본 논문에서는 획득 확률과 확산 이득 제어가 CDMA 슬롯 ALOHA 시스템의 처리율에 미치는 영향을 연구한다. 이동 단말들은 공유 채널을 통해 패킷을 전송하고, 동일한 시간 슬롯에서 전송되는 패킷들은 동시 접속 간섭으로 작용한다. 대역확산 신호를 사용함으로써, CDMA 슬롯 ALOHA 채널은 높은 시간 해상도 특성에 의해 높은 획득 확률을 얻고, 확산 이득의 크기에 따라 사용자의 비트율이 결정된다. 동시 접속 간섭의 크기가 증가할 때, 확산 이득의 증가는 패킷 전송 성공 확률을 증가시켜 패킷 처리율을 향상시키나 패킷이 전송하는 사용자 정보 비트수가 감소되어 유효 처리율을 저하시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 덜 논문에서는 획득 확률과 동시 접속 간섭 크기가 시스템 처리율에 미치는 영향을 연구하고, 확산 이득 제어 방법에 따른 시스템 처리율 성능을 평가하였다. 시스템 상태에 따라 최적 확산 이득을 구함으로써 동시 접속 간섭 크기의 변화에 대해 통일된 방법으로 최대 유효 처리율을 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 가변확산이득 (VSG)구조를 갖는 멀티미디어 멀티레이트 DS/CDMA 시스템에서 PN 시퀀스의 위상에 따른 다중접속 간섭을 분석하였고, 결정적인(deterministic) 시퀀스에 의한 비트 오율 성능분석을 수행하기 위해서 다른 확산 이득과 다른 송신 전력을 갖는 다중 접속 간섭 사용자에 대해서 비트 오율 식을 유도하였다. 다른 확산 이득과 다른 송신 전력을 갖는 다중 접속 간섭 사용자에 대해서 비트 오율 식을 유도하였다. 다른 확산 이득과 다른 송신 전력을 갖는 다중 접속 간섭 사용자에 대해서 비트 오율 성능을 구한 결과, 기준 사용자의 데이터 전송률에 따라 다중 접속 간섭을 결정하는 요소가 달라짐을 보였다. 또한, 신호대 잡음비 $E_b/N_o$가 10dB이하인 경우에는 AWGN이 성능을 결정하는 지배적인 요소로 작용하기 때문에 시퀀스의 초기 위상에 의한 이득을 거의 기대할 수 없지만, $E_b/N_o$가 증가할수록 MSQCC/CO와 CO/MSQCC 기준에 의한 시퀀스 초기 위상의 선택기준이 성능을 가장 향상시킬 수 있는 최적의 선택기준이라는 결론을 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 직접대역확산통신시스템에서 코딩 이득을 향상시키고자 다중 심벌 검파를 수행하는 트렐리스 부호화 변조를 적용하였다. $MDPSK(\pi/4 shift QPSK)$를 트렐리스 부호화된 직접대역확산시스템 적용하고 정보가 인접한 채널 신호의 위상차에 전송된다는 것을 이용하여 1차 위상차 뿐만 아니라 다중위상차를 추출한다. BER특성을 향상시키기 위해, 이러한 다중 위상차를 이용하여 $MDPSK(\pi/4 shift QPSK)$에서 다중 심벌 검파를 수행하는 트렐리스 부호화된 직접대역확산시스템의 비터비 디코더 알고리듬을 설계하여 향상된 코딩 이득을 얻고자 한다. 이러한 시스템을 직접대역확산통신시스템에 적용하였을 때 얻을 수 있는 코딩 이득은 시뮬레이션 결과, AWGN채널에서 TCM의 콘볼류션부호화기의 상태수 4, 8, 16에 따라 3-4dB 정도의 성능향상이 있으며, 레일레이 페이딩 채널에서는 4-5dB정도의 성능 향상이 있음을 알 수 있다. 일반적으로 상태수가 증가할수록 더 큰 코딩 이득을 얻을 수 있다.
본 논문에서는 종래의 디지털신호 처리 방식에 비해 소형이며 광대역폭 신호를 처리할 수 있는 AE 콘빌버가 스펙트럼 확산통신 방식에서 높은 신호처리 이득과 다이나믹 레인지를 갖는 프로그램이 가능한 정합필터로 사용 될 수 있음을 실험적으로 제시하였다. 본 실험에서 사용한 AE 콘벌버는 안전 재료인 YZ-LINbO\sub 3\ 위에 중심 주파수 50MHz, 대역폭 11MHz인 SAW 지연선을 제작하고 그 위 에 저항율 50 ohm-cm인 P형 실리콘을 장착하여 구성하였으며, 이 소자는 63? PN 코드로 변조된 P나 신호를 인가하여 신호처리이득이 18dB인 프로그램이 가능한 정합필터로 사용될 수 있음을 보였다.
본 논문에서는 무인비행체를 실시간으로 제어 및 통제하는 무인항공시스템(Unmanned Aerial System, UAS)에서 상향링크의 강건성을 강화하기 위하여 재밍신호를 제거하는 기법을 제안한다. 일반적인 통신시스템에서는 노이즈 및 재밍신호의 영향을 최소화하기 위하여 대역확산기법을 적용하고 있으며 이러한 대역확산기법을 적용한 시스템에서는 확산이득으로 인한 재밍신호에 강인한 특성을 보인다. 그러나 확산이득을 넘어서는 재밍 및 잡음 신호에 대해서는 성능이 급격히 나빠지는 특성이 있다. 본 논문에서는 이러한 확산이득을 넘어서는 재밍신호를 FFT(Fast Fourier Transform)변환을 통하여 주파수 영역에서 검출하고 시간영역에서 사인파 생성기로 추정된 재밍신호를 생성하여 원신호에서 재밍신호를 제거하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 하드웨어 복잡도가 낮으면서 원신호의 왜곡을 최소화하면서 재밍신호를 제거할 수 있다.
