• 한국음향학회지
• /
• 제35권5호
• /
• pp.395-402
• /
• 2016

본 논문에서는 음향벡터 선배열 센서 기반에서의 광대역 적응빔형성기법을 다룬다. 적응 빔형성을 위하여 안정적인 공분산행렬추정은 매우 중요한 문제이다. 기존의 코히어런트 신호부공간기반의 적응 빔형성기법은 초점조정행렬(focusing matrix) 추정으로 인해 방위각 추정에 오차가 발생하며 또한 공분산행렬 추정을 위하여 많은 데이터 단편을 필요로 한다. 방위각 추정오차 및 공분산 행렬 추정시 필요한 데이터 단편의 수 문제를 완화하기 위하여 음압센서 선배열에 적용된 조향공분산 행렬 기법을 음향벡터 선배열 센서에 확장하여 적용한다. 그리고 부배열 기법을 통하여 공분산행렬의 차원을 줄임으로써 적은 수의 데이터 단편으로 안정적인 공분산행렬 추정이 가능하고 방위각 추정성능을 향상시킨다. 모의 실험을 통하여 기존의 코히어런트 신호 부공간 전처리 기반 광대역 빔형성기법과 제안한 기법의 방위각 추정 성능을 분석한다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.199-205
• /
• 2004

배열 안테나는 많은 오차 요인을 포함하고 있는데 그로 인하여 빔 패턴의 부엽 레벨이 증가하고 안테나 이득이 감소하게 된다. 본 논문에서는 배열 안테나 오차 중 소자간 상호 커플링과 급전부의 불균일한 전달 함수 오차를 제거하는 알고리즘을 제시하였다. 이러한 오차들은 방사 소자간 상호 연동을 나타내는 행렬로 모델링하였고 이 행렬은 특정 각도들에서 측정한 배열 응답 벡터로부터 추정하였다. 배열 안테나 오차는 추정된 오차 보정 행렬을 이용하여 빔 가중치를 미리 왜곡함으로써 보정하였다. 전파 시뮬레이션과 실험을 통하여 제시된 보정 알고리즘이 부엽 레벨을 감소시키고 안테나 이득을 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
• /
• pp.806-807
• /
• 2015

본 논문에서는 빔포밍 기술을 이용하여 Wi-Fi 시스템에서 용량을 증가시키는 기술들을 조사하였다. 그리고 일부 제조사들의 핵심 기술 연구 동향을 소개한다. 본 논문은 비면허 대역에서 빔포밍 기술을 이용하여 간섭을 제어하여 무선 링크의 성능을 높이는 기술에 대해서 제안한다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
• /
• 제55권3호
• /
• pp.119-123
• /
• 2006

The orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) technique is well known to be robust against the frequency-selective fading in wireless channels. It is due to the exploitation of a guard interval that is inserted at beginning of each OFDM symbol. Based on the conventional OFDM and a polyphase filtered orthogonal frequency division multiplexing (PF-OFDM) technique, we developed an adaptive beamforming algorithm for antenna arrays. The proposed algorithm would lead to an efficient use of channel, since it is possible to eliminate a guard interval and also easily suppress interchannel interference at the same time. In this paper, a series of computer simulations have been provided to show the performance of the proposed system.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제18권6호
• /
• pp.1659-1674
• /
• 2024

Conventional maritime communication struggles to provide high data rate services for Internet of Things (IoT) devices due to the variability of maritime environments, making it challenging to ensure consistent connectivity for onboard sensors and devices. To resolve this, we perform mathematical modeling of the maritime channel and compare it with real measurement data. Through the modeled channel, we verify the received beam gain at buoys on the ocean surface. Additionally, leveraging the modeled wave motions, we estimate future angles of the buoy to use the Extended Kalman Filter (EKF) for design beamforming strategies that adapt to the evolving maritime environment over time. We further validate the effectiveness of these strategies by assessing the results from an outage probability perspective. focuses on improving maritime communication by developing a dynamic model of the maritime channel and implementing a Kalman filter-based buoy motion tracking system. This system is designed to enable precise beamforming, a technique used to direct communication signals more accurately. By improving beamforming, the aim is to enhance the quality of communication links, even in challenging maritime conditions like rough seas and varying sea states. In our simulations that consider realistic wave motions, you've observed significant improvements in link quality due to the enhanced beamforming technique. These improvements are particularly notable in environments with high sea states, where communication challenges are typically more pronounced. The progress made in this area is not just a technical achievement; it has broad implications for the future of maritime communication technologies. This paper promises to revolutionize the way we approach communication in maritime environments, paving the way for more reliable and efficient information exchange on the seas.

• 전자공학회논문지S
• /
• 제34S권5호
• /
• pp.1-14
• /
• 1997

We consider transmission beamforming techniques for frequency-division