This paper describes an automatic threshold decision using a maximum mismatched correlation value in the direct sequence spread spectrum (DS-SS) system. For received PN codes with different single-to-noise ratio (SNR), this scheme is able to detect a desired threshold value in the search mode, i.e. a maximum mismstched correlation value, so that value is utilized as a threshold for the verification mode. Performance of the proposed scheme in both the additive white gaussian noise (AWGN) and frequency-selective Rayleigh fading channels is analyzed through the Monte Carlo simulation. And hardware implementation of this scheme using a DSP processor is demonstrated. The proposed acquisition shceme is compared to the conventional constant threshold (CT) scheme, and significant improvement of performance is shown. Analysis of system performance in the verification mode is presented, and key quantities such as the false alarm probability and the detection probability are derived in a AWGN channel.
이동 통신 채널의 특성으로 인하여 발생하는 간섭 잡음의 영향으로 CDMA 기종의 다중 접속 데이터 전송 시스템의 성능은 제한을 받는다. 동시 접속 사용자의 수에 비례하여 증가하는 사용자간의 간섭, 다중 경로 페이딩에 의한 심벌간, 칩간의 간섭 등은 신호의 직교성을 손상시켜 자가신호의 수신에 장애가 되는 주요 요소이다. 본 논문에서는 다중 사용자간의 간섭을 제한하여 CDMA 시스템의 성능을 향상시키기 위한 목적으로 CDMA 시스템 중에서 주파수 선택적 페이딩 환경에 적합한 것으로 알려진 다중 반송파 DS-CDMA 시스템을 사용하였으며, 심벌간 및 칩간의 간섭을 제거하기 위해 침 단위 순환 접두부 삽입과 적응적 단일 탭 DFE 등화기를 적용한 MC-DS-CDMA 기법을 제안한다. 제안한 시스템의 성능을 평가하기 위하여 다중 경로 레일리 페이딩을 겪는 역방향 링크에서 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 결과, 제안한 시스템이 기존의 DS 및 MC-DS-CDMA 기법에 의하여 SNR 대 BER 측면에서 우수한 성능을 가지고 있음을 검증하였다.
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템은 다수 반송파 전송의 특수한 형태로 주파수 선택적 페이딩이나 협대역 간섭에 대한 강건함이 증가하기 때문에 차세대 무선 광대역 통신 시스템의 전송 방식으로 큰 관성을 받고 있다. 하지만 출력 신호의 크기가 Rayleigh 분포를 갖기 때문에 무선 통신 환경에서 TWTA (Traveling Wave Tube Amplifier)와 같은 고출력 증폭기 (High Power Amplifier; HPA)의 비선형 특성으로 인하여 단일 반송파 전송 방식보다 심각한 비선형 왜곡이 발생하게 된다. 본 논문에서는 HPA의 비선형성에 의한 비선형 왜곡을 보상하기 위해 SCPWL (Simplicial Canonical Piecewise-Linear) 모델 기반의 새로운 디지털 사전왜곡기를 제안한다. 제안된 사전왜곡기의 성능평가를 위해 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 채널 하에서 16-QAM과 64-QAM 변조 방식을 이용하고, 1024-point FFT/IFFT로 구현된 OFDM 시스템에서 다양한 실험을 실시하였다. 모의실험 결과, HPA에 의해 발생하는 비선형 왜곡을 효과적으로 보상함으로써 우수한 성능 향상이 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 주파수 선택성 레일리 페이딩 통신로에서 주파수 호핑 패턴의 히트를 고려한 Orthogonal MC/FH-CDMA 통신 방식의 BER 성능을 평가하였고, TCM 기법을 적용하여 성능 개선 정도를 도출하였다. 성능 해석 결과, 캐리어 슬롯 수가 증가하면 심볼 시간에 대해 지연 시간차가 적어지기 때문에 오율 특성이 개선됨을 알 수 있었다. 그리고 호핑 패턴의 히트 때문에 큰 에러가 발생하고, 이 때문에 사용 캐리어 수를 많게 할 수 없어 직교화의 효과가 낮아짐을 알 수 있었다. 한편, TCM 기법을 적용하면 BER 성능이 약 $5{\times}10^{-2}$정도 개선됨을 알 수 있었고, 음성 QoS 조건 (BER = $10^{-3}$)을 만족시키기 위해서는 더욱 더 큰 S/N 비가 요구됨을 알 수 있었다.
본 논문에서는 DS-CDMA 시스템을 위한 적응 혼합 검색형 동기획득 알고리즘의 성능을 저속 페이딩 환경에서 해석한다. 먼저, CDMA 순방향 링크에서의 간섭의 불안정성 (nonstationarity)에 효율적으로 대처하기 위해 CFAR (constant false alarm rate) 특성을 갖도록 동기획득 알고리즘을 설계한다. 설계된 알고리즘의 평균 동기획득 시간 (mean acquisition time)을 이론적으로 해석하고 주파수 선택성 레일라이 페이딩 환경에서 신호탐지 확률, 탐지실패 확률, 및 오경보 율을 유도한다. 성능 해석 시 저속 페이딩 환경을 고려해, 수신 신호의 포락선이 PDI(post-detection integration) 구간 동안 일정하다고 가정한다. 끝으로 설계된 동기획득 알고리즘 대하여 부 윈도우 (sub-window)의 크기, PDI 크기, 판정 임계치 등에 따른 동기획득 성능의 변화를 cdma2000 환경을 고려하여 분석한다.
