본 논문에서는 와이미디어(WiMedia) 통신네트워크용 분산협력적 매체접근제어 프로토콜(D-MAC)의 멀티미디어 서비스 QoS를 개선하기 기법을 제안하였다. D-MAC방식은 고속 WPAN시스템에 적용하기 위한 것으로 기존에 제안된 중앙집중적 방식인 IEEE 802.15.3 프로토콜과 달리 모든 디바이스 장치들이 자원을 분산적 예약이 가능하게 하는 방식이다. 본 논문에서는 기존의 WiMedia 프로토콜에서는 채널의 링크 상태 변화를 적절하게 대처하지 못하여 발생하는 멀티미디어 QoS 감소문제를 해결하는 분산협력방식 DMAC 프로토콜 기법을 제안하여 성능을 분석하였다.
초광대역 무선통신 (UWB) 기술은 그 자체가 가지고 있는 고속, 저전력, 다중 경로 환경의 강인함 등의 특성으로 고속형 WPAN에 적합한 기술로 평가받고 있다. 본 논문에서는 UWB 기술을 사용하는 WPAN 환경에서 전력 소비를 효율적으로 분산시킬 수 있는 MAC 계층에서의 다중 홉 프레임 중계 방식을 새롭게 제안한다. 본 논문에서는 적절한 중계 단말을 선택하기 위해 PAPSF (Power Aware Path Status Factor)를 정의한다. PAPSF는 SINR과 각 단말에서의 송신 전력 정보로부터 결정 할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 방법은 에드 혹 라우팅 프로토콜의 특성으로 인하여 쉽게 중계 단말로 사용될 가능성이 높은 PNC를 통한 프레임 중계 방식과 비교할 때 더 높은 데이터 처리량을 가지며, 전체 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 또한 전력 소모를 PNC 뿐만 아니라 피코넷에 존재하는 다른 단말들로 쉽게 분산시킬 수 있어 PNC의 급격한 배터리 소모를 방지하고, 빈번한 PNC 변경을 막을 수 있다.
본 논문에서는 915MHz 대역 IEEE 802.15.4b LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network) 비동기 DSSS O-QPSK 기반 수신 시스템의 주파수 옵셋 영향을 분석하고, 차분 필터를 추가 함으로써 주파수 옵셋을 보상할 수 있는 방법을 제시한다. IEEE 802.15.4b 915MHz 규격에서는 DSSS PSSS-ASK 변조방식과 DSSS O-QPSK 변조방식을 채용하여 250kbps의 전송율을 갖는 새로운 방식을 제시하고 있다. 본 논문에서 사용한 DSSS O-QPSK 변조방식은 40ppm(주파수 옵셋 36.6kHz)까지는 BER에 변화가 없으나, 그 이상의 주파수 옵셋이 발생하면 BER이 높아져 안정적인 수신이 어려운 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 DSSS O-QPSK 기반 수신기의 상관기에 MDDF(Multiple Delay Differential Filter)를 적용하여 ${\pm}80ppm$에서도 안정적인 수신이 가능함을 보인다. 제안 알고리즘의 성능을 검증하기 위해, 다양한 AWGN 및 주파수 옵셋 환경을 가정한 컴퓨터 모의실험의 결과를 제시하고, 그 유효성을 입증한다.
본 논문에서는 IEEE 802.15.3 HR-WPAN(High Rate Wireless Personal Area Network)의 PNC(PincoNet Coordinator)에서 DEV(DEVice)의 링크 상태에 따라 동적으로 채널 시간을 할당하는 DABL(Dynamic Allocation of channel times Based on Link quality of the DEV) 알고리즘을 이용하여 시스템에서의 평균 트래픽 전송률을 향상시키고 지연시간을 감소시키는 방법을 제안한다. 좀 더 구체적으로, DABL 알고리즘은 DEV의 링크 상태에 따라 다중 변조 기법을 제공할 뿐만 아니라, 슈퍼프레임에서의 각 DEV를 위한 채널 타임도 동적으로 스케줄링하는 방법을 제공한다. 또한 트래픽의 QoS(Quality of Services)를 고려하여, 본 논문에서는 실시간 트래픽과 비실시간 트래픽으로 구분하여 DABL 알고리즘을 제안하였다. 마지막으로, 본 논문에서는 기존 균등 분할 방식과 DABL 방식의 성능 비교를 위해 시뮬레이션을 수행하였다.
본 논문에서는 60GHz WPAN (Wireless Personal Area Network) 시스템에서 릴레이를 이용한 협력 통신 기법을 제안하였다. 60GHz 대역은 LOS (Line-Of Sight)가 보장되어 있지 않은 경우 통신이 불가능하고 거리에 따른 신호 감쇄가 심하기 때문에 릴레이를 이용한 협력 통신 기법이 효과적이다. LOS가 존재하는 환경에서도 수신단이 송신단으로부터 받은 데이터뿐만 아니라 릴레이를 통해 데이터를 수신한다면 수신된 정보의 신뢰성을 높일 수 있다. 하지만 이 경우에 송신단이 데이터를 전송하는 시간뿐만 아니라 릴레이가 데이터를 전송하는 시간이 필요하기 때문에 정보의 전송률이 저하된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 협력 통신 시스템에 적합한 Reed-Solomon(RS) code와 convolutional code(CC)의 직렬 연접 부호 구조를 이용하여 이러한 단점을 최소화 한다. 제안하는 협력 통신 기법은 릴레이에서 systematic RS code의 parity만을 convolutional code로 인코딩하여 전송하므로, 릴레이가 전송해야 하는 데이터의 양이 매우 적어 시스템의 전송 효율을 향상시킨다.
