• 한국통신학회논문지
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• 제37A권12호
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• pp.1076-1084
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• 2012

CS/CB(Coordinated Scheduling/Beamforming) 방식은 인접 기지국으로부터의 간섭신호를 최소화시키는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 프리코더를 선택함으로써 셀 경계 사용자의 수율을 증가시킨다. 그러나 현재의 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서는 안테나 한 개를 사용하여 주위 기지국으로부터 전송된 동기신호와 기준신호를 사용하여 초기화 단계에서 서빙 셀이 선택된다. 이와 같이 선택된 셀은 초기화 단계에서 MIMO 프리코더 이득을 고려하지 않고 선택되었기 때문에 데이터 전송시 최적의 선택이 아닐 수 있다. 본 논문에서는 MIMO 프리코더를 갖는 LTE 시스템을 위하여 초기화 단계에서 프리코더의 영향을 고려하여 셀을 선택하는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 후보 기지국들에서 전송한 기준신호를 사용하여 획득한 정보(랭크, 유효 채널 용량, 유효 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio))를 사용하여 셀 경계의 단말이 서빙 기지국을 선택할 수 있도록 한다. 제안한 기법은 기존의 기법과 비교하여 다중 셀 환경하의 LTE 시스템에서 채널 용량을 크게 향상시킬 수 있음을 모의실험을 통하여 확인한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권5B호
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• pp.338-347
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• 2012

본 논문에서는 OFDMA 기반의 기업형 펨토셀 네트워크 환경에서 펨토셀의 성능 향상을 위한 협력 통신 기법(cooperative transmission scheme; CTS)을 제안한다. 제안된 알고리즘에서 UE(user equipment)는 현재 접속 중인 fBS(serving femtocell base station)에서 뿐만 아니라 주변 fBS에서 원하는 신호(desired signal)를 받게 된다. 따라서 UE는 동기화된 두 개의 신호에 의해 향상된 신호 대 간섭 잡음 비(SINR)를 얻게 된다. 알고리즘의 성능 평가를 위해 콜 레벨 QoS(quality of service)와 패킷 레벨 QoS를 성능 지표로 나타낸다. 먼저 다양한 offered load에서 하향 링크 자원에 대한 호 차단 확률과 자원 사용률을 측정한다. 그리고 측정된 값을 사용하여 시스템의 outage 확률과 시스템 처리량(effective throughput)을 시뮬레이션 한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 알고리즘이 기존 시스템에 비해 시스템 처리량에서 향상된 성능을 가짐을 보인다.

• ETRI Journal
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• 제43권4호
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• pp.640-649
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• 2021

In this paper, an additional degree of freedom in phased multi-input multi-output (phased-MIMO) radar with any arbitrary desired covariance matrix is proposed using space-time codes. By using the proposed method, any desired transmit covariance matrix in MIMO radar (phased-MIMO radars) can be realized by employing fully correlated base waveforms such as phased-array radars and simply extending them to different time slots with predesigned phases and amplitudes. In the proposed method, the transmit covariance matrix depends on the base waveform and space-time codes. For simplicity, a base waveform can be selected arbitrarily (ie, all base waveforms can be fully correlated, similar to phased-array radars). Therefore, any desired covariance matrix can be achieved by using a very simple phased-array structure and space-time code in the transmitter. The main advantage of the proposed scheme is that it does not require diverse uncorrelated waveforms. This considerably reduces transmitter hardware and software complexity and cost. One the receiver side, multiple signals can be analyzed jointly in the time and space domains to improve the signal-to-interference-plus-noise ratio.

• 한국항행학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.96-102
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• 2012

모바일 인터넷 시스템의 목표는 고속 데이터 율, 낮은 지연 그리고 유연한 대역폭 진화를 제공할 수 있는 최적화된 패킷 무선접속기술을 제공하는 것이다. 따라서 연속적인 이동성과 서비스 품질 그리고 최소지연을 갖는 패킷 스위치 트래픽 목표를 제공하는 LTE 네트워크 구조가 설계되었다. LTE 시스템에서의 중요한 요구조건은 셀 경계에서의 BER 성능과 데이터 처리율을 개선하는 것이다. 이것은 통신 지역에서 지리적 영역과 데이터 처리율 측면에서 서비스의 일관성을 제공한다. 하지만 셀룰러 시스템에서 셀의 중앙과 경계지역 사용자 사이의 SINR 차이는 20 [dB] 정도가 된다. 이러한 차이는 통신 영역이 제한된 셀룰러 시스템에서 더욱 크다. 이 현상은 셀 중앙의 사용자에 비하여 셀 경계의 사용자에게 대단히 낮은 데이터 처리율 유발하고 큰 QoS 차이를 발생시킨다. 본 논문에서 인접 셀 간섭을 감소하기 위한 분석적인 방법을 제시하고 모바일 인터넷 환경에서 OFDM 시스템 파라미터에 따른 SIR 및 BER 성능을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권9호
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• pp.4188-4206
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• 2016

