다중 안테나 기술의 공간 다중화 방식은 다수의 송신 안테나가 서로 다른 데이터를 전송함으로써 시스템의 동일한 대역폭을 이용하여 높은 데이터 전송률을 제공하는 기술로서, 심볼간 간섭 (ISI : Inter-Symbol Interference)과 주파수 선택적 페이딩 (Frequency Selective Fading)에 강인한 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)과 함께 사용된다. 하지만, OFDM은 고속 이동환경에서 서브 캐리어간의 직교성이 유지되지 않아 서브캐리어간의 간섭 (ICI : Inter-Carrier Interference)으로 인하여 시스템의 성능 열화가 발생한다. 본 논문에서는 ICI와 다중 안테나간의 상관도에 의한 CAI (Co-Antenna Interference)의 발생 원인과 그에 따른 성능 열화를 해석적으로 분석하고, 고속 이동환경에서 MIMO-OFDM 수신기의 QoS를 만족시키기 위한 ICI의 제거 방법으로 저복잡도의 HIC와 데이터 전송률을 저하시키지 않는 CIR (Channel Impuse Response) 추정 방법을 제안한다. 그리고 SCM-E Sub-urban Macro MIMO 채널에서의 모의 실험을 통해, ICI와 CAI에 의한 성능 열화 분석 결과와 모의 실험 결과가 일치하는 것을 검증하고, 고속 이동환경에서 HIC를 적용한 MIMO-OFDM 시스템의 성능이 향상되는 것을 보인다.
OFDMA 하향링크 시스템에서 시간, 주파수 동기 오프셋이 존재하는 환경에 강인한 채널추정 기법을 제안한다. 본 논문에서는 시간 동기, 주파수 동기, 및 채널추정을 동시에 수행하는 방법을 제안함으로써, 시간 및 주파수 동기화 과정에서 생기는 에러가 채널 추정 과정에 주는 영향을 최소화하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 채널추정 기법은 time windowing과 time advancement를 통해서 inter-carrier interference (ICI)와 inter-symbol interference(ISI)를 제거하고 동기화 과정간의 조화를 이룸으로써 기존의 채널추정 기법들에 비해 약 3dB 성능이 향상되었다.
한국신호처리시스템학회 2001년도 하계 학술대회 논문집(KISPS SUMMER CONFERENCE 2001
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pp.41-44
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2001
다중경로에 패스파에 의한 주파수 선택성 페이딩 이나 각종 전기적 잡음에 의한 통신로 상황이 변화하는 무선 통신 환경 하에서는 점유대역 내에서도 전송 특성이 상이하게 되므로 OFDM 전송방식에서는 서브 캐리어간 간섭이 발생한다. 또한 이러한 전송로에서는 인접 캐리어간에 직교성이 깨어지고 다중된 신호가 혼합되어 버림으로써 그 전송 특성이 급격히 저하 할 수 있다. 본 논문에서는 전송로 특성이 상이한 채널에 대해 케리어 군을 복수의 서브 밴드군으로 나누어 변조 방식을 선택하고 심볼율을 변화할 수 있는 대역 분할형 OFDM 시스템의 BER특성을 고찰하였다.
OFDM은 IEEE802.11a와 HiperLAN2와 같은 여러 가지 무선 표준에 적용되고 있는 다중 캐리어 변조 기술이다. OFDM의 문제 중 하나는 송신기와 수신기 캐리어 주파수 사이의 주파수 offset에 민감하다는 것이다. 이러한 주파수 옵셋은 OFDM 심볼에 ICI(Inter-carrier interference)를 유발한다. 본 논문에서는 ICI의 영향을 제거하는 3가지 방법, 즉 ICI self-cancellation(SC), 최대가능도 추정(Maximum Likelihood), 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filtering) 방법을 제안하고 성능을 비교 평가한다.
본 논문에서는 Cyclic prefix 형태의 보호구간이 비동기 MC-CDMA 시스템에 미치는 영향을 주파수 선택적 다경로 페이딩 채널에 대하여 분석한다. 이를 위해 보호구간을 갖는 비동기 MC-CDMA 시스템의 평균 오류율(BER) 성능을 Closed-form으로 유도한다. 또한 MC-CDMA 시스템의 주파수 다이버시티는 경로 다이버시티와 같음을 확인한다. 본 논문에서 제안한 분석 기법을 보호구간이 없는 경우로 확장하고, 분석 결과를 통해 보호구간이 ISI(InterSymbol Interference)와 ICI(InterCarrier Interference)의 영향을 완화시키기 위해서 뿐만이 아니라 원하는 신호 성분의 전력 감쇄를 완화시키기 위해 MC-CDMA 시스템에 필요함을 확인한다. 또한 성능 분석의 정확성을 모의실험을 통하여 검증하였다.
본 논문에서는 비트 패턴드 자기기록 저장장치 채널을 위한 2차원 변조부호를 제안한다. 패턴드 미디어 기록장치는 하나의 자성점에 한 비트의 정보를 저장한다. 정보저장 기록 밀도를 높이기 위하여 인접한 트랙 사이의 간격을 아주 좁게 만들기 때문에 인접한 트랙간 간섭(intertrack interference, ITI)과 인접한 심볼간 간섭(intersymbol interference, ISI)이 문제가 된다. 따라서 한 비트 신호의 진폭은 2차원 간섭에 의해 변형된다. 같은 값으로 둘러싸인 비트의 신호가, 특히 어느 한 비트의 값이 둘러싸인 여덟 비트의 값과 동일한 경우 영향을 받는다. 제안된 변조부호 방법은 기존의 변조부호보다 좋은 부호율을 가지면서 위와 같은 최악의 경우가 발생하지 않도록 하므로써 패턴드 미디어의 기록 성능을 향상시키도록 한다.
