KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제5권11호
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pp.2035-2051
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2011
Theoretical Bit Error Rate (BER) and channel capacity analysis are always of great interest to the designers of wireless communication systems. At the center of such analyses people are often encountered with a high-dimensional multiple integrals with quite complex integrands. Conventional Gaussian quadrature is inefficient in handling problems like this, as it tends to entail tremendous computational overhead, and the principal order of its error term increase rapidly with the dimension of the integral. In this paper, we propose a new approach to calculate complex multi-fold integrals based on the number theory. In contrast to Gaussian quadrature, the proposed approach requires less computational effort, and the principal order of its error term is independent of the dimension. The effectiveness of the number theory based approach is examined in BER and capacity analyses for practical systems. In particular, the results generated by numerical computation turn out in good match with that of Monte-Carlo simulations.
업링크와 다운링크 경로상에 각각 가산성 백색 가우스잡음이 존재하는 이동 위성 통신로에서 TWTA의 비성형성에 의한 BPSK신호와 QPSK신호의 오율성능을 조사하였따. 다운링크 경로상의 페이딩은 Rice분포를 한다고 가정하였다. Rice 분포에 대한 근사 이산 확률분포를 고전적인 모멘트 기법(CMT)을 이용하여 처음으로 유도하였다. 최종적으로 오율은 근사 이산 확률 분포와 Gauss Quadrature Formula를 이용하여 계산하였다.
임의 모양의 완전도체의 전자파 산란을 해석하기 위하여 모멘트 방법을 이용하였다. GID(Graphic Interface Design)툴을 이용하여 설계된 금속 도체의 표면은 서로 다른 모양의 삼각패치로 모델링 되었다. 도체 표면전류는 삼각패치의 벡터 기저함수로 확장되었다. 관측점과 전원점이 동일 삼각패치에 위치할 때, 삼각패치의 특이점 적분은 Duffy 방법을 이용하여 특이점이 없는 적분으로 변환이 가능하였고, 변환된 특이점 항들은 1차원의 가우시안 구적법을 이용하여 간단하게 계산되어질 수 있었다. 특이점을 제외한 적분들은 2차원 가우시안 구적법으로 계산되었다.
In robust design, the mean and variance of design performance are frequently used to measure the design performance and its robustness under uncertainties. In this paper, we present the Gauss-type quadrature formula as a rigorous method for mean and variance estimation involving arbitrary input distributions and further extend its use to robust design optimization. One dimensional Gauss-type quadrature formula are constructed from the input probability distributions and utilized in the construction of multidimensional quadrature formula such as the tensor product quadrature (TPQ) formula and the univariate dimension reduction (UDR) method. To improve the efficiency of using it for robust design optimization, a semi-analytic design sensitivity analysis with respect to the statistical moments is proposed. The proposed approach is applied to a simple bench mark problems and robust topology optimization of structures considering various types of uncertainty.
이 논문에서는 AWGN환경에서 발생하는 가우시안 잡음과 발진기에서 생기는 시스템 잡음을 제거할 수 있는 ALE(Adaptive Line Enhancer) 기반의 새로운 적응형 잡음 제거기를 이용한 CW(Continuous-Wave) 바이오 레이더를 제안한다. 최근에 CW 바이오 레이더를 이용해서 심장박동과 호흡을 검출하는 연구가 여러 연구기관에서 진행 되고 있다. 그러나 이 연구들은 기존 CW 바이오 레이더가 가우시안 잡음에 취약하고 그로 인해 심장박동 검출정확도도 떨어진다는 점을 설명을 하고 있긴 하지만, 그 잡음을 효과적으로 없앨 수 있는 방안은 계속 연구 중에 있다. 본 논문에서는 기저대역 신호에 포함된 잡음을 효과적으로 제거할 수 있는 ALE기반의 적응형 잡음 제거기를 적용한 것을 제안한다. 또한 타겟의 위치에 따른 복조의 민감함에 강점을 가진 quadrature 수신기를 통과한 잡음이 포함된 기저대역 신호에서 잡음만을 효과적으로 제거함으로 인해 심장박동 검출 정확도를 향상시키는 것을 모의실험을 통해 비교 분석해 본다.
