• ETRI Journal
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• 제41권2호
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• pp.184-196
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• 2019

Wavelet packet modulation (WPM) is a multicarrier modulation (MCM) technique that has emerged as a potential alternative to the widely used orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) method. Because WPM has overlapped symbols, equalization cannot rely on the use of the cyclic prefix (CP), which is used in OFDM. This study applies linear minimum mean-square error (MMSE) equalization in the time domain instead of in the frequency domain to achieve low computational complexity. With a modest equalizer filter length, the imperfection of MMSE equalization results in subcarrier attenuation and noise amplification, which are considered in the development of a bit-loading algorithm. Analytical expressions for the bit error rate (BER) performance are derived and validated using simulation results. A performance evaluation is carried out in different test scenarios as per Recommendation ITU-R M.1225. Numerical results show that WPM with equalization-aware bit loading outperforms OFDM with bit loading. Because previous comparisons between WPM and OFDM did not include bit loading, the results obtained provide additional evidence of the benefits of WPM over OFDM.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제10권2호
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• pp.50-55
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• 2010

Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) dual-hop systems can take full advantages of the techniques of both multi-hop communication and OFDM. To achievethis end, we propose a joint subcarrier matching, power allocation and bit loading algorithm operating under a total power constraint and the same Bit Error Rate(BER) threshold over all subcarriers. Simulation results demonstrated system throughput improvement compared to single-hop systems and dual-hop systems with different bit loading algorithms for each relay position, power constraint, and required BER.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권4A호
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• pp.315-321
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• 2010

Ad-hoc 네트워크에서는 전력을 제어할 기지국의 부재로 시스템의 성능을 최적화 시키는 중앙 전력 제어가 불가능하여, 각 노드들은 독립적이고 자동적인 방식으로 분산형 전력 제어 알고리즘을 수행해야 한다. 기존의 분산형 전력 제어 알고리즘은 수신 신호의 SINR (signal to interference and noise ratio)에 따라 MCS (modulation and coding scheme) 레벨을 변화 시키는 adaptive bit loading operation을 고려하지 않기 때문에, 전체 throughput 향상에 제한이 있다. 본 논문에서는 Ad-hoc 환경에서 전체 throughput 을 향상시키고, outage 확률을 낮추기 위해 MCS 레벨에 따라 adaptive bit loading operation을 고려한 분산형 전력 제어 알고리즘을 제안한다. 컴퓨터 모의실험 결과 매우 큰 throughput 향상과 outage 확률 감소의 성능 향상을 확인할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권2호
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• pp.18-26
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• 2009

송신단에서 채널 상태 정보를 알 수 있는 경우, 적응 알고리즘을 통한 전송 및 다중사용자 스케줄링을 통해 시스템 전송률을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 비트 인터리버와 결합한 부호화된 직교 주파수 다중 분할 (BIC-OFDM; Bit-Interleaved Coded Orthogonal frequency Division Multiplexing) 기법을 기반으로 하는 다중안테나 (MIMO; Multiple-Input Multiple Output) 시스템을 고려한다. 먼저 Levin-Campello 알고리즘을 개선한 비트 로딩 (bit-loading) 기법을 제안하고, 이를 다중안테나 시스템으로 확장하여 한정된 개수의 신호 성상을 사용하는 데 따르는 잔여 파워 문제를 극복하는 알고리즘을 제시한다. 실험 결과는 제안하는 기법이 시스템 성능을 개선시키며 특히 높은 신호 대 잡음비 (SNR; Signal-to-Noise Ratio) 영역에서 기존의 기법에 비하여 큰 성능 이득을 제공함을 보여준다.

• ETRI Journal
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• 제29권4호
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• pp.445-451
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• 2007

An adaptive modulation scheme is presented for multiuser orthogonal frequency-division multiplexing systems. The aim of the scheme is to minimize the total transmit power with a constraint on the transmission rate for users, assuming knowledge of the instantaneous channel gains for all users using a combined bit-loading and subcarrier allocation algorithm. The subcarrier allocation algorithm identifies the appropriate assignment of subcarriers to the users, while the bit-loading algorithm determines the number of bits given to each subcarrier. The proposed bit-loading algorithm is derived from the geometric progression of the additional transmission power required by the subcarriers and the arithmetic-geometric means inequality. This algorithm has a simple procedure and low computational complexity. A heuristic approach is also used for the subcarrier allocation algorithm, providing a trade-off between complexity and performance. Numerical results demonstrate that the proposed algorithms provide comparable performance with existing algorithms with low computational cost.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제10권2호
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• pp.163-175
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• 2014

