음영 지역을 위한 3-슬롯 기반의 AF 방식 중계기 네트워크에서의 단일 반송파 주파수 대역 등화 기법

원희철,Won, Hui-Chul 한국산업정보학회 2012 한국산업정보학회논문지 Vol.17 No.7

셀 커버리지 확대 및 음영 지역 해소를 위하여 중계기를 활용하는 이동 통신 시스템이 널리 연구되고 있다. 본 논문에서는 음영 지역 성능 개선을 위하여 AF(amplify-and-forward) 방식 중계기를 활용하여 다중 경로가 확보된 네트워크에서의 SC-FDE(single carrier-frequency domain equalizer)를 위한 등화 기법을 제안한다. 3-슬롯 기반 다중 경로 상황에서 중계기를 통해 수신된 신호를 MRC (maximum ratio combining) 방식으로 합쳐 MMSE (minimum mean square error) 등화 기법을 적용하면 다이버시티 이득을 획득하여 SC-FDE 시스템의 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 이를 위하여, AF 방식 중계기 기반의 다중 경로 네트워크에서 SC-FDE를 위한 MRC 계수 및 MMSE 등화 탭의 수식을 정확히 도출하여 제시하고, 실험 결과를 통해 성능 향상을 확인한다. In order to extend cell coverage and to cope with shadow areas, a relay-assisted wireless communications system has been widely studied. In this paper, we propose new equalization method for single carrier (SC) frequency domain equalizer (FDE) in amplify-and-forward (AF) relaying multi-path networks to improve the performance at shadow areas. The performance of SC-FDE system in 3-slot based multi-path networks can be improved considerably with the diversity gain which we obtain by equalizing the combined signal from relays by means of the minimum mean square error (MMSE) criteria. We find the weighting coefficients of maximum ratio combining (MRC) and the tap coefficients of MMSE equalizer for SC-FDE in AF relaying multi-path networks. Simulation results show that the proposed system considerably outperforms the conventional SC-FDE system.

주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 SC FDMA 전송 시스템

원희철(Hui-Chul Won) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.7

최근에 초고속 광대역 무선통신 전송 시스템의 수신 성능 개선을 위한 다양한 기술들이 제안되고 있다. 본 논문에서는 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 SC (Single Carrier) FDMA (Frequency Division Multiple Access) 전송 시스템을 제안한다. 본 논문에서 제안된 주파수 공간 블록 부호화된 단일 측대 파형 SC FDMA 전송 시스템에서는 PAM (Pulse Amplitude Modulation) 신호의 DFT (Discrete Fourier Transform) 확산에 따라 생성되는 켤레 복소수 대칭을 활용하여 주파수 공간 블록 부호를 구현한다. 이를 통해 시스템 계산 복잡도를 크게 증가시키지 않으면서 단일 측대 파형 SC FDMA 전송 시스템의 성능 개선을 위한 송신 다이버시티 이득을 획득할 수 있다. 본 논문에서 제안된 주파수 공간 블록 부호화 단일 측대 파형 SC FDMA 시스템의 신호 대 잡음 비 성능이 단일 안테나 기반의 단일 측대 파형 SC FDMA 시스템보다 10<SUP>-2</SUP> 심볼 오류율 수준에서 약 4 ㏈ 이상 개선되는 것을 실험을 통해 확인할 수 있다. Recently, a variety of methods for the performance improvement of ultra-high speed wideband wireless transmission systems have been suggested. This paper proposes a space-frequency (SF) block coded single side band (SSB) single carrier (SC)-frequency division multiple access (FDMA) transmission system. In the proposed SSB SC-FDMA system, SF block code is implemented with the complex conjugates, which are formed from discrete Fourier transform (DFT) spreading of pulse amplitude modulation (PAM) signals. As a result, transmit diversity gain can be obtained in the proposed SF block coded SSB SC-FDMA system without any significant increase of the system computational complexity. The simulation result shows that the signal-to-noise power ratio (SNR) performance of the proposed SF block coded SSB SC-FDMA system is approximately 4 ㏈ better than the SNR performance of the conventional SSB SC-FDMA system with single transmit antenna at a symbol error rate (SER) of 10<SUP>-2</SUP>.

