• 제목/요약/키워드: ANTENNA SUBSET SELECTION

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4G 통신시스템 기반의 Pre-coding과 Antenna Subset Selection, AMC 기법을 적용한 각 MIMO-OFDM 기법의 성능 분석 및 비교 (The Performance Analysis and Comparison of The MIMO-OFDM Scheme Applied to Pre-coding, Antenna Subset Selection and AMC for 4G Communication System)

  • 조인식;서창우;윤길상;이정환;황인태
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권3호
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    • pp.31-38
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    • 2010
  • 본 논문에서는 MIMO-OFDM 시스템에 여러 MIMO 기법을 적용한 후 모의실험을 통하여 성능을 비교 및 분석하였고, 또한 Pre-coding, Antenna Subset Selection, AMC 기법을 적용하여 시스템을 분석하였다. 그리고 최종적으로 제안한 Adaptive-MCM(Adaptive-MIMO-Coding-Modulation) 기법의 성능을 분석하였다. 그 결과 4세대 이동통신 시스템에서 요구되고 있는 최대 전송률과 고품질 서비스의 Trade-off 관계를 개선할 수 있음을 확인하였다.

Performance analysis of precoding-aided differential spatial modulation systems with transmit antenna selection

  • Kim, Sangchoon
    • ETRI Journal
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    • 제44권1호
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    • pp.117-124
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    • 2022
  • In this paper, the performance of precoding-aided differential spatial modulation (PDSM) systems with optimal transmit antenna subset (TAS) selection is examined analytically. The average bit error rate (ABER) performance of the optimal TAS selection-based PDSM systems using a zero-forcing (ZF) precoder is evaluated using theoretical upper bound and Monte Carlo simulations. Simulation results validate the analysis and demonstrate a performance penalty < 2.6 dB compared with precoding-aided spatial modulation (PSM) with optimal TAS selection. The performance analysis reveals a transmit diversity gain of (NT-NR+1) for the ZF-based PDSM (ZF-PDSM) systems that employ TAS selection with NT transmit antennas, NS selected transmit antennas, and NR receive antennas. It is also shown that reducing the number of activated transmit antennas via optimal TAS selection in the ZF-PDSM systems degrades ABER performance. In addition, the impacts of channel estimation errors on the performance of the ZF-PDSM system with TAS selection are evaluated, and the performance of this system is compared with that of ZF-based PSM with TAS selection.

AMC와 MIMO 선택 기법이 결합된 통신 시스템의 설계 및 성능 분석 (Design and Performance Analysis of a Communication System with AMC and MIMO Mode Selection Scheme)

  • 이정환;윤길상;조인식;서창우;셰를리;황인태
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권3호
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    • pp.22-30
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    • 2010
  • 본 논문은 AMC(Adaptive Modulation and Coding)와 MIMO(Multiple Input Multiple Output)를 결합하여 전송률 및 전송 신뢰도 향상을 가져오는 통신 시스템을 구현한다. 또한 Precoding과 Antenna Subset Selection을 효율적으로 적용하고 MIMO 선택 기법을 결합하여, 최종적으로 AMC와 MIMO 선택 기법이 결합된 통신 시스템을 설계하고 성능을 분석한다. 모의 실험 환경은 안테나 간 상관성이 존재하지 않는 주파수비 선택적 레일리 페이딩 채널을 고려하였으며, 확산인자는 16을 적용하였다. 그 외의 여러 모의 실험 환경은 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 표준에 근거하여 구성하도록 노력하였다. 본 논문에서 제안한 "AMC와 MIMO 선택 기볍이 결합된 시스템"은 기존의 "AMC와 각 MIMO의 결합 시스템들" 보다 높은 보여주었으며, 열악한 채널 환경에서도 안정적인 전송률을 확보해 주었다. 제안된 시스템은 약 8dB에서 최대 전송률을 나타내었으며, 제안된 시스템과 동일한 최대 전송률올 갖눈 기종의 "AMC와 D-STTD $4{\times}2$ 결합 시스템"과 비교하였을 때 약 6dB 정도 먼저 최대 전송률을 나타냈다. 또한 최대 전송률에 이르기 전까지 거의 모든 SNR(Signal to Noise Ratio)서 기존의 시스템보다 약 2배 정도 높은 전송률을 보였다. 구체적으로 SNR이 2dB인 지점에서 기존의 시스템은 약 2.5Mbps의 전송률을 나타냈으며, 제안된 시스템은 그 2배가 넘는 약 6.4MBps의 전송률을 나타냈다. 또한 SNR이 2dB인 지점에서는 각각 약 7.5Mbps와 15.3Mbps의 전송률을 나타내어 역시 2배에 가까운 차이가 나는 것을 확인할 수 있었다. 제안된 시스템은 AMC 기법을 사용하는 주 목적인 전송률의 향상에 크게 기여하였으며, 특히 평균 전송률의 향상에 효과적임을 확인하였다.

