We treat the problem of channel estimation and interference cancellation in multiuser ultra-wide-band (UWB) communication systems over multipath fading channels. The UWB system under consideration employs a random time-hopping impulse radio format. We develop a channel estimation method based on linear weighted algorithm. An iterative channel estimation and interference cancellation scheme is proposed to successively improve the receiver performance. We also consider systems employing multiple transmit and/or receive antennas. For systems with multiple receive antennas, we develop a diversity receiver for the wellseparated antennas. For systems with multiple transmit antennas, we propose to make use of Alamouti’s space-time transmission scheme, and develop the corresponding channel estimation and interference cancellation receiver techniques. Simulation results are provided to demonstrate the performance of various UWB receiver techniques developed in this paper.
본 논문에서는 저밀도 패리티 체크 (LDPC) 부호 기반인 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 상향 전송에서의 반복 수신기법에 대하여 제안한다. 파일럿 심볼에 대한 위너 (Wiener) 필터링 기법을 적용하여 보다 효율적인 초기 채널 추정 성능을 이끌어 내며 위너 필터링 기법에 대한 복잡도를 감소하기 위해 채널의 변화 정도를 채널 상관 관계 값을 기준으로 몇 개의 구간으로 구분하여 미리 정한 위너 필터 계수 중에서 알맞은 위너 필터 계수를 정한다. 이를 바탕으로 저밀로 패리티 체크 부호의 복호 후의 결과를 활용하여 채널을 재추정하며 이 때의 채널 추정 오류에 대한 분산을 계산하여 데이터 심볼과 파일럿 심볼의 최대화율 결합을 이끌어낸다. 결합된 채널 추정 값을 통해 채널의 상관 관계를 다시 추정하며 그 결과에 따라 적절한 필터 계수를 선택한다. 모의 실험을 통하여 제안된 반복 수신기의 성능이 파일럿만을 활용하는 수신기에 비하여 우수한 성능을 나타내는 것을 확인한다.
지상파 DMB 동일 채널 중계기에서는 송신 안테나로부터 수신 안테나로 재입력되는 궤환 신호가 존재한다. 동일 채널 중계기에서 궤환 신호가 제대로 제거되지 않았을 경우, 수신 신호에 간섭으로 작용하게 되어 중계기 시스템의 안정성이 크게 떨어지게 된다. 이러한 궤환 신호를 제거하기 위하여 궤환 채널을 적응적으로 추정하여 간섭을 제거시키는 궤환 신호 제거기를 사용하였다. 하지만 기존의 채널 추정 알고리듬은 간단한 구현에 비해 수렴 성능과 속도 면에서 만족할만한 성능을 얻을 수 없었으며, 신호간 상관도 제거를 위해 충분한 시간 지연을 해야 하는 단점이 있다. 따라서 본 논문은 궤환 채널 추정에 적합한 PNLMS (Proportionate Normalized Least Mean Squares) 적응형 알고리듬을 적용한 새로운 궤환 신호 제거 기법을 제안하였으며, 전산 모의 실험을 통해 이와 같은 문제를 효과적으로 해결할 수 있음을 확인하였다.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제23권5호
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pp.172-178
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2023
In this paper, performance of autoencoder based OFDM communication systems is compared with IEEE 802.11a Wireless Lan System (Wi-Fi). The proposed autoencoder based OFDM system is composed of the following steps. First, one sub-carrier's transmitter - channel - receiver system is created by autoencoder. Then learning process of the one sub-carrier autoencoder generates constellation map. Secondly, using the plural sub-carrier autoencoder systems, parallel bundle is configured with inserting IFFT and FFT before and after the channel to configure OFDM system. Finally, the receiver part of the OFDM communication system was updated by re-learning process for adapting channel condition such as multipath channel. For performance comparison, IEEE802.11a and the proposed autoencoder based OFDM system are compared. For channel estimation, Wi-Fi uses initial long preamble to measure channel condition. but Autoencoder needs re-learning process to create an equalizer which compensate a distortion caused by the transmission channel. Therefore, this autoencoder based system has basic advantage to the Wi-Fi system. For the comparison of the system, additive random noise and 2-wave and 4-wave multipaths are assumed in the transmission path with no inter-symbol interference. A simulation was performed to compare the conventional type and the autoencoder. As a result of the simulation, the autoencoder properly generated automatic constellations with QPSK, 16QAM, and 64QAM. In the previous simulation, the received data was relearned, thus the performance was poor, but the performance improved by making the initial value of reception a random number. A function equivalent to an equalizer for multipath channels has been realized in OFDM systems. As a future task, there is not include error correction at this time, we plan to make further improvements by incorporating error correction in the future.
