독립적인 MCS 레벨 선택 방식이 적용된 AMC-MIMO 결합 시스템의 성능 개선

김철성 ( Intae Hwang ),황인태 ( Kwang-wook Choi ),최광욱 ( Sang-jin Ryoo ),류상진 ( Kyung-hwan Lee ),이경환 ( Cheolwoo You ),유철우 ( Dae-ki Hong ),홍대기 ( Mingoo Kang ),강민구 ( Cheol-sung Kim ) 한국인터넷정보학회 2007 인터넷정보학회논문지 Vol.8 No.1

본 논문에서는 AMC-V-BLAST(Adaptive Modulation and Coding-Vertical-Bell-lab Layered Space-Time) 결합 시스템에 각 레이어 별로 공통적인 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 적용한 경우와 독립적인 MCS레벨을 적용한 경우의 시스템 구조를 제시 후 성능을 관찰한다. 그리고 공통적인 MCS 레벨이 적용된 결합 시스템의 성능에 비하여 독립적인 MCS 레벨이 적용된 결합 시스템이 어느 정도의 전송률 향상이 있는가를 살펴본다. 실험결과, 독립적인 MCS 레벨이 적용된 경우가 레이어 별로 각 채널상태에 따라 최대한의 전송률을 얻기 위한 변조 및 코딩 방식이 선택되므로 공통 MCS 레벨을 적용한 경우에 비하여 전송률 성능이 우수함을 보였다. 특히, 약 7dB ~ 9dB SNR 구간에서 독립적인 MCS 레벨을 적용한 AMC-V-BLAST 결합 시스템의 경우가 공통적인 MCS 레벨을 적용한 경우에 비하여 약 700kbps의 전송률이 개선됨을 확인하였다. 또한, 수신다이버시티를 고려하며 MMSE 무효화 기법을 적용한 AMC-V-BLAST 결합 시스템의 경우 7dB ~ 9dB SNR 구간에 대하여 독립적인 MCS 레벨을 적용한 시스템과 공통적인 MCS 레벨을 선택한 시스템 간의 전송률 차이가 약 350kpbs 내외로 나타남을 확인할 수 있다. In this paper, we propose and observe a system that adopts Common-MCS (Modulation and Coding Scheme) level over all layer and Independent-MCS level for each layer in the combined AMC-V-BLAST (Adaptive Modulation and Coding-Vertical-Bell-lab Layered Space-Time) system. Also, comparing with the combined system using Common-MCS level, we observe throughput performance improvement in case of Independent-MCS level. As a result of simulation, Independent-MCS level case adapts modulation and coding scheme for maximum throughput to each channel condition in separate layer, resulting in improved throughput compared to Common-MCS level case. Especially, the results show that the combined AMC-V-BLAST system with Independent-MCS level achieves a gain of 700kbps in 7~9dB SNR (Signal-to-Noise Ratio) range against using Common-MCS level. In addition, the combined AMC-V-BLAST system using MMSEnulling method with receive diversity is verified that the difference of throughput between Independent MCS level system and common MCS level system in 7dB~9dB SNR is about 350kbps more or less.

NR 기반 enhanced V2X를 위한 차량 MIMO 시스템 설계 및 성능 분석

김철성(Cheolsung Kim),문상미(Sangmi Moon),권순호(Soonho Kwon),김현성(Hyeonsung Kim),송병규(Byeonggyu Song),황인태(Intae Hwang) 한국통신학회 2018 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.11

분산 안테나 시스템을 위한 주파수 재사용 및 협력 전송 기법

문상미(Sangmi Moon),김보라(Bora Kim),사란쉬 밀라크(Saransh Malik),김철성(Cheolsung Kim),황인태(Intae Hwang) 한국통신학회 2013 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.11

Macro-Pico 이종 네트워크에서 주파수 및 시간 도메인에서의 자원 할당 기반 간섭 관리 기법

최훈(Hun Choi),문상미(Sangmi Moon),사란쉬 말리크(Saransh Malik),김철성(Cheolsung Kim),황인태(Intae Hwang) 한국통신학회 2013 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.11

