무선 채널의 시변 특성 및 경로손실, 지연, 도플러, 쉐도잉 그리고 간섭과 같은 다양한 전파 방해요소로 인해 충분한 데이터 속도 및 요구되는 서비스 품질을 달성하기 매우 어렵다. 특히 본 논문에서 고려되는 발사체 시스템의 시험 및 평가 시 동체에 장착된 송신안테나와 추적안테나 간의 전파 경로는 발사체의 빠른 이동 및 지형, 지물로 인해 다중경로 페이딩으로 인한 간섭 발생 및 Line of sight(LOS) 전파 경로가 차단되는 경우가 발생한다. 이와 같이 무선 통신 시스템에서 발생되는 다중 경로 페이딩을 효과적으로 개선하기 위해서 다이버시티 컴바이너 기법을 필요로 한다. 본 논문에서는 다이버시티 컴바이너 기법 중 공간 다이버시티 컴바이너 기법에 대한 설계 및 개선방안을 도출하기 위하여, AWGN채널 환경에서 Maximum ratio combining(MRC), Selection combining(SC)의 BER성능과 서로 독립된 채널로부터 수신된 2개의 신호 간 SNR 비교 시 설정된 특정 임계값 기준보다 낮은 경우 MRC로 동작하고 높은 경우 SC로 동작하여 수신된 2개의 신호를 컴바이너 하는 적응형 SC/MRC 다이버시티 컴바이너에 대한 BER 성능을 비교 분석하였다.
본 논문에서는 적응 변조 시스템에 수신안테나 교환(switching) 기술을 적용한 방식을 제안하고, 해당 방식이 제공하는 평균 비트 전송 속도를 최대로 하는 안테나 교환 임계값을 유도하였으며, 그에 따른 성능을 도출하였다. 아울러 제안한 시스템의 성능을 단일 안테나를 사용하는 적응 변조 시스템 그리고 안테나 선택 다이버시티(selection diversity)를 사용하는 적응 변조 시스템과 레일레이 페이딩 채널 환경에서 심볼 당 평균 비트 수와 송신 중단 확률 측면에서 비교하였다. 성능 비교 결과 심볼 당 평균 2 비트의 정보를 전달한다고 했을 때 제안한 방식은 단일 안테나를 사용하는 방식에 비해 1.4 dB의 SNR 이득이 있으며, 송신 중단 확률이 0.1일때 제안한 방식은 단일 안테나를 사용하는 방식에 비해 약 6 dB의 SNR 이득을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.
중계기를 활용한 다중 입출력 기술이 차세대 광대역 무선 이동 통선의 유력한 후보로 연구되고 있다. 본 논문에서는 AF (amplify-and-forward) 방식 중계기 네트워크에서 SC-FDE (single carrier-frequency domain equalizer)를 위한 MRC (maximum ratio combining) MMSE (minimum mean-square-error) 등화 기법을 제안한다. 송신국과 수신국 간의 전송 신호와, 중계기를 통한 송신국과 수신국 간의 전송 신호를 MRC 방식으로 합쳐 MMSE 등화 기법을 적용하면 다이버시티 이득과 MMSE 등화 이득을 모두 획득하여 SC-FDE 시스템의 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다. AF 방식 중계기 네트워크에서 SC-FDE를 위한 MRC 계수 및 MMSE 등화탭의 수식을 정확히 도출하여 제시하고, 실험 결과를 통해 성능 향상을 확인한다.
본 논문은 QAM 변조방식과 준정지 Rayleigh 페이딩 채널 환경에서 3개의 송신 안테나를 사용할 경우 추가로 주파수 대역을 사용하지 않고 최대 다이버시티 이득을 획득하는 새로운 시공간블록부호들을 제안한다. 이 제안된 부호들은 기존의 A-ST-CR 부호와 같이 성상 회전 선부호기와 Alamouti 부호를 적절히 직렬 연접하여 구성된다. 전산 실험 결과, 이 부호들은 모두 기존의 ST-CR 부호보다 높은 코딩 이득을 획득하고, 특히 제안된 부호들 중 가장 좋은 성능을 보이는 부호는 QPSK와 16-QAM 변조방식을 사용할 경우 평균 심벌오율 10$^{-5}$에서 기존의 ST-CR 부호에 대하여 각각 약 1.5dB와 3dB 코딩 이득의 성능 향상을 보인다.