본 논문은 최대 전송률에 가까운 성능을 보이는 선형 preceding 기법을 제안한다. MMSE preceding은 ZF preceding 방식보다 우수한 평균 자승 오차 성능을 가진다. 반면 MMSE preceding 방식의 전송률은 낮은 SNR 범위에서는 ZF 방식에 비해 개선된 성능을 보여주지만 높은 SNR에서는 오히려 성능 열화현상을 보인다. 이와 같은 사실에 착안하여 본 논문에서는 최대 전송률에 근접하는 선형 preceding 기법을 제안한다. 제안된 방식은 ZF precoding방식에서 사용되는 역행렬 연산을 전송율이 최대화될 수 있도록 정규화하는 방식이고 이를 위한 간단한 수치 알고리즘이 제안된다. 또한 그 과정에서 낮은 복잡도를 가지는 간단한 전력 재할당에 의한 정규화 방식이 제안된다. 시뮬레이션과 성능분석을 통해 제안된 방식이 모든 SNR 범위에서 기존의 ZF preceding 방식과 MMSE preceding방식보다 높은 전송률을 가짐을 보인다. 또한 제안된 방식은 채널 추정 오차가 존재하는 경우에도 기존의 선형 preceding 방식들과 비교하여 성능 이득을 유지하면서 채널 추정 오차에 강인함을 가진다.
동일 채널 중계기에서는 송 수신 신호간의 간섭으로 인해 중계기의 출력이 제한되는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 중계기에서 수신 신호를 복조하여 궤환채널을 추정하고 궤환신호를 제거하는 방법이 제시되었으나, T-DMB 시스템과 같이 파일럿 간격이 넓은 시스템에 복조형 궤환신호 제거방법을 적용할 경우 궤환채널 추정 속도가 느리다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 본 논문에서는 시간영역의 파일럿을 여러 개의 서브 그룹으로 분할하여 궤환채널을 추정함으로써 적응 필터의 갱신 횟수를 증가시킬 수 있는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 궤환채널 추정 속도를 개선하여 궁극적으로 궤환신호 제거 성능을 향상시킨다. 모의실험을 통해 제안된 방법이 기존 방법에 비해 궤환채널 추정 속도와 잔류 궤환신호 전력 (RFP) 측면에서 우수함을 보인다.
수중에서 운동하는 그물어구의 가상질량은 어구의 운동을 해석하고 제어하는데 중요한 파라미터이다. 본 연구에서는 트롤어구의 가상질량을 추정하기 위해서 현재 트롤 어구에서 사용되고 있는 여러 종류의 그물감을 이용해서 자루그물을 제작하여 속도제어가 가능한 회류수조를 이용하여 가상 질량이 망지의 규격 및 망사의 부피 등과 어떤 관계가 있는지를 분석하였고, 실제어구의 가상질량 계산에 적용하여 보았다. 본 연구에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 재료의 양은 같이 하고 순수하게 영각만을 달리한 각 그물에 대해 영각이 클수록 저항이 더 크게 나타났다. 2. 저항계수 (C 하(d))는 레이놀즈수(Re)에 따라 점점 감소하는 경향을 보이며, 식으로 나타내면 다음과 같았다. C 하(d)=0.039Re 상(-0.1474) 3. 망지의 표면적(TSA, Twine Surface Area)이 클수록 저항 값이 크게 나타났으며 식으로 나타내면 다음과 같다. R=21.398TSA 상(-0.4219) 4. 질량계수(C 하(M))는 유속(U)이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내며 실험식은 다음과 같다. C 하(M)=37.557U-8.9684 5. 가상질량은 망사의 체적(V)과 d/l에 각각 비례관계를 나타냈다.
