최근 심해 해난 구조 통신, 해저 탐사와 환경오염에 대한 모니터링과 같은 서비스에서 수중 음향 채널을 통한 데이터의 전송은 고속이 요구되고 있다. 수중 음향 채널은 매우 복잡하고 지속적인 시변 특성을 가지므로 기존의 무선 통신 기술들은 좋은 성능을 나타내지 못한다. 이러한 수중 음향 채널에서 고속 전송을 제공하고 열악한 환경에 대해서 신뢰성이 있고 강건한 통신 서비스를 제공하기 위해서 본 논문에서는 적응형 OFDM 시스템의 성능을 분석한다. 이를 통해서, 음성 통신 서비스를 기준으로 수중 음향 채널에서 적절한 적응 알고리즘의 적응 스위칭을 위한 임계값을 제시한다.
유비쿼터스 네트워크의 실현을 위한 4세대 통신방식의 유력한 후보로 부상하는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신방식이 육상에서 주목받고 있으며, 고속 데이터 전송을 위한 Wireless LAN의 표준기술로 확정되어 있다. 해상통신의 경우에서도 OFDM 통신방식은 VHF 대역을 이용한 데이터 전송방식으로 제안되고 있으며 ITU (International Telecommunication Union)는 해상통신에서 32-point FFT (Fast Fourier Transform)를 사용하도록 권고하고 있다. 해상 통신에서는 해양사고 및 조난 시에도 통신이 이루어져야 하는 한계상황을 고려하면 OFDM 통신시스템의 중요 디바이스인 FFT는 저전력으로 동작되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 OFDM 방식의 중요 디바이스인 32-point FFT를 저전력으로 동작시키기 위해 radix-2와 radix-4를 이용하여 저전력 32-point FFT 알고리즘을 제안한다. 최적화된 설계로 32-point FFT를 저전력 동작이 가능하도록 설계하였으며, 제안한 알고리즘은 VHDL (VHSIC hardware description language)로 구현하고 FPGA (field-programmable gate array) Spartan3 board에 장착하여 Matlab의 이론값과 비교, 검증하였다.
본 논문은 대한민국 서해와 남해에서의 거리에 따른 성능분석을 위해 실해역 측정을 했다. 서해와 남해 선박의 거리와 전송율 관점에서 측정된 실해역 데이터를 기반으로 데이터 반복 전송 횟수와 파일럿 심볼 배치 간격 파라미터를 조절하여 서해와 남해 성능 비교를 통해 수중OFDM 시스템을 성능을 분석하였다. 결론으로는 전송율과 거리에서 남해의 성능을 비교했을 때 파라미터가 같은 조건에서 남해 5km, 서해 1km 거리에서 BER성능이 남해가 성능이 비슷하였으며, 남해 10km,서해 3km에서 파일럿 심볼의 배치간격을 (𝚫f, 𝚫t) = (6, 3)의 심볼과 PRB가 반복되는 (Rf, Rt) = (2, 1)에서 남해는 1078.92bit/s 서해는 1384.57bit/s으로 전송율관점에서도 남해에서 장거리에서 높은 데이터를 보낼 수 있는걸 확인하였다
가시광 무선통신 기술(VLC)은 LED 조명을 사용하여 통신이 가능하게 하는 기술로써 조명장치와 통신기능을 융합하는 기술이다. Color LED를 사용한 무선 통신의 성능을 향상시키고 데이터 효율을 향상시키기 위해서 이를 연구할 필요성이 있다. 본 논문에서는 일반적인 실내에서의 통신 환경을 가정하고, CSK-OFDM 기반의 LED 통신 시스템에 MIMO 기법을 적용하여, 더 효율적인 통신을 전송하는 방법에 대해서 연구하였다. IEEE 802.15.7 표준화에 근거하여 시뮬레이션을 통해 성능을 분석해 본 결과, CSK-OFDM 기반의 LED 통신 시스템에서 사용하는 MIMO 기반의 전송 기법과 외부 잡음은 SNR과 BER의 성능에 많은 영향을 끼침을 확인하였다.
본 논문에서는 임펄스 간섭과 광대역 무선통신 채널에서 OFDM/FHMA 하이브리드 시스템을 분석하고 음성 및 데이터 전송 서비스를 만족하기 위한 성능 보상 방안으로 터보 부호를 적용하여 열화 된 시스템의 성능을 개선하였다. 또한, 다이버시티 기법과 터보 부호를 적용했을 때의 시스템 성능을 비교하였다. 얻어진 결과로부터 제안된 하이브리드 OFDM/FHMA 시스템은 일반적인 OFDM/FHMA 시스템과 비교하면 10배 이상의 성능이 향상되는 것으로 분석 되었다.
