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OFDM

123456789 홍길동 외 2 명 Team Project [5W] OFDM SC-FDMA1. Why OFDM 2. Principle of OFDM 4. Application System Contents Daily Plan Role Difine References 3. SC-FDMA: DFT-spread OFDMAdaily PlanRole Difine1 . Why OFDM• OFDM 은 여러 개의 저속의 부 채널을 사용하여 고속의 데이터를 동시에 병렬 전송하는 방식임 – 각 부 채널을 flat fading channel 로 만들어 줌 – ISI 및 ICI 없이 많은 데이터 전송 가능 – 효율적인 대역폭 사용이 가능함 1. OFDM 의 필요성1. OFDM 의 필요성 Conventional FDM System 과 OFDM System1.1.1 Multipath Fading 개념 ㅇ 서로 다른 경로를 따라 수신된 전파들이 여러 물체에 의한 다중 반사로 인하여 서로 상호작용을 일으켜 특정 장소에서 진폭 , 위상 , 입사각 등이 불규칙하게 요동치는 현상 1.1.2 Multipath Fading 특징 ㅇ 다중경로 페이딩은 육상 이동통신에서 나타나는 주요 특성으로 , - 이로인해 무선망의 안정성이 떨어지게 되며 통화가 끊기는 현상이 발생 - 특히 , 깊은 페이딩 (Deep Fading) 발생은 통화단절을 일으키게 된다 . 1.1 Multipath Fading1.1.3 Multipath Fading 영향 ㅇ 다중경로 페이딩의 주파수 영역에서의 영향은 , - 좁은 주파수 영역에 영향을 주는 ① 주파수 선택적 페이딩 어떤 특정 주파수대역에서 만 선택적으로 페이딩을 일으키는 현상을 말함 - 넓은 주파수 영역에 걸쳐 나타나는 ② Flat Fading 등으로 나타난다 . ㅇ 다중경로 페이딩이 시간 영역에서의 영향은 , 디지털 심볼 간 중첩으로 나타난다 . ☞ 심볼간 간섭 (ISI) : 속도와 비례 1.1 Multipath Fading1.2.2 Delay Spread 특징 ㅇ 지연확산 Fast Fading - 좁은 지역에서 이동할 때 수신 신호세기의 급격한 변동 현상 - 예 ) 주파수 선택적 페이딩 , 주파수 비선택적 페이딩 , 도플러 확산 페이딩 등 - 단말이동 또는 주변물체 이동에 따른 채널의 시변 ( 시간에 따라 변하는 시스템 ) 특성이 도플러 확산으로 나타남 1.3 Doppler Spread1.4.1 MCM 개념 ㅇ 여러 개의 주파수에 저속의 데이터를 병렬로 실어 보내는 기법 . 1.4.2 MCM 원리 ㅇ 고속의 데이터를 저속의 데이터로 쪼개어 병렬 전송하고 수신측에서는 수신된 병렬 저속 데이터들을 합쳐서 고속의 직렬 데이터로 복원한다 . Ex) 10Mbps 의 고속 데이터를 100kbps 의 저속으로 변환하고 100 개의 부반송파 주파수에 실어 병렬 전송하게 되면 , 다중 반사파에 의하여 영향 받는 신호는 10Mbps 데이터가 아닌 100kbps 데이터가 되므로 10Mbps 로 보내는 경우보다 다중반사파 문제가 1/100 로 줄어들게 된다 . 1.4 Multi-carrier Modulation Single Carrier Modulation : 주파수 한 개만 사용1.5.1 OFDM Modulation 개념 1.5 OFDM Modulation ※ 싱크함수 주파수 특성 시간 축 상의 랜덤한 디지털 파형을 푸리에 변환을 통하여 주파수 영역에서 표현 . 싱크함수의 널 (null) 위치는 심볼 주기의 역수이고 , 널은 심볼 주기 역수 값의 배수로 반복된다 . 이와 같이 널과 피크가 주기적으로 교차 반복 .2 Modulation/Demodulation 종류2. OFDM Basics (Principle of OFDM)2.1.1 Guard Interval 개념 ㅇ OFDM 기술이 고속의 데이터를 저속의 데이터로 변환하고 다수개의 부반송파로 병렬 전송하여 고속 데이터에서의 ISI 문제점을 완화하더라도 , 저속의 부반송파에서 역시 반사파에 의한 ISI 문제가 완전히 사라진 것은 아니다 . 반사파에 의한 ISI 영향을 받을 수 있는 매 심볼의 앞부분반송파간의 간섭인 ICI(Inter Carrier Interference) 가 발생하게 된다 . 2.1 Guard Interval2.2.1 Cyclic Prefix 개념 ㅇ ICI 문제점은 Guard Interval 을 DC 신호로 처리하였기 때문에 발생한 문제이므로 , 사용하지 않는 Guard Interval 구간을 DC 신호 대신에 무의미한 원래의 부반송파 주파수로 채워주면 된다 . 따라서 , Guard Interval 부분을 원래의 부반송파 주파수 신호로 채우기 위하여 아래 그림과 같이 데이터 심볼의 맨 마지막 부분을 복사하여 앞의 Guard Interval 부분에 삽입하게 되며 이를 Cyclic Prefix(CP) 라고 한다 . 2.2 Cyclic Prefix2.2.2 Cyclic Prefix 특징 ㅇ 복사된 신호는 의미를 갖지 않으며 단지 주파수 영역에서 부반송파간의 직교성을 유지하기 위한 용도로 사용된다 . Guard Interval 동안은 데이터를 전송하지 않으므로 시스템의 속도가 저하되지만 송신 전력은 사용하지 않으므로 심볼 에너지의 저하는 없게 된다 . 