• 한국전자파학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.1113-1119
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• 2013

본 논문에서는 다중 입출력(Multiple-Input Multiple-Output: MIMO) 무선 기계에 대한 안테나의 설계를 제안하였다. 제안된 안테나는 다양한 LTE(Long Term Evolution) 서비스 대역을 다룬다; 밴드(band) 17(704~746 MHz), 밴드 13(746~787 MHz), 밴드 5(824~894 MHz), and 밴드 8(880~960 MHz). 제안된 주(main) 안테나는 광대역 동작을 위해 역 L-형태의 슬릿(slit)을 가지고 있다. 그리고 LTE 부(sub) 안테나는 스위치(switch)를 결합한 루프(loop) 안테나 구조에 기초를 두었고, 논리 회로에 의해서 공진 주파수가 조절될 수 있다. LTE 수신 안테나에 대한 조절 기술은 원하는 대역의 실현을 위해, 그리고 임피던스(impedance) 조절을 위해 RF MEMS(Micro-Electro Mechanical System)를 사용하였다. 두 개의 제안된 안테나는 서로 수직으로 편파되기 때문에 원하는 주파수 대역에서 두 안테나는 -20 dB 이하의 격리도 특성을 가지며, 두 안테나 사이의 상관 계수(Envelope Correlation Coefficient: ECC) 특성은 0.06 이하의 매우 낮은 값을 가진다. 제안된 안테나는 통합된 LTE 다중 입출력 시스템의 단말기에 적용이 가능하다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권1호
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• pp.253-271
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• 2017

In this paper, considering that perfect channel state information (CSI) is hard to achieve in practice, the downlink capacity of distributed antenna systems (DAS) with imperfect CSI and multiple receive antennas is investigated over composite Rayleigh fading channel. According to the performance analysis, using the numerical calculation, the probability density function (PDF) of the effective output SNR is derived. With this PDF, accurate closed-form expressions of ergodic capacity and outage probability of DAS with imperfect CSI are, respectively, obtained, and they include the ones under perfect CSI as special cases. Besides, the outage capacity of DAS in the presence of imperfect CSI is also derived, and a Newton's method based practical iterative algorithm is proposed to find the accurate outage capacity. By utilizing the Gaussian distribution approximation, another approximate closed-form expression of outage capacity is also derived, and it may simplify the calculation of accurate outage capacity. These theoretical expressions can provide good performance evaluation for downlink DAS for both perfect and imperfect CSI. Simulation results verify the effectiveness of the theoretical analysis, and the system capacity can be improved by increasing the receive antennas, and decreasing the estimation error or path loss. Moreover, the system can tolerate the estimation error variance up to about 0.01 with a slight degradation in the capacity.

• Journal of Communications and Networks
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• 제7권3호
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• pp.307-312
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• 2005

In this work, we study the performance of a serial concatenated scheme comprising a convolutional code (CC) and an orthogonal space-time block code (STBC) separated by an inter-leaver. Specifically, we derive performance bounds for this concatenated scheme, clearly quantify the impact of using a CC in conjunction with a STBC, and compare that to using a STBC code only. Furthermore, we examine the impact of performing antenna selection at the receiver on the diversity order and coding gain of the system. In performing antenna selection, we adopt a selection criterion that is based on maximizing the instantaneous signal-to­noise ratio (SNR) at the receiver. That is, we select a subset of the available receive antennas that maximizes the received SNR. Two channel models are considered in this study: Fast fading and quasi-static fading. For both cases, our analyses show that substantial coding gains can be achieved, which is confirmed through Monte-Carlo simulations. We demonstrate that the spatial diversity is maintained for all cases, whereas the coding gain deteriorates by no more than $10\;log_{10}$ (M / L) dB, all relative to the full complexity multiple-input multiple-output (MIMO) system.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권8B호
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• pp.1348-1356
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• 2000

본논문에서는 실내 무선 통신에서 간단하고 적절한 다중 송신/수신 안테나 다이버시티 기법을 사용한 trellis 부호화된 Multi-Carrier CDMA 19 QAM 시스템을 제안한다 제안하는 다중 송신/수신 안테나 다이버시티 기법은 trellis 부호화된 Multi-Carrier CDMA 16 QAM 신호를 다중 송신 안테나를 통하여 임의 의 시간 지연을 가지고 전도를 증가시킬수 있다면 보 논문에서 제안하는 송신 다이버시티 기법과 기존의 수신 안테나 다이버시를 \ulcorner합함으로써 추가적인 다이버시티 이득을 얻을수 있음을 알 수 있었다 또한 제안된 다중 송신/수신 안테나 다이버시티 기법을 적용한 trellis 부호화된 Multi-Carrier CDMA 16 QAM 시스템은 기존의 수신 안테나 다이버시티 시스템에 비하여 다중 사용자 간섭과 페이딩에 미감하지 않음을 알 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권11호
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• pp.4387-4404
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• 2015

