KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제10권11호
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pp.5513-5529
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2016
Doppler Effect is a prominent obstacle in vehicular networks, which dramatically increase the Bit-Error-Rate (BER). This problem is accompanied with the presence of the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) systems in which the Doppler shift interrupts the subcarriers orthogonality. Additionally, Inter-Symbol Interference (ISI) and high Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) are likely to occur which corrupt the received signal. In this paper, the single-carrier combined with the frequency domain equalizer (SC-FDE) is utilized as an alternative to the OFDM over the IEEE 802.11p uplink vehicular channels. The Minimum Mean Squared Error (MMSE) and Zero-Forcing (ZF) are employed in order to study the impact of these equalization techniques along with the SC-FDE on the propagation medium. In addition, we aim to enhance the BER, improve the transmitted signal quality and achieve ISI and PAPR mitigation. The proposed schemes are investigated and we found that the MMSE outperforms the ZF equalization under different Doppler shift effects and modulations.
The paper studies characteristics of the minimum mean-square error symmetric scalar quantizers for the generalized gamma, Bucklew-Gallagher and Hui-Neuhoff probability density functions. Toward this goal, asymptotic formulas for the inner- and outermost thresholds, and distortion are derived herein for nonuniform quantizers for the Bucklew-Gallagher and Hui-Neuhoff densities, parallelling the previous studies for the generalized gamma density, and optimal uniform and nonuniform quantizers are designed numerically and their characteristics tabulated for integer rates up to 20 and 16 bits, respectively, except for the Hui-Neuhoff density. The assessed asymptotic formulas are found consistently more accurate as the rate increases, essentially making their asymptotic convergence to true values numerically acceptable at the studied bit range, except for the Hui-Neuhoff density, in which case they are still consistent and suggestive of convergence. Also investigated is the uniqueness problem of the differentiation method for finding optimal step sizes of uniform quantizers: it is observed that, for the commonly studied densities, the distortion has a unique local minimizer, hence showing that the differentiation method yields the optimal step size, but also observed that it leads to multiple solutions to numerous generalized gamma densities.
We propose the performance enhancing method optimization of an asynchronous 2.5 Gbps/1.25 Gbps optical subscriber network with inverse RZ (Return to Zero) coded downstream and NRZ (Non Return to Zero) upstream re-modulation by adjusting threshold level control of a receiver. We theoretically analyze the BER (Bit Error Rate) performance by modeling the occurrence of BER by simulation with MATLAB according to the types of downstream data. The results have shown that the normalized threshold level in an optical receiver could be saturated at 1/3 as the SNR (Signal to Noise Ratio) increases. The needed SNR for obtaining the BER $10^{-9}$ can be reduced by $\sim$5 dB by optimizing the normalized threshold level at 1/3 instead of by using the conventional receiver with threshold level of 0.5. The proposed system can be a useful technology for asynchronous optical access networks with asymmetric upstream and downstream data rates, because the improved minimum receiving power could replace a light source with a source with lower power and lower cost in an OLT (Optical Line Termination).
Manchester-Coded ASK 광 파장 분할 다중화(WDM) 시스템의 성능이 산탄잡음과 광섬유 비선형성에 의해 야기되는 four wave mixing(FWM)을 고려하여 평가된다. 그 결과는 non-return-to zero(NRZ)를 사용한 ASK 변조방식과 비교된다. 더구나, 최대 입력 파우어(FWM에 의해 제한)와 최소 입력 파우어(수신감도에 의해 제한)의 비로서 정의되는 동적범위(dynamic range)가 평가된다. 1.55 rm 16채널 WDM 시스템에 대해 ASK Manchester-Coded시스템의 동적범위는 NRZ보다 2.OdB 개선된다. 이 결과는 10 GHz 채널 간격과 1 Gbps/channel 비트율을 갖는 시스템에서 분산-이 동(dispersion-shifed) 광섬유와 기존의 광섬유의 경우 같다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제15권8호
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pp.2879-2899
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2021
The tone reservation (TR) scheme is an attractive method to reduce peak-to-average power ratio (PAPR) in the filter bank multicarrier with offset quadrature amplitude modulation (FBMC-OQAM) systems. However, the high PAPR of FBMC signal will severely degrades system performance. To address this issue, a cyclic shift based TR (CS-TR) scheme with embedding side information (SI) is proposed to reduce the PAPR of FBMC signals. At the transmitter, four candidate signals are first generated based on cyclic shift of the output of inverse discrete Fourier transform (IDFT), and the SI of the selected signal with minimum peak power among the four candidate signals is embedded in sparse symbols with quadrature phase-shift keying constellation. Then, the TR weighted by optimal scaling factor is employed to further reduce PAPR of the selected signal. At the receiver, a reliable SI detector is presented by determining the phase rotation of SI embedding symbols, and the transmitted data blocks can be correctly demodulated according to the detected SI. Simulation results show that the proposed scheme significantly outperforms the existing TR schemes in both PAPR reduction and bit error rate (BER) performances. In addition, the proposed scheme with detected SI can achieve the same BER performance compared to the one with perfect SI.