그러나 Guard Interval 을 비워두지 않고 CP 를 보내게 되었으니 이는 심볼 에너지 저하를 초래하게 된다 . 따라서 보통 Guard Interval 의 길이는 심볼 에너지 저하가 약 1dB 이내가 되도록 정하며 , 이는 앞서 살펴본 바와 같이 심볼 길이의 20% 정도가 된다 . 2.2 Cyclic Prefix2.3 Windowing 2.3.1 Windowing 개념 ㅇ Windowing 은 OFDM 신호파형이 시간적으로 급격히 변화하지 않도록 하여 대역 외의 스펙트럼을 억압하기 위해 사용된다 . 일반적으로 사용되는 윈도우 형태는 raised cosine window 이다 . ㅇ 원인 –OFDM 심볼 간의 급격한 phase 변화로 인해서 , out-of-band spectrum 의 side-lobe 이 큰 sinc function 형태로 감소2.3 Windowing 2.3.2 Windo이 커지는 단점이 있다 . FFT 포인트 수가 증가할수록 , 즉 부반송파의 개수가 증가할수록 OFDM 시스템의 PAPR 이 증가하는 것을 확인할 수 있다 . 피크전력을 감소시키기 위한 여러 가지 기법들이 제안되고 있다 . 그 종류로는 Clipping 기법 , 윈도우 기법 등이 있다 . Clipping 기법은 출력의 크기를 제한하여 피크 레벨을 잘라내어 PAPR 을 감소하는 방법이다 . 증가2.5 OFDM System Design 2.5.1 OFDM System Design 시 고려사항 ㅇ OFDM system requirements – 사용 가능한 대역폭 (Available bandwidth) – 요구되는 데이터 전송률 (Required bit rate) – 채널의 전파 지연 확산 (Tolerable delay spread) – 도플러 확산 (Doppler spread) ㅇ OFDM system design parameters – 부 채널의 수 ( ) – 보호 구간 ( ) – OFDM 1- 프레임 구간 ( ) – 부 채널간의 주파수 간격 ( ) – 부 채널의 변조 방식 – 오류 정정 방식2.5 OFDM System Design 2.5.2 OFDM System Design 파라미터 설정 ㅇ 보호구간 ( ) - 채널의 delay spread 에 의해서 결정 ( delay spread 의 2~4 배 ) ㅇ OFDM 1- 프레임 구간 ( ) - 보호 구간에 의해서 야기된 SNR 손실을 최소화 하기 위해서 , 보호 구간보다 훨씬 크게 OFDM 프레임 구간을 정함 - OFDM 프레임 구간은 보호 구간의 최소한 5 배 이상이 되도록 설계함 ㅇ 부 채널간의 주파수 간격 ( )2.5 OFDM System Design 2.5.3 OFDM System Design 예제 ㅇ 시스템 요구 사항 – 보호 구간 : = 4 Х delay spread = 800 ns –FFT 구간 : T= 5 Х = 4μs –OFDM 1- 프레임 구간 : = 4.8 μs – 부 채널간의 주파수 간격 : = Time Synchronization 의 모든 OFDM 시스템은 Packet 또는 Frame 형태로 정보를 처리한다 .2.6 Synchronization 2.6.2 Synchronization 종류 ① Symbol Synchronization  Non-data-aided Method (Maximum likelihood, BPSK-OFDM case) Symbol Synchronization refers to the task of finding the precise moment of when individual OFDM symbols start and end. ② Frequency Synchronization  Non-data-aided Method (Via oversampling)  Data-aided Method (Special training-symbol-block) Let the transmitted signal be sn , then the complex baseband model of the passband signal yn is Then the received complex baseband signal rn is ③ Joint Symbol and Frequency Synchronization  Non-data-aided Method (Exploiting second-order cyclostationarity )2.7 OFDM-Based Multiple 2.7.1 OFDM-Based Multiple 개념 ㅇ OFDM 은 스펙트럼 효울 멀티플랭싱 기술 모든 사용자는 기지국에서 멀티플랙스되어 있기 때문에 항상 오쏘고날하다 . 만약 모바일이 다운링크에 synchronisation 를 잃는다면 그 사용자의 연결만 안되고 다른 사용자는 사용 가능하다 . [ 예시 ] • High performance modem for copper wire, twisted pair (ADSL and VDSL). • High quality audio broadcasting.ow}

