본 논문에서는 신호 대 잡음비를 향상시키기 위해서 시간지연을 보상하는 제어 알고리즘을제안하고, 제안한 제어 알고리즘을 연속파 레이더 방정식에 적용하여 목표물의 정보를 추정한다. 제안한 제어 알고리즘은 신호 대 잡음비를 향상시키기 위해서 수신신호에 가중치를 곱하여 각 배열소자의 출력신호를 향상시킨다. 레이더는 공간상에 신호를 방사하고 불체로부터 반사된 신호를 수신하여 정보를 추출한다. 그러나 무선통신환경에서는 인공 및 자연구조물로 인해서 다중 경로현상이 발생되어 시호의 시간지연이 나타나게 된다. 시간지연은 간섭신호 및 신호왜곡 현상으로 시스템 성능이 저하되어 원하는 정보를 정확히 추정하기 어렵다. 본 연구에서는 등 간격 선형 배열 안테나를 사용하여 수신신호에 가중치로 지연신호를 보상함으로서 목표물의 추정 정보를 향상 시킬 수 있다. 모의실험으로 본 연구에서 제안한 제어 알고리즘과 지연시간이 보상되지 않은 방법에 대해서 성능을 비교 분석하였으며 본 연구에서 제안한 제어 알고리즘이 원하는 목표물 거리추정 정보가 향상되었음을 입증하였다.
본 논문에서는 MMSE 다중사용자 검파기의 성능을 AWGN채널 및 페이딩채널 하에서 신호대 잡음비와 다중 사용자에 따른 지수면에서 상용 검파기와 비교 분석한다. MMSE 다중사용자 검파기는 상용검파기에 비해 다중접속간섭에 강한 면을 보였고, 하드웨어 복잡도와 계산량이 많은 것이 단점으로 나타난다. 또한 동일한 주파수와 시간을 점유하는 DS/CDMA 시스템은 확신부호의 비직교성으로 인한 다중접속간섭 때문에 통화품질과 사용자 수에 따른 간섭이 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 적응형 MMSE 다중사용자 검파기를 제시하고, 시스템의 처리 이득에 대한 하드웨어 복잡도는 검파기 내의 탭수을 설정하여 간섭을 줄일 수 있다.
본 논문에서는 IMT(international mobile telecommunications)-2000 3GPP(3rd generation partnership project) 규격에 따른 전송률이 서로 다른 다수의 사용자 신호들을 효과적으로 처리할 수 있는 간단한 병렬형 간섭제거기를 제안한다. 제안한 방식은 다중 전송률 처리를 위하여 모든 사용자들에 공통적이며 전송률이 가장 낮은 제어채널의 한 심벌을 기준블록으로 설정하여 기준블록 단위마다 병렬로 간섭제거를 수행한다. 또한, 사용자간 비동기 환경에서 자신보다 짧은 지연을 갖는 간섭 사용자의 다음 기준블록에 의하여 발생하는 간섭을 미리 판정하고 재생하여 제거함으로써 간섭제거 성능을 개선할 수 있는 효과적인 사전 제거 기법을 제안한다. 제안된 사전 제거 기법을 사용한 다중 전송률 처리 병렬형 간섭제거기의 효율적인 구현을 위하여 샘플단위의 파이프라인을 도입하여 기준블록 주기로 판정하고, 이어서 샘플단위로 재생성하고 샘플단위로 간섭제거를 수행함으로써 최소의 하드웨어를 필요로 하는 파이프라인 구조를 제안한다. 모의실험을 통하여 저l안한 간섭제거기의 신호 대 잡음비 및 사용자 수에 따른 비트 오류율 성능을 분석한다.
