본 논문에서는 실내환경에서 안테나의 빔 폭에 따른 편파 다이버시티 특성을 분석하고, 실내환경에 적합한 편파 다이버시티용 안테나를 제안하기 위하여 소형, 경량, 박형의 지향성 패턴을 갖는 이중편파 마이크로스트 립 배열 안테나를 이용하여 편파 다이버시티 특성을 살펴보았다. 제작된 안테나는 빔 폭이 각각 $70^{\circ}$와 $20^{\circ}$인 $1\times4$ 배열과 $4\times4$ 배열의 안테나이며, 중심주파수는 IMT-2000 주파수대역인 1890 MHz이다. 안테나의 빔 폭 에 따른 특성을 분석하기 위하여, 도파관 구조의 다양한 폭을 지닌 복도에서 측정을 하였으며. 이를 다이폴 안테나를 사용한 공간 다이버시티 기법의 결과와 비교하였다. 측정 및 분석 결과 제작된 지향성을 갖는 이중 편파 마이크로스트립 배열 안테나를 사용한 편파 다이버시티 기법이 공간 다이버시티 기볍보다 환경에 따라 약 1-7 dB이상의 더 높은 다이버시티 이득을 나타냈다. 따라서 실내환경구조에 따른 적합한 지향성 빔 패턴 을 갖는 안테나 및 다이버시티 시스댐 설계에 효과적으로 사용되어질 수 있을 것으로 판단된다.
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 다중 셀 하향링크에서 셀간 간섭의 영향을 고려하여 균일 채널 분해를 사용하는 비선형 송신기와 선형 수신기를 설계한다. 기존의 다중사용자 MIMO에 적용된 균일 채널 분해 방식을 다중 셀 다중사용자 MIMO환경으로 확장하여 각 셀 안의 모든 부채널에서 같은 SINR을 갖게 된다. 이 방법은 비트 할당을 하지 않기 때문에 변조/코딩 절차에서 큰 편리함을 제공하고 최대 diversity gain을 얻게 된다. 시뮬레이션 결과로부터 기존의 방법에 비하여 더 낮은 BER을 얻는 것을 확인할 수 있다.
하이브리드 ARQ 및 기회적 중계 기법(opportunistic relaying)은 이동통신 환경에서 다이버시티 이득(diversity gain)을 높이기 위해 널리 사용되는 기법이다. 기회적 중계 기법에서 최적의 중계기(relay)를 선택하는 데 중계기와 단말기 간 채널 상태 정보(CSI: channel state information)가 요구되는데, 수신 단말기가 고속으로 이동하는 경우 채널 상태 정보는 지연된(outdated) 정보가 된다. 본 논문에서는 하이브리드 ARQ 기반 기회적 중계 기법에서 지연된 채널 정보를 알 때의 시스템 성능을 불능 확률(outage probability) 및 처리율(throughput) 관점에서 분석하고자 한다. 컴퓨터 모의실험을 통해 이 분석이 정확한지 검증한다.
본 논문에서는 적응 변조 시스템에 수신안테나 교환(switching) 기술을 적용한 방식을 제안하고, 해당 방식이 제공하는 평균 비트 전송 속도를 최대로 하는 안테나 교환 임계값을 유도하였으며, 그에 따른 성능을 도출하였다. 아울러 제안한 시스템의 성능을 단일 안테나를 사용하는 적응 변조 시스템 그리고 안테나 선택 다이버시티(selection diversity)를 사용하는 적응 변조 시스템과 레일레이 페이딩 채널 환경에서 심볼 당 평균 비트 수와 송신 중단 확률 측면에서 비교하였다. 성능 비교 결과 심볼 당 평균 2 비트의 정보를 전달한다고 했을 때 제안한 방식은 단일 안테나를 사용하는 방식에 비해 1.4 dB의 SNR 이득이 있으며, 송신 중단 확률이 0.1일때 제안한 방식은 단일 안테나를 사용하는 방식에 비해 약 6 dB의 SNR 이득을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.
In this work, we study the performance of a serial concatenated scheme comprising a convolutional code (CC) and an orthogonal space-time block code (STBC) separated by an inter-leaver. Specifically, we derive performance bounds for this concatenated scheme, clearly quantify the impact of using a CC in conjunction with a STBC, and compare that to using a STBC code only. Furthermore, we examine the impact of performing antenna selection at the receiver on the diversity order and coding gain of the system. In performing antenna selection, we adopt a selection criterion that is based on maximizing the instantaneous signal-tonoise ratio (SNR) at the receiver. That is, we select a subset of the available receive antennas that maximizes the received SNR. Two channel models are considered in this study: Fast fading and quasi-static fading. For both cases, our analyses show that substantial coding gains can be achieved, which is confirmed through Monte-Carlo simulations. We demonstrate that the spatial diversity is maintained for all cases, whereas the coding gain deteriorates by no more than $10\;log_{10}$ (M / L) dB, all relative to the full complexity multiple-input multiple-output (MIMO) system.
