Running Inverse for Implementing Decorrelating Detectors in Synchronous DS/CDMA Systems

주정석,이용훈,Joo, Jung-Suk,Lee, Yong-Hoon Institute of Korean Electrical and Electronics Eng 1998 전기전자학회논문지 Vol.2 No.2

본 논문에서는 decorrelating 검출기를 사용하는 동기식 직접 시퀸스 부호 분할 다중 접속 시스템에서 동시 사용자의 수가 변하게 될 때 사용자들에게 할당된 확산 부호간의 상호 상관 행렬의 역행렬을 효율적으로 구하는 방법을 제안한다. 시스템의 사용자 수가 n명인 경우 제안된 방법을 사용하여 역행열을 구하게 되면 요구되는 계산량이 $O(n^2)$임을 보인다 We propose an efficient method for updating the inverse of the signature waveform cross-correlations (SWC) matrix when the number of users in the synchronous direct-sequence code-division multiple-access (DS/CDMA) system changes. It is shown that the computational complexity of the proposed method is $O(n^2)$ in which n represents the number of active users in the system.

Per-Survivor Processing MLSE와 Tentative Decision MLSE를 결합한 새로운 적응 MLSE 수신기

주정석(Jung Suk Joo),이용훈(Yong Hoon Lee) 한국통신학회 1999 한국통신학회 학술대회 및 강연회 Vol.1999 No.4

HSDPA MIMO 시스템을 위한 Griffiths 알고리즘 기반 적응 LMMSE Equalizer

주정석(Jung Suk Joo) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.48 No.11

최근 들어 CDMA 기반 시스템에서 고속 데이터 서비스 지원을 위한 수신 성능 개선 방법의 하나로 chip-level equalization 기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 관련된 연구의 하나로 본 논문에서는 D-TxAA (dual stream transmit antenna array) 방식을 사용하는 HSDPA MIMO 시스템에 적용 가능한 Griffiths algorithm 기반 chip-level 적응 LMMSE equalizer의 구조를 제안하고자 한다. 먼저 Griffiths 알고리즘을 D-TxAA 방식에 적용할 경우 사용 가능한 두 가지 형태의 적응 LMMSE equalizer 구조를 유도할 것이며, 여러 채널 환경에 대한 컴퓨터 모의실험을 통해 두 수신기의 성능을 비교 분석하고자 한다. In CDMA-based systems, recently, researches on chip-level equalization have been studied in order to improve receiving performance when supporting high-rate data services. In this paper, we propose Griffiths' algorithm based chip-level adaptive LMMSE equalizers for HSDPA MIMO systems using D-TxAA (dual stream transmit antenna array). First, we will derive two possible structures of Griffiths' algorithm based equalizer, and then compare their performance through computer simulations in various mobile channel environments.

ECMA-392 시스템을 위한부 반송파 그룹핑 기반 폐루프 전송 다이버시티 기법 설계

주정석(Jung Suk Joo) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.4

ECMA-392는 개인 휴대용 장치를 위한 최초의 CR (cognitive radio) 표준으로서, 2개까지의 전송 안테나를 지원하며 이를 위한 전송 다이버시티 기법으로는 개방루프 방식만을 지원한다. 본 논문에서는 ECMA-392 시스템을 위한 간단한 형태의 부반송파 그룹핑(sub-carrier grouping) 기반 폐루프 전송 다이버시티 기법을 설계하고자 한다. ECMA-392 시스템에 적합한 부반송파 그룹핑 방법을 제시할 것이며, 각각의 부 반송파 그룹에 대해 채널 환경에 따른 전송 안테나 선택 방법을 제안한다. 이때 피드백 정보량을 줄이기 위해, 채널 환경에 따른 전송 안테나 결정을 수신단에서 하고 결정된 전송 안테나의 인덱스 값만을 송신단에 보내주는 방식을 사용한다. ECMA-392 표준에서 제시하는 개방루프 전송 다이버시티 기법들과의 성능비교를 통해, ECMA-392 시스템에 폐루프 전송 다이버시티 기법의 도입 여부에 대한 판단 근거를 제시하고자 한다. ECMA-392 is the first cognitive radio (CR) specification for personal/portable devices in TV white space. It supports two transmit antennas, for which only open-loop transmit diversity schemes are included. In this paper, we design a simple closed-loop transmit diversity scheme using sub-carrier grouping for ECMA-392 systems. First, sub-carrier grouping types suitable for ECMA-392 systems are described, and then a transmit antenna selection scheme is proposed. In order to reduce feedback information, decision on the transmit antenna selection in the given channel environments is made at the receiver side and the only index of the decided transmit antenna is sent to the transmit side. Through performance comparison to open-loop transmit diversity schemes of ECMA-392, it will be shown that with only a slight feedback overhead, the proposed scheme can improve receiver performance of ECMA-392 systems.

