KR100630495B1 - 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법 및 이를구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체 - Google Patents

무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법 및 이를구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체 Download PDF

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KR100630495B1 KR1020050076159A KR20050076159A KR100630495B1 KR 100630495 B1 KR100630495 B1 KR 100630495B1 KR 1020050076159 A KR1020050076159 A KR 1020050076159A KR 20050076159 A KR20050076159 A KR 20050076159A KR 100630495 B1 KR100630495 B1 KR 100630495B1
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channel simulation
fading channel
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wireless communication
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김동우
박용진
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법 및 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것으로, 서로 다른 위상을 가진 정현 신호 발생기에서 발생된 신호에 도플러 계수만큼 가중치를 두어 이를 합하여 전력을 구하는 페이딩 채널 시뮬레이션 시스템에서, 기준 모델과의 평균 자승 오차(MSE)를 최소화하기 위하여, 상기 도플러 계수를 두 그룹으로 나누어, 서로 다른 위상을 가진 정현 신호 발생기에서 발생된 신호에 가중치를 부여하되, (1 ~
Figure 112005045661360-pat00001
)범위에서의 가중치 변수와
Figure 112005045661360-pat00002
(
Figure 112005045661360-pat00003
은 전달 경로의 갯수임)에서의 가중치 변수를 상이하게 하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 종래의 JM 모델에 비하여 자기상관관계가 기준 모델의 그것에 가까워질 수 있으며, MSE가 월등히 개선될 수 있다.
페이딩 채널, 시뮬레이션, MSE, 가중치 변수, 도플러 계수, 최적화

Description

무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법 및 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체{METHOD FOR WIRELESS FADING CHANNEL SIMULATION IN WIRELESSS COMMUNICATION SYSTEM AND RECORD MEDIA RECORED PROGRAM FOR REALIZING THE SAME}
도 1은 일반적인 페이딩 채널 시뮬레이션 시스템의 구조도,
도 2 및 도 3은 각각 기준 모델, 종래의 JM과 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 시뮬레이션 방법에서의 자기상관관계를 각각 비교하기 위한 일실시예 그래프,
도 4 및 도 5는 각각 종래의 JM과 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 시뮬레이션 방법에서
Figure 112005045661360-pat00004
의 증가에 따른 MSE의 변화를 각각 비교하기 위한 일실시예 그래프,
도 6 및 도 7은 각각 기준 모델, 종래 JM, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 시뮬레이션 방법의 LCR을 비교하기 위한 일실시예 그래프.
본 발명은 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법 및 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템의 성능 평가시 이용되는 채널 페이딩을 발생시키기 위한 페이딩 채널 시뮬레이션 방법 중 가장 많이 사용되는 제이크 방법(Jakes Method; JM)의 성능을 향상시키기 위한, 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법 및 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것이다.
종래, 무선 통신 시스템의 성능 평가에 이용되는 채널 페이딩을 발생하기 위하여, 'Jakes'는 'Clarke'의 수학적 모델에 근거하여 가우스 잡음 발생기와 가변 차단 주파수를 가진 여러개의 발진기와 증폭기만을 이용하여 도심 환경 다경로 페이딩 신호 시뮬레이션 방법(Jakes Method; 이하, 'JM'이라 함)을 제안하였다(추후 설명하기로 함)
그러나, 종래의 시뮬레이션 방법에서는 신호경로의 개수
Figure 112005045661360-pat00005
을 작은 값으로 사용하는 경우 시뮬레이터로부터 생성된 신호의 자기상관관계(autocorrelation)가 기준(reference)모델의 그것과 일치하지 않는 문제점이 있다. 이러한 문제는 시뮬레이터의 외부적 성능 측정의 기준인 레벨 교차율(level crossing rate; 이하, 간단히 'LCR'이라 함)이나 평균 페이딩 지속시간(average duration of fading; 이하, 간단히 'ADF'라 함)에 결정적으로 나쁜 영향을 미치게 된다.
