• 제목/요약/키워드: Nakagami-m fading

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Underlay Cooperative Cognitive Networks with Imperfect Nakagami-m Fading Channel Information and Strict Transmit Power Constraint: Interference Statistics and Outage Probability Analysis

  • Ho-Van, Khuong;Sofotasios, Paschalis C.;Freear, Steven
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제16권1호
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    • pp.10-17
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    • 2014
  • This work investigates two important performance metrics of underlay cooperative cognitive radio (CR) networks: Interference cumulative distribution function of licensed users and outage probability of unlicensed users. These metrics are thoroughly analyzed in realistic operating conditions such as imperfect fading channel information and strict transmit power constraint, which satisfies interference power constraint and maximum transmit power constraint, over Nakagami-m fading channels. Novel closed-form expressions are derived and subsequently validated extensively through comparisons with respective results from computer simulations. The proposed expressions are rather long but straightforward to handle both analytically and numerically since they are expressed in terms of well known built-in functions. In addition, the offered results provide the following technical insights: i) Channel information imperfection degrades considerably the performance of both unlicensed network in terms of OP and licensed network in terms of interference levels; ii) underlay cooperative CR networks experience the outage saturation phenomenon; iii) the probability that the interference power constraint is satisfied is relatively low and depends significantly on the corresponding fading severity conditions as well as the channel estimation quality; iv) there exists a critical performance trade-off between unlicensed and licensed networks.

임펄스 잡음과 나카가미 페이딩이 존재할 때 다이버시티 기법과 오류정정 부호를 이용한 무선통신 DS/CDMA 시스템의 오율 특성 (Performance of Radio Communication DS/CDMA System with Diversity Technique and BCH Coding under Impulsive Noise and Nakagami Fading)

  • 김지웅;강희조;이권현
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.539-549
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    • 1999
  • 본 논문에서는 다중접속간섭. 임펼스 잡음과 나카가미 페이딩 환경에서 DS/CDMA DQPSK 통선시스댐의 B BER 성능을 분석하였다. 고려되는 DS/CDMA DQPSK 통신시스템은 제안한 시스템의 성능을 향상시키기 위하여 최대비 합성(MRC) 다이버시티 수신기법과 오류 정정 BCH 부호화 기법을 채용하였다. 유도한 오율 식을 이용하여 DS/CDMA DQPSK 통신시스댐의 성능을 구하여, 임펄스 지수( A), 가우시안 잡음 전력 대 임펄스 잡음 전력비($\Gamma'$), 다중접속간섭(K), 나카가미 페이딩 파라미터(m), MRC 다이버시티 가지수 (L), 부호의 오류 정정 능력(f), 직접확산 처리 이득(N)과 선호 전력 대 잡음 전력비( $E_b/N_O$)을 함수 로 하여 오율 그래프로 나타내고 분석하였다. 분석한 결과, 제안하는 시스댐의 성능은 무선통신시스댐환경에 서 다중접속간섭, 임펼스 잡음과 나카가미 페이멍에 의해 영향을 받을 수 있다. 또한 희망하는 선호의 전력이 나 임펄스 지수, 가우시안 잡음 천력 대 임펼스 잡음 전력비를 증가시켜 DS/CDMA DQPSK 통신시스댐의 BER 성능을 개선할 수 있음을 알 수 있었다. 그리고 다중접속간섭, 임펄스 잡음과 나카가미 페이딩의 영 향을 억압하기 위해서는 MRC 다이버시티 수산된 DS/CDMA DQPSK 통신시스댐보다는 BCH05.7) 부호화 기법을 적용한 DS/CDMA DQPSK 시스댐이 효율적임을 알 수 있었다.

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나카가미 페이딩 채널에서 선택 합성 다이버시티를 적용한 FH/MFSK 시스템의 성능분석 (Performance Analysis of the FH/MFSK System using the Selection Diversity in Nakagami Fading Channel)

  • 이충성;김항래;김남
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권7호
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    • pp.1186-1193
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    • 2000
  • 본 논문에서는 나카가미 패이딩 채널에서 FH/MFSK 시스템에 선택 다이버시티를 적용하였을 경우의 시스템 성능을 분석한다. 선택 합성(selection combining)후의 신호대 잡음비(SNR)로부터 제거확률을 유도하고 FH/MFSK 시스템의 성분분석을 위해 사용자수(M), SNR, 나카가미 페이딩(m), 다이버시티 가지의 수(D)와 같은 파라메더들을 사용한다. m이 1인 경우, 비트에러율(BER)은 각각 D=1에서 1.0$\times$10-3이고 D=2에서 1.0$\times$10-4으로 10배만큼 감소함을 알 수 있다. m이 2인 경우, BER은 D가 증가하더라도 일정한 값을 갖는다는 것을 또한 알 수 있다. D가 2인 경우, SNR이 15dB와 25dB일 때의 시스템 용량은 다이버시티를 고려하지 않은 용량보다 각각 75%와 20% 증가된다.

