본 논문에서는 ATSC 3.0 시스템의 $2{\times}2$ multiple-input multiple-output (MIMO) 송수신기 구조를 설계하고 성능을 분석한다. ATSC 3.0 시스템의 MIMO 방식은 송신기에서 입력 스트림의 역다중화 (demultiplexing) 및 프리코딩 (precoding)을 통하여 공간 다이버시티 (spatial diversity) 및 공간 다중화 (spatial multiplexing) 이득을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 ATSC 3.0 MIMO 시스템의 프리코더를 이용한 송수신기 구조를 제시하고 전산 실험을 통하여 성능 결과를 제시한다.
본 논문에서는 RF 송수신 시스템 칩 내부의 저잡음증폭기(LNA)와 전체 송수신기 시스템 테스트에 효과적인 새로운 루프백(Loopback) BIST 구조를 제안한다. 제안하는 테스트기법은 외부 테스트장비(Automatic Test Equipment)를 사용하는 기존의 테스트기법과 달리 테스트 모드에서 칩에 내장된 베이스밴드 프로세서를 테스터로 사용하므로써 테스트인가와 테스트평가등을 효율적으로 수행할 수 있는 장점을 갖는다. 높은 주파수의 테스트 출력신호는 낮은 주파수로 변환하여 베이스밴드 프로세서에서 평가하게 됨으로써 테스트용이도가 향상될 수 있다. 제안하는 테스트기법은 ATE와 같은 외부테스트장비의 필요를 최소화하고 테스트 시간과 비용을 줄여 결과적으로 칩 제조비용의 절감을 가능하게 해준다.
본 논문은 SFF/SFP 광 송수신기에 사용되는 TO-38 패키지의 대역폭 향상을 위해 여러 구조적 변수를 변화시켜 최적화하여 3dB대역폭의 성능향상을 제안하였다. 먼저 실험을 통해 PIN PD 칩에 인가된 바이어스에 따른 캐패시턴스 값을 구하였으며 TO-can 패키지의 주파수 응답을 측정하여 3.5GHz의 3dB 대역폭을 얻었다. 또한 3차원 시뮬레이션으로 측정치와의 주파수 응답 특성의 일치를 재확인하였다. 더 나은 주파수 응답을 얻기 위해 TO-can 패키지 여러 물리적 구조 변수를 변화시켜 최적화시킨 TO-38 패키지는 3dB대역폭 15GHz의 아주 우수한 성능향상을 보였으며 이는 10Gbps대의 bit rate 성능을 만족할 수 있는 SFF/SFP 광 송수신기 모듈에 적용이 가능하다.
TV 대역 White Space 송수신기에서 스펙트럼 센싱을 위한 RF 에너지 검출기 구조를 제안하였다. 제안된 에너지 검출기는 RF 능동 필터 구조에 기반하며, RF 저잡음 증폭기에 고역통과필터를 포함하는 피드포워드 루프를 추가함으로써 원하는 RF 주파수 성분만 통과시키고 그 외의 대역은 감쇄시키는 동작을 수행한다. 본 연구에서는 기존의 구조가 갖는 단점인 단측파 대역만 억압할 수 있는 문제를 해결하고자 양측파 대역을 동시에 억압할 수 있는 새로운 구조를 제안하였고, 간단한 시스템 모델링을 통해 구성요소의 Non-ideality에 의한 RF 에너지 검출기 성능에 대한 영향을 평가하였다. 또한, 시스템 시뮬레이션을 통해 양측파대역이 효과적으로 감쇄되어 RF 에너지 검출기로서 동작할 수 있음을 보였다.
최근 FTTH (Fiber-To-The-Home) 구현을 위한 수동형 광 가입자망 (PON, Passive Optical Network)에 대한 연구가 매우 활발하게 진행되고 있다. PON 구성에 있어, 버스트-모드 광송수신기는 핵심이 되는 모듈이다. 본 논문에서는 상용화된 칩을 이용하여 155.52Mps급 버스트 모드 광송수신기 모듈 시제품을 제작하고 성능을 측정한다. 또한, 버스트-모드 광 클록 재생의 새로운 방법을 제안하고, CPLD(Complex Programmable Logic Device)를 이용하여 구현 한 다음, 제작된 모듈 시제품에 연동하여 성능을 비교하였다.
음성 통신과는 달리 데이타 신호전송은 불규칙하게 순간적으로 발생하는 선로장애에 크게 영향을 받는다. 이런 장애로 인해 때로는 송수신기 사이의 동기를 잃게되어, 강제적으로 재 동기시키지 않는한. 회복이 스스로 되지 못한다. 따라서 이러한 순간적인 장애에 의한 동기 손실에 적절히 대처하기 위해 데이타통신 장비에 효율적인 검출기가 필요된다. 본 논문에서는 부속데이타 채녈이 주데이타 채널에 같이 통합되어있는 데이타 송수신기에 적당한 검출기를 설계하였다. 검출용 신호를 원래의 부속채널 데이타와 함께섞어 기존 채널의 운영에 영향이 없게 부속채널을 통해 보낸다. 데이타 전송중에 계속해서 동작하도록, 변형된 up/down 카운터를 이용한 검출방식을 사용한다. 설계된 검출기의 성능이 수학적으로 분석되었다.
본 논문에서, 63_88MHz 밴드폭에서 25MHz 채널 스페이싱을 갖는 1023 채널과 100 hops/sec 호핑율을 가진 주파수 호핑 송수신기에 적용할 수 있는 고속 동기 회로를 수행했다. 동기과정(초기 동기와 트래킹)은 두 스텝으로 구성된다. Short hopping frequencies, synchronization prefix에 정합된 두개의 채널 수동 correlators를 사용한 변황된 정합 필터는 초기동기를 위해 제시되었다. 초기 동기의 확률을 증가 시키기 위해 prefix는 반복적으로 전송된다. correlator의 출력은 동기 결정회로로 보내지고 코드 시작 시간은 동기 결정회로에 대해서 알아낸다. 변형된 정합 필터 방법은 하드웨어의 복잡성을 줄이고 코드 획득을 빠르게 얻는 것은 가능하게 했다. 쿨럭 회복 회로는 tracking을 위해 PN코드를 발생했다.
본 논문에서는 능동 배열 레이더 시스템에 적용 가능한 S-band, $\bigcirc$ kW급 반도체형 송수신기의 설계 및 제작측정에 관해서 소개하였다. 이득 63 dB, 최장 펄스 폭 200 usec, 최대 duty 10 %, 펄스간 안정도 63 dB의 송신 특성을 가지며, 이득 23 dB, 잡음 지수 3.2 dB의 수신 특성을 갖는다. 펄스간 안정도 분석을 위해 펄스 네트워크 분석기를 수신 모드로 사용하여 별도의 실험 셋업을 구성하였다. 측정 결과, 제시된 특성을 모두 만족하는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 SCM과 WDM방식의 아날로그 광 전송기술을 기반으로 IMT-2000 및 PCS 양 무선주파 수대역 전송에 사용 가능한 광 송수신기의 구조를 제안하고 이의 제작에 관련된 여러 파라미터들을 분석하였다. 특히 송신부의 고주파 신호와 LD사이의 임피던스 정합회로는 시뮬레이션을 통해 최적의 성능을 도출 하는 방법을 제안하였고, 또한 1.7GHz∼2.25GHz 대역에서 광 링크의 gain이 0dB일 때, 광 링크의 gain flatness 및 noise floor가 각각 ±1.5dB 및 -130dBm인 결과를 얻었다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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