LTE-Advanced 시스템에서 소형셀 향상을 위한 새로운 사용자 오프로딩 기법

문상미(Sangmi Moon),추명훈(Myeonghun Chu),이지혜(Jihye Lee),권순호(Soonho Kwon),김한종(Hanjong Kim),김철성(Cheolsung Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2016 전자공학회논문지 Vol.53 No.5

LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)에서는 비용 효율적 방법으로 급증하는 무선 데이터 서비스를 대처하고 사용자의 QoS(Quality of Service)를 만족시키기 위해 소형셀 향상(SCE:Small Cell Enhancement)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 수많은 소형셀이 밀집하여 불규칙하게 배치되기 때문에 오프로딩 기법이 적용되어야 한다. 본 논문에서는 LTE-Advanced 시스템에서 SCE 위한 새로운 사용자 오프로딩 기법을 제안한다. 제안 기법은 UE(User Equipment)로부터 받은 RSRP(Reference Signal Received Power)를 비교하여 소형셀의 클러스터를 구성한다. 클러스터 내에서 셀의 사용자 수와 간섭 상황을 고려하여 사용자 오프로딩을 적용한다. 모의실험 결과, 제안한 기법에서 소형셀 사용자의 전송률 및 스펙트럼 효율이 향상되어 전체적인 셀 성능이 향상 되는 것을 볼 수 있다. In Long Term Evolution-Advanced (LTE-A), small cell enhancement(SCE) has been developed as a cost-effective way of supporting exponentially increasing demand of wireless data services and satisfying the user quality of service(QoS). However, due to the dense and irregular distribution of a large number of small cells, the offloading scheme should be applied in the small cell network. In this paper, we propose an user offloading scheme for SCE in LTE-Advanced system. We divide the small cells into different clusters according to the reference signal received power(RSRP) from user equipment(UE). Within a cluster, We apply the user offloading scheme with the consideration of the number of users and interference conditions. Simulation results show that proposed scheme can improve the throughput, and spectral efficiency of small cell users. Eventually, proposed scheme can improve overall cell performance.

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

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

문상미(Sangmi Moon),김진영(Jin Young Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2019 전자공학회논문지 Vol.56 No.7

3GPP (3rd Generation Partnership Project)에서는 eV2X (enhanced Vehicle-to-Everything)에 대한 표준화 연구가 활발히 진행되고 있다. eV2X 서비스의 요구 사항은 기존 V2X 대비, 요구되는 데이터 전송률이 수십 Mbps에서 최대 1000Mbps에 이르기까지 비약적으로 높아진다. 또한 수 내지 수십 ms 이내의 시간 지연 내에서 매우 낮은 오류 확률로 통신이 수행되어야 한다. 본 논문에서는 eV2X의 요구 사항인 저지연, 고신뢰성 및 높은 데이터 전송률을 만족하기 위해 NR (New Radio) 기술중 LDPC (Low-Density Parity-Check) 코드 및 256 QAM을 적용한다. 또한, 송신 다이버시티를 통해 신뢰성을 높이고 sTTI (short Transmission Time Interval)를 통해 지연시간을 낮추는 차량 MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 시스템을 제안한다. 시뮬레이션 결과 제안 시스템이 높은 신뢰성, 데이터 전송률 및 짧은 지연시간을 갖는 것을 알 수 있다. The 3rd Generation Partnership Project (3GPP) has recently developed enhanced vehicle to everything (eV2X) communication. The requirements of the eV2X service are dramatically higher than the existing V2X, with the required data transmission rates ranging from tens of Mbps to up to 1000 Mbps. In addition, the communication should be performed with a very low error probability within a time delay of several to several tens of ms. In this paper, low-density parity-check (LDPC) code and 256 QAM of new radio (NR) technology are applied to meet the low-latency, high reliability and high data rate requirements of eV2X. In addition, we propose a vehicle multiple-input multiple-output (MIMO) system that improves reliability through transmit diversity and reduces latency through short transmission time interval (sTTI). Simulation results show that the proposed system has high reliability, data rate and short latency.

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.

차량 통신 시스템을 위한 적응적 전송 기법 설계 및 성능 분석

문상미(Sangmi Moon),추명훈(Myeonghun Chu),이지혜(Jihye Lee),권순호(Soonho Kwon),김한종(Hanjong Kim),김철성(Cheolsung Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2016 전자공학회논문지 Vol.53 No.9

