In this study, we analyzed an outdoor visible light communication system and implemented it through a simulation. We designed a Reed-Solomon encoder, a variable interleaver structure, and set it to the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.15.7 PHY I specification mode. We also analyzed the performance of an additive white gaussian noise (AWGN) channel environment using a root-raised-cosine (RRC) filter, implemented a MATLAB simulation and analyzed its performance. The results showed a requirement for an additional signal-to-noise ratio (SNR) of approximately 1.5 dB in a 3-ray multipath visible light channel environment than in an AWGN environment.
본 논문에서는 VDL 모드-2 규격을 따르는 송신기와 수신기의 구조 및 설계방법 그리고 개발한 모뎀의 성능시험 결과에 대해 기술한다. VDL 모드-2에서 송신기 필터는 올림 코사인 필터를 사용하고 수신기에서는 일반 저역 통과 필터(LPF)를 사용(비 정합필터)하기 때문에 ISI 경감 효과는 없으나 스펙트럼 특성은 더 좋다. 이는 정합필터를 적용했을 경우보다 1~2 dB 정도의 BER 성능은 저하되나 협 대역 통신에서 이웃 채널에 간섭을 최소화하는 것이 더 중요하기 때문이다. 송신기에서 변조신호 생성 시 발생되는 아날로그 방식의 단점(I/Q 이득 불균형, DC 오프셋 등)을 최소화하기 위해 디지털 방식으로 생성하였으며 수신기도 디지털 IF 샘플링 기법을 통하여 디지털 하향변환기를 적용하였다. 본 논문은 기 제안된 일부 구조 및 알고리듬을 포함하며 모뎀 구성에 필요한 전반적인 구조와 설계 방법 그리고 모의실험 결과가 추가되었다. 개발된 모뎀은 VDR 장비에 통합되어 각종 기능 실험과 환경시험을 거친 후 지상통신시험을 실시하였고 비행통신시험결과 시속 870 km/h로 310 km까지 메시지 송수신이 정상적으로 이루어짐을 확인하였다.
본 논문은 인접 심볼 간의 간섭이 발생하지 않는 최대 데이터 전송률인 Nyquist rate 보다 빠르게 데이터를 전송하여 전송량을 증가시키는 FTN(Faster than Nyquist) 기법을 이용하여 최적의 필터 roll-off 값과 탭 수를 설정한다. FTN 신호 전송 시 발생하는 ISI(Inter-Symbol Interference)를 최소화하기 위해 LDPC부호를 기반으로 하는 터보 등화 모델을 적용하였으며, FTN 신호의 필터 roll-off 값과 탭 수에 따라 시뮬레이션하여 성능을 향상시키고 최적의 값을 설정하였다.
방향성 결합 구조의 음향파 도파로를 이용한 편광모드 변환형 파장가변 광 필터를 LiNbO$_3$ 와 Ti 이중 확산 공정기술을 이용하여 제작하였다. 균일 결합구조형 AOTF의 부모드의 크기를 두 음향파 도파로의 방향성 결합형 가중 결합 원리를 이용하여 8 dBwjd도 추가적으로 억제시킬 수 있었다. 1551.6mm 파장의 TE, TM 입사 편광모드와 173.58MHz, 17.78mW RF 구동신호각각에 대해서 -12.68dB 부모드 억압과 90% 변환효율이 측정되었다. 파장변화율과 통과 대역폭은 각각 8.86nm/ MHz, 1.7nm로 측정되었다.
멀티캐리어 DS-CDMA는 다중경로 페이딩 채널에서 광대역 시스템의 구현에 효과적인 방법이다. 본 논문에서는 콘볼류션 코딩을 적용한 중복된 멀티캐리어 DS-CDMA 시스템을 제안하고, 기존의 멀티캐리어 시스템과 비교하여 성능의 우수성을 입증한다. 제안된 멀티캐리어 DS-CDMA 시스템을 분할된 각 서브밴드를 가용주파수 대역 내에서 보다 효율적으로 구성하기 위하여 50% 중복 (overlapping) 된 구조를 갖도록 한다. 그리고 전송률이 1/M인 콘볼루션 채널코딩과 반복율이 1/R인 반복코딩을 적용하여 채널 코딩에 의한 이득과 주파수 다이버시티 (frequency diversity) 효과를 동시에 획득하고, 또한 MUI(Multiple User Interference)를 효과적으로 감소시키기 위하여 각 서브밴드의 확산신호에 raised-cosine 칩 성형필터를 적용하였다. 사용된 칩 성형필터의 rolloff 인자 (0< ${\beta}{\le}1$)의 변화에 따른 MUI를 분석하여 기존의 멀티캐리어 시스템의 성능보다 우수함을 보인다.
QPSK (Quaternary Phase Shift Keying) will be adopted as the modulation of HRIT (High Rate Information Transmission) which is transmitted to COMS (Communication, Ocean and Meteorological Satellite) through HPA (High Power Amplifier) in ground segment. Due to the nonlinearity of HPA, IMD (Inter-Modulation Distortion) of multi-carrier signals and PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) of modulated HRIT must be considered to estimate the output power of HPA. In this paper, we measured the PAPR to various the roll-off factor of RRC (Root Raised Cosine filter) which is filtering the modulated HRIT signal for reducing ISI (Inter-Symbol Interference) and bandwidth. It was found that the minimum PAPR is 2.78dB at 0.5 of roll-off factor for scrambled data. It's 2.78dB of P APR will be in output power selecting in COMS earth station.
