직접 확산 부호 분할 다원 접속 (Direct Sequence Code Division Multiple Access : DS-CDMA) 시스템과 시분할 다원 접속 (Time Division Multiple Access : TDMA) 시스템을 동일 주파수 대역에서 중첩되어 전송할 때 DS-CDMA 신호에서의 TDMA 신호의 협대역 간섭이 문제된다. 본 논문에서는 DS-CDMA 신호의 협대역 간섭(narrowband interference : NI)를 제거하는 방법으로서 노치필터를 이용해서 협대역 간섭파 제거법을 제안하고, 간섭제거기(CCI canceller)를 이용해서 다중접속간섭을 제거하여 DS-CDMA 신호의 성능을 개선한다. 본 논문은 잡음, 다중접속 간섭 및 협대역 간섭환경에서 DS-CDMA 신호와 TDMA 신호의 주파수 공용 시스템에 적용할 때의 성능을 분석하였다.
직접 확산 부호 분할 다원 접속시스템과 시분할 다원 접속시스템을 동일 주파수 대역에서 중첩되어 전송할 때 DS-CDMA 신호에서의 TDMA 신호의 협대역 간섭이 문제된다. 본 논문에서는 DS-CDMA 신호의 협대역 간섭파를 제거하는 방법으로서 복소 다중 비율 필터 뱅크(Complex Multirate Filter Bank : CMFB)를 이용해서 협대역 간섭파 제거법을 제안하고, 간섭제거기(CCI canceller)를 이용해서 다중접속 간섭을 제거하여 DS-CDMA 신호의 성능을 개선한다. 본 논문은 AWGN, MAI 및 NI환경하에서 DS-CDMA 신호와 TDMA 신호의 주파수 공용 시스템에 적용할 때의 DS-CDMA신호의 특성에 대해서 해석하였다. 또 한, 복소 필터 뱅크와 간섭제거기를 직렬 연결한 노치필터를 채용하여 성능개선을 이룰 수 있었다.
코드 분할 다중 접속 기법은 주파수 선택적 페이딩에 강인할 뿐만 아니라 주파수 재사용 효율이 좋으므로 열악한 수중 환경에서의 유망한 매체 접속 제어 기법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 다이버시티 기법을 적용한 수중 코드 분할 다중 접속 기법의 순방향 및 역방향 링크 트랜스시버를 설계한다. 사용자 데이터는 월시 부호를 사용하여 다중화되며, 유사 잡음 부호 획득 과정을 통해 위상 오류 정정 및 유사 잡음 부호 역확산을 수행한다. 수중 음향 채널의 다중 경로 페이딩에 의한 트랜스시버 성능 감소를 최소화하기 위해 동일 이득 합성 및 최대비 합성의 다이버시티 기법을 적용한다. 다이버시티 기법으로 인한 트랜스시버의 성능 개선을 확인하기 위해 평균 수심 40 m의 문경시 경천호에서 두 개의 송신기와 두 개의 수신기를 활용하여 460 m 거리에서 저수지 실험을 수행하였으며, 결과적으로 순방향 및 역방향 링크 모두 사용자 데이터가 오류 없이 복원되었다.
직접확산 부호분할 다원접속(DS-CDMA) 시스템과 시분할 다원접속(TDMA) 시스템을 동일 주파수 대역에서 증첩하여 전송한 때 DS-CDMA 수선선호는 TDMA 선호에 의한 협대역 간섭이 문제된다. 따라서 본 논문에 서는 DS- COMA 수선선호의 협대역 간섭파(NI)를 제거하는 방법으로 복소 다중비율 필터뱅크(CMRFB)를 이용한 노치 펀터를 채용하여 AWGN, COMA 다중접속간섭 및 TDMA에 의한 Nl가 존재하는 육상 이동통신 채널에서 DS-COMA 선호의 성능과 공존 가능한 TOMA 채널 수를 분석하였고 노치 필터를 채용한 시스템에서가 거의 완벽하게 제거됨음 알 수 있었다.
최근 센서 네트워크에 대한 필요성이 증대되면서 센서 기술과 통신 기술 등 센서 네트워크의 기반기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, 센서 네트워크에서 센서 노드의 수명은 센서의 배터리 전력량에 비례하므로 보다 적은 전력으로 통신을 수행하는 기술들에 관심이 집중되고 있다. 이러한 저전력 통신 프로토콜 가운데 대표적인 것이 시간 분할 다중 접속(TDMA) 기반 MAC 프로토콜이다. 지정된 시간에만 센서 노드의 통신 상태를 정지(sleep)상태에서 유휴(idle)상태로 변경하여 통신을 수행하므로 전력 소비를 최소화시키는 기술이다. 그러나 이웃한 다른 센서들 간의 통신을 간섭하지 않기 위해 센서들은 통신시 서로 다른 주파수를 사용해야 한다. 이러한 제한 사항을 충족시키기 위해서는 센서 노드들이 다양한 주파수를 청취할 수 있어야 하며. 이는 센서 노드 생산시 제조단가의 증가와 직결되어 센서 네트워크의 상용화에 주요한 문제가 될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 시간 분할접속(TDMA) 기반 저전력 MAC 프로토콜에서 단일 주파수를 사용한 수 있도록 통신 시간(time slot)을 할당하는 알고리즘을 제안하고자 한다.
