단일표본관측을 이용한 직교진폭변조 신호의 치운 변조분류 성능

강석근,Kang Seog Geun 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.11 No.1

본 논문에서는 다중레벨 직교진폭변조 신호론 위한 최우 변조분류기법의 성능을 분석한다. 기존의 연구와는 달리 여기서는 가용 변조방식에 대한 상대적인 분규성능과 단일표본관측을 적용할 경우 최우 분류기의 성능한계 둥을 제시하였다. 이를 위하여 본 논문에서는 가용 성상도에서 심볼간 최소 유클리드 거리론 동일하게 하여 심볼의 수가 자은 성상도가 보다 큰 성상도의 부분집합이 되도록 하였다 그리고 다중가설시험을 위한 표본의 수는 하나로 정하였다. 그 결과 모든 실험에서 신호대잡음비의 증가에 따라 분류성능이 향상됨을 될 수 있다. 특히, 참인 성상도가 4진 직교진폭변조인 경우 추가적인 정보나 관측표본 없이도 송신기에서 사용된 변조방식을 거의 완벽하게 분류함을 확인할 수 있다. 또한 16진과 64진 신호의 경우 그 부분집합이 되는 성상도에 의하여 공유된 심볼들의 영향으로 오분류 가능성이 상존하지만 단일표본관측만으로도 약 $80{\%}$의 정분류 성능을 얻을 수 있다. In this paper, performance of a maximum-likelihood modulation classification for quadrature amplitude modulation (QAM) is studied. Unlike previous works, the relative classification performance with respect to the available modulations and performance limit with single-sample observation are presented. For those purposes, all constellations are set to have the same minimum Euclidean distance between symbols so that a smaller constellation is a subset of the larger ones. And only one sample of received waveform is used for multiple hypothesis test. As a result, classification performance is improved with increase in signal-to-noise ratio in all the experiments. Especially, when the true modulation format used in the transmitter is 4 QAM, almost perfect classification can be achieved without any additional information or observation samples. Though the possibility of false classification due to the symbols shared by subset constellations always exists, correct classification ratio of $80{\%}$ can be obtained with the single-sample observation when the true modulation formats are 16 and 64 QAM.

직교 기저행렬을 이용하는 직교 주파수분할다중화의 수학적 구현

강석근,Kang, Seog-Geun 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.12

본 논문에서는 직교 기저행렬을 이용한 직교 주파수분할다중화 시스템의 새로운 구현방안이 수학적으로 개발된다. 직교기저행렬은 Haar 기저행렬을 기본으로 하고 있으나 직교 주파수분할다중화의 다중 부채널 신호를 변조하기에 적당한 형태를 갖추고 있다. 여기서는 새로운 기저행렬이 간단한 재귀알고리즘에 의하여 확장될 수 있음이 증명된다.그리고 송신기 조합행렬의 차수는 확장에 의하여 두배로 증가된다. 수신기에서 복조는 직교 기저행렬의 재귀에 의하여 생성되는 조합행렬의 역행렬에 의하여 수행된다. 따라서 제안된 직교 주파수분할다중화 시스템에서는 원 신호의 완벽한 재생이 가능함을 알 수 있다. In this paper, a new implementation method of OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) system with an orthogonal basis matrix is developed mathematically. The basis matrix is based on the Haar basis but has an appropriate form for modulation of multiple subchannel signals of OFDM. It is verified that the new basis matrix can be expanded with a simple recursive algorithm. The order of synthesis matrix in the transmitter is increased by the factor of two with every expansion. Demodulation in the receiver is carried out by its inverse matrix, which can be generated recursively with the orthogonal basis matrix. It is shown that perfect reconstruction of original signals is possibly achieved in the proposed OFDMsystem.

