• 제목/요약/키워드: Nakagami-m fading

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실내 무선 페이딩 환경을 고려한 UWB 통신 시스템 성능분석 (Performance Analysis of UWB Communication System in Indoor Radio fading Environment)

  • 이양선;강희조;김윤호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2003년도 춘계종합학술대회
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    • pp.128-131
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    • 2003
  • 본 논문에서는 채널의 진폭 특성만을 고려한 실내 무선 페이딩 환경에서 PPM 변조된 UWB 통신 시스템의 채널 성능을 분석하였다. 페이딩 채널은 기존에 발표되었던 UWB 전파 실험을 통한 데이터를 바탕으로 Nakagami-m분포 모델을 이용하여 페이딩 지수 m에 따른 다양한 채널 환경을 고려하였다. 또한, 채널 성능을 평가하기 위해 신호대 잡음비, 페이딩 지수 m, 그리고 시스템 성능 파라미터인 펄스반복개수(Ns)를 이용하여 다양한 페이딩 환경에서의 UWB 시스템 성능을 분석하였다.

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데이타 교환 노드의 동시 전송 릴레이 이용을 위한 평균 데이터 전송률 분석 (Average Data Rate Analysis for Data Exchanging Nodes via Relay by Concurrent Transmission)

  • 권태훈
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.638-644
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    • 2018
  • 최근 5G에 기술에서는 신호 감쇄와 신호 도달 거리 확장을 위해 사용될 수 있는 릴레이(Relay)를 통한 통신 기술이 주목 받고 있다. 릴레이는 소형 기지국으로 사용이 가능하며, 셀룰러 망으로 지원하기 어려운 환경하에서 통신 기기들이 협력하여 통신하는 자율 네트워크 기법에 사용이 가능하기 때문에, 저전력화와 무선 용량 증대에 활용이 가능할 것으로 기대되고 있다. 한정된 릴레이 자원을 활용하여 최적의 성능을 달성하기 위해서는 효과적인 릴레이 선택 기법이 필요하다. 특히, 두 개의 노드가 릴레이를 통해 메시지를 교환하는 경우, 릴레이 선택 방법에 따라서, 릴레이의 공간적 위치를 활용하여 간섭을 줄이고, 시스템 전송률을 최대화 할 수 있다. 이를 위해서는 릴레이 선택에 따른 평균 데이터 전송률에 대한 분석이 선행되어야 한다. 본 논문은 두 노드가 릴레이를 이용하여 동시 전송을 통해 메시지를 교환할 경우, 평균 데이터 전송률을 분석한다. 이를 위해 Nakagami-m 페이딩 채널 환경하에서 복호 후 전송(Decode and Forward) 방식으로 동작하는 이중홉(dual-hop) 릴레이의 동시 전송으로 인한 간섭을 고려하여 전체 데이터 전송률을 유도한다. 분석식은 m=1인 Rayleigh 페이딩 채널을 포함하여 다양한 Nakagami-m 페이딩 채널에 대한 전체 데이터 전송률을 보여준다. 유도된 분석은 몬테카를로 모의실험을 통해 정확성을 입증하였으며, 요구되는 데이터 전송률이 높을수록, 자원 효율적인 동시 전송 방식이 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

DS-CDMA 방식에서 최적 칩 파형의 해석적 근사화와 통신 성능 분석 (Analytical Approximation of Optimum Chip Waveform and Performance Evaluation in the DS-CDMA System)

  • 이재은;정락규;유흥균
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.567-574
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    • 2003
  • DS-CDMA 시스템에서 제한된 대역내에 최소의 MAI(Multiple-Access Interference) 값을 갖는 chip waveform design과 그에 대한 성능 평가는 중요하다. 본 논문에서는 참고문헌 [1]에서 제안된 최적화된 칩 파형 4가지를 근사화하여 해석적 형태로 제시하였고, rectangular, half.sine, raised-cosine 등의 세 가지 기존 파형과 MAI 특성을 비교하여 제안한 칩 파형이 우수함을 확인하였다. 그리고 DPSK 변조방식을 사용한 DS-CDMA 시스템이 Rayleigh와 Nakagami-m 페이딩 채널에서 각 칩 파형의 BER과throughput을 분석하였다. $10^{-3}$ 의 요구 BER에서 수용 가능한 사용자 수를 비교해 보면 제안한 4가지 칩 파형 중 waveform 1의 칩 파형이 기존의 우수한 성능을 는 raised-cosine 파형보다 약 20 % 성능 개선된다. 또한 offered traffic이 30이고 패킷당 비트 수 N$_{d}$가 14인 경우, 최대 throughput을 비교하면 raised-cosine.파형에 비해 최적 waveform 1이 약 18 % 더 우수한 성능을 갖는다.