공학/기술| 2011.09.16| 37페이지| 2,000원| 조회(292)

OFDM, Multipath Fading, Delay Spread, Guard..

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A+받은 자료입니다.테이블 주문계산은 물론, 고객관리, 예약관리, 통계관리까지 갖추고 있습니다.한학기동안 열심히 만들었습니다.실제 카페에서도 사용할 수 있습니다.

프로그램소스| 2010.11.10| 5,000원| 조회(1,163)

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프로그램소스| 2010.10.07| 5,000원| 조회(1,518)

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Data Communications and Networking solution Fourth Edition(Chapter14)

{14장 연습문제1. 어떻게 SFD필드로부터 프리앰블 필드를 구별하는가?프리앰블은 56bit를 포함하고, 패넣은 오직 경보와 타이밍 펄스만을 제공한다.프리앰블은 실제로는 물리층에서 추가됐고, 공식적으로 프레임의 일부분은 아니다.2. NIC의 용도는 무엇인가?NIC는 지국 내부에 설치되어 있고, 6byte의 물리적 주소를 지국에게 제공한다.3. 송수신기의 용도는 무엇인가?송수신기는 송신기와 수신기이다. 이것은 매체를 통해 신호를 전송하고 매체를 통해 신호를 받는다. 또한 충돌을 감지한다. 또한 내부 또는 외부에 설치할 수 있다.4. 멀티캐스트 주소와 브로드캐스트 주소의 차이점은 무엇인가?멀티캐스트 주소는 주소 그룹 하나로 정의하며,브로드캐스트 주소는 수신자는 네트워크에 있는 모든 지국들이다.5. 브리지를 사용하여 이더넷 LAN을 분리하는 것은 어떤 장점이 있는가?브리지는 이더넷 LAN에서 대역폭을 증가시킬 수 있고, 충돌 영역을 분리할 수 있다.6. 스위치와 브리지 사이의 관계는 무엇인가?2계층 스위치는 패킷을 좀 더 빠르게 다룰 수 있는 정교함이 더해진 N-포트 브리지이다.7. 전이중 양방향 이더넷 LAN에서 왜 CSMA/CD가 불필요한가?각 지국이 두 개의 분리된 링크를 통해 스위치에 연결되어, 각 지국이나 스위치는 충돌에 대한걱정없이 독립적으로 송신과 수신을 할 수 있기 때문에 CSMA/CD가 불필요하다.8. 전통적 이더넷, 고속 이더넷, 기가비트 이더넷의 데이터 전송률을 비교하시오.전통적 이더넷 : 10Mbps , 고속 이더넷 : 100Mbps , 기가비트 이더넷 : 1000Mbps9. 전통적 이더넷의 일반적인 구현에는 어떤 것들이 있는가?전통적인 이더넷의 일반적인 구현은 10Base5 , 10Base2 , 10-Base-T와 10Base-FL 이다.10. 고속 이더넷의 일반적인 구현에는 어떤 것들이 있는가?고속 이더넷의 일반적인 구현은 100Base-TX, 100Base-FX, and 100Base-T4 이다.11. 기가비트 이더넷의 일반적인 구현에는 어떤 것들이 있는가?기가비트 이더넷의 일반적인 구현은 1000Base-SX, 1000Base-LX, and 1000Base-T 이다.12. 자동협상의 용도는 무엇인가?고속 이더넷에서 자동협상은 두 장치가 모드나 동작 데이터율을 협상하는 것을 허용한다.13. 전통적 이더넷에서 PLS 부계층과 고속 이더넷에서 조정 부계층을 비교하시오고속 이더넷에서 조정 부계층은 10-Mbps 이더넷의 PLS 부계층을 대신한다.PLS에 의해 수행되었던 부호화와 복호화는 고속 이더넷 부호화가 매체에 종속적이기 때문에송수신기로이동되었다. 조정 부계층은 남아있는 모든 것에 대해 책임이 있으며,특히 4bit 형식의 데이터를 MIIdp 전달하는 책임이 있다.14. 