• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.103-108
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• 2016

통신 시스템에서 제한된 총 전력으로 여러개의 부채널로 이루어진 채널의 입력과 출력 사이의 상호정보를 최대화하는 문제의 해는 Waterfilling 구조를 가진다. 채널 상태 정보(CSI)를 알고 있을 때 OFDM이나 MIMO는 병렬의 독립된 부채널들로 분해 될 수 있다. 제한된 전력 하에 채널용량에 접근하는 전송속도를 위한 최적의 부채널 전력할당 문제의 해는 Waterfilling 으로 구할 수 있다. Waterfilling은 상태가 좋은(SNR이 높은) 부채널에 더 많은 전력을 할당하고 상태가 나쁜 채널들은 적은 전력이나 전력을 할당하지 않음으로서 상태가 좋은 부채널들의 전송속도를 높이고 결과적으로 전체 전송속도를 채널용량에 접근하게 한다. Waterfilling은 총 전력 제한을 만족하는 정확한 수면 높이를 찾는데 일반적으로 수면 높이를 추정하고 갱신해 나가는 반복적 알고리즘이 사용된다. 이 과정에서 부채널들에 대한 채널이득 제곱의 역수들의 부분합($\sum\limits_{n=1}^{Last}{\frac{N_0}{{\mid}h_n{\mid}^2}}$) 계산이 반복적으로 필요하다. 본 논문에서는 이런 부분합들을 초기화 단계에서 미리 계산하여 배열을 만들고 임의의 부분합 계산을 배열 참조로 대치함으로서 Waterfilling 알고리즘의 계산 시간을 줄였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.263-268
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• 2010

본 논문에서는 802.11n WLAN 시스템에서 우수한 오류성능을 유지하고 시스템 용량을 개선하기 위해 순환 지연 다이버시티와 블록 대각화 프리코딩 기법을 적용한 다중 사용자 MIMO OFDM 시스템을 제안하였다. 순환 지연 다이버시티(CDD : Cyclic Delay Diversity) 기법은 주파수 다이버시티를 이용하여 OFDM 시스템의 성능을 향상시키는 기법이다. 또한 블록 대각화 프리코딩 기법은 다중 사용자 MIMO 채널 환경에서 만들어진 여러 거지 프리코딩 기법 중 하나로 특이값 분해를 이용하여 zero-forcing을 하는 간단한 방법으로 구성되어 있다. 모의실험 결과를 통해 본 논문에서 제안하는 방법이 기존의 프리코딩을 사용하지 않는 CDD MIMO-OFDM 시스템에 비하여 높은 시스템 용량 성능을 보임을 확인할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권6A호
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• pp.640-650
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• 2004

본 논문에서는 Multiple Put-Multiple output Orthogonal Frequency Division Multiplexing(MIMO-OFDM) 시스템을 위한 채널 추정 기법으로 space-time block c첨ing(STBC) 기법과 space-frequency block coding(SFBC) 기법을 제안한다. 제안된 방식은 각 송신 안테나에서 서로 직교성을 갖는 훈련 심볼을 전송함으로써 수신 안테나에서는 각 송수신 안테나 사인의 채널 계수를 추정한다. 제안된 알고리즘은 IEEE 802.11a 시스템 기반의 MIMO-OFDM 시스템에 적용해 성능 개선 효과를 확인해 보았다. 그 결과 제안된 방법이 기존의 방법보다 더 정확한 채별 계수 추정이 가능함을 확인할 수 있었다. 모의실험은 기존의 추정기법과 제안된 추정 기법이 적용된 시스템을 50ns 와 150ns 의 RMS 지연 확산을 갖는 다중 경로 페이딩 환경에서 수행되었으며 각 변복조 방식에 따른 비트 오류 성능 개선 정도를 확인해 보았다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권9A호
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• pp.1022-1030
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• 2004

