우리나라의 지상파 DTV 전송 방식인 8-VSB 변조 방식은 크기에 정보를 실어서 보내기 때문에 다중경로에 의한 심벌간 간섭에 다소 취약한 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 지상파 DTV 수신기에서는 판정 궤환 등화기를 사용하여 채널 등화를 수행해 왔다. 하지만 SFN(single frequency network) 환경과 같은 열악한 채널에서는 판정 오류로 인한 에러전파로 안정적인 등화를 수행하지 못한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하고자 주파수 영역에서 직접 채널의 역을 곱해서 채널등화를 수행하는 zero forcing 등화 방법을 제안한다. 이를 위해서 채널 정합 필터와 비인과 필터를 사용하여 비최소 위상(nonminimum phase) 채널을 최소 위상(minimum phase) 채널로 근사화시킴으로써 채널의 역의 안정성을 보장할 수 있게 하였다. 시뮬레이션을 통하여 SFN 채널 환경에서 제안된 주파수 영역 등화기가 기존의 판정 궤환 등화기에 비하여 안정성과 SER(symbol error rate) 측면에서 모두 향상된 성능을 얻을 수 있음을 보인다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제6권9호
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pp.2218-2230
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2012
In this paper, we propose an efficient channel delay estimation method for orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) systems, especially over doubly-selective fading channels which are selective in both the symbol time domain and subcarrier frequency domain. For the doubly-selective fading channels in single frequency network (SFN), long and strong echoes exist and thus the conventional discrete Fourier Transform (DFT) based channel delay estimation system often fails to produce the exact channel delay profile. Based on the analysis of the discrete-time frequency response of the channel impulse response (CIR) coefficients in the DFT-based channel delay estimation system, we develop a method to effectively extract the true CIR from the aliased signals by employing a simple narrow-band low-pass filter (NB-LPF). The performance of the proposed system is verified using the COST207 TU6 SFN channel model.
DMT 방식의 송·수신기는 파일롯 채널의 페이즈 정보를 이용하여 샘플동기를 맞추게 된다. 파일롯 채널의 페이즈 값은 심볼 단위로 행해지는 FFT 결과에서 구할 수 있으므로, 심볼동기를 샘플동기 이전에 맞추어 주어야 한다. DMT VDSL시스템의 경우, 심볼 내의 반복되는 구간사이의 상관성을 통해서 심볼동기를 구할 수 있게 된다. 수신신호의 부호를 기본으로한 최우도 추정함수를 사용하여 심볼동기를 구하는 기법에 대해 제안하였으며, Tx 윈도우에 의해, 심볼동기의 추정값이 잡음에 민감해지는 것을 막기위해 가중합을 적용한 추정 방법을 제안하였다. 송·수신기 사이에 샘플링 클럭 옵셋이 존재할 경우, 샘플동기를 위해 디지털 영역에서 샘플링 클럭 옵셋을 보정해주는 기법을 제안하였다.
직교 주파수 분할 다중화 방식 시스템에서는 유효 심벌의 구간에서 푸리에 변환을 수행하기 위하여 데이터 심벌 사이의 보호 구간을 제거해야 한다. 이러한 과정은 정확한 심벌 타이밍 검출을 기반으로 수행되어야 한다. 수신단에서 심벌 타이밍 검출은 프리앰블과 페이로드부의 경계의 시작점은 각 심벌의 인덱스 시작 시점을 결정하는 기준을 제공한다. 또한 이 과정에서 발생하는 검출 에러는 전체 시스템 성능의 영향을 주는 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문에서는 심벌 타이밍 검출장치에서 이동 평균 필터의 대역폭이 미치는 영향에 대해 논의한다. 이동 평균 필터 대역폭과 연관된 이동 평균 필터의 윈도우 크기의 값을 가변하여 시뮬레이션을 수행하고 이를 통하여 검출 성능에 미치는 영향을 분석한다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제8권6호
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pp.1914-1925
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2014
Inter-symbol interference (ISI) problem is inevitable when the guard interval (GI) is shorter than the delay spread (DS) for an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system. Iterative techniques have been proposed to overcome such a problem. However, most of existing algorithms are not efficient for an OFDM system with a small GI working under the channel with a large DS. Especially in the case of the DS spans a longer time than the half of the OFDM symbol duration. On the other hand, conventional algorithms, which can reduce the effects of the severe ISI, often employ several impractical assumptions to support the conclusions. In this paper, we present a robust decision feedback equalizer (DFE) for the OFDM system to overcome the severe ISI problem. The proposed DFE removes the ISI in a same manner as the residual inter-symbol interference cancellation (RISIC) algorithm. However, the inter-carrier interference (ICI) is reduced via cyclicity removal instead of the cyclicity restoration used in the conventional algorithms. The link-level simulation (LLS) results indicate that our proposed DFE scheme can dramatically improve the BER performance when the DS spans longer than the half of ODFM symbol duration.
Chirp spread spectrum method using both time and frequency component is fit to time varying channel such as powerline channel. The used chirp symbol based on the CEBus standard is the unit symbol which sweeps from 100kHz to 380kHz over a 25㎲. To evaluate the performance of between Chirp-SS and DSSS, we measured the bit error rate under Gaussian channel. Simulation result is shown that Chirp-SS has a about 3[dB] gain of SNR than DSSS. To verify the performance of implemented modem, it is made up the powerline channel environment. After adding several noises to it, we examined the receiving status of modem. The implemented modem is able to receive the signal over the powerline channel with having several noises and capacitive loads.
