레일리 페이딩 채널에서의 OADF 릴레이 시스템에 대한 새로운 성능분석 기법에 관한 연구

고균병,서정태,Ko, Kyun-Byoung,Seo, Jeong-Tae 한국융합신호처리학회 2011 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.12 No.3

본 논문에서는 OADF(Opportunistic Adaptive Decode-and-Forward) 릴레이 시스템에 대한 새로운 성능분석 기법을 레일리 페이딩 채널에 대하여 제안하였다. 제안된 분석 기법에서는 릴레이들의 복호 오류 사건(error-event)을 기반으로 수신된 순시 신호대 잡음비(Signal-to-Noise Ratio: SNR)를 표현한다. 또한 SNR의 확률 밀도 함수(Probability Density Function: PDF)를 기존의 분석 기법보다 일반적인 (PDF 표현에서 합 기호의 개수 및 그 영역이 구체화된)형태로 제시한다. 그리고 이를 이용하여 정확한 평균 오류율((Average Error Rate), 누락 확률(Outage Probability) 및 평균 채널용량(Average Channel Capacity)을 일반적인 형태로 유도한다. 제안된 성능분석 기법의 정확성은 모의실험을 통하여 검증한다. OADF 기법을 다른 기법들과 비교하여 평균 오류 확률, 누락 확률 및 채널 용량 측면에서 성능 향상 정도가 우수함을 확인하였다. In this letter, we have derived another exact performance analysis for the OADF(opportunistic adaptive decode-and-forward) relay systems over Rayleigh fading channels. Based on error-events at relay nodes, the received instantaneous SNR(signal-to-noise ratio) is presented and its PDF(probability density function) is expressed as a more tractable form in which the number of summations and the length of each summation are specified. Then, exact average error rate, outage probability, and average channel capacity are obtained as general forms. Simulation results are finally presented to validate that the proposed analytical expressions can be a unified frame work covering all Rayleigh fading channel conditions. Furthermore, it is confirmed that OADF schemes can outperform the other schemes on the average error rate, outage probability, and average channel capacity.

다중경로 레일리 페이딩 채널에 대한 DSF 릴레이 MC-CDMA 시스템의 평균 오류율 의사 분석 기법

고균병,Ko, Kyun-Byoung 한국전기전자학회 2012 전기전자학회논문지 Vol.16 No.2

본 논문에서는 DSF 릴레이 MC-CDMA 시스템에 대한 의사 성능분석 기법을 다중경로 레일리 페이딩 채널에 대해 제안한다. 오류율 성능과 복잡도를 고려하여 MC-CDMA 시스템의 결합기법으로는 MMSE-C 방법을 사용한다. 평균 오류율 유도를 위하여 DSF-Relay 기법의 릴레이 노드들에서 발생할 수 있는 오류 사건에 기반한 분석 방법을 우선 채택한다. 그리고 발생가능한 모든 오류 사건들을 고려한 형태로 평균 오류율 표현한다. 또한 제안된 의사 분석적 성능분석 결과는 모의실험 결과와의 비교를 통하여 검증하도록 한다. 최종적으로 유도된 성능분석 결과가 다양한 다중경로 레일리 페이딩 채널 환경을 반영하면서 DSF 릴레이 MC-CDMA 시스템의 성능 상한 값을 측정할 수 있는 분석 툴이 될 수 있음을 확인한다. In this paper, a semi-analytical approach is proposed for DSF(Decode and Selective Forward)-Relay MC-CDMA(MultiCarrier-Code Division Multiple Access) systems over multipath Rayleigh fading channels. Considering BER(bit error rate) performance and complexity, the MMSE-C(Minimum Mean squared Error-per subCarrier) is used as the combining method for MC-CDMA systems. At first, the analytical method based on error-events at relay nodes for DSF-Relay schemes is utilized in order to derive the averaged BER. Then, the averaged BER is expressed as the form considering possible all error-events. Also, proposed semi-analytical expressions have been verified by comparing with simulation results. Finally, it is verified that the derived analytical expressions can be a frame work to cover different multipath Rayleigh fading channel conditions and to measure the upper performance for DSF-Relay MC-CDMA systems.

