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장거리 해저 광통신시스템의 순방향에러정정 기술 연구 (A Study on Forward Error Correction of Long-Distance Submarine Optical Communication Systems)

  • 정재진;이영선;신현식
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제3권3호
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    • pp.170-176
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    • 2008
  • 인터넷의 발달로 인해 국제간 대용량의 광신호를 장거리 전송하기 위해서는 DWDM 시스템의 성능향상이 필수적으로 요구된다. 전송 용량을 높이기 위해서는 전송 속도를 높이거나, 채널수를 늘려야 하며 이런 요구 조건을 충족시키기 위하여 라인 코딩, 변조기술, 최적화된 광섬유, 광대역 광증폭 기술, 분산보상 기술, 순방향 에러정정기술 등이 적용되고 있다. 특히, 순방향 에러정정기술은 고속 대용량 트래픽을 장거리 전송하기 위한 혁신적인 기술로 각광 받고 있다. 본 논문에서는 순방향 에러정정기술의 세대별 발전 현황과 코딩이득을 분석하여 상용 시스템에 구현하는 방법을 제시하였다.

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이동통신 시스템의 Time Varying 채널 환경에서 채널 등화에 관한 연구 (A Study on Channel Equalization in Time Varying Channels for Mobile Communication System)

  • 박노진;김동옥
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.29-35
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    • 2006
  • 차세대 이동통신 시스템은 고속의 멀티미디어 데이터의 신뢰성있는 전송을 요구하고 다양한 전파환경에서 신뢰성 있는 음성, 데이터, 영상서비스 등의 다양한 서비스를 제공한다. 하지만 광대역 무선접속을 지원하는 다중접속기술은 CDMA(Direct Sequence Code Division Multiple Access) 시스템에서 시스템 성능을 저하시키는 심벌간 간섭(ISI) 혹은 다중접속간섭(MAI) 신호를 발생시킨다. 이러한 간섭 신호를 개선하기 위해 적응 블라인드 등화 방식을 사용하는데 적응 블라인드 등화 방식 중에서도 가장 많이 이용하는 Constant Modulus Algorithm(CMA)을 적절한 초기화 없이 사용하면 ill-convergence 현상이 나타난다. 본 논문에서는 채널의 효율을 높이기 위한 등화 방식으로 기존의 CMA 알고리듬을 이용한 새로운 블라인드 등화 방식을 제안하고, 이를 이동통신 시스템의 Time Varying Fading 채널환경에서 컴퓨터 모의실험 및 성능분석을 하였다. 따라서 Kalman 필터와 CMA를 결합한 새로운 등화기법은 자승 오차와 Eye-Pattern의 성능 비교를 통해 기존의 방법 보다 우수함을 확인할 수 있었다.

MIMO 시스템에서 반복 복호 알고리즘 기반의 계층적 시공간 부호화 방식 연구 (A Study on layered Space Time Trellis codes for MIMO system based on Iterative Decoding Algorithm)

  • 박태두;정지원
    • 한국항해항만학회지
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    • 제36권10호
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    • pp.845-849
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    • 2012
  • 차세대 무선통신에서는 다양한 서비스, 높은 신뢰도와 함께 빠른 전송속도를 요구한다. 이러한 요구를 만족시키기 위해서 시공간 격자부호와 터보 부호기를 결합시키는 계층적 시공간 부호기를 사용하였다. 계층적 시공간 부호기에서는 내부 부호와 외부 부호의 두 부호를 연속적으로 연접 시키는 방식이다. 내부 부호로는 DVB-RCS NG 시스템에서 표준으로 제안된 터보 Pi 부호를 사용하고, 외부 부호로는 Blum에 의해 제안된 시공간 격자 부호를 사용한다. 또한 효율적으로 두 부호기를 연접시키기 위하여 인터리버 기법을 사용한다. 그리고 기존의 복호 방법은 시공간 격자 부호와 터보 복호기 내부에서만 반복 복호를 하지만, 본 논문에서는 BCJR 복호기와 함께 전체 반복을 통하여 성능을 향상시키는 방안을 제시하고 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 본 논문에서 제시하는 효율적인 연접 방식을 이용하면 일반적인 연접 방식에 비하여 약 1.3~1.5dB의 성능이 향상되었다.

