셀 커버리지 확대 및 음영 지역 해소를 위하여 중계기를 활용하는 이동 통신 시스템이 널리 연구되고 있다. 본 논문에서는 음영 지역 성능 개선을 위하여 AF(amplify-and-forward) 방식 중계기를 활용하여 다중 경로가 확보된 네트워크에서의 SC-FDE(single carrier-frequency domain equalizer)를 위한 등화 기법을 제안한다. 3-슬롯 기반 다중 경로 상황에서 중계기를 통해 수신된 신호를 MRC (maximum ratio combining) 방식으로 합쳐 MMSE (minimum mean square error) 등화 기법을 적용하면 다이버시티 이득을 획득하여 SC-FDE 시스템의 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 이를 위하여, AF 방식 중계기 기반의 다중 경로 네트워크에서 SC-FDE를 위한 MRC 계수 및 MMSE 등화 탭의 수식을 정확히 도출하여 제시하고, 실험 결과를 통해 성능 향상을 확인한다.
본 논문에서는 비선형 전력증폭기(PA:power amplifier)의 AM/PM 비선형 왜곡특성을 포함하는 군 지연을 보상하는 새로운 등화기를 제안한다. 군 지연 특성은 각 주파수 성분에 따라 서로 다르게 나타나는 상수가 아닌 비선형 시간지연이다. 전력증폭기에서 발생되는 AM/PM 특성으로 인한 위상 왜곡 현상은 군 지연을 증가시키는 주요한 요인이다. 이러한 군 지연 왜곡으로 신호 성상도에서 신호는 퍼지면서 회전하게 된다. 위와 같은 문제점을 고려하여 각 주파수 성분에 따라 다르게 나타나는 비선형 시간지연을 정적인 군지연으로 구분하고, PA의 AM/PM 특성인 입력신호 크기에 따라서 위상 천이가 다르게 발생하는 것을 동적인 군 지연으로 구분한다. 정적인 군 지연은 주파수 영역에서 Type-Based 방법으로 위상 왜곡을 추정 및 보상하고 동적인 군 지연은 시간영역에서 위상회전을 보상한다. 제안된 군 지연 보상기법으로 전력증폭기의 AM/PM 특성을 포함한 군 지연 특성을 충분히 보상할 수 있음을 확인하였다.
고속 인터페이스에서 채널 대역폭에 의해 생기는 ISI는 최대 데이터 전송속도를 제한한다. ISI를 제거하는 가장 보편적인 기술로 DFE가 있다. 빠른 데이터 송수신을 위해서는 DFE가 효과적으로 ISI를 제거하는 것도 중요하지만 피드백 지연 등을 완화시켜 회로 자체의 최대 동작 주파수도 증가시켜야 한다. 또한, 싱글 엔디드 시그널링에서는 DFE가 ISI뿐만이 아닌 고주파 잡음도 효과적으로 제거하여야 한다. 한편, 데이터 전송 속도가 올라감에 따라 늘어 나는 ISI 및 고주파 잡음을 제거하기위한 DFE 구성품의 수가 증가한다. 이는 곧 추가의 전력소모를 야기하므로 고속 동작뿐만 아니라 저전력 동작도 주목할 필요가 있다. 본 논문에서는 ISI와 고주파 잡음을 효과적으로 제거하는 고속 DFE 및 저전력으로 동작하는 DFE의 동작 방식과 이들이 갖고 있는 장단점을 소개한다.
