• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권2호
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• pp.635-656
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• 2019

In this paper, we investigate the degrees of freedom (DoF) of a multi-cell multi-user multiple-input multiple-output (MIMO) interference broadcast channel (IBC) with non-cooperation distributed base stations (BS), where each BS serves users of its corresponding cell. When all BSs simultaneously transmit their own signals over the same frequency band in the MIMO IBC, the edge users in each cell will suffer the inter-cell interference (ICI) and inter-user interference (IUI) signals. In order to eliminate the ICI and IUI signals, a distributed space time interference alignment (DSTIA) approach is proposed where each BS has only limited access to distributed moderately-delay channel state information at the transmitter (CSIT). It is shown that the DSTIA scheme can obtain the appreciate DoF gains. In addition, the DoF upper bound is asymptotically achievable as the number of antenna at each BS increases. It is shown that the DSTIA method can get DoF gains over other interference alignment schemes with delayed CSIT in literature. Moreover, the DSTIA method can attain higher DoFs than the IA schemes with global CSIT for certain antenna configurations.

• 전자공학회논문지
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• 제54권2호
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• pp.3-8
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• 2017

본 논문은 차량 내부에서 무선 에너지 전송 기술을 지원하기 위해 분산 안테나 시스템의 사용을 제안한다. 차량 내 무선 에너지 전송 시스템은 에너지 수신 단말기의 이동이 제한적이고, 채널 환경이 정적이며, 인체가 송신기와 가까운 특징을 갖는다. 이러한 상황에서 송신기의 배치는 인체에서의 수신 에너지와 에너지 수신 단말기에서의 수신 에너지의 양에 큰 영향을 미친다. 이에 본 논문은 기존 무선 통신 시스템에서 사용되는 중앙 집중형 안테나 시스템과 분산 안테나 시스템을 적용하였을 때의 차량 내 무선 에너지 전송 성능을 모의실험을 통해 비교하고, 분산 안테나 시스템이 더 좋은 성능을 가짐을 보인다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권5호
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• pp.1382-1390
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• 2017

This paper presents a power supply for gate drivers, which uses a magnetic resonance wireless power transfer system. Unlike other methods where multiple antennas are used to supply power for the gate drivers, the proposed method uses a single antenna in an insulated receiver to make multiple mutually isolated power supplies. The power transmitted via single antenna is distributed to multiple power supplies for gate drivers through resonant capacitors connected in parallel that also block DC bias. This approach has many advantages over other methods, where each gate driver needs to be supplied with power using multiple receiver antennas. The proposed method will therefore lead to a reduction in production costs and circuit area. Because the proposed circuit uses a high resonance frequency of 6.78 MHz, it is possible to implement a transmitter and a receiver using a small-sized spiral printed-circuit-board-type antenna. This paper used a single phase-leg circuit configuration to experimentally verify the performance characteristics of the proposed method.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제10권4호
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• pp.263-269
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• 2010

Multiple input multiple output (MIMO) has been considered one of the key enablers of broadband wireless communications. The indoor environment is known to be favorable to ensure both high rank property and high signal-to-interference/noise ratio (SINR) to fully exploit MIMO spatial multiplexing (SM) gain. In this paper, we describe several practical deployment cases where repeater links (or relay links), such as those present with an indoor distributed antenna system (DAS), can act as keyholes to degenerate the rank property of MIMO communications. In this case, we cannot exploit MIMO SM gain in indoor environment. We propose a novel MIMO communication scheme which uses simple converter in the devices in repeater links to resolve the rank degeneration issue and to ensure MIMO SM gain in highly MIMO-favorable indoor environment. MIMO SM is possible over the indoor DAS with single cable line through use of simple converters, which enables practical deployment in real fields.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제13권2호
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• pp.86-92
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• 2013

The present paper defines diversity gain for stationary users. This deals in particular with gathering the received signal statistics over possible user positions and orientations in space rather than over time, and to define a meaningful diversity gain related to the cumulative improvement of the performances of the 1% users with the worst receiving conditions. The definition is used to evaluate diversity gain for some typical small antennas in an extreme environment with only line-of-sight (LOS). The LOS environment is regarded as user-distributed 3D-random LOS caused by the statistics of an ensemble of stationary users with arbitrary orientations in the horizontal plane (2D), and with arbitrary orientations of their wireless devices in the vertical plane. Thus, an overall 3D-random distribution of user orientation is assumed.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권1C호
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• pp.1-8
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• 2009

Cooperative diversity is a novel technique to improve diversity gains, capacity gains, and energy saving. This technique involves multiple terminals sharing resources in order to build a virtual antenna array in a distributed fashion. In this paper, we propose a multi-user cooperative diversity protocol called Relay-assisted Multiple Access Channel(R-MAC) that allows multiple source terminals to transmit their signals simultaneously and the relay terminal forwards the aggregated signal received from the source terminals to the destination terminal. The proposed protocol converts the distributed antenna channels into an effective MIMO channel by exploiting a relay, increasing both diversity gain and system throughput. We investigate the performance of the proposed protocol in terms of outage probability and diversity-multiplexing tradeoff where we assume block fading channel environment. Our simulation results show that the proposed protocol outperforms direct transmission in the high spectral efficiency regime where the conventional cooperative diversity protocols cannot outperform direct transmission.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권4호
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• pp.370-382
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• 2013

