• 한국통신학회논문지
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• 제32권6A호
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• pp.588-599
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• 2007

This paper presents the coexistence issues between M-WiMAX TDD and WCDMA FDD systems. To improve the M-WiMAX system performance and to reduce the adjacent channel interference to WCDMA FDD system, transmit and receive beamforming techniques are applied in the base stations of M-WiMAX system. Furthermore, we propose an adjacent channel interference modeling methodology, which captures the effect of transmit beamforming on the adjacent channel interference. Besides, we verify the performance improvement in the uplink of WCDMA system due to the transmit beamforming in M-WiMAX downlink based on the proposed adjacent channel interference modeling methodology. We also verify the performance enhancement due to the receive beamforming in the uplink of M-WiMAX system through system level Monte Carlo simulations, considering random user position, the effect of shadowing and multi-path fading channel. Discussions on the gain of applying transmit and receive beamforming in M-WiMAX system comparing the case of SISO system are also included. Furthermore, we present the performance of cosited M-WiMAX and WCDMA systems, considering commercial deployment, additional channel filter at base stations and the effects of TxBF and RxBF.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권8호
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• pp.15-26
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• 2011

본 논문에서 우리는 다중사용자 다중입출력 하향링크 통신 시스템을 위한 새로운 빕 형성 기법을 제시한다. 최근 block-diagonalization (BD) 알고리즘이 기지국과 각 사용자들이 다중 안테나는 가지는 다중사용자 다중입출력 하향링크를 위해 제안되고 있다. 그러나, BD 알고리즘은 유저당 제공되는 스트림의 개수가 수신기의 개수보다 작은 경우에는 효율적이지 않다. BD 방법이 수신단의 결합을 고려하지 않고 채널 행렬에 기반한 space를 활용하기 때문에, 빔 형성을 위한 자유도는 수신측에서 전부 얻지 못한다. 본 논문에서 우리는 모든 사용자간의 간섭이 0이 되는 zero forcing (ZF) 조건 하에 수신 빔 형성 벡터를 최적화 한다. 우리는 반복적인 과정에 의해 최적 수신 벡터를 찾는 효율적인 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 수신 결합 벡터를 위해 전방향 정보인 두 phase 값을 요구한다. 또한, 우리는 일반적인 복소 단위 행렬의 분해를 이용하여 단지 한 phase 값만 필요한 또 다른 알고리즘을 제시한다. 시뮬레이션 결과는 에러 확률 관점에서 제안된 빔 형성 기법이 기존 BD 알고리즘보다 성능이 낫고 기지국에서 자유도를 이용함으로써 다이버시티 증가를 획듬함을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권1A호
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• pp.34-40
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• 2009

본 논문에서는 반지름이 정해진 2차원 디스크 내부에 랜덤하게 분포된 다수개의 노드들이 존재하는 수신 그룹을 고려하여, 각각의 수신 노드들이 수신하는 평균 빔패턴을 도출하였다. 수치적 실험으로부터 송신단의 디스크의 반지름이 빔패턴이 빔폭(beamwidth)를 결정하며, 송신 노드의 수가 sidelobe의 평균에 영향을 주는 것을 볼 수 있었다. 또한 이러한 모델을 더욱 일반화 하여, 다수의 센서 노드들로 구성된 K개의 수신그룹들과, K개의 수신그룹으로 서로 다른 신호를 전송하기 위해 송신단을 K개의 그룹으로 나누어 빔포밍 하는 시스템을 고려하였다. 이 경우, 각 수신그룹간에 간섭신호가 발생하게 되는데, 본 논문에서 유도한 평균 빔패턴을 이용하여 각각의 수신 노드에서의 수신 SINR(signal-to interference-plus-noise ratio)을 도출하였다. 마지막으로, 수신단간의 빔패턴과 간섭 신호가 시스템의 성능에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다. 성능의 지표로 각각의 수신 노드들의 용량(capacity)을 더한 총용량(sum capacity)를 사용하였고, 두 개의 수신 그룹을 고려할 때, 보다 좋은 성능을 갖게 되는 빔패턴을 갖도록 하는 각 그룹의 송신단 노드의 수를 수치적 실험으로부터 유도하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제27권1호
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• pp.22-29
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• 2006

