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위성통신을 위한 강인한 TDMA Frame 구조 및 초기동기 기법
고동국,윤원식,Ko, Dong-Kuk,Yoon, Won-Sik 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.8
위성통신에서 이용 효율을 높이기 위해 Time division multiple access (TDMA)를 사용하였으며, 대표적으로 Digital Video Broadcasting- Satellite Second Generation (DVB-S2) 등으로 표준화되어 운용되어 왔다. 본 논문에서는 이미 표준화된 DVB-S2를 직접 사용하기 어려운 특수한 용도의 시스템이 필요하였고, 이를 위하여 다소 주파수 운용효율 저하를 감수하더라도 열악한 전파환경에서도 신뢰성있게 운용이 가능한 TDMA 프레임 구조를 연구하였다. 프레임 주기가 12초로 수~수십 msec인 일반적인 TDMA 시스템 프레임 구조와 차이가 많고, 이에 따른 시간 및 주파수 드리프트 등을 고려하였다. 그리고 주파수 옵셋이 25 kHz이고 낮은 Signal To Noise Ratio(SNR) 에서도 초기 타이밍 동기 및 주파수와 페이저 초기 동기를 확보하는 방식을 제시하였다. 이를 검증하기 위하여 시뮬레이션 및 연동시험을 수행한 결과 SNR -2.5 dB에서도 안정적으로 동기가 확보됨을 알 수 있다. A TDMA system in satellite communication has been utilized. Especially DVB-S2 was standardized and now operated in satellite broadcasting system. In this paper, we propose a TDMA frame structure appropriate for special purpose which has the good reliablilty in a poor RF environment even if frequency efficiency is decreased. TDMA frame duration is 12 seconds which is long duration in comparison with general TDMA system with several ms. Designing the frame structure, time and frequency shift in single frame duration are considered. Simulation results show that the proposed frame structure and synchronization method has robust synchronization performance when the terminal is even in low SNR as well as 25 kHz frequency offsets.
NC-OFDM 기반 통신 시스템에서 효율적인 Comb Type Pilot 배치 방식과 PAPR 저감 기법
안동건(Dong Geon An),유흥균(Heung-Gyoon Ryu),이승준(Seung-Jun Lee),고동국(Dong-Kuk Ko) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.9
NC-OFDM(Non-Contiguous Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 무선 통신 시스템은 많은 부반송파의 수로 인해 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 갖는다. Comb type pilot은 시변 채널 추정에 있어서 block type pilot보다 낮은 계산 복잡도를 가지며 더 효율적이다. 그러나 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) 행렬 변환이 뛰어난 PAPR 저감 효과를 보임에도 불구하고, comb type pilot이 데이터 심볼에 삽입되게 되면 PAPR이 다시 증가하는 문제가 있다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 comb type pilot 배치로 인해 증가된 PAPR을 개선하기 위해 추가적으로 새로운 방식의 SLM(Selective Mapping)을 적용하였다. 또한, 본 논문에서 사용된 새로운 방식의 SLM 기법은 일반적인 SLM 기법과 달리, SLM의 선택 정보를 전송하기 위한 추가적인 대역폭을 사용하지 않음으로써 대역 효율을 높인다. 따라서, 본 논문에서 제안된 시스템은 제한된 주파수 대역을 이용하여 고효율의 데이터 전송을 얻을 수 있다. Because of a large number of subcarriers, the high PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) is the major drawback of NC-OFDM system used for wireless communication system. Comb type pilot assignment is more efficient and lower computational complexity for the channel estimation than the block type pilot. However, even if the CAZAC(Constant Amplitude Zero Autocorrelation) matrix transform is used for the PAPR reduction of the data symbols, PAPR increases when the pilot is inserted in comb type with the data symbols. Therefore, in this paper, we additionally use a new SLM technique in order to lower the PAPR again even in the comb type pilot. Also, a new SLM technique suggested in this paper does not need any additional bandwidth for sending selection information for SLM. This combined method has good PAPR reduction performance and efficient data transmission.
탄소섬유용 저온 탄화로 설계를 위한 유동 및 열전달 해석
Ramadan Zaher,고동국(Dong Kuk Ko),김민우(Min Woo Kim),임익태(Ik-Tae Im) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.5
In this study, gas flow pattern and temperature distribution in a laboratory scale low temperature furnace for carbonization were numerically analyzed. The furnace was designed for testing carbonization process of carbon fibers made from polyimide(PI) precursor. Nitrogen gas was used as a working gas and it was treated as an ideal gas. Three-dimensional computational fluid dynamics analysis for steady state turbulent flow was used to analyze flow pattern and temperature field in the furnace. The results showed that more uniform velocity profile and axisymmetric temperature distribution could be obtained by varying mass flow rate at the inlets.
