본 논문에서는 다중 빔을 사용한 저궤도 위성 이동 통신시스템 환경에서 부호 분할 다중접속 및 주파수 분할 다중접속 방식의 채널 용량을 비교 분석하였다. 위성 중계기의 출 력의 효율성, 주파수 효율성, 부호화 방식 및 안테나의 EIRP나 G/T형태 등과 같은 파라미 터들을 순방향 링크와 역방향 링크에서 채널 용량을 결정하는 시스템 파라미터로서 고려하 였고, 피더 링크(feeder link)는 Ku-band를, 사용자는 링크는 L-band를 사용한 다중 스팟빔 (spot beam) 시스템을 채널 용량 분석의 모델로 적용하였다. 분석결과 도플러 현상 및 다중 경로에 강한 부호 분할 다중접속 방식이 용량면에서 주파수 분할 다중접속 방식에 비해 성 능이 우수함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 하향 링크 직교 주파수 분할 다중 접속 네트워크에서 길쌈부호의 비트오율에 대한 상계를 유도한다. 비터비 복호기를 사용한다는 가정 하에 네트워크 로드가 작은 경우 라플라시안 복호 메트릭을 사용하는 하향 링크 직교 주파수 분할 다중 접속 네트워크의 비트오율 성능이 가우시안 복호 메트릭을 사용하는 동일 시스템의 비트오율 성능보다 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
이 논문에서는 직교 주파수 분할 다중 접속방식(orthogonal frequency division multiple access : OFDMA)을 이용한 상향 링크 시스템에서 수신된 신호에 주파수 옵셋이 존재할 때 나타나는 영향을 보상하는 방법을 제안한다. OFDMA에서 각 사용자가 전송한 신호에서 발생하는 주파수 옵셋은 다중 접속 간섭(multi-user interference : MUI)을 발생시킨다. 이러한 다중접속 간섭은 OFDMA 시스템의 성능을 저하시키는 주요한 원인 중에 하나이다. 이 논문에서는 시간영역에서 특정 사용자의 신호에 대한 주파수 옵셋의 보상을 한 뒤, 주파수 영역에서 일반적인 채널간간섭 제거 방법을 적용하여 다중 접속 간섭에 의한 영향을 효과적으로 제거하는 방법을 제안한다. 또한 부반송파에 위치에 따라 달리 나타나는 다중 접속 간섭의 크기에 따라 간섭 제거 방법을 달리하여 보다 적은 계산량으로 간섭을 제거하는 방법을 제안한다.
이 논문에서는 채널 상태가 천천히 변할 때, 직교 주파수 분할 다중화-부호분할 다중접속 시스템에 적합한 채널 추정 방법을 제안하고 성능을 분석한다. 제안한 채널 추정 방법은 시간과 주파수 영역 모두에 파일럿 심볼을 삽입하고, 이산 퓨리에 변환 후 영을 채워 넣는 방법을 이용한 내삽법으로 모든 부채널의 전달 함수를 얻는다. 또한 변환 영역에서 저대역 여파를 통해 받은 파일럿 신호에 존재하는 가산성 백색 정규 잡음의 영향을 상당히 줄일 수 있다. 이 때 저대역 여파기의 차단 주파수는 채널의 다중경로 수에 따라 정해진다. 같은 방법을 이용한 내삽법을 시간축으로 적용하여 시간에 따라 변하는 부채널의 채널 응답을 얻을 수 있다. 이 논문에서는 여러 가지 내삽법에 대한 평균 제곱 오차 성능을 수식적으로 제시한다. 제안한 저대역 여파를 결합한 내삽법을 쓰면 채널의 통계적 특성에 관한 정보 없이, 그리고 훨씬 적은 계산량으로 선형 최소 평균 제곱 오차 추정기와 비슷한 성능을 얻는다. 레일리 감쇄 채널에 대한 모의 실험을 통해 같은 비트 오류율에 대한 신호 대 잡음 비의 이득이 있음을 보인다.
