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김홍중(Hongjung Kim),김준호(Junho Kim),김철성(Cheolsung Kim),정태진(Taejin Jung) 한국통신학회 2012 韓國通信學會論文誌 Vol.37 No.1A
기존 Zhu가 제안한 준직교 기반의 차등시공간변조(Differential Space-Time Modulation, DSTM)는 복소 선부호기와 준직교 시공간블럭부호를 연접하여 차등변조기법으로 전송함으로써 수신단에서 채널 정보 추정 없이 2개의 복소 신호들에 대한 독립적인 복조, 즉 준직교 차등복조가 가능하다는 장점을 갖는다. 본 논문에서는 이와 같은 준직교 기반 Zhu-DSTM를 기반으로 복소 선부호기 대신 실수 선부호기를 사용함으로써 수신단에서 2개의 실수 신호들에 대한 독립적인 차등복조가 가능하게 하여 수신 복잡도를 더욱 줄일 수 있는 새로운 DSTM를 제안한다. 전산 실험 결과 제안된 기법은 기존의 준직교 기반 DSTM들과 거의 같거나 향상된 성능을 가짐을 확인할 수 있으며 따라서 수신 복잡도 및 수신 성능 측면에서 큰 장점을 가지게 된다. The conventional Zhu’s differential space-time modulation(DSTM) based on quasi-orthogonal design adopted a complex precoder in order to allow an independent joint detection of two complex symbols without any channel informations at a receiver. In this paper, by simply replacing the complex precoder used in Zhu’s DSTM with a real precoder, a new DSTM is presented for four transmit antennas. The real precoder enables the receiver to decode two real symbols pair separately, and thus the new DSTM has greatly reduced decoding complexity compared to the Zhu’s DSTM. By computer simulation results, the proposed scheme is shown to exhibit almost identical or improved error performance compared to the existing DSTMs.
가상 TOA, AOA 및 TDOA를 이용한 우주발사체 3차원 위치 추정기법
권순호(Soonho Kwon),김대오(Daeoh Kim),문상미(Sangmi Moon),이지혜(Jihye Lee),배사라(Sara Bae),김한종(Hanjong Kim),임영석(Yeongseog Lim),김대진(Daejin Kim),김철성(Cheolsung Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2018 전자공학회논문지 Vol.55 No.1
일반적으로 우주발사체 발사 임무에 있어서 지상의 원격측정신호 수신국의 안테나시스템은 자동추적기능만 갖고 있다. 따라서 발사체에 대한 위치정보 측정은 별도의 레이더 장비에 의존한다. 신호원의 도달시간(Time of Arrival, TOA), 도달시간의 차이(Time Difference of Arrival, TDOA) 및 도래각(Angle of Arrival, AOA)은 신호 발생원에 대한 전형적인 위치 추정기법에 속한다. 본 논문에서는 2개 지상 수신국을 이용하여 우주발사체에 대한 3가지 위치 추정기법(TOA-AOA, AOA-AOA, TDOA-AOA)을 제안한다. 각 지상 수신국이 GPS에 시각 동기화 되어있을 때, TOA 및 TDOA 방정식을 생성할 수 있다. 추가적으로 각 지상 수신국의 자동추적 안테나 시스템을 이용하여 AOA 방정식도 생성 가능하다. 이러한 방정식을 연립하여 해를 구하면, 그 해는 발사체의 3차원 위치정보에 해당한다. 본 논문에서는 실제 발사 임무에서 우주발사체에 탑재된 GPS 측정정보를 레퍼런스로 선정하고, 제안하는 3가지 위치 추정기법의 성능을 비교 분석하였다. In general, a ground telemetry station for a launch vehicle (LV) has only a tracking function. Therefore, position measurements depend on radar. Time of arrival (TOA), time difference of arrival (TDOA), and angle of arrival (AOA) are typical location techniques used for an emitting target. In this study, we suggest three localization methods: TOA-AOA, AOA-AOA, and TDOA-AOA for a LV using two ground stations. When each ground station is synchronized to a GPS, by comparing the time stamps of each receiver (Rx), TOA and TDOA equations can be obtained. In addition, AOA equations can be obtained from the monopulse tracking antenna system of each station. By solving these equations, a three-dimensional target point can be obtained. We confirm the localization performances of our proposed methods by comparing them with an on-board GPS of a real launch mission.