따라서, 신호경로의 신호 경로의 개수
Figure 112005045661360-pat00006
을 늘려줄수록 시뮬레이터의 자기상관관계 성질을 개선시킬 수 있으므로 이러한 문제를 부분적으로 해결할 수 있다. 그러나,
Figure 112005045661360-pat00007
이 증가하면 JM 시뮬레이터의 페이딩 발생속도는 줄어들게 되는 문제점이 있다. 그러므로,
Figure 112005045661360-pat00008
의 개수가 작은 값으로 한정되어 있으면서도 기준 모델과 오차가 최소화되는 자기상관관계 성질을 가지도록, 페이딩 채널을 시뮬레이션 하는 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 시뮬레이션 시스템에 입력되는 도플러 계수를 두개의 그룹으로 나누어 성능을 향상시킴으로써, 생성된 신호의 자기상관관계를 개선하기 위한 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법 및 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 시뮬레이션 시스템에 입력되는 도플러 계수를 각각 최적화함으로써 생성된 신호의 자기상관관계를 개선하기 위한 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법 및 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 서로 다른 위상을 가진 정현 신호 발생기에서 발생된 신호에 도플러 계수만큼 가중치를 두어 이를 합하여 전력을 구하는 페이딩 채널 시뮬레이션 시스템에서, 기준 모델과의 평균 자승 오차(MSE)를 최소화하기 위한, 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법에 있어서, 상기 도플러 계수를 두 그룹으로 나누어, 서로 다른 위상을 가진 정현 신호 발생기에서 발생된 신호에 가중치를 부여하되, (1 ~
Figure 112005045661360-pat00009
)범위에서의 가중치 변수와
Figure 112005045661360-pat00010
(
Figure 112005045661360-pat00011
은 전달 경로의 갯수임)에서의 가중치 변수를 상이하게 하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법이 제공된다.
여기서, (1 ~
Figure 112005045661360-pat00012
)범위에서의 가중치 변수
Figure 112005045661360-pat00013
와
Figure 112005045661360-pat00014
에서의 가중치 변수
Figure 112005045661360-pat00015
는,
Figure 112005045661360-pat00016
이며, MSE는, 수학식
Figure 112005045661360-pat00017
Figure 112005045661360-pat00018
에 의해 결정될 수 있다.(단,
Figure 112005045661360-pat00019
이고,
Figure 112005045661360-pat00020
,
Figure 112005045661360-pat00021
임).
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 서로 다른 위상을 가진 정현 신호 발생기에서 발생된 신호에 도플러 계수만큼 가중치를 두어 이를 합하여 전력을 구 하는 페이딩 채널 시뮬레이션 시스템에서, 기준 모델과의 MSE를 최소화하기 위한, 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법에 있어서, 상기 도플러 계수에 각각 가중치 변수를 부여하여, MSE가 최소화되는 가중치 변수를 구하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법이 제공된다.
이때, 상기 가중치 변수
Figure 112005045661360-pat00022
은, 아래의 수학식과 같은, 실현 가능한 해의 방향
Figure 112005045661360-pat00023
를 찾는 단계; 및
Figure 112005045661360-pat00024
(
Figure 112005045661360-pat00025
)를 만족하고,
Figure 112005045661360-pat00026
을 최소화하는
Figure 112005045661360-pat00027
를 찾는 단계를 포함할 수 있으며, 이때,
Figure 112005045661360-pat00028
는
Figure 112005045661360-pat00029
(단,
Figure 112005045661360-pat00030
이고,
Figure 112005045661360-pat00031
임. 또한,
Figure 112005045661360-pat00032
이고,
Figure 112005045661360-pat00033
,
Figure 112005045661360-pat00034
,
Figure 112005045661360-pat00035
,
Figure 112005045661360-pat00036
임)이다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 서로 다른 위상을 가진 정현 신호 발생기에서 발생된 신호에 도플러 계수만큼 가중치를 두어 이를 합하여 전력을 구하는 페이딩 채널 시뮬레이션 시스템에서, 기준 모델과의 평균 자승 오차(MSE)를 최소화하기 위한, 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법을 수행할 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 디지털 처리 장치에 의 해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서, 상기 도플러 계수를 두 그룹으로 나누어, 서로 다른 위상을 가진 정현 신호 발생기에서 발생된 신호에 가중치를 부여하되, (1 ~
Figure 112005045661360-pat00037
)범위에서의 가중치 변수와
Figure 112005045661360-pat00038
(
Figure 112005045661360-pat00039
은 전달 경로의 갯수임)에서의 가중치 변수를 상이하게 하는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 서로 다른 위상을 가진 정현 신호 발생기에서 발생된 신호에 도플러 계수만큼 가중치를 두어 이를 합하여 전력을 구하는 페이딩 채널 시뮬레이션 시스템에서, 기준 모델과의 MSE를 최소화하기 위한, 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법을 수행할 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서, 상기 도플러 계수에 각각 가중치 변수를 부여하여, MSE가 최소화되는 가중치 변수를 구하는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.
