최소화하여 시스템의 성능을 증가시키는 방식이다. 시스템이 적응적으로 전송하기위해서는 단말기에서 각 부반송파(subcarrier)별 채널 상태 정보 (Channel State Information : CSI)를 되먹임 채널을 통해 실시간으로 기지국으로 전송해 주어야한다. 하지만, 단말기에서 데이터를 처리할 때 걸리는 시간과, 단말기에서 기지국으로 CSI를 되먹임(feedback) 할 때 걸리는 시간으로 인한 되먹임 지연(feedback delay) d가 발생하게 된다. 이 되먹임 지연은 CSI 정보의 불일치를 발생시켜 적응 OFDM 시스템의 성능저하를 일으킨다. 본 논문에서는 CSI의 되먹임 지연 $d(\geq2)$를 적절히 보상하는 주파수 축 멀티 스탭 채널 예측기를 제안하고 이를 적응 전송 OFDM 시스템에 적용하고 모의실험을 통하여 기존의 OFDM 시스템, 기존의 채널 예측방식과의 성능을 MSE(mean square error), 비트오율(bit error rate : BER) 및 채널용량을 바탕으로 비교한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권1호
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• pp.95-104
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• 2016

Massive multiple-input multiple-output (MIMO) is a promising approach for cellular communication due to its energy efficiency and high achievable data rate. These advantages, however, can be realized only when channel state information (CSI) is available at the transmitter. Since there are many antennas, CSI is too large to feed back without compression. To compress CSI, prior work has applied compressive sensing (CS) techniques and the fact that CSI can be sparsified. The adopted sparsifying bases fail, however, to reflect the spatial correlation and channel conditions or to be feasible in practice. In this paper, we propose a new sparsifying basis that reflects the long-term characteristics of the channel, and needs no change as long as the spatial correlation model does not change. We propose a new reconstruction algorithm for CS, and also suggest dimensionality reduction as a compression method. To feed back compressed CSI in practice, we propose a new codebook for the compressed channel quantization assuming no other-cell interference. Numerical results confirm that the proposed channel feedback mechanisms show better performance in point-to-point (single-user) and point-to-multi-point (multi-user) scenarios.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권1호
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• pp.65-67
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• 2014

본 논문에서는 연속적으로 채널이 변하는 통신망에서 채널 상태 정보의 변화를 추정하여 간섭 정렬을 적용했을 때 간섭 채널의 성능을 분석한다. 채널 상태 정보의 변화를 효과적으로 추정하는 방법을 제안하고, 이를 이용하여 3-user 간섭 채널에 대해 간섭정렬 기법의 성능을 sum rate를 척도로 모의실험을 통해 분석한다. 또한 채널 추정 빈도에 따른 성능을 비교하여 성능과 계산 복잡도 간의 관계를 실험적으로 분석하였다. 실험 결과는 제안된 기법이 프레임 내에서 채널이 변하지 않는다는 가정한 기존의 방식에 비해 성능이 우수함을 확인할 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권6호
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• pp.1828-1847
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• 2014

Coordinated multi-point (CoMP) transmission has been regarded as a potential technology for LTE-Advanced. In frequency division duplexing systems, channel quantization is applied for reporting channel state information (CSI). Considering the dynamic number of cooperation base stations (BSs), asymmetry feature of CoMP channels and high searching complexity, simply increasing the size of the codebook used in traditional multiple antenna systems to quantize the global CSI of CoMP systems directly is infeasible. Per-cell codebook based channel quantization to quantize local CSI for each BS separately is an effective method. In this paper, the theoretical upper bounds of system throughput are derived for two codeword selection schemes, independent codeword selection (ICS) and joint codeword selection (JCS), respectively. The feedback overhead and selection complexity of these two schemes are analyzed. In the simulation, the system throughput of ICS and JCS is compared. Both analysis and simulation results show that JCS has a better tradeoff between system throughput and feedback overhead. The ICS has obvious advantage in complexity, but it needs additional phase information (PI) feedback for obtaining the approximate system throughput with JCS. Under the same number of feedback bits constraint, allocating the number of bits for channel direction information (CDI) and PI quantization can increase the system throughput, but ICS is still inferior to JCS. Based on theoretical analysis and simulation results, some recommendations are given with regard to the application of each scheme respectively.

• 한국통신학회논문지
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• 제37B권10호
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• pp.938-946
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• 2012

간섭정렬(Interference Alignment : IA)은 높은 신호 대 잡음 비(Signal to Noise Ratio : SNR)에서 다중 사용자 간섭 채널에서 도달 가능한 최대 자유도를 얻을 수 있는 데이터 전송 기법이다. 그러나 대부분의 간섭정렬에 대한 연구는 네트워크 내의 모든 채널의 정보를 송, 수신단에서 완벽하게 알아야 하는 비현실적인 가정에 기반을 둔다. 본 논문에서는 K 사용자 다중안테나 간섭채널에서 간섭정렬을 위한 채널 상태 정보 (Channel-State Information : CSI)의 궤환 량을 효율적으로 감소시킬 수 있는 CSI 궤환 구조를 제안한다. 기존의 IA기법은 K의 2차함수의 형태로 궤환 오버헤드가 증가하는 반면, 제안된 궤환 구조는 송, 수신 단 사이에서 계산된 IA 송신기의 순차적인 교환을 통하여 K에 선형적으로 증가하는 오버헤드를 갖는다. 또한, 주어진 궤환 구조 하에서 제한된 궤환 채널에 의한 잔여 간섭의 세기를 분석하였으며, 이 때 발생하는 잔여 간섭을 최소화 할 수 있는 IA 조건, 즉, 주어진 채널환경에 따라 각 수신단에서 잔여 간섭을 최소화할 수 있는 최적의 IA 쌍을 순차적으로 결정하는 알고리즘을 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권2호
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• pp.580-592
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• 2012

In this paper, a new compressive feedback (CF) scheme based on distributed compressed sensing (DCS) for time-corrected MIMO channel is proposed. First, the channel state information (CSI) is approximated by using a subspace matrix, then, the approximated CSI is compressed using a compressive matrix. At the base station, the approximated CSI can be robust recovered with simultaneous orthogonal matching pursuit (SOMP) algorithm by using forgone CSIs. Simulation results show our proposed DCS-CF method can improve the reliability of system without creating a large performance loss.