Power control is widely used to reduce co-channel interference in wireless networks and guarantee the signal-to-interference plus noise ratio (SINR) of ongoing connections. This technique is also effective for wireless body area networks (WBANs). Although achieving satisfactory SINR is important for WBAN users, they may not be willing to achieve it at arbitrarily high power levels since power is a scarce resource in WBANs. Besides, for WBANs with different purposes, the QoS requirements and concern about the power consumption may be different. This motivates us to formulate the power control problem using the concepts from microeconomics and game theory. In this paper, the QoS objective is viewed as a utility function, which represents the degree of user satisfaction, while the power consumption is viewed as a cost function. The power control problem consequently becomes a non-cooperative multiplayer game, in which each player tries to maximize its net utility, i.e., the utility minus the cost. Within this framework, we investigate the Nash equilibrium existence and uniqueness in the game and derive the best response solution to reach the Nash equilibrium. To obtain the optimal transmission power in a distributed way, we further propose a utility-based and QoS-aware power control algorithm (UQoS-PCA). Tunable cost coefficient in UQoS-PCA enables this scheme to be flexible to satisfy diverse service requirements. Simulation results show the convergence and effectiveness of the proposed scheme as well as improvements over existing algorithm.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권1A호
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• pp.34-40
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• 2009

본 논문에서는 반지름이 정해진 2차원 디스크 내부에 랜덤하게 분포된 다수개의 노드들이 존재하는 수신 그룹을 고려하여, 각각의 수신 노드들이 수신하는 평균 빔패턴을 도출하였다. 수치적 실험으로부터 송신단의 디스크의 반지름이 빔패턴이 빔폭(beamwidth)를 결정하며, 송신 노드의 수가 sidelobe의 평균에 영향을 주는 것을 볼 수 있었다. 또한 이러한 모델을 더욱 일반화 하여, 다수의 센서 노드들로 구성된 K개의 수신그룹들과, K개의 수신그룹으로 서로 다른 신호를 전송하기 위해 송신단을 K개의 그룹으로 나누어 빔포밍 하는 시스템을 고려하였다. 이 경우, 각 수신그룹간에 간섭신호가 발생하게 되는데, 본 논문에서 유도한 평균 빔패턴을 이용하여 각각의 수신 노드에서의 수신 SINR(signal-to interference-plus-noise ratio)을 도출하였다. 마지막으로, 수신단간의 빔패턴과 간섭 신호가 시스템의 성능에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다. 성능의 지표로 각각의 수신 노드들의 용량(capacity)을 더한 총용량(sum capacity)를 사용하였고, 두 개의 수신 그룹을 고려할 때, 보다 좋은 성능을 갖게 되는 빔패턴을 갖도록 하는 각 그룹의 송신단 노드의 수를 수치적 실험으로부터 유도하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권3B호
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• pp.304-310
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• 2009

본 논문에서는 OFDMA 기반 relay 시스템에서 사용자에게 VoIP 서비스를 제공할 경우, relay station (RS)의 capability에 따른 시스템의 성능 차이를 분석하였다. Relay 시스템은, relay의 스케줄링 수행 여부에 따라 mid-capability (MC)와 high-capability (HC) relay를 적용한 시스템으로 구분할 수 있다. HC relay를 적용한 시스템의 경우, base station (BS) 뿐만 아니라 RS도 직접 스케줄링을 수행한다. 반면에 MC relay를 적용한 시스템의 경우, 각 RS로부터 mobile station (MS) 들의 수신 SINR, 발생 traffic양 등의 정보를 BS에서 수집하여, BS가 단독으로 스케줄링을 수행한다. 이 경우 MS의 정보 수집 및 RS로의 스케줄링 정보 전달을 위해 control 오버헤드는 커지지만, BS가 모든 MS에 대한 정보를 알고 있으므로 효율적인 자원 할당 및 스케줄링이 가능하다. 따라서 RS의 capability에 따라 전체 시스템의 성능이 달라질 수 있고, 이에 대한 분석이 필요하다. 본 논문에서는 모의 실험을 통해 VoIP traffic 환경에서 RS의 capability에 따른 평균 packet delay, good packet ratio, cell goodput 등을 도출하였다. 선정한 VoIP 성능 지표에 의하면, MC relay를 적용한 시스템이 HC relay를 적용한 시스템에 비해 성능이 우수함을 확인하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제7권2호
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• pp.53-59
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• 2018

