차세대 이동 통신 시스템에서는 높은 주파수 대역, 광대역, 다중 안테나(MIMO antenna)의 사용이 예상된다. 또한 무선 통신의 급격한 수요와 이동 통신 서비스의 폭발적인 증가로 인해 차세대 이동 통신 시스템의 최적화를 위한 검증 모델 개발 연구가 필요하다. 기존 MIMO 채널 모델의 경우 도심, 부도심, 시골, 개활지 등으로 포괄적으로 전파 환경을 분류하여 연구를 수행하였으나, 이러한 접근 방법은 예를 들어 도심 환경 내에서도 다양한 morphology가 존재할 수 있기 때문에 모델링 정확도 측면에서 취약성을 가질 수 있다. 본 논문에서는 path morphology 개념을 도입하여 전파 환경을 송 수신기 사이의 건물의 높이, 밀집도 등을 고려하여 세부적으로 분류하는 방법을 제안하였다. 광선 추적(ray tracing) 기법을 이용하여 각 환경별 delay spread(DS), AoD와 AoA의 angular spread(AS)를 분석하고, 이를 바탕으로 국내 환경에 적합한 MIMO 채널 모델을 제시하였다.
본 논문에서는 섹터의 트래픽 부하를 균일하게 유지시킴으로써 기지국 시스템의 전체 용량을 효과적으로 활용하기 위한 적응섹터 씬 시스템의 성능을 실제 이동통신 채널환경에서 측정한 채널 데이터를 이용하여 분석하였다. 측정은 채널 환경이 다른 여러 지점에서 1.95GHz의 QPSK 신호를 전송하였고, 높은 건물이 많은 대도시 환경의 건물옥상에 $8{\times}4$ 배열 안테나를 설치하여 전송된 신호를 수신하였다. 또한 수신된 데이터를 분석하여 각 사용자 신호의 도달각 분산 및 시간지연 분산과 전체 사용자에 대한 공간 분포 확률을 추정하였으며, 이를 결합하여 실제의 전파 환경과 유사한 벡터 채널 모델링을 제안하였다. 우리는 제안한 공간 분포 모델링을 이용하여 적응 섹터 셀 시스템 사용 시의 호 차단율의 개선정도를 분석하였으며, 컴퓨터 모의실험 결과 적응 섹터 셀 시스템의 호 차단율이 고정 섹터 셀 시스템의 비해 크게 낮음을 알 수 있었다. 그리고 고정 섹터 셀 시스템의 경우에는 사용자 신호의 공간 분포 밀집도가 높을수록 호 차단율이 크게 증가하는데 비해, 적응 섹터 셀 시스템의 경우 호 차단율의 변화는 크지 않음을 알 수 있었다.
본 논문에서는 스마트 키의 정확한 인식 거리 예측을 위한 차량 LF 안테나의 근접 자계 분석 방법을 제안하였다. 모델링된 LF 안테나는 폴리에틸렌으로 절연 코팅이 된 전도성 도선이 페라이트 코어를 감고 있는 형상을 가지며, 상용 차량의 범퍼 프레임 내부에 장착되어 동작한다. 스마트 키의 최대 인식 거리는 범퍼에 장착된 LF 안테나의 근접 방사 패턴을 고려하여 총 9개의 방위각에서 측정하였으며, 각 방향에서 측정된 최대 인식 거리에서 스펙트럼 분석기를 이용하여 수신 파워를 측정하였다. 측정 결과, 차량에 장착된 LF 안테나를 기준으로 1.38 m부터 1.53 m 사이의 인식 거리를 가지며, 그때의 수신 파워는 -83.6 dBmW부터 -75.0 dBmW 사이의 레벨을 가진다. 측정과 동일한 조건으로 전자파 해석을 진행하여 예측된 근접 필드와 측정된 인식 거리 및 수신 전력을 분석하였으며, 그 결과 전자파 해석을 통해 스마트 키 인식 거리 예측 및 근접 필드 분석이 가능함을 확인하였다.
최근 모바일 기기는 다기능, 고성능화로 정보 처리 속도는 빠르게 증가하고, 제품의 크기는 소형화, 집적화되면서 기기 내부의 회로는 안테나 또는 인접 회로로부터 방사되는 전자기 간섭에 쉽게 노출되게 되었고, 제품의 성능 저하 및 오동작을 유발시킨다. 이를 방지하기 위해 제품의 설계 단계에서 EM 시뮬레이션을 통해 제품의 전자기적 특성을 예측하고, 이를 고려하여 설계해야 하지만, EM 시뮬레이터는 분석 시간이 오래 걸리고, 분석시간을 단축시키기 위해서 고사양의 시스템 자원이 필요하다. 본 논문에서는 PEEC 방법을 이용하여 원형 전선에 대한 전자기적 특성을 빠르게 분석하는 방법을 제시하였다. PEEC 방법은 도체 내부의 전계 적분 방정식으로부터 도체의 등가회로를 모델링하고, 회로 분석법을 통해 전자기적 특성을 분석할 수 있는 방법으로, EM 시뮬레이터 대비 빠른 시간 안에 전자기적 특성을 분석할 수 있다. 본 논문에서 제시한 방법을 통해 다이폴 안테나로부터 전송선로로의 전자기 결합을 주파수 영역에서 분석하였고, 이를 EM 시뮬레이터의 분석 결과와 비교해 PEEC 방법의 유효함을 검증하였다.
