International journal of advanced smart convergence
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제11권3호
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pp.17-22
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2022
As the sixth generation (6G) promising technique, intelligent reflecting surface (IRS) has recently attracted much attention. The IRS based wireless communication is expected to deploy the upcoming 6G mobile networks, to increase energy and spectrum efficiency in the fifth generation (5G) wireless networks. In this paper, we compare the bit-error rate (BER) performances for phase-shift schemes of IRS non-orthogonal multiple access (NOMA). First, we derive a BER expression for the equalizing phase-shift scheme in IRS-NOMA networks. Then we compare the BER of the equalizing phase-shift scheme to that of the identical phase-shift scheme in IRS-NOMA networks, and show the BER improvement of the equalizing phase-shift scheme IRS NOMA over the identical phase-shift scheme IRS NOMA. Furthermore, we also validate the proposed analytical BER for the equalizing phase-shift scheme in IRS-NOMA by Monte Carlo simulations, and demonstrate that they well match each other.
무선 광 통신 시스템에서 고속의 데이터를 전송하기 위한 방법으로 대역 효율이 높은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 시스템이 연구되고 있다. OFDM 시스템은 PAPR(peak to average power ratio)이 높고 비선형 에러와 디바이스의 불균형으로 발생하는 ICI(inter channel interference)가 발생한다. 무선 광통신 시스템에서 LED(light emission diode)의 구동 전류에 의하여 구동되는 광 출력 파워는 비선형이며 전송 신호는 왜곡된다. 그러므로 비선형 LED 전달함수와 OFDM 신호에 의한 방사된 광 출력의 수신 성능에 대한 연구가 진행되었다. 비선형 왜곡에 의해 발생하는 효과는 기존의 무선 통신에서 사용되는 OFDM의 비선형 특성과 다르며 BER 성능을 저감시킨다. 본 연구에서는 최근 연구된 LED의 비선형성 전달함수를 적용하며, 비선형 왜곡과 Back-off에 의하여 수신기의 주파수영역에서 진폭 감쇄와 ICI를 발생시키므로, BER 성능을 개선시키기 위한 방법을 제안한다. 먼저 LED의 비선형 왜곡을 감소시키기 위한 새로운 PAPR저감 기법을 제안하며, 또한 수산 성능을 향상시키기 위하여 적응형 채널 추정 방식과 전송된 신호를 사용하여 SNR(signal to power ratio)을 개선하여 BER(bit error rate)을 개선하였다. 제안된 방법들을 시뮬레이션 결과를 통하여 확인한다.
본 논문에서는 임펄스 잡음과 다중경로 레일리 페이딩이 함께 존재하는 열악한 채널 환경에서 비동기 DS/CDMA BPSK 시스템의 오율을 유도하고 RAKE 수신기와 터보 코드의 채용으로 인한 BER 성능의 개선 정도를 분석하였다. 분석 결과, 어떠한 $E_b/N_o$ 이하의 영역에서는 임펄스 잡음의 영향이 지배적이어서 페이딩에 의한 영향이 나타나지 않지만, 그 경계(threshold)를 넘어선 $E_b/N_o$ 영역에서는 페이딩에 의해서 성능이 좌우되었다. 임펄스 잡음의 영향이 크게 나타나는 비교적 낮은 $E_b/N_o$ 영역에서는 터보 코드에 의한 성능 개선이 두드러졌고, 페이딩의 영향이 나타나는 높은 $E_b/N_o$ 영역에서는 RAKE 수신기에 의해서 성능 개선이 두드러졌다. 따라서, 임펄스 잡음과 다중경로 레일리 페이딩이 함께 존재하는 환경에서 RAKE 수신기와 터보 코드를 함께 채용하면 큰 성능 개선을 얻을 수 있다.
본 연구에서는 인공지능 알고리즘을 이용하여 밀리미터파 대역에서 사용되는 giga-bit modem을 위한 ASK 시스템의 성능 개선을 제안한다. 본 연구에서 적용할 인공지능 알고리즘은 퍼지 논리 시스템이다. 제안한 퍼지 논리 시스템의 입력은 수신단의 counter에서 발생하는 remainder와 remainder의 적분합을 이용하고, 출력은 LPF의 bandwidth이다. 본 연구의 유용성을 위해 제안한 방식과 bandwidth가 고정된 방식에 대해 BER 성능을 확인하는 시뮬레이션을 수행한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 방식과 bandwidth가 고정된 방식의 성능을 비교 검토한다.
