하향링크 MIMO 시스템을 위한 공간분할 다중접속 기술

임민중(Min joong Rim) 대한두경부종양학회 2000 대한두경부 종양학회지 Vol.16 No.2

차세대 이동 및 우선통신 시스댐은 현재보나 얘우 큰 고속의 데이터 전송과 시스템 용량을 요구하고 였으며 이러한 요구를 충족시키기 위해서 복수의 안테나를 사용하여 송수신을 하는 MIMO(multiple input, multiple output) 기술이 널리 연구되고 있다 이 논문은 다수의 안테나를 가지고 있는 기지국, 소수의 안테나를 가지고 있는 단말기의 하향 링크에서 스케터령과 변동이 적으며 평탄한 페이딩 채널을 가정한다. 단영 사용가 MIMO 시스템에서 가지국이 채널상태정보를 가지고 있다연 SVD(singular value decomposition) 와 water filling 읍 사용 한 MIMO 기숭이 최대의 채널용량을 이룬다. 그러나 복수 사용자 시스템의 경우에는 공간분할 다중접속 기술을 이용하여, 보다 큰 전체 채널용량을 얻는 것이 가능하다 이 논문은 복수 사용가 시스템에서 각 사용자에게 복수 의 데이터 스트림을 전송하는 MIMO 공간분할 다중접속 기술을 제안한다. 제안하는 기술은 SVD 기반의 MIMO 기술이나 스마트 안테나를 사용한 공간분항 다중정속 기술보다 더 큰 전체 채널용량을 얻을 수 있다. The next generation cellular radio systems require high data rate transmission and large system capacity In order to meet these requirements, multiple antennas can be used at the base and mobile stations, forming MIMO(multiple-input, multiple-output) channels This paper considers a downlink MIMO system assuming a large number of base station antennas, a small number of mobile station antennas, and rich-scattering, quasi-stationary, and flat-fading channel environments When the channel state information is given at the base station in a single user system, a MIMO technique with SVD(singular value decomposition) and water-filling can achieve the maximal downlink channel capacity. In multi-user environments, however, SDMA(space division multiple acces) technique can be used to further increase the total channel capacity supported by the base station This paper proposes a MIMO SDMA technique which can transmit parallel data streams to each of multiple users. The proposed method. can achieve higher total channel capacity than SVD-based MIMO techniques or conventional SDMA using smart antennas.

SC-FDE 시스템에서의 다이버시티 기술 비교

임민중(Min-Joong Rim),김홍석(Hongseog Kim) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.10A

본 논문에서는 채널이 시간 및 주파수에서 비선택적일 때를 가정하여 복수의 송신 안테나를 사용하는 SC-FDE(Single Carrier with Frequency Domain Equalization) 시스템에서 순환지연 다이버시티 기술과 위상 회전 기술의 성능을 비교한다. OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서는 위상 회전을 이용하여 시간축에서 변화하는 채널을 만드는 것과 순환지연 다이버시티를 사용하여 주파수 선택적 채널을 만드는 것은 유사한 성능을 보인다. 그러나 SC-FDE 시스템에서는 시간축에서 변화하는 채널을 만드는 것이 주파수축에서 변화하는 채널을 만드는 것보다 더 우수한 성능을 보일 수 있다. This paper compares the performances of cyclic delay diversity and phase rolling techniques for SC-FDE (Single Carrier with Frequency Domain Equalization) systems with multiple transmit antennas assuming time-flat and frequency-flat channels. In OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) systems generation of time varying channels using phase rolling can result in performance gains comparable to those of frequency-selective channels made by cyclic delay diversity. However, in SC-FDE systems making time-selective channels may produce better results than creation of frequency-selective channels.

