• 대한전자공학회논문지TC
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• 제37권2호
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• pp.32-45
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• 2000

본 논문에서는 CDMA 기지국에 선형 어레이 안테나를 적용하고자 할 경우, beamforming(BF) 성능과 관련된 두 가지 주요지표인 주 빔 폭의 좁은 정도를 지칭하는 direction selectivity와 사용자 신호의 방향추정 정확도가 BF의 SINR(Signal to interference and noise ratio) 성능에 미치는 영향과 이들 상호간의 관련성을 해석적으로 유도하였으며, 이를 수신 동작 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. BF에 내포된 사용자 방향추정 기능과 간섭 사용자 신호 억제기능에 대하여 이들의 오차가 SINR에 미치는 영향을 구분하여 알아보기 위한 목적으로 방향추정 기능만을 포함한 steering BF 알고리즘과 간섭 사용자 전력을 최소화시키는 기능이 포함된 MVDR(Minimum variance distortionless response) BF 알고리즘을 대상으로 해석 및 동작 시뮬레이션을 수행하였다. 이 과정에 BF 알고리즘의 방향추정 기능에 직접적으로 오차를 유발하는 전파의 공간적 scattering 현상에 대한 모델을 새로이 제시하여 적용하도록 하였다. 본 연구의 결과, 종래의 군사적 목적의 BF와는 달리 셀룰러 CDMA 기지국에 array 안테나를 적용하고자 할 경우는 direction selectivity 및 사용자 방향추정 정확도를 향상시키고자 하는 것이 구현의 경제성 및 오차요인들에 대한 robustness 측면에서는 적합하지 않다는 것을 확인하였다. 이러한 특성은 BF 성능열화에는 크게 영향을 주지 않으면서 복잡도를 최소화하고 오차요인에 대한 robustness 특성을 갖는 경제적인 BF 알고리즘의 구현을 가능케 하여주는 중요한 사실이다. 이에 본 연구에서 제시한 해석의 결과는 셀룰러 CDMA기지국에 대한 BF 알고리즘 개발 및 적용의 설계지표로서 의미가 크다하겠다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권6A호
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• pp.588-599
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• 2007

This paper presents the coexistence issues between M-WiMAX TDD and WCDMA FDD systems. To improve the M-WiMAX system performance and to reduce the adjacent channel interference to WCDMA FDD system, transmit and receive beamforming techniques are applied in the base stations of M-WiMAX system. Furthermore, we propose an adjacent channel interference modeling methodology, which captures the effect of transmit beamforming on the adjacent channel interference. Besides, we verify the performance improvement in the uplink of WCDMA system due to the transmit beamforming in M-WiMAX downlink based on the proposed adjacent channel interference modeling methodology. We also verify the performance enhancement due to the receive beamforming in the uplink of M-WiMAX system through system level Monte Carlo simulations, considering random user position, the effect of shadowing and multi-path fading channel. Discussions on the gain of applying transmit and receive beamforming in M-WiMAX system comparing the case of SISO system are also included. Furthermore, we present the performance of cosited M-WiMAX and WCDMA systems, considering commercial deployment, additional channel filter at base stations and the effects of TxBF and RxBF.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권10호
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• pp.1173-1179
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• 2012

본 논문에서는 협력 무선 통신 시스템의 순방향 링크에서 각 이동국의 제한된 피드백 정보를 이용하여, 인접한 기지국들에서 동시에 전송되는 빔성형된 순방향 링크들 간의 간섭을 효과적으로 억제하는 충돌 회피 빔성형 기술을 제안한다. 제안하는 충돌 회피 빔성형 기술에서, 각 이동국은 서비스 기지국이 신호 전송을 위해 사용할 신호 가중치 벡터와 간섭 기지국이 해당 이동국에게 최대 간섭을 주는 주 간섭 가중치 벡터들에 대한 정보를 피드백한다. 또한, 클러스터 스케줄러는 각 기지국에서 사용하는 가중치들에 의해 성형되는 빔들 간의 충돌을 억제하도록, 동시에 데이터를 전송할 이동국들과 해당 이동국들이 사용할 빔성형 가중치들을 동시에 결정한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 충돌 회피 빔성형 기술이 기존의 기지국별로 빔성형을 수행하는 비 협력 빔성형 기술보다 높은 시스템 전송 용량을 제공할 수 있음을 보인다. 또한, 협력 공간 분할 다중 접속 기술과의 전송용량을 비교하여, 제안하는 충돌 회피 빔성형 기술과의 장단점을 비교 분석한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권3호
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• pp.222-230
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• 2010

In this paper, we present a closed-form approximation of the average sum rate of zero-forcing (ZF) beamforming (BF) with semi-orthogonal user selection (SUS). We first derive the survival probability associated with the SUS that absolute square of the channel correlation between two users is less than the orthogonalization level threshold (OLT).With this result, each distribution for the number of surviving users at each iteration of the SUS and the number of streams for transmission is calculated. Secondly, the received signal power of ZF-BF is represented as a function of the elements of the upper triangular matrix from QR decomposition of the channel matrix. Thirdly, we approximate the received signal power of ZF-BF with the SUS as the maximum of scaled chisquare random variables where the scaling factor is approximated as a function of both OLT and the number of users in the system. Putting all the above derivations and order statistics together, the approximated ergodic sum rate of ZF-BF with the SUS is shown in a closed form. The simulation results verify that the approximation tightly matches with the sample average for any OLT and even for a small number of users.

