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3GPP LTE 및 LTE-Advanced 시스템의 상향 링크 전송 기술 표준화 동향
정병장 한국전자파학회 2010 전자파기술 Vol.21 No.2
DFT spread OFDM은 OFDM 방식의 주요한 장점을 보유하면서 낮은 cubic metric 특성을 가지는 전송 방식이다. 이러한 특성으로 인해 DFT spread OFDM은 3GPP LTE 시스템의 상향 링크 기본 전송 방식으로 채택되었으며, 3GPP LTE-Advanced 시스템에서도 이의 확장된 형태의 전송 기술이 기반이 되어 표준화가 진행되고 있다. 또한 LTE-Advanced 상향 링크에서는 성능 향상을 위해 MIMO 전송을 지원하는데, MIMO 전송에 있어서도 DFT spread OFDM의 낮은 cubic metric 특성을 유지하기 위해, 하향 링크 MIMO 방식과는 다소 다른 형태로 표준이 진행되고 있다. 본 고에서는 이러한 관점에서 3GPP LTE 시스템의 상향 링크 전송 기술인 DFT spread OFDM 기술을 소개하고, LTE-Advanced 시스템의 상향 링크 표준화 동향을 소개한다.
전송률 제한을 둔 페이딩 방송 채널을 위한 중첩코딩 다중화
이민,정병장,오성근 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.11
이 논문에서는 전송 실효성 극대화를 위하여 사용자 별 최소 및 최대 전송률 제한을 두는 페이딩 방송채널에서 내림차순 전력할당에 기반한 효율적인SCM (superposition coding multiplexing) 방법을 제안한다. 이 방법은 3단계로 구성되는데, 1단계에서는 총 송신전력 하에서 전송률 제한 조건을 만족하면서 전송 가능한 최대의 사용자 집합을 선정하고, 2단계에서는 사용자 별 송신전력의 내림차순으로 해당 사용자의 최소 전송률을 보장하는 최대 허용 간섭전력을 결정하는 방식으로 해당 사용자 별 전력을 할당하고, 잔여전력을 계산한다. 3단계에서는 2단계에서 잔여전력이 발생하는 경우에 수행하며, 내림차순 마지막 사용자부터 다시 오름차순으로 해당 사용자의 최대 전송률 제공에 필요한 전력 범위까지 최대로 추가전력을 할당한다. 이 방법은 내림차순 할당에서 각 사용자가 자신의 최소 전송률 보장을 위하여 이후 사용자들로부터의 최대 허용 간섭전력을 고려하여 전력할당이 이루어지며 오름차순 추가 할당에서도 이러한 조건이 보존되므로 해당 사용자 이후 모든 순위 사용자들에 대한 전력 재할당을 필요로 하지 않기 때문에 계산이 효율적이다. In this paper, we propose an efficient superposition coding multiplexing (SCM) method based on power allocation in descending order for fading broadcast channels in which per-user minimum and maximum rate constraints are considered in order to maximize the transmission effectiveness. It consists of three steps as follows. In the first step, a user group is selected to maximize the number of users with whom a transmitter can communicate instantaneously. In the second step, per-user power allocation for each user is done in descending order of transmit power by determining a maximum allowable interference power from all subsequent interfering users in order to guarantee its corresponding minimum rate, and then a residual power is calculated. The final step is performed if some power remains even after the second step. In this step, additional power allocation is performed up to the maximum transmit power to provide the maximum rate to the corresponding user, again in ascending order, starting from the last user in descending order. But, this method does not require power reallocation to subsequent users because tentative power allocation in the second step has been performed in descending order to guarantee the minimum rate for each user, taking into account the maximum allowable interference power from all the subsequent users. Therefore, the proposed method gets more efficient in term of computational complexity when per-user minimum as well as maximum rate constraints exist, especially as the number of users increases.
부여파기를 이용한 ETBF의 다진 영역 표현에 대한 연구
송종관,정병장,이용훈,Song, Jong-Kwan,Jeong, Byung-Jang,Lee Yong-Hoon 대한전자공학회 1996 전자공학회논문지-B Vol.b33 No.1
In [1], it is shown that a subclass of ETBFs, which are self-dual ETBFs, can be expressed as a weighted average of median subfiltered outputs. In this paper, we extend this result to general ETBFs. In particular, we show that any ETBF can be represented as a weighted average of minimum (or maximum) subfiltered outputs. These representations naturally lead to a subclass of ETBF, called the K-th order ETBF (K-ETBF) that employs only those subfilters whose window sizes are less than or equal to K. By designing K-ETBFs under the mean square error criterion for various values of K and applying them to restore noisy signals, the tradeoff between the performance and the complexity of this class of filters is examined. [1]에서 extended threshold Boolean filter(ETBF)의 부분 군인 self-dual ETBF가 중앙값 부여파기 출력의 가중 평균으로 표현되어짐을 보였다. 이 논문에서는 이 결과를 일반적인 ETBF로 확장한다. 특히, 모든 ETBF를 최솟값(또는 최댓값) 부여파기 출력의 가중 평균으로 표현할 수 있음을 보였다. 이 표현은 자연스럽게 윈도우(window)의 크기가 K보다 작거나 같은 부여파기만을 사용하는 K차 ETBF(K-ETBF)라 불리는 ETBF의 부분 군(subclass)을 제시한다. 여러 가지 K 값에 대하여 평균 제곱 오차(mean square error)를 최소화하는 K-ETBF를 설계한 후 이들을 오염된 신호의 복구에 적용함으로써 여파기의 성능과 복잡도간의 호환작용(tradeoff)을 고찰하였다.
MC-CDMA 및 Frequency Hopping OFDMA 방식의 성능 분석 및 비교
황찬수,정병장,김기호,김영균 에스케이텔레콤 (주) 2002 Telecommunications Review Vol.12 No.4
본 논문에서는 Frequency hopping 기술을 이용하는 OFDMA 방식과 주파수 영역에서 direct spreading을사용하는 MC-CDMA 방식의 성능을 interference 측면에서 비교 검토하였다. 단순화된 채널환경에서 두 방식에서의 interference에 의한 영향이 같음을 보이고, 이를 바탕으로 여러채널 환경에서 traffic load에 따른 두 방식의 특성을 위치 대 FER(Frame Error Rate) 측면에서 시뮬레이션을 통하여 비교하였다.
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.