• Journal of Information Processing Systems
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• 제15권4호
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• pp.890-903
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• 2019

The single carrier frequency domain equalization (SC-FDE) technology is an important part of the broadband wireless access communication system, which can effectively combat the frequency selective fading in the wireless channel. In SC-FDE communication system, the accuracy of timing synchronization directly affects the performance of the SC-FDE system. In this paper, on the basis of Schmidl timing synchronization algorithm a timing synchronization algorithm suitable for FPGA (field programmable gate array) implementation is proposed. In the FPGA implementation of the timing synchronization algorithm, the sliding window accumulation, quantization processing and amplitude reduction techniques are adopted to reduce the complexity in the implementation of FPGA. The simulation results show that the algorithm can effectively realize the timing synchronization function under the condition of reducing computational complexity and hardware overhead.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권11호
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• pp.5513-5529
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• 2016

Doppler Effect is a prominent obstacle in vehicular networks, which dramatically increase the Bit-Error-Rate (BER). This problem is accompanied with the presence of the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) systems in which the Doppler shift interrupts the subcarriers orthogonality. Additionally, Inter-Symbol Interference (ISI) and high Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) are likely to occur which corrupt the received signal. In this paper, the single-carrier combined with the frequency domain equalizer (SC-FDE) is utilized as an alternative to the OFDM over the IEEE 802.11p uplink vehicular channels. The Minimum Mean Squared Error (MMSE) and Zero-Forcing (ZF) are employed in order to study the impact of these equalization techniques along with the SC-FDE on the propagation medium. In addition, we aim to enhance the BER, improve the transmitted signal quality and achieve ISI and PAPR mitigation. The proposed schemes are investigated and we found that the MMSE outperforms the ZF equalization under different Doppler shift effects and modulations.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권5호
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• pp.25-32
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• 2007

사용자 단말기는 크기상의 제약 때문에, 다중 송신 안테나를 이용한 공간 다이버시티를 얻는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 단일 반송파 변조 방식 기반의 사용자 단말이 낮은 하드웨어적인 복잡도를 유지하면서, 중계기의 도움을 받아 공간 다이버시티를 얻는 기법을 제안한다. 중계기는 사용자 단말로부터 받은 신호에 주파수 공간 블록 부호화를 수행하여 기지국으로 전송한다. 이때 주파수 공간 블록 부호화는 주파수 영역이 아닌 등가의 시간 영역에서의 신호 처리를 통해 낮은 계산 복잡도로 구현된다. 사용자 단말과 중계기로부터 신호를 수신한 기지국은 다중 경로 페이딩을 고려한 주파수 영역 등화를 수행한다. 제안된 기법은 기존의 시공간 부호화 기반의 중계 방식에 비해 고속 페이딩 채널에서 개선된 성능을 갖는데, 사용자 단말의 이동 속도를 고려한 시뮬레이션을 통해 이를 확인할 수 있었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.37-42
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• 2017

본 논문에서는 수중무선통신에서 다중경로에 의해 발생하는 심볼간 간섭을 제거하기 위한 방법으로, 단일반송파 전송방식에 주파수-시간 영역 등화 기법을 결합한 주파수영역 결정궤환 등화기법에 대한 성능을 평가한다. 수중채널 모델링은 벨홉모델을 이용하였으며, 모의실험을 통해, 제안한 기법이 심볼간 간섭에 의한 신호왜곡 문제에 효율적으로 대처할 수 있는 대처할 수 있는 전송방식임을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권10A호
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• pp.1034-1041
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• 2007

본 논문에서는 고속 무선 통신을 위한 IEEE 802.15.TG3a PHY proposal 중에서 MBOK DS-UWB (M-ary bi-orthogonal keying direct sequence UWB) 시스템의 수신기를 위한 개선된 방식의 FD MMSE (frequency domain minimum mean square error) equalizer 알고리즘을 제안한다. 기존 FD MMSE equalizer 알고리즘에서는 모든 전송 패킷에 CP (cyclic prefix)를 삽입해야 하므로 일반적인 SC (single carrier) 시스템에 적용할 경우 구조적인 제한이 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 CP를 사용하지 않는 FD MMSE equalizer 알고리즘을 제안하였으며, 보다 정확한 채널 추정 및 보상을 위하여 MAF (moving average filter) 및 moving FFT 기법을 사용하여 수신 성능의 안정성을 증대시킴으로써 실내 무선 채널 환경에 보다 적합하도록 설계하였다. IEEE 802.15.TG3a 무선 채널 모델 환경에서의 성능 평가를 수행하고 일반적인 FDE 및 TD (time domain) MMSE-RAKE 수신기와의 성능 비교를 통해, 제안한 FD MMSE equalizer 알고리즘의 우수성을 입증하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.139-146
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• 2018

