• 제목/요약/키워드: multiuser systems

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Efficient User Selection Algorithms for Multiuser MIMO Systems with Zero-Forcing Dirty Paper Coding

  • Wang, Youxiang;Hur, Soo-Jung;Park, Yong-Wan;Choi, Jeong-Hee
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제13권3호
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    • pp.232-239
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    • 2011
  • This paper investigates the user selection problem of successive zero-forcing precoded multiuser multiple-input multiple-output (MU-MIMO) downlink systems, in which the base station and mobile receivers are equipped with multiple antennas. Assuming full knowledge of the channel state information at the transmitter, dirty paper coding (DPC) is an optimal precoding strategy, but practical implementation is difficult because of its excessive complexity. As a suboptimal DPC solution, successive zero-forcing DPC (SZF-DPC) was recently proposed; it employs partial interference cancellation at the transmitter with dirty paper encoding. Because of a dimensionality constraint, the base station may select a subset of users to serve in order to maximize the total throughput. The exhaustive search algorithm is optimal; however, its computational complexity is prohibitive. In this paper, we develop two low-complexity user scheduling algorithms to maximize the sum rate capacity of MU-MIMO systems with SZF-DPC. Both algorithms add one user at a time. The first algorithm selects the user with the maximum product of the maximum column norm and maximum eigenvalue. The second algorithm selects the user with the maximum product of the minimum column norm and minimum eigenvalue. Simulation results demonstrate that the second algorithm achieves a performance similar to that of a previously proposed capacity-based selection algorithm at a high signal-to-noise (SNR), and the first algorithm achieves performance very similar to that of a capacity-based algorithm at a low SNR, but both do so with much lower complexity.

다중사용자 대화형 지능시스템을 위한 WWW 인터페이스 구현 (Implementation of a WWW Interface for Multiuser Interactive Intelligent Systems)

  • 김창민;김용기
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제5권4호
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    • pp.479-488
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    • 1999
  • 인터넷의 성장과 더불어 수많은 응용시스템들이 인터넷 기반 시스템으로 바뀌고 있다. 특히, 인터넷 기반 전문가시스템은 다양한 구조와 방법으로 설계될 수 있고 이미 제작되었던 수많은 인터넷 기반 전문가시스템들은 그 나름대로의 장단점을 가지고 있다. 본 연구는 특정 전문가시스템의 개발이 아니라 WWW(World Wide Web)을 사용자 인터페이스로 이용할 수 있는 전문가시스템 쉘에 관한 연구이다. 본 시스템은 WWW 하부구조에 대한 의존성을 제거, 클라이언트와 네크워크에 부담 격감, HTML과 부합하는 텍스트에 기초한 통신과 같은 장점 외에 중앙 집중적 다중 사용자 접근 관리 기능을 제공한다. 본 시스템은 다중사용자를 위한 서버/클라이언트 환경 구축을 위해 소켓을 이용하여 큐잉(queueing)과 직렬화(serialization)를 해결하고 비연결 지향적인 WWW의 특성으로 인한 사용자 관리의 어려움은 사용자의 IP 주소와 Timer를 이용한 휴무기간 검사를 이용하여 해결한다.Abstract The growth of internet drives many applications into internet-based systems. Internet-based expert systems can be designed with various concepts and methodologies, and they have their own merits and demerits. This papers is a study on a development of not expert system itself but expert system shell which is able to use WWW(World Wide Web) as user interface. The suggested system supports functions on multiuser management controlled by a server system as well as independence on development environments, minimization of the load for clients and network, and text-based communications such as HTML. The system uses socket, which solves problems of queuing and serialization, in order to construct multiuser server/client environmen and also the system solves the non-connective property of WWW which makes it difficult to control users and processes by using IP address and idle time which is supported by the timer.

분산 안테나 시스템에서 다중 사용자 MIMO를 위한 SLNR 기반의 프리코더 설계 (SLNR-Based Precoder Design for Multiuser MIMO in Distributed Antenna Systems)

