• 제목/요약/키워드: multi-user MIMO

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영점 강제 다중 사용자 MIMO 전송 시 셀 간 정보 교환을 활용한 협력적 PF 스케줄러의 성능 평가 (Performance Evaluation of Inter-Sector Collaborative PF Schedulers for Multi-User MIMO Transmission Using Zero Forcing)

  • 이지원;성원진
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권2호
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    • pp.40-46
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    • 2010
  • 다중 사용자 MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 시스템에서 협력적 전송을 기반으로 한 협력적 PF (Proportional Fair) 스케쥴러를 사용하는 경우 사용자 평균 전송률의 로그 합 성능의 개선이 가능하다. 단일 셀 기반의 기존 PF 알고리듬은 여러 채널 환경에 대하여 그 성능이 평가되어 왔으나 여러 개의 기지국들이 스케쥴링에 참여하여 한 프레임 동안 다수의 사용자를 스케쥴링하는 알고리듬의 제시 및 성능 평가는 많은 연구가 필요한 상태이다. 본 논문에서는 서로 다른 셀에 속하는 인접한 세 섹터에 위치한 기지국들이 사용자들의 채널 정보를 교환하여 다중 사용자에게 자원을 할당하는 협력적 PF 스케쥴러를 분산 다중 사용자 MIMO 시스템에 적용하고 사용자 평균 전송률의 로그 합 성능을 평가한다. 또한 그 성능을 기지국 간의 채널 정보 교환 없이 자원을 할당할 사용자를 각자 선택하는 병렬적 PF 스케쥴러와 자원 할당 시 선택할 수 있는 동시 사용자 그룹의 모든 조합을 검색하는 full-search 협력적 PF 스케쥴러의 평균 전송률의 로그 합 성능과 비교 분석한다. 본 연구에 적용된 협력적 PF 스케쥴러는 하위 사용자 평균 전송률의 로그 합 성능 측면에서 병렬적 PF 스케쥴러보다 우수한 성능을 보인다. 또한 모든 조합을 검색함으로서 가장 큰 평균 전송률의 로그 합 성능을 나타내는 full-search 협력적 PF 스케쥴러의 성능의 대부분을 달성하면서도 연산 복잡도를 크게 감소시킨다.

실내 환경의 채널에서 MIMO 안테나로 구성된 UWB 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of a UWB System with MIMO Antennas in Indoor Channel Environments)

  • 김수남;강동욱;김기두
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권11C호
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    • pp.1564-1572
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    • 2004
  • WPAN의 통신방식으로 표준화 작업이 진행 중에 있는 U(Ultra Wide Band)는 기존 시스템과 간섭으로 인하여 전송 전력에 큰 제약이 따른다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위한 방안으로 여러 개의 송수신 안테나 구성에 의한 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 채널을 형성하고 이에 따른 성능을 분석한다. 또한 MIMO 채널 형성 시 발생되는 안테나 사이의 간섭을 시뮬레이션을 통하여 획득하고 이것이 시스템에 미치는 영향을 분석한다. 본 논문에서 제안하는 UWB 시스템은 다중경로로 인한 신호간의 간섭 및 다중 사용자로 인한 간섭을 상쇄시키는 최소제곱(least square) 방식과 ML 검출기(Maximum Likelihood Detector) 구조를 갖는다.

멀티유저 MIMO 시스템에서 효과적인 스케쥴링 정책 연구 (Study on efficient scheduing strategies for multiuser MIMO systems)

  • 김재홍;김세헌
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회 2006년도 추계학술대회
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    • pp.201-204
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    • 2006
  • In this paper, we propose efficient scheduling strategy for Multi-user MIMO systems that find advantageous trade off solution between multiuser diversity and spatial diversity, spatial multiplexing technique. Specifically, we suggest P-SFS(Pseudo-SNR Fair scheduling) algorithm that consider throughput and fairness problem. also we propose channel aware Antenna deployment that decide how to use assigned multiple antennas by the information of each user's channel condition.

