Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제32권4호
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pp.603-610
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2008
In this paper, analytical methods for calculating the average probability of bit error of direct sequence pulse amplitude modulation ultra wideband (DS-PAM UWB) system and time hopping pulse position modulation ultra wideband (TH-PPM UWB) system are given. For the multi-user DS-PAM UWB system, the bipolar pulse amplitude modulation is used in order to achieve better performance. As we know, more attention is paid to the TH-PPM UWB systems recently. In this paper. we first introduce the accurate BER calculation methods of the multi-user DS-PAM UWB and TH-PPM UWB systems and then give the performance analysis over the ideal AWGN channel and a correlation receiver. Furthermore, we also introduce their applications in image transmission and data transmission and give the simulation results. The analytical method yields simple and exact formulas relating the performance to the system parameters.
본 논문은 직접확산시간도약 초광대역 (DS-TH UWB) 시스템에 관하여 전력 스펙트럼 특성을 연구하였다. DS-TH UWB 시스템은 정보 신호를 의사잡음 부호와 연산하여 불규칙한 패턴의 펄스열로 구성하고 이를 펄스열의 칩으로 묶어 복수개의 그룹으로 만들었으며 각 그룹을 특정 값으로 매핑하게 한다. 이 특정 값과 매핑 장치 내의 Lookup Table로부터 타이밍 정보를 비교하여 (+)/(-) 펄스를 프레임 내에 위치시키게 된다. 결과적으로 기존의 시스템에서 발생하는 에너지 스파크 현상을 매우 효과적으로 억압할 수 있었으며, 본 논문에서 제안하는 DS-TH UWB 시스템은 고속의 시간도약 부호를 이용하지 않고서도 평활한 전력 스펙트럼 특성을 형성할 수 있었다.
Khan, M.A.;Parvez, A.Al;Hoque, M.E.;An, Xizhi;Kwak, Kyung-Sup
한국통신학회논문지
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제31권12B호
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pp.1028-1036
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2006
Energy conservation is an important issue in wireless networks, especially for self-organized, low power, low data-rate impulse-radio ultra-wideband (IR-UWB) networks, where every node is a battery-driven device. To conserve energy, it is necessary to turn node into sleep state when no data exist. This paper addresses the energy consumption analysis of Direct-Sequence (DS) versus Time-Hopping (TH) multiple accesses and two kinds of sleeping protocols (slotted and unslotted) in PHY-MAC for Un networks. We introduce an analytical model for energy consumption or a node in both TH and DS multiple accesses and evaluate the energy consumption comparison between them and also the performance of the proposed sleeping protocols. Simulation results show that the energy consumption per packet of DS case is less than TH case and for slotted sleeping is less than that of unslotted one for bursty load case, but with respect to the load access delay unslotted one consumes less energy, that maximize node lifetime.
본 논문에서는 FCC의 방사 스펙트럼 제한 규정에 따라 5 GHz-WLAN 주파수 대역을 억제한 DS-UWB 가우시안 임펄스 생성기를 제안하고, 이를 실험적으로 구현하였다. 단극 구형파를 가우시안 임펄스로 변환하기 위해 SRD를 이용한 첫 번째 임펄스 생성기와 반도체 레이저의 이득 스위칭을 이용한 두 번째 임펄스 생성기로 구성된 2단 구조의 임펄스 생성기를 사용하였다. 출력된 가우시안 임펄스의 폭은 약 180 psec로 매우 짧다. 또한 WLAN 주파수 대역을 제거하기 위해 4단 링 공진기 구조의 고차 미분 가우시안 필터를 설계 및 제작하여 최종적으로 WLAN 신호 대역은 약 25 dB의 억제 효과를 갖는 DS-UWB 신호의 발생기를 실험적으로 구현하였다.
본 논문에서는 FCC 규격을 만족하는 DS-UWB 통신을 위한 고차미분 가우시안 펄스 생성기를 제안하고, 이를 실험적으로 구현하였다. 100Mbps의 구형파를 가우시안 펄스로 변환하기 위해 두개의 SRB만을 이용한 가우시안 펄스 발생기를 제작하였다. 출력된 펄스는 330 psec의 펄스폭과 920 mV의 크기를 가진다. 또한 WLAN 대역을 제거하기 위해 마이크로스트립 라인과 병렬 스터브를 이용한 고차미분의 특성을 가지는 이중 대역통과 필터를 설계 및 제작하였다. 최종적으로 WLAN 대역을 -25dB 이상 억제를 하고, 시간축 상에서 1 nsec의 펄스폭과 25 mV의 크기를 가지는 13차 가우시안 펄스를 출력하였다.