본 논문에서는 DS-UWB 시스템에 사용되는 송신 필터에 따른 초기 동기 획득 성능을 모의 실험을 통해 비교하고, 칩 레이트가 1.32 Gchip/s인 DS-UWB 디지털 송신기에서 interpolation factor가 4인 제곱근 코사인 필터를 적용한 경우와 구형 필터를 적용한 경우 DS-UWB 수신기의 초기 동기 획득 성능은 AWGN 채널 환경뿐만 아니라 CM1/CM3 채널 환경하에서도 비슷한 성능을 냄을 실험을 통해 살펴 본다. 또한, 55 MHz의 시스템 클럭으로 동작하는 24 병렬 처리 상관 연산기 및 동기 획득기 구조에 대해 설명하고 초기 동기 획득 방법을 기술한다. 본 논문에서는 DS-UWB 시스템 설계시 구형 송신 필터를 사용하여 1.32 Gsample/s D/A 변환기 및 A/D 변환기를 적용할 수 있게 함으로써 DS-UWB 칩셋 개발시 현실적으로 고려할 수 있는 솔루션을 제시한다.
본 논문에서는 ITU-R M.1842-1 표준 권고안 Annex1에 따르는 ${\pi}/4$-DQPSK 모뎀에 대해 분석하고 시뮬레이션을 수행하였다. 우선 VHF 대역의 해상 이동통신에 대한 표준 및 기술동향을 소개하였다. Annex1에 제시된 ${\pi}/4$-DQPSK 모뎀은 25KHz의 대역폭에서 28.8Kbps 비트전송률을 제공하도록 제시되어 있다. 송수신기에서 RRC필터를 채용하는 ${\pi}/4$-DQPSK 모뎀의 시뮬레이션 프로세스에 대해 설명하고, 다양한 시뮬레이션 결과(시간영영 신호파형, 성좌도, 롤오프 팩터에 따른 전력스펙트럼밀도, Eye 다이어그램)들과 모뎀의 BER 성능을 제시하였다. 시뮬레이션 결과로부터, RRC 필터의 롤오프 팩터에 의해서 SNR에 따른 BER 성능에 미치는 영향이 다름을 확인하였고, 설계한 시뮬레이션 모델이 ITU-R M.1842-1 권고안에 제시된 스펙트럼 마스크 요구사항을 만족함을 알 수 있었다.
Multicarrier DS-CDMA is an effective approach to combat fading and various kinds of interference. In this paper, we present an overlapped multicarrier DS-CDMA system, wherein each of the rate 1/M convolutionally-encoded symbols is also repetition coded and transmitted using overlapped multicarriers. However, since the frequency spectrums of successive carriers are allowed to overlap, the transmission bandwidth is more efficiently utilized. The effect of the overlapping percentage between successive carriers of a multicarrier DS-CDMA system on the performance is investigated to determine the overlapping percentage showing the best performance. We suggest two methods for sub-band overlapping variation. One is to allow variation of sub-band overlapping percentage when the total number of subcarriers is fixed. The other is to increase the number of sub-bands (the number of repetitions R) with fixed sub-band bandwidth. Given a total number of subcarriers MR, we show that the BER variation is highly dependent on the roll-off factor ${\beta}$ of a raised-cosine chip wave-shaping filter irrespective of convolutional encoding rate 1/M and repetition coding rate 1/R. We also analyze the possibility of reduction in total multi-user interference by considering the variation of both the roll-off factor ($0<{\beta}{\leq}1$) and the sub-band overlapping factor ($0<{\lambda}{\leq}2$), and show that the proposed system may outperform the multicarrier DS-CDMA system in [3].
Gomes, Marco;Cercas, Francisco;Silva, Vitor;Tomlinson, Martin
Journal of Communications and Networks
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제12권6호
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pp.544-557
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2010
This paper addresses the problem of controlling the envelope's power peak of single carrier modulated signals, band limited by root-raised cosine (RRC) pulse shaping filters, in order to reduce power amplifier back-off for very small aperture terminals ground stations. Magnitude modulation (MM) is presented as a very efficient solution to the peak-to-average power ratio problem. This paper gives a detailed description of the MM concept and its recent evolutions. It starts by extending the look-up-table (LUT) based approach of the MM concept to M-ary constellations with M ${\leq}$ 16. The constellation and RRC symmetries are explored, allowing considerable reduction on LUT computation complexity and storage requirements. An effective multistage polyphase (MPMM) approach for the MM concept is then proposed. As opposed to traditional LUT-MM solutions, MM coefficients are computed in real-time by a low complexity multirate filter system. The back-off from high-power amplifier saturation is almost eliminated (reduction is greater than 95%) with just a 2-stage MPMM system even for very demanding roll-off cases (e.g., ${\alpha}$ = 0,1). Also, the MPMM is independent of modulation in use, allowing its easy application to constellations with M > 16.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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