지상수신국의 가상 TOA 및 AOA를 이용한 우주발사체 3차원 위치 추정 기법 성능분석
권순호(Soonho Kwon),김대오(Daeoh Kim),문상미(Sangmi Moon),추명훈(Myeonghun Chu),이지혜(Jihye Lee),배사라(Sara Bae),김한종(Hanjong Kim),김대진(Daejin Kim),황인태(Intae Hwang),김철성(Cheolsung Kim) 대한전자공학회 2017 전자공학회논문지 Vol.54 No.9
일반적으로 우주발사체 발사 임무에 있어서 지상의 원격측정신호 수신국의 안테나시스템은 자동추적기능만 갖고 있다. 따라서 발사체에 대한 위치정보 측정은 별도의 레이더 장비에 의존한다. 신호원의 도달시간(Time of Arrival, TOA) 및 도래각(Angle of Arrival, AOA)은 신호 발생원에 대한 전형적인 위치 추정기법에 속한다. 본 논문에서는 2개 지상 수신국을 이용하여 우주발사체에 대한 Combined TOA-AOA 위치추정 기법을 제안한다. 우주발사체와 지상 수신국간에는 시간 동기가 되어 있지 않기 때문에 TOA 정보를 추출하기 위해서는 가상의 온보드 타이머 생성이 필요하다. 이는 발사체가 송출하는 스트리밍 프레임에서 프레임 카운터를 이용하여 구현이 가능하다. 가상 온보드 타이머를 이용하여 송신시각과 수신시각 차이를 추정하여 레이더에 의존하지 않더라도 거리정보를 획득할 수 있다. 두 지상국의 TOA 및 AOA를 결합하기 위해서 TOA를 통해 획득한 거리정보를 반지름으로 하는 구의 방정식과 AOA 방향의 평면 및 직선의 방정식을 연립하여 해를 구한다. 이렇게 얻어진 해는 발사체의 3차원 위치정보에 해당한다. 본 논문에서는 실제 발사 임무에서 우주발사체에 탑재된 GPS 측정정보를 레퍼런스로 하여 TOA, AOA 및 Combined TOA-AOA 위치 추정기법에 대한 성능을 분석하였다. Generally, a ground telemetry station for a launch vehicle (LV) only includes a tracking function only; therefore, position measurements depend on radar. Time of arrival (TOA) and angle of arrival (AOA) are typical location techniques for emitting targets. In this paper, we propose a combined TOA-AOA localization method for a LV using two ground stations. When the transmitter (Tx) time is not known, the initial target position (for example, launch pad or radar-measured position) is necessary for TOA. By using the position, the initial range and time delay can be calculated. With this time delay and a frame counter in the streaming frame, a virtual on-board timer can be created, which generate time stamp for the streaming frame according to the data rate. By comparing the time stamps of the Tx and receiver (Rx) from the streaming frame, the range can be obtained without using radar. In ordet to combine TOA and AOA, we create sphere equations with the obtained range radius and vertical plane equations, to include unit vectors for the AOA direction. By solving these equations, a three-dimensional (3D) target point can be obtained. We confirm the localization performance by means of comparison with an on-board GPS of a real launch mission.
이종 네트워크에서 스케줄링 및 프리코딩을 결합한 다중 포인트 협력 통신 기술의 성능 분석
김보라(Bora Kim),문상미(Sangmi Moon),사란쉬 말리크(Saransh Malik),김철성(Cheolsung Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.8
다중 포인트 협력 통신 기술(CoMP; Coordinated Multi-Point)은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 시스템 기술 중 하나로 고려된다. 본 논문에서는 CoMP 기술의 세부 기법 중 하나인 CB(Coordinated Beamforming) 기법에 대하여 설계하고, 이를 바탕으로 성능 분석이 이루어졌다. LTE-A 시스템의 이종 네트워크(HetNet; Heterogeneous Network) 환경에서 몬테카를로 모의실험이 이루어졌으며, CDF(Cumulative Distribution Function) 그래프를 통하여 그 성능을 확인한다. 모의실험 결과를 통해 CoMP 기술을 사용하였을 때 성능 이득을 얻을 수 있으며, CoMP 기술에 다양한 스케줄링 및 프리코딩 기법을 적용하였을 때 더 좋은 성능을 가져오는 것을 확인할 수 있다. Coordinated Multi-Point (CoMP) is considered as a technology in the 3rd Generation Partnership Project(3GPP) Long Term Evolution-Advanced (LTE-A) system. In this paper, we design and analyze the performance of the Coordinated Beamforming (CB) technique, which is one major category of CoMP. We perform Monte Carlo simulations with a Heterogeneous Network (HetNet) in LTE-A, and confirm the performance through a graph of the Cumulative Distribution Function (CDF). From the simulation results, we show significant performance gain with the CoMP technique, and better performance when we apply various schemes of scheduling and precoding.
