본 논문에서는 m-분포 페이딩과 라이시안 페이딩 채널에서 최대비 합성 다이버시티 기법을 사용하여 수신한 4PSK와 8PSK 신호의 비트 오율 특성을 구하고자 한다. 라이시안 페이딩 모델은 m-분포 페이딩 모탤에 알맞는 값을 선택하여 페이딩 지수 (m). 직접파대 반사파 전력비 (K), 다이버시티 가지 수 (L), 그러고 비트에너지 대 잡음전력비 ($E_b/N_o$)를 함수로 하여 오율 특성을 구한다. 그 결과 MRC (Maximal Ratio Combining) 다이버시티 기법은 페이딩 영향을 경감하는데 효과적임을 알 수 있었으며, 페이딩의 심도가 갚을수록 다이버시티 이득은 커지며, 다이버시티 가지수가 많아질수록 이득은 점점 감소함을 알 수 있었다. 또한 페이딩이 약할수록, 다이벼 시티 가지수가 많을수록 m-분포와 라이시안 페이딩 환경에서 서로의 오율 성능이 보다 일치함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 지능형 교통망 시스템 서비스에 사용될 5.8GHz 대역에서 OFDM을 이용한 단거리 전용 통신 시스템의 성능 평가 및 분석하였다. DSRC 채널은 차량의 이동 속도가 최대 180km/h 로 빠른 속도를 가지며, 이로 인하여 핸드 오프가 발생하지 않을 경우, 다양한 정보를 제공하기에는 서비스 시간이 매우 짧다. 따라서, 교통정보와 다양한 멀티미디어 서비스 등을 하기 위해서 더 높은 전송속도가 요구되며, 현재 차세대 DSRC 시스템의 데이터 전송 속도는 10Mbps 이상으로 추진되고 있다. 본 논문에서는 라이시안 채널에서의 수신 신호를 컴퓨터 시뮬레이터를 이용하여 실험하였고, BCH 부호화 기법을 적용하여 시스템의 성능을 분석하였다.
신호 대 잡음비(SNR)가 낮을 때에는, 하이브리드 연쇄 부호화 시스템의 성능분석도구로 컴퓨터 시뮬레이션을 사용한다. 그러나, 과대한 시뮬레이션을 요구하는 높은 신호 대 잡음비 영역에서는 BER(비트오류확률)과 WER(위드오류확률)에대한 평균 상한계(average upper bound)가 사용된다. [1]에서, 평균 상한계를 얻기 위해서는 모든 구성코드의 WEF(weight enumerating functions)가 필요했다. 본고에서는 구성코드로써 RSC(Recursive Systematic Convolutional) 부호를 사용하고 이에 대한 해석을 위하여 WEF 대신에 유효자유거리(effective free distances)를 사용함으로써 하이브리드 연쇄 길쌈부호(Hybrid Concatenated Convolutional Codes)의 비트오류확률과 워드오류확률에 대한 상한계를 유도하고, AWGN(가산성 백색 가우시안 잡음)과 레일레이/라이시안 페이딩채널에 대한 비트오류확률과 워드오류확률을 분석한다.
본 논문에서는 라이시안(Rician) 감쇄가 존재하는 채널 환경에서 협대역 잡음이 더하여진 경우에 대역 여파기를 통과한 수신신호의 위상오류에 대한 확률 밀도 함수를 유도하고 0차 모먼트가 1이 됨을 보임으로써 확률밀도 함수로서의 타당성을 검증한다. 일반적으로 감쇄 환경에서 시스템의 오류 확률은 먼저 가산성 백색 가우시안 잡음(AWGN : Additive White Gaussian Noise)만이 존재할 때의 오류 확률을 구한 후, 그 결과 식을 해당 감쇄에 대한 확률 밀도 함수로 평균을 취하여 구한다. 하지만 본 논문에서는 감쇄 환경에서의 수신 신호에 대한 위상 오류식을 구한 다음, 그 식을 한번의 이중 적분을 취함으로써 오류 확률을 구하게 된다.
