무선 통신 시스템의 위상 차를 활용한 동기 및 코드북 성능 향상 방안
Synchronization and Codebook Performance Enhancement Methods Utilizing the Phase Difference in Wireless Communication Systems
- 주제(키워드) Synchronization , Codebook , frame
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 성원진
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 2
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000045751
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권에 의해 보호받습니다
초록/요약
최근, 방송통신융합 산업의 발전을 위해 주어진 전송 대역폭과 신호 전력에서 전송용량을 극대화 하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 Ka 대역에서의 위성 통신은 강우 감쇠 시 전체 위성 전력의 반 이상을 소비하므로 이를 극복하기 위한 대책 마련이 필요하다. 그러므로 위성 전력의 가용도 개선을 위한 최적의 수신 알고리듬의 설계 및 시뮬레이션을 통한 성능 검증 연구가 요구되며 그 중 하나인 프레임 검출 기법의 설계 및 시간동기 기술에 대한 연구가 필요하다 본 논문에서는 첫째, 낮은 신호 대 잡음 비에서 우수한 성능을 가지는 프레임 동기 방식들을 제안하고 그 성능을 분석한다. 특히, 프레임 수열 내의 위상 차를 활용함으로써 제안한 상관 방식의 검출 성능을 효과적으로 증대시킬 수 있음을 보인다. 제안한 동기 검출 방식은 5 dB 이하의 신호 대 잡음 비 영역에서 주파수 오차의 존재에도 불구하고 기존의 상관 방식에 비해 상당한 양의 이득이 발생한다. 둘째, 시간 동기 방식의 성능 분석과 필터링 방안을 제안 및 분석한다. 시간 동기 기술에서 심볼 내의 위상은 작은 샘플링 횟수를 가지는 신호를 검출하는 데 있어 중요한 요소를 차지한다. 본 논문에서는 심볼당 2 샘플 간의 위상 비교를 통한 심볼 동기를 획득하는 방식을 사용하였으며 그 성능을 분석한다. 마지막으로, 다중 입력 다중 출력 시스템에서 채널의 위상 차를 활용하여 신호 대 잡음 비를 최대화할 수 있는 코드북 구성 방안을 제안하였다. 채널의 위상 차는 송신 벡터를 구성하기 위한 피드백 정보로서 사용되며 안테나 별 위상 차를 궤환함으로써 피디백 bit의 감소를 위해 사용된다.
more초록/요약
Recently, according to industrial development of the broadcasting and communication convergence, the study for maximizing the throughput with a given bandwidth and signal power has been actively investigated. However, satellite systems using the Ka band consume more than half of whole satellite power due to the rainfall attenuation, and the countermeasures are necessary. Therefore optimum modem algorithms that are proved by simulation results are needed for implementation to improve the availability of satellite power at the time of the rainfall channel model. To achieve this, the research for robust frame detection schemes and time synchronization technologies is needed. In this thesis, new frame synchronization strategies especially targeted for low SNR regions are proposed and their performance is analyzed. By utilizing the phase difference, the proposed method effectively improves the detection performance. Most importantly, the method is demonstrated to outperform all previously reported schemes by a significant margin, for SNRs below 5 dB regardless of the existence of the frequency offsets. We also analyze the performance and filtering methods of the time synchronization. For time synchronization, the phase of symbol is important part to acquire signal with low sampling density. The phase comparison with two samples per symbol to achieve the symbol acquisition is used. Based on this, the timing performance of system is analyzed In addition, the codebook constructions utilizing the phase difference of the MIMO channel that maximize the SNR are proposed. The phase difference is considered as the feedback information to construct the beamforming vector. The phase differences of antennas are considered to decrease the feedback bits.
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