In this paper, a signal detection scheme for cognitive radio (CR) based on the Bussgang theorem is proposed. The proposed scheme calculates the statistical difference between Gaussian noise and the primary user signal by applying the Bussgang theorem to the received signal. Therefore, the proposed scheme overcomes the noise uncertainty and gives scalable complexity according to the zero-memory nonlinear function for a mobile device. We also present the theoretical analysis on the detection threshold and the detection performance in the additive white Gaussian noise channel. The proposed detection scheme is evaluated by computer simulations based on the IEEE 802.22 standard for the wireless regional area network. Our results show that the proposed scheme is robust to the noise uncertainty and works well in a very low signal-to-noise ratio.
The powerful benefits of multi-antenna systems can be obtained by cooperative communications among users in multiple access environments without the need for physical arrays. This paper studies a novel cooperative signaling strategy that achieves high performance and low implementation complexity for synchronous code division multiple access (CDMA) wireless mobile networks. The validity of the proposed strategy under slow flat Rayleigh fading channel plus additive white Gaussian noise (AWGN) is verified through closed-form error probability expressions and MonteCarlo simulations. A variety of analytical results reveal that the new cooperative strategy significantly outperforms direct transmission subject to the same spectral efficiency and transmit power constraint.
This paper studies theoretically the bit error rate (BER) performance of cooperative transmission using space-time block code (STBC) in a fully distributed manner. Specifically, we first propose a STBC-based cooperative signaling structure to make the cooperation of three single-antenna terminals possible. Then, we derive the closed-form BER expressions for both cooperation and noncooperation schemes under flat Rayleigh fading channel plus additive white Gaussian noise (AWGN). The validity of these expressions is verified by Monte-Carlo simulations. A variety of numerical and simulation results reveal that the cooperative transmission achieves higher diversity gain and better performance than the direct transmission for the same total transmit power.
본 논문에서는 개선된 퍼지 클러스터(Modified Fuzzy C-Means: MFCM) 알고리즘을 이용하여 블라인드 비선형 채널등화기를 구현하였다. 이를 위해 제안된 MFCM은 기존의 유클리디언 거리 값 대신 Bayesian Likelihood 목적함수(fitness function)를 이용하여 채널의 출력으로 수신된 데이터들로부터 비선형 채널의 최적의 채널 출력 상태 값(optimal channel output states)을 추정한다. 이렇게 구해진 채널 출력 상태 값들로 비선형 채널의 이상적 채널 상태(desired channel states) 벡터를 구성하고 이를 Radial Basis Function(RBF) 등화기의 중심(center)으로 활용하여 송신된 데이터 심볼을 찾아낸다. 실험에서는 무작위 이진 신호에 가우스 잡음을 추가한 데이터를 사용하여 하이브리드 유전자 알고리즘 (genetic algorithm(GA) merged with simulated annealing (SA): GASA)과 그 성능을 비교하였으며, 제안된 MFCM을 이용한 등화기가 GASA를 사용한 것 보다 상대적으로 정확도와 속도 면에서 우수함을 보였다.
본 논문에서는 비선형 블라인드 채널등화기의 구현을 위하여 개선된 퍼지 클러스터(Modified Fuzzy C-Means: MFCM) 알고리즘을 제안한다. 제안된 MFCM은 기존의 유클리디언 거리 값 대신 Bayesian Likelihood 목적함수(fitness function)를 이용하여 비선형 채널의 출력으로 수신된 데이터들로부터 최적의 채널 출력 상태값(optimal channel output states)을 추정한다. 이렇게 추정된 채널 출력 상태 값들로 비선형 채널의 이상적인 채널 상태(desired channel states) 벡터들을 구성하고 이를 Radial Basis Function(RBF) 등화기의 중심(center)으로 활용함으로써 송신된 데이터 심볼을 찾아낸다. 실험에서는 무작위 이진 신호에 가우스 노이즈를 추가한 데이터를 사용하여 하이브리드 유전자 알고리즘 (GA merged with simulated annealing (SA): GASA)과 그 성능을 비교 하였으며, 제안된 MFCM을 이용한 등화기가 GASA를 활용한 것 보다 상대적으로 정확도와 속도 면에서 우수함을 보였다.