본 논문에서는 고속의 공용데이터링크(common data link, CDL)를 위한 새로운 채널 모델을 제안한다. 송신기의 고도가 수km ~ 수십km이고 통달거리가 수백km인 경우 지구 곡률에 의해 송신신호가 수신기의 앞 쪽에서 지면에 반사되어 들어오는 Two-ray 채널이 발생할 가능성이 크다. 송수신기의 빔포밍(beamforming) 각도와 안테나 방사 패턴(radiation pattern)에 따라 반사 경로로 들어오는 신호의 최대 지연 시간(maximum delay)과 전력 지연 프로파일(power delay profile)을 추정하여 Two-ray 채널을 모델링한다. 제안하는 채널 모델에서는 통달거리가 길기 때문에 전력 지연 프로파일이 최대 지연 시간보다 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR)에 대한 비트 오류율(bit error rate, BER)에 더 큰 영향을 미친다.
자동차의 점화계통에서 발생하는 전자파 잡음을 측정하고 통계확률적인 방법을 이용하여 모델링을 하였다. 낮은 크기의 잡음도 측정이 가능하도록 수신기와 3축 안테나의 사이에 저잡음증폭기와 대역통과필터를 연결 구성하고, 800 MHz 대역의 진폭확률분포(APD)와 펄스간격분포(PSD)를 측정하였다. 측정된 APD 곡선을 3개(A급) 또는 6개(B급)의 변수로 모형화하였으며, 변수의 최적치를 쉽게 계산할 수 있는 합성근사화 알고리즘을 사용하였다. 진폭확률분포에 관한 모형변수를 추출함으로써 전자파환경의 데이터 베이스화가 가능하며, 송.수신기의 출력 및 감도의 마진 결정에 기초적인 자료로 이용이 가능하다.
본 논문에서는 지형대조항법의 신뢰성 추정을 위해 지형 유형별로 간섭계 레이더 고도계의 성능을 분석한다. 고도 정확도는 지형대조항법 정확도의 주요 요소 중 하나이다. 그런데 간섭계 레이더 고도계에서는 안테나가 넓은 빔을 가지고 있으면 고도 정확도는 지표의 형상에 의해 직접적으로 영향을 받는다. 따라서 TRN의 정확도와 신뢰성도 영향을 받을 수 있으며 이는 항법해 산출에 모호성을 야기할 수 있다. 본 논문에서는 여러 지형 유형들을 모델링하고 간섭계 레이더 고도계의 성능을 분석하여 지형대조항법의 신뢰성 추정을 위한 분석 자료를 제시한다. 시험 데이터와 비교함으로써 분석 결과의 타당성을 검증한다.
본 논문은 NS-3 기반의 5G 시스템 레벨 시뮬레이터를 활용하여 mmWave 대역의 채널 모델을 구현하고, RF 성능 검증을 통해 구현한 모델의 신뢰성과 유효성을 분석한다. mmWave 대역의 RF 성능 검증을 위한 채널 모델은 3GPP TR 38.901에서 정의하는 채널의 특성, 빔포밍, 안테나 구성, 시나리오 등의 파라미터를 고려하여 구성한다. 또한, 시뮬레이션 결과는 3GPP 표준에서 허용하는 범위 내에 있음을 확인하고, REM(Radio Environment Map)을 활용하여 실내 환경 시나리오에서 신뢰성을 증명한다. 따라서 본 연구에서 구현한 채널 모델은 실제 5G 네트워크의 설계 및 구축에 적용이 가능하며, 다양한 파라미터 변경으로 RF 성능을 평가하고 검증하는 방법을 제시한다.
In this paper, we present novel high-speed transmission schemes for high-speed ultra-high frequency (UHF) radio-frequency identification communication. For high-speed communication, tags communicate with a reader using a high-speed Miller (HS-Miller) encoding and multiple antennas, and a reader communicates with tags using extended pulse-interval encoding (E-PIE). E-PIE can provide up to a two-fold faster data rate than conventional pulse-interval encoding. Using HS-Miller encoding and orthogonal multiplexing techniques, tags can achieve a two- to three-fold faster data rate than Miller encoding without degrading the demodulation performance at a reader. To verify the proposed transmission scheme, the MATLAB/Simulink model for high-speed backscatter based on an HS-Miller modulated subcarrier has been designed and simulated. The simulation results show that the proposed transmission scheme can achieve more than a 3 dB higher BER performance in comparison to a Miller modulated subcarrier.
본 논문에서는 X-band 대역용 인체감지센서에 적용될 저 잡음 송수신기 설계 방법을 제안 하였다. 제안된 송수신기에는 기존 송수신기의 출력 신호가 수신 단으로 유입되는 것을 줄이기 위한 회로가 추가되었다. 잡음 제거회로는 분배기와 $90^{\circ}$위상 천이기를 포함하는 Hittite HMC908LC5(I/Q down converter)가 사용되었다. 송수신기 회로와 안테나는 CST MWS를 사용하여 시뮬레이션 하였고 FR-4 기판(h=1.0mm, ${\varepsilon}_r$=4.4)을 사용하여 제작하였다. 설계된 안테나의 특성이 인체감지용 센서에 사용되기에 적합하며 제안된 송수신기와 기존에 사용되고 있는 송수신기의 출력 특성을 비교 한 결과 동등한 특성을 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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