• 제목/요약/키워드: Tap Delay

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A 2×2 MIMO Spatial Multiplexing 5G Signal Reception in a 500 km/h High-Speed Vehicle using an Augmented Channel Matrix Generated by a Delay and Doppler Profiler

  • Suguru Kuniyoshi;Rie Saotome;Shiho Oshiro;Tomohisa Wada
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제23권10호
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    • pp.1-10
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    • 2023
  • This paper proposes a method to extend Inter-Carrier Interference (ICI) canceling Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) receivers for 5G mobile systems to spatial multiplexing 2×2 MIMO (Multiple Input Multiple Output) systems to support high-speed ground transportation services by linear motor cars traveling at 500 km/h. In Japan, linear-motor high-speed ground transportation service is scheduled to begin in 2027. To expand the coverage area of base stations, 5G mobile systems in high-speed moving trains will have multiple base station antennas transmitting the same downlink (DL) signal, forming an expanded cell size along the train rails. 5G terminals in a fast-moving train can cause the forward and backward antenna signals to be Doppler-shifted in opposite directions, so the receiver in the train may have trouble estimating the exact channel transfer function (CTF) for demodulation. A receiver in such high-speed train sees the transmission channel which is composed of multiple Doppler-shifted propagation paths. Then, a loss of sub-carrier orthogonality due to Doppler-spread channels causes ICI. The ICI Canceller is realized by the following three steps. First, using the Demodulation Reference Symbol (DMRS) pilot signals, it analyzes three parameters such as attenuation, relative delay, and Doppler-shift of each multi-path component. Secondly, based on the sets of three parameters, Channel Transfer Function (CTF) of sender sub-carrier number n to receiver sub-carrier number l is generated. In case of n≠l, the CTF corresponds to ICI factor. Thirdly, since ICI factor is obtained, by applying ICI reverse operation by Multi-Tap Equalizer, ICI canceling can be realized. ICI canceling performance has been simulated assuming severe channel condition such as 500 km/h, 8 path reverse Doppler Shift for QPSK, 16QAM, 64QAM and 256QAM modulations. In particular, 2×2MIMO QPSK and 16QAM modulation schemes, BER (Bit Error Rate) improvement was observed when the number of taps in the multi-tap equalizer was set to 31 or more taps, at a moving speed of 500 km/h and in an 8-pass reverse doppler shift environment.

무선랜 환경에서 채널 단축 시간영역 등화기의 성능평가 (Performance Evaluation of Channel Shortening Time Domain Equalizer in Wireless LAN Environment)

  • 윤석현;유희정;이일구;전태현;이석규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권3A호
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    • pp.240-248
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    • 2006
  • 본 연구에서는 OFDM을 사용하는 IEEE 802.11p WAVE 기본 spec를 목표로 기존 전송 포맷을 유지하면서 장거리 coverage에서의 feasibility에 대한 연구 및 이를 지원하기 위한 수신 알고리즘에 대한 연구를 수행한다. 특히, 넓은 coverage의 지원을 목적으로 할 때 큰 RMS 지연 확산에 의해 발생할 수 있는 ISI/ICI의 효과를 고려하여 채널 단축 시간영역 등화기(channel shortening TEQ)를 사용하는 수신 시스템을 구성하였고 기존 무선랜 규격에서 정의하는 프리앰블을 등화기 계수의 추정에 사용할 경우에 대해 시스템의 성능을 평가하였다. 이는 WAVE 환경에서 목표로 하는 확장된 coverage의 경계에서 RMS 지연 확산이 클 때 16QAM을 통한 서비스가 가능한가에 대한 부분적인 대답을 제공하기 위한 것으로 (1) 목표 채별 환경에서 어느 정도의 성능을 내기 위해 요구되는 TEQ 파라미터 분석, (2) 지수함수의 Power-delay profile을 갖는 채널에서의 PER 성능의 평가 등을 포함한다.

시공간부호화된 DS-CDMA 시스템에서 적응스텝크기 알고리듬을 적용한 간섭제거수신기 (Adaptive Step-size Algorithm for the AIC in the Space-time Coded DS-CDMA System)

  • 이주현;이재홍
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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    • pp.265-268
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    • 2004
  • In this paper. we propose an adaptive step-size algorithm for the adaptive interference canceller (AIC) in the space-time trellis coded DS-CDMA system. In the AIC, the performance of the blind LMS algorithms that updates the tap-weight vector of the AIC is heavily dependent on the choice of step-size. To improve the performance of the fixed step-size AIC (FS-AIC), the regular adaptive step-size algorithm is extended in complex domain and applied to the joint AIC and ML decoder scheme. Simulation results show that the joint adaptive step-size AIC (AS-AIC) and ML decoder scheme using the proposed algorithm has boner performance than not only the conventional ML decoder but also the joint FS-AIC and ML decoder scheme without much increase of the decoding delay and complexity.

