• 제목/요약/키워드: multiuser diversity

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Performance improvement of multiuser detection using antenna array in CDMA base station

  • 남종길;이원철
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권3B호
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    • pp.472-486
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    • 2000
  • This paper analysis the performance of joint receiving structure consisting of the decorrelating multiuser detection and beamfromenr-RAKE receive for DS-CDMA communication systems. In asynchronous transmission as the number of simultaneous users increase. the capacity of CDMA system becomes severly reduced due to the nonideal orthogonality between user-assigned PN sequences and improper power control. Accordingly, the CDMA receiving system becomes vulnerable to the multiple access interferences and the near-far problem under multipath fading channel environment. To withstand these undesired performance degradations, this paper proposes the new type of multiuser detection which has a form of the hybrid structure of concatenating beamformer-RAKE receiver and decorrelating multiuser detection. the beam former-RAKE receiver performs temporal and spatial diversity combining with alleviating fading effect and suppressing undesired interferences, and the multiuser detection plays a role of making the receiver robust to the near-far problem. Regarding the individual merit on the usage of either multiuser detection or beamformer-RAKE receiver, the hybrid one is expected to produce the enhanced performance in multipath fading CDMA channel. However major drawback of using decorrelating multiuser detection for practical deployment is arised from its computational complexity , which is exponentially increased as more number of users and transmitted symbols involve. To diminish the computational complexity, this paper exploits an efficient block Toeplitz inversion technique using matrix Levinson polynomial will be introduced. And this paper provided the mathematical analysis to show the efficiency of the proposed joint structure under the multipath propagation environment. And results of a series of exhaustive computer simulations are presented in order to demonstrate the overall performance of the proposed hybrid structure in multipath fading CDMA channel.

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Zero Forcing 수신기를 결합한 다중사용자 다중안테나 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of Multiuser MIMO Systems with Zero Forcing Receivers)

  • 성창경;문성현;박은성;이인규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권8A호
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    • pp.592-599
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    • 2009
  • 본 논문에서는, zero-forcing 수신기를 적용한 다중사용자 다중 입출력 시스템의 하향링크 채널을 고려한다. 공간분할다중접속 방식은 다중사용자 다이버시티 이득을 얻기 위하여 기지국의 송신안테나에 서로 다른 사용자를 할당하며, 그에 반하여 공간분할다중화 방식은 한 명의 사용자가 모든 안테나를 점유한다. 본 논문에서는 앞서 언급한 두 방식의 성능을 평가하기 위하여 두 시스템이 갖는 최대 성능에 대한 수학적인 분석을 수행한다. 이를 위하여 우리는 먼저 채널 용량에 대한 정확한 수식을 유도하고, 또한 채널 용량의 상한을 근사적으로 유도하여 더욱 간단한 형태의 수식을 제공한다 마지막으로 시뮬레이션 결과를 통해 유도된 수식의 정확성을 검증하고 공간분할다중화 방식의 성능을 최적의 기법과 비교한다.

다수 사용자 OFDM 시스템에서의 비디오 전송을 위한 비례 율 적용 왜곡 최소화 자원 할당 방법 (Distortion Minimization Resource Allocation Scheme for Multiuser Video Transmission Over OFDM Network with Proportional Rates)

  • 하호진;임창훈;김영용
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권7B호
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    • pp.583-591
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    • 2008
  • 본 논문은 다수의 비디오를 전송하는 직교 주파수 다중 분할 시스템의 다운링크에서 종단간 비디오에서 발생하는 왜곡을 최소화하는 자원 할당 방법을 제안한다. 제안된 알고리즘은 제한된 시스템 리소스에서 다수 사용자의 다양성과 패킷 왜곡 모델을 이용한 비트 왜곡 함수를 이용하여 전체 사용자의 비디오 왜곡을 최소화한다. 첫 단계에서, H.264 비디오 코딩 구조에 존재하는 에러 은닉과 전파를 이용하여 비트 왜곡 함수를 유도한다. 두 번째 단계에서는 전체적인 비디오 화질 저하를 최소화하기 위해서, 직교 주파수 다중 분할 시스템의 자원을 사용자의 다양성을 이용하여 부 반송파와 파워를 할당하는 자원 할당 알고리즘을 제안한다. 또한 각 사용자에 의해서 요구되는 비디오 화질을 얻기 위해서, 비례 율의 요소를 적용한다. 실험결과에서, 제안된 자원할당 알고리즘은 기존의 시간 분할 다중 접속 방법 그리고 비트 왜곡의 정보를 이용하지 않는 알고리즘과 비교해서, 종단간의 비디오 화질을 크게 향상시키는 결과를 보였다.

