본 논문에서는 5세대 이동통신 네트워크에서 도입하고자하는 순차 간섭제거(Successive interference cancellation)를 채택한 비직교 다중화(Non-orthogonal multiple access) 시스템에 협동 릴레이를 채택하였을 경우의 시스템 성능을 유도하였다. 그동안의 연구는 단순히 지정된 릴레이를 대상으로 연구가 진행되었지만 본 논문에서는 최대-최소 릴레이 선택법을 적용한 기회전송 증가 릴레이 시스템의 오수신율을 해석적으로 분석하였다. 그리고 현실적인 이동통신 환경을 고려하여 릴레이는 균일 포아송 분포로 모델링하였고, 시스템의 성능을 더욱 개선하기 위하여 목적지에서 최대비 합성(Maximal ration combining)을 적용하였다. 수치적인 해석 결과 원/근 사용자 송신전력비가 클수록 오수신율이 개선되었으며, 직접 경로만 사용하여 정보를 전송하는 경우보다 릴레이를 사용한 협동 시스템의 성능이 항상 우수함을 나타내었다. 또한 포아송 밀도가 높을수록 공간 다이버시티 이득이 커지고 결국 성능이 개선됨을 확인하였다.
시간 선택 페이딩 채널 환경에서 STBC(Space Time Block Code)를 사용하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템의 성능은 시간에 따라 심볼이 변하지 않을 경우, 두 심볼이 서로 간섭이 생기지 않기 때문에 다이버시티 이득을 얻는다. 그러나 시간에 따라 심볼이 변하게 되면, 두 심볼이 서로 간섭을 주기 때문에 MRRC(Maximal Ratio Receiver Combining)에 해당되는 다이버시티 이득이 생기지 않는다. 두 심볼이 서로 간섭을 줄 경우에도 성능 열화가 되지 않도록 성능 개선이 필요하다. 본 논문에서는 시간 선택 페이딩 채널 환경에서 STBC를 사용하는 OFDM 시스템의 성능 개선을 위해 간섭 제거기를 적용하였다. 시뮬레이션 결과 도플러 주파수가 100 Hz의 경우에 10-3 BER(Bit Error Rate)에서 Eb/No가 6dB 이상 성능 개선이 되고, 500 Hz의 경우에 같은 BER에서 Eb/No가 20dB 이상 성능 개선이 됨을 알 수 있었다.
본 논문에서는 대역확산 방식인 DS-CDMA /MDPSK 선호를 m 분포 페이딩과 라이시안 페이딩 환경 하에서 유도한 후, 페이딩으로 인한 경감된 오율성능을 개선하기 위해 MRC(Maximal Ratio Combining) 다이버시티 기법을 사용하여 두 환경에서 비교 분석하였다. 라이시안 페이딩 모델은 m-분포 페이딩 모텔에 알맞은 값을 선택하여, PN 코드 길이(N), 사용자 수(U), 다중 경로수(P), 페이딩 지수(m), 라이시안 지수(K), 다이버시티 가짓수(L), 그리고 비트에너지 대 잡음전력비($E_b/N_o$)를 함수로 하여 오율특성을 구했다. 그 결과 레일리 페이딩 상태에서는 두 결과는 완전히 일치하였으며, 페이딩이 약할수록, 사용자 수가 많을수록, 다중 경로수가 많을수록 그리고, PN 코드 길이가 작을 수록 결과는 점 점 더 일치해감을 알 수 있었다.
부호분할다중접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 시스템의 역방향링크에서 수신 빔 성형 기법을 사용할 경우, 빔 성형 이득을 얻는 반면 전력 제어에 의해 불충분한 파일롯 전력으로 인해 채널 추정이 부정확해진다. 이 논문에서는 상관된 단일-입력 다중-출력(SIMO: Single-Input Multiple-Output) 채널에서 불충분한 파일롯 전력으로 인한 문제를 해결하기 위한 수신 빔 성형 방식을 제안하고자 한다. 제안된 복합형 빔 성형 방식(hybrid beamformer)은 수신 안테나들을 그룹 지어서, 각 그룹 당 수신 빔 방향(DOA: Direction-of-Arrival) 기반의 빔 성형 후에, 그룹별 출력을 최대 비 결합(MRC: Maxim Ratio Combining)하는 방식으로, 공간적으로 상관된 SIMO 채널의 디버시티 이득을 얻으면서 더 정확한 채널추정과 간섭제거 효과를 제공한다. 배열 안테나의 수가 여섯 개 이상인 경우, 복합형 빔 성형 방식은 빔 수신 각 범위(AOS: Angle-of-Spread)가 30°이하에서 일반적인 MRC 빔 성형 방식보다 더 좋은 성능을 보인다.
Alamouti 알고리즘에 기반한 M-ary $2{\times}N$ OSTBC(Orthogonal Space Time Block Coded) MIMO(Multi Input Multi Output) 시스템의 성능을 두개의 파라미터, 즉 constellation 숫자(M)와 수신안테나 숫자(N)를 변화시키며 컴퓨터 모의실험에 의하여 알아보았다. $2{\times}N$ MIMO 스템의 성능과 단일 송신안테나 시스템의 성능비교를 위하여 MRC(Maximum Ratio Combining) 다이버시티 안테나 시스템의 성능 역시 컴퓨터 모의실험을 통하여 수행하였다. 10 dB EbNo QPSK 시스템의 경우 Alamouti $2{\times}1$ MIMO가 단수안테나 시스템에 비해 4.2 dB의 BER을 향상시켰으며 $2{\times}2$ MIMO는 $1{\times}2$ MRC 대비 7.4 dB의 BER을 향상시켰다.