3차원 신호 전송을 위한 체계적인 역사상 알고리즘

강석근,Kang, Seog Geun 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.8

In this paper, a systematic demapping algorithm for three-dimensional (3-D) lattice signal constellations is presented. The algorithm consists of decision of an octant, computation of a distance from the origin, and determination of the coordinates of a symbol. Since the algorithm can be extended systematically, it is applicable to the larger lattice constellations. To verify the algorithm, 3-D signal transmission systems with field programmable gate array (FPGA) and $Matlab^{(R)}$ are implemented. And they are exploited to carry out computer simulation. As a result, both hardware and software based systems produce almost the same symbol error rates (SERs) in an additive white Gaussian noise (AWGN) environment. In addition, the hardware based system implemented with an FPGA generates waveforms of 3-D signals and recovers the original binary sequences perfectly. Those results confirm that the algorithm and the implemented 3-D transmission system operate correctly. 본 논문에서는 3차원 격자형 신호성상도를 위한 체계적인 역사상 알고리즘을 제시한다. 제안된 알고리즘은 8분 공간 결정, 원점과의 거리 계산, 심볼 좌표 결정 등의 세부 기능으로 구성된다. 이는 세부 기능의 조정에 따라 체계적인 확장이 가능하므로 더 큰 격자형 신호성상도에도 적용이 가능하다. 제시된 알고리즘의 검증을 위하여 3차원 신호전송시스템을 구현하여 모의실험을 수행하였다. 여기서는 field programmable gate array를 이용한 하드웨어 기반 시스템과 $Matlab^{(R)}$을 이용한 소프트웨어 기반 시스템을 구현하여 시스템의 동작과 성능을 비교하였다. 그 결과, 가산성 백색 가우시안 잡음 환경에서 두 시스템은 거의 동일한 오류성능을 가지는 것으로 나타났다. 또한 하드웨어 기반 시스템은 정보원 이진 데이터열의 3차원 신호로의 변환과 이로부터 원래의 이진열을 완벽하게 복원함을 확인하였다. 이로부터 제안된 알고리즘과 구현된 3차원 전송시스템은 정확하게 동작하는 것으로 판단된다.

배전자동화시스템의 실시간 감시를 위한 광대역 전력선통신용 유도성 커플러 설계

강석근,Kang, Seog Geun 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회논문지 Vol.23 No.12

본 논문에서는 광대역 전력선통신을 실현할 수 있는 유도성 커플러를 Fe계 나노결정립 합금을 이용하여 제작하고 성능을 분석하였다. 배전자동화시스템의 주상 및 지상개폐기에 적용하여 현장시험을 수행한 결과, 광대역 전력선통신의 주요 주파수대역에서 제작된 커플러는 분기 유무에 따라 통신속도의 차이는 있으나 비교적 우수한 데이터통신을 달성하는 것으로 측정되었다. 또한, 배전선로에서 발생되는 대전류 환경에서도 통신거리에 따라 전송률의 차이는 있으나 실시간 데이터 전송이 가능한 통신속도를 유지하는 것으로 확인되었다. 따라서 제작된 유도성 커플러는 접근성이 낮은 지역에 위치한 배전자동화시스템의 배전설비 상시 감시 및 원격제어에 활용함으로써 지능형 전력망 실현을 위한 핵심소자로 사용할 수 있을 것으로 판단된다. In this paper, inductive couplers realizing broadband powerline communication (PLC) are fabricated using Fe-based nanocrystalline alloy and their performance is analyzed. As a result of the field tests using the distribution automation system (DAS), the couplers achieve comparatively excellent data communication in the principal frequency band of broadband PLC although there is a difference in communication rate depending on the presence or absence of a branch. In addition, it has been confirmed that the communication speed is maintained for a real-time transmission even in a high current environment although there is a difference in the transmission rate depending on the distance. Hence, it is considered that the inductive couplers can be used as a core device to realize the intelligent power network by exploiting them for the monitoring and remote controlling of the power plant equipments for the DAS located in the inaccessible areas.

이중 Viterbi 복호기를 가지는 반율 공간-주파수 부호화된 직교 주파수분할다중화

강석근,Kang Seog-Geun 한국정보처리학회 2006 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.13 No.1

본 논문에서는 이중 Viterbi 복호기를 가지는 공간-주파수 부호화된 직교 주파수분할다중화 방식을 제안하고 분석한다. 여기서는 이진 정보원 부호를 컨볼루션 부호화한 후 서로 독립적인 두 개의 반을 직교 주파수분할다중화 심볼이 생성된다. 수신기는 복조된 신호를 이중 Viterbi 복호기를 이용하여 독립적으로 복호하고, 이들의 경로 메트릭을 비교한다. 따라서 기존 시스템에서의 복구된 이진 데이터는 단순한 Viterbi 복호기의 출력으로 나타나는 반면 제안된 방식에서는 분절길이 내에서 큰 경로 메트릭을 가지는 부호열의 조합이 된다. 그 결과, 제안된 공간-주파수 부호화된 직교 주파수분할다중화 방식은 기존의 시스템에 비하여 모든 신호대 잡음비 영역에서 향상된 성능을 갖는다. In this paper, a space-frequency coded orthogonal frequency division multiplexing (SFC-OFDM) scheme with dual Viterbi decoder is proposed and analyzed. Here, two independent half-rate OFDM symbols are generated after convolutional coding of the binary source code. A dual Viterbi decoder is exploited to decode the demodulated sequences independently in the receiver, and their path metrics are compared. Accordingly, the recovered binary data in the proposed scheme are composed of the combination of the sequences having larger path metrics while those in a conventional system are simply the output of single Viterbi decoder. As a result, the proposed SFC-OFDM scheme has a better performance than the conventional one for all signal-to-noise power ratio.

