• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권8호
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• pp.1165-1171
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• 2010

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템은 단일 반송파를 사용해 정보를 전송하는 대신, 주파수의 직교성을 활용하여 정보 전송률이 낮은 다수의 부반송파로 나누어 전송하므로 주파수 사용 효율과 고속의 데이터 전송에서 우수한 특성을 가지는 기술이다. 그러나 OFDM 신호는 단일 반송파 전송방식에 비하여 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 증가하는 문제점이 있다. PAPR이 증가하면 RF 증폭기가 비선형적으로 동작하게 되어 효율이 감소하게 된다. 따라서 OFDM에서는 PAPR을 감쇄시키기 위하여 다양한 기법들이 사용되고 있다. 본 논문에서는 PTS(Partial Transfer Sequence) 기법의 단점인 많은 수의 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 로 인한 연산의 복잡도가 급격하게 증가하는 부분을 개선하기위해 기존의 PTS 기법을 개선하여 두 개의 임계 레벨을 가지는 PTS 기법을 제안하였다. PAPR 값을 비교 분석한 결과, 기존의 PTS 기법과 근사한 BER(Bit Error Rate) 특성을 유지하면서 연산량을 크게 개선시킬 수 있음을 확인 하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제11C권7호
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• pp.1023-1032
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• 2004

이동 통신 시스템에서 핸드오프는 패킷 손실, 전송 지연, 지터 등을 유발하여 사용자의 서비스 품질을 저하시킨다. 더욱이 차세대 이동 통신 시스템으로 주목받고 있는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서는 OFDM 특성 상 하드 핸드오프를 수행해야 하고, 높은 용량의 마이크로 셀과 빠른 속도의 단말로 인해 핸드오프 주기가 잦아진다. 따라서 핸드오프 시 유발되는 서비스 품질은 3세대 이후의 이동 통신 시스템의 성능을 결정짓는데 매우 중요한 요소가 된다고 볼 수 있다. 그러므로, 이를 위해 핸드오프 시 QoS를 보장해 줄 수 있는 알고리즘에 대한 연구가 절실히 필요하다. 지금까지 차세대 이동 통신 시스템을 위한 기존 연구들은 IP 계층에서 L3 핸드오프 지연이나 L3 패킷 손실을 줄이는데 만 주력해 왔다. 즉 MAC 계층과 같은 2계층의 핸드오프 지연을 줄이기보다는 3계층에서 보상하는 방식으로 핸드오프지연을 줄여 온 것이다. 하지만 여전히 존재하는 L2 지연은 실시간 트래픽과 같은 지연 민감 서비스 등에서 QoS를 크게 저하시키게 된다. 따라서 본 논문에서는 L2 핸드오프 지연을 최소화할 수 있는 끊김 없는 핸드오프 알고리즘을 제안한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권3C호
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• pp.175-182
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• 2011

본 논문에서는 고속 데이터 전송을 위해 OFDM 시스템에 적용 가능한 고속 FFT/IFFT 프로세서를 제안하였다. 제안하는 프로세서는 높은 데이터 처리율을 만족하기 위해서 MDC 구조와 다중 병렬 처리 기법을 채택하였다. 하드웨어 복잡도를 줄이기 위해서 본 논문에서는 연산에 필요한 연산기의 수를 줄이는 구조로 버터플라이 연산기의 수를 줄인 MRMDC 구조와 효율적인 스케줄링 기법을 적용하여 복소 곱셈기의 수를 줄이는 구조를 제안한다. 제안하는 구조를 적용함으로써 연산 싸이클을 증가시키지 않고 하드웨어 복잡도를 줄일 수 있다. UWB, WiMAX, O-OFDM과 같은 고속 OFDM 시스템을 위해 제안하는 프로세서는 128-포인트와 256-포인트 두 가지 모드를 지원 가능하다. 제안하는 프로세서는 IBM 90nm 공정으로 합성하여 메모리를 제외한 전체 게이트 수가 760,000개를 보이며, 동작속도는 430MHz를 나타내었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권8호
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• pp.1911-1932
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• 2013

Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) has become a popular modulation scheme for wireless protocols because of its spectral efficiency and robustness against multipath interference. Although the components of various OFDM protocols are functionally similar, they remain distinct because of the characteristics of the environment. Recently, graphics processing units (GPUs) have been used to accelerate the signal processing of the physical layer (PHY) because of their great computational power, high development efficiency, and flexibility. In this paper, we describe the implementation of parameterized baseband modules using GPUs for two different OFDM protocols, namely, 802.11a and 802.16. First, we introduce various modules in the modulator/demodulator parts of the transmitter and receiver and analyze the computational complexity of each module. We then describe the integration of the GPU-based baseband modules of the two protocols using the parameterized method. GPU-based implementations are addressed to explain how to accelerate the baseband processing to archive real-time throughput. Finally, the performance results of each signal processing module are evaluated and analyzed. The experiments show that the GPU-based 802.11a and 802.16 PHY meet the real-time requirement and demonstrate good bit error ratio (BER) performance. The performance comparison indicates that our GPU-based implemented modules have better flexibility and throughput to the current ones.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.316-322
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• 2002

직교주파수분할다중화방식(OFDM)은 부채널간의 직교성을 이용하여 주파수 스펙트럼을 중첩시킴으로써 스펙트럼 효율을 이상적으로 증가시킨 고속의 병렬 변조방식이다. 그러나 OFDM은 부채널간의 스펙트럼이 크게 중첩됨으로 인하여 안정된 채널 환경을 요구하고 있다. OFDM의 경우 채널 환경이 열화하면 부채널간의 직교성이 상실되어 시스템의 큰 성능 저하가 발생한다. 따라서 된 논문에서는 이러한 성능 열화를 개선하기 위하여 서로 역선회하는 원편파를 이용한 다중반송파변조방식인 XCP-OFDM(OFDM using Cross-handed Circular Polarization) 시스템을 제안하였다. XCP-OFDM 시스템은 인편과의 고유 특성인 기수회 반사파 억제 특성과 편파의 식별도가 큰 서로 역선회 하는 2개의 원편파를 사용하여 부채널의 스펙트럼 중첩을 없앰으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 새로운 방식이다. 제안된 시스템의 성능을 이론적인 해석과 더불어 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 제안 방식의 우수성을 나타내었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.263-268
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• 2002

OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 시스템은 ISI와 주파수 선택적 채널에서 매우 강건한 (robust) 특성을 갖기 때문에 차세대 고속 데이터 전송에 효과적인 기술이다. 그러나, OFDM 시스템에서는 많은 부반송파를 사용하므로 높은 PAPR(peak to averahe power ratio)이 발생된다. 높은 PAPR의 OFDM 신호가 송신단의 비선형 증폭기를 통과할 때 심각한 왜곡이 발생한다. 본 논문에서는 프리엠파스시스 및 클리핑 기법을 이용하여 PAPR를 감소하였다. 이 방법은 IFFT 출력 신호를 프리엠파시스(de-emphasis)시키는 과정을 이용하여 효과적인 성능 개선을 갖는다. 부반송파의 수가 16개, QPSK 변조방식을 사용하고, 프리엠파시스 변화점이 IFFT 출력신호 최대진폭의 3/9이고, IFFT 출력진폭이 11인 지점에서 클립을 할때, CCDF(complementary cumulative density function)확률이 10/녀ㅔ -3/에서 PAPR이 약5.7㏈ 정도이고, BER=$10^{-3}$에서 요구 SNR은 기존의 OFDM보다 약 2 ㏈성능 개선을 보인다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.538-545
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• 2002