OFDM 시스템에서 Decision Feedback 신호의 상관 관계를 이용하는 SNR 추정
김선애(Seon-Ae Kim),유흥균(Heung-Gyoon Ryu),이승준(Seung-Jun Lee),고동국(Dong-Kuk Ko) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.9
채널의 상태가 변하는 전송 환경에서 수신된 신호에 대한 잡음비를 추정하여, 보다 효율적으로 신호를 전송하는 것은 현대 통신 시스템에서 중요한 기술이다. 기존 NDA(Non-Data-Aided) SNR 추정 방법은 M진 APSK 또는 같은 고차원 신호의 SNR 추정 성능이 떨어진다. 본 논문에서는 OFDM 시스템에서 블록 단위 수신 신호의 영점 자기 상관과 decision feedback 신호의 자기 상관 및 상호 상관을 이용하는 SNR 추정 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 방법은 decision feedback 신호의 2차 모멘트인 영점 자기 상관을 이용하여 SNR을 추정하는 Type 1 방식과 4차 모멘트 성질을 갖고 있는 영점 자기 상관과 상호 상관을 이용한 Type 2 방식이다. 이 두가지 SNR 추정 방식은 OFDM 시스템에서 블록 단위 수신을 할 때, 신호의 상관 관계에 기반을 두고 있어 SNR 추정 방법의 실용적인 구현이 가능하게 하고, decision feedback 신호를 사용함으로써 QAM 신호에서도 종전의 SNR 추정 방식들보다 비교적 안정적인 추정 성능을 보인다. 또한, decision feedback 신호를 사용할 때 자기 상관과 상호 상관의 오차에 따른 SNR 추정 식을 수식적으로 유도한다. 그리고 Monte Carlo 시뮬레이션을 통해 제안한 SNR 추정 방법의 성능을 확인한다. In the channel-varying environment, it is very important to estimate the signal to noise ratio(SNR) of received signal and to transmit the signal effectively for the modern communication system. The performance of existing non-data-aided (NDA) SNR estimation methods are substantially degraded for high level modulation scheme such as M-ary APSK or QAM. In this paper, we propose a SNR estimation method which uses zero point auto-correlation of received signal per block and auto-/cross- correlation of decision feedback signal in OFDM system. Proposed method can be studied into two Types; Type 1 can estimate SNR by zero point auto-correlation of decision feedback signal based on the second moment property. Type 2 uses both zero point auto-correlation and cross-correlation based on the fourth moment property. In block-by-block reception of OFDM system, these two SNR estimation methods can be possible for the practical implementation due to correlation based the estimation method and they show more stable estimation performance than the previous SNR estimation methods. Also, we mathematically derive the SNR estimation expression according to computational difference of auto-/cross-correlation. Finally, Monte Carlo simulations are used to verify the proposed method.
재밍 채널에서 효과적 채널 추정과 PAPR 저감을 위한 주파수 도약 DFT-Spreading OFDM 시스템
김장수(Jangsu Kim),유흥균(Heung-Gyoon Ryu),이승준(Seung-Jun Lee),고동국(Dong-Kuk Ko) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.7
연속적인 채널 추정과 효율적인 처리를 위하여 comb type 파일럿 배치 방법을 사용하는 것이 중요하다. 그리고 OFDM의 높은 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 해결하기 위해 DFT-spreading OFDM 기법이 많이 사용된다. 그러나 파일럿 형태가 comb type이면 PAPR이 다시 증가하기 때문에, 본 논문에서는 PAPR을 다시 낮추기 위하여 comb type 파일럿을 사용하는 DFT-spreading OFDM 시스템에 SLM(Selective Mapping) 기법을 적용하였다. 그리고 SLM 사용에 따른 효과적인 부가 정보를 전송하기 위한 방법을 제시한다. 또한, SLM을 사용한 DFTspreading OFDM 시스템은 파일럿과 부가 정보의 보존이 매우 중요하기 때문에 의도적인 재밍이나 의도적인 간섭에 반드시 보존되어야 한다. 본 논문에서는 SLM 기반의 DFT-spreading OFDM의 재밍 신호에 대한 성능을 분석하였다. 재밍 신호나 의도적인 간섭에 취약한 DFT-spreading OFDM 방식의 단점을 보안하기 위해 주파수 도약방식을 사용하였고, MTJ(Multi Tone Jamming), PBJ(Partial Band Jamming)의 여러 조건의 재밍 환경을 고려하여 성능을 비교 분석하였다. It is important to use the comb type pilot allocation for the continuous channel and efficient processing. And DFTspreading OFDM is used a lot to solve high PAPR problem of OFDM system. However, PAPR is increased again when comb type pilot is used to estimate channel characteristics. So, in this paper, we employ a new SLM method to DFT-spreading OFDM system to reduce increased high PAPR. And we suggest an effective method to transmit side information without additional bandwidth. Pilot and side information must be preserved from jamming or intentional interferences since those are very important in DFT spread OFDM system using SLM. So, in this paper, we like to analyze and simulate the performance of DFT spread OFDM system based on SLM against jamming signal. To remedy the vulnerable shortcomings of DFT spread OFDM about jamming or intentional interferences, we employ FH(Frequency Hopping) method and analyze system performance under the several jamming conditions such as MTJ(Multi Tone Jamming) and PBJ(Partial Band Jamming).