This paper proposes an efficient array beamforming method using spatial matched filtering for ultrasound imaging. In the proposed method, ultrasound waves are transmitted from an array subaperture with fixed transmit focus as in conventional array imaging. At receive, radio frequency (RF) echo signals from each receive channel are passed through a spatial matched filter that is constructed based on the system transmit-receive spatial impulse response. The filtered echo signals are then summed. The filter remaps and spatially registers the acoustic energy from each element so that the pulse-echo impulse response of the summed output is focused with acceptably low side lobes. Analytical beam pattern analysis and simulation results using a linear array show that the proposed spatial filtering method can provide more improved spatial resolution and contrast-to-noise ratio (CNR) compared with conventional dynamic receive focusing (DRF) method by implementing two-way dynamically focused beam pattern throughout the field.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.289-294
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• 2014

본 논문은 상향링크 공간분할접속 시스템에서 사용자 스케쥴링, 전력제어, 수신 빔포밍을 다룬다. 사용자는 단일 안테나를 가지며 기지국은 다중 안테나를 가진다고 가정한다. 기지국에서는 미리 약속된 방식으로 수신 빔포밍을 수행하고 빔포밍 후의 정해진 스케쥴링 방식에 따라 사용자가 선택된다. 본 논문에서는 사용자가 각자 자신이 다른 사용자의 신호에 미칠 간섭을 미리 계산하여 그 값이 특정 임계치보다 클 경우 자신의 송신 전력을 낮추는 전력 제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 기술의 상향링크 데이터 전송률은 기존에 제안된 다양한 사용자 스케쥴링 알고리즘들에 비하여 월등히 좋은 성능을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권9A호
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• pp.749-754
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• 2005

이동 통신 시스템의 성능은 다중 경로 페이딩, 지연 확산 및 동일 채널 간섭 (Co-Channel Interference CCI)에 크게 영향을 받는다. OFDMA (OFDM-FDMA) 시스템은 OFDM 의 특성상 다중 경로 페이딩 및 지연 확산에 쉽게 대처할 수 있다. 또한 OFDMA 시스템은 서브 캐리어 간에 유지되는 직교성을 이용하여 셀 내의 간섭을 피할 수 있는 장점을 가지고 있지만, 인접 셀로부터 오는 CCI를 감소시키는 면에는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 인접 셀로부터의 CCI 를 감소시키고 상향 링크의 성능을 향상시키기 위하여, 배열 안테나 기술을 OFDM/TDD 시스템에 적용한다. 또한 하향링크의 성능을 향상시키기 위하여, 배열 안테나의 적응을 위한 프리앰블 심볼 구간동안 채널을 추정한 후, 이 값을 이용하여 하향 링크 전송시 송신 다이버서티 기법의 하나인 TxAA (Transmit Adaptive Array) 방식을 적용하였다. 시뮬레이션 결과에 의하면 다중 경로 레일레이 페이딩 채널에서 단일 안테나 시스템에 비하여 $10^{-3}$ BER에서 상향링크는 9dB, 하향 링크는 7dB 정도 성능이 개선됨을 알 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.11-19
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• 2021

