다중안테나 송수신을 활용하는 MIMO 시스템은 5세대 이동통신의 용량 증대를 위한 핵심 기술 중 하나이다. MIMO 관련 기술에 대한 적절한 성능 평가가 이루어지기 위해서는 공간 채널이 반영된 무선 채널 모델의 적용이 필요하며, 이에 적절한 채널 모델로서 3GPP에서 TR36.873 문서를 통해 제안한 3차원 공간채널모델(3-Dimensional Spatial Channel Model; 3D SCM)이 있다. 본 논문에서는 3D SCM 기반 채널 시뮬레이션 환경을 구현하고 검증하며, 이를 통해 확인되는 UMi 및 UMa 특성을 제시하고 비교한다. 또한, UMa 시나리오에 MIMO 전송 환경을 도입하여 안테나 배열 간격의 변화에 따른 안테나 원소 간의 채널 상관도를 살펴보고, 이에 따른 수율의 변화를 확인한다. 섹터 내 사용자를 무작위 균일 분포시켰을 경우에 대해 수평 및 수직 안테나 원소 간격 변화에 따른 채널 전력 상관도를 측정함으로써, SCM 환경 하에서 전송 성능을 결정하는 통계적 특성을 제시한다.
본 논문에서는 방사 기저함수 (RBF: Radial Basis Function) 신경망을 이용하여 특징 파라미터를 사상시켜 화자인식의 성능을 개선하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 동일한 화자의 유무선 전화의 백터 영역이 서로 다르므로 제안한 화자확인시스템은 유무선 학습모델을 생성하기 위해서 먼저 음성인식을 통해 유무선 채널을 판별하고, 학습하지 않은 채널의 모델은 방사 기저함수 신경망을 이용하여 학습된 모델의 특징 벡터 (LPC-켑스트럼)를 사상하는 방법이다. 모의 실험 결과 기존의 켑스트럼 평균 차감법을 사용할 때보다 제안한 알고리즘을 적용했을 때의 인식율이 약 0.6%∼10.5%의 성능 향상을 보여주었다.
Several studies have focused on multimedia transmission over wireless sensor networks (WSNs). In this paper, we propose a comprehensive and robust model to transmit images over cognitive radio WSNs (CRWSNs). We estimate the spectrum sensing frequency and evaluate its impact on the peak signal-to-noise ratio (PSNR). To enhance the PSNR, we attempt to maximize the number of pixels delivered to the receiver. To increase the probability of successful image transmission within the maximum allowed time, we minimize the average number of packets remaining in the send buffer. We use both single- and multi-channel transmissions by focusing on critical transmission events, namely hand-off (HO), No-HO, and timeout events. We deploy our advanced updating method, the dynamic parameter updating procedure, to guarantee the dynamic adaptation of model parameters to the events. In addition, we introduce our ranking method, named minimum remaining packet best channel selection, to enable us to rank and select the best channel to improve the system performance. Finally, we show the capability of our proposed image scrambling and filtering approach to achieve noticeable PSNR improvement.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제13권1호
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pp.237-253
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2019
For massive multiple-input multiple-output (MIMO) circumstances with time division duplex (TDD) protocol, pilot contamination becomes one of main system performance bottlenecks. This paper proposes an uplink pilot sequence assignment to alleviate this problem for spatially correlated massive MIMO circumstances. Firstly, a single-cell TDD massive MIMO model with multiple terminals in the cell is established. Then a spatial correlation between two channel response vectors is established by the large-scale fading variables and the angle of arrival (AOA) span with an infinite number of base station (BS) antennas. With this spatially correlated channel model, the expression for the achievable system capacity is derived. To optimize the achievable system capacity, a problem regarding uplink pilot assignment is proposed. In view of the exponential complexity of the exhaustive search approach, a pilot assignment algorithm corresponding to the distinct channel AOA intervals is proposed to approach the optimization solution. In addition, simulation results prove that the main pilot assignment algorithm in this paper can obtain a noticeable performance gain with limited BS antennas.
