• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권11호
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• pp.1959-1975
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• 2011

Adaptive Bit Loading (ABL) in Multiple-Input Multiple-Output Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (MIMO-OFDM) is often used to achieve the desired Bit Error Rate (BER) performance in wireless systems. In this paper, we discuss some of the bit loading algorithms, compare them in terms of the BER performance, and present an effective and concise Adaptive Grouped Loading (AGL) algorithm. Furthermore, we propose a "weight factor" for loading algorithm to converge rapidly to the final solution for various data rate with variable Signal to Noise Ratio (SNR) gaps. In particular, we consider the bit loading in near optimal Singular Value Decomposition (SVD) based MIMO-OFDM system. While using SVD based system, the system requires perfect Channel State Information (CSI) of channel transfer function at the transmitter. This scenario of SVD based system is taken as an ideal case for the comparison of loading algorithms and to show the actual enhancement achievable by our AGL algorithm. Irrespective of the CSI requirement imposed by the mode of the system itself, ABL demands high level of feedback. Grouped Loading (GL) would reduce the feedback requirement depending upon the group size. However, this also leads to considerable degradation in BER performance. In our AGL algorithm, groups are formed with a number of consecutive sub-channels belonging to the same transmit antenna, with individual gains satisfying predefined criteria. Simulation results show that the proposed "weight factor" leads a loading algorithm to rapid convergence for various data rates with variable SNR gap values and AGL requires much lesser CSI compared to GL for the same BER performance.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권2호
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• pp.25-33
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• 2010

양자화된 채널 상태 정보를 이용하는 공간 분할 다중 접속 방식은 제한된 되먹임 정보로도 다중 송신의 이득을 가질 수 있다. 그러나 되먹임 정보의 양은 사용자에 따라 선형적으로 증가하기 때문에, 공간 분할 다중 접속 방식은 제한된 되먹임 방식을 사용하더라도 여전히 높은 신호처리 부담을 갖게 된다. 그러므로 본 논문에서는 대상이 되는 사용자 수를 효과적으로 제어할 수 있는 새로운 되먹임 방식을 제안한다. 제안하는 방식에서는 성능 열화 없이 되먹임 정보량을 줄이기 위해 되먹임 요청 기준 조건을 제시하고 이에 미치지 못하는 열악한 통신 환경의 사용자들을 제한한다. 본 논문의 모의 실험에서는 제안하는 방식이 전송 효율 이득을 높일 뿐만 아니라 되먹임 정보를 합리적으로 감소시킬 수 있음을 보여준다.

• ETRI Journal
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• 제33권5호
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• pp.689-694
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• 2011

In this paper, we study scheduling schemes for two-user two-way wireless relaying systems. Two transmission modes are considered: point-to-point direct transmission and two-way amplify-and-forward relaying. An optimal scheduling scheme that opportunistically selects the best transmission mode for each user is proposed to minimize the sum bit error rate (BER). The performance lower bound of the optimal scheduling scheme is analyzed, and closed-form expression of the lower-bound BER is derived. However, for optimal scheduling, the scheduler requires the knowledge of channel state information (CSI) of all links. To reduce the feedback information of CSI, we also propose a suboptimal scheduling scheme that selects the transmission mode using only the CSI of two direct links. Simulation results show that there are 4 dB to 8 dB gains for the proposed optimal and suboptimal schemes over the fixed direct transmission and fixed two-way relayed transmission scheme. The performance gap between the optimal and suboptimal scheduling schemes is small, which implies a good trade-off between implementation complexity and system performance.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권9호
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• pp.4398-4417
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• 2017

Multi-user Multiple-Input and Multiple-Output (MU-MIMO) has potential for prominently enhancing the capacity of wireless network by simultaneously transmitting to multiple users. User selection is an unavoidable problem which bottlenecks the gain of MU-MIMO to a great extent. Major state-of-the-art works are focusing on improving network throughput by using Channel State Information (CSI), however, the overhead of CSI feedback becomes unacceptable when the number of users is large. Some work does well in balancing tradeoff between complexity and achievable throughput but is lack of consideration of fairness. Current works universally ignore the rational utilizing of time resources, which may lead the improvements of network throughput to a standstill. In this paper, we propose TOUSE, a scalable and fair user selection scheme for MU-MIMO. The core design is dynamic-time-warping-based user selection mechanism for downlink MU-MIMO, which could make full use of concurrent transmitting time. TOUSE also presents a novel data-rate estimation method without any CSI feedback, providing supports for user selections. Simulation result shows that TOUSE significantly outperforms traditional contention-based user selection schemes in both throughput and fairness in an indoor condition.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.464-466
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• 2018

본 논문은 복수의 안테나를 보유한 기지국이 잡음제한 된(noise-limited) 셀룰러 환경에서 복수의 단일 안테나 사용자와 동시에 통신 하는 시스템을 고려한다. 각 사용자는 제한된 피드백을 통해 송신부에 자신의 채널 상태 정보를 공유하고 송신부는 공유된 채널 정보를 바탕으로 다중사용자 기반의 공간다중화를 진행한다. 채널 정보가 제한되어있기 때문에 시스템의 하향링크 데이터 율은 채널 정보의 피드백 양에 비례한다. 하지만 피드백 양이 증가하면 피드백에 사용되는 상향링크의 자원소모가 동시에 증가하기 때문에, 실제의 통신시스템은 하향링크 통신량과 상향링크 제어정보량 사이의 균형을 적절히 고려할 필요가 있다. 본 논문에서는 이러한 측면을 고려하여 정의된 순(net) 주파수 효율을 사용하며 이를 최대화 하는 최적의 피드백 양을 분석한다. 특히, 단말의 수신 파워가 수신 노이즈에 비해 낮을 때의 시스템의 최적 피드백 양을 주로 연구한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권2호
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• pp.210-217
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• 2016

