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배사라(Sara Bae),문상미(Sangmi Moon),권순호(Soonho Kwon),김현성(Hyeonsung Kim),송병규(Byeonggyu Song),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2019 전자공학회논문지 Vol.56 No.1
급증하는 데이터 사용량에 대비하고 신규 응용 서비스를 창출하기 위해 3GPP (3rd Generation Partnership Project)에서는 기존 LTE (Long Term Evolution) 규격에서 크게 진화한 5G 용도의 NR (New Radio) 규격을 개발하고 있다. 본 논문에서는 5G 요구사항 중 높은 전송률 및 고신뢰성을 만족시키기 위해 256 QAM 변조 방식과 LDPC (Low Density Parity Check) 코드를 적용한다. 더불어, 데이터 검출 기법인 IRC (Interference Rejection Combining)와 SIC (Successive Interference Cancellation)를 결합한 NSC (Novel Suppression and Cancellation)를 제안하여 신뢰성을 더 높이고자 한다. 모의실험 결과 제안한 NSC가 높은 신뢰성과 데이터 전송률을 갖는 것을 알 수 있다. In order to prepare for rapidly increasing data usage and to create new application services, 3rd Generation Partnership Project (3GPP) is developing new radio (NR) standard for 5G use which has evolved greatly from existing long term evolution (LTE) standard. In this paper, 256 QAM modulation and low density parity check (LDPC) code are applied to satisfy the high data rate and high reliability requirements of 5G. In addition, we propose a data detection scheme called novel suppression and cancellation (NSC) which combines interference rejection combining (IRC) and successive interference cancellation (SIC). Simulation results show that the proposed NSC has high reliability, and high data rate.
LTE-Advanced 시스템에서 소형셀 향상을 위한 새로운 사용자 오프로딩 기법
배사라(Sara Bae),문상미(Sangmi Moon),추명훈(Myeonghun Chu),이지혜(Jihye Lee),권순호(Soonho Kwon),황인태(Intae Hwang) 한국통신학회 2017 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.6
LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)에서는 비용 효율적 방법으로 급증하는 무선 데이터 서비스를 대처하고 사용자의 QoS(Quality of Service)를 만족시키기 위해 소형셀 향상(SCE:Small Cell Enhancement)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 수많은 소형셀이 밀집하여 불규칙하게 배치되기 때문에 오프로딩 기법이 적용되어야 한다. 본 논문에서는 LTE-Advanced 시스템에서 SCE 위한 새로운 사용자 오프로딩 기법을 제안한다. 제안 기법은 UE(User Equipment)로부터 받은 RSRP(Reference Signal Received Power)를 비교하여 소형셀의 클러스터를 구성한다. 클러스터 내에서 셀의 사용자 수와 간섭 상황을 고려하여 사용자 오프로딩을 적용한다. 모의실험 결과, 제안한 기법에서 소형셀 사용자의 전송률 및 스펙트럼 효율이 향상되어 전체적인 셀 성능이 향상되는 것을 볼 수 있다.
배사라(Sara Bae),문상미(Sangmi Moon),권순호(Soonho Kwon),김현성(Hyeonsung Kim),송병규(Byeonggyu Song),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2019 전자공학회논문지 Vol.56 No.2
3GPP (3rd Generation Partnership Project)에서 5G 도입 및 상용화를 위해 표준화 작업이 활발하게 진행하고 있다. 5G 서비스의 요구 사항은 기존 4G 대비, 요구되는 데이터 전송률이 수십 Mbps에서 최대 1000Mbps에 이르기까지 비약적으로 높아진다. 또한 수 내지 수십 ms 이내의 시간 지연 내에서 매우 낮은 오류 확률로 통신이 수행되어야 한다. 5G 요구사항 중 높은 전송률과 고신뢰성을 만족시키기 위해서는 기존의 통신 시스템에서 사용된 방식과는 다른 높은 차수의 변조 방식, LDPC(Low Density Parity Check) 채널 코딩 기법이 요구된다. 본 논문에서는 5G 이동통신 시스템에서 신뢰성 향상을 위한 연판정 기반의 데이터 검출 기법을 제안한다. 모의실험 결과 제안한 데이터 검출 기법을 통해 데이터 검출 기법보다 에러율 및 전송률 측면에서 성능 향상을 가져다주는 것을 알 수 있다. Standardization efforts are actively underway for the introduction and commercialization of 5G in 3rd generation partnership project (3GPP). The requirements of the 5G service are dramatically higher than the existing 4G, with the required data transmission rates ranging from tens of Mbps to up to 1000 Mbps. In addition, the communication should be performed with a very low error probability within a time delay of several to several tens of ms. In order to satisfy the high data rate and high reliability among the 5G requirements, a high order modulation scheme and low density parity check (LDPC) channel coding scheme are required. In this paper, we propose the data detection scheme based on soft decision to improve reliability in 5G mobile communication system. Simulation results show that the proposed data detection scheme can improve error rate and throughput of conventional system.