사용자가 원하는 3D 사운드 혹은 소리의 공간감을 원하는 대로 재현할 수 있는 오디오 시스템은 오랜 기간 동안 인류가 가지고 싶었던 꿈의 기계였다. 그러나 과연 개인 혹은 사용자가 원하는 3D 사운드라는 것이 무엇이며 어떻게 정의하여야 하는지는 명확하지 않다. 이것은 매우 주관적인 개념일 뿐만 아니라 개인에 따라 다를 수 있으며, 그 평가에 대한 객관적인 방법 또한 존재하지 않는다. 관련된 연구를 살펴보면, 원하는 소리의 파동 전파 자체를 시공간 상에서 물리적으로 재현하는 WFS(Wave Field Synthesis)나 Ambisonics, 또는 머리전달함수(HRTF: Head Related Transfer Function)를 기반으로 한 많은 연구들이 있다. 이렇게 재현된 음장(sound field)을 보면 이들이 인지되고 평가되는 등의 객관화를 위하여는 청취 환경에 따라 그 특성이 바뀌고 동일한 환경에서도 청취자에 따라 다르게 인지되는 근본적인 문제점을 가지고 있다. 음장 재현 방법의 이러한 근본적인 문제는 놀랍게도 과거의 스테레오 시스템에서 볼 수 있는 밸런스 노브(balance knob)로부터 그 해결의 실마리를 찾을 수 있다. 밸런스 노브는 보편적인 최적의 소리를 찾는 대신에 청취자가 원하는 음향 효과를 얻을 때까지 직접적으로 소리를 청취하고, 스스로 조절하여 평가할 수 있는 매개체의 역할을 수행한다. 만일 밸런스 노브와 같이 청취자가 원하는 3D 사운드를 스스로 평가하고 조절하기 위한 방법을 마련할 수 있다면? 즉, 청취자가 시공간적으로 원하는 3D 사운드를 실시간으로 청취하고 변화시킬 수 있는 인터페이스를 구현할 수 있다면? 과연 그러한 것이 어떻게 가능할 수 있는지 체계적인 검토가 이루어질 수 있다면 매우 좋을 것이다. 본 고는 이러한 것을 가능케 할 수 있는 즉, 청취자가 자유 자재로 원하는 음장을 형성할 수 있는 렌더링 기법 및 즉각적인 피드백이 가능한 인터페이스를 소개하고 있다. 인터페이스는 현재까지 오디오 시스템에서 주로 사용되는 주파수 이퀄라이져(frequency equalizer)와 매우 유사한 특징이 있다. 이러한 점을 감안하여 "Spatial Equalizer$^{(R)}$"라는 이름을 붙여 보았다. Spatial Equalizer$^{(R)}$는 공간 상에 하나의 점 또는 다수의 점으로 표시되는 가상 음원을 사용자가 조종하여 원 소리의 공간감을 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 공간 상에 다수의 점 음원들의 위치를 변화시키거나 크기를 변화시킴으로써 청취자가 원하는 공간감을 구현할 수 있도록 하고 있다. 중요한 것은 종전의 이퀄라이져와 같이 Spatial Equalizer$^{(R)}$에 의해 형성되는 음장이 어떤 객관적인 척도에 의해서 평가되는 대신 사용자에 의해 직접 주관적으로 평가되고, 선택된다는 점이다.
본 논문은 CMA 적응등화기에서 최소 disturbance 기법을 적용하여 진폭과 위상의 동시 보상이 가능한 ECMA (Enchanced CMA) 알고리즘의 성능에 관한 것이다. ECMA는 적응등화기 탭 계수의 변화량을 squared euclidean norm 관점에서 최소화하는 최소 disturbance 기법과 decision directed mode에 의한 gradient noise amplification 문제와 안정도 및 roburstness 성능을 알고리즘 연산량의 큰 증가없이 개선할 수 있고, 수신신호에서 진폭과 위상의 동시 보상이 가능하도록 새로운 비용함수를 제안하였다. 논문에서는 ECMA 알고리즘의 성능을 MCMA와 비교하기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 위하여 수신측에서의 등화기 출력신호인 복원된 신호 성상도, 수렴 성능을 나타내는 성능지수인 잔류 isi 및 MD (Maximum Distortion), MSE 특성곡선과 채널과 등화기의 종합 주파수 특성을 성능 비교 지수로 사용하였다. 시뮬레이션 결과 ECMA가 복원성상도에서 진폭과 위상보상 능력 및 적응등화를 위한 수렴시간에서 MCMA보다 우월함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 OFDM 시스템에서 고속 처리와 성능 향상을 위한 LDPC 코드 기반 결정 궤환 등화기(Decision Feedback Equalizer: DFE)를 제안한다. LDPC 코드는 우수한 오류 정정 능력과 Shannon의 채널 용량에 근접하는 성능을 갖는다. 그러나, 많은 parity 검사 행렬과 반복 횟수를 가진다는 단점이 있다. 제안된 시스템에서는 판정된 신호와 복호기 사이의 신호의 MSE(Mean Square Error)를 등화기로 피드백한다. 이러한 방법을 사용하면 추정된 채널 응답을 보정해 주기 때문에 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 동일한 성능에서 피드백이 포함되지 않은 시스템보다 낮은 반복 횟수를 갖기 때문에 시스템의 복잡도를 줄일 수 있다. 시뮬레이션을 통해 다중 경로 채널에서 CFO(Carrier Frequency Offset)와 위상 잡음이 고려된 OFDM 시스템의 성능을 평가하여 제안 시스템의 우수성을 보인다.
