• 디지털산업정보학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.121-127
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• 2012

In this paper, we propose a new beamforming method which is used in Multiple User-Multiple Input Multiple Output (MU-MIMO) system. An experimental system consists of LTE based TDD base-station which has 2 MIMO elements each of which contains 10-array antennas and 2 mobile terminals each of which has a single antenna. We demonstrate that the Multiple Access Interference can further be reduced by appending a beamforming procedure in MU-MIMO system in which various users share a given channel resource. The proposed algorithm is the ordinary Lagrange beamforming algorithm combined with Zero-Forcing. It is demonstrated that the proposed beamforming method outperforms a conventional method which is the ZF at least by 8dB in terms of SNR through computer simulations. From experimental tests, we verify the feasibility of the proposed beamforming algorithm for realizing a practical LTE based TDD base-station for utilizing channel resources more efficiently.

• ETRI Journal
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• 제37권5호
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• pp.898-905
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• 2015

In this paper, we consider a joint beamforming and jamming design to enhance physical layer security against potential multiple eavesdroppers in a multiple-input and single-output cellular broadcast channel. With perfect channel state information at the base station, we propose various design approaches to improve the secrecy of the target user. Among the proposed approaches, the combined beamforming of maximum ratio transmission and zero-forcing transmission with a combination of maximum ratio jamming and zero-forcing jamming (MRT + ZFT with MRJ + ZFJ) shows the best security performance because it utilizes the full transmit antenna dimensions for beamforming and jamming with an efficient power allocation. The simulation results show that the secrecy rate of this particular proposed approach is better than the rates of the considered conventional approaches with quality-of-service and outage probability constraints.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권4호
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• pp.350-359
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• 2013

본 논문에서는 협력 빔형성(Coordinated Multi-Point Coordinated Beamforming : CoMP CB) 시나리오에서 인접한 사용자들 때문에 발생되는 간섭(Inter User Interference : IUI)을 제거하기 위해 사용된 Block Diagonal Geometric Mean Decomposition(BD-GMD)기반의 IUI 제거 알고리즘을 Successive Signal to Leakage plus Noise Ratio(SSLNR) 환경에서의 ZF(Zero-Forcing)에 적용하여 누출 전력을 제거한다. 또 IUI 제거 알고리즘을 사용했을 시 문제가 되는 원하는 신호 전력(Desired signal power)의 크기를 크게 보장할 수 없다는 점을 보완하기 위해 적절한 채널 열 순열(Channel ordering)을 수행하여 원하는 신호의 전력을 높인다. IUI 제거 알고리즘 사용과 적절한 채널 열 순열을 통해 기존의 SSLNR-Zero-Forcing Tomlinson Harashima precoding(ZF-THP) 기법보다 더 나은 비트오류확률(Bit Error Rate : BER)성능을 낼 수 있다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2007년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.109-110
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• 2007

The sum-rate capacity of multi-antenna broadcast channels recently has attracted much research interests. However, those effort mainly has focused on a single-cell system. In this paper, we consider a multi-cell system where a transmitter uses zero-forcing beamforming with multiple antennas. We select a linear zero-forcing weight that maximizes the sum-rate when intercell interference exists. With numerical investigation, we will show the sum-rate gain achieved by the proposed method gets larger when the number of interfering cells increases.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권10호
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• pp.1-9
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• 2008

본 논문에서는 반직교 기반 사용자 선정과 제로 포싱(zero-forcing) 빔 형성에 기반한 간단하면서도 효율적인 세 셀 단위 셀 협력 전송 방법을 제안한다. 육각 셀룰라 시스템 모델에서 각 셀마다 두 그룹의 사용자를 갖는 와이너 (Wyner) 채널 모델에 대해서, 제안한 제로-포싱 협력 전송 방식의 합 전송율의 상계치는 송신 안테나 수와 사용자수의 이중 로거리듬(logarithm)에 비례함을 보인다. 모의 실험 결과는 제안된 협력 전송 방식의 효율성을 확증하며, 사용자 수에 따른 합 전송율은 상계치와 거의 같음을 확인할 수 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권3호
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• pp.222-230
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• 2010