본 논문은 육상 이동통신 서비스를 위한 L-band 위성통신 시스댐과 Ka - band 멀티미디어 위성통신 시스템의 전송 채널을 모텔렁하고 전력 및 대역 효율적인 디지털 전송 방식으로 Trellis 부호화된 8PSK를 제안하고 그 성 능을 분석하였다. 특히. 다중경로 페이딩에 의한 TC-8PSK의 수선 BER 성능 열화를 보상하기 위하여 송수선단 에 각각 Block Interleaving과 Deinterleaving을 적용하였으며 채널 등화를 위해 수선단에 Viterbi 등화기를 적용 하였고 이에 따른 BER 성능 개선 정도를 분석하였다.
본 논문에서는 우선 반송파 주파수 오프셋이 OFDM/M-ary PSK 시스템에 미치는 성능 열 화를 분석하기 위해 오율식을 유도하였다. 그리고 Turbo 부호화 기법을 OFDM/M-ary PSK 시스템에 적용하여 성능 개선 정도를 평가하였다 최종적으로 Turbo Coded OFDM/M-ary PSK 시스템에서 요구하는 BER 성능을 만족시키기 위해 허용 가능한 최대 주파수 오프셋을 결정하였다. 성능 해석 결과 ary수가 커질수록 BER 성능이 열화됨을 알 수 있었고, 음성 서비스의 QoS (Quality of Service) 조건인 BER : $10^{-3}$을 만족시키려면 QPSK, 8PSK, 16PSK 변조 방식의 경우, 각각 약 7 dB, 9 dB, 17 dB의 $E_b/N_o$가 요구됨을 알 수 있었다 그리고 $E_b/N_o$/가 10 dB와 15 dB인 경우, $BER=10^{-3}$ 을 달성하기 위해서는 주파수 오프셋을 각각 0.05, 0075 이하로 유지해야 함을 알 수 있었다. 한편, OFDM/M-ary PSK시스템에 Turbo부호를 적용하면 ary수가 낮을수록 Turbo 부호의 성능 개선 효과가 크게 나타남을 알 수 있었다 그리고 16 ary이하의 PSK 변조 방식에 Turbo 부호화 기법을 적용한 경우, 데이터 서비스의 005 조건인 $BER=10^{-5}$을 만족시키려 면 약 8 dB 이하의 $E_b/N_o$가 요구됨을 알 수 있었다. 또한 Turbo 부호화 기법을 적용하면 매우 낮은 $E_b/N_o$ 값으로 음성 서비스를 충분히 지원할 수 있음을 알 수 있었고, 데이터 서비스는 주파수 오프셋 허용치에 관계없이 약 8 dB 정도의 $E_b/N_o$로 충분히 지원할 수 있음을 알 수 있었다.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제14권3호
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pp.79-84
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2022
Towards the sixth generation (6G) mobile networks, spectrum and energy efficiency of non-orthogonal multiple access (NOMA) transmissions in the fifth generation (5G) wireless system have been improved by intelligent reflecting surface (IRS) technologies. However, the reflecting devices of an IRS tend to be correlated because they are placed close on the surface each other. In this paper, we present an analysis on the correlated IRS in NOMA cellular networks. Specifically, we consider the bit-error rate (BER) performances for correlated-IRS in NOMA networks. First, based on the central limit theorem, we derive an approximate analytical expression of the BER for correlated-IRS NOMA systems, by using the second moment of the channel gain. Then we validate the proposed analytical BER by Monte Carlo simulations, and show that they are in good agreement. In addition, we also show numerically the BER improvement of the correlated-IRS NOMA over the conventional independent-IRS NOMA.
