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( Sangmi Moon ),( Hyeonsung Kim ),( Young-hwan You ),( Cheol Hong Kim ),( Intae Hwang ) 한국인터넷정보학회 2021 KSII Transactions on Internet and Information Syst Vol.15 No.5
Millimeter wave (mmWave) communication based on the wide bandwidth of >28 GHz is one of the key technologies for cellular-connected unmanned aerial vehicles (UAVs). The selection of mmWave beams in such cellular-connected UAVs is challenging and critical, especially when downlink transmissions toward aerial user equipment (UE) suffer from poor signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) more often than their terrestrial counterparts. This study proposed a coordinated mmWave beam selection scheme using fingerprint for cellular-connected UAV. The scheme comprises fingerprint database configuration and coordinated beam selection. In the fingerprint database configuration, the best beam index from the serving cell and interference beam indexes from neighboring cells are stored. In the coordinated beam selection, the best and interference beams are determined using the fingerprint database information instead of performing an exhaustive search, and the coordinated beam transmission improves the SINR for aerial UEs. System-level simulations assess the UAV effect based on the third-generation partnership project―new radio mmWave and UAV channel models. Simulation results show that the proposed scheme can reduce the overhead of exhaustive search and improve the SINR and spectral efficiency.
3GPP 기반 Cellular-connected 무인 항공기 통신 성능 분석
문상미(Sangmi Moon),김현성(Hyeonsung Kim),황인태(Intae Hwang) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.2
본 논문에서는 3GPP (3rd Generation Partnership Project) 기반 Cellular-connected 무인 항공기 통신에서 무인 항공기의 밀도와 높이에 따른 성능을 분석한다. 성능 분석은 3GPP 다운링크 시스템의 UMa (Urban Macro) 시나리오에서 반송파 주파수가 30 GHz인 100 MHz의 대역폭을 기반으로 한다. 모의실험 결과 무인 항공기의 밀도가 크고, 높이가 증가함에 따라 더 많은 셀로부터 간섭을 수신하여 성능 열화가 발생한다.
셀룰러 네트워크상의 D2D 통신 시스템에서 간섭 억제 및 제거를 위한 연판정 기반 향상된 수신기
문상미(Sangmi Moon),추명훈(Myeonghun Chu),김한종(Hanjong Kim),김대진(Daejin Kim),김철성(Cheolsung Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2015 전자공학회논문지 Vol.52 No.12
셀룰러 네트워크에서 기지국의 과부하를 줄이고 주파수 부족 현상을 완화시킬 수 있는 D2D(Device-to-Device) 통신에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 셀룰러 네트워크의 상향링크 주파수 자원을 공유함으로써 상호간의 간섭은 증가하게 된다. 본 논문에서는 셀룰러와 D2D 사이의 간섭을 줄이기 위하여 연판정 기반의 향상된 수신기를 제안한다. 제안한 수신기는 MMSE (Minimum Mean Square Error) 또는 IRC (Interference Rejection Combing) 수신기를 통해 간섭 신호의 불편 추정 (unbiased estimation) 값을 계산 하고 간섭 신호를 억제 및 제거한다. 간섭 신호는 LLR (Log-Likelihood Ratio)로 표현되는 소프트 정보를 통해 업데이트 한다. 시스템 레벨 시뮬레이션은 3GPP LTE-A 시스템의 20MHz 대역을 기반으로 이루어 졌으며, 시뮬레이션 결과 제안한 수신기를 통해 기존 수신기보다 SINR, 전송률 및 스펙트럼 효율 측면에서 성능 향상을 가져다주는 것을 확인하였다. Cellular Network assisted device-to-device (D2D) communication has been growing to reduce the overload of eNodeB and mitigate the frequency shortage. However, by sharing the uplink frequency resource with the cellular network, the interference between cellular and D2D is increased. In this paper, we propose the advanced receiver based on soft decision to reduce the interference between cellular and D2D. The proposed receiver can suppress and cancel the interference by calculating the unbiased estimation value of interference signal using minimum mean square error (MMSE) or interference rejection combing (IRC) receiver. The interference signal is updated using soft information expressed by log-likelihood ratio (LLR). We perform a system level simulation based on the 20-MHz bandwidth of the 3GPP LTE-A system. Simulation results show that the proposed receiver can improve SINR, throughput and spectral efficiency compared to conventional receivers.
D2D 통신에서 사이드링크를 위한 DFT 기반 채널 추정 기법
문상미(Sangmi Moon),추명훈(Myeonghun Chu),김한종(Hanjong Kim),김대진(Daejin Kim),김철성(Cheolsung Kim),황인태(ntae Hwang) 대한전자공학회 2015 전자공학회논문지 Vol.52 No.12
최근, 3GPP (3rd Generation Partnership Project) 에서는 폭발적으로 증가하고 있는 모바일 데이터 트래픽을 수용하기 위하여 기기 간 직접(Device-to-Device, D2D) 통신을 개발하고 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. D2D 통신을 위해 이용되는 링크를 사이드링크라 하며, 사이드링크는 낮은 PAPR (Peak to Average Power Ratio)을 위해 SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 기반으로 한다. 또한, DMRS (DeModulation Reference Signal)를 사용함으로써 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 전송이 가능하게 한다. 본 논문에서는 D2D 통신에서 사이드링크를 위한 DFT 기반 채널 추정 기법을 제안한다. 제안 기법은 빠른 속도로 움직이는 사용자의 채널 추정이 가능하도록 2-D MMSE(2-Dimensional Minimum Mean Square Error) 보간 기법을 사용한다. 시스템 레벨 시뮬레이션은 3GPP LTE-Advanced 시스템의 20MHz 대역을 기반으로 이루어 졌으며, 시뮬레이션 결과 제안한 채널 추정 기법을 통해 기존 기법보다 SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio), 전송률 및 스펙트럼 효율 측면에서 성능 향상을 가져다주는 것을 확인하였다. Recently, 3rd Generation Partnership Project (3GPP) has developed device-to-device (D2D) communication to cope with the explosively increasing mobile data traffic. The D2D communication uses sidelink based on single carrier-frequency division multiple access (SC-FMDA) due to its low peak-to-average power ratio (PAPR). In addition, demodulation reference signal (DMRS) is designed to support multiple input multiple output (MIMO). In this paper, we propose the DFT-based channel estimation scheme for sidelink in D2D communication. The proposed scheme uses the 2-Dimensional Minimum Mean Square Error (2-D MMSE) interpolation scheme for the user moving at a high speed. We perform the system level simulation based on 20MHz bandwidth of 3GPP LTE-Advanced system. Simulation results show that the proposed channel estimation scheme can improve signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR), throughput and spectral efficiency of conventional scheme.