천해에서의 음파는 긴 지연시간을 가지는 다중경로를 통해 전달되며 이러한 특성은 통신에서 Inter-Symbol Interference(ISI)을 야기하기 때문에 성능을 악화시킨다. 본 논문에서는 잔향음 우세 환경에서의 통신성능을 분석하고 다중경로 지연시간과의 상관관계를 파악하기 위해 5 × 5 × 5 m3 수조에서 다양한 심볼 전송속도(100 sym/s to 8000 sym/s)를 갖는 Binary Phase-Shift Keying(BPSK) 신호를 이용하여 실험을 수행하였다. 제어가능한 수조 환경에서의 음향 채널은 수조 내 경계면 및 벽면에서의 다중반사로 인해 밀집한 다중경로 특성을 가지며 약 40 ms 이하의 최대 초과 지연과 8 ms 이하의 Root Mean Squared(RMS) 지연확산을 보였다. 본 논문에서는 4가지 통신 복조 기법을 이용하여 Bit Error Rate(BER) 성능과 출력 Signal-to-Noise Ratio(SNR) 성능을 분석하며 잔향음 우세 환경에서의 심볼 시간과 RMS 지연확산의 비율인 Symbol interval to Delay spread Ratio in reverberant environment(SDRrev)을 정의하여 통신성능이 보장될 수 있는 기준 심볼 전송속도를 제시한다.
본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 송신단에서 IFFT 를 수행한 후 Cyclic Prefix를 첨부하여 OFDM 심볼을 생성하는데 필요한 지연을 감소시킬 수 있는 IFFT(Time shifted DIT IFFT)의 구조를 제안하고, IEEE 802.16e Mobile WiMax OFDMA/TDD규격에 적합한, 1024크기의 FFT에 1/8 cyclic prefix를 가지는 시스템의 송신단 IFFT를 VHDL로 설계한 결과를 제시한다. 본 논문에서 제안하는 IFFT는 OFDM송신단의 지연을 줄이기 위하여 IFFT에 역비트(Bit-Reversed) 순서로 데이터를 입력하고, FFT의 Frequency Translation 특징을 이용해 IFFT의 출력이 cyclic prefix의 길이만큼 시간영역 쉬프트(Time-shift) 되어 나오도록 구현되었다. 이 과정은 cyclic prefix의 길이 특성을 이용하여 부가적인 복소곱셈기(Complex Multiplier)없이 구현되었고, OFDM 송신단의 지연과 함께 IFFT 결과를 저장하는 메모리의 크기도 줄일 수 있다. 송신단의 최종 출력이 통상적인 OFDM 심볼과 완전히 동일하기 때문에 전체 시스템의 성능에도 영향을 미치지 않는다.
본 논문에서는 PSK(Phase-Shift-Keying) 변조와 PPM(Pulse Position Modulation) 방식의 혼합형이라 볼 수 있는 PSSK(Phase Silence Shift Keying) 변조 방식을 수중 통신에 적용한 결과를 제시한다. 수중 통신 시스템의 성능은 수중 채널 특성에 영향을 많이 받는다. 특히, 잔향 및 다중 경로(Multi-path)로 인한 지연 확산은 데이터 전송 시 인접 심벌간의 간섭 (ISI : Inter Symbol Interference)을 발생시켜 통신의 성능을 저하시킨다. 또한 수중 센서 네트워크인 경우 그 운용 환경의 특수성으로 언해 전력 효율적인 측면도 시스템 구성의 중요한 고려 요소가 된다. PSSK 변조 방식은 2개의 직교 심별을 전송하는 방식으로 한 주기 내에 silence 구조댄 사용함으로써 전력 사용을 절반으로 줄일 수 있다. 이로 인해 변조 심벌간의 거리를 늘려 BER(Bit Error Rate) 성능을 향상 시킬 뿐만 아니라 송신 전력을 낮추어 전력 효율적인 측면의 성능 향상도 기대 할 수 있다. 근거리 해상 실험 결과 QPSK 변조 방식인 경우 BER이 $3.19{\times}10^{-1}$ 이였으며, PSSK 인 경우 BER이 $2.89{\times}10^{-1}$ 이었다.
본 논문에서는 실제 다중안테나를 사용하지 않고 부반송파를 가상의 다중안테나 역할을 하게 하여 OFDM 기반의 셀룰러 시스템에서 셀간 간섭을 감쇄하는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 주파수 재사용률이 1인 fully-loading된 OFDM 셀룰러 시스템에서 셀 경계에 존재하는 단말기의 셀간 간섭 감쇄에 특히 효과적이다. 본 논문에서는 SISO과 MISO 환경에서 셀간 간섭 감쇄를 위한 기법이 각각 제안되었으며, 제안된 기법은 심볼 타이밍 옵셋에 강건하고, 인접한 셀의 간섭에 따라 자원의 크기를 조절함으로써 효율적으로 셀간 간섭을 감쇄할 수 있다는 장점이 있다. 또한 제안된 가상 MIMO 방식에서 채널의 separability를 향상할 수 있는 virtual signature randomizer (VSR) 개념이 제안되었다. 모의실험을 통하여 제안된 기법이 셀간 간섭 및 섹터간 간섭을 감쇄하는데 효과적임을 기존의 방법과 비교하여 분석한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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