가상 전이중 (Virtual Full-Duplex) 중계전송 기법

정방철,김수민 한국통신학회 2016 정보와 통신 Vol.33 No.4

본고에서는 5 세대 이동통신 핵심기술 중 하나인 전이중(full-duplex) 전송기술의 이득을 성취할 수 있는 새로운 접근방법인 가상 전이중 (virtual full-duplex) 중계전송 기법에 대해서 알아본다. 이는 아직 실제적인 제약들을 해결해야 하는 전이중 중계전송 기술의 대안으로 반이중 (half-duplex) 중계기 2개를 하나의 가상 중계기로 고려함으로써 네트워크 차원에서는 송신과 수신이 동시에 이루어지도록 하여 전이중 중계전송의 효과를 얻는 기술이다. 본고에서는 먼저, 중계기에서 메모리를 고려하지 않고, 2개의 중계기를 번갈아 가면서 사용하는 2경로 (two-path) 교차 (alternating) 중계전송 기법을 살펴보고, 다음으로 중계기에 버퍼를 장착한 다수 중계기 네트워크에서 가상 전이중 중계전송 기법에 대해서 알아본다.

Sub-band Spreading Technique for Adaptive Modulation in OFDM Systems

정방철,권재균,Hu Jin,성단근 한국통신학회 2008 Journal of communications and networks Vol.10 No.1

We propose a sub-band spreading technique for adaptive modulation (AM) in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems in order to reduce signaling overheads and to average frequency selective fading channels causing different signal-to-noise ratio (SNR) values for subcarriers in each subband. The conventional sub-band based AM schemes can also reduce signaling overheads and complexity for allocating a resource per sub-band at a time. However, they may suffer from the channel variation in a sub-band when the sub-band size is larger than the channel coherence bandwidth (BW). The sub-band spreading at the transmitter enables the received symbols in each sub-band to have an identical reliability even in a frequency selective fading channel. We rigorously analyze the averaged SNR value at the receiver of the sub-band spreading system and the analyzed average SNR in a sub-band is used for an adaptation criterion. The proposed AM scheme outperforms the conventional sub-band based OFDM scheme without spreading, and it can yield better throughput performance than the conventional subcarrier based AM schemes when we consider the signaling overheads.

차세대 이동통신 망을 위한 다중안테나 기반의 주파수 효율적 데이터 중계 방식

정방철,강민석,이상욱,전성근,Jung, Bang-Chul,Kang, Min-Seok,Lee, Sang-Wook,Jeon, Seong-Geun 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.8

본 논문에서는 기지국과 중계기와 사용자 단말로 구성되는 셀룰라 망에서 기지국의 다중 안테나를 이용하여 중계기에서 생기는 주파수 비효율성을 극복하는 데이터 중계 방식을 제안한다. 셀룰라 망에서 기지국은 단말이나 중계기에 비하여 많은 수의 안테나를 가지고 있다. 따라서 중계기가 기지국으로부터 수신한 데이터를 단말에게 전송할 때, 동일한 주파수 자원을 이용하여 기지국이 또 다른 단말에게 데이터를 보내게 함으로써 주파수 효율을 증대시킬 수 있는 것이다. 그러나 이러한 과정에서 중계기로부터 데이터를 전송받는 단말이 또 다른 단말에게 데이터를 전송하는 기지국의 신호에 의하여 간섭을 받게 되는데, 본 논문에서는 이러한 간섭을 줄이는 방식으로서 ing 방식과 pre-whitening 방식의 pre-coding 방식을 제안한다. We propose a spectrally efficient relaying scheme with multiple antennas for cellular networks which consist of base station (BS), relay station (RSs), and mobile stations (MSs). In general, a BS has more antennas than an RS or an MS. By using multiple antennas, a BS can support another MS with the same frequency resource, where an RS transmits data to a specific MS. In this case, the MS receiving data form an RS also receives the interference form the BS because the BS also uses the same frequency resource at the same time. In this paper, we propose ing and pre-whitening techniques as a pre-coding scheme at the BS for reducing the interference at the MS receiving data from the RS.

하향링크 사용자 용량 개선을 위한 통계적 다중화기반의 RFH-OFDMA

정방철,이형진,성단근,Jung, Bang-Chul,Lee, Hyung-Jin,Sung, Dan-Ken 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.7a

본 논문에서는 하향링크에서 사용자 용량 증가를 위하여 통계적 다중화에 기반한 RFH-OFDMA(Random Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 제안한다. 사용자 용량은 한 셀에서 주어진 기본 데이터 전송률로 데이터 전송이 가능한 최대 사용자의 수를 의미한다. 본 논문에서는 제안된 통계적 다중화 기반의 RFH-OFDMA 방식의 하향링크 사용자 용량과 기존 FH-OFDMA 방식에서의 하향링크 사용자 용량을 비교한다. 사용자 용량은 부반송파 개수와 인접 셀 간섭에 의하여 제한되며 수신 SINR이 가장 열악한 환경에서의 시스템 용량을 상호 비교하기 위하여 사용자는 모두 셀 경계에 있다고 가정하고 인접 셀 간섭은 최대 값을 갖는다고 가정한다. 시뮬레이션 결과를 통하여, 사용자의 채널 활성도가 0.1, 수신단에서 요구되는 Eb/IO가 6dB, 3-sector 안테나가 사용된 경우에 제안된 RFH-OFDMA 방식이 262명을 수용한 반면에 기존의 FH-OfDMA방식의 경우 51명의 사용자를 수용할 수 있음을 보여준다. We propose a random frequency hopping orthogonal frequency division multiple access (RFH-OFDMA) system based on statistical multiplexing for improving downlink user capacity. User capacity is defined as the maximum number of users served with a given basic data-rate in a cell. We compare the downlink user capacity of the proposed RFH-OFDMA system with that of the conventional frequency hopping OFDMA (FH-OFDMA) systems in the worst case where all users are located at the cell boundary. User capacity is limited by either the number of subcarriers or other-cell interference (OCI). Simulation results show that the proposed RFH-OFDMA system can accommodate 262 users in a 3-sectored cell, while the conventional FH-OFDMA systems can accommodate 51 users, when the user channel activity and the required Eb/I0 are 0.1 and 6 dB, respectively, and all users are assumed to be located at the cell boundary.

