본 논문에서는 1-bit 샘플러를 사용한 비동기식 초광대역 임펄스 수신기의 임계값 추정 알고리즘을 제안하였다. 수신된 신호의 에너지를 측정하여 임계값을 추정하는 기존의 방식과 달리 제안된 임계값 추정 알고리즘은 1-bit 샘플러를 통과한 이진 데이터만을 사용함으로써 하드웨어적인 복잡도를 크게 낮추었으며, 이론적인 최적 임계값에 근접한 성능을 나타내었다. 제안된 임계값 추정 알고리즘은 이론적인 검증과 함께 IEEE 802.15.4a의 채널 모델을 이용한 컴퓨터 모의실험을 통해 성능을 입증하였다.
본 논문에서는 간단한 형태의 적분기와 1-비트 ADC (Analog-to-Digital Converter)로 구성된 AFE (Analog Front End)를 사용하는 Noncoherent IR-UWB (Impulse Radio-Ultra Wide Band) 레인징 (Ranging) 시스템을 제시하고, 레인징 성능에 영향을 주는 AFE 특성에 대해 정의한다. 이 레인징 시스템에서 적분기는 단순히 수신된 신호의 에너지만을 축적하며, 다중 비트 ADC를 필요로 하는 Coherent IR-UWB 시스템과는 달리 1-비트 ADC를 사용하게 되므로, 시스템 구현 측면에서 현실적이고 매우 용이하다고 할 수 있다. 반면, Noncoherent 방식의 특성상 수신 신호를 단순히 제곱하여 적분하게 되므로, 잡음과 다중경로 페이딩 등의 채널 특성에 따라 레인징 정밀도는 큰 영향을 받게 된다. 그러나 이러한 현실적인 중요성에도 불구하고, 현재까지의 IR-UWB 레인징 시스템 연구에서는 AFE 특성 변화에 따른 성능 분석에 관한 결과는 거의 제시되지 않고 있다. 이에, 본 논문에서는 Noncoherent IR-UWB 레인징 시스템을 사용하는 경우 다양한 무선 채널 환경에서 AFE 특성 변화에 따른 레인징 성능을 분석한다. 또한 이를 통해 실제 UWB 하드웨어를 설계할 경우 규격 설정에 고려해야 할 파라미터들을 제시한다.
본 논문에서는 향후 유비쿼터스 센서 네트워크 응용 등에 적합하도록 간단한 송수신기 구조를 유지하면서, 실제 데이터를 전송하기 전에 Noise Power Calibration 및 Noise Power Windowing 방법을 통해 잡음의 영향을 고려하여 적응적인 임계값을 결정하고 이를 이용하여 전력검출 (Power Detection)을 수행하여 성능을 향상하는 임펄스 라디오 (Impulse Radio) 형태의 Noncoherent OOK (On-Off Keying) UWB (Ultra Wide Band) 시스템을 제시하고, 전형적인 UWB 실내 무선 채널 모델에서의 성능을 분석하였다. 모의실험 결과 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 채널에서는 Noise Power Calibration 모드를 위한 슬롯수의 증가에 따라 이상적인 Ideal Adaptive Threshold를 사용하는 경우께 근접하는 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있었고, 반면 데이터 전송률의 큰 감소를 감수해야 하는 Noise Power Windowing 방법에 의한 성능 개선은 두드러지게 나타나지 않음을 알 수 있었다. 더욱이 IEEE 802.15 Task Group 3a UWB 실내 채널 모델을 이용한 모의실험 결과, Noise Power Calibration 모드가 적용된 Noncoherent OOK UWB 시스템의 성능이 Ideal Adaptive Threshold의 경우와 비트오율 성능이 매우 근접하며, 펄스 반복 전송의 회수의 증가에 따라 비트오율 성능이 향상됨을 확인 할 수 있었다.
본 논문에서는 수신기에서 채널 추정을 필요로 하지 않는 MWSK (M-ary orthogonal Walsh sequence keying)를 적용한 ST-MWSK (space-time MWSK)를 제안한다. ST-MWSK의 noncoherent ML (maximum-likelihood) 검출기의 계산 복잡도는 기존의 ST-FSK (ST frequency-shift keying) 방식에 비해 크게 줄어든다. 또한 ST-MWSK는 ST-FSK와 거의 동일한 성능을 나타낸다.
In this paper, we are performance analysis of IEEE 802.15.4b LR-WAPN(Low-Rate Wireless Personal Area Network; Zigbee) system noncoherent receivers at 915MHz under Jamming. IEEE 802.15.4b concerns itself with devices at 915MHz, which employ a higher data rate of up to 250 kbps, and which use O-QPSK(Offset Quradrature Phase Shift Keying modulation with DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum). Communication between devices can still be hampered by the presence of interferers outside the network, whether the interference be intentional or not. Hence the receivers can not have stable receiving condition due to worse BER. To solve this problem, we present a mere stabilized receiver system of using noncoherent detection. In this paper, we look instead at the effect of jamming, i.e. intentional interference, on the BER performance of IEEE 802.15.4 devices.