본 논문에서는 Beyond 3G 시스템에서 연구되고 있는 OFCDM 시스템에서 터보 코드화되고 클러스터링된 신호의 주파수 다이버시티 이득을 최대화하는 것을 목적으로 한다. 즉, OFCDM시스템은 OFDM과 달리 주파수 영역확산을 하기 때문에 확산 후의 통일 심볼들을 여러 개의 안테나와 같은 안테나에 적절히 할당함으로써 통일 심볼간의 페이딩을 거친 수신 신호의 무상관 특성을 최대화함으로써 주파수 다이버시티 이득을 최대화할 수 있다. 제안된 최적의 방식은 STA-OFCDM에 비해서는 낮은 지연 확산(${\sigma}=0.02{\mu}sec$)에서 4dB 성능 향상이 있고 높은 지연 확산(${\sigma}=0.3{\mu}sec$)에서는 2.5dB가량의 성능 향상되었다. 또한 제안된 최적화 방식을 부반송파 재배열(SR: subcarrier rearrange)을 가진 STA-OFCDM과 비교하면 $10^{-3}$의 요구되는 BER에서 클러스터링에 의해 주파수 다이버시티 이득을 극대화함으로써 지연 확산과 상관없이 2dB정도의 성능 향상을 시킬 수 있었다. 또한 제안된 최적화 방식은 어떤 대역폭 확장이나 수신기로부터 송신기로의 피드백이나 기존의 클러스터링 방식에 비해 더 많은 복잡도를 요구하지 않는다.
본 논문에서는 2021년 9월 동해에서 수행된 초장거리 대역확산 수중음향통신의 해상실험 결과를 제시한다. 8개의 수직 배열 센서를 이용하여 수중음향통신 신호를 수집하였으며, 전송 거리는 160 km로 하였다. 송신 신호로 30 bps의 다중 코드 대역 확산 방식과 100 bps의 처프 대역확산 방식이 사용되었다. 실험 결과 단일 채널에서 채널 부호화 기법이 적용되지 않은 경우에 높은 비트 오류율을 나타내었으나 각 수신 채널에서 프레임 동기화를 수행한 후 신호들에 등이득 조합 다이버시티 기법을 적용하면 비부호화 비트 오류율이 순방향 오류 정정 한계인 0.1 이하로 감소하였다.
그레이스케일 영상을 이진 영상으로 변환하는 방법을 해프토닝이라 한다. 이런 방법 중 오차확산방법은 그레이스케일 영상을 이진 영상으로 표현할 때 우수한 화질을 보이지만 웜 현상, 뭉쳐짐 현상 등의 단점이 있다. 이런 단점을 보완하는 방법 중 하나가 임계값 변조 방법이다. 본 논문에서는 영상의 국부적인 특성을 고려한 임계값 변조치를 적용한다. 먼저 원영상과 해프토닝 영상의 선형이득을 이용해 평탄영역에 대한 오차를 최소화하는 임계값 변조치를 구한다. 그리고 이 값들에 경계정보에 따른 보정 값을 주어 경계영역을 표현한다. 제안방법은 해프토닝시 발생하는 오차를 줄여 오차로 인해 발생하는 영상내의 뭉쳐짐 현상과 웜 현상 등을 최소화하여 기존의 방법에 비해 더 좋은 화질을 얻을 수 있다.
다중 대역 확산 CDMA 시스템에서 확산 대역폭과 레일리 페이딩 채널의 지연 확산에 대한 다중 선택 결합 RAKE 수신기의 성능을 분석하여, 지연 확산이 다른 여러 채널 환경에서 RAKE 수신기 차수에 따른 전체 수신 에너지와 다중 경로 다이버시티 이득간의 상호 관계를 규명하였다. 분석 결과, 지역 확산이 작은 환경에서의 광대역 확산을 이용하여 확산 대역폭을 증가시키는 것이 더 좋은 성능을 나타냈다. 높은 차수와 낮은 차수의 선택 결합기간의 성능 비교 결과, 확산 대역폭이 증가할수록 그 성능 차가 더 크게 나타났다. 또한, 확산 대역폭을 일정수준 이상으로 증가시킬 경우 수신 성능이 저하되었으며, 각 채널 환경에서의 최적 확산 대역폭은 채널의 지연 확산이 증가할수록 감소하였다.
재귀적 구조의 SPCPC (single parity check product code)인 CAMC (constant amplitude multi-code) 는 반복적 복호를 행할 때 SPCPC에 비하여 오류 정정 성능이 우수하다. 본 논문에서는 대역확산 신호인 CAMC의 처리 이득이 성능 향상에 미치는 영향을 분석한다. 일반적인 곱 부호에서는 반복적 복호로 오류 정정 과정이 종료되지만, CAMC 는 반복적 복호 후의 역확산 과정에서 추가적으로 오류가 정정된다. 잔존하는 비트 오류의 수가 ($\sqrt{N}/2-1$)개 이하인 경우에는 (N은 코드워드의 길이), 역확산 과정에서 그 오류들은 모두 정정된다. 반복적 복호에서 EI (extrinsic information)의 분포 형태를 관찰한 결과, 초기의 EI 분포는 대체로 랜덤하나, 몇 회의 iteration 후에는 ($-E_{max}$) 혹은 ($+E_{max}$)의 이진 값으로 수렴한다. EI의 분포가 오류 정정의 진행 사항을 반영하는 점을 이용하는 iteration 제어 방법을 실험한 결과 Eb/No 에서 약 0.2 dB의 이득을 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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