송신 다이버시티를 가진 다중 사용자 시스템에서 채널 추정 및 간섭 제거 기법들의 성능 평가 (Performance Evaluation of Channel Estimation and Interference Cancellation Techniques for Multiuser with Transmitter Diversity System)

  • 유형준;이상문;최형진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제27권7A호
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    • pp.641-650
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    • 2002
  • Space-Time Block Code(STBC)는 수신기에서 간단한 선형 복호화 과정만으로 다이버시티 이득을 얻을 수 있고 STBC의 간섭 제거(Interference Cancellation) 기술은 동일 채널 사용자의 간섭 신호 존재시 무선 시스템의 용량 및 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 다중 사용자 환경에서 STBC를 이용하는 시스템의 간섭 제거 기술들(Minimum Mean-Squared Error(MMSE)과 Zero-Forcing(ZF))은 여러 문헌에서 제안되었고 수신기에서 다중 사용자의 채널 상태 정보를 완벽하게 알고 있다고 가정한 상태에서 간섭 제거 기술들의 성능이 분석되었다. 그러나 실제로는 수신기에서 다중 사용자의 채널 상태 정보를 정확하게 알 수 없다. 따라서 수신기에서 다중 사용자의 채널 추정 기법은 필수적이고 특히 MMSE 간섭 제거 알고리즘을 사용하기 위해서는 SNR 추정 기법이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 훈련 프레임을 이용하여 STBC 기법으로 전송하는 동일 채널 사용자의 채널 상태 정보 및 SNR 추정 방법을 제안하였다. 컴퓨터 모의 실험을 통하여, 제안된 채널 상태 및 SNR 추정 기법을 MMSE와 ZF 간섭 제거 알고리즘에 적용하여 간섭 제거 기술들의 성능을 비교 평가하였다.

Performance Analysis of Blind Channel Estimation for Precoded Multiuser Systems

  • Xu, Zhengyuan
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제4권3호
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    • pp.189-198
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    • 2002
  • Precoder has been shown to be able to provide source diversity and design flexibility. In this paper we employ precoding techniques for block transmission based on a multirate filterbank structure. To accommodate multiuser communication with variable data rates, different precoders with corresponding coefficients and up/down sampling rates are used. However, due to unknown multipath distortion, different interferences may exist in the received data, such as multiuser interference, intersymbol interference and interblock interference. To estimate channel parameters for a desired user, we employ all structured signature waveforms associated with different symbols of that user and apply subspace techniques. Therefore better performance of channel estimator can be achieved than the conventional subspace method based only on the signature of the current symbol. The delay for that user can also be jointly estimated. Channel identifiability conditions and asymptotic channel estimation error are investigated in detail. Numerical examples are provided to justify the proposed method. gest either multicode (MC) or multiple processing gain (MPG) mechanism [2], while requiring data rates to be integral multiples of some basic low-rate. In order to support variable rate transmission however, a comprehensive scheme needs to be investigated.

하향링크 다중 사용자 MIMO 시스템에서의 Zero-Forcing 빔 형성을 이용한 효과적인 사용자 선택 기법 (An Efficient User Selection Algorithm in Downlink Multiuser MIMO Systems with Zero-Forcing Beamforming)

  • 고현성;오태열;최승원
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권6A호
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    • pp.494-499
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    • 2009
  • 본 논문에서는 하향링크 다중 사용자 Multiple Input Multiple Output (MIMO) 채널 환경에서 시스템 용량을 최대화시키기 위한 효과적인 사용자 선택 기법에 대해서 논의한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 사용자 채널 파워와 채널 간의 각도를 이용하여 최적의 사용자 집단을 선택하는 새로운 방법이다. 이 방법은 SUS 방법에 비해 허용 상관도 값을 별도로 생각하지 않아도 되기 때문에 간단한 방법이며, 시스템 성능을 최대화시키는 사용자들을 찾는 방법이기 때문에 향상된 성능을 보인다.

