Alam, Muhammad Morshed;Islam, Mohammad Rakibul;Arafat, Muhammad Yeasir;Ahmed, Feroz
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권1호
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pp.178-203
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2018
In this paper, authors have been evaluated the Frame Error Rate (FER) performance of IEEE 802.11 a/g/p standard 5 GHz frequency band WLAN over Rayleigh and Rician distributed fading channels in presence of Additive White Gaussian Noise (AWGN). Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) based transceiver is implemented by using real-time signal processing frameworks (IEEE 802.11 Blocks) in GNU Radio Companion (GRC) and Ettus USRP N200 is used to process the symbol over the wireless radio channel. The FER is calculated for each sub-carrier conventional modulation schemes used by OFDM such as BPSK, QPSK, 16, 64-QAM with different punctuated coding rates. More precise SNR is computed by modifying the SNR calculation process of YANS and NIST error rate model to estimate more accurate FER. Here, real-time signal constellations, OFDM signal spectrums etc. are also observed to find the effect of multipath propagation of signals through flat and frequency selective fading channels. To reduce the error rate due to the multipath fading effect and Doppler shifting, channel estimation (CE) and equalization techniques such as Least Square (LS) and training based adaptive Least Mean Square (LMS) algorithm are applied in the receiver. The simulation work is practically verified at GRC by turning into a pair of Software Define Radio (SDR) as a simultaneous transceiver.
본 논문에서는 4S (Ship to Ship, Ship to Shore) 해상통신을 위해 다른 채널 조건 하에서 기존의 채널 추정 기법을 비교하였다. 일반적으로 수신 신호는 다중경로나 부호 간 간섭에 의해 손상을 받게 된다. 시간 변화 다중 페이딩 채널의 추정은 수신기에서 어려운 작업이며, 적절한 채널 추정 필터를 사용함으로써 수신기의 성능을 향상시킬 수 있다. 모의실험은 MATLAB을 사용하여 AWGN (Additive White Gaussian Noise), Rician, Rayleigh 채널에서 채널 추정 알고리즘으로 주로 사용되어지는 LMS (Least Mean Square)와 RLS (Recursive Least-Squares) 알고리즘을 비교 하였다.
본 논문에서는 이중 홉 증폭 후 전달(AF: Amplify-and-Forward) 릴레이 시스템에 대한 새로운 성능 분석 기법을 레일리 페이딩 채널에 대하여 제안한다. 기존의 분석 기법들에서는 S-R-D(Source-Relay-Destination) 링크의 수신 신호 대 잡음비(SNR: Signal-to-Noise Ratio)에 대한 누적 분포 함수(CDF: Cumulative Distribution Function) 혹은 확률 밀도 함수 (PDF: Probability Density Function)로부터 모멘트 발생 함수(MGF: Moment Generating Function)를 유도한 후 평균 심벌 오류율을 유도된 MGF를 이용하여 표현하였다. 본 논문에서는 기존의 분석과 다른 새로운 접근법을 제안한다. 즉, S-R(Source-Relay) 링크 및 R-D(Relay-Destination) 링크의 PDF들로부터 S-R-D 링크에 대한 MGF를 직접 유도한다. 그리고 새롭게 유도된 MGF을 기존의 연구들에서 제시한 형태와 비교 분석한다. 또한 제안된 성능분석 기법의 정확성은 모의실험을 통하여 검증한다. 이를 통하여 제안된 분석 기법이 이중 홉 증폭 후 전달 릴레이 시스템에 대한 새로운 해를 제시함을 확인한다.
본 논문에서는 CDD-DSF 릴레이 기법을 적용한 MC-CDMA 시스템을 다중경로 레일리 페이딩 채널에 대해 제안한다. 일반적인 DSF 기법들과는 다르게 CDD 방법의 적용시 각 릴레이는 하나의 채널을 통하여 신호를 전송한다. 따라서 릴레이들과 수신단 사이의 채널들은 넓게 시간 확산된 하나의 채널로 간주된다. 그리고 릴레이 네트워크의 협력 다이버시티는 제안된 CDD 기법의 MC-CDMA 시스템에서 주파수 다이버시티로 획득된다. 또한 CDD-DSF 릴레이 기법에 대한 평균 오류율을 의사 분석기법을 통하여 제시한다. 성능분석 및 모의실험 결과를 통하여 제안된 CDD-DSF 기법이 주파수 효율 저하 없이 협력 다이버시티를 획득할 수 있음을 확인한다.
이 논문은 페이딩 채널에서 직접확산 부호분할다중접속(DS-CDMA) 시스템을 위한 선형제약 변형 최소평균자 승오차(MMSE) 검출의 이전 연구에 대한 후속 연구이다. 변형된 MMSE 검출과 파일로트 심볼의 도움을 받는 채널추정(PSACE)의 결합시 발생하는 시스템 동작불능을 방지하는 조건을 구하였다. 선형제약 변형 MMSE의 해가 레일레이 페이딩에서의 시간변화에 대해 이론적으로 강건함을 보였다. 이 사실은 시뮬레이션 결과와 일치한다. 아울러 어떤 조건에서 선형제약 변형 MMSE 검출이 출력 신호대간섭-잡음비(SINR)를 최대화하였다.
