본 논문은 IEEE802.11p 기반의 OFDM-DSRC 통신을 위한 임베디드 시스템의 구현에 대 한 것이다. IEEE802.11p 표준의 물리계층 규격에 대해 먼저 설명하고, 규격에 따른 모뎀의 BER 성능을 시뮬레이션을 통해 평가하고, 본 논문에서 구현한 시스템 구조와 설계방식, 구현 결과에 대해 설명한다. OFDM-DSRC 통신을 위해 구현한 임베디드 시스템은 FPGA, 플래쉬 메모리, ARM9 CPU 및 기타 주변장치들로 구성하였다. 구현 결과로부터, 본 논문에서 구현한 IEEE802.l1p를 따르는 OFDM-DSRC 시스템이 정상적으로 동작함을 확인하였다. 구현한 IEEE802.11p에 따른 임베디드 시스템에 대한 최적화를 통해 ITS와 같은 무선 통신 응용 시스템에 적용할 수 있을 것으로 예상된다.
해상통신에서 운용되는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)통신 단말기는 긴급재난시에도 동작하여야 하므로, 저전력으로 동작하여야 한다. 따라서 Digital Signal Processing (DSP) 동작하는 전압모드 Processor보다 저전력 동작이 가능한 전류모드 FFT (Fast-Fourier-Transform) Processor의 설계가 필요하게 되었다. IVC (Current-to-Voltage Converter)는 전류모드 FFT Processor의 출력 전류를 전압 신호로 바꾸는 디바이스로써, 저전력 OFDM 단말기 동작을 위해 IVC의 전력 손실은 낮아야 하고, FFT의 출력 전류가 전압신호에 대응이 될 수 있도록 넓은 선형적인 동작구간을 가져야 하며, 향후, FFT LSI와 IVC가 한 개의 칩으로 결합되는 것을 고려하면, 작은 크기의 chip size로 설계되어야 한다. 본 논문에서는 선형 동작 구간이 넓은 새로운 IVC를 제안한다. 시뮬레이션 결과, 제안된 IVC는 전류모드 FFT Processor의 출력 범위인 -100 ~100[uA]에서 0.85V~1.4V의 선형동작구간을 갖게 됨을 확인하였다. 제안된 IVC는 전류모드 FFT Processor와 더불어 OFDM을 이용한 저전력 해상 데이터통신 실현을 위한 선도 기술로 유용할 것이다.
본 논문은 전력선 통신 채널에서 터보 부호와 OFDM 시스템의 성능을 분석하고 시뮬레이션 하였다. 전력선통신 시스템은 최악의 환경에서 동작되기 때문에 터보 부호는 전송 데이터의 신뢰성을 보장하기 위해서 사용되었다. 시뮬레이션의 성능은 비트 오류 확률로써 표현하였다. 터보 복호 알고리즘으로써 MAP과 Max-Log MAP 알고리즘, 그리고 SOVA를 선택하였고, 이것들의 성능을 비교하였다. 시뮬레이션 결과로부터, Max-Log MAP 알고리즘이 성능과 복잡도면에서 유망하다는 것이 입증되었다. 그리고 터보 부호기의 인터리버 길이가 100에서 5000으로 변할 때와 반복 횟수가 2번에서 8번으로 증가할 때, 각 각 3dB증가하였음을 알 수 있다. 본 논문에서의 결과는 OFDM를 기반으로 하는 전력선 통신 시스템에 적용될 수 있음을 보여준다.
본 논문에서는 적으로부터 은밀히 아군에게 통신 신호를 전송하기 위해서 Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) 기반 돌고래 휘슬음 모방 변조 기법을 제안하였다. 제안한 방법은 돌고래 휘슬음을 여러 개의 OFDM 심볼과 대응되는 시간 슬롯들로 나눈 후, 매 슬롯에서 돌고래 휘슬음이 위치한 주파수 대역을 갖는 부반송파에 Differential Phase Shift Keying(DPSK) 심볼을 매핑하여 변조한다. 제안한 방법은 기존의 Chirp Spread Spectrum(CSS)와 Frequency Shift Keying(FSK) 기반의 돌고래 휘슬음 모방 변조 기법들에서 발생하는 주파수 윤곽의 불연속성을 줄일 수 있고, 변조 차수를 증가시켜도 모방 성능 열화량이 작다는 장점이 있다. 전산 모의실험을 통해 제안 방법의 Bit Error Rate(BER)과 모방 성능이 기존의 CSS와 FSK에 비해 우수함을 보였다.
