본 논문에서는 고속 데이터 전송을 위한 UWB 시스템에 BPSK(Binary Phase Shift Keying)와 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)의 변조방식을 적용하고 고속 전송으로 발생 할 수 있는 높은 에러율을 감소시키기 위해 부호율(code rate)이 1/2 이고 구속장(constraint length)이 K=7인 convolution code를 적용하였다. 그리고 다중사용자의 접속으로 인하여 발생 할 수 있는 다중사용자 간섭을 고려하여 Time-hopping sequence를 적용하였으며, 수신단에서 viterbi decodig 알고리즘을 사용하여 수신된 신호를 복호함으로서 AWGN(Additive White Gaussian Noise) channel 환경에서의 UWB 통신시스템의 성능변화를 분석하였다.
Khan, M.A.;Parvez, A.Al;Hoque, M.E.;An, Xizhi;Kwak, Kyung-Sup
한국통신학회논문지
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제31권12B호
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pp.1028-1036
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2006
Energy conservation is an important issue in wireless networks, especially for self-organized, low power, low data-rate impulse-radio ultra-wideband (IR-UWB) networks, where every node is a battery-driven device. To conserve energy, it is necessary to turn node into sleep state when no data exist. This paper addresses the energy consumption analysis of Direct-Sequence (DS) versus Time-Hopping (TH) multiple accesses and two kinds of sleeping protocols (slotted and unslotted) in PHY-MAC for Un networks. We introduce an analytical model for energy consumption or a node in both TH and DS multiple accesses and evaluate the energy consumption comparison between them and also the performance of the proposed sleeping protocols. Simulation results show that the energy consumption per packet of DS case is less than TH case and for slotted sleeping is less than that of unslotted one for bursty load case, but with respect to the load access delay unslotted one consumes less energy, that maximize node lifetime.
Ultra-wideband(UWB) is a killer technology for short-range wireless communications. In the past, most of the UWB research focused on physical layer but the unique characteristics of UWB make it different to design the upper layer protocols than conventional narrow band systems. Cross-layer protocols have received high attention for UWB networks. In this paper, we investigate the performance of two physical layer schemes: Time Hopping Binary Pulse Position Modulation(TH-BPPM) and Time Hopping Binary Pulse Amplitude Modulation (TH-BPAM) with proposed private MAC protocol for UWB ad-hoc networks. From pulse level to packet level simulation is done in network simulator ns-2 with realistic network environments for varying traffic load, mobility and network density. Our simulation result shows TH-BPAM outperforms TH-BPPM in high traffic load, mobility and dense network cases but in a low traffic load case identical performance is achieved.
The IEEE 802.15.4a specification targets the low-rate (LR) Impulse-radio (IR) ultra-wideband (UWB) system which is now widely applied in the WPANs considering rather short distance communications with low complexity and power consumption. The physical (PHY) layer uses concatenated coding with mixed binary phase-shift keying and binary pulse-position modulation (BPSK-BPPM), and direct sequence spreading with time hopping in order that both coherent and non-coherent receiver architectures are supported. In this paper, the performances of multiple access schemes compliant with IEEE 802.15.4a specification are investigated with energy detection receiver, which allow avoiding the complex channel estimation needed by a coherent receiver. However, the performance of energy detection receiver is severely degraded by multi-user interference (MUI), which largely diminishes one of the most fascinating advantages of UWB, namely robustness to MUI as well as the possibility to allow parallel transmissions. So as to improve the performance of multiple access schemes, we propose to apply the novel TH sequences as well as to increase the number of TH positions. The simulation results show that our novel multiple access schemes significantly improve the performance against MUI.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제14권8호
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pp.3201-3223
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2020
Wireless communication has become the promising technology in the recent times because of its applications in Internet of Things( IoT) devices. The IEEE 802.15.4e has become the key technology for IoT devices which utilizes the Time-Slotted Channel Hopping (TSCH) networks for the communication between the devices. In this paper, we develop a Two Level Scheduling Algorithm (TLSA) for scheduling multiple packets with different arrival rate at the source nodes in a TSCH networks based on the link activated by a centralized scheduler. TLSA is developed by considering three types of links in a network such as link i with packets arrival type 1, link j with packets arrival type 2, link k with packets arrival type 3. For the data packets arrival, two stages in a network is considered.At the first stage, the packets are considered to be of higher priority.At the second stage, the packets are considered to be of lower priority.We introduce level 1 schedule for the packets at stage 1 and level 2 schedule for the packets at stage 2 respectively. Finally, the TLSA is validated with the two different energy functions i.e., y = eax - 1 and y = 0.5x2 using MATLAB 2017a software for the computation of average and worst ratios of the two levels.
