• 제목/요약/키워드: Symbol synchronization

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CNN 기반의 IEEE 802.11 WLAN 프레임 포맷 검출 (CNN based IEEE 802.11 WLAN frame format detection)

  • 김민재;안흥섭;최승원
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.27-33
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    • 2020
  • Backward compatibility is one of the key issues for radio equipment supporting IEEE 802.11, the typical wireless local area networks (WLANs) communication protocol. For a successful packet decoding with the backward compatibility, the frame format detection is a core precondition. This paper presents a novel frame format detection method based on a deep learning procedure for WLANs affiliated with IEEE 802.11. Considering that the detection performance of conventional methods is degraded mainly due to the poor performances in the symbol synchronization and/or channel estimation in low signal-to-noise-ratio environments, we propose a novel detection method based on convolutional neural network (CNN) that replaces the entire conventional detection procedures. The proposed deep learning network provides a robust detection directly from the receive data. Through extensive computer simulations performed in the multipath fading channel environments (modeled by Project IEEE 802.11 Task Group ac), the proposed method exhibits superb improvement in the frame format detection compared to the conventional method.

On a Reduced-Complexity Inner Decoder for the Davey-MacKay Construction

  • Jiao, Xiaopeng;Armand, M.A.
    • ETRI Journal
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    • 제34권4호
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    • pp.637-640
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    • 2012
  • The Davey-MacKay construction is a promising concatenated coding scheme involving an outer $2^k$-ary code and an inner code of rate k/n, for insertion-deletion-substitution channels. Recently, a lookup table (LUT)-based inner decoder for this coding scheme was proposed to reduce the computational complexity of the inner decoder, albeit at the expense of a slight degradation in word error rate (WER) performance. In this letter, we show that negligible deterioration in WER performance can be achieved with an LUT as small as $7{\cdot}2^{k+n-1}$, but no smaller, when the probability of receiving less than n-1 or greater than n+1 bits corresponding to one outer code symbol is at least an order of magnitude smaller than the WER when no LUT is used.

Eureka-147 시스템의 심볼 동기 보상 방법 (Symbol Synchronization Compensation scheme for Eureka-147)

  • 박소라;김건;이봉호;이수인
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2002년도 정기총회 및 학술대회
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    • pp.193-196
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    • 2002
  • 본 논문은 현재 국내 디지털 오디오 방송의 잠정 표준으로 채택된 Eureka-147 수신 시스템의 심볼 동기보상 방법에 관한 내용이다. 제안하는 방법을 이용하면 대략적 심볼 동기와 미세 심볼 동기를 모두 수행하는 일반적인 OFDM 심볼 동기 방법 대신 대략적 동기와 새로운 전처리 과정을 포함하는 보상 방법을 사용하여 수신 성능을 보장할 수 있다. 기본 아이디어는 시스템의 수신 성능에 큰 영향을 미치는 (+) 방향의 OFDM 심볼 동기 추정 오류의 발생 확률을 줄이는 것이다.

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QPSK변조를 이용한 OFDM 시스템의 심볼 타이밍 동기 (Symbol timing synchronization for OFDM by using QPSK modulation)

  • 강은수;임채현;한동석
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2006년도 학술대회
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    • pp.171-174
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    • 2006
  • OFDM(orthogonal frequency division modulation)은 주파수 선택적인 페이딩 환경에서 높은 전송율과 빠른 속도를 가지는 효율적인 전송 기법이다. 그러나 OFDM 심볼이 시작되는 지점을 정확히 찾지 못하면 시간 영역에서 위상회전으로 인해 수신 데이터의 BER(bit error rate)이 높아질 수 있다. QPSK(quadrature phase shift king)변조를 이용한 OFDM 시스템에선 정수배의 샘플 옵셋만 아니라 소수배의 샘플 옵셋까지 보상하여 동기를 획득해야 한다. QPSK 심볼 복조 시 소수배의 샘플 옵셋이 잔존할 경우 시스템의 수신 성능은 떨어지기 때문이다. 본 논문에서는 QPSK변조를 이용한 OFDM 시스템에서 소수배의 샘플 옵셋이 존재할 경우 동기를 획득하는 방법에 대해 제안한다. 본 논문에서 제안된 심볼 타이밍 동기 방법은 수신된 트레이닝 심볼의 상관관계를 이용하여 0.5 샘플 이전과 이후의 충격응답을 각각 구하여 이들을 차를 이용하여 동기를 획득한다. 제안한 심볼 타이밍 동기 기법의 성능은 멀티패스의 모델화 채널을 적용한 모의실험을 통하여 검증하였다.

