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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.
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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.
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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.
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비동기 MC-CDMA 상향 링크 시스템에서의 잔류 주파수 옵셋 영향 분석
고균병(Kyun-Byoung Ko),우중재(Choong-Chae Woo) 大韓電子工學會 2010 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.47 No.8
본 논문에서는 비동기 MC-CDMA 상향 링크 시스템의 주파수 옵셋의 영향을 주파수 선택적 다중경로 페이딩 채널에 대하여 분석하였다. 분석을 위하여 모든 사용자의 주파수 옵셋(FO: frequency offset)을 확률 변수들로 가정하였으며 원하는 사용자에 대한 주파수 옵셋 추정과 그 보상이 이루어짐을 가정하였다. 따라서 원하는 사용자의 경우 잔류 주파수 옵셋(residual frequency offset)이 존재하게 된다. 본 논문에서는 이러한 잔류 주파수 옵셋의 평균 오류율(BER: bit error rate)에 대한 영향을 분석한다. 우선 의사 분석적 기법(Semi-analytical method)으로 평균 오류율을 유도하고 근사화를 통하여 평균 오류율 성능을 받혀진 형태로 유도하였다. 이에 더하여 잔류 주파수 옵셋에 의해 야기되는 SNR(signal to noise ratio) 감쇄를 조사하였다. 유도된 결과를 통하여 원하는 사용자의 주파수 옵셋 추정 오류가 정규화된 값으로 0.1보다 작은 경우에는 시스템 성능 저하 정도가 적음을 확인하였다. This paper presents an analysis of asynchronous multicarrier-code division multiple access (MC-CDMA) uplink systems over frequency-selective multipath fading channels when the frequency offsets (FOs) of all users are random variables and the frequency offset for the desired user is compensated. The effect of a residual frequency offset(RFO) on the average bit error rate (BER) is evaluated by the semi-analytical method, then the approximated BER performance is obtained as a closed-form expression. Moreover, the signal to noise ratio (SNR) loss caused by RFO is evaluated. Derived results show that the performance degradation due to RFO is negligible if the estimation error of RFO for the desired user is less than the normalized value of 0.1.
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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.
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