최근 2개의 송신 안테나를 사용할 경우 수신측에서 궤환되는 위상 정보로 간단한 ML(maximum likelihood) 복호를 할 수 있는 OSM(orthogonal spatial multiplexing)이 제안되었다. 그러나 이 기법은 궤환 정보를 사용하지 않는 기존의 SM(spatial multiplexing)보다 성능 측면에서 떨어지는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 2개의 송수신 안테나에 대해 기존의 OSM 구조와 선부호기를 직렬 연접하여 구성된 새로운 CSM(closed-loop SM)을 제안한다. 전산 실험 결과 제안된 기법은 기존의 SM과 OSM에 비해 4-QAM에 대해구는 각각 3dB와 5dB, 그리고 16-QAM에 대해서는 각각 1dB와 3dB의 성능 향상을 보여준다. 그리고 제안된 기법에 대하여 ML 복호 성능과 거의 동일한 성능을 가지면서 더불어 수신단 복호 복잡도를 크게 줄일 수 있는 새로운 복호 알고리즘도 추가로 제안한다.
Kim, Myungsup;Kwak, Do Young;Jung, Jiwon;Kim, Ki-Man
ETRI Journal
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제43권4호
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pp.660-673
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2021
To efficiently use frequency resources, the next 6th generation mobile communication technology must solve the problem of out-of-band emission (OoBE) of cyclic prefix (CP) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), which is not solved in 5th generation technology. This study describes a new zero insertion technique to replace an existing filtering scheme to solve this internal problem in OFDM signals. In the development of the proposed scheme, a precoder with a two-dimensional structure is first designed by generating a two-dimensional mapper and using the specialty of each matrix. A spectral shaping technique based on zero insertion instead of a long filter is proposed, so it can be applied not only to long OFDM symbols, but also very short ones. The proposed method shows that the transmitted signal is completely blocked at the bandwidth boundaries of signals according to the current standards, and it is confirmed that the proposed scheme is ideal with respect to bit error rate (BER) performance because its BER is the same as that of CP-OFDM. In addition, the proposed scheme can transformed into a real time structure through vectorizing process with minimal complexity.
프리코더와 CPM 변조기로 구성된 SOQPSK-TG는 수신기 구조를 단순화하기 위해 송신기에 차등 부호기를 추가한 차등 프리코더 방식이 텔레메트리 표준으로 채택되었다. 본 논문에서는 낮은 Eb/No에서 차등 부호기가 수신기 성능에 미치는 영향을 평가하였는데 컴퓨터 모의 실험한 결과에 의하면 차등 부호기가 없는 경우가 AWGN 채널에서 Eb/No 성능이 BER이 10-1일 때 약 2dB, 10-2일 때 약 1dB 더 우수하다.
Kim, Myungsup;Kwak, Do Young;Kim, Ki-Man;Kim, Wan-Jin
ETRI Journal
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제42권6호
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pp.859-871
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2020
A spectrally encapsulated (SE) orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) precoding scheme for wireless short packet transmission, which can suppress the out-of-band emission (OoBE) while maintaining the advantage of the cyclic prefix (CP)-OFDM, is proposed. The SE-OFDM symbol consists of a prefix, an inverse fast Fourier transform (IFFT) symbol, and a suffix generated by the head, center, and tail matrices, respectively. The prefix and suffix play the roles of a guard interval and suppress the OoBE, and the IFFT symbol has the same size as the discrete Fourier transform symbol in the CP-OFDM symbol and serves as an information field. Specifically, as the center matrix generating the IFFT symbol is orthogonal, data and pilot symbols can be allocated to any subcarrier without distinction. Even if the proposed precoder is required to generate OFDM symbols with spectral efficiency in the transmitter, a corresponding decoder is not required in the receiver. The proposed scheme is compared with CP-OFDM in terms of spectrum, OoBE, and bit-error rate.
본 논문에서는 현재 연구 개발되고 있는 HDSL/ADSL 시스템의 동작환경과 채널(선로감쇄(propagation loss), NEXT, 충격잡음 등)에 관하여 언급한 후, 전체 시스템의 구조 및 동작 원리를 기술하였다. 연구 개발된 HDSL/ADSL 전체시스템은 64-CAP 전송방식을 기반으로 Tomlinson precoder, Trellis코드, modulo Viterbi복호기, Convolutional-interleaved R-S 부호기/복호기, Hybrid-DFE, 반향 제거기, 타이밍 복원회로 등으로 구성되어 있다. HDSL/ADSL 전송시스템의 모든 기능들은 디지털로 구현되었으며, 칩 구현을 위하여 각 기능들의 VLSI 시스템 파라메터들을 추출하고 성능시험을 실시하였다.
