본 연구에서는 위상 잡음이 OFDM통신 시스템 성능에 미치는 영향에 대해 연구하였다. OFDM통신 시스템의 정확한 분석을 위해 위상 잡음의 2차항을 고려한 비선형 근사 방법을 이용하여 위상 잡음으로 인해 나타나는 현상들을 보다 정확하게 분석하고 정량화 하였다. 분석결과 QPSK-OFDM통신 시스템에서 PLL주파수 합성기의 루프 대역을 5.0 kHz, 1.0 Hlz와 0.5 KHz로 각각 설정했을 때 위상 잡음으로 인해 발생하는 성능 저하 수치를 위상 잡음이 없는 이상적인 경우 AWGN 환경에서의 BER성능과 비교해 보면 BER=$10^{-4}$를 만족하기 위해 약0.6 dB, 1.0 dB와 1.7 dB 정도의 SNR손실이 발생한다. 16QAM 변조방식을 사용한 경우에는 루프 대역이 각각 5 kHz, 1.0 kHz, 그리고 0.5 kHz일 때에 약 1.9dB, 3.2dB, 그리고 6.7dB의 SNR 손실이 발생하게 된다. 기존 선형 근사화 기법과 본 연구에서 QPSK 변조방식을 사용하였을 경우 분산의 크기가 0.02까지는 두 곡선이 거의 비슷한 성능을 보이지만, 0.02 이상 분산 간이 더 커지게 되면 기존 연구와 본 연구 사이에 차이가 발생하게 된다. 또한 해석적 방법에 의한 BER성능 분석결과와 QPSK와 16QAM 변조를 사용하는 OFDM통신 시스템의 시뮬레이션 결과가 동일함을 보인다. 아울러 QPSK-OFDM 통신 시스템 에서 위상 잡음 분산이 0.03 이상이 되면 에러 floor가 생겨서 BER 성능이 악화된다.
In this paper, We have investigated the SER performance of a OFDM/QPSK system with carrier-frequency offset in a frequency non-selective fading channel. Adaptive linear equalizer is adopted to OFDH/QPSK systems for compensation of performance degradation according to the non-selective fading and carrier frequency offset. As a result of performance analysis, the more frequency offset is, the worse performance of OFDH/QPSK system is. However, when OFDH/QPSK system adopts the adaptive linear equalizer, the SER performance is enhanced to the limit range
본 논문에서는 이미지 데이터의 저작권 보호를 위해 워터마크 삽입시 워터마크 영상에 DM-SS 기법을 적용하고 DM-SS 방식에서의 Burst성 에러에 강인한 Reed-Solomon 부호화를 적용하여 워터마크 복원에 대한 성능 개선을 하였다. 그리고 영상에 대한 외부 공격으로는 OFDM/QPSK 전송 시스템을 이용하여 전송 시 생기는 여러 가지 요인을 고려하였다.
본 논문에서는 임펄스 잡음과 주파수 선택성 레일리 페이딩이 공존하는 통신로에서 OFDM/ QPSK 시스템의 오율 성능을 해석하고, 성능 개선 기법으로 컨벌루션 부호화 기법을 적용하여 성능 개선을 도모하였다. 임펄스 잡음과 주파수 선택성 레일리 페이딩이 공존하는 채널에서는 보호 구간 길이보다 채널 지연 시간이 짧은 경우에 좋은 오율 성능을 나타내고, 보호 구간 길이를 벗어나면 오율 성능이 현격히 떨어짐을 알 수 있었다. 그리고 채널 상에서 존재하는 강한 임펄스 잡음의 영향을 받으면 오율 성능이 약 $10^{-1}$ 정도로 떨어짐을 알 수 있었다. 또한 임펄스 잡음과 주파수 선택성 레일리 페이딩이 공존하는 통신로에서는 부호화기법을 적용하지 않으면 음성 서비스조차 지원할 수 없는 반면에, 컨벌루션 부호화 기법을 적용하면 데이터 서비스까지 지원할 수 있음을 알 수 있었다.
OFDM 시스템에 있어서 송신 신호의 큰 PAPR는 비선형 증폭기를 통과할 때 심각한 신호 왜곡을 일으킨다. 이러한 PAPR을 감소하는 방법으로, 본 논문에서는 가장 간단한 클리핑 방법을 사용하여 시스템에 미치는 영향을 BER 특성의 기준으로 나타내고 제안된 시스템과 다른 여러 가지 시스템들을 비교하였다. 본 논문에서 제안한 방법은 QPSK 매핑후에 매핑된 신호사이에 0을 삽입하는 방법을 사용하여 동일한 PAPR 조건하에서 시스템에 미치는 영향을 비교하였다. 또한 다른 시스템들과의 BER 성능에 대한 데이터 전송률과 대역폭 관계의 trade-off가 있음을 보였다.