A high data rate Wireless Personal Area Networks (WPAN) system is a hot issue in wireless communication communities and being standardized. Multi-band Orthogonal Frequency Division Multiplexing (MB-OFDM) is one of the candidates for WPAN standard. In this paper, we discuss the PLCP (Physical Layer Convergence Protocol) structure for MB-OFDM. Also we evaluate the performance of two signal detection algorithms, which are the method of cross-correlation with the original preamble and the signed preamble. The latter has a low complexity with a little degradation.
WPAN에서는 망 중재를 위하여 하나의 피코넷 코디네이터(Piconet Coordinator; PNC)가 요구되는데, 이러한 코디네이터는 망을 구성하는 디바이스들 중에서 선발된다. 그리고 선발된 PNC가 피코넷을 이탈하거나 운영을 중지할 때 또는 현재의 PNC보다 더 능력이 우수한 디바이스가 피코넷에 참여할 때 PNC 핸드오버(Handover) 과정을 통하여 신규 PNC로 PNC역할이 이양된다. 고속 WPAN 표준화 권고안(IEEE 802.15.3)에서는 PNC 핸드오버를 위해 신규 PNC를 선발할 때 디바이스의 규격과 관련된 능력(Device Capability) 정보요소 (Information Element; IE)만을 기준으로 제시하고 있다. 본 논문에서는 PNC 후보를 선발할 때 고려해야 하는 정보요소로 통신가능성(Accessibility)을 살펴보고, 제시한 통신가능성 정보요소를 고려한 PNC 선택 방법을 제안하였다. 제안하는 PNC 선택 방법은 피코넷에 참여중인 디바이스들을 최대한 상속함으로써 보다 효과적인 피코넷 운영관리가 가능하며, 유지하고 있는 PNC 후보 목록을 이용하여 기존의 PNC가 긴급하게 피코넷에서 이탈하는 경우에 PNC 선택 과정 없이 PNC 후보 목록 중에 우선 순위가 가장 높은 디바이스에게 PNC 핸드오버를 실시할 수 있으므로 긴급한 경우에 효과적인 대처가 가능한 장점이 있다.
최근 60GHz 대역의 millimeter wave 를 이용하는 통신 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며 새롭게 정의된 57~64GHz의 ISM 대역에 대한 관심이 집중되고 있다. 국내를 비롯한 미국, 일본, 유럽 등에서도 millimeter wave 를 이용하는 근거리 통신에 대한 연구가 진행 중이다. 그 중 IEEE 802.15.3c 표준화는 근거리에서 높은 전송 속도를 지원하기 위해 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 시스템을 제안하고 있다. 하지만 OFDM 방식은 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) 이 발생하는 문제점을 가지고 있으며, PAPR 문제는 신호가 A/DC와 D/AC 그리고 전력 증폭기와 같은 비선형 소자를 통과할 때 심각한 왜곡을 발생시켜 전송 시스템의 성능이 저하된다. 본 논문에서는 PAPR 문제를 해결하기 위하여 Sine Soft Clipping (SSC) 기법을 제안하고, SAW (Surface Acoustic Wave) Filter와 전력 증폭기를 적용하여 IEEE 802.15.3c OFDM WPAN 전송 시스템의 PAPR, CCDF, PSD, BER 성능을 분석하였다.
스마트 유틸리티 네트워크(SUN)용 무선전송 기술은 에너지 절약 지능형 그린 홈 네트워크 개발의 핵심 요소 기술일 뿐 아니라, 향후 ZigBee 기술을 대체하여 다양한 분야에 활용될 차세대 WPAN 기술이다. SUN 무선 전송 기술은 IEEE 802.15.4g SUN PHY-Layer 표준으로 지하나 반 지하 또는 복잡한 건물 주변과 같은 열악한 전파환경에서도 높은 링크 이득과 안정적인 전송속도의 제공이 가능한 비 면허 무선 전송기술이다. 본 논문은 IEEE 802.15.4g SUN 표준을 만족시키는 RF 송수신기 칩 개발을 위해, RF 송수신기에 대한 시스템 단위 모의실험 환경을 구축하고, 시스템 설계에 필요한 설계 방법, 요구 사양 도출 및 시스템 예상 성능에 대한 내용이다. 또한 상기 시스템 단위 모의실험 결과를 바탕으로 실제 제작한 RF 송수신기 칩의 성능은 IEEE 802.15.4g SUN PHY-Layer 표준의 요구 사양 보다 우수하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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