• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권10호
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• pp.4759-4780
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• 2017

Full Dimension multiple input multiple output (FD-MIMO) architecture employs a planar array design at the Base Station (BS) to provide high order multi-user MIMO (MU-MIMO) via simultaneous data transmission to large number of users. With FD-MIMO, the BS can also adjust the beam direction in both elevation and azimuth direction to concentrate the energy on the user of interests while minimizing the interference leakage to co-scheduled users in the same cell or users in the neighboring cells. In a typical highly populated macrocell environment, modelling the elevation angular characteristics of three-dimensional (3D) channel is critical to understanding the performance limits of the FD-MIMO system. In this paper, we study the throughput performance of FD-MIMO system with varying elevation angular spread and inter-element spacing using a 3D spatial channel model. Our results show that for a typical urban scenario, horizontal beamforming with correlated antenna spacing achieves optimal performance but by restricting the spread of elevation angles of departure, elevation beamforming achieves high array gain with wide inter-element spacing. We also realize significant gains due to spatial array processing via modelling the elevation domain and varying the inter-element spacing for both the transmitter and receiver.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권3호
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• pp.32-38
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• 2006

본 논문에서는 실제 다중안테나를 사용하지 않고 부반송파를 가상의 다중안테나 역할을 하게 하여 OFDM 기반의 셀룰러 시스템에서 셀간 간섭을 감쇄하는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 주파수 재사용률이 1인 fully-loading된 OFDM 셀룰러 시스템에서 셀 경계에 존재하는 단말기의 셀간 간섭 감쇄에 특히 효과적이다. 본 논문에서는 SISO과 MISO 환경에서 셀간 간섭 감쇄를 위한 기법이 각각 제안되었으며, 제안된 기법은 심볼 타이밍 옵셋에 강건하고, 인접한 셀의 간섭에 따라 자원의 크기를 조절함으로써 효율적으로 셀간 간섭을 감쇄할 수 있다는 장점이 있다. 또한 제안된 가상 MIMO 방식에서 채널의 separability를 향상할 수 있는 virtual signature randomizer (VSR) 개념이 제안되었다. 모의실험을 통하여 제안된 기법이 셀간 간섭 및 섹터간 간섭을 감쇄하는데 효과적임을 기존의 방법과 비교하여 분석한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권6호
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• pp.913-925
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• 2016

In-band wireless full-duplex is a promising technology that enables a wireless node to transmit and receive at the same time on the same frequency band. Due to the complexity of self-interference cancellation techniques, only base stations (BSs) are expected to be full-duplex capable while user terminals remain as legacy half-duplex nodes in the near future. In this case, two different nodes share a single subchannel, one for uplink and the other for downlink, which causes inter-node interference between them. In this paper, we investigate the joint problem of subchannel assignment and power allocation in a single-cell full-duplex orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) network considering the inter-node interference. Specifically, we consider two different scenarios: i) The BS knows full channel state information (CSI), and ii) the BS obtains limited CSI through channel feedbacks from nodes. In the full CSI scenario, we design sequential resource allocation algorithms which assign subchannels first to uplink nodes and then to downlink nodes or vice versa. In the limited CSI scenario, we identify the overhead for channel measurement and feedback in full-duplex networks. Then we propose a novel resource allocation scheme where downlink nodes estimate inter-node interference with low complexity. Through simulation, we evaluate our approaches for full and limited CSIs under various scenarios and identify full-duplex gains in various practical scenarios.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.5162-5168
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• 2013

광대역통신 시스템에서 사용되는 시간도약 기법은 다중경로 페이딩을 완화시키고, 여러 사용자의 다중 접속기회를 제공하기 위하여 사용된다. 짧은 시간 동안의 펄스를 전송하는 광대역신호의 경우 다중경로 페이딩을 극복하고, 신뢰성 있는 통신을 위하여, 하나의 비트 시간 동안에 동일한 펄스를 반복되게 전송한다. 제안하는 복호화 기법은 다중 사용자 환경에서 두 개 이상의 펄스가 다중경로 페이딩에 의해서 프레임간 혹은 심볼간 간섭을 일으키는 프레임 내에서 시간도약 부호에 따라 결정되는 펄스간의 간격을 이용하여 반복 전송된 신호의 복호화 성능을 개선시키는 기법이다. 모의실험을 통하여, 단일 사용자 환경에서 BER=$10^{-3}$에서 0.5dB 정도의 이득을 얻는 것으로 나타났다. 다중사용자 환경에서도 시간도약 부호의 특성을 이용한 방식의 복호화 성능이 기존 방식에 비하여 우수한 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권3호
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• pp.312-320
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• 2013

Home evolved Node-B (HeNB), also called a femtocell or a femto base station, is introduced to provide high data rate to indoor users. However, two main problems arise in femtocell networks: (1) Small coverage area of HeNB, which results in limited cell-splitting gain and ping-pong handover (HO) problems and (2) high inter-femtocell interference because HeNBs may be densely deployed in a small region. In this study, an efficient cooperation mechanism called an HeNB-aided virtual-HO (HaVHO) scheme is proposed to expand the coverage area of femtocells and to reduce inter-femtocell interference. The cooperation among neighbor HeNBs is exploited in HaVHO by enabling an HeNB to relay the data of its neighbor HeNB without an HO. The HaVHO procedure is compatible with the existing long term evolution specification, and the information exchange overhead in HaVHO is relatively low. To estimate the signal to interference plus noise ratio improvement, the area average channel state metric is proposed, and the amount of user throughput enhancement by HaVHO is derived. System-level simulation shows that HaVHO has a better performance than the other four schemes, such as lesser radio link failure, lesser ping-pong handover, lesser short-stay handover, and higher user throughput.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권12호
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• pp.1125-1134
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• 2013