음영 지역을 위한 주파수 공간 블록 부호화 중계기 전송 시스템

원희철(Won, Hui-Chul) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.9

음영 지역 해소 및 셀 커버리지 확대를 위하여 중계기를 활용하는 이동 통신 시스템이 널리 연구되고 있다. 본 논문에 서는 중계기를 통해 다중 경로가 확보된 음영 지역에서 주파수 공간 블록 부호를 적용한 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 전송 시스템을 제안하고, 중계기와 수신국 간의 신호 대 잡음 비를 기준으로 음영 지역을 위한 SC-FDMA 시스템의 성능을 비교한다. 중계기에서 복원된 전송 신호에 대하여 주파수 공간 블록 부호를 적용하여 재전송함으로서 중계기 기반 SC-FDMA 시스템의 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 본 논문에서 제안된 주파수 공간 블록 부호화 중계기 기반 SC-FDMA 시스템의 신호 대 잡음 비 성능이 단일 중계기 기반 SC-FDMA 시스템보다 10^-² 심볼 오류율 수준에서 약 5 dB 개선됨을 실험을 통해 확인할 수 있다. Relay-assisted wireless communication systems have been studied widely to cope with shadow areas and extend the cell coverage. This paper proposes a space-frequency (SF) block coded single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) transmission system in a relaying multi-path shadow area and present the performance comparison of SC-FDMA systems based on the signal-to-noise power ratio (SNR) between a relay and a destination station. The performance of relaying SC-FDMA systems can be improved by applying SF block code to the recovered signals of relays before re-transmitting them. The simulation result showed that the SNR performance of the proposed SF block coded relaying SC-FDMA system was approximately 5 dB better than the SNR performance of the single-path relaying SC-FDMA system at a symbol error rate (SER) of 10^-² .

광대역 무선 액세스를 위한 다중 수신 안테나를 갖는 OFDMA 시스템의 낮은 복잡도의 타이밍 딜레이 추정기 구현

원희철(Hui-Chul Won) 한국산업정보학회 2007 한국산업정보학회논문지 Vol.12 No.3

광대역 무선 이동 통신을 위한 채널 선택적 릴레이 기반 전송 시스템

원희철(Hui-Chul Won) 한국산업정보학회 2009 한국산업정보학회논문지 Vol.14 No.4

초고속 접속을 위한 차세대 광대역 무선 이동 통신 기술의 하나로서, 중계기를 활용한 다중 입출력 기술이 유력하게 연구되고 있다. 본 논문에서는 채널 선택적 중계기 기반의 다중 입출력 전송 시스템을 제안한다. 중계기와 단말기 사이의 채널 상태에 따라 선택적으로 부 채널을 사용함으로써 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 실험 결과를 통해, 제안된 중계기 기반 시스템의 성능이 기존의 시스템 성능보다 우수한 특성을 나타냄을 확인하였다. Relay-assisted multi-input multi-output (MIMO) technique has become a promising candidate for next generation broadband wireless communications for high speed access. In this paper, we propose channel selective relay-based MIMO transmission system. The performance of relay-based system can be improved by using the subcarriers selectively based on the channel condition between relay and mobile station. Simulation results show that the proposed relay-based system considerably outperforms the conventional relay-based system.

음영 지역을 위한 다중 중계기 기반의 주파수 공간 블록 부호화 OFDMA 전송 시스템

원희철(Hui-Chul Won) 한국산업정보학회 2014 한국산업정보학회논문지 Vol.19 No.4

음영 지역 해소 및 셀 커버리지 확대를 위하여 중계기를 활용하는 이동 통신 시스템이 널리 연구되고 있다. 본 논문에서는 중계기를 통해 다중 경로가 확보된 음영 지역에서 주파수 공간 블록 부호를 적용한 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 전송 시스템을 제안한다. 다중 중계기에서 복원된 전송 신호에 대하여 주파수 공간 블록 부호를 적용하여 재전송함으로서 음영 지역 내 단말기의 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 실험을 통해, 제안된 주파수 공간 블록 부호화 OFDMA 전송 시스템의 성능이 기존의 단일 경로 OFDMA 전송시스템의 성능보다 우수함을 확인한다. In order to cope with shadow areas and to extend cell coverage, relay-assisted wireless communication systems have been widely studied. In this paper, we propose a space-frequency(SF) block coded orthogonal frequency division multiple access(OFDMA) transmission system in a relaying multi-path shadow area. The receiving performance of mobile station in a shadow area can be improved by applying SF block code to the recovered signals of multiple relays before re-transmitting them. The simulation result shows that the proposed SF block coded OFDMA transmission system considerably outperforms the conventional single-path OFDMA transmission system.

간단한 채널 주기성 복원이 포함된 다중 중계기 기반의 주파수 효율적인 OFDMA 전송 시스템

원희철(Hui-Chul Won) 한국산업정보학회 2015 한국산업정보학회논문지 Vol.20 No.6

본 논문에서는 음영 지역을 위한 다중 중계기 기반의 주파수 효율적인 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 전송 시스템을 제안한다. 본 논문에서는 다중 중계기를 통해 확보된 다중 경로에 주파수 공간 블록 부호를 적용하여 음영 지역의 시스템 성능을 향상시킨다. 또한, 주기적 프리픽스 부족으로 인해 발생하는 채널 주기성 손실을 복원하는 과정이 포함된 주기적 프리픽스를 사용하지 않는 OFDMA 시스템을 제안한다. 본 논문에서 제안된 주기적 프리픽스를 사용하지 않는 OFDMA 시스템의 성능이 충분한 주기적 프리픽스를 사용하는 기존 OFDMA 시스템의 성능과 거의 동일하여, 기존 시스템 대비 주파수 효율이 향상되는 것을 실험을 통해서 확인할 수 있다. In this paper, we propose a spectral efficient orthogonal frequency division multiple access(OFDMA) transmission system using multiple relays for a shadow area. The performance of the proposed OFDMA system in a shadow area can be improved by applying space-frequency(SF) block code over relaying multi-path channels. A simple channel cyclicity restoration method is also added in the proposed OFDMA system without cyclic prefix(CP) to recover the destruction of channel cyclicity due to the lack of CP. Simulation results show that the proposed OFDMA system without CP is almost same as that of the conventional OFDMA system with sufficient CP, which increases the spectral efficiency of the system.