우선, 본 발명의 시뮬레이션 방법의 설명에 앞서, 종래의 패이딩 채널 시뮬레이션 시스템에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 페이딩 채널 시뮬레이션 시스템의 구조도로서, 레일리 페이딩(Rayleigh fading) 환경을 나타내는 시뮬레이션 모델을 설명하기 위한 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 종래의 시뮬레이션 시스템은, 서로 다른 위상을 가진 정현(sinusoid) 신호 발생기에서 발생된 신호에 도플러 계수만큼 가중치를 두 고 이를 합하여 전력을 구한다.
레일리 페이딩 환경을 나타내는 시뮬레이션 모델 중 가누시안 랜덤 프로세스(Gaussian random process)를 표현하면 다음의 수학식 1과 같다.
Figure 112005045661360-pat00040
위 수학식 1에서
Figure 112005045661360-pat00041
와
Figure 112005045661360-pat00042
는 실수 값을 가지는(real-valued) 가우시안 랜덤 프로세스라고 가정하고, 서로 독립(independent), 평균은 0(zero-mean)이라고 가정한다. 각각의 분산(variance)은
Figure 112005045661360-pat00043
이라고 가정하고,
Figure 112005045661360-pat00044
의 분산은
Figure 112005045661360-pat00045
이라 가정한다.
상기 수학식 1의 참조 모델에서 상관관계(correlation)를 구하면 다음의 수학식 2와 같다.
Figure 112005045661360-pat00046
Figure 112005045661360-pat00047
Figure 112005045661360-pat00048
이 식에서
Figure 112005045661360-pat00049
를 정현합(Sum-of-Sinusoid; 이하, 간단히 'SOS'라 함) 방식으로 설계를 하고 또
Figure 112005045661360-pat00050
개의 전달 경로가 있다고 가정을 하면, 확률적 모델(stochastic model)은 다음의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112005045661360-pat00051
이때,
Figure 112005045661360-pat00052
은 도플러 계수(Doppler coefficient)이고,
Figure 112005045661360-pat00053
은 도플러 주파수(Doppler frequency)이며,
Figure 112005045661360-pat00054
은 도플러 위상(Doppler phase)이다.
상기 수학식 3에서 도플러 위상을 0으로 가정한다면, 결정적 모델(deterministic model)은 다음의 수학식 4로 표현이 가능할 것이다.
Figure 112005045661360-pat00055
결정적 모델
Figure 112005045661360-pat00056
의 상관관계를 구하기 위해 상관관계의
Figure 112005045661360-pat00057
정의식인 다음의 수학식 5에 상기 수학식 4를 대입하여 정리하면 수학식 6과 같이 결정적 모델의 상관관계를 얻을 수 있다.
Figure 112005045661360-pat00058
Figure 112005045661360-pat00059
또한 모델
Figure 112005045661360-pat00060
의 평균전력(mean power)을 구하기 위해 평균전력의 정의식인 아래 수학식 7에 상기 수학식 4를 대입해 보면, 아래 수학식 8과 같이
Figure 112005045661360-pat00061
의 평균 전력을 구할 수 있다.
Figure 112005045661360-pat00062
Figure 112005045661360-pat00063
종래의 시뮬레이션 방법(JM)은, 상기 수학식 4의 모형에서 도플러 계수
Figure 112005045661360-pat00064
과, 도플러 주파수
Figure 112005045661360-pat00065
을 다음의 수학식 9를 이용하여 설정한다.
