직교부호 도약 다중화기술(Orthogonal Code Hopping Multiplexing)은 CDMA기반 이동통신시스템에서 가용한 직교부호의 수보다 많은 수의 사용자를 수용하기 위해 제안된 통계적다중화기반 하향링크 기술이다. 본 논문에서는 최근 다양한 이동통신시스템에 제안되고 있는 다중안테나 기술인 MIMO기술을 사용하여 기존의 직교부호 도약 다중화기술의 성능을 향상시키는 기술을 제안한다. 각 변조된 심벌은 N번 반복되고 반복된 기 심볼은 N개의 송신 안테나로 동시에 전송된다. 반복을 통하여 기존 직교부호 도약 다중화 기술에서 제기되었던 천공(Perforation)의 영향은 반복된 심볼로 분산된다. 반복된 모든 심볼이 모두 천공될 확률은 급격히 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 다중안테나를 이용하여 기존의 직교부호 도약 다중화기술이 가지고 있던 단점이 보상될 수 있음을 보인다.
3차원 분산 유한차분 시간영역 법을 이용하여 지하 침투 레이더에 대한 완전한 전자기적인 모의계산을 구현하였다. 제시된 모의계산 모델에는 공진기를 배후에 두고 있는 저항으로 중단된 bow-tie 안테나가 포함되어 있다. 그리고 수신안테나의 응답을 계산하기 위하여 안테나의 입력 임피던스와 급전선의 특성 임피던스로 구성된 등가회로를 사용하였다. 자체 제작한 bow-tie 안테나가 포함된 GPR 시스템을 사용한 실제 측정은 PVC 탱크에 담겨진 마른 모래 위에서 수행되었다. FDTD 모의계산 결과가 실제 측정자료와 거의 일치함을 확인할 수 있었다.
표적의 산란 측정을 위한 레이다 시스템에서 원하는 표적만의 정확한 주파수 특성을 추출하는 방법에 대 하여 연구하였다. 네트웹 분석기와 안테나 사이의 송수선단에 RF 스위치를 이용한 펄스 회로를 구성하였고 X 밴드에서의 구의 반사를 측정하였다. 실험 결과 단일 안테나 시스댐에서 문제가 되는 내부 회로와 안테나 의 반사 및 기타 불필요한 주변 선호들을 제거할 수 있음을 볼 수 있었다 안테나의 반사가 60dB 이상 감소 하며 선호 대 잡음비도 크게 향상되었다. 이와 같이 얻어진 주파수 데이터를 계산적으로 선호 처리를 하여 원하는 표적만의 주파수 득성을 뽑아내었다. 그 결과는 구의 이론적인 특성과 일치함을 보여준다. 이러한 방법들은 compact range에서의 RCS 측정과 분산 표적의 역산란 계수 측정에 직접 적용될 수 있다
본 논문에서는 하나의 기지국, 세 개의 중계국, 하나의 수신국으로 이루어진 중계 기반 협동 시스템을 이용하는 새로운 분산 Alamouti 시공간 블록 부호화 기법을 제안하였다. 세 개의 중계국 중에서 선택한 두 개의 중계국과 통신이 이루어지도록 기지국은 두 개의 빔(beam)으로 구성된 array를 사용하는 개별적인 두 개의 안테나로 이루어졌다고 가정하였다. 첫 번째 시간 슬롯(slot) 동안, 기지국의 한 안테나로부터 전송된 개별적인 두 개의 신호가 하나의 중계국에 의하여 선택되고, 더해지고, 증폭되고, 수신국으로 보내진다. 이 전송 기법은 중계국과 수신국 사이의 채널에서 생성될 수 있는 새로운 분산 Alamouti 시공간 블록 부호를 나타낸다. 심벌의 등가 행렬 표현을 이용하여 처노프(Chernoff) 상계(upper bound) 쌍 오류 확률(PEP)의 관점에서 제안된 시공간 블록 부호의 성능을 분석하였다 또한, 수신 신호 성능 관점에서 기지국의 두 개의 안테나 사이의 전력 배분에 따라 결정되는 계수 $\alpha$의 효과를 평가하였다. 컴퓨터 모의실험을 통하여 $\alpha$의 값이 $\frac{2}{3}$일 때에만 세 개의 중계국에서의 수신 신호가 같은 분산을 갖는다는 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 수신국에서 더 나은 성능을 얻을 수 있었다. 이 분석 결과를 통하여 제안된 기법을 이용할 경우 기존의 기법에 비하여 중계국에서의 다이버시티 이득, PEP, 복잡성 관점에서 뛰어난 성능을 얻을 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 다수 무선 접속 기술 (Radio Access Technology; RAT)이 통합되어 운용되는 셀룰러 네트워크에서 차세대 이동통신 네트워크 진화 방향인 디지털 유닛 (DU)-라디오 유닛 (RU) 분리 구조를 기본으로 무선 액세스 네트워크 가상화 알고리즘을 제안한다. 제안 무선 액세스 네트워크 가상화 알고리즘은 크게 기본 액세스 네트워크 가상화, RAT 가상화, 액세스 경로 이주 알고리즘으로 구성되고, 순차적인 수행을 통하여 최종 무선 액세스 네트워크 가상화가 이루어진다. 제안 무선 액세스 네트워크 가상화 알고리즘은 3GPP LTE와 WiMAX의 두 무선 접속 기술을 예제로 한 시스템 레벨 시뮬레이션을 통하여 시스템 수율 측면에서 성능이 평가된다. 이 때, 네트워크 트래픽 로드의 비대칭성에 따른 두 가지 시나리오를 고려하고, 제안 무선 액세스 네트워크 가상화 알고리즘은 비대칭적 네트워크 트래픽 로드와 사용자 분포 상황에서도 상당한 성능 이득을 성취한다.
