• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제3권4호
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• pp.240-245
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• 2014

How well the self-interference cancellation (SIC) technique performs is a primary issue in realizing an in-band full-duplex (FD) wireless communication system. One factor affecting its performance is channel estimation error on the self-interference channel. We propose a new analog SIC scheme which is robust to channel estimation error. It uses phase rotators in the radio frequency (RF) chain. We also derive closed-form equations for the residual self-interference of the proposed and the conventional schemes. The analytical and numerical results show that the residual self-interference under the proposed SIC scheme is less than that using the conventional scheme, even though channel estimation error is present.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권2호
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• pp.100-108
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• 2014

본 논문에서는 RF(radio frequency) Cancellation과 Digital Cancellation을 사용하는 SSD(simultaneous single band duplex) 시스템을 구성하고, 이 시스템에서 직접 자기 간섭 신호가 있는 환경에서 RF Cancellation의 오차가 발생하였을 경우 남은 자기 간섭 신호의 전력 크기 특성을 분석한다. 또한 이를 해결하기 위해 Digital Cancellation을 사용하였을 때, 추가적인 잔류 자기 간섭 신호 제거를 통한 성능 특성을 분석한다. RF Cancellation에서 사용하는 위상 천이기에 0, 0.5, 1, 2도의 위상 천이 오차가 발생하였을 경우 잔류 자기 간섭 신호가 자국에 수신되는 상대국의 송신 신호보다 매우 크기 때문에 상대국의 데이터를 수신할 수 없는 것을 확인하였고, Digital Cancellation 방법을 사용하면 이러한 잔류 자기 간섭 신호 성분을 제거하여 상대국의 송신 데이터를 수신할 수 있는 것을 확인하였다. 또한 RF Cancellation에서의 소자 설계 오차에 대한 시스템의 성능을 분석하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권10호
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• pp.4957-4976
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• 2016

This paper investigates the error performance of the amplify-and-forward (AF) relaying systems in the context of full-duplex (FD) communication. In addition to the inherent self-interference (SI) due to simultaneous transmission and reception, coexistent FD terminals may cause crosstalk. In this paper, we utilize the information exchange via the crosstalk channel to construct a particular distributed space-time code (DSTC). The residual SI is also considered. Closed-form pairwise error probability (PEP) is first derived. Then we obtain the upper bound of PEP in high transmit power region to provide more insights of diversity and coding gain. The proposed DSTC scheme can attain full cooperative diversity if the variance of SI is not a function of the transmit power. The coding gain can be improved by lengthening the frame and proper power control. Feasibility and efficiency of the proposed DSTC are verified in numerical simulations.

• ETRI Journal
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• 제36권4호
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• pp.537-544
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• 2014

In this paper, we present a new inter-carrier interference (ICI) self-cancellation scheme - namely, ISC scheme - for orthogonal frequency-division multiplexing systems to reduce the ICI generated from phase noise (PHN) and residual frequency offset (RFO). The proposed scheme comprises a new ICI cancellation mapping (ICM) scheme at the transmitter and an appropriate method of combining the received signals at the receiver. In the proposed scheme, the transmitted signal is transformed into a real signal through the new ICM using the real property of the transmitted signal; the fast-varying PHN and RFO are estimated and compensated. Therefore, the ICI caused by fast-varying PHN and RFO is significantly suppressed. We also derive the carrier-to-interference power ratio (CIR) of the proposed scheme by using the symmetric conjugate property of the ICI weighting function and then compare it with those of conventional schemes. Through simulation results, we show that the proposed ISC scheme has a higher CIR and better bit error rate performance than the conventional schemes.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권8호
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• pp.3841-3861
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• 2017

Virtualized small cell network is a promising architecture which can realize efficient utilization of the network resource. However, conventional full duplex self-backhauls lead to residual self-interference, which limits the network performance. To handle this issue, this paper proposes a virtual resource allocation, in which the residual self-interference is fully exploited by employing a physical-layer network coding (PNC) aided self-backhaul scheme. We formulate the features of PNC as time slot and information rate constraints, and based on that, the virtual resource allocation is formulated as a mixed combinatorial optimization problem. To solve the problem efficiently, it is decomposed into two sub problems, and a two-phase iteration algorithm is developed accordingly. In the algorithm, the first sub problem is approximated and transferred into a convex problem by utilizing the upper bound of the PNC rate constraint. On the basis of that, the convexity of the second sub problem is also proved. Simulation results show the advantages of the proposed scheme over conventional solution in both the profits of self-backhauls and utility of the network resource.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권11호
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• pp.2131-2141
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• 2015

본 논문에서는 IBFD(in-band full duplex)시스템에서 ADC(analog to digital converter) 효과가 고려되었을 경우의 신호 특성을 분석하고 전체적인 시스템의 성능을 평가 및 분석한다. 우선, 본 논문에서는 IBFD 시스템의 일반적인 개념에 대하여 알아본다. 그 다음 ADC 효과가 고려될 경우 ADC에 인가되는 잔류 자기간섭 신호의 크기에 따른 ADC 전후의 수신 신호 특성의 변화에 대하여 분석한다. 여기에서 1차적으로 ADC의 양자화 단계 크기가 목표 신호보다 작은 조건을 계산을 통해 파악하고 분석한다. 최종적으로 ADC 효과가 고려된 IBFD 시스템을 설계하고 성능 평가를 수행하였다. 시뮬레이션의 결과로 ADC 입력에 인가된 자기간섭 신호의 크기에 따라 양자화 단계의 크기가 목표 신호의 크기보다 작도록 ADC의 비트를 결정하여야 목표 신호에서 정보를 추출할 수 있음을 확인하였다. 또한 좋은 성능을 유지하며 효율적인 통신을 하기 위해서는 양자화 단계 크기가 대략 목표 신호 크기의 1/3보다 작아야 하는 것을 확인하였다.

