차세대 ITS 환경에서는 도로에서 주행 중인 차량을 대상으로 하여 도로변에 RSE와 차량에는 OBU를 설치하여 고속 패킷 V2I 및 V2V 통신 기능, 보안 및 인증 기능, 기지국 셀 간 핸드 오버 기능 지원을 필요로 한다. 이에 따라, 이러한 서비스를 가능하게 하는 무선 통신 기술 역시 최대 200km/h의 차량 속도를 지원하고, 1km의 통신 거리를 가지며, 텍스트, 이미지, 동영상 등 멀티미디어 데이터 전송이 가능하도록 데이터 전송속도를 최소 10Mbps까지 지원하는 한편, 높은 통신 신뢰성을 갖도록 발전하고 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.11p PHY/MAC을 기반으로 하는 WAVE 통신시스템을 구현하고, 차세대 ITS 환경에 부합하는지의 여부를 평가하였다.
최근에는 차량용 센서와 통신 기술의 발달로 길안내와 교통체증 알림 서비스뿐만 아니라 주변 차량의 주행 정보, 도로 상태 정보, 차량 간 긴급 메시지 전달 등과 같은 다양한 ITS 서비스가 가능해졌다. ITS 서비스의 발전은 고속 주행용 차량을 위한 V2X 통신 기술이 소개되면서 가속화 되고 있다. 본 논문에서는 V2X 통신기술 중에서 IEEE802.11p 규격을 기반으로 개발한 WAVE 통신장치를 소개한다. WAVE 기술로 구현된 기지국 및 차량 통신장치에 대한 구조 및 특징 그리고 각 통신장치에 사용된 RF/안테나의 특성에 대해서도 설명하였다. 개발한 WAVE 통신장치의 성능 평가를 위해 시험차량에 설치된 통신장치와 시험 도로에 설치된 기지국 통신장치간의 데이터 전송량과 PER 그리고 지연시간 등을 실제시험도로에서 측정하였다. WAVE 통신장치는 전반적으로 6~7Mbps의 데이터 전송량을 가지며 1km 통신영역에서 10% 내외의 PER를 나타내었다. 그리고 모든 구간에서 3ms이내의 패킷 지연시간을 만족하였다. 측정된 WAVE 성능은 ITS 서비스에 충분한 성능이며 인터넷 동영상 서비스도 가능함을 실제 시연을 통해서 입증하였다.
본 논문에서는 IEEE802.11p WAVE 통신 시스템의 컨트롤 채널 효율성 증대를 위해 제정된 IEEE1609.4 기반 시간 동기 멀티채널 환경에서의 통신 성능을 분석하고 이를 향상시키기 위한 패킷 충돌 회피 기법에 대해 다룬다. 기존 연구에서는 어플리케이션 레이어에서의 소프트웨어적 메시지 스케줄링을 통한 방법이나 랜덤 백오프의 Contention Window 값을 임의로 변경하여 문제를 해결하고자 하였다. 본 논문에서는 패킷 충돌 회피를 위한 Channel Guard Interval 조정을 위한 방법을 제안하고 실차 테스트를 통하여 그 성능을 평가하였다. 평가 결과 PDR(packet delivery ratio) 90% 이상의 성능을 확인할 수 있었다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제10권11호
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pp.5513-5529
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2016
Doppler Effect is a prominent obstacle in vehicular networks, which dramatically increase the Bit-Error-Rate (BER). This problem is accompanied with the presence of the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) systems in which the Doppler shift interrupts the subcarriers orthogonality. Additionally, Inter-Symbol Interference (ISI) and high Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) are likely to occur which corrupt the received signal. In this paper, the single-carrier combined with the frequency domain equalizer (SC-FDE) is utilized as an alternative to the OFDM over the IEEE 802.11p uplink vehicular channels. The Minimum Mean Squared Error (MMSE) and Zero-Forcing (ZF) are employed in order to study the impact of these equalization techniques along with the SC-FDE on the propagation medium. In addition, we aim to enhance the BER, improve the transmitted signal quality and achieve ISI and PAPR mitigation. The proposed schemes are investigated and we found that the MMSE outperforms the ZF equalization under different Doppler shift effects and modulations.