스크램블링 길이에 따른 SS-SLM 방식의 성능 고찰

주정석(Jung Suk Joo) 대한전자공학회 2018 전자공학회논문지 Vol.55 No.9

SLM (selective mapping) 방식은 동일 정보에 대한 여러 후보 신호(candidate signal)들 중 PAPR (peak-to-average power ratio)이 가장 작은 신호를 선택하여 전송하는 PAPR 저감 기법으로서 구현이 간단하고 전송 신호에 왜곡이 생기지 않는 장점이 있다. 본 논문에서는 SLM 방식 중 자기 동기화 스크램블러 기반 SLM 방식(self-synchronized scrambler based SLM: SS-SLM)이 적용된 OFDM 시스템을 고려한다. SS-SLM 방식은 후보 신호 생성에 자기 동기화 스크램블러를 사용함으로써 수신단에서 부가 정보(side information) 없이 전송 신호를 검출할 수 있다. 그러나 자기 동기화 스크램블러를 사용함으로 인해 수신단에서 오류 전파(error propagation) 현상이 생긴다. 본 논문에서는 SS-SLM 방식의 오류 전파 현상을 줄이기 위해 자기동기화 스크램블러를 통과시키는 신호 구간(즉, 스크램블링 길이)을 조절하는 방식을 제안한다. 세부적으로는 스크램블링 길이에 따른 SS-SLM 방식의 PAPR 감소 이득과 오류 전파로 인한 BER 성능 저하 간의 trade-off를 컴퓨터 모의실험을 통하여 분석하고, 이를 바탕으로 OFDM 시스템에 SS-SLM 방식 적용 시 스크램블링 길이 설정에 대한 가이드라인(guideline)을 제시하고자 한다. Selective mapping (SLM) selects and transmits a signal having the smallest peak-to-average power ratio (PAPR) among candidate signals for the same information, and thus it is simple and there is no distortion in the transmitted signal. In this paper, we consider self-synchronized scrambler based SLM (SS-SLM) scheme which employs a self-synchronized scrambler for generating candidate signals: using a self-synchronized scrambler makes it possible to detect the transmitted information without side information, but it causes error propagation. In order to reduce error propagation, we propose a method of adjusting the signal interval going through the self-synchronized scrambler (i.e., scrambling length). Through a computer simulation, we will analyze the trade-off between the PAPR reduction gain of the SS-SLM scheme and the BER performance degradation due to the error propagation according to the scrambling length. Based on this, we will present a guideline for setting the scrambling length of SS-SLM scheme in OFDM systems.

