본 논문은 스마트 그리드를 위한 전력선 통신 시스템에서 데이터 전송률을 향상시키는 적응형 OFDM CP 길이 알고리즘에 대해 연구하였다. 본 논문에서 제안한 기법은 수신단의 CP controller에서 수신된 데이터 프레임과 지연된 동일 데이터 프레임을 상관 처리를 취함으로써 채널 지연 정보를 계산한 후, 즉시 그 정보를 송신단에 피드백 한다. 그 다음, 송신단에서는 다음 데이터 프레임에 대한 CP 길이를 조절하게 된다. Impulsive noise 모델로서, Middleton Class A 간섭 모델을 사용하였고, 성능은 패킷 전송률과 누적 패킷 전송률, 비트 오류율 측면에서 평가되었다. 모의실험 결과로부터 패킷 수가 증가할수록 데이터 이득(감소된 비트 양)이 커지지만, branch 수($N_{br}$)가 증가할수록 데이터 이득 폭은 감소한다는 것을 알 수 있었다. $N_{br}$ 이 3, 5, 10인 경우, 적응형 CP 길이 알고리즘과 고정된 CP 길이 기법의 BER 성능은 비슷하였다. 따라서 제안한 기법은 기존의 고정 CP 길이 기법과 비교하여 BER 성능 감소 없이 데이터 전송률 증가를 달성하였음을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 위성 OFDMA 하향링크에서 PAR을 최소화하기 위한 최적의 사용자 채널 보상기법을 제안한다. 위성 OFDMA 시스템에서는 사용자의 채널 환경에 따른 성능의 저하를 극복하기 위해 사용자의 채널 환경에 따라 전력을 제어하는 PC-OFDMA(Power Control OFDMA) 방식과 변조방식과 코딩방식을 제어하는 AMC-OFDMA(Adaptive Modulation and Coding) 방식을 사용한다. 사용자의 채널 환경에 따라 사용자 부채널(부반송파 그룹)별로 전력을 제어하는, 즉 채널이 좋지 않을 경우 더 큰 출력으로 송신하고 반대의 경우 작은 출력을 송신하는 PCOFDMA와 채널의 상태가 좋지 않은 경우 낮은 변조율과 강한 코딩을 사용하거나 채널이 좋을 경우 데이터율을 높이기 위해 높은 변조율과 약한 코딩을 사용하는 AMC-OFDMA의 PAR 성능을 비교 분석하였다. AMC-OFDMA에서는 변조방식과 부호방식으로 사용자 채널감쇠를 보상하므로 부반송파의 송신전력이 균일하지만 PC-OFDMA의 경우 사용자 부채널별로 전력을 제어하므로 전체 부반송파의 송신전력이 균일하지 않는 특성이 있는데, 부반송파의 불균등 전력은 OFDMA 송신신호의 PAR을 감소시키는 현상을 발견하였다. 또한 PC-OFDMA 방식 중에서 사용자 부채널을 이루는 부반송파의 할당방식에 따라서도 PAR 성능의 차이가 존재함을 보였다.
실시간과 비실시간 서비스 클래스의 각 QoS요구 사항을 만족하면서 전체 시스템 용량을 최대화하기 위하여 DTPQ스케줄링 알고리즘이 제안된 바 있다. 기존 DTPQ방식은 개별 서비스 클래스의 QoS를 만족하면서 전체 시스템의 평균 수율을 극대화하기 위해 실시간 서비스의 HOL 패킷의 지연 시간이 정해진 임계값을 넘는 경우에만 서비스하는 접근으로서, 이를 구현하기 위해서는 주어진 환경에서 적절한 지연 임계값을 설정할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 실시간 사용자의 채널 상태와 지연 시간에 따라 지연 임계값을 적응적으로 적용하는 A-DTPQ 기반의 스케줄링 기법을 제안한다. 이는 기존의 DTPQ알고리즘과 달리 트래픽 부하 및 채널 특성 등에 따라 지연 임계값을 적응적으로 결정하는 방식이다. 시스템 레벨 시뮬레이션을 통해 제안 방식의 고정된 최적 임계값을 가지는 DTPQ방식보다 성능이 향상시킬 수 있음을 확인하였으며, 향후 연구에서는 다양한 서비스 클래스에 대해 이와 같은 개념을 일반화할 수 있을 것이다.
OFDMA 하향링크 시스템에서 단말의 불균등한 위치 분포와 다양한 QoS 요구사항의 변화에 따라 시스템에 끼치는 부정적인 영향을 줄이기 위한 적응적 hot-spot 운용 기법에 대해 제안하였다. 매크로셀의 기지국은 셀 내 피고셀의 운용을 조절하며, 예측된 user outage probability와 AHOS 이득 파라미터 값에 의해 피코셀을 켜고 끄게된다. 제안된 AHOS 기법은 다양한 시스템 환경에서 QoS outage probability를 유지하면서 시스템의 throughput을 최대화 시키는 이득을 보였다.
