• 한국통신학회논문지
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• 제31권11A호
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• pp.1076-1084
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• 2006

본 논문에서는 차세대 이동통신 시스템에서 고려할 수 있는 새로운 형태의 채널 이중화를 위한 Hybrid Division Duplex (HDD) 방식의 개념과 구현 이슈를 살펴보고, 이에 따른 통합 무선 자원관리 기법을 제안한다. HDD는 TDD와 FDD의 장점을 동시에 수용하며, 멀티미디어 서비스의 상하향 비대칭적 트래픽 특성에 따라 나타나는 인접 셀 간 상호 간섭을 효과적으로 제어할 수 있는 구조를 갖는다. HDD는 각각 TDD와 FDD로 동작하는 2개의 대역을 이용하며, 이때 하향링크는 TDD 모드로만 동작을 하고, 상향링크는 단말의 위치에 따라 TDD모드 또는 FDD 모드로 동작할 수 있다. 따라서 HDD 방식에서는 상향링크의 이중화 모드와 비대칭적 멀티미디어 서비스에 따른 상 하향 링크의 비율을 결정하고, 이에 따른 상호 간섭을 완화하기 위한 통합적 무선 자원관리 기법이 요구되다. 본 논문은 HDD 시스템의 효율적인 운용을 위한 통합 자원관리 기법으로서 인접 셀 간 간섭을 최소화하면서, TDD 대역 자원을 효율적으로 사용함으로써 시스템의 효율성을 극대화할 수 있는 분산적 적응 제어기법을 제시한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권1A호
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• pp.54-61
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• 2010

본 논문에서는 셀룰러 환경에서 셀 간 간섭을 완화시키기 위한 부분공간 간섭 정렬 방법을 실제 시스템에 적용할 때 발생하는 채널 분리 오차와 채널 추정 오차에 따른 성능 열화를 개선시키기 위한 수신단 직교화를 통한 간섭 정렬 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 셀 마다 서로 직교하는 참조 벡터를 사용함으로써 채널 분리 오차와 채널 추정 오차에 인해 남아있는 간섭신호를 줄여준다. 전산 모의 실험을 통해 채널 추정 오차가 발생하는 환경에서 제안된 방법을 통해 기존의 방법에 비해 향상된 합용량을 얻을 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권6A호
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• pp.592-600
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• 2011

본 논문에서는 상황인식(CR: Cognitive Radio) 시스템에서 CR 시스템이 우선사용자와 spectrum leasing 관계에 있을 때 간섭을 많이 주는 사용자를 선택하고 이들에게 선택적으로 부분공간 간섭정렬방식을 적용해 우선사용자와 CR 사용자에게 모두 데이터 전송을 가능케 하는 방식을 제안하였다. 각 기지국들은 사용자의 간섭 신호량을 가지고 자신의 기지국에서 요구하는 복호 가능한 SINR(signal-to-interference ratio)를 넘지 않도록 주변 셀의 간섭신호가 큰 사용자들을 순환적으로 선택하고 이들에게 선택적으로 부분공간 간섭정렬방식을 적용하는 방법이다. 제안된 방법으로 모든 사용자들은 다른 간섭에 대한 제약 없이 통신이 가능하게 된다. 전산모의실험으로 제안한 방법은 선택적 간섭정렬을 적용 안 하는 방법보다 합 용량에서 약 350% ~400% 증가함을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권8호
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• pp.2797-2820
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• 2015