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지상파 3D HDTV 방송 전송을 위한 VSB 변조방식에서의 심벌 타이밍 및 반송파 동기부 구조에 관한 연구 (A Study of Symbol Timing and Frequency Synchronization Scheme in VSB Systems for Terrestrial 3D HDTV Broadcasting)

  • 신성수;전영곤;오종규;김준태
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.74-77
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    • 2011
  • 본 논문에서는, 지상파 3D HDTV 방송 전송을 위한 VSB(Vestigial Side Band) 변조방식의 심벌 타이밍 및 반송파 동기부 구조를 제안하고 그 성능을 검증해 보았다. 제안하는 동기부의 동작은 다음과 같다. 먼저 반송파 주파수 옵셋에 독립적인 심벌 타이밍 복구 알고리즘으로 타이밍 동기를 이룬다. 그리고 제안하는 프레임 검출 방법으로 프레임의 시작점을 알아내고, 반송파 주파수 옵셋 복구에 필요한 훈련 열을 얻어낸다. 마지막으로, 얻어진 훈련 열을 이용하여 반송파 주파수 옵셋과 반송파 위상 옵셋을 복구한다. 컴퓨터 모의실험 결과, 제안하는 동기부 구조는 이상적으로 동기를 이루었을 때의 BER(bit error rate)성능과 근접한 성능을 나타내었다.

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Initial Timing Acquisition for Binary Phase-Shift Keying Direct Sequence Ultra-wideband Transmission

  • Kang, Kyu-Min;Choi, Sang-Sung
    • ETRI Journal
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    • 제30권4호
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    • pp.495-505
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    • 2008
  • This paper presents a parallel processing searcher structure for the initial synchronization of a direct sequence ultra-wideband (DS-UWB) system, which is suitable for the digital implementation of baseband functionalities with a 1.32 Gsample/s chip rate analog-to-digital converter. An initial timing acquisition algorithm and a data demodulation method are also studied. The proposed searcher effectively acquires initial symbol and frame timing during the preamble transmission period. A hardware efficient receiver structure using 24 parallel digital correlators for binary phase-shift keying DS-UWB transmission is presented. The proposed correlator structure operating at 55 MHz is shared for correlation operations in a searcher, a channel estimator, and the demodulator of a RAKE receiver. We also present a pseudo-random noise sequence generated with a primitive polynomial, $1+x^2+x^5$, for packet detection, automatic gain control, and initial timing acquisition. Simulation results show that the performance of the proposed parallel processing searcher employing the presented pseudo-random noise sequence outperforms that employing a preamble sequence in the IEEE 802.15.3a DS-UWB proposal.

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A Linear Prediction Based Estimation of Signal-to-Noise Ratio in AWGN Channel

  • Kamel, Nidal S.;Jeoti, Varun
    • ETRI Journal
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    • 제29권5호
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    • pp.607-613
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    • 2007
  • Most signal-to-noise ratio (SNR) estimation techniques in digital communication channels derive the SNR estimates solely from samples of the received signal after the matched filter. They are based on symbol SNR and assume perfect synchronization and intersymbol interference (ISI)-free symbols. In severe channel distortion where ISI is significant, the performance of these estimators badly deteriorates. We propose an SNR estimator which can operate on data samples collected at the front-end of a receiver or at the input to the decision device. This will relax the restrictions over channel distortions and help extend the application of SNR estimators beyond system monitoring. The proposed estimator uses the characteristics of the second order moments of the additive white Gaussian noise digital communication channel and a linear predictor based on the modified-covariance algorithm in estimating the SNR value. The performance of the proposed technique is investigated and compared with other in-service SNR estimators in digital communication channels. The simulated performance is also compared to the Cram$\acute{e}$r-Rao bound as derived at the input of the decision circuit.

