최근 다수의 노드가 하나의 접속점 (AP) 혹은 기지국에 접속하는 시나리오에서 주파수 효율 및 신뢰도를 증가시켜야 할 필요성이 높아지고 있다. 본 논문은 두 개의 노드가 하나의 수신자에게 접속하는 다중 접속 (Multiple access) 시나리오를 고려한다. 기존의 할당된 자원 전체에 다수의 송신 노드의 신호를 전송하는 방식 대신, 본 논문에서는, 할당된 자원 중에서 일부의 자원만을 두 송신 노드가 공유하는 부분 다중화 방식을 고려한다. 각 노드가 할당 받은 자원 중에서 다른 노드와 공유하는 자원의 비율을 $R_s$라 하고, $R_s$에 대한 성능 분석 및 최적화를 수행한다. 근사된 BER 식을 통하여, 수율을 계산하고, 수율을 최대화 하는 $R_s$는 1 혹은 0의 값만을 갖음을 보인다. 또한 프레임 에러율 (FER) 값에 제한을 둘 때, $R_s$는 0과 1 사이의 값을 가질 수 있음을 보이고, 그것을 만족하는 $R_s$의 근사값을 닫힌 형태로 구한다. 부분 다중화는 새로운 다중 접속 방식이 될 수 있다.
교환 다이버시티 방식은 선택 다이버시티 방식보다 성능은 다소 떨어지지만, 안테나 개수와 상관없이 1개의 수신 RF 회로만 사용한다는 장점 때문에 널리 사용되고 있는 기술이다. 본 논문에서는 적응 변조 기능을 갖는 대역 확산 시스템에 안테나 교환 다이버시티(switched diversity) 기술을 적용한 방식을 제안하고, 해당 방식의 평균 비트 전송 속도를 최대로 하는 안테나 교환 임계값을 유도하였다. 그리고 안테나 다이버시티를 사용하지 않는 방식과 선택 다이버시티를 사용하는 방식을 비교 대상으로 하여 제안한 시스템의 성능을 심볼 당 평균 비트 수와 송신 중단 확률 그리고 평균 BER 측면에서 비교하였다. 성능을 비교한 결과, 제안한 방식과 선택 다이버시티를 사용하는 방식은 채널 경로 개수가 증가함에 따라 심볼 당 평균 비트 개수 측면에서 그 격차가 줄어든다는 사실을 확인할 수 있었다. 그리고 평균 SNR이 높을 때는 제안한 방식이 갖는 송신 중단 확률이 선택 다이버시티를 사용한 경우보다 다소 높게 나타나지만, 평균 SNR이 낮을 때는 거의 대등한 송신 중단 확률을 갖는다는 것을 알 수 있었다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제11권2호
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pp.133-142
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2011
Coded cooperation that integrates channel coding in cooperative transmission has gained a great deal of interest in wireless relay networks. The performance analysis of coded cooperation protocol with multiple relays is investigated in this paper. We show that the diversity order achieved by the coded cooperation in a multi-relay wireless network is not only dependent on the number of cooperating relays but is also dependent on the code-rate of the system. We derive the code-rate bound, which is required to achieve the full diversity gain of the order of cooperating nodes. The code-rate required to achieve full diversity is a linearly decreasing function of the number of available relays in the network. We show that the instantaneous channel state information (CSI)-based relay selection can effectively alleviate this code-rate bound. Analysis shows that the coded cooperation with instantaneous CSI-based relay selection can achieve the full diversity, for an arbitrary number of relays, with a fixed code-rate. Finally, we develop tight upper bounds for the bit error rate (BER) and frame error rate (FER) of the relay selection based on coded cooperation under a Rayleigh fading environment. The analytical upper bounds are verified with simulation results.
본 논문에서는 기존의 해양 위성 방송 통신을 위해 사용되어온 2세대 위성 디지털 방송 표준 (Digital Video Broadcasting Satellite Second Generation : DVB-S2) 의 저밀도 패리티 검사 (Low Density Parity Check : LDPC) 부호 성능 개선과 부호화 및 복호화 복잡도를 줄일 수 있는 프로토그래프 (protograph) 기반 블록 저밀도 패리티 검사 부호를 제안한다. 모의 실험을 통하여 기존의 DVB-S2의 저밀도 패리티 검사 부호 대비 우수한 비트 오류확률 및 프레임오류확률 성능을 갖는 것을 보이며, 또한 부호화 및 복호화 계산 복잡도 분석 및 비교를 통하여 제안하는 부호가 효율적인 부호화 및 복호화 구조를 가짐을 보인다.
본 논문에서는 반복복호부호의 복호과정시 CRC(Cyclic Redundancy Check)검사를 이용하여 반복복호수가 가변하는 효율적인 제어기법을 제안한다. 반복복호 부호는 반복구조를 가지며 그 특성상 반복복호수가 증가할수록 BER/FER성능이 우수하게 향상된다. 그러나 반복복호수가 증가할수록 복호과정시 적용된 알고리즘의 복잡도에 따라 다소 차이는 있지만 공통적으로 계산량의 증가를 가지게 되며 이는 복호지연시간 증가로 나타난다. 또한 일정 반복복호수 이상에 도달하게 되면 그 성능 변화가 거의 없는 오류마루(error floor)현상이 나타난다. 즉 성능변화가 없는 적절한 반복복호수 종료점을 찾아야 한다. 따라서 본 논문에서는 프래임 주기로 수신된 정보를 프래임 오류검사 지시자(FCS : Frame Check Sequence Indicator)를 이용하여 채널의 변화를 감시하며 반복복호 부호의 반복복호 횟수를 채널 적응적으로 증가, 감소할 수 있도록 제어하는 기법을 제안하여 결과적으로 반복구조를 가지는 부호의 방대한 계산량 감소와 이로 인한 복호지연 시간을 성능저하 없이 효율적으로 단축시킬 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 시공간 블록 부호 송신 다이버시티 기법(STBC-TD)이 적용된 WCDMA 하향 링크에서 이동 평균(Moving Average) 필터 구조의 채널 추정기에 대해 성능 평가를 하였다. 또한 FIR(Finite Impulse Response) 필터 구조의 채널 추정기에서 발생하는 메모리 요구 문제와 채널 추정 지연 시간 문제를 해결하기 위해 IIR(Infinite Impulse Response) 필터 구조를 제시하고 이에 대한 성능 평가 및 비교를 하였다. 컴퓨터 모의 실험 결과 일반적으로 STBC-TD 기법이 적용된 경우 두 구조 모두 이동국의 속도가 저속일 때 상당한 성능 개선이 발생하였다. 이동평균 필터 구조의 채널 추정기는 STBC-TD 기법을 적용함으로써 성능 개선과 함께 필터의 최적 탭 수가 감소되고 이로 인해 채널 추정 지연 시간과 수신단의 복잡도를 줄일 수 있었다. 또한 IIR 필터 구조의 채널 추정기는 이동평균 필터 구조에 비해 메모리 요구 문제와 추정 지연 시간 문제가 작은 장점을 가지지만 IIR 필터 내부의 계수는 이동국의 속도 변화에 매우 민감하며 따라서 최적의 IIR 필터 계수 설정이 중요한 고려 사항이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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