송신단에 다중안테나를 사용하는 송신 다이버시티 기법에 대한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 CDMA(Code Division Multiple Access)2000과 3GPP(The third generation partnership project)에서 고려한 개루프 송신 다이버시티 기법인 STTD(Space time transmit diversify), OTD (Orthogonal transmit diversity), STS(Space time spreading)를 다수 반송파 CDMA 시스템에 적용시킬 경우 하향링크 (Downlink)에서의 성능을 평가한다. STS와 STTD방식은 동일한 성능을 보이지만 STS방식은 복잡도와 높은 PAR(Peak to average ratio)의 단점을 보이며, OTD는 이 두 방식에 비해 성능이 떨어지는 것을 보여준다.
본 논문에서는 다중경로 고속페이딩 채널에서 DS-CDMA 시스템의 반송파 회복 신호가 불안전할 때 시스템의 에러성능을 개선한다. 이 경우에 반송파 위상 에러와 이동 무선 페이딩을 극복하기 위하여 위상추정, 다이버시티와 적응형 FEC((Forward Error Correction) 코드 기법을 사용한다. 결과에 의하면 다이버시티와 컨벌루션 부호를 사용하여 위상 에러에 의한 성능을 만족할 만큼의 성능을 개선함을 확인 할 수 있었다.
본 논문에서는 다중경로 라이시안 페이딩 채널에서 DS-CDMA 시스템의 반송파 회복 선호가 불안전할 때 BPSK와 QPSK의 에러성능을 개선한다. 이 경우에 반송파 위상 추정 에러가 있는 환경에서 라이시안 페이딩을 극복하기 위하여 MRC(Maximal Ratio Combining) 다이버시티와 컨벌루션 부호화 기법을 사용하여 시스템 성능 분석을 하였다. 분석의 결과 MRC 다아버시티와 컨벌루션 부호를 적절히 사용하면 위상 에러에 의한 성능 저하률 상당히 줄 일 수 있다는 것을 알 수 있었다.
단일 반송파 시스템은 다중경로를 가지는 무선채널을 통과할 때 심볼 간 간섭(Inter-symbol Interference, ISI)에 의한 영향을 크게 받으며 이를 보상하기 위한 등화방식은 그동안 많이 연구되어왔다. 본 논문에서는 단일 반송파 시스템에서 심볼 간 간섭의 영향을 보상하기 위해서 잡음 예측기와 결합된 이중 피드백 구조의 등화 방식을 제안한다. 또한, 제안된 등화 방식이 기존 반복 결정 궤환 등화기에 비해 향상된 성능을 가지는 것을 이론적 분석과 모의실험을 통해서 분석한다.
다중 반송파를 사용하는 직접 확산 코드 분할 다중 접속 방식에서는 다중 사용자들에 의해서 시스템의 성능에 영향을 미치는 문제인 다중 사용자 간섭이 발생된다. 이 문제를 해결하기 위해서 사용된 기법이 다중 사용자 검출이다. 기존 방안으로 부공간 최소 평균 제곱 에러 다중 사용자 검출기가 존재한다. 이 검출기는 정확한 타이밍과 채널에 대한 정보가 필요하다. 이에 이점을 극복하기 위해서 부공간 MMSE 구조에 적응 구조를 더하여 검출 능력을 향상 시키고자 하였다. 모의 실험 결과 제안된 검출기가 기존 검출기 보다 BER 10/sup -3/ 기준에서 약 0.5[dB]의 신호대 잡음 이득을 얻을 수 있음을 나타내고 있다. 따라서 제안된 검출기가 기존 검출기보다 더 나은 성능을 지니고 있음을 알 수 있다.
