본 논문에서는 이동 통신 환경에서 데이터율을 높이기 위해 현재 사용되는 변조 방식보다 고차원의 변조방식에 대한 성능을 비교 분석하였다. 기존에 주로 사용되던 정사각형 형태의 QAM은 BER 성능 면에서는 다른 변조 방식에 비해 우수한 특성을 보이나 진폭의 수가 증가함에 따라 송수신 신호의 다이나믹 레인지가 증가하여 증폭기의 선택에 제한이 생기고, 증폭 과정에서의 에러 발생률이 증가하게 된다. 그러나 본 논문에서 제안하는 APSK 방식의 변조 방식은 기존의 QAM에 비해 미미한 성능 저하를 보이지만 송수신 신호의 다이나믹 레인지 면에서 이득을 얻을 수 있기 때문에 특히 CDMA나 OFDM과 같이 여러 신호가 합의 형태로 송수신되는 시스템에 제한된 범위의 고차원의 변조 방식으로 성능의 유효성이 있다. 또한 이 경우 저력 효율이 좋은 비선형성 증폭기의 사용이 가능하기 때문에 시스템 면에서도 큰 이득이 예상된다.
본 논문은 4개의 송신 안테나를 사용 할 경우 임의의 QAM 변조 방식과 준정지 Rayleigh 페이딩 채널 환경에서 최대 다이버시티 이득을 획득하고 더불어 full-rate을 획득하는 새로운 QO-STBC(quasi-orthogonal space-time block code)를 제안한다. 특히 제안된 부호는 기존의 MDC-QO-STBC(minimum decoding complex QO-STBC)와 같이 준직교 특성을 만족하여 수신단에서 2개의 실수 심벌들로 구성된 4개의 그룹들에 대하여 각각 독립적인 ML(maximum likelihood) 복호가 가능하다는 장점을 갖는다. 전산 실험 결과 제안된 부호는 모든 변조 방식들에 대하여 MDC-QO-STBC와 동일한 비트 오율(BER) 성능을 보여준다. 하지만 제안된 부호는 모든 송신 안테나들에서 성상 회전 이전의 신호들에 비해 PAPR(peak-to-average power ratio) 값들이 증가하는 기존의 MDC-QO-STBC와 달리 오직 2개의 송신 안테나들에서만 PAPR의 증가가 발생하도록 수정 가능하며 따라서 실제 송신 시스템 구현 시 훨씬 큰 이점을 갖게 된다.
본 논문은 4세대 무선 통신방식의 하나인 OFDM 기반의 60GHz 무선 랜에서의 위상잡음의 영향에 관하여 논한다. 60 GHz 주파수 대역은 광대역 전송이 가능할 뿐만 아니라 산소에 의한 전파의 흡수감쇄가 크다는 특성 때문에 주파수 재활용에 대한 실내 무선환경에서의 무선 링크를 밀집시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나 낮은 주파수의 국부 발진기를 체배하거나 높은 주파수의 국부 발진기를 사용하는 경우, 발진기의 비이상적인 특성으로 인해 발생하는 위상잡음은 다중 반송파 시스템에서 공통위상 회전과 부반송파간 간섭의 원인이 된다. 이는 위상 변화에 민감한 OFDM 기반의 무선전송 시스템에 심각한 성능 저하를 발생시키는 원인이 되므로 반드시 해결해야 하는 문제이다. 본 논문에서는 시스템 구현이 용이한 위상잡음 억제 알고리듬을 OFDM 기반의 60 GHz 무선 랜 시스템에 적용하고 이에 따른 성능을 SER 측면에서 분석하였다. 60GHz 대역에서 발생하는 위상잡음 환경에서 위상잡음 억제 알고리듬을 적용한 경우, 그렇지 않은 경우에 비해 16-QAM, 64-QAM에서 각각 6dB, 7.5dB 정도의 SER 성능 향상을 보였다.
본 논문에서는 넌코히어런트 비동기 조건에서 PSK, QAM 등의 선형 디지털 변조 방식을 자동으로 식별하는 알고리즘을 제안한다. 디지털 변조 신호는 심볼 천이 주기간 주파수, 위상, 진폭 등의 특성이 반복적으로 변하게 된다. 이러한 특성을 이용하여 변조 방식을 식별할 수 있도록 순환 모멘트와 고차 큐뮬런트를 이용하는 방법을 제안한다. 계층적 의사 결정 트리 방식의 알고리즘 구조를 사용하여 고속으로 처리 가능하도록 구성하였으며 총 4개의 특징 추출 인자를 사용하여 식별하였다. 모의실험 결과 심볼 수 4,096개, SNR 15dB 이상에서 95% 이상의 식별 정확도를 나타내었으며, 반송 주파수와 위상 편이가 발생하더라도 신호를 분류하는데 효과적임을 확인하였다.
