본 논문에서는 ICAO (International Civil Aviation Organization)에서 규정한 VDL 모드 3 시스템 계통도와 제원을 구성하여 BER(Bit Error Rate), 전송지연시간, 버스트 재전송율, 그리고 throughput에 대한 성능을 분석하였다. 성능 분석 결과, BER과 전송지연시간, throughput, 버스트 재전송율의 관계를 명확히 정의할 수 있었고, 또한 down link에서 V/D 재전송율과 throughput에 강한 상관이 있음이 판명되었다.
The study on the chip waveform design to minimize multiple-access interference (MAI) and its performance evaluation are very important since chip waveform decides the signal quality and system capacity of the direct-sequence CDMA wireless communication system. This paper suggests the analytical chip waveform to minimize the MAI. The BER and throughput performances achieved by the proposed analytical optimum chip waveform are compared with those of the conventional chip waveforms in the Nakagami-m distribution frequency selective channel when the differential phase shift keying (DPSK) is employed in DS-CDMA system. From the numerical results, capacity and throughput are improved about 2 times and 1.4 times respectively when it is compared with the Kaiser chip waveform that is considered as one of the best in the conventional ones.
고속 멀티미디어 전송에 있어서 주파수 선택적 페이딩은 정보 전송율 및 BER 성능에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 효과적인 고속 전송을 위해 터보 부호기를 적용한 적응 QAM(Adaptive Quadrature Amplitude Modulation) 시스템을 제안한다. 친사용자 환경 시뮬레이션 플랫폼 SPW를 이용하여 터보 적응 QAM 시스템을 개발하여 주파수 선택적 채널 환경에서 수율(throughput) 및 BER 성능분석을 수행하였다. 지연 확산이 700ns와 1400ns인 두 전력 지연 프로파일을 생성시켜 수율 및 성능을 조사하였는데 지연 확산 700ns인 프로파일에서 적응 변조 시스템이 고정 QAM 변조 시스템보다 평균 0.1231 bits의 수율 향상을 얻을 수 있었고 약 3dB의 BER 성능 개선을 얻을 수 있었다. 지연 확산 1400ns인 경우에서도 적응 변조 시스템이 고정 변조 시스템보다 더 나은 BER 성능 향상을 얻을 수 있었다.
본 논문은 저전력 통신 변조 방식으로 새로운 QAPM(Quadrature Amplitude Position Modulation) 방식을 제안하며, 기존의 PSSK(Phase Silence Shift Keying) 변조와의 성능을 비교한다. 기존의 저전력 변조 방식의 하나인 PSSK는 PSK 변조를 기반으로 하여 PPM(Pulse Position Modulation) 변조를 결합한 방식이다. PSSK는 2개의 직교 심볼을 전송하는 방식으로 신호 주기내의 심볼 비율을 절반으로 하여 송신전력을 낮추고, 변조 심볼간의 거리를 늘림으로써 BER 성능에 향상을 가져왔다. 대역 효율은 기존의 PSK에 비해 2배 낮아졌으나 BER(Bit Error Rate) 성능은 6dB까지 향상 시켰다. 이러한 BER의 향상은 변조 레벨을 낮춤으로써 얻어지는 결과이다. 새로 제안하는 QAPM 방식은 QAM 변조를 기반으로하며, PSSK와 동일한 방식으로 심볼을 배치한다. QAM의 BER 성능은 기본적으로 PSK보다 뛰어나므로 QAPM 변조방식은 기존의 PSSK보다 더 뛰어난 BER 성능을 보여준다. 이 논문에서는 PSSK와 QAPM을 AWGN 채널에서의 BER 성능과 Throughput 성능을 비교하였다.
본 논문애서는 IEEE 802.11a 무선 LAN에서 주파수 선택적이고 완만하게 변하는 Ricean 페이딩 채널환경을 고려하여 $E_{b}/N_{o}$ 및 BER에 따른 MAC(Medium Access Control) 계층의 CSMA/CA 기반 DCF(Distributed Coordination Function) 처리율을 분석하였다. 또한 처리율을 분석하는 데 단말수 및 MSDU(MAC SDU) 크기도 고려하였으며 IEEE 802.11a의 필수 전송속도인 6, 12, 24Mbps 및 54Mbps급에 대하여 검토한 결과 $E_{b}/N{o}$가 증가할 수록 BER이 감소할수록 처리율은 증가한다는 것을 알 수 있다.