Exact Performance Analysis of AF Based Hybrid Satellite-Terrestrial Relay Network with Co-Channel Interference

  • Javed, Umer;He, Di;Liu, Peilin
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제9권9호
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    • pp.3412-3431
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    • 2015
  • This paper considers the effect of co-channel interference on hybrid satellite-terrestrial relay network. In particular, we investigate the problem of amplify-and-forward (AF) relaying in hybrid satellite-terrestrial link, where the relay is interfered by multiple co-channel interferers. The direct link between satellite and terrestrial destination is not available due to masking by surroundings. The destination node can only receive signals from satellite with the assistance of a relay node situated at ground. The satellite-relay link is assumed to follow the shadowed Rice fading, while the channels of interferer-relay and relay-destination links experience Nakagami-m fading. For the considered AF relaying scheme, we first derive the analytical expression for the moment generating function (MGF) of the output signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR). Then, we use the obtained MGF to derive the average symbol error rate (SER) of the considered scenario for M-ary phase shift keying (M-PSK) constellation under these generalized fading channels.

임펄스 잡음과 나카가미 페이딩 채널에서 NFSK 신호의 블럭 에러 성능 (Block Error Probability of NFSK Signals in a Impulse Noise and Nakagami Fading Channel)

  • 이양선;김지웅;강희조
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2000년도 종합학술발표회 논문집 Vol.10 No.1
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    • pp.311-315
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    • 2000
  • 본 논문에서는 임펄스 잡음과 나카가미 페이딩 채널에서 블록 에러 NFSK 시스템을 제안하고, 이의 성능을 구하였다. 블록 에러 확률을 구하는데 있어서 나카가미 채널 페이딩 속도(즉, slow fading, fast fading)를 고려하여 임펄스 잡음지수의 변화에 따른 성능을 구하였다. 블록 에러의 성능을 개선시키는 방안으로 다이버시티 기법과 에러정정 부호화 기법을 적용하여 다이버시티 수(L), 에러정정능력(M), 임펄스 잡음지수(A)를 함수로 하여 성능 개선이 커지고, 저속 페이딩 (임펄스 잡음지수 A=0.1, 1에서 3dB 개선)보다 고속 페이딩에서 (임펄스 잡음지수 A=0.1, 1에서 2~4dB 개선)의 성능개선 정도가 우수하였다. MRC 다이버시티 기법은 저속 페이딩에서 부호화 기법을 적용했을 때 보다 우수한 성능을 보이고 페이딩의 영향이 클 때 성능개선이 크게 이루어짐을 알 수 있었다.

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임펄스 잡음과 나카가미 페이딩이 공존하는 무선통신로에서 하이브리드 CDMA 시스템의 성능 해석 (Performance Analysis of Hybrid CDMA Systems in Impulsive Noise and Nakagami Fading of Wireless Radio Communication)

  • 김지웅;강희조;이권현
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제4권5호
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    • pp.1005-1015
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    • 2000
  • 본 논문에서는 무선통신로 채널상에 존재하는 가우스 잡음을 포함한 협대역 A급 임펄스 잡음과 나카가미페이딩 환경에서 하이브리드 CDMA MFSK시스템의 성능을 비교 분석하고, 성능 개선 기법으로 MRC 다이버시티 수신 기법과 부호화 기법을 동시에 채용함으로써 고려되어진 시스템의 성능을 개선시켰다. 결과에 의하면 임펄스 지수가 강할수록 또한. 페이딩 지수가 작을수록 하이브리드 CDMA 시스템에서는 성능이 더욱 열화 됨을 알 수 있었고, 성능 개선 기법으로 BCH 부호화 기법을 채용했을 경우 페이딩 지수가 증가할수록 성능개선의 폭이 큼을 알 수 있었다. 페이딩 지수가 작은 열악한 환경에서는 MRC 다이버시티 수신 기법을 채용하였을 경우가 BCH 부호화 기법을 채용하였을 경우 보다 시스템 성능이 우수하였지만, 페이딩 영향이 감소할수록 BCH 부호화 기법을 채용하였을 경우 시스템 성능이 우수함을 알 수 있었다. 또한 반가우시안 분포와 레일리 페이딩 환경에서 각각의 성능 개선 기법을 단독으로 채용하였을 경우, 음성서비스 품질$(10^{-3})$에 도달할 수 없지만, BCH 부호화 기법과 MRC 다이버시티를 동시에 채용함으로써 강한 임펄스 잡음하에서도 24dB 이상에서 음성서비스 기준 오율을 만족하는 성능 개선 효과를 얻을 수 있었고, 페이딩 지수가(m=3) 이상에서는 강한 임펄스 잡음이 부가되어도 22dB에서 $(10^{-3})$을 만족하고 24㏈ 이상에서는 데이터 서비스 기준$(10^{-5})$ 오율을 만족하는 우수한 성능 개선 효과를 보임으로써 다이버시티 가지수와 부호화의 이득에 의한 에러 성능이 향상되었다.

