광대역 통신을 위한 대표적인 비동기 전송방식인 TR 방식은 동기식 레이크 수신기에 비하여 하드웨어 복잡도가 낮아서 주목을 받아왔다. 최근에는 TR 방식보다 효과적인 데이터 전송을 할 수 있는 BCM 방식이 효율적인 비동기 방식으로 인정받고 있다. BCM 방식의 수신기로는 CMSA 방식이 널리 사용되고 우수한 성능을 가진 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 프레임간 혹은 심볼간 간섭이 존재하는 환경에서, BCM으로 송신된 신호에 대하여 CMSA 방식보다 성능이 우수한 수신기를 제안한다. 제안하는 방식은 TR 방식에서와 같이 상관기를 이용한다. TR방식에서는 하나의 기준신호에 근거한 상관기를 사용하는 반면, 제안하는 방식은 BCM으로 전송된 신호를 복조하기 위하여 블록 코드를 이용한 블록 코드 상관기를 사용한다. 모의실험을 통하여, 제안하는 방식은 CMSA 방식보다 비트오율 측면에서 더 우수한 성능을 나타낸다. 특히, 채널모델 CM4 에서 BER = $10^{-3}$ 일 때, SNR 측면에서 5 dB 이득을 얻을 수 있었다.
이 논문에서는 DS/SS(Direct Sequence Spread/Spectrum) 시스템에서 초기동기(aquisition)를 위해, 정합 필터의 출력중 부정합된 최대 상관값을 임계값(threshold)으로 결정하는 TDMMC(Threshold Decision from the Maximum Mismatching Correlation value) 알고리듬을 제안한다. PN코드는 주기성과 정합됐을 때의 상관값이 정합되지 않을 때의 상관값보다 크다는 성질을 가지고 있다. 기존의 방식은 위의 2가지 성질 중에서 후자에 기반을 두고 있는 반면, TDMMC는 위의 성질 둘 모두에 기반을 두고 있다. TDMMC의 궁극적인 목적은 수신기에서 신호 검파확률를 1에 가깝게 하는데 있다(Pd$\longrightarrow$1). TDMMC는 임계값 블록(threshold block)을 이용하여 S/N이 변함에 따라 적절한 임계값을 설정할 수 있다. 시뮬레이션 결과, 비동기식 DS/SS-CSK 시스템에 적용된 TDMMC는 기존의 방식에 비해 성능이 향상됨을 보여준다.
Yong Moon Kwan-Ho;Choi Sungsoo;Oh Hui Myong;Kim Kwan-Ho;Lee Won Cheol;Shin Yoan
대한전자공학회:학술대회논문집
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대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
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pp.77-81
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2004
In this paper, we propose a analog front-end (AFE) for noncoherent On-Off Keying (OOK) Ultra Wide Band (UWB) system based on power detection. The proposed AFE are designed using 0.18 micron CMOS technology and verified by simulation using SPICE. The proposed AFE consist of Sample-and-Hold block, Analog-to-Digital converter, synchronizer, delayed clock generator and impulse generator. The time resolution of 1ns is obtained with 100MHz system clocks and the synchronized 10-bit digital outputs are delivered to the baseband. The impulse generator produces 1ns width pulse using digital CMOS gates. The simulation results show the feasibility of the proposed UWB AFE systems.
본 논문에서는 DBO-CSS를 위한 새로운 수신기 구조를 제안한다. DBO-CSS에서는 정보가 인접한 서브첩(sub-chirp)간의 차분 위상이 아니라 인접한 풀첩(full-chirp) 내의동일 위치에 있는 서브첩간의 차분위상에 실리게 된다. 따라서, DBO-CSS의 BER 성능 향상을 위해 일반적인 MSDD(multiple symbol differential detection) 알고리듬 등은 바로 적용할 수 없다. 본 논문에서는 부분적 MSD(multiple symbol detection)와 viterbi 알고리듬에 기반한 새로운 차분 검출 알고리듬을 제안한다. 실험결과, 제안하는 구조는 기존의 차분 검출 방식과 biorthogonal 복호기로 구성된 수신기에 비해 BER=10-5일 때 약 2.5dB의 SNR이 향상됨을 확인하였다.
본 논문은 CDMA 셀룰라 역방향 접속 시스템의 성능개선을 위하여 이중직교 신호에 대한 다중심볼 검파방식을 제안하고, 이에 대한 성능해석과 컴퓨터 모의실험을 수행한다. 이 방식은 기존의 심볼단위 비동기 검파대신 복잡도를 줄인 근사 MLSE에 의해 다중심볼로 구성된 복조 데이터와 채널을 동시에 예측한다. 이 방식은 또한 주어진 심볼의 워드수 M에 대해 관측하는 다중심볼 길이 N을 적절히 선택할 때 채널의 예측이 없이도 이상적인 동기검파 방식에 근접한 오류성능을 얻게 해준다. 특히 매우 의미 있는 사항은 이 방식을 CDMA 역방향 접속 시스템에 적용할 때 요구되는 평균 비트당 신호대 잡은 전력비 ${\gamma}_{b}$를 약 1.4dB정도 줄일 수 있어 38% 정도의 용량이 증가된다.
