• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1687-1695
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• 2021

본 논문에서는 버틀러 매트릭스를 이용한 빔포밍 안테나를 설계 및 분석하였다. 제안한 빔포밍 안테나의 동작 주파수는 2.4 GHz의 ISM 대역이며, 빔포밍 안테나의 구성 요소는 1 × 4 배열 안테나 및 4 × 4 버틀러 매트릭스로 구성된다. 4 × 4 버틀러 매트릭스의 출력포트에 서로 다른 위상차를 갖는 신호가 출력되며, 신호는 1 × 4 배열 안테나의 각각의 입력포트에 공급된다. 4개의 입력포트를 갖는 빔포밍 안테나는 총 4개의 빔을 형성한다. 빔포밍 안테나의 방사패턴을 분석하기 위해 각각의 입력포트에 신호를 스위칭하여 공급하였으며, 입력포트 1 ~ 4에 대한 개별적인 분석을 진행하였다. 제안한 빔포밍 안테나는 각각의 입력포트에 따라 각각 -12°, 40°, -40°, 12° 방향에서 주 빔이 형성되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.190-194
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• 2019

본 논문에서는 위상 배열안테나 급전부를 포함한 반사판 안테나의 빔포밍 특성을 연구하였다. 제안된 안테나의 반사판의 직경, F/D, 급전부의 배열 소자수가 변함에 따라 반사판에 의해 형성되는 빔의 조향각을 계산함으로써 안테나의 빔포밍 특성을 확인하였다. 또한 실제 측정을 통해 제안된 안테나의 빔포밍 특성을 확인하기 위해 직경 1.5 m의 반사판, LPDA(Log Periodic Dipole Array) 4소자로 구성된 급전부를 이용하여 빔포밍 성능을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권6호
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• pp.689-697
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• 2016

본 논문에서는 다수의 기생소자를 사용하여 빔패턴을 제어할 수 있는 SPA(Switched Parasitic Array) 안테나를 설계 및 제작하고, 이를 실제 무선통신 시스템에 적용하여 빔포밍 기능을 구현함으로써 시스템 성능이 향상됨을 확인한다. SPA 안테나는 단일 능동 안테나와 그 주위에 다수의 기생소자들로 구성되는 안테나로서 기생소자의 스위칭을 통하여 빔패턴 제어가 가능한 안테나이다. 이러한 안테나 특성을 이용하면 기존의 다중 안테나 시스템으로 구현되는 빔포밍 기능을 SPA 안테나로 구현이 가능하다. SPA 안테나를 이용한 빔포밍 시스템은 단일 능동 안테나와 단일 RF 체인을 사용하기 때문에 저비용, 저복잡도 및 저전력의 통신 시스템을 구현할 수 있다. 본 논문에서는 SPA 안테나를 통한 빔포밍 이득을 실제 시스템 레벨에서 확인하기 위하여 기 구현된 무선통신 시스템 상에서 SPA 안테나를 적용하는 경우와 기존의 omni 안테나를 사용하는 경우에 대하여 성능 파라미터(SNR, PER, 전송속도)를 측정하여 비교 분석한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권7호
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• pp.85-92
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• 2010

본 연구에서는 무선 개인 영역망 (WPAN, wireless personal area network) 환경에서 OFDM기반 전송을 위한 빔 스위칭 기술과 시공간부호 기술을 고려한다. 특히, 빔포밍 방법과 시공간부호를 이용한 공간 다이버시티 방식 그리고 이 둘을 결합한 빔포밍 기반 시공간 부호화 방식에 대한 성능 평가를 수행한다. 빔 포밍의 경우 RF단에서 빔포밍을 수행하는 Front-end 방식만을 고려하며 따라서 미리 정해진 코드북을 이용하는 블록 빔스위칭 방식에 대한 성능평가를 수행한다. 시공간부호를 이용한 공간 다이버시티 방식의 경우, 여러 개의 안테나 중 SNR 이득이 가장 큰 2개의 안테나를 선택하여 Alamauti 방식을 적용하는 안테나 선택 시공간부호 방식을 가정하여 성능평가를 수행한다. 빔포밍 기반 시공간부호화 방식에 대해서는 전체 안테나를 인접한 두 개의 안테나 그룹으로 나누고 각각의 안테나 그룹에 대해 독립적인 빔스위칭을 적용하는 방식을 고려하며 송수신단의 대칭성을 고려하여 수신단에서도 2개의 수신 안테나 그룹만을 사용하는 시스템만을 고려한다. 이 세가지 방식에 대한 성능 평가결과 시공간 부호화를 추가로 적용할 때 추가적인 이득이 얻어질 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.1299-1305
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• 2017