IEEE 802.11n 기반 무선 LAN과 IEEE 802.16e 기반 Mobile WiMAX에 적용할 수 있는 이중모드 직접 변환 수신기를 $0.13\;{\mu}m$ RF CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 설계된 직접 변환 수신기는 2.3-2.7 GHz의 주파수 범위에서 동작을 한다. 저잡음 증폭기에 Current Steering 기술을 사용하여 전체 이득의 크기를 3 단계로 조절이 가능하게 하였다. 플리커 잡음 영향을 낮추기 위해 믹서에 Current Bleeding 기술을 사용하였다. 믹서 LO를 위한 I/Q 위상 신호 발생을 위해 주파수 2-분주회로를 포함하였다. 제작된 직접 변환 수신기는 1.4V의 공급 전원에서 LO 버퍼를 포함하여 56 mA를 사용하며, 32 dB의 전력이득과 4.8dB의 잡음지수, 그리고 +6 dBm의 출력 $P_{1dB}$를 가진다.
Alam, Muhammad Morshed;Islam, Mohammad Rakibul;Arafat, Muhammad Yeasir;Ahmed, Feroz
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권1호
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pp.178-203
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2018
In this paper, authors have been evaluated the Frame Error Rate (FER) performance of IEEE 802.11 a/g/p standard 5 GHz frequency band WLAN over Rayleigh and Rician distributed fading channels in presence of Additive White Gaussian Noise (AWGN). Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) based transceiver is implemented by using real-time signal processing frameworks (IEEE 802.11 Blocks) in GNU Radio Companion (GRC) and Ettus USRP N200 is used to process the symbol over the wireless radio channel. The FER is calculated for each sub-carrier conventional modulation schemes used by OFDM such as BPSK, QPSK, 16, 64-QAM with different punctuated coding rates. More precise SNR is computed by modifying the SNR calculation process of YANS and NIST error rate model to estimate more accurate FER. Here, real-time signal constellations, OFDM signal spectrums etc. are also observed to find the effect of multipath propagation of signals through flat and frequency selective fading channels. To reduce the error rate due to the multipath fading effect and Doppler shifting, channel estimation (CE) and equalization techniques such as Least Square (LS) and training based adaptive Least Mean Square (LMS) algorithm are applied in the receiver. The simulation work is practically verified at GRC by turning into a pair of Software Define Radio (SDR) as a simultaneous transceiver.
무선 Ad Hoc 네트워크 환경에서 기존 IEEE 802.11 MAC 프로토콜에서 Omni-Directional 안테나를 이용하여 방식으로부터 자원의 활용을 늘이기 위해서 Directional 안테나를 이용한다. Directional 안테나의 사용으로 기존 802.11 MAC 프로토콜에 비해 Spatial reuse가 증가하고, 안테나의 높은 이득과 간섭의 감소, 그리고 전송범위의 증가의 장점을 갖는다. 그러나, Directional 안테나를 이용함으로서 New Hidden Problem, Deafness, 그리고 Capture 등과 같은 문제점이 발생하였다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 파악하고, 이를 해결하는 방안들을 분석하고 각 해결방안들에 대한 성능을 비교평가한다.
Ad hoc wireless networks involving large populations of scattered communication nodes will play a key role in the development of low power, high capacity, interactive, multimedia communication networks. Such networks must support arbitrary network connections and provide coverage anywhere and anytime. This paper partitions such arbitrarily connected network architectures into three distinct groups, identifies the associated dual network architectures and counts the number of network architectures assuming there exist N network nodes. Connectivity between network nodes is characterized as a random event. Defining the link availability P as the probability that two arbitrary network nodes in an ad hoc network are directly connected, the network connection probability $ \integral_n$(p) that any two network nodes will be directly or indirectly connected is derived. The network connection probability $ \integral_n$(p) is evaluated and graphically demonstrated as a function of p and N. It is shown that ad hoc wireless networks containing a large number of network nodes possesses the same network connectivity performance as does a fixed network, i.e., for p>0, $lim_{N\to\infty} Integral_n(p)$ = 1. Furthermore, by cooperating with fixed networks, the ad hoc network connection probability is used to derive the global network connection probability for hybrid networks. These probabilities serve to characterize network connectivity performance for users of wireless ad hoc and hybrid networks, e.g., IEEE 802.11, IEEE 802.15, IEEE 1394-95, ETSI BRAN HIPERLAN, Bluetooth, wireless ATM and the world wide web (WWW).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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