• 제목/요약/키워드: Rayleigh channels

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페이딩 통신로의 통신 용량에 관한 연구 (A Study on the Channel Capacity of Fading Channel)

  • 고봉진;황인수;조성준
    • 한국통신학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.1136-1145
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    • 1993
  • 여러가지 페이딩 통신로의 통신 용량을 구한 다음 이를 가우스 잡음 통신로의 통신 용량과 비교하여 각 페이딩 환경에 따른 통신 용량의 감소치를 구하였다. 그 결과 Rician페이딩 통신로에서는 직접파 대 반사파 전력비가, m-분포 페이딩 통신로에서는 지수 m이 커짐에 따라 페이딩 통신로의 통신용량은 가우스 잡음 통신로의 통신 용량에 가까워짐을 확인하였고 반송파 대 잡음 전력비(CNR)의 변화에 따른 가우스 잡음 통신로와 각 페이딩 통신로간의 통신 용량의 차이를 구해냈다. 또한 Rayleigh페이딩 통신로에 있어서2-branch 다이버시티의 도입으로 인한 통신 용량의 개선치를 구해냈다. 다이버시티로서는 검파전 최대비 합성법과 검파후 선택 합성법을 다루었다. 그 결과, 2-branch 사이의 상관계수 값에 관계없이 검파전 최대비 합성 다이버시티가 검파후 선택 합성 다이버시티보다 더 우수하였다. 상관계수 값의 변화에 따른 통신 용량의 개선치는 두 방식 모두 2-branch가 서로 무상관일때 가장 좋았으며, 2-branch사이의 상관계수 값이 작으면 작을수록 두 방식 모두 개선치가 커진다는 것을 알아냈다.

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최대 다이버시티 이득을 획득하는 새로운 full-rate 시공간블록부호들 (New full-rate space-time block codes with full diversity)

  • 정지용;남궁호영;정태진;김철성
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권8C호
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    • pp.762-768
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    • 2005
  • 본 논문은 QAM 변조방식과 준정지(quasi-static) Rayleigh 페이딩 채널 환경에서 3이상의 임의의 송신안테나를 사용할 경우 추가로 주파수 대역을 사용하지 않고 최대 다이버시티 이득을 획득하는 새로운 시공간블록부호들을 제안한다. 이 제안된 부호들은 기존의 A-ST-CR 부호$^{[6,7]}$와 같이 성상 회전 선부호기$^{[4,5]}$와 Alamouti 부호$^{[3]}$ 적절히 직렬 연접하여 구성된다. 전산 실험 결과, 제안된 부호는 ST-CR 부호$^{[4,5]}$보다 높은 코딩이득을 획득하며, QPSK 변조방식과 3, 4, 5개의 송신 안테나 개수를 사용할 경우 평균 심벌오율 $10^{-5}$에서 기존의 ST-CR $^{[4,5]}$보다 각각 약 1.3dB, 1.4dB 그리고 1.5dB의 코딩 이득의 성능 향상을 보이고, 16-QAM 변조방식과 3개의 송신 안테나 개수를 사용할 경우 약 3dB의 성능 향상을 보인다.

Partial Relay Selection in Decode and Forward Cooperative Cognitive Radio Networks over Rayleigh Fading Channels

  • Zhong, Bin;Zhang, Zhongshan;Zhang, Dandan;Long, Keping;Cao, Haiyan
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제8권11호
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    • pp.3967-3983
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    • 2014
  • The performance of an partial relay selection on the decode-and-forward (DF) mode cognitive radio (CR) relay networks is studied, with some important factors, including the outage probability, the bit error ratio (BER), and the average channel capacity being analyzed. Different from the conventional relay selection schemes, the impact of spectrum sensing process as well as the spectrum utilization efficiency of primary users on the performance of DF-based CR relaying networks has been taken into consideration. In particular, the exact closed-form expressions for the figures of merit such as outage probability, BER, and average channel capacity over independent and identically distributed (i.i.d.) Rayleigh fading channels, have been derived in this paper. The validity of the proposed analysis is proven by simulation, which showed that the numerical results are consistent with the theoretical analysis in terms of the outage probability, the BER and the average channel capacity. It is also shown that the full spatial diversity order can always be obtained at the signal-to-noise ratio (SNR) range of [0dB, 15dB] in the presence of multiple potential relays.

