Kim, Seong-Jun;Park, Kyung-Won;Lee, Kyung-Taek;Choi, Hyung-Jin
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제8권2호
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pp.601-617
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2014
In digital radio broadcasting systems, long delays are incurred in service start time when tuning to a particular frequency because several synchronization steps, such as symbol timing synchronization, frame synchronization, and carrier frequency offset and sampling frequency offset compensation are necessary. Therefore, the operation of the synchronization blocks causes delays ranging from several hundred milliseconds to a few seconds until the start of the radio service after frequency tuning. Furthermore, if spectrum inversed signals are transmitted in digital radio broadcasting systems, the receivers are unable to decode them, even though most receivers can demodulate the spectral inversed signals in analog radio broadcasting systems. Accordingly, fast synchronization techniques and a method for spectral inversion detection are required in digital radio broadcasting systems that are to replace the analog radio systems. This paper presents a joint detection method of frame, integer carrier frequency offset, and spectrum inversion for DRM Plus digital broadcasting systems. The proposed scheme can detect the frame and determine whether the signal is normal or spectral inversed without any carrier frequency offset and sampling frequency offset compensation, enabling fast frame synchronization. The proposed method shows outstanding performance in environments where symbol timing offsets and sampling frequency offsets exist.
수중음향채널의 다중경로에 의한 수신신호의 지연확산은 ISI (Inter-Symbol Interference)를 유발하여 수중음향 통신시스템의 성능을 저하시킨다. 본 연구에서 적용하는 수동 페이저 컨쥬게이션 기법은 신호대 다중경로 간섭 신호비를 크게 하여 다중경로에 의한 주파수 선택성을 경감시켜 ISI를 줄이는 다이버시티 통신기법이다. 신호 대 다중경로 간섭신호비의 개선과 이에 따른 주파수 선택성은 수동 페이저 컨쥬게이션에 적용하는 수신기 배열의 배열 센서 개수, 송수신기의 상대운동에 의해 좌우되며, 따라서 비트 오류특성이 결정된다. 본 연구에서는 이들의 특성을 수치모의 실험으로 해석하였다.
A new automatic frequency control(AFC) tracking algorithm, which we call a rotational decision directed AFC(RDDAFC) is proposed for QPSK demodulation at the digital direct broadcasting satellite(DBS). In order to prevent the presence of the residual phase difference between symbols received at k and k-l by the CPAFC[1] as well as the AFC based on $tan^{-1}$ circuit[2], the RDDAFC rotates the decision boundary for the kth received symbol by the frequency detector output of the (k-1)th received symbol before passing through the cross product discriminator. Test results show that the total pull-in time of the RDDAFC and PLL was 0.13msec under a carrier frequency offset of 2.4MHz when S/N equals 2dB.
Kim, Jae-Kwon;Heath Jr. Robert W.;Powers Edward J.
Journal of Communications and Networks
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제9권1호
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pp.75-83
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2007
Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems with multiple transmit antennas can exploit space-time block coding on each subchannel for reliable data transmission. Spacetime coded OFDM systems, however, are very sensitive to time variant channels because the channels need to be static over multiple OFDM symbol periods. In this paper, we propose to mitigate the channel variations in the frequency domain using a linear filter in the frequency domain that exploits the sparse structure of the system matrix in the frequency domain. Our approach has reduced complexity compared with alternative approaches based on time domain block-linear filters. Simulation results demonstrate that our proposed frequency domain block-linear filter reduces computational complexity by more than a factor of ten at the cost of small performance degradation, compared with a time domain block-linear filter.
본 논문은 구현에 사용된 동기알고리즘에 의한 구현손실과 다중경로 페이딩을 고려하여 MB-OFDM UWB(Multi-Band Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ultra Wide Band) 시스템 수신기 링크 마진 (link margin)을 시뮬레이션을 통해 정량적으로 분석하였다. MB-OFDM UWB시스템은 CP(Cyclic Prefix)대신에 ZP(Zero padding)를 사용하고 심볼마다 3개 주파수 대역을 호핑(Hopping)하는 TFI(Time Frequency Interleaving)모드와 하나의 주파수 대역을 선택하여 신호를 전송하는 FFI(Fixed Frequency Interleaving)모드를 지원한다. 이러한 MB-OFDM UWB 시스템의 특징은 기존 연속적인 신호를 전송하는 OFDM 시스템들에 비해 평균전력은 동일하지만 유효송신출력 측면에서 더 높은 전력 방사를 가능하게 하는 장점이 있다. 본 논문에서 수행한 시뮬레이션 결과를 이용한 링크마진 계산 결과 200Mbps 모드에서 4m 서비스 반경을 보장하기 위해서는 TFI 모드 구현이 필수적이며, 480Mbps모드의 실질적인 서비스 반경은 가시거리가 확보되는 다중경로 환경에서 1-2m정도 일 것으로 분석되었다.
OFDMA 하향링크 시스템에서 시간, 주파수 동기 오프셋이 존재하는 환경에 강인한 채널추정 기법을 제안한다. 본 논문에서는 시간 동기, 주파수 동기, 및 채널추정을 동시에 수행하는 방법을 제안함으로써, 시간 및 주파수 동기화 과정에서 생기는 에러가 채널 추정 과정에 주는 영향을 최소화하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 채널추정 기법은 time windowing과 time advancement를 통해서 inter-carrier interference (ICI)와 inter-symbol interference(ISI)를 제거하고 동기화 과정간의 조화를 이룸으로써 기존의 채널추정 기법들에 비해 약 3dB 성능이 향상되었다.
