• 제목/요약/키워드: Rayleigh fading channels

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상관 페이딩에서의 송신 다이버시티와 송신 빔형성 기술을 결합한 시공간 신호 처리 구조의 BER 해석 (A BER Analysis of a Space-Time Signal Processing Scheme that Combines Transmitter Diversity and Beamforming in Correlated Fading)

  • 김일한;전주환
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권2C호
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    • pp.247-254
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    • 2004
  • 본 논문에서는 송신 다이버시티 기술과 송신 빔형성 기술을 모두 사용하는 코드 분할 다중 접속(CDMA) 시스템을 위한 새로운 시공간 신호 처리 구조를 소개한다. 소개된 구조는 복소 가우시안 레일리 페이딩 채널에서 송신다이버시티 효과에 의해 다이버시티 이득을 얻을 뿐만 아니라, 송신 빔형성 효과에 의해 신호대 잡음비(SNR)이득을 얻는다. 본 논문에서는 송신 다이버시티, 송신 빔형성, 그리고 송신 다이버시티와 송신 빔형성 기술을 결합한 구조에 대해 천천히 변하는 레일리 주파수 비선택적 페이딩 채널 환경에서 비트 오류율(BER) 해석을 하고 몬테카를로 모의 실험을 통해 해석적인 결과가 모의 실험 결과와 잘 일치한다는 것을 보여준다. 또한 원거리 안테나간 채널이 서로 독립적일 때 해석적인 결과를 통해 소개된 구조가 목표 BER $10^{-6}$ 을 달성하는데 있어 가장 낮은 $E_{b/}$ $N_{0}$ 를 달성할 수 있음을 보인다. 원거리 안테나간 채널이 서로 상관되어 있을 때 해석적인 결과와 모의 실험 결과를 통해 결합된 구조가 채널 상관도의 변화에 강인하다는 것을 보여준다.다.

다중 간섭신호가 존재하는 레일레이 페이딩 채널에서 이중 홉 복호후재전송 중계시스템의 성능 (Performance of Dual-hop Decode-and-Forward Relaying with Multiple Interferers over Rayleigh Fading Channels)

  • 이동우;이재홍
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2010년도 하계학술대회
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    • pp.96-97
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    • 2010
  • 다중 홉 중계기술은 차세대 무선통신을 위한 핵심 기술로 최근 전 세계적으로 활발히 연구되고 있으며, 셀 용량 증대, 셀영역 확장, 음영지역 축소 등의 장점으로 인하여, IEEE 802.11s, 802.15.4, 802.16j 등의 표준화에의 반영을 위한 논의가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 간섭신호가 존재하지 않는 이상적 네트워크 환경을 고려한 기존 연구의 한계를 극복하기 위해, 다중 간섭신호가 존재하는 레일레이(Rayleigh) 페이딩 채널에서 이중 홉(dual-hop) 복호후재전송(DF : decode-and-forward) 중계시스템의 시스템 모델을 제안하고, 모의실험을 통하여 불능확률 및 4진 직교 진폭 변조(4-QAM)를 위한 평균비트오율 (average bit error rate) 성능을 살펴본다.

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채널 추정 에러로 인한 OFDM 시스템의 성능 열화 (Performance Degradation of OFDM System owing to Channel Estimation Error)

  • 최승국
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.983-987
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    • 2004
  • OFDM 시스템에서 전송채널의 추정은 보통 파일럿 심볼을 사용하여 이루어진다. 그러나 채널 추정 에러로 인하여 비트 오류율이 증가된다. 본 논문에서는 파일럿 심볼을 사용하는 OFDM 시스템에서 신호가 주파수 선택적 Rayleigh 채널을 통하여 전송될 때 데이터의 비트 오류율을 구한다. 채널추정 에러로 인하여 정확한 채별 추정의 이상적인 경우에 비하여 실제 시스템에서 $\overline{\gamma_b}$가 대략 2.5 dB 정도 더 소요된다.