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A Generalized Blind Adaptive Multi-User Detection Algorithm for Multipath Rayleigh Fading Channel Employed in a MIMO System

  • Fahmy Yasmine A.;Mourad Hebat-Allah M.;Al-Hussaini Emad K.
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제8권3호
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    • pp.290-296
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    • 2006
  • In this paper, a generalized blind adaptive algorithm is introduced for multi-user detection of direct sequence code division multiple access (OS-COMA) wireless communication systems. The main property of the proposed algorithm is its ability to resolve the multipath fading channel resulting in inter symbol interference (ISI) as well as multiple access interference (MAI). Other remarkable properties are its low complexity and mitigation to the near-far problem as well as its insensitivity to asynchronous transmission. The proposed system is based on the minimization of the output energy and convergence to the minimum mean square error (MMSE) detector. It is blind in the sense that it needs no knowledge of the other users' signatures, only the intended user signature and timing are required. Furthermore, the convergence of the minimum output energy (MOE) detector to the MMSE detector is analytically proven in case of M-ary PSK. Depicted results show that the performance of the generalized system dominates those previously considered. Further improvements are obtained when multiple input multiple output (MIMO) technique is employed.

Transceiver Design Using Local Channel State Information at Relays for A Multi-Relay Multi-User MIMO Network

  • Cho, Young-Min;Yang, Janghoon;Kim, Dong Ku
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제7권11호
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    • pp.2616-2635
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    • 2013
  • In this paper, we propose an iterative transceiver design in a multi-relay multi-user multiple-input multiple-output (MIMO) system. The design criterion is to minimize sum mean squared error (SMSE) under relay sum power constraint (RSPC) where only local channel state information (CSI)s are available at relays. Local CSI at a relay is defined as the CSI of the channel between BS and the relay in the $1^{st}$ hop link, and the CSI of the channel between the relay and all users in the $2^{nd}$ hop link. Exploiting BS transmitter structure which is concatenated with block diagonalization (BD) precoder, each relay's precoder can be determined using local CSI at the relay. The proposed scheme is based on sequential iteration of two stages; stage 1 determines BS transmitter and relay precoders jointly with SMSE duality, and stage 2 determines user receivers. We verify that the proposed scheme outperforms simple amplify-and-forward (SAF), minimum mean squared error (MMSE) relay, and an existing good scheme of [13] in terms of both SMSE and sum-rate performances.

하향링크 다중 사용자 MIMO 통신 시스템을 위한 확장형 고정복잡도 스피어 복호기 (An Extendable Fixed-Complexity Sphere Decoder for Downlink Multi-User MIMO Communication System)

  • 구지훈;김용석;김재석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39A권4호
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    • pp.180-187
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    • 2014
  • 본 논문에서는, 하향 다중 사용자 MIMO 환경에서 간섭 검출 및 제거를 하기위해 확장된 fixed-complexity sphere decoder (FSD) 알고리즘이 제안되었다. 제안된 알고리즘은, generalized sphere decoder (GSD) 알고리즘을 이용한 채널행렬 확장과 간섭신호와 요구신호를 고려한 채널행렬 순서화를 통해 FSD 알고리즘을 간섭신호 검출에 활용 가능하도록 확장 하였다. IEEE802.11ac의 통신모드 중 네 명의 다중 사용자에게 각각 702 Mbit/s 전송이 가능한 환경의 몬테카를로실험을 통해서, 제안된 알고리즘이 10% packet error rate기준으로 간섭제거 기능이 없는 maximum-likelihood 검출성능 대비 $E_b/N_0$가 약 3 dB 향상됨을 보여주었다.

Partly Random Multiple Weighting Matrices Selection for Orthogonal Random Beamforming

