cyclic prefix에 대한 C언어 소스분석

소개글

cyclic prefix에 대한 C언어 소스분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 소스분석

2. 실험결과

■ OFDM 이론

본문내용

주는 것이 필요하다.
2-13. XR-512
① XR-512
▶ 윗 부분의 OFDM 신호의 real 부분의 size가 256으로 256개의 subcarrier를 사용하였 다면, 이번에는 size를 512 로하여 subcarrier를 512개로 사용하였다. 256개의 sucarrier 를 사용한 것과 비슷한 파형을 볼 수 있으며, subcaarier의 수가 많기 때문에 전송량은 같으나 고속 데이터에서 더 저속 데이터로 전송하여 multi-path fading에는 강하나, 그 만큼 subcarrier간의 직교성을 보장해 주어야 하므로 CP의 삽입이 더 정교해 져야 할지 않을까 생각해 보았다.
② cyclic_prefix XR-512 symbol 종단부분 10개 copy
▶ 512의 size에도 CP를 삽입하여, 기존의 XR에 비해서 좀 더 굴곡이 있는 것을 볼 수 있으며, 더 주기적인 신호가 되었음을 알 수 있다. 여기서 CP의 길이를 30으로 해 주었을 때 오히려 신호의 주기적인 특성이 감소하는 것을 그래프를 통해 확인해 보았 다.
2.14 XI-512
① XI-512
▶subcarrier를 512로 했을때 OFDM신호의 imag부분의 신호를 그래프로 나타낸것이다.
② cyclic_prefix XR-512 symbol 종단부분 10개 copy
▶ 신호의 앞부분에 종단부분 10개에 해당하는 CP를 넣었더니 처음 초기치가 음수 부분 으로 떨어지고 짧은 샘플 구간에 신호의 크기차가 굉장히 커서 신호 성분이 더 안 좋아 지는 것을 볼 수 있었다. 주기적인 특성이 감소한는 것을 볼 수 있었다.
2.21 OFDM symbol
① OFDM , size=256
▶ OFDM신호는 기존의 data신호를 real과 imag부분으로 나누고, 이것을 각각 dft 하여
XR과 XI부분을 만든다. XR과 XI는 OFDM신호의 real 부분과 imag부분으므로 실제로 전송하는 OFDM신호를 생성하기 위해서는 real 값과 imag값이 함께 전송되어야 하므로, 두 값들을 제곱하여 더한 다음 제곱근의 형태로 하여 신호의 크기값을 전송한다.
② CP_OFDM (256,10)
▶ 기존의 OFDM신호를 보면 초기치에서 고주파 성분을 생성하는 것을 볼 수 있는데, 이것 은 종단 부분의 10개를 copy하여 신호의 앞부분에 넣어주어(CP) 짧은 범위에서 신호의 크기가 크게 변화하는 성질을 없애고, 주기적인 신호처럼 보인게 만들었다.
③ OFDM , size=512
▶size를 512로 한 것으로 256으로 한 것과 비슷한 파형을 가지고 있다.
size가 256인 것과 마찬가지로 신호의 초기성분이 고주파적인 성질을 가지고 있어서
주기적인 신호의 특성이 감소하여 ICI에 민감할 것으로 예상된다.
④ CP_OFDM (512, 10)
▶ CP가 없는 OFDM신호가 주기적인 특성이 감소함으로 CP를 삽입하여,
주기적인 특성을 더해 주었고, size가 256일때의 CP에 비해서 신호의 처음부분의 값이
높아져 더 주기적인 신호처럼 보인다.
※ 실험시간의 그래프 비교
① XR-256
② XR-512
③ XI-256
④ XI-512
▶ C를 이용하여 얻은 데이터로는 size가 256인 것과 512인 것의 차이점을 잘 확인 할 수 없었으나, 실험 시간에 DSP를 이용하여 얻은 데이터의 그래프에서는 신호파형이 다르다는 것을 확인 할 수 있었다.
즉, 512개의 subcarrier를 사용한 OFDM신호가 256개의 subcarrier 신호보다 신호의 크기(전력)이 2배정도 작고, 길이는 마치 2가량 늘여놓은 듯한 파형을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
■ OFDM 이론
인터넷을 통한 비디오, 음성, 데이터 통신의 놀라운 성장과 함께 이동 전화가 급속하게 보급됨으로써 이동 멀티미디어 서비스에 대한 기대가 크게 증가하게 되었다. 이에 따라 초고속 전송률을 필요로 하는 응용분야가 점차 증가하고 있다. 이와 같은 높은 데이터 전송률을 지원하면서, 여기에서 발생하는 무선 채널에 의한 왜곡을 효과적으로 극복하기 위해서는 변조 방식을 신중히 선택해야 한다. 현재 고속 데이터 전송에 가장 적합한 변조 방식으로 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM) 방식이 가장 유력하게 검토되고 있다. OFDM 방식은 무선채널에서 고속으로 데이터 전송을 하고자 할 경우 다중경로에 의해 발생하는 심각한 주파수 선택적 페이딩 채널에 쉽게 대처할 수 있는 장점이 있다.
OFDM의 기본원리는 여러 개의 반송파를 사용하는 다수반송파 전송의 일종으로 고속의 전송률을 갖는 데이터 스트림을 다수의 부반송파를 사용하여 동시에 전송하게 된다. 이는 심볼구간(symbol duration)을 증가시키고 그와 동시에 각 부반송파는 협대역 신호가 되어 주파수 선택적 페이딩 채널에 대해 강건해진다. 그리고 OFDM의 중요한 특징은 기존의 다수 반송파 전송 시스템에서는 전체 신호 주파수 대역을 중첩되지 않은 N개의 부채널로 할당하는 반면에 OFDM방식은 반송파를 적절히 배치함으로써 사이드 밴드의 중첩을 허용한 다는 것이다. 그러나 중첩된 다수 반송파들의 상호간섭을 받지 않도록 하기 우해서는 반송파들 사이에 직교성이 보장되어야 한다.
OFDM 방식은 입력 데이터스트림을 Ns개의 부반송파로 나누어 심볼구간을 Ns배 증가시킴으로써 ISI(Inter Symbol Interference)에 따른 영향을 감소시킨다. 하지만 ISI를 좀 더 완벽하게 제거하기 우해 보호구간(guard time)이 각 OFDM 심볼에 삽입된다. 보호구간은 최대 지연확산보다 길게 선택하여 이전 심볼로부터의 다중경로 성분이 현재 심볼에 간섭을 주지 않도록 한다. 보호구간을 신호를 전혀 포함하지 안흔 sqls 구간으로 둘 수도 있지만, 이 경우에는 ICI(Inter Channel Interference)가 발행하는 문제가 있다. 이는 부반송파 사이의 직교성에 영향을 미치게 되므로 OFDM 심볼은 ICI에 따른 직교성 파괴를 방지하기 위해 보호구간에 OFDM 심볼의 마지막 일정부분을 복사하여 삽입한다. 이를 Cyclic Prefix(CP)라 한다.

키워드

cyclic,   prefix,   C언어,   소스분석,   사이클릭,   프리픽스