Radio over Fiber(ROF) 채널에서의 비선형효과는 시스템의 성능을 감소하는 주요 원인 중에 하나이다. 특히, 휴대인터넷 및 고속무선통신에서 Orthogonal Frequency Division Multiplex(OFDM) 방식이 주로 사용되는데 이 신호가 ROF 링크를 통하여 전송될 때 전체 시스템의 성능을 충족하여야 한다. 본 논문에서는 Mach-Zehnder(MZ) 변조기를 사용한 5.8GHz의 OFDM 신호기반 RoF 링크의 비선형효과를 해석하였다. OFDM-RoF 시스템의 평균자승오차 성능을 구하였다. 변조 왜곡된 후 RoF 링크에서 단일 캐리어에 대한 평균자승오차 성능과 SNR이 20dB로 고정된 경우 왜곡이 없는 OFDM신호를 사용한 경우의 평균자승오차 성능을 비교 검증하였다. OFDM-RoF 링크를 선형화하기 위하여 offset 바이어스 등 pre-distortion기술을 사용하였다. Pre-distortion기술에 따른 distortion-free dynamic range 및 SNR의 성능결과를 비교하였다.
본 논문에서는 5세대 이동통신을 위한 새로운 변조 기술 중 하나인 F-OFDM 기술과 MIMO 기술을 결합한 시스템을 설계하며, 이 시스템에 다양한 동기화 기술들을 적용하고, 각 동기화 방법들의 동기화 성능을 비교 평가 및 분석을 수행한다. 본 논문에서 비교 평가 및 분석을 위해 Schmidl, Minn, Park의 방법을 고려하였으며, 시뮬레이션 결과를 통해 F-OFDM 변조에서 OOB 전력을 저감시키기 위해 필터길이를 확장할 경우 동기 추정기의 시간 메트릭이 일부 열화가 발생할 수 있음을 확인할 수 있었으며, 시간 메트릭의 Plateau의 경우 Schmidl, Minn, Park 순서로 좁은 특성을 보이는 것을 확인할 수 있다. 특히, F-OFDM 변조의 필터길이 만큼 시간 메트릭이 쉬프트 이동하며, 이는 필터 길이에 영향을 받으므로 송수신기에서 시스템 설계시 고려된 필터 길이를 이용하여 보상할 수 있음을 확인할 수 있다.
Millimeter over Fiber (MMoF) 기법은 저손실로 장거리에 신호를 전송하기 위하여 밀리미터 대역의 신호를 광학적으로 변조하여 광섬유에 실어서 전송하는 기법이다. 이때 광학적 변조 기법으로는 색 분산(chromatic dispersion)이 적고 대역폭 효율이 뛰어난 광학적 단측파대 변조 (Optical Single sideband; OSSB) 방식이 주로 사용된다. OSSB를 사용하는 MMoF 시스템의 광학 연결부는 비선형 증폭기로 취급될 수 있으며, 그것의 AM/AM 특성 함수는 제 1차 제 1종 베셀 함수이다. 본 논문에서는 이를 고려한 OFDM MMoF 시스템의 성능을 알아보았다. 우리는 OFDM MMoF 시스템의 비선형 왜곡 잡음 전력을 추정하여 이론적인 비트 오율(Bit Error Rate; BER)을 분석하였으며, 모의실험을 통해 이를 검증하였다.
Al-Jawhar, Yasir Amer;Ramli, Khairun N.;Taher, Montadar Abas;Shah, Nor Shahida M.;Mostafa, Salama A.;Khalaf, Bashar Ahmed
ETRI Journal
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제43권2호
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pp.209-220
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2021
The filtered orthogonal frequency division multiplexing (F-OFDM) system has been recommended as a waveform candidate for fifth-generation (5G) communications. The suppression of out-of-band emission (OOBE) and asynchronous transmission are the distinctive features of the filtering-based waveform frameworks. Meanwhile, the high peak-to-average power ratio (PAPR) is still a challenge for the new waveform candidates. Partial transmit sequence (PTS) is an effective technique for mitigating the trend of high PAPR in multicarrier systems. In this study, the PTS technique is employed to reduce the high PAPR value of an F-OFDM system. Then, this system is compared with the OFDM system. In addition, the other related parameters such as frequency localization, bit error rate (BER), and computational complexity are evaluated and analyzed for both systems with and without PTS. The simulation results indicate that the F-OFDM based on PTS achieves higher levels of PAPR, BER, and OOBE performances compared with OFDM. Moreover, the BER performance of F-OFDM is uninfluenced by the use of the PTS technique.
본 논문에서는 광대역통합망 응용을 위하여 ROF 링크와 접속된 무선 OFDM 시스템의 인접채널전력비를 해석하였다. RF 증폭기에서 비선형 효과에 의한 인접채널전력비의 해석을 다룬 기존의 결과들과 다르게 본 논문에서는 ROF 링크를 포함한 유무선통합 링크에 대하여 IEEE 802.11a의 5.8GHz OFDM 신호의 인접채널전력비를 해석하고 시뮬레이션한 결과를 보였다.
