• 제목/요약/키워드: Preamble Technique

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무선 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 비동기 방식의 센서 MAC 프로토콜 설계 (An Energy-Efficient Asynchronous Sensor MAC Protocol Design for Wireless Sensor Networks)

  • 박인혜;이형근;강석중
    • 전기전자학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.86-94
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    • 2012
  • 초기의 동기식 프로토콜의 대표적인 S-MAC 과 T-MAC은 듀티사이클 기법을 사용으로 주기적인 활성과 비활성을 반복함으로써 기존의 무선 MAC 프로토콜에 비하여 에너지 소모를 줄였음을 보였다. 하지만 동기식 프로토콜은 동기화를 위한 별도의 제어패킷이 사용됨으로써 에너지 효율성이 떨어지고 설계 면으로서도 복잡하다는 단점을 갖는다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 비동기 프로토콜인 B-MAC과 X-MAC은 CSMA매체 접근 방식과 프리엠블을 통한 전송을 하는 LPL(Low Power Listeing)기법을 사용하여 별도의 제어패킷의 사용 없이 독립적인 듀티사이클 스케줄을 가지고도 통신이 가능하도록 설계됐다. 본 논문에서는 이러한 비동기 프로토콜인 X-MAC을 기반으로 보다 높은 에너지 효율성을 갖는 무선 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 비동기 방식의 센서 MAC 프로토콜을 설계한다. 이를 위하여서 송신노드와 수신노드에 프리엠블 넘버링 기법과 가상동기화기법을 설계 및 적용하였으며 대표적인 센서 노드인 TelosB센서모트를 이용하여 기존의 X-MAC 프로토콜과 에너지 효율성을 비교 및 검증한다.

합성곱 신경망을 이용한 딥러닝 기반의 프레임 동기 기법 (Deep Learning based Frame Synchronization Using Convolutional Neural Network)

  • 이의수;정의림
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.501-507
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    • 2020
  • 본 논문에서는 합성곱 신경망(CNN)에 기반한 프레임 동기 기법을 제안한다. 기존의 프레임 동기 기법은 프리앰블과 수신 신호 사이의 상관을 통해 수신 신호와 프리앰블이 일치하는 지점을 찾는다. 제안하는 기법은 1차원 벡터로 이루어진 상관기 출력 신호를 2차원 행렬로 재구성하며, 이 2차원 행렬을 합성곱 신경망에 입력하고 합성곱 신경망은 프레임 도착 지점을 추정한다. 구체적으로 가산 백색 가우스 잡음(AWGN) 환경에서 무작위로 도착하는 수신 신호를 생성하여 학습 데이터를 만들고, 이 학습 데이터로 합성곱 신경망을 학습시킨다. 컴퓨터 모의실험을 통해 기존의 동기 기법과 제안하는 기법의 프레임 동기 오류 확률을 다양한 신호 대 잡음 비(SNR)에서 비교한다. 모의실험 결과는 제안하는 합성곱 신경망을 이용한 프레임 동기 기법이 기존 기법 대비 약 2dB 우수함을 보인다.

DS/CDMA 저궤도 위성 통신 시스템의 패킷 초기 동기 연구 (Packet Acquisition for DS/CDMA-based LEO Satellite communication System)

  • 김동희;김영초;이상운;황금찬
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권5B호
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    • pp.871-878
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    • 2000
  • 이 논문은 저궤도 이동 위성 통신에서 나타나는 심각한 도플러 천이와 페이딩을 극복하면서 패킷 전송효율을 증가시킬 수 있는 DS/CDMA 시스템의 초기동기기법으로 분할 정합 여파기/참조 여파기 기법을 제안한다. 정합여파기의 정합구간을 분할하는 분할 정합여파기를 이용하여 극심한 도플러 천이를 극복하였으며, 참조여파기를 이용하여 시변하는 간섭과 페이딩에 강인한 초기동기를 이룰 수 있다. 성능분석의 척도로써 평균초기동기시간과 패킷 전송효율을 이용하며, 도플러 천이와 칩당 에너지대 잡음비, 사용자 이동속도, 음영 표준편차, 패킷 프리앰블내 심볼수 등과의 관계를 고찰한다.