본 논문에서는 다층구조를 갖는 trellis 부호를 이용한 정보부호화 기반 워터마킹 방법에 대하여 연구하였다. 영상을 $8{\times}8$블록으로 중복되지 않게 나누어 DCT변환을 수행하고 각 블록으로부터 12개의 중간주파수 대역의 계수를 추출한다. 이를 다층구조를 갖는 trellis 부호화의 각 단계에서 평균이 0이고 분산이 1인 가우시안 난수와 비교하여 선형상관계수가 최소인 벡터를 Viterbi 알고리즘으로 구하고 이 벡터를 원 영상에 삽입하여 워터마킹된 영상을 얻는다. 제안 방법의 성능을 평가하기 위해 다수의 영상에 대한 평균 비트오차율을 계산하여 성능을 비교하였다.
This paper presents a radiation-hardened-by-design preamplifier that utilizes a self-compensation technique with a charge-sensitive amplifier (CSA) and replica for total ionizing dose (TID) effects. The CSA consists of an operational amplifier (OPAMP) with a 6-bit binary weighted current source (BWCS) and feedback network. The replica circuit is utilized to compensate for the TID effects of the CSA. Two comparators can detect the operating point of the replica OPAMP and generate appropriate signals to control the switches of the BWCS. The proposed preamplifier was fabricated using a general-purpose complementary metal-oxide-silicon field effect transistor 0.18 ㎛ process and verified through a test up to 230 kGy (SiO2) at a rate of 10.46 kGy (SiO2)/h. The code of the BWCS control circuit varied with the total radiation dose. During the verification test, the initial value of the digital code was 39, and a final value of 30 was observed. Furthermore, the preamplifier output exhibited a maximum variation error of 2.39%, while the maximum rise-time error was 1.96%. A minimum signal-to-noise ratio of 49.64 dB was measured.
GFR 서비스는 UBR의 단순성을 유지하면서 최소 전송율 보장, 잉여 대역의 공평한 할당 및 효율적인 링크 대역의 사용을 보장해야 한다. ATM에서 TCP 트래픽에 대응해서 만들어진 이러한 GFR 서비스 클래스의 효율적인 관리를 위해서는 ATM 스위치에서의 버퍼 관리가 필요하다. 제안된 버퍼 관리 알고리즘은 단일 FIFO에서 per-VC accounting 방식을 사용하며 GFR.1 및 GFR.2 모두를 수용할 수 있는 버퍼 관리 알고리즘이다. 제안된 알고리즘은 GFR.1 및 GFR.2를 차별적으로 다루기 위해서 CLP=0인 셀 수 및 CLP=1인 셀 수를 이용하여 버퍼 관리를 함으로써 GFR.1 VC들과 GFR.2 VC들에게 공평하게 잉여대역을 할당하여 사용함을 볼 수 있었으며, 전체 공평성 관점에서도 기존 알고리즘보다 우수한 성능을 보여주었다.
본 논문에서는 group delay가 위성 통신 시스템에 미치는 영향을 분석한다. 일정한 상수가 아닌 group delay에서는 신호의 위상 왜곡이 발생한다. Group delay는 특성에 따라 linear, parabolic, cubic으로 모델링할 수 있다. 각각의 group delay 특성을 위성통신 시스템에 적용하여 BER(bit error rate)을 분석한다. Group delay는 신호의 대역폭이 커질수록 신호에 미치는 영향이 커지는 특성을 갖고 있으며, 위성 통신 시스템의 정보 전송속도가 1Mbps, 4Mbps, 8Mbps 의 세 가지인 경우에 대하여 BER을 분석한다. 이때 channel coding으로는 구속장이 7이고, code rate 1/2인 convolution coding과 7/8 punctured convolution coding 를 이용한다. BER = $10^{-5}$을 만족하는 요구 SNR을 관찰하였을 때, group delay의 영향을 받는 데이터는 group delay의 영향을 받지 않은 데이터에 비해 요구 SNR은 최소 0.3㏈에서 최대 4.4㏈으로 증가한다. 이들 중 group delay에 의한 영향이 가장 큰 경우는 group delay의 특성이 linear 특성이고 channel coding이 7/8 puncture convolution coding, 전송속도가 8 Mbps인 경우로서 이때 요구 SNR은 4.4㏈증가한다.
LTE는 다양한 서비스 클래스를 가지고 QoS를 지원한다. 각각의 트래픽 클래스에 대해 BER 요구사항이 크게 다르다. 이는 다양한 클래스의 트래픽에 대해 전송 전력이 상이함을 의미한다. 본 논문에서는 우선순위와 목표 BER을 고려하여 서비스 클래스를 지원하는 새로운 LTE를 위한 스케줄러를 제안한다. CQI와 QCI에 의해 각 사용자당 크래픽 클래스에 대한 목표 BER로 부터 최소 전송 전력이 할당된다. 따라서 사용자의 과거 사용 전송율과 트래픽의 우선순위와 같은 다른 정보를 이용하여 점유 채널의 확률이 결정된다. 서비스 클래스 스케줄링의 시뮬레이션 결과는 최대전송율 및 비례균일과 비교될 것이다. 실험결과는 서비스 클래스 기반의 스케줄링이 전체 시스템 수율을 개선할 수 있음을 보여주고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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