차세대 이동 및 우선통신 시스댐은 현재보나 얘우 큰 고속의 데이터 전송과 시스템 용량을 요구하고 였으며 이러한 요구를 충족시키기 위해서 복수의 안테나를 사용하여 송수신을 하는 MIMO(m 비 tiple input, multiple output) 기술이 널리 연구되고 있다 이 논문은 다수의 안테나를 가지고 있는 기지국, 소수의 안테나를 가지고 있는 단말기의 하향 링크에서 스케터령과 변동이 적으며 평탄한 페이딩 채널을 가정한다. 단영 사용가 MIMO 시스템에서 가지국이 채널상태정보를 가지고 있다연 SVD(singular value decomposition) 와 water filling 읍 사용 한 MIMO 기숭이 최대의 채널용량을 이룬다. 그러나 복수 사용자 시스템의 경우에는 공간분할 다중접속 기술을 이용하여, 보다 큰 전체 채널용량을 얻는 것이 가능하다 이 논문은 복수 사용가 시스템에서 각 사용자에게 복수 의 데이터 스트림을 전송하는 MIMO 공간분할 다중접속 기술을 제안한다. 제안하는 기술은 SVD 기반의 MIMO 기술이나 스마트 안테나를 사용한 공간분항 다중정속 기술보다 더 큰 전체 채널용량을 얻을 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권12B호
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• pp.1565-1573
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• 2011

본 논문에서는 스마트 그리드 응용 등을 타깃으로 한 3상 4선 전력선 채널상의 MIMO-OFDM 광대역 전력선 통신방식 (BPLC broadband power line communication)을 검토하고 성능을 분석한다. 실제전력선 채널 환경을 감안하여 기존의 확정적 페이딩 채널 모델 (Zimmennann 모델, MTL 모델 등) 대신 통계적 전력선 페이딩 채널 모델을 채택한다. 본 논문에서는 3상 4선식 전력선을 이용한 $2{\times}2$ MIMO 및 $3{\times}3$ MIMO 방식을 설계하며, 특별히 MIMO 채널 내 안테나 링크 간 크로스 토크의 유무에 따른 전송 용량 손실과 이에 의거한 시스템 성능 분석을 실시한다. 부반송파 간 주파수간섭을 줄여주기 위해 공간주파수 부호화 전송방식을 채택하며 전력선 채널에 적합한 최대비 합성법 (MRC maximum ratio combining)으로 다중 안테나 및 다중 경로 페이딩 다이버시티 이득을 얻는다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 임펄스 잡음지수의 변화, 용량 손실 비율의 변화, 서로 다른 수신 신호 합성기법 (최대비 합성, 등가이득 합성, 선택적 함성)에 따른 시스템 성능을 비교분석한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권3호
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• pp.280-285
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• 2015

대용량 다중 송신 다중 수신 안테나 환경에서 정합 필터 송신기는 다중 사용자 하향 링크 전송 용량(capacity)을 달성하는 방법으로 알려져 있다. 그러나 기지국이 유한 개수의 대용량 안테나를 장착한 경우 정합 필터는 다중 사용자 하향링크 전송 용량을 제공할 수 없다. 본 논문에서는 유한 대용량 안테나를 갖춘 기지국이 낮은 신호 대 잡음비의 다수의 셀 경계 영역 사용자를 지원할 경우, 효율적 연산 복잡도로 전송 용량을 최대화하는 두 단계 선형 송수신기 설계 방법을 제안한다. 정합 필터로 구성된 첫째 단계 프리코더는 유효 채널 dimension 을 줄이면서 동시에 빔포밍 이득을 통해 수신 신호 대 잡음 비를 개선한다. 그리고 평균 자승 오류율 최소화 기법을 통해 전송 용량을 최대화하는 둘째 단계 선형 송수신기를 구한다. 시뮬레이션과 분석을 통해 전송 용량과 연산 복잡도 면에서 제안하는 방법이 우수함을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권6C호
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• pp.523-529
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• 2010

본 논문에서는 페이딩 채널의 시간 상관성을 이용한 Lattice Reduction(LR)기반 MIMO 수신기의 계산량을 효과적으로 감소시키는 새로운 기법을 제안한다. 시변 페이딩 채널 환경에서는 채널의 시간 상관 특성으로 인하여 LR을 통해 얻어진 P 행렬이 시간에 따라 크게 바뀌지 않는다. 이러한 특성을 이용하여 제안된 기법에서는 채널이 바뀔 때 마다 LR을 수행하는 것이 아니라 수신단에서 K개의 채널 프레임을 저장하여 K번째 채널, 즉 nK번째 (n=1,2,3..) 채널에서만 LR을 수행하여 P 행렬을 구한 후 (n-1)K번째 P 행렬과 비교한다. 두 개의 P 행렬이 동일한 경우 K-1개의 채널 프레임에서는 LR을 수행하지 않고 K번째 채널 프레임의 P 행렬을 그대로 사용하여 불필요한 계산량을 감소시켰다. 반대로 두 개의 P 행렬이 다른 경우 나머지 K-1개 채널 프레임의 P 행렬을 이전 채널 프레임에서 구한 P 행렬을 초기조건으로 하여 LR을 수행함으로써 계산량을 감소시킨다. 제안된 기법은 기존 LR 기법과 같은 성능을 유지하면서 계산량을 확연히 감소시킨다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권1A호
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• pp.50-58
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• 2008