The energy-efficient design of sensing-based spectrum sharing of a multi-input and multi-output (MIMO) cognitive radio (CR) system with imperfect multiple antenna spectrum sensing is investigated in this study. Optimal resource allocation strategies, including sensing time and power allocation schemes, are studied to maximize the energy efficiency (EE) of the secondary base station under the transmit power and interference power constraints. EE problem is formulated as a nonlinear stochastic fractional programming of a nonconvex optimal problem. The EE problem is transformed into its equivalent nonlinear parametric programming and solved by one-dimension search algorithm. To reduce searching complexity, the search range was founded by demonstration. Furthermore, simulation results confirms that an optimal sensing time exists to maximize EE, and shows that EE is affected by the spectrum detection factors and corresponding constraints.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제15권1호
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• pp.44-52
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• 2015

A worst-case estimate of an envelope correlation coefficient (ECC) is obtained for small multiple-input multiple-output (MIMO) mobile antennas operating below 1 GHz. The worst-case estimate is numerically derived in this paper using spherical and exponential wave functions. The derived result confirms that the worst-case ECC can be easily obtained from the rotation angle between the radiation patterns of two MIMO elements, which are attained directly from the amplitude of 2D electric field patterns without any additional phase and polarization information. As a practical example, MIMO mobile antennas with different antenna element arrangements are compared to verify the validity of the proposed worst-case estimate. Moreover, based on these analyses, we also suggest an effective approach to reduce the ECC of a small MIMO mobile antenna operating below 1 GHz by properly locating the antenna elements to make the radiation patterns perpendicular to each other.

• Journal of Communications and Networks
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• 제5권2호
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• pp.96-103
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• 2003

Asymptotic theorems are very commonly used in probability. For systems whose performance depends on a set of n random parameters, asymptotic analyses for n${\to}{\infty}$ are often used to simplify calculations and obtain results yielding useful hints at the behavior of the system for finite n. These asymptotic analyses are especially useful whenever the convergence to the asymptotic results is so fast that even for moderate n they yield results close to the true values. This tutorial paper illustrates this principle by applying it to capacity calculations of multiple-antenna systems.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권6호
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• pp.689-697
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• 2016

본 논문에서는 다수의 기생소자를 사용하여 빔패턴을 제어할 수 있는 SPA(Switched Parasitic Array) 안테나를 설계 및 제작하고, 이를 실제 무선통신 시스템에 적용하여 빔포밍 기능을 구현함으로써 시스템 성능이 향상됨을 확인한다. SPA 안테나는 단일 능동 안테나와 그 주위에 다수의 기생소자들로 구성되는 안테나로서 기생소자의 스위칭을 통하여 빔패턴 제어가 가능한 안테나이다. 이러한 안테나 특성을 이용하면 기존의 다중 안테나 시스템으로 구현되는 빔포밍 기능을 SPA 안테나로 구현이 가능하다. SPA 안테나를 이용한 빔포밍 시스템은 단일 능동 안테나와 단일 RF 체인을 사용하기 때문에 저비용, 저복잡도 및 저전력의 통신 시스템을 구현할 수 있다. 본 논문에서는 SPA 안테나를 통한 빔포밍 이득을 실제 시스템 레벨에서 확인하기 위하여 기 구현된 무선통신 시스템 상에서 SPA 안테나를 적용하는 경우와 기존의 omni 안테나를 사용하는 경우에 대하여 성능 파라미터(SNR, PER, 전송속도)를 측정하여 비교 분석한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권1호
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• pp.261-279
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• 2023

In this article, the uplink achievable rate is investigated for massive multiple-input multiple-output (MIMO) under correlated Ricean fading channel, where each base station (BS) and user are both deployed multiple antennas. Considering the availability of prior knowledge at BS, two different channel estimation approaches are adopted with and without prior knowledge. Based on these channel estimations, a two-layer decoding scheme is adopted with maximum ratio precoding as the first layer decoder and optimal second layer precoding in the second layer. Based on two aforementioned channel estimations and two-layer decoding scheme, the exact closed form expressions for uplink achievable rates are computed with and without prior knowledge, respectively. These derived expressions enable us to analyze the impacts of line-of-sight (LoS) component, two-layer decoding, data transmit power, pilot contamination, and spatially correlated Ricean fading. Then, numerical results illustrate that the system with spatially correlated Ricean fading channel is superior in terms of uplink achievable rate. Besides, it reveals that compared with the single-layer decoding, the two-layer decoding scheme can significantly improve the uplink achievable rate performance.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제12권2호
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• pp.30-37
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• 2013

본 논문에서는 지난 호 브랜치 루프안테나 BLA(Branch Loop Antenna)에 이어 휴대 단말기용 연장 루프안테나를 설계한다. 사각형 루프에 연장 루프를 추가한 ELA(Extended Loop Antenna)를 소개하고, 휴대 단말기에 적용될 수 있음을 보인다. 연장 루프 소자를 사각형 루프안테나 상단 및 좌우양단에 추가하고, 길이를 조절하여 낮은 공진 주파수를 얻는다. 연장 루프에 의한 다중 공진을 얻고, 접속위치와 길이로부터 원하는 대역을 얻는다. 설계한 ELA를 구현한 후 측정으로부터, CDMA/GSM의 낮은 주파수 대역에서 평균이득 -3.0~-1.46dBi 및 50.15~71.41% 효율의 양호한 특성을 얻었고, DCS/USPCS/WCDMA의 높은 주파수 대역에서는 평균이득 -8.28~-1.7dBi 및 14.87~67.68% 효율을 얻었다.