• 한국산업정보학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.25-36
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• 2022

본 논문은 단일 반송파 변조를 위한 공간 주파수 블록 코드에서의 랜덤 부호 반전 기술을 제안한다. 종래의 시공간 그리고 공간 주파수 블록 코드는 전파 환경이 공개되어 있으므로 심각한 전파 탈취 문제를 극복해야 한다. 이러한 전파 공개 문제를 피하기 위해, 시공간 블록 코드를 위한 랜덤 코드 데이터 보호 방법이 제안되어 있지만, 이 알고리즘은 직교 주파수 분할 다중화 블록별로 채널 결합을 바꿀 수 있는데, 이와 같은 종류의 느린 스위칭은 근처의 수신기들이 전송된 데이터를 검출할 확률을 증가시킨다. 이 논문은 데이터 심볼 기반의 빠른 스위칭 알고리즘 즉, 단일 반송파 변조를 위한 공간 주파수 블록 코드에서의 랜덤 부호 반전 기술을 제안한다. 모의실험 결과는 제안하는 알고리즘이 랜덤 부호 반전 타이밍 시퀀스를 모르는 수신기의 성능과 비교하여 우수한 성능을 보유하고 있다는 것을 나타내었다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제5권2호
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• pp.141-149
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• 2003

In this paper, we investigate design criteria and the performance of the space-frequency bit-interleaved coded modulation (SF-BICM) systems in frequency-selective Rayleigh fading channels. To determine the key parameters that affect the performance of SF-BICM, we derive the pairwise error probability (PEP) in terms of the determinant of the matrix corresponding to any two codewords. We prove that the bit-interleavers do the function of distributing the nonzero bits uniformly such that two or more nonzero bits are seldom distributed into the symbols that are transmitted in the same frequency bin. This implies that the bit-interleavers transform an SF-BICM system into an equivalent 1-antenna system. Based on this, we present design criteria of SFBICM systems that maximizes the diversity order and the coding gain. Then, we analyze the performance of SF-BICM for the case of 2-transmit antennas and 2-multipaths by deriving a frame error rate (FER) bound. The derived bound is accurate and requires only the distance spectrum of the constituent codes of SF-BICM. Numerical results reveal that the bound is tight enough to estimate the performance of SF-BICM very accurately.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권7호
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• pp.85-92
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• 2010

본 연구에서는 무선 개인 영역망 (WPAN, wireless personal area network) 환경에서 OFDM기반 전송을 위한 빔 스위칭 기술과 시공간부호 기술을 고려한다. 특히, 빔포밍 방법과 시공간부호를 이용한 공간 다이버시티 방식 그리고 이 둘을 결합한 빔포밍 기반 시공간 부호화 방식에 대한 성능 평가를 수행한다. 빔 포밍의 경우 RF단에서 빔포밍을 수행하는 Front-end 방식만을 고려하며 따라서 미리 정해진 코드북을 이용하는 블록 빔스위칭 방식에 대한 성능평가를 수행한다. 시공간부호를 이용한 공간 다이버시티 방식의 경우, 여러 개의 안테나 중 SNR 이득이 가장 큰 2개의 안테나를 선택하여 Alamauti 방식을 적용하는 안테나 선택 시공간부호 방식을 가정하여 성능평가를 수행한다. 빔포밍 기반 시공간부호화 방식에 대해서는 전체 안테나를 인접한 두 개의 안테나 그룹으로 나누고 각각의 안테나 그룹에 대해 독립적인 빔스위칭을 적용하는 방식을 고려하며 송수신단의 대칭성을 고려하여 수신단에서도 2개의 수신 안테나 그룹만을 사용하는 시스템만을 고려한다. 이 세가지 방식에 대한 성능 평가결과 시공간 부호화를 추가로 적용할 때 추가적인 이득이 얻어질 수 있음을 알 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권12호
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• pp.4567-4583
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• 2021

This study proposes an analytical approximation algorithm based on extreme value theory (EVT) for the inverse of the power of the incomplete Gamma function. First, the Gumbel function is used to approximate the power of the incomplete Gamma function, and the corresponding inverse problem is transformed into the inversion of an exponential function. Then, using the tail equivalence theorem, the normalized coefficient of the general Weibull distribution function is employed to replace the normalized coefficient of the random variable following a Gamma distribution, and the approximate closed form solution is obtained. The effects of equation parameters on the algorithm performance are evaluated through simulation analysis under various conditions, and the performance of this algorithm is compared to those of the Newton iterative algorithm and other existing approximate analytical algorithms. The proposed algorithm exhibits good approximation performance under appropriate parameter settings. Finally, the performance of this method is evaluated by calculating the thresholds of space-time block coding and space-frequency block coding pattern recognition in multiple-input and multiple-output orthogonal frequency division multiplexing. The analytical approximation method can be applied to other related situations involving the maximum statistics of independent and identically distributed random variables following Gamma distributions.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권5호
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• pp.472-480
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• 2011

In this paper, we investigate two new candidate transmission schemes, non-orthogonal frequency reuse (NOFR) and beam-hopping (BH). They operate in different domains (frequency and time/space, respectively), and we want to know which domain shows overall best performance. We propose a novel formulation of the signal-to-interference plus noise ratio (SINR) which allows us to prove the frequency/time duality of these schemes. Further, we propose two novel capacity optimization approaches assuming per-beam SINR constraints in order to use the satellite resources (e.g., power and bandwidth) more efficiently. Moreover, we develop a general methodology to include technological constraints due to realistic implementations, and obtain the main factors that prevent the two technologies dual of each other in practice, and formulate the technological gap between them. The Shannon capacity (upper bound) and current state-of-the-art coding and modulations are analyzed in order to quantify the gap and to evaluate the performance of the two candidate schemes. Simulation results show significant improvements in terms of power gain, spectral efficiency and traffic matching ratio when comparing with conventional systems, which are designed based on uniform bandwidth and power allocation. The results also show that BH system turns out to show a less complex design and performs better than NOFR system specially for non-real time services.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권7A호
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• pp.640-648
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• 2011