In this paper, we present a closed-form approximation of the average sum rate of zero-forcing (ZF) beamforming (BF) with semi-orthogonal user selection (SUS). We first derive the survival probability associated with the SUS that absolute square of the channel correlation between two users is less than the orthogonalization level threshold (OLT).With this result, each distribution for the number of surviving users at each iteration of the SUS and the number of streams for transmission is calculated. Secondly, the received signal power of ZF-BF is represented as a function of the elements of the upper triangular matrix from QR decomposition of the channel matrix. Thirdly, we approximate the received signal power of ZF-BF with the SUS as the maximum of scaled chisquare random variables where the scaling factor is approximated as a function of both OLT and the number of users in the system. Putting all the above derivations and order statistics together, the approximated ergodic sum rate of ZF-BF with the SUS is shown in a closed form. The simulation results verify that the approximation tightly matches with the sample average for any OLT and even for a small number of users.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권4호
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• pp.370-382
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• 2013

Distributed massive MIMO systems, which have high bandwidth efficiency and can accommodate a tremendous amount of traffic using algorithms such as zero-forcing beam forming (ZFBF), may be deployed in large public venues with the antennas mounted under-floor. In this case the channel gain matrix H can be modeled as a multi-banded matrix, in which off-diagonal entries decay both exponentially due to heavy human penetration loss and polynomially due to free space propagation loss. To enable practical implementation of such systems, we present a multi-banded matrix inversion algorithm that substantially reduces the complexity of ZFBF by keeping the most significant entries in H and the precoding matrix W. We introduce a parameter p to control the sparsity of H and W and thus achieve the tradeoff between the computational complexity and the system throughput. The proposed algorithm includes dense and sparse precoding versions, providing quadratic and linear complexity, respectively, relative to the number of antennas. We present analysis and numerical evaluations to show that the signal-to-interference ratio (SIR) increases linearly with p in dense precoding. In sparse precoding, we demonstrate the necessity of using directional antennas by both analysis and simulations. When the directional antenna gain increases, the resulting SIR increment in sparse precoding increases linearly with p, while the SIR of dense precoding is much less sensitive to changes in p.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.251-252
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• 2008

Throughput and quality-of-service (QoS) over multi-cell environments are two of the most challenging issues that must be addressed when developing next generation wireless network standards. Currently, multiple-input/multiple-output (MIMO), inter-cell coordination and multi-hop relay technologies are viable options for improving channel capacity or coverage extension. Nevertheless, severe QoS degradation occurs in the outer region of multi-cells due to significant interference from neighboring cells or relay stations, thereby limiting overall performance. Therefore, we propose a scheme which adapted to hybrid relaying.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.1299-1305
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• 2017

본 논문에서는 다중 안테나를 사용하는 두 개의 송신단이 각각 하나의 안테나를 가지고 있는 수신단을 서비스 할때 구성되는 두 유저 간섭 채널에서 불완전한 채널 정보를 사용하는 송신단들의 빔포밍 게임을 고려한다. 빔포밍 게임에서는 송신단(i.e., 플레이어)이 자신들의 전송률(i.e., 보상)을 높이기 위해서 경쟁을 하고, 빔포밍 기법을 위해서는 완전한 채널 상황에서 최적이라고 알려진 maximum ratio transmission (MRT) 기법과 zero forcing (ZF) 빔포밍 기법을 선형으로 결합하는 기법(i.e., 전략)을 사용한다. 우리가 제안하는 게임에서는 송신단이 불완전한 채널 정보를 사용하므로, 최적의 전략을 찾더라도 그 전략이 유효하지 않을 수 있다. 본 논문에서는 불완전한 채널 정보로부터 양자화 오차의 영향을 고려한 송신단의 효율적인 빔포밍 전략을 제안한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.818-823
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• 2016

밀리미터파(Millimeter wave) 통신 시스템은 밀리미터파 주파수 대역의 넓은 가용 주파수 자원을 이용해 높은 전송 용량을 제공할 수 있다. 밀리미터파 기반 시스템의 전송선 왜곡 허용치(link margin)를 확보하기 위해 최근 아날로그/디지털 빔포밍(beamforming)을 결합한 하이브리드(hybrid) 빔포밍 기술이 주목받고 있다. 본 논문에서는 무선 주파수 대역의 하드웨어 복잡도와 전력 소비를 절감하기 위해 이산푸리에변환(discrete Fourier transform) 기반 고정형 아날로그 빔포밍 장치를 포함하는 상향링크 하이브리드 빔포밍 시스템 구조를 소개하고, 사용자간 간섭을 제거하기 위해 기저대역 제로-포싱 (zero-forcing) 다중안테나 수신기 구조를 제시한다. 또한 고려하는 시스템의 전송 용량을 개선하기 위해 각 사용자들의 유효 채널이 서로 직교에 가깝도록 빔을 선택하는 알고리즘을 제안한다. 그리고 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안하는 방법의 성능 개선 효과를 확인한다.