본 논문에서는 디지털 M/W 전송 채널을 비선택성 레일리 페이딩 채널로 모델링하고 직교 주파수 분할 다중화(OFDM ; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기법을 적용한 디지털 M/W 전송 시스템의 전력 스펙트럼 크기를 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 성능 분석 결과, AWGN 환경에서는 고정된 대역폭 내에서 전력 스펙트럼 크기에 큰 널링(ing)이 발생하지 않음을 알 수 있었다. 그리고 비선택성 레일리 페이딩 채널 환경에서는 AWGN 환경보다 전력 스펙트럼 크기가 상대적으로 작아짐을 알 수 있었고, 게다가 반송파 주파수와 이동 차량 속도가 높아지면(도플러 주파수가 커지면) 전력 스펙트럼 크기가 더욱 더 작아짐을 알 수 있었다.
This paper presents a transceiver module for human body communications whereby a spread signal with a group of 64 Walsh codes is directly transferred through a human body at a chip rate of 32 Mcps. Frequency selective digital transmission moves the signal spectrum over 5 MHz without continuous frequency modulation and increases the immunity to induced interference by the processing gain. A simple receiver structure with no additional analog circuitry for the transmitter has been developed and has a sensitivity of 250 ${\mu}V_{pp}$. The high sensitivity of the receiver makes it possible to communicate between mobile devices using a human body as the transmission medium. It enables half-duplex communication of 2 Mbps within an operating range of up to 170 cm between the ultra-mobile PCs held between fingertips of each hand with a packet error rate of lower than $10^{-6}$. The transceiver module consumes 59 mA with a 3.3 V power supply.
This paper presents a transmission method for improving human body communications in terms of spectral efficiency, and the performances of bit-error-rate (BER) and frame synchronization, with a highly simplified structure. Compared to the conventional frequency selective digital transmission supporting IEEE standard 802.15.6 for wireless body area networks, the proposed scheme improves the spectral efficiency from 0.25 bps/Hz to 1 bps/Hz based on the 3-dB bandwidth of the transmit spectral mask, and the signal-to-noise-ratio (SNR) by 0.51 dB at a BER of $10^{-6}$ with an 87.5% reduction in the detection complexity of the length of the Hamming distance computation. The proposed preamble structure using its customized detection algorithm achieves perfect frame synchronization at the SNR of a BER of $10^{-6}$ by applying the proposed pre-processing to compensate for the distortions on the preamble signals due to the band-limit effects by transmit and receive filters.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제13권6호
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pp.2908-2924
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2019
Multiple input multiple output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) is widely applied in wireless communication by virtue of its excellent properties in data transmission rate and transmission accuracy. However, as a major drawback of MIMO-OFDM systems, the high peak-to-average power ratio (PAPR) complicates the design of the power amplifier at the receiver end. Some available PAPR reduction methods such as selective mapping (SLM) suffer from high computational complexity. In this paper, a low-complexity SLM method based on active constellation extension (ACE) and joint space-time selective mapping (AST-SLM) for reducing PAPR in Alamouti STBC MIMO-OFDM systems is proposed. In SLM scheme, two IFFT operations are required for obtaining each transmission sequence pair, and the selected phase vector is transmitted as side information(SI). However, in the proposed AST-SLM method, only a few IFFT operations are required for generating all the transmission sequence pairs. The complexity of AST-SLM is at least 86% less than SLM. In addition, the SI needed in AST-SLM is at least 92.1% less than SLM by using the presented blind detection scheme to estimate SI. We show, analytically and with simulations, that AST-SLM can achieve significant performance of PAPR reduction and close performance of bit error rate (BER) compared to SLM scheme.
이 논문에서는 새로운 다상수열과 그것을 만드는 방법을 제안하고, 그 수열들의 상관성질을 살펴본다. 이 수열은 정수 덧셈과 나머지 셈만으로 쉽게 만들 수 있고, 상관성질도 좋다. 주파수 선택적이고, 시간 선택적이지 않으며, 느리게 바뀌는 나카가미 감쇄채널에서 덧셈 흰빛 정규잡음이 있을 때, 제안한 수열들을 쓴 유사동기 부호분할 다중접속 시스템의 성능을 분석한다.