본 논문에서는 주파수 가변 비동기 모노펄스 시스템에서 추정각 변화량을 최소화하기 위한 모노펄스 기울기 교정 방법을 제시하였다. 이를 위해 우선 안테나 및 RF 수신기의 수신 채널간 이득 및 위상 불균형에 의한 모노펄스 기울기 특성을 분석하였고, 안테나를 포함한 RF 수신기의 채널간 이득 및 위상 불균형을 최소화하기 위한 교정 방법을 제시하였다. 또한, IF 수신기의 채널간 상대 이득 불균형에 의한 영향을 최소화하기 위해 채널 절체를 통한 교정 방법을 제시하였다. 제시된 방법들에 의한 교정 결과, 주어진 주파수 대역폭 내에서의 측정된 평균모노펄스 기울기는 -0.96이 되었으며, 추정각 변화량은 이론값과 유사한 방위각 ${\pm}2^{\circ}$에서 최대 $0.15^{\circ}$, 방위각 $0^{\circ}$에서 최대 $0.03^{\circ}$가 되었다.
무선통신 시스템에서는 운용하는 송신기나 수신기의 이동에 의해서 도플러 주파수 천이가 발생하며, 도플러 주파수 천이나 송수신기 사이에 존재하는 주파수 오프셋을 제거해야 원하는 성능을 얻을 수 있다. FTS(Flight Termination System)는 공공의 안전과 발사체의 비정상적인 임무 수행을 막기 위해서 사용되는데 발사체의 경우에는 지구 탈출을 위해서 초기 속도가 아주 빠르고 그에 따라서 도플러 주파수 천이도 아주 크다. 최근 차세대 FTS의 도입을 위한 연구가 활발히 진행 중이며, 새로운 FTS를 도입하기 위해서는 도입하는 시스템에 대한 도플러 주파수의 영향을 검토해야 한다. 본 논문에서는 발사체의 도플러 주파수 천이가 FTS 수신기의 성능에 미치는 영향을 분석하였으며, 디지털 방식의 FTS와 톤 방식의 FTS에 미치는 영향으로 나누어 분석하였다. 디지털 방식의 FTS인 EFTS(Enhanced FTS)에서는 비동기 DPSK(Differential PSK)와 비동기 CPFSK(Continuous Phase FSK)에 미치는 영향을 중점적으로 검토하였고, 200Hz의 도플러 주파수 천이가 채널코딩을 적용한 비동기 DPSK와 비동기 CPFSK에 미치는 영향을 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 BER이 $10^{-5}$ 근처에서 RS코딩은 약 0.5dB의 $E_b/N_o$가 악화되었고, 컨볼루션코딩과 BCH코딩은 성능변화가 거의 없거나 $E_b/N_o$가 0.1dB 정도 악화되었다. 톤 방식의 FTS에서는 수신기가 직교검파기를 사용하는 경우에 대해서 분석하였으며, 직교검파인 경우에는 도플러 주파수 천이의 영향을 거의 받지 않는다.
이 논문에서는 순차 방법을 쓰는 비동위상 부호획득 문제를 다루었다. 먼저, 비동위상 수신기 출력은 귀무가설 에서 거의 중심카이제곱 분포를 따름을 보이고, 이를 바탕으로 베셀함수를 어림하여 간단한 부호획득 기법을 얻는다. 이제까지의 부호획득 방법을 쓸 때와 간단하게 만든 부호획득 방법을 쓸 때의 성능을 덧셈꼴 흰빛 정규잡음 채널과 느리게 바뀌는 감쇄채널에서 견주어 보았다. 간단하게 만든 방법들은 이제까지의 방법들과 성능이 비슷하다는 것을 모의실험에서 알 수 있었다.
Error performance of two modulation schemes of millimeter-wave over fiber (MMoF) system i.e., optical double side band (ODSB) and optical single side band (OSSB) modulations is analyzed under Rician fading. Bit error rates (BER) of two detection techniques i.e., coherent and noncoherent detection are also compared in Rician fading. In aspect of error performance, ODSB modulation scheme has better BER than OSSB modulation scheme has under Rician fading. On the other hand, OSSB modulation scheme is advantageous in case of considering high bandwidth efficiency and small power degradation. Coherent detection technique is proper in Rician fading, because coherent detection provides more SNR gain whether fading is serious or not. Noncoherent detection can be applied when we need a simple receiver structure.
이 논문은 시간 및 주파수 선택성페이딩이 동시에 존재하는 채널에서 대역확산 주파수 도약통신시스템의 전송특성을 제시한다. 수신기는 승적합산기를 포함한 binary noncoherent matched-filter fast FH-SS시스템이다. 이 시스템에서 SNR, 채널 선택도, 전력비 등의 변동에 따른 오차확률은 데이터율을 고려하지 않고 다이버시티 개념을 사용하여 구하였으며, 오차확율에 대한 데이터를 분석한 결과 FH-SS 시스템은 시간 선택성 페이딩 채널에서 전송특성이 우수함을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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