본 논문에서는 다중 경로 페이딩 채널에서 최대 다중 경로 지연폭이 한 비트 폭보다 큰 경우 발생할 수 있는 심볼간 간섭을 극복하기 위해 M-ary 신호 방식과 절환 신호 방식을 채용한 다중 경로 다이버시티 수신 noncoherent F나 ds / SSMA 통신 시스템의 평균 오율을 평가하였다. 시스템의 평균 오율은 가우스 근사법을 이용해 채널 파라메타와 PN 시퀀스의 길이와 같은 시스템 파라메타에 대한 식으로 표현하였고, 이러한 결과식을 이용해 M-ary FSK 시스템과 두 종류의 절환 수신기에 대한 FSK시스템의 평균 오율을 수치적으로 분석하였다.
본 논문에서는 다중경로 페이딩 (multipath fading) 채널 환경에서 직교 주파수 분할 다중 (orthogonal frequency division multiplexing: OFDM) 시스템을 위한 개선된 다중단계 (mu1ti-stage) 타이밍 옵셋 (timing offset) 추정기법을 제안한다. 제안한 기법은 기존의 다중단계 타이밍 옵셋 추정기법이 랜덤한 다중경로 채널 성분에 민감하다는 점을 개선하기 위해 상호 상관함수 샘플 표준편차를 이용한다. 모의실험 결과를 통해 제안한 기법이 기존 기법에 비해 우수한 정추정확률과 (correct estimation probability) 평균제곱오차 (mean square error: MSE) 성능을 가짐을 보인다.
바이너리 CDMA(B-CDMA) 기술은 CDMA 신호의 크기를 일정하게 유지시키는 새로운 변조 기법이다. 다중코드CDMA 신호를 일정한 레벨의 신호로 양자화한 후 변조함으로써 B-CDMA 기술은 CDMA 신호가 가지는 장점들을 유지하는 동시에 최대전력 대 평균전력의 비율을 감소시킨다. 본 논문에서는 확산인자가 현저히 작지 않은 가정 하에 B-CDMA시스템의 성능을 다중 경로 페이딩 환경에서 분석한다. 수학적 분석 결과는 컴퓨터 모의실험을 통하여 검증된다.
미래 개인 휴대통신에서는 고속의 데이터 서비스를 위하여 높은 대역폭 효율을 요 구하게 된다. 무선통신 서비스를 향상시키기 위하여 코딩기법, 변조기법, 다중화기법 등의 다양한 방법이 연구되고 있다. 이중에서 특히 변조기법은 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소가 된다. 본 논문에서는 PSK. OQPSK, π/4 DQPSK, MSK, GMSK의 다섯가지 변조기 법에대한 BER성능을 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션을 위한 다중경로 페이딩채널로서 3가지 서로 다른 채널을 적용하였다. 이때 시뮬레이션을 위하여 1.544Mbps의 전송속도와 1.9GHz 의 반성주파수 환경을 고려하였다. 또한 fractional 선형 등화기를 적용하여 변조방식에 따른 성능향상 정도를 비교하였다. 채널 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ에 대해 각각 30dB, 20dB, 10dB 정도에서 error floor현상이 발생했으며 π/4 DQPSKS가 가장 낮은 BER 특성을 보인 반면 QPSK는 가장 높은 BER을 나타냈다. 등화기를 적용했을 때는 GMSK의 성능향상이 가장 크게 나타 났다.
본 논문에서는 주파수 다중경로 페이딩과 Near/Gar 영향을 받는 Multi-Carrier CDMA 시스템의 성능을 분석하였다. 성능 분석을 위해 사용한 파라미터들을 Multi-Carrier의 수, 다중사용자의 수, RAKE 수신기의 가지수, 주파수 선택성 다중경로 페이딩의 감쇄지수, 그리고 CDMA 다중사용자의 분포와 세기이다. Multi-Carrier CDMA 시스템에서 Near/Far 영향을 분석하기 위하여 3가지 간섭 분포 모델을 설정하였다. 첫 번째 모델은 다중사용자가 간섭파 대 반송파 비인 I/C를 -4dB에서 4dB 사이에서 2 dB씩의 차이를 가지며 20%씩 균일하게 분포하는 경우이다. 두 번째 모델은 다중사용자가 I/C 비를-2dB에서 2dB 사이에서 2dB씩의 차이를 가지며 33.3%씩 균일하게 분포하는 경우이다. 그리고 세 번재 모델은 모든 다중사용자가 I/C가 0dB로 신호 전력과 간섭전력이 동일하게 분포하여 전력이 완전하게 제어된 경우이다. 그리고 본 논문에서는 주파수 선택성 다중경로 페이딩의 영향을 감소시키기위하여 RAKE 수신기를 채용한 Multi-Carrier CDMA 시스템을 제안하였다. 이 시스템에서는 제시한 3가지 간섭 분포 모델중에서 세 번째 모델(완전 전력제어가 된 경우)이 가장 좋은 성능을 나타내었고, 간섭파의 전력과 신호파의 전력차이가 적을수록 희망 신호에 영향을 주는 간섭 신호의 전력량이 적어서 Multi-Carrier CDMA 시스템의 성능이 향상됨을 알 수 있었다.