다중 코드북을 이용한 랜덤 빔 형성 기법 (Random beamforming applying codebook rotation)

  • 강지원;유병욱;서정태;이충용
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권7호
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    • pp.1-5
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    • 2009
  • 랜덤 빔 형성 기법은 정적인 채널에서 다중 사용자 다이버시티를 얻게 하지만, 사용자수에 따른 성능의 제약이 있다. 이를 극복하기 위해 송신단에서 다중 랜덤 빔을 형성하는 기법들이 소개되었다. 특히 코드북에 기반을 둔 랜덤 빔 형성 기법은 적은 파일럿 수로 다중 랜덤 빔을 형성한다. 그러나 그 기법은 채널특성에 따른 빔 디자인의 어려움이 있다. 따라서, 본 논문에서는 다중 코드북을 교대로 이용하여 랜덤 빔을 형성하는 기법을 제안한다. 제안한 기법은 기존 기법에 비해 휠씬 용이하게 빔을 디자인하여 적은 파일럿을 이용하면서 다중 사용자 다이버시터 이득과 선택적 다이버시티 이득을 동시에 얻는다.

On the Multiuser Diversity in SIMO Interfering Multiple Access Channels: Distributed User Scheduling Framework

  • Shin, Won-Yong;Park, Dohyung;Jung, Bang Chul
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제17권3호
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    • pp.267-274
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    • 2015
  • Due to the difficulty of coordination in the cellular uplink, it is a practical challenge how to achieve the optimal throughput scaling with distributed scheduling. In this paper, we propose a distributed and opportunistic user scheduling (DOUS) that achieves the optimal throughput scaling in a single-input multiple-output interfering multiple-access channel, i.e., a multi-cell uplink network, with M antennas at each base station (BS) and N users in a cell. In a distributed fashion, each BS adopts M random receive beamforming vectors and then selects M users such that both sufficiently large desired signal power and sufficiently small generating interference are guaranteed. As a main result, it is proved that full multiuser diversity gain can be achieved in each cell when a sufficiently large number of users exist. Numerical evaluation confirms that in a practical setting of the multi-cell network, the proposed DOUS outperforms the existing distributed user scheduling algorithms in terms of sum-rate.

A General Method for Error Probability Computation of UWB Systems for Indoor Multiuser Communications

  • Durisi, Giuseppe;Tarable, Alberto;Romme, Jac;Benedetto, Sergio
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제5권4호
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    • pp.354-364
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    • 2003
  • A general method for the evaluation of the symbol error probability (SER) of ultra wideband (UWB) systems with various kind of modulation schemes (N-PAM, M-PPM, Bi-Orthogonal), in presence of multipath channel, multiuser and strong narrowband interference, is presented. This method is shown to be able to include all the principal multiaccess techniques proposed so far for UWB, time hopping (TH), direct sequence (DS) and optical orthogonal codes (OOC). A comparison between the performance of these multiple access and modulation techniques is given, for both ideal Rake receiver and minimum mean square error (MMSE) equalizer. It is shown that for all the analyzed multiple access schemes, a Rake receiver exhibits a high error floor in presence of narrowband interference (NBI) and that the value of the error floor is in-fluenced by the spectral characteristics of the spreading code. As expected, an MMSE receiver offers better performance, representing a promising candidate for UWB systems. When the multiuser interference is dominant, all multiple access techniques exhibit similar performance under high-load conditions. If the number of users is significantly lower than the spreading factor, then DS outperforms both TH and OOC. Finally 2PPM is shown to offer better performance than the other modulation schemes in presence of multiuser interference; increasing the spreading factor is proposed as a more effective strategy for SER reduction than the use of time diversity.