본 논문에서는 불완전 전력 제어 방식과 주파수 선택적 레일리 페이딩 채널에서 DS-CDMA 시스템을 위한 역방향링크 동기식 전송 방식(Reverse-Link Synchronous Transmission Technique: RLSTT)이 채용된 개선된 다단계 병렬식 간섭 제거기(Parallel Interference Cancellation: PIC)에 대한 성능을 분석한다. 로그 노말 분포의 랜덤 변수로 근사화되는 전력 제어 오차(Power Control Error: PCE)에 의한 성능 열화가 PCE의 표준 편차의 함수로 추정된다. 시스템 수용 용량을 추정하기 위하여 비부호화된 비트 오류 성능을 계산한다. 기존의 단일단계 간섭제거기 시스템과 비교하여 전력 제어 오차가 존재하는 경우에서도 RLSTT를 채용함으로 $60\%$ 정도의 이득을 얻을 수 있음을 보여준다. 즉 결론적으로 RLSTT는 수용용량을 더욱 개선해줄 수 있으며 PCE의 악영향을 감소시켜줄 수 있다.
본 논문은 다중전송률 다중사용자 다중반송파 DS/CDMA 시스템에 대한 역상관 검출기의 특성을 분석하고, 주파수 선택 레일레이 페이딩 체널에서 시뮬레이션하였다. 비트 오류 확률에 대한 성능을 단일 전송률 MC-DS/CDMA 시스템과 비교하였다. 다중전송률 송신구조로써 가변확산길이가 MC-DS/CDMA 시스템에 사용되었다. 시뮬레이션 결과, 다중전송률 MC-DS/CDMA의 역상관기는 단일 전송률 시스템에 비하여 높은 BER 성능을 나타내었다.
천해에서 수중음향통신은 해면과 해저의 음향특성에 강한 영향을 받는다. 시변적인 해면 산란과 입사각에 좌우되는 해저손실에 의해 수중통신 시스템의 성능은 영향을 받게 되어 고속의 디지털 통신 성능은 저하된다. 우세한 직접파가 존재하면 통신채널은 Rice 페이딩, 그렇지 않은 경우 Rayleigh 페이딩으로 모델링된다. 그러나 실해역의 실험으로 이러한 통계적인 채널 모델링을 검증하는 것은 어려운 연구주제로 알려져 있다. 해면산란과 해저반사 손실이 수중음향통신에 미치는 영향의 근원적인 이해를 돕기 위하여 저자들은 이들의 영향을 정량화하기 위한 천해 해역에서 실험을 수행하였다. 이진 주파수 천이 변조 방식으로 영상을 전송하여 해면산란과 해저 입사각에 좌우되는 해저반사 영향을 송신기와 수신기간의 거리, 수신기 깊이에 따른 영상의 양호성과 비트 오류율로 평가하였다. 결론적으로 영상의 전송 성능은 채널의 일관성 대역폭을 결정하는 송수신기간의 거리 및 수신기의 깊이에 좌우된다.
디지털 이동통신 전송로에 있어서 고속통신을 위한 시스템의 성능은 다중파 지연분산에 의해 크게 좌우된다. 본 논문에서는 최근 디지털 자동차 전화의 변복조방식으로 채택된 $\pi/4$ shift QPSK에 대해, 간이 다중파 지연시간 검출방법으로써 직교채널간섭량 (CCI)을 이용하는 방법을 제안하였다. $\pi/4$ shift QPSK신호는 원래 직교 채널에 정보를 갖고있기 때문에 BPSK변조방식처럼 Quadrature채널에서 간섭량을 얻기 위하여 주파수 체배기와 지연전파 방식을 제안하였다. 또한 다중파 전파환경하에서, 격렬하게 변하는 직교채널 간섭량으로 부터 정보를 얻는 방법으로서 절대치평균과 실효치 평균을 취하는 방법을 제안하였으며, 아울러 자연분산과 직교채널 간섭량과의 관계도 조사하였다. 이론적인 결과를 확인하기 위하여, 준정적인 2파 모델과 Rayleigh분포 2파모델하에서 computer simulation을 수행하였다. simulation결과 좋은 결과가 얻어졌으나. 본방식은 송신 대역제한에 어느정도 민감하다는 것이 밝혀졌다. 또한 H/W실현시 주요부분인 주파수 체배기에 대한 H/W구성 방안도 제안하였다.
본 논문은 순방향 다중 안테나 다중 반송파-부호 분할 다중 접속 (MC-CDMA: multicarrier code division multiple access) 시스템에서 maximum likelihood (ML)를 기준으로 한 합동 검파 방식의 심벌 오류 확률을 분석한다. 심벌 오류 확률의 분석은 상향 바운드 (bound)의 형태로 주어지며, 주어진 바운드는 레일리 페이딩 채널 환경에서 다중 안테나 MC-CDMA 시스템의 심벌 오류 확률에 근사한 값을 나타낸다. 또한, 본 논문에서는 주어진 시스템에서 획득 가능한 다이버시티의 차수를 유도한다. 이 다이버시티의 차수는 시스템의 성능에 확산 계수, 코드의 수, 그리고 송수신 안테나의 수가 미치는 영향을 보여준다. 다이버시티 차수의 분석으로부터, loading되는 코드의 수가 확산 계수보다 작은 경우에, 주어진 시스템이 수신 안테나 다이버시티 외에 추가적인 다이버시티를 얻는다는 것을 알 수 있다. 오류 확률과 다이버시티의 분석은 모의실험과 비교하여 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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