시변 채널에서 상향 직교 주파수 분할 다중 접속 (OFDMA uplink : Orthogonal Frequency Division Multiple Access uplink) 시스템은 도플러 현상 (Doppler Effect)과 시간 비동기에 의한 부반송파 간의 간섭 (ICI : Inter-Channel Interference)으로 인해 치명적인 성능 열화가 발생한다. 본 논문에서는 OFDM uplink 시스템에서 부반송파 간의 간섭으로 인한 열화를 줄이기 위해 혼합 간섭 제거 기법 (HIC : Hybrid Interference Cancellation)을 제안한다. 제안된 혼합 간섭 제거 기법은 직렬 간섭 제거 기법 (SIC : Successive Interference Cancellation)의 강인한 간섭 제거 효과와 병렬 간섭 제거 기법 (PIC : Parallel Interference Cancellation)의 복잡도 감소 효과를 동시에 얻을 수 있도록 설계되었다. 이것은 신호 대 간섭 및 잡음 비 (SINR : Signal-to-Interference and Noise Ratio)에 따라 정렬된 수신 신호의 효과적인 군(Group) 선택과 위너 여파기 (WF : Wiener Filter), 그리고 시변 채널 특성을 고려한 신호 선택 기준을 통해 구현된다. 모의 실험 결과에서는 기존 OFDMA 기법의 등화기가 시변 페이딩 채널의 영향이 커짐에 따라 성능 열화가 심해지는 것에 반해 제안된 간섭 제거 기법은 간섭 제거를 위한 신호 선택 기준에 의해 저복잡도에서도 비트 오류 확률 성능이 더욱 향상되며, 또한 성능과 복잡도의 교환이 가능한 유연한 시스템인 것을 보여 준다.
다중 채널을 사용하는 디지털 멀티톤 데이터 전송 시스템의 성능은 전송 채널의 영향으로 발생하는 심벌간의 간섭 잡음에 제한적이다. ISI를 제한하여 시스템의 데이터 전송 성능을 향상시키는 목적으로 전송 채널 임펄스 응답의 길이를 단축시키는 기법과 전송 채널의 주파수 특성을 향상시키는 기법을 합성하는 채널 등화 기법을 제안하였다. 수렴 속도가 빠른 칼만 알고리즘 및 구현 상 효율적인 LMS 알고리즘을 적용하여 제안한 등화기를 구현한다. 구현된 등화기를 필터 뱅크 기반 다중반송파 데이터 전송 시스템에 적용한 결과, 기존의 시스템의 성능보다 우수한 신호 대 간섭 잡음 비를 얻을 수 있음을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.
본 논문에서는 기지국 간 협조적 전송을 통해 다중 사용자 MIMO 이동통신 시스템에서 신호 대 간섭 및 잡음비(Signal-to-Interference plus Noise Ratio; SINR)를 최대화하기 위한 송수신 빔포밍 벡터를 생성하는 방법을 제안한다. 다중 사용자 MIMO 이동통신 시스템의 성능에 영향을 주는 간섭 신호로는 기지국 간 협조적 전송을 통해 신호를 전송하는 사용자 들 간 간섭 신호 성분 및 협조적 신호 전송에 참여하지 않는 기지국으로부터의 간섭 신호 성분이 있다. 제안하는 기법은 다중 사용자 간 간섭은 블록 대각화 기법(Block Diagonalization; BD)을 활용하여 제거하고, 협조적 신호전송에 참여하지 않는 기지국으로부터의 간섭 신호는 간섭 신호의 통계적 정보를 활용한 최적 결합(Optimal Combining; OC) 기반의 수신 빔포밍 벡터 및 송신 빔포밍 벡터를 생성함으로써 완화 시킨다. 또한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 협조적 신호 전송에 참여하지 않는 기지국 간섭 신호의 통계적 정보를 송수신단 빔포밍 벡터를 생성하는데 활용하는 제안 방식의 평균 SINR 측면에서의 성능이득을 기존의 통계적 정보를 활용하지 않거나 수신단에서만 활용하는 방식들과 비교하여 검증한다. 성능평가를 위해 안테나 간 독립적인 채널뿐만 아니라 상관도가 존재하는 채널에서도 실험을 수행하여 제안 방식이 실제 채널에서 사용될 때에 발생할 수 있는 성능열화에 대한 정량적인 수치를 제시며, 또한 제안 방식이 안테나 간 상관도가 존재하는 경우에 강건한 성능을 보임을 검증한다.
