• 제목/요약/키워드: Doppler Spread

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수면 거칠기에 따른 수면 경로의 시변 통신채널 통계적 특성 분석 (A study on statistical characteristics of time-varying underwater acoustic communication channel influenced by surface roughness)

  • 황인성;최강훈;최지웅
    • 한국음향학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.491-499
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    • 2023
  • 해수면 거칠기에 의해 해수면 산란이 발생하면 통신신호의 주파수 확산과 통신채널 시변동성을 야기하여 통신성능을 악화시킨다. 수면 거칠기에 따른 통신채널의 시변동성 차이를 비교하기 위하여 한양대학교 해양음향공학연구실 수조에서 실험을 수행하였다. 수조에서 인위적인 수면 거칠기를 생성하고 대역폭에 따른 차이를 비교하기 위하여 3가지 대역폭을 갖는 통신신호를 사용하였다. 측정된 수면 거칠기는 레일리 파라미터로 변환하여 거칠기에 대한 파라미터로써 사용하였으며, 수면 경로의 시변 채널 특성은 도플러 확산과 상관시간을 이용하여 통계적 분석을 수행하였다. 수면 경로의 도플러 확산은 통신신호의 반송 주파수와 대역폭의 영향을 보정한 가중 유효 도플러 확산(Weighted Root Mean Square Doppler spread, wfσν)을 사용하였다. 수면 경로의 상관시간과 직접 경로와 수면 경로의 에너지 비율을 이용하여 전체 채널의 상관관계를 모의하고 측정된 전체 채널의 상관시간과 비교하였다. 본 연구에서는 해수면 거칠기에 따른 해수면 경로의 시변 채널특성을 이용하여 임의의 해양환경에서 효율적인 통신신호 설계를 위한 방법을 제안한다.

OFDM 통신 시스템에서의 간섭 현상에 관한 연구 (A Study on Interference Effects in OFDM System)

  • 이종길
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.988-994
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    • 2004
  • 본 논문에서는 주파수 옵셋, 도플러 확산, 오실레이터 페이즈 노이즈에 의한 간섭현상, 즉 왜곡에 관해서 정리하고 다양한 채널환경에서 이에 따른 OFDM 시스템의 성능을 분석하였다. 이러한 왜곡들은 마치 부가성 백색 잡음처럼 각 부반송파간의 간섭을 유발하기 때문에 OFDM 시스템의 성능은 떨어지게 된다. 그러므로 본 연구에서는 OFDM 방식을 적용한 이동통신 시스템에서의 왜곡에 따른 성능분석을 위하여 다양한 채널환경 하에서 지정된 SNR을 유지하기 위한 주파수 옵셋과 도플러 주파수 한계치, 오실레이터 페이즈 노이즈에 의한 시스템의 성능저하 특성들을 분석하였다.

Performance analysis of DSSS- and CSS-based physical layer for IoT transmission over LEO satellites

  • Jung, Sooyeob;Im, Gyeongrae;Jung, Dong-Hyun;Kim, Pansoo;Ryu, Joon Gyu;Kang, Joonhyuk
    • ETRI Journal
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    • 제44권4호
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    • pp.543-559
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    • 2022
  • To determine a suitable waveform for Internet of Things (IoT) transmission over low-Earth orbit (LEO) satellites, this paper reports the results of a performance comparison between chirp spread spectrum (CSS)-based LoRa and direct sequence spread spectrum (DSSS)-based Ingenu. The performance of both waveforms was measured in terms of the packet error rate, throughput, and packet loss rate, considering the Doppler effect caused by the high speed of LEO satellites and the interference among multiple terminals. Simulation results indicate that the DSSS scheme is more suitable than the CSS scheme for high-traffic IoT services because of its robustness against interference among multiple terminals. However, the CSS scheme is more suitable than the DSSS scheme for high-mobility IoT services because of its robustness against the Doppler effect. We discuss various solutions, such as the preprocessing of Doppler effect and avoidance of packet collision, to enhance the performance of the DSSS and CSS schemes. The simulation results of the proposed solution show that the enhanced DSSS scheme can be a proper waveform in IoT transmission over LEO satellites for both the high-traffic and high-mobility services.

Measurements and Analysis of Fingerprinting Structures for WLAN Localization Systems

  • Al KhanbashI, Nuha;Al Sindi, Nayef;Ali, Nazar;Al-Araji, Saleh
    • ETRI Journal
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    • 제38권4호
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    • pp.634-644
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    • 2016
  • Channel-based radio-frequency fingerprinting such as a channel impulse response (CIR), channel transfer function (CTF), and frequency coherence function (FCF) have been recently proposed to improve the accuracy at the physical layer; however, their empirical performance, advantages, and limitations have not been well reported. This paper provides a comprehensive empirical performance evaluation of RF location fingerprinting, focusing on a comparison of received-signal strength, CIR-, CTF-, and FCF-based fingerprinting using the weighted k-nearest neighbor pattern recognition technique. Frequency domain channel measurements in the IEEE 802.11 band taken on a university campus were used to evaluate the accuracy of the fingerprinting types and their robustness to human-induced motion perturbations of the channel. The localization performance was analyzed, and the results are described using the spatial and temporal radio propagation characteristics. In particular, we introduce the coherence region to explain the spatial properties and investigate the impact of the Doppler spread in time-varying channels on the time coherence of RF fingerprint structures.