DS-CDMA 시스템에서 제한된 대역내에 최소의 MAI(Multiple-Access Interference) 값을 갖는 chip waveform design과 그에 대한 성능 평가는 중요하다. 본 논문에서는 참고문헌 [1]에서 제안된 최적화된 칩 파형 4가지를 근사화하여 해석적 형태로 제시하였고, rectangular, half.sine, raised-cosine 등의 세 가지 기존 파형과 MAI 특성을 비교하여 제안한 칩 파형이 우수함을 확인하였다. 그리고 DPSK 변조방식을 사용한 DS-CDMA 시스템이 Rayleigh와 Nakagami-m 페이딩 채널에서 각 칩 파형의 BER과throughput을 분석하였다. $10^{-3}$ 의 요구 BER에서 수용 가능한 사용자 수를 비교해 보면 제안한 4가지 칩 파형 중 waveform 1의 칩 파형이 기존의 우수한 성능을 는 raised-cosine 파형보다 약 20 % 성능 개선된다. 또한 offered traffic이 30이고 패킷당 비트 수 N$_{d}$가 14인 경우, 최대 throughput을 비교하면 raised-cosine.파형에 비해 최적 waveform 1이 약 18 % 더 우수한 성능을 갖는다.
위성통신은 상공에 있는 인공위성을 통신의 중계기로 이용한 통신 방법으로 통신 범위가 광범위하고 고속 데이터를 전송할 수 있어 차세대 통신으로 각광받고 있다. 하지만 지상과 위성 간의 거리가 멀어 전파 지연 시간이 매우 길고 패킷이 손상된다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 패킷 손상을 보완하기 위하여 Link Relay H-ARQ 방식을 적용하였다. 또한, 지연 시간을 보완하는 새로운 방식인 Modified Link Relay H-ARQ 방식을 제안한다. 위성통신의 채널 구현을 위해 Markov 채널을 적용하여 성능을 분석해 본 결과, Link Relay H-ARQ 방식을 적용한 경우 BER과 PER 성능이 향상되고, Modified Link Relay H-ARQ 방식을 적용한 경우 Throughput 성능이 향상됨을 확인하였다.
이 논문은 저전력 통신을 위해 제안된 PSPM 변조의 다중 경로 채널에서 성능을 분석한다. PSPM(Phase Shift Position Modulation) 변조는 PSK를 기반으로 하여 PPM 변조를 결합한 방식이다. PSPM 변조 방식은 신호의 주기를 나누어 각각의 심볼을 배치하는 방식으로 기존의 PSK와 PSSK에 비해 대역 효율은 떨어지지만 전력 효율은 증가한다. 또한, 송신기의 전력 효율 이외에도 변조 레벨이 낮아짐으로써 심볼 간의 해밍거리가 증가하여 BER 성능이 증가하게 된다. PSPM 변조 방식은 기존의 FSK보다 높은 대역 효율을, PSK보다는 높은 전력 효율을 가지게 된다. 이러한 특성은 저전력을 필요로 하는 인체 통신 분야나 센서 네트워크 분야에서 유용하게 사용될 수 있으며, 기존에 제안된 FSK 방식보다 높은 전송량을 기대할 수 있다. 이 논문에서는 기존의 PSK, PSSK와 PSPM의 BER 성능과 throughput을 AWGN 채널과 다중 경로 채널에서 비교 분석한다.
Chirp 확산 대역에서 (chirp spread spectrum: CSS) 데이터 전송량을 증가시키기 위해 사용되는 오버랩 기법은 인접 심벌 간 간섭을 (intersymbol interference: ISI) 유발하여 심각한 비트 오류율 (bit error rate: BER) 성능 저하를 초래한다. 따라서 효과적으로 오버랩 기법을 사용하기 위해서는 요구되는 BER 성능 기준에 따라 적절한 횟수로 오버랩을 실시하여야 한다. 본 논문에서는 근사화 된 가우시안 Q 함수를 바탕으로 오버랩 횟수를 매개변수로 가지는 오버랩 기법이 적용된 CSS 시스템의 닫힌꼴 BER 성능 수식을 유도한다. 유도한 닫힌꼴 BER 성능 수식의 정확성은 모의실험 결과와의 비교를 통하여 검증한다.
This paper expands an analytical performance model of 802.11 to accurately estimate throughput and energy demand of 802.11-based wireless sensor network (WSN) when sensor nodes employ Reed-Solomon (RS) codes, one of block forward error correction (FEC) techniques. This model evaluates these two metrics as a function of the channel bit error rate (BER) and the RS symbol size. Since the basic recovery unit of RS codes is a symbol not a bit, the symbol size affects the WSN performance even if each packet carries the same amount of FEC check bits. The larger size is more effective to recover long-lasting error bursts although it increases the computational complexity of encoding and decoding RS codes. For applying the extended model to WSNs, this paper collects traffic traces from a WSN consisting of two TIP50CM sensor nodes and measures its energy consumption for processing RS codes. Based on traces, it approximates WSN channels with Gilbert models. The computational analyses confirm that the adoption of RS codes in 802.11 significantly improves its throughput and energy efficiency of WSNs with a high BER. They also predict that the choice of an appropriate RS symbol size causes a lot of difference in throughput and power waste over short-term durations while the symbol size rarely affects the long-term average of these metrics.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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