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DS-CDMA 기반 전력선 통신 시스템을 위한 방사형 기저 함수를 이용하는 다중 사용자 검출기의 성능
Performance of Multiuser Detector Based on Radial Basis Function for DS-CDMA Power Line Communication Systems 원문보기

한국위성정보통신학회논문지 = Journal of satellite, information and communications, v.12 no.1, 2017년, pp.1 - 5  

황유민 (광운대학교 유비쿼터스 통신 연구실) ,  김진영 (광운대학교 유비쿼터스 통신 연구실)

초록
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본 논문에서는 멀티코드를 사용하는 직접 시퀀스-코드 분할 다중 접속 (DS/CDMA: direct sequence/code division multiple access) 전력선 통신 시스템에서 사용자 검출을 위해 방사형 기저 함수를 응용하는 모델을 제안하였다. 방사형 기저 함수 기반의 사용자 검출기의 성능은 기존의 부 최적화된 다중 사용자 검출기의 성능과 비트 에러율 면에서 비교 분석되었다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 통해 제안한 모델인 역 상관기 기반 검출기보다 우수한 성능을 나타내는 것을 확인하였고, 다양한 환경에서 near-optimum 성능을 보이는 것을 확인하였다. 본 논문에서 이러한 결과들은 다중코드 DS/CDMA 전력선 통신 시스템에서 다중 사용자 검출기 디자인에 적용 될 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, multiuser detector (MUD) based on radial basis function (RBF) is proposed and simulated for a multicode direct sequence/code division multiple access (DS/CDMA) system in a multipath fading channel. The performance of RBF-based MUD is compared with that of many suboptimal multiuser det...

주제어

#Multiuser detector   #radial basis function   #DS/CDMA   #power line communication   #multipath fading channel  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 방사성 기저 함수 기반의 다중사용자 검출 방법을 제안하고 near-far 문제와 다중 경로 채널 환경에서 multiple access interference (MAI)를 극복하는 성능을 확인하였다.
  • 이러한 부최적화된 검출기는 역 상관 검출기나 다단식 검출기, 신경망 기반 검출기, 연속적 간섭 억제 검출기, 평행적 간섭 억제 기반 검출기, 적응적 검출기 그리고 반복적 회귀성 검출기 등등을 포함한다. 본 논문에서는 신경망 기반 MUD를 고안하는 것에 집중한다.

가설 설정

  • 4) 클러스터 center가 변화가 없는 경우에는 스텝 2)로 돌아간다.
  • 2, 0.1 (세 개의 경로에 대해서 각각), 3) Doppler 주파수 = 20Hz, 4) 페이딩 크기는 Rician 분포를 따름. 그리고 모든 사용자는 전송률 57.
  • 처리 이득(processing gain) G = 128로 설정한다. 또한 방사성 기저 함수 수신기는 모든 사용자와 다중 경로 채널에 대해 각각의 시간 지연을 고려한 신호 파형을 알고있다고 가정한다. 다중 경로 채널에 대해서는 다음과 같이 변수를 세팅하였다: 1) 다중 경로 수 = 3 (3-ray model), 2) 각 경로의 채널 이득 =0.
  • 본 논문에서는 DS/CDMA 전력선 통신 시스템에 k명의 사용자가 존재한다고 가정한다 (1 ≤ k ≤ K).
  • 참조 사용자는 전체 K 사용자 중 1번 사용자로 가정한다.
  • 칩 파형은 “zero interchip interference”를 위한 Nyquist 기준을 준수한다고 가정한다.
  • 컴퓨터 시뮬레이션을 위해 데이터와 칩 시퀀스에 대해 binary phase shift keying (BPSK) 변조를 수행하였고 칩 동기화가 완벽하게 이루어 졌다고 가정한다. 참조 사용자는 전체 K 사용자 중 1번 사용자로 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
방사성 기저 함수망은 어떤 시스템에 속하는가? 최근 신경망 시스템에 속하는 방사성 기저 함수 (RBF: radial basis function) 네트워크에 관한 연구가 주목받고 있다. 방사성 기저 함수망은 most likely pattern (MLP) 네트워크의 일종이며 다차원 공간에서 곡선 맞춤 보간법에 근간을 둔다.
전력선 통신 시스템에서 near-far 문제를 극복하고 모든 사용자의 정보를 공동으로 검출하는 방법은 누구에 의해 제안 되었는가? 전력선 통신 시스템에서 near-far 문제를 극복하고 모든 사용자의 정보를 공동으로 검출하는 방법이 Verdu [1]에 의해 제안된 바 있다. Verdu는 additive white Gaussian noise (AWGN) 채널에서 최소의 bit error rate (BER)을 갖는 최적의 다중 사용자 검출기를 제안했지만, 사용자의 수 k를 복잡도의 승수로 하는 검출기의 복잡도가 O(2k)에 달하였다.
Verdu가 제안한 additive white Gaussian noise (AWGN) 채널에서 최소의 bit error rate (BER)을 갖는 최적의 다중 사용자 검출기는 어떤 결과를 보였는가? 전력선 통신 시스템에서 near-far 문제를 극복하고 모든 사용자의 정보를 공동으로 검출하는 방법이 Verdu [1]에 의해 제안된 바 있다. Verdu는 additive white Gaussian noise (AWGN) 채널에서 최소의 bit error rate (BER)을 갖는 최적의 다중 사용자 검출기를 제안했지만, 사용자의 수 k를 복잡도의 승수로 하는 검출기의 복잡도가 O(2k)에 달하였다. 최적의 다중 사용자 검출기 (MUD: multiuser detector)는 기본적으로 최대 공산 시퀀스 (maximum likelihood sequence) 검출기이고 이것은 NP-complete 문제에 속하고 Viterbi 알고리즘을 기반으로 하는 정합 필터 뱅크로 구성되어 있다.
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참고문헌 (9)

  1. S. Verdu, "Minimum probability of error for asynchronous Gaussian multiple-access channels," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 32, no. 1, pp. 85-96, Jan. 1986. 

  2. Z. Xie, R. T. Short, and C. K. Rushforth, "A family of suboptimum detectors for coherent multiuser communications," IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 8, no. 4, pp. 683-690, May 1990. 

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  3. U. Mitra and H. V. Poor, "Neural network techniques for adaptive multiuser demodulation," IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 12, no. 9, pp. 1460-1470, Dec. 1994. 

  4. B. Aazhang, B. P. Paris, and G. C. Orsak, "Neural networks for multiuser detection in code division multiple access communications," IEEE Trans. Commun., vol. 40, no. 7, pp. 1212-1222, July 1992. 

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  5. M. Zimmermann, K. Dostert, "A multipath model for the powerline channel," IEEE Trans. Commun., vol. 50, no. 4, pp. 553-559, Apr. 2002. 

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  6. M. Zimmerman, K. Dostert, "Analysis and modeling of impulsive noise in broad-band powerline communications," IEEE Trans. Electromagn. Compat., vol. 44, no. 1, pp. 249-258, Feb. 2002. 

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  7. M. Katayama, T. Yamazato, H. Okada, "A mathematical model of noise in narrowband power line communication systems," IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 23, no. 7, pp. 1267-1276, Jul. 2006. 

  8. S. A. Kassam and I. Cha, "Radial basis function networks in nonlinear signal processing," Proc. Annual Asilomar Conference, pp. 600-604, Pacific Grove, CA, U.S.A, Nov. 1993. 

  9. S. Haykin, Neural Networks: A Comprehensive Foundation, Macmillan, 1994. 

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