본 논문에서는 나카가미 페이딩 채널에서 동일한 페이딩 인자와 상이한 페이딩 인자를 갖는 L-가지 최대비 합성 다이버시티 시스템 그리고 동일한 평균 전력을 가지며 나카가미 m-분포를 가지는 수신 신호들에 대한 다수의 다이버시티 가지를 크기 순서대로 선택하고 합성하는 순서 통계량(order statistics)의 개념을 이용하여 일반화된 선택성 합성 기법에서 DPSK의 비트 오류 확률식을 유도한다. 특히 선택성 합성 다이버시티에서 L=1일 경우 나카가미 페이딩에서 DPSK 신호의 오류 확률식이 됨을 확인하며 다이버시티 가짓수 L과 페이딩 지수 m을 변화시켜 가면서 최대비 합성 기법과 선택성 합성 기법에 대한 성능을 비교 분석한다.
MC-CDMA의 전체 시스템 대역폭은 부대역으로 분할되며, 각 부대역은 직접시권스확산을 사용하고 각 부대역 신호는 부캐리어 주파수를 사용하여 전송한다. 본 논문에서는 주파수 선택적 나까카미-m 페인팅 채널에서 동이득 합성법과 최대비 합성법을 사용한 MC-CDMA시스템 성능을 분석한다. 본 논문에서 제안된 시스템은 데이터 스트림을 직렬에서 병렬로 변환하여, 각 병렬 데이터 스트림을 MC-CDMA시스템에 사용한다. 데이터 스트림은 송신기에서 칩 레벨과 심볼 프락션 레벨을 확산시킨다. 본 논문에서는 동 이득 합성과 최대비 합성 두가지 다이버시티 합성법을 비교분석하였다. 동이득 합성법 보다 최대비 합성법을 사용한 시스템 성능이 우월하였다.
본 논문에서는 신호 공간 다이버시티 (Signal Space Diversity) 기법이 적용된 시스템에서 최대비 합성 (Maximal Ratio Combining) 수신시 성능 이득에 대해서 분석하였다. 먼저 심볼 오류율(Symbol Error Rate)을 수학적으로 유도하였다. 유도된 공식으로부터 상한(Upper Bound) 분석을 통해 공간 신호 다이버시티 기법이 결합될 경우 기존 대비 2배, 즉 '$2{\times}$수신안테나수' 만큼의 다이버시티 이득을 가짐을 증명하였다. 그리고 모의실험 결과와 유도된 공식 결과 값이 서로 일치함을 보여 정확성을 입증하였으며, 유도된 공식을 기반으로 신호 대 잡음비(SNR; Signal-to-Noise Ratio), 수신 안테나 개수 등 주어진 시스템 변수에 따른 최적 회전 각도를 정확히 도출할 수 있음을 보였다.
This paper investigates linear soft combination schemes for cooperative spectrum sensing in cognitive radio networks. We propose two weight-setting strategies under different basic optimality criteria to improve the overall sensing performance in the network. The corresponding optimal weights are derived, which are determined by the noise power levels and the received primary user signal energies of multiple cooperative secondary users in the network. However, to obtain the instantaneous measurement of these noise power levels and primary user signal energies with high accuracy is extremely challenging. It can even be infeasible in practical implementations under a low signal-to-noise ratio regime. We therefore propose reference data matrices to scavenge the indispensable information of primary user signal energies and noise power levels for setting the proposed combining weights adaptively by keeping records of the most recent spectrum observations. Analyses and simulation results demonstrate that the proposed linear soft combination schemes outperform the conventional maximal ratio combination and equal gain combination schemes and yield significant performance improvements in spectrum sensing.
Recent findings have shown that microbial nitrogen flow and digestible energy of diets are increased when urea is combined with a slow-release urea (SRU) in diets with a starch to acid detergent fibre ratio (S:F) 4:1. This affect is attributable to enhanced synchrony between ruminal N availability for microbial growth and carbohydrate degradation. To verify the magnitude of this effects on lamb performance, an experiment was conducted to evaluate the effects of combining urea and a SRU in diets containing S:F ratios of 3:1, 4:1, or 5:1 on performance, dietary energetics and carcass characteristics of finishing lambs. For that, 40 Pelibuey${\times}$Katahdin lambs ($36.65{\pm}3kg$) were assigned to one of five weight groupings in 20 pens (5 repetition/treatments). The S:F ratio in the diet was manipulated by partially replacing the corn grain and dried distiller's grain with solubles by forage (wheat straw) and soybean meal to reach S:F ratios of 3:1, 4:1 or 5:1. An additional treatment of 4:1 S:F ratio with 0.8% urea as the sole source of non-protein nitrogen was used as a reference for comparing the effect of urea combination vs. conventional urea at the same S:F ratio. There were no treatment effects on dry matter intake (DMI). Compared the urea combination vs urea at the same S:F ratio, urea combination increased (p<0.01) average daily gain (ADG, 18.3%), gain for feed (G:F, 9.5%), and apparent energy retention per unit DMI (8.2%). Irrespective of the S:F ratio, the urea combination improved the observed-to-expected dietary ratio and apparent retention per unit DMI was maximal (quadratic effect, $p{\leq}0.03$) at an S:F ratio of 4:1, while the conventional urea treatment did not modify the observed-to-expected net energy ratio nor the apparent retention per unit DMI at 4:1 S:F ratio. Urea combination group tended (3.8%, p = 0.08) to have heavier carcasses with no effects on the rest of carcass characteristics. As S:F ratio increased, ADG, G:F, dietary net energy, carcass weight, dressing percentage and longissimus thoracis (LM) area increased linearly ($p{\leq}0.02$). Combining urea and a slow-release urea product results in positive effects on growth performance and dietary energetics, but the best responses are apparently observed when there is a certain proportion (S:F ratio = 4:1) of starch to acid detergent fibre in the diet.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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