In vertically overlaid cellular systems, a temporary traffic concentration can occur in a hot-spot area, and this adversely affects overall system capacity. In this paper, we develop an adaptive hot-spot operating scheme (AHOS) to mitigate the negative effects from the nonuniform distribution of user location and the variation in the mixture of QoS requirements in orthogonal frequency division multiple access downlink systems. Here, the base station in a macrocell can control the operation of picocells within the cell, and turns them on or off according to the system overload estimation function. In order to determine whether the set of picocells is turned on or off, we define an AHOS gain index that describes the number of subcarriers saved to the macrocell by turning a specific picocell on. For initiating the picocell OFF procedure, we utilize the changes in traffic concentration and co-channel interference to the neighboring cells. According to computer simulation, the AHOS has been proved to have maximize system throughput while maintaining a very low QoS outage probability under various system scenarios in both a single-cell and multi-cell environments.
In this paper, a selective coefficient updating (SCU) approach at each branch of the per-tone equalization (PTEQ) structure has been applied for insufficient cyclic prefix (CP) length. Because of the high number of adaptive filters and their complex adaption process in the PTEQ structure, SCU has been proposed. Using this method leads to a reduction in the computational complexity, while the performance remains almost unchanged. Moreover, the use of set-membership filtering with variable step size is proposed for a sufficient CP case to increase convergence speed and decrease the average number of calculations. Simulation results show that despite the aforementioned algorithms having similar performance in comparison with conventional algorithms, they are able to reduce the number of calculations necessary. In addition, compensation of both the channel effect and the transmitter/receiver in-phase/quadrature-phase imbalances are achievable by these algorithms.
다반송파 변조방식,또는 직교 주파수 분할 다중업속 방식은 적응등화기를 사용하기 않으면서도 다중간섭제거 능력이 탁월하다고 알려졌다. 이 논문에서는 이러한 MC DS-CDMA/MPSK와 DS-CDMA/MPSK를 적용하여, 나카가미 감쇄 채널 환경에서 오율 특성을 분석하였다. 그 결과 동일한 대역폭에서는 반송주파가 증가함에 따라 처리이득이 커지므로 DS-CDMA/MPSK 신호보다 MC DS-CDMA/MPSK 신호가 오율 특성이 우수함을 알 수 있다.
This paper proposes a novel concept of adjusting the hardware size in a multi-carrier code division multiple access (MC-CDMA) receiver in real time as per the channel parameters such as delay spread, signal-to-noise ratio, transmission rate, and Doppler frequency. The fast Fourier transform (FFT) or inverse FFT (IFFT) size in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)/MC-CDMA transceivers varies from 1024 points to 16 points. Two low-power reconfigurable radix-4 256-point FFT processor architectures are proposed that can also be dynamically configured as 64-point and 16-point as per the channel parameters to prove the concept. By tailoring the clock of the higher FFT stages for longer FFTs and switching to shorter FFTs from longer FFTs, significant power saving is achieved. In addition, two 256 sub-carrier MC-CDMA receiver architectures are proposed which can also be configured for 64 sub-carriers in real time to prove the feasibility of the concept over the whole receiver.
Multiple antenna technology, such as multiple input multiple output (MIMO), beamforming is one of the most promising technology for broadband wireless communication. In OFDM environment, we found that as the number of paths is increased, smart antenna system cannot fully exploit beamforming gain. In this paper, we propose a beamforming scheme and analyze the performance of the proposed beamforming scheme in WiBro smart antenna system. WiBro is an OFDMA-based multiple access service for wireless broadband multimedia environment. The proposed beamforming technique for WiBro smart antenna system can effectively improve the performance of the systems in multipath fading environment.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제11권1호
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pp.60-68
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2019
In this paper, we propose the adaptive beamforming algorithm for the MIMO (Multi-Input Multi-Out)-OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)system to improve the performance. The performance of MIMO-OFDMA systems is greatly decreased in the wireless channel environment with multiusers, because the received signals are much distorted by a cochannel interference (CCI) during the space-time decoding. The proposed approach can track the DOA of each signal from the multiple antennas of the desired user without being greatly dependent on the impinging angle. And beams are directed toward the multiple transmitters of the desired user while null beams are directed toward interference directions. Therefore, we can can effectively cancel CCI and mitigate the impairment of delay spread while preserving the STC(space time code) diversity. BER performance improvement is investigated through computer simulation by applying the proposed approach to MIMO-OFDMA system in a multipath fading channel with CCI.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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