인지무선 시스템의 상관채널에서 공간 상관 행렬 사영을 이용한 안테나 선택기법 (Projection of Spatial Correlation-Based Antenna Selection for Cognitive Radio Systems in Correlated Channels)

  • 조재범;장성진;정원식;김재명
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37권1A호
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    • pp.8-16
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    • 2012
  • 최근에 인지무선시스템에서 부사용자의 성능을 향상시키기 위해서 다중 안테나 기술을 사용하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이런 다중 안테나 시스템에서는 안테나 수가 증가할수록 복잡성이나 시스템 가격 등의 문제가 발생한다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 이용 가능한 안테나의 부분집합을 찾아 일부 안테나만 사용하는 안테나 선택기법이 사용된다. 본 논문에서는 IEEE 802.11n을 기반으로 시스템을 구축하였으며 인지무선 시스템의 상관채널에서의 안테나 선택기법을 제안한다. 수신 안테나보다 송신안테나가 많은 다중안테나 시스템을 고려하여 송신 안테나를 수신안테나와 같은 수로 선택하여 준다. 안테나 선택에서 모든 안테나 조합을 고려하는 것은 비현실적이다. 따라서 채널 상관 행렬의 벡터 사영 값을 이용한 크기 값을 안테나 선택 기준으로 해준다. 이 알고리즘은 우선사용자에게 미치는 간섭은 줄여주면서 부사용자의 통신 성능은 향상시켜준다.

다중경로 환경에서 새로운 안테나 선택 기법의 사고확률 (Outage Probability of a Novel Antenna Selection Schemes in Multipath Environment)

  • 임연주;오창국;박상규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제28권11A호
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    • pp.876-882
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    • 2003
  • 차세대 무선 통신 시스템에서는 큰 채널 용량 이득을 얻기 위해 다중 송수신 안테나(Multiple Input Multiple Output : MIMO) 시스템을 갖는 공간 다중화(spatial multiplexing) 기술이 사용될 것이다. 다중 송수신 안테나 시스템은 비용과 복잡성을 줄이기 위해 송신 안테나 혹은 수신안테나 중에서 이용 가능한 부집합(subset)의 안테나만을 선택하는 것이 요구될 것이다. 본 논문에서는 다중경로를 가지는 다중 송수신 안테나 시스템에 적합한 안테나 선택 기법을 제안한다. 그리고 제안된 안테나 선택 기법을 사용한 다중 송수신 안테나 시스템의 채널 용량과 사고 확률(outage probability)을 구한다.

Transmit Antenna Selection for Dual Polarized Channel Using Singular Value Decision

  • Lee Sang-yub;Mun Cheol;Yook Jong-gwan
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권9A호
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    • pp.788-794
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    • 2005
  • In this paper, we focus on the potential of dual polarized antennas in mobile system. thus, this paper designs exact dual polarized channel with Spatial Channel Model (SCM) and investigates the performance for certain environment. Using proposed the channel model; we know estimates of the channel capacity as a function of cross polarization discrimination (XPD) and spatial fading correlation. It is important that the MIMO channel matrix consists of Kronecker product dividable spatial and polarized channel. Through the channel characteristics, we propose an algorithm for the adaptation of transmit antenna configuration to time varying propagation environments. The optimal active transmit antenna subset is determined with equal power allocated to the active transmit antennas, assuming no feedback information on types of the selected antennas. We first consider a heuristic decision strategy in which the optimal active transmit antenna subset and its system capacity are determined such that the transmission data rate is maximized among all possible types. This paper then proposes singular values decision procedure consisting of Kronecker product with spatial and polarize channel. This method of singular value decision, which the first channel environments is determined using singular values of spatial channel part which is made of environment parameters and distance between antennas. level of correlation. Then we will select antenna which have various polarization type. After spatial channel structure is decided, we contact polarization types which have considerable cases It is note that the proposed algorithms and analysis of dual polarized channel using SCM (Spatial Channel Model) optimize channel capacity and reduce the number of transmit antenna selection compare to heuristic method which has considerable 100 cases.