무선통신 시스템의 채널 환경에서 채널 등화에 관한 연구 (A Study on Channel Equalization in Channels for Wireless Communication System)

  • 김동옥
    • 정보통신설비학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.15-22
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    • 2007
  • 차세대 이동통신 시스템은 고속의 멀티미디어 데이터의 신뢰성있는 전송을 요구하고 다양한 전파환경에서 신뢰성 있는 음성, 데이터, 영상서비스 등의 다양한 서비스를 제공한다. 하지만 광대역 무선접속을 지원하는 다중접속기술은 CDMA(Direct Sequence Code Division Multiple Access) 시스템에서 시스템 성능을 저하시키는 심벌간 간섭(ISI) 혹은 다중접속간섭(MAI) 신호를 발생시킨다. 이러한 간섭 신호를 개선하기 위해 적응 블라인드 등화 방식을 사용하는데 적응 블라인드 등화 방식 중에서도 가장 많이 이용하는 Constant Modulus Algorithm(CMA)을 적절한 초기화 없이 사용하면 ill-convergence 현상이 나타난다. 본 논문에서는 채널의 효율을 높이기 위한 등화 방식으로 기존의 CMA 알고리듬을 이용한 새로운 블라인드 등화 방식을 제안하고, 이를 이동통신 시스템의 Time Varying Fading 채널환경에서 컴퓨터 모의실험 및 성능분석을 하였다. 따라서 Kalman 필터와 CMA를 결합한 새로운 등화 기법은 자승 오차와 Eye-Pattern의 성능 비교를 통해 기존의 방법 보다 우수함을 확인할 수 있었다.

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IS-95B 순방향 채널에서의 멀티코드 CDMA 시스템의 성능분석 (Performance Analysis of Multi-Code CDMA System over IS-95B Forward Channel)

  • 곽재민;최창호;이영교;오창헌;김언곤;조성준
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권5B호
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    • pp.879-888
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    • 2000
  • 본 논문에서는 데이터 서비스를 위해 멀티코드 방식을 채택한 IS-95 CDMA 시스템의 순방향 링크 성능를 이론분석과 시뮬레이션을 통해 얻어낸다. AWGN, 다중사용자간섭, 다중경로간섭, 그리고 다중경로 페이딩이 존재하는 채널을 고려하였으며, 다중경로 채널은 TDL(Tapped Delay Line) 모델을 적용하였다. 실제적인 성능분석을 위해 왈쉬코드와 M계열 PN 코드가 연접된 IS-95B CDMA 시스템의 성능을 분석하였다. 음성 활성화율, 음성/데이터 사용자의 요구 SNR, 멀티코드 수, 음성/데이터 사용자 수 등을 파라미터로 하여 Qos를 만족시키는 음성/데이터 서비스에 대한 BER 성능을 구하고 음성 사용자에 대한 최대 용량을 정량적으로 분석하였다. 결과에 의하면, IS-95B 순방향 시스템에서 음성 사용자의 최대 용량이 38명일 때 데이터 사용자가 1명인 경우와 4명인 경우에 멀티코드 수를 하나씩 감소시킴에 따라 음성 사용자의 용량은 각각 5.5%, 22.3%씩 증가하였다. 따라서, 채널 환경과 트래픽 특성에 따라 데이터 사용자에게 할당되는 멀티코드 수와 요구 QoS를 제어함으로써 IS-95B CDMA 시스템에서 수용할 수 있는 최대 사용자 수를 증대시킬 수 있다.

