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소프트웨어 정의 라디오를 이용한 전이중 통신 시스템의 연구
김성환,이웅섭,류종열,반태원,Kim, Seong Hwan,Lee, Wongsup,Ryu, Jong Yeol,Ban, Tae-Won 한국정보통신학회 2020 한국정보통신학회논문지 Vol.24 No.2
본 논문에서는 이동성이 전이중 라디오의 성능에 미치는 영향을 분석한다. 이를 위해 배터리로 전원 공급이 가능하여 이동환경에서 동작이 가능한 소프트웨어 정의 라디오를 사용하여 전이중 라디오 원형을 구현하였다. 또한 다중 안테나 기반 전이중 라디오와 서큘레이터기반 전이중 라디오를 모두 고려하여 두 경우의 간섭 제거 성능을 비교하였다. 끝으로 이동성이 전이중 라디오 시스템의 자기간섭제거 성능에 부정적인 영향을 미침을 보이고, 자기간섭제거 필터의 갱신주기가 성능에 미치는 영향을 분석한다. 특히 갱신주기를 약 1000배 줄였을 때, 자기 간섭의 전력이 서큘레이터 기반 전이중 라디오는 5.7dB 두 안테나 기반 전이중 라디오는 3.1dB 감소하는 결과를 얻었다. In this paper, we analyze the effect of mobility on the performance of full-duplex radio. For this, we implement a full-duplex radio prototype using a software-defined radio that is powered by a battery and can thus function in mobile environments. In addition, we compare the performance of self-interference cancellation schemes for two cases considering multi-antenna based full duplex radio and circulator based full duplex radio, respectively. Finally, we show a negative effect of mobility on the self-interference cancellation performance of the full-duplex radio system, and analyze the effect of the update period of the self-interference cancellation filter on the performance. In particular, when the update period is reduced by about 1000 times, the power of self-interference is reduced by 5.7dB for circulator-based full-duplex radio and 3.1dB for both antenna-based full-duplex radio.
김성환,반태원,이웅섭,류종열,Kim, Seong Hwan,Ban, Tae-Won,Lee, Wongsup,Ryu, Jong Yeol 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.4
본 논문에서, 극다중 안테나 시스템을 다중셀 환경에 적용하고 기지국의 안테나 수가 무한하다고 가정한 상태에서, 파일럿 오염으로 인해 제한된 시스템 용량을 개선하는 파일럿 도약 기법을 제안한다. 기존의 파일럿 고정 방식은, 각 사용자가 긴 시간 동안 동일한 Signal-to-interference ratio (SIR)를 얻게된다. 따라서, 약한 간섭을 받게 된 사용자는 지속적으로 SIR이 높은 반면에, 강한 간섭을 받게 된 사용자의 SIR은 지속적으로 낮아서 서비스의 질이 저하된다. 본 논문에서 제안한 파일럿 도약 기법에서는 매 타임 슬롯마다 다른 파일럿 신호를 사용하며, 이에 따라 매번 다른 양의 간섭을 받게 되므로, 매 타임 슬롯마다 SIR이 요동치게 된다. 이러한 채널에서 Hybrid Automatic Repeat & reQuest (HARQ) 기법을 적용할 경우에, 아웃티지 확률과 전송률의 개선 효과를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 극다중 안테나 시스템에 파일럿 도약 기법을 적용 후, 체이스 결합 유형의 HARQ를 적용하고 시뮬레이션을 통하여 성능이 개선됨을 보인다. We propose a pilot hopping scheme that improves the limited system capacity due to pilot contamination in multi-cell environment with large-scale antenna arrays at a base station, assuming the infinite number of antennas. In the conventional fixed pilot scheme, each user obtains the same signal-to-interference ratio (SIR) over a long period of time. Therefore, a user with strong interference has continuously low SIR which degrades its service quality. In the proposed pilot hopping scheme, different pilot signals are used for each time slot, and different amounts of interference are received every time. When such a pilot hopping technique is applied, the SIR fluctuates at every time slot. When the Hybrid Automatic Repeat & reQuest (HARQ) technique is applied in such a channel, the outage probability and transmission rate are improved. We show that there is the performance gain of the proposed scheme over the conventional scheme through computer simulations.