무선채널환경에서의 하향 방향 링크 상에서 페이딩 효과에 효과적으로 대처하고 고품질의 수신신호를 위하여 시간, 주파수 및 공간 영역 상에서의 여러 형태의 독립적인 다이버시티를 임의로 발생하기 위한 방안이 연구 되어왔다. 특히 3GPP 지상시스템에서 사용되는 개방형 전송 다이버시티 기법중 하나인 STTD( Space-Time Transmit Diversity)는 시공간 블록코드를 기반으로 하고 있으며, 본 논문에서는 이를 IMT-2000용 위성시스템의 순방향링크에 적용하여 이에 대한 결과를 고찰한다. 위성시스템의 순방향채널은 위성의 앙각에 의하여 라이시안 팩터 성분이 결정되며, 다수의 가시 위성군을 통하여 다이버시티효과를 발생시킴으로써 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 현재까지 상세한 규격작업이 이루어지고 있지 않은 IMT-2000용 위성시스템 상에서 두개의 가시위성을 통한 STTD 적용시 우수한 수신성능을 확인하였다.
무선 ATM 시스템에서 효율적인 데이터 전송을 위해서는 우수한 오류 정정 부호가 필요하다. 본 논문에서는 오류 정정 부호로 RCPSCCC를 사용한 적응 하이브리드 ARQ 기법을 제안한다. 이 RCPSCCC의 부호율은 채널 환경과 데이터 종류에 따라 조절된다. 레일레이와 라이시안 페이딩 채널에서 BER(Bit Error Ratio)과 WER(Word Error Ratio)의 상한계(upper bound)를 outer 부호기의 inner 부호기의 유효 자유거리(effective free distances)만을 사용하여 유도한다. RCPSCCC를 적응 하이브리드 ARQ 프로토콜에 적용함으로서 효율적인 데이터 전송을 할 수 있다.
단일 주파수 방송 시스템에서 이레이저 현상이 생길 경우 기존의 공간 다중화 기법은 큰 성능 저하가 발생한다. 이에 본 논문에서는 라이시안 이레이저 페이딩 채널 환경에서 기존의 $2{\times}2$ 공간 다중화 기법에 직교 선부호기를 직렬 연접한 공간 다중화 기법의 성능을 분석하고, 수신 SER 성능을 최대화하는 선부호기 최적화를 수행한다. 전산 실험 결과, Rician 이레이저 페이딩 채널 환경에서 최적의 선부호화 공간 다중화 기법은 수신단에서 성상 모호성을 줄여 기존의 공간 다중화 기법에 비하여 우수한 성능 향상을 보였다.
모바일 통신 채널의 빠른 변화는 다중 반송파 변조의 성능에 많은 영향을 준다. 본 논문에서는 다중 반송파 CDMA 네트워크의 BER 성능을 분석하였고 등가 신호 대 전체 잡음 전력비를 라이시안 페이딩, 부분대역간섭 다중접속 사용자 간섭채널에서 유도하였다. MC-CDMA 시스템의 역방향 링크 등가 SNIR을 사용하여 MC-CDMA/BPSK 신호의 성능을 부분대역간섭의 점유율과 간섭 전력에 따라서 평가하였다. 그리고 다중반송파 멀티미디어 시스템의 QoS를 향상하기 위한 부분대역간섭의 영향을 종합적으로 연구하였다.
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 임펄스 잡음, 라이시안 페이딩, 그리고 동일채널간섭이 존재하는 블루투스 복합 피코넷에서 PER 성능과 패킷 처리율의 개선에 대하여 연구하였다. 특히, 블루투스 복합 피코넷에서 동일채널간섭의 영향을 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 결과로부터 복합 피코넷에 의한 동일채널간섭과 임펄스 잡음은 블루투스 복합 피코넷의 성능에 영향을 주며 SAW-ARQ 기법은 블루투스 패킷의 전송 성능을 개선하는데 효율적임을 알 수 있었다.
