• 한국통신학회논문지
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• 제41권11호
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• pp.1630-1638
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• 2016

본 논문에서는 다중 사용자(multiuser)가 다수의 기지국 안테나(MIMO, Multiple-Input and Multiple-Output)를 동시에 사용하는 다중 사용자 massive MIMO 시스템 환경을 고려한다. 다중 사용자를 동시에 지원하기 위해 기지국에서는 ZFBF(Zero-Forcing Beamforming) 기법을 고려하고 수신 신호 검출을 위해 파일럿 신호를 고려한 하향 링크 프레임 구조를 적용하여 평균 셀 용량을 도출한다. 평균 셀 용량은 기지국 안테나 수 및 사용자 수에 대해 오목 함수 (concave function)임을 수식적으로 증명하고, 오목 함수 특징을 통해 최적의 기지국 안테나 수 및 사용자 수를 도출한다. 실험 결과를 통해 수식적으로 도출한 최적 값을 검증하고, 최적값 기반의 평균 셀 용량은 송신 SNR(Signal to Noise Ratio)에 비례하여 증가함을 확인할 수 있다.

• 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.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제8권4호
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• pp.393-398
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• 2010

For multi-cell environments, coordinated random beamforming technique in multiuser MIMO(multiple-input multiple-output) broadcast channel is considered. In order to mitigate severe interference at receivers, the multi-cell environments might require complex transmitter and receiver design because the scheduler decision based on full channel state information (CSI) in one cell must be intertwined with decision made by other cells' CSI. With limited CSI, however, this paper considers a scheme of randomizing transmitters' beamforming but being coordinated with other cell transmitters. The transmitters in each cell share random beamforming patterns and schedule data transmission within coherent scheduling period. The corandomized beams allow the users to be selected with the highest SINRs even in multi-cell environments. We analyze the performance of the proposed scheme. And numerical results show that the scheme achieves better performance than the conventional random beamforming when applying to multi-cell environments.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권12A호
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• pp.1223-1228
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• 2006

본 논문에서는 독립적이며 주파수 비선택적인 정적 MIMO Rayleigh 페이딩 채널 가정 하에 다중사용자 다이버시티가 적용된 MRT/MRC MIMO의 capacity bound를 closed-form 형태의 수식으로 표현하였다. 분석 결과는 수치 검증 결과와 정확히 일치하며 MRT/MRC가 다중 사용자 다이버시티에 미치는 영향을 명확히 보여준다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제9권3호
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• pp.124-129
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• 2009

Although the maximum sum-rate capacity of multiple-input multiple output(MIMO) broadcast channels(BCs) can be achieved by dirty-paper coding(DPC), the results were obtained without fairness considerations in uncorrelated MIMO channels. In this paper, we propose new multiuser scheduling algorithms, which find a best user set for approaching the maximum sum-rate capacity while maintaining fairness among users. We analyze the performance of the proposed algorithms using zero-forcing dirty paper coding(ZF-DPC) in the correlated MIMO BCs for throughput and delay fairness, respectively. Numerical results demonstrate that a large time window can reduce the average throughput difference between users, but it increases head-of-line(HOL) delay jitters in the case of delay fairness.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제12권2호
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• pp.67-74
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• 2014

In multi-hop communication systems, two-way relaying is one of the solutions to mitigate the spectral efficiency loss caused by a half-duplex transmission. In this paper, a simple two-way relaying scheme is proposed for two-hop two-user multiple input multiple output (MIMO) systems. In the proposed system, a base station and a relay station (RS), both equipped with two antennas, form a point-to-point MIMO channel, while the RS and two single-antenna mobile users form a point-to-multipoint multiuser (MU)-MIMO channel. Numerical examples show that the proposed system achieves a significant sum rate gain as compared to a one-way relaying system as the distance between a relay and the two users decreases. We also show that although we can expand the proposed scheme to more than two users, its performance gain as compared to that of one-way relaying decreases with an increase in the number of users.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권5호
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• pp.2102-2123
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• 2016

