시변 채널에서 상향 직교 주파수 분할 다중 접속 (OFDMA uplink : Orthogonal Frequency Division Multiple Access uplink) 시스템은 도플러 현상 (Doppler Effect)과 시간 비동기에 의한 부반송파 간의 간섭 (ICI : Inter-Channel Interference)으로 인해 치명적인 성능 열화가 발생한다. 본 논문에서는 OFDM uplink 시스템에서 부반송파 간의 간섭으로 인한 열화를 줄이기 위해 혼합 간섭 제거 기법 (HIC : Hybrid Interference Cancellation)을 제안한다. 제안된 혼합 간섭 제거 기법은 직렬 간섭 제거 기법 (SIC : Successive Interference Cancellation)의 강인한 간섭 제거 효과와 병렬 간섭 제거 기법 (PIC : Parallel Interference Cancellation)의 복잡도 감소 효과를 동시에 얻을 수 있도록 설계되었다. 이것은 신호 대 간섭 및 잡음 비 (SINR : Signal-to-Interference and Noise Ratio)에 따라 정렬된 수신 신호의 효과적인 군(Group) 선택과 위너 여파기 (WF : Wiener Filter), 그리고 시변 채널 특성을 고려한 신호 선택 기준을 통해 구현된다. 모의 실험 결과에서는 기존 OFDMA 기법의 등화기가 시변 페이딩 채널의 영향이 커짐에 따라 성능 열화가 심해지는 것에 반해 제안된 간섭 제거 기법은 간섭 제거를 위한 신호 선택 기준에 의해 저복잡도에서도 비트 오류 확률 성능이 더욱 향상되며, 또한 성능과 복잡도의 교환이 가능한 유연한 시스템인 것을 보여 준다.
본 논문은 다수의 비디오를 전송하는 직교 주파수 다중 분할 시스템의 다운링크에서 종단간 비디오에서 발생하는 왜곡을 최소화하는 자원 할당 방법을 제안한다. 제안된 알고리즘은 제한된 시스템 리소스에서 다수 사용자의 다양성과 패킷 왜곡 모델을 이용한 비트 왜곡 함수를 이용하여 전체 사용자의 비디오 왜곡을 최소화한다. 첫 단계에서, H.264 비디오 코딩 구조에 존재하는 에러 은닉과 전파를 이용하여 비트 왜곡 함수를 유도한다. 두 번째 단계에서는 전체적인 비디오 화질 저하를 최소화하기 위해서, 직교 주파수 다중 분할 시스템의 자원을 사용자의 다양성을 이용하여 부 반송파와 파워를 할당하는 자원 할당 알고리즘을 제안한다. 또한 각 사용자에 의해서 요구되는 비디오 화질을 얻기 위해서, 비례 율의 요소를 적용한다. 실험결과에서, 제안된 자원할당 알고리즘은 기존의 시간 분할 다중 접속 방법 그리고 비트 왜곡의 정보를 이용하지 않는 알고리즘과 비교해서, 종단간의 비디오 화질을 크게 향상시키는 결과를 보였다.
Filtered multi-tone (FMT) 다중 경로 페이딩에 강인하고 보호 구간 없이 전송됨으로 이동 통신 시스템에 효율적 방식이다. 이동 통신 시스템은 채널 추정과 링크 적응 성능의 향상을 위해서 도플러 주파수 정보를 필요로 하지만 기존 도플러 주파수 추정 연구는 직교 분할 다중 접속 (OFDM)에 집중되었고 FMT 방식에서 수행되지 않았다. OFDM에서 기존 연구는 잡음 회피를 위해서 시간 영역에서 처리함으로 상당한 복잡도를 갖고 또한 수신기의 동기 오차를 고려하지 않는다. 본 논문은 동기 오차로 인하여 발생하는 시간 영역과 주파수 영역에서 자기 상관의 위상 성분을 제거함으로써 동기 오차와 잡음에 강인한 도플러 주파수 추정 기법을 제안한다. 제안 기법이 FMT 방식의 상용화 시스템인 TETRA enhanced data service (TEDS)에 적용될 때 정확한 도플러 주파수를 추정한다.
