• 제목/요약/키워드: 적응 안테나

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무선랜 시스템을 위한 적응형 빔포밍 시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Adaptive Beam-forming System for Wi-Fi Systems)

  • 오주현;곽경훈;오영석;조성민;오혁준
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권9호
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    • pp.2109-2116
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    • 2014
  • 본 논문은 무선랜 시스템에서 성능 향상을 위해, 안테나 빔을 전 방향으로 방사하는 기존의 방법과는 달리, 접속한 단말이 존재하는 방향으로만 안테나 빔을 방사하는 빔포밍 시스템을 설계 및 구현하였다. 해당 시스템은 패치형 배열 안테나를 통해 통신을 하며, DSP(Digital Signal Processor)에서 패킷 타입과 단말의 정보를 퀄컴사의 상용 칩으로부터 제공받아 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 전송하는 방식으로 동작한다. DSP와 FPGA의 통신 방식은 데이터 송수신시 생기는 지연을 최소화하기 위해 PCI express(Peripheral Component Interconnect express)를 사용하였다. 단말 고유의 MAC(Media Access Control) 주소를 FPGA에서 저장하고 데이터베이스화함으로써 단말들의 위치를 관리할 수 있도록 하였다. 따라서 해당하는 단말로 패킷을 전송할 때, 추정한 위치로 빔을 방사하여 T/P(throughput)를 높일 수 있다. 단말의 위치는 패치형 배열 안테나를 통해 수신한 단말의 SINR(Signal to Interface plus Noise Ratio)을 프리앰블 구간에서 극대화하는 알고리즘을 사용하여 추정하였다. 제안하는 빔포밍 시스템을 Verilog HDL(Hardware Description Language)을 이용하여 FPGA와 퀄컴사의 상용 칩과 연동하여 구현하였으며 실제 운용 환경에서 시험을 통해 구현된 장비가 일반 AP(Access Point) 보다 더 높은 성능을 보이며 통신하는 것을 확인하였다.

적응 간섭 제거 시스템을 위한 상관도를 적용한 적응적 궤환 간섭 제거 알고리즘 (Adaptive Feedback Interference Cancellation Algorithm Using Correlations for Adaptive Interference Cancellation System)

  • 한용식;양운근
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.427-432
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    • 2010
  • 셀룰러 시스템에서의 음영 지역 해소 및 전송 용량 증대를 위해 중계기의 중요성은 계속적으로 증가하고 있다. 그러나 RF 중계기는 중계된 전송 신호의 일부가 궤환되어 다시 수신 안테나에 수신되는 궤환 간섭 신호가 발생한다. 이런 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 RF 중계기의 성능 개선을 위해 상관도를 적용한 Sign-Sign LMS(Least Mean Square)를 제안하였다. 기존 알고리즘의 제곱된 에러를 최소화하기 위해 가중치 벡터는 입력 신호와 오차 신호의 부호에 취하고, 이를 활용하여 갱신된다. 제안된 간섭 제거기는 기존 방식과 비교하여 MSE(Mean Square Error) 측면에서 최대 10 dB의 성능 이득을 가진다.

저 SNR을 갖는 채널에서 효율적인 인식 알고리즘 (An Efficient Identification Algorithm in a Low SNR Channel)

  • 황지원;조주필
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.790-796
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    • 2014
  • 통신채널의 인식문제는 현재 이론적 부분과 실제 관점 부분의 문제점을 가지고 있다. 최근에 이 문제를 해결키 위해 제안된 기법들은 안테나 구조와 시간 오버샘플링에 의해 유도된 다이버시티를 이용하고 있다. 이 방법은 선형 제한조건을 가진 적응필터를 이용하고 있다. 본 논문에서는 값 분할에 근거한 기법이 제안되었다. 수신신호 상관행렬의 최소 단일값에 의한 단일벡터는 채널 임펄스 응답을 포함하며 상기 문제를 해결키 위한 적응 알고리즘을 보인다. 제안된 기법은 기존 기법의 성능보다 우수함을 알 수 있다.