수중음향통신은 자원 및 지질탐사, 무인잠수정을 이용한 수중탐지 등 산업, 과학, 군사 분야에 다양하게 이용될 수 있으며 최근 들어 미국을 비롯한 선진국을 중심으로 활발하게 연구되고 있다. 그러나 수중음향통신은 지상에서의 무선통신과 달리, 느린 음파 전달속도로 인한 전송대역의 제한과 다중경로에 의한 심볼간 간섭과 이로 인한 심각한 신호왜곡 등의 치명적인 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 이러한 문제점 중, 다중경로에 의한 심볼간 간섭을 제거하기 위한 방법으로 단일반송파 전송방식을 사용하는 주파수영역등화(FDE) 기법과 다중반송파 전송방식을 사용하는 직교주파수분할다중화 기법(OFDM)을 수중음향통신 채널에 적용하여 그 성능과 수중통신에서의 적용성 여부를 판단하였다. 이를 위해 모의된 수중채널을 바탕으로, SC-FDE와 OFDM 방식의 성능을 SER 관점에서 비교하였다. 수중채널은 벨홉모델을 이용하여 모의하였으며, 모의실험 결과, SC-FDE는 OFDM에 비해 $10^{-3}SER$ 기점을 기준으로 약 5dB 이상의 SNR 이득이 발생하였다. 모의실험 결과를 통해, SC-FDE가 수중 음향통신에 효율적으로 적용 가능한 시스템임을 보였다.

• 전기학회논문지P
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• 제63권1호
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• pp.29-33
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• 2014

This paper proposes an alternate time-switched space-frequency block coding transmission technique for single-carrier modulation with frequency domain equalization. There are two antennas in the transmitter but it still has only a baseband and RF and a switch that alternates between the antennas at every symbol timing. Alternating transmit symbols result in zeros which make maximal ratio receive combining possible in the receiver. Simulation results show that it has better performance than the traditional algorithm at the expense of one additional antenna.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권12호
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• pp.77-84
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• 2005

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 및 SC-CP(Single Carrier with Cyclic Prefix) 방식은 문선 분야에서 각기 각광받고 있으며, 두 방식 모두 주파수 영역에서 효율적인 등화를 수행할 수 있는 장점을 지니고 있다. 무선 채널의 도플러 쉬프트 현상이 수반되는 경우 등화기만으로 온전히 왜곡 보상이 여의치 않을 수 있으며, 이에 따라 위상에러 추적회로와 등화기를 연동시켜 성능 향상을 도모할 수 있다. 본 논문에서는 평균위상에러의 효과를 기술하였고, 결정지향 방식의 평균위상 에러 추적회로와 proportional 등화기를 연동한 성능을 설계하였다. 아울러 시뮬레이션 결과를 통해 시스템의 성능 저하를 최소화하면서 추적회로의 연산 부담을 줄일 수 있음을 제시하였다.

• ETRI Journal
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• 제40권4호
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• pp.537-545
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• 2018

In this paper, we present a comprehensive analytical study of the symbol error rate (SER) of single-carrier frequency-division multiple access (SC-FDMA) with zero-forcing frequency domain equalization (ZF-FDE) over a Rayleigh fading channel. SC-FDMA is considered as a potential waveform candidate for fifth-generation (5G) radio access networks (RANs). First, the $N_C$ fold convolution of the noise distribution of an orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) system is computed for each value of the signal-to-noise ratio (SNR) in order to determine the noise distribution of the SC-FDMA system. $N_C$ is the number of subcarriers assigned to a user or the size of the discrete Fourier transform (DFT) precoding. Here, we present a simple alternative method of calculating the SER by simplifying the $N_C$ fold convolution using time and amplitude scaling properties. The effects of the $N_C$ fold convolution and SNR over the computation of the SER of the SC-FDMA system has been separated out. As a result, the proposed approach only requires the computation of the $N_C$ fold convolution once, and it is used for different values of SNR to calculate the SER of SC-FDMA systems.