본 논문에서는 다중 사용자 시간 도약 펄스 위치 변조(TH-PAM) 초광대역 시스템(UWB System)의 동작을 분석한다. 이상적인 AWGN 채널 환경과 상관 수신기로 TH-PAM과 TH-PPM의 동작을 분석하였다. 두 UWB 시스템의 BER 특성을 나타내는 표준 규칙을 얻기 위하여 전력 스펙트럼 밀도 함수(PSD)를 사용하였으며 시스템 매개 변수들에 실행을 관련시키는 함수를 얻을 수 있었다. 시스템의 Data와 image 전송의 시뮬레이션 결과로 이론적인 분석을 한다.
본 논문에서는 다중 안테나 (Multiple-Antenna)를 적용한 초광대역 무선통신 (UWB: Ultra Wide-Band) 시스템에서 이중 이진 터보 부호의 성능을 보인다. 본 논문에서는 PPM-TH (Pulse Position Modulation-Time Hopping) 방식과 PAM-DS (Pulse Amplitude Modulation-Direct Sequence) 방식의 UWB 시스템을 모두 고려하였으며, 다중 안테나 기술로 시공간 블록 부호 (STBC : Space Time Block Code) 송신 다이버시티와 수신 다이버시티 기술을 적용하였다. 그리고 이진 터보 부호에 비해서 부호어 사이의 최소 거리 (Minimum Distance)가 길어서 복호 성능이 좋으며 처리량 (Throughput)이 높아서 복호 처리 시간이 짧은 장점을 가지고 있는 이진 이중 터보 부호를 적용하였다. 본 논문의 결과는 UWB 시스템을 구현하는데 적용될 수 있다.
다중 사용자 간섭을 고려한 BPSK 데이터 변조 방식을 갖는 초광대역(Ultra-Wide Bandwidth, UWB) 시간 도약(time hopping, TH) 다중 통신 시스템의 정확한 비트 오율(bit error rate: BER)을 계산하는 방법을 제시하였다. UWB-TH BPSK 신호는 약간의 수정을 통하여 기존의 DS-CDMA 신호와 유사함을 보였다. 또한 다중 사용자 간섭(multiple user interference, MUI)는 특성 함수 기법을 이용하여 정확하게 기술하였다. 이들을 바탕으로 TH-BPSK 다중 통신 시스템의 BER을 정확히 계산하였다. 또한, MUI에 대한 기존의 가우시안 근사에 비하여 상당히 정확한 결과를 얻을 수 있는 간단한 근사식을 함께 제시하였다. 본 논문에서 제시한 BER 계산식의 정확성 및 타당성은 시뮬레이션 결과와 비교함으로써 확인하였다.
A general method for the evaluation of the symbol error probability (SER) of ultra wideband (UWB) systems with various kind of modulation schemes (N-PAM, M-PPM, Bi-Orthogonal), in presence of multipath channel, multiuser and strong narrowband interference, is presented. This method is shown to be able to include all the principal multiaccess techniques proposed so far for UWB, time hopping (TH), direct sequence (DS) and optical orthogonal codes (OOC). A comparison between the performance of these multiple access and modulation techniques is given, for both ideal Rake receiver and minimum mean square error (MMSE) equalizer. It is shown that for all the analyzed multiple access schemes, a Rake receiver exhibits a high error floor in presence of narrowband interference (NBI) and that the value of the error floor is in-fluenced by the spectral characteristics of the spreading code. As expected, an MMSE receiver offers better performance, representing a promising candidate for UWB systems. When the multiuser interference is dominant, all multiple access techniques exhibit similar performance under high-load conditions. If the number of users is significantly lower than the spreading factor, then DS outperforms both TH and OOC. Finally 2PPM is shown to offer better performance than the other modulation schemes in presence of multiuser interference; increasing the spreading factor is proposed as a more effective strategy for SER reduction than the use of time diversity.
In this paper, we analyze the performance of ultra wide band (UWB) systems in indoor wireless channel in accordance with the number of pulses per bit at transmit signals and the decision types of receiver. The indoor channel is modeled as the modified Saleh and Valenzuela (SV) model which has been proposed as a UWB channel model by the IEEE group, IEEE 802.15.SG3a. Two types of UWB signals are considered One is the pulse position modulation-time hopping (PPM-TH) signal. And the other is the pulse amplitude modulation-direct sequence (PAM-DS) signal. It is assumed that the receiver is an ideal receiver which can receive all signals of the multipath.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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