본 논문은 수중 IoT 네트워크에서 센서의 전력 소비를 줄이고 네트워크의 처리량을 향상하는 수중 링크적응 방법을 제안한다. 링크 적응 방법의 하나인 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 기술은 SNR(Signal Noise Rate)과 BER(Bit Error Rate)의 강한 상관관계를 이용하지만, 수중에 바로 적용하는 것은 어렵다. 따라서 수중 환경에 적합한 머신러닝 기반의 AMC 기술을 제안한다. 제안하는 MCS(Modulation Coding and Scheme) 예측 모델은 수중 채널 환경에서 목표 BER 값을 달성하기 위한 통신 방법을 예측한다. 예측된 통신 방법을 실제 수중 무선 통신에서 적용하는 것은 현실적으로 어렵기 때문에 본 논문에서는 높은 정확도의 BER 예측 모델을 사용해 MCS 예측 모델의 성능을 확인한다. 결과적으로 제안하는 AMC 기술은 통신 성공 확률을 올림으로써 머신러닝의 적용 가능성을 확인시켰다.
APSK(Amplitude Phase Shift Keying) 계열의 디지털 변조 방식은 전송 심볼들이 성상도 상에서 원형으로 분포해 있는 구조적 특성을 갖고 있다. 이러한 구조로 인하여 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 계열의 변조 방식과 비교하여 평균 전력 대비 최대 전력의 크기를 감소시키는 효과를 얻을 수 있으며, 비선형 채널 환경에서 전송 시 성능 열화 정도를 감소시킬 수 있다. 이와 같은 장점으로, APSK 변조 방식은 최근 DVB-S2(Digital Video Broadcasting-Satellite, Version 2)를 포함하는 위성 통신 시스템에서 표준으로 채택되고 있다. 본 논문에서는 일정 크기 이상의 입력 전력 크기에 대해서는 출력 전력 크기가 포화되는 특성을 갖는 채널 모델을 사용하여, 16APSK 변조 방식 적용의 비트 오율 (BER; Bit Error Rate)의 상한 근사식을 유도하고 실제 실험 결과와 비교하여 정확성을 검증한다. 또한 유도식을 활용하여 비트 오율을 최소화시키는 입력 전력의 크기를 결정하였으며, 16APSK 내각원 반지름과 외각원 반지름 비율 및 비선형 채널의 포화 특성에 따른 성능 최적화 방안을 제시한다.
본 논문에서는 DFB 반도체 레이저의 직접 주파수변조 응답특성에 대한 새로운 전기적 회로모델을 제시하였다. 특히 본 논문에서는 캐리어농도의 변조효과뿐만 아니고 온도변조효과에 따른 DFB 반도체 레이저의 변조특성을 동시에 고려함으로써 DC에서 수 GHz의 변조주파수 범위에 이르는 주파수응답특성을 얻을 수 있었다. 온도변조효과에 의한 주파수응답특성은 레이저 다이오드의 구조로부터 회로모델링하여 기존의 실험치와 비교하였으며, 캐리어농도변조효과에 이한 회로모델링은 DFB 레이저의 율방정식(rate equations)을 선형화함으로써 소신호 회로모델을 구하고 이를 기존의 수치해석에 의해 제시된 결과치와 비교하여 전체적인 주파수응답특성이 잘 일치함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 대역폭 효율적 고속전송이 가능한 직렬 인쇄 시·공간 부호(Serially Concatenated Space-Time Code; SCSTC)를 제안하고 성능을 분석한다. 제안된 직렬 연쇄 시·공간 부호와 외부의 컨볼루셔널 부호를 인터리버를 사용하여 직렬로 연결한 구조이다. 제안된 부호는 시·공간 부호의 장점인 고속전송 특성을 유지하면서 단점으로 낮은 BER 성능을 향상시킨다. 제안된 시스템의 성능은 기존의 대역폭 효율적 트렐리스 부호 방식인 직렬 연쇄 트렐리스 부호 변조(Serially Concatenated Trellis Coded Modulation; SCTCM) 및 병렬 연쇄 트렐리스 부호 변조(Turbo-Trellis Coded Modulation; Turbo-TCM)와 비교하였으며 이에 비해 향상된 BER 성능을 얻었다.