선택적 중계 기법은 수신 복잡도가 낮으면서도 선택 다이버시티로 인하여 성능 향상을 도모할 수 있는 협력 통신 시스템의 전송 기법 중 하나이다. 본 논문에서는 이 시스템의 오차 확률을 최소화 할 수 있는 선형 전처리 기술을 다룬다. 전 채널 상태 정보가 모든 단말에서 이용 가능하다는 가정 하에, 수신 신호의 평균 제곱 오차를 최소화하기 위한 송신 및 중계 전처리 필터를 제안한다. 중계 전송을 위한 최적의 송신 및 중계 전처리 필터는 수식적으로 표현하기 어렵고 반복 연산을 요구하므로 이를 단순화한 기법을 적용한다. 게다가, 고정된 신호 대 잡음비의 임계치를 사용하는 기존의 선택적 중계 기법과 달리 직접 경로와 중계 경로에서의 신호 검출 후 최소 신호 대 잡음비를 비교하여 더 큰 값을 갖는 경로를 전송 경로로 선택하는 기법을 소개한다. 모의실험을 통하여 제안한 선택 중계 기법이 기존의 중계 기법 및 선택적 중계 기법보다 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있다.
다중 안테나를 이용한 송수신 기술은 전송 효율을 높이거나 오차율을 낮추기 위해 사용되지만 인접한 셀로부터 강한 간섭의 영향을 받게 되면 그 효용성은 떨어진다. 특히, 셀 가장자리 사용자를 위해서는 다른 셀로부터의 간섭을 고려한 고급의 송수신 처리 기술이 필요하다. 정확한 간섭 채널 정보는 송신단에서 보다 수신단에서 얻기 용이하므로, 본 논문에서는 수신단에서 간섭 채널 정보와 다중 안테나를 이용하여 간섭을 제거하는 수신기의 사용을 가정하였으며, 이러한 수신기에 적합한 코드북 기반 협력 전처리 기법을 제안하였다. 협력 정도에 따라 중앙집중형 협력 기법과 분산형 협력 기법을 제안하였다. 모의실험을 통해서 기존 비협력 기법과 피드백 양이 동일하고 추가적인 셀 간 정보 교환이 필요 없는 분산형 협력 기법도 기존 비협력 기법에 비해 성능이 뛰어남을 확인하였다.
본 논문은 광역 셀 기지국이 sub-array 구조의 거대 배열 안테나를 가지고 있는 무선 백홀 하향 링크 시스템에서 두 단계 빔 형성 및 수신 빔 형성 기법을 제안하였다. 또한, 시스템 성능 비교를 위해, 제로 포싱 프리코더(zero-forcing precoder)를 이용한 세 단계 빔 형성 기법을 적용하여 수신 소형 셀 기지국들의 전송률 성능을 계산하였다. 무선 백홀 채널의 채널 산란 및 거리감쇄 특성 등을 고려할 때 공간 다중화를 위한 프리코딩 기술뿐만 아니라 거리감쇄를 극복하기 위한 지향성 빔 형성 기술이 접목되어야 한다. 따라서 첫 번째 단계에서는 DFT(discrete-Fourier transform) 기반의 고정 빔 패턴을 설계하였다. 결과적으로, 피드백 량을 줄이면서 동시에 전송률 성능을 높이기 위해서는 제안한 두 단계 빔 형성 및 수신 빔 형성 기법을 선택하는 것이 공간 다중화를 고려할 때 유리하다는 것을 확인하였다.
다중입출력 공간 다중화 시스템은 송수신 안테나 간 상관도가 있는 채널에서 심각한 성능 열화를 겪는다. 본 논문에서는 ML (maximum likelihood) 수신기를 결합한 다중입출력 무선통신 환경을 위해, 송신단에서 채널상관 행렬 정보만을 활용한 새로운 통계적 프리코딩 기법을 소개한다. 우리는 다차원 심볼 성상의 최소 유클리디언 거리를 최대화하는 두 가지 간단한 형식의 (closed-form solution) 프리코더, 회전 변환 및 파워 로딩 기법을 제안한다. 또한, 제안한 기법을 선형 zero-forcing (ZF) 수신기에 확장 적용하여 성능을 향상시키는 방법을 고안한다. 실험 결과를 통해 제안하는 기법은 ML 수신기 및 ZF 수신기에서 기존의 기법에 비하여 각각 2dB 및 8dB의 비트 에러율 성능 이득을 제공함을 확인할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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