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Exact and Approximate Symbol Error Probability of cooperative systems with best relay selection and all participating relaying using Amplify and Forward or Decode and Forward Relaying over Nakagami-m fading channels

  • Halima, Nadhir Ben;Boujemaa, Hatem
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권1호
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    • pp.81-108
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    • 2018
  • In this paper, we derive the theoretical Symbol Error Probability (SEP) of cooperative systems with best relay selection for Nakagami-m fading channels. For Amplify and Forward (AF) relaying, the selected relay offers the best instantaneous Signal to Noise Ratio (SNR) of the relaying link (source-relay-destination). In cooperative networks using Decode and Forward (DF), the selected relay offers the best instantaneous SNR of the link between the relay and the destination among the relays that have correctly decoded the transmitted information by the source. In the second part of the paper, we derive the SEP when all participating AF and DF relaying is performed. In the last part of the paper, we extend our results to cognitive radio networks where there is interference constraints : only relays that generate interference to primary receiver lower than a predefined threshold T can transmit. Both AF and DF relaying with and without relay selection are considered.

나카가미 페이딩 채널에서 합성변조 기법을 채용한 다중반송파 DS/CDMA 시스템 성능 분석 (Performance Analysis of Multicarrier DS/CDMA System Employing Combined Modulation techniques in a Nakagami Fading Channel)

  • 양원일;강희조
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.52-60
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    • 2001
  • 본 논문에서는 나카가미 페이딩 환경에서 다중 반송파 MFSK-DPSK/DS-CDMA 합성 변조기법을 제안하였다. 또한, 다중경로 페이딩에 강한 특성과 주파수 이용 효율이 높은 다중반송파 DS-CDMA 합성변소 방식을 같이 사용하여 분석하였다. 그러한 변조방식은 비동기식 MFSK와 MFSK에 기반한 DPSK를 이용한 결합 주파수 위상 합성변조 방식이다. 결과로부터 전력효율과 대역폭 효율이 일반적인 통신 시스템보다 다중캐리어 합성 변조시스템이 효율을 개선시킬 수 있음을 알았다.

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동일 채널 간섭이 존재하는 나카가미 채널에서 임의 직사각 QAM 신호의 MRC 다이버시티 수신 성능 (Performance Analysis of Arbitrary Rectangular QAM over Nakagami Fading Channels with MRC in the Presence of Co-channel Interference)

  • 현광민;윤동원;박상규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권3A호
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    • pp.257-265
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    • 2004
  • MRC 다이버시티 수신 시스템에서 상호 독립적이고 동일한 전력을 갖는 동일 채널 간섭자들이 존재할 경우, Gray 부호화된 임의 직사각 QAM 신호의 성능을 분석하였다. 본 논문에서는 L개의 수신안테나를 갖는 MRC 수신 다이버시티 시스템에서 N명의 서로 독립적이고 동일한 나카가미 분포를 갖는 동일 채널 간섭자들의 신호가 수신되는 경우의 폐쇄형 (closed-form) 평균 비트 오류 확률 수식을 유도하였다. 이 수식은 수치 계산에 의해 쉽게 계산되는 초기하 함수를 이용하여 표현되었다.

나카가미 페이딩 환경하에서 MRC 다이버시티와 간섭제거기를 채용한 DS/CDMA 통신 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of DS/CDMA Communication System with MRC Diversity and CCI Canceller in Nakagami Fading Environment)

  • 소준영;강희조
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제10권7호
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    • pp.1010-1021
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    • 1999
  • 본 논문에서는 무선 채널 환경에서 다중접속간섭(MUI: Multi-User Interference)과 나카가미 페이딩에 의한 DS/CDMA GMSK 시스템의 성능을 분석하였다. 고려되는 DS/CDMA GMSK 시스템은 시스템의 성능을 향상시키기 위하여 최대비 합성(MRC) 다이버시티 수선법과 간섭제거기를 사용하였다. 유도한 오율식을 이용하여 DS/CDMA GMSK 시스댐의 성능을 구하여, PN 코드 길이(N), 다중 사용자의 수(K), 다이버시티 가지의 수(L), 비트에너지 대 잡음전력비($E_b/N_0$), 페이딩 지수(m)등을 함수로 하여 그래프로 나타내고 분석 하였다. 분석결과에 의하면 MRC 다이버시티 기법이나 간섭제거 기법을 채용함으로써 큰 폭의 성능 개선을 얻을 수 았었다 또한 MRC 다이버시티와 간섭제거기를 직렬로 채용하면 더 큰 개선을 얻을 수 있었다. 결과적으 로 제안된 시스템 구조는 나카가미 페이딩. 다중접속간섭, 다중경로 채널에서 음성 통신시스댐으로서 적절하 다고 예상된다.