  • Tan, Li;Li, Zhongcai;Xu, Chao;Wang, Desheng
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제18권6호
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    • pp.892-901
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    • 2016
  • In the multi-user multiple-input multiple-output (MIMO) system, orthogonal random beamforming (ORBF) scheme is proposed to serve multiple users simultaneously in order to achieve the multi-user diversity gain. The opportunistic space-division multiple access system (OSDMA-S) scheme performs multiple weighting matrices during the training phase and chooses the best weighting matrix to be used to broadcast data during the transmitting phase. The OSDMA-S scheme works better than the original ORBF by decreasing the inter-user interference during the transmitting phase. To save more time in the training phase, a partly random multiple weighting matrices selection scheme is proposed in this paper. In our proposed scheme, the Base Station does not need to use several unitary matrices to broadcast pilot symbol. Actually, only one broadcasting operation is needed. Each subscriber generates several virtual equivalent channels with a set of pre-saved unitary matrices and the channel status information gained from the broadcasting operation. The signal-to-interference and noise ratio (SINR) of each beam in each virtual equivalent channel is calculated and fed back to the base station for the weighting matrix selection and multi-user scheduling. According to the theoretical analysis, the proposed scheme relatively expands the transmitting phase and reduces the interactive complexity between the Base Station and subscribers. The asymptotic analysis and the simulation results show that the proposed scheme improves the throughput performance of the multi-user MIMO system.

Efficient Transmission Mode Selection Scheme for MIMO-based WLANs

  • Thapa, Anup;Kwak, Kyung Sup;Shin, Seokjoo
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제8권7호
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    • pp.2365-2382
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    • 2014
  • While single-user spatial multiplexing multiple-input multiple-output (SU-MIMO) allows spatially multiplexed data streams to be transmitted to one node at a time, multi-user spatial multiplexing MIMO (MU-MIMO) enables the simultaneous transmission to multiple nodes. However, if the transmission time required to send packets to each node varies considerably, MU-MIMO may fail to utilize the available MIMO capacity to its full potential. The transmission time typically depends upon two factors: the link quality of the selected channel and the data length (packet size). To utilize the cumulative capacity of multiple channels in MIMO applications, the assignment of channels to each node should be controlled according to the measured channel quality or the transmission queue status of the node.A MAC protocol design that can switch between MU-MIMO and multiple SU-MIMO transmissions by considering the channel quality and queue status information prior to the actual data transmission (i.e., by exchanging control packets between transmitter and receiver pairs) could address such issues in a simple but in attractive way. In this study, we propose a new MAC protocol that is capable of performing such switching and thereby improve the system performance of very high throughput WLANs. The detailed performance analysis demonstrates that greater benefits can be obtained using the proposed scheme, as compared to conventional MU-MIMO transmission schemes.

Performance Improvement of MIMO MC-CDMA system with multibeamforming

  • Kim, Chan Kyu
    • International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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    • 제11권2호
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    • pp.76-83
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    • 2019
  • In this paper, we propose the beamforming algorithm for the performance improvement of MIMO MC-CDMA system. The proposed multibeamforming of MIMO MC-CDMA structure having the same number of beamformer as the number of transmit antenna is derived by calculating the error signals between the coded pilot symbols and the corresponding received signals from the multiple transmitters of the desired user in the frequency domain, transforming the frequency-domain error signals into time-domain error signals, and updating the weights of the multibeamformer in the time-domain in the direction minimizing the mean squared error (MSE). The proposed approach can track each direction of arrival (DOA) of the signals from multi-antennas of a desired user. The performance improvement is investigated through computer simulation by applying the proposed approach to MIMO MC-CDMA system in a multipath fading channel with multiusers.

상향 링크 다중 사용자 환경에서 공간 변조의 BER 성능 (BER Performance of Spatial Modulation in Uplink Multi-User Environment)

  • 김진관;현광민;박상규
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권9호
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    • pp.922-927
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    • 2013
  • 본 논문에서는 다중 안테나 시스템(Multiple Input Multiple Output: MIMO)를 사용하는 상향 링크 다중 사용자 환경에서 공간 변조(Spatial Modulation: SM) 기법을 사용하고, 변조된 신호를 수신 신호와 모든 송신 신호 후보를 비교하는 최대 우도(Maximum Likelihood: ML) 기법으로 복조하는 방법을 사용하여 시스템의 성능을 평가한다. 같은 데이터 율(date rate)로 전송하였을 때 공간 변조 기법이 기존에 제안된 다중 사용자 환경에서의 공간편이 방식(Space Shift Keying: SSK)보다 비트오류율(Bit Error Rate: BER) 성능이 좋아졌다.