Figure 112005045661360-pat00066
Figure 112005045661360-pat00067
상기 수학식 6에 위의 도플러 계수와 도플러 주파수를 대입하여 정리하면 다 음 수학식 10과 같이
Figure 112005045661360-pat00068
를 얻을 수 있다.
Figure 112005045661360-pat00069
Figure 112005045661360-pat00070
상기 수학식 10을 다음의 수학식 11과 같이 정리하면, 종래의 시뮬레이션 방법(JM)의 자기상관관계
Figure 112005045661360-pat00071
를 구할 수 있다.
Figure 112005045661360-pat00072
이와 마찬가지로, 종래의 시뮬레이션 방법(JM)의 평균 전력을 구하기 위하여, 상기 수학식 8에 상기 수학식 9를 대입하면 다음의 수학식 12를 얻을 수 있다.
Figure 112005045661360-pat00073
이때, 상기 수학식 2와 상기 수학식 11을 비교하여 보면,
Figure 112005045661360-pat00074
이 유한개이기 때문에 종래의 시뮬레이션 방법(JM)으로부터 얻어지는 자기상관관계가 기준 모델의 자기상관관계와 같아지지 않음을 알 수 있다.
본 발명은 위의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이런 상황을 보정하기 위해 평균 자승 오차(mean square error; 이하, 간단히 'MSE'라 함)를 최소화하기 위해 도플러 계수에 가중치(weight)를 곱해주는 방식을 사용하여 기준모델과의 오차를 최소화하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
본 발명이 상기 도 1에 적용될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시뮬레이션 방법은, 서로 다른 위상을 가지는 정현(sinusoid) 신호 발생기에서 발생된 신호에 도플러 계수만큼 가중치를 주어, 이를 합하여 전력을 구하는 것이다.
최적화할
Figure 112005045661360-pat00075
의 구간 최대값을
Figure 112005045661360-pat00076
라고 한다면 MSE의 식을 아래 수학식13과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112005045661360-pat00077
먼저, 본 발명의 제1실시예에 따른 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 방법은, 도플러 계수를 두 그룹으로 나누어 성능을 향상시키는 것이다.
즉, 본 발명은 변화시키는 가중치를 선정할 때 계산의 간단화를 위해, 다음의 수학식 14와 같이 도플러 계수를 두 그룹으로 나누어 계산한다.
Figure 112005045661360-pat00078
여기에서 (1 ~
Figure 112005045661360-pat00079
) 범위에는 최적화시키기 위한 가중치 변수로
Figure 112005045661360-pat00080
를 사용하고,
Figure 112005045661360-pat00081
번째에는 가중치 변수로
Figure 112005045661360-pat00082
를 사용한다. 가중치를
Figure 112005045661360-pat00083
2개의 변수로 나눈 것은, 종래와 같이 도플러 계수를 변화시키면 평균전력이 변화되어 더욱 나쁜 결과를 얻을 수 있으므로, 평균전력을 참조모델과 같게 유지시켜 주는 제약식인 상기 수학식 8을 만족하는 동시에 상기 수학식 13을 최소화하는 가중치를 구하기 위해서이다.
상기 수학식 14를 상기 수학식 11과 상기 수학식 12에 대입하여 정리하면, 다음의 수학식 15를 얻을 수 있다. 이때 주의할 점은 도플러 계수에 곱해지는 변수들이
Figure 112005045661360-pat00084
을 만족하여야 한다는 것이다.
Figure 112005045661360-pat00085
Figure 112005045661360-pat00086
이를 정리하면, 다음 수학식 16과 같다.
Figure 112005045661360-pat00087
Figure 112005045661360-pat00088
위 식을 상기 수학식 15에 넣어 정리하면, 다음의 수학식 17을 얻을 수 있다.