Simulation Models for Investigation of Multiuser Scheduling in MIMO Broadcast Channels

  • Lee, Seung-Hwan;Thompson, John S.
    • ETRI Journal
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    • 제30권6호
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    • pp.765-773
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    • 2008
  • Spatial correlation is a result of insufficient antenna spacing among multiple antenna elements, while temporal correlation is caused by Doppler spread. This paper compares the effect of spatial and temporal correlation in order to investigate the performance of multiuser scheduling algorithms in multiple-input multiple-output (MIMO) broadcast channels. This comparison includes the effect on the ergodic capacity, on fairness among users, and on the sum-rate capacity of a multiuser scheduling algorithm utilizing statistical channel state information in spatio-temporally correlated MIMO broadcast channels. Numerical results demonstrate that temporal correlation is more meaningful than spatial correlation in view of the multiuser scheduling algorithm in MIMO broadcast channels. Indeed, the multiuser scheduling algorithm can reduce the effect of the Doppler spread if it exploits the information of temporal correlation appropriately. However, the effect of spatial correlation can be minimized if the antenna spacing is sufficient in rich scattering MIMO channels regardless of the multiuser scheduling algorithm used.

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다중경로 및 도플러 다이버시티를 위한 멀티캐리어 CDMA 시스템 (A Multicarrier CDMA System for Multipath and Doppler Diversity)

  • 박형근
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제42권1호`
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    • pp.29-37
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    • 2005
  • 다중반송파 변조방식의 주요한 문제점중의 하나는 도플러 천이에 의한 주파수 옵셋에 민감하다는 점이다. 주파수 옵셋은 다중반송파 변조된 신호의 주파수 중첩으로 인한 반송파간의 간섭을 야기시킨다. 그러나 채널변화에 따른 도플러 천이는 또 다른 다이버시티 이득을 제공할 수 있는 요소가 될 수 있다. 본 논문에서는 변형된 다중반송파 코드분할 다중접속(multicarrier CDMA) 시스템을 제안함으로써 다중경로 다이버시티외에 도플러 다이버시티를 이용할 수 있게 하였다. 이를 위하여 이동 무선채널을 독립적인 시간 및 주파수 페이딩 채널로 분해하고 시간 다이버시티를 이용하는 레이크 수신기를 주파수영역으로 확장하므로써 다중경로 및 도플러 다이버시티 이득을 동시에 얻을 수 있도록 하였다.

Multi-rate MC-CDMA시스템에서의 코드 간 간섭과 주파수 다이버시티와의 관계에 대한 연구 (A Study on the Relation Between Frequency Diversity and Inter Code Interference in the Multi-rate MC-CDMA system)

  • 이규진;이계산;김진영
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.131-138
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    • 2008
  • 시스템의 성능은 RMS 지연확산과 도플러 주파수와 같은 채널 변수에 영향을 받는다. 이 논문은 Multi-rate MC-CDMA 시스템에서 주파수 다이버시티와 코드 간 간섭과의 관계에 대하여 연구하였다. Multi-rate MC-CDMA 시스템은 MC-CDMA 시스템보다 다양한 데이터율을 전송할 수 있는 장점이 있을 뿐 아니라, OFDMA와 다르게 주파수 다이버시티 이득을 얻음으로써 성능을 향상시킬 수 있다. 하지만, 확산코드를 사용함으로써 주파수 다이버시티 이득과 코드간 간섭간의 trade-off 관계가 있다. 그러므로 이러한 관계를 평가하여, 시스템을 효율적으로 사용함으로써 성능을 향상시킬 수 있다. 주파수 다이버시티 이득과 코드 간 간섭의 관계를 효과적으로 평가하기 위하여, 우리는 도플러 주파수와 RMS 지연확산을 변화시키며 모의실험을 수행하였고, 그 결과를 분석하였다.

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기하학적 Ring 모델에 기반을 둔 협력형 MIMO 채널 시뮬레이터 (Cooperative MIMO Channel Simulation Based on the Geometrical Ring Model)

  • 양미선;김동우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권3A호
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    • pp.235-239
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    • 2008
  • 본 논문에서는 협력형 MIMO (multi-input multi-output) 채널 모델의 시뮬레이션 모델을 제안한다. 여기서 기하학적 one-ring 채널 모델과 기하학적 two-ring 채널 모델을 확장시켜 서 협력형 one-ring 채널 모델을 소개한다. 먼저, 송신 노드와 수신 노드 그리고 중계 노드가 모두 정방향의 무한개의 스캐터로 둘러 쌓여 있다는 가정아래, 협력형 one-ring 채널에 대한 참조 모델의 복소 채널 이득과 상관관계 함수를 정의한다. 다음으로, 그 참조 모델의 상관관계 함수의 값을 만족하도록 하는 시뮬레이션 모델을 제안한다. 이를 위하여 본 논문에서는 MEDS(method of exact Doppler spread) 방법을 이용하며, 마지막으로, 제안된 시뮬레이션 모델과 참조 모델의 상관관계 함수의 결과를 비교함으로서 적합한 시뮬레이션 모델임을 보인다.