본 논문에서는 ADSL, VDSL, DVB-C 등의 통신 시스템에 적용되고 있고, 적응변조나 blind equalization에서 유용하게 사용될 수 있는 Cross QAM의 SNR 추정 성능에 대해 분석하였다. 우선 레일리 페이딩 채널에서의 Cross QAM의 심볼에러율을 분석하였다. 그리고, Cross QAM의 성좌점에 대한 판정영역 특성에 착안하여, 성좌 점별로 EVM 기반의 SNR 추정기법을 사용하는 것을 제안하고, 성좌점별로 SNR 추정성능이 다르게 나타남을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 시뮬레이션 결과로부터 Cross QAM에서 SNR 추정에 사용하는 성좌점을 선택적으로 사용하면, AWGN 채널이나 라이시안 페이딩 채널에서 추정성능을 개선할 수 있음을 확인하였다.
모바일 응용을 실현하는데 있어서 근거리 무선 통신과 네트워킹 기술의 중요성은 증가하고 있다. 예를 들어 지그비 기술은 베터리의 수명이 수개월에서 수년에 이르는 기기 사이의 저 가격과 저 전력 연결을 제공한다. 또한, 지그비는 블루투스에서 제공하는 네트워크 구성보다 큰 메쉬 네트워크를 구축할 수 있다. 지그비 규격의 주된 특징은 네트워크의 유연성, 저가격, 저전력 소모이며 고정, 휴대 및 모바일 기기사이의 Ad-hoc 네트워크에서 저속 데이터 전송이다. 홈 네트워크와 홈 자동화 분야는 간단한 네트워크의 예로써 지그비의 큰 시장중의 하나이다. 본 논문은 잡음과 간섭 그리고 라이시안 페이딩 환경에서 지그비 시스템과 DSSS-BPSK 신호의 성능을 분석하였고 근거리 무선 채널에서 간섭과 페이딩의 영향에 따른 성능 감쇠에 대하여 연구하였다. 특히, 라이시안 페이딩과 간섭 레벨에 따른 오율 특성을 BER 성능 그림을 통하여 나타내었다.
직접경로 신호성분이 존재하는 위성채널을 새도우드(shadowed) 라이시안 페이딩 채널로 모델링하였으며 다중경로 억제능력파 용량증가의 특성을 갖는 DS /CDMA에 대한 성능분석을 하였다. 성능에 중요한 영향을 주는 요인인 브랜치(branch)수, 다중사용자수, 확산코드길이 등의 변화에 따른 비트에러율에 의하여 성능평가하였다. 성능개선을 위한 방법으로는 선택 합성법의 다이버시티와 채널부호로 해밍 부호, BCH 부호와 길쌍부호를 적용하였다. 성능분석 겸과, 다중사용자수가 감소하고 다이버시티 합성 브랜치수가증가함에 따라, 그리고 칩주기가 일정할 때 확산코드 갈이가 증가함에 따라 성능이 개선되었다 다이버시티와 채널 부호화를 동시에 적용한 경우가 성능면에서 더 효과적이었고, 해밍 부호보다는 BCH 부호나 길쌍 부호를 적용한 성능이 우수하였다. 전반적으로 심한(heavy) 새도우잉의 경우 직접경로 신호성분이 아주 작아지기 때문에 약한(light) 경우나 중간 (average) 경우에 비하여 성능이 저조하였다.
본 논문에서는 3GPP에서 제안한 비동기 IMT-2000 시스템의 표준안을 기초로 시스템을 구성하고, 다중경로 페이딩에 의한 수신신호 지연으로 나타나는 자기 간섭을 제거한 DS-CDMA/QPSK 시스템의 성능을 분석하였다. 또한 자기 간섭 제거를 위해 새로운 레이크 수신기를 제안하고 레일리 페이딩 채널과 라이시안 페이딩 채널에서 시스템의 성능을 수치 해석하였다. 제안된 레이크 수신기는 일반적인 레이크 수신기보다 약 1 [dB]~6 [dB]의 수신 성능 개선 효과를 얻을 수 있었으며, IMT-2000성능 개선 방법으로 매우 효과적이고, 본 연구에서 얻어진 자료는 DS-CDMA 모뎀 설계에 유용할 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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