• Journal of Communications and Networks
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• 제6권2호
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• pp.182-191
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• 2004

In this paper, performances of different ultra-wideband (UWB) modulation schemes in the presence of timing jitter are evaluated and compared. Static and Rayleigh fading channels are considered. For fading channels, Oat and dispersive channels are assumed. First, bit error rate (BER) performances for each case are derived for a fixed value of timing jitter. Later, a uniform distribution of jitter is assumed to evaluate the performance of the system, and the theoretical results are verified by computer simulations. Finger estimation error is treated as timing jitter and an appropriate model is generated. Furthermore, a worst case distribution that provides an upper bound on the system performance is presented and compared with other distributions. Effects of timing jitter on systems employing different pulse shapes are analyzed to show the dependency of UWB performance on pulse shape. Although our analysis assumes uniform timing jitter, our framework can be used to evaluate the BER performance for any given probability distribution function of the jitter.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권12호
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• pp.4305-4323
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• 2014

In this paper, we investigate the degrees of freedom (DOF) of the Y channel consisting of three single-antenna users and a two-antenna common access relay, where each user intends to exchange independent messages with the other two users with the assistance of the relay. We show that the DOF of this particular scenario is 1.5. In order to prove this result, we firstly derive a DOF upper bound based on cut-set bound by allowing cooperation among users, which shows that the total DOF is upper bounded by 1.5. Then we propose a novel transmission scheme based on asymmetric signal space alignment (ASSA) to demonstrate the achievability of the upper bound. Theoretical evaluation and numerical results confirm that the upper bound can be achieved by utilizing ASSA, which also proves the optimality of the ASSA-based scheme in terms of DOF. Combining the upper bound and achievability, we conclude that the exact DOF is 1.5. Moreover, we present a novel iterative joint beamforming optimization (I-JBO) algorithm to further improve the sum rate. Numerical simulations have been provided to demonstrate the convergence speed and performance advantage of the I-JBO algorithm.

• ETRI Journal
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• 제34권4호
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• pp.511-517
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• 2012

The best linear unbiased estimator (BLUE) is most suitable for practical application and can be determined with knowledge of only the first and second moments of the probability density function. Although the BLUE is an existing algorithm, it is still largely unexplored and has not yet been applied to channel estimation in amplify and forward (AF)-based wireless relay networks (WRNs). In this paper, a BLUE-based algorithm is proposed to estimate the overall channel impulse response between the source and destination of AF strategy-based WRNs. Theoretical mean square error (MSE) performance for the BLUE is derived to show the accuracy of the proposed channel estimation algorithm. In addition, the Cram$\acute{e}$r-Rao lower bound (CRLB) is derived to validate the MSE performance. The proposed BLUE channel estimation algorithm approaches the CRLB as the length of the training sequence and number of relays increases. Further, the BLUE performs better than the linear minimum MSE estimator due to the minimum variance characteristic exhibited by the BLUE, which happens to be a function of signal-to-noise ratio.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권4호
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• pp.15-20
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• 2005

일반적으로 공간적 상관도가 존재하는 채널에서 다중 안테나 시스템은 그 성능이 열화되는 것으로 알려져 있다. 이를 극복하기 위한 방안으로 안테나 선택을 통해 공간적 상관도를 극복하고 다이버시티와 공간 다중화의 스위칭을 통해서 시스템의 에러 확률을 개선하는 안테나 선택 및 스위칭 시스템 방식을 들 수 있다. 그러나 이러한 시스템의 경우 채널의 공간적 상관도에 대한 모델링의 어려움으로 인해 이론적인 분석이 미비한 실정이다. 본 논문에서는 채널의 Frobenius norm과 최소 고유치들의 통계적인 특성을 이용하여 안테나 선택 및 스위칭 시스템의 성능을 이론적으로 분석하고, 모의 실험 결과와의 비교를 통해 유사한 성능을 보이고 있음을 확인한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권1호
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• pp.56-62
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• 2011

In this paper, we propose a block-based selective orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) decode-and-forward relaying scheme for 4G mobile communication systems. In the scheme, an OFDM symbol is divided into blocks and one relay is selected for each block. Theoretical outage performance and error performance are analyzed and evaluated. A unified outage expression is given for our scheme and the other two schemes and the lower bound of the bit error rate of the three schemes is also obtained. The effect of the coherence bandwidth on the proposed scheme is also investigated. Monte Carlo simulations are carried out to validate our analysis. The scheme can obtain a good tradeoff between complexity and performance and can be used in future 4G mobile communication systems.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.572-578
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• 2018

본 논문은 조합 문제의 하나로써 그룹검사(Group Testing)의 성능 하한치를 유도한다. 그룹검사는 2차 세계대전 동안 군인들의 매독 감염을 검진하기 위해 시작되었고 지금까지 오랫동안 학문적 기초를 마련하였다. 최근 들어 그룹검사의 활용가치가 증대되어 재발견됨으로써 학계에서 큰 관심을 받고 있다. 그룹검사는 다수의 샘플 중에서 극소수의 결함 샘플을 찾는 문제와 동일하며, 이것은 압축센싱(Compressed Sensing)의 선형 역문제(inverse problem)와 유사하다. 본 논문에서는 그룹검사가 무엇인지 살펴보고 그룹검사의 관련 연구내용을 알아본다. 정보이론에서 사용한 조건부 엔트로피와 에러율 간의 관계를 밝히는 정리를 이용하여 결함 샘플을 찾기 위해 필요한 검사 수에 대한 최소 에러율의 경계값을 도출할 뿐만 아니라 기존 연구와 어떠한 차이점이 있는지 살펴본다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권4C호
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• pp.413-423
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• 2003