In this paper, we propose a low complexity multiple-input multiple-output (MIMO) detection algorithm with adaptive interference mitigation in downlink multiuser MIMO (DL MU-MIMO) systems with quantization error of the channel state information (CSI) feedback. In DL MU-MIMO systems using the imperfect precoding matrix caused by quantization error of the CSI feedback, the station receives the desired signal as well as the residual interference signal. Therefore, a complexMIMO detection algorithm with interference mitigation is required for mitigating the residual interference. To reduce the computational complexity, we propose a MIMO detection algorithm with adaptive interference mitigation. The proposed algorithm adaptively mitigates the residual interference by using the maximum likelihood detection (MLD) error criterion (MEC). We derive a theoretical MEC by using the MLD error condition and a practical MEC by approximating the theoretical MEC. In conclusion, the proposed algorithm adaptively performs interference mitigation when satisfying the practical MEC. Simulation results show that the proposed algorithm reduces the computational complexity and has the same performance, compared to the generalized sphere decoder, which always performs interference mitigation.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제14권3호
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• pp.69-78
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• 2022

In this paper, we propose the new technique adopting power control to MIMO(multi-input multi-output)-OFDMA(orthogonal frequency division multiplexing Access) system with multi-beamformer. The proposed power controlling algorithm for MIMO-OFDMA allocates the transmitting power of each subcarrier based on the CSI(channel state information) and the interference signal. CSI is feedback from base station to mobile station to decide the transmitting power of each subcarrier. Through the proposed technique, we can control iteratively the transmitting power and update the weight of beamformer simultaneously. Therefore, the SNIR of each subcarrier become to converge the target SNIR and the beam is formed toward the desired direction. And the performance of MIMO-OFDMA system with the proposed approach is very improved. The improvement in bit error rate is investigated through computer simulation of a MIMO-OFDMA system with the proposed approach.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권1A호
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• pp.50-58
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• 2008

다중사용자 무선 채널 환경에서 공간분할 다중접속 기법을 사용함으로서 전체 시스템의 전송률을 대폭 증가시킬 수 있다. 송신단에서 정확한 채널정보를 알고 있는 경우, 전송률을 적절하게 조절함으로서 시스템 성능을 보다 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 주파수 선택적 페이딩 특성을 갖는 광대역 무선 채널에서는 채널 부호화를 통해 채널 다이버시티를 활용하여 신뢰성이 높은 데이타 전송이 가능하도록 BIC-OFDM 기술을 사용한다. 본 논문에서는 제한된 궤환정보를 이용한 기회적 스케줄링 기법과 결합된 적응 변조 시스템을 제안하고자 한다. 제안된 기법은 주파수 다이버시티와 다중 사용자 다이버티시를 이용하여 링크 성능을 항샹시킬 수 있다. 또한, 적은양의 궤환정보를 위해 모든 부채널 대신 하나의 OFDM심볼을 기준으로 적응 변조 기법을 사용한다. 모의 실험에서는 본 논문에서 제안한 기법이 적절한 계산복잡도를 가지면서도 상당한 링크 성능 향상이 있음을 보여주고자 한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.14-20
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• 2012

셀룰러 이동 통신 시스템에서 협력적으로 신호를 전송하는 CoMP(Coordinated Multi-Point transmission and reception) 방식은 기지국 간 간섭을 매우 효과적으로 제어하여 시스템의 전송률을 증가시킨다. 그러나 협력적 전송에 참여하는 기지국의 개수가 증가할수록 기지국 간 공유가 요구되는 채널 상태 정보 및 전송 데이터의 교환으로 인한 오버헤드가 비약적으로 증가하는 문제를 발생시킨다. 본 논문에서는 제한적 궤환량을 고려하여 전송 효율이 높은 기지국들만을 협력적 전송에 참여시키는 부분적 CoMP 전송 방식을 제안한다. 이를 위해 시스템 내 코어 망은 사용자가 선호하는 기지국 정보를 반영하여 협력 기지국 조합을 구성한다. 또한, 사용자들의 채널 환경에 따라 선호하는 협력 기지국 조합이 상이할 수 있으므로 코어 망은 구성된 협력 기지국 조합을 다이나믹하게 변형하여 적용한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 제한적 궤환량 사용 시 기존의 비협력적 기지국 전송 방식과 협력적 기지국 전송 방식과의 평균 전송률 성능을 비교하고, 이를 통해 제안 방식의 우수성을 입증한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권7호
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• pp.1040-1046
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• 2022

본 논문에서는 셀내 대규모 단말이 존재하는 시스템을 고려하고, 기지국과 단말간 무선 채널은 경로 손실과 레일레이 페이딩 채널을 가정한다. 또한, 전체 시스템 대역폭은 다수의 균일한 주파수 부채널들로 구성된다고 가정한다. 이와 같은 가정하에 대규모 단말들로부터 발생하는 채널 상태 정보의 피드백 오버헤드를 줄이고 자원 할당의 복잡도를 감소시키기 위한 채널 상태 정보의 피드백 기법과 비직교 다중 접속 전송을 위한 자원 할당 기법을 제안한다. 특히, 제안하는 기법에 대하여 셀내 대규모 단말들이 달성할 수 있는 총 데이터 전송률 성능과 셀내 단말들이 목표 데이터 전송률을 충족하지 못하는 아웃티지 확률 성능을 분석한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안 기법은 평균 총 데이터 전송률 성능을 저하시키지만, 우수한 아웃티지 성능을 제공할 수 있음을 보여준다.