기가비트 이더넷에서 GMII는 무엇인가?기가비트 이더넷의 GMII는 조정 부계층이 PHY 부계층(송수신기)에 어떻게 연결되었는지를정의하는 사양이다.15. LAN은 인터넷 모델 계층의 어느 계층들과 관계가 있는가?물리층 과 데이터 링크층에 관계가 있다.16. 이더넷 주소 01011010 00010001 01010101 00*************0 00001111은 16진수로 표현하면다음 중 어느 것인가? d. 5A-11-55-18-AA-0F17. 인터넷 목적지 주소가 07-01-02-03-04-05이면 다음 중 어떤 주소인가?b. 멀티캐스트18. 인터넷 목적지 주소가 08-07-06-05-44-33이면 이것은 다음 중 어떤 주소인가?a. 유니캐스트19. 다음 중 이더넷 발신지 주소가 될 수 없는 것은?d. 8B-32-21-21-4D-3420. 다음 중 이더넷 유니캐스트 수신지 주소가 될 수 없는 것은?a. 43-7B-6C-DE-10-0021. 다음 중 이더넷 멀티캐스트 수신지 주소가 될 수 없는 것은?c. 7C-56-21-1A-DE-F422. 10개의 지국을 가진 이더넷 LAN에서 각 지국의 유효 평균 데이터율이 2Mbps라면 몇 포트의브리지가 사용되는가? c. 523. 4포트의 브리지를 사용하는 이더넷 LAN은 몇 개의 지국을 가지는가?각 지국의 효율적인 평균 데이터율은 1.25Mbps이다. a. 3224. 40개의 지국들이 이더넷 LAN에 있다. 10포트의 브리지가 이 LAN을 분리하고 있다.각 지국의 효율적인 유효 평균 데이터율은 얼마인가? c. 2.5Mbps25. 80개의 지국을 가진 전통적 이더넷이 4개의 충돌 영역으로 분리되어 있다.이것은 최대 몇 개의 지국이 동시에 매체 접속에 경쟁함을 의미하는가? d. 2026. 4B/5B 블록 부호화에서 효율성은 얼마인가?d. 80%27. 반이중 양방향 기가비트 이더넷이 46바이트의 데이터를 전송한다면 프레임의 효율성은얼마인가? b. 70% (거의 72%)28. 다음 중에 4선 기가비트 이더넷 구현은 어느 것인가?d. 1000Base-T29. 8B/10B 부호화의 효율성은 얼마인가?d. 80%30. 이더넷 프레임의 평균크기는 얼마인가?(64+1518)/2=791bytes31. 가장 작은 이더넷 프레임의 전체 패킷에 대한 유효 데이터의 비율은 얼마인가?가장작은: 46/64=71.87%, 가장 큰: 1500/1518=98.81% 평균=85.34%32. 이더넷 프레임이 최소 데이터 크기를 가져야만 하는 이유는 무엇인가?전체 프레임을 전송하기 전에 이더넷 프레임은 최소의 데이터를 전송하여 목적지에서의 충돌을 방지한다.33. 2500m 길이의 10Base5 케이블이 있다. 굵은 동축 케이블의 전파 속도가 200,000,000m/s라면한 비트가 네트워크의 처음에서 끝까지 이동하는데 얼마나 오래 걸리는가?장비에서의 전파지연은 무시한다.2500m / 200,000,000mps = 12.5㎲34. 10Base5의 데이터율은 10Mbps이다. 가장 작은 프레임을 만들 때 얼마나 오래 걸리는가? 계산 계산 과정을 보이시오.최소 프레임 = 64byte64byte * 8bit/byte = 512bit데이터 전송속도가 10초당 메가비트라면, 512bit 만들어짐.512bit / 10,000,000bit/s = 51.2㎲35. 이더넷 MAC 부계층이 42바이트의 데이터를 LLC 부계층으로부터 받았다면 얼마나 많은패딩 바이트가 이 데이터에 더해져야 하는가?46 - 42 = 436. 이더넷 MAC 부계층에서 1510바이트의 데이터를 LLC로부터 수신했다.이 데이터는 하나의 프레임으로 캡슐화 될 수 있는가? 만약 아니라면 얼마나 많은 프레임이전송하는데 필요한가? 각 프레임에서 데이터의 크기는 얼마인가?하나의 프레임으로 될 수 없다. 2개의 프레임으로 전송된다.