셀룰러 패킷무선망에서 하이브리드 DS/FH 확산대역 시스팀의 성능 (Performance of Hybrid DS/FH Spread-Spectrum Systems in Cellular Packet Radio Network)

  • 조현욱;박상규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제24권10A호
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    • pp.1462-1470
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    • 1999
  • 본 논문에서는 레일레이 페이딩 채널 하에서 ALOHA방식을 이용한 패킷 무선망의 성능을 분석한다. 접속을 획득하고 접속률을 높이는 방안으로 켑춰효과를 이용하고 셀룰러 환경을 고려하기 위해서 트래픽 모델을 절단된 종형 분포로 가정한다. 논문에서 제안된 패킷 구조는 접속시 서로 충돌하는 확률을 줄여 채널처리용량을 향상시킬 수 있도록, 여러 사용자가 접속을 획득하기 위해 서로 경쟁하는 경쟁영역과 사용자의 데이터 정보가 들어있는 데이터 영역으로 나뉜다. 경쟁영역에서는 공통확산부호를 갖는 DS방식을 이용하여 신호를 전송하고 데이터 영역에서는 하이브리드 DS/FH방식을 이용하여 신호를 전송한다. BPSK 변조를 사용하였으며 수신기는 선형상관수신기와 hard-limiting상관수신기를 사용하였다. 하이브리드 DS/FH 방식은 간섭전력의 변화에 큰 영향을 받지 않으므로 비트 당 칩 개수 N과 도약 주파수의 수q의 값을 적절히 선택하면 간섭전력의 변화가 심한 환경에도 일정한 시스팀 성능을 얻을 수 있고 hard-limiting상관수신기를 이용함으로써 레일레이 페이딩과 같은 현상이 심한 환경에서 좋은 패킷 무선망의 성능을 얻을 수 있다.

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상관 페이딩에서의 송신 다이버시티와 송신 빔형성 기술을 결합한 시공간 신호 처리 구조의 BER 해석 (A BER Analysis of a Space-Time Signal Processing Scheme that Combines Transmitter Diversity and Beamforming in Correlated Fading)

  • 김일한;전주환
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권2C호
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    • pp.247-254
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    • 2004
  • 본 논문에서는 송신 다이버시티 기술과 송신 빔형성 기술을 모두 사용하는 코드 분할 다중 접속(CDMA) 시스템을 위한 새로운 시공간 신호 처리 구조를 소개한다. 소개된 구조는 복소 가우시안 레일리 페이딩 채널에서 송신다이버시티 효과에 의해 다이버시티 이득을 얻을 뿐만 아니라, 송신 빔형성 효과에 의해 신호대 잡음비(SNR)이득을 얻는다. 본 논문에서는 송신 다이버시티, 송신 빔형성, 그리고 송신 다이버시티와 송신 빔형성 기술을 결합한 구조에 대해 천천히 변하는 레일리 주파수 비선택적 페이딩 채널 환경에서 비트 오류율(BER) 해석을 하고 몬테카를로 모의 실험을 통해 해석적인 결과가 모의 실험 결과와 잘 일치한다는 것을 보여준다. 또한 원거리 안테나간 채널이 서로 독립적일 때 해석적인 결과를 통해 소개된 구조가 목표 BER $10^{-6}$ 을 달성하는데 있어 가장 낮은 $E_{b/}$ $N_{0}$ 를 달성할 수 있음을 보인다. 원거리 안테나간 채널이 서로 상관되어 있을 때 해석적인 결과와 모의 실험 결과를 통해 결합된 구조가 채널 상관도의 변화에 강인하다는 것을 보여준다.다.

레일레이 패이딩 채널에서 다중 반송자 DS/CDMA 통신 시스템의 전력-전송율 적응 방식 (Power and Rate Adaptations in Multi-carrier DS/CDMA Communications over Rayleigh Fading Channel)

  • 안희준;이예훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권6C호
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    • pp.423-433
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    • 2005
  • 다중 반송자를 사용하는 CDMA 통신 시스템에서 주파수 영역의 전력과 시간 영역의 전송율을 적응적으로 사용하는 시스템을 분석하였다. 수신단으로 부터 얻는 이상적인 채널상태 정보를 가정하고, 주파수 영역에서는 각 사용자의 부채널 중에서 가장 채널상태가 좋은 한 대역을 선택하고, 시간영역에서는 목표 수신 품질을 만족하도록 전송율을 조정한다. 단일 사용자의 경우에 평균 BER을 최소화 할 수 있는 최적의 전송 방식의 식을 유도하였다. 채널 상태 역수 법이 사용 대역의 수나, 평균 전송양이 증가할 때 최적의 알고리듬이라는 사실 또한 증명하였다. 수학적 분석과 시뮬레이션 결과 제안된 주파수 시간 적응 알고리듬을 사용한 방식이 주파수영역에서만 선택적인 방법을 사용하는 MC-CDMA 방식과 비교하여 현격히 좋은 성능을 보임을 보였다. 또한 제안된 적응형 MC-CDMA 전송방식과 기존의 RAKE 수신기를 사용하고 시간 영역에서 적응적 방식을 사용하는 DS-CDMA 시스템과 성능을 비교하였다.

