• 제목/요약/키워드: spatially correlated channels

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시변 및 공간 상관 채널 환경에서 $2{\times}1$ 알라마우티 구조 (Alamouti Scheme)의 성능 분석 (Analysis on the Performance of $2{\times}1$ Alamouti Scheme in Time-varying and Spatially Correlated Channels)

  • 이은주;박재돈;윤기완
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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    • pp.539-542
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    • 2011
  • 본 논문에서는 무선 통신 시스템의 시변 공간 상관 채널 (time-varying and spatially correlated channel) 환경에서 전송 시공간 부호 및 단순 선형 복조 처리 방식(transmit space-time code and simple linear decoding processing)으로 구성된 $2{\times}1$ Alamouti scheme의 성능을 분석한다. Alamouti 구조의 closed-form 확률밀도함수 (probability density function, PDF), 출력 신호 대 잡음 비(output signal-to-noise ratio, SNR) 및 오수신 확률 (outage probability)을 시간영역에서의 상관관계가 없음을 가정하고 공간 상관 계수(spatial correlation coefficient)의 함수로 유도한다. 이로써 채널 환경이 시변 공간 상관 (time-varying and spatially correlated)된 경우, Alamouti 구조의 성능은 상당히 열화 됨을 확인할 수 있다.

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Pilot Sequence Assignment for Spatially Correlated Massive MIMO Circumstances

  • Li, Pengxiang;Gao, Yuehong;Li, Zhidu;Yang, Dacheng
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제13권1호
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    • pp.237-253
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    • 2019
  • For massive multiple-input multiple-output (MIMO) circumstances with time division duplex (TDD) protocol, pilot contamination becomes one of main system performance bottlenecks. This paper proposes an uplink pilot sequence assignment to alleviate this problem for spatially correlated massive MIMO circumstances. Firstly, a single-cell TDD massive MIMO model with multiple terminals in the cell is established. Then a spatial correlation between two channel response vectors is established by the large-scale fading variables and the angle of arrival (AOA) span with an infinite number of base station (BS) antennas. With this spatially correlated channel model, the expression for the achievable system capacity is derived. To optimize the achievable system capacity, a problem regarding uplink pilot assignment is proposed. In view of the exponential complexity of the exhaustive search approach, a pilot assignment algorithm corresponding to the distinct channel AOA intervals is proposed to approach the optimization solution. In addition, simulation results prove that the main pilot assignment algorithm in this paper can obtain a noticeable performance gain with limited BS antennas.

Advanced Energy Detector with Correlated Multiple Antennas

  • Kim, Sungtae;Lim, Sungmook
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제15권12호
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    • pp.4600-4616
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    • 2021
  • In cognitive radio networks where unlicensed secondary users opportunistically access to licensed spectrum unused by licensed primary users, spectrum sensing is one of the key issues in order to effectively use the frequency resource. For enhancing the sensing performance in energy detection-based spectrum sensing, spatial diversity based on multiple antennas is utilized. However, the sensing performance can be degraded when antennas are spatially correlated, resulting in inducing the harmful interference to primary users. To overcome this problem, in this paper, an advanced energy detector is proposed. In the proposed sensing method, a weight matrix based on the eigenvalues of the spatial channels without any prior information on the primary signals is defined and utilized. In numerical simulations, it is shown that the proposed detector outperforms the conventional detector with regard to false-alarm and detection probabilities when antenna are spatially correlated.

TEBS Technique with Using STBC for MISO Systems

  • Kim, Hong-Cheol;Park, Jae-Hyung;Lee, Won-Cheol
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제21권3E호
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    • pp.140-145
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    • 2002
  • This paper introduces the downlink Eigen-beamformer with Space-Time Block Code (STBC)[1,2] employed on the MISO (Multiple Input Multiple Output) systems. The proposed scheme is acquired both transmit diversity gain from STBC and beamforming gain from Eigen-beamformer. In general, it is well described that the diversity gain be maximized when channel parameters associated to fingers are mutually independent. Major role of utilizing Eigen-beamformer is to enforce channel parameters being uncorrelated. According to this, the proposed STBC combined with Eigen-beamformer on the downlink significantly improves its performance under the spatially correlated channel. Simulation results are accomplished under three distinct channels conditioned with varying the degree of their correlations. The result indicates that our proposed scheme is good performance in spatially correlated channel.

Hybrid Diversity-Beamforming Technique for Outage Probability Minimization in Spatially Correlated Channels

  • Kwon, Ho-Joong;Lee, Byeong-Gi
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제9권3호
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    • pp.274-281
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    • 2007
  • In this paper, we present a hybrid multi-antenna technique that can minimize the outage probability by combining the diversity and beamforming techniques. The hybrid technique clusters the transmission antennas into multiple groups and exploit diversity among different groups and beamforming within each group. We analyze the performance of the resulting hybrid technique for an arbitrary correlation among the transmission antennas. Through the performance analysis, we derive a closed-form expression of the outage probability for the hybrid technique. This enables to optimize the antenna grouping for the given spatial correlation. We show through numerical results that the hybrid technique can balance the trade-offs between diversity and beamforming according to the spatial correlation and that the optimally designed hybrid technique yields a much lower outage probability than the diversity or beamforming technique does in partially correlated fading channels.

