본 논문에서는 무선통신로 채널상에 존재하는 가우스 잡음을 포함한 협대역 A급 임펄스 잡음과 나카가미페이딩 환경에서 하이브리드 CDMA MFSK시스템의 성능을 비교 분석하고, 성능 개선 기법으로 MRC 다이버시티 수신 기법과 부호화 기법을 동시에 채용함으로써 고려되어진 시스템의 성능을 개선시켰다. 결과에 의하면 임펄스 지수가 강할수록 또한. 페이딩 지수가 작을수록 하이브리드 CDMA 시스템에서는 성능이 더욱 열화 됨을 알 수 있었고, 성능 개선 기법으로 BCH 부호화 기법을 채용했을 경우 페이딩 지수가 증가할수록 성능개선의 폭이 큼을 알 수 있었다. 페이딩 지수가 작은 열악한 환경에서는 MRC 다이버시티 수신 기법을 채용하였을 경우가 BCH 부호화 기법을 채용하였을 경우 보다 시스템 성능이 우수하였지만, 페이딩 영향이 감소할수록 BCH 부호화 기법을 채용하였을 경우 시스템 성능이 우수함을 알 수 있었다. 또한 반가우시안 분포와 레일리 페이딩 환경에서 각각의 성능 개선 기법을 단독으로 채용하였을 경우, 음성서비스 품질$(10^{-3})$에 도달할 수 없지만, BCH 부호화 기법과 MRC 다이버시티를 동시에 채용함으로써 강한 임펄스 잡음하에서도 24dB 이상에서 음성서비스 기준 오율을 만족하는 성능 개선 효과를 얻을 수 있었고, 페이딩 지수가(m=3) 이상에서는 강한 임펄스 잡음이 부가되어도 22dB에서 $(10^{-3})$을 만족하고 24㏈ 이상에서는 데이터 서비스 기준$(10^{-5})$ 오율을 만족하는 우수한 성능 개선 효과를 보임으로써 다이버시티 가지수와 부호화의 이득에 의한 에러 성능이 향상되었다.
본 논문에서는 HDR-WPAN 시스템의 신뢰성 향상 방안으로 STTC 기법을 적용한 시스템과 STBC-TCM 기법을 적용한 시스템을 제안하고, 그 성능을 슬로우 페이딩 환경에서 분석하였다. 제안한 두 기법은 부가적인 대역폭의 증가 없이 부호화 이득과 다이버시티 이득을 갖는다. 그러나 신뢰성 측면에서 STBC-TCM 기법을 적용한 시스템이 BER=$10^{-4}$에서 약 4dB정도의 $E_b/N_0$가 더 우수하였고, 시스템 복조의 복잡도 면에서도 우도함수 연산량의 선형적 증가만을 가져왔다. 이 결과를 통해 HDR-WPAN 시스템에 더 좋은 통신 신뢰성 확보, 채널용량 및 시스템의 복잡도 감소를 위해서는 STBC-TCM 기법의 적용이 STTC 기법을 적용하는 것보다 더 적합함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 HDR-WPAN 시스템의 신뢰성을 향상시키는 방안으로 STTC 기법과 STTC 기반 STBC 기법을 제안하였고, 그 성능을 슬로우 페이딩 환경에서 분석하였다. 제안한 두 기법은 부가적인 대역폭의 증가 없이 부호화 이득과 다이버시티 이득을 갖는다. 그러나 시스템의 신뢰성 측면에서 STTC 기반 STBC 기법이 STBC의 추가적인 다이버시티 이득 때문에 STTC 기법보다 $BER=10^{-3}$에서 약 4dB정도 우수하였다. 이 결과를 통해 HDR-WPAN 시스템에 더 좋은 통신 신뢰성 확보, 채널용량의 증가를 위해서는 STTC 기반 STBC 기법의 적용이 STTC 기법을 적용하는 것이 보다 바람직함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 다중사용자 환경 및 Rayleigh 페이딩 통신로 환경으로 모델링 되는 DS-CDMA 와 FH-CDMA 통신 시스템의 성능을 비교 분석하였다. 성능 개선기법으로는 MRC다이버시티 기법을 적용하여 두 시스템간의 개선 정도를 구하여 비교 분석하였다. 동일한 조건에서 두시스템의 성능을 비교하기위해 동일통신대역(300kHz)을 사용, 재밍신호 10∼20dB, 사용자 데이터율 300bps의 조건에서 사용자 수를 증가시키면서 BER성능을 분석하였다 결과에 의하면 다중사용자 환경에서의 DS방식과 FH방식은 Rayleigh 페이딩 환경하에서 현저하게 열화되지만 MRC 다이버시티 수신기법을 적용함으로써 열화된 시스템의 성능을 개선 시킬 수 있었고 특히 DS시스템에서의 MRC기법을 적용하였을때가 FH시스템보다 약 9.5배의 우수한 성능개선을 보임을 알 수 있었다.