다중사용자 다이버시티가 적용된 MRT/MRC MIMO의 Capacity Bound의 Closed-form 표현 (Closed-form Expressions for Capacity Bounds of MRT/MRC MIMO with Multiuser Diversity)

  • 이명원;문철;육종관
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권12A호
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    • pp.1223-1228
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    • 2006
  • 본 논문에서는 독립적이며 주파수 비선택적인 정적 MIMO Rayleigh 페이딩 채널 가정 하에 다중사용자 다이버시티가 적용된 MRT/MRC MIMO의 capacity bound를 closed-form 형태의 수식으로 표현하였다. 분석 결과는 수치 검증 결과와 정확히 일치하며 MRT/MRC가 다중 사용자 다이버시티에 미치는 영향을 명확히 보여준다.

Chip-Interleaved Self-Encoded Multiple Access with Iterative Detection in Fading Channels

  • Kim, Youn-Seok;Jang, Won-Mee;Kong, Yan;Nguyen, Lim
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제9권1호
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    • pp.50-55
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    • 2007
  • We propose to apply chip interleaving and iterative detection to self-encoded multiple access (SEMA) communications. In SEMA, the spreading code is obtained from user bit information itself without using a pseudo noise code generator. The proposed scheme exploits the inherent diversity in self encoded spread spectrum signals. Chip interleaving not only increases the diversity gain, but also enhances the performance of iterative detection. We employ user-mask and interference cancellation to decouple self-encoded multiuser signals. This paper describes the proposed scheme and analyzes its performance. The analytical and simulation results show that the proposed system can achieve a 3 dB power gain and possess a diversity gain that can yield a significant performance improvement in both Rayleigh and multipath fading channels.

Tight Lower Bound of Optimal Non-Coherent Detection for FSK Modulated AF Cooperative Communications in Rayleigh Fading Channels

  • Tian, Jian;Zhang, Qi;Yu, Fengqi
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제13권4호
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    • pp.313-318
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    • 2011
  • When wireless channels undergo fast fading, non-coherent frequency shift keying (FSK) (de)modulation schemes may be considered for amplify-and-forward (AF) cooperative communications. In this paper, we derive the bit-error-rate performance of partial non-coherent receiver as a lower bound of the optimal non-coherent receiver for FSK modulated AF cooperative communications. From the simulation and analytical results, it is found that the derived lower bound is very closed to simulation results. This result shows that knowing partial channel state information may not improve system performance significantly. On the other hand, conventional optimal non-coherent receiver involves complicated integration operation. To address the above complexity issue, we also propose a near optimal non-coherent receiver which does not involve integration operation. Simulation results have shown that the performance gap between the proposed near optimal receiver and the optimal receiver is small.

A Comparative Study on Interference-Limited Two-Way Transmission Protocols

  • Xia, Xiaochen;Zhang, Dongmei;Xu, Kui;Xu, Youyun
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제18권3호
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    • pp.351-363
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    • 2016
  • This paper investigates the performance of interference-limited two-way transmission protocols in the Rayleigh fading channels. New lower bound of outage probability and approximate expression of bit error rate (BER) for three-phase two-way relaying (3P-TWR) protocol are derived in closed-form. These expressions are valid for arbitrary signal-to-noise ratio values, numbers of co-channel interferers and amajority of modulation formats employed in the practical system. Then a comparative study is developed for the performance of three two-way transmission protocols, i.e., direct transmission (DT) protocol, two-phase two-way relaying (2P-TWR) protocol and 3P-TWR protocol based on the asymptotic expressions of outage probability and BER. On the basis of the theoretical results, the thresholds on the strength (variance) of direct channel and target rate for the relative performance of different protocols are obtained and the effect of interferences at the terminal and relay on the relative performance is analyzed. The results present key insights on how to choose proper two-way transmission protocol with the knowledge of fading channels, required date rate and modulation format to optimize the system performance in the practical interference-limited scenarios. Simulation results are presented to validate the theoretical analysis.