• Journal of Communications and Networks
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• 제10권2호
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• pp.186-193
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• 2008

A two-hop multiple-input multiple-output (MIMO) relay network which comprises a multiple antenna source, an amplify-and-forward MIMO relay and many potential users are studied in this paper. Consider the achievable sum rate as the performance metric, a joint design method for the processing units of the BS and relay node is proposed. The optimal structures are given, which decompose the multiuser MIMO relay channel into several parallel single-input single-output relay channels. With these structures, the signal-to-noise ratio at the destination users is derived; and the power allocation is proved to be a convex problem. We also show that high sum rate can be achieved by pairing each link according to its magnitude. The sum rate of three broadcast strategies, time division multiple access (TDMA) to the strongest user, dirty paper coding (DPC), and beamforming (BF) are investigated. The sum rate bounds of these strategies and the sum capacity (achieved by DPC) gain over TDMA and BF are given. With these results, it can be easily obtained that how far away TDMA and BF are from being optimal in terms of the achievable sum rate.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.89-95
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• 2020

본 연구에서는 IEEE 802.11ay의 비대칭 링크를 위한 Beamforming (BF) Training (BFT)을 소개하고 주요 기술을 구현하였다. 비대칭 링크를 위한 BFT는 Access Point (AP)와 통신하기에 불충분한 링크 버짓(link budget)을 가지고 있는 Station (STA)의 BFT 성공 확률 향상을 목표로 한다. 비대칭 링크를 위한 BFT는 AP의 quasi-omni 수신 모드 사용을 막기 위해 directional BFT allocation을 활용하며, 이를 통해 STA의 BFT 성공 확률을 높일 수 있다. 그러나 현재 IEEE 802.11ay를 지원하는 네트워크 시뮬레이터가 없어서 이러한 BFT의 성능 검증이 쉽지 않다. 본 연구는 ns-3에 비대칭 링크를 위한 BFT을 구현하고 Training RX (TRN-R) subfield와 BFT allocation과 같은 주요 기술에 대해서 소개한다. 새로 구현한 BFT의 성능 검증을 위해 시뮬레이션을 수행하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권4호
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• pp.362-369
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• 2013

The optimal number of users achieving the maximum sum throughput is analyzed in zero-forcing (ZF) based multiuser multiple-input multiple-output (MIMO) systems with a large number of base station (BS) antennas. By utilizing deterministic ergodic sum rates for the ZF-beam forming (ZF-BF) and ZF-receiver (ZF-R) with a large number of BS antennas [1], [2], we can obtain the ergodic sum throughputs for the ZF-BF and ZF-R for the uplink and downlink frame structures, respectively. Then, we can also formulate and solve the optimization problems maximizing the ergodic sum throughputs with respect to the number of users. This paper shows that the approximate downlink sum throughput for the ZF-BF is a concave function and the approximate uplink sum throughput for the ZF-R is also a concave function in a feasible range with respect to the number of users. The simulation results verify the analyses and show that the derived numbers of users provide the maximum sum throughputs for the ZF-BF as well as ZF-R in multiuser MIMO systems with a large number of BS antennas.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권10호
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• pp.1-9
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• 2008

본 논문에서는 반직교 기반 사용자 선정과 제로 포싱(zero-forcing) 빔 형성에 기반한 간단하면서도 효율적인 세 셀 단위 셀 협력 전송 방법을 제안한다. 육각 셀룰라 시스템 모델에서 각 셀마다 두 그룹의 사용자를 갖는 와이너 (Wyner) 채널 모델에 대해서, 제안한 제로-포싱 협력 전송 방식의 합 전송율의 상계치는 송신 안테나 수와 사용자수의 이중 로거리듬(logarithm)에 비례함을 보인다. 모의 실험 결과는 제안된 협력 전송 방식의 효율성을 확증하며, 사용자 수에 따른 합 전송율은 상계치와 거의 같음을 확인할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37A권12호
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• pp.1065-1075
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• 2012

For the purpose of providing high data rate real-time services, radio transmission technologies (RTT) for ship ad-hoc network (SANET) based on the Recommendation ITU-R 1842-1 are designed. Physical layer parameters of SANET are contrived to meet the requirements of the specification. In order to improve the link reliability for SANET, in this paper, we investigate the performance of the SANET with the multiple antennas, where receive combining (RC), transmit diversity (TD), and beamforming (BF) are employed, respectively. Based on the analysis of the packet error rate (PER) under the highly correlated maritime wireless channel model, we select the efficient multiple antenna schemes for SANET to improve the link reliability. In addition, the optimal MCS levels for the single-carrier (SC) SANET with the bandwidth of 25 kHz, and the multi-carrier (MC) SANET with the bandwidth of 50 kHz and 100 kHz are finalized.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제4권4호
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• pp.183-189
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• 2004

In this paper, the Eigen-RAKE receiver in wideband direct sequence code-division multiple access(DS-CDMA) systems with downlink smart antenna is analyzed for different spreading bandwidths(1.25 MHz, 5 MHz, 10 MHz) and different channel environments(macro, micro). The realistic spatio-temporal wideband multipath channel is assumed, one of which is standardized multiple-input single-output(MISO) radio channel model for WCDMA link-level simulations proposed by $3^{rd}$ generation partnership project(3GPP) contributions. We assumed spatial scattering phenomenon in which many unresolvable path signals within a limited range of spatial angle simultaneously contribute to the signals received at the receiver. Several multipaths within one chip are distinguished into each one and the first multipath components are selected as the desired signal and the others are considered self-interference. Downlink DS-CDMA system with eigenbeamformer using wider bandwidth present better performance than that using narrow bandwidth system by employing Eigen-RAKE receiver of many number of branches. It is shown that the downlink eigenbeamformer is more effective in typical urban macro cellular environments when using Eigen-RAKE receiver.