직류 성분 편차와 반송 주파수 편차가 모두 존재하는 OFDM 시스템에서의 비트 오류율 특성을 분석한다. 16-QAM 변조 방식을 이용하며 파일럿 심볼을 사용하여 채널을 추정하는 실제 OFDM 시스템에서 직류 성분 편차 및 반송 주파수 편차의 크기들에 따라 변화되는 비트 오류율 특성을 구한다. 분석 결과를 이상적인 OFDM 시스템의 성능과 비교한 결과, 반송 주파수 편차의 크기는 0.01 이하가, 그리고 직류 성분 편차의 크기는 0.007 이하가 요구되는 것을 알 수 있다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제20권1호
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pp.1-7
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2022
Herein, a new space-time block coding technique is proposed for a MIMO 2 × 2 multiple-input multiple output (MIMO) system to minimize the bit error rate (BER) in Rayleigh fading channels with reduced decoding complexity using ZF and MMSE linear detection techniques. The main objective is to improve the service quality of wireless communication systems and optimize the number of antennas used in base stations and terminals. The idea is to exploit the correlation product technique between both information symbols to transmit per space-time block code and their own orthogonal Walsh-Hadamard sequences to ensure orthogonality between both symbol vectors and create a full-rate orthogonal STBC code. Using 16 quadrature amplitude modulation and the quasi-static Rayleigh channel model in the MATLAB environment, the simulation results show that the proposed space-time block code performs better than the Alamouti code in terms of BER performance in the 2 × 2 MIMO system for both cases of linear decoding ZF and MMSE.
CHAOLAN, HUANG;CHUNHUA, FANG;JIANYU, WANG;ZHENGSU, WAN
Journal of applied mathematics & informatics
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제40권5_6호
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pp.983-993
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2022
The main purpose of this paper is to solve the second kind Volterra integral equations by Clenshaw-Curtis spectral collocation method. First of all, we can transform the integral interval from [-1, x] to [-1, 1] through a simple linear transformation, and discretize the integral term in the equation by Clenshaw-Curtis quadrature formula to obtain the collocation equations. Then we provide a rigorous error analysis for the proposed method. At last, several numerical example are used to verify the results of theoretical analysis.
본 논문에서는 적응필터를 기반으로 한 웨이브릿 변환 및 서브밴드 필터뱅크를 사용한 능동잡음제거의 모델을 제안한다. 분해 필터뱅크는 입력 및 오차신호를 저주파 및 고주파영역의 QMF 필터뱅크로 분해하며, 각 필터뱅크 에는 dyadic tree 구조를 갖는 웨이브릿 필터를 사용한다. 분해된 입력 및 오차신호는 filtered-X LMS 알고리듬를 사용하여 각 서브밴드의 적응 필터계수를 새롭게 갱신시킨다. 합성 필터뱅크는 그리고 각 서브밴드의 적응필터 출력신호를 합성한 후 완전복원이 되는 광대역의 출력신호를 만든다. 분해 및 합성 필터뱅크는 완전복원을 위하여 공액직교필터를 사용한다. 또한 오차경로의 전달특성을 온라인 추정하기 위한 지연 LMS 알고리듬 모델은 이득과 시간지연인자만을 사용한다. 따라서 제안한 적응 능동잡음제거 모델은 웨이브릿 서브밴드 필터뱅크를 사용하여 계산량과 수렴속도에 유리한 시스템이 되도록 제시한다.
MQASK 수신기에서 수신 심볼의 타이밍 동기에 사용되는 타이밍 복원 루프 Timing Error Detector(TED) 와 입력신호의 표본화율을 제어하는 VCO또는 NCO 및 루프 필터로 구성된다. 여기서 수신신호의 심볼율과 수신기의 표본화율의 시간 축에서의 위상차를 검출하는 TED는 심볼율과 표본화율의 주파수차가 클 경우 정상동작을 하지 못하는 단점이 있다. 본 논문에서는 PLL의 주파수 검출기와 같은 역할을 타이밍 복원 루프에서 수행하여 타이밍 복원 입력 신호의 주파수 차가 매우 큰 경우에도 타이밍 복원을 가능하게 할 수 있는 심볼율 변별기(Symbol Rate Discriminator SRD) 와 이를 사용한 타이밍 복원루프 구조를 제안 하였으며 이를 통해 심볼율이 가변되는 신호에 대한 타이밍 동기 획득이 가능함을 모의실험을 통해 입증하였다.