본 논문에서는 IEEE 802.11a 무선 LAN에 적합한 OFDM 시스템에 비터비 복호를 사용하는 길쌈 부호와 단일 탭의 LMS 등화기를 적용하여 실내 무선 채널 환경에서 시스템 성능을 시뮬레이션을 통해 분석한다. 실내 무선 채널은 라이시안 페이딩 모델링하고, 부채널변조 방식으로는 QPSK와 16QAM을 사용한다. 직접 파 대 간섭파 전력비 K=5 dB 인 라이시안 페이딩 채널에서 길쌈 부호 및 비터비 복호를 사용하는 경우, 경판정에서 QPSK는 8.6 dB, 16QAM 은 19.2dB, 연판정에서 QPSK는 5.3dB, 16QPSK는 5.3dB, 16QAM은 9.8dB에서 $10^{-4}$의 BER을 만족하였다. 또한 16QAM/OEFM 방식에 단일 탭의 LMS 등화기를 사용하면 길쌈 부호만을 사용한 경우보다 경판정 비터비 복호의 경우 8.6dB,연판정의 경우에는 2dB의 성능이 향상됨을 알 수 있었다.
현재의 이동통신에서는 다양한 영상 서비스를 제공해야 하는데, 이는 여러 종류의 고품질 데이터를 전송해야 함을 의미하며, 이를 위해 4 세대 광대역 이동통신을 위한 변조방식중의 하나로 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조방식이 연구되고 있다. 본 논문에서는 OFDM의 각 직교 부반송파(Sub-carrier)들이 잠재적으로 다른 변조방식을 가질 수 있다는 특징에 single modulation(OFDM과 QPSK, OFDM과 16QAM), multi-modulation(OFDM과 (QPSK+16QAM))을 결합하여 시뮬레이션을 통해 성능을 비교하였고 실제 이미지를 전송하여 전송효과를 확인하였으며, 전송하고자 하는 데이터 종류와 채널환경에 따른 다중변복조 방식을 제안 분석하였다.
본 논문에서는 복잡한 다중경로를 갖는 가정 전력선에 대한 채널 모델을 분석적 방법으로 전달함수를 분석하였다. 전력선의 배경잡음을 고려한 채널 모델 전달함수를 OFDM 시스템에 적용하였으며, QPSK 및 16-QAM 변조신호에 대한 BER 관계를 분석하였다. 광대역 전력선 통신시스템에 대한 OFDM 변조의 이득 관계를 제시함으로서 OFDM을 적용한 특성 파라미터를 예측할 수 있다.
무선 통신 시스템에서 고속 데이터 전송에 효율적인 다중 반송파 시스템인 OFDM통신 시스템에서는 송수신단의 오실레이터에서 발생하는 위상잡음이 인접채널간 간섭(Inter-carrier-interference: ICI)을 야기시켜 통신 성능에 악영향을 끼친다. 본 논문에서는 ICI영향을 효과적으로 줄일 수 있는 새로운 data-conversion 형식의 ICI 제거 방법을 제안하고 위상잡음을 선형 근사화하여 위상잡음에 의해 발생하는 common phase error(CPE), ICI 그리고 carrier to interference power ratio(CIR)를 분석한다. 그리고 data-conversion 형식의 위상잡음에 의한 성능 개선 효과를 분석하기 위해서 기존의 OFDM과 비교하였다. 이때 부반송파수 64의 조건하에서 위상 잡음 분산 0.3의 QPSK변조방식과 위상 잡음 분산 0.1의 16 QAM변조방식의 경우, BER=$10^{-3}$에서 각각 0.6 ㏈, 1.5 ㏈의 SNR 이득을 가짐을 볼 수 있다. 결과적으로 ICI 제거방법을 사용하였을 때 기존의 OFDM system에 비하여 ICI에 의한 성능손실을 효과적으로 줄일 수 있다.
본 논문에서는 SLM(selective mapping)과 PTS(partial transmit sequence) 방식을 이용한 STBC MIMO-OFDM(space-time block code multi-input multi-output orthorgonal frequency division multiplexing) 시스템의 PAPR(peak-to-average power ratio) 성능을 분석한다. MIMO-OFDM 시스템에서 SLM과 PTS 방식은 비선형왜곡을 줄이고 비선형 HPA(high power amplifier)의 전력효율을 개선하기 위해 사용된다. 시뮬레이션 결과에서는 QPSK를 사용한 기존의 MIMO-OFDM 시스템과 비교하였을때, SLM의 PAPR이 3.5dB 정도 줄어드는 동안 PTS는 5dB 정도 감소되는 결과를 볼 수 있다. 또한, HPA의 앞단에 사전왜곡기의 유무에 따른 MIMO-OFDM 시스템의 BER 성능을 분석해 본 결과 사전 왜곡기를 사용하였을 때 선형 증폭기에 근접하기 위해서 SLM 방식에서 6dB IBO(input backoff)가 요구되고 PTS 방식에서는 4dB가 요구됨을 확인하였다. PAPR을 개선하는 방식을 사용하지 않으면 8dB의 IBO가 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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