NR 기반 5G 통신 시스템에서 ISC 데이터 검출 기법
배사라(Sara Bae),문상미(Sangmi Moon),권순호(Soonho Kwon),김현성(Hyeonsung Kim),송병규(Byeonggyu Song),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2019 전자공학회논문지 Vol.56 No.2
ITU-R (International Telecommunication Union-Radiocommunication Sector)에서는 5G 이동통신의 개념을 정립하고 기존 LTE (Long Term Evolution) 규격에서 크게 진화한 5G 용도의 NR (New Radio) 규격을 활발히 개발하고 있다. 5G 통신 서비스의 주요 요구사항은 높은 전송률, 초저지연 및 고신뢰성 등이 있다. 하지만 요구사항을 만족시키기 위해서는 신호처리 속도가 빠르고, 더 정확한 정보를 복호해야 한다. 본 논문에서는 NR 기반 5G 통신 시스템을 위한 ISC (Intelligent Suppression and Cancellation) 데이터 검출 기법을 제안한다. 제안한 데이터 검출 기법은 IRC (Interference Rejection Combining)와 SIC(Successive Interference Cancellation)를 결합하여 간섭을 억제 및 제거 할 수 있다. 또한, SIC 과정에서 최적의 정렬화를 적용하여 간섭을 효과적으로 제거할 수 있다. 시뮬레이션 결과 제안한 데이터 검출 기법이 높은 신뢰성과 데이터 전송률을 갖는 것을 알 수 있다. The International Telecommunication Union-Radiocommunication Sector (ITU-R) establishes the concept of 5G communication and actively develops new radio (NR) standards for 5G applications that have evolved significantly from the existing long term evolution (LTE) standard. The main requirements of 5G communication service are high data rate, ultra low delay and high reliability. In order to meet the requirements, the signal processing speed is fast and more accurate information should be decoded. In this paper, we propose the intelligent suppression and cancellation (ISC) data detection scheme for NR-based 5G communication system. The proposed data detection scheme can suppress and cancel the interference by combining interference rejection combining (IRC) with successive interference cancellation (SIC). In addition, optimal ordering is applied to cancel the interference effectively in SIC. Simulation results show that the proposed data detection scheme improves the data rate and reliability.
LTE-V2V 통신 시스템을 위한 차량 속도 기반 채널 추정 알고리즘 설계 및 성능 분석
문상미(Sangmi Moon),이지혜(Jihye Lee),배사라(Sara Bae),권순호(Soonho Kwon),김한종,김대진(Daejin Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2018 전자공학회논문지 Vol.55 No.1
3GPP (3rd Generation Partnership Project)에서는 LTE (Long Term Evolution) 기반 V2X (Vehicle to Everything)에 대한 표준화 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 높은 반송파 주파수와 차량의 빠른 이동성으로 인해 V2V(Vehicle-to-Vehicle) 시나리오에서 채널 변화가 크고 coherence 시간이 짧아지는 문제가 발생하여 정확한 채널 추정이 어렵다. 본 논문에서는 LTE-V2V 통신 시스템에서 차량 속도 기반 채널 추정 알고리즘을 제안한다. 제안하는 채널 추정 알고리즘은 차량의 속도에 따라 DMRS (Demodulation Reference Signal) 구조 및 코드율을 선택한다. 시뮬레이션 결과 제안 알고리즘이 모든 차량 속도에서 낮은 BLER (Block Error Rate)를 통해 높은 신뢰성을 갖는 것을 알 수 있다. The 3rd Generation Partnership Project (3GPP) has recently developed Long Term Evolution (LTE) based vehicle to everything (V2X) communication. However, the important implication of the high carrier frequency and mobility is the more drastic time varying or equivalently lower channel coherence time in vehicle-to-vehicle (V2V) scenario. Therefore, it is difficult to accurately estimate the channel. In this paper, we propose the vehicle speed-based channel estimation algorithm in LTE-V2V communication system. The proposed channel estimation algorithm selects the sidelink demodulation reference signal (DMRS) structure and code rate according to vehicle speed. Simulation result shows that the proposed scheme has high reliability from low BLER at all speeds.