차세대 융합통신네트워크 진화전망 및 유망기술

정방철,이우재 대한전자공학회 2010 전자공학회지 Vol.37 No.4

복잡계 네트워크기반 무선 애드혹 네트워크 설계 및 분석

정방철,강기홍,김정필,박연식,Jung, Bang Chul,Kang, Kee-Hong,Kim, Jeong-Pil,Park, Yeon-Sik 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.9

본 논문에서는 복잡계 네트워크 이론에 기반하여 무선 애드혹 네트워크를 분석하고 네트워크 토폴로지를 구성하는 방법에 관하여 제안한다. 본 논문에서는 기존의 복잡계 네트워크 연구가 무선 통신 채널의 특성을 정확히 반영하지 못한 부분을 개선하였으며, 랜덤 그래프 이론을 무선 통신 환경을 고려하여 확장하였다. 주요 결과로서 복잡계 네트워크 이론에 기반한 네트워크 토폴로지 구성이 전체 애드혹 네트워크 성능에 미치는 영향을 분석하고 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. In this paper, we propose a novel analysis and design methodology based on complex network theory for wireless large-scale ad hoc networks. We also enhance the conventional analysis methods which does not sufficiently consider the effect of the wireless communication channels and extend the existing random graph theory by reflecting the wireless communication environments. As a main result, the effect of the network topology such as average degree of each communication node on the network capacity through extensive computer simulations.

다중 안테나를 이용한 직교 부호 도약 다중화 시스템의 성능향상

정방철,이우재,박연식,전성근,Jung, Bang-Chul,Lee, Woo-Jae,Park, Yeoun-Sik,Jeon, Seong-Keun 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.10

직교부호 도약 다중화기술(Orthogonal Code Hopping Multiplexing)은 CDMA기반 이동통신시스템에서 가용한 직교부호의 수보다 많은 수의 사용자를 수용하기 위해 제안된 통계적다중화기반 하향링크 기술이다. 본 논문에서는 최근 다양한 이동통신시스템에 제안되고 있는 다중안테나 기술인 MIMO기술을 사용하여 기존의 직교부호 도약 다중화기술의 성능을 향상시키는 기술을 제안한다. 각 변조된 심벌은 N번 반복되고 반복된 기 심볼은 N개의 송신 안테나로 동시에 전송된다. 반복을 통하여 기존 직교부호 도약 다중화 기술에서 제기되었던 천공(Perforation)의 영향은 반복된 심볼로 분산된다. 반복된 모든 심볼이 모두 천공될 확률은 급격히 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 다중안테나를 이용하여 기존의 직교부호 도약 다중화기술이 가지고 있던 단점이 보상될 수 있음을 보인다. An orthogonal code hopping multiplexing (OCHM) technique has been proposed for accommodating a large number of users with low channel activities than the number of orthogonal codewords through statistical multiplexing in downlink cellular systems. In this paper, a multiple input multiple output (MIMO) antenna based OCHM system is proposed to improve the performance. Each modulated symbol is repeated N times and the N repeated symbols are transmitted simultaneously using N transmit antennas. Through repetitions, the effect of perforations that the OCHM system experiences is decentralized among the repeated symbols and the full perforation probability is significantly reduced. Each receiver detect the transmitted signal using its pre-assigned code hopping pattern. Simulation results show that the proposed scheme saves the required energy for a given frame error rate (FER).

직교코드 다중화를 이용한 터보부호화된 OFDM 전송 시스템

정방철,오성근,선우명훈 한국통신학회 2003 韓國通信學會論文誌 Vol.28 No.5A

기회적 간섭 정렬의 개요

정방철,조문제 한국통신학회 2015 정보와 통신 Vol.32 No.5

기회적 간섭 정렬 기술은 사용자 간섭 채널에서 탁월한 이론적 성능을 보이는 간섭 정렬 기술을 다수의 사용자와 기지국, 다수의 안테나가 존재하는 다중 셀 다중안테나 셀룰라 네트워크에 적용하는 기술 중 하나로서 각 셀의 사용자가 증가할수록 이론적인 최적 자유도를 달성하는 기술이다. 기회적 간섭 정렬기법의 장점은 각 셀 상호 정보의 교환 없이 독립적으로 동작하고 각 사용자는 자신과 연관된 채널 정보(local channel state information, local CSI)만을 요구한다는 것이다. 셀의 크기가 감소하고 기지국 및 사용자 단말의 밀도가 크게 증가할 것으로 예상되는 5세대 이동통신 시스템에서는 각 통신링크간 간섭제어가 매우 중요할 것으로 예상된다. 따라서, 본 논문에서는 5세대 이동통신 시스템에서 핵심적인 역할을 할 것으로 예상되는 기회적 간섭 정렬 기법에 관하여 살펴본다.

하향링크 사용자 용량 개선을 위한 통계적 다중화기반

정방철,이형진,성단근 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.7