• Journal of Communications and Networks
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• 제15권2호
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• pp.191-197
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• 2013

In this paper, a mobile relay station (MRS) for vehicles with a beamforming antenna is considered to increase the reliability of the transmission link, particularly for the MRS at the cell boundary. A cell searching and direction-of-arrival estimation method for an MRS with a uniform linear array is proposed for OFDM-based cellular systems in a multipath environment, even with the existence of the symbol timing offsets and carrier frequency offsets. The performance of the proposed method is evaluated by computer simulation using the standard profile of IEEE 802.16e.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.890-893
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• 2014

본 논문에서는 자동적으로 충돌을 예방하는 선박용 레이더 시스템의 표적 탐지 및 추적 알고리즘, 충돌위험 계산 및 위험 경보 알고리즘을 개발하고 이를 적용시켜 일련의 동작을 수행하는 신호처리 보드부를 디지털 하드웨어적으로 구현하였다. 근거리에서 성능이 우수한 FMCW (Frequency Modulation Continuous Wave) 신호를 송신신호로 사용하고 1도 간격으로 빔포밍하는 기계식 스캔방식의 안테나 사용을 시뮬레이션 환경으로 설정하였다. 테스트보드는 DSP칩, FPGA 등으로 구성되며 이를 이용하여 개발된 알고리즘의 시뮬레이션을 수행하는 임베디드 시스템을 구현하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권11호
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• pp.828-833
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• 2018

일반적으로 반사파 및 공진이 위상 왜곡에 영향을 준다고 많이 알려져 있지만, 그 두 가지 이유 이외에 안테나 임피던스 변화에 따라서도 위상 지연을 왜곡시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 본 논문에서는 상호 결합 영향을 모두 고려한 안테나 임피던스 $Z_A$에 따른 위상 지연 오차를 분석하고, 이에 따른 빔조향 특성을 확인하였다. 안테나 임피던스에 대한 반사손실의 최대값($RL_{max}$)이 -10 dB와 -7 dB일 때 모든 주파수에서 각각 $0.051{\lambda}$에 해당하는 $18.5^{\circ}$와 $0.074{\lambda}$에 해당하는 $26.5^{\circ}$의 최대 위상 지연 오차가 발생하는 것을 확인하였다. 8개의 선형 배열 안테나를 통해 몬테 카를로 시뮬레이션을 진행한 결과, $18.5^{\circ}$와 $26.5^{\circ}$의 균등 분포 위상 오차를 갖는 상황에서 각각 $0{\sim}30^{\circ}$의 빔조향을 했을 때 목표 빔조향각과 해당 위상 오차에 의해 틀어져서 관측되는 조향각 사이의 RMS 오차는 $0.19{\sim}0.4^{\circ}$이고, 표준편차는 $0.14{\sim}0.33^{\circ}$이다. 이때 사이드 로브 레벨은 -12.8 dB의 이론치로부터 위상 오차에 의해 0.74~1.21 dB 만큼 증가하고 사이드 로브 레벨 증가량의 표준 편차는 0.31~0.51 dB를 갖는다. 이를 스파이럴 안테나 8개 배열 구조를 설계하여 검증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.433-438
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• 2017

신호의 도래각(AOAm Angle-of-Arrival) 추정 및 간섭제거 기술 등이 기반이 되는 적응 빔형성기 (Beamformer)는 레이더, 위성 등을 포함한 각종 첨단장비를 활용하여 다양한 정보를 수집하는 신호정보수집(: Signal Intelligence, SIGINT)의 핵심기술 중의 하나이다. 빔형성 기술은 안테나 어레이를 이용하여 특정 방향으로 부터의 신호를 효율적으로 수신하도록 해당 방향으로 지향성(directivity)을 가질 수 있게 빔을 생성하는 기술이다. 본 논문에서는 도래각 추정기법 및 간섭제거 기술 등이 탑재된 신호정보 수집 시스템의 입력으로 사용되는 간섭과 잡음이 포함된 수신신호 모델을 제시하고, 이 수신신호에 포함될 수 있는 다양한 신호들에 대한 특성을 고찰하고 분석한다. 제시된 신호 모델은 다양한 빔형성 기술에 대한 성능평가에 직접적으로 적용될 수 있다. 또한, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제시된 수신신호 모델에 대한 주파수 영역에서의 스펙트럼을 확인한다.