• ETRI Journal
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• 제36권5호
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• pp.783-790
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• 2014

In this paper, we first analyze carrier-to-interference ratio performance of the space-frequency block coded orthogonal frequency-division multiplexing (SFBC-OFDM) system in the presence of phase noise (PHN) and residual carrier frequency offset (RCFO). From the analysis, we observe that conventional SFBC-OFDM systems suffer severely in the presence of PHN and RCFO. Therefore, we propose a new inter-carrier interference (ICI) self-cancellation method - namely, ISC - for SFBC-OFDM systems to reduce the ICI caused by PHN and RCFO. Through the simulation results, we show that the proposed scheme compensates the ICI caused by PHN and RCFO in Alamouti SFBC-OFDM systems and has a better performance than conventional schemes.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.101-106
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• 2015

본 논문에서는 위성통신망의 주파수 효율 향상을 위해 중심국과 단말국이 동일 주파수 대역을 사용하여 위성으로 전송하는 동일 주파수 위성 전송 시스템을 고려한다. 이와 같은 시스템이 동작하기 위해 중심국은 자신이 송신한 신호가 위성을 거쳐 다시 되돌아 오는 자기 간섭 신호를 제거하여, 수신하고자 하는 단말국 신호만을 추출하는 자기 간섭 제거기가 필요하다. 중심국에서 제거하고자 하는 간섭 신호는 자신이 송신한 신호가 지연된 신호이기 때문에 일반적인 간섭 신호와는 달리 송신 신호를 지연시켜 제거가 가능한 신호이다. 이때 중심국 또는 위성에 있는 전력 증폭기의 비선형성을 고려하여 간섭 제거기를 설계해야 한다. 간섭 제거기는 송신 신호의 지연을 추정하고, 전력 증폭기의 비선형성을 반영하여 제거하는 부분과 잔여 오차를 적응 필터로 억제하는 부분으로 구성된다. 더불어, 모의 실험을 통하여 제안 방식의 효용성을 검증하고자 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권1호
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• pp.23-31
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• 2015

본 논문에서는 RF Cancellation과 Digital Cancellation을 사용하는 SSD(simultaneous single band duplex) 시스템을 설계하고 여기에서 HPA의 비선형 특성이 고려될 경우의 자기 간섭 신호 제거 성능 및 시스템의 전체적인 성능을 분석한다. 또한 일반적으로 잘 알려져 있는 전치 왜곡기를 사용하여 HPA 비선형 특성을 보상할 경우에 자기 간섭 신호 제거 성능 및 전체적인 시스템의 성능을 분석한다. 선형적인 조건에서는 Digital Cancellation에서 잔류 자기 간섭 신호 성분 약 40dB가 모두 제거 되어 좋은 성능이 나오지만 HPA 비선형 특성이 존재할 경우 이를 보상하지 않으면 자기 간섭 신호가 상대국에서 보낸 목표신호에 비하여 월등히 커지기 때문에 상대국에서 보낸 목표 신호를 수신할 수 없다. 그러나 여기에 전치 왜곡기를 사용하면 HPA 비선형성을 대부분 보완하여 상대국에서 보낸 신호를 수신할 수 있는 것을 확인하였다. 또한 전치왜곡기를 사용한다고 하더라도 HPA 비선형 특성을 완전하게 보완할 수 없기 때문에 HPA 비선형성이 증가함에 따라 Digital Cancellation의 자기 간섭 신호 감쇄 성능이 감소되는 것을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권10호
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• pp.3908-3920
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• 2015

In this paper, performance analysis of full-duplex (FD) relay selection under decode-and-forward (DF) relaying mode is carried out by taking into account several critical factors, including the distributions of the received signal-to-noise ratio (SNR) and the outage probability of wireless links. The tradeoff between the FD and half-duplex (HD) modes for relay selection techniques is also analyzed, where the former suffers from the impact of residual self-interference, but the latter requires more channel resources than the former (i.e., two orthogonal channels are required). Furthermore, the impact of optimal power allocation (OPA) on the proposed relay-selection scheme is analyzed. Particularly, the exact closed-form expressions for outage probability of the proposed scheme over Rayleigh fading channels are derived, followed by validating the proposed analysis using simulation. Numerical results show that the proposed FD based scheme outperforms the HD based scheme by more than 4 dB in terms of coding gain, provided that the residual self-interference level in the FD mode can be substantially suppressed to the level that is below the noise power.