향상된 무선 통신 시스템을 이용하여 교통안전을 개선하기 위해 V2X (Vehicle to Everything) 통신에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. V2X 통신은 미래 교통안전 및 이동성의 발전을 위한 하나의 주요 솔루션이다. 본 논문에서는 LTE (Long Term Evolution) 기반 V2X 시스템 레벨 시뮬레이터 (SLS : System Level Simulator)를 개발하고 차량통신을 위한 적응적 전송 기법을 제안한다. 제안 기법은 시간 및 주파수 영역에서 랜덤하게 자원을 할당하고 전송 확률에 따라 메시지 전송을 결정한다. 성능 분석은 주기적 메시지 전송에서 고속도로의 경우에 대하여 이루어 졌다. 모의실험 결과, 제안한 기법에서 자원 충돌 및 간섭이 감소함 따라 PRR (Packet Reception Ratio)의 CDF (Cumulative Distribution Function) 및 평균 PRR이 향상 되는 것을 볼 수 있다. Vehicle to Everything (V2X) communication has been growing to enhance traffic safety by employing advanced wireless communication systems. V2X communication is one core solution for governing and advancing future traffic safety and mobility. In this paper, we design the system level simulator (SLS) of Long Term Evolution (LTE)-based V2X and propose the adaptive transmission scheme for vehicle communication. The proposed scheme allocates the resource randomly in time and frequency domain, and transmit the message according to probability of transmission. The performance analysis is based on freeway case in periodic message transmission. Simulation results show that proposed scheme can improve the cumulative distribution function (CDF) of packet reception ratio (PRR) and average PRR.

LTE-A 하향링크 시스템을 위한 새로운 FFT 기반 채널 추정 기법

문상미(Sangmi Moon),추명훈(Myeonghun Chu),김한종(Hanjong Kim),김대진(Daejin Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2016 전자공학회논문지 Vol.53 No.3

본 논문에서는 LTE-A (Long Term Evolution-Advanced) 하향링크 시스템을 위한 채널 추정 기법을 제안한다. 제안 기법은 빠른 속도로 움직이는 사용자의 채널 추정이 가능하도록 FFT (Fast Fourier Transform) 보간 기법을 사용한다. FFT 보간 기법은 LS (Least Square) 또는 MMSE (Minimum Mean Square Error) 채널 추정으로부터 얻은 채널 주파수 응답을 IFFT(Inverse FFT)를 거쳐 시간 영역 채널 임펄스 응답으로 변환한다. 시간 영역의 채널 응답을 윈도잉을 한 후, FFT를 하여 채널 주파수 응답을 구할 수 있다. 시스템 레벨 시뮬레이션은 3GPP LTE-A 하향링크 시스템의 20㎒ 대역을 기반으로 이루어졌으며, 모의실험 결과 제안한 채널 추정 기법을 통해 기존 시스템보다 SINR (Signal-to-Noise-plus-Interference Ratio), 전송률 및 스펙트럼 효율 측면에서 성능 향상을 가져다주는 것을 확인하였다. In this paper, we propose the channel estimation scheme for Long Term Evolution-Advanced (LTE-A) downlink system. The proposed scheme uses the fast fourier transform (FFT) interpolation scheme for the user moving at a high speed. The FFT interpolation scheme converts the channel frequency response obtained from least square (LS) or minimum mean square error (MMSE) channel estimation scheme to time domain channel impulse response by taking the inverse FFT (IFFT). After windowing the channel response in the time domain, we can obtain the channel frequency response by taking the FFT. We perform the system level simulation based on 20㎒ bandwidth of 3GPP LTE-A downlink system. Simulation results show that the proposed channel estimation scheme can improve signal-to-noise-plus-interference ratio (SINR), throughput, and spectral efficiency of conventional system.

차량 통신에서 지능형 도시안전을 위한 딥러닝 기반 채널 추정

문상미(Sangmi Moon),김현성(Hyeonsung Kim),황인태(Intae Hwang) 한국정보과학회 2021 정보과학회지 Vol.39 No.2

5세대 이동통신을 위한 MMB 시스템 및 채널 모델

문상미(Sangmi Moon),김보라(Bora Kim),사란쉬 말리크(Saransh Malik),김지형(Jihyung Kim),이문식(Moon-Sik Lee),김대진(Daejin Kim),황인태(Intae Hwang) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.8

최근 폭증하는 모바일 데이터 트래픽을 수용하기 위하여 밀리미터파 (mmWave)가 큰 관심을 받고 있으며, 4 세대 LTE-A (Long Term Evolution-Advanced) 표준을 기반으로 MMB (Millimeter Mobile Broadband) 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 현재 mmWave 통신 채널에 대한 많은 연구가 이루어지고 있으며, MMB 채널 환경에 대한 성능 분석 또한 관심의 대상이다. 본 논문에서는 5세대 이동통신을 위한 MMB 시스템을 설계하고 mmWave의 전파 특성 분석을 통한 채널 모델을 제안한다. 또한 MMB 시스템의 28 GHz 대역에서 MMB 채널 환경에 대한 성능을 비교 분석한다. Millimeter wave (mmWave) has attracted great interest recently and the necessity of Millimeter Mobile Broadband (MMB) system has appeared based on the 4 Generation Long Term Evolution-Advanced (LTE-A) Specification. Currently, there are many studies about the mmWave communication channel. And it is subject of interest to analyze the performance in MMB channel environments. In this paper, we design the MMB system for 5th Generation mobile communication and propose channel models through the analysis of the mmWave propagation characteristics. Also, we have analyzed the performance of the MMB system of 28 GHz band in MMB channel environments.

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).