본 논문에서는 기존 MMA 적응 등화 알고리즘의 안정성과 낮은 신호대 잡음비에서 robustness를 개선하기 위해 adaptive modulus와 miniumum-disturbance 기법을 적용한 AM-SCS-MMA (Adaptive Modulus-Soft Constraint Satisfaction-MMA) 알고리즘의 성능을 해석하였다. AM-SCS-MMA는 적응 등화를 비용 함수를 최소화하기 위해 adaptive modulus와 기존의 LMS 나 gradient descent algorithm 대신 deterministic optimization problem의 minimum-disturbance 기법을 적용하여 탭 계수를 갱신하므로서 채널에서 발생되는 진폭과 위상 찌그러짐에 의한 부호간 간섭을 동시에 줄이면서 등화 필터의 안정성 및 다양한 잡음에 대한 roburstness를 개선시킬 수 있다. 이의 개선 성능을 확인하기 위해 시뮬레이션을 수행하였으며 등화기 출력 성상도, 잔류 isi, MSE와 채널 추적 능력을 나타내는 EMSE (Excess MSE) 및 SER을 적용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션의 결과 AM-SCS-MMA는 MMA보다 잔류 isi와 MSE에서는 수렴 속도는 늦지만 정상 상태 이후 잔여량이 감소되고 열악한 신호대 잡음비에서 robustness가 있었지만, 채널 추적 능력에서는 열화됨을 확인하였다.
본 논문에서는 다중 셀 상향링크 네트워크에서 합 용량을 크게 개선할 수 있는 에너지 효율적 기회적 간섭 정렬 기술을 소개한다. 각 사용자는 요구되는 신호 질을 만족하면서 타 셀 기지국에게 발생하는 간섭량을 최소화하는 측면에서 최적의 송신 벡터 설계 및 전력 제어를 수행한다. 주요 결과로써, 줄어든 간섭 레벨로 인하여 제안하는 기회적 간섭 정렬 기술은 전력 제어가 없는 기존 기회적 간섭 정렬보다 대부분의 신호 대 잡음 비 영역에서 더욱 높은 합 용량을 취득할 수 있음을 보인다. 뿐만 아니라, 제안하는 기회적 간섭 정렬 기술과 함께 수신 단에서 zero-forcing 검파 및 minimum mean square error (MMSE) 검파기를 사용할 경우 둘 사이 성능 비교를 수행하고, MMSE 검파 기반 기회적 간섭 정렬 기술이 우수한 성능을 취득할 수 있음을 보인다.
충격에 의해 복합 재료 내에 발생하는 층간 박리를 정량적으로 평가하기 위한 비파괴 방법중에서 Compton X-ray 역산란 기술은 초음파에 비해 비접촉식이며 박리 층간의 상호간섭이 없어 복합재료 판면의 박리 층의 위치와 크기를 검사하는데 효과적인 방법으로 사용되어 왔다. 그러나 X-ray역산란 기술에 있어서 복합재료의 박리 층과 같은 미세한 결함의 측정을 위해 측정 정도를 높이면 역산란 양의 감소로 인해 신호 대 잡음 비(SNR)가 급격히 감소하여 결함검출 가능성이 크게 저하된다. 본 논문에서는 복합재료의 특성을 고려한 X-ray 역산란 모델을 기초로 적응필터를 사용하여 결함신호를 비선형 감쇄, 빔 경화(X-ray hardening), 비균질 특성과 같은 잡음 신호로부터 분리, 추출하는 방법을 제시하였다. 이렇게 분리된 결함신호로부터 정량적인 결함(박리)의 위치와 크기를 수학적 산란 모델과의 비교를 통해 최소 자승법을 이용하여 결정하였다.
본 논문에서는 통신 채널에서 발생되는 찌그러짐에 의한 부호간 간섭을 보상하기 위한 FC-MMA (Fast Convergence-Multiple Modulus Algorithm)과 RMMA (Region based Multiple Modulus Algorithm) 등화 알고리즘의 성능을 평가하였다. 적응 등화를 위한 오차 신호를 얻기 위하여 FC-MMA 는 신호 심볼의 레벨수를 고려한 수정된 dispersion constant를 이용하지만, RMMA에서는 모든 신호점들이 존재하는 지역을 4개로 분할한 후 이를 기반으로 신호점을 축소한다. 이와 같이 오차 신호를 얻는 상이한 원리를 적용하여 적응 등화기의 탭 계수 갱신을 수행하게 되지만 이들은 각기 다른 등화 성능을 갖게 되므로, 논문에서는 이들의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인한다. 성능 비교를 위한 지수로는 등화기 출력 신호 성상도, 수렴 특성을 나타내는 잔류 isi, 최대 찌그러짐 및 채널의 신호대 잡음비에 따른 SER을 사용하였으며, 시뮬레이션 결과 RMMA는 정상 상태 이후 출력 신호 성상도와 잔류 isi 및 최대 찌그러짐과 SER 성능이 FC-MMA보다 우월하지만, 정상 상태에 도달하기 위한 수렴 속도에서는 FC-MMA가 빠름을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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