본 논문에서는 주파수 효율적으로 다중 유니캐스트와 멀티캐스트 스트림을 동시에 전송하기 위한 채널정렬 기반 비직교 다중접속 방법을 제안한다. 이 방법에서 멀티캐스트 클러스터 내 수신기들은 자신의 채널을 정렬하는 수신 빔포밍 벡터를 채용하고 기지국은 정렬된 채널 정보를 이용하여 멀티캐스트 클러스터 간 간섭을 제거하는 송신 빔포밍 벡터를 설계한다. 유니캐스트 수신기들은 송신 빔포밍 벡터와 결합된 유효수신채널 정보를 이용하여 유니캐스트 수신기 간 간섭을 제거하는 수신 빔포밍 벡터를 설계한다. 제안한 방법은 간섭을 효과적으로 제거하여 높은 SNR 영역에서 기존의 직교 다중접속 방법보다 높은 총합 데이터 율을 달성한다. 또한 제안한 비직교 다중접속 방법과 기존의 직교 다중접속 방법의 장점을 결합하는 하이브리드 방법을 제안한다. 이 방법은 채널상태에 따라 적응적으로 낮은 SNR 영역에서는 수신신호전력을 향상하는 기존의 직교 다중접속 방법을 적용하고 높은 SNR 영역에서는 효과적으로 간섭을 제거하는 제안한 비직교 다중접속 방법을 적용한다. 이를 통해 제안한 하이브리드 방법은 전체 SNR 영역에서 우수한 총합 데이터율을 달성한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권7A호
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• pp.562-567
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• 2009

본 논문에서는 여러 송수신 안테나를 갖는 송신기(source node), 중계기(relay node), 수신기(destination node)로 구성된 두 홉(two-hop) 빔포밍(beamforming) 중계 시스템을 고려한다. 송수신 심벌간 평균제곱오차(mean square error: MSE)를 최소화하는 송수신기 빔포밍 벡터와 중계기 가중치 행렬을 설계한다. 이때, 송신기 또는 중계기에 송신 전력을 줄이기 위하여, 국소(local)부동식전력제약(inequality power constraint)을 사용한다. 제약식이 있는 평균제곱오차 최소화 문제는 라그랑즈(Lagrange) 방법을 써 제약식이 없는 최적화 문제로 바꿀 수 있고, Karush-Kuhn-Tucker (KKT) 조건으로부터 그 해를 얻을 수 있다. 제안한 중계 시스템에 송신기와 중계기 송신전력을 각각 국소부동식으로 제약하여, 그 결과 두 홉에 채널 상태가 다를 경우, 최대 신호대잡음비(signal-to-noise ratio: SNR)를 얻는 기존 방식과 대등한 성능을 내며, 동시에 송신기 또는 중계기 송신 전력을 줄일 수 있다. 이를 모의실험을 통해 확인하였다.

• ETRI Journal
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• 제38권1호
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• pp.62-69
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• 2016

In this paper, we propose two novel user selection algorithms for multiuser multiple-input and multiple-output downlink wireless systems, in which both a base station (BS) and mobile stations (MSs) are equipped with multiple antennas. Linear transmit beamforming at the BS and receive combining at the MSs are used to avoid interference between users and find a better sum-rate capacity performance. An optimal technique for selecting users would entail an exhaustive search, which in practice becomes computationally complex for a realistic number of users. Suboptimal algorithms with low complexity are proposed for a coordinated beamforming scheme. Simulation results show that the performance of the proposed algorithms is better than that provided by previous algorithms and is very close to an optimal approach with reduced complexity.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권5호
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• pp.512-522
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• 2014

This paper proposes fast millimeter-wave (mm-wave) beam training protocols with receive beamforming. Both IEEE standards and the academic literature have generally considered beam training protocols involving exhaustive search over all possible beam directions for both the beamforming initiator and responder. However, this operation requires a long time (and thus overhead) when the beamwidth is quite narrow such as for mm-wave beams ($1^{\circ}$ in the worst case). To alleviate this problem, we propose two types of adaptive beam training protocols for fixed and adaptive modulation, respectively, which take into account the unique propagation characteristics of millimeter waves. For fixed modulation, the proposed protocol allows for interactive beam training, stopping the search when a local maximum of the power angular spectrum is found that is sufficient to support the chosen modulation/coding scheme. We furthermore suggest approaches to prioritize certain directions determined from the propagation geometry, long-term statistics, etc. For adaptive modulation, the proposed protocol uses iterative multi-level beam training concepts for fast link configuration that provide an exhaustive search with significantly lower complexity. Our simulation results verify that the proposed protocol performs better than traditional exhaustive search in terms of the link configuration speed for mobile wireless service applications.