• 제목/요약/키워드: Rayleigh fading channels

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다중 심벌 디코딩을 이용한 차동 시공간 부호화된 OFDM (Differential space-time coded OFDM using multiple symbol decoding)

  • 유항열;김성열;김종일
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제3권1호
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    • pp.117-125
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    • 2004
  • 본 논문에서는 다중경로 페이딩 채널에서 고속의 데이터를 전송하고자 할 경우에 적합한 트렐리스 부호화된(Trellis-Coded TC) 차동 시 공간 변조(Differential Space Time Modulation, DSTbD를 사용한 OFDM 시스템을 제안한다. 최근에 시공간 부호화(Space-Time Code, STC)는 이동 통신 채널의 신뢰성 있는 통신을 위해 각광받고 있다. 차동 부호화된 STC 방식은 동기 방식처럼 채널 상태 정보(channel state information)가 필요하지 않기 때문에 동기 방식보다 하드웨어 구조가 간단하여진다. 그러나 이러한 차동 시공간 부호화된 OFDM방식의 커다란 문제점은 동기방식에 비해 성능이 저하된다는 것이다. 따라서 본 논문에서는 차동 시공간 부호화된 OFDM의 성능을 향상시키기 위해 DUSTM(differential unitary space-time modulation)을 이용하여 송신기를 설계하고 수신단에서 다중 심벌 디코딩을 수행하는 수신기와 디코딩 알고리듬을 개발하며, 이를 위한 새로운 branch metric을 유도하고자 한다.

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Physical Layer Secrecy Performance of RF-EH Networks with Multiple Eavesdroppers

  • Truong, Tien-Vu;Vo, Nhan-Van;Ha, Dac-Binh;Tran, Duc-Dung
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제14권3호
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    • pp.171-176
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    • 2016
  • In this study, we investigate the physical layer secrecy performance of RF energy harvesting (EH) networks over Rayleigh fading channels. The RF-EH system considered here consists of one power transfer station, one source, one destination, and multiple passive eavesdroppers. The source harvests energy from the power transfer station and transmits the information to the destination by using a time switching-based relaying protocol. The eavesdroppers try to extract the transmitted information without an active attack. By using the statistical characteristics of the signal-to-noise ratio (SNR), the exact closed-form expressions of the existence probability of the secrecy capacity and the secrecy outage probability are derived. Further, we analyze the secrecy performance of the system with respect to various system parameters, such as the location of the system elements and the number of eavesdroppers. Finally, the equivalent Monte Carlo simulation results are provided to confirm the correctness of our calculations.

A Simple $N^{th}$ Best-Relay Selection Criterion for Opportunistic Two-Way Relay Networks under Outdated Channel State Information

  • Ou, Jinglan;Wu, Haowei;Wang, Qi;Zou, Yutao
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제8권10호
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    • pp.3409-3422
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    • 2014
  • The frequency spectrum available for the wireless communication is extremely crowded. In order to improve the spectral efficiency, the two-way relay networks have aroused great attention. A simple $N^{th}$ best-relay selection criterion for the opportunistic two-way relay networks is proposed, which can be implemented easily by extending the distributed timer technique in practice, since the proposed criterion is mainly based on the channel gains. The outage performance of the proposed relay selection scheme is analyzed under the outdated channel state information (CSI), and a tight closed-form lower bound and asymptotic value of the outage probability over Rayleigh fading channels are obtained. Simulation results demonstrate that the tight closed-form lower bound of the outage probability very closely matches with simulated ones in the whole SNR region, and the asymptotic results provide good tight approximations to the simulation ones, especially in the high SNR region.