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다이버시티 수신시의 제반 디지탈 신호의 오율특성 (The Error Rate Performance of digital Radio Signals in Diversity Reception)

  • 오창헌;공병옥;조성준
    • 한국통신학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.489-497
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    • 1991
  • m분포 페이딩의 영향을 받는 디지털 무선 통신신호를 그냥 수신시할때와 다이버시티 수신시할때의 오율식을 유도하여 반송파 전력대 잡음 전력비 페이닝 지수, 두가지 신호사이의 전력상관계수를 함수로 하여 수치계산한 결과를 그림으로 나타내어 페이닝에 의한 각 디지털 무선 통신신호의 오율특성의 열화를 보았으며, 다이버시티 기법의 도입으로 인한 오율특성의 개선 정도를 정량적으로 비교할 수 있도록 하였다.

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위상 오류와 레이크 수신기를 고려한 DS/CDMA 시스템의 PN 부호 획득 (The Acquisition of the PN Code in the DS/CDMA System Considering Phase Error and Rake Receiver)

  • 김원섭;장문기;박진수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제6권4호
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    • pp.527-534
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    • 2002
  • 본 논문에서는 다양한 페이딩 채널을 모델화 할 수 있는 나카가미-m 확률밀도함수를 이용하여 이동통실 채널 환경에서 필연적으로 존재하는 페이딩 환경을 고려한 DS/CDMA 시스템의 PN 부호획득에 대한 성능을 분석하였다. 시스템의 성능 분석은 나카가미-m 확률밀도함수를 이용하여 PN 부호 획득에 필요할 검출확률 PD와 오경보확률 PFA에 관한 식을 유도하였으며, 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. 또한 DS/CDMA 시스템은 적응형 직렬 탐색 PN 부호 획득 기법을 사용하고, 위상 오류를 보정하기 위하여 레이크 수신기 각각의 브랜치에 PLL을 추가한 후 부호 획득 시간에 영향을 미치는 검출확률 PD와 오경보확률 PFA에 관한 식을 유도하였으며, 유도된 식을 이용하여 검출확률 PD,와 오경보확률 PFA을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

다중경로 환경에서 MC DS-CDMA시스템의 직.병렬 혼합 동기 획득에 관한 연구 (A Study on The Hybrid Acquisition Performance of MC DS-CDMA Over Multipath Fading Channel)

  • 김원섭;김경원;박진수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.1968-1976
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    • 2007
  • 본 논문에서는 다양한 페이딩 채널을 모델화 할 수 있는 나카가미-m 확률밀도함수를 이용하여 이동통신 채널 환경에서 필연적으로 존재하는 페이딩 환경을 고려한 MC DS-CDMA시스템의 직 병렬 혼합 동기 획득 성능을 분석 하였다. 동기 획득 시스템은 검색모드(Search Mode)와 확인모드(Verification Mode)를 갖도록 설계하여 나카가미-m 확률밀도 함수를 이용하여 동기 획득에 필요한 신호검출확률(Probability of Detection), 탐지 실패 확률 (Probability of Miss), 및 오경보율(False Alarm Rate)을 이론적으로 유도하여 직 병렬 혼합 동기 획득 알고리즘의 평균 동기 획득 시간(MAT)를 유도하고 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

나카가미-m 페이딩 채널 하에서 PLL 이득에 따른 DS/CDMA의 성능 분석 (Performance Analysis of DS/CDMA with PLL Gain under the Nakagami-m Fading Channel)

  • 강찬석;박진수
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제37권3호
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    • pp.53-59
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    • 2000
  • 이동통신환경에서 수신신호의 진폭과 위상성분은 다중경로에 의한 페이딩(Fading) 영향을 받는다. 본 논문에서는 송수신 신호의 위상 차를 위상에러로 가정하고 Tikhonov 확률밀도함수를 이용하여 PLL(Phase Locked Loop)이득의 변화에 대한 DS/CDMA(Direct Sequence/code Division Multiple Access) DPSK(Differential Phase Shift Keying)시스템의 성능을 분석하였다. 그 결과, 위상에러를 고려하지 않은 DPSK시스템과 비교하여 수신기의 PLL이득을 조정함으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다. 시스템의 비트 포율이 10-2에서 PLL이득이 1㏈에서 4.8㏈, 7㏈에서는 0.4㏈의 성능차를 보이며 30㏈에서는 두 시스템의 성능이 일치하게되어 PLL이 요구하는 이득의 상한이 30㏈임을 입증하였다.

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