최근에 사용 편이성으로 인해 다양한 무선 이동 네트워크들이 널리 보급되면서, 무선 네트워크성능을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 무선 네트워크에서의 패킷 손실은 유선 네트워크의 혼잡이 아닌, 전파 오류로 인해 빈번히 발생되기 때문에, 시뮬레이션에서 무선 네트워크의 성능을 정확히 평가하기 위해서는 알맞은 무선 채널 모델을 채택해야 한다. 적합한 채널 모델은 사용 주파수 영역, 신호출력, 방해물 존재 유무, 평가하는 프로토콜의 비트 오류에 대한 민감성 둥 여러 가지 변수를 고려하여 선택해야 한다. 본 논문에서는 센서(Sensor) 채널의 고 전파 오류 특성을 분석하고, 센서 채널에 알맞은 채널 모델을 결정한다. 또한 센서 네트워크에서 수집한 비트 오류 데이타와 다양한 이론적 무선 채널 모델링 방식을 이용하여 링크계층 FEC(Forward Error Correction) 알고리즘과 TCP 성능 변화를 평가한다. 10일간의 센서 채널 트레이스와의 비교 분석에 의하면, CM(Chaotic Map) 모델은 센서 채널의 BER 편차와 PER(Packet Error Rate) 같을 각각 3배와 10배 이내의 오차 범위에서, 다른 모델은 수십 배 이상 오차범위에서 예측한다. FEC 알고리즘과 세가지 TCP (Tahoe, Reno, 그리고 Vegas) 시뮬레이션 실험에서도 CM 모델은 트레이스와 유사한 성능 변화를, 다른 모델은 최대 10배 이상의 오차를 보인다.
We characterize multipath fading channel dynamics at the packet level and analyze the corresponding data queueing performance in various environments. We identify the similarity between wire-line queueing analysis and wireless network per-formance analysis. The second order channel statistics, i.e. channel power spectrum, is fecund to play an important role in the modeling of multipath fading channels. However, it is identified that the first order statistics, i.e. channel CDF also has significant impact on queueing performance. We use a special Markov chain, so-called CMPP, throughout this paper.
본 논문에서는 다양한 이동통신 서비스의 원활한 데이터 전송을 위한 적정 채널 용량의 산정 방법을 제시한다. 서비스 유형별 패킷 전송에 대한 허용 지연시간 기준을 모두 충족하기 위해서는 적정한 채널용량이 확보되어야 한다. 이러한 채널 산정 과정을 분석하기 위해 디지털 통신시스템의 이산시간 운영특성과 패킷 기반 트래픽의 집단 발생 상황을 $Geo^x$/G/1 비선점형 우선순위 대기행렬로 모델링하였다. 휴리스틱한 평균 대기시간 분석 방법을 이용하여 다양한 전송 우선순위를 갖는 서비스 유형별 평균 대기시간을 도출하였다. 이를 이용하여 무선 서비스 지연에 관한 품질 척도(QoS)를 충족시키는 적정 채널 용량의 산정 과정을 제시하였다. 본 연구 결과인 적정 채널 용량 산정 방법은 이동통신 데이터 서비스의 품질 만족도를 높이고 네트워크의 경제적 운용에 도움이 될 것으로 기대한다.
Detecting intrusion attacks accurately and rapidly in wireless networks is one of the most challenging security problems. Intrusion attacks of various types can be detected by the change in traffic flow that they induce. Wireless industrial networks based on the wireless networks for industrial automation-process automation (WIA-PA) standard use a superframe to schedule network communications. We propose an intrusion detection system for WIA-PA networks. After modeling and analyzing traffic flow data by time-sequence techniques, we propose a data traffic prediction model based on autoregressive moving average (ARMA) using the time series data. The model can quickly and precisely predict network traffic. We initialized the model with data traffic measurements taken by a 16-channel analyzer. Test results show that our scheme can effectively detect intrusion attacks, improve the overall network performance, and prolong the network lifetime.
Journal of information and communication convergence engineering
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제2권4호
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pp.214-218
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2004
In this paper, we have analyzed TCP performance over wireless correlated fading links with and without Snoop protocol. For a given value of the packet error rate, TCP performance without Snoop protocol is degraded as the fading is getting fast (i.e. the user moves fast). When Snoop protocol is introduced in the base station, TCP performance is enhanced in most wireless environments. Especially the performance enhancement derived from using Snoop protocol is large in fast fading channel. This is because packet errors become random and sporadic in fast fading channel and these random packet errors (mostly single packet errors) can be compensated efficiently by Snoop protocol's local packet retransmissions. But Snoop protocol can't give a large performance improvement in slow fading environments where long bursts of packet errors occur. Concerning to packet error rate, Snoop protocol results in the highest performance enhancement in the channel with mid-high values of packet error rate. This means Snoop protocol cannot fully fulfill its ability under too low or too high packet error rate environments.
Kosunalp, Selahattin;Mitchell, Paul Daniel;Grace, David;Clarke, Tim
ETRI Journal
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제38권5호
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pp.911-921
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2016
This paper presents the description, practical implementation, and stability analysis of a recently proposed, energy-efficient, medium access control protocol for wireless sensor networks, ALOHA-Q, which employs a reinforcement-learning framework as an intelligent transmission strategy. The channel performance is evaluated through a simulation and experiments conducted using a real-world test-bed. The stability of the system against possible changes in the environment and changing channel conditions is studied with a discussion on the resilience level of the system. A Markov model is derived to represent the system behavior and estimate the time in which the system loses its operation. A novel scheme is also proposed to protect the lifetime of the system when the environment and channel conditions do not sufficiently maintain the system operation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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