다중 슬롯을 사용하는 랜덤 액세스 기법

임민중(Min-Joong Rim),신영주(Young-Joo Shin),임대운(Dae-Woon Lim) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.6A

본 논문은 다중 액세스 통신 시스템에서 액세스 성공 확률을 향상시키기 위한 새로운 랜덤 액세스 기법을 제안한다. 종래의 랜덤 액세스 기법에서는 한 개의 슬롯을 이용하여 액세스를 시도하며 다른 사용자와 충돌이 발생하지 않은 경우에 액세스를 성공하여 데이터 전송을 시작한다. 이와 비교하여 본 논문에서 제안하는 랜덤 액세스 기법에서는 액세스를 위해서 여러 개의 슬롯이 존재하고 각 사용자들은 한 개 이상의 슬롯을 선택하여 액세스를 시도한다. 여기서 각 사용자들이 선택한 여러 슬롯 중에 최소한 한 개 이상의 슬롯이 다른 사용자들이 선택한 슬롯들과 충돌이 발생하지 않는 경우에 액세스를 성공하게 된다. 이 때 액세스 성공 확률을 최대화하기 위해서 사용자들이 선택하는 슬롯의 수는 각 사용자들의 액세스 분포에 따라 달라지며 액세스의 확률 분포가 주어진 경우 최적의 슬롯 수를 구하는 방법을 제안한다. 또한 모의 실험을 통해서 제안된 방법이 기존의 방법에 비해 액세스 성능 확률이 향상됨을 보인다. In this paper, a new random access scheme is proposed to improve the probability of successful access. In the conventional scheme, a packet is transmitted by a user using one slot and considered successfully transmitted if a collision does not occur. In comparison, a packet of the proposed scheme is transmitted by a user using one or more slots and considered successfully transmitted if there is at least one slot without collision. We evaluate the optimal number of slots selected by users to maximize the probability of successful access when the probability distribution functions for the number of users are given such as Binomial and Poission distribution. From the numerical analysis, it is shown that the proposed scheme performs better than conventional scheme.

간섭 제한적인 환경에서의 OFDM 시스템의 다이버시티 기술의 비교

임민중(Min-Joong Rim),김홍석(Hongseog Kim) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.11A

본 논문에서는 간섭 제한적인 환경의 OFDM 시스템에서 시공간 부호화 기술과 순환지연 다이버시티 기술의 성능을 비교한다. 통신 시스템은 다이버시티 기술을 보통 자신의 성능을 향상시키기 위하여 사용하지만 시스템이 간섭 제한적인 환경에서 동작된다면 다른 사용자에게 미치는 영향도 함께 고려해야 한다. 다른 사용자와의 간섭을 고려하지 않을 때 시공간 부호화 기술은 순환지연 다이버시티 기술보다 우수한 성능을 보이지만 다른 사용자에게 미치는 영향을 함께 고려할 때는 순환지연 다이버시티를 사용하는 것이 더 우수한 성능을 보일 수 있다. This paper compares the performances with space time coding and cyclic delay diversity techniques for OFDM systems in interference-limited environments. While a communication system usually use a diversity technique to improve its own performance, it is also necessary to consider the interference effects to other users as well if the system is operated in interference-limited environments. When there is no interference from or to other users, space time coding technique results in better performance than cyclic delay diversity. However, cyclic delay diversity can be better than space time coding if interferences to other users are considered.

SC-FDMA 시스템에서의 다이버시티 기술과 채널부호화율의 관계

임민중(Min-Joong Rim) 한국통신학회 2009 韓國通信學會論文誌 Vol.34 No.1

OFDMA 시스템의 다중 사용자 스케줄링을 위한 순환지연 다이버시티의 지연값 결정

임민중(Min-Joong Rim),허성호(Seong-Ho Hur),송현주(Hyun-joo Song),임대운(Dae-Woon Lim),정병장(Byung-Jang Jeong),노태균(Taegyun Noh) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.3A

