단말-대-단말(D2D) 통신기술은 차세대 셀룰러시스템의 핵심기술로 많은 관심을 받고 있다. 이는 D2D 통신을 이용하여 현재 모바일 시스템의 가장 큰 문제인 데이터 트래픽 폭증 문제를 해결할 수 있고 다양한 새로운 통신 서비스를 제공해 줄 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 D2D 통신의 핵심기술 중 하나인 주변단말 탐색방안(Neighbor discovery)에 대해서 제안하고 그 성능을 분석하고자 한다. 제안방안은 프록시미티 비콘 전송기반의 단말탐색방안으로써 기존의 방식과 달리 무선채널의 공간적 연관성을 이용하여 단말탐색 파일럿 전송자원을 할당하여 목표한 단말탐색성능에 따라서 적응적으로 탐색영역을 조절한다. 제안방안에서는 탐색영역 조절을 통해 기존의 방식에 비해 서 전력소모량을 줄일 수 있다. 또한 본 연구에서는 제안방안의 성능을 수학적으로 분석하였고 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 이를 검증하였다.
수중 센서 네트워크(UWSN: Underwater Wireless Sensor Networks)는 수중 센서 노드들의 에너지 자원의 제약이 심하고, 제한된 통신 대역폭과 다양한 전파지연 등의 환경적인 특성 때문에 효율적이고 안정적인 데이터전송 방법이 요구된다. 본 논문에서는 수중 센서 네트워크의 센서 노드들이 해양 바닥에 고정된 2차원 구조(2D: two-dimensional underwater wireless sensor network model)에서 이상적인 셀 크기의 육각 모자이크 구조를 이용한 향상된 하이브리드 전송 방법을 설명하고, 또한 센서 노드를 해양 바닥의 닻에 매달아 움직임이 가능한 3차원 구조(3D: three-dimensional underwater wireless sensor network model)에서 효과적인 데이터전송을 위한 에너지 효율적인 인식 및 통신범위를 확장하는 방법을 제안한다. 2D 및 3D 구조에서 제안된 방법들은 시뮬레이션 결과에 의해 기존의 전송 방법보다 높은 에너지 효율성을 가지는 것이 확인되었다.
본 논문에서는 근거리무선 통신용 RF 모듈을 구성하는 핵심 부품인 5.5GHz 대역의 발진기를 설계 제작하였다. NEC사의 잡음 특성이 우수한 HJ FET인 NE3210S01를 사용하여 위상잡음 특성을 개선하였고, 구현된 회로는 HP사의 회로 시뮬레이터인 ADS2002를 사용하여 설계 및 제작하였으며 발진기의 특성을 측정한 결과, 중심 주파수 5.5 GHz에서 출력전력이 10 dBm 그리고 2차 고조파 억압이 -31 dBc이며 중심 주파수 100 kHz offset에서 -98.83 dBc의 위상잡음 특성을 얻었다. 제작된 발진기는 근거리 무선 통신용 국부 발진기로 이용될 수 있다.
본 논문은 단말 간 직접 통신 (D2D: Device-to-Device) 시스템 환경에서 공간 재사용을 통한 성능 향상을 위해 그래프-컬러링 알고리즘을 기반으로 한 간섭 회피 자원 할당 방법을 제안한다. 다수의 D2D 페어가 하나의 D2D 통신 자원을 공유하는 경우, 인접한 D2D 페어로 인해 불가피한 간섭이 발생하게 되므로 간섭을 효율적으로 제어할 수 있는 자원 할당 방법이 필요하다. 따라서 우리는 D2D 페어가 기지국에 제공할 수 있는 피드백 양의 한계를 고려한 실용적인 피드백 정보 및 방법과 피드백 받은 정보를 활용한 그래프 설계 방법을 제안하고, 효과적인 간섭을 회피를 위한 그래프-컬러링 알고리즘을 도입한다. 시뮬레이션 결과를 통해, 본 논문에서 제안한 자원 할당 방법이 기존의 자원 할당 방법에 비해 D2D 시스템의 총 용량과 스펙트럼 효율 측면에서 성능 이득을 가져오는 것을 확인할 수 있으며 D2D 페어의 통신 불가 확률을 감소시킴을 확인할 수 있다.
본 논문에서는 5G 무선 네트워크 D2D 시스템에서 수행될 수 있는 두 가지 액세스 제어 메커니즘들을 비교해 보고 효과적인 액세스 제어 기법을 제안한다. 현재 5G D2D 시스템에서는 액세스 제어 기법이 표준 규격에 제정 되어 있지 않고 있으나, 두 가지 액세스 제어 기법들이 가능하다. 하나의 방식으로는 UE-to-Network Relay 기반의 액세스 제어 기법이고, 다른 하나의 방식으로는 Remote UE 기반의 액세스 제어 기법이다. 전자의 경우는 UE-to-Network Relay가 액세스 제어 검사를 수행하는 것이며, 후자의 경우는 Remote UE가 액세스 제어 검사를 직접 수행하는 방식이다. 실험 평가 결과, 본 논문에서는 5G 무선 네트워크 D2D 시스템에서 효율적인 액세스 제어 방안으로써 Remote UE 기반의 액세스 제어 기법을 최종 제안한다. Remote UE 기반의 액세스 제어 기법은 UE-to-Network Relay 기반의 액세스 제어 기법이 비하여, 신호 오버헤드를 최소화하고, 서로 액세스 제어 기능들이 다른 경우 보다 효율적인 액세스 제어 검사를 수행할 수 있다.