본 고에서는 LTE-Advanced 및 Beyond 4G 이동 통신 시스템에서 셀 경계 지역 간섭 문제 해결 및 전송률 향상을 위해 핵심기술로 간주되는 다중 안테나를 사용한 다중 셀 기지국 협력전송 방법에 대해 살펴본다. 특히, 다중 셀 통신 환경을 다중입력 단일출력(multiple-input single-output. MISO) 및 다중입력 다중출력 (multiple-input multiple-output, MIMO) 무선 간섭 채널로 모델링할 수 있는데, 이러한 MISO 및 MIMO 간섭 채널에서의 협력 및 분산 통신 방법에 관해 진행된 최근의 주요 연구 결과들을 소개한다.
본 논문에서는 선형분산행렬(linear dispersion)을 이용한 하이브리드 MIMO(multi-input multi-output) 시스템을 적용하여 차세대 지상파 DTV 시스템을 구현하기 위한 새로운 전송 기법을 제안한다. 유럽형 방송 시스템인 DVB-T2에서는 수신 성능을 향상시키기 위하여 STBC(space time block code) 기법을 선택적으로 적용하였다. 그러나 STBC 기법은 송신 안테나에 비례하여 전송량이 증가하지 않는 단점이 있다. 이러한 STBC의 단점을 극복하기 위하여 전송단에 여러 개의 서로 다른 STBC 전송 행렬을 배치하는 하이브리드 STBC 기법이 사용된다. STBC 기법보다 향상된 수신 성능을 가지는 선형분산행렬을 하이브리드 형태로 구성하여 전송량 및 수신 성능을 향상시켰다. 제안한 하이브리드 MIMO 기법과 기존의 하이브리드 STBC 기법의 성능을 컴퓨터 실험을 통하여 비교분석하였다.
본 논문은 오류를 가지는 채널 정보를 이용한 전처리 필터 설계 방식에 대하여 고찰한다. 시스템이 잡음 및 기타 이유에 의하여 왜곡된 채널 정보를 가질 때, 실제 채널과 수신된 채널 정보 간의 상관 계수와 실제 채널과 수신된 채널 간의 차이의 분산 등의 통계적 특성을 이용하여 채널 용량의 상위 경계값을 증가시키는 방식으로 전처리 필터를 설계하는 방식을 제안한다. 또한 시뮬레이션을 통하여 제안된 프리코더를 이용한 시스템의 채널 용량과 최적의 채널 정보를 이용할 경우의 채널 용량의 차이를 상관 계수와 채널 간 차이의 분산 값을 변화시키며 살펴보았다.
최근 협력통신은 안테나의 물리적인 배치 없이 공간 다중화를 얻을 수 있는 효과적인 방법으로 많은 주목을 받고 있다. 따라서 협력적인 위치를 가진 다중 안테나 시스템에서 잘 알려진 시공간 블록 코드(STBC, Space Time Block Code)는 분산환경 하의 단일 안테나 사용자들에게도 이용될 수 있다. 본 논문에서는 3/4 시공간블록 코드를 사용한 협력적인 신호 구조를 제안하고, 수학적으로 증명한 전송 전력 제한과 네트워크 기하학을 이용하여 이론상의 BER (Bit Error Ratio) 표현을 유도한다. 다양한 환경에서의 시뮬레이션과 잘 증명된 수학적인 결과는 파트너가 적절한 위치에 있을 때, 직접 전송보다 매우 성능이 우수한 협력 통신을 증명하였다.
본 논문에서는 주변 환경에 따라 다양한 채널 상태를 나타낼 수 있는 분산형 나카가미 페이딩 채널하에서 선형의 시공간 블록코드 (Space-Time Block Code) 직교 설계로부터 평균 비트 에러율(Bit Error Rate)성능을 평가하여 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 채널의 안테나 열 구성과 동작환경의 영향을 분석하였고 향상된 BER을 위한 MT 안테나의 설계조건과 페이딩 지수 m을 제안 한다. 시스템 성능의 분석을 위해 M-PSK(M-ary Phase Shift Keying)변조 방식과, M-QAM(M-ary Quadra -ture Amplitude Modulation)변조 방식을 사용 하였고, 분석 식은 각각 적분된 나카가미 페이딩 변수와 적분되지 않은 나카가미 페이딩 변수로부터 시스템의 성능을 비교 분석하였다. 채널 배열의 구성은 행렬의 수식적 계산에 의해 얻게 되며, AOA 확산이 감소하는 것에 따라 STBC(Space - Time Block Codes) BER성능이 감소하며, 이와 같은 손실은 안테나 간격의 증가나, 배열구성의 변경을 통해 보상 될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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