본 논문에서는 다중 안테나를 사용하는 두 개의 송신단이 각각 하나의 안테나를 가지고 있는 수신단을 서비스 할때 구성되는 두 유저 간섭 채널에서 불완전한 채널 정보를 사용하는 송신단들의 빔포밍 게임을 고려한다. 빔포밍 게임에서는 송신단(i.e., 플레이어)이 자신들의 전송률(i.e., 보상)을 높이기 위해서 경쟁을 하고, 빔포밍 기법을 위해서는 완전한 채널 상황에서 최적이라고 알려진 maximum ratio transmission (MRT) 기법과 zero forcing (ZF) 빔포밍 기법을 선형으로 결합하는 기법(i.e., 전략)을 사용한다. 우리가 제안하는 게임에서는 송신단이 불완전한 채널 정보를 사용하므로, 최적의 전략을 찾더라도 그 전략이 유효하지 않을 수 있다. 본 논문에서는 불완전한 채널 정보로부터 양자화 오차의 영향을 고려한 송신단의 효율적인 빔포밍 전략을 제안한다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권7호
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• pp.3-8
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• 2014

본 논문에서는 다중 안테나 밀리미터파 시스템에서 하이브리드 빔포밍의 동작 원리를 이해하고, 피드백 에너지를 줄이기 위한 채널 추정 방식 및 하이브리드 빔포밍 방식에 대한 연구를 진행하였다. 밀리미터파 채널에서 각 경로의 에너지는 경로 이득에 의하여 결정된다는 점을 이용하여, 이를 기준으로 제한된 경로의 수를 기반으로 한 채널 피드백 방식을 제안하였다. 또한, 제한된 피드백 시스템에 적합한 하이브리드 빔포밍 방식에 대한 연구도 진행하였다. 모의실험 결과를 통하여 제안한 기법이 기존의 빔포밍 방식에 비하여 데이터 전송율 측면에서 비슷한 성능을 보이면서도 피드백 에너지를 크게 절감시키는 효과를 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권5호
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• pp.18-24
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• 2010

본 논문에서는 MIMO-OFDM 시스템에서 이중계층 (dual layer) 빕포밍 (beamforming) 기법을 제안한다. 이중계층 빔포밍 기법은 두 개 이상의 송신 및 수신 안테나를 이용하는 공간 다중화 (spatial multiplexing)에서 두 개의 스트림 (stream)을 이용하여 전송 용량을 증대시키는 기술이며, 빔포밍은 어레이 안테나에서 수신 신호의 방향을 추정하여 수신 및 송신에서 어레이 이득을 얻는 기술이다. 제안되는 기법은 MIMO-OFDM 구조에서 공간 다중화 기술을 적용해 높은 채널용량이득을 얻고, 동시에 어레이 안테나를 이용한 이득을 얻을 수 있으므로 기존에 OFDM 시스템에 공간다중화만 적용하거나, 어레이 안테나만 적용한 것에 비해, 시스템 성능을 획기적으로 높일 수가 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.29-34
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• 2017

본 논문은 다수의 사용자가 동시에 전송하는 상향링크 상황에서 밀리미터 파 시스템을 위한 하이브리드 빔포밍을 고려한다. 기존의 디지털 시스템에 비하여, 하이브리드 빔포밍은 저비용 저전력 소비의 특성을 갖는다. 각 사용자는 하나의 송신 안테나만을 사용하며, 하나의 데이터 스트림을 보내고, 기지국은 다수의 수신 안테나와 다수의 라디오 주파수 체인을 사용한다. 따라서, 하이브리드 빔포밍은 기지국 측에서만 수행된다. 각 사용자는 채널 정보를 알기 어렵고, 수신자인 기지국은 채널을 정확히 추정할 수 있다고 가정한다. 이러한 채널 가정 하에서 아웃티지가 발생할 확률이 0이 아니다. 따라서 성능 평가 지표로서, 아웃티지 확률을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 측정한다. 논문에서 고려한 하이브리드 빔포밍의 아웃티지 확률을 디지털 빔포밍의 아웃티지 확률과 비교하며, 하이브리드 빔포밍이 디지털 빔포밍의 성능에 근접할 수 있음을 보인다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.214-216
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• 2010

본 논문에서는, 다중송수신안테나 직교주파수분할다중화 (MIMO-OFDM) 시스템에서 심볼 기반 빔포밍을 위한 제한 피드백 기법을 고려하였다. 공간적 상관도가 존재하는 다중전달경로 채널에서, 심볼 기반 빔포밍을 위한 제한 피드백 기법과 코드북을 제안하였다. 모의실험 결과를 통해 제안한 기법이 낮은 복잡도를 가짐에도 불구하고 기존의 iterative 알고리즘을 기반으로 하는 심볼 기반 빔포밍을 이용한 제한 피드백 기법보다 우수한 성능을 보임을 확인하였다. 또한, 제안한 코드북이 랜덤 벡터 양자화 코드북보다 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.274-279
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• 2011

이동통신 시스템의 성능을 증가시키기 위해서 다중안테나 기술 중의 하나인 빔포밍(beamforming) 기술을 적용하고자 하는 노력들이 많이 이루어지고 있다. 이러한 빔포밍 기능을 수행하기 위해서는 여러 RF 안테나 패스간의 위상 및 진폭차를 주기적으로 보정해 주는 절차가 필요한데, 이를 RF-패스 보정절차(calibration) 라고 한다. 하지만, 현재 Mobile WiMAX 기지국에서 사용되고 있는 RF-패스 보정 방법은 중계기가 연결될 때에 문제가 발생될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 기술하고 이를 해결하기 위한 새로운 보정절차 방법을 제시한다.