This paper proposes an array antenna assisted Doppler spread compensator with dummy elements which are placed on either end of a monopole array for a digital terrestrial television broadcasting (DTTB) receiver. An array antenna assisted Doppler spread compensator, proposed previously, has a major drawback in performance degradation owing to mutual coupling effect among array elements. In order to solve the mutual coupling problem, dummy elements, placed on both sides of the monopole array mitigate performance degradation of a Doppler spread compensator arising from the mutual coupling among monopole array elements. Computer simulation results show that the dummy elements can reduce this performance degradation as well as expand the operating bandwidth of a Doppler spread compensator.
도플러 확산은 송수신단의 이동에 따라 발생하며 송수신단의 상대적인 위치 및 이동속도에 따라 도플러 주파수 변이 정도가 다르게 나타난다 본 논문에서는 앞으로 폭 넓게 활용될 것으로 예상되는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신방식을 적용했을 경우를 가정하여 다양한 무선채널에서의 도플러 확산에 의한 성능 열화 현상을 안테나 다이버시티(diversity) 효과를 활용하여 어느 정도까지 개선할 수 있는지를 분석하였다. 이를 위하여 다양한 무선채널 모델을 설정하고 도플러 확산에 따른 SIR(Signal to interference) 값 및 SIR을 고려한 effective SNR을 계산하였다. 이러한 결과들을 바탕으로 도플러 확산 정도에 따른 다이버시티 효과를 구체적으로 분석하기 위하여 수신단에서의 BER 개선 정도를 고찰하였다.
페이딩 채널에서 야기되는 진폭 및 위상 왜곡을 예측하여 보상하는 PSAM(Pilot Symbol Assisted Modulation)방식의 경우에는 fast 페이딩 채널에서 도플러확산에 의해 심한 성능 저하를 갖는다. 이에 대한 문제점을 분석하고, 이를 개선하기 위한 페이딩 보상 방식을 제안한다. 도플러 확산은 BER 성능을 저하시키는 주된 원인이 된다. 기존의 PSAM 방식과 비교해 보면, 한 심벌 주기 이내의 지연파의 간섭이 있는 환경에서는 기존 PSAM 방식은 도플러확산에 의해 BER이 $10^{-1}$ 정도의 매우 심각한 성능저하를 보이지만 제안된 방식은 도플러 확산이 클수록 성능저하는 발생하지만 기존 방식에 비해 BER이 $10^{-2}$ 이하로 성능이 우수함을 알 수 있다.
본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 트랜스패런트(transparent) 이동 다중 홉 릴레이(mobile multi-hop relay; MMR)시스템에서 MS(Mobile Station)가 이동함에 따라 발생하는 도플러 확산(Doppler spread)에 대한 영향을 분석한다. 상호협력(cooperative) MMR 또는 비상호협력(non-cooperative) 수율 증가(throughput enhancement;TE) MMR을 갖는 OFDM 시스템에서 부채널간 간섭(interchannel interference; ICI) 전력과 ICI 전력의 상계(upper bound)를 유도한다. 또한, 신호 대 간섭비(signal-to-interference ratio; SIR)와 SIR의 하계(lower bound)를 유도하고, WiBro(mobile WiMAX)용 파라미터를 이용하여 모의 실험을 통해 유도 결과를 검증한다.??
수중음향통신의 성능은 다중경로 전달과 도플러 확산에 크게 영향을 받는다. 본 논문은 다중경로 전달 환경에서 강인한 기존의 Sweep Spread Carrier(SSC) 기법을 변형하여, 새로운 통신기법인 Triangle Spread Carrier(TSC) 기법을 제안한다. 제안한 TSC 기법은 상승-처프와 하강-처프 신호가 반복되는 반송파를 갖는 형태이며, 각각의 상관함수 특성을 활용하여 수신 신호의 도플러 천이 주파수를 추정하고 보정한다. 제안된 TSC 기법의 성능을 입증하기 위하여 수중 채널 시뮬레이터를 이용한 모의실험과 동해에서 수행된 해상실험을 결과를 제시한다. 해상실험 결과 추정된 도플러 천이 주파수만을 이용하여 복조하였을 때 비부호화 된 비트 오류율은 최대 0.194였지만, 제안한 방법을 적용하였을 때 비부화화된 비트 오류율이 0.001로 감소하였다.