Figure 112005045661360-pat00089
_
상기 수학식 2와 상기 수학식 17을 상기 수학식 13에 적용하여 정리하면, 상기 수학식 13에서 적분의 내부식은
Figure 112005045661360-pat00090
와 같은
Figure 112005045661360-pat00091
에 대한 1차 방정식이 되고,
Figure 112005045661360-pat00092
와
Figure 112005045661360-pat00093
는 아래의 수학식 18과 같다.
Figure 112005045661360-pat00094
Figure 112005045661360-pat00095
위 수학식 18을 참고하면 상기 수학식 13의 MSE는 다음 수학식 19와 같이 정리된다.
Figure 112005045661360-pat00096
Figure 112005045661360-pat00097
Figure 112005045661360-pat00098
Figure 112005045661360-pat00099
Figure 112005045661360-pat00100
상기 수학식 19를 고려하면,
Figure 112005045661360-pat00101
가 다음의 수학식 20과 같이 되었을 경우에 MSE가 최소값을 가지게 된다.
Figure 112005045661360-pat00102
이 경우 최소값은 다음의 수학식 21과 같이 얻을 수 있다.
Figure 112005045661360-pat00103
Figure 112005045661360-pat00104
이와 같이, 도플러 계수에 (1~
Figure 112005045661360-pat00105
) 범위와
Figure 112005045661360-pat00106
번째에서 각각 가중치 변수를 상이하게 부여함으로써, 시뮬레이션 출력 신호의 자기상관관계를 기준 모델의 자기상관관계와 일치시키고, 평균 전력을 상기 수학식 8과 같이 유지하면서, 동시에 MSE를 최소화할 수 있다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 방법은, 각각의 도플러 계수를 최적화하는 것이며, 이는 도플러 계수
Figure 112005045661360-pat00107
에 가중치 변수
Figure 112005045661360-pat00108
을 수학식 22와 같이 설정하고, 목적식인 수학식 13이 최소화되는 값
Figure 112005045661360-pat00109
을 찾는 것이다.
Figure 112005045661360-pat00110
그러나, 목적식이 이차 방정식 형태가 되지 못하고 변수가 너무 많이 존재하므로, 상기 수학식 8을 만족하면서 목적식을 최적화하는 해
Figure 112005045661360-pat00111
을 정확한 수식 (closed form)의 형태로 구할 수 없기 때문에, 본 발명에서는 다변수 비선형 문제의 최적해를 찾는 방법으로 MRGW(The Method of Reduced Gradient of Wolfe) 방식을 사용하여 최적해를 구하는 것으로 한다.
도플러 계수 각각의 가중치를 상기 수학식 22처럼 적용하고 이것을 벡터(vector) 형식으로 표현하면 아래의 수학식 23과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112005045661360-pat00112
Figure 112005045661360-pat00113
MRGW 방식은 상기 수학식 23의 해를 다음의 제1단계 및 제2단계를 연속적으로 적용하여 찾아가는 방식이다.
<제1단계>
제1단계는 가능해의 방향을 찾는 단계이다.
Figure 112005045661360-pat00114
Figure 112005045661360-pat00115
Figure 112005045661360-pat00116
Figure 112005045661360-pat00117
상기 수학식 24를 이용하여 다음의 수학식 25를 구할 수 있다.
Figure 112005045661360-pat00118
상기 수학식 25에서 구한 값으로 다음의 수학식 26을 구할 수 있고, 따라서 수학식 27로 실현 가능한 해의 방향
Figure 112005045661360-pat00119
를 구할 수 있다.
Figure 112005045661360-pat00120
Figure 112005045661360-pat00121
Figure 112005045661360-pat00122
<제2단계>
제2단계는 아래 제약식인 수학식 29를 만족하고 수학식 28를 최소화하는
Figure 112005045661360-pat00123
를 찾는 단계이다.
Figure 112005045661360-pat00124
Figure 112005045661360-pat00125
Figure 112005045661360-pat00126
위에서 찾은 최적의
Figure 112005045661360-pat00127
를
Figure 112005045661360-pat00128
라 하면,
Figure 112005045661360-pat00129
을 다음과 같이 설정할 수 있다.
Figure 112005045661360-pat00130
이와 같이
Figure 112005045661360-pat00131
을 구한 후, 다시 제1단계로 돌아가서
Figure 112005045661360-pat00132
이 될 때까지 반복하면 최적해를 찾을 수 있다.