본 논문에서는 Ka 밴드 위성시스템에서 가장 큰 신호감쇠 요인으로 작용하는 강우효과를 분석하고 그 보상 방안으로서 계층형 8-PSK 변조방식을 제안하였다. 동기복조를 가정한 이론적인 BER 성능과 국내 강우 데이터에 근거한 예상되는 수신신호 품질을 분석하고 기존의 계층형 16-QAM 변조방식과 제안한 계층형 8-PSK 변조방식간의 성능을 비교하였다. 강우강도 및 강우감쇠는 대수정규 분포함수를 이용하여 추정하고 수신신호 품질은 서비스 중단 확률, 평균 수신 SNR에 대해 분석하였다. 결론적으로 제안한 계층형 8-PSK 변조방식은 기존의 계층형 16-QAM 변조방식과 비교해서 전반적으로 매우 우수한 성능을 가짐을 확인하였다.
본 논문에서는 디지틀 무선 전송장치의 공간 다이버시티 기술에 필수적인 IF 대역의 최대진폭 전력 결합기에 관한 이론적인 분석과 성능개선을 위한 방법을 다룬다. 결합기의 성능저하를 유발하는 위상검출기의 전압오차를 줄이는 방안으로 간단하고 특성이 우수한 위상 검출부의 검출전압에 대한 정규화를 제안하였다. 따라서 간단한 회로구성으로 노치(notch) 깊이 30dB 의 심각한 주파수 선택적 페이딩에 대해서도 결합기의 안정된 동작 및 성능개선을 확보할 수 있었다. 제안된 방법을 검증하기 위해 수치해석 및 64-QAM 변조방식의 디지틀 무선 전송장치와 연동한 signature 시험 결과를 제시 및 분석한다.
We derive and analyze the exact closed-form expression for the average bit error probability (BEP) of M-ary square quadrature amplitude modulation (QAM) for diversity reception in frequency-nonselective Nakagami fading. A maximal ratio combining (MRC) diversity technique with independent or correlated fading cases are considered. Numerical results demonstrate error performance improvement with the use of MRC diversity reception. The presented new expressions offer a convenient way to evaluate the performance of M-ary square QAM with an MRC diversity combiner for various cases of practical interest.
An OFDM/offset QAM (OQAM)-IOTA system uses the isotropic orthogonal transform algorithm (IOTA) function, which has good localization properties in the time and frequency domains. This is employed instead of the guard interval used in a conventional OFDM/QAM system in order to be robust for multi-path channels. However, the conventional channel estimation scheme is not valid for an OFDM/OQAM-IOTA system due to the intrinsic inter-symbol interference of the IOTA function. In this paper, a condition is derived to reduce the intrinsic interference of the IOTA function. This condition is obtained with the proposed pilot structure used for perfect channel estimation. We also derive the preamble structure appropriate for practical channel estimation of the OFDM/OQAM-IOTA system. Simulation results show that the OFDM/OQAM-IOTA system with the proposed preamble structure performs better than the conventional OFDM system, and it has the additional advantage of an increased data transmission rate which corresponds to the guard interval retrieval.
현재의 이동통신에서는 다양한 영상 서비스를 제공해야 하는데, 이는 여러 종류의 고품질 데이터를 전송해야 함을 의미하며, 이를 위해 4 세대 광대역 이동통신을 위한 변조방식중의 하나로 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조방식이 연구되고 있다. 본 논문에서는 OFDM의 각 직교 부반송파(Sub-carrier)들이 잠재적으로 다른 변조방식을 가질 수 있다는 특징에 single modulation(OFDM과 QPSK, OFDM과 16QAM), multi-modulation(OFDM과 (QPSK+16QAM))을 결합하여 시뮬레이션을 통해 성능을 비교하였고 실제 이미지를 전송하여 전송효과를 확인하였으며, 전송하고자 하는 데이터 종류와 채널환경에 따른 다중변복조 방식을 제안 분석하였다.
본 논문에서는 COFDM(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 각 부채널이 갖는 신호대 잡음의 양을 수신단이 측정할 수 있는 특징을 이용하여 콘볼루셔널 디코더 메트릭 계산에 반영함으로서 콘볼루셔널 디코더의 성능이 향상될 수 있는 방안을 제안한다. 이를 위하여 먼저 OFDM 시스템에서 각 부채널이 갖는 신호대 잡음의 양은 부채널에서의 수신신호 전력에 비례함을 보인다. 또한, 콘볼루셔널 디코더의 메트릭 계산방법으로는 연판정 방법을 사용한다. 이때 부채널에서 수신된 신호의 신뢰도로 하여 신뢰도가 떨어지는 수신신호에 대하여는 메트릭 계산 과정에서 영향을 감쇄시키고 신뢰도가 높은 수신신호는 영향을 증대시키도록 한다. 제안된 방법을 경수로 20이고 직접파가 없는 다중경로채널에 적용하여 모의실험한 결과 coherent QPSK 매핑방법을 사용한 COFDM 시스템에서 10-4 BER을 기준으로 할 때 약 1.1dB의 SNR 성능향상을 얻었으며 16-QAM 매핑방법에서는 약 3.1dB 그리고 64-QAM 매핑방법을 사용한 경우 약 6.0dB의 성능향상을 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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