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주파수 선택성 페이딩 채널에서 보상 알고리즘의 수렴특성 (Convergence Characteristics of Compensation Algorithm in Frequency Selective Fading Channel)

  • 이승대
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제8권4호
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    • pp.263-268
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    • 2007
  • 본 논문에서는 시불변 전송 채널 및 주파수 선택성 페이딩 채널에서 최소 제곱 평균 알고리즘과 순차적 최소 제곱 알고리즘에 선형 탭 지연선 구조를 도입하여 보상 알고리즘의 제곱 평균 에러 특성을 고찰하였다. 또한 기존의 방식에서 사용하는 단일 탭 갱신 알고리즘과 본 논문에서 제안한 다중 탭 갱신 알고리즘을 비교, 분석하고 이를 수렴 특성 관점에서 고찰하였다.

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이동통신 시스템 성능 향상을 위한 다이버시티 알고리즘제안 (Propose Diversity Algorithm for Mobile Communication System Performance Improve)

  • 이명호
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.203-209
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    • 2006
  • 본 논문에서는 페이딩을 감소시키는 다이버시티 기법 알고리즘을 제안하였다. 무선채널에서 다중경로 때문에 페이딩이 발생하면 시스템 성능이 현저하게 감소한다. 본 연구에서 수신기는 탭 지연 수신기를 사용하였다. 변조방식은 QPSK와 OQPSK를 사용하였고, 부호율이 1/2, 1/3과 구속장이 11인 길쌈부호와 구속장이 6인 터보 코드를 사용하였다. 본 논문에서 제안된 다이버시티기법으로 순방향과 역방향 채널에서 페이딩지수를 변화시키면서 변조방식에 대한 평균에러확률을 비교분석하였다.

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LTE 상향 링크 시스템에서 송신기의 전력 과도 현상에 의해 발생하는 ICI를 제거하기 위한 적응적 멀티 탭 등화 기법 (Adaptive Multi-Tap Equalization for Removing ICI Caused by Transmitter Power Transient in LTE Uplink System)

  • 채혁진;조일남;김동구
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.701-713
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    • 2009
  • 본 논문은 LTE 상향 링크 전송에서 물리적 채널간의 전력 과도 현상으로 인한 인접 부 반송파 간섭으로 반송파간의 직교성이 손상되어 수신 신호에 성능감쇄를 초래하는 문제점을 개선하기 위한 기법을 연구하였다. 전력과도 현상에 의해 발생하는 인접 부 반송파 간섭은 도플러 효과에 의해 발생하는 인접 부 반송파 간섭과는 다른 형태로 채널의 전후에서 전력 변화의 각 주기마다 발생한다. 인접 부 반송파 간섭이 발생하는 원인은 채널간의 전력 차이, 전력 과도 구간의 길이, 다중경로 채널 지연 스프레드 그리고 부 반송파의 수에 의해서 발생한다. 본 논문에서는 위에 언급한 4가지 원인으로 인해 발생하는 인접 부 반송파 간섭을 개선하기 위한, 각 채널별 다중 탭 등화기의 탭 수를 결정하는 새로운 기법을 제시하였다. 이 기법은 정규화된 간섭(normalized interference) 즉, 정규화된 부 반송파간의 간섭이 정규화된 잡음(normalized noise)보다 클 때 다중 탭 등화기의 탭 수를 결정하는 기법이다. 모의 실험 결과에서, 수신 신호의 SNR에 따라 적응적으로 탭 수가 조절되고 비트 오류율(BER)의 성능이 향상 됨을 보였고 또한 제안한 기법의 복잡도가 전통적인(classical) 방법의 복잡도 보다 88 % 줄어듦을 보였다.