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WLAN용 저면적 심볼 타이밍 옵셋 동기화기 구조 (Low-Area Symbol Timing Offset Synchronization Structure for WLAN Modem)

  • 하준형;장영범
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.1387-1394
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    • 2011
  • 이 논문에서는 OFDM Modem의 심볼 타이밍 옵셋 동기화 블록에 대한 저면적 구조를 제안한다. 심볼 타이밍 동기화 블록에서의 곱셈연산을 디지털 필터 구조의 개념을 도입하여 저면적 구조를 유도하였다. 즉 곱셈연산을 CSD(Canonic Signed Digit) 방식과 CSS(Common Sub-expression Sharing) 방식의 덧셈기를 사용한 구조를 제안하였다. 제안 구조에 대한 Verilog-HDL 코딩과 합성을 통하여 $0.264mm^2$로 구현하였으며, 이는 기존 구조의 $0.723mm^2$와 비교하여 63.54%의 구현 면적 감소를 달성하였다. 따라서 제안된 구조는 OFDM 시스템의 심볼 타이밍 동기화기에 효율적으로 사용 될 수 있을 것이다.

버스트형 데이터 전송을 위한 DS/SS 전력선 통신시스템의 실현에 관한 연구 (A Study on the Implementation of DS/SS Power Line Communication System for Burst-Format Data Transmission)

  • 강병권;이재경;신광영;황금찬
    • 한국통신학회논문지
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    • 제16권11호
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    • pp.1054-1062
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    • 1991
  • 본 논문에서는 강한 임펄스성 잡음 및 협대역의 간섭이 존재하는 전력선 채널에서의 데이터 전송을 위하여 직접 시퀀스 스펙트럼 확산 통신 방식을 이용한 통신 시스템을 구성하였다. 디지털 정합 필터를 이용하여 버스트형 패킷의 빠른 코드 동기를 수행하도록 하였고, 코드 동기를 이룬 후 샘플링 펄스에 의해 데이터를 결정함으로써 버스트형 패킷을 복구하였다. 전력선 통신 시스템의 성능 측정을 위하여 매우 강한 임펄스성 잡음이 존재하는 모의 채널에서 전치 부호 1비트, 데이터 63비트로 구성된 패킷을 전송하였다. 매우 열악한 채널 조건으로서 신호 레벨보다 약 30[dB] 정도 큰 임펄스성 잡음이 연속적으로 발행하는 경우에도 $10^3$- $10^4$의 비트 오율과 0.07 이하의 패킷 손실율을 유지 하였다.

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무선 센서 네트워크를 위한 효율적인 프리앰블 가상 동기화 기법을 사용하는 저전력 MAC 프로토콜 설계 (Low Power MAC Protocol Design of an Efficient Preamble Exploiting Virtual Synchronization Scheme for Wireless Sensor Networks)

  • 이성훈;황세욱;이혁준;이형근
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권5B호
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    • pp.762-770
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    • 2010
  • 무선 센서 네트워크에서 에너지효율은 중요한 이슈가 되고 있다. 따라서 센서 노드들의 에너지 소모를 줄이는 MAC 프로토콜과 라우팅 기법이 필요로 한다. 본 논문에서는 X-MAC 프로토콜을 기반에 가상 동기화 기법 추가 하여 주위 환경에 적응적인 센서 MAC 프로토콜을 제안한다. 가상 동기화 기법은 송신 노드가 수신 노드의 활성시간에 맞추어 데이터를 전송하여 송신 노드에서의 프리앰블 전송 횟수를 줄인다. 검증을 위해 NS-2 시뮬레이터를 사용하였으며, 가상 동기화 기법은 기존의 X-MAC보다 10%정도의 에너지 소비의 에너지 효율성을 향상시켰다.

다속신호처리 기법을 이용한 LTE 시스템 채널 추정기법 설계 (Design of a Channel Estimator for the LTE System Based on the Multirate Signal Processing)

  • 유경렬
    • 전기학회논문지
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    • 제59권11호
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    • pp.2108-2113
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    • 2010
  • The Long Term Evolution (LTE) system is based on the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) and relies its channel estimation on the lattice-type pilot samples in the multipath fading channel environment. The estimation of the channel frequency response (CFR) makes use of the least squares estimate (LSE) for each pilot samples, followed by an interpolation both in time- and in frequency-domain to fill up the channel estimates for subcarriers corresponding to data samples. Any interpolation scheme could be adopted for this purpose. Depending on the requirements of the target system, we may choose a simple linear interpolation or a sophisticated one. For any choice of an interpolation scheme, these is a trade-off between estimation accuracy and numerical cost. For those wireless communication systems based on the OFDM and the preamble-type pilot structure, the DFT-based channel estimation and its variants have been successfully. Yet, it may not be suitable for the lattice-type pilot structure, since the pilot samples are not sufficient to provide an accurate estimate and it is known to be sensitive to the location as well as the length of the time-domain window. In this paper, we propose a simple interpolated based on the upsampling mechanism in the multirate signal processing. The proposed method provides an excellent alternative to the DFT-based methods in terms of numerical cost and accuracy. The performance of the proposed technique is verified on a multipath environment suggested on a 3GPP LTE specification.

