본 논문에서는 Matlab Tool을 이용하여 적응변조 OFDM 시스템 GUI 시뮬레이터를 설계하였다. 설계된 시뮬레이터를 이용하여 적응변조 기법을 위한 채널 추정 알고리즘과 무선 채널환경에서 시스템에 미치는 영향을 분석하고 추정된 결과를 이용하여 적응형 등화기를 적용한 적응변조 OFDM 시스템의 성능을 BER과 성좌도를 통하여 분석한다. 분석결과, 기존의 고정된 변조 방식을 사용하는 시스템인 경우 고속의 데이터 전송을 위해 높은 지수의 변조모드(64QAM)를 사용함으로써 채널 환경에 민감하게 심볼오류 발생률이 증가함을 알 수 있었다. 하지만 채널상태에 따라 가변을 취하는 적응변조 OFDM 시스템의 경우 64QAM방식에 비해 (BER=10-2)를 기준으로 약 8㏈ 성능의 이득이 있음을 알 수 있고 적응형 등화기를 적용함에 따라 왜곡을 받은 신호 파형의 보상이 가능함을 알 수 있다. 무수한 장애의 요인을 갖은 무선 채널환경에서 효율적인 데이터 전송을 위해 적응변조시스템이 요구되어짐을 알 수 있었다.
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.
본 논문에서는 High-Order QAM(Quandrature Amplitude Modulation)을 적용하는 모뎀에서 강인하고 넓은 범위의 주파수 포착 범위를 가지는 극성판단(Polarity Decision) 반송파 동기용 PD(Phase Detector) 알고리즘을 제안하고 이에 대한 평균 출력특성(S-curve)과 분산특성을 수학적으로 유도하여 기존의 DD(Decision Directed)방식과 비교 분석한다. 기존의 DD 방식의 선형영역은 256 QAM의 경우 $3.5^{\circ}{\sim}3.5^{\circ}$ 이었으나 제안한 알고리즘의 선형영역은 ${\gamma}-17.9$에서 $36^{\circ}{\sim}36^{\circ}$ 의 넓은 구간을 가진다. 또한 기존의 DD 방식에서는 256 QAM의 주파수 오프셋 포착 성능이 ${\pm}10\;KHz$ 이하였다. 이는 아날로그 front-end 회로에서 주파수 오프셋이 일반적으로 ${\pm}100\;KHz$ 정도까지 줄어들 수 잇는 것을 감안하면 AFC(Automatic Frequency Control) 또는 반송파 복구를 위한 보조적인 위상검출회로가 필요하게 됨을 의미한다. 그러나 제안된 극성판단 반송파 동기 알고리즘을 사용하면 보조적인 회로의 도움없이 SNR = 30 dB에서 최대 ${\pm}300\;KHz$의 주파수 오프셋까지도 포착 가능하다.
본 논문에서는 반복 복호 후 얻게 되는 LLR(Log Likelihood Ratio)로 표현되는 연판정 비트 정보를 이용하여 송신된 BRGC(Binary Reflected Gray Code) M-QAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation) 신호 심벌을 remapping하는 방법을 제시한다. Remapping하기 위해서는 지수함수(exponential function)연산이나 하이퍼블릭 탄젠트(tanh) 함수를 이용하여야 한다. BRGC의 맵핑 법칙에 의해 심벌 remapping은 재귀(recursive) 연산을 이용한다. 또한, 구현 복잡도를 줄이기 위하여 curve fitting 방식을 제안한다.
본 논문에서는 페이딩 채널에서 16-QAM 통신 방식의 BER을 개선하는 방법을 제안하고자 한다. 페이딩에 의한 BER 성능 열화를 극복하기위하여 대역폭 확장없이 우수한 코딩 이득을 얻을 수 있는 트렐리스 부호 변조방식을 16-QAM에 적용하였다. 또한 이동통신 환경의 주요 성능 열화 요인인 연집오류를 극복하기위해 인터리빙/디인터리빙기법을 연구되고 있는 시스템에 적용하였다. 특히, 비대칭적 신호점 분포를 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션한 결과 $10^{-4}$ 근처에서 약 1dB의 성능 개선을 가져왔다.