공학/기술| 2010.03.25| 3페이지| 1,000원| 조회(337)

솔루션, 데이터통신, 네트워킹, 4판

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Data Communications and Networking solution Fourth Edition(Chapter1)

{1장 서론 연습문제1. 데이터통신 시스템의 다섯 가지 구성요소는 무엇인가?메시지, 송신자, 수신자, 매체, 프로토콜2.분산처리의 이점은 무엇인가?1보안/캡슐화(Security/encapsulation)-시스템 설계자는 전체 시스템을 이용하는 사용자에 대해 대화의 내용을 제한할 수 있다(예 : ATM(Automated Teller Machine))2분산 데이터베이스(Distributed databases)-하나의 시스템이 전체 데이터베이스를 위한 저장 공간을 제공할 필요는 없다3신속한 문제 해결(Faster problem solving)-한 문제에 대해 여러 대의 컴퓨터가 동시에 수행하게 되면 한대의 컴퓨터가 처리하는 것보다훨씬 빠르게 할 수 있다4중복성을 통한 안전(Security through redundancy)-같은 시간에 같은 프로그램을 여러 대의 컴퓨터에 실행하게 되면중복성을 통하여 보안을 제공할 수 있다5공동 작업(Collaborative processing)-여러 대의 컴퓨터와 여러 사용자가 임무를 수행하기 위해 서로 대화할 수 있다(예 : MUD게임)3. 효과적이고 효율적인 네트워크를 위해 필요한 세 가지 기준은 무엇인가?성능, 신뢰성, 보안4. 점대점 연결에 비해 다중점 연결의 장점은 무엇인가?설치가 쉬움, 낮은 비용, 회선의 공간적으로 또는 시간적으로 공유 가능5. 회선 구성의 두 가지 형태는 무엇인가?점대점, 다중점6. 4개의 기본 네트워크 접속형태를 회선 구성에 따라 열거하시오.1그물형-모든 장치는 다른 장치에 대해 전용의 점대점 링크를 가진다2스타형-중앙제어장치(허블)를 이용하여 각 장치들을 상호 연결한다3버스형-하나의 긴 케이블(공유매체)에 모든 장치를 연결한다4링형-링구조로 각 장치는 자신의 양쪽에 있는 장치와 전용으로 점대점 회선구성을 가진다7. 반이중 방식과 전이중 방식의 차이는 무엇인가?1반이중: 한 장치가 송신하면 다른 장치는 수신만 할 수 있다2전이중: 두 장치가 동시에 양 방향으로 송신과 수신을 할 수 있다.8. 