본 논문에서는 스몰셀 통신 환경에서 셀 간 간섭을 완화 시키고, 사용자 수용량을 증가시키기에 적합한 PB/MC-CDMA (Partial Block/MC-CDMA) 시스템을 소개한다. 5G 무선통신 환경에서는 IoT (Internet of Things) 서비스의 확장과 더불어 네트워크에 접속되는 디바이스의 수가 기하급수적으로 증가될 것으로 예상되며, 각 디바이스들은 콘텐츠 별로 다양한 전송속도가 요구 될 것으로 예상된다. 기존의 LTE/LTE-A 통신 서비스 환경에서는 데이터 전송속도와 주파수 효율성 향상을 중심으로 기술 연구가 진행 되었으나, IoT (Internet of Things)에서 요구하는 대규모 접속 및 다양한 전송속도 지원에는 한계성을 지니고 있다. 또한, 다수의 스몰셀 환경에서 셀간 간섭이 발생하여 속도저하 및 시스템 성능 열화가 발생한다. 이에 본 논문에서는 스몰셀에 적합한 PB/MC-CDMA 물리계층 기술을 소개하고, 셀간 간섭 존재하는 다중 셀 환경에서 시스템의 성능을 평가함으로써 IoT (Internet of Things) 환경에서 PB/MC-CDMA의 장점을 검증하였다.
본 논문에서는 LTE-Advanced 상향 링크 시스템을 위한 적응적 채널 추정을 통한 고속 ICI 제거 알고리즘을 제안한다. 시변 채널 환경에서 위상 잡음과 반송파 주파수의 영향을 효과적으로 제거하기 위해서 comb type 파일럿을 사용하였다. 본 논문의 목적은 기존의 PNFS(Phase Noise & Frequency offset Suppression) 알고리즘보다 계산상의 복잡도를 줄여서 시스템 처리 속도의 향상을 가져오는 것이다. 중복되거나 불필요한 계산을 줄여서 계산상의 복잡도를 줄였다. 또한, 효과적으로 다중 경로 채널을 추정하기 위한 방법을 제안한다. 제안하는 적응적 채널 추정 방법을 이용하여 다중 경로 채널을 효과적으로 추정하고 보상한다. 제안된 방법이 Vehicular A 채널 환경에서 BER이 약 0.5 dB 정도 성능이 더 좋다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템은 고속의 데이터 전송에 유리한 통신 방식이다. 하지만 OFDM 시스템은 높은 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 문제이다. PAPR 저감을 위한 방법으로 DFT(Discrete Fourier Transform)-spread 방식의 SC-FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access) 기술이 제안되었으며, 큰 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 재머나 의도적인 간섭에 취약한 OFDM 방식의 단점을 보안하기 위해 스펙트럼 확산 방식 중 하나인 FH(Frequency Hopping)방식을 도입하였고, 부분 대역 재밍과 톤 재밍이 있는 채널 환경에서는 FH 방식의 SC-FDMA 시스템의 성능을 비교 분석한다. 그리고, SC-FDMA 방식은 ICI(Inter sub-Carrier Interference)에 민감한데, 특히 주파수 오프셋이나 위상 잡음에 의해 발생하는 ICI는 시스템 성능을 열화시킨다. 본 논문에서는 OFT-spread OFDM을 기반으로 하는 SC-FDMA 기술에 PNFS(Phase Noise and Frequency offset Suppression) 알고리즘을 적용한 등화기를 사용하여 위상 잡음이나 주파수 오프셋 등에 의해 발생하는 ICI의 영향을 분석하고, 보상한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 성능 개선을 확인하였다.
SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)는 DFT(Discrete Fourier Transform)-spreading 방식을 사용하여 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호의 PAPR(Peak to Average Power Ratio) 저감하여 전력효율을 향상시키는 방식이다. 그러나, PAPR을 저감하기 위하여 블록 type 파일럿을 사용하기 때문에 이동 환경에 따른 도플러 주파수와 송수신기 사이의 주파수 불일치로 인한 주파수 옵셋과 시간 도메인에서의 위상 잡음으로 주파수 도메인에서 ICI(Inter Channel Interference)가 발생하여 SC-FDMA 시스템의 성능은 저감된다. 그러므로 이동 환경 및 위상 잡음을 제거하기 위하여 comb type 파일럿을 고려하고, 이에 대한 PAPR을 감소시키기 위하여 SLM(Selective Mapping) 기법을 사용하며, 효과적인 채널 추정 및 ICI 제거를 위한 기법을 제안한다. 그러므로 기존 블록 type에 비해 comb type을 사용함으로써 이동 수신 성능이 향상될 수 있으며 효과적으로 주파수 옵셋 및 위상 잡음을 효과적으로 제거 가능함을 보인다.
