본 논문은 기존 블록 터보 부호의 SISO(Soft-input Soft-output) 기반 반복 복호 알고리즘의 일반화 및 활용에 대한 연구를 다루고 있다. R. M. Pyndiah는 AWGN 채널(Additive White Gaussian Noise Channel)에서 2차원 Linear Block Code(선형 블록 부호, LBC) 결합으로 구성된 Product 부호의 SISO 반복 복호 방식을 제안했으며, 이를 블록 터보 부호라 하였다. 블록 터보 부호의 SISO 복호방식은 SIHO(Soft-input Hard-output) 복호 방식인 Chase 알고리즘의 부호 판정을 기반으로 연판정 정보를 생성 후 전달하여 반복적인 복호를 수행한다. 블록 터보 부호는 AWGN 채널에서 높은 Code-rate(부호율)의 Product 부호에 대해 적은 SISO 복호 반복만으로도 샤논 한계에 근접하는 우수한 성능을 보여준다. 본 논문에서는 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조와 AWGN 채널 전송을 가정한 기존 블록 터보 부호 복호 알고리즘을 채널 출력의 LLR(Log-likelihood Ratio)에 기반한 알고리즘으로 일반화하고, LDPC(Low-density Parity Check) 부호와 블록 터보 부호의 직렬 결합 구조에서 일반화된 알고리즘 활용 예를 제시한다.
이동 Ad hoc 네트워크 (MANET: Mobile Ad-hoc Network)는 기존의 통신 인프라의 구축 여부와 무관하게 무선 단말기간의 통신이 가능한 네트워크이다. Ad hoc 네트워크는 음영지역, 재난지역, 전쟁 시와 같은 통신 인프라가 구축되기 어려운 상황에서 유용하게 사용 될 수 있다. 그러나 음성 및 데이터 서비스 등과 같은 무선 서비스의 제공을 위해 많은 양의 네트워크 용량이 필요하게 되지만 기존의 제한된 주파수 자원에 따른 주파수 부족 상황 및 주파수 자원정책의 규제에 따라 원활한 주파수 사용이 어려운 상황이다. 이에 따라 높은 주파수 활용을 제공하는 무선 인지 시스템이 Ad-hoc네트워크에 적용하여 보다 다양하고 확장된 네트워크 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 AWGN 과 Rayleigh 채널 환경에서, 기존의 단일 스펙트럼 센싱 및 협력 스펙트럼 센싱과 비교하여 Ad-hoc 네트워크가 적용된 무선인지 시스템에서의 스펙트럼 센싱의 성능이 향상됨을 모의실험 및 성능 분석을 통하여 나타내었다.
다중부호 배직교 부호 변조(Multi-code biorthogonal code keying: MBCK)는 배직교(biorthogonal) 부호화기의 출력 코드워드를 합산하여 전송함으로 전송 신호의 크기가 일정하지 않기 때문에 고선형 증폭기의 사용을 요구한다. MBCK의 전송 신호의 크기를 일정하게 유지하도록 만드는 부호화 방안이 제안되어 있는데, 정 진폭 부호화에 사용된 잉여 비트들은 수신기에서 비트오율 성능 개선을 위해 사용될 수 있다. 본 논문에서는 정 진폭 부호화된 MBCK(MBCK with Constant Amplitude Coding:CA-MBCK)의 대역폭 효율을 개선시키기 위해 CA-MBCK와 쌍직교위상변조(Quadrature-Quadrature Phase Shift Keying:$Q^{2}PSK$)를 결합하는 방안을 제안한다. 제안된 시스템은 출력 신호의 크기를 일정하게 유지하며 백색 가우시안 잡음 환경에서 CA-MBCK와 동일한 비트오율 성능을 보이면서도 대역폭 효율은 개선되었다. 또한 CA-MBCK에서 정 진폭 부호화에 사용된 잉여 비트를 이용한 에러정정 알고리즘을 제안된 시스템에 적용하여 비트오율 성능이 개선됨을 모의실험을 통해 제시한다.
