본 논문은 무선 멀티미디어용 OFDM시스템에 적용 할 수 있는 송신다이버시티 기술로 전송 효율 및 수신 성능을 최대로 하기 위한 방안을 제시한다. 제안된 방법은 MIMO채널에 적합한 시공간 부호기법으로 STTC(Space-Time Trellis Code)의 성능 분석을 위해 두 가지의 rms 지연확산, 즉 50nsec, 150nsec를 고려한 채널 추정에서 시 평균을 위한 파라미터 ${\alpha}$가 0.3, 1인 경우와 하나의 프레임 내에서 긴 훈련열 구간으로부터 추정된 채널 값을 해당 프레임에 적용한 경우의 성능을 비교 분석하였다. 실험결과 ${\alpha}$가 0.3인 경우가 긴 훈련 열만을 이용한 경우보다 BER이 $10^{-3}$에서 1.0dB의 SNR개선을 가져옴을 알 수 있었으며, 또한 시 평균을 위한 것이 그렇지 않은 경우보다 전반적인 성능 개선이 향상된다는 것을 확인하였다.
본 논문은 주파수 선택적 레일레이 페이딩(Frequency selective Rayleigh fading) 환경 하에서 수신 신호들 간에 상관이 존재할 때, OFDM(Othogonal Frequency Division Multiplexing) 다중 안테나 시스템의 채널 용량을 연구하였다. 송, 수신안테나를 각각 두 개 사용하였을 때, 채널 용량을 상관 계수의 함수로 closed-form 형태로 유도하였고, 각 안테나 당 평균수신 신호 전력이 동일할 때와 동일하지 않을 때 채널 용량에 미치는 영향을 분석하였다. 분석 결과 수신 신호의 상관 계수가 증가할수록 채널 용량이 감소하였고, 수신 신호 상관 계수가 약 0.7보다 클 때 채널 용량은 급격히 감소하였다. 그리고 각 안테나 당 평균 수신 신호 전력이 동일할 때 채널 용량은 최대가 됨을 알 수 있었다.
본 논문은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 직교 주파수 분할 다중)또는 MIMO(Multiple-input Multiple-output; 다중안테나) 시스템과 같이 여러개의 부채널이 존재하는 노드들로 구성된 다중 홉 중계 네트워크에서, 부채널할당 및 전력할당의 동시 최적화를 위한 통합적 접근방법을 제시한다. 다수의 부채널이 존재하는 경우 중계기는 전력할당외에도 첫 번째 홉과 두 번째 홉간의 부채널 matching을 통해 성능을 최적화 할 수 있게 된다. 그러나 두 홉간의 부채널 matching문제는 복잡한 조합론적 문제이므로 부채널할당과 전력할당의 동시 최적화 문제는 일반적으로 그 최적해를 구하기가 아주 어려운 문제로 알려져 있다. 하지만 본 논문에서는 재배열 부등식을 이용하여 복잡한 동시최적화 문제가 많은 경우 효율적으로 풀릴 수 있음을 보이고 다양한 예제롤 통해 제안된 접근법이 아주 유용함을 보인다.
LTE (long-term evolution) Rel-10 시스템은 하향링크에서 1Gbits/s 상향링크에서 50Mbits/s 데이터 송선율을 목표로 하므로 넓은 대역폭을 사용할 뿐만 아니라 상향 및 하향탱크에서 선부호화 MIMO (multiple-input multiple-output) 기법을 적용해야 한다. 최근에는 스마트 중계기의 도입으로 협력통신을 통한 용량 개선이 가능해지면서 페이딩 채널에 LoS (line-of-sight) 성분을 고려하고 있다. 본 논문에서는 라이시안 페이딩 채널의 LoS 지표인 K-factor가 증가함에 따라 기존의 코드북보다 우수한 성능을 보이는 새로운 LTE 시스템용 코드북을 제안한다. 기존 LTE 코드북의 생성 원칙을 유지하면서 코드북의 코드워드 사이의 최소 chordal distance를 최대화하는 방법을 라이시안 채널에 적용한다. LTE 하향링크의 시스템 파라미터로 링크레벨 시뮬레이터를 제작하여 기존과 동일한 사이즈로 더 우수한 성능을 보임을 증명한다.
Multiple antenna technology, such as multiple input multiple output (MIMO), beamforming is one of the most promising technology for broadband wireless communication. In OFDM environment, we found that as the number of paths is increased, smart antenna system cannot fully exploit beamforming gain. In this paper, we propose a beamforming scheme and analyze the performance of the proposed beamforming scheme in WiBro smart antenna system. WiBro is an OFDMA-based multiple access service for wireless broadband multimedia environment. The proposed beamforming technique for WiBro smart antenna system can effectively improve the performance of the systems in multipath fading environment.