본 논문에서는 실내 무선 통신로를 레일리 (Rayleigh) 페이딩 통신로와 라이시안 (Rician) 페이딩 통신로로 모델링한 다음, 페이딩 보상용 파일럿 심볼을 삽입한 Concatenated FEC 부호를 WATM에 적용하여 셀 비트 오율 (BER) 및 셀 손실 (CLP) 성능을 시뮬레이션을 통해 평가하였다. 또한 이를 통해 얻은 성능 평가 결과를 동일한 조건에서 컨벌루션 부호에 적용하여 얻은 성능 평가 결과와 비교하였다. 레일리 페이딩 통신로에서 음성 서비스의 최대 허용 BER ($\textrm{10}^{-3}$)을 기준으로 결과를 분석해 보면, 파일럿 심볼을 Concatenated FEC 부호에 삽입하는 경우가 컨벌루션 부호에 삽입하는 경우 보다 $E_b/N_o$면에서 약 4 dB의 성능 개선이 얻어짐을 알 수 있었다. 그리고 라이시안 페이딩 통신로에서 직접파 대 반사파 전력비를 나타내는 K 파라미터의 값이 6과 10인 경우, 음성 서비스의 최대 허용 BER을 기준으로 결과를 분석해 보면, 파일럿 심볼을 Concatenated FEC 부호에 삽입하는 경우가 $E_b/N_o$면에서 각각 4 dB와 2 dB의 성능 개선이 얻어짐을 알 수 있었다. 또한 K=6과 K=10인 라이시안 페이딩 통신로에서 CLP =$\textrm{10}^{-3}$을 기준으로 결과를 분석해 보면, 파일럿 심볼을 Concatenated FEC 부호에 삽입하는 경우가 $E_b/N_o$면에서 각각 3.5 dB와 1.5 dB의 성능 개선이 얻어짐을 알 수 있었다.
터보부호는 반복복호 수와 인터리버 크기가 증가할수록 AWGN 채널환경에서 BER 성능이 향상된다는 것은 잘 알려진 사실이다. 그러나 반복복호 수와 인터리버 크기가 증가하면 상대적으로 복호 과정에서 복호지연과 계산량이 증가하게 된다. 또한 임의의 SM에서는 더 이상 BER 성능의 향상이 없는 flattening effect 현상이 발생하기 때문에 오류정정 능력의 한계에 도달하는 큰 단점을 가진다. 따라서 본 논문에서는 터보부호의 flattening effect 현상을 개선시키기 위해서 두 구성부호기의 구속장 뿐만아니라 생성다항식 자체도 서로 다르게 구성한 새로운 비대칭 구조를 갖는 터보부호를 제안한다. 제안된 비대칭 터보부호는 각각의 구성부호기의 생성다항식을 원시다항식과 소수다항식을 혼합한 형태로 구성하였고 구속장도 서로 다르게 구성하여 다양한 구조와 다양한 유효자유거리(effective free distance)를 갖도록 구성하였다. 제안된 비대칭 터보부호는 부호율이 1/3일 때 log-MAP 복호방법을 이용하여 상대적으로 작은 프레임(128. 256)과 큰 프레임(512, 1024)으로 인터리버 크기를 조절하면서 그 성능을 분석하였다. 모의실험 결과, 기존의 터보부호에 비해서 $10^{-4}$의 BER 영역에서 작은 프레임의 경우에 1.7dB~2.5dB이상의 우수한 성능을 나타냈으며 큰 프레임의 경우에 2.0dB~2.5dB 이상의 우수한 성능을 나타냄을 확인할 수 있었고 flattening effect 현상의 개선효과가 있음을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 White 색상을 달성하기 위한 R, G, B 혼합비율 Type을 기반으로 상대적으로 열화된 BER성능을 달성하는 파장 대역에 Forward Error Correction (FEC) 기법을 적용하여, 전체 시스템의 BER성능을 향상 시킬 수 있는 가시광 통신 시스템을 제안한다. FEC기법으로 Low Density Parity Check (LDPC) 코드를 적용하였으며, LDPC 부호는 Shannon의 한계치에 가장 근접하는 오류정정 부호로 평가되고 있으며, 오류마루(error floor) 현상이 나타나지 않고, 완전 병렬처리가 가능하여 고속 복호가 가능한 장점을 가지고 있다. 이와 같은 시스템에서 LDPC채널 코딩을 각 파장 대역에 부분적으로 적용함으로써, 주파수 효율 감소 및 데이터 전송률 감소를 완화 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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