LTE-Advanced 시스템에서 스케줄링 및 프리코딩을 결합한 다중 포인트 협력 통신 기법의 성능 분석
김보라(Bora Kim),문상미(Sangmi Moon),사란쉬 말리크(Saransh Malik),김철성(Cheolsung Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.7
본 논문에서는 차세대 셀룰러 시스템을 위한 사용자들 간 다중 포인트 협력 통신 (CoMP; Coordinated Multi-Point) 기법에 대하여 설계하고 이를 바탕으로 성능 분석이 이루어졌다. LTE-Advanced (Long Term Evolution-Advanced) 시스템에서 몬테카를로 모의실험이 이루어졌으며, CDF (Cumulative Distribution Function) 그래프를 통해 그 성능을 확인한다. CoMP를 사용하였을 때 성능이 향상되는 것을 확인하였으며, 스케줄링과 프리코딩 등 여러 기법을 추가로 적용하였을 때 더 좋은 결과를 얻는 것을 확인한다. In this paper, we design and analyze the performance of Coordinated Multi-Point (CoMP) techniques to the number of users for next-generation cellular systems. We perform Monte Carlo simulations with Long Term Evolution-Advanced (LTE-Advanced) and confirm the performance from the graph of the Cumulative Distribution Function (CDF). From simulation results, we show the significant performance gain when CoMP technique is used and also show better performance when we apply the various schemes additionally as scheduling and precoding.
LTE-Advanced 시스템의 다중 사용자 MIMO Relay 네트워크에서 간섭 제거를 위한 Joint Precoding 기술
Saransh Malik,문상미(Sangmi Moon),김보라(Bora Kim),김철성(Cheolsung Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2012 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.49 No.6
본 논문에서는 개선된 AF(Amplify-and-Forward)와 DF(Decode-and-Forward) Relay 프로토콜을 결합한 다중 사용자 MIMO (Multiple Input Multiple Output) Relay 네트워크에서 간섭 제거 기술을 논의 한다. 간섭 제거 기술은 Relay 노드가 적용된 전체 전송 시스템의 오류 성능을 향상시키기 위해 eNB(evolved NodeB), Relay 노드(RN: Relay Node)와 UE(User Equipment)에 의해 이루어진다. 간섭 제거를 수행하기 위해 ZF(Zero Forcing), MMSE(Minimum Mean Square Error), SIC(Successive Interference Cancellation)와 OSIC(Ordered Successive Interference Cancellation)가 적용된 DPC(Dirty Paper Coding)와 THP(Thomilson Harashima Precoding)를 사용하였다. 이러한 기본적인 기술이 적용된 Relay 노드 기능들이 연구되고 개선된다. 협력 Relay 노드에서 두 계층 간의 간섭 제거를 강화한 DF는 성능을 향상시킨다. eNB와 RN간의 가중치 벡터를 사용하여 간섭 제거가 수행된다. 연구 최종 결과, 기존의 알고리즘과 비교하여 제안된 알고리즘이 낮은 SNR에서 더 좋은 성능을 나타냈다. 모의실험 결과 LTE-Advanced 시스템에서 제안된 기법이 오류 성능 면에서 상당한 향상을 나타냈다. In this paper, we perform interference cancellation in multiuser MIMO (Multiple Input Multiple Output) relay network with improved Amplify-and-Forward (AF) and Decode-and-Forward (DF) relay protocols. The work of interference cancellation is followed by evolved NodeB (eNB), Relay Node (RN) and User Equipment (UE) to improve the error performance of whole transmission system with the explicit use of relay node. In order to perform interference cancellation, we use Dirty Paper Coding (DPC) and Thomilson Harashima Precoding (THP) allied with detection techniques Zero Forcing (ZF), Minimum Mean Square Error (MMSE), Successive Interference Cancellation (SIC) and Ordered Successive Interference Cancellation (OSIC). These basic techniques are studied and improved in the proposal by using the functions of relay node. The performance is improved by Decode-and-Forward which enhance the cancellation of interference in two layers at the cooperative relay node. The interference cancellation using weighted vectors is performed between eNB and RN. In the final results of the research, we conclude that in contrast with the conventional algorithms, the proposed algorithm shows better performance in lower SNR regime. The simulation results show the considerable improvement in the bit error performance by the proposed scheme in the LTE-Advanced system.