본 논문에서는 수중통신 장치가 수중에서 이동시 발생하는 도플러(Doppler) 편이를 극복하기 위한 도플러 편이 추정방법과 직접수열 확산대역 전송의 신호처리 방법을 제시한다. 제안한 방법은 도플러 편이에 강인하고, 자기 상관 특성이 우수한 64길이의 Frank 신호열을 두 번 반복하는 프리앰블을 사용하여 2단계로 도플러 편이를 추정한다. 또한, 제안한 방법을 직접수열 대역확산 전송을 사용하는 수중통신방식에 적용하여 수중이동통신용 패킷 설계와 RAKE 수신기를 설계한다. 설계한 확산대역 수중이동통신 변조방식은 데이터 심볼을 Differential-Quadrature Phase Shift Keying(DQPSK) 변조하여 수신시 위상추적이 필요 없고, RAKE 수신기에서 동위상 결합이 용이하게 할 수 있는 장점이 있다. 제안한 도플러 편이 추정방법을 포함하는 RAKE 수신방법은 약 17.5 m/s의 이동속도까지 가상으로 이동하는 송신기로부터 수신한 직접수열 대역 확산 신호를 성공적으로 수신한다.
본 연구는 직접대역확산방식(DSSS)에 대한 기술검토 자료로서 현재까지 직접대역확산방식이 적용되고 있는 통신시스템들을 알아보고 각각의 주파수, 코드길이, 확산이득, 데이터 전송속도 등의 대역확산 규격에 대하여 소개한다. 또한 발사체에 직접대역확산방식을 적용하기 위해 고려되어야 하는 사항에 대하여 알아보고 특히 도플러천이(Doppler Shift)가 직접대역확산방식의 동기획득에 미치는 영향에 대하여 기존에 연구된 사례들을 조사하고 정리하였다. 도플러천이에 대한 영향을 다루는 이유는 발사체와 같이 빠르게 이동하는 시스템에 있어서 도플러천이는 DSSS시스템의 코드추적에 주요오차요인으로 작용한다. 따라서 시스템에 적용을 위해서는 이에 대한 검토가 필요하다.
대역확산 시스템에서 나머지 도플러 주파수 오프셋이 (residual Doppler frequency offset, RDFO) 있으면 부호 동기가 정확히 맞을 때에도 표본화된 최고 상관값은 실제 상관값의 꼭지값보다 낮다. 이로 말미암아 기존 단일 주파수 셀 (single frequency cell, SFC) 검파기법의 성능은 떨어진다. 이 논문에서는 RDFO가 있을 때 실제 꼭지값 근처에 상관값이 큰 여러 표본이 존재하는 것에 착안하여 새로운 탐색기법을 제안한다. 이를 위해 먼저 대역 확산 시스템에서 RDFO가 성능을 떨어뜨리는지 분석한다. 그 뒤, 기존 기법과 제안한 기법의 검파확률과 오경보확률을 얻고, 모의실험을 수행하여 RDFO가 있을 때 제안한 기법이 기존 기법보다 성능이 뛰어남을 보인다.
궤환 간섭 채널은 송신 안테나와 수신 안테나가 동일 지점에 고정되어 있고 주위에 있는 이동하는 물체와 고정된 물체에 의해 형성된 다중경로를 통해 발생하는 채널로, 일반적인 기지국과 이동국의 채널 모델과는 다른 특성을 가지고 있다. 본 논문에서는 시외 지역과 고속도로변에서 궤환 간섭 채널을 측정하고, 채널의 특성 파라미터의 분석 방법에 대하여 기술한다. 측정된 표본을 통해 산란함수, 지연 전력 스펙트럼, 도플러 전력 스펙트럼을 구하였고, coherence 대역폭, coherence 시간, 최대 초과 지연, 평균 초과 지연, rms 지연 확산, 도플러 천이, 도플러 확산, 확산 계수 이상 8가지 파라미터의 결과와 지연과 도플러의 누적 분포도로 채널을 분석하였다. 많은 것들이 관찰되었지만, 주목할 점으로는 고속도로변은 고속으로 이동하는 차량에 의해 높은 도플러 주파수와 에너지가 큰 궤환 신호가 발생하고, 시외 지역은 차량의 소통이 적어 낮은 도플러 주파수가 발생한다는 것이다.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제12권3호
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pp.1-8
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2020
This paper studied a method of estimating target information using a radar in wireless communication. Position information on the target can be estimated angle, distance and velocity. The velocity information can be estimated since the Doppler frequency is changed in the moving target. The signal incident on the receiving array antenna is multiplied by the delay time and the reference signal to represent the output signal. This output signal is estimated by applying FFT (Fast Fourier Transform) after calculating signal correlation through correlation integrator. Since the output signal must be calculated within the correlator, it should be processed with the Dwell time. The correlation signal of the correlation integrator outside this Dwell time is indicated by the velocity measurement error. The FFT is applied to the signal that has passed through the correlated integrator in order to estimate the distance of the signal. The Doppler resolution must be improved because the FFT estimates target information using the Doppler information. The Doppler resolution decreases with increasing the integration time. The velocity information estimation should have no spread of the velocity. As a result of the simulation, there was no spread of the target velocity in this study.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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