FDD Massive MIMO 시스템에서의 적응 채널 추정 기법 (Adaptive Channel Estimation Techniques for FDD Massive MIMO Systems)

  • 정진주;한용희;이정우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권7호
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    • pp.1239-1247
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    • 2015
  • Frequency-division duplex (FDD) massive multiple-input multiple-output (MIMO) 시스템에서 하향 링크 채널 추정의 계산 복잡도는 기지국의 안테나 개수와 비례한다. 그러므로 이러한 시스템에서의 효율적인 채널 추정 방식이 연구 될 필요가 있다. 본 논문에서는 채널이 시간적, 공간적 상관관계를 가지는 모델에서 Kalman 필터와 least mean square (LMS) 등과 같은 적응 신호처리 기법을 이용한 채널 추정 방식을 제안한다.

전파 적응형 900MHz 수동형 RFID 태그 설계 및 구현 (Design and Implementation of the Electromagnetic Adaptive RFID Tag in 900MHz)

  • 손형도;강승찬
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.1141-1146
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    • 2011
  • 본 논문에서는 열약한 전파 환경에서 동작하는 전파 적응형 900MHz 수동형 RFID 태그를 설계하고 구현하였다. 수동형 태그의 크기는 $102mm{\times}102mm{\times}9mm$이며, 동작주파수는 908~914MHz이고 인식거리는 5.1m이다. 본 논문에서 구현한 수동형 RFID 태그는 내열성 내방수성 내충격성의 특징을 가지고 있어서 특히 자동차관리를 위한 매립형과 같은 열악한 환경에서 우수한 성능을 보인다.

선박 간 ad-hoc 통신 시스템에서 육상국용 적응 섹터 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of an Adaptive Sector System for Terrestrial Station in Ad-hoc Communication System Between Vessels)

  • 이형범;김승근;김준호;김민상;고학림;임태호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권2호
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    • pp.263-268
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    • 2016
  • 최근 선박 간 안전 및 물류 정보 전송에 이용되는 데이터양이 크게 증가함에 따라, 내해에 있는 선박은 육상국과 외해의 선박으로 부터의 전송되는 데이터로 인해 트래픽 부하량이 크게 증가하여 실시간 정보 전송에 어려움이 발생 한다. 따라서 본 논문에서는 육상국에서 외해의 선박이 밀집해 있는 분포에 따라 적응적으로 섹터의 세부 빔폭을 조절하여 통신을 수행함으로써 내해에 밀집해 있는 선박과 육상국 간의 실시간 통신지원이 가능하도록 하는 적응 섹터 시스템을 적용 후 시뮬레이션을 통해 산출한 전 방향 안테나, 고정 섹터 시스템, 적응 섹터 시스템의 각각의 호 차단율을 근거로 성능 검증을 실시하였다. 성능 검증 결과 선박의 밀집도 q 값이 증가 할수록 고정 섹터 시스템에 비해서 적응 섹터 시스템의 성능의 우수함을 알 수 있으며 동시에 섹터의 세부 빔의 빔폭이 작을수록 적응 섹터 시스템의 성능의 우수함을 알 수 있었다.

간섭 환경에 강인한 적응형 부엽차단기 (Adaptive Sidelobe Blanker for Interference Environment)

  • 양은정;한일탁;송준호;이희영;염동진
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권3호
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    • pp.317-325
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    • 2015
  • 적응형 부엽차단(adaptive sidelobe blanking, adaptive SLB: ASB) 알고리즘은 간섭 환경에서도 부엽차단(sidelobe blanking: SLB)이 가능한 방법으로, 보조 안테나 없이 수신 배열 신호를 이용하여 간섭을 제거함과 동시에 부엽으로 들어오는 신호를 효과적으로 차단한다. 본 논문에서는 linearly constrained minimum variance(LCMV)를 adaptive beamforming(ABF) 알고리즘으로 사용하는 경우 이에 적합한 adaptive SLB를 제안하였다. 공분산 행렬을 수정하여 SLB 채널의 신호가 LCMV의 방향 제한 조건(constraint)을 만족하도록 하였고, 이로부터 정규화된 출력을 얻어 효율적인 부엽신호 차단이 이루어지도록 한다. LCMV는 generalized sidelobe canceller(GSC)의 형태로 변환하여 표현할 수 있고, 이는 여러 다른 ABF 알고리즘의 일반화된 형태이다. 따라서 LCMV를 위한 적응형 부엽차단 방법은 다양한 형태의 ABF 알고리즘에도 적용이 가능하다. 모의실험을 통해 간섭환경에서 제안한 알고리즘의 성능을 분석하였다.