In order to accommodate huge number of antennas in a limited antenna size, a large scale antenna array is expected to have a three dimensional (3D) array structure. By using the Active Antenna Systems (AAS), the weights of the antenna elements arranged vertically could be configured adaptively. Then, a degree of freedom (DOF) in the vertical plane is provided for system design. So the three-dimension MIMO (3D MIMO) could be realized to solve the actual implementation problem of the massive MIMO. However, in 3D massive MIMO systems, the pilot contamination problem studied in 2D massive MIMO systems and the inter-cell interference as well as inter-vertical sector interference in 3D MIMO systems with vertical sectorization exist simultaneously, when the number of antenna is not large enough. This paper investigates the interference management towards the above challenges in 3D massive MIMO systems. Here, vertical sectorization based on vertical beamforming is included in the concerned systems. Firstly, a cooperative joint vertical beams adjustment and pilot assignment scheme is developed to improve the channel estimation precision of the uplink with pilots being reused across the vertical sectors. Secondly, a downlink interference coordination scheme by jointly controlling weight vectors and power of vertical beams is proposed, where the estimated channel state information is used in the optimization modelling, and the performance loss induced by pilot contamination could be compensated in some degree. Simulation results show that the proposed joint optimization algorithm with controllable vertical beams' weight vectors outperforms the method combining downtilts adjustment and power allocation.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권5호
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• pp.2124-2143
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• 2016

In Long Term Evolution-Advanced (LTE-A) systems, Inter-cell Interference (ICI) is a prominent limiting factor that affects the performance of the systems, especially at the cell edges. Based on the literature, Fractional Frequency Reuse (FFR) methods are known as efficient interference management techniques. In this report, the proposed Dynamic Fractional Frequency Reuse (DFFR) technique improved the capacity and cell edge coverage performance by 70% compared to the Fractional Frequency Reuse (FFR) technique. In this study, an improved power allocation method was adopted into the DFFR technique to reach the goal of not only reducing the ICI mitigation at the cell edges, but also improving the overall capacity of the LTE-A systems. Hence, an improved water-filling algorithm was proposed, and its performance was compared with that of other methods that were considered. Through the simulation results and comparisons with other frequency reuse techniques, it was shown that the proposed method significantly improved the performance of the cell edge throughput by 42%, the capacity by 75%, and the coverage by 80%. Based on the analysis and numerical expressions, it was concluded that the proposed DFFR method provides significant performance improvements, especially for cell edge users.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권12호
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• pp.1125-1134
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• 2013

최근 많은 수의 모바일 유저와 과도한 트래픽 증가를 해결하기 위한 솔루션으로 피코 혹은 펨토 셀과 같은 소형 셀을 설치하는 방법이 주목 받고 있다. 그러나 소형 셀에 속한 엣지 유저들은 주변 기지국으로부터 극심한 셀간 간섭을 받기 때문에 낮은 평균 전송률을 얻게 되고, 이를 해결하기 위해서는 셀 간 간섭을 효과적으로 관리하는 방법이 필요하다. 최근의 많은 연구들은 셀 간 간섭 관리를 위해 기지국의 전송 전력을 제어하는 알고리즘을 제시하였지만, 제시된 방법들은 높은 복잡도를 가지고 중앙 기지국의 도움을 필요로 한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 기지국간의 경쟁을 기반으로 하여, 낮은 복잡도를 가지는 분산화된 방법의 기지국 전송 전력 on/off 제어 및 유저 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션 결과를 통해, 제안하는 방법이 셀 간 간섭 관리를 하지 않는 방법에 비해 셀 엣지 유저의 경우 170%의 성능 개선을 보이고, 최적의 알고리즘과 비교 했을 때 88-96%에 달하는 geometric average throughput (GAT) 성능 및 매우 근접한 average edge user throughput (AET) 성능을 보임을 검증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권3호
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• pp.559-567
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• 2015

This paper focuses on evaluating the performance of a cellular network using power control based frequency reuse partitioning (FRP) in downlink (DL). In our work, in order to have the realistic environment, the spectral efficiency of the system is evaluated through traffic analysis, which most of the previous works did not consider. To further decrease the cell edge user's outage, the concept of power ratio is introduced and applied to the DL FRP based cellular network. In considering network topology, we first divide the cell coverage area into two regions, the inner and outer regions. We then allocate different sub-bands in the inner and outer regions of each cell. In the analysis, for each zone ratio, the performance of FRP system is evaluated for the given number of power ratios. We consider performance metrics such as call blocking probability, channel utilization, outage probability and effective throughput. The simulation results show that there is a significant improvement in the outage experienced by outer UEs with power control scheme compared to that with no power control scheme and an increase in overall system throughput.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권4호
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• pp.371-380
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• 2013