LTE-Advanced 기반 이종 네트워크에서 셀 영역 확장에 대한 셀 선택과 ABS를 통한 간섭 관리 기법
문상미(Sangmi Moon),김보라(Bora Kim),사란쉬 말리크(Saransh Malik),김대진(Daejin Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.8
LTE(Long Term Evolution)-Advanced에서는 저전력 피코셀(picocell)과 같은 소형셀을 중첩하여 배치해 시스템 성능을 향상시키기 위한 HetNet(Heterogeneous Network)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 HetNet에서 데이터 오프로딩 효과를 증대시키기 위해 셀 영역 확장(CRE: Cell Range Expansion) 기술이 소개되었다. 본 논문에서는 최적의 오프로딩 효과를 위해 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 기반 셀 선택 기법을 제안한다. 셀 확장 영역에 존재하는 사용자의 간섭 관리를 위해 ABS를 사용하며, 스펙스럼 효율을 증가시키기 위하여 동적인 ABS 비율을 사용한다. 모의실험 결과, 제안한 기법에서 피코셀뿐만 아니라 매크로셀 사용자의 스펙트럼 효율이 향상되어 전체적인 사용자의 성능이 향상 된 것을 볼 수 있다. Long Term Evolution (LTE) - Advanced has developed Heterogeneous Network (HetNet) that consists of a mix of macrocells and low-power nodes such as picocells to improve the system performance. Also, to encourage data offloading in HetNet, Cell Range Expansion (CRE) have been introduced. In this paper, we propose a cell selection scheme based on Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR) for optimal offloading effect. And we manage the interference for user located in cell range expanded region using Almost Blank Subframe (ABS) with flexible ABS ratio to improve the spectrum efficiency in time domain. Simulation results show that proposed scheme can improve spectrum efficiency of macrocell and picocell user. Eventually, proposed scheme can imporve overall user performance.
백홀 시스템에서 시스템 레벨 시뮬레이션 기반 하이브리드 수신기 설계 및 성능 분석
문상미(Sangmi Moon),추명훈(Myeonghun Chu),김한종(Hanjong Kim),김대진(Daejin Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2015 전자공학회논문지 Vol.52 No.11
폭발적으로 증가하고 있는 모바일 데이터 트래픽을 수용하기 위하여 셀 간 간섭을 제어할 수 있는 향상된 수신기에 대한 연구가 필요하다. 이를 위해 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 에서는 인접 셀의 간섭 신호를 억제 및 제거하여 수신기의 SINR(Signal-to-Noise-plus-Interference Ratio)을 향상시켜 수신 성능을 올리는 NAICS(Network Assisted Interference Cancellation and Suppression)가 표준에서 논의되고 있다. 본 논문에서는 이웃셀로 부터 간섭의 영향을 줄이기 위하여 연판정 기반의 향상된 수신기를 제안한다. 제안한 수신기는 MMSE (Minimum Mean Square Error) 또는 IRC (Interference Rejection Combing) 수신기를 통해 간섭 신호의 불편 추정 (unbiased estimation) 값을 계산 하고 간섭 신호를 억제 및 제거한다. 간섭 신호는 LLR (Log-Likelihood Ratio)로 표현되는 소프트 정보를 통해 업데이트 한다. 시스템 레벨 시뮬레이션은 3GPP LTE-Advanced 하향링크 시스템의 20㎒ 대역을 기반으로 이루어 졌으며, 시뮬레이션 결과 제안한 수신기를 통해 기존 수신기보다 SINR, 전송률 및 스펙트럼 효율 측면에서 성능 향상을 가져다주는 것을 확인하였다. An advanced receiver which can manage inter-cell interference is required to cope with the explosively increasing mobile data traffic. 3rd Generation Partnership Project (3GPP) has discussed network assisted interference cancellation and suppression (NAICS) to improve signal-to-noise-plus-interference ratio (SINR) and receiver performance by suppression or cancellation of interference signal from inter-cells. In this paper, we propose the advanced receiver based on soft decision to reduce the interference from neighbor cell in LTE-Advanced downlink system. The proposed receiver can suppress and cancel the interference by calculating the unbiased estimation value of interference signal using minimum mean square error (MMSE) or interference rejection combing (IRC) receiver. The interference signal is updated using soft information expressed by log-likelihood ratio (LLR). We perform the system level simulation based on 20㎒ bandwidth of 3GPP LTE-Advanced downlink system. Simulation results show that the proposed receiver can improve SINR, throughput, and spectral efficiency of conventional system.