• 한국음향학회지
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• 제40권5호
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• pp.428-438
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• 2021

심해 장거리 통신에서는 전달 손실이 적은 낮은 반송 주파수가 효율적이지만, 좁은 대역폭을 가지는 제약이 따른다. 대역폭의 감소는 전송률의 감소를 의미하며, 제한된 대역폭을 가진 환경에서 전송률을 증가시키기 위해서는 고차 변조 기법으로 설계될 필요가 있다. 본 논문은 고차 변조 기법으로 설계된 장거리 수중음향통신 데이터 분석 결과를 제시한다. 2020년 10월 동해에서 예인 음원을 이용한 장거리 해상실험 (23 km ~)이 수행되었고, 수직 선 배열을 통해 데이터를 획득하였다. 본 연구팀은 위상 변조 방식이 적용된 Phase Shift Keying (PSK) 계열 신호와 위상 및 진폭 변조 방식이 적용된 Quadrature Amplitude Modulation (QAM) 계열의 신호를 송신하였으며, 구체적으로 각 계열별 두 종류의 신호를 설계하였다; 1) PSK : quadrature PSK and 8PSK, 2) QAM : 8QAM and 16QAM. 데이터 분석을 위해 수신 신호와 채널 임펄스 응답 사이의 상관성을 활용하여 심볼 간 간섭을 완화시키는 시역전 처리가 적용되었다. 23 km 거리 데이터에 대해 모든 변조 방식이 성공적으로 복조됨으로써 장거리 환경에서 고차 변조 기법의 활용 가능성을 실험적으로 확인하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.195-204
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• 2014

이 논문에서는 순환정상 프로세스의 고차 통계 특성을 바탕으로 2-FSK, 4-FSK, 8-FSK, MSK, BPSK, QPSK, 8-PSK, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM 등 10개의 기저대역 디지털 변조신호를 자동으로 인식하는 방법을 제안하였다. 변조신호의 고유한 성질을 나타내는 특징변수로는 1차 순환 모멘트와 고차 순환 큐뮬런트를 이용하였다. 제안한 변조인식기는 크게 두 단계로 구성되며, 첫 번째 단계에서는 1차 순환 모멘트가 나타내는 첨두치를 이용하여 M-FSK와 비FSK로 변조신호를 분류한다. 두 번째 단계에서는 비FSK를 분류하기 위해 고차 순환 큐뮬런트 값을 이용하는 Gaussian 혼합 모델 기반의 분류기를 적용하였다. 제안한 방법의 성능을 검증하기 위해서 모의실험을 실시하였다. 모의실험 결과 제안한 분류기는 주파수와 위상 옵셋이 존재하는 환경에서도 우수한 분류확률을 나타내었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권11C호
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• pp.682-693
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• 2011

EST (Energy Spreading Transfonn) 기반의 변조는 광대역 무선통신에서 주파수 선택적 fading을 방지하는 효과적인 기술이다. 이 기법은 liner decoder의 복잡도를 가지면서 ISI (Inter-Symbol Interference)-free MFB (Matched Filter Bound) 에 근접한 성능을 나타낸다. EST 기반의 변조는 원래 QPSK에 대해 제안되었다. 하지만, 다중 fading 채널의 capacity를 최대한 이용하기 위해서 higher-order의 변조방식이 필요하다. 본 논문에서는 QPSK 에 대해 제안되었던 기존 EST 기반 변조를 재검토하고, 이를 8 PSK와 16 QAM으로 확장하는 것을 논의한다. 확장한 시스템의 성능은 Proakis B 채널과 8-tap fa이ng 채널에서의 가상실험을 통해 검증되었다. 8 PSK로 확장한 EST기반의 시스템은 MFB에 매우 근접한 성능을 보여주었지만 16 QAM으로 확장한 EST기반의 시스템은 MFB와의 성능 차이를 보여주었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권7C호
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• pp.627-634
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• 2007

고효율 변조기법 (16 QAM or 64QAM)이 비선형 고전력 증폭기 (High-Power Amplifier; HPA)를 사용하는 통신시스템에 적용되었을 때 비선형 왜곡에 의해 성능저하가 발생할 수 있다. 이런 비선형 왜곡은 수신부에서 복잡도가 낮은 LMS 알고리즘을 적용한 적응적 비선형 Volterra 등화기를 사용하여 보상할 수 있지만, 매우 느린 수렴 속도를 가지는 단점이 있다. 본 논문에서는 수렴 속도를 향상시키기 위한 병렬 M대역 이산 웨이블릿 변환영역 LMS (Parallel M-band Discrete Wavelet Transform Least Mean Square) 알고리즘을 제안한다. 모의실험을 통하여 제안된 기법이 기존의 시간 영역 LMS 알고리즘과 변환 영역 LMS 알고리즘들에 비해 수렴 속도가 우수함을 보여준다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권6호
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• pp.2446-2462
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• 2016

