본 논문에서는 현재 광대역 고속네트워킹의 핵심기술인 비동기 전송방식(Asynchronous Transfer Mode: ATM)을 사용하는 통신 네트워크에서 무선채널을 이용하여 ATM 셀을 전송할 때에 비트오율 성능, 셀손실확률, 셀오류확률 및 네트워크 성능을 분석하였다. 무선 채널에서의 변조방식으로는 대역폭 효율을 높히기 위하여 16Star QAM방식을 적용하였으며, 무선 채널에서의 성능을 개선하기 위한 채널부호화 기법으로는 Reed-Solomon (R-S)부호, 길쌈부호, R-S/길쌈부호의 인쇄부호를 적용하였으며, 효과적으로 ATM셀을 전송하기 위한 UEP(unequal error protection) 부호화 방안으로 부분 연쇄부호를 제시하고 성능을 분석하였다. 이동 무선 통신채널의 특성인 도플러 영향과 라이시안 페이딩 모델을 고려하였고 수신단에서의 성능을 향상시키기 위하여 최대비 결합 방식의 다이버시티 기법을 적용하였으며, 네트워크 성능분석을 위하여는 무선 ATM셀의 셀 전송효율 및 지연시간을 분석하였다. 성능분석 결과로, 부분 연쇄부호를 적용시 기존의 부호화 기법들에 비하여 약 2dB 이상의 ATM 셀 손실 성능 향상을 기대할 수 있으며, 특별히 낮은 오류확률을 요구할 수록 좋은 성능을 보임을 알 수 있었다. 또한 동일한 성능을 얻기 위하여 적용하는 부호화 기법의 오버헤드 비트를 줄일 수 있는 방안임을 확인하였다. 따라서, 부분연쇄부호와 같이 ATM 셀의 헤더와 payload 부분의 에러 보정능력을 달리 적용하는 부호화 기법을 채택하는 것이 미래의 이동통신망에서의 무선 ATM통신을 위한 유용한 전송방식으로 생각된다.
LDPC 복호기의 성능과 하드웨어 복잡도는 양자화 과정의 설계 변수인 클리핑 임계치(clipping threshold) $c_{th}$와 양자화 비트 수 q, 그리고 복호과정의 최대 반복 횟수에 의존한다. 본 논문에서는 이상적인 Min-Sum 알고리즘과 양자화된 Min-Sum 알고리즘을 비교하기 위해서 시뮬레이션을 통해 클리핑 임계치 $c_{th}$와 양자화 비트 수 q에 따른 LDPC 부호의 비트 오율 성능을 평가하였다. 시뮬레이션 결과 클리핑 임계치 $c_{th}=2.5$, 양자화 비트 수 q=6일 경우에 이상적인 Min-Sum 알고리즘에 가장 근접한 비트 오율이 나타남을 확인할 수 있었다. 또한 반복 횟수의 통계적 분석을 통한 반복 횟수의 확률 밀도 함수를 이용하여 q와 반복 횟수에 따른 복호 복잡도를 계산하고, 부호어 에러율(word error rate; WER) 성능을 추정하였다. 이상의 결과는 LDPC 복호기 설계에서 부호의 성능과 복호 복잡도 사이의 절충을 위해 사용될 수 있다.
본 논문에서는 시간 선택성 다경로 페이딩 채널 상에서 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 신호를 수신할 수 있는 수신기를 제안하였다. 최적 수신을 위하여 LMLE(linear maximum likelihood estimation) 알고리듬을 이용하여 OFDM demultiplexing 신호로부터 실제 전송된 심볼을 추정하였다. 또한 테일러 근사를 이용하여 비트 오류 확률의 하한을 해석적으로 구하였다. 시간 선택성 페이딩 채널 상에서 OFDM신호를 matched 필터로 수신하는 경우에는 인접 채널간의 cross-talk 현상으로 인하여 $10^{-1}$ 이하의 에러율을 얻을 수 없으나, 본 논문에서 제안하는 수신기를 사용하는 경우에는 15dB의 SNR에서 $10^{-4}$ 정도의 에러율을 얻을 수 있다. 또한, 제안하는 수신기는 subchannel의 수와 채널의 경로의 증가에 따른 성능저하가 거의 나타나지 않음을 확인 할 수 있었다.
이동통신환경에서 수신신호의 진폭과 위상성분은 다중경로에 의한 페이딩(Fading) 영향을 받는다. 본 논문에서는 송수신 신호의 위상 차를 위상에러로 가정하고 Tikhonov 확률밀도함수를 이용하여 PLL(Phase Locked Loop)이득의 변화에 대한 DS/CDMA(Direct Sequence/code Division Multiple Access) DPSK(Differential Phase Shift Keying)시스템의 성능을 분석하였다. 그 결과, 위상에러를 고려하지 않은 DPSK시스템과 비교하여 수신기의 PLL이득을 조정함으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다. 시스템의 비트 포율이 10-2에서 PLL이득이 1㏈에서 4.8㏈, 7㏈에서는 0.4㏈의 성능차를 보이며 30㏈에서는 두 시스템의 성능이 일치하게되어 PLL이 요구하는 이득의 상한이 30㏈임을 입증하였다.
본 논문에서는 부분 대역 잡음 재밍이 존재하는 직교성 비동기 FH-BFSK 통신시스댐의 성능을 분석하였다. 그리고 전체 확산대역에서의 재밍대역 비융인 $\rho$값의 변화할 때 처리이득에 따른 비트에러확률을 분석하였다. 분석결과를 수치해석과 SPW를 이용한 컴퓨터 시율레이션을 수행하여 성능을 평가하였다. JSR이 lOdB일 때 시스템의 SNR이 lOdB이하라면 높은 처리이득에서도 error floor가 발생하여 요구하는 성능을 실현할 수 없었으며 SNR이 12 dB이상에서는 $\rho$의 변화에 따라 요구하는 에러확률를 만족하는 처리이득이 달라짐을 알 수 있다.