현재 블라인드 등화기법으로 가장 많이 사용되고 있으며 비선형 비용함수를 이용하는 CMA 등화기의 경우 closed form 형태의 최적 해를 구하는 것이 어렵기 때문에 그 동안 이론적인 성능 분석에 많은 어려움이 있었다. 그런데 최근 Zeng은 가우시안 잡음 하에서 FIR 선형 채널을 가정하였을 때 이론적인 CMA 등화기의 최적해 의 한계범위를 구하고 이를 기반으로 MSE 한계범위를 제시한 주목할 만한 결과를 발표하였다. 이러한 방법을 통하여 MSE 관점에서 CMA 등화기의 성능을 최적해인 LMS (또는 Wiener) 등화기의 성능과 이론적으로 비교 분석하는 것이 가능해진다. 본 논문에서는 이러한 Zeng의 결과를 이용하여 다음의 연구를 수행하였다. 첫째, HDD, digital VCR등의 고밀도 magnetic 기록/재생 등 부분 응답 신호 방식에 CMA 등화기를 적용하였을 때 채널의 간섭량에 따른 CMA 등화기의 MSE 한계범위를 이론적으로 계산하였고 이를 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 둘째, 부분 응답 신호방식에 CMA 등화기를 그대로 사용 할 경우 부분 응답 전달 함수?l 영점들 (zeros) 이 단위 원 위에 있어 채널왜곡의 보상 시 첨가 잡음의 증폭을 초래하여 등화기의 성능이 저하되는 문제가 발생하여 이를 개선하기 위한 Modified CMA 등화기가 제안된 바 있는데, 이 등화기에 대해서도 이론 및 시뮬레이션을 통한 성능 분석을 수행하였다. 최종적으로 CMA 와 Modified CMA 등화기의 성능 분석 결과들을 비교 성능하였다.

• ETRI Journal
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• 제36권4호
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• pp.599-608
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• 2014

This paper studies a parallel relay network where the relays employ an amplify-and-forward (AF) relaying scheme and are subjected to individual power constraints. We consider correlated effective relay noise arising from practical scenarios when the relays are exposed to common interferers. Assuming that the noise covariance and the full channel state information are available, we investigate the problem of finding the optimal AF scheme in terms of maximum end-to-end transmission rate. It is shown that the maximization problem can be equivalently transformed to a convex semi-definite program, which can be efficiently solved. Then an upper bound on the maximum achievable AF rate of this network is provided to further evaluate the performance of the optimal AF scheme. It is proved that the upper bound can be asymptotically achieved in two special regimes when the transmit power of the source node or the relays is sufficiently large. Finally, both theoretical and numerical results are given to show that, on average, noise correlation is beneficial to the transmission rate - whether the relays know the noise covariance matrix or not.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권10호
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• pp.4214-4230
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• 2020

This paper introduces a pilot allocation scheme for massive MIMO systems based on deep convolutional neural network (CNN) learning. This work is an extension of a prior work on the basic deep learning framework of the pilot assignment problem, the application of which to a high-user density nature is difficult owing to the factorial increase in both input features and output layers. To solve this problem, by adopting the advantages of CNN in learning image data, we design input features that represent users' locations in all the cells as image data with a two-dimensional fixed-size matrix. Furthermore, using a sorting mechanism for applying proper rule, we construct output layers with a linear space complexity according to the number of users. We also develop a theoretical framework for the network capacity model of the massive MIMO systems and apply it to the training process. Finally, we implement the proposed deep CNN-based pilot assignment scheme using a commercial vanilla CNN, which takes into account shift invariant characteristics. Through extensive simulation, we demonstrate that the proposed work realizes about a 98% theoretical upper-bound performance and an elapsed time of 0.842 ms with low complexity in the case of a high-user-density condition.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제49권1호
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• pp.11-18
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• 2012

본 논문에서는 고 전송률에서도 구현이 가능한 엔트로피 제한(entropy constrained) 벡터양자기를 제안하였다. 양자화는 프로덕트 부호책에 기초한 프로덕트 표본 적응 양자기(sample-adaptive product quantizer)를 사용하여 엔트로피 제한 SAPQ(ECSAPQ) 설계 알고리듬을 제안하고 실험을 통하여 성능을 비교해 보았다. 제안한 ECSAPQ는 비슷한 복잡도의 엔트로피 제한 VQ보다 약 0.5dB 정도 성능이 좋음을 알 수 있었다. 또한 스칼라 양자기에 기초한 ECSAPQ는 Shannon의 최저 왜곡 곡선과 1.53dB의 차이를 가지는 ECSQ의 고 전송률에서의 이론 곡선보다 더 낮은 왜곡 곡선을 가짐을 확인할 수 있었다.