We propose load balancing algorithm based on cross layer designing for MIMO OFDM system. When there are many users using data service, base station(BS) should distribute traffic. Moreover, cross layer design gives benefit managing radio resource and network bandwidth management. Proposed cross layer load balancing technique manages both BS's bandwidth allocation and MS’s power control. One BS request bandwidth to other BSes and other BSes reduce each bandwidth. And BSes reduce power of sub carriers for reserving available bandwidth of backhaul. MSes that didn't get service can be served by obtaining bandwidth from other BSes. The simulation result shows more users can be served and cell throughput was increased
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제17권1호
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pp.280-294
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2023
Unmanned aerial vehicles (UAVs) and millimeter-wave frequencies play key roles in supporting 5G wireless communication systems. They expand the field of wireless communication by increasing the data capacities of communication systems and supporting high data rates. However, short wavelengths, owing to the high millimeter-wave frequencies can cause problems, such as signal attenuation and path loss. To address these limitations, research on high directional beamforming technologies continue to garner interest. Furthermore, owing to the mobility of the UAVs, it is essential to track the beam angle accurately to obtain full beamforming gain. This study presents a beam tracking method based on the unscented Kalman filter using hybrid beamforming. The simulation results reveal that the proposed beam tracking scheme improves the overall performance in terms of the mean-squared error and spectral efficiency. In addition, by expanding analog beamforming to hybrid beamforming, the proposed algorithm can be used even in multi-user and multi-stream environments to increase data capacity, thereby increasing utilization in new-radio multiple-input multiple-output orthogonal frequency-division multiplexing systems.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제23권10호
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pp.1-10
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2023
This paper proposes a method to extend Inter-Carrier Interference (ICI) canceling Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) receivers for 5G mobile systems to spatial multiplexing 2×2 MIMO (Multiple Input Multiple Output) systems to support high-speed ground transportation services by linear motor cars traveling at 500 km/h. In Japan, linear-motor high-speed ground transportation service is scheduled to begin in 2027. To expand the coverage area of base stations, 5G mobile systems in high-speed moving trains will have multiple base station antennas transmitting the same downlink (DL) signal, forming an expanded cell size along the train rails. 5G terminals in a fast-moving train can cause the forward and backward antenna signals to be Doppler-shifted in opposite directions, so the receiver in the train may have trouble estimating the exact channel transfer function (CTF) for demodulation. A receiver in such high-speed train sees the transmission channel which is composed of multiple Doppler-shifted propagation paths. Then, a loss of sub-carrier orthogonality due to Doppler-spread channels causes ICI. The ICI Canceller is realized by the following three steps. First, using the Demodulation Reference Symbol (DMRS) pilot signals, it analyzes three parameters such as attenuation, relative delay, and Doppler-shift of each multi-path component. Secondly, based on the sets of three parameters, Channel Transfer Function (CTF) of sender sub-carrier number n to receiver sub-carrier number l is generated. In case of n≠l, the CTF corresponds to ICI factor. Thirdly, since ICI factor is obtained, by applying ICI reverse operation by Multi-Tap Equalizer, ICI canceling can be realized. ICI canceling performance has been simulated assuming severe channel condition such as 500 km/h, 8 path reverse Doppler Shift for QPSK, 16QAM, 64QAM and 256QAM modulations. In particular, 2×2MIMO QPSK and 16QAM modulation schemes, BER (Bit Error Rate) improvement was observed when the number of taps in the multi-tap equalizer was set to 31 or more taps, at a moving speed of 500 km/h and in an 8-pass reverse doppler shift environment.
In this paper, we examine what changes the next-generation wireless communication systems will experience in terms of the technologies, services, and networks and, based on that, we investigate how the inter-cell interference management should evolve in various aspects. We identify that the main driving forces of the future changes involve the data-centric services, new dynamic service scenarios, all-IP core access networks, new physical-layer technologies, and heavy upload traffic. We establish that in order to cope with the changes, the next-generation inter-cell interference management should evolve to 1) set the objective of providing a maximal data rate, 2) take the form of joint management of power allocation and user scheduling, 3) operate in a fully distributed manner, 4) handle the time-varying channel conditions in mobile environment, 5) deal with the changes in interference mechanism triggered by the new physical-layer technologies, and 6) increase the spectral efficiency while avoiding centralized coordination of resource allocation of the users in the uplink channel.
LTE 하향링크 시스템에서 새로운 동 이득 전송 코드북 인덱스 탐색기법을 제안한다. 제안하는 탐색기법은 QEGT 코드북을 Q 개의 인덱스들로 구성된 M 개의 그룹으로 분할한 후, 선택된 최적의 그룹 내 인덱스들 중에서 최적의 인덱스를 결정하는 것으로 기존 탐색기법에 비해 인덱스 결정을 위한 전체 계산량이 감소하면서 링크레벨 성능은 유지가 되는 장점이 있다. TI사(社)의 TMS320C6713 DSP보드를 이용한 인덱스 탐색 알고리즘의 구현을 통해 송신 안테나 수가 4인 경우 최적의 피드백 인덱스 결정을 위한 전체 clock-cycle 수가 기존보다 약 25%로 감소됨을 확인한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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