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Distributed Matching Algorithms for Spectrum Access: A Comparative Study and Further Enhancements

  • Ali, Bakhtiar;Zamir, Nida;Ng, Soon Xin;Butt, Muhammad Fasih Uddin
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권4호
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    • pp.1594-1617
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    • 2018
  • In this paper, we consider a spectrum access scenario which consists of two groups of users, namely Primary Users (PUs) and Secondary Users (SUs) in Cooperative Cognitive Radio Networks (CCRNs). SUs cooperatively relay PUs messages based on Amplify-and-Forward (AF) and Decode-and-Forward (DF) cooperative techniques, in exchange for accessing some of the spectrum for their secondary communications. From the literatures, we found that the Conventional Distributed Algorithm (CDA) and Pragmatic Distributed Algorithm (PDA) aim to maximize the PU sum-rate resulting in a lower sum-rate for the SU. In this contribution, we have investigated a suit of distributed matching algorithms. More specifically, we investigated SU-based CDA (CDA-SU) and SU-based PDA (PDA-SU) that maximize the SU sum-rate. We have also proposed the All User-based PDA (PDA-ALL), for maximizing the sum-rates of both PU and SU groups. A comparative study of CDA, PDA, CDA-SU, PDA-SU and PDA-ALL is conducted, and the strength of each scheme is highlighted. Different schemes may be suitable for different applications. All schemes are investigated under the idealistic scenario involving perfect coding and perfect modulation, as well as under practical scenario involving actual coding and actual modulation. Explicitly, our practical scenario considers the adaptive coded modulation based DF schemes for transmission flexibility and efficiency. More specifically, we have considered the Self-Concatenated Convolutional Code (SECCC), which exhibits low complexity, since it invokes only a single encoder and a single decoder. Furthermore, puncturing has been employed for enhancing the bandwidth efficiency of SECCC. As another enhancement, physical layer security has been applied to our system by introducing a unique Advanced Encryption Standard (AES) based puncturing to our SECCC scheme.

블록 LDPC 부호를 사용한 3D HDTV 전송 성능개선 방안 연구 (Performance of 3D HDTV Transmission with Block LDPC Codes)

  • 김민기;김동호
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제8권4호
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    • pp.21-25
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    • 2013
  • 최근 지상파 방송에서 듀얼스트림 방식을 사용한 HD급의 3D 방송서비스가 시작되어 많은 관심이 이어지고 있다. 2011년 12월에 듀얼스트림 방식의 지상파 3DTV 송수신 정합 표준이 제정되고, 2012년 10월 시범방송이 실시되는 등 국내 기술이 3D HDTV 서비스를 선도하고 있는 상황이다. 하지만, 안정적인 HD급의 지상파 방송에서 3D 방송서비스(이하 3D HDTV)를 제공하기 위해서는 보다 데이터 전송률을 높이는 전송이 필요하다. 본 논문에서는 Reed Solomon 부호와 블록 LDPC 부호를 사용하고 16QAM 변조를 사용하여 기존 방식과 비교하여 전송 용량을 증대할 수 있다는 사실을 확인하였다. AWGN 채널에서 모의 실험한 결과 기존의 ATSC 송수신 정합표준, 수정된 ATSC 전송방식[2]과 비교하여 각각 2.97dB, 1.12dB 가량의 SNR 이득이 있음을 확인하였고, 3D HDTV 서비스의 안정적인 서비스를 위해 요구되는 29Mbps의 데이터 전송률로 전송이 가능하여 기존시스템에 비해 약1.5배의 전송용량 증대가 가능한 것으로 확인되었다. 이로서 6MHz의 한정된 대역에서 HD급의 3D 방송서비스의 성능 개선이 가능할 것으로 예상된다.