본 논문에서는 원거리에서 사람의 호흡 및 심박수를 측정할 수 있는 Ku-Band 대역의 도플러 레이더 시스템을 설계하였다. 레이더로 측정을 하는 동시에 ECG(Electrocardiogram)를 이용하여 호흡 및 심박수 측정을 하였다. 수신된 I/Q(Inphase & Quadrature-phase) 신호를 이용한 arctangent demodulation을 적용하였을 때 RMSE(Root Mean Square Error)값을 약 50 % 정도 개선시킬 수 있었다. CW(Continuous Wave) 도플러 레이더는 송수신단이 연속적으로 항상 열려 있기 때문에 송신안테나에서 수신 안테나로 누설되는 전력이 발생하게 된다. 출력 파워가 높아질수록 누설되는 전력은 시스템의 SNR(Signal-to-Noise Ratio)에 영향을 주게 된다. 따라서 본 연구에서는 원거리에서 감지가 가능하도록 누설 전력의 반대위상을 갖는 신호를 더해줌으로써 누설 전력으로 인한 수신단의 감도 저하를 최소화 시키는 기법을 적용하였다. 위의 leakage cancellation 기법을 적용하여 최대 35 m 거리 대상의 호흡 및 심박 수를 측정하였으며, 이와 비교하여 ECG 값에서 추출한 심박 수 값과 일치함을 볼 수 있다.
본 논문에서는 최근 스마트폰이나 웨어러블 디바이스처럼 IoT/M2M 을 위한 여러 종류의 모바일 기기에 사용되는 센서 중에서 각속도를 검출하는데 사용되는 3축 자이로스코프 센서 IC와 가속도를 검출하는데 사용되는 3축 가속도 센서IC를 1 chip으로 하는 6축 관성센서 IC를 설계하였다. 특히 본 논문에는 자이로스코프 센서의 잡음을 분석하고 이를 효과적으로 제거하기 위한 구조를 제안하였다. 자이로스코프 센서는 가속도 센서, 지자기 센서와 더불어 사용자의 동작을 인식하고, 상대적 위치를 추정하기 위한 용도로 사용되는 센서이다. 위치를 추정할 때 사용되는 센서는 아주 작은 잡음이라도 오차로 누적되기 때문에, 정확도를 높이기 위해서 저잡음 IC 설계가 아주 중요한 요소이다. 본 논문에서는 자이로스코프 센서를 모델링하고 MEMS(micro-electro-mechanical system)와 회로에서 발생하는 잡음의 주파수 특성을 분석하여 이를 효과적으로 제거하기 위한 회로 구조를 제안하였으며, 초소형, 저전력 환경에서 사용 가능하면서 잡음 수준이 아주 낮은 3축 자이로스코프 센서와 3축 가속도 센서를 포함하는 6축 1 chip IC를 제작하였다. 제작된 IC는 자이로스코프 센서 잡음의 주요 원인이 되는 quadrature error를 효과적으로 제거하기 위한 회로 구조를 사용하였고, 0.18um CMOS공정을 이용하여 0.01dps/${\sqrt{Hz}}$의 자이로스코프 센서 잡음밀도를 가지는 IC를 제작하였다.