본 논문에서는 IEEE 802.11a 무선 LAN에 적합한 OFDM 시스템에 비터비 복호를 사용하는 길쌈 부호와 단일 탭의 LMS 등화기를 적용하여 실내 무선 채널 환경에서 시스템 성능을 시뮬레이션을 통해 분석한다. 실내 무선 채널은 라이시안 페이딩 모델링하고, 부채널변조 방식으로는 QPSK와 16QAM을 사용한다. 직접 파 대 간섭파 전력비 K=5 dB 인 라이시안 페이딩 채널에서 길쌈 부호 및 비터비 복호를 사용하는 경우, 경판정에서 QPSK는 8.6 dB, 16QAM 은 19.2dB, 연판정에서 QPSK는 5.3dB, 16QPSK는 5.3dB, 16QAM은 9.8dB에서 $10^{-4}$의 BER을 만족하였다. 또한 16QAM/OEFM 방식에 단일 탭의 LMS 등화기를 사용하면 길쌈 부호만을 사용한 경우보다 경판정 비터비 복호의 경우 8.6dB,연판정의 경우에는 2dB의 성능이 향상됨을 알 수 있었다.
본 논문에서는 2.4GHz 대역의 무선 환경에서 수 십 km 이상의 중장거리 통신이 가능하도록 다중 안테나를 활용한 빔 형성(Beam-forming) 방식 기반의 영상신호 전송 방식을 제안한다. 제안한 방식을 적용하여 3.6km 옥외 전송거리에서 $4{\times}5dBi$의 안테나 사용과 16dBm의 송신파워를 통해 -77dBm의 수신 전계 강도와 약 32Mbps의 데이터 전송속도가 달성됨을 확인한다. 또한, 20km 장거리 옥외 전송에서도 $4{\times}5dBi$ 무지향성 안테나를 사용하여 10~12Mbps의 전송률이 달성됨을 확인한다.
Saif, Abdu;Noordin, Kamarul Ariffin bin;Dimyati, Kaharudin;Shah, Nor Shahida Mohd;Al-Gumaei, Yousef Ali;Abdullah, Qazwan;Alezabi, Kamal Ali
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제15권7호
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pp.2631-2649
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2021
Device-to-Device (D2D) communication is one of the enabling technologies for 5G networks that support proximity-based service (ProSe) for wireless network communications. This paper proposes a power control algorithm based on the Nash equilibrium and game theory to eliminate the interference between the cellular user device and D2D links. This leadsto reliable connectivity with minimal power consumption in wireless communication. The power control in D2D is modeled as a non-cooperative game. Each device is allowed to independently select and transmit its power to maximize (or minimize) user utility. The aim is to guide user devices to converge with the Nash equilibrium by establishing connectivity with network resources. The proposed algorithm with pricing factors is used for power consumption and reduces overall interference of D2Ds communication. The proposed algorithm is evaluated in terms of the energy efficiency of the average power consumption, the number of D2D communication, and the number of iterations. Besides, the algorithm has a relatively fast convergence with the Nash Equilibrium rate. It guarantees that the user devices can achieve their required Quality of Service (QoS) by adjusting the residual cost coefficient and residual energy factor. Simulation results show that the power control shows a significant reduction in power consumption that has been achieved by approximately 20% compared with algorithms in [11].
Sterian, Corneliu Eugen D.;Wang, Cheng-Xiang;Johnsen, Ragnar;Patzold, Matthias
Journal of Communications and Networks
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제6권3호
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pp.258-268
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2004
We demonstrate rotationally invariant space-time (ST) trellis codes with a 4-D rectangular signal constellation for data transmission over fading channels using two transmit antennas. The rotational invariance is a good property to have that may alleviate the task of the carrier phase tracking circuit in the receiver. The transmitted data stream is segmented into eight bit blocks and quadrature amplitude modulated using a 256 point 4-D signal constellation whose 2-D constituent constellation is a 16 point square constellation doubly partitioned. The 4-D signal constellation is simply the Cartesian product of the 2-D signal constellation with it-self and has 32 subsets. The partition is performed on one side into four subsets A, B, C, and D with increased minimum-squared Euclidian distance, and on the other side into four rings, where each ring includes four points of equal energy. We propose both linear and nonlinear ST trellis codes and perform simulations using an appropriate multiple-input multiple-output (MIMO) channel model. The 4-D ST codes constructed here demonstrate about the same frame error rate (FER) performance as their 2-D counterparts, having however the added value of rotational invariance.
Balamurugan, N.B.;Sankaranarayanan, K.;Amutha, P.;John, M. Fathima
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제8권3호
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pp.221-226
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2008
A new two dimensional (2-D) analytical model for the Threshold Voltage on dual material surrounding gate (DMSG) MOSFETs is presented in this paper. The parabolic approximation technique is used to solve the 2-D Poisson equation with suitable boundary conditions. The simple and accurate analytical expression for the threshold voltage and sub-threshold swing is derived. It is seen that short channel effects (SCEs) in this structure is suppressed because of the perceivable step in the surface potential which screens the drain potential. We demonstrate that the proposed model exhibits significantly reduced SCEs, thus make it a more reliable device configuration for high speed wireless communication than the conventional single material surrounding gate (SMSG) MOSFETs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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