유럽형 지상파 디지털 방송 표준인 DVB-T 시스템에서는 OFDM방식을 사용하여 신호를 전송하며, 주파수 선택적 페이딩 환경과 충격 잡음 채널에서도 향상된 성능을 제공 할 수 있다. 그러나 이동성이 가정된 시변 채널에서는 도플러 확산의 영향 때문에 한 OFDM 심볼 안에 존재하는 부반송파 사이의 직교성의 파괴, 즉 inter-carrier interference(ICI)가 발생하여 심각한 성능 열화가 발생한다. 본 논문에서는 시간 및 주파수 축에서 채널의 특성과 ICI를 분석하고, OFDM시스템에서 구현이 간단한 LS 알고리즘과 이를 이용한 잡음 및 ICI 감쇄 기법을 사용한 LS 방식을 단말기의 속도에 따라 선택하여 사용하는 적응형 채널 추정 방식을 제안한다. 단말기의 속도를 추정하는 방법을 제안하여 COST207의 TU6 채널 모델을 적용한 시뮬레이션을 통하여 그 동작을 확인하였다. 또한 속도 추정을 위한 연산을 최소화한 알고리즘을 제안하여 하드웨어의 증가를 무시할 정도로 줄였다. 제안된 적응형 채널 추정 알고리즘은 속도가 약 70 km/h 이하인 경우에 잡음 및 ICI 감쇄기법을 위한 하드웨어를 동작시키지 않음으로서 전력의 소모가 현저하게 줄어든다.
본 논문에서는 안테나 배열을 사용하는 통신시스템을 위한 일반화된 벡터 채널 모델을 제안한다. 제안된 채널 모델에서는 실제적인 채널에서 발생할 수 있는 경로 감쇄, 전파 음영(shadowing)의 시간-공간적인 변화, 다중경로 페이딩, 도플러현상, 국지적인 산란체(scatterer)들의 공간적인 분포와 지배적인 원격 산란체들에 의한 지연 확산을 고려한다. 실제적인 채널 환경을 반영하기 위하여 이산 경로 모델을 사용하며, 각각의 이산 경로 신호는 독립적인 전파 음영과 페이딩, 도플러 영향을 받으며, 서로 다른 입사각을 가지고 안테나 배열에 수신된다. 제안된 모델을 바탕으로 수신되는 신호들에 대한 시간-공간적인 상관값에 대한 관계식을 유도하고, 공간 채널 시뮬레이터를 구성한다. 이론적인 상관값과 시뮬레이터를 통하여 얻은 결과를 비교함으로써 시뮬레이터의 유효성을 검증하고, 구성된 시뮬레이터를 사용하여 다양한 채널 환경하에서의 채널 특성의 변화를 분석한다.
주파수 재사용을 사용하는 셀룰러 시스템에서 단말은 셀 경계로 이동할수록 인접 셀로부터 오는 간섭 신호의 세기가 커지게 되어 낮은 신호 대 간섭 비를 갖게 되고 채널 추정 및 수신 성능이 열화되는 경향을 보인다. 각 셀에 할당된 프리앰블 파일럿이 상호 직교적인 관계이거나 disjoint한 위치에 있는 경우, 각 셀로부터의 채널을 추정하여 이를 간섭 제거에 활용할 수 있다. 도플러 확산에 의한 채널의 시간 변화율이 큰 경우에는 데이터 파일럿의 사용이 필요하나, 다수의 셀로부터 전송되는 데이터 파일럿이 모든 셀에서 동일한 위치에 배치되어 있는 경우, 간섭에 의한 영향으로 채널 추정 성능의 열화를 겪는다. 본 논문에서는 인접 셀 간섭의 영향을 고려한 의사 잡음(pseudonoise: PN) 수열이 적용된 데이터 심볼에서, 간섭 신호로 인한 성능 열화를 줄일 수 있는 채널 추정 방법을 설명하고, 셀 경계 지역에서 수신 신호 검출 성능을 평가한다. 특히 최대비 결합과 셀 간 공간 역다중화 검출 방식에 활용 시, 도플러 주파수와 간섭 신호의 세기에 따른 전송 효율을 산출하여 성능 이득을 정량적으로 제시한다.
This paper presents channel estimation of an asynchronous W-CDMA reverse link using the interpolation and moving average algorithm in frequency-selective Rayleigh fading channel. The proposed algorithm is an interpolated decision-directed (IDD) block-wise moving average (BWMA) algorithm. The IDD-BWMA algorithm performs two- stage processes. The first stage performs data decision to make a virtual pilot channel by using linear interpolation channel estimation scheme. Then, the second stage performs the channel estimation of the “block-wise moving average” type by using a virtual pilot channel obtained in the first stage. By using Monte-Carlo computer simulations, we show that the proposed channel estimator is superior to other estimation schemes such as the WMSA(K=1) and DD-RAKE at higher Doppler frequencies, especially.