CDMA-MIMO 통신 시스템에서 빔형성기 기반의 코드 동기 획득 기술 (Beamformer-based Acquisition in CDMA-MIMO Communication Systems)

  • 김상준;백선영;안진영;손경수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권7호
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    • pp.1271-1277
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    • 2008
  • 본 논문에서는 CDMA-MIMO 상향링크 시스템에서 프리엠블 탐색을 위한 MIMO 채널에서 코드 동기 획득 기법에 대해 연구한다. 다중 송신 및 수신 안테나가 빔형성을 위해서 사용된다. 송수신 빔형성 기반의 ML 코드 동기 획득 기술의 성능이 동기 획득 확률을 통하여 이론적으로 분석된다. MIMO 코드 동기 획득 시스템에서 동기 획득의 성능과 평균 동기 획득 시간을 평가한다. 다중 송신 안테나가 코드 동기 획득 시스템에 송신 빔 이득을 제공하고 그 결과로 빔형성 기반의 MIMO 시스템이 SIMO에 비교하여 더 우수한 동기 획득 성능을 얻을 수 있음을 보인다.

Adaptive threshold for discrete fourier transform-based channel estimation in generalized frequency division multiplexing system

  • Vincent Vincent;Effrina Yanti Hamid;Al Kautsar Permana
    • ETRI Journal
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    • 제46권3호
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    • pp.392-403
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    • 2024
  • Even though generalized frequency division multiplexing is an alternative waveform method expected to replace the orthogonal frequency division multiplexing in the future, its implementation must alleviate channel effects. Least-squares (LS), a low-complexity channel estimation technique, could be improved by using the discrete Fourier transform (DFT) without increasing complexity. Unlike the usage of the LS method, the DFT-based method requires the receiver to know the channel impulse response (CIR) length, which is unknown. This study introduces a simple, yet effective, CIR length estimator by utilizing LS estimation. As the cyclic prefix (CP) length is commonly set to be longer than the CIR length, it is possible to search through the first samples if CP is larger than a threshold set using the remaining samples. An adaptive scale is also designed to lower the error probability of the estimation, and a simple signal-to-interference-noise ratio estimation is also proposed by utilizing a sparse preamble to support the use of the scale. A software simulation is used to show the ability of the proposed system to estimate the CIR length. Due to shorter CIR length of rural area, the performance is slightly poorer compared to urban environment. Nevertheless, satisfactory performance is shown for both environments.

OFDM 시스템에서 CPE와 ICI의 동시보상 방법 (A Simultaneous Compensation for the CPE and ICI in the OFDM System)

  • 이영선;유흥균;정영호;함영권
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권12호
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    • pp.1152-1160
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    • 2004
  • OFDM 기술은 채널의 시간확산에 대처할 수 있는 대역효율이 높은 전송방식으로서 IEEE 802.1 la 표준안으로 채택되어 고속 무선 랜, 유럽 DVB 등에 사용되고 있다. IEEE 802.113의 표준에서의 데이터 패킷은 프리앰블, 데이터 두 가지 부분으로 조성되고 있다. 프리앰블은 short pilots, long pilots로 조성되어 동기화, 주파수 옵셋 및 채널 추정에 사용되고 있다. 우리는 이러한 파일럿을 이용하여 송수신 과정에서 발생하는 위상잡음의 영향을 효과적으로 보상한다. 위상잡음은 주파수 옵셋보다 더 복잡한 현상으로서 시스템 성능에 매우 큰 영향을 준다. 본 연구에서는 위상잡음의 영향에 의해 발생하는 CPE와 ICI성분을 동시에 보상하는 새로운 방법을 제안하고 기존 연구와 비교 분석한다. 분석결과, CPE 제거기법, PNS 알고리즘, 그리고 CPE와 ICI 동시 보상기법을 사용하였을 경우, 위상잡음에 의한 성능 저하를 현저히 개선한다. 또한 제안한 CPE와 ICI 동시 보상기법을 사용한 경우 기존의 방법보다 더 우수한 통신성능을 얻을 수 있다.