본 논문에서는 UWB (Ultra Wide Band) 시스템에서 PSO (Particle Swarm Optimization)를 사용하는 향상된 TDoA (Time Difference of Arrival) 무선측위 기법을 제안한다. 제안된 기법은 TDoA 파라미터 재추정과 태그(Tag) 위치 재측정을 수행하는 두 단계로 구성된다. 이들 두 단계에서 PSO 알고리즘은 무선측위 성능 향상을 위해 고용된다. 첫 번째 단계에서 TDoA 추정 오차를 줄이기 위해, 제안된 기법은 전형적인 TDoA 무선측위 방식으로부터 얻어진 TDoA 파라미터를 재추정한다. 두 번째 단계에서 무선측위 오차를 최소화시키기 위해, 첫 번째 단계에서 추정된 TDoA 파라미터를 가지고 제안된 기법은 태그의 위치를 다시 측정한다. 모의실험 결과, 제안된 기법은 LoS (Line-of-Sight)와 NLoS (Non-Line-of-Sight) 채널 환경에서 모두 전형적인 TDoA 무선측위 방식에 비해 우수한 무선측위 성능을 달성하는 것을 확인할 수 있었다.
본 연구는 조도보정 블록수로에서의 체적밀집도를 정의하고, 평균유속(V)과 수리반경(R)의 곱인 VR, 블록 Reynolds수($Re^*$), 항력계수($\acute{C}_D$) 및 바닥전단특성의 바닥조도계수($n_b$)를 분석하여 조도계수(n)를 산정하였다. VR과 블록Reynolds수가 증가함에 따라 조도계수가 감소하여 일정함에 수렴하는 경험적인 양상을 확인하였다. 블록Reynolds수의 증가에 따라 항력계수는 감소하여 일정한 값에 수렴하는 것으로 나타났다. 블록Reynolds수가 큰 난류구간에서는 항력계수는 밀집도로 정의한 조도블록의 형상에 지배적임을 볼 수 있다. 정확한 조도계수의 산정을 위해서는 블록Reynolds수와 체적밀집도에 의한 상관식의 개발이 요구된다. n-VR, $\acute{C}_D-Re^*$, $n_b-\acute{C}_D$상관에 대한 관계곡선식을 제시하였다. 조도계수를 산정할 수 있는 블록Reynolds수와 체적밀집도와의 상관관계식을 제시하였다. 실험결과를 토대로 블록Reynolds수와 체적밀집도에 의한 조도 계수 산정식을 이용한 HEC-RAS의 수리특성 분석결과는 실험결과와 잘 일치함을 보여주어 산정한 조도계수 추정식의 적용성을 확인하였다.
The optimal joint maximum-likelihood sequence estima-for using an array of antennas is derived for synchronous direct sequence-code division multiple access (DS-CDMA) system. Each user employs a rate 1/n convolutional code for channel coding for the additive white Gaussian noise (AWGN) channel. The array re-ceiver structure is composed of beamformers in the users' direc-tions followed by a bank of matched filters. The decoder is imple-mented using a Viterbi algorithm whose states depend on the num-ber of users and the constraint length of the convolutional code. The asymptotic array multiuser coding gain(AAMCG)is defined to encompass the asymptotic multiuser coding gain and the spatial information on users' locations in the system. We derive the upper and lower bounds of the AAMCG. As an example, the upper and lower bounds of AAMCG are obtained for the two user case where each user employes the maximum free distance convolutional code with rate 1/2. The enar-far resistance property is also investigated considering the number of antenna elements and user separations in the space.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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