A Time-Varying Modified MMSE Detector for Multirate CDMA Signals in Fast Rayleigh Fading Channels

  • Jeong, Kil-Soo;Yokoyama, Mitsuo;Uehara, Hideyuki
    • ETRI Journal
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    • 제29권2호
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    • pp.143-152
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    • 2007
  • In this paper, we propose a time-varying modified minimum mean-squared error (MMSE) detector for the detection of higher data rate signals in a multirate asynchronous code-division multiple-access (CDMA) system which is signaled in a fast Rayleigh fading channel. The interference viewed by a higher data rate symbol will be periodic due to the presence of a lower data rate symbol which spans multiple higher data rate symbols. The detection is carried out on the basis of a modified MMSE criterion which incorporates differential detection and the ratio of channel coefficients in two consecutive observation intervals inherently compensating the fast variation of the channel due to fading. The numerical results obtained by the MMSE detector with time-varying detection show around 3 dB (M=2) and 6 dB (M=4) performance improvement at a BER of $10^{-3}$ in the AWGN channel, while introducing more computational complexity than the MMSE detector without time-varying detection. At a higher $E_b/N_0$, the proposed scheme can achieve a BER of approximately $10^{-3}$ in the presence of fast channel variation which is an improvement over other schemes.

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DS-CDMA 시스템을 위한 블라인드 적응 간섭 억제에 관한 연구 (A Study on Blind Adaptive Interference Suppression for DS-CDMA systems)

  • 우대호;윤태성;변윤식
    • 한국통신학회논문지
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    • 제24권10B호
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    • pp.1995-2003
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    • 1999
  • DS-CDMA 시스템에서 통신 채널의 왜곡이나 간섭으로 인하여 확산 코드의 상호 상관 함수가 직교하지 않으므로 해서 시스템에서 성능을 열화 시키는 원근 문제와 다중 사용자 간섭 문제가 발생한다. 이 문제들은 시스템의 성능을 열화 시키므로 DS-CDMA의 성능을 향상시키기 위해서는 간섭을 효율적으로 억제하는 알고리즘이 요구되어진다. 본 논문에서는 constant modulus 알고리즘을 이용한 블라인드 적응 간섭 억제기를 제시하였다. 모의 실험결과 순방향 채널에서 사용된 블라인드 적응 간섭 억제기는 가우시안 채널 하에서는 정상 상태 응답일 때, 신호대 간섭비가 약 7[dB]정도 향상을 보였으며, Rayleigh 페이딩 채널 하에서는 잡음 대 간섭비가 약 4[dB]정도의 향상을 보였고, 다중 경로 하에서는 약11[dB]정도의 좋은 성능을 보였다. 따라서 DS-CDMA 시스템에서 제안된 수신기가 기존의 수신기보다 더 나은 성능을 가짐을 알 수 있었다.

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가변 전송율을 갖는 디코더 입력의 스케일링을 위한 알고리듬 (Algorithm for Scaling of the Decoder inputs with Variable Transmission Rate)

  • 진익수;심재영
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.887-892
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    • 2003
  • 본 논문에서는 CDMA 이동통신에서 매 프레임마다 다른 전송속도로 전송된 음성통화신호를 복호할 때 필연적으로 발생하는 스케일링과정에 대한 새로운 알고리듬을 제안하였다. 기존의 스케일링방법에서는 SM(symbol metric table)라는 룩업 테이블을 사용하였으나, 제안된 알고리듬은 룩업 테이블을 사용하지않고 실시간으로 비트처리방법을 통하여 스케일링하는 간단한 알고리듬이다. AWGN 채널과 레일리페이딩 채널에서 컴퓨터 모의실험을 통하여 BER(bit error rate) 성능을 살펴보았다. 모의실험 결과 제안된 방식은 H/W 복잡도는 오히려 감소하면서, 레일리 페이딩채널에서 약 0.3∼0.8dB 정도의 성능 이득을 가지는 것을 확인하였다.

위성 방송 채널에서 터보 부호화된 OFDM 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of OFDM Systems with Turbo Code in a Satellite Broadcasting Channel)

  • 김진영
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.175-185
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    • 2009
  • 본 논문에서는 위성 방송 채널에서 터보 부호화된 OFDM 시스템의 성능을 분석 및 실험하였다. 성능은 BER로 평가하였고, 위성 채널은 Rayleigh 페이딩과 Rician 페이딩의 조합으로 모델링 된다. 성능 비교를 위해 터보복호 알고리즘으로 MAP, Max-Log-MAP, SOVA가 사용되었다. 모의실험 결과, Max-Log-MAP 알고리즘이 성능과 복잡도 측면에서 가장 좋은 성능을 보임을 확인 하였다. 그리고 터보 부호화기의 iterations과 interleaver의 수를 증가시키면 성능이 향상됨을 알 수 있다. 본 논문의 결과는 OFDM 기반의 위성 방송 시스템의 설계에 활용될 수 있다.

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