PB/MC-CDMA(Partial Block Multi Carrier Code Division Multilple Access) 시스템은 사용자간의 코드 간 간섭을 줄임으로써 성능을 향상 시키는 시스템이다. 또한, 이 시스템은 심볼 간 간섭을 피하면서 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있어 MC-CDMA(Multi Carrier Code Division Multiple Access) 시스템보다 향상된 성능을 보여준다. 그러나, 다중캐리어를 사용함으로써 PAPR 문제가 발생하여 시스템의 성능을 저하 시킨다. 이 논문에서는, PB/MC-CDMA 시스템에서 추가적인 정보 없이 여분의 확산 코드를 이용하여 최적화된 확산코드를 선택함으로써, 피크전력을 줄이는 방법을 제안한다. PB/MC-CDMA 시스템은 각 블록 단위로 확산 코드를 재사용함으로써, 여분의 코드가 남게 된다. 이러한 여분의 코드를 여러 개의 그룹으로 나누어 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 계산하고, 피크전력이 최소가 되는 코드를 선택하여 전송함으로써 PAPR 문제를 해결할 수 있는 방법이다.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제23권7호
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pp.1-8
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2023
An Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) based wireless communication system has drawn wide attention for its high transmission rate and high spectrum efficiency in not only radio but also Underwater Acoustic (UWA) applications. Because of the narrow sub-carrier spacing of OFDM, orthogonality between sub-carriers is easily affected by Doppler effect caused by the movement of transmitter or receiver. Previously, Doppler compensation signal processing algorithm for Desired propagation path was proposed. However, other Doppler shifts caused by delayed Undesired signal arriving from different directions cannot be perfectly compensated. Then Receiver Bit Error Rate (BER) is degraded by Inter-Carrier-Interference (ICI) caused in the case of Multi-path Doppler channel. To mitigate the ICI effect, a modified Delay and Doppler Profiler (mDDP), which estimates not only attenuation, relative delay and Doppler shift but also sampling clock shift of each multi-path component, is proposed. Based on the outputs of mDDP, an ICI canceling multi-tap equalizer is also proposed. Computer simulated performances of one-tap equalizer with the conventional Time domain linear interpolated Channel Transfer Function (CTF) estimator, multi-tap equalizer based on mDDP are compared. According to the simulation results, BER improvement has been observed. Especially, in the condition of 16QAM modulation, transmitting vessel speed of 6m/s, two-path multipath channel with direct path and ocean surface reflection path; more than one order of magnitude BER reduction has been observed at CNR=30dB.
In this paper, we propose the time synchronization module on fiber optic repeater to use optic line delay for obtaining time synchronization between up-link and down-link, in the 2.3 GHz WiBro network using TDD/OFDM (Time Division Duplex/Orthogonal Frequency Division Multiplexing) Generally, when we use fiber optic repeater to remove the shade area, it occurs transmission delay which is caused by optic transmission between RAS (Radio Access Station) and fiber optic repeater and inner delay of fiber optic repeater. Because the WiBro system is adopting a TOO method and there exists the difference of switching time which is caused by these delay between up-link and down-link, it occurs ISI (Inter Symbol Interference), ICI (Inter Carrier Interference). These interference results in the reduction of the coverage. And the inconsistency between Up-Link and Down-Link switching time maybe gives rise to the interruption of communication. In order to prevent these cases, we propose synchronization module using analog optic line delay as the one of synchronizing up-link and down-link. And we propose the consideration factor for the designing time synchronization module and the feature of optic line of analog method. The measurement result of optic line time synchronization module of structure proposed is as follows, the delay error of $0.5{\mu}g$ and the insertion loss value below maximum 4.5dB in range of $0{\sim}40{\mu}s$. These results fully meet the specification of WiBro System.
와이브로는 OFDMA/TDD 기술을 기반으로하는 고속 이동 인터넷 표준이고, IEEE802.16e 무선 MAN 표준 통합버전의 하나이다. 본 논문에서는 LVQ 자력등화를 이용한 와이브로 시스템의 성능 개선을 제안하였다. 제안한 방법은 Broadband 와이브로 시스템 수신단에 전처리 LVQ 신경망 자력등화를 사용한다. 전처리 LVQ 신경망은 송신데이터 형태인 16QAM으로 분류하고 자력등화는 ICI를 제거한다. 제안한 방법의 유용성을 확인하기 위하여 MSE와 BER에 대하여 시뮬레이션 하였으며, 시뮬레이션 결과 제안한 LVQ 자력등화를 이용한 와이브로 시스템은 기존의 와이브로 시스템보다 성능이 개선되었음을 확인하였다.
와이브로는 OFDMA/TDD 기술을 기반으로하는 고속 이동 인터넷 표준이고, IEEE802.16e 무선 MAN 표준 통합 버전의 하나이다. 본 논문에서는 64QAM SOFM 전처리기를 이용한 와이브로 시스템의 성능 개선을 제안하였다. 제안한 방법은 Broadband 64 QAM 와이브로 시스템 수신단에 전처리 SOFM 신경망 자력등화를 사용한다. 전처리 SOFM 신경망은 송신 데이터 형태인 64QAM을 형상화 하고 자력등화는 ICI를 제거한다. 제안한 방법의 유용성을 확인하기 위하여 MSE와 BER에 대하여 시뮬레이션 하였으며, 시뮬레이션 결과 제안한 64QAM SOFM 전처리기를 이용한 와이브로 시스템은 기존의 와이브로 시스템보다 성능이 개선되었음을 확인하였다.
This paper proposes a new multicarrier code division multiple access (CDMA) system. The proposed multicarrier CDMA system provides the advantages that the transmission bandwidth is more efficiently utilized by using divided spreading sequence, time and frequency diversity is achieved in frequency selective nultipath (acting channel, and inter-carrier interference (ICI) can be minimized by using specific data and code pattern. In this system, transmitted data bits are serial-to-parallel converted to some parallel branches. On each branch each bit is direct-sequence spread-spectrum modulated by divided spreading sequences and transmitted using orthogonal carriers. The receiver providers a Rake for each carrier, and the outputs of Rakes are combined to get time and frequency diversity. This multicarrier CDMA system allows additional flexibility in the choice of system parameters. Upon varying system parameters, bit error rate (BER) performance is examined for the proposed multicarrier CDMA system. Simulation results show that the proposed multicarrier CDMA scheme can achieve better performance than the other types of conventional multicarrier CDMA systems.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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