W-CDMA 무선통신 채널에서 터보 부호를 적용한 OFDM 시스템의 성능 분석 (Performance of Turbo Coded OFDM Systems in W-CDMA Wireless Communication Channel)

  • 신명식;양해술
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.183-191
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    • 2010
  • 디지털 통신 시스템에서 오류 정정 부호화 방식으로 사용되는 터보 부호의 성능은 부호기에 내재되어 부호의 자유 거리 결정에 큰 영향을 미치는 인터리버의 크기와 터보 복호기의 반복 복호 알고리듬에 의한 것이다. 하지만 우수한 성능을 얻기 위해서는 일정 횟수 이상의 반복 복호가 필요하고 이 과정에서 많은 시간 지연이 요구된다. 최근에 터보 부호의 성능을 감소시키지 않으면서 반복 복호 횟수를 감소시키는 방법들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 기존의 반복복호 감소방식(stopping criteria) 중에서 ME(mean estimate)방식과 SDR(sign difference ratio)방식을 연접시킨 새로운 방식을 제안하고 두 방식의 상호보상을 통해 약 1~2회 정도의 반복복호 횟수를 감소시켜 성능 향상을 가질 수 있음을 확인하였다. 또한 선형으로 연결된 두 개의 복호기 모두에 이 방식을 적용시켜 보다 빠른 복호가 가능하도록 하였다. 시스템 환경은 MAI(multiple access interference)가 극심한 W-CDMA의 순방향 링크로 가정하였다.

Signed Local Directional Pattern을 이용한 강력한 얼굴 표정인식 (Robust Facial Expression Recognition Based on Signed Local Directional Pattern)

  • 류병용;김재면;안기옥;송기훈;채옥삼
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권6호
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    • pp.89-101
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    • 2014
  • 본 논문에서는 얼굴 표정인식을 위한 새로운 지역 미세 패턴 기술 방법인 Signed Local Directional Pattern(SLDP)을 제안한다. SLDP는 얼굴 영상의 텍스쳐 정보를 표현하기 위해 에지 정보를 이용한다. 이는 기존의 방법들에 비해 뛰어난 구별 성능과 효율적인 코드 생성을 가능하게 한다. SLDP는 마스크 범위 이웃 화소들을 이용하여 에지 반응 값을 계산하고 이들 중 부호를 고려하여 에지 반응 값이 큰 에지 방향 정보를 가지고 만들어진다. 이는 기존 LDP에서 구별하지 못하던 비슷한 에지구조에 밝기 값이 반대인 지역 패턴을 구별할 수 있다. 본 논문에서는 얼굴 표정인식을 위해 얼굴 영상을 여러 영역으로 분할하고 각 영역으로부터 SLDP코드의 분포를 계산한다. 각 분포는 얼굴의 지역적인 특징을 나타내고 이들 특징을 연결해서 얼굴 전체를 나타내는 얼굴 특징 벡터를 생성한다. 본 논문에서는 생성된 얼굴 특징 벡터와 SVM(Support Vector Machine)을 이용해서 Cohn-Kanade 데이터베이스와 JAFFE데이터베이스에서 얼굴 표정인식을 수행했다. SLDP는 표정인식에서 기존 방법들보다 뛰어난 결과를 보여주었다.

부분 대역 재밍 하에서의 가산성 백색 가우시안 잡음 채널에서 고차 변조의 저속 주파수 도약 대역 확산 시스템 (The Higher-Order-Modulated Slow-Frequency-Hopping Spread-Spectrum System over AWGN under Partial-Band Jamming)

  • 안형배;김찬기;노종선;박진수;송홍엽;한성우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제42권1호
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    • pp.14-24
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    • 2017
  • 본 논문은 부분 대역 재밍(partial-band jamming, PBJ)과 가산성 백색 가우시안 잡음(additive white Gaussian noise, AWGN)이 존재하는 채널에서 주파수 고효율 변조(higher order modulation, HOM)에 적용 가능한 평균 최소 잡음 전력 기반 소실 삽입 기법(erasure insertion method, EIM)을 제안한다. 제안한 기법을 적용한 저속 주파수 도약 대역 확산(slow-frequency-hopping spread-spectrum, SFH/SS) 통신 시스템을 설계하고, 이 시스템의 패킷오류율(packet error rate, PER) 계산식을 유도한다. 이를 바탕으로 주어진 시스템 사양에서 최적의 성능을 보이는 소실 삽입 판정의 잡음 임계값을 구하는 방법을 제시하고 설계한 16-QAM SFH/SS 시스템에서 이를 검증한다.