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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.
밀리미터파 기반 다중 사용자 MIMO 시스템에서 아날로그 및 디지털 하이브리드 프리코딩
문상미(Sangmi Moon),김진영(Jin Young Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2019 전자공학회논문지 Vol.56 No.7
급증하는 데이터 사용량에 대비하고 신규 응용 서비스를 창출하기 위해 넓은 대역폭을 제공할 수 있는 밀리미터파 통신이 큰 관심을 받고 있으며, 5 세대 NR (New Radio) 표준을 기반으로 eMBB (enhanced Mobile Broad Band) 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 밀리미터파 통신에서는 고주파 채널의 특성상 낮은 주파수 대역에 비해 큰 경로 손실이 발생하고, 이를 보완하기 위해서는 많은 수의 안테나를 활용한 고지향성 빔포밍 기술이 필수적이다. 본 논문에서는 밀리미터파 다중 사용자 MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 시스템을 고려하고 이를 위한 아날로그 및 디지털 프리코딩을 제안한다. 하이브리드 프리코딩은 구현 복잡도를 낮추기 위한 아날로그 프리코딩과 사용자간 간섭 신호를 제거하기 위한 디지털 프리코딩으로 구성된다. 디지털 프리코딩은 간단한 선형 프리코딩인 ZF (Zero-Forcing), 더 높은 성능을 위한 비선형 프리코딩인 THP (Tomlinson-Harashima Precoding), 전체 스펙트럼 효율을 최대화시키기 위한 전력 할당 기반 프리코딩 기법이 적용된다. 모의실험 결과, 제안한 기법이 스펙트럼 효율 측면에서 기존 기법보다 향상된 것을 알 수 있다. Millimeter-wave communications have attracted large interest recently since the huge bandwidth prepare for rapidly increasing data usage and create new application services. The necessity of enhanced mobile broadband system has appeared based on the new radio standards for 5G. The characteristics of the millimeter-wave channel cause a larger path loss than the lower frequency band. To overcome large path losses, large-scale antenna arrays for highly directional beamforming is essential. The study presents a millimeter-wave-based multi-user multiple-input multiple-output system and proposes analog and digital hybrid precoding. Hybrid precoding comprises analog precoding to reduce implementation complexity and digital precoding to remove interference signals between the users. Digital precoding is simply applied to linear zero-forcing precoding, nonlinear tomlinson-harashima precoding for higher performance, and precoding with power allocation to maximize overall spectral efficiency. Results obtained from simulations performed in this study demonstrate that compared to the conventional method, use of the proposed method leads to attainment of higher spectral efficiency.
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.
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.
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.