직교 주파수분할다중화와 부호분할다중접속 방식이 결합된 형태인 다중반송파 부호분할다중접속은 이동 서비스에서 고속 데이터 전송의 필요성으로 인해 개인 무선 통신과 멀티미디어 통신 분야에서 많은 주목을 받고 있다. 다중반송파 부호분할다중접속 방식은 직교 주파수분할다중화와 부호분할다중접속 방식의 각각의 장점을 모두 가지게 되어 광대역의 고속 데이터를 다중 경로 환경에서 전송하는데 매우 유리하다. 그러나 직교 주파수분할다중화의 가장 큰 문제점인 첨두전력 대 평균전력 비가 증가하는 단점 또한 나타난다. 본 논문에서는 첨두전력 대 평균전력 비 감소를 위한 부분전송열 방식에서 복잡도를 감소시키기 위한 새로운 첨두전력 최적화 기법을 제안하고 첨두전력 대 평균전력 비 특성과 고출력 증폭기의 비선형 왜곡간의 관련성을 조사하기 위해 여러 방식의 부분전송열 방식이 적용된 다중반송파 부호분할다중접속 방식의 성능을 분석하였다. 모의 실험 결과 제안된 PTS의 첨두전력 최적화 과정은 기존의 방식에 비해 25% 줄어든 복잡도에서 첨두전력 대 평균전력비가 약 0.2∼0.5dB 정도 추가 감소되는 것을 알 수 있었다.
이동국에서 받은 되먹임 정보를 바탕으로 하는 차단 적응 전송 기법을 쓸 때, 여러 반송파 부호분할 다중접속/주파수분할 다중방식의(multi carrier code division multiple access/frequency division multiplexing: MC CDMA/FDM 내림 연결 성능을 알아본다. 셀이 하나일 때 직교 서명수열을 쓰면, 제안한 기법은 여러 반송파 직접 수연 부호분할 다중접속(direct sequence/code division multiple access: MC DS/CDMA) 방식과 적응 주파수 뜀/직접 수열(frequency hopping/direct sequence: FH/DS) 방식보다 성능이 더 좋다. 셀이 여럿일 때에도 직교 서명수열이나 확률 서명수열을 쓰면, 제안한 기법이 적응 주파수 뜀/직접 수열 방식보다 성능이 더 좋다.
코드 분할 다중 접속 기법은 주파수 선택적 페이딩과 다중 경로 페이딩에 강인할 뿐만 아니라 주파수 재사용 효율이 좋으므로 수중 환경에서의 유망한 매체 접속 제어 기법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 시변 수중 음향 채널에서 코드 분할 다중 접속 방식의 폐루프 전력 제어 기법을 설계한다. 본 기법에서는 싱크 노드가 센서 노드로부터 수신한 패킷의 수신 전력을 바탕으로 시변하는 상향 링크를 분석하고 각 센서 노드의 경로 손실의 크기를 포함한 제어 패킷을 센서 노드로 전송한다. 센서 노드는 이를 바탕으로 전력 제어를 수행함으로써 시변 수중 채널에서 효율적인 전력 제어가 가능하다.
이 논문에서는 상향링크에서 분산형 직교 주파수 분할 다중 접속방식(interleaved orthogonal frequency division multiple access: IFDMA)을 이용하는 전송 시스템에서 주파수 옵셋에 의해 발생하는 다중접속간섭을 제거하는 방법을 제안하고자 한다. IFDMA 시스템에서 주파수 옵셋이 발생하면 인접한 다른 사용자의 부반송파 성분이 간섭신호로 유입되어 시스템의 성능이 크게 저하된다. 이 논문에서는 시간 영역에서 주파수 옵셋을 보상한 후 주파수 영역에서 병렬 간섭 제거기법을 적용하여 다중접속간섭을 제거하는 방법을 제안한다. 모의실험을 통하여 제안방법이 특히 사용자의 수가 많을 때 효과적으로 다중접속간섭을 제거할 수 있음을 보인다.
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.
이 논문에서는 여러 반송파 직접수열 부호분할 다중접속 시스템에서 적응 부호율 길쌈부호화 방법을 살펴본다. 여러 가지 부호율을 쉽게 다를 수 있고 부호기와 복호기 얼개가 간단하도록 부호율 호환 구멍 뚫은 길쌈부호를(rate compatible punctured convolutional code: RCPC code) 쓴다. 데이터 처리량이 가장 많아지도록, 신호 대간섭과 잡음비 추정을 바탕으로 하는 적응 부호율 시스템을 제안한다. 제안한 적응 부호율 여러 반송파 직접수열부호분할 다중접속 시스템을 쓰면 주파수 대역 효율을 높이고 주파수 다양성을 얻을 수 있음을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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