Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제34권8호
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pp.1165-1171
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2010
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템은 단일 반송파를 사용해 정보를 전송하는 대신, 주파수의 직교성을 활용하여 정보 전송률이 낮은 다수의 부반송파로 나누어 전송하므로 주파수 사용 효율과 고속의 데이터 전송에서 우수한 특성을 가지는 기술이다. 그러나 OFDM 신호는 단일 반송파 전송방식에 비하여 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 증가하는 문제점이 있다. PAPR이 증가하면 RF 증폭기가 비선형적으로 동작하게 되어 효율이 감소하게 된다. 따라서 OFDM에서는 PAPR을 감쇄시키기 위하여 다양한 기법들이 사용되고 있다. 본 논문에서는 PTS(Partial Transfer Sequence) 기법의 단점인 많은 수의 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 로 인한 연산의 복잡도가 급격하게 증가하는 부분을 개선하기위해 기존의 PTS 기법을 개선하여 두 개의 임계 레벨을 가지는 PTS 기법을 제안하였다. PAPR 값을 비교 분석한 결과, 기존의 PTS 기법과 근사한 BER(Bit Error Rate) 특성을 유지하면서 연산량을 크게 개선시킬 수 있음을 확인 하였다.
최근 모바일 시스템은 하나의 단말로 다양한 서비스망에서의 운용을 위한 Multi-core 시스템 형태로 연구되고 있다. 따라서 하나의 단말로 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), MC-CDMA(Multi Carrier-Code Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), WiBro(Wireless Broadband)를 지원할 수 있는 모바일 시스템들이 출현할 것으로 예상된다. 다양한 서비스망을 지원하기 위한 모바일 시스템은 SoC(System one Chip) 기술과 더불어 하나의 칩셋으로 구현이 가능하며 그에 따른 모뎀 구조가 필요하다. 4세대 이동통신 서비스를 위한 시스템은 고속데이터 전송을 필요로 하므로 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식은 필수적으로 적용 되어야 한다. 그런데, OFDM 신호는 독립적으로 변조된 많은 부반송파들로 구성되므로 이들이 동 위상으로 더해질 때 신호의 진폭이 증가하여 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)문제가 발생한다. 본 논문에서는 4세대 이동통신 서비스를 위한 모뎀 구조를 제안하고 PAPR 문제를 해결하기 위한 PAPR 감소 기법을 제안한다.
Portier Fabrice;Raos Ivana;Silva Adao;Baudais Jean-Yves;Helard Jean-Francois;Gameiro Atilio;Zazo Santiago
Journal of Communications and Networks
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제7권2호
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pp.157-170
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2005
The combination of multiple antennas and multi-carrier code division multiple-access (MC-CDMA) is a strong candidate for the downlink of the next generation mobile communications. The study of such systems in scenarios that model real-life trans-missions is an additional step towards an optimized achievement. We consider a realistic MIMO channel with two or four transmit antennas and up to two receive antennas, and channel state information (CSI) mismatches. Depending on the mobile terminal (MT) class, its number of antennas or complexity allowed, different data-rates are proposed with turbo-coding and asymptotic spectral efficiencies from 1 to 4.5 bit/s/Hz, using three algorithms developed within the European IST-MATRICE project. These algorithms can be classified according to the degree of CSI at base-station (BS): i) Transmit space-frequency prefiltering based on constrained zero-forcing algorithm with complete CSI at BS; ii) transmit beamforming based on spatial correlation matrix estimation from partial CSI at BS; iii) orthogonal space-time block coding based on Alamouti scheme without CSI at BS. All presented schemes require a reasonable complexity at MT, and are compatible with a single-antenna receiver. A choice between these algorithms is proposed in order to significantly improve the performance of MC-CDMA and to cover the different environments considered for the next generation cellular systems. For beyond-3G, we propose prefiltering for indoor and pedestrian microcell environments, beamforming for suburban macrocells including high-speed train, and space-time coding for urban conditions with moderate to high speeds.