  • 서방원
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.75-82
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    • 2018
  • 본 논문에서는 분산 안테나 시스템의 하향링크 다중 사용자 MIMO를 위한 프리코더 설계에 대해서 고려한다. 분산 안테나 시스템에서 RRH (Remote Radio Head)는 셀 영역 내에서 지리적으로 서로 다른 위치에 배치되게 되는데, RRH에서 적용하기 위한 세 가지 종류의 프리코더 설계 방법을 제안한다. 모든 RRH들의 전송 전력 합, 또는 각 RRH의 전송 전력에 대한 제약 조건 하에서, 개별 SLNR 또는, 결합 SLNR (Signal-to-Leakage plus Noise Ratio) 비용함수를 최대화시키도록 프리코더를 설계한다. 그리고, 각각의 최적화 문제에 대한 분석적 이론해를 제시한다. 컴퓨터 모의실험을 통하여, 결합 SLNR 기반의 프리코더 설계 방법이 개별 SLNR 기반의 프리코더 설계 방식보다 더 높은 SINR (Signal-to-Interference plus Noise Ratio) 성능과 더 낮은 BER (Bit Error Rate) 성능을 갖는다는 것을 보인다. 또한, 모든 RRH들의 전력 합에 대한 제약 조건을 갖는 프리코더 설계 방법이 각 RRH 전송 전력 제약 조건을 갖는 방식보다 더 좋은 성능을 갖는다는 것을 보인다.

하향링크 다중 안테나 MC-CDMA 시스템을 위한 다단계 병렬 널링 및 병렬 부분 간섭 제거 수신기 설계 (Multistage Parallel Nulling-Partial PIC Receiver for Downlink MIMO MC-CDMA Systems)

  • 구정회;김경연;심세준;이충용
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제41권11호
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    • pp.1-7
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    • 2004
  • 본 논문에서는 다중 안테나를 사용한 다중 반송파 대역확산 다중접속 (MIMO MC-CDMA) 시스템을 위한 다단계 병렬 널링 및 병렬 부분 간섭 제거 수신기 (MPN-PPIC)를 제안한다. 기존의 V-BLAST 수신기는 널리 알려져 있는 다중 안테나 시스템에 대한 수신 방법으로, 단일 사용자 하향 링크 다중 안테나 MC-CDMA 시스템에 대해서는 어느 정도 좋은 성능을 보이지만, 다중 사용자의 경우에 있어서는 심각한 성능 저하 (error floor)를 보이는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서 제안한 수신기는 다중 사용자 환경에서 이러한 성능 저하를 보이지 않으며, 다단계 연산을 통해서 보다 더 나은 성능을 얻을 수 있다. 또한, 제안한 방법은 chip interleaving을 하는 경우, 다단계 연산을 통해 단일 사용자 환경에 대해서도 V-BLAST보다 더 나은 성능을 보인다. 제안한 방법에 대한 이와 같은 성능은 컴퓨터 모의 실험을 통해서 확인해 본다.

MF 기반 다중 사용자 Massive MIMO 시스템의 최적 기지국 안테나 수 및 사용자 수 분석 (Optimal Number of Base Station Antennas and Users in MF Based Multiuser Massive MIMO Systems)

  • 정민채;최수용
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38A권8호
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    • pp.724-732
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    • 2013
  • 본 논문은 다중 사용자 (multiuser) 다중 안테나 (MIMO, multiple-input and multiple-output) 시스템을 기반으로 거대 안테나 시스템 (massive MIMO system)에 대한 성능 분석을 진행한다. 하향 링크 프레임 구조를 고려한 평균 셀 용량을 도출하고, 해당 평균 셀 용량을 기지국 안테나 수 및 사용자 수에 대하여 분석한다. 평균 셀 용량은 기지국 안테나 수 및 사용자 수에 대해 오목 함수 (concave function)이며 이러한 특징을 통해 최적의 기지국 안테나 수 및 사용자 수를 도출한다. 실험 결과를 통해 수식적으로 도출한 최적 안테나 수 및 사용자 수는 실험을 통한 최적 값과 일치함을 확인하였으며 도출한 최적 값을 통해 최대 값의 평균 셀 용량을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.

Resource Allocation in Multiuser Multi-Carrier Cognitive Radio Network via Game and Supermarket Game Theory: Survey, Tutorial, and Open Research Directions

  • Abdul-Ghafoor, Omar B.;Ismail, Mahamod;Nordin, Rosdiadee;Shaat, Musbah M.R.
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제8권11호
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    • pp.3674-3710
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    • 2014
  • In this tutorial, we integrate the concept of cognitive radio technology into game theory and supermarket game theory to address the problem of resource allocation in multiuser multicarrier cognitive radio networks. In addition, multiuser multicarrier transmission technique is chosen as a candidate to study the resource allocation problem via game and supermarket game theory. This tutorial also includes various definitions, scenarios and examples related to (i) game theory (including both non-cooperative and cooperative games), (ii) supermarket game theory (including pricing, auction theory and oligopoly markets), and (iii) resource allocation in multicarrier techniques. Thus, interested readers can better understand the main tools that allow them to model the resource allocation problem in multicarrier networks via game and supermarket game theory. In this tutorial article, we first review the most fundamental concepts and architectures of CRNs and subsequently introduce the concepts of game theory, supermarket game theory and common solution to game models such as the Nash equilibrium and the Nash bargaining solution. Finally, a list of related studies is highlighted and compared in this tutorial.