OFDM 통신 시스템에서는 피크전력 대 평균전력비(Peak to Average Power Ratio, PAPR)가 커짐에 따라 전력증폭기에서 비선형 왜곡이 발생되므로 이를 포함한 전송 성능평가가 중요하다. 본 논문에서는 전력증폭기에서 비선형 왜곡이 있는 OFDM 시스템의 성능을 평가하는 새로운 혼합 분석기법을 제안한다. 즉, 제안된 혼합 분석기법은 시뮬레이션을 이용하여 먼저 PAPR의 확률밀도함수와 비선형 잡음의 분산과 평균을 구하고, 이를 이용하여 해석적(analytical) 방법으로 전체 BER을 구하는 방법이다. QPSK 또는 16-QAM 변조방식의 OFDM 시스템에서, 반도체전력증폭기(Solid-State-Power Amplifier, SSPA)의 등가모델을 적용하고, PAPR을 파라미터로 사용하여 IBO 크기에 따른 BER을 분석한다. 제안 방법이 기존의 Monte-Carlo 시뮬레이션에 의한 BER과 거의 동일한 분석 결과를 보이고, 기존 방법보다 BER곡선을 얻는데 필요한 시간이 상당히 감소됨을 보인다

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.1455-1461
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• 2012

고속 이동통신 시스템의 핵심 기술인 다중입력 다중출력(MIMO; Multi-Input Multi-Output) 직교주파수분할(OFDM ; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기술은 신뢰성 있는 데이터 수신을 위하여 낮은 추정 오차와 복잡도를 가지는 효과적인 채널추정 기법을 필요로 한다. 본 논문은 MIMO-OFDM 통신시스템에서 주로 사용되어 왔던 LS(Least Square)와 같은 기존의 채널추정 방식에 비해 낮은 채널추정 오차를 가지면서, MMSE(Minimum Mean Square Error) 기반의 채널추정 방식과는 유사한 추정 오차를 가지고 복잡도는 MMSE보다 월등히 낮은 채널추정 기법과 이를 위한 프리앰블(preamble) 파일럿 구조를 제안한다. 제안된 방식은 시간영역에서 LMS (Least Mean Square) 적응 알고리즘을 기반으로 채널을 추정하고, 추정된 채널벡터는 FFT(Fast Fourier Transform)를 거쳐 검파기로 보내진다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안된 MIMO-OFDM 채널추정 방식의 성능을 확인한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.1635-1641
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• 2017

본 논문에서는 격자 부호화 3차원 직교 주파수분할다중화 시스템을 제시하고 성능을 분석한다. 여기서는 격자 부호화를 위한 3차원 신호성상도에 대한 집합분할 기법도 제시한다. 부호율이 R = 1/3과 2/3인 회귀 체계적 컨볼루션 부호와 3차원 8진 성상도를 이용하여 격자 부호화된 제안된 시스템은 부호화되지 않은 직교 주파수분할다중화 시스템에 비하여 최대 7.8 dB까지 오류성능이 향상될 수 있음을 이론적으로 계산하였다. 또한 컴퓨터 모의실험을 통하여 제시된 이론적 분석과 거의 일치하는 결과를 도출함으로써 이론적 분석이 정확한 것을 확인하였다. 따라서 제안된 격자 부호화 3차원 직교 주파수분할다중화 시스템은 대역폭의 증가 없이 고품질 디지털 전송을 달성할 수 있는 효과적인 방법인 것으로 사료된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37A권9호
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• pp.799-808
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• 2012

WAVE(Wireless Access for Vehicular Environment) 시스템에서 스크램블러의 비트 연산은 하드웨어나 소프트웨어 측면에서 병렬 처리가 불가능하여 효율성이 떨어지게 된다. 본 논문에서는 행렬 테이블에서 시작 위치를 찾는 알고리즘을 제안한다. 또한 스크램블러의 비트 연산 알고리즘과 행렬 테이블 구성 알고리즘, 행렬 테이블에서 시작 위치를 찾는 알고리즘을 8비트, 16비트, 32비트 단위로 처리하여 성능을 비교 분석한 결과 초당 처리 횟수는 8비트는 2917.8회, 16비트는 5432.1회, 32비트는 10277.8회 더 수행할 수 있었다. 따라서 행렬 테이블에서 시작 위치를 찾는 알고리즘이 WAVE 시스템에서 스크램블러의 속도를 향상시키고, 지능형 교통 체계(ITS)에서 노변장치와 차량(V2I) 또는 차량 사이의 통신(V2V)으로 다양한 정보 수집의 수신 속도와 정밀도를 향상시킬 수 있다.