KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제13권9호
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pp.4502-4517
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2019
Tone Injection (TI) scheme significantly reduces the peak-to-average power ratio (PAPR) of Multicarrier Modulation (MCM). However, the computational complexity of the TI scheme rises exponentially with the extra freedom constellation number. Therefore, a novel immune evolutionary mechanism-based TI scheme is proposed in this paper to reduce the computational complexity. By restraining undesirable degeneracy during the processing, this IEM scheme can dramatically increase the population fitness. Monte Carlo results show that proposed IEM-based TI scheme can achieve a significant PAPR and BER improvement with a low complexity.
Satya Chan;Gyuseong Jo;Sooyoung Kim;Daesub Oh;Bon-Jun Ku
ETRI Journal
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제44권6호
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pp.955-965
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2022
A low Earth orbit (LEO) satellite constellation could be used to provide network coverage for the entire globe. This study considers multi-beam frequency reuse in LEO satellite systems. In such a system, the channel is time-varying due to the fast movement of the satellite. This study proposes an efficient power and bandwidth allocation method that employs two linear machine learning algorithms and take channel conditions and traffic demand (TD) as input. With the aid of a simple linear system, the proposed scheme allows for the optimum allocation of resources under dynamic channel and TD conditions. Additionally, efficient projection schemes are added to the proposed method so that the provided capacity is best approximated to TD when TD exceeds the maximum allowable system capacity. The simulation results show that the proposed method outperforms existing methods.
본 논문에서는 WSN(Wireless Sensor Network)에서 복호 후 재전송(Decode-and-forward) 협력통신 방식에서 데이터 전송률이 1/2가 되는 것을 극복하여, 최대전송률이 되는 협력 프로토콜을 제안하였다. 기존의 협력프로토콜 시스템에서는 소스가 두 타임 슬롯 동안 두 데이터를 전송하게 되면 다이버시티 이득은 얻지 못하고, 다이버시티 이득을 얻기 위하여 타임 슬롯을 증가시키면 전송률이 낮아지게 된다. 본 논문의 알고리즘은 각각의 데이터를 직교주파수로 구분하고 좌표회전 기법을 이용하여 최대전송률과 다이버시티 이득을 동시에 얻을 수 있다. 또한, 센서노드와 릴레이의 거리에 따른 성능분석을 하였고 시스템의 성능에 영향을 끼치는 요소들을 컴퓨터 모의실험을 통하여 최적화 시켰다. 최적의 거리 d=0.2에서 BER이 10-2일 때 직접 전송일 경우보다 7dB까지 멀티 홉보다 5dB 정도의 네트워크 전력이 절약되는 것을 확인할 수 있다. 따라서 무선 센서네트워크의 전력을 감소시며 데이터 전송률을 증가시키는 시스템을 제안하였다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템을 포함한 다중 반송파 시스템에서 발생하는 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 감소시키기 위해 특정 톤 위치에 새로운 톤을 삽입하는 톤 삽입 기법은 성상도를 확장하여 최대 신호 전력을 감소시키는 기법이다. 이 기법은 추가적인 오버헤드 전송으로 인한 전송률 손실이 없다는 장점이 있는 반면, 최적의 PAPR 감소 성능을 얻기 위한 삽입 톤 결정을 위해 많은 탐색 연산량을 필요로 하는 단점이 존재한다. 본 논문에서는 기존의 톤 삽입 기법에 유전자 알고리즘을 적용하여 삽입 톤을 결정함으로써 탐색 연산량을 낮출 수 있는 새로운 유전자 알고리즘 기반의 톤 삽입 기법을 제안한다. 모의 실험을 통하여 제안한 유전자 알고리즘 기반의 톤 삽입 방법이 낮은 탐색 연산량으로도 기존 방법의 PAPR 성능에 근사할 수 있음을 확인하였다.
본 논문은 NM-MMA (Novel Mixed-Multi Modulus Algorithm) 알고리즘에서 고정 modulus 대신 adaptive modulus를 이용한 적응 등화 성능을 개선시킨 AM-NM-MMA (Adaptive Modulus-NM-MMA)에 관한 것이다. NM-MMA는 MMA의 정상 상태에서 적은 잔여량을 얻는 대신 수렴 속도가 느리며, SE-MMA는 수렴 속도가 빠르지만 잔여량이 증대되는 성능을 절충시키기 위해 등장하였다. 그러나 고정 modulus를 이용하므로 완전 등화 상태에서도 잔여량이 0이 되지 않아 등화 성능이 열화되므로 이를 개선하기 위하여 논문에서는 adaptive modulus를 적용하였으며, 이의 개선된 성능을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 이를 위하여 등화 성능 지수로 등화기 출력 성상도, 잔류 isi, MD, MSE 및 SER 성능을 적용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션의 결과 AM-NM-MMA는 NM-MMA보다 등화 출력 신호의 성상도, 잔류 isi, MD, MSE에서 수렴 속도와 잔여량에서는 우월하였으나, SER 성능에서는 열화됨을 확인하였다.