NOMA는 차세대 유망한 무선 접속 기술 중 하나다. 중첩코딩(SC: superposition coding) 기술을 활용한 송신부와 순차적 간섭 제거(SIC: successive interference cancellation) 기술을 탑재한 수신부를 갖춘 NOMA는 다수의 바람직한 특징을 가지고 있으며, 기존의 LTE에서 채택하고 있는 직교 다중 접속(OMA) 방식인 직교 주파수 분할 다중(OFDMA)기술에 비해 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 5G 시스템에서의 NOMA에 관한 최근의 연구 동향을 분석하였다. 먼저, NOMA의 기본 개념을 논하고 장래 무선 기술 분야에서의 그 중요성을 진단하였다. 다음은, 5G 시스템에서의 NOMA에 대한 가장 최근의 주요 기술들을 분석하고, 다양한 항목별로 분류하여 제시하였다. 마지막으로 NOMA의 성능을 수치해석 결과를 통해 분석하고; NOMA의 현안과 난제에 기반하여 향후 해결해야 할 이슈들을 제시하였다.
본 논문에서는 다중 반송파 코드 분할 다중 접속 (MC-CDMA: multicarrier code division multiple access) 방식의 주파수 효율을 분석한다. 먼저, 코드 분할 다중화에 사용되는 부반송파 개수와 사용 중인 코드 개수 (부하율), 주파수 영역 채널 계수에 따른 MC-CDMA 방식의 주파수 효율에 대한 일반식을 유도한다. 또한, 전체 부반송파를 여러 개의 그룹으로 분할하여 다중화 복잡도를 줄일 수 있는 다양한 MC-CDMA 전송 방식들의 주파수 효율에 대한 일반식도 유도한다. 이를 통하여, 다중 경로 개수에 따른 채널의 주파수 선택도와 다이버시티 간의 상관관계를 정립하고, 이를 바탕으로 다이버시티를 최대로 얻기 위한 최소의 코드 길이와 최적 부반송파 할당 방법을 도출함으로써, 최소의 길이를 갖는 코드들을 사용하여 주파수 효율을 최대화 할 수 있는 시스템 구조를 제시한다. 모의실험 환경에서의 수치적인 분석을 통하여, 다양한 시스템 구조에 따른 주파수 효율의 특성을 분석하며, 주파수 효율에 결정적인 영향을 주는 시스템 구성 방법과 파라미터들을 도출한다. 마지막으로, 주어진 채널 환경에서 MC-CDMA 방식과 직교 주파수 분할 다중화 (OFDM: orthogonal frequency division multiplexing) 방식의 주파수 효율을 비교함으로써 상호관계를 설정한다.
본 논문에서는 직교 주파수 분할 다중 접속/시 분할 다중화(OFDMA/TDD :OFDM-FDMA/ Time Division Duplexing) 시스템에서의 프리앰블 모델을 분석하고, AWGN과 ITU-R M.1225 Ped-B 및 Veh-A 채널 환경에서 OFDMA/TDD 시스템에 적용된 심볼 타이밍 및 반송파 주파수 오프셋 추정과 셀 탐색 성능을 모의 실험을 통하여 그에 따른 성능을 Detection Probability, False Alarm, Missing Probability, Mean Acqusition Time 및 (MSE) Mean Square Error 로 확인한다. 특히, 심볼 타이밍 오프셋 추정에서는 향상된 성능을 가지는 프리앰블 구조 및 알고리즘을 제안한 후, 기존의 프리앰블 구조와 그에 따른 성능을 비교 분석한다.