본 논문은 MMoF 시스템의 광학채널을 비선형 채널로 가정하고, 단일 반송파 전송 기법을 사용한 경우와 다중 반송파 전송 기법을 사용한 경우의 성능을 모의실험을 통하여 비교하였다. 이때 다중 반송파를 사용하는 MMoF-OFDM 시스템의 성능이 단일반송파를 이용하는 MMoF 시스템에 비해 우수함을 확인할 수 있었다. 또한, 다중 반송파를 사용하는 경우 PAPR을 개선하기 위하여 PTS 기법을 사용하면 PAPR을 낮출 수는 있었지만 시스템의 성능엔 큰 차이가 없었다.
본 논문은 대한민국 서해와 남해에서의 거리에 따른 성능분석을 위해 실해역 측정을 했다. 서해와 남해 선박의 거리와 전송율 관점에서 측정된 실해역 데이터를 기반으로 데이터 반복 전송 횟수와 파일럿 심볼 배치 간격 파라미터를 조절하여 서해와 남해 성능 비교를 통해 수중OFDM 시스템을 성능을 분석하였다. 결론으로는 전송율과 거리에서 남해의 성능을 비교했을 때 파라미터가 같은 조건에서 남해 5km, 서해 1km 거리에서 BER성능이 남해가 성능이 비슷하였으며, 남해 10km,서해 3km에서 파일럿 심볼의 배치간격을 (𝚫f, 𝚫t) = (6, 3)의 심볼과 PRB가 반복되는 (Rf, Rt) = (2, 1)에서 남해는 1078.92bit/s 서해는 1384.57bit/s으로 전송율관점에서도 남해에서 장거리에서 높은 데이터를 보낼 수 있는걸 확인하였다
In the future, satellite communication systems, such as ISDB in Japan and DVB in Europe, are required to support higher transmission date rate for providing multimedia services including HDTV, high rate data communication etc. Considering the effectiveness of OFDM technique in efficient usage of frequency bandwidth and its robustness to the multi-path fading, several OFDM based standards have been proposed for satellite communication. However, the problem of high Peak to Average Power Ratio is one of the main obstacles for the implementation of OFDM based system. Many PAPR reduction schemes have been proposed for OFDM systems. Among these, the partial transmit sequences (PTS) is attractive as they obtain better PAPR property by modifying OFDM signals without distortion. In this paper, considering the complexity issue, we present a simplified minimum maximum (minimax) criterion and Sub-Optimal PTS algorithm to optimize the phase factor. This algorithm can be dynamically made tradeoff`f between performance and complexity on demand. In addition, we integrate guided scrambling (GS) with this method. Simulation in multiple antenna based OFDM system proves that the proposed Hybrid schemes can get much more PAPR reduction and do not require transmission of side information (SI). Thus it is helpful when implementing OFDM technique in satellite communication system.
본 논문은 스마트 그리드를 비롯한 각종 미래 전력망 내 고속 데이터 전송을 타깃으로 한 SISO/MIMO-OFDM 기반 전력선통신 (PLC: power line communication) 방식의 구현 및 성능분석에 목적이 있다. 전력선통신 환경은 유선임에도 무선과 같은 다중경로 페이딩, 임펄스 잡음 등 매우 열악한 채널 특성을 갖는다. 다중경로 전력선 페이딩 채널은 Zimmermann 주파수 모델을 이용하며 임펄스 잡음 채널은 Middleton class A 모델을 이용한다. 본 논문에서는 주파수 선택적 다중경로 페이딩 특성을 갖는 전력선 채널 조건하에 공간 다이버시티 이득을 부가한 공간주파수 부호화 SISO/MIMO-OFDM 방식을 고려한다. 특별히 다중 안테나 경로와 다중 경로 페이딩의 다이버시티 이득을 효과적으로 결합한 최대비 합성 방식인 a&f-MRC를 이용한 기존 삼상 혹은 단상 PLC 시스템의 성능 개선 방안을 제시한다. 시뮬레이션을 통해 기존의 SISO/MIMO-OFDM 방식에 비한 성능우위를 입증하며 등비 합성법, 선택적 합성법과의 복잡도 대비 성능 비교로 시스템 설계상의 트레이드오프를 또한 제시한다. 임펄스 잡음지수 등 실제 PLC 채널 조건하에 체계적인 성능분석 및 시뮬레이션을 통해 적정 시스템 설계 파라미터를 도출한다.
본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing :직교 주파수 분할 다중화) 전송방식을 사용한 시스템에서 주파수 옵셋으로 인한 동기 오차의 발생이 수신시스템에 미치는 영향을 분석하고 성능 개선기법으로 BCH부호기법을 적용하여 수신성능의 개선정도를 분석하였다. 결과에 의하면, BCH부호기법을 사용함으로써 T$_{s}$ f=0.02일 때 약 2dB의 BER 개선을 보였고, $\alpha$의 영향을 적게 받음을 알 수 있었고, T$_{s}$ f=0.05일 경우는 가드 인터벌 비율$\alpha$가 증가함에 따라 5dB이상의 BER 개선을 보이나 $\alpha$가 0.25이상에서는 여전히 요구되는 기준 BER를 만족하지 못함을 알 수 있었다. 또한, 낮은 수신전력(10dB)에서는 가드인터벌 비율의 변화보다는 주파수 옵셋량이 시스템 성능에 영향을 미침을 알 수 있고, 높은 수신전력에서는 (20dB) 주파수 옵셋량에 대해서는 강인한 성능을 보이지만 가드 인터벌 비율의 증가에 따라 BER 특성이 열화되는 것을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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