본 논문에서는 기존의 Eueka-147 표준안 기반 지상파 DMB 방송의 성능을 저하시키지 않으면서도 부가서비스를 첨가하기 위하여, UEP 방법과 계층적 변조기법을 적용하여 차세대 지상파 DMB 방송 시스템을 제안하였다. 비균등 16QAM 방식을 사용한 차세대 지상파 DMB 방송 시스템에 다양한 비트분리 방법과 부가서비스 스트립에 DVB-RCS 규격의 double binary turbo code와 DVB-52 규격의 LDPC등을 적용하여 그 성능을 시뮬레이션 하여 보았다. 그 결과 기존의 지상파 DMB 채널 코딩방식에 비해 double binary turbo code와 LPDC 부호가 각각 2dB, 3.5dB의 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.
EST (Energy Spreading Transform)가 적용된 등화기법은 주파수 선택적 채널에서 ISI (Inter Symbol Interference)를 반복적으로 제거해 주는 효과적인 기술이다. EST 적용 시스템은 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템과 동일하게 CP (Cyclic Prefix)를 사용한다. 데이터 전송 측면에서 CP의 사용은 동일한 데이터의 반복이므로 시스템의 전송효율을 저하시킨다. RISIC 알고리즘은 불충분한 CP 길이에 의해 발생되는 IBI (Inter Block Interference)를 제거하고 CP를 복원해주는 알고리즘이다. 따라서 본 논문에서는 기존의 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 변조방식의 EST 시스템에 RISIC 알고리즘을 결합시킨 시스템을 제안하여 전송효율을 높였고 제안된 시스템을 16 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 변조방식으로 확장시켰다. 제안된 시스템은 RISIC 알고리즘과 EST기반의 등화기법을 사용함으로써 불충분한 길이의 CP를 사용하더라도 BER 성능이 MFB (Matched Filter Bound)에 근접하도록 향상 시킬 수 있음을 보여준다.
본 논문에서는 동일 대역 동시 이중 통신(SSD)을 위한 시스템 모델과 간섭 채널 추정을 통한 효율적인 Digital Cancellation 방법을 제안한다. 본 논문에서는 RF Cancellation이 효과적으로 이루어 졌다고 가정한다. SSD 시스템에는 자국의 송신 신호가 자국의 수신기에 간섭 신호로 작용하는 문제가 있다. 자기 간섭 신호 제거를 위해 자기 간섭 채널을 추정하고 이를 바탕으로 자기 간섭 신호를 제거해야 한다. 효과적인 자기 간섭 채널 추정을 위해 제안하는 시스템은 시간 프레임에 추정 구간을 두었다. 또한 최적의 계수 선택을 위해 신호 전력의 세기를 계산하여 자기 간섭 신호를 가장 잘 제거하는 계수를 선택하여 자기 간섭 신호를 제거하는 방법을 사용한다. 추가로 남아있는 자기 간섭 신호의 영향을 최소화하기 위해 LDPC 부호를 사용하였다. 제안하는 시스템은 자기 간섭 신호를 제거하면서 LDPC 부호의 5회 반복을 통해 20dB에서 $10^{-4}$의 성능을 낸다. 즉, 제안하는 방법은 자기 간섭채널이 심하게 변하지 않는 상황에서 신호를 효과적으로 제거 하면서 SSD 통신을 할 수 있다.