This paper will focus on improving the performance of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) in Rayleigh fading environments. The proposed technique will use a previously published method that has been shown to improve OFDM performance in independent fading, based on ordered sub-carrier selection. Then, a simple non-iterative method for finding the optimal bit-loading allocation was proposed. It was also based on ordered sub-carrier selection. We compared both of these algorithms to an optimal bit-loading solution to determine their effectiveness in a correlated fading environment. The correlated fading was simulated using the JTC channel models. Our intent was not to create an optimal solution, but to create a low complexity solution that can be used in a wireless environment in which the channel conditions change rapidly and that require a simple algorithm for fast bit loading.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
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• pp.15-18
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• 2004

In this paper we present a linear discrete bit-loading algorithm that maximizes the transmit bit rate using the channel informations to optimize the performance of the very high-speed digital subscriber line(VDSL) system. It will be useful under the constraint of a maximum transmit power for each user. When the level of crosstalk is high, the power allocation of a user changes the noise experienced by the other users in the same binder. In this case, the performance of DSL modems can be improved by jointly considering the bit and power allocation of all users.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권7C호
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• pp.624-632
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• 2005

이 논문에서는 BICM-OFDM(Bit Interleaved Coded modulation-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템을 위한 비트 할당 기법에 대하여 연구한다. 부채널의 상태에 따라 부반송파의 전송 매개 변수를 조절하면 OFDM 시스템의 성능을 크게 개선시킬 수 있다. 여기서는 BICM-OFDM 시스템을 위한 적응 전송 기법으로 데이터 전송률을 일정하게 유지하면서 비트 오류율이 최소가 되도록 부반송파에 비트를 할당한다. 또한, 할당하는 비트 수가 정수인 제한 조건 하에서 최적의 해를 얻기 위해 이산 라그랑지 승수 방법을 사용한다. 모의실험을 통해 제안한 비트 할당 기법의 계산량이 크지 않으며, BICM-OFDM 시스템에 제안한 기법을 사용하면 약 $2\~3$ dB의 신호대 잡음비의 이득을 얻을 수 있음을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권11호
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• pp.1959-1975
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• 2011

Adaptive Bit Loading (ABL) in Multiple-Input Multiple-Output Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (MIMO-OFDM) is often used to achieve the desired Bit Error Rate (BER) performance in wireless systems. In this paper, we discuss some of the bit loading algorithms, compare them in terms of the BER performance, and present an effective and concise Adaptive Grouped Loading (AGL) algorithm. Furthermore, we propose a "weight factor" for loading algorithm to converge rapidly to the final solution for various data rate with variable Signal to Noise Ratio (SNR) gaps. In particular, we consider the bit loading in near optimal Singular Value Decomposition (SVD) based MIMO-OFDM system. While using SVD based system, the system requires perfect Channel State Information (CSI) of channel transfer function at the transmitter. This scenario of SVD based system is taken as an ideal case for the comparison of loading algorithms and to show the actual enhancement achievable by our AGL algorithm. Irrespective of the CSI requirement imposed by the mode of the system itself, ABL demands high level of feedback. Grouped Loading (GL) would reduce the feedback requirement depending upon the group size. However, this also leads to considerable degradation in BER performance. In our AGL algorithm, groups are formed with a number of consecutive sub-channels belonging to the same transmit antenna, with individual gains satisfying predefined criteria. Simulation results show that the proposed "weight factor" leads a loading algorithm to rapid convergence for various data rates with variable SNR gap values and AGL requires much lesser CSI compared to GL for the same BER performance.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권5호
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• pp.153-160
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• 2004

본 논문에서는 IEEE 802.11a 무선 LAN 시스템의 성능 향상과 전송율 증가를 위해 효율적인 비트 로딩 알고리즘 적용 방안을 제안하였다. 기존의 비트 로딩 알고리즘은 각 부채널의 신호대 잡음비(SNR)를 입력받아 수행되는데, 무선 LAN 시스템은 랜덤한 백색잡음 때문에 정확한 SNR 추정이 어렵다. 이는 비트 로딩을 적용할 때 이상적인 성능 이득보다 저하되는 문제점이 있다. 따라서 이 문제점을 해결하기 위해 SNR이 아닌 채널의 주파수 응답을 이용하는 비트 로딩 알고리즘을 제안하였다 모의 실험을 통해 기존의 비트 로딩 알고리즘을 무선 LAN 시스템에 적용하였을 때 PER이 10-2에서 전송 모드에 따라 0.5∼5㏈ 의 성능 이득을 얻은 반면, 제안된 방법의 비트 로딩 알고리즘은 동일한 조건에서 3.5 ∼8㏈ 사이의 성능 이득을 얻을 수 있었고, 데이터 전송율은 최대 54Mbps에서 63Mbps로 증가시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 하드웨어 설계 결과, 제안된 방법을 적용한 비트 로딩 연산 블록은 4.2K의 gate count와 2.8Kbit 메모리를 포함하고, 기존의 비트 로딩 알고리즘보다 약 34%정도 감소함을 확인하였다.