본 논문에서는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 STBC (Space Time Block Coding) 기술을 적용한 릴레이 선택 기법을 제안한다. 송신기에서 릴레이에 두 개의 안테나를 이용하여 신호를 전송하고 릴레이에서 역시 두 개의 안테나를 사용하여 수신기에 신호를 전송한다. 본 논문에서 제안하는 릴레이 선택 기준은 송신기와 릴레이, 릴레이와 수신기 사이의 순시적인 등가 채널 이득을 바탕으로 다수의 릴레이 중 최대 등가 채널 이득을 갖는 릴레이를 선택하여 전송하는 기법이다. 특히, 시스템의 오버헤드를 줄이기 위해 심벌을 그룹화 하여 릴레이 선택 기법을 수행하였다. 모의실험 결과, 제안된 릴레이 선택 기법은 선택 가능한 릴레이 후보 수가 증가함에 따라 선택적 다이버시티 이득을 얻을 수 있음을 확인할 수 있고, 심벌 그룹화를 적용하는 경우 주파수 선택도가 낮은 페이딩 채널 환경에서 성능 열화 없이 시스템의 오버헤드를 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제7권2호
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• pp.157-170
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• 2005

The combination of multiple antennas and multi-carrier code division multiple-access (MC-CDMA) is a strong candidate for the downlink of the next generation mobile communications. The study of such systems in scenarios that model real-life trans-missions is an additional step towards an optimized achievement. We consider a realistic MIMO channel with two or four transmit antennas and up to two receive antennas, and channel state information (CSI) mismatches. Depending on the mobile terminal (MT) class, its number of antennas or complexity allowed, different data-rates are proposed with turbo-coding and asymptotic spectral efficiencies from 1 to 4.5 bit/s/Hz, using three algorithms developed within the European IST-MATRICE project. These algorithms can be classified according to the degree of CSI at base-station (BS): i) Transmit space-frequency prefiltering based on constrained zero-forcing algorithm with complete CSI at BS; ii) transmit beamforming based on spatial correlation matrix estimation from partial CSI at BS; iii) orthogonal space-time block coding based on Alamouti scheme without CSI at BS. All presented schemes require a reasonable complexity at MT, and are compatible with a single-antenna receiver. A choice between these algorithms is proposed in order to significantly improve the performance of MC-CDMA and to cover the different environments considered for the next generation cellular systems. For beyond-3G, we propose prefiltering for indoor and pedestrian microcell environments, beamforming for suburban macrocells including high-speed train, and space-time coding for urban conditions with moderate to high speeds.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권3C호
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• pp.338-347
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• 2007

본 논문에서는 순환 보호 구긴(cyclic-prefix)을 사용하는 시공간 블록 부호 (STBC: Space-Time Block-Coding) 단일 반송파 시스템에서 향상된 채널 성능을 위한 가중된 블록 적응형 주파수 영역 채널 추정기를 제안한다. 제안된 채널 추정기 구조는 필터 입력 신호에 대해 STBC로 구성된 블록을 형성하며, 이후 형성된 입력 블록에 대해 사후 오차 (a posteriori error)를 이용하는 가중된 LS (least-square) 규준을 적용하여 알고리즘을 유도한다. 또한 정적 채널에서 steady-state EMSE (excess mean-square error) 분석을 통해 블록 길이가 늘어남에 따라 EMSE를 분석한다. 전산 모의실험에서는 시변 TU (typical urban) 채널에서 블록 길이를 증가시킬수록 제안한 채널 추정기는 기존 NLMS와 RLS 채널 추정기들 보다 우수한 성능을 나타냄을 확인 할 수 있다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.177-185
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• 2019

본 논문에서는 수중음향 통신환경에서 다중경로에 의한 심볼간 간섭을 제거하기 위한 방법으로 STBC 전송구조를 결합한 FDE 기법을 제시하고, 그 성능을 평가하였다. 이를 위해 수중통신환경을 고려한 수중음향채널을 모델링하였고, 이 채널에 대한 수중통신 모의시험 결과를 제시하였다. 주파수영역 등화의 경우, 전송블록 양쪽에 훈련신호가 추가되는 구조적 특성상 OFDM 기법에 비해 약 4% 정도의 전송률 저하를 보이나 OFDM에 비해 4.4%에서 16.8%(SNR 9dB기준) 향상된 SER 특성을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권10A호
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• pp.968-975
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• 2006

고속 데이터 전송을 위하여, 송수신단에 다중 안테나를 사용함으로써 독립적인 페이딩 채널을 다수개 형성하여 다이버시티 이득과 코딩 이득을 동시에 얻는 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 아직 UWB(Ultra Wide Band) 시스템과의 간섭에 대한 분석은 이루어지고 있지 않다. 이에 본 논문에서는 공간 다이버시티 특성을 가진 블록 코드를 OFDM 시스템에 적용하여, MIMO-OFDM 수신기에 인접한 UWB 기기로부터 SFBC(Space Frequency Block Code)-OFDM 시스템과 SFTC(Space Frequency Trellis Code)-OFDM 시스템에 .미치는 간섭 영향을 MIMO 채널 환경에서 성능을 분석하였다. 시뮬레이션 결과 SFTC-OFDM 시스템이 MB(Multi Band)-OFDM UWB 간섭에 대해 SFBC-OFDM 시스템보다 더 강인한 성능을 보여주었다.