In this paper a low power Spreading Code Authentication (SCA) sequence with a BPSK(1) modulation at a frequency offset of +7.161 MHz is tested for authentication purposes, the Galileo E1OS is used as base signal. The tested signals comprise a Galileo constellation with 5 satellites including the Galileo OS Navigation Message Authentication (OSNMA) and a low power offset BPSK (OBPSK(7,1)) as SCA component. The signals are generated with the software based MuSNAT-Signal-Generator. The generated signals were transmitted Over-The-Air (OTA) using a Software-Defined-Radio (SDR) as pseudolite. With a real-environment-testbed the performance of the SCA in real channel conditions (fading and multipath) was tested. A new SCA evaluation scheme is proposed and was implemented. Under real channel conditions we derive experimental threshold values for the new SCA evaluation scheme which allow a robust authentication. A Security Code Estimation and Replay (SCER) spoofing attack was mimicked on the real-environment-testbed and analyzed with the SCA evaluation scheme. It was shown that the usage of an OBPSK is feasible as an authentication method and can be used in combination with the OSNMA to improve the authentication robustness against Security SCER attacks.
본 논문에서는 직교 주파수 분할 다중 접속/시 분할 다중화(OFDMA/TDD :OFDM-FDMA/ Time Division Duplexing) 시스템에서의 프리앰블 모델을 분석하고, AWGN과 ITU-R M.1225 Ped-B 및 Veh-A 채널 환경에서 OFDMA/TDD 시스템에 적용된 심볼 타이밍 및 반송파 주파수 오프셋 추정과 셀 탐색 성능을 모의 실험을 통하여 그에 따른 성능을 Detection Probability, False Alarm, Missing Probability, Mean Acqusition Time 및 (MSE) Mean Square Error 로 확인한다. 특히, 심볼 타이밍 오프셋 추정에서는 향상된 성능을 가지는 프리앰블 구조 및 알고리즘을 제안한 후, 기존의 프리앰블 구조와 그에 따른 성능을 비교 분석한다.
KIEE International Transactions on Power Engineering
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제5A권2호
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pp.138-143
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2005
During faults, the voltage and current signals available to the relay are affected by the decaying dc component and harmonics. In order to make appropriate and accurate decisions, most of the relaying algorithms require the fundamental frequency phasor information that is immune to decaying dc effect and harmonics. The conventional Fourier ph as or estimation algorithm is affected by the presence of decaying-exponential transients in the fault signal. This paper presents a modified Fourier algorithm, which effectively eliminates the decaying dc component and the harmonics present in the fault signal. The decaying dc parameters are estimated by means of an out-of-band filtering technique. The decaying dc offset and harmonics are removed by means of a simple computational procedure that involves the design of two sets of Orthogonal digital OFT filters tuned at different frequencies and by creating three off-line look-up tables. The technique was tested for different decay rates of the decaying dc component. It was also compared with the conventional mimic plus the full cycle OFT algorithm. The results indicate that the proposed technique has a faster convergence to the desired value compared to the conventional mimic plus OFT algorithms over a wide range of decay rates. In all cases, the convergence to the desired value was achieved within one cycle of the power system frequency.
본 논문에서는 제 3 세대 이동 통신인 WCDMA 기지국 모뎀의 실제 구현에 적합하도록 변형된 AFC(Automatic Frequency Control) 루프를 제안한다. 제안된 AFC 루프에는 구현상의 복잡도 감소를 위하여 기존의 CP-FDD(Cross Product Frequency Difference Detector) 알고리즘을 변형한 Normalized CP-FDD 알고리즘을 적용하였다. 제안된 Normalized CP-FDD는 입력 신호 진폭 변화에 민감한 기존 CP-FDD 출력 특성을 보완하며, FDD의 출력(S-curve)의 선형화 구간을 증가시킴으로써 안정적인 주파수 오차에 대한 추정을 가능하게 한다. WCDMA에서는 IS-95 시스템과 다르게 파일롯 심볼이 연속적으로 전송되지 않으므로, FDD 입력단에 이동 평균 필터(Moving Average Filter)를 도입하여 교차곱(Cross-product)의 수를 증가시킴으로써 잡음의 영향을 감소시키고 주파수 오차에 대한 추적 시간 성능과 안정성을 향상시켰다. 또한 다단 추적 모드를 적용함으로써 수신 신호의 주파수 오차의 크기에 대한 능동적인 보상이 가능하도록 하였으며, 루프 필터의 출력을 이용한 ROM table 도약 구조의 NCO(Numerical Controled Oscillator)를 적용하여 주파수 오차를 보상하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 WCDMA 기지국 모뎀 구현에서 성공적으로 적용되었다.
CORDIC (COordinate Rotation DIgital Computer) 은 간단한 하드웨어로 벡터의 위상으로의 변환이나 회전 등의 위상 연산을 할 수 있으므로 OFDM 수신 시스템에서의 주파수 동기부를 설계할 때 효과적으로 사용될 수 있다. 그러나 CORDIC 알고리듬에서 위상을 표현하는 방향 시퀀스 (direction sequence, DS) 가 선형적이지 않기 때문에 사용상의 많은 제약이 존재한다. 본 논문에서는 근사적 선형성을 지닌 LBDS (linearized binary direction sequence) 표현 방법을 제안하고, LBDS의 최대 위상오차에 대해 분석한다. 또한 DS로부터 LBDS로 변환하는 하드웨어와 그 역변환 하드웨어의 구조를 제안한다. LBDS를 채택하면 위상 추정, 주파수 오차 루프 필터링, 위상 보정 역회전 등 주파수 동기의 전 과정에 CORDIC과 일반적인 산술 연산기를 사용할 수 있다. T-DMB 복조기에 사용될 수 있는 22비트 LBDS에 대한 예도 기술된다.