This paper considers a channel estimation scheme for millimeter-wave multiuser multiple-input multiple-output systems. According to the proposed method, parts of the beams are selected and the channel parameters are estimated according to the sparsity of channels and the orthogonality of the beams. Since the beams for each channel become distinct and the signal power increases with the increased number of antennas, the proposed approach is able to achieve good estimation performance. As a result, the sum rate can be increased in comparison with traditional approaches, and channels can be estimated with fewer pilot symbols. Numerical results verify that the proposed approach outperforms traditional approaches in cases with large numbers of antennas.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권3호
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• pp.283-291
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• 2013

In this paper, we propose new multiuser detectors (MUDs) based on compressed sensing approaches for the large-scale multiple antenna systems equipped with dozens of low-power antennas. We consider the scenarios where the number of receiver antennas is smaller than the total number of users, but the number of active users is relatively small. This prior information motivates sparsity-embracing MUDs such as sparsity-embracing linear/nonlinear MUDs where the detection of active users and their symbol detection are employed. In addition, sparsity-embracing MUDs with maximum a posteriori probability criterion (MAP-MUDs) are presented. They jointly detect active users and their symbols by exploiting the probability of user activity, and it can be solved efficiently by introducing convex relaxing senses. Furthermore, it is shown that sparsity-embracing MUDs exploiting common users' activity across multiple symbols, i.e., frame-by-frame, can be considered to improve performance. Also, in multiple multiple-input and multiple-output networks with aggressive frequency reuse, we propose the interference cancellation strategy for the proposed sparsity-embracing MUDs. That first cancels out the interference induced by adjacent networks and then recovers the desired users' information by exploiting the low user activity. In simulation studies for binary phase shift keying modulation, numerical evidences establish the effectiveness of our proposed MUDs exploiting low user activity, as compared with the conventional MUD.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권12A호
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• pp.1006-1013
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• 2009

본 논문에서는 블록 대각화 기법을 사용하는 다중 사용자 MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 하향링크 채널 환경에서 모든 사용자의 성능을 동일하게 보장하기 위하여 데이터 스트림의 수를 할당하는 기법을 제안한다. 기존의 연구들은 전체 채널 용량의 최대화에 중점을 두고 있고, 각 사용자의 채널 환경에 따라서 채널 용량이 불균등하게 분배되어 사용자 간의 차이가 크다. 뿐만 아니라, water-filling 기법을 사용하여 전력을 제어함으로써, 채널 이득이 작은 사용자는 매우 작은 채널 용량만을 가질 수 있었다. 또한, 대부분의 연구에서는 모든 사용자에 대해 동일한 수의 데이터 스트림을 사용함으로써, 스스로 데이터 스트림의 분배에 의한 추가적인 이득을 제한했다. 본 논문에서는 사용자 채널의 크기에 따라 데이터 스트림을 분배하여 모든 사용자에게 균등한 채널 용량을 보장하는 조건에서 이를 최대화하는 기법을 제안하고 모의실험을 통하여 제안된 기법이 기존의 기법에 비해 송신전력과 채널 용량의 이득이 더 큰 것을 확인한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권12A호
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• pp.1185-1190
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• 2008

이 논문에서는 IST (information society technologies)-WINNER (wireless world initiative new radio) 프로젝트에서 MU-MIMO (multiuser multiple-input multiple-output) 프리코딩 방식으로 채택된 SMMSE (successive minimum mean square error) 프리코딩 방법의 프리코딩 행렬 생성을 단순화하기 위한 $S^{2}MMSE$ (simplified SMMSE) 알고리즘을 제안한다. 기존의 알고리즘이 모든 사용자들의 모든 수신 안테나들을 대상으로 개별 MMSE nulling을 필요로 하는 프리코멍 벡터들을 생성하는 것과 대조적으로, 제안되는 알고리즘은 먼저 사용자 별 MMSE nulling 과정을 수행하고, 해당 사용자 내에서는 이 결과를 공통으로 이용하여 개별 수신 안테나에서 추가적인 MMSE nulling 과정 없이 단순한 행렬-벡터 곱으로 프리코딩 벡터를 계산한다. 따라서, 이 알고리즘을 사용하면 SMMSE 프리코딩을 위한 프리코멍 행렬 생성을 크게 단순화시킬 수 있다.