이 논문에서는 주파수 선택적 시변 채널환경에서 시분할 듀플렉싱(TDD) 기반의 적응 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템(OFDM)에 적합한 최적의 부대역-프레임 크기와 모드 변환점 결정 기법을 제안하고 이를 분석하였다. 목표 BER을 만족시키면서, 주파수 선택성과 사용자의 이동성과 모드 변환 정보에 의한 시그널링 오버헤드를 고려한 스펙트럼 효율을 최대화하는 관점에서 최적화된 모드 변환점 및 이에 따른 부대역과 프레임 크기를 구하는 방법을 제시하였다. 이를 위해 부대역-프레임 크기가 고정값으로 주어진 상황에서, 목표 BER을 만족하면서 스펙트럼 효율이 최대화되는 모드 변환점을 찾은 후에, 다음으로 여러 후보군 중에서 스펙트럼 효율을 최대화시키는 부대역-프레임 크기가 결정될 수 있도록 하였다. 모의 실험 결과를 통해서 제안한 방식이 스펙트럼 효율과 BER 관점에서 기존의 방식보다 성능이 뛰어남을 보여준다.
본고 에서는 802.16, 802.20 및 3G-LTE, WiMax, 그리고, WiBro와 같은 차세대 이동통신 시스템의 규격으로 고려되고 있는 직교 주파수 분할 다중 접속 방식 (orthogonal frequency division multiple access; OFDMA)의 물리 계층 성능을 검증한다. 대부분의 연구 결과가 순방향 성능 향상에 집중되어 있기에 상대적으로 미약한 역방향을 고려하며, 많은 연구 결과가 부호화를 고려하지 않은 것에 비해 본 연구에서는 LDPC (low-density parity check) 부호화를 고려한다. 역방향의 경우 다양한 사용자간의 시간 동기 오차, 그리고, FFT (fast Fourier transform) 시 주파수 동기 오차가 존재하므로, 이를 고려한 성능 열화를 살펴본다. 다양한 성능 열화 요인을 갖는 역방향 링크의 성능 향상을 위하여, 송수신 안테나 다이버시티에 의한 성능 향상을 살펴본다. 또한, 동일한 성능 열화 요인 하에서 코드 분할 다중 접속 방식 (code division multiple access; CDMA)과의 프레임 오율 (frame error rate; FER) 및 throughput 비교를 통해 역방향 OFDMA 시스템의 장점을 부각하며, 최종적으로 다양한 부호화율 및 안테나 조합을 고려한 역방향 OFDMA시스템의 최대 throughput 달성을 위한 요구 Eb/No를 제안한다.
본 논문에서는 순환천이변조 (CCSK: cyclic code shift keying) 시퀀스로 삼진 시퀀스를 적용하는 것을 제안하였다. 그리고 순환천이변조를 적용한 주파수도약대역확산/시분할다중접속 (FHSS/TDMA: frequency hopping spread spectrum/time division multiple access) 시스템에서 성능을 모의실험 하였다. 실험에서 무선 채널은 레일레이(Rayleigh) 페이딩 채널로 모델링하였다. 모의 실험 결과로부터 순환천이변조 시퀀스로 무작위 시퀀스를 사용한 시스템보다 삼진 시퀀스를 적용한 시스템이 더 높은 성능을 보이는 것이 증명되었다.
다중접속 통신 방식으로 시분할 방식(TDMA)및 주파수분할 방식(FDMA)등이 보편적으로 사용되어 왔다. 그러나 초소형 위성 지구국(VSAT)을 사용한 위성통신, LAN을 사용한 데이터 통신등에 알로하(ALOHA)프로토콜 및 캐리어 감지 다중접속(CSMA)프로토콜등이 새로운 방식으로 등장하게 되었다.이들 새로운 방식들은 신호의 충돌현상(Collision)으로 시스템의 효율(Throughput)을 저하시키기는 하나 버스티 트래픽(Bursty Traffic)인 패킷 통신망에 적합한 통신 접속 기법임이 입증되어 왔다.본 연구는 무선 패킷 통신 시스템에서 페이딩(Fading)현상에 기인한 신호점유 효과 (Capture Effect)에 대한 통계적 고찰을 랜덤 다중접속 통신 시스템의 관점에서 조사하였다. 신호 점유현상은 계통의 처리량을 증가시키고 통신 지연을 줄일 수 있는 효과를 가지고 있다. 일반적인 페이딩 모델에 대하여 정확한 신호 점유확율을 도출하였고 다양한 페이딩 파라미터의 변화에 따른 수치 결과를 제시하였다. 또한 최소자승핏팅(Least-squares Fitting)방법을 사용하여 신호 점유 확률을 자수함수 형태로 근사화함으로써 알로하 통신 채널의 가용 처리 한계를 도출할 수 있었다.
본 논문은 MF-TDMA(Multi-Frequency Time Division Multiple Access) 위성네트워크에서 가상할당기반 요구기반 다중접속 기법인 VADAMA(Virtual Allocation Demand Assigned Multiple Access) 기법에서 제어메시지 충돌로 인한 지연시간을 줄이는 방안을 제안한다. 위성 네트워크는 전통적으로 모든 네트워크 전송은 긴 지연시간이 제어메시지로 인해 발생하는 문제가 있었다. 본 연구에서는 가상할당 개념으로 지연시간을 줄인 VADAMA 기법에서 단말의 제어메시지 충돌로 인한 지연시간을 개선하기 위해, 모든 단말을 subnet으로 나눠 순서대로 제어메시지를 전송하도록 하는 VADAMA-PTR(VADAMA Periodic Transfer Request) 제안하였으며, 이를 기존의 DAMA 기법들과 지연시간과 데이터 처리율을 Matlab으로 성능분석하여 성능 향상이 있음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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