순차적인 간섭제거를 사용하는 공간 다중화 전송 MIMO 시스템의 전송 안테나 선택 방법에 관한 연구 (Transmit Antenna Selection for Spatial Multiplexing with Per Antenna Rate Control and Successive Interference Cancellation)

  • 문철;정창규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권6C호
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    • pp.560-569
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    • 2005
  • 본 논문은 순차적인 간섭제거와 전송 안테나 별 전송률을 제어하는 공간 다중화 전송 MIMO 시스템에서 채널환경에 따라 전송에 사용되는 안테나를 선택하고 데이터 율을 조절하는 알고리즘을 제안한다. 수신기에서 전송에 사용될 송신 안테나 및 전송률을 결정하고, 이는 각 송신 안테나 별 전송률에 대한 피드백 채널을 통해 송신기로 전송된다. 본 연구에서는 각 단계에서 최소의 SINR을 가지는 안테나를 제거해가는 연속적인 단계들로 이루어진 직렬 결정 방식을 제안한다. 또한, 각 연속적인 심볼 추정 단계에서 가장 낮은 신호 대 간섭 비를 갖는 심볼을 먼저 추정하는 "reverse detection ordering"이 각 안테나에 할당되는 용량 차이를 증가시킴으로서 안테나 선택에 의한 이득을 증가시킴을 보인다. 시뮬레이션 결과는 제안된 "reverse detection ordering"을 기반으로 하는 직렬 결정 방식이 낮은 복잡도을 가지면서 heuristic 방식과 비슷한 용량을 제공함을 보여준다.

Performance of Convolutionally-Coded MIMO Systems with Antenna Selection

  • Hamouda Walaa;Ghrayeb Ali
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제7권3호
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    • pp.307-312
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    • 2005
  • In this work, we study the performance of a serial concatenated scheme comprising a convolutional code (CC) and an orthogonal space-time block code (STBC) separated by an inter-leaver. Specifically, we derive performance bounds for this concatenated scheme, clearly quantify the impact of using a CC in conjunction with a STBC, and compare that to using a STBC code only. Furthermore, we examine the impact of performing antenna selection at the receiver on the diversity order and coding gain of the system. In performing antenna selection, we adopt a selection criterion that is based on maximizing the instantaneous signal-to­noise ratio (SNR) at the receiver. That is, we select a subset of the available receive antennas that maximizes the received SNR. Two channel models are considered in this study: Fast fading and quasi-static fading. For both cases, our analyses show that substantial coding gains can be achieved, which is confirmed through Monte-Carlo simulations. We demonstrate that the spatial diversity is maintained for all cases, whereas the coding gain deteriorates by no more than $10\;log_{10}$ (M / L) dB, all relative to the full complexity multiple-input multiple-output (MIMO) system.

Optimal Antenna Selection Scheme with Transmit Adaptive Array for Wideband CDMA Systems

  • Kim, Hak-Seong;Kim, Sanhae;Lee, Woncheol;Yoan Shin
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -3
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    • pp.1960-1963
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    • 2002
  • Transmit diversity schemes we an effective capacity improvement method for down link of wideband code division multiple access (W-CDMA) systems. In this paper, we propose to use transmit antenna subset selection scheme in conjunction with closed loop transmit adaptive array (TxAA). The proposed scheme selects N$\_$s/ optimum antennas among N$\_$${\gamma}$/(>N$\_$s/) transmit antennas in order to maximize diversity gain from selected antennas, and also reduces the cost of RE chains by employing two different types of RF modules fur the selected and the unselected antenna group, respectively. Computer simulation results show performance improvement by the proposed scheme over the conventional TxAA when considering up link control information feedback.

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