LoRa 물리계층 성능에 관한 고찰

주정석(Jung Suk Joo) 대한전자공학회 2020 전자공학회논문지 Vol.57 No.3

LoRaWAN(long range wide area network)은 현재까지 가장 널리 사용되고 있는 비면허 ISM 대역의 저전력 광대역(LPWA: low power wide area) 네트워크 기술 중 하나이다. LoRaWAN에서는 CSS(chirp spread spectrum) 기반의 물리계층 규격을 사용하고 있으나, Semtech에서 이 물리계층 규격에 대한 특허권을 갖고 있어 물리계층의 세부 내용이 완벽히 공개되어 있지는 않다. 이에 본 논문에서는 최근에 발표되고 있는 LoRa 관련 연구결과들에 기반하여 LoRa 물리계층의 성능을 분석해 보고자 한다. 우선 AWGN 환경에서 CSS에 기반한 LoRa 변조 방식의 검출 성능을 분석하고 컴퓨터 모의실험을 통해 검증할 것이다. 또한 LoRa 물리계층 전반에 대한 컴퓨터 모의실험을 통해 시스템 파라미터에 따른 LoRa 물리계층의 성능을 비교하고자 한다. LoRaWAN (long range wide area network) is one of the most widely used low power wide area (LPWA) network technologies in the unlicensed ISM bands. LoRaWAN adopts chirp spread spectrum (CSS) based physical layer specification which is Semtech"s proprietary technology; so the details of the physical layer are not fully disclosed. Nevertheless, in this paper, we will investigate the performance of the LoRa physical layer, based on the recent research results on the LoRa. First, we will analyze the detection performance of CSS-based LoRa modulation in AWGN environments and verify it through computer simulation. In addition, we will compare the receiver performance of the LoRa physical layer according to system parameters by using computer simulation of the overall LoRa physical layer.

LoRa 신호 검출을 위한 샘플링 주파수 오차 보상 기법 연구

주정석(Jung Suk Joo) 대한전자공학회 2021 전자공학회논문지 Vol.58 No.11

LoRa(long range)는 IoT(internet of things) 통신을 위한 저전력 광대역(LPWA: low power wide area) 네트워크 기술의 하나이며 최근 들어 응용 분야가 넓어지고 있다. IoT 통신의 특성상 저비용의 소자들이 사용되다보니 LoRa 전송단과 수신단의 샘플링 주파수가 일치되지 않아 수신단에서 샘플링 주파수 오차(sampling frequency offset)가 생기기 쉽다. 이에 본 논문에서는 LoRa 신호 검출을 위한 2단계 샘플링 주파수 오차 보상 기법을 제안한다. 제안하는 방식은 preamble 구간동안에는 샘플링 주파수 오차의 부호(샘플링 위치의 이동 방향)만 추정하고 payload 신호 구간동안에 신호 샘플 위치와 ±1/2 chip 떨어진 위치의 수신 에너지 값 비교를 통해 샘플링 위치의 이동 시점을 결정하는 2단계 과정으로 구성된다. 컴퓨터 모의실험을 통해 샘플링 주파수 오차가 LoRa 시스템의 신호 검출 성능에 미치는 영향을 분석하고 제안된 샘플링 주파수 오차 보상 기법이 신호 검출 성능을 개선시킬 수 있음을 보이고자 한다. Long range (LoRa) is one of the low power wide area (LPWA) techniques for Internet of things (IoT) communication, and has recently continued to expand its application fields. Due to the nature of IoT systems in which low-cost devices are usually used, LoRa receivers could experience a sampling frequency offset (SFO) caused by the mismatch in sampling frequencies between transmitter and receiver. In this paper, we will propose a two-step SFO compensation scheme for LoRa receiver. Using LoRa preamble, it finds the sign of SFO first; then, through the payload, it determines the instants at which sampling clock location should be moved, by comparing signal energies at the signal sample point and ±1/2 chip-away points. Through computer simulations, we will analyze the effect of SFO on the LoRa signal detection, and show the performance gain of the proposed scheme.