• 한국음향학회지
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• 제15권6호
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• pp.12-15
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• 1996

실제 환경에서 배열은 비정상적으로 동작하는 소자를 가질 확률이 높다. 결함 소자는 출력이 없거나 정상인 것에 비해 크게 감소된 이득을 갖는다. 이는 빔의 부엽 레벨을 높이고, 적응 빔 형성기에서 간섭 신호를 제거하지 못하도록 한다. 이 논문에서는 결함 소자들을 갖는 배열을 위한 빔 형성 방법을 제안하였다. 이상적인 경우 배열 출력 자료들로부터 계산된 자기 상관 행렬은 Toeplitz 행렬이다. 그러나 결함 소자를 갖는 배열로부터 게산된 자기 상관 행렬은 결함 행렬이다. 따라서 이 행렬의 대각항들을 평균하여 얻어진 값들로 새로운 자기 상관 행렬을 구성하고, 새로 구성된 자기 상관 행렬을 빔형성 방법에 적용한다. 제안된 방법의 성능을 고찰하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 제안된 방법은 기존의 부분 처리 기법의 단점이었던 자유도 문제를 해결할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권7호
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• pp.723-731
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• 2016

5G 이동무선통신에서 요구되는 증가된 데이터 속도를 제공하기 위한 핵심적인 기술 축은 대규모 어레이를 활용하는 MIMO 전송을 통한 주파수 효율의 향상이다. MIMO 전송을 위해서는 CSI-RS (channel state information-reference signaling)를 이용하는 채널 추정 및 추정 결과에 적합한 빔포밍이 필요하며, 따라서 빔포밍 벡터를 정의하는 코드북의 설계는 매우 중요한 이슈이다. 본 논문에서는 공간채널모델을 이용하여 생성된 채널의 통계적인 특성을 활용하여 DFT (discrete Fourier transform) 행렬 기반 다중 랭크 코드북의 설계 방안을 제안하였다. 제안 방식은 인접한 안테나 원소 간 위상차의 분포와 전송 레이어 별 선택되는 코드벡터의 특징을 고려하여 PMI (precoding matrix indicator)의 구조 변경을 하였으며, LTE (long-term evolution) 시스템에서 사용 중인 3GPP 표준 코드북과의 성능 비교를 통하여 제안 방식의 이득을 산출하고 검증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권5호
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• pp.29-34
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• 2014

본 논문에서는 다중 사용자 다중 안테나 하향링크 채널에서 에너지 효율을 향상시키기 위하여 zero-forcing beamforming (ZFBF) 전처리 필터 기반의 기지국 활성 안테나 수 최적화 기법을 제안한다. 제안하는 기법에서는 최적의 안테나 수를 찾는 연산과정의 복잡도를 줄이기 위하여 사용자의 순시 채널 이득 대신 ZFBF의 평균 채널 이득을 사용한다. 그리고 분수함수 형태의 목적함수를 차를 이용한 목적함수로 변환하여 최적의 안테나 수와 최대 에너지 효율을 찾는 과정을 반복 수행하여 문제를 해결한다. 모의실험을 통해 제안하는 기법의 에너지 효율은 exhaustive search 방법으로 찾은 최대 에너지 효율과 거의 동일함을 확인한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권12호
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• pp.1876-1883
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• 2016

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.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권10A호
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• pp.952-959
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• 2006

본 논문에서는 WCDMA 상향링크 기지국에서 빔 형성 기술을 적용한 2-D RAKE 수신기, 시뮬레이터를 제작하고 그 성능을 배열 안테나 수, RAKE 가지 수 및 총 사용자 수에 따라 1-D RAKE 수신기완 비교 분석하였다. 도심환경에서 수신되는 신호의 방향성분과 다중접속에 의한 간섭신호를 실제에 가깝게 모델링, 하기 위해 다수의 사용자는 셀의 한 섹터 내에서 기지국으로부터 같은 거리만큼 떨어진 임의 방향에 존재함을 가정하고, Rappaport에 의해 고안된 GBSBEM(Geometry Based Single Bounce Elliptical Model)을 응용하여 채널 시뮬레이터를 제작, 사용하였다. 배열 안테나 수와 rake 가지 수를 변화시켜 가며 총 사용자 수에 따른 비트 오율과 신호대 잡음비에 따른 비트오율을 사용하여 성능을 비교, 분석하였다. 그 결과 2-D RAKE 수신기의 배열 안테나 수가 증가함에 따라 다중접속간섭신호를 효과적으로 제거함으로써 비트오율 성능이 획기적으로 개선됨을 알 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.34-42
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• 2010

이동통신 환경에서 매개변수와 비매개변수추정 알고리즘을 토대로 DOA와 적응 빔성형 알고리즘을 연구하고 분석하였다. 매개변수추정 알고리즘에서는 배열안테나로 수신된 신호의 상관행렬로부터 신호성분과 잡음성분에 대한 고유치를 구하고, 그 고유치들로부터 전력스펙트럼을 판별하였다. 반면에 비매개변수추정 알고리즘에서는 입사각의 함수로써 신호에너지를 추정하기 위하여 고분해능과 잡음억압을 도출하도록 비이차놈을 사용하여 규칙화 목적함수를 최소화하였다. 그리고 나서, 신호와 잡음공간 조정벡터로부터 DOA를 추정하였고, 공간벡터에 의하여 도출된 가중치를 적용하여 적응 빔성형 패턴을 개선하였다. 따라서 희소강제조정을 갖는 개선된 방향성 추정 알고리즘은 다른 알고리즘들과 비교하여 잡음 억제와 고분해능을 갖는다.