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수정된 ATSC 전송 시스템을 위한 반송파 주파수 동기부 설계에 관한 연구 (A Carrier Frequency Synchronization Scheme for modified ATSC Systems)

  • 전영곤;김준태
    • 방송공학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.96-107
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    • 2011
  • 최근 들어 3D HDTV (3-Dimensional High Definition Television)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 국내에서도 3D HDTV 방송 서비스를 위하여 기존의 HDTV 전송 방식인 ATSC (Advanced Television Systems Committee) 8-VSB (8-Vestigial Side Band) 시스템을 수정하려는 연구가 진행되고 있다. 그 중에서도 프레임헤더에 PN (Pseudo-Noise)심볼을 삽입하여 반송파 주파수 오차와 반송파 위상 오차 복구를 이루도록 하는 프레임 구조와 VSB 변조방식을 채택하고자 한다. 본 논문에서는 이 시스템을 수정된 ATSC 전송시스템이라 부르려 한다. 수정된 ATSC 전송시스템의 수신기는 방송 신호의 원활한 수신을 위하여 반송파 주파수 오차(심볼속도 대비 최대 1%)를 정확하게 추정하고 복구하여야 한다. 기존 ATSC 시스템이 파일럿 신호를 삽입하여 반송파 주파수 오차를 복구 하였다면, 수정된 ATSC 시스템은 별도의 파일럿 신호 첨가 없이 PN심볼을 이용하게 된다. 본 논문에서는 수정된 ATSC 전송 시스템에 적용 가능한 반송파 주파수 복구 방식을 소개한다. 제안된 방식은 Fitz 알고리즘을 이용한 거친 반송파 주파수 오차 복구부과 간단한 PN심볼 상관 알고리즘을 이용한 미세 반송파 주파수 오차 복구부를 가진다. 그리고 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 변조된 신호는 심볼 정보가 동위상 채널과 직각위상 채널에 존재하는 반면 VSB 변조된 신호는 심볼 정보가 동위상 채널에만 존재하고 직각위상 채널은 단지 동위상 채널의 힐버트 변환된 값이다. 그러므로 VSB 변조된 신호는 QAM 변조된 신호와 같은 고정된 위상을 가지지 못하고, 반송파 주파수 옵셋에 더욱 민감하게 된다. 이 같은 문제를 해결하고 성능을 향상시키기 위하여 이상적인 송수신 시스템에서 수신된 PN 심볼을 이용한 수신된 신호의 위상보정 과정을 수행하게 된다.

OFCDM시스템에서 PCSSCG를 이용한 셀 탐색에 관한 연구 (A Study on a Cell search Using PCSSCG in Broadband OFCDM Systems)

  • 김대용;최권휴;박용완
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제43권6호
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    • pp.1-8
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    • 2006
  • 비동기 OFCDM 시스템 환경에서 초기 동기을 위한 셀 탐색 방법이 다음과 같이 3단계 방법으로 수행된다. 셀 탐색 1단계에서 보호구간의 상관을 이용한 심볼동기 즉, FFT 윈도우 타이밍 추정과 탐색 2 단계는 주파수영역에서 CSSC(Cell Specific Scrambling Code) 위상 천이성질을 이용한 CPICH(Common Pilot Channel)의 상관을 획득함으로써 프레임 타이밍 및 CSSC 그룹을 검출하고 마지막으로 탐색 3 단계에서 그룹 안에 속한 CSSC 위상 즉, 최적의 CSSC를 얻게 된다. 본 논문에서는 탐색 2단계에서 기존의 CPICH만을 이용한 셀 탐색방법을 변형한 PCSSCG(partial cell specific scrambling code group)를 이용하여 성능을 거의 같은 수준으로 유지하면서 이동국의 복잡도를 줄이는 셀 탐색 방법을 제안한다. 제안된 방법은 모의실험을 통하여 기존의 방법과 비교 검증하였다.

해양 VHF 디지털 통신을 위한 기저대역 수신기 설계 (Baseband Receiver Design for Maritime VHF Digital Communications)

  • 김승근;윤창호;김시문;임용곤
    • 한국통신학회논문지
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    • 제36권8B호
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    • pp.1012-1020
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    • 2011
  • 분 논문에서는 해상 이동업무에 할당되어 있는 VHF 대역에서 선박과 육상간 및 선박과 선박간에 ${\pi}$/4-DQPSK 변조방법을 이용하여 디지털 데이터 및 e-mail을 교환하기 위한 기저대역 수신부 설계에 대하여 논한다 해상 통신 장치는 상대적으로 큰 주파수 불안정성을 허용하기 때문에, 상대적으로 큰 주파수 편이를 갖을 수 있는 수신 및 주파수 편이 등의 동기파라미터를 추정하고 이를 보상할 수 있는 기능을 갖도록 기저대역 수신기를 설계하였다. BER의 모의실험을 통하여 설계한 기저대역 수신기는 20% 이상의 정규화 주파수 편이가 존재하더라도 AWGN 채널환경하에서 0.5dB 이내의 성능열화가 있음을 확언 하였다.