디지털 오디오 방송(DAB) 시스템을 채널부호화 방범으로 부호화된 OFDM(COFDM) 방식을 채택하고 있다. COFDM은 다중 캐리어 변조(OFDM)와 펑쳐드 콘볼루션 부호기가 결합된 기술이다. 본 논문에서는 펑쳐드 콘볼루션 부호기와 연판정 비터비 복호기를 사용하는 기존의 COFDM DAB 시스템에서 부호율이 1/4 모체부호로부터 부호화 된 4비트 중 처음 한 비트는 펑쳐링되지 않고 언제나 전송된다는 사실에 근거하여 기존 COFDM DAB 시스템에서 정의된 펑쳐링 절차를 수정함이 없이 터보 부호를 적용한 TCOFDM DAB 시스템 모델을 제안한다. COFDM DAB 시스템에 터보 부호기를 적용하기 위해 유효 자유거리가 최대인 터보 부호기 및 복호기 구조를 제안하고 단일 주파수망(SFN) 방송 시스템 구성에 유리한 DAB 전송모드 1에 대해서 기존의 COFDM DAB 시스템과 제안된 TCOFDM DAB 시스템의 성능을 주파수 선택적 라이시안 페이딩 채널 및 주파수 선택적 레일레이 페이딩 채널 환경에서 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 성능을 비교, 분석한다.
406MHz 및 INMARSAT-E EPIRB장치는 위성을 통해 조난위치를 전송하므로 수색구조가 가능하지만, 극궤도 위성을 사용하므로 조난통보의 전송에 있어서 지연시간이 발생하는 단점이 있으며 A1해역에서 의 소형선박에 의무적인 탑재가 불가능하므로 디지털 선택호출 기술을 이용하여 VHF대의 지상파를 사용한EPIRB가 적합하다. 디지털선택호출(DSC)은 GMDSS시스템에서 중요한 통신기능이며, 지상계 통신에 있어서 신뢰성과 효율성을 확보할 수 있는 통신수단이다. 본 연구에서는 DSC기술을 이용하여 A1해역에서의 선박 및 소형선박에게 적합한 DSC VHF EPMB의 기술특성을 분석하여 신호처리를 위한 호출시퀀스 알고리즘을 설계하였으며, FSK변조신호와 RF신호발생을 위한 주파수합성기를 설계 및 구현하였다.
디지털 신호처리 기술은 음성 및 영상 처리와 스펙트럼 분석 등과 같은 폭넓은 분야에서 활용되고 있다. 이에 따라 디지털 필터가 아날로그 필터를 대신하여 주파수 선택적 연산을 수행하기 위해 사용되고 있으며, 급준한 필터특성을 실현할 수 있다. 비재귀형으로 구성되는 FIR 디지털 필터는 항상 안정하고 선형위상응답 특성을 나타내므로, 데이터 전송과 같이 파형정보를 중요시하는 분야에 사용된다. 그리고 불연속점 부근에서 발생하는 깁스현상을 감소시키기 위해, 창함수 기법을 통해 필터를 설계한다. 따라서 본 논문에서는 FIR 필터의 성능을 향상시키기 위해, 변형된 창함수를 적용하였으며, 시뮬레이션에서 최대부엽의 크기와 천이특성을 이용하여 기존의 방법과 비교하였다.
본 논푼에서는 주파수 선택적 레일리 페이딩 채널에서 16 QAM-TCM의 BER 성능을 개선하는 방법을 제시한다. 주파수 선택적 페이딩 환경에서는 ISI 등, 페이딩에 의한 성능열화가 극히 심하므로 이에 대한 보상 방안으로 가우시안 보상기법을 이용한 다중 파일롯 심별에 의한 보상 방법을 제안하였다. 또한 대역폭 확장 없이 우수한 부호화 이득을 얻을 수 있는 트렐리스 부호화 방법을 적용하였으며 연집 에러를 방지하고자 비트 리버설 블럭 인터리벙 기법을 개선하여 적용하였다. 컴퓨터 시율레이션 결과 주파수 선택적 레일리 페이 딩 환경에서 기존의 PSAM 방법을 적용한 것보다 우수한 성능 개선 효과를 확인 할 수 있었다
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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