본 논문에서는 인지무선통신에서 중요한 기술 중 하나인 스펙트럼 센싱의 Hidden node의 문제나 셀룰라 시스템에서 셀 경계에서 CPE(Customer Premises equipments)의 낮은 SNR(Signal to Noise Ratio)로 인한 센싱 성능 저하를 해결하기 위해 CPE들의 협력 릴레이 기법을 사용한 협력 스펙트럼 센싱을 제안하고 검출확률 성능을 분석한다. 송신단과 수신단 사이의 릴레이(Relay) 적용된 협력 스펙트럼 센싱은 가상의 공간 다이버시티이득(Spatial Diversity Gain)을 얻을 수 있어 센싱 성능이 향상된다. 협력 통신 기법 중 다중안테나를 적용한 AF(Amplify and Forward) 고정형 중계기를 사용하여 다이버시티이득을 얻는 시스템 모델을 제안하고, 검출 성능 향상을 분석한다.
본 논문에서는 두 명의 상호협력 사용자가 추가적인 대역을 사용하지 않고도 서로의 데이터를 공간적으로 다중화 할 수 있는, 공간적으로 좌표 재배열된 직교 설계 기반의 새로운 상호협력 통신 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기존의 상호협력 통신기법에 비해 다이버시티 이득 (다이버시티 이득 2) 뿐만 아니라 추가적인 코딩 이득을 얻을 수 있음을 보인다. 상호협력 통신에 참여하는 특정 사용자 노드가 자신과 짝을 이루어 동일한 목적지 노드(즉, 셀룰러 네트워크에서의 기지국)와 통신할 수 있는 또 다른 사용자 노드를 찾을 수만 있다면, 제안하는 기법을 통해 셀룰러 네트워크에서 상향링크의 비트 오류율 성능을 향상시킬 수 있음을 시뮬레이션 결과를 통해 확인한다.
본 논문에서는 인지무선통신에서 중요한 기술 중 하나인 스펙트럼 센싱의 Hidden node의 문제나 셀룰라 시스템에서 셀 경계에서 CPE(Customer-Primise equipments)의 낮은 SNR(Signal to Noise Ratio)로 인한 센싱 성능 저하를 해결하기 위해 CPE들의 협력릴레이 기법을 사용한 협력 스펙트럼 센싱을 제안하고 검출확률 성능을 분석한다. 송신단과 수신단 사이의 릴레이(Relay) 적용된 협력 스펙트럼 센싱은 가상의 공간 다이버시티이득(Spatial Diversity Gain)을 얻을 수 있어 센싱 성능이 향상된다. 협력 통신 기법 중 AF(Amplify and Forward)와 DF(Decoded and Forward)방식이 대표적이다. 따라서 이 두가지 협력통신 기법을 적용하여 협력스펙트럼 센싱의 검출확률의 성능을 비교하고 분석한다.
Baek Kyung Hoon;Hyun Kwang Min;Yoon Dong Weon;Park Sang Kyu
대한전자공학회:학술대회논문집
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대한전자공학회 2004년도 학술대회지
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pp.653-657
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2004
The average bit error rate (HER) performance of a Gray coded arbitrary rectangular quadrature amplitude modulation (AR-QAM) signal with maximal ratio combining (MRC) diversity in an arbitrarily correlated Nakagami-m fading channel is derived and analyzed. The derived two types of general solutions are a simple closed-form and an integral form, depending on the types of the values (integer and non-integer) of the fading parameter. Using the derived equations in this paper, we analyzed the HER performances numerically based on the practical base station antenna configuration. The results show that MRC reception is a very effective scheme so far even though the combined signals are not independent each other because of the correlation values. The antenna height and separation of the MRC system relate to the correlation coefficient value between antennas, and go a long way with the diversity advantage. In particular, it is needed to be determined the antenna height that is carefully do for the diversity advantage because the correlation coefficient and the antenna height gain are contrary to each other from the aspect of the system performance. The expressions presented here can offer a convenient way to evaluate the exact HER performance of an arbitrary rectangular QAM signal with MRC diversity reception for various cases of practical interest on a correlated Nakagami fading channel.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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