• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권12호
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• pp.3237-3256
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• 2012

In the context of effective usage of a scarce spectrum resource, emerging wireless communication standards will demand spectrum sharing with existing systems as well as multiple access with higher spectral efficiency. We mathematically analyze the sum throughput of a spectrum sharing space-division multiple access (SDMA) system, which forms a transmit null in the direction of other coexisting systems while satisfying orthogonal beamforming constraints. For a large number of users N, the SDMA throughput scales as log N at high signal-to-noise ratio (SNR) ((J-1) loglog N at normal SNR), where J is the number of transmit antennas. This indicates that multiplexing gain of the spectrum sharing SDMA is $\frac{J-1}{J}$ times less than that of the non-spectrum sharing SDMA only using orthogonal beamforming, whereas no loss in multiuser diversity gain. Although the spectrum sharing SDMA always has lower throughput compared to the non-spectrum sharing SDMA in the non-coexistence scenario, it offers an intriguing opportunity to reuse spectrum already allocated to other coexisting systems.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권8호
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• pp.3054-3067
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• 2015

The phenomena of higher channel cross polarization discrimination (XPD) is mainly observed for future wireless technologies such as small cell network and massive multiple-input multiple-output (MIMO) system. Therefore, utilization of high XPD is very important and space-polarization division multiple access (SPDMA) with dual-polarized MIMO system could be a suitable solution to high-speed transmission in high XPD environment as well as reduction of array size at base station (BS). By SPDMA with dual-polarized MIMO system, two parallel data signals can be transmitted by both vertically and horizontally polarized antennas to serve different mobile stations (MSs) simultaneously compare to conventional space division multiple access (SDMA) with single-polarized MIMO system. This paper analyzes the performance of SPDMA for maximum ratio transmission (MRT) in time division duplexing (TDD) system by proposed dual-polarized MIMO spatial channel model (SCM) compare to conventional SDMA. Simulation results indicate that how SPDMA utilizes the high XPD as the number of MS increases and SPDMA performs very close to conventional SDMA for same number of antenna elements but half size of the array at BS.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권4호
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• pp.1292-1306
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• 2014

This paper proposes a space-polarization division multiple access (SPDMA) system that has limited feedback channels. The system simultaneously serves data streams to multiple mobile users through dual-polarized antenna arrays, by using pre-determined sets of precoding vectors that are orthogonal in both space and polarization domains. To this end, a codebook whose elements are sets of the precoding vectors is systematically designed based on the discrete Fourier transform (DFT) matrix and considering the power imbalance of polarized channels. Throughput of the SPDMA system is evaluated and compared to that of space division multiple access (SDMA) system, according to the various parameters including cross polarization discrimination (XPD). The results show that the throughput of SPDMA system outperforms that of SDMA in the environments of high XPD with many mobile users.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권10호
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• pp.1180-1187
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• 2012

본 논문에서는 협력 무선 통신 시스템의 순방향 링크에서, 각 이동국의 제한된 피드백 정보를 이용하여, 인접한 다수의 기지국들에서 동시에 코히어런트(coherent)하게 하나의 이동국에 데이터를 전송하는 결합 전송 공간 분할 다중 접속(Joint Transmission Space Division Multiple Access: JT-SDMA) 기술을 제안한다. JT-SDMA 기술을 위해, 공간상관도가 높은 각 collaborative base transceiver station(C-BTS)의 하향 링크 채널과 공간상관도가 낮은 다른 C-BTS들 간의 하향 링크 채널 특성에 적합한 unitary precoding 행렬 코드북을 디자인하였다. 또한, 제안하는 JT-SDMA 기술에서, 각 이동국의 제한된 피드백 정보량을 이용하여 다중 사용자 다이버시티 이득을 증가시키는 클러스터에서 수행되는 집중 스케줄링 기술을 제안하였다. 시뮬레이션의 통해 JT-SDMA 기술이 제한된 피드백 정보량을 이용하여, 다중 사용자 다이버시티 오더가 충분하지 않은 환경에서 셀 간 간섭을 효과적으로 억제하여, 클러스터 전송 용량을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• ETRI Journal
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• 제33권6호
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• pp.831-840
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• 2011

This paper focuses on codebook-based precoding for space-division multiple access/orthogonal frequency-division multiple access (SDMA-OFDMA) systems aiming to guarantee high throughput for their users as well as to mitigate interference to fixed satellite service (FSS). A systematic design of SDMA codebook for subband-based OFDMA is proposed, which forms multiple orthogonal beams with common spatial null in the direction of a victim FSS earth station (ES). The design enables both transmitter and receiver to independently construct identical codebook by sharing only on the direction angle of an FSS ES, which takes fewer overhead bits than Gram-Schmidt process, a general method satisfying our design criterion. A system-level throughput evaluation shows that the proposed precoding provides superior performance over existing spectrum sharing method, that is, subband deactivation. The spectrum sharing analysis shows that the proposed precoding, even with an estimation error of the direction angles of an FSS ES, causes lower interference than existing precoding, knockdown precoding.