Ninahuanca, Jose Luis Hinostroza;Tormena Jr., Osmar;Meloni, Luis Geraldo Pedroso
ETRI Journal
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제43권6호
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pp.978-990
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2021
This article presents techniques for improved estimation of symbol timing offset (STO) and carrier frequency offset (CFO) for dual-polarization (DP) orthogonal frequency division multiplex (DP-OFDM) systems. Recently, quaternion multiple-input multiple-output OFDM has been proposed for high spectral efficiency communication systems, which can flexibly explore different types of diversities such as space, time, frequency, and polarization. This article focuses on synchronization techniques for DP-OFDM systems using a cyclic prefix, where the application of quaternion algebra leads to new improved estimators. Simulations performed for DP system methods show faster reduction of STO estimator variance with a double-slope line in the logvariance line versus signal-to-noise ratio (SNR) plot compared with singlepolarization (SP) counterparts, and simulations for CFO estimates show a 3-dB gain of DP over SP estimates for same SNR values defined, respectively, for quaternion-valued or complex-valued signals. Cramer-Rao bounds for STO and CFO are derived for the synchronization methods, correlating with the observed gains of DP over SP OFDM systems.
In this paper, we present a comprehensive analytical study of the symbol error rate (SER) of single-carrier frequency-division multiple access (SC-FDMA) with zero-forcing frequency domain equalization (ZF-FDE) over a Rayleigh fading channel. SC-FDMA is considered as a potential waveform candidate for fifth-generation (5G) radio access networks (RANs). First, the $N_C$ fold convolution of the noise distribution of an orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) system is computed for each value of the signal-to-noise ratio (SNR) in order to determine the noise distribution of the SC-FDMA system. $N_C$ is the number of subcarriers assigned to a user or the size of the discrete Fourier transform (DFT) precoding. Here, we present a simple alternative method of calculating the SER by simplifying the $N_C$ fold convolution using time and amplitude scaling properties. The effects of the $N_C$ fold convolution and SNR over the computation of the SER of the SC-FDMA system has been separated out. As a result, the proposed approach only requires the computation of the $N_C$ fold convolution once, and it is used for different values of SNR to calculate the SER of SC-FDMA systems.
For orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), cyclic prefix (CP) should be longer than the length of channel impulse response, resulting in a loss of bandwidth efficiency. In this paper, we describe a new technique to restore the cyclicity of the received signal when the CP is not sufficient for OFDM systems. The proposed technique efficiently restores the cyclicity of the current received symbol by adding the weighted next received symbol to the current received symbol. Iterative CP reconstruction (CPR) procedure, based on the residual intersymbol interference cancellation (RISIC) algorithm, is analyzed and compared to the RISIC. In addition, we apply the CPR method to Alamouti space-time block coded (STBC) OFDM system. It is shown that in the STBC OFDM, tail cancellation as well as cyclic reconstruction of the CPR procedure should be repeated. The computational complexities of the RISIC, the proposed CPR, the RISIC with STBC, and the proposed CPR with STBC are analyzed and their performances are evaluated in multipath fading environments. We also propose an iterative channel estimation (CE) method for OFDM with insufficient CP. Further, we discuss the CE method for the STBC OFDM system with the CPR. It is shown that the CPR technique with the proposed CE method minimizes the loss of bandwidth efficiency due to the use of CP, without sacrificing the diversity gain of the STBC OFDM system.
SSB 무선모뎀은 데이터의 디지털 전압레벨을 가청주파수로 변환하는 변조와 역으로 가청주파수를 데이터의 디지털 전압레벨로 변환하는 복조과정을 거치는데 변 복조기는 하나의 DSP 칩을 이용하여 구현하였다. SSB의 특성상 주파수가 변할 때 인접한 두 주기에서 왜곡이 발생하는데 이것은 음성통신방식에는 아무런 영향을 주지 않으나 데이터 전송할 때는 심각한 영향을 준다. 다시 말하면 인접해 있는 2주기는 데이터 전송을 할 수 없다. 그래서 2-tone FSK방식을 사용하는 경우, 1비트를 보내기 위해 최소 3주기 이상을 보내야 한다. 그러므로, 고속전송을 위해서는 1개의 tone 신호를 보내는 변형된 위상지연 방식을 사용하여 모뎀을 구현하였다. 1200bps를 전송모드에서는 1.3kHz 심볼주파수에 지연시간 0과 $187{\mu}s$을 발생시켰고 2400bps 모드에서는 1.5kHz 심볼주파수에 0, $70{\mu}s,\;130{\mu}s$ 및 $200{\mu}s$의 지연시간을 두어 구현하였다. 최고전송속도 3600bps 모드에서는 2.0kHz 심볼주파수에 0, $100{\mu}s,\;160{\mu}s$ 및 $250{\mu}s$의 지연시간을 두어 구현하였다. 이상의 방법으로 SSB 모뎀을 구현하였으며 기존 독일의 PACTOR와 미국의 CLOVER계열의 스펙트럼과 비교했을 때 SSB 통과대역폭은 거의 비슷하였고 대역폭내의 신호대잡음비를 비교한 결과 본 연구 구현한 모뎀의 파형이 20dB정도 높은 이득으로 전송되는 우수한 특성을 보였다. 실제 전송시험 결과에서도 송수신 Platform에 데이터가 정확하게 수신되고 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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