LTE-Advanced에 적용되는 빠른 페이딩 채널의 새로운 채널 추정 방법

Saransh Malik,Sherlie Portugal,문상미(Sangmi Moon),김보라(Bora Kim),김철성(Cheolsung Kim),황인태(Intae Hwang) 大韓電子工學會 2012 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.49 No.5

높은 도플러 확산에 의한 채널 통계의 정확한 전송 및 추정은 최근 및 미래의 이동 통신 시스템에서 고려되는 주요 문제 중 하나이다. 따라서 기존 채널 추정 기법의 한계를 극복하는 새로운 채널 추정 기술을 연구하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 첫 번째 OFDM symbol의 간단한 추정 후 새로운 채널 추정 방법인 파일럿 부반송파와 OFDM symbol의 나머지 채널을 추정하기 위해서 Kalman Filter를 사용하는 것을 제안한다. 또한 지금까지의 대부분 연구에서는 block-type이나 comb-type 파일럿 배열에 초점 맞춰져 있는 것과 달리 LTE-Advanced의 파일럿 부반송파의 lattice-type 배열을 고려하여 설계한다. 이 외에도 결과를 최적화하기 위해서 나머지 부반송파에 대한 채널 주파수 응답을 추정하기 위해 채널 임펄스 응답의 필터링과 Winer Filter를 사용한다. Accurate transmission and estimation of the channel statistics affected by high Doppler spread is one of the main issues of concern for the latest and future mobile communication systems. Therefore, it is important to research in novel channel estimation techniques that overcome the limitations of conventional methods. In this paper, we propose a novel channel estimation method that, after a simple estimation in the first OFDM symbol, uses Kalman filter to predict the channel in the rest of OFDM symbols with pilot subcarriers. Our method is designed considering the lattice-type arrangement of pilot subcarriers in LTE-Advanced, since most of the studies so far focus on block-type or comb-type pilot arrangements. In addition, to optimize the results, we use the filtering of channel impulse response and Wiener Filter for the estimation of the channel frequency response in the rest of the subcarriers.

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.

사이드홀 시스템에서 안테나 배열 설계 및 하이브리드 수신기

문상미(Sangmi Moon),최훈(Hun Choe),추명훈(Myeonghun Chu),김대진(Daejin Kim),김철성(Cheol-Sung Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2015 전자공학회논문지 Vol.52 No.5

이최근, 3GPP (3rd Generation Partnership Project) 에서는 폭발적으로 증가하고 있는 모바일 데이터 트래픽을 수용하기 위하여 사이드홀 (Sidehaul) 시스템을 개발하고 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 사이드홀 시스템은 낮은 PAPR (Peak to Average Power Ratio)을 위해 SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 기반으로 한다. 또한 제한된 공간에서 안테나 배열을 사용함으로써 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 전송이 가능하게 한다. 본 논문에서는 사이드홀 시스템에서 ULA (Uniform Linear Array), UCA (Uniform Circular Array) 및 UPA (Uniform Planar Array)에 대한 안테나 배열을 설계하고 성능을 분석한다. 또한, 이웃셀로 부터 간섭의 영향을 줄이기 위하여 새로운 하이브리드 수신기 FSC (Full Suppression Cancellation)를 제안한다. 제안한 수신기는 IRC (Interference Rejection Combining)와 SIC (Successive Interference Cancellation)를 결합하여 간섭을 억제 및 제거 할 수 있다. Recently, 3rd Generation Partnership Project (3GPP) has developed sidehaul system to cope with the explosively increasing mobile data traffic. The sidehaul system is based on single carrier-frequency division multiple access (SC-FMDA) due to its low peak to average power ratio (PAPR). Also, antenna array is designed to support multiple input multiple output (MIMO) in a restricted space. In this paper, we design the antenna array about uniform linear array (ULA), uniform circular array (UCA) and uniform planar array (UPA), and analysis the performance in sidehaul system. In addition, we propose the novel hybrid receiver full suppression cancellation (FSC) to reduce the interference from neighbor cell in sidehaul system. The proposed receiver can suppress and cancel the interference by combining interference rejection combining (IRC) with successive interference cancellation (SIC).

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.