본 논문은 수신된 신호의 고차 통계치를 이용하는 TEA(Tricepstrum Equalization Alogorithm) 기반의 적응 등화기 성능 개선에 관한 것이다. 적응 등화기는 주로 부가 잡음, 위상 찌그러짐 및 주파수 선택성 페이딩이 존재하는 통신 채널 환경에서 수신측에서 통신의 고속, 동기 유지, BER 과같은 성능 개선을 위하여 사용되는데 이의 특성은 통신 채널의 전달 함수의 역특성을 갖게된다. 논문에서 적응 등화기의 알고리즘으로는 고차 통계치(HOS)를 이용하는 TEA 알고리즘을 사용하였으며 대상 신호로는 2 차원 선호 방식인 16-QAM을 이용하였다. 16-QAM의 사전 부호화를 위한 신호점 할당시에 Gray 부호를 이용함으로서 등화기의 성능을 나타내는 잔류 부호간 간섭(Residual ISI)과 MSE에서 개선된 성능을 컴퓨터 시뮬레이션으로 얻을 수 있었다.
In this paper, we propose a time-frequency domain reflectometry (TFDR) based measurement method for localizing concentric neutrals corrosion on live underground power cable. It consists of two inductive couplers which can transmit the reference signal into live underground power cable and measure the reflected signals from the impedance discontinuities of concentric neutrals corrosion. In order to compensate the dispersion of the measured reflected signal via inductive coupler, an equalizer based on Wiener filtering is designed. To improve the localizing performance of concentric neutrals corrosion in the vicinity of the measurement point, the reference signal is removed from the measured reflected signals. The localization performance of the proposed method is verified by the concentric neutrals corrosion localization experiment.
In this paper, various of pilot-assisted channel estimation techniques for 3GPP LTE downlink are tested under multipath Rayleigh fading channel. At first, the conventional channel estimation techniques are applied with linear zero-forcing (ZF) equalizer, such as one dimensional least square (1-D LS) linear interpolation, two dimensional (2-D) wiener filter, the time and frequency dimension separate wiener filter and maximum likelihood estimator (MLE). Considering the practical implementation, we proposed two channel estimation techniques by combining time-dimension wiener filter and MLE in two manners, which showed a good tradeoff between system performance and complexity when comparing with conventional techniques. The nonlinear decision feedback equalizer (DFE) which can show a better performance than linear ZF equalizer is also implemented for mitigating inter-carrier interference (ICI) in our system. The complexity of these algorithms are calculated in terms of the number of complex multiplications (CMs) and the performances are evaluated by showing the bit error rate (BER).
본 논문에서 OFDM 시스템의 성능분석을 Matlab 시뮬레이터를 이용하여 시뮬레이션 하였다. 적응 OFDM 시스템에 채널 추정 알고리즘을 적용하고 멀티미디어 무선통신 다중경로 페이딩 채널환경에서 시스템에 미치는 영향을 분석하고 추정된 결과를 이용하여 적응 등화기를 적용한 적응 OFDM 시스템의 성능을 BER을 통하여 분석하였다. 분석결과, 채널상태에 따라 가변을 취하는 적응변조 OFDM 시스템의 경우 일반적인 시스템에 비해 (BER=$10^{-1}$)를 기준으로 약 7dB 성능의 이득이 있음을 확인하였다. 따라서 고속 멀티미디어 무선통신 채널환경에서 효율적인 전송을 위해 제안한 적응 시스템이 효율적임을 확인 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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