• International journal of advanced smart convergence
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• 제9권2호
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• pp.68-75
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• 2020

Non-orthogonal multiple access (NOMA) has gained the significant attention in the fifth generation (5G) mobile communication, which enables the advanced smart convergence of the artificial intelligence (AI), the internet of things (IoT), and many of the state-of-the-art technologies. Recently, correlated superposition coding (SC) has been proposed in NOMA, to achieve the near-perfect successive interference cancellation (SIC) bit-error rate (BER) performance for the stronger channel users, and to mitigate the severe BER performance degradation for the weaker channel users. In the correlated SC NOMA scheme, the stronger channel user BER performance is even better than the perfect SIC BER performance, for some range of the power allocation factor. However, such excessively good BER performance is not good for the user-fairness, i.e., the more power to the weaker channel user and the less power to the stronger channel user, because the excessively good BER performance of the stronger channel user results in the worse BER performance of the weaker channel user. Therefore, in this paper, we propose the power splitting to establish the user-fairness between both users. First, we derive a closed-form expression for the power splitting factor. Then it is shown that in terms of BER performance, the user-fairness is established between the two users. In result, the power splitting scheme could be considered in correlated SC NOMA for the user-fairness.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권1호
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• pp.1-9
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• 2014

Block diagonalization (BD) has been proposed as a simple and effective technique in multiuser multiple-input multiple-output (MU-MIMO) broadcast channels. However, when channel state information (CSI) knowledge is limited at the transmitter, the performance of the BD may be degraded because inter-user interference cannot be completely eliminated. In this paper, we propose an efficient CSI quantization technique for BD precoded systems with limited feedback where users supported by a base station are selected by dynamic scheduling. First, we express the received signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) when multiple data streams are transmitted to the user, and derive a lower bound expression of the expected received SINR at each user. Then, based on this measure, each user determines its quantized CSI feedback information which maximizes the derived expected SINR, which comprises both the channel direction and the amplitude information. From simulations, we confirm that the proposed SINR-based channel quantization scheme achieves a significant sum rate gain over the conventional method in practical MU-MIMO systems.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권6호
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• pp.2014-2034
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• 2015

This paper focuses on solving co-channel interference (CCI) issues arising in the open subscriber group (OSG) mode of heterogeneous networks (HetNets). Considering a general framework consisting of arbitrary number of picocells within a macro cell, where the inter-user interference (IUI) is the main CCI to macro user equipments (UEs), while the the inter-cell interference (ICI) is the major CCI to pico UEs. In this paper, three IA based transceiver design schemes are proposed. For macro cell, we uniformly use block diagonalization (BD) scheme to eliminate the IUI. And for picocells, three IA schemes are proposed to mitigate the ICI. The first scheme, named as zero forcing IA (ZF-IA) scheme, aligns the inter picocell interference onto an arbitrary sub-space of the cross-tier interference using ZF scheme. Considering the channel state information (CSI) of the desired channel of pico UEs, the second scheme, named as optimal desired sub-channel selected IA (ODC-IA) scheme, aligns the inter picocell interference onto a certain sub-space of the cross-tier interference, which guarantees the largest channel gain of the desired signal of pico UEs. The third IA scheme, named as maximum cross-tier interference selected IA (MI-IA) scheme, is designed for the system with less receive antennas. The inter picocell interference is aligned onto the space of the strongest cross-tier interference and only the interference on this space is nullified. The complexity analysis and simulations show that the proposed transceiver design schemes outperform the existing IA schemes in the OSG mode of HetNets, and the MI-IA scheme reduces the requirement of the receive antennas number with lower complexity.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권6호
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• pp.1926-1945
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• 2014