4개의 기본 접속형태를 열거하고 각 방식의 장점을 기술하시오.1그물형-항상 원하는 자료를 상대방에 전송 가능-안정성이 높다(한 링크가 고장이 나더라도 다른 다른 링크사용 가능)-비밀유지와 보안이 우수2스타형-그물형 접속형태 보다 비용이 적게 든다-각 장치는 다른 장치와 연결하기 위해 1개의 링크와 1개의 I/O 포트만 필요-설치와 재구성이 용이3버스형-설치하기가 쉽다, -적은 양의 케이블 사용4링형-설치와 재구성이 쉽다, -접속상태에서 결함 분리가 간단*참고(단점)1그물형-모든 장치가 다른 장치와 연결되어야 하기 때문에 설치와 재구성이 어렵다-케이블의 양이 많고 비용이 많이 든다2스타형-3버스형-재구성이나 결함분리가 어렵다-버스 케이블의 결함이나 파손은 모든 전송을 중단하게 한다4링형-링의 결함은 전체 네트워크를 사용할 수 없게 한다(2중 링 사용)10.통신시스템을 LAN,MAN 그리고 WAN으로 결정짓는 요소들은 무엇인가?규모, 소유자, 거리, 물리적 구조에 따라 결정됨12.왜 프로토콜이 필요한가?자료를 주고 받을때, 서로 주고 받은 자료에 대한 확인절차를 밟지 않는다면,중간에 자료가 유실되거나 변질되어서 엉뚱한 자료가 전달될 수 있다.그래서 보내는 쪽과 받는 쪽은 특정한 약속을 미리 정해서 정말 제대로 자료가 송수신 되었는지확인해야 하는데, 이런 송수신 방법과 확인 방법 등을 담은 약속이 프로토콜이다14.메시지가 따라가는 물리적 경로를 무엇이라 하는가?b 스타형16.고장의 빈도수와 고장의 복구시간은 네트워크에서 무엇의 척도가 되는가?b 신뢰성18.중앙제어장치나 허브가 필요한 접속형태는 무엇인가?b 스타형20.컴퓨터와 자판사이의 전송방식은 무엇인가?a 단방향22.TV방송은 어떤 전송방식의 예인가?a 단방향24.3개 이상의 장치가 하나의 링크를 공유할 수 있는 회선 구성은 무엇인가?b 다중점26.케이블이 고장났을때 모든 전송이 멈추는 접속형태는 무엇인가?b 버스형28.그물형 접속형태에 6개의 장치가 배치되어 있다고 가정하자.얼마나 많은 케이블이 필요하며, 각 장치마다 필요한 포트수는 얼마인가?케이블 = n(n-1)/2 = 6(6-1)/2 = 15개포트수 = (n-1) = (6-1) = 5개30.1개의 스타형 중추와 2개의 링형 네트워크를 가진 혼합협 접속형태를 그리시오32.2개의 링형 중추가 연결된 1개의 버스형 중추를 가진 혼합형 접속형태를 그리시오각각의 링형 중추는 3개의 스타형 네트워크와 연결된다34.ISO에 의해 정의된 표준을 세가지 찾으시오ISO 8877 : Interface for S and T reference points in ISDNISO 3309 : HDLC frame structureISO 8028 : X.25 packet level protocol for the DTE35.ITU-T에 의해 정의된 표준을 세가지 찾으시오

공학/기술| 2010.03.25| 4페이지| 1,000원| 조회(474)

솔루션, 데이터통신, 네트워킹, 4판

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