레일리 페이딩 채널에서의 OAF 릴레이 시스템에 대한 집합 연산 기반의 분석 기법에 관한 연구

고균병,서정태,김학원,Ko, Kyun-Byoung,Seo, Jeong-Tae,Kim, Hag-Wone 한국전기전자학회 2011 전기전자학회논문지 Vol.15 No.3

본 논문에서는 선택적 증폭후 전달(Opportunistic Amplify-and-Forward: OAF) 릴레이 시스템에 대한 새로운 성능 분석 기법을 레일리 페이딩 채널에 대하여 제안하였다. 제안된 분석 기법에서는 집합 연산(set-operation)을 기반으로 각 릴레이가 최적의 릴레이로 선택될 확률을 유도한다. 그리고 수신된 순시 신호 대 잡음비의 확률 밀도 함수를 기존의 분석 기법보다 일반적인 (확률밀도함수 표현에서 합 기호의 개수 및 그 영역이 구체화된)형태로 제시한다. 그리고 이를 이용하여 평균 오류율, 누락 확률 및 평균 채널 용량을 근사화된 닫혀진 형태로 유도한다. 제안된 성능분석 기법의 정확성은 모의실험을 통하여 검증한다. 성능분석 및 모의실험 결과 비교를 통하여 OAF 기법이 평균 오류 확률, 누락 확률 및 평균 채널 용량 측면에서 비선택적 기법에 비해 성능 향상 정도가 우수함을 확인한다. In this letter, another analytical approach for the opportunistic amplify-and-forward (OAF) relay systems is proposed over Rayleigh fading channels. Based on set-operation at the selected relay node, its selection probability as the best relay is derived and then, the probability density function (PDF) of the received instantaneous signal-to-noise ratio (SNR) is expressed as a more tractable form in which the number of summations and the length of each summation are specified. Then, the average error rate, outage probability, and average channel capacity are obtained as approximated closed-forms. Simulation results are finally presented to validate that the proposed analytical expressions can be a unified frame work covering all Rayleigh fading channel conditions. Furthermore, it is confirmed that OAF schemes can outperform the other non-selective schemes on the average error rate, outage probability, and average channel capacity.

Cyclic Prefix 형태의 보호구간을 갖는 비동기 MC-CDMA 시스템의 성능 분석

고균병(KyunByoung Ko),강창언(Changeon Kang),홍대식(Daesik Hong) 대한전자공학회 2002 대한전자공학회 학술대회 Vol.2002 No.11

비동기 MC-CDMA 시스템에 대한 보호구간의 영향 분석

고균병(Kyunbyoung Ko),홍대식(Daesik Hong) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.11C

본 논문에서는 Cyclic prefix 형태의 보호구간이 비동기 MC-CDMA 시스템에 미치는 영향을 주파수 선택적 다경로 페이딩 채널에 대하여 분석한다. 이를 위해 보호구간을 갖는 비동기 MC-CDMA 시스템의 평균 오류율(BER) 성능을 Closed-form으로 유도한다. 또한 MC-CDMA 시스템의 주파수 다이버시티는 경로 다이버시티와 같음을 확인한다. 본 논문에서 제안한 분석 기법을 보호구간이 없는 경우로 확장하고, 분석 결과를 통해 보호구간이 ISI(InterSymbol Interference)와 ICI(InterCarrier Interference)의 영향을 완화시키기 위해서 뿐만이 아니라 원하는 신호 성분의 전력 감쇄를 완화시키기 위해 MC-CDMA 시스템에 필요함을 확인한다. 또한 성능 분석의 정확성을 모의실험을 통하여 검증하였다. This paper investigates the effect a guard period (GP) in the form of a cyclic prefix for asynchronous multicarrier-code division multiple access (MC-CDMA) systems. At first, we analyze the performance of asynchronous MC-CDMA systems with a GP, which results in closed-form bit error rate (BER) performance. Furthermore, it confirms that the frequency diversity of MC-CDMA systems is identical to the path diversity. The analytical approach proposed here is extended to the case without a GP. The derived analytical results show that a GP is required for MC-CDMA systems in order to mitigate not only the effect of intersymbol interference (ISI) and intercarrier interference (ICI) but also the desired signal power degradation. In addition, the accuracy of the proposed analysis is verified by simulations.

MUD 기법을 적용한 TD/CDMA 시스템에서의 채널 추정 기법

고균병(KyunByoung Ko),조영보(Youngbo Jo),권동승(Dongseung Kwon),정일철(In Cheol Jeong),강창언(Changeon Kang),홍대식(Daesik Hong) 대한전자공학회 2001 대한전자공학회 학술대회 Vol.2001 No.6

인접 셀 혹은 인접 섹터 간섭제거 능력을 갖는 MIMO-OFDM 수신 알고리즘

고균병(Kyun-Byoung Ko) 대한전자공학회 2009 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.46 No.4