본 논문에서는 무선 홈네트워킹 시스템으로 대두되고 있는 Wireless LAN(802.11b), HomeRF, Bluetooth 성능을 간섭이 고려되지 않는 경우의 실내 무선 환경하에서 시스템의 변조 방식만을 비교 분석하였다. 무선 홈네트워킹 시스템의 채널 수 및 주파수 대역은 동일하며 실내 무선 환경을 라이시안 페이딩 환경으로 고려하였을 경우, 직접파 대 반사파 전력비(K)가 6[dB]인 라이시안 페이딩 환경하에서 오율 $10^{-3}$을 기준으로 비교하여 보면, DPSK 방식이 4FSK와 GFSK 보다 4[dB], DQPSK와는 11[dB] 그리고 2FSK 보다 28[dB] 정도 우수하였다. 또한 GFSK와 4FSK가 0.4[dB] 차이를 두고 일정하게 분포함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 STTC 부호의 BER 성능을 향상시키기 위하여 MHD 매핑법을 응용한 STTC 부호의 성능을 평가하였다. 유감스럽게도, STTC 부호의 트렐리스 구조는 일반적으로 TCM 부호나 MTCM 부호와 다르기 때문에 기존의 MHD 매핑을 그대로 적용할 수 없다. 따라서, STTC 부호에 MHD 매핑 개념을 응용하기 위해서는 간단한 수정작업이 필요하다. 수정작업의 핵심은 STTC 부호의 트렐리스 가지에 유클리드 거리합에 비례하는 해밍거리를 갖는 정보비트를 할당하는 것이다. 지금까지 조사한 바로는, STTC 부호에 MHD 매핑 개념을 응용하는 연구 결과가 발표된 적이 없었다. MHD 매핑을 응용한 STTC 부호의 성능을 평가하기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며, 일반적으로 많이 알려진 natural 매핑과 Gray 매핑의 성능을 빠른 레일리 페이딩 채널과 빠른 라이시안 페이딩 채널에서 비교하였다. MHD 매핑의 성능은 빠른 라이시안 페이딩 채널에서 natural 매핑이나 Gray 매핑보다 특히 성능이 우수하였다.
LTE (long-term evolution) Rel-10 시스템은 하향링크에서 1Gbits/s 상향링크에서 50Mbits/s 데이터 송선율을 목표로 하므로 넓은 대역폭을 사용할 뿐만 아니라 상향 및 하향탱크에서 선부호화 MIMO (multiple-input multiple-output) 기법을 적용해야 한다. 최근에는 스마트 중계기의 도입으로 협력통신을 통한 용량 개선이 가능해지면서 페이딩 채널에 LoS (line-of-sight) 성분을 고려하고 있다. 본 논문에서는 라이시안 페이딩 채널의 LoS 지표인 K-factor가 증가함에 따라 기존의 코드북보다 우수한 성능을 보이는 새로운 LTE 시스템용 코드북을 제안한다. 기존 LTE 코드북의 생성 원칙을 유지하면서 코드북의 코드워드 사이의 최소 chordal distance를 최대화하는 방법을 라이시안 채널에 적용한다. LTE 하향링크의 시스템 파라미터로 링크레벨 시뮬레이터를 제작하여 기존과 동일한 사이즈로 더 우수한 성능을 보임을 증명한다.
본 논문에서는 페이딩 디스퍼시브 채널에서 시간 및 주락수축상에서의 확산 현상을 고려하여 DS/SS DPSK 통신 시스템의 성능을 분석하었다. WSSUS 채널 모델을 이용하여 채널의 시간과 주파수축상의확산 현상의 정도를 각각 다중 경로 확산량과 도플러 확산량으로 표현하고, DS/SS DPSK 통신의 오율을 채널과 시스템의 파라메터에 대한 식으로 유도하였다. 또한, 계산을 보다 간단히 하기 위하여 주파수축 확산 현상에 대하여 근사적 계산 방법을 제시하고, 이 근사화식을 이용하여 레일리 및 라이시안 페이딩 채널에서 DS/SS DPSK통신 시스템의 오율 특성을 칩 수의 변화에 따라 비교분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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