In this paper, the dual-mode burst-error-correcting decoding algorithm is adapted to the multiple trellis-coded .pi./4 shift QPSK in order to achieve the improvement of bit error rate (BER) performance over fading channels. The dual-mode adaptive decoder which combines maximum likelihood decoding with a burst detection scheme usually operates as a Viterbi decoder and switches to time diversity error recovery whenever an uncorrectable error pattern is identified. Rayleigh fading channels and Rician fading channels having the Rician parameter K=5dB are used in computer simulation, and the simulation results are compared with those of interleaving techniques. It is shown that under the constraint of the fixed overall memory quantity, the dual-mode adaptive decoding scheme gains an advantage in the BER performance with respect to interleaving strategies.
In conventional patchwork, the difference of the mean values of two groups is compared for watermark detection. We propose two modified patchwork schemes based on order statistics, which achieves significant improvements over conventional patchwork. First, we propose that the mean comparison is replaced by the median comparison, to get PSNR improvement due to informed watermarking. Second, we propose a majority voting scheme of a sequential comparison of pixel pairs in a sorted order, which produces significantly lower BER. The performance improvements are mathematically analyzed and tested. In experimental results, PSNR is about 5㏈~10㏈ higher in the first method and BER is about 1/5~l/2 times lower in the second method than conventional patchwork.
Cooperative beamforming has previously been proven to be an efficient way to improve the cooperative diversity. This method generally requires all relay nodes to participate in beamforming, which can be seen as "all participate" cooperative beamforming. However, not all relay nodes have constructive impacts on the end-to-end bit error rate (BER) performance. Based on this observation, we propose a new cooperative scheme which only selects those "appropriate" relay nodes to perform cooperative beamforming. Such relay nodes can be simply determined with mean channel gains. Therefore, the selection complexity is significantly reduced as global instantaneous channel state information is not required. This scheme guarantees that energy is only allocated to the "appropriate" relay nodes, and hence provides superior diversity. We also prove that power allocation among source and selected relay nodes is a convex problem, and can be resolved with lower computational complexity. Simulation results demonstrate that our scheme achieves an essential improvement in terms of BER performance for both optimal and limited feedback scenarios, as well as high energy-efficiency for the energy-constrained networks.