본 논문에서는 직교주파수분할다중접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 하향링크 시스템에서 부반송파 별 채널 이득(channel gain)이 다름을 이용하여 시스템의 용량을 향상시킬 수 있는 핸드오버 기법을 제안한다. 제안하는 기법에서 핸드오버 중인 사용자는 소스 기지국(source base station)과 타겟 기지국(target base station)에서 할당 받은 부반송파 중 강한 채널이득을 가진 부반송파를 선택해 줌으로써 이득을 얻는다. 부반송파 선택 과정에서 탈락한 부반송파에 대한 정보는 기지국으로 피드백(feedback)되어 사용하지 않도록 하여 시스템 전체의 간섭(interference)량을 줄인다. 제안하는 기법은 핸드오버하고 있는 사용자의 오수신 확률을 22% 줄였으며, 이에 따라 시스템 전체의 전송률이 향상된다.
본 논문에서는 주파수 인터리빙이 적용된 다중 반송파-부호 분할 다중 접속 (MC-CDMA: Multicarrier code division multiple access)에서 파일럿 채별 기반의 새로운 채별 추정 기법을 제안한다. 주파수 차원에서 칩 인터리빙 (CI: chip interleaving)된 MC-CDMA 시스템은 일반적인 심별 인터리빙을 적용한 시스템보다 더 큰 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 장점을 가진다. 그러나 CI-MC-CDMA에서는 채널의 상관 대역 내에서 파일럿 채널과 데이터는 서로 직교하지 않으므로 일반적인 파일럿 채널 기반의 채널 추정 기법 (PCCE: pilot channel-based channel estimation)은 사용이 불가능하다. 제안된 채널 추정 기법은 두 개의 연속된 부반송파에서 데이터와 파일럿 채널이 서로 직교성을 유지하도록 시스템 구조를 변경하여 파일럿 채널을 사용하여 적은 연산량으로 정확한 채널 추정을 가능하게 한다.
직교 주파수분할 다중(OFDM)시스템과 직접확산 코드분할다중접속(DS/CDMA)시스템이 결합된 다중반송파(MC) DS/CDMA 시스템은 대역폭 효율, 고 전송률과 페이딩에 강한 특성으로 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 시간영역과 주파수영역에서 확산을 수행하는 다중전송률 MC-DS/CDMA 시스템에서 복잡성이 감소된 다중사용자 검출기를 살펴본다. 여기서 시간영역과 주파수영역의 확산부호로는 2차원 직교 가변확산부호(OVSF)로부터 만들어진 1차원 OVSF 코드를 사용한다. 제안된 시스템에서는 다중사용자간섭(MUI)을 감소시키기 위해 코드그룹 간섭제거(CGIC) 수신기를 사용하는데, 이 CGIC 수신기는 1차원 OVSF 코드들의 상관특성을 이용하여 코드 그룹이라는 개념을 사용하여 다른 사용자들의 정보 없이도 사용자 선호를 검출할 수 있는 수신기이다. CGIC를 갖는 다중사용자 검출기가 시간 및 주파수영역에 따로 또는 같이 적용될 것이다. AWGN 채널 환경 하에서 시스템의 성능을 분석하며, 단일(다중) 전송률, 다중사용자를 갖는 시간/주파수 영역에서 확산된 MC-DS/CDMA과 비교할 것이다. 이러한 결과로서 기존의 정합검출기에 비해 제안된 시스템의 성능이 향상됨을 알 수 있다.
본 논문에서는 다중 사용자 다중 안테나직교 주파수 분할 다중 접속 방식 (MIMO-OFDMA) 시스템에서 부분 궤환 정보를 이용한 정규화된 신호 대 잡음비 기반 비례적 공정 스케줄링 (normalized SNR based proportional fair scheduling, NSNR-PFS)을 수행할 경우의 시스템 성능에 대하여 분석하였다. 선택적 부분 채널 품질 정보 궤환 기법 (selective partial channel quality information feedback scheme, SPCQI)이 사용되었을 경우의 하향 링크 채널 용량의 정확한 식을 유도하고, 그것의 점근적 특성을 분석하였다. 이론적 성능 분석과 모의 실험을 통하여 사용자의 수와 상관없이 한정된 평균 궤환량만을 이용하여 최적의 하향 링크 채널 용량 증가율을 얻을 수 있음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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