Iterative detection은 additive white Gaussian noise(AWGN) channel의 경우 interleaver들을 포함한 조합유한상태머신(concatenated Finite State Machine)들에 대해 근사적으로 optimal solution에 가깝다는 것이 입증되었습니다. 수신단에서 정확한 채널 상태 정보(perfect channel state information)가 얻어질 수 없는 경우 adaptive Iterative detection이 시간적으로 변하거나 또는 부정확한 채널 변수를 다루기위해 필요합니다. Iterative detection과 adaptive iterative detection대한 기본 building block은 각각 Soft-Input Soft-Output (SISO)와adaptive SISO (A-SISO)입니다. SISO와 A-SISO의 complexity은 state memory나 channel memory에 비례해서 지수적으로 증가합니다. 본 논문에서는 Reduced State SISO (RS-SISO) 알고리즘이 A-SISO의 complexity 감소를 위해 적용되어 fading ISI channel을 통한 serially concatenated CPM의 성능이 adaptive iterative detection을 이용하면 터보 코드 같은 성능을 나타내는 것과 또한 RS-A-SISO system이 큰 iterative detection gain을 가지는 것을 보였습니다. RS-A-SISO 알고리즘에 대한 다양한 design option들의 성능을 평가하였으며 성능과 complexity를 비교하였습니다. 또한 보통 AWGN 채널에서 사용되어지는 density evolution 분석기법이 주파수 선택적인 페이딩 채널에서 RS-A-SISO 시스템에서도 좋은 분석기법임을 보였습니다
Kim, Sang-Duk;Ku, Dae-Sung;Yun, Jung-Hyun;Lee, Jae-Gyu;Kim, Jong-Bin
대한전자공학회:학술대회논문집
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대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -1
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pp.1-4
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2002
The numerical alaysis of optical device, silicabased device, are presented. The purpose of this paper is to simulate and to design a 8-channel optical wavelength division multiplexer(OWDM) based on Mach-Zehnder Interferometer(MZI) with wavelength spacing between channels Δλ=0.8 nm at central wavelength λ=1.55 ${\mu}{\textrm}{m}$. In initial condition fur simulating, we assumed as follows. A channel waveguide is made from silica based P-doped SiO2 core layers in order to coupling with a fiber easily and its core dimension was 6 ${\mu}{\textrm}{m}$$\times$6 ${\mu}{\textrm}{m}$. The core and clad index of channel waveguide were 1.455 and 1.444, separately, at λ=1.55 ${\mu}{\textrm}{m}$. Where, the separation between channel waveguides in coupling region was 3 ${\mu}{\textrm}{m}$. As a result of analysis, a group mode index of channel waveguide was 1.4498370, was gained by Hermite-Gaussian Method(HGM). Also, the channel spacing was determined by the waveguide arm length difference and was Δλ=0.8 nm as like a proposed condition. The central wavelength of a designed-multiplexer was activated about wavelength λ=1.55 ${\mu}{\textrm}{m}$, and we certificated that it can be used to 8-channel optical wavelength division multiplexer/demultiplexer.
본 연구에서는 이중게이트 MOSFET에 대한 항복전압의 변화를 채널도핑 및 소자파라미터에 따라 이차원 전위분포모델을 이용하여 분석한 것이다. 낮은 항복전압은 전력소자동작에 저해가 되고 있으며 소자의 크기가 감소하면서 발생하는 단채널 효과에 의하여 이중게이트 MOSFET의 경우도 심각하게 항복전압이 감소하고 있다. 항복전압분석을 위하여 포아송방정식의 이차원 해석학적 전위분포모델을 이용하여 채널도핑농도와 소자 파라미터인 채널길이, 채널두께, 게이트산화막 두께 등에 대하여 항복전압의 변화를 관찰하였다. 분석결과 항복전압은 채널도핑 농도의 크기뿐만이 아니라 소자크기 파라미터에 대해서 커다란 변화를 보이고 있었으며 특히 채널도핑함수인 가우시안 함수의 형태에 따라서도 큰 변화를 보이고 있다는 것을 관찰할 수 있었다.
DS-CDMA 시스템에서 통신 채널의 왜곡이나 간섭으로 인하여 확산 코드의 상호 상관 함수가 직교하지 않으므로 해서 시스템에서 성능을 열화 시키는 원근 문제와 다중 사용자 간섭 문제가 발생한다. 이 문제들은 시스템의 성능을 열화 시키므로 DS-CDMA의 성능을 향상시키기 위해서는 간섭을 효율적으로 억제하는 알고리즘이 요구되어진다. 본 논문에서는 constant modulus 알고리즘을 이용한 블라인드 적응 간섭 억제기를 제시하였다. 모의 실험결과 순방향 채널에서 사용된 블라인드 적응 간섭 억제기는 가우시안 채널 하에서는 정상 상태 응답일 때, 신호대 간섭비가 약 7[dB]정도 향상을 보였으며, Rayleigh 페이딩 채널 하에서는 잡음 대 간섭비가 약 4[dB]정도의 향상을 보였고, 다중 경로 하에서는 약11[dB]정도의 좋은 성능을 보였다. 따라서 DS-CDMA 시스템에서 제안된 수신기가 기존의 수신기보다 더 나은 성능을 가짐을 알 수 있었다.
본 논문에서는 위성 채널에 효율적인 오류 정정 방식으로 펑쳐드 콘볼루션 부호(punctured convolutional code)를 이용한 직렬 연결 부호(concatenated code) 방식을 제안하고 위성 채널을 모델링 하여 제안된 오류 정정 방식의 오율 성능을 모의 실험을 통하여 분석하였다. 제안된 직렬 연결 부호 방식은 외부 부호를 (255.223)RS 부호로 하고 구속장 길이가 7인 2/3 펑쳐드 콘볼루션 부호를 내부 부호로 사용하였으며, 일반적으로 위성 부호 채널(satellite coding channel) 모델로 사용되고 있는 광대역 부가 백색 가우시간 잡음 채널의 부정확성을 보완하기 위해 위성 채널 입력 여과기, 고출력 진행파관 증폭기(traveling wave tube amplifier), 위성 채널 출력 여파기 및 하향링크 잡음 등으로 구성되는 위성 부호 채널을 모델링하여 성능 평가 실험에 사용하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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