본 논문에서는 통신과 거리측정을 동시에 행하는 대역확산방식을 이용한 VANET에서의 거리측정 시스템에 다중반송파(Multi-Carrier) 변조방식을 적용한 시스템을 제안한다. 기존방식에서는 자기차량이 송신한 PN신호에 상대차량의 정보를 실어서 재송신하고 자기차량은 대역확산에 의해 상대차량 정보를 파악하였으며, 동시에 송수신한 PN신호의 위상차를 탐지허여 차량거리를 정확하게 측정하는 것이 가능했다. 그러나 그 차량거리 측정의 문제점으로서 위상차의 탐지 오차와 분석 능력을 높이기 위해 고속 PN신호가 펼요할 수밖에 없다. 제안 시스템은 이러한 문제점 해결을 위해 다중반송파 변조방식을 적용했다. 다중반송파 변조방식은 단일반송파와 비교해서 Chip rate이 작은 PN신호를 사용함으로 단일반송파와 동일한 주파수 대역에서 복수의 반송파 이용이 가능하다. 복수의 반송파는 등이득 합성법에 의해 합성되기 때문에 다이버시티 효과가 얻어져 위상차의 에러검출을 방지하는 것이 가능하고 정밀 거리측정도 기존방식과 비교해서 우수하게 개선되었다.
본 논문에서는 디지탈 이동채널환경에서 적용이 가능한 두가지 형태의 파일롯 톤을 이용한 반송파 동기방식을 제시하고 이에 대한 성능을 비교 분석하였다. 이동채널환경에서는 다중경로에 의한 페이딩으로 인하여 수신신호의 진폭 요동과 불규칙한 위상변화로 반송파동기 및 수신기의 성능이 급격히 열화된다. 이러한 페이딩채널에 적용가능한 반송파동기방식으로 TCT(Tone Calibration Technique)와 DTCT(Dual Tone Calibration Technique)를 제시하고 Rayleigy 와 Rician 페이딩하에서 성능을 분석하였다. 또한 파일롯 대 신호전력비와 신호대 파일롯필터 대역비와 같은 주요한 설계파라메타에 대하여 BER 성능을 구함으로써 두가지 방식에 대한 심도있는 고찰과 시스템 최적화를 수행하였다.
본 논문에서는 지수함수적인 전력지연 특성을 갖는 나카가미-라이스 페이팅 채널에서 두 개의 반송파로 변조된 광대역 신호의 진폭특성을 분석한다. 그 결과, 분해 가능한 경로 신호들 간의 진폭상관은 신호의 대역폭과 다중경로 신호의 rms지연확산 뿐만 아니라 직접파의 전력과 다중경로 신호의 평균전력의 비에 영향을 받는다.
본 논문에서는 나카가미 페이딩 환경에서 다중 반송파 MFSK-DPSK/DS-CDMA 합성 변조기법을 제안하였다. 또한, 다중경로 페이딩에 강한 특성과 주파수 이용 효율이 높은 다중반송파 DS-CDMA 합성변소 방식을 같이 사용하여 분석하였다. 그러한 변조방식은 비동기식 MFSK와 MFSK에 기반한 DPSK를 이용한 결합 주파수 위상 합성변조 방식이다. 결과로부터 전력효율과 대역폭 효율이 일반적인 통신 시스템보다 다중캐리어 합성 변조시스템이 효율을 개선시킬 수 있음을 알았다.
다중 반송파 기반의 DS/CDMA 다중 접속 및 데이터 전송 기법은 여러 종류의 모바일 통신과 무선 통신 분야에 적용 가능한 것으로 알려지고 있다. 특히, 다양한 센서를 탑재한 차세대 지능형 자동차에서 이들 무선 센서 간의 통신 및 네트워킹을 수행함에 있어서 MC-DS/CDMA 기술은 가장 먼저 고려 될 수 있는 기법중의 하나이다. 본 논문에서는 자동차 내부의 센서간의 통신 및 네트워킹을 위해서 부심벌 단위로 순환 접두부를 삽입하는 새로운 방식의 MC-DS/CDMA 기법을 제안하고 우리가 제안한 기법의 간섭 잡음 제한 성능을 주파수 밴드 사용 효율, 코드화 이득 및 동시 접속 센서의 개수 등의 파라미터를 대상으로 비교 평가하였다. 차량의내부는 일반적인 모바일 통신 환경에 비하여 채널 지연 확산이 매우 작은 경우이므로 본 논문에서 제안한 기법은 다수의 무선 센서가 동시에 작동하는 지능형 차량의 센서 간의 통신과 네트워킹에 효과적인 적용이 가능할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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