• 제목/요약/키워드: multiuser systems

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Alternating-Projection-Based Channel Estimation for Multicell Massive MIMO Systems

  • Chen, Yi Liang;Ran, Rong;Oh, Hayoung
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제16권1호
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    • pp.17-22
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    • 2018
  • In massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems, linear channel estimation algorithms are widely applied owing to their simple structures. However, they may cause pilot contamination, which affects the subsequent data detection performance. Therefore, herein, for an uplink multicell massive multiuser MIMO system, we consider using an alternating projection (AP) for channel estimation to eliminate the effect of pilot contamination and improve the performance of data detection in terms of the bit error rates as well. Even though the AP is nonlinear, it iteratively searches the best solution in only one dimension, and the computational complexity is thus modest. We have analyzed the mean square error with respect to the signal-to-interference ratios for both the cooperative and non-cooperative multicell scenarios. From the simulation results, we observed that the channel estimation results via the AP benefit the following signal detection more than that via the least squares for both the cooperative and non-cooperative multicell scenarios.

A Multi-Dimensional Radio Resource Scheduling Scheme for MIMO-OFDM Wireless Systems

  • Li, Lei;Niu, Zhisheng
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제8권4호
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    • pp.401-409
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    • 2006
  • Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and multiple input multiple output (MIMO) technologies provide additional dimensions of freedom with spectral and spatial resources for radio resource management. Multi-dimensional radio resource management has recently been identified to exploit the full dimensions of freedom for more flexible and efficient utilization of scarce radio spectrum while provide diverse quality of service (QoS) guarantees. In this work, a multi-dimensional radio resource scheduling scheme is proposed to achieve above goals in hybrid orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) and space division multiple access (SDMA) systems. Cochannel interference (CCI) introduced by frequency reuse under SDMA is eliminated by frequency division and time division between highly interfered users. This scheme maximizes system throughput subjected to the minimum data rate guarantee. for heterogeneous users and transmit power constraint. By numerical examples, system throughput and fairness superiority of the our scheduling scheme are verified.

An Efficient Adaptive Modulation Scheme for Wireless OFDM Systems

  • Lee, Chang-Wook;Jeon, Gi-Joon
    • ETRI Journal
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    • 제29권4호
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    • pp.445-451
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    • 2007
  • An adaptive modulation scheme is presented for multiuser orthogonal frequency-division multiplexing systems. The aim of the scheme is to minimize the total transmit power with a constraint on the transmission rate for users, assuming knowledge of the instantaneous channel gains for all users using a combined bit-loading and subcarrier allocation algorithm. The subcarrier allocation algorithm identifies the appropriate assignment of subcarriers to the users, while the bit-loading algorithm determines the number of bits given to each subcarrier. The proposed bit-loading algorithm is derived from the geometric progression of the additional transmission power required by the subcarriers and the arithmetic-geometric means inequality. This algorithm has a simple procedure and low computational complexity. A heuristic approach is also used for the subcarrier allocation algorithm, providing a trade-off between complexity and performance. Numerical results demonstrate that the proposed algorithms provide comparable performance with existing algorithms with low computational cost.

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Phase Shitf Orthogonal Sequence를 이용한 OFDMA 상향 링크 시스템에서의 시간 및 주파수 오차 추정 알고리즘 (Joint Timing and Frequency Offset Estimation in OFDMA Uplink Systems Using Phase Shift Orthogonal Sequence)

  • 민현기;주형식;이성은;곽경철;홍대식
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.159-160
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    • 2006
  • We present a multiuser synchronization scheme for OFDMA uplink systems. First a new preamble structure is proposed by which timing and frequency offsets estimation is developed. Based on proposed structure a new joint synchronization scheme is presented and the simulation results show that the performance of this scheme don't suffer from the number of users.