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무선 멀티미디어 통신 환경에서 적응변조시스템의 성능개선 (Performance Improvement of Adaptive Modulation Systems in Wireless Multimedia Communication Environment)

  • 강희조
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.893-898
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    • 2003
  • 본 논문에서는 무선 멀티미디어 통신 시스템 환경에서 고속의 전송데이터를 전송할 시스템을 이루기 위해 적응변조 방식을 적용한 Truncated Type-II Hybrid ARQ 방식과 부호화 기법을 제안하였다. 여기서, 나카가미 페이딩 채널 환경으로 적응변조방식을 해석하였다. 적응변조 시스템은 나카가미 페이딩 지수에 따라서 변조 레벨과 심볼율을 제어할 수 있다. Eb/No가 높거나 나카가미 페이딩 지수 m이 높을 경우 이 시스템은 높은 변조 레벨과 높은 심볼율을 선택하여 전송 효율을 증가시키는데 목적이 있다. 이와 반대로, Eb/No가 낮을 경우, 전송 성능 감소를 막기 위해 낮은 변조 레벨과 낮은 심볼율을 선택한다. 변조 방법으로는 QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM 방식을 채용하였다. Truncated Type-II Hybrid ARQ 기법에 의한 적응변조 방식은 실시간 처리 및 고 신뢰도가 요구되는 무선 멀티미디어 통신 시스템에 적용이 가능하리라 판단된다.

DS-CDMA 셀룰라 이동통신 시스템에서 적응변조방식을 이용한 Truncated Type-II Hybrid ARQ 방식과 최대비 합성 다이버시티 기법에 의한 성능 개선 (Improvement Performance of Truncated Type-II Hybrid ARQ Scheme and MRC Diversity Techniques using an Adaptive Modulation in DS -CDMA Cellular Mobile Communication System)

  • 양재훈;김지웅;강희조
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.661-667
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    • 2001
  • 본 논문에서는 DS-CDMA 셀룰라 이동통신 시스템에서 고속의 전송데이터를 전송할 시스템을 이루기 위해 적응변조 방식을 적용한 Truncated Type-II Hybrid ARQ 방식을 제안했다. 여기서, 나카가미 페이딩 채널 환경으로 적응변조 방식을 해석하였다. 적응변조 시스템은 나카가미 페이딩 지수에 따라서 변조 레벨과 심볼율을 제어할 수 있다. Eb/No가 높거나 나카가미 페이딩 지수 m이 높을 경우 이 시스템은 높은 변조 레벨과 높은 심볼율을 선택하여 전송 효율을 증가시키는데 목적이 있다. 이와 반대로, $E_b/N_0$가 낮을 경우, 전송 성능 감소를 막기 위해 낮은 변조 레벨과 낮은 심볼율을 선택한다. 변조 방법으로는 QPSK 16QAM, 64QAM, 256QAM을 채용하였다. Truncated Type-II Hybrid ARQ 기법에 의한 적응변조 방식은 실시간 (delay-limited)처리 및 고신뢰도가 요구되는 이동 통신 및 무선 데이터 통신 시스템에 적용이 가능하리라 판단된다.

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나카가미 페이딩 채널에서 전력 및 전송률 적응화 직접 대역확산 부호분할 다중접속 통신시스템을 위한 최적 칩률에 관한 연구 (Optimal Chip Rate of Power and Rate Adapted DS/CDMA Communication Systems in Nakagami Fading Channels)

  • 이예훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권2A호
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    • pp.128-133
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    • 2010
  • 본 논문에서는 나카가미 페이딩 채널 환경에서 전력 혹은 전송률 적응화 된 직접 대역확산 부호분할 다중접속 통신시스템에서의 최적 칩률에 관하여 연구한다. 주파수 효율을 최대화하는 최적의 칩률은 다중경로 세기 프로파일과 직접파 성분, 그리고 적응화 방식에 의해 결정됨을 알았다. 전송률 적응화 방식에서의 최적의 칩률은 채널 파라미터에 상관없이 다중경로 지연 확산 $1/T_m$ 보다 적다. 이 결과는 전송률 적응화 방식에서는 상관 수신기가 RAKE 수신기보다 더 높은 주파수 효율을 얻을 수 있다는 것을 의미한다. 반면에 전송 전력 적응화 방식에서는 최적의 칩률과 그에 상응하는 RAKE 수신기의 탭 수가 다중경로 세기 프로파일과 직접파 성분에 관한 함수임을 알 수 있었다.