최근 많은 수의 모바일 유저와 과도한 트래픽 증가를 해결하기 위한 솔루션으로 피코 혹은 펨토 셀과 같은 소형 셀을 설치하는 방법이 주목 받고 있다. 그러나 소형 셀에 속한 엣지 유저들은 주변 기지국으로부터 극심한 셀간 간섭을 받기 때문에 낮은 평균 전송률을 얻게 되고, 이를 해결하기 위해서는 셀 간 간섭을 효과적으로 관리하는 방법이 필요하다. 최근의 많은 연구들은 셀 간 간섭 관리를 위해 기지국의 전송 전력을 제어하는 알고리즘을 제시하였지만, 제시된 방법들은 높은 복잡도를 가지고 중앙 기지국의 도움을 필요로 한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 기지국간의 경쟁을 기반으로 하여, 낮은 복잡도를 가지는 분산화된 방법의 기지국 전송 전력 on/off 제어 및 유저 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션 결과를 통해, 제안하는 방법이 셀 간 간섭 관리를 하지 않는 방법에 비해 셀 엣지 유저의 경우 170%의 성능 개선을 보이고, 최적의 알고리즘과 비교 했을 때 88-96%에 달하는 geometric average throughput (GAT) 성능 및 매우 근접한 average edge user throughput (AET) 성능을 보임을 검증한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.658-662
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• 2004

This paper proposes an orthogonal reception structure for OS/SS communication with time-shifted m-sequences, and compares the performances of the proposed and conventional receiver. This structure provides two important characteristics to reference user signal with not only increment of auto-correlation value but also cancel of the cross-correlation value out to zero between the reference user and other user signals. In addition, the structure can be easily implemented with the conventional receiver adding an additional integrator path in parallel and an adder that sums the conventional path output and the new path output signal. Hence, the proposed structure can be applied for channel impulse response measurement, and efficiently used for multi-user interference signal cancellation and channel capacity increment by flexible structural inter-working operation, connection or disconnection, of the new path to conventional receiver structure.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권2호
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• pp.32-38
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• 2012

이3GPP LTE Release 10에서 다중 사용자 환경의 다중 송수신 안테나 시스템을 위한 더티 페이퍼 코딩(Dirty Paper Coding, DPC)을 k user 사용자 채널에서 어떻게 해석하는지를 보였다. 다중 사용자 환경에서 더티 페이퍼 코딩은 송신단에서 모든 사용자와 채널에 대한 정보를 완벽하게 안다고 전제한 후, 미리 예상할 수 있는 모든 간섭을 제거하여 각 사용자에게 정보를 전송한다는 개념이다. 즉, 인접 채널이나 사용자로부터의 간섭을 제거하기 위한 추가적인 전력이 필요하지 않으므로, 더티 페이퍼 코딩을 통하여 가산성 백색 가우시안 잡음 (AWGN) 채널과 동일한 채널 용량을 달성할 수 있다. 본 논문에서는, 세 명의 다중 사용자가 존재하는 통신 환경에서, 대표적인 비선형 전처리 코딩 기법인 Dirty Paper 전처리 코딩이 직교 하삼각 행렬 분해와 Gram Schmidt 직교 정규화 기저를 이용하여 어떻게 채널을 분석하는지를 보였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권3호
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• pp.267-274
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• 2015

Due to the difficulty of coordination in the cellular uplink, it is a practical challenge how to achieve the optimal throughput scaling with distributed scheduling. In this paper, we propose a distributed and opportunistic user scheduling (DOUS) that achieves the optimal throughput scaling in a single-input multiple-output interfering multiple-access channel, i.e., a multi-cell uplink network, with M antennas at each base station (BS) and N users in a cell. In a distributed fashion, each BS adopts M random receive beamforming vectors and then selects M users such that both sufficiently large desired signal power and sufficiently small generating interference are guaranteed. As a main result, it is proved that full multiuser diversity gain can be achieved in each cell when a sufficiently large number of users exist. Numerical evaluation confirms that in a practical setting of the multi-cell network, the proposed DOUS outperforms the existing distributed user scheduling algorithms in terms of sum-rate.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권7호
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• pp.2231-2245
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• 2014

Cognitive Radio (CR) has very promising potential to improve spectrum utilization by allowing unlicensed Secondary Users (SUs) to access the spectrum dynamically without disturbing licensed Primary Users (PUs). Mitigating interference is a fundamental problem in CR scenarios. This is particularly problematic for deploying CR in cellular networks, when users are located at the cell edge, as the inter-cell interference mitigation and frequency reuse are critical requirements for both PUs and SUs. Further cellular networks require higher cell edge performance, then SUs will meet more challenges than PUs. To solve the performance decrease for SUs at the cell edge, a novel Dynamic Spectrum Allocation (DSA) scheme based on Game Theory is proposed in this paper. Full frequency reuse can be realized as well as inter-cell interference mitigated according to SUs' sensing, measurement and interaction in this scheme. A joint power/channel allocation algorithm is proposed to improve both cell-edge user experience and network performance through distributed pricing calculation and exchange based on game theory. Analytical proof is presented and simulation results show that the proposed scheme achieves high efficiency of spectrum usage and improvement of cell edge SUs' performance.