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User Selection Algorithms for MU-MIMO Systems with Coordinated Beamforming

  • Maciel-Barboza, Fermin Marcelo;Soriano-Equigua, Leonel;Sanchez-Garcia, Jaime;Castillo-Soria, Francisco Ruben;Topete, Victor Hugo Castillo
    • ETRI Journal
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    • 제38권1호
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    • pp.62-69
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    • 2016
  • In this paper, we propose two novel user selection algorithms for multiuser multiple-input and multiple-output downlink wireless systems, in which both a base station (BS) and mobile stations (MSs) are equipped with multiple antennas. Linear transmit beamforming at the BS and receive combining at the MSs are used to avoid interference between users and find a better sum-rate capacity performance. An optimal technique for selecting users would entail an exhaustive search, which in practice becomes computationally complex for a realistic number of users. Suboptimal algorithms with low complexity are proposed for a coordinated beamforming scheme. Simulation results show that the performance of the proposed algorithms is better than that provided by previous algorithms and is very close to an optimal approach with reduced complexity.

STBC-OFDM 시스템에서 빔형성 기법의 성능평가 (Performance Evaluation of Beamformer for STBC-OFDM Systems)

  • 이상문;최형진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권6C호
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    • pp.883-892
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    • 2004
  • 최근 무선통신 시스템에서 고속 데이타의 전송 및 스펙트럼의 효율을 개선하기 위한 방법으로 시공간부호와 OFDM을 결합한 시스템에 대한 연구가 활발하다. 또한 다중사용자 시스템에서 시스템 용량을 개선하기 위한 해법으로 적응형 안테나가 고려되고 있다. STBC를 이용하는 시스템의 수신기에서 한 사용자의 두 개의 안테나로부터 전송되는 신호는 서로 중첩되어 사용자의 송신 안테나간에도 서로 간섭을 일으키게 된다. 따라서 기존의 하나의 송신 안테나를 이용하는 경우에 대한 범형성 기법을 그대로 적용하기 어렵다. 본 논문에서는 역방향 링크에서 시공간 부호화와 OFDM을 결합한 STBC-OFDM에서 훈련열을 이용한 MMSE 범형성 기법에 대해 살펴보고, 그 성능을 TU 채널과 HT채널에 대해 다양한 파라미터를 이용하여 평가하고, angle spread의 효과도 분석한다.

SLNR-based User Scheduling in Multi-cell networks: from Multi-antenna to Large-Scale Antenna System

  • Li, Yanchun;Zhu, Guangxi;Chen, Hua;Jo, Minho;Liu, Yingzhuang
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제8권3호
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    • pp.945-964
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    • 2014
  • In this paper, we investigate the performance of Signal to Leakage and Noise Radio (SLNR) based user scheduling in uplink of multi-cell with large-scale antenna system. Large antenna array is desired to improve the performance in future system by providing better beamforming capability. However, some studies have found that the signal channel is 'hardened' (becomes invariant) when the antenna number goes extremely large, which implies that the signal channel aware user scheduling may have no gain at all. With the mathematic tool of order statistics, we analyzed the signal and interference terms of SLNR in a homogeneous multicell network. The derived distribution function of signal and interference shows that the leakage channel's variance is much more influential than the signal channel's variance in large-scale antenna regime. So even though the signal channel is hardened, the SLNR-based scheduling can achieve remarkable multiuser diversity (MUD) gain due to the fluctuation of the uplink leakage channel. By providing the final SINR distribution, we verify that the SLNR-based scheduling can leverage MUD in a better way than the signal channel based scheduling. The Monte Carlo simulations show that the throughput gain of SLNR-based scheduling over signal channel based scheduling is significant.