무선 이동 통신 시스템에서 멀티 미디어 서비스를 제공하기 위해서는 전송되는 데이터의 대용량화와 데이터 전송 속도의 고속화가 요구된다. 이를 위해 다중안테나를 이용한 이동 통신 시스템 기술이 제안되고 있다. 분 논문에서는 준정지 (Quasi-Static) 레일레이 (Rayleigh) 페이딩 채널 환경에서 시공간 블럭 코딩 (Space-Time Block Coding)을 이용한 WCDMA 시스템의 성능 개선 방안을 제안하고자 한다. 제안된 수신기에서는 다중 경로에 대응하는 각각의 핑거에서 얻어지는 상호상관행렬 (Cross Correlation Matrix)을 이용하는데, 수신된 신호에 상호상관행렬의 역행렬을 먼저 곱해주고, 각 경로의 채널 행렬의 Hermitian 행렬을 곱해줌으로써 최대 다이버시티 이득을 얻고자 한다. 레일레이 페이딩 채널환경에서의 다양한 모의실험을 통해서 제안된 수신기가 기존의 수신기에 비해 성능이 우수함을 확인할 수 있다.
초직교 시공간 격자 부호(Super-Orthogonal Space-Time Trellis Codes; SOSTTC)는 직교 행렬의 집합을 확장하여 부호율의 손실 없이 부호 이득과 다이버시티 이득을 동시에 얻는 방법이다. SOSTTC에서 신호 집합 확장은 부호 행렬의 첫째 열을 회전시킴으로써 이루어진다. 기존에 사용된 회전각은 성능 개선보다 신호 성좌의 확장을 피하기 위한 목적으로 선택되었다. 본 논문에서는 고속 레일리 페이딩 채널에서 SOSTTC의 성능을 개선하기 위해 적당한 회전각을 선택하기 위한 설계 요건을 만들었다. 또한, 적당한 회전각을 사용하여 개선된 SOSTTC를 설계하였다. 그리고 모의실험을 통하여 본 논문에서 설계된 SOSTTC가 기존의 SOSTTC 보다 BER 성능 면에서 더 뛰어남을 입증하였다.
In this paper, we investigate design criteria and the performance of the space-frequency bit-interleaved coded modulation (SF-BICM) systems in frequency-selective Rayleigh fading channels. To determine the key parameters that affect the performance of SF-BICM, we derive the pairwise error probability (PEP) in terms of the determinant of the matrix corresponding to any two codewords. We prove that the bit-interleavers do the function of distributing the nonzero bits uniformly such that two or more nonzero bits are seldom distributed into the symbols that are transmitted in the same frequency bin. This implies that the bit-interleavers transform an SF-BICM system into an equivalent 1-antenna system. Based on this, we present design criteria of SFBICM systems that maximizes the diversity order and the coding gain. Then, we analyze the performance of SF-BICM for the case of 2-transmit antennas and 2-multipaths by deriving a frame error rate (FER) bound. The derived bound is accurate and requires only the distance spectrum of the constituent codes of SF-BICM. Numerical results reveal that the bound is tight enough to estimate the performance of SF-BICM very accurately.
무선 통신 시스템에서 사용자간 협력방식은 중계노드들이 송신노드로부터 수신한 정보를 전달해 주어 최종 수신신호의 신뢰도를 향상시킨다. 본 논문에서는, 독립적이고 동일하게 분포된 레일레이 페이딩 채널을 고려하여 사용자간 협력을 위한 디코딩 후 전달 중계방식에 대한 비트 오차율의 분석을 수행한다. 변조방식으로는 M-ary PAM (Pulse Amplitude Modulation), QAM (Quadrature Amplitude Modulation), PSK (Phase Shift Keying) 방식을 이용한다. 따라서, 주어진 중계노드의 수에 대하여 각 변조방식에 대한 비트 오차율 식을 유도한다. 최종적으로, 유도된 비트 오차율 식의 수치적 결과와 시뮬레이션 결과를 비교하여 유도된 식을 검증하고, 중계노드의 수에 따른 비트 오차율 성능 변화를 관찰한다.
In this paper, we investigated bit error probabilities of GMSK, which is known to be one of promising modulation techniques for a digital mobile radio, under various mobile radio environments.: AWGN, slow Rayleigh fading channel, co-channel interference and adjacent channel interference. We employed an MSK-type receiver for a coherent detection and assumed degrading to both signals than adjacent channel interference. Especially, it is found that GMSK suffers more degradations than MSK from the co-channel interference. But with a high power adjacent channel interference, GMSK shows less bit error rate than MSK. The results confirm a higher spectrum efficiency of GMSK.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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