Low Dimensional Multiuser Detection Exploiting Low User Activity

  • Lee, Junho;Lee, Seung-Hwan
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제15권3호
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    • pp.283-291
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    • 2013
  • In this paper, we propose new multiuser detectors (MUDs) based on compressed sensing approaches for the large-scale multiple antenna systems equipped with dozens of low-power antennas. We consider the scenarios where the number of receiver antennas is smaller than the total number of users, but the number of active users is relatively small. This prior information motivates sparsity-embracing MUDs such as sparsity-embracing linear/nonlinear MUDs where the detection of active users and their symbol detection are employed. In addition, sparsity-embracing MUDs with maximum a posteriori probability criterion (MAP-MUDs) are presented. They jointly detect active users and their symbols by exploiting the probability of user activity, and it can be solved efficiently by introducing convex relaxing senses. Furthermore, it is shown that sparsity-embracing MUDs exploiting common users' activity across multiple symbols, i.e., frame-by-frame, can be considered to improve performance. Also, in multiple multiple-input and multiple-output networks with aggressive frequency reuse, we propose the interference cancellation strategy for the proposed sparsity-embracing MUDs. That first cancels out the interference induced by adjacent networks and then recovers the desired users' information by exploiting the low user activity. In simulation studies for binary phase shift keying modulation, numerical evidences establish the effectiveness of our proposed MUDs exploiting low user activity, as compared with the conventional MUD.

평균 최대 비슷함 함수를 바탕으로 한 유사동기 직접수열 부호분할 다중접속 시스템의 여러쓰는이 검파 (Multiuser Detection of QS-CDMA Systems Based on the Expected ML Function)

  • 김광순;이주미;송익호;김선용;윤형식
    • 전자공학회논문지S
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    • 제36S권9호
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    • pp.18-26
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    • 1999
  • 여러쓰는이 검파는 간섭과 근원 효과 문제를 해결할 수 있기 때문에 널리 연구되고 있다. 이 논문에서는 유사동기 채널에서 안테나 배열을 쓰는 역방향 연결 시스템에서의 유사최대비슷함 검파기를 생각하였다. 제안한 시스템은 다른 쓰는이들의 정보를 모두 알지 않더라고 쓰는이 사이 간섭을 줄일 수 있음과 이제까지의 정합 여파기보다 성능이 더 뛰어남을 보였다.

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LTE-Advanced 표준에 바탕을 둔 다중사용자 MIMO의 기술개발 현황 (Recent Trend of the Technology Development for Multiuser MIMO based on LTE-Advanced Standard)

  • 이병주;임채만;심병효
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제49권4호
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    • pp.18-25
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    • 2012
  • 최근 들어, 스마트 기기의 수요가 급증하면서 기존의 3G 표준에 비해 향상된 품질을 제공하는 long-term evolution (LTE) 서비스가 전 세계적으로 활발히 보급되고 있다. 2010년에 발표된 릴리즈 10은 흔히 LTE-Advanced (LTE-A)로 불리는데, LTE-A의 여러 특징 중 다중사용자 MIMO (MU-MIMO) 기술은 정보 처리량을 향상시키기 위한 LTE-A의 핵심기술로 근래 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 LTE 및 LTE-A 시스템에서 도입된 MU-MIMO 기술의 이론적 배경 및 표준의 주요 특징을 소개한다.

Random Access Channel with Retransmission Gain

  • Shi, Junmin;Sun, Yi;Zhang, Xiaochen;Xiao, Jizhong
    • IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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    • 제2권3호
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    • pp.148-159
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    • 2013
  • An analysis of the throughput and stability region of random access systems is currently of interest in research and industry. This study evaluated the performance of a multiuser random access channel with a retransmission gain. The channel was composed of a media access control (MAC) determined by the transmission probabilities and a multiuser communication channel characterized by the packet reception probabilities as functions of the number of packet transmissions and the collision status. The analysis began with an illustrative two-user channel, and was extended to a general multiuser channel. For the two-user channel, a sufficient condition was derived, under which the maximum throughput was achieved with a control-free MAC. For the channel with retransmission gain, the maximum steady throughput was obtained in a closed form. The condition under which the random access channel can acquire retransmission gain was also obtained. The stability region of the general random access channel was derived. These results include those of the well-known orthogonal channel, collision channel and slotted Aloha channel with packet reception as a special instance. The analytical and numerical results showed that exploiting the retransmission gain can increase the throughput significantly and expand the stability region of the random access channel. The analytical results predicted the performance in the simulations quite well.

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