Nguyen, Trang;Hong, Chang Hyun;Islam, Amirul;Le, Nam Tuan;Jang, Yeong Min
한국통신학회논문지
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제41권8호
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pp.843-850
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2016
This paper introduces a novel modulation scheme for vehicular communication in taking advantage of existing LED lights available on a car. Our proposed 2-Phase Shift Keying (2-PSK) is a spatial modulation approach in which a pair of LED light sources in a car (either rear LEDs or front LEDs) is used as a transmitter. A typical camera (i.e. low frame rate at no greater than 30fps) that either a global shutter camera or a rolling shutter camera can be used as a receiver. The modulation scheme is a part of our Image Sensor Communication proposal submitted to IEEE 802.15.7r1 (TG7r1) recently. Also, a neural network approach is applied to improve the performance of LEDs detection and decoding under the noisy situation. Later, some analysis and experiment results are presented to indicate the performance of our system
본 논문에서는 다중부호 신호(multi-code signal)를 정진폭으로 전송하는 정진폭 다중부호 이진직교 변조방식(constant-amplitude multicode-biorthogonal modulation)에서 사용될 수 있는 오류제어 부호를 제안한다. 격자부호를 사용하여 시스템의 비트 오율 성능을 높이는 방식이 정진폭 다중부호 이진직교 변조방식에 적합함을 보인다. 정진폭 다중부호 이진직교 변조방식에서는 정진폭을 유지하기 위해 세로축의 패리티 비트를 사용하여 신호를 부호화 하게 된다. 제안된 시스템에서는 정진폭을 유지하기 위해 사용되는 세로축의 패리티 비트에 추가적으로 부호화를 수행하여 가로축의 패리티 비트를 부가하되 격자구조가 되도록 하여 비트오율 성능의 개선을 최대화 한다. 제안된 시스템은 시스템 복잡도의 증가가 거의 없으며 복호기도 매우 간단하게 구현될 수 있다. 실험결과에 의하면 제안된 시스템은 격자구조를 사용하지 않은 시스템에 비해 현격한 성능의 개선이 있음을 알 수 있다.
본 논문은 slowly 레일리 페이딩에서 트렐리스 코디드(Trellis-Coded) MQAM (M ultiple Quadrature Amp plitude Modulation)을 적용한 적응화 모텔을 제안하였다. 이 제안한 적응화 모텔은 변형된 1/2 콘볼루션 부호 화기를 사용하여 부호율을 가변하였고 이에 대응하는 비터비 복호기를 사용하였다 채널상태에 따라서 부호율과 변조 레벨을 가변하여 데이타 전송율을 향상시켰다. 컴퓨터 모의 실험은 제안한 ATCMQAM(Adaptive Trellis-Coded MQAM)과 기존의 ATCMPSK(Adaptive Trellis-Coded MPSK) 모텔을 수행하였다. 이상적으로 인터리빙을 한 경우와 실제 레일리 페이딩 채널에서 인터리빙 크기를 가변한 경우에 대해서 모의실험하여서 각각의 성능과 데이타 출력율을 도시하였다. 결론적으로 MQAM을 사용한 경우가 MPSK와 비슷한 성능을 유지하면서 데이타 출력율을 SNR이 증가할수록 0.5-1 비 트 이상 향상시킬 수 있었다.
본 논문에서는 DPSK(Quadrature Phase Shift Keying), MQAM(M-ary quadrature Amplitude Modulation), OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)-MQAM, OFDM-DPSK 변조 방식에 대한 SER(Symbol Error Rate)을 위상 잡음에 대한 영향을 정량적으로 도출하였다. 시뮬레이션(MATLAB)을 이용하여 위상 잡음이 없는 이상적인 경우와 비교하였으며, 또한 상기 변조 방식에 대하여 심벌 레이트와 변조 대역폭간의 비에 따른 위상 잡음 영향을 분석하였고, 각 변조에서 요구되는 최소 위상 잡음 조건을 제시하고 도출하였다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제13권1호
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pp.1-6
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2015
In this study, we consider visible light communication in an indoor line-of-sight environment. It has been proved that among the multiple input multiple output (MIMO) techniques, spatial modulation (SM) performs better than repetition coding (RC) and spatial multiplexing (SMP). On the basis of a combination of SM and pulse amplitude modulation (PAM), here, we propose an enhanced SM algorithm to improve the bit error rate. Traditional SM activates only one light-emitting diode (LED) at one time, and the proposed enhanced SM activates two LEDs at one time and reduces the intensity levels of PAM by half. Under the condition of a highly correlated channel, power imbalance is used to improve the algorithm performance. The comparison between the two schemes is implemented at the same signal-to-noise ratio. The simulation results illustrate that the enhanced SM outperforms the traditional SM in both highly correlated and lowly correlated channels. Furthermore, the proposed enhanced SM scheme can increase the transmission rate in most cases.
Wei Liu;Xinxin Ma;Haoting Yan;Zhongnian Li;Shouyin Liu
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제17권11호
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pp.3204-3217
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2023
In this paper, the downlink of the multicast based spatial modulation systems is investigated. Specifically, physical layer multicasting is introduced to increase the number of access users and to improve the communication rate of the spatial modulation system in which only single radio frequency chain is activated in each transmission. To minimize the bit error rate (BER) of the multicast based spatial modulation system, a joint optimizing algorithm of antenna selection and multicast precoding is proposed. Firstly, the joint optimization is transformed into a mixed-integer non-linear program based on single-stage reformulation. Then, a novel iterative algorithm based on the idea of branch and bound is proposed to obtain the quasioptimal solution. Furthermore, in order to balance the performance and time complexity, a low-complexity deflation algorithm based on the successive convex approximation is proposed which can obtain a sub-optimal solution. Finally, numerical results are showed that the convergence of our proposed iterative algorithm is between 10 and 15 iterations and the signal-to-noise-ratio (SNR) of the iterative algorithm is 1-2dB lower than the exhaustive search based algorithm under the same BER accuracy conditions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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