LTE 시스템에서 초기 셀 탐색을 위한 부분 상관값 기반 PSS 검출 방식에 관한 고찰

주정석(Jung Suk Joo) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.9

LTE 시스템의 하향링크 동기 신호는 PSS (primary synchronization signal)과 SSS (secondary synchronization signal)로 나눠져 있으며, 미리 정해져 있는 3 개의 신호 중 하나가 전송되는 PSS 신호를 먼저 찾은 다음 SSS 신호를 검출하게 된다. 본 논문에서는 부분 상관값 계산 구간의 길이가 다른 검출기들을 동시에 사용하는 PSS 검출 방식을 제안한다. 우선 구간별부분 상관값을 다시 활용함으로써 여러 개의 검출기를 동시에 사용함에 따른 계산량의 증가를 최소화한다. 또한, 동시에 사용된 검출기들의 결과 값 중에서 가장 믿을 만한 하나의 값을 선택하기 위하여 임시 주파수 오차 값(tentative frequency offset)을 이용한 동기식 최종 추정치 선택 방법을 제안한다. 컴퓨터 모의실험을 통하여, 제안된 방식이 넓은 주파수 오차 범위에서 안정적인 PSS 검출 성능을 보임을 검증하고자 한다. The synchronization signal in Long Term Evolution (LTE) systems contains the primary synchronization signal (PSS) and the secondary synchronization signal (SSS), and the overall synchronization performance is dominated by PSS detection. In this paper, we propose a PSS detection scheme employing three partial correlation based PSS detectors with different partial correlation lengths, in which calculated partial correlation values are reused in order to reduce computational complexity. A coherent selection scheme using tentative frequency offsets is also proposed to select one reliable result from outputs of partial correlation based PSS detectors. It is shown through computer simulation that the proposed scheme can have a robust detection performance in wide range of frequency offsets.

CDMA 통신 시스템을 위한 새로운 연 결정 궤환에 기반을 둔 협대역 간섭 제거기

전익범(Ik Beom Jeon),주정석(Jung Suk Joo),이용훈(Yong Hoon Lee) 대한전자공학회 1998 대한전자공학회 학술대회 Vol.1998 No.4

위상 신호에 대한 부가 정보가 없는 SLM 기반 OFDM 시스템을 위한 동기식 위상 신호 검출 방식

류창수(Chang Su Ryu),주정석(Jung Suk Joo) 대한전자공학회 2016 전자공학회논문지 Vol.53 No.6

OFDM 시스템을 위한 PAPR (peak-to-average power ratio) 저감 기법 중 하나인 SLM (selective mapping) 방식은 구현이 간단하고 전송 신호에 왜곡이 생기지 않는 매우 유용한 PAPR 저감 기법이다. 본 논문에서는 위상 신호에 대한 부가 정보(side information)를 전송하지 않는 SLM 기반 OFDM 시스템에 적용 가능한 동기식 위상 신호 검출 방식을 제시하고자 한다. 우선 동기식 합(coherent summation)에 기반하여 위상 신호를 검출할 수 있도록 하기 위해, 위상 신호의 일부를 직교 부호로 대치시키는 새로운 위상 신호 설계 방법을 제안한다. 또한 새로이 제안된 위상 신호에 기초하여 부가 정보가 필요 없는 동기식 위상 신호 검출 기준(detection criterion)을 제안한다. 컴퓨터 모의실험을 통해, 제안된 방식이 SLM 기반 OFDM 시스템에서 정상적으로 동작함을 보이고, 위상 신호 검출에 사용되는 부반송파 간 채널의 변화가 적은 환경에서 기존 방식보다 위상신호 검출 성능이 우수함을 보이고자 한다. In this paper, we consider selective mapping (SLM) based OFDM systems without side information, where SLM is one of the promising peak-to-average power ratio (PAPR) reduction techniques due to its simplicity and no distortion in the transmitted signal. First, we construct a new phase sequence where a part of phase sequence is replaced by an orthogonal sequence. Based on the proposed phase sequence, we propose a new scheme for detecting coherently the index of the phase sequence used in transmitter without side information. Computer simulation shows that the proposed detection scheme performs well in SLM-based OFDM systems, and specifically outperforms the existing ones when channel variation is relatively small between sub-carriers used in phase sequence detection.