셀룰러 인프라 구조에 기반하여 셀룰러 스펙트럼을 공유하여 사용하는 D2D (Device-to-Device) 통신은 몇 가지 장점이 있지만, 셀룰러 네트워크 사용자와 동일한 자원을 사용하므로 간섭이 생기는 큰 문제점이 있다. 특히, 다중 셀에서 셀 경계 D2D 사용자와 셀룰러 사용자 간의 간섭 문제는 셀의 중심부에서보다 훨씬 강도가 높게 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 인접한 셀들의 중심에 위치한 SRN (Shared Relay Node)이 셀룰러 링크와 D2D 링크 사이에 발생하는 간섭을 효율적으로 관리하는 새로운 방식을 제안한다. 제안하는 SRN은 기존 Type II 릴레이와 같이 데이터 재전송 역할을 수행할 뿐만 아니라, 추가적으로 간섭 관리를 위한 기능을 수행하기 때문에 몇 가지 기능이 새롭게 정의된다. 셀룰러 링크와 D2D 링크 사이에 간섭 관리를 위한 구체적인 방법으로 본 논문에서는 셀 경계영역 사용자들의 간섭 회피를 위한 SRN 기반 자원할당 방법을 제안하고 이들의 성능을 모의실험을 통해 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권8B호
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• pp.687-694
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• 2012

OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 셀룰러 시스템에서 셀 간 간섭은 셀 가장자리에 위치한 단말의 수신 성능을 악화시킴으로써 전체 시스템의 성능을 감소시킨다. 따라서 셀 간 간섭을 제거하는 것은 셀룰러 시스템의 성능 향상에 가장 중요한 요소 중 하나이다. 이를 위해 4세대 통신망에는 부분 주파수 재사용(FFR : Fractional Frequency Reuse)이 도입되었다. FFR은 간섭 제어 기술 중의 하나로써, 하나의 셀을 내부 셀과 외부 셀로 분할하고 내부 셀의 경우 전체 시스템 대역폭을, 외부 셀의 경우 섹터에 따라 서로 다른 주파수 파티션을 할당한다. 이렇게 함으로써 외부 셀에 속한 단말은 인접한 셀로부터의 간섭을 무시할 수 있게 되고 이에 따라 셀 가장자리에 위치한 단말의 수신 성능이 대폭 개선된다. 하지만 FFR은 대역폭 측면에서 치명적인 부작용을 가진다. 외부 셀의 각 섹터에 서로 다른 주파수 파티션을 할당하기 위해서 하나의 섹터에는 전체 시스템 대역폭의 1/3만을 할당할 수 있게 된다. 이렇게 감소한 대역폭은 시스템 전송률을 직접적으로 감소시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 분할대역을 일정 비율만큼 중첩해서 사용하는 새로운 FFR 방법을 제안하고 실제 셀룰러 시스템에 적합한 중첩 비율을 제시한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.2613-2620
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• 2014

본 논문에서는 전이중(full duplexing) 모드로 동작하는 기지국과 시분할 이중(TDD: Time Division Duplexing) 모 드로 동작하는 사용자들이 통신하는 전이중 무선 셀룰라 네트워크를 고려한다. 전이중 모드 사용시 상향링크 사용자 는 하향링크 사용자에게 간섭을 유발하므로 시스템 성능을 극대화하기 위해서는 같은 무선 자원을 동시에 사용하는 상 하향링크 사용자 쌍을 어떻게 결정하는 지가 매우 중요하다. 본 논문은 셀 용량을 최대화하기 위한 최적화 문제 를 제시하고 낮은 복잡도를 갖는 차선의 사용자 스케쥴링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 스케쥴링 방식은 더 좋은 신호 품질을 갖는 하향링크 사용자가 자신에게 간섭을 덜 미치게 하는 상향링크 사용자를 먼저 선택할 수 있도록 우 선권을 갖는 방식으로 동작한다. 시뮬레이션 결과 제안 사용자 스케쥴링 방식을 사용하는 전이중 시스템은 최적 성 능을 달성하면서 기존 TDD 시스템의 셀 용량을 현저히 개선한다.