상관성을 가진 도심무선채널환경에서 공간 변조 기법들의 성능분석 (Performance Analysis of Spatial Modulation Schemes in Correlated Urban Wireless Communication Channels)

  • 조봉균;한동석
    • 방송공학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.826-835
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    • 2014
  • 최근 공간 상관성이 존재하는 채널상황에서 수신 성능을 향상시킬 수 있는 공간 변조(spatial modulation, SM) 기법이 활발히 연구되고 있다. 공간 변조 기법은 수신된 신호들 간의 간섭을 제거하기 위하여 여러 개의 송신안테나 중에서 일부만을 이용하여 신호를 전송하고, 안테나 조합에 따라 추가적인 정보를 전송할 수 있다. 따라서 공간 변조 기법을 사용하여 기존 다중안테나(multi-input multi-output, MIMO) 시스템에 적용하면 도심무선채널환경의 상관성에 의한 간섭을 극복할 수 있다. 그러나 상관성이 존재하는 도심무선채널환경에서 공간 변조 기법들의 수신 성능 분석이 정확하게 이루어지지 않고 있다. 그러므로 본 논문에서는 상관성을 가진 도심 채널 모델에서 여러가지 공간 변조 기법들의 수신 성능 및 채널효율을 분석하고, 도심무선채널환경에 적합한 공간 변조 시스템을 제안한다.

상관관계를 갖는 MIMO 채널에서 하나의 피드백 비트를 이용한 OSTBC의 물리계층 보안 성능 평가 (Secrecy Performance Evaluation of OSTBC using One-Bit Feedback in Correlated MIMO Channels)

  • 이상준;이인호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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    • pp.886-889
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    • 2014
  • 본 논문에서는 통신 신호를 도청하는 도청자가 존재하는 환경인 와이어탭(wiretap) 채널을 가정하여 하나의 피드백 비트를 이용한 직교 시공간 블록 코드(orthogonal space-time block code, OSTBC)의 물리계층 보안 성능을 평가한다. 여기서, 공간적 상관관계를 갖는 MIMO(multiple-input multiple-output) 채널을 가정한다. 본 논문에서는 하나의 피드백 비트를 이용한 OSTBC(one-bit feedback based OSTBC, F-OSTBC) 기술을 제시하고, 각 노드에서의 공간 채널 상관계수를 다양하게 가정하여 F-OSTBC와 기존의 OSTBC, 그리고 송신 안테나 선택 기술에 대한 보안 아웃티지 성능을 비교한다.

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Joint OSIC and Soft ML Decoding Scheme for Coded Layered Space-Time OFDM Systems

  • Lee, Hye-Jeong;Chung, Jae-Ho;Park, Se-Jun;Lee, Seong-Choon
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권5A호
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    • pp.487-493
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    • 2008
  • In this paper, we consider coded layered space-time architecture in MIMO-OFDM channels. Vertical Bell Lab Layered Space-Time(V-BLAST) scheme employing ordered successive interference cancellation(OSIC) algorithm provides very high spectral efficiency with low computational complexity. However, the error propagation is a major drawback constraining the overall performance of the V-BLAST system significantly. Based on this problem, we derive an improved detector using soft bit log-likelihood ratio(LLR) value. Simulation results show that the proposed detector outperforms the conventional V-BLAST scheme under spatially uncorrelated as well as correlated fading channels.

교차 편파를 이용한 MIMO 채널에서 1-비트 피드백 기반 OSTBC의 물리계층 보안 성능 분석 (Secrecy Performance Analysis of One-Bit Feedback-Based OSTBC in Cross-Polarized MIMO Channels)

  • 이상준;이인호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.301-307
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    • 2015
  • 본 논문에서는 공간적 상관관계를 갖는 MIMO(multiple-input multiple-output) 채널을 가정하여 도청자가 존재하는 환경인 와이어탭(wiretap) 채널을 고려한다. 이 때, 각 노드에서 안테나의 교차 편파를 가정하여 1-비트 피드백을 이용하는 직교 시공간 블록 코드(OSTBC: orthogonal space-time block code)의 물리계층 보안 성능을 분석한다. 본 논문에서는 1-비트 피드백을 이용하여 OSTBC(O-OSTBC: one-bit feedback-based OSTBC) 전송을 위한 송신안테나 그룹을 선택하는 방법을 제시하고, 다양한 송신안테나 그룹핑 방법들에 대하여 보안 불통 확률(secrecy outage probability)을 비교한다. 특히, 높은 공간적 상관관계를 갖는 MIMO 채널에서 O-OSTBC와 기존의 OSTBC와의 보안 불통 확률의 성능을 비교하여 효율적인 송신안테나 그룹핑 방법을 제안한다.