Approaching Near-Capacity on a Multi-Antenna Channel using Successive Decoding and Interference Cancellation Receivers

  • Sellathurai, Mathini;Guinand, Paul;Lodge, John
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제5권2호
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    • pp.116-123
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    • 2003
  • In this paper, we address the problem of designing multirate codes for a multiple-input and multiple-output (MIMO) system by restricting the receiver to be a successive decoding and interference cancellation type, when each of the antennas is encoded independently. Furthermore, it is assumed that the receiver knows the instantaneous fading channel states but the transmitter does not have access to them. It is well known that, in theory, minimummean- square error (MMSE) based successive decoding of multiple access (in multi-user communications) and MIMO channels achieves the total channel capacity. However, for this scheme to perform optimally, the optimal rates of each antenna (per-antenna rates) must be known at the transmitter. We show that the optimal per-antenna rates at the transmitter can be estimated using only the statistical characteristics of the MIMO channel in time-varying Rayleigh MIMO channel environments. Based on the results, multirate codes are designed using punctured turbo codes for a horizontal codedMIMOsystem. Simulation results show performances within about one to two dBs of MIMO channel capacity.

잡음 전력 추정을 이용한 등화기 탭의 최적 선택 방법 (Optimum Selection of Equalizer Taps Losing Noise Power Estimation)

  • 성원진;신동준
    • 한국통신학회논문지
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    • 제26권12A호
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    • pp.1971-1977
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    • 2001
  • 이동무선통신환경에서의 다중경로 레일레이 페이딩 채널은 선형 필터 모델로 나타내어 질 수 있고, 지연 경로의 특성에 따라 필터 탭 중 일부만이 수신기 설계에 있어 중요하게 고려될 수 있다. 지연경로를 나타내는 탭 계수의 크기에 따라 채널 등화기에서 선택적으로 탭을 사용함으로써 수신기의 복잡도를 감소시키고 사용 전력을 줄이는 효과를 가져오게 된다. 본 논문에서는 주어진 채널의 선형 필터 모델에서 최적의 방법으로 탭을 선택하는 방법을 제시하고, 기존의 방법과 비교하여 성능 향상을 보였다. 또한 잡음 전력 값에 대한 정보가 있는 경우, 제시된 방법은 CFAR (Constant False Alarm Rate) 판별의 장점을 가지게 됨을 보이고, 잡음 전력을 추정했을 시의 성능을 정확한 수식으로 유도하였다. 잡음 전력 추정을 위한 잡음 샘플 수를 증가시킴에 따라 빠른 속도로 최적 성능으로 수렴함을 유도된 수식과 시뮬레이션 결과를 통해 확인하였다.

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레일레이 페이딩 채널에서 CSI 지연을 갖는 증가 최적 릴레이 선택 시스템 (Incremental Best Relay Selection System with Outdated CSI in Rayleigh Fading Channels)

  • 김남수
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.17-23
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    • 2012
  • 최근에 스펙트럼 효율과 전력절약을 위해서 협동 다이버시티 구조의 증가 최선 릴레이 선택법이 제안되었다. 그러나 최선 릴레이를 선택하는 과정에서 실제 데이터 전송 시와 채널 예측 시에 시간적인 지연이 발생하게 된다. 결국 이 지연으로 말미암아 지연된 채널 정보를 갖게 된다. 이 논문에서는 지연된 채널 정보가 증가 최선 릴레이 선택 다이버시티 구조에 미치는 영향을 해석적으로 유도하였다. 시스템 성능은 상관계수가 감소할수록 급격히 나빠짐을 알 수 있었다. 시스템 성능은 상관계수가 1에서 0.9로 감소할 때 성능 저하가 가장 컸으며, 상관계수가 점차 작아질수록 성능 저하는 다소 완만하였다.

A scalar MSDD with multiple antenna reception of Differential Space-Time π/2-Shifted BPSK Modulation

  • Kim Jae-Hyung;Hwang Seung-Wook;Kim Jung-Keun;Kim Yong-Jae
    • 한국항해항만학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.167-172
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    • 2006
  • In this paper, the issue of blind detection of Alamouti-type differential space-time (ST) ${\pi}/2$-shifted BPSK modulation in static Rayleigh fading channels is considered. We introduce a novel transformation to the received signal from each receiver antenna such that this binary ST modulation, which has a second-order transmit-diversity, is equivalent to QPSK modulation with second-order receive-diversity. The pre-detection combining of the result of transformation allows us to apply a low complexity detection technique specifically designed for receive-diversity, namely, scalar multiple-symbol differential detection (MSDD). With receiver complexity proportional to the observation window length, our receiver can achieve the performance 1.5dB better than that of conventional differential detection ST and 0.5dB worse than that qf a coherent maximum ratio combining receiver (with differential decoding) approximately.