다중사용자 무선 채널 환경에서 공간분할 다중접속 기법을 사용함으로서 전체 시스템의 전송률을 대폭 증가시킬 수 있다. 송신단에서 정확한 채널정보를 알고 있는 경우, 전송률을 적절하게 조절함으로서 시스템 성능을 보다 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 주파수 선택적 페이딩 특성을 갖는 광대역 무선 채널에서는 채널 부호화를 통해 채널 다이버시티를 활용하여 신뢰성이 높은 데이타 전송이 가능하도록 BIC-OFDM 기술을 사용한다. 본 논문에서는 제한된 궤환정보를 이용한 기회적 스케줄링 기법과 결합된 적응 변조 시스템을 제안하고자 한다. 제안된 기법은 주파수 다이버시티와 다중 사용자 다이버티시를 이용하여 링크 성능을 항샹시킬 수 있다. 또한, 적은양의 궤환정보를 위해 모든 부채널 대신 하나의 OFDM심볼을 기준으로 적응 변조 기법을 사용한다. 모의 실험에서는 본 논문에서 제안한 기법이 적절한 계산복잡도를 가지면서도 상당한 링크 성능 향상이 있음을 보여주고자 한다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권12호
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• pp.3-11
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• 2014

다중 안테나는 송신부가 채널상태정보(CSI : channel state information)를 알고 있으면 높은 채널용량을 제공할 수 있다. 프리코딩(precoding)이란 송신부 측에서 CSI를 이용하는 기술이다. 본 논문에서는 HMP (hybrid multiple-input multiple-output precoding)라 부르는 적응적인 프리코딩 방법을 제시한다. HMP 는 선형과 비선형 프리코딩을 조합한 기술이다. 기존 안테나 선정방법은 4개 이하의 안테나를 사용하나 HMP 방법은 5개 이상의 안테나를 사용한다. 채널 용량을 극대화시키기 위해 주어진 채널 중에서 반드시 선택 되어야하는 채널을 좋은 채널 (good channel)이라 하며, 나쁜 채널 (bad channel) 은 나머지 채널을 의미한다. HMP 방법에서는 좋은 채널에 비선형 프리코딩을 사용하고, 나쁜 채널에 선형 프리코딩을 사용한다. 비선형 프리코딩으로서 고려되고 있는 것은 널리 알려진 THP(Tomlinson-Harashima precoding)이다. 기존 방법인 BD(block diagonalization), antenna selection 및 THP와 제안한 HMP 방법의 성능을 비교하기 위해 이 시스템이 달성할 수 있는 throughput MSE (minimum square error)를 제시하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권10호
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• pp.2493-2508
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• 2012

The performance of a MIMO system with adaptive modulation (AM) and space-time coding over Ricean fading channels for perfect and imperfect channel state information (CSI) is presented. The fading gain value is partitioned into a number of regions by which the modulation is adapted according to the region the fading gain falls in. Under a target bit error rate (BER) constraint, the switching thresholds for AM are given. Based on these results, we derive the calculation formulae of the theoretical spectrum efficiency (SE) and average BER. As a result, closed-form SE expression and accurate BER expression are respectively obtained. Besides, using the approximation of complementary error function, a tightly closed-form approximation of average BER is also derived to simplify the calculation of accurate theoretical BER. Computer simulation shows that the theoretical SE and BER are in good agreement with the corresponding simulation, and the approximate BER is also close to the accurate one. The results show that the AM scheme in Ricean fading channel provides better SE than that in Rayleigh fading channel due to the direct-path propagation, and has performance degradation in SE and BER for imperfect CSI.