본 논문에서는 다중 송/수신안테나를 가지는 시공간 블록 부호를 ATSC (Advanced Television Systems Committee) 지상파 방송 시스템에 적용하는 방법을 다루며, 특히, 2개의 송신 안테나와 다수의 수신안테나를 가지는 Alamouti의 구조를 ATSC 방송 시스템에 적용해 본다. 또한, 다중 수신안테나를 가지는 다이버시티 기법과 다중 송/수신안테나를 가지는 시공간 블록 부호의 구조를 비교해 본다. 전산 실험에 의하면. 다중 송/수신안테나를 가지는 ATSC 방송 시스템은 단일 송/수신안테나를 가지는 방송 시스템보다 Rayleigh 페이딩 채널 환경에서 매우 우수한 성능을 가진다.
차등 시공간 블록 코드 시스템은 다이버시티 이득을 송신단에서 파일럿 삽입이 필요 없이 얻을 수 있는 기술로 주목되고 있다. 특히, 협력 네트워크 시스템에서 서비스 영역을 확장하기 위하여 중계기를 사용하게 되는데 자연스럽게 채널 추정 기법을 고려하지 않은 방법들이 연구 되었다. 본 논문은 차등 준 시공간 블록 코드를 이용한 협력 전송 네트워크에서 ML(Maximum Likelihood) 기반의 준 최적 신호 결합 기법을 제시한다. 모의실험 결과를 통해 제안된 수신 결합 기법은 높은 신호 대 잡음비 환경에서 기존에 널리 사용되는 MRC (Maximum Ratio Combining) 기법보다 5dB이상의 이득을 얻는 것을 보여준다.
본 논문에서는 순시 페이딩과 장구간 페이딩의 혼합인 Suzuki 페이딩 채널에서 다이버시티 수신을 사용할 경우 MPSK 변조 방식의 비트 오류 확률에 대한 closed-form의 근사식을 유도한다. 제안된 근사식은 기존의 적분 형태의 식에 비해 계산량 면에서 효율적이며 채널의 파라미터들이 시스템의 성능을 얼마나 열화시키는가를 정량적으로 파악할 수 있음을 보였다. 또한 근사식의 고찰을 통하혀 적절한 송신 전력제어에 의해 시스템의 성능을 향상 시킬 수 있음을 보였다.
Transmit diversity using STBC(Space Time Block Code) provides the same diversity gain as MRRC(Maximal Ratio Receiver Combining), when the fading channel is constant across two consecutive symbols. But, when the channel condition is changed for the two consecutive symbols, the transmit diversity using STBC does not offer good performance due to the large doppler shift. In this paper, we have proposed a interference cancellation scheme for performance enhancement in transmit diversity using STBC over time selective fading channel. Simulation results for various doppler shift rates are presented for the transmit diversity using the proposed scheme.
MB-OFDM UWB시스템은 TFC(Time-Frequency Code)를 이용하여 시간/주파수 호핑을 수행한다. 이를 통해 주파수 영역에서 다이버시티 효과를 갖는 동시에 사용되는 다른 piconet간의 간섭을 최소할 수 있다. 송신단에서는 프리앰블을 전송할 때부터 해당 TFC에 맞게 호핑을 하면서 전송을 하기 때문에 수신단에서는 신호의 시작을 추정하는 패킷 검출은 매우 중요한 과제이다. 따라서 본 논문에서는 MB-OFDM UWB시스템을 위한 간단하고 효율적인 패킷 검출 방법을 제안하였다. 시뮬레이션 수행 결과 제안된 방법은 기존 방법보다 약 0.5 dB의 SNR 개선 결과가 있는 것으로 밝혀졌다.
기회적 중계 기술(opportunistic relaying)은 중계기를 사용하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 효율적인 기술로 평가되고 있다. 기회적 중계 기술에서는 가장 좋은 중계기를 선택하여 송신기의 전송 신호를 재전송하게 되는데, 중계기 선택은 채널 정보(channel state information)를 이용하여 이루어진다. 본 논문에서는 하이브리드 ARQ 기반 기회적 중계 기술에서 중계기를 선택할 때 사용하는 채널 정보(channel state information)가 지연된 정보일 때, 시스템의 불능 확률(outage probability) 및 처리량(throughput)을 분석한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 분석이 정확한지 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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