단일표본관측을 이용한 직교진폭변조 신호의 최우 변조분류 성능

강석근 ( Seog Geun Kang ) 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.12 No.1

In this paper, performance of a maximum-likelihood modulation classification for quadrature amplitude modulation (QAM) is studied. Unlike previous works, the relative classification performance with respect to the available modulations and performance limit with single-sample observation are presented. For those purpose, all constellations are set to have the same minimum. Education distance between symbols so that a smaller constellation is a subset of the larger ones. And only one sample of received waveform is used for multiple hypothesis test. As a result, classification performance is improved with increase in signal-to-noise ratio in all the experiments. Especially, when the true modulation format used in the transmitter is 4 QAM, almost perfect classification can be achieved without any additional information or observation samples. Though the possibility of false classification due to the symbols shared by subset constellations always exists, correct classification ratio of 80% can be obtained with the single-sample observation when the true modulation formats are 16 and QAM.

3차원 직교 주파수분할다중화의 설계

강석근(Seog Geun Kang) 한국방송·미디어공학회 2008 방송공학회논문지 Vol.13 No.5

직교 주파수분할다중화에서 첨두전력 대 평균전력비 감소를 위한 체계적인 부호설계

강석근(Seog Geun Kang),김정구(Jeong Goo Kim) 한국방송·미디어공학회 2006 방송공학회논문지 Vol.11 No.3

직교 주파수분할다중화 시스템을 위한 충격성 잡음 완화 알고리즘에 대한 비교 연구

마상,강석근,Ma, Shuang,Kang, Seog Geun 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.5

본 논문에서는 충격성 잡음 환경에서 직교 주파수분할다중화 시스템의 성능에 대하여 분석한다. 여기서는 충격성 잡음 완화알고리즘 가운데 윈도우 비선형성 방법이 적용된 직교 주파수분할다중화 시스템의 오류 성능이 과표본화율과 윈도우 크기에 의존적임을 모의실험을 통하여 확인한다. 그리고 과표본화율과 윈도우 크기의 변화에 따라 표본화된 신호의 진폭을 제어하는 문턱치의 적절한 영역을 제시한다. 그 결과, 이전의 연구에서 보고된 인자 조합보다 직교 주파수분할다중화 시스템의 심볼 오류 성능 면에서 더욱 우수한 성능을 가지는 인자 조합을 제시한다. In this paper, performance of an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system in an impulsive noise environment is analyzed. Here, it is verified that performance of the OFDM system with window nonlinearity, which is one of the impulsive noise mitigation algorithms, is dependent on the over-sampling rate and the size of window. With respect to the variation of those parameters, we also provide an appropriate region of threshold values that control amplitudes of the sampled waveform of received signals. As a result, a new combination of parameters which improves error performance of OFDM system in an impulsive noise environment as compared to the previously reported parameters is presented.

3차원 신호 전송시스템의 성능

권혁찬,강석근,Kwon, Hyeock Chan,Kang, Seog Geun 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.11

In this paper, a system model for transmission of 3-dimensional (3-D) signals is presented and its performance is analyzed. Unlike 2-D signals, no quadrature form expression for the 3-D signals is available. Exploiting a set of orthogonal basis functions, the 3-D signals are transmitted. As a result of computer simulation using very higher-level signal constellations, the 3-D transmission system has significantly improved error performance as compared with the 2-D system. It is considered that the principal reason for such performance improvement is much increased minimum Euclidean distance (MED) of the 3-D lattice constellations compared with the corresponding 2-D ones. When the MEDs of 2-D and 3-D lattice constellation are compared to confirm the analysis, the MED of 3-D 1024-ary constellation is around 2.6 times larger than that of the quadrature amplitude modulation (QAM). Expanding the constellation size to 4096, the MED of 3-D lattice constellation is increased by 3.2 times of the QAM. 본 논문에서는 3차원 신호의 전송을 위한 시스템 모델을 제시하고 성능을 분석한다. 2차원 신호와는 달리 3차원 신호를 표현할 수 있는 직교형식의 부재로 인하여 여기서는 직교 기저함수를 이용하여 3차원 신호를 전송한다. 초고 차레벨 격자형 신호성상도를 이용한 모의실험 결과, 3차원 전송시스템은 2차원 시스템에 비하여 현저히 향상된 오류 성능을 가지는 것으로 확인되었다. 이러한 성능 향상은 3차원 격자형 신호성상도의 심볼간 최소 유클리드 거리가 직교진폭변조 성상도에 비하여 훨씬 증가된 것이 주요 원인인 것으로 판단된다. 이를 확인하기 위하여 최소 유클리드 거리를 비교한 결과, 3차원 1024진 성상도는 직교진폭변조 성상도에 비하여 약 2.6배 증가된 최소 유클리드 거리를 가지는 것으로 나타났다. 또한 4096진 성상도의 경우 3차원 성상도의 최소 유클리드 거리는 2차원 성상도에 비하여 약 3.2배 증가하였다.