통계적 모먼트(statistical moments)에 의한 변조형태 분류기(classifier)는 PSK 신호를 분류하는데 자주 이용되어 왔다. 이전에 사용된 분류기는 수신된 신호로부터 추출하기 어려운 신호위상 샘플의 통계적 모먼트를 이용하였으나, 본 논문에서는 확률변수변환을 통한 복조된 신호의 모먼트를 이용하여 PSK 신호를 분류하기 위한 새로운 분류기를 제안한다. 복조된 신호는 종래의 방법으로 쉽게 추출이 될 수 있다. PSK 신호에 대해 제안된 분류기의 성능평가는 복조된 신호의 정확한 위상분포를 사용하여 가산성 백색가우스잡음(AWGN)하에서 오분류확률(probability of misclassification)로 분석하였다. 분석결과 동기 시스팀이 비동기 시스팀보다 n이 4이고 오분류확률이 10 일때 BPSK에 있어서는 4dB, QPSK에 있어서는 3dB 더 우수함을 알 수 있었다.
차량 간 무선 통신을 목적으로 만들어진 직교 주파수 분할 다중화 (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)기반 WAVE(Wireless Access for Vehicular Environment) 시스템의 물리층 표준은 기존에 표준화된 IEEE802.11a 무선랜(WLAN: Wireless Local Area Network)의 표준을 따르는 것으로 되어 있다. 따라서 WAVE는 초기 동기 이후 차량 간 다중 경로 페이딩(Multipath Fading) 채널의 영향으로 인하여 심볼 타이밍에 있어서 연속적인 시간 지연이 발생함에 따라 시스템의 수신 성능이 저하되게 된다. 본 논문은 추가적인 심볼 시간 지연을 보상해 주기 위한 심볼 시간 추적(Tracking) 알고리듬을 제안하고 있다. 본 논문에서는 제안된 알고리듬을 최대 지연 시간 (Maximum Timing Delay)이 적용된 최악의 통신환경에 적용하여 모의실험을 수행하였다. 실험결과에 의하면 제안된 알고리듬은 가산성 백색 가우스 잡음 (AWGN: Additive White Gaussian Noise) 채 널 및 페이딩 채널 환경에서 시스템의 수신 성능을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
본 논문에서는 다경로 페이딩 현상이 나타나는 디지틀 이동통신 채널을 새로운 방법으로 모델링하여, 이에 적합한concatenated 코드를 구성한다. Concatenated 코드의 외부코드로는 BCH 코드를 사용하며, 내부 코드로는 콘볼루션 코드를 사용하고, 이는 일반적으로 외부 코드를 Reed Solomon 코드로 하는 다른 concatenated 코드에 비해 간단하고, 특히 외부 코드를 코드율이 높은 코드를 사용함으로써 이동통신 시스템의 환경에 부적합한 과다한 부가비트들의 사용을 피할 수 있다. 이동통신 채널에서 concatenated 코드의 성능을 구하기 위해서, 다경로 페이딩 현상과 백색 가우시안잡음 현상이 존재하는 채널을 새로운 방식으로 모델링한다. 특히 페이딩율이 8 Hz와 12 Hz인 경우에 대해 이동통신 채널의 특성을 갖는 채널을 구성한다. 모델링된 페이딩 채널에 가장 적합한 concatenated 코드를 찾기 위해, (7,4),(63,45),(63,57),(31,26) 코드를 외부 코드로 선정하여 시스템을 구성하여 비교 실험 한다.
채널 부호의 균일 오율에 대한 연구는 부가성백색가우시안 채널에 대해 국한되어 연구되어 왔으며, 기하학적 균일성으로 불려왔다. 본 논문에서는 전송 채널과 수신기를 완전히 묘사해주는 확률밀도함수를 직접 다루어 균일 오율 특성을 다중 송수신안테나가 사용되는 시공간 부호로 확장한다. 또한 빠른 페이딩 채널에서 곱거리 스펙트럼를 고려한 기하학적 균일 시공간 부호 설계 과정을 보여준다. 균일 오율 특성으로 부호 검색의 복잡도가 현격히 감소하고, 이런 복잡도 감소는 높은 상태 수를 갖는 시공간 격사상 부호에 대해서도 최적의 부호 검색을 가능하게 한다. 모의 실험을 통해 새로 설계된 부호가 다른 알려진 부호들에 비해 빠른 페이딩 채널에서 더 좋은 성능을 가지는 것을 확인한다.