수중음향통신은 다중경로로 인한 신호간의 간섭으로 성능이 열악하므로 채널 부호화의 적용은 필수적이다. 수중 통신에서 데이터를 전송하기 위한 패킷의 구조는 동기 획득을 위해 데이터 전송 전에 PN 시퀀스를 데이터의 헤드 부분에 첨가하여 전송한다. PN 시퀀스는 송 수신 간에 서로 알고 있는 데이터를 이용하여 동기를 획득하는 기능을 하고 있으므로 PN 시퀀스는 채널 부호화를 하지 않고 전송된다. 이러한 비부호화 된 PN 시퀀스는 대부분의 연구에서는 동기 획득을 위해 활용되지만 본 논문에서는 동기 획득 뿐 아니라 PN 시퀀스의 성능을 이용하여 데이터 필드의 성능 또한 예측할 수 있어 데이터 필드의 복호부에 정보를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 다중 경로 전달 환경인 수중음향통신에서 원활한 통신과 함께 수신 신호의 성능을 향상시키기 위하여 낮은 SNR에서도 우수한 성능을 보이는 컨볼루션 부호화 기법과 BCJR 복호 방식을 이용하여 다양한 부호화 율에서 비 부호화 된 PN 시퀀스의 오류율과 부호화 된 데이터 필드의 오류율의 상관관계를 시뮬레이션 및 실제 수중 실험을 통해 분석하여 효율적인 수신 구조를 제시하였다.
본 논문에서는 상호 협력 STBC-OFDM (Space Time Block Coded-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템을 위한 개선된 반복적 ICI (Inter Carrier Interference) 제거 기법을 제안한다. 상호 협력 STBC-OFDM 시스템에서는 각 경로마다 서로 다른 주파수 옵셋이 존재하게 되며, 이에 따라 각 경로의 주파수 옵셋의 추정이 완벽히 이루어진 경우에도 보상 과정의 문제로 인해 잔류 주파수 옵셋이 존재하기 때문에 ICI 제거 과정은 필수적이다. 기존의 반복적 ICI 제거 기법은 초기 추정 오류로 인한 성능 열화가 발생하는 단점이 존재하며 이러한 성능 열화는 주파수 옵셋의 크기가 클수록, 변조 차수가 높을수록 증가하게 된다. 따라서 본 논문에서는 초기 추정 및 간섭 제거 과정에서의 우선권을 부여함으로써 초기 추정의 정확도 향상을 통해 반복 연산 과정에서의 성능 향상을 얻을 수 있는 개선된 반복적 ICI 제거 기법을 제안한다. 제안된 반복적 ICI 제거 방식은 기존 방식과의 복잡도 비교 및 다양한 환경에서의 성능 평가를 통해 기존 방식과 유사한 복잡도를 가지면서도 우수한 성능을 얻을 수 있음을 입증하였다.
It is well known that an OFDM receiver is vulnerable to synchronization errors. Despite fine estimations used in the initial acquisition, there are still residual synchronization errors. Though these errors are very small, they severely degrade the bit error rate (BER) performance. In this paper, we propose a residual error elimination scheme for the digital OFDM baseband receiver aiming to improve the overall BER performance. Three improvements on existing schemes are made: a pilot-aided recursive algorithm for joint estimation of the residual carrier frequency and sampling time offsets; a delay-based timing error correction technique, which smoothly adjusts the incoming data stream without resampling disturbance; and a decision-directed channel gain update algorithm based on recursive least-squares criterion, which offers faster convergence and smaller error than the least-mean-squares algorithms. Simulation results show that the proposed scheme works well in the multipath channel, and its performance is close to that of an OFDM system with perfect synchronization parameters.
본 논문에서는 IEEE 802.113의 표준안에 정의된 OFDM (Orthogoanl Frequency Division Multiplexing) 기반의 무선 LAN 시스템의 수신기를 구현하였다. OFDM 방식은 데이터 전송시 다수의 직교 반송파를 사용하여 병렬전송을 하기 때문에 오류 정정 부호와 함께 사용할 때 고속 데이터 전송시에 나타나는 주파수 선택적 페이딩을 극복할 수 있다. 그러나 수신단에서 동기가 이루어지지 않는 경우 부반송파 사이에 직교성이 파괴되어 채널간 간섭이 발생하여 오류 성능이 크게 저하된다. 따라서 시스템의 동기를 이루기 위해 심볼을 구성하는 부반송파 사이의 위상관계를 이용하여 OFDM 신호의 주파수 옵셋을 추정하였으며 단일탭 등화기를 통하여 채널상의 잡음에 의한 오차를 개선하였다. 효율적인 하드웨어 구성을 위해 이들 블록을 Verilog HDL으로 모델링 하였으며 표준안의 벡터를 이용하여 기능 검증 및 성능 평가를 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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