OFDMA 시스템에서 주파수축에서의 다중사용자 스케줄링의 성능은 채널의 주파수 선택적 특성과 상관이 있다. 채널이 주파수축에서 평탄하면 다중사용자 스케줄링의 이득이 줄어들 수 있으며 반대로 주파수 선택적 특성이 너무 커서 할당 대역폭 내에서 채널의 변화가 심하게 일어난다면 충분한 스케줄링 이득을 얻기 어려워진다. 다중 사용자 스케줄링 이득을 최대화하기 위해서는 순환지연 다이버시티를 적용하여 채널의 주파수 선택적 특성을 조절할 수 있다. 이 논문에서는 할당 대역폭과 채널 특성을 고려하여 순환지연 다이버시티를 적용할 때의 최적의 지연값을 결정하는 방법을 제안한다. In an OFDMA system the performance of multi-user scheduling in the frequency domain is affected by the frequency selectivity of the channel. If the channel is too flat in the frequency domain, the multi-user scheduling gain might be degraded. On the contrary, if the frequency selectivity is too high and the magnitude of the frequency response severely fluctuates on the allocation bandwidth, it is also hard to get sufficient scheduling gain. For maximizing the multi-user scheduling gain, a cyclic delay diversity technique can be used to adjust the frequency selectivity of the channel. This paper proposes a method to determine the optimal delay value of cyclic delay diversity according to the allocation bandwidth and the channel characteristics.

QAM-OFDM 시스템을 위한 결정지향 채널추정 방법

임민중(Rim min-joong),김동현(Kim dong-hyun),이미경(Lee mi-gyeong),안재민(Ahn jae-min),김연수(Kim yeon-soo) 한국통신학회 2002 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2002 No.7

상향링크 OFDMA 이동통신 시스템에서의 개별 사용자의 보호구간 확장

임민중,임대운,정병장,노태균,Rim, Min-Joong,Lim, Dae-Woon,Jeong, Byung-Jang,Noh, Tae-Gyun 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.5A

하향링크 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템의 경우 순환전치 구간은 지연확산만을 고려하면 되지만 상향링크 OFDMA 시스템에서는 지연확산과 함께 상향링크 신호의 타이밍 오차를 고려한 보호구간이 필요하다. 특히 셀 반경이 큰 셀에서 초기 액세스를 하는 경우, 핸드오버를 하는 경우, 오래 동안 단말이 기지국과 데이터를 주고받지 않은 경우에는 타이밍 오차가 매우 클 수 있으며 매우 큰 보호구간이 요구될 수 있다. 상향링크 OFDMA 시스템에서 작은 크기의 순환전치 구간을 유지하기 위해서는 시스템의 순환전치 구간은 그대로 둔 체 큰 타이밍 오차가 발생할 수 있는 단말의 보호구간만 증대시키는 방법이 필요하다. 이 논문에서는 상항링크 OFDMA 시스템의 보호구간을 사용자 개별적으로 확장하는 방법을 제안한다. While the cyclic prefix lengths of downlink OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) systems are determined based on the maximum delay spreads encountered in cellular environments, the guard interval of uplink OFDMA systems should consider the timing offsets of uplink signals as well as the delay spread lengths. Especially in the cases of initial accesses, handovers, and considerable time elapsed without data transmissions between base and mobile stations in a large cell, uplink timing offsets can be large and a very long guard interval length may be required. In order to keep the small size of the cyclic prefix in uplink OFDMA systems, the systems require a method of extending the guard intervals for users with large timing offsets without affecting the cyclic prefix length of the system. This paper proposes a method extending the guard intervals of individual users in uplink OFDMA systems.