CDMA 2000 1X EV.(HDR, 1XTREME, LAS-CDMA)에서는 고속데이터 전송을 위한 변조방식으로 M-ary QAM을 제안하고 있다. 그러나, M-ary QAM을 사용한 DS-CDMA 시스템은 고속 데이터 전송이 가능한 반면에 M-ary 수가 증가할수록 잡음(AWGN)과 타 사용자에 의한 다중접속간섭(MAI)의 영향이 커져 비트에러율(BER)이 증가하고 채널용량이 급격히 줄어드는 문제점이 있다. 따라서, DS-CDMA/M-ary QAM 시스템에서 많은 사용자에게 고속의 데이터 서비스를 제공하기 위해서는 잡음을 줄이거나 MAI를 경감시킬 수 있는 성능 개선 기법이 요구된다. 본 논문에서는 성능 개선 기법으로서 다단병렬간섭제거기(MPIC : Multistage Parallel Interference Canceller)와 부분 다단병렬간섭제거기(partial MPIC)를 채용한 비동기 DS-CDMA/M-ary QAM 시스템의 성능 개선을 이론적으로 분석하고 이를 검증하기 위한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 결과에서, MPIC와 partial MPIC를 채용함으로써 4 QAM, 16 QAM 및 64 QAM을 사용한 DS-CDMA 시스템의 BER과 채널용량이 크게 개선됨을 확인하였다. MPIC를 채용한 경우는 AWGN 채널의 BER에 근접하였다. 또한, MPIC는 partial MPIC보다 BER 성능이 우수하였으며 더 많은 채널용량 개선을 달성하였다. 그러나, MPIC는 partial MPIC 보다 계산량이 훨씬 많고 복잡한 구조를 갖기 때문에 실제 시스템 구현에 있어서 성능과 복잡도 사이에 타협(tradeoff)이 필요하다.
5세대 이동통신 시스템에서 스펙트럼 효율을 향상시키기 위한 새로운 후보 변조기술들이 제안되고 있다. 후보 변조기술로 다중반송파 기반의 UFMC(Universal Filtered Multi-Carrier), FBMC(Filter Bank Multi-Carrier)가 큰 주목을 받고 있으며, 최근 저복잡도 처리가 가능한 W(Weighted)-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템 또한 주목받고 있다. 본 논문에서는 기본적인 OFDM 시스템과 함께 UFMC, FBMC, W-OFDM 시스템에 HPA(High Power Amplifier) 비선형 특성이 고려되었을 경우, 각 시스템의 스펙트럼 특성과 BER(Bit Error Rate) 특성을 종합적으로 평가하여 보다 유력한 시스템을 찾는다. 시뮬레이션 결과로, 동일한 비선형 HPA 환경에서는 UFMC, FBMC, W-OFDM 시스템이 모두 유사한 스펙트럼 특성과 BER 특성을 보이는 것을 확인할 수 있다. 이러한 이유로 비선형 HPA 환경에서는 시간영역에서 저복잡도의 Windowing 처리만을 요구하는 W-OFDM 시스템이 다른 시스템에 비하여 유리함을 확인할 수 있다.
디지털 통신에서는 전송 채널의 왜곡을 보상해 주는 적응 등화기가 필수적이다. 이러한 적응 등화기는 요구되는 비트 오율 (BER: Bit Error Rate)을 얻기 위해서 이동통신 시스템의 특성에 적합하고 최적의 성능을 가지는 적응 알고리즘이 필요하게 된다. 본 논문에서는 무선 이동 채널에서 성능이 우수한 잡음 예측 결정 궤환 등화기 (NPDFE: Noise-Predictive Decision Feedback Equalizer)를 제안한다. 제안된 NPDFE는 직교 위상 변조 (QPSK; Quadrature Phase Shift Keying) 방식을 사용하는 시스템에 대해 가산성 백색 가우스 잡음 (AWGN: Additive White Gaussian Noise)이 발생한다는 기본 가정하에 라이시안 페이딩, 유럽 표준 (ETSI: European Telecommunications Standards Institute) 페이딩, 그리고 레일리 페이딩 채널에서의 성능을 분석한다. 시뮬레이션에서 사용되는 등화기 구조는 선형 등화기(LE: Linear Equalizer), 결정 궤환 등화기 (DFE: Decision Feedback Equalizer), 그리고 제안된 NPDFE이다. 각 등화 알고리즘을 사용하는 QPSK 변조 방식의 성능 비교는 BER을 통하여 이루어진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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