본 논문에서는 OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)방식을 적용하는 ITS (Intelligent Traffic System) 시스템에서 페이딩 채널을 보상하기 위한 새로운 기법을 제안한다. 기존의 방법과는 달리 파일럿 채널을 이용한 채널 보상 회로에 나눗셈이 없고 간단한 구조의 성능을 저하시키기 않은 알고리즘을 제안하여 회로의 동작 속도와 크기에서 이점을 얻는다. 또한 제안한 회로는 빠른(fast) 페이딩에서 생긴 왜곡을 먼저 보상하고 채널과 심벌의 간섭을 단일 탭 등화기로 제거하여 이중 채널 보상 효과를 얻는다. 모든 알고리즘은 디지털 시스템 구현에 적합하게 제시되고 검증된다. 본 논문의 채널 보상 방법으로 하드웨어 구현 시 사이즈가 20%감소하며. 16-QAM (16-Quadrature Amplitude Modulation)방식의 ITS모뎀에 적용 시 SNR (Signal-to-Noise Rate)이 l0dB 이하에서 3dB정도 BER (Bit Error Rate)이 개선된 결과를 얻었다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권8호
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pp.4092-4104
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2017
In this paper, an efficient 4K and 8K UHD(Ultra High Definition) transmission scheme is proposed on the convergence networks with broadcasting and LTE(Long Term Evolution) by using CoMP(Coordinated Multi-Point). A video data is compressed and divided into BL(Base Layer), E(Enhanced layer)1, E2 and E3 by scalable HEVC(High Efficiency Video Coding). The divided layers can be combined by the scalable HEVC such as mobile HD, full HD, 4K and 8K UHD(Ultra High Definition). The divided layers are transmitted through the convergence networks with DVB-T2(Digital Video Broadcasting-$2^{nd}$ Generation Terrestrial) broadcasting system and LTE CoMP. This scheme transmits mobile HD and full HD layers through DVB-T2 broadcasting system by using M-PLP(Multiple-physical Layer Pipes), and adaptively transmits 4K or 8K UHD layer through LTE CoMP with MMT(MPEG Media Transport) server. An adaptive transmitting and receiving scheme in the LTE CoMP system provides 4K or 8K UHD layer to a user according to the user status. The proposed scheme is verified by showing the system-level simulation results which is better BER(bit-error-rate) performance than the conventional scheme. The results show that the proposed scheme provides the stable video contents to the user especially at the cell edge.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제15권8호
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pp.2900-2922
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2021
In this paper, the power spectral density(PSD) for Multilevel Minimum Shift Keyed signal with modulation index h = 1/2 (M-ary MSK) are derived using the mathematical method of the Markov Chain model. At first, according to an essential requirement of the phase continuity characteristics of MSK signals, a complete model of the whole process of signal generation is built. Then, the derivations for autocorrelation functions are carried out precisely. After that, we verified the correctness and accuracy of the theoretical derivation by comparing the derived results with numerical simulations using MATLAB. We also divided the spectrum into four components according to the derivation. By analyzing these figures in the graphic, each component determines the characteristics of the spectrum. It is vital for enhanced spectral characteristics. To more visually represent the energy concentration of the main flap and the roll-down speed of the side flap, the specific out-of-band power of M-ary MSK is given. OMLCD(Optimum Maximum Likelihood Coherent Detection) of M-ary MSK is adopted to compare the signal received with prepared in advance in a code element T to go for the best. And M-ary MSK BER(Bit Error Rate) is compared with the same ary PSK (Phase Shift Keying) with M=2,4,6,8. The results show the detection method could improve performance by increasing the length of L(memory inherent) in the phase continuity.