적응 변조(Adaptive Modulation: AM) 방식은 시간적으로 공간적으로 바뀌는 채널의 상태에 적합한 변조 방식을 적응적으로 할당함으로써, 시스템의 효율을 높이는 중요한 통신 방식이다. 고정 변조 방식은 시간에 따라 신호 대 잡음비(SNR: Signal-to-Noise Ratio)가 변하는 채널에서 BER(Bit Error Rate) 성능이 변한다. 하지만 적응변조 방식은 모든 채널 상태의 SNR에 대하여 일정한 평균 BER 성능을 유지하므로 채널의 상태가 수시로 변하는 통신 환경에서 시스템의 성능을 확보한다. 이를 위해서 무엇보다도 정확하고, 빠르게 신호 대 잡음비를 추정할 수 있는 간단한 SNR 추정 방법이 요구된다. 본 논문에서는 효과적인 적응 변조를 위하여 SNR 추정 성능이 적응 변조 시스템에 미치는 영향을 평균 BER과 평균 데이터 처리율(throughput)을 통하여 분석한다. 또한, 본 논문에서는 decision feedback 신호의 자기 상관 기반의 SNR 추정 방법 및 기존의 SNR 추정 방법들을 적응 변조시스템에 적용하여 각 변조 레벨 변환 점에서 SNR 추정 성능에 따라 결정되는 적응 변조 시스템의 성능 변화를 확인한다. Decision feedback 신호의 자기 상관 기반 SNR 추정 방법은 M-QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 신호에서도 비교적 안정적인 추정 성능을 보이기 때문에 적응 변조 시스템에서 다른 SNR 추정 방법들에 비해 변조 레벨 변환 점에서 성능 열화를 줄인다.
본 논문에서는 25 kHz의 반송파와 5 kHz의 심볼율을 갖는 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 통신시스템에서 수신된 신호를 100 kHz로 샘플링하여 전송데이터를 복원하는 수중통신용 수신기의 구조에 대하여 논한다. 또한, 천해역에서 제작한 센서를 이용하여 취득한 데이터를 2:1의 비율로 간축한 후 설계한 수신기의 입력으로 하여, 결합채널등화기 출력신호의 BER (Bit Error Rate) 을 최소화하는 결합채널등화기의 FF (Feed-Forward) 및 FB (Feed-Back) 필터 탭 수 및 RLS (Recursive Least-Square) 알고리듬의 망각인자 등의 설계 파라미터를 도출하였다. 취득 신호의 전송거리는 각각 1.4 km, 2.9 km, 4.7 km이다. 분석결과 BER을 최소화하기 위한 결합채널등화기의 FF 와 FB 탭 수는 전송거리에 따라 상이하나 망각인자는 0.997에서 최적 또는 최적에 가까운 성능을 보이는 것을 확인하였다. 그러므로, 수중음향통신 수신기 설계시 망각인자, ${\lambda}$,는 0.997로 고정하고, 전송거리에 따라 최적의 성능을 갖는 결합채널등화기의 FF 필터 탭 수와 FB 필터 탭수를 가변적으로 변경할 수 있는 구조를 갖는 수신기를 설계하는 것이 바람직하다는 결론을 얻을 수 있었다. 또한, 수신기 성능 분석을 통하여 본 논문에서 고려하는 시스템에서는 16탭 길이를 갖는 간단한 형태의 필터를 161탭 길이를 갖는 정합필터 대신에 수신기의 저역통과필터로 사용하더라도 성능의 열화가 적음을 확인하였다.
본 논문에서는 광 이중 측파대역 변조 방식과 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 신호를 이용한 부반송파/파장 분할 다중화 시스템의 성능을 부반송파 채널 간격, 누화 전력 량(crosstalk power), BER(Bit-Error Rate) 특성을 통해 연구하고 있다. 광 전송 링크에서 분산 특성과 자기 위상 변조, 상호 위상 변조와 같은 비선형 현상을 고려하였을 때 BER특성을 살펴보았다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과, 부반송파/파장 분할 다중화 시스템의 성능을 결정짓는 주도적인 인자는 마흐-젠더 변조기의 비선형 특성과 부반송파 채널 간격으로 관찰되었다. 광섬유의 분산에 의한 영향만 고려했을 때는 전송거리가 증가함에 따라 높은 주파수에 있는 부반송파 채널의 BER 성능이 나빠졌으나, 분산과 비선형 효과를 함께 고려되었을 경우 광섬유에 입사하는 전력이 클 때 높은 주파수에 있는 부반송파 채널에서 약간의 BER 성능 향상을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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