• 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.

• ETRI Journal
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• 제34권5호
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• pp.655-665
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• 2012

Based on wideband precoding (WBP) in the multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing system, an adaptive nonuniform codebook is presented in this paper. The relationship between the precoder distribution and spatial correlation is analyzed at first. A closed-form expression based on overlapped isosceles triangles is proposed as an approximation of the precoder distribution. Then, the adaptive codebook design is derived with the approximate distribution to minimize quantization errors. The capacity and bit error rate performance demonstrate that the adaptive codebook with WBP outperforms the conventional fixed uniform codebook.

• 방송공학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.141-144
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• 2023

최근에 심층신경망(DNN)을 활용하여 채널 추정, 채널 양자화, 피드백, 프리코딩 과정을 통합하여 모델링하는 연구가 진행되었다. 해당연구는 기존에 이론적으로 어렵던 통합 최적화를 deep learning (DL)을 기반으로 수행하여 기존의 실제 codebook을 활용하는 프리코딩기법에 비해 높은 잠재력이 있음을 보였다. 하지만 기존의 기법은 랜덤하게 정해진 소수의 사용자만을 대상으로하며, 기존의 기법과 다르게 스케줄링이 포함된 환경에는 적응이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 심층신경망기반의 프리코딩기법이 활용가능한 스케줄링 방식을 연구하여 기존의 결과와 비교한다.

• 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.

• ETRI Journal
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• 제36권1호
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• pp.62-68
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• 2014

This paper presents a novel user selection method based on the signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR), which is approximated using limited feedback data at the base stations (BSs) of multiple user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) systems. In the proposed system, the codebook vector index, the quantization error obtained from the correlation between the measured channel and the codebook vector, and the measured value of the largest singular value are fed back from each user to the BS. The proposed method not only generates precoding vectors that are orthogonal to the precoding vectors of the previously selected users and are highly correlated with the codebook vector of each user but also adopts the quantization error in approximating the SINR, which eventually provides a significantly more accurate SINR than the conventional SINR-based user selection techniques. Computer simulations show that the proposed method enhances the sum rate of the conventional SINR-based methods by at least 2.4 (2.62) bps/Hz when the number of transmit antennas and number of receive antennas per user terminal is 4 and 1(2), respectively, with 100 candidate users and an SNR of 30 dB.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권4호
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• pp.646-652
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• 2015

본 논문은 다중 사용자 MIMO 시스템에서 사용자 선택을 위해 필요한 precoding matrix index (PMI)/channel quality indication (CQI)의 보고 방식에 따른 성능을 분석한다. 이러한 분석을 통해 셀 내의 단말의 수, 선택되는 사용자의 수, 그리고 코드북(codebook)의 크기가 Best Companion Grouping (BCG)방식 스케쥴링의 성능에 복잡하게 영향을 미치는 것을 확인한다. 이에 따라 셀 내의 사용자 수와 코드북의 크기에 따라 동시에 스케쥴링 되는 사용자들의 그룹이 형성될 수 있는 확률이 달라지는 것을 확인할 수 있으며, 피드백 오버헤드가 주어졌을 때 이에 따라 피드백하는 PMI의 수와 사용하는 코드북의 크기를 적응적으로 선택함으로써 시스템의 평균 수율 성능을 최적화할 수 있음을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권7호
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• pp.723-731
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• 2016

5G 이동무선통신에서 요구되는 증가된 데이터 속도를 제공하기 위한 핵심적인 기술 축은 대규모 어레이를 활용하는 MIMO 전송을 통한 주파수 효율의 향상이다. MIMO 전송을 위해서는 CSI-RS (channel state information-reference signaling)를 이용하는 채널 추정 및 추정 결과에 적합한 빔포밍이 필요하며, 따라서 빔포밍 벡터를 정의하는 코드북의 설계는 매우 중요한 이슈이다. 본 논문에서는 공간채널모델을 이용하여 생성된 채널의 통계적인 특성을 활용하여 DFT (discrete Fourier transform) 행렬 기반 다중 랭크 코드북의 설계 방안을 제안하였다. 제안 방식은 인접한 안테나 원소 간 위상차의 분포와 전송 레이어 별 선택되는 코드벡터의 특징을 고려하여 PMI (precoding matrix indicator)의 구조 변경을 하였으며, LTE (long-term evolution) 시스템에서 사용 중인 3GPP 표준 코드북과의 성능 비교를 통하여 제안 방식의 이득을 산출하고 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권3호
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• pp.14-26
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• 2012

본 논문에서는 직교 구조를 갖는 고속 대각 하중 재킷 행렬(DWJM:diagonal-weighted Jacket matrices)을 제안 한다. 고속 알리즘을 이용해 높은 차수의 DWJM을 낮은 차수의 희소 행렬로 분해를 통해 연속적인 DWJM의 계산 수를 줄인다. 원소연산 역행렬 특성을 가진 대각 하중 프레임워크(framework)의 결과로, 제안되는 DWJM은 프리코딩(precoding) MIMO(Multiple Input and Multiple Output) 무선통신에 적용된다. DWJM의 성질에 기반하여, DWJM은 대체 오픈 루프 순환 지연 다이버시티 (CDD : Cyclic Delay Diversity) 프리코딩으로 사용될 수 있으며, 이는 셀룰러(cellular) 통신 시스템에 이용될 수 있다. 이와 같은, DWJM에 기반한 프리코딩 시스템의 성능에 대해 OSTBC (Orthogonal Space-Time Block Code) MIMO LTE 시스템과 비교 한다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권10호
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• pp.54-59
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• 2012

다중 안테나를 이용한 송수신 기술은 전송 효율을 높이거나 오차율을 낮추기 위해 사용되지만 인접한 셀로부터 강한 간섭의 영향을 받게 되면 그 효용성은 떨어진다. 특히, 셀 가장자리 사용자를 위해서는 다른 셀로부터의 간섭을 고려한 고급의 송수신 처리 기술이 필요하다. 정확한 간섭 채널 정보는 송신단에서 보다 수신단에서 얻기 용이하므로, 본 논문에서는 수신단에서 간섭 채널 정보와 다중 안테나를 이용하여 간섭을 제거하는 수신기의 사용을 가정하였으며, 이러한 수신기에 적합한 코드북 기반 협력 전처리 기법을 제안하였다. 협력 정도에 따라 중앙집중형 협력 기법과 분산형 협력 기법을 제안하였다. 모의실험을 통해서 기존 비협력 기법과 피드백 양이 동일하고 추가적인 셀 간 정보 교환이 필요 없는 분산형 협력 기법도 기존 비협력 기법에 비해 성능이 뛰어남을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.1224-1230
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• 2006

본 논문에서는 제한된 피드백 정보를 사용하는 공간 다중화 시스템을 위한 preceding 기법을 제안하였다. 제안하는 precoding 기법은 unitary 행렬로 구성된 precoder 코드북내에서 preceding 행렬의 선택 정보를 송신단에 전달하는 장구간 피드백과 선택된 unitary 행렬의 열 벡터 중 전송체 사용될 열 벡터 정보를 송신단에 전달하는 단구간 피드백을 이용한다. 또한, zero-forcing 수신기를 사용하는 $2{\times}2$ MIMO 시스템에 대해 평균 throughput을 최대화하는 precoder 코드북을 디자인하였다. 모의 실험 결과에 따르면 제안된 기법은 몇 비트의 장구간 피드백 정보를 추가함으로써 평균 SNR이 20 dB인 환경에서 멀티모드 안테나 선택 기술이나 멀티모드 기저 선택 기술에 비해 throughput 성능이 각각 11.2 %, 5.1 % 증가한다.