다수 개의 입력 신호에 직교 코드들을 곱하고 그 신호들의 합을 절삭하는 방법으로 신호 크기를 제한하여 일정 진폭을 유지하는 Binary CDMA를 TDMA 프래임 구조 위에 전송하는 혼합 다중 접속 방식(TD-BCDMA)을 제안하였다. 매 시간 슬롯 내에 다수 개의 채널이 코드 분할되어 Binary CDMA로 변조되어 TDMA와 동일한 신호 파형을 가지고 전송된다. TD-BCDMA는 TDMA가 가지는 장점을 그대로 가지며, 사용자 각각에게 할당하는 시간 슬롯과 코드의 개수를 조정하여 요구에 따라서 유연하게 데이터 전송률을 조정할 수 있다. 이 특성을 이용하여 Ad Hoc 통신망에 적용되는 예를 시범 보였다. 또한 이 혼합 다중 접속 방식에 적합한 동기 구조를 얻기 위하여 적용 가능한 두 가지 동기 구조 즉, TDMA에서와 같은 프리앰블 구조와 CDMA에서와 같은 동기 채널 구조에 대하여 Receiver Operating Characteristics 성능과 채널 환경에 따른 false alarm 확률과 false dismiss 확률을 비교 평가하여 프리앰블 구조가 혼합 다중 접속 방식에 더 실용적이고 적함한 동기 구조임을 입증하였다.
모든 노드에서 다중 안테나를 갖고 다중 릴레이가 존재하는 협동 통신망을 고려한다. 연판정 후 전송 기법을 적용하여 쌍 오류 확률을 구하고 이를 이용하여 심볼 오류 확률을 유도한다. 하지만 이러한 다중 릴레이 시스템 에서 간섭을 피하기 위해 일반적으로 전송률 측면에서 비효율적인 직교 채널의 사용이 요구된다. 이를 해결하기 위해 순시적인 신호 대 잡음의 비가 가장 큰 릴레이를 선택하도록 하는 선택 기법을 적용하고, 이 시스템에 대한 성능을 분석 한다. 또한, 릴레이의 개수가 증가할수록 모든 릴레이를 사용할 때보다 릴레이 선택 기법을 사용했을 때의 성능이 우수함을 보인다.
유럽형 지상파 디지털 방송 표준인 DVB-T 시스템에서는 OFDM방식을 사용하여 신호를 전송하며, 주파수 선택적 페이딩 환경과 충격 잡음 채널에서도 향상된 성능을 제공 할 수 있다. 그러나 이동성이 가정된 시변 채널에서는 도플러 확산의 영향 때문에 한 OFDM 심볼 안에 존재하는 부반송파 사이의 직교성의 파괴, 즉 inter-carrier interference(ICI)가 발생하여 심각한 성능 열화가 발생한다. 본 논문에서는 시간 및 주파수 축에서 채널의 특성과 ICI를 분석하고, OFDM시스템에서 구현이 간단한 LS 알고리즘과 이를 이용한 잡음 및 ICI 감쇄 기법을 사용한 LS 방식을 단말기의 속도에 따라 선택하여 사용하는 적응형 채널 추정 방식을 제안한다. 단말기의 속도를 추정하는 방법을 제안하여 COST207의 TU6 채널 모델을 적용한 시뮬레이션을 통하여 그 동작을 확인하였다. 또한 속도 추정을 위한 연산을 최소화한 알고리즘을 제안하여 하드웨어의 증가를 무시할 정도로 줄였다. 제안된 적응형 채널 추정 알고리즘은 속도가 약 70 km/h 이하인 경우에 잡음 및 ICI 감쇄기법을 위한 하드웨어를 동작시키지 않음으로서 전력의 소모가 현저하게 줄어든다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제6권2호
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pp.702-721
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2012
In the DVB-T2 system with a multiple-input single-output (MISO) transmission mode, Alamouti coded orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signals are transmitted simultaneously from two spatially separated transmitters in a single frequency network (SFN). In such systems, each transmit-receive link may have a distinct carrier frequency offset (CFO) due to the Doppler shift and/or frequency mismatch between the local oscillators. Thus, the received signal experiences dual CFOs. This not only causes dual phase errors in desired data but also introduces inter-carrier interference (ICI), which cannot be removed completely by simply performing a CFO compensation. To overcome this problem, this