In this paper, a frequency domain Expectation-Maximization (EM)-based channel estimation algorithm for Space Time Block Coded-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (STBC-OFDM) systems is investigated to support higher data rate applications in wireless communications. The computational complexity of the frequency domain EM-based channel estimation is increased when higher order constellations are used because of the ascending size of the search set space. Thus, a search set reduction algorithm is proposed to decrease the complexity without sacrificing the system performance. The performance results of the proposed algorithm is obtained in terms of Bit Error Rate (BER) and Mean Square Error (MSE) for 16QAM and 64QAM modulation schemes.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권6A호
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• pp.473-479
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• 2012

본 논문에서는 가우시안 2-군집 모델을 사용한 블라인드 등화 방법을 제안한다. 제안 방식에서는 M-QAM 수신 신호를 가우시안 분포하는 2-군집으로 모델링하여 계산 복잡성을 최소화하고 신호 추정의 신뢰도를 높였다. 여기에 가변 파라미터 비선형 추정기를 사용하여 송신 신호를 추정하고, 신호 추정 시 군집의 분산에 따라 축소신호점과 원신호점을 선택적으로 적용하여 신호 추정의 신뢰도를 더욱 개선하였다. 결과적으로 제안 방식은 등화기의 계산 복잡성을 단순화하면서 성능을 개선하였다. 모의실험을 통해 64-QAM의 고차 신호에 대한 블라인드 등화에서 제안 방식이 기존 방식에 비해 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권4호
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• pp.3-8
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• 2015

이 논문에서는 신호점 매칭 오차(constellation-matched error: CME)와 비 신호점 매칭 오차(non-constellation-matched error: non-CME)를 선형 결합한 오차 신호 기반의 블라인드 등화 알고리즘을 제안한다. 새로운 오차 신호는 초기 수렴을 달성하기 위한 non-CME 항과 출력 신호의 심볼간 간섭(intersymbol interference: ISI) 성능을 개선하기 위한 CME 항을 포함하도록 설계되었고, 결합 인자를 통해 두 오차 항을 제어한다. 오차 항을 제어하여 등화 단계에 적합한 오차 신호를 발생함으로써 기존 알고리즘에 비해 수렴 속도와 심볼간 간섭 제거 성능을 개선하였다. 다중경로 채널에 잡음을 부가한 조건하에서 이루어진 64-QAM과 256-QAM 신호에 대한 모의실험에서 제안 방법이 CMA와 CMA+DD 동시 등화에 비해 우수한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.17-22
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• 2016

고차 QAM 시스템에 대한 자기적응 등화에서 눈 모형이 완전히 닫힌 등화 초기에 적용하여 눈 모형을 빠르게 열뿐만 아니라 정상상태 오차 레벨을 크게 낮추는 새로운 SDD 알고리즘을 제안한다. 제안 방법은 M-QAM 응용에서, 관찰에 가장 인접한 두 심볼을 추정의 기반으로 함으로써 기존 SDD의 계산 복잡성을 최소화하고, QAM 차수에 무관하게 연판정을 크게 단순화하였다. 아울러 심볼 추정에 임계 함수에 비해 오판정 회피가 우수한 시그모이드 함수를 적용, 추정의 신뢰도를 높였다. 또한 등화기 갱신을 위한 오차 발생 시 임계 함수에 의한 심볼 판정 값을 오차에 가중하여 오차 변동 범위를 확장함으로써 제안한 자기적응 등화기의 초기화 성능을 개선하였다. 결과적으로 제안 방법은 기존 SDD의 계산 복잡성과 초기화 및 수렴 특성을 현저히 개선하였다. 부가 잡음이 존재하는 다중경로 채널 조건에서 64-QAM 및 256-QAM에 대한 모의실험을 통해 CMA와 제안한 2-SDD 및 가중된 2-SDD의 두 가지 형태의 성능을 비교하고 제안 방법의 유용성을 확인하였다.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권3호
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• pp.419-424
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• 2015

판정의거(decision-directed: DD) 등화는 수신 신호의 눈모형이 완전히 닫힌 채널 조건에서는 눈모형을 충분히 열지 못하여 블라인드 등화기를 초기화하는 데는 효과적이지 않은 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 기존 DD 알고리즘의 오차를 대체하는 새로운 오차를 제안한다. 새로운 DD 오차는 신호점 판정의 모듈러스를 기존 DD 오차에 스케일링한 것으로, 이를 적용한 새로운 DD 알고리즘은 기존 DD와는 달리 등화 초기의 닫힌 눈모형을 여는데 효과적이다. 새로운 오차를 적용한 DD 알고리즘은 블라인드 초기화에 널리 쓰이는 CMA에 비해 우수한 수렴 특성을 보이며, 특히 다중 모듈러스를 가지는 신호 등화에 유용하다. 고차 QAM 신호에 대한 모의실험을 통해 새로운 DD 알고리즘의 성능을 검증하였다.