Clipping은 고속 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 통신 시스템에서 비선형 왜곡 방지를 위한 단순하고 편리한 PAPR(peak-to average power ratio) 저감 방법이다. 그러나, clipping 방법은 BER 성능을 저해 하는 clip 잡음을 발생한다. 잡음은 대역내 clipping 잡음과 대역외 clipping 잡음으로 분류된다. 본 논문에서는 OFDM-FDMA 통신 시스템의 ffrward link의 clipping 잡음 특성을 분석하고 BER 성능을 이론적으로 분석한다. HPA를 통과한 clipped OFDM-FDMA신호의 BER성능을 분석한다. 시뮬레이션 결과를 통해서 OFDM-FDMA 시스템의 BER성능이 clipping 방법에 의한 성능 저하를 연구하였다. 본 연구의 결과로, 우리는 원하는 BER성능을 얻기 위한 알맞은 IBO(input back-off) 값과 CR(clip ratio)을 선택할 수 있다.
본 논문에서는 선택형 중첩 파일럿 채 예측기 법을 적용하여 페이딩 채널환경에서의 OFDM기반 DSRC 시스템의 성능을 개선시킬 수 있는 통신 시스템 모델을 제안한다. OFDM기반의 DSRC에 대한 표준화 작업이 진행중인 IEEE802.11p의 물리 계층을 따르는 OFDM시스템에 대해서 AWGN 및 페이딩이 존재하는 채널을 고려하여 시스템 성능을 구해내고, 제안하는 선택형 파일럿 중첩 채널 예측기 법을 적용하는 OFDM기반 DSRC 시스템의 성능과 비교한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 시스템이 채널 예측 에러를 감소시켜 기존 방식에 비해 우수한 성능을 나타냄 보인다.
Multiple input, multiple output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO OFDM) systems are the candidate for the future wireless communications. However, the main drawback of MIMO OFDM systems is their sensitivity to carrier frequency offset (CFO) similar to the single input, single output OFDM (SISO OFDM) systems. The demodulation of a signal with CFO causes large bit error rate and degrade the performance of a symbol synchronizer. It is important to estimate the frequency offset and minimize or eliminate its impact. In this paper, we propose a technique based on observation training symbols for estimating CFO by employing block-by-block estimation for SISO OFDM systems. The technique of SISO OFDM is extended to the MIMO OFDM systems. Simulation results show that the proposed techniques have a superior performance and better accuracy compared to the conventional techniques in the sense of mean square error.
In this paper, performance of a turbo-coded OFDM system is analyzed and simulated in a power line communication channel. Since the power line communication system typically operates in a hostile environment, turbo code has been employed to enhance reliability of transmitted data. The performance is evaluated in terms of bit error probability. As turbo decoding algorithms, MAP (maximum a posteriori), Max-Log-MAP, and SOVA (soft decision Viterbi output) algorithms are chosen and their performances are compared. From simulation results, it is demonstrated that Max-Log-MAP algorithm is promising in terms of performance and complexity. It is shown that performance is substantially improved by increasing the number of iterations and interleaver length of a turbo encoder. The results in this paper can be applied to OFDM-based high-speed power line communication systems.
본 논문에서는 802.11n WLAN 시스템에서 우수한 오류성능을 유지하고 시스템 용량을 개선하기 위해 순환 지연 다이버시티와 블록 대각화 프리코딩 기법을 적용한 다중 사용자 MIMO OFDM 시스템을 제안하였다. 순환 지연 다이버시티(CDD : Cyclic Delay Diversity) 기법은 주파수 다이버시티를 이용하여 OFDM 시스템의 성능을 향상시키는 기법이다. 또한 블록 대각화 프리코딩 기법은 다중 사용자 MIMO 채널 환경에서 만들어진 여러 거지 프리코딩 기법 중 하나로 특이값 분해를 이용하여 zero-forcing을 하는 간단한 방법으로 구성되어 있다. 모의실험 결과를 통해 본 논문에서 제안하는 방법이 기존의 프리코딩을 사용하지 않는 CDD MIMO-OFDM 시스템에 비하여 높은 시스템 용량 성능을 보임을 확인할 수 있다.
Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) is one of the most widely used technologies in current wireless communication systems and standards. Cognitive radio (CR) provides a robust solution to the problem of spectrum congestion as it offers opportunistic usage of frequency bands that are not occupied by primary users. Due to the underlying sensing, spectrum shaping, scaling, and interoperable capabilities of OFDM, it has been adapted as a best transmission technology for CR wireless systems. However, the performance of an OFDM-based CR wireless system is affected by the existence of narrowband interference (NBI) from other users. Further, due to carrier frequency offset in NBI sources, NBI energy may spread over all subcarriers of an OFDM signal. In this paper, a fixed Amplify-and-Forward (AF) relay that operates at a frequency band that is different from that of direct mode is introduced to suppress the effect of NBI. Analytical expressions are derived for outage probability in direct, AF-relay, and incremental relaying modes. The outage performance of the proposed AF relay-based CR network is proven to be better than that of direct mode.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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