V-BLAST (Vertical Bell Labs Layered Space-Time) 시스템은 다중 안테나를 사용하는 시스템에서 각각의 레이어를 간섭 무효화 및 제거기법을 통하여 추정하기 때문에 간단한 복잡도에 비해 높은 전송률을 가능하게 한다. 본 논문에서는 신호 공간 다이버시티 기법을 적용시킨 V-BLAST 시스템을 제안하고자 한다. 신호 공간 다이버시티 기법의 큰 장점은 신호좌표를 회전시키고 인페이즈 (inphase) 와 쿼드러쳐 (quadrature) 성분을 섞어줌으로서 추가적인 대역폭이나 전송 파워의 상승 없이도 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 모의실험을 통해서, 본 논문에서 제안하는 시스템의 성능이 이상적인 시스템 성능에 비해 0.5dB로 근접함을 보여주고자 한다.
한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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pp.211-215
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2006
In this paper, design and applications of a generalized, versatile and customizable IF signal generator that can model the modernized GPS and Galileo signal is given. It generates IF sampled data that can be directly used by a software receiver. Entire constellation of satellites which is independent of satellite-user geometry is easily determined using a real or simulated ephemeris data. Since the IF center frequency, sampling frequency and quantization bit number are user location dependent parameters, their effects are also considered in IF signal generator. The generalized IF signal generator will be very well suited for the development phase of a software receiver due to its versatility. The full access to the sampling frequency, front-end filter definition and ADC parameters also offers a great opportunity for cost-effective analysis of tracking loops and error mitigation techniques at the receiver level. Interference sources can be easily added to the generator to simulate specific environments. This software IF signal generator can also be used to feed a multi-frequency multi-system software receiver for the prototyping of a combined GPS/Galileo receiver. The test result using the generated signals and a real software receiver shows the effectiveness of the implemented IF signal generator.
In this study, we design an optimized Graphics Processing Unit (GPU)-based GNSS signal processing technique with the goal of designing and implementing a GNSS Software Defined Receiver (SDR) that can operate in real time all-in-view mode under multi-constellation and multi-frequency signal environment. In the proposed structure the correlators of the existing GNSS SDR are processed by the GPU. We designed a memory structure and processing method that can minimize memory access bottlenecks and optimize the GPU memory resource distribution. The designed GNSS SDR can select and operate only the desired GNSS or desired satellite signals by user input. Also, parameters such as the number of quantization bits, sampling rate, and number of signal tracking arms can be selected. The computing capability of the designed GPU-based GNSS SDR was evaluated and it was confirmed that up to 2400 channels can be processed in real time. As a result, the GPU-based GNSS SDR has sufficient performance to operate in real-time all-in-view mode. In future studies, it will be used for more diverse GNSS signal processing and will be applied to multipath effect analysis using more tracking arms.
For decreasing intersymbol interference (ISI) due to band-limited channels in digitalcommunication, the uses of equalization techniques are necessary. Among the useful adaptive equalization techniques, because of their ease of implementation and nonlinear capabilites, the neural networks have been used as an alternative for effectively dealing with the channel distortion. In this paepr, a complex-valued multilayer percepron is proposed as a nonlinear adaptive equalizer. After the important properties that a suitable complex-valued activation function must possess are discussed, a new complex-valued activation function is developed for the proposed schemes to deal with M-ary QAM signals of any constellation sizes. It has been further proven that by the nonlinear transformation of the proposed function, the correlation coefficient between the real and imaginary parts of input data decreases when they are jointly Gaussian random variables. Lastly, the effectiveness of the proposed scheme is demonstrated by simulations. The proposed scheme provides, compared with the linear equalizer using the least mean squares (LMS) algorith, an interesting improvement concerning Bit Error Rate (BER) when channel distortions are nonlinear.
블라인드 형태의 새로운 LMS 알고리즘을 제안한다. 기존의 LMS 알고리즘의 스텝사이즈를 지수를 이용하여 가변시켜서 수렴속도가 향상되도록 한 두가지 방식을 보여준다. 본 제안방식은 디지털 신호의 Finite Constellation 특성을 이용하여 Projection 방식을 이용했다. 제안알고리즘의 성능을 증명하기 위해서, AWGN 채널과 다중경로 Rayleigh Fading 채널상황에서 시뮬레이션을 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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