• Journal of Communications and Networks
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• 제8권4호
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• pp.401-409
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• 2006

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and multiple input multiple output (MIMO) technologies provide additional dimensions of freedom with spectral and spatial resources for radio resource management. Multi-dimensional radio resource management has recently been identified to exploit the full dimensions of freedom for more flexible and efficient utilization of scarce radio spectrum while provide diverse quality of service (QoS) guarantees. In this work, a multi-dimensional radio resource scheduling scheme is proposed to achieve above goals in hybrid orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) and space division multiple access (SDMA) systems. Cochannel interference (CCI) introduced by frequency reuse under SDMA is eliminated by frequency division and time division between highly interfered users. This scheme maximizes system throughput subjected to the minimum data rate guarantee. for heterogeneous users and transmit power constraint. By numerical examples, system throughput and fairness superiority of the our scheduling scheme are verified.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제41권10호
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• pp.61-67
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• 2004

차세대 무선 통신 시스템은 현재보다 고속의 데이터 전송과 매우 큰 시스템 용량을 요구하며, 이와 같은 요구를 충족시키기 위해서 복수의 안테나를 사용하여 송수신을 하는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술이 널리 연구되고 있다. 이 논문은 하나의 송신기에서 복수의 수신기에게 각각 복수의 데이터 스트림을 동시에 전송하면서 동적 슬롯할당을 이용하여 성능을 향상시키는 동적 슬롯할당 공간분할 다중접속 MIMO 시스템을 제안한다. 제안하는 기술은 빔포밍 차원의 감소로 인한 성능 감소를 최소화하면서 다른 MIMO 기술보다 많은 수의 병렬 데이터를 전송할 수 있게 함으로써 시스템 용량을 크게 증가시키는 것이 가능하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권9A호
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• pp.1022-1030
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• 2004

차세대 이동 및 우선통신 시스댐은 현재보나 얘우 큰 고속의 데이터 전송과 시스템 용량을 요구하고 였으며 이러한 요구를 충족시키기 위해서 복수의 안테나를 사용하여 송수신을 하는 MIMO(m 비 tiple input, multiple output) 기술이 널리 연구되고 있다 이 논문은 다수의 안테나를 가지고 있는 기지국, 소수의 안테나를 가지고 있는 단말기의 하향 링크에서 스케터령과 변동이 적으며 평탄한 페이딩 채널을 가정한다. 단영 사용가 MIMO 시스템에서 가지국이 채널상태정보를 가지고 있다연 SVD(singular value decomposition) 와 water filling 읍 사용 한 MIMO 기숭이 최대의 채널용량을 이룬다. 그러나 복수 사용자 시스템의 경우에는 공간분할 다중접속 기술을 이용하여, 보다 큰 전체 채널용량을 얻는 것이 가능하다 이 논문은 복수 사용가 시스템에서 각 사용자에게 복수 의 데이터 스트림을 전송하는 MIMO 공간분할 다중접속 기술을 제안한다. 제안하는 기술은 SVD 기반의 MIMO 기술이나 스마트 안테나를 사용한 공간분항 다중정속 기술보다 더 큰 전체 채널용량을 얻을 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권7A호
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• pp.649-653
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• 2011

본 논문은 기본적으로 공간 분할 다중 접속 시스템을 다룬다. 기지국 및 모바일 사용자들은 각각 같은 개수의 안테나를 사용하는 시스템을 가정한다. 모든 수신단에서 최소 자승 오류율 수신기를 사용한다는 가정 하에, 기지국의 각 송신 안테나에 대해 최대 신호 대 간섭 잡음비를 겪게 되는 사용자들을 선택하도록 한다. 이러한 환경에서 우리가 얻을 수 있는 평균적인 전체 데이터 전송율 성능을 유도한다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제11권1호
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• pp.34-41
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• 2011

This paper proposes a systematic design for a precoding codebook for a transmit-ing space-division multiple access (TN-SDMA) sharing spectrum with existing fixed wireless service (FWS). Based on an estimated direction angle of a victim FWS system, an interfering transmitter adaptively constructs a codebook, forming a transmit in the direction angle, while satisfying orthogonal beamforming constraints. Sum throughput results indicate that the throughput loss of TN-SDMA relative to a practical SDMA, called per user unitary and rate control ($PU^2RC$), is lower at larger number of transmission antennas, lower signal-to-noise ratio, or a smaller number of users. In particular, a small loss (12% throughput loss) is provided for practical system parameters. Spectrum sharing results confirm that TNSDMA efficiently shares spectrum with FWS systems by reducing protection distance to more than 66 %. Although a TN-SDMA system always has lower throughput compared to $PU^2RC$ in non-coexistence scenarios; it offers an intriguing opportunity to re-use a spectrum already allocated to an FWS.