본 논문에서는 페이딩 채널환경에서 COFDM 시스템에 대한 채널 추정과 결합된 심볼 검출 방법에 대해 제안하였다. 제안된 방법은 1) 심볼의 길이에 채널 부호화기의 코드워드 길이를 배합하는 기법과, 2) 세가지 채널 추정 기법과의 조합으로 나타내었다. 첫째 방법은 훈련 신호를 이용한 채널추정 기법과 제안한 심볼 검출 기법을 결합시킨 것이며, 둘째 방법은 첫째 방법에 결정지향 채널추정(Decision-Directed Channel Estimation) 기법을 결합시킨 방법이다. 마지막으로, 근접 부채널간의 AWGN(Additive White Gaussian Noise)의 영향을 줄이기 위해 디인터리브된 평균 채널추정(Averaged Channel Estimation) 기법을 둘째 방법에 결합시켰다. 제안한 3가지 방법들은 영 강압 등화(Zero Forcing Equalizing)방법과 비교하여 커다란 성능 개선 효과가 있음을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.
본 논문에서는 페이딩 채널 환경에서 OFDM 시스템의 채널추정과 심볼 검출이 결합된 방식들을 제안하였다. 제안된 방식들은 결정지향 채널 추정(DDCE) 방식에 근거하여 채널을 추정하며 비터비 알고리즘을 이용한 심볼 검출을 수행한다. 제안된 비터비 결정지향 추정 (VDDCE)방식은 시간상 변화하는 채널을 추척하고 ML 심볼 열을 검출 한다. VDDCE방식에 근거한 순환적 비터비 결정지향(RVDDCE) 방식에서는 복잡도를 줄이기 위해 검출될 심볼 열의 길이를 줄인다. 즉, 훈련 심볼의 간격동안에 채널 추정과 비터비 알고리즘이 일정 간격으로 반복적으로 수행되도록 한다. 또한,AWGN의 효과를 줄이기 위해 평균화 채널 추정(ACE) 방식을 VDDCE와 RVDDCE 방식에 적용하였다. 제안된 방식들은 컴퓨터 시뮬레이션으로 검증하였다.
Kim, Byoung-Hoon;Jeong, Byeong-Kook;Lee, Byeong-Gi
Journal of Communications and Networks
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제2권1호
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pp.58-68
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2000
In this paper we introduce the correlation-aided distributed sample acquisition (CDSA) scheme for fast cell search in IMT-2000 W-CDMA cellular system. The proposed scheme incorporates the state symbol correlation process into the comparison-correction based synchronization process of the original DSA scheme to enable fast acquisition even under very poor channel environment. for its realization, each mobile station (MS) has to store in its memory a set of state sample sequences. which are determined by the long-period scrambling sequences used in the system and the sampling interval of the state samples. CDSA based cell search is carried out in two stages : First, the MS first acquires the slot timing by using the primary synch code (PSC) and then identifies the igniter code which conveys the state samples of the current cell . Secondly. the MS identifies the scrambling code and frame timing by taking the comparison-correction based synchronization approach and, if the identification is not done satisfactorily within preset time. it initiates the state symbol correlation process which correlates the received symbol sequence with the pre-stored state sample sequences for a successful identification. As the state symbol SNR is relatively high. the state symbol correlation process enables reliable synchronization even in very low chip-SNR environment. Simulation results show that the proposed CDSA scheme outperforms the 3GPP 3-step approach, requiring the signal power of about 7 dB less for achieving the same acquisition time performance in low-SNR environments. Furthermore, it turns out very robust in the typical synchronization environment where large frequency offset exists.
본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 송신단에서 IFFT 를 수행한 후 Cyclic Prefix를 첨부하여 OFDM 심볼을 생성하는데 필요한 지연을 감소시킬 수 있는 IFFT(Time shifted DIT IFFT)의 구조를 제안하고, IEEE 802.16e Mobile WiMax OFDMA/TDD규격에 적합한, 1024크기의 FFT에 1/8 cyclic prefix를 가지는 시스템의 송신단 IFFT를 VHDL로 설계한 결과를 제시한다. 본 논문에서 제안하는 IFFT는 OFDM송신단의 지연을 줄이기 위하여 IFFT에 역비트(Bit-Reversed) 순서로 데이터를 입력하고, FFT의 Frequency Translation 특징을 이용해 IFFT의 출력이 cyclic prefix의 길이만큼 시간영역 쉬프트(Time-shift) 되어 나오도록 구현되었다. 이 과정은 cyclic prefix의 길이 특성을 이용하여 부가적인 복소곱셈기(Complex Multiplier)없이 구현되었고, OFDM 송신단의 지연과 함께 IFFT 결과를 저장하는 메모리의 크기도 줄일 수 있다. 송신단의 최종 출력이 통상적인 OFDM 심볼과 완전히 동일하기 때문에 전체 시스템의 성능에도 영향을 미치지 않는다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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