추명훈(Myeonghun Chu),문상미(Sangmi Moon),권순호(Soonho Kwon),이지혜(Jihye Lee),배사라(Sara Bae),김한종(Hanjong Kim),김철성(Cheolsung Kim),김대진(Daejin Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2017 전자공학회논문지 Vol.54 No.3
최근 3GPP에서는 급증하는 차량 사고에 대처하고, 교통 효율, 텔레매틱스와 인포테인먼트를 제공하기 위해 LTE(Long Term Evolution) 기반 차량 통신에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 차량 통신은 안전과 밀접한 관련이 있기 때문에, 신뢰성 있는 통신을 필요로 한다. 하지만 차량의 속도는 매우 빠르기 때문에 기존 사용자의 이동성과는 달리 무선 채널이 시간에 따라 빠르게 변하게 되어 전송 품질 저하 등 많은 문제가 발생하게 된다. 본 논문에서는 LTE 기반 V2V(Vehicle-to-Vehicle) 환경에서 채널 추정 기법을 제안한다. 기존 기법인 LS(Least Square) 채널 추정은 송·수신단이 알고 있는 파일럿 심볼을 이용해 얻어지며, DDCE(Decision Directed Channel Estimation)는 데이터 심볼을 이용해 채널 추정을 하고, CDP(Constructed Data Pilot) 기법은 인접한 두 데이터 심볼 사이에서 상관이 큰 특성을 이용하며, 그리고 STA(Spectral Temporal Averaging) 기법은 주파수와 시간 영역에서 채널을 평균을 취한다. 또한 Smoothing 기법은 데이터 결정 오류에 의한 최대치를 줄여준다. 제안기법인 HRCE(Hybrid Reliable Channel Estimation)는 기존의 Smoothing 기법에 LMMSE(Linear Minimum Mean Square Error)를 적용함으로써 더 정확한 채널 추정이 이루어져 신뢰성 있는 데이터 검출을 가능하게 한다. 모의실험 결과, 제안한 기법이 NMSE(Normalized Mean Square Error)와 BER(Bit Error Rate) 측면에서 전체적으로 성능이 향상 된 것을 볼 수 있다. Recently, in 3rd Generation Partnership Project(3GPP), there is a study of the Long Term Evolution(LTE) based vehicle communication which has been actively conducted to provide a transport efficiency, telematics and infortainment. Because the vehicle communication is closely related to the safety, it requires a reliable communication. Because vehicle speed is very fast, unlike the movement of the user, radio channel is rapidly changed and generate a number of problems such as transmission quality degradation. Therefore, we have to continuously updates the channel estimates. There are five types of conventional channel estimation scheme. Least Square(LS) is obtained by pilot symbol which is known to transmitter and receiver. Decision Directed Channel Estimation(DDCE) scheme uses the data signal for channel estimation. Constructed Data Pilot(CDP) scheme uses the correlation characteristic between adjacent two data symbols. Spectral Temporal Averaging(STA) scheme uses the frequency-time domain average of the channel. Smoothing scheme reduces the peak error value of data decision. In this paper, we propose the novel channel estimation scheme in LTE based Vehicle-to-Vehicle(V2V) environment. In our Hybrid Reliable Channel Estimation(HRCE) scheme, DDCE and Smoothing schemes are combined and finally the Linear Minimum Mean Square Error(LMMSE) scheme is applied to minimize the channel estimation error. Therefore it is possible to detect the reliable data. In simulation results, overall performance can be improved in terms of Normalized Mean Square Error(NMSE) and Bit Error Rate(BER)