본 논문은 다중 경로 페이딩 채널의 전송 특성을 개선하기 위하여 고차 통계치를 이용한 적응 등화기의 설계 및 성능에 관한 것이다. 디지탈 무선 전송에서 발생하는 다중 경로 전파 현상은 수신 신호의 찌그러짐과 부호간 간섭의 원인이 된다. 이로 인하여 비트 오율의 증가와 수신기의 성능을 저하하는 주된 원인이 된다. 논문에서는 널리 사용되는 Bussgang, Godard 알고리즘의 CMA 알고리즘을 사용하는 대신 수신 신호의 고차 통계치를 이용한 등화 알고리즘을 이용하였다. 논문에서는 신호대 잡음비를 변화시키면서 이들 알고리즘의 성능 (잔류 부호간 간섭, 복원 성군도 및 연산량)을 제시하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 신호대 잡음비가 낮은 $10{\sim}20$ dB 범위에서는 고차 통계치를 이용한 등화 알고리즘이 CMA 보다 우월하였다. 실제의 통신 시스템에서 사용되는 신호대 잡음비가 $14{\sim}20$ dB 임을 고려할 때 고차 통계치를 이용하는 적응 등화기는 실제의 다중 경로 페이딩 환경에서 사용될 수 있다.
적응형 송신 빔 성형 방식에서 순방향 채널 정보의 전달은 시스템 성능을 결정하는 중요한 요소이다. 다양한 귀환 채널 정보의 오류에 따른 시스템의 성능 연구는 귀환 채널 설계 및 귀환 정보의 정확한 전달을 위한 전송 기술 연구를 위해 요구된다. 이 논문에서는 이동국의 수신 신호 대 간섭과 잡음비 (SINR)를 최대화하는 적응형 빔성형 방식을 적용한 CDMA 시스템을 구성하구 송신 안테나 수 및 귀환 지연에 따른 시스템 성능을 연구한다. 특히 채널의 공간 상관 및 시간 상관 특성에 따라 귀환 지연이 여러 개의 송신 안테나를 갖는 적응형 송신 빔 성형시스템의 성능에 미치는 영향을 주파수 비선택적 페이딩 채널 및 다중경로 페이딩 채널에서 모의 실험을 통해 연구한다. 모의 실험 결과는 시스템 성능이 각 안테나 신호가 겪는 페이딩 채널의 통계적 특성이 공간적으로 서로 독립적일 때 안테나 수가 증가할수록 귀환 지연에 더욱 크게 영향을 받는 것을 보여준다. 각 안테나 신호가 겪는 페이딩 채널의 공간 상관 특성이 매우 높을 경우, 다중 경로 페이딩 환경에서는 귀환 지연에 의한 성능 저하는 약 0.1dB 이하로 매우 적음을 보여준다.
축소 실험 모형올 이용하여 다중경로 페이딩의 공간분포 특성올 분석한다. 특히 페이딩의 주기 특성 분석을 위 해서 공간 푸리에변환을 통해 페이딩의 공간 주파수 성분을 찾아내는 방법올 이용한다.축소 실험 모형은 실제 환경에 비해 1/5배로 축소되었다. 따라서 실제의 전파모텔 분석에서 사용하는 주파수는 2 GHz이지만, 축소 설험 모형을 이용한 측정에서는 10 GHz를 사용한다. 그리고 페이딩의 정밀한 측정올 위 해서 안테나 자동이송 시스템을 제작하여 실험에 이용하였다. 축소 실험 모형에서의 측정 결과와 이에 대응하는 실제 전파환경에 대한 시융레이션 결과는 전계분포 곡선과 공간 주파수 밀도분포 곡선으로 나타내어 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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