대량의 데이터를 빠르게 전송할 수 있는 UWB(Ultra-widebandwidth) 시간 도약(time hopping : TH) 펄스 위치 변조(pulse position modulation : PPM) 다중 통신 시스템의 비트 오율을 정확히 계산할 수 있는 방법을 소개한다. 본 논문에서 다중 접근 간섭(multiple access interference : MAI)의 통계적 성질을 특성함수 기법을 이용하여 정확히 모델링 하였고 이를 바탕으로 TH-PPM 시스템의 비트 오율을 정확하게 계산할 수 있는 해석 식을 제시하였다. 또한, 기존의 MAI에 대한 가우시안 근사에 비하여 상당히 개선된 정확성을 갖는 근사식을 함께 소개하였다. 본 논문에서 제시한 모델에 의해서 계산된 비트 오율을 Monte-Carlo 시뮬레이션 한 결과와 비교함으로써 제안한 BER 식의 정확성 및 타당성을 검증하였다.
본 논문은 짧은 감지 시간과 높은 시간 해상도 특성을 갖는 협대역 채널화 라디오미터의 성능을 이론 수식을 이용하여 검증하였다. 모의실험 결과, 채널화 라디오미터는 광대역 라디오미터에 비해 2.5 dB 우수한 감지성능을 나타내었지만 잡음 영향에 민감한 특성을 갖는다는 것을 확인하였다. 또한 협대역 라디오미터의 신호대잡음비는 도약율과 지터 특성 급격한 특성 변화를 갖으며, 두 파라미터에 의해 선형적인 성능 저하를 나타내었다.
유리 형성제로 $B_{2}O_{3}$를 사용하고 CuO를 첨가한 vanadate계 3성분계 유리의 전기적 특성을 조사하였다. 각 조성별 결정화온도에서 열처리 시간을 다르게 하여 생성되는 결정상을 조사 하였으며, 결정화 특성에 따른 직류 전기 전도도의 변화를 분헉하였다. 생성 결정물은 XRD 분석결과 $V_{2}O_{5},\;{\alpha}-CuV_{2}O_{6}$로 판명 되었으며, 열처리 시간에 따라 $V_{2}O_{5}\;와\;{\beta}-CuV_{2}O_6$의 결정화도는 별다른 변화가 없었으나 ${\alpha}-CuV_{2}O_{6}$의 결정화도는 크게 변화하였고 ${\alpha}-CuV_{2}O_{6}$의 결정화도 증가에 따라 전기 전도도가 증가 하였다. 전기 전도도는 상온(303K)에서 유리 조성을 변화시켜 $10^{-2}~-10^{-4}{\Omega}^{-1}cm^{-1}$ 범위로 조절될수 있었다. $V_{2}O_{5}$ 함량이 증가할수록, 염기도($CuO/B_{2}O_{3}$)가 감소할수록 전기 전도도가 증가 하였다. 이 유리의 charge carrier는 전자인 n-type 반도체임이 seebeck coefficient 측정결과 판명되었으며, 전자 전도에 대한 활성화 에너지는 0.098-0.124eV로 계산되어졌다. 측정 온도인 $30~200^{\circ}C$에서 small polaron hopping conduction이 발생함이 관찰되었고, variable range hopping은 보이지 않았다.
본 논문에서는 비면허 대역 무선기기에 사용되는 주파수 공동사용 기술의 성능을 비교 분석할 수 있는 간섭부하 개념을 제안하였다. 간섭부하 개념은 다양한 주파수 공동사용 기술, 즉 주파수 호핑(FH: Frequency Hopping), 듀티 사이클(DC: Duty Cycle), 송신전 감지 기술을 사용하는 무선기기가 타 무선기기에 간섭을 주는 정도를 정량적으로 비교할 수 있다. 따라서 주파수 공동사용 기술기준이 일관되고 합리적으로 제정되었는지 평가하는데 도움을 줄 수 있다. 제안한 개념을 검증하기 위하여 다양한 2.4 GHz 대역의 무선기기의 주파수 공동사용 성능을 비교분석하였다. 또한, 실시간 테스트베드를 구축하고, FH과 DC의 경우, 기술기준에 따른 비트 오류 확률을 비교실험하였다. 실험 결과, 10개 채널을 FH하는 것과 10 % DC이 동일한 오류 확률을 가짐을 확인함으로써 본 논문에서 제안한 개념의 타당성을 확인하였다.
비선형광학 단결정 KTP에 대해 고온 분말 X-선 회절실험과 복소 유전상수 측정실험 등을 수행하였다. 고온분말 X-선 회절 실험 결과를 Lipson과 Cohen의 해석적 방법을 사용하여 분석하였으며, 그 결과 $900^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 어떠한 구조상전이도 없음을 확인하였다. 그리고 KTP는 $900^{\circ}C$ 이상에서 구조상전이가 있으며, 상전이 온도 이상의 온도영역에서도 직방정계(orthorhombic)에 속함을 확인하였다. 한편, 복소 유전상수 측정결과를 현상론적인 유전완화식에 적용하였으며, 이로부터 $K^+$ 이온의 hopping에 의한 KTP의 유전완화 mechanism은 $-78^{\circ}C$부터 $200^{\circ}C$까지 단일모드로 Cole-Cole relation을 만족함을 알았다. 이때 완화시간은 Vogel-Fulcher relation을 따르고 있으며, $200^{\circ}C$ 이상의 온도영역에서는 hopping mechanism과 더불어 열적으로 활성화된 확산 mechanism이 KTP의 전도특성을 지배하는 것으로 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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