도 2 및 도 3은 각각 기준 모델, 종래의 JM과 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 시뮬레이션 방법에서의 자기상관관계를 각각 비교하기 위한 일실시예 그래프로서, 도 2는
Figure 112005045661360-pat00133
=7,
Figure 112005045661360-pat00134
=0.1인 경우를 나타낸 것이며, 도 3은
Figure 112005045661360-pat00135
=21,
Figure 112005045661360-pat00136
=0.2인 경우를 나타낸 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 종래의 JM 모델의 경우 일정한 구간
Figure 112005045661360-pat00137
를 넘어서면 기준 모델과 확연한 차이를 보이지만, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따르면 그 차이가 줄어들게 됨을 알 수 있다.
도 4 및 도 5는 각각 종래의 JM과 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 시뮬레이션 방법에서
Figure 112005045661360-pat00138
의 증가에 따른 MSE의 변화를 각각 비교하기 위한 일실시예 그래프로서, 도 4는
Figure 112005045661360-pat00139
=7인 경우를 나타낸 것이며, 도 5는
Figure 112005045661360-pat00140
=21인 경우를 나타낸 것이다.
도 4에서는,
Figure 112005045661360-pat00141
이 작기 때문에 이 작은 구간에서는
Figure 112005045661360-pat00142
의 경우의 수가 많은 제2실시예를 수행한 경우와 제1실시예를 수행한 경우는 별 차이가 없음을 알 수 있다. 즉,
Figure 112005045661360-pat00143
이 적고, 최적화시키고자 하는 구간이 클 경우 제1실시예를 수행하는 거로 하는 것이 상당히 효율적이라는 것을 알 수 있다.
그러나, 도 5에서와 같이
Figure 112005045661360-pat00144
이 많은 경우에는 경우의 수가 더 많기 때문에 이 제2실시예에 의해 꾸준히 MSE가 개선되는 것을 보여주고 있다. 즉,
Figure 112005045661360-pat00145
이 클 경우에는 많은 계산시간이 상관없다면 제2실시예를 사용하는 것이 MSE를 줄일 수 있는 방법이다.
도 6 및 도 7은 각각 기준 모델, 종래 JM, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 시뮬레이션 방법의 LCR을 비교하기 위한 일실시예 그래프로서, 도 6은
Figure 112005045661360-pat00146
=7,
Figure 112005045661360-pat00147
=0.1인 경우를 나타낸 것이며, 도 7은
Figure 112005045661360-pat00148
=21,
Figure 112005045661360-pat00149
=0.2인 경우를 나타낸 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시뮬레이션 방법에 따르면, 종래의 JM 모델보다 저레벨의 LCR일 경우 성능이 월등히 더 좋아진 것을 알 수 있다.
다음의 표 1 및 표 2는 본 발명의 제2실시예의 시뮬레이션 방법에 따라 구한 도플러 계수로서, 각각
Figure 112005045661360-pat00150
이 7 및 21인 경우를 나타낸 것이다.