Distributed massive MIMO systems, which have high bandwidth efficiency and can accommodate a tremendous amount of traffic using algorithms such as zero-forcing beam forming (ZFBF), may be deployed in large public venues with the antennas mounted under-floor. In this case the channel gain matrix H can be modeled as a multi-banded matrix, in which off-diagonal entries decay both exponentially due to heavy human penetration loss and polynomially due to free space propagation loss. To enable practical implementation of such systems, we present a multi-banded matrix inversion algorithm that substantially reduces the complexity of ZFBF by keeping the most significant entries in H and the precoding matrix W. We introduce a parameter p to control the sparsity of H and W and thus achieve the tradeoff between the computational complexity and the system throughput. The proposed algorithm includes dense and sparse precoding versions, providing quadratic and linear complexity, respectively, relative to the number of antennas. We present analysis and numerical evaluations to show that the signal-to-interference ratio (SIR) increases linearly with p in dense precoding. In sparse precoding, we demonstrate the necessity of using directional antennas by both analysis and simulations. When the directional antenna gain increases, the resulting SIR increment in sparse precoding increases linearly with p, while the SIR of dense precoding is much less sensitive to changes in p.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권6B호
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• pp.517-526
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• 2006

본 논문에서는 가상 셀(Virtual Cell)이라는 새로운 개념을 도입하여 사용자의 움직임에 따라 셀(Cell)이 동적으로 바뀌어서 핸드오프의 문제가 없으며, 사용자 간, 셀 간에 야기되는 간섭을 모니터링 할 수 있고 또한 상호 간섭을 최소화하도록 제어할 수 있어서 기존 셀룰라 시스템이 안고 있는 간섭 문제를 효과적으로 극복할 수 있는 분산무선통신시스템에 관하여 소개한다. 그리고 이러한 분산무선시스템을 기반으로 하여 사용자 통신의 링크 품질을 지속적으로 유지하면서 용량을 향상시키고자 하는 Dual Virtual Cell(DVC) 개념과 운용 방안을 제안하였다. DVC 시스템은 단말의 실제 트래픽을 위한 Active Virtual Cell 외에, 사용자 통신의 다음 시점의 도달 범위 예측과 사용자 무선링크의 품질저하 및 단절을 방지하기 위한 후보군의 분산안테나들의 집합인 Candidate Virtual Cell을 도입하여 이러한 이중구조의 가상 셀을 동시에 관리함으로써, 채널정보 획득에 대한 단말의 부담을 줄이고 채널추정정보에 대한 시간지연과 단말의 이동으로 인한 무선링크 단절 및 품질 저하를 방지하며 신속한 통신채널 변경을 지원할 수 있다. 제안하는 시스템에서는 DVC의 안테나 구성을 위하여 안테나 선택기법을 이용하고 있으며, 시스템 오차 확률 개선을 위하여 Space-Time Trellis Code를 도입하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권6A호
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• pp.635-642
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• 2008

본 논문에서는 time-varying Rayleigh fading channel에서 분산 안테나 시스템의 최적 전력 분배 기법을 제안한다. 기존 관련 연구에서는 각 기지국으로부터 수신되는 전력의 차이를 기지국간 전력 분배에 고려하지 않았으나, 최근 들어 빠르게 변하는 small scale fading까지 Channel State Information (CSI)로하여 전력 분배를 하는 경우에 대한 연구가 진행되었다. 하지만, 실제 무선통신 환경에서 송수신단간의 거리 차이 때문에 피드백이 반영된 신호가 수신될 때의 페이딩 채널은 피드백을 하는 시점과는 차이가 있고, 이로 인한 성능저하가 나타난다. 본 논문에서는 이러한 성능저하를 극복하고 CSI 피드백의 부담을 경감시키기 위하여 small scale fading을 제외하고, 느리게 변하는 경로손실과, 섀도잉에 의한 large scale fading값만을 피드백하는 분산 안테나 시스템을 제안하고 Bit Error Rate (BER)을 최소화하기 위한 최적 전력 분배 공식을 유도했다. 빠른 페이딩 환경에서, 제안된 최적 전력 분배 기법이 small scale fading까지 고려한 전력 분배 기법보다 월등히 좋은 성능을 보이며, 피드백 지연이 없는 환경에서도 1dB 이내의 성능을 보이는 것을 확인했다. 또한, 본 논문에서 Rayleigh fading channel을 가정하여 유도한 전력 분배 기법이 Line-of-Sight (LOS) 성분의 크기가 작은 Ricean fading channel에서도 최소의 BER과 거의 비슷한 값을 달성함을 보였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.75-82
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• 2018

본 논문에서는 분산 안테나 시스템의 하향링크 다중 사용자 MIMO를 위한 프리코더 설계에 대해서 고려한다. 분산 안테나 시스템에서 RRH (Remote Radio Head)는 셀 영역 내에서 지리적으로 서로 다른 위치에 배치되게 되는데, RRH에서 적용하기 위한 세 가지 종류의 프리코더 설계 방법을 제안한다. 모든 RRH들의 전송 전력 합, 또는 각 RRH의 전송 전력에 대한 제약 조건 하에서, 개별 SLNR 또는, 결합 SLNR (Signal-to-Leakage plus Noise Ratio) 비용함수를 최대화시키도록 프리코더를 설계한다. 그리고, 각각의 최적화 문제에 대한 분석적 이론해를 제시한다. 컴퓨터 모의실험을 통하여, 결합 SLNR 기반의 프리코더 설계 방법이 개별 SLNR 기반의 프리코더 설계 방식보다 더 높은 SINR (Signal-to-Interference plus Noise Ratio) 성능과 더 낮은 BER (Bit Error Rate) 성능을 갖는다는 것을 보인다. 또한, 모든 RRH들의 전력 합에 대한 제약 조건을 갖는 프리코더 설계 방법이 각 RRH 전송 전력 제약 조건을 갖는 방식보다 더 좋은 성능을 갖는다는 것을 보인다.