Walsh 코드나 Golay 코드와 같은 직교 코드는 동기가 맞지 않은 경우 상호상관 값이 커질 수 있으므로 CDMA 시스템의 역방향 링크와 같이 사용자간 동기가 맞지 않는 경우 직교성이 손상되어 사용자간 간섭이 발생하기 때문에 사용자 구별용으로 거의 사용되지 않는다. Wysocki는 기존의 Walsh-Hadamard 행렬에 직교변환 행렬을 곱함으로써 생성된 코드들이 직교성을 유지하면서 코드간 상호상관 값이 커지지 않도록 할 수 있음을 보였다. Soberly와 Wysocki는 Golay 코드에 대해서 유사한 상호상관 함수의 제어방식을 제안하였다. 이것은 적절한 직교변환을 사용하면 Walsh 코드나 Golay 코드의 상호상관 값을 감소시킬 수 있고, 따라서 CDMA 역방향 링크에서 사용자 구별용으로 사용될 수 있음을 의미한다. 본 논문에서는 비동기 CDMA 링크의 성능에 영향을 주는 코드간의 상호상관 관련 파라미터들을 알아보고, 직교변환에 의해 이들 파라미터들이 어떻게 변화되는지 분석하였다. Walsh 코드와 Golay 코드에 대한 직교변환 행렬을 설계함에 있어 수정된 Walsh 또는 Golay 코드의 직교성을 유지하면서 결과 코드의 비주기 상호상관 피크치의 최대값($ACC_{max}$) 또는 비주기 상호상관의 제곱평균($R_{cc}$)을 최소화하도록 하였다. 직교변환에 의해 생성된 코드집합을 사용한 CDMA 시스템에 대하여 사용자간 동기가 맞지 않은 경우에 대해 비트오율 성능을 시뮬레이션을 통해 분석하여 성능을 개선시킬 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 DCR 구조의 IBFD 시스템을 설계하고 제안하는 시스템에서 자기 간섭 신호에 의한 DC offset 영향이 신호에 미치는 영향과 그에 따른 전체적인 시스템의 성능 특성을 분석한다. 시뮬레이션의 결과로 자기 간섭 신호가 RF cancellation에의해 완전히 제거되지 않고 다양한 크기로 DCR 구조의 수신 시스템에 인가되었을 경우, 상대국에서 보낸 수신 신호를 왜곡할 뿐만 아니라, 자기 간섭 신호 자체의 선형 특성을 왜곡시키는 것을 확인할 수 있다. 또한, 이러한 자기 간섭 신호에 의한 DC offset은 m-QAM의 변조에서 보다 다양한 레벨로 나타나기 때문에 m-QAM으로 변조된 자기 간섭 신호의 경우, 전체적인 심볼의 성좌도 형상을 크게 왜곡시키는 것을 확인할 수 있다. 이와 대조적으로 모든 심볼의 크기가 동일한 m-PSK로 변조된 자기 간섭 신호에 의한 DC offset은 단일 레벨로 나타나기 때문에, 전체적인 심볼의 성좌도 형상은 잘 유지되어 선형성이 잘 유지되는 것을 확인하였다. 즉, DCR 구조의 IBFD 시스템에서 m-PSK 변조가 m-QAM 변조에 비하여 보다 효과적인 것을 확인할 수 있다.
본 논문에서는 V-BLAST(Vertical-Bell labs LAyered Space-Time) 검출기를 사용하는 MIMO-OFDM(Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서, 그룹화된 부채널 기반의 간단한 형태의 비트 할당 기법인 SBA-GS(Simplified Bit Allocation based on Grouped Sub-channels)를 제안한다. 2차원 Water Pouring 원리에 기반하여 MIMO-OFDM 시스템 수신단에서 각 부채널별 비트수 및 전력을 결정하여 궤환하는 일반적인 ABPA(Adaptive Bit and Power Allocation)은 비트오율 측면에서 최적의 성능을 보이지만, 수신단에서 송신단으로의 많은 양의 궤환 정보를 필요로 하고 시스템이 복잡하다는 단점을 가진다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 상태가 우수한 각 부채널에 동일한 수의 비트를 할당하여 송신단에서 수신단으로의 궤환 정보량과 시스템 복잡도를 감소시킨 SBA가 제안된 바 있다. 본 논문에서 제안하는 SBA-GS 는 부채널들을 그룹화한 뒤 각 그룹별 부채널들의 펑균 신호대잡음비를 구하여 동일한 변조 방식을 적용하는 SBA를 수행한다. 다양한 차세대 이동통신 채널 환경에서의 모의실험 결과, 지연 확산이 작은 다중 경로 채널의 경우에서는 궤환 정보량을 크게 감소하면서도 SBA와 유사한 결과를 얻을 수 있었 으며, 지연확산이 큰 채널 환경에서는 부채널 그룹화에 따른 BER 성능 열화가 상대적으로 증가하였지만 궤환 정보량 감소와의 절충 관계를 감안할 때 실제 시스템 구현시 고려될 수 있는 우수한 결과를 보임을 확인하였다.
멀티 밴드 초 광대역 통신 시스템은 3.1-10.6 GHz 사이의 주파수 스펙트럼을 16개의 부 밴드로 나누어 사용하므로, 초 광대역 주파수 밴드의 특성상 각 부 밴드마다 중심 주파수의 차이가 많게는 2.65 배까지 발생할 수 있다. 송신측에서 전송한 신호의 경로에 따른 감쇄 정도는 주파수의 제곱에 비례하므로 멀티 밴드 초 광대역 통신시스템의 경우는 각 부 밴드 당 경로 감쇄 정도가 크게는 7배까지 차이가 날 수 있는 것이다. 그러므로 본 논문에서는 주파수 도약 방식의 멀티 밴드 초 광대역 통신 시스템에서 각 부 밴드의 중심 주파수의 차이로 해서 일어나는 수신 신호의 경로 감쇄 정도의 차이를 수신기의 상관 시간으로 보상하여 전체 시스템의 평균 비트 오류율을 향상시킬 수 있는 수신 방식을 제안하고, 그 성능을 나카가미 페이딩 채널 환경 하에서 분석하였다. 분석 결과 페이딩 index n이 증가할수록 제안된 수신 방식이 기존의 방식에 비해 더 큰 성능 이득을 얻음을 관찰할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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