In this paper, we propose a distributed signal subspace interference alignment algorithm for single beam K-user ($3K{\geq}$) MIMO interference channel based on sum rate maximization and game theory. A framework of game theory is provided to study relationship between interference signal subspace and altruistic-egoistic bayesian game cost function. We demonstrate that the asymptotic interference alignment under proposed scheme can be realized through a numerical algorithm using local channel state information at transmitters and receivers. Simulation results show that the proposed scheme can achieve the total degrees of freedom that is equivalent to the Cadambe-Jafar interference alignment algorithms with perfect channel state information. Furthermore, proposed scheme can effectively minimize leakage interference in desired signal subspace at each receiver and obtain a moderate average sum rate performance compared with several existing interference alignment schemes.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.1063-1070
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• 2015

본 논문은 다중 셀 기반의 다중 안테나 상향링크 네트워크에서 사용자가 인접 셀 기지국에 미치는 간섭의 양을 기반으로 송신 전력을 제어하고 사용자를 분산적으로 스케쥴링 방식을 제안한다. 시분할 시스템의 상호 호환성 특성을 이용하여 각 사용자는 인접 기지국으로부터 받은 파일럿 신호를 통하여 간섭 채널을 습득하고 데이터 전송 시 인접 셀 기지국들에 미칠 간섭을 각자 계산할 수 있다고 가정한다. 각 사용자는 특이값 분해를 통해서 송신 빔포밍 벡터를 생성하고 인접 셀 기지국으로 미칠 간섭의 양을 계산하여 미리 결정된 임계값보다 클 경우 자신의 송신 전력을 낮춘다. 각 기지국에서는 사용자들 중 전력 제어된 채널 이득 값이 가장 큰 사용자를 선택한다. 제안된 기법의 상향링크 데이터 전송률은 기존의 사용자 스케쥴링 알고리즘들에 비하여 월등히 좋은 성능을 보인다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.435-441
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• 2001

본 논문에서는 선형 채널 등화기를 이용하여 다중 경로 페이딩 채널을 등화시킨 후 적응형 필터에 의하여 MAI를 제기 시킴으로써 수신기의 성능을 향상시킬 수 있는 적응형 MMSE 수신기를 제안하였다. 제안된 수신기의 구조적인 특징으로는 채널계수의 정확한 추정을 위하여 파일럿 채널을 사용하였으며, 사용자 신호에 주기적으로 보호심볼을 둠으로써 채널 추정의 정확도를 높혔다. 이와 더불어 보호심볼의 주기적 삽입으로 인하여 채널 등화기의 길이가 짧아지게 되어 계산상의 복잡성도 줄였다. 특히 적응형 부호정합 필터(AMMSE)를 사용하며 사용자 수가 많을 경우에도 성능개선에 매우 효과적일 수 있도록 하였고, SNR이 높을 경우 그 개선 정도가 훨씬 큼을 알 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권4호
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• pp.1208-1222
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• 2014

Due to the low utilization and scarcity of frequency spectrum in current spectrum allocation methodology, cognitive radio networks (CRNs) have been proposed as a promising method to solve the problem, of which spectrum sensing is an important technology to utilize the precious spectrum resources. In order to protect the primary user from being interfered, most of the related works focus only on the restriction of the missed detection probability, which may causes over-protection of the primary user. Thus the interference probability is defined and the interference-aware sensing model is introduced in this paper. The interference-aware sensing model takes the spatial conditions into consideration, and can further improve the network performance with good spectrum reuse opportunity. Meanwhile, as so many fading factors affect the spectrum channel, errors are inevitably exist in the reporting channel in cooperative sensing, which is improper to be ignored. Motivated by the above, in this paper, we study the throughput tradeoff for interference-aware cognitive radio networks over imperfect reporting channel. For the cooperative spectrum sensing, the K-out-of-N fusion rule is used. By jointly optimizing the sensing time and the parameter K value, the maximum throughput can be achieved. Theoretical analysis is given to prove the feasibility of the optimization and computer simulations also shows that the maximum throughput can be achieved when the sensing time and the parameter of K value are both optimized.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.61-69
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• 2017