본 논문은 레일레이 페이딩 채널 환경에서 IMT-2000 파일럿 심볼 구조의 W-CDMA 시스템 역방향 링크의 채널 추정에 관한 RLS 적응형 알고리즘 성능을 WMSA(K=1,3)와 Constant gain 방식의 성능과 비교 분석하였다. 본 논문의 모델은 IMT-2000 시스템 규격의 W-CDMA 채널 구조, 변조 및 파일럿 패턴을 이용하였다. 파일럿 심볼 위치의 채널추정은 RLS 적응형 알고리즘을 이용하고 데이터 심볼 위치의 채널 보상은 선형보간으로 수행하였다. RLS 적응형 알고리즘 성능은 저속 페이딩에서 WMSA(K=1,3) 성능과 유사하지만 Constant gain 알고리즘 성능보다는 약간 우수하다. 도플러 주파수 320㎐, BER=2.0×10/sup -2/에서 RLS 적응형 알고리즘 성능이 WMSA(K=1)과 Constant gain 성능에 비해 4㏈의 성능 우위를 보여주고 있으며, WMSA(K=3)의 성능과는 커다란 차이를 보여준다. 따라서 페이딩이 고속화 될수록 RLS 알고리즘 의 성능이 전반적으로 WMSA(K=1,3)와 Constant gain 알고리즘 성능보다 우수함을 확인하였다.
본 논문에서는 사람의 생체 신호를 감지하기 위해 1.6 GHz 단일 채널 도플러 센서와 아날로그 및 디지털 신호 처리부로 구성되어 있는 실시간 호흡 및 심장 박동 감지기를 개발하였다. 도플러 센서의 RF Front End는 발진기, 믹서, 저잡음 증폭기, 브랜치-라인 하이브리드, 그리고 패치 안테나로 구성되어 있다. 센서에 사용된 브랜치-라인 하이브리드는 기존의 하이브리드에 비해 40 % 정도 크기를 줄이면서도 상당히 유사한 성능을 가지도록 인공 전송 선로(artificial transmission line)를 사용하였다. 아날로그 신호처리부는 2차 Sallen-Key 능동 필터를 사용하여 제작되었고 디지털 신호 처리부는 LabVIEW를 사용하여 컴퓨터상에서 구현되었다. 개발된 시스템은 최대 50 cm 거리에서 사람의 호흡과 심장 박동을 측정함으로써 성능을 검증하였다.
OFDMA 접속방식에서는 각 사용자에게 여러 개의 부반송파를 할당하여 데이터를 전송한다. 송신 비선형 전력증폭기와 반송파 주파수편차에 의하여 부반송파 간 간섭이 발생된다. 또한 OFDM 신호가 도플러 시변 채널을 통하여 전송될 때 부반송파 간 간섭이 발생된다. 이러한 부반송파 간 간섭은 다른 사용자에게 간섭을 일으키게 되어 전송품질이 열화 된다. OFDMA 상 하향링크에서 이러한 다중 사용자 간섭을 고려하여, 데이터가 주파수 선택적 시변 채널을 통하여 전송될 때의 성능을 분석한다. 분석 결과, OFDMA 상향링크가 하향링크에 비하여 다중 사용자 간섭의 영향을 더욱 크게 받는다. 본 논문에서는 우선 그 원인을 밝히고, 우수한 비트 오류율 특성을 위하여 다중 사용자 상 하향링크에서 요구되는 비선형 증폭기의 특성과 반송파 주파수 편차의 크기를 구하며, 도플러 페이딩의 정도에 따라 결정되는 비트 오류율 특성 열화를 분석한다.
본 논문에서는 협력형 MIMO (multi-input multi-output) 채널 모델의 시뮬레이션 모델을 제안한다. 여기서 기하학적 one-ring 채널 모델과 기하학적 two-ring 채널 모델을 확장시켜 서 협력형 one-ring 채널 모델을 소개한다. 먼저, 송신 노드와 수신 노드 그리고 중계 노드가 모두 정방향의 무한개의 스캐터로 둘러 쌓여 있다는 가정아래, 협력형 one-ring 채널에 대한 참조 모델의 복소 채널 이득과 상관관계 함수를 정의한다. 다음으로, 그 참조 모델의 상관관계 함수의 값을 만족하도록 하는 시뮬레이션 모델을 제안한다. 이를 위하여 본 논문에서는 MEDS(method of exact Doppler spread) 방법을 이용하며, 마지막으로, 제안된 시뮬레이션 모델과 참조 모델의 상관관계 함수의 결과를 비교함으로서 적합한 시뮬레이션 모델임을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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