This paper proposes a pseudo-random beamforming technique for time-synchronized mobile base stations (BSs) for multi-cell downlink networks which have mobility. The base stations equipped with multi-antennas and mobile stations (MSs) are time-synchronized based on global positioning system (GPS) signals and generate a number of transmit beamforming matrix candidates according to the predetermined pseudo-random pattern. In addition, MSs generate receive beamforming vectors that correspond to the beam index number based on the minimum mean square error (MMSE) using transmit beamforming vectors that make up a number of transmit beamforming matrices and wireless channel matrices from BSs estimated via the reference signals (RS). Afterward, values of received signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) with regard to all transmit beamforming vectors are calculated, and the resulting values are then feedbacked to the BS of the same cells along with the beam index number. Each of the BSs calculates each of the sum-rates of the transmit beamforming matrix candidates based on the feedback information and then transmits the calculated results to the BS coordinator. After this, optimum transmit beamforming matrices, which can maximize a sum-rate of the entire cells, are selected at the BS coordinator and informed to the BSs. Finally, data signals are transmitted using them. The simulation results verified that a sum-rate of the entire cells was improved as the number of transmit beamforming matrix candidates increased. It was also found that if the received SINR values and beam index numbers are feedbacked opportunistically from each of the MSs to the BSs, not only nearly the same performance in sum-rate with that of applying existing feedback techniques could be achieved but also an amount of feedback was significantly reduced.

• Journal of Communications and Networks
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• 제9권2호
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• pp.118-127
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• 2007

We propose a link adaptation and selection method for the links constituting an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) based wireless relay network. The proposed link adaptation and selection method selects the forwarding, modulation, and channel coding schemes providing the highest end-to-end throughput and decides whether to use the relay or not. The link adaptation and selection is done for each sub-channel based on instantaneous signal to interference plus noise ratio (SINR) conditions in the source-to-destination, source-to-relay and relay-to-destination links. The considered forwarding schemes are amplify and forward (AF) and simple adaptive decode and forward (DF). Efficient adaptive modulation and coding decision rules are provided for various relaying schemes. The proposed end-to-end link adaptation and selection method ensures that the end-to-end throughput is always larger than or equal to that of transmissions without relay and non-adaptive relayed transmissions. Our evaluations show that over the region where relaying improves the end-to-end throughput, the DF scheme provides significant throughput gain over the AF scheme provided that the error propagation is avoided via error detection techniques. We provide a frame structure to enable the proposed link adaptation and selection method for orthogonal frequency division multiple access (OFDMA)-time division duplex relay networks based on the IEEE 802.16e standard.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권6호
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• pp.2546-2566
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• 2016

This paper investigates an efficient transmission scheme for the remote wireless sensors to receive information which is rarely discussed in the integrated remote wireless sensor and multibeam satellite networks (IWSMSNs). The networks can be employed to exchange sensing information for emergency scenario, ocean scenario, and so on, which are isolated from available terrestrial networks. As the efficient transmission link is important to the IWSMSNs, we propose a hybrid full frequency (HFF) precoding by taking advantage of frequency reuse and multiple-input multiple-output (MIMO) precoding. Considering energy efficiency and sinks fairness are crucial to transmission link, thus the HFF precoding problems are formulated as transmit power minimization (TPM) and max-min fair (MMF) received signal to interference plus noise ratio (SINR) problems, which can be transformed to indefinite quadratic optimization programs. Then this paper presents a semi-definite programming (SDP) algorithm to solve the problems for the IWSMSNs. The promising potential of HFF for the real IWSMSNs is demonstrated through simulations.