높은 데이터 전송 속도를 갖는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템은 시간 영역에서 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 발생되는 중요한 단점이 있다. 이 때문에 송신 신호의 비선형 왜곡을 일으켜 통신 성능을 매우 나쁘게 된다. CI(Carrier Interferometry) - OFDM 시스템은 각각 병렬 데이터를 N개의 모든 부반송파와 서로 직교하는 위상 성분에 실어 전송함으로써 첨두값이 낮추는 효과를 얻는다. 또한, 한 데이터를 N개의 부반송파에 나누어 전송하기 때문에 주파수 다이버시티(FD: Frequency Diversity) 효과를 얻는다. 그러므로 CI-OFDM은 PAPR 저감과 BER 개선에 우수한 성능을 보인다. 그러나 CI-OFDM을 실제로 구현할 때, 송신기에서 모든 데이터마다 각각 다른 위상 성분들과 반송파에 실려 동시에 전송되기 때문에 수신기에서 독립적인 위상 성분들을 차례로 보상할 수 있는가가 매우 중요한 문제점이 된다. 이 논문에서는 Walsh Hadamard 시퀀스를 사용하여 각 병렬 데이터를 구분하고, 동시에 기존 CI-OFDM의 특성을 갖는 개선된 CI-OFDM, 즉 FD-CI-OFDM 시스템을 제안하고 성능을 평가한다 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 그 성능이 기존 OFDM이나 CI-OFDM보다 개선됨을 보인다.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제15권4호
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pp.44-50
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2023
For Wi-Fi and IoT wireless systems, high-capacity wireless communication technology is being applied using MIMO OFDM. Because of virtu0al subcarriers in the practical MIMO OFDM system, the pilot subcarriers cannot be spaced equally. Thus, it is difficult to obtain a good mean square error (MSE) performance of the channel estimate. This paper proposes applicable methods and the newly discovered locations of pilot subcarriers in four transmitted antennas resulting in a good MSE performance with proposed optimization algorithms.
4세대 통신에서는 고속 통신을 위해 OFDM이 사용되기로 되어 있다. OFDM은 스펙트럼 효율이 좋고 페이딩 채널에 강인하기 때문에 주로 DAB, DVB, IMT2000 그리고 고속 유무선 통신 등에 주로 사용되고 있다. 그러나 OFDM송신 신호는 매우 큰 PAR를 가지고 있기 때문에 상호 변조를 유발 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 PAR를 억제하는 기존 기술인 PTS와 SLM을 비교분석 하였으며 PAR를 더욱 경감하기 위해 PTS와 SLM을 결합한 혼합형 PAR 제거법을 제안하였고 시뮬레이션 결과 기존의 방법보다 성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제23권1호
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pp.96-102
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2023
In this paper, we proposed Channel Transfer Function estimation based on Delay and Doppler Profile for underwater acoustic OFDM communication system. It improved the estimation accuracy of the channel transfer function by linear time interpolation the change of Scattered Pilot (SP) insertion frequency in the time direction and the time by Delay and Doppler profile that analyzes the multipath situation of the channel investigated the performance of interpolation by simulation and report it. Previous works is inserted SP every 4 OFDM. It was effective under the environment without multipath, but it has observed that the effect of CTF compensation has been lowered in multipath channel condition. In addition to be better when inserted SP every 2 OFDM. But the amount of sending data will be decrease. Therefore, we conducted research to improve 4 OFDM with new interpolator. A computer simulation was performed as a comparison of SP inserted every 4 OFDM, SP inserted every 2 OFDM, and 4 OFDM with new interpolator. the performance of the proposed system is overwhelmingly improved, and the performance is slightly improved even 64 QAM.
Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) combined with time division multiplexing (TDM), in this paper called OFDM/TDM, can overcome the high peak-to-average-power ratio (PAPR) problem of the conventional OFDM and improve the robustness against long time delays. In this paper, the bit error rate (BER) performance of OFDM/FDM in a frequency-selective Rayleigh fading. channel is evaluated by computer simulation. It is shown that the use of frequency-domain equalization based on minimum mean square error criterion (MMSE-FDE) can significantly improve the BER performance, compared to the conventional OFDM, by exploiting the channel frequency-selectivity while reducing the PAPR or improving the robustness against long time delays. It is also shown that the performance of OFDM/FDM designed to reduce the PAPR can bridge the conventional OFDM and single-carrier (SC) transmission by changing the design parameter.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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