We investigate the stepwise parallel processing of the serial search which can success the co]1 search at low Ec/Io. The single path Rayleigh fading channel which is worst-case channel model is considered. The typical 3-step cell search is used. The probabilities of detection, miss and false alarm for each step are used in closed forms based on the statistics of CDMA noncoherent demodulator output. The optimal power allocation to each channel and The optimal number of post-detection integrations for each step is obtained. Also, the cumulative probability distribution of the average eel] search time for serial search methods are compared.
CDMA 역방향 링크에서 슬롯 모드로 전송되는 프리엠블을 탐색하기 위한 최대우도 동기획득 방식의 성능을 분석한다. CDMA 복조기 출력의 통계적 특성에 기초하여 신호검출 성능을 주파수 선택성 레일라이 페이딩 채널에서 다중 $H_1$ 셀의 경우에 대해 이론적으로 분석한다. 복조기 출력으로 구성되는 판정 변수의 확률밀도 함수를 수신신호의 페이딩 특성을 고려하여 단일 및 이중 안테나 시스템의 경우에 대해 유도하고 후치 적분의 수. 페이딩 율 및 안테나 다이버시티에 따른 효과를 고려하여 성능을 분석한다.
MultiCode-CDMA(MC-CDMA) 시스템은 채널수가 증가할수록 신호의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 증가하게 되어 증폭기의 비선형 특성에 의해 시스템 성능이 열화된다. MultiPhase Clipped MultiCode CDMA(MP-CDMA)[1] 시스템은 이러한 증폭기의 비선형 특성에 의한 시스템 성능 열화를 상쇄한다. 본 논문에서는 변조방식을 MPSK가 아닌 차동 부호화된 MPSK 방식을 사용했고 이렇게 변형된 시스템을 DMP-CDMA 시스템이라고 부를것이다. 차동 검출 방식을 적용한 DMP-CDMA 시스템은 위상 보정을 위한 모듈이 필요없고, 파일럿(pilot) 신호를 위한 추가적인 데이터 전송이 필요 없다는 장점을 가진다. 그러나 동기 검출을 사용한 시스템에 비해서 약 4.0dB의 성능열화를 보인다. 차동 검출 방식을 사용한 DMP-CDMA 시스템의 성능 열화를 보상하기 위해서 다중 심볼 차동 검출 방식을 적용한 결과 차동 검출 방식에 비해서 약 3.6dH의 성능 개선 효과를 보았다.
이 논문에서는 비동기 OOK 방식의 UWB 시스템에서 사용할 수 있는 아날로그 송수신단을 설계하였다. 설계한 송수신단은 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 구현 하였으며, SPICE 모의실험과 측정을 통하여 검증을 하였다. 제안된 송수신단은 병렬기, 아날로그-디지털 변환기, 클럭 생성기, 위상고정루프(PLL), 그리고 임펄스 생성기 등으로 이루어져 있다. 동작속도는 125MHz로 동작하는 아날로그-디지털 변환기 8개를 병렬로 연결하여 1Gbps의 속도를 얻으며, 8개의 병렬화된 출력을 얻는다. 이 출력은 D-F/F에 의해 동기화되고, 이 동기화된 출력들은 기저대역으로 전달된다. 임펄스 생성기는 CMOS 디지털 게이트로 이루어져 있으며, 약 1ns의 폭을 가지는 임펄스를 생성한다. 본 논문에서 제안된 송수신단의 모의실험 결과와 측정결과는 저전력 UWB 시스템의 구현이 가능하고, 병렬화를 택해서 높은 데이터 전송률을 얻을 수 있다는 가능성을 보여준다.
본 논문에서는 M-ary 직교 변조를 사용하는 직접 확산 코드 분할 다중 접속 (DS/CDMA: Direct Sequence/Code Division Multiple Access) 시스템을 위한 최대 근사 (Maximum Lkelihood : ML) 결정 궤환 채널 추정(Decision Feedback Channel Estimation : DFCE) 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 결정 궤환 정보로서 RAKE 수신기의 최대 결합 출력을 사용한다. 제안된 시스템으로부터 추정된 채널 값을 이용하면 파일럿의 삽입없이 RAKE 수신기에서 동기 검파 (coherent demodulation)를 할 수 있고, 동시에 최대 비 결합(Maximum Ration Combining : MRC) 기법을 사용할 수 있다. 그러나 제안된 DFCE 다중 사용자 환경에서 다중 사용자 간섭 (Multiple Access Interference: MAI)으로 인해 심각한 성능의 저하가 발생한다. 이런 문제를 해결하기 위해 다단 병렬 간섭 제거기(Multistage Parallel Interference Cancellation : PIC)를 제안된 시스템과 결합해 본다. 제안된 DFCE에서 추정된 정확한 채널 값은 동기식 검파뿐 아니라 PIC에서 다중 사용자 간섭 신호의 재 생성(regeneration)을 위해서도 쓰인다. 이럴 경우 PIC와 EFCF간에 서로 도움을 주는 이중 효과를 얻게 된다. 실험결과에 의하면 제안된 시스템은 기존의 비동기 검파(noncoherent demodulation) 방식에 비해 다단 PIC를 쓰지 않는 동기 검파의 경우 IE-02의 E$_{b}$/N$_{0}$에서 수용 가능한 사용자 수가 5명에서 약 10으로 2배 증가함을 확인할 수 있었으며, 다단 PIC를 사용한 동기 검파의 경우 약 30명으로 6배 정도가 증가함을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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