PPM-DCSK 변조를 이용한 카오스 시스템 (Chaos system using PPM-DCSK modulation)

  • 김성곤;장은영
    • 전기전자학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.814-820
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    • 2020
  • 현재까지의 M진 DCSK 시스템에서 M이 증가함에 따라 성상도 신호점 사이의 거리는 더 가까워져서 성능이 저하된다. 본 논문에서는 비트 오류율 (BER) 성능을 향상시키기 위해 펄스위치변조 및 DCSK를 기반으로 하이브리드 변조 방식을 제안한다. 비트의 한 부분은 PPM에 의해 변조되고 다른 부분은 DCSK에 의해 변조된다. 따라서 정보 베어링 신호는 정보 비트 및 추가 정보 비트에 의해 결정되는 PPM의 선택된 펄스 위치에 따라 동시에 변조된다. 제안된 방식은 BER 성능은 시뮬레이션에 의해 도출되고 검증된다. 결과는 논문에서 제안한 방식이 부가적인 백색 가우시안 잡음 및 다중 경로 레일리 페이딩 채널에서 기존의 M-DCSK, 코드 인덱스 변조 DCSK 및 정류 코드 인덱스 DCSK를 능가한다는 것을 보여준다.

레일리 페이딩 채널에서의 이중직교 신호에 대한 다중심볼 검파 (Multi-symbol detection for biorthogonal signals over rayleigh fading channels)

  • 엄의식;윤순영;이황수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.30-39
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    • 1997
  • 본 논문은 CDMA 셀룰라 역방향 접속 시스템의 성능개선을 위하여 이중직교 신호에 대한 다중심볼 검파방식을 제안하고, 이에 대한 성능해석과 컴퓨터 모의실험을 수행한다. 이 방식은 기존의 심볼단위 비동기 검파대신 복잡도를 줄인 근사 MLSE에 의해 다중심볼로 구성된 복조 데이터와 채널을 동시에 예측한다. 이 방식은 또한 주어진 심볼의 워드수 M에 대해 관측하는 다중심볼 길이 N을 적절히 선택할 때 채널의 예측이 없이도 이상적인 동기검파 방식에 근접한 오류성능을 얻게 해준다. 특히 매우 의미 있는 사항은 이 방식을 CDMA 역방향 접속 시스템에 적용할 때 요구되는 평균 비트당 신호대 잡은 전력비 ${\gamma}_{b}$를 약 1.4dB정도 줄일 수 있어 38% 정도의 용량이 증가된다.

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Cooperative Nano Communication in the THz Gap Frequency Range using Wireless Power Transfer

  • Samarasekera, A. Chaminda J.;Shin, Hyundong
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제13권10호
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    • pp.5035-5057
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    • 2019
  • Advancements in nanotechnology and novel nano materials in the past decade have provided a set of tools that can be used to design and manufacture integrated nano devices, which are capable of performing sensing, computing, data storing and actuation. In this paper, we have proposed cooperative nano communication using Power Switching Relay (PSR) Wireless Power Transfer (WPT) protocol and Time Switching Relay (TSR) WPT protocol over independent identically distributed (i.i.d.) Rayleigh fading channels in the Terahertz (THz) Gap frequency band to increase the range of transmission. Outage Probability (OP) performances for the proposed cooperative nano communication networks have been evaluated for the following scenarios: A) A single decode-and-forward (DF) relay for PSR protocol and TSR protocol, B) DF multi-relay network with best relay selection (BRS) for PSR protocol and TSR protocol, and C) DF multi-relay network with multiple DF hops with BRS for PSR protocol and TSR protocol. The results have shown that the transmission distance can be improved significantly by employing DF relays with WPT. They have also shown that by increasing the number of hops in a relay the OP performance is only marginally degraded. The analytical results have been verified by Monte-Carlo simulations.