근거리에서 효율 향상을 위해 적응 주파수 제어 회로를 갖는 HF-대역 무선 전력 전송 시스템 (HF-Band Wireless Power Transfer System with Adaptive Frequency Control Circuit for Efficiency Enhancement in a Short Range)

  • 장병준;원도현
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권11호
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    • pp.1047-1053
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    • 2011
  • 본 논문에서는 근거리에서 효율 향상을 위해 적응 주파수 제어 회로를 갖는 HF-대역 무선 전력 전송 시스템을 제안하였다. 일반적으로 무선 전력 전송 시스템은 공진기 간의 이격 거리가 가까워짐에 따라 결합 계수가 변하게 되며, 이는 반사 임피던스에 의한 임피던스 부정합을 발생시킨다. 본 연구에서 제안한 방식은 전압제어 발진기의 공진 주파수를 이격 거리에 따라 자동으로 가변함으로써 공진기 간의 거리가 가까워 임피던스 부정합이 큰 경우에도 전송 효율의 저하를 막을 수 있다. 적응 주파수 제어 회로는 방향성 결합기, 검파기 및 루프 필터로 구성된다. 본 논문에서 제안한 방법의 유용성을 입증하기 위하여 HF-대역에서 동작하는 30${\times}$30 $cm^2$ 크기의 루프 안테나를 갖는 무선 전력 전송 시스템을 설계하여 측정한 결과 근거리에서 효율이 개선됨을 확인하였다.

BPM을 이용한 안테나 배열의 집속 빔 전파 해석 (A Calculation of the Propagation for Focused Beams Using BPM)

  • 김재흥;조춘식;이재욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.465-471
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    • 2005
  • 본 논문에서는 빔 전파법(BPM: Beam Propagation Method)을 이용하여 안테나 배열에서 발생된 집속된 빔의 전파 또는 집속 현상을 파악하는 방법을 제시하였다. 대물 쪽(object side)으로 적응적 집속을 위해 로트맨 렌즈를 이용하는 경우에 대해 회절이론을 바탕으로 집속 현상을 이론적으로 고찰하였다. 이를 검증하기 위해 상용 EM simulation tool을 이용하여 분석하기에는 구조물의 복잡성과 집속된 빔의 입전 설정 등 몇 가지 어려움이 있기에 이의 차선책(alternative solution)으로 푸리에 회절 이론에 기초한 빔 전파법을 이용하여 집속 현상을 계산하는 방법인 BPM을 소개하였다. 즉, 개구면을 통한 빔 전파는 Fresnel Diffraction Integral(FDI)에서 푸리에 변환 형태로 표현될 수 있으며 이는 BPM으로 발전시켜 개구면 형(aperture-type) 안테나로부터 전파되는 파의 빔 폭(beam width or spot size), 세 기(intensity or gain), 그리고 실제 초점거리를 산출하였다. $10\lambda$의 배 열 크기를 갖는 안테나에 대해 $20\lambda,\;30\lambda$, 그리고 $50\lambda$의 기하 초점거리(geometrical fecal length)를 갖는 파에 대해 BPM을 통해 계산한 결과, 빔 폭은 차례로 1.1\lambda,\;1.3\lambda,\;1.9\lambda$이 산출되었다.

전파음영 환경에서 적응 어레이 안테나를 적용한 DS/CDMA 셀룰라 시스템의 성능 분석 (The Performance Analysis of a DS/CDMA Cellular System using an Adaptive Array Antenna in Shadowing)

  • 김형채;김항래;김남
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(1)
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    • pp.149-152
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    • 2000
  • In this paper, the reverse link performance of an imperfect power controlled DS/CDMA cellular system that uses a base station array antenna which can effectively remove the multiple access interference is analyzed considering both beam forming algorithm and power control error in shadowing. The blocking probability of the DS/CDMA cellular system based on array parameters, Eb/No and statistics of interference is derived, and then the system capacity corresponding to a certain blocking probability is calculated. On the assumption that the blocking probability is set 1 %, the system capacity using MCGM algorithm with 12 antenna arrays is increased about 59 % than that using 8 antenna arrays when power control error is 2.5 ㏈.

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