TCP는 전송 비트 오류에 의한 패킷 손실 확률이 매우 낮은 유선망을 대상으로 설계된 프로토콜이므로, 이를 그대로 유 무선 통합 환경에 적용할 경우 TCP 송신단이 무선망의 제한된 대역폭, 높은 대기 시간, 높은 비트 에러율, 임시적인 연결 끊김 등의 특성에 의해 발생하는 패킷 손실도 네트워크 혼잡에 의한 것으로 가정하여 송신단 전송률을 낮추기 때문에 성능이 저하하게 된다. 본 논문에서는 Snoop을 기반으로 BS에 Threshold 와 Lower Bound을 이용한 새로운 개선된 프로토콜을 제안한다. 이 기법은 무선 패킷 손실을 빠르게 복구하기 위하여 무선링크의 상태에 따라서 기지국의 지역 재전송 타이머를 효과적으로 조정한다. 제안한 알고리즘을 다양한 시뮬레이션을 통하여 제안한 프로토콜이 Snoop프로토콜에 비하여 연속한 패킷 손실이 발생하는 무선 링크에서 패킷 손실을 효과적으로 복구하여 TCP전송률을 향상시키는 것을 확인하였다.
In this paper, we investigated bit error probabilities of GMSK, which is known to be one of promising modulation techniques for a digital mobile radio, under various mobile radio environments.: AWGN, slow Rayleigh fading channel, co-channel interference and adjacent channel interference. We employed an MSK-type receiver for a coherent detection and assumed degrading to both signals than adjacent channel interference. Especially, it is found that GMSK suffers more degradations than MSK from the co-channel interference. But with a high power adjacent channel interference, GMSK shows less bit error rate than MSK. The results confirm a higher spectrum efficiency of GMSK.
본 논문은 MHP 펄스의 직교성을 이용한 M진 초광대역(UWB) 시스템을 제안하고 시스템의 성능을 분석한다. 제안하는 M진 초광대역 시스템은 각 펄스 차수 간에 직교하는 특성을 가지는 MHP 펄스를 선형 결합하여 펄스진폭방식으로 데이터를 M진으로 전송한다. 제안하는 M진 초광대역 시스템의 성능을 분석하기 위해 MHP 펄스의 상관함수를 구하고, AWGN 환경과 타이밍 지터 환경에서 시스템의 성능을 분석한다. 제안하는 M진 초광대역 시스템은 기존의 M진 초광대역 시스템에 비해서 비트오류확률(BER)이 향상되며, 타이밍 지터에 강인하고 방사전력이 낮다는 특성을 가짐을 보인다. 제안하는 M진 초광대역 시스템에 에러코딩 기법이나 레이크 수신기를 결합하여 사용하면 시스템의 성능은 더욱 더 향상될 것이다.
본 논문에서는 듀얼-홉 MIMO(Miltiple-Input Miltiple-Output) DCF(decouple-and-forward) 릴레이 시스템의 성능 분석을 위한 확률 밀도 함수를 유도한다. 확률 밀도 함수를 사용하여 정확한 BER 분석을 할 수 있다. 분석할 수 있는 안테나 조합은 (1,8,1), (8,1,8), (2,4,2), (4,2,4)이며 괄호 안의 숫자는 송신국의 송신 안테나, 릴레이 안테나, 수신국의 수신 안테나 개수이다. M-ary PSK일 때 MIMO DCF 릴레이 시스템의 모의 실험을 통해 얻은 평균 BER과 확률 밀도 함수를 통해 유도한 BER식에 의한 평균 BER이 서로 일치함을 확인할 수 있다. DCF 릴레이 시스템을 썼을 때 공간 다이버시티를 얻을 수 있다.
본 논문에서는 디지틀 이동 통신 시스템의 열악한 페이딩 채널에 적합한 변복조 반식중의 하나인${\pi}$/4-shift QPSK 성능을 논하고, 그 성능 개선을 위한 새로운 TCM(trellis-coded modulation)을 적응하여 trellis-부호화된${\pi}$/8-shift 8SPSK 방식을 제안 한다. 기존의 ${\pi}$/4-shift QPSK변조 방식에 TCM의 도입은 요구된 대역폭과 송신 전력과 전송을 그대로 유지하면서 부호화와 변조를 일체화함으로서 부호화 이득(coding gain)을 얻을 수 있다. 이동 통신 채널에서 trellis-부호화된 ${\pi}$/8-shift 8PSK방식의 시스템 성능을 추정하기 위해서, 가산 백색 가우시안 잡음과 레일레이 페이딩 현상이 존재하는 채널에서, 차량속도 변화에 따른 도플러 효과에 의한 페이딩율이 10Hz와 30Hz인 두 경우에 대해 시스템을 모델링한다. Trellis-부호화된${\pi}$/8-shift 8PSK에 대한 부호화 이득은 비트 에러 확률을 적용하여 분석하고, 기본 시스템과 새롭게 모델링 되어진 시스템의 개선된 성능을 비교하기 위해, TCM의 상태수를 4,8,16으로 선정하여 비교 구현해 본 결과, 상태수가 커질수록 더 좋은 성능을 나타내고, 기존의 ${\pi}$/4-shift QPSK보다 trellis-부호된 ${\pi}$/8-shift 8PSK는 가산 백색 가우시안 잡음채널에서는 3~4dB의 부호화 이득을 얻고, 레일레이 페이티 채널하에서 3~16dB정도의 부호화 이득을 얻음을 알 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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