본 논문에서는 다중안테나 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서의 인접 셀 혹은 인접 섹터 간섭제거 능력을 갖는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 수신 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 시간축에서의 Filtering 기법에 관한 기존의 연구와는 다르게 주파수 영역에 적용이 가능한 Pre-filtering 기법을 채널 추정을 위한 파일럿 심벌만을 이용하여 구현하였다. 또한 제안된 기법은 간섭성분이 MIMO(C-SM(Collaborative-Spatial Multiplexing)) 뿐만이 아니라 SIMO(Single-Input Multi-Out)이더라도 적용이 가능함을 이론적으로 검증하였다. 그리고 제안된 수신 알고리즘을 검증하기 위하여 IEEE 802.16e 표준의 UL-PUSC SR off에서의 모의실험을 수행하였다. 이를 통하여 제안된 알고리즘이 간섭 성분의 종류에 관계없이 적용이 가능함을 확인하였다. 또한 간섭 성분의 영향이 큰 경우에 대해서도 우수한 성능을 보장하여 시스템 Throughput 향상을 보장할 수 있음을 확인하였다. In this paper, the author presents the MIMO(Multi-Input Multi-Output) receiver algorithm with the capability of inter-cell or inter-sector interference cancellation over multi-antenna OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) systems. As contrast with the previous research dealing with the filtering scheme at the time domain, the proposed algorithm is presented as the pre-filtering scheme which can be applicable to the frequency domain. Note that the proposed one can be implemented only by pilot symbols which are used in the channel estimation. In addition, it is analytically confirmed that the proposed scheme can be applied for either MIMO(C-SM(Collaborative-Spatial Multiplexing)) interference or SIMO(Single-Input Multi-Out) interference. The proposed receiver algorithm is verified by simulations over UL-PUSC SR off in IEEE 802.16e standard. From simulation results, it is confirmed that the proposed one can be applicable regardless of the kind of interference. Furthermore, it is verified that the performance is guaranteed even under the severe effect of interference and the improvement of system throughput is guaranteed.

CDD-DSF 릴레이 기법을 적용한 MC-CDMA 시스템의 다중경로 레일리 페이딩 채널에 대한 평균 비트 오류율 분석

고균병(Kyun-Byoung Ko),서정태(Jeong-Tae Seo) 대한전자공학회 2012 전자공학회논문지 Vol.49 No.9

본 논문에서는 CDD-DSF 릴레이 기법을 적용한 MC-CDMA 시스템을 다중경로 레일리 페이딩 채널에 대해 제안한다. 일반적인 DSF 기법들과는 다르게 CDD 방법의 적용시 각 릴레이는 하나의 채널을 통하여 신호를 전송한다. 따라서 릴레이들과 수신단 사이의 채널들은 넓게 시간 확산된 하나의 채널로 간주된다. 그리고 릴레이 네트워크의 협력 다이버시티는 제안된 CDD 기법의 MC-CDMA 시스템에서 주파수 다이버시티로 획득된다. 또한 CDD-DSF 릴레이 기법에 대한 평균 오류율을 의사 분석기법을 통하여 제시한다. 성능분석 및 모의실험 결과를 통하여 제안된 CDD-DSF 기법이 주파수 효율 저하 없이 협력 다이버시티를 획득할 수 있음을 확인한다. In this paper, CDD(Cyclic Delay Diversity)-DSF(decode-and-selectively forward) relay schemes are proposed for MC-CDMA(multicarrier-code division multiple access) systems over multipath Rayleigh fading channels. On the contrary to general DSF schemes, each relay equipped a CDD method can transmit on single channel. Therefore, all link channels between destination and relays can be considered as a single channel which is widely delay spread. The cooperative diversity of relay networks can be obtained as the frequency diversity for MC-CDMA systems with proposed CDD schemes. Furthermore, a semi-analytical approach for the averaged bit error rare(BER) performance evaluation is proposed for the proposed CDD-DSF-Relay schemes. By simulation and numerical results, it is confirmed that the proposed one can be a possible solution to achieve cooperative diversity gain without a reduction of spectral efficiency.

IEEE 802.11p 시스템에서의 저복잡도 MMSE 채널 추정 기법에 관한 연구

고균병(Kyunbyoung Ko),임성묵(Sungmook Lim) 대한전자공학회 2021 대한전자공학회 학술대회 Vol.2021 No.6

OFDM 시스템에서 새로운 잡음 전력 및 최대 시간 지연 추정에 관한 연구

고균병(Kyunbyoung Ko) 한국통신학회 2022 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.2

본 논문에서는 IEEE 802.11p/WAVE 시스템에서 적용 가능한 PDP 기반의 MMSE 채널 추정 기법에 필요한 OFDM 시스템에서 다중경로 페이딩 채널에 대한 PDP 추정기법에 관한 연구를 다룬다. 특히 임의의 임계값을 이용하는 기존 연구의 단점을 극복할 수 있는 형태로 새로운 기법을 제안하고 그 성능을 Cohda Wireless 사에서 제시하는 고속 환경의 채널 모델을 기반으로 모의실험을 통하여 확인한다. 모의실험을 통하여 제안된 기법의 성능이 기존 기법 대비 임계값을 필요로 하지 않으면서 모든 SNR 영역에서 우수함을 확인하였다.