채널 선택형 릴레이 기반 다중 입력 SC-FDMA/OFDMA 전송 시스템

원희철(Hui-Chul Won),김순철(Soon-Cheol Kim) 한국산업정보학회 2009 한국산업정보학회논문지 Vol.14 No.5

중계기를 활용한 다중 입력 기술이 차세대 광대역 무선 이동 통신의 유력한 후보로 연구되고 있다. 본 논문에서는 채널 선택적 중계기 기반의 다중 입력 전송 시스템을 제안한다. 본 전송 시스템은 상하향 전송을 위해 SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access)와 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 각각 채택한다. 단말기와 기지국 간 사용되는 부채널을 고정하고, 중계기와 단말기 또는 중계기와 기지국 사이의 채널 상태에 따라 선택적으로 부채널을 사용함으로써 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 실험 결과를 통해, 제안된 중계기 기반 시스템의 성능이 기존의 중계기 기반 시스템의 성능보다 우수함을 확인한다. Relay-assisted multiple input technique has become a promising candidate for next generation broadband wireless communications. In this paper, we propose channel selective relay-based multiple input transmission system. In the proposed system, single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) and orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) are adopted for uplink and downlink transmissions, respectively. The performance of relay-based system can be improved by using the subcarriers selectively based on the channel condition between relay station (RS) and mobile station, or between RS and base station. Simulation results show that the proposed relay-based system considerably outperforms the conventional relay-based system.

가상 화면을 이용한 다중 윈도우즈 매니저 개발

원희철(Hui-Chul Won),최재경(Jae-Kyung Choi),김순철(Soon-Cheol Kim) 한국산업정보학회 2009 한국산업정보학회논문지 Vol.14 No.5

본 논문에서는 윈도우즈 운영체제 환경에서 다중 작업을 수행할 시 발생하는 문제점을 제시하고 이를 효율적으로 해결하기 위한 다중 윈도우즈 매니저를 제안한다. 본 논문에서 개발한 다중 윈도우즈 매니저는 3개의 윈도우즈 가상 화면을 사용하여, 윈도우즈 내에서 총 4개의 윈도우즈를 사용하는 것과 같은 효과를 볼 수 있으며, 이를 통해 다중 작업 시 발생하는 늦은 처리 속도와 높은 복잡도 문제를 개선할 수 있도록 한다. In this paper, we describe the problems which can happen during multi-tasking process in the Windows operating system (OS) environment. To cope with the problems, multiple-windows manager program is proposed in this paper. If we use the proposed multiple-windows manager program with three virtual screen, we can obtain the effect like using four Windows OS and thus we can improve the tardy speed and the high complexity for multi-tasking process.

AF 방식 중계기 네트워크에서의 SC-FDE를 위한 MRC MMSE 등화 기법

원희철(Hui-Chul Won) 한국산업정보학회 2011 한국산업정보학회논문지 Vol.16 No.4

중계기를 활용한 다중 입출력 기술이 차세대 광대역 무선 이동 통신의 유력한 후보로 연구되고 있다. 본 논문에서는 AF (amplify-and-forward) 방식 중계기 네트워크에서 SC-FDE(single carrier-frequency domain equalizer)를 위한 MRC (maximum ratio combining) MMSE(minimum mean-square-error) 등화 기법을 제안한다. 송신국과 수신국 간의 전송 신호와, 중계기를 통한 송신국과 수신국 간의 전송 신호를 MRC 방식으로 합쳐 MMSE 등화 기법을 적용하면 다이버시티 이득과 MMSE 등화 이득을 모두 획득하여 SC-FDE 시스템의 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다. AF 방식 중계기 네트워크에서 SC-FDE를 위한 MRC 계수 및 MMSE 등화 탭의 수식을 정확히 도출하여 제시하고, 실험 결과를 통해 성능 향상을 확인한다. Relay-assisted multiple input multiple output (MIIMO) technique has become a promising candidate for next generation broadband wireless communications. In this paper, we propose maximum ratio combining (MRC) minimum mean-square-error (MMSE) equalization for single carrier-frequency domain equalizer (SC-FDE) in amplify-and-forward (AF) relaying networks. The performance of SC-FDE system can be improved considerably by achieving both the diversity gain and the MMSE equalization gain when the signals from source-destination (S->D) and source-relay-destination (S->R->D) are combined and equalized by means of the MMSE criteria. We find the weighting coefficients of MRC combining and the tap coefficients of MMSE equalizer for SC-FDE in AF relaying networks. Simulation results show that the proposed relay-based system considerably outperforms the conventional SC-FDE system.