제4세대 무선 통신은 송신기와 수신기양단에 다중 안테나와 순시 채널의 상태 정보를 이용함으로써 LDPC와 OFDM 무선 전송에 있어서 MQAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation)을 사용하는 적응 공간 부반송파 부호화 변조 방식에 기반으로 하고 있다. 적응 부호화 변조는 시변 협대역 무선 채널에 대해서 대역 효율이 좋은 전송방식으로 인식되어 가고 있다. 전력이 제한된 AWGN 채널에 대해서, LDPC 부호들은 오류 제어 부호의 한 부류이며 이는 어떤 조건하에서는 터보부호보다 오류 정정 능력이 더 좋은 것으로 알려져 왔다. 본 논문에서는 MIMO 시스템에 적용된 LDPC 부호를 갖는 OFDM 방식과 적응 변조방식에 대해서 서술한다. 채널의 순시 정보를 알고 있다고 가정함으로써 각 부반송파에 대해서 비트와 전력 할당을 얻기 위한 최적화 알고리즘이 사용되였다. 시뮬레이션 결과는 제안한 시스템이 가능성을 가짐을 보여준다.
본 논문에서는 단일 주파수 망(Single Frequency Network:SFN)을 통해 ATSC(Advanced Television Systems Committee) 지상파 디지털 TV 방송을 서비스하기 위한 필요한 기술적인 사항에 대해서 고찰하고, ETRI에서 제안한 등화형 동일 채널 중계기(Equalization Digital On Channel Repeater: EDOCR)가 가지는 단점을 극복한 간섭 제거 디지털 동일 재생중계기(Interference Cancellation Digital On Channel Regenerative Repeater: IC-DOCR)을 제안한다. 제안한 IC-DOCR은 EDOCR의 장점인 전송로에 의해 야기된 잡음 및 다중경로 신호를 제거하므로 우수한 송신품질을 유지한다. 또한, EDOCR 단점인 낮은 송수신 안테나의 격리도(isolation)를 확보하기 위해서 수신 신호의 8-VSB 복조를 이용한 간섭제거 알고리즘을 사용하여 송신 출력의 제한을 극복할 수 있다. 전산 실험을 통해서 제안된 시스템의 성능을 분석하고 확인하였다.
Alam, Muhammad Morshed;Islam, Mohammad Rakibul;Arafat, Muhammad Yeasir;Ahmed, Feroz
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권1호
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pp.178-203
/
2018
In this paper, authors have been evaluated the Frame Error Rate (FER) performance of IEEE 802.11 a/g/p standard 5 GHz frequency band WLAN over Rayleigh and Rician distributed fading channels in presence of Additive White Gaussian Noise (AWGN). Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) based transceiver is implemented by using real-time signal processing frameworks (IEEE 802.11 Blocks) in GNU Radio Companion (GRC) and Ettus USRP N200 is used to process the symbol over the wireless radio channel. The FER is calculated for each sub-carrier conventional modulation schemes used by OFDM such as BPSK, QPSK, 16, 64-QAM with different punctuated coding rates. More precise SNR is computed by modifying the SNR calculation process of YANS and NIST error rate model to estimate more accurate FER. Here, real-time signal constellations, OFDM signal spectrums etc. are also observed to find the effect of multipath propagation of signals through flat and frequency selective fading channels. To reduce the error rate due to the multipath fading effect and Doppler shifting, channel estimation (CE) and equalization techniques such as Least Square (LS) and training based adaptive Least Mean Square (LMS) algorithm are applied in the receiver. The simulation work is practically verified at GRC by turning into a pair of Software Define Radio (SDR) as a simultaneous transceiver.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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