광대역 CDMA이동통신 시스템의 결정지향 채널추정기를 위한 필터크기 결정 방법

임민중,류철,안재민,Rim, Min-Joong,Ryu, Chul,Ahn, Jae-Min 대한전자공학회 2003 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.40 No.5

CDMA(Code Division Multiple Access) 이동통신 시스템은 페이딩에 의한 왜곡을 보상하기 위해 수신기에서 정확한 채널추정을 요구한다. 순간채널추정값은 수신된 신호를 전송된 신호로 나누어 줌으로써 얻게 되며, 추정분산을 줄이기 위하여 필터를 통과함으로써 보다 정확한 채널추정값을 얻는다. 채널추정필터에서 필터 크기의 결정은 채널추정값의 정확도에 매우 큰 영향을 미치는 중요한 일이다. 기존의 논문들은 필터의 크기 결정을 위해서 일반적으로 속도 추정기만을 사용하지만, 이 논문에서는 결정지향 채널추정 방법의 채널추정필터를 위해서 단말기의 속도뿐만 아니라 심벌오류확률과 신호대잡음비를 고려한 필터 크기 결정 방법을 제안한다. 이 논문은 심벌오류확률과 신호대잡음비가 필터 크기를 결정할 때의 중요한 요소임을 보인다. CDMA(Code Division Multiple Access) mobile communication systems require accurate channel estimation in the receiver to compensate the fading distortions. Instantaneous channel estimates are obtained by dividing the received symbol by the transmitted symbol and then refined by filtering to reduce the estimation variance. In the channel estimation filter, the determination of the filter size is a very important task which greatly affects the estimation quality. While conventional methods usually use only velocity estimators to determine the channel estimation filter size, this paper proposes a filter size determination method for decision-directed channel estimators considering the symbol error rate and the signal-to-noise ratio in addition to the velocity of the mobile station. This paper shows that the symbol error rate and the signal-to-noise ratio are important factors for the determination of the channel estimation filter size.

하향링크 MIMO 시스템을 위한 공간분할 다중접속 기술

임민중,Rim, Min-Joong 한국통신학회 2004 韓國通信學會論文誌 Vol.29 No.9A

차세대 이동 및 우선통신 시스댐은 현재보나 얘우 큰 고속의 데이터 전송과 시스템 용량을 요구하고 였으며 이러한 요구를 충족시키기 위해서 복수의 안테나를 사용하여 송수신을 하는 MIMO(m 비 tiple input, multiple output) 기술이 널리 연구되고 있다 이 논문은 다수의 안테나를 가지고 있는 기지국, 소수의 안테나를 가지고 있는 단말기의 하향 링크에서 스케터령과 변동이 적으며 평탄한 페이딩 채널을 가정한다. 단영 사용가 MIMO 시스템에서 가지국이 채널상태정보를 가지고 있다연 SVD(singular value decomposition) 와 water filling 읍 사용 한 MIMO 기숭이 최대의 채널용량을 이룬다. 그러나 복수 사용자 시스템의 경우에는 공간분할 다중접속 기술을 이용하여, 보다 큰 전체 채널용량을 얻는 것이 가능하다 이 논문은 복수 사용가 시스템에서 각 사용자에게 복수 의 데이터 스트림을 전송하는 MIMO 공간분할 다중접속 기술을 제안한다. 제안하는 기술은 SVD 기반의 MIMO 기술이나 스마트 안테나를 사용한 공간분항 다중정속 기술보다 더 큰 전체 채널용량을 얻을 수 있다. The next generation cellular radio systems require high data rate transmission and large system capacity In order to meet these requirements, multiple antennas can be used at the base and mobile stations, forming MIMO(multiple-input, multiple-output) channels This paper considers a downlink MIMO system assuming a large number of base station antennas, a small number of mobile station antennas, and rich-scattering, quasi-stationary, and flat-fading channel environments When the channel state information is given at the base station in a single user system, a MIMO technique with SVD(singular value decomposition) and water-filling can achieve the maximal downlink channel capacity. In multi-user environments, however, SDMA(space division multiple acces) technique can be used to further increase the total channel capacity supported by the base station This paper proposes a MIMO SDMA technique which can transmit parallel data streams to each of multiple users. The proposed method. can achieve higher total channel capacity than SVD-based MIMO techniques or conventional SDMA using smart antennas.