고효율 변조기법 (16 QAM or 64QAM)이 비선형 고전력 증폭기 (High-Power Amplifier; HPA)를 사용하는 통신시스템에 적용되었을 때 비선형 왜곡에 의해 성능저하가 발생할 수 있다. 이런 비선형 왜곡은 수신부에서 복잡도가 낮은 LMS 알고리즘을 적용한 적응적 비선형 Volterra 등화기를 사용하여 보상할 수 있지만, 매우 느린 수렴 속도를 가지는 단점이 있다. 본 논문에서는 수렴 속도를 향상시키기 위한 병렬 M대역 이산 웨이블릿 변환영역 LMS (Parallel M-band Discrete Wavelet Transform Least Mean Square) 알고리즘을 제안한다. 모의실험을 통하여 제안된 기법이 기존의 시간 영역 LMS 알고리즘과 변환 영역 LMS 알고리즘들에 비해 수렴 속도가 우수함을 보여준다.
본 논문에서는 무선 통신로를 주파수 선택성 레일리 페이딩 통신로로 모델링하고, OFDM/ 16QAM을 WATM 셀에 적용하여 셀 심볼 오율 (SER) 및 셀 손실 확률 (CLP) 성능을 이론 해석을 통해 구하였고 다양한 FEC 기법을 WATM-OFDM/16QAM 시스템에 적용하여 성능 개선 정도를 비교하였다. 성능 해석 결과, 주파수 선택성 레일리 페이딩 통신로에서 CLP = $10^{-3}$을 기준으로 하는 경우, WATM 시스템에 OFDM 방식을 적용한 경우가 적용하지 않은 경우보다 $E_b/N_o$면에서 약 14 dB 정도 성능이 개선됨을 알 수 있었다. 또한 동일한 통신로에서 컨벌루션 부호가 다른 부호보다 성능의 개선정도가 더 큼을 알 수 있었고, 특히 컨벌루션 부호를 WATM-OFDM/16QAM 시스템에 적용하면 약 5 dB정도의 $E_b/N_o$값으로 음성 서비스를 충분히 지원할 수 있음을 알 수 있었다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제8권11호
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pp.4189-4202
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2014
In this paper, we propose a priority-based unequal error protection scheme of data partitioned H.264/AVC video with hierarchical quadrature amplitude modulation. In order to map data with higher priority onto the most significant bits of QAM constellation points, a priority sorting method categorizes different data partitions according to the unequal importance factor of encoded video data in one group of pictures by evaluated the average distortion. Then we propose a hierarchical quadrature amplitude modulation arrangement with adaptive constellation distances, which takes into account the unequal importance of encoded video data and the channel status. Simulation results show that the proposed scheme improves the received video quality by about 2 dB in PSNR comparing with the state-of-the-art unequal error protection scheme, and outperforms EEP scheme by up to 5 dB when the average channel SNR is low.
본 논문에서는 넌코히어런트 비동기 조건에서 PSK, QAM 등의 선형 디지털 변조 방식을 자동으로 식별하는 알고리즘을 제안한다. 디지털 변조 신호는 심볼 천이 주기간 주파수, 위상, 진폭 등의 특성이 반복적으로 변하게 된다. 이러한 특성을 이용하여 변조 방식을 식별할 수 있도록 순환 모멘트와 고차 큐뮬런트를 이용하는 방법을 제안한다. 계층적 의사 결정 트리 방식의 알고리즘 구조를 사용하여 고속으로 처리 가능하도록 구성하였으며 총 4개의 특징 추출 인자를 사용하여 식별하였다. 모의실험 결과 심볼 수 4,096개, SNR 15dB 이상에서 95% 이상의 식별 정확도를 나타내었으며, 반송 주파수와 위상 편이가 발생하더라도 신호를 분류하는데 효과적임을 확인하였다.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제13권3호
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pp.17-24
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2021
Recently, a lossless non-orthogonal multiple access (NOMA) implementation without successive interference cancellation (SIC) has been proposed in the literature of NOMA. This lossless non-SIC NOMA was achieved via correlated superposition coding (CSC), in contrast to conventional independent superposition coding (ISC). However, only the achievable data rates for CSC NOMA were investigated. Thus, this paper proposes a practical CSC NOMA scheme under Rayleigh fading channel environments. First, we design the practical CSC NOMA scheme, namely quadrature correlated superposition modulation (CSM) NOMA, without channel coding, i.e., uncoded systems. In addition, we calculate the symbol error rates (SERs) for this quadrature CSM NOMA scheme. Then, simulations demonstrate that for the weak channel gain's user, the SER performance of the proposed quadrature CSM NOMA is shown to be improved greatly, compared to that of the conventional quadrature amplitude modulation (QAM) NOMA, whereas for the strong channel gain's user, the SER performance of the proposed quadrature CSM NOMA degrades a little, compared to that of the conventional QAM NOMA. As a result, the proposed quadrature CSM NOMA scheme could be considered as a practical NOMA scheme for CSC NOMA schemes toward the fifth-generation (5G) and next generation communications.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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