간섭 채널에 대한 연구는 정보 이론적으로 매우 중요한 문제로써 이에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 하지만 가장 간단한 경우인 두 사용자 간섭 채널에서조차 특별한 경우를 제외하고는 채널 용량이 아직까지 밝혀져 있지 않다. 따라서 최근에는 채널 용량을 정확히 알아보는 대신, 높은 신호 대 잡음 비(SNR: Signal to noise power ratio) 대역에서의 전송률의 경향을 보는 다중화 이득에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 최적의 다중화 이득을 얻으면 높은 신호 대 잡음 비 대역에서 채널 용량의 경향을 알 수 있다. 두 명의 사용자가 존재하는 간섭 채널에서는 간섭을 제거하면 최적의 다중화 이득을 얻을 수 있다. 하지만 사용자 수가 셋 이상인 경우에는 간섭 제거(Zero Forcing)만으로 최적의 다중화 이득을 얻을 수 없고, 간섭 정렬이라는 새로운 기법이 필요하다는 것이 최근 연구에서 밝혀졌다. 간섭정렬 기법은 크게 두 종류로 나눌 수 있다. 송수신 빔 형성(Beamforming) 행렬을 적절하게 골라서 신호와 간섭을 효과적으로 분리하는 방법과 유리수와 무리수의 성질을 이용하여 구조화된 코드(Structured code)를 구성하는 방법이다. 간섭 정렬 기법은 간섭 채널, X 채널, 복합 방송 채널(Compound broadcast channel), 다중 송수신처(Multi source multi destination)를 위한 다중 홉(Multi hop) 네트워크 등의 다양한 환경에서 최적의 다중화 이득을 달성할 수 있으며, 최근에는 데이터 분산 저장(distributed storage)에도 적용되고 있다. 본 논문에서는 지연된 채널 정보의 DoF를 구했다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권3호
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• pp.945-964
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• 2014

In this paper, we investigate the performance of Signal to Leakage and Noise Radio (SLNR) based user scheduling in uplink of multi-cell with large-scale antenna system. Large antenna array is desired to improve the performance in future system by providing better beamforming capability. However, some studies have found that the signal channel is 'hardened' (becomes invariant) when the antenna number goes extremely large, which implies that the signal channel aware user scheduling may have no gain at all. With the mathematic tool of order statistics, we analyzed the signal and interference terms of SLNR in a homogeneous multicell network. The derived distribution function of signal and interference shows that the leakage channel's variance is much more influential than the signal channel's variance in large-scale antenna regime. So even though the signal channel is hardened, the SLNR-based scheduling can achieve remarkable multiuser diversity (MUD) gain due to the fluctuation of the uplink leakage channel. By providing the final SINR distribution, we verify that the SLNR-based scheduling can leverage MUD in a better way than the signal channel based scheduling. The Monte Carlo simulations show that the throughput gain of SLNR-based scheduling over signal channel based scheduling is significant.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.83-89
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• 2016

본 논문에서는 오행(五行)[1]의 상보성원리를 위상 간섭제거에 응용했다. 상생과 상극개념을 송신과 수신의 직접신호와 간섭신호에 대응시켰다. 오행(五行)(5 prime substances : 5 user networks)과 같은 네트워크 토폴로지(topology)를 제안한다. 전송된 신호의 할당 가능성을 조절 및 간섭 할당 방법을 잘 선택해, 최적의 대칭 DoF(degree of freedom)가 다른 채널동기 시간의 5 user 네트워크 달성이 가능함을 설명한다. 이론적으로는 5 user 네트워크가 무선 이동 채널 환경에 잘 match 된다는 결과를 보이고, 제안한 네트워크가 무선 네트워크 응용에 적용될 수 있음을 보여주는 다른 채널 동기 시간에 대해 대칭 DoF를 달성함을 보인다. 5 user 네트워크 토폴로지에서 modulo 3 성능을 이용하면 송신기 협력이 간섭 할당 방법으로 2/3의 DoF를 보다 쉽게 달성할 수 있다.