다중사용자 공간변조시스템에서 압축센싱기반 신호복원 기법 (A Compressed Sensing-Based Signal Recovery Technique for Multi-User Spatial Modulation Systems)

  • 박정홍;반태원;정방철
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39A권7호
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    • pp.424-430
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    • 2014
  • 본 논문에서는 다중사용자 (Multiuser, MU)환경의 상향링크 공간변조 (Spatial Modulation, SM)시스템(MU-SM)에서 병렬직교매칭퍼슛 (Parallel OMP, POMP)검출 기법을 적용하여 신호 복원 성능을 개선하는 기법을 제안하고 그 성능분석을 한다. MU-SM시스템의 전송신호는 사용자당 $N_t$개의 안테나중 1개의 안테나만을 사용하여 변조심벌을 전송하는 특성이 있으므로 수신단에서 신호복원 시 이러한 특성을 고려한다. MU-OMP기법은 첫번째 반복과정을 수행 후 두 번째 이후의 인덱스를 찾을 때는 이전의 인덱스에 해당하는 안테나를 가진 사용자의 모든 안테나 인덱스를 제외하고 다음 인덱스를 찾는다. 이것은 한명의 사용자 안테나들 중 2개 이상의 인덱스가 선택되는 것을 방지하여 오류 확률을 줄일 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안한 MU-OMP와 MU-POMP 검출 기법이 기존의 압축센싱기반의 신호복원기술보다 성능이 월등함을 확인하였다.

OFDM 시스템의 비트 및 부채널 할당을 위한 선형계획법 기반 휴리스틱 (A Linear Program Based Heuristic for the Bit and Subchannel Allocation in an OFDM System)

  • 문우식;김선호;박태형;임성빈
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권8호
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    • pp.67-75
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    • 2013
  • OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송방식의 장점은 높은 주파수 효율, RF 간섭에 대한 강인성, 낮은 다중경로 왜곡 등을 들 수 있다. 다중 사용자 OFDM의 채널용량을 확대하기 위해서는 사용자간의 부채널과 비트할당을 위한 효율적인 알고리즘을 개발하여야 한다. 본 연구에서는 다중 사용자 OFDM 시스템에서 총전송전력을 최소화하는 부채널 및 비트 할당을 위한 0-1 정수계획법문제의 선형계획법 dual 문제의 특성을 기존의 볼록최적화기법 접근법과 비교하고 선형계획법 dual 해를 이용한 primal 휴리스틱 알고리즘을 제안한다. MQAM (M-ary Quadrature Amplitude Modulation)을 사용하고 3개의 독립적인 Rayleigh 다중 경로로 구성된 주파수 선택적 채널을 가정한 경우 MATLAB을 사용한 모의실험에서 제안된 휴리스틱 해의 성능을 기존의 MAO, ESA 휴리스틱 해 및 정수계획법 최적해와 성능을 비교하였다.

비동기 DS/CDMA 시스템을 위한 역상관 다중사용자 검출기 (A Robust Decorrelating Multiuser Detector for Asynchronous DS/CDMA Communication Systems)

  • 윤석현;이경하;홍광석
    • 전자공학회논문지S
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    • 제35S권6호
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    • pp.1-8
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    • 1998
  • 본 논문에서는 비동기 DS/CDMA 시스템을 위한 2단 구조의 심볼 단위 역상관 다중사용자 검출기가 제안된다. 기존의 정합필터를 이용하는 검출기의 출력이 한 심볼 지연되어, 선형 역상관 검출기에서 역상관 기저의 선택을 위해 사용되며, 또한 작은 오프셋 값의 칩 타이밍 지연을 고려하여, 단일 상관기 뱅크 대신 Early-Late 상관기 뱅크를 사용하였는데, 이는 간섭 사용자의 정확한 시간 지연을 몰라도 되며 디지털 구현이 용이한 장점을 갖는다. 제안된 검출기의 성능을 검증하기 위하여, 분석된 BER과 모의 실험 결과가 비교된다. 제안된 검출기의 성능 분석은 시간-제한된 신호에 대해 유도되었지만, 모의 실험은 시간-제한된 신호와 대역-제한된 신호에 대해 수행되었다.

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