In the view point of further reducing the inter-symbol interferences studied in our previous paper 〔1〕, a quadrature pair of wavelet-based filter banks that are composed of a pair of cosine and sine modulated filter banks is applied to MC-CDMA transmultiplexing. For that fact, the symbol duration gets twice longer than the one in , 〔1〕, the interference effects due to channel overlapping and Doppler spread can be effectively alleviated while increasing the channel utilization efficiency. Moreover, the well-known wavelet properties are exploited to design the prototype filter in such a way to maintain the size of sidelobes much smaller than those of the FFT, the interference reduction effect can be further obtained. To verify the behavior of our proposed quadrature filter bank based MC-CDMA system, the reverse-link bit error rates with respect to SNR under Rayleigh fading and additive white Gaussian noise channel environments are computed. The results show an improved system performance over the conventional MC-CDMA.
We propose the improved GMSK (gaussian-filtered minimum shift keying) quadrature modulator using the FIR(finite impulse response )filter whose coefficients are obtained form the differnce of phase response, and design its ASIC (applicaton specific integrated circuit) which can be used for GSM (global system for mobile communication) digital cellular system and DCS 1800 (digital cellular system at 1800MHz) personal communication system. Input data become quantized I and Q channel 10 bit signal through cosine and sine ROM mapping after being filtered by the FIR filter whose normalized bandwidth is 0.3 and designed by considering intersymbol interference as well as sampling ratio. These two signals become the GMSK modulated I and Q channel signal through DAC (digital-to-analog converter) and 7th order analog chebyshev LPF(low pass filter) respectively. The difference between the ideal analog signal and its digitized signal is analyzed in terms of sampling noise, quantization noise, truncation noise and coefficient noise. And the effect of the LPF following the DAC is considered. The ASIC design of the GMSK quadrature modulator is also confirmed by an experiment.
디지털 이동통신용 변조방식으로 $GQ^2PSK$(Gaussian-filtered Quadrature Phase Shift Keying)을 제안하였다. $GQ^2PSK$ 변조방식은 디지털 데이터를 가우시안 필터로 대역을 제안하고, 위상이 쌍방향 직교인 두개의 데이터 성형 펄스와 두개의 반송파가 각기 직교가 되는 $Q^2PSK$ 방식으로 대역이 제한된 디지털 신호를 변조하는 것이다. 그 결과 기존의 GMSK, QPSK나 OQPSK 변조방식에 비해 신호공간을 더욱 효율적으로 사용하고, 전송 속도도 개선시킬 수 있다. 디지털 이동통신에 적합하도록 가우시안 필터로 대역이 $GQ^2PSK$ 변조방식의 위상오차에 대한 비트 오율성능은 신호대 잡음비가 O[dB]인 경우 $Q^2PSK$ 방식에 비해 1.4[dB] 정도 열화되지만, 전력효율 면에서 GMSK 방식과 등가이며, 전송효율이 1.5배로 개선됨을 시물레이션을 통하여 확인하였다.
본 논문에서는 직교 위상 수신기에서 발생하는 동상 성분 채널과 직교 성분 채널간의 이득과 위상 불평형의 추정문제를 다룬다. 즉, 자동 보정 기능을 가지는 직교 위상 수신기에서의 백색 Gaussian 잡음을 고려한 통계적인 특성 분석을 통하여 제안된 알고리즘에 의한 추정값이 점근적으로 비편향 최소 분산 추정(asymptotically minimum-variance unbiased estimate) 특성을 가짐을 보여준다. 이를 위하여 먼저 자동 보정 알고리즘에서 사용하는 샘플링 값들에 대한 통계적인 특성을 구하고, 이 샘플 값들의 함수의 형태로 구해지는 이득과 위상 불평형 추정값들의 통계적인 특성을 분석하기 위해 추정값들의 확률분포함수를 구한다. 이를 기반으로 평균 함수 및 분산 함수를 계산하여 추정값들이 비편향 최소 분산 추정 특성을 나타냄을 확인한다.
In this paper we give an expression for the kernel and remainder term of Gauss-Radau and Gauss-Lobatto quadratures and study on an error bound with end points of multiplicity γ.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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