Figure 112005045661360-pat00151
Figure 112005045661360-pat00152
상기 표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이,
Figure 112005045661360-pat00153
이 적을 경우에는 최적값의 크기가 서로 많이 다른 모습을 보이지만,
Figure 112005045661360-pat00154
이 커지면 커질수록 제1실시예에 따른 결과와 비슷하게 1~N 구간으로 구분되어 비슷한 값을 가지는 것을 볼 수 있다. 즉
Figure 112005045661360-pat00155
이 커지면 커질수록 본 발명의 제1실시에와 제2실시예에 따른 가중치가 근접한 값을 갖는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 시뮬레이션 시스템에 입력되는 도플러 계수를 두개의 그룹으로 나누어 성능을 향상시킴으로써 또는 도플러 계수를 각각 최적화함으로써, 종래의 JM 모델에 비하여 자기상관관계가 기준 모델의 그것에 가까워지도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 종래의 JM 모델에 비해 MSE가 월등히 개선될 수 있도록 하는 효과가 있으며, 저레벨의 CLR의 경우 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 서로 다른 위상을 가진 정현 신호 발생기에서 발생된 신호에 도플러 계수만큼 가중치를 두어 이를 합하여 전력을 구하는 페이딩 채널 시뮬레이션 시스템에서, 기준 모델과의 평균 자승 오차(MSE)를 최소화하기 위한, 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법에 있어서,
    상기 도플러 계수를 두 그룹으로 나누어, 서로 다른 위상을 가진 정현 신호 발생기에서 발생된 신호에 가중치를 부여하되,
    (1 ~
    Figure 112005045661360-pat00156
    )범위에서의 가중치 변수와
    Figure 112005045661360-pat00157
    (
    Figure 112005045661360-pat00158
    은 전달 경로의 갯수임)에서의 가중치 변수를 상이하게 하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (1 ~
    Figure 112005045661360-pat00159
    )범위에서의 가중치 변수
    Figure 112005045661360-pat00160
    와
    Figure 112005045661360-pat00161
    에서의 가중치 변수
    Figure 112005045661360-pat00162
    는,
    Figure 112005045661360-pat00163
    인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    MSE는,
    다음의 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법.
    Figure 112005045661360-pat00164
    Figure 112005045661360-pat00165
    (단,
    Figure 112005045661360-pat00166
    이고,
    Figure 112005045661360-pat00167
    ,
    Figure 112005045661360-pat00168
    임)
  4. 서로 다른 위상을 가진 정현 신호 발생기에서 발생된 신호에 도플러 계수만큼 가중치를 두어 이를 합하여 전력을 구하는 페이딩 채널 시뮬레이션 시스템에서, 기준 모델과의 MSE를 최소화하기 위한, 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법에 있어서,
    상기 도플러 계수에 각각 가중치 변수를 부여하여, MSE가 최소화되는 가중치 변수를 구하는 것
    을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가중치 변수
    Figure 112005045661360-pat00169
    은,
    아래의 수학식과 같은, 실현 가능한 해의 방향
    Figure 112005045661360-pat00170
    를 찾는 단계; 및
    Figure 112005045661360-pat00171
    (
    Figure 112005045661360-pat00172
    )를 만족하고,
    Figure 112005045661360-pat00173
    을 최소화하는
    Figure 112005045661360-pat00174
    를 찾는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법.
    Figure 112005045661360-pat00175
    (단,
    Figure 112005045661360-pat00176
    이고,
    Figure 112005045661360-pat00177
    임. 또한,
    Figure 112005045661360-pat00178
    이고,
    Figure 112005045661360-pat00179
    ,
    Figure 112005045661360-pat00180
    ,
    Figure 112005045661360-pat00181
    ,
    Figure 112005045661360-pat00182
    임)
  6. 서로 다른 위상을 가진 정현 신호 발생기에서 발생된 신호에 도플러 계수만큼 가중치를 두어 이를 합하여 전력을 구하는 페이딩 채널 시뮬레이션 시스템에서, 기준 모델과의 평균 자승 오차(MSE)를 최소화하기 위한, 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법을 수행할 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서,
    상기 도플러 계수를 두 그룹으로 나누어, 서로 다른 위상을 가진 정현 신호 발생기에서 발생된 신호에 가중치를 부여하되,
    (1 ~
    Figure 112005045661360-pat00183
    )범위에서의 가중치 변수와
    Figure 112005045661360-pat00184
    (
    Figure 112005045661360-pat00185
    은 전달 경로의 갯수임)에서의 가중치 변수를 상이하게 하는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
  7. 서로 다른 위상을 가진 정현 신호 발생기에서 발생된 신호에 도플러 계수만큼 가중치를 두어 이를 합하여 전력을 구하는 페이딩 채널 시뮬레이션 시스템에서, 기준 모델과의 MSE를 최소화하기 위한, 무선 통신 시스템의 페이딩 채널 시뮬레이션 방법을 수행할 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서,
    상기 도플러 계수에 각각 가중치 변수를 부여하여, MSE가 최소화되는 가중치 변수를 구하는 것
    을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
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