레일레이 페이딩 환경하에서 적응형 변조기를 적용한 다중 반송파 CDMA 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of Multicarrier CDMA System with Adaptive Modulators in Rayleigh Fading Channel)

  • 이광희;김항래;한태영;김남
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권12호
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    • pp.1300-1310
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    • 2003
  • 본 논문은 레일레이 페이딩 채널 환경하에서, 적응형 변조기와 적응형 부채널 할당 방식을 적용한 다중 반송파 CDMA 시스템의 성능을 분석한다. 제안한 적응형 변조기는 QPSK, 16 QAM, 64 QAM, 256 QAM으로 구성하고, 신호점은 그레이 코드(Gray Code)로 나타내며, 임계값은 비트 에러율(BER)이 1 %일 경우의 평균 Eb/No를 사용한다. 적응형 부채널 할당 방식을 적용한 다중 반송파 시스템은 사용자의 DS파형을 L개의 부채널 중 가장 큰 K개의 부 채널로 선택하여 전송한다. 제안한 시스템의 경우, 총 부 채널수가 4이고 이 가운데 두 개의 부 채널로 데이터를 전송한다면 각 채널의 임계값은 5.2 dB, 9 dB, 13.2 dB와 8.4 dB, 12.2 dB, 16.3 dB 나타났다. BER이 $10^{-3}$을 만족하는 평균 $E_{b/}$ $N_{o}$ 는 8.1 dB로 기존의 시스템에 비해 12.9 dB의 성능이 개선되었다. 평균 심볼당 비트수(BPS)는 7 bit의 경우 15 dB의 평균 $E_{b/}$ $N_{o}$ 가 필요하다. 부 채널 에러가 발생한다면 BER이 $10^{-3}$을 만족하는 평균 $E_{b/}$ $N_{o}$ 는 13.6 dB로 5.5 dB의 성능 저하가 일어났다. 일어났다.

Optimal Throughput of Secondary Users over Two Primary Channels in Cooperative Cognitive Radio Networks

  • Vu, Ha Nguyen;Kong, Hyung-Yun
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제12권1호
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    • pp.1-7
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    • 2012
  • In this paper, we investigated the throughput of a cognitive radio network where two primary frequency channels (PCs) are sensed and opportunistically accessed by N secondary users. The sharing sensing member (SSM) protocol is introduced to sense both PCs simultaneously. According to the SSM protocol, N SUs (Secondary User) are divided into two groups, which allows for the simultaneous sensing of two PCs. With a frame structure, after determining whether the PCs are idle or active during a sensing slot, the SUs may use the remaining time to transmit their own data. The throughput of the network is formulated as a convex optimization problem. We then evaluated an iterative algorithm to allocate the optimal sensing time, fusion rule and the number of members in each group. The computer simulation and numerical results show that the proposed optimal allocation improves the throughput of the SU under a misdetection constraint to protect the PCs. If not, its initial date of receipt shall be nullified.

Rayleigh 페이딩 채널에서 Truncated 전력 제어된 기회전송 추가 릴레이 시스템의 전송용량 (Capacity of Opportunistic Incremental Relaying System Controlled by Truncated Power in Rayleigh Fading Channels)

  • 김남수
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.117-124
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    • 2015
  • 최근 페이딩 채널에서 발생되는 시스템의 성능열화를 개선하기 위하여 기회전송 추가 릴레이(Opportunistic incremental relaying, OIR) 시스템에 관한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 그러나 OIR 시스템에서 전력제어를 고려한 논문은 많지 않은 실정이며, 지금껏 진행된 연구는 모든 송신기가 모든 채널 정보를 파악하고 있다는 이상적인 가정을 하였다. 그러나 현실적으로 송신기가 모든 채널 정보를 파악하기는 매우 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 송신기가 부분적인 채널 정보를 안다고 가정하고, 전력제어 방식으로는 현실적인 Truncated channel inversion(TCI) 방식을 변형하여 제안한 후 OIR 시스템에 적용하였다. 그리고 제안한 OIR 시스템의 전송용량을 유도하였으며, Monte Carlo 시뮬레이션으로 전송용량을 구하였다. 시뮬레이션 결과 릴레이를 사용하지 않고 전력제어만 한 경우보다 본 논문에서 제안한 OIR 시스템의 전송 용량이 항상 컸으며, 릴레이의 수가 증가할수록 전송 용량도 증가하는 것을 알 수 있었다. 특히 주어진 조건에서 릴레이를 사용하지 않은 경우보다 전력제어를 한 OIR 시스템이 릴레이의 수가 1, 3, 그리고 5로 증가함에 전송용량이 각각 29.7%, 32.7%, 그리고 33.5% 증가된 결과를 얻었다. 본 논문의 결과는 현재 사용되고 있는 셀룰러 시스템에 OIR 시스템을 도입할 경우, 이론적인 전송용량 예측에 활용이 가능할 것이다.