고속페이딩 채널 극복을 위한 ATSC DTV용 스파스 적응 등화기 (Sparse Adaptive Equalizer for ATSC DTV in Fast Fading Channels)

  • 허노익;오해석;한동석
    • 방송공학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.4-13
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    • 2005
  • 본 논문에서는 열악한 주파수 선택적 페이딩이나 고속 페이딩 채널 환경에서 ATSC(Advanced Television System Committee) DTV 수신기의 등화 성능 향상을 위해 필터 탭을 선택적으로 사용하는 스파스(sparse) 적응 등화기 구조를 제안한다. 제안된 등화기는 채널 추정을 수행한 후 등화기 초기화를 위한 탭 계수를 찾는다. 구해진 등화기 탭의 초기화 계수에 대해 특정 임계값을 적용하여 유효한 탭을 선택하여 활성화시킨다. 그리고 활성화 된 탭만을 이용하여 채널 등화를 수행한다. 결과적으로 기존 등화기와 동일한 탭 길이를 가지고 있지만, 실제 사용하는 탭 수가 작아지므로 등화기의 단계상수를 크게 만들어 고속 페이딩(fading) 채널의 변화를 빠르게 추적할 수 있게 된다. 제안된 등화기 알고리듬의 성능 개선을 확인하기 위한 실험으로 ATSC DTV 성능 분석시 일반적으로 사용되는 브라질 채널 및 ATSC 등화 성능 요구 조건에 대해 기존의 등화기와 비교 분석하였다. 그 결과 기존의 등화기와 같은 안정성을 가지면서 빠른 수렴 속도를 가지고 고속 페이딩 채널 보상 능력의 큰 향상을 보였다.

배전계통의 전압안정화를 위한 선로전압조정장치와 전지전력저장장치의 협조제어 알고리즘에 관한 연구 (A Study on the Coordination Control Algorithm of Step Voltage Regulator and Battery Energy Storage System for Voltage Regulation in Distribution System)

  • 김병기;왕종용;박재범;최성식;유경상;노대석
    • 전기학회논문지
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    • 제65권2호
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    • pp.269-278
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    • 2016
  • In order to maintain customer voltages within allowable limit($220{\pm}13V$) as much as possible, tap operation strategy of SVR(Step Voltage Regulator) installed in distribution system is very important, considering the scheduled delay time(30 sec) of SVR. However, the compensation of BESS(Battery Energy Storage System) during the delay time of SVR is being required because the customer voltages in distribution system interconnected with PV(Photovoltaic) system have a difficultly to be kept within allowable limit. Therefore, this paper presents the optimal voltage stabilization method in distribution system by using coordination operation algorithm between BESS and SVR. It is confirmed that customer voltage in distribution system can be maintained within allowable limit($220{\pm}13V$).

고막이식형 마이크로폰을 위한 이식형 인공중이 적응 피드백 제거기 구현 (An Adaptive Feedback Canceller for Fully Implantable Hearing Device Using Tympanic Membrane Installed Microphone)

  • 김태윤;김명남;조진호
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.189-199
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    • 2016
  • Many implantable hearing aids are being developed as alternatives to conventional hearing aids which has inconveniences for use and social stigma that make hearing-impaired people avoid to wear it. Particularly, the fully-implantable middle ear hearing devices (F-IMEHD) are being actively studied for mixed or sensorineural hearing impaired people. In development of F-IMEHD, the most difficult problem is improving the performance of implantable microphone. Recently, Cho et al. have studied the tympanic membrane installed microphone which has better sensitivity and is easier to operate on patient than the microphone implanted under the skin. But, it may cause howling problem due to the feedback signal via oval window and ossicle chain from the transducer on round window in the middle ear cavity, therefore, a feedback canceller is necessary. In this paper, we designed NLMS (normalized least mean square) adaptive feedback canceller for F-IMEHD with tympanic membrane installed microphone and a transducer implemented at round window, and computer simulation was performed to verify its operation. The designed adaptive feedback canceller has a delay filter, a 64 point FIR fixed filter and a 8-tap adaptive FIR filter. Computer simulation of the feedback path is modeled by using the data obtained through human cadaver experiment.

Newton 방법을 적용한 시간영역 MMSE 등화 알고리즘의 연구 (A Study on the Algorithm of Time Domain MMSE Equalization Using Newton Method)

  • 이영진;박일근;서종수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제26권12A호
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    • pp.1978-1982
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    • 2001
  • 다중 반송파 전송시스템에서 수신신호의 지연 확산에 따른 인접 심볼간섭 (ISI)과 인접 채널간섭 (ICI)을 제거하기 위하여 전송프레임에 삽입한 Cyclic Prefix (CP)는 시스템의 전송 효율을 저하한다. 시간영역 등화기는 채널 임펄스 응답 시간을 줄임으로써, 채널의 상태에 상관없이 CP 길이를 최소로 유지하여 시스템의 전송 효율을 개선한다. 본 논문에서는 MMSE (Minimum Mean Square Error) 방식 시간영역 등화기에 Newton 방법을 적용함으로써, 최적의 등화기 탭 계수를 추정하는 연산 시간을 단축할 수 있는 알고리즘을 제안하고 그 성능을 분석하였다.

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