paper proposes an iterative detection with dual phase errors compensation technique. In addition, we propose a successive-iterative ICI cancellation technique. This technique successively eliminates ICI in the initial iteration by exploiting pre-detected data pairs. Then, in subsequent iterations, it performs a fine interference cancellation using a priori information, iteratively fed back from the channel decoder. In contrast to previous works, the proposed techniques do not require estimates of dual CFOs. Their performances are evaluated via a full DVB-T2 simulator. Simulation results show that the DVB-T2 receiver equipped with the proposed dual phase errors compensation and the successive-iterative ICI cancellation techniques achieves almost the same performance as ideal dual CFOs-free systems, even for large dual CFOs.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식은 무선채널에서 고속으로 데이터 전송을 하고자 할 경우 다중경로에 의해 발생하는 심각한 주파수 선택적 페이딩 채널에 쉽게 대처할 수 있는 장점이 있어 다양한 고속 무선 통신시스템의 전송방식으로 채택되었다. 본 논문에서는 최근에 제안된 선형 시ㆍ공간 블록 코드와 OFDM 시스템을 결합한 선형 STBC-OFDM 시스템과 STBC-OFDM 시스템을 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 채널 환경에서 성능 분석을 하였고 공간 다중화와 다이버시티 이득에 대한 성능을 연구하였다. 선형 시ㆍ공간 블록 코드는 송신 다이버시티와 총간 다중화를 위해 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 그에 따른 공간 다이버시티와 시간 다이버시티 효과를 얻을 수 있다. 또한 OFDM과 결합함으로써 주파수 다이버시티 효과도 얻을 수 있다. 제안된 방식의 성능이 우수함을 보이기 위하여 모의 실험을 통하여 그 결과를 STBC-OFDM과 비교 분석한다.
본 논문에서는 삼중 $TE_{01{\delta}}$ 모드를 가지는 세라믹 유전체 공진기와 새로운 결합 네트워크를 이용한 대역 통과 여파기를 제안한다. 원통형 유전체 공진기의 삼중 공진 모드를 이해하고, 모드 간 결합분석을 통해 900 MHz 대역의 대역 통과여파기의 설계를 보인다. 유전체 공진기의 높은 품질계수와 제어 가능한 3개의 전송 영점을 통해 우수한 삽입 손실과 감쇄 특성을 얻을 수 있으며 기존 단일 모드 유전체 공진기를 이용한 여파기와 비교하여 60 %의 소형화를 달성하였다. 제안된 대역 통과 여파기 및 설계방법은 회로 해석 및 3차원 모의실험과 측정을 통하여 설계목표와 비교 분석되어 그 타당성을 증명하였다.
본 논문에서는 다중 환경에서의 Wavelet Pulse를 이용한 TR-UWB 시스템의 성능에 대하여 DPSS 펄스와 2차 가우시안 펄스와 비교 분석하였다. TR-UWB 시스템은 데이터 신호와 레퍼런스 신호를 일정 시간 간격을 두고 같이 보낸다. 이때 두 개의 신호는 동일한 채널을 통과 하므로 수신기에서는 이 레퍼런스 신호를 템플릿으로 사용하여 채널 추정 없이 복조 할 수 있어 수신기의 복잡도를 낮출 수 있는 장점이 있다. 하지만 기존의 가우시안 신호기반의 TR-UWB 시스템은 다중 사용자 환경에서 사용자간의 간섭으로 인한 수신기 성능이 저하되는 단점이 있다. 이 단점을 극복하기 위해 DPSS(Discrete Prolate Shperoidal Sequence)를 이용한 사용자간의 간섭을 줄이는 방법이 있다. 본 논문에서 제안하는 기법은 다 해상도 기법을 이용하여 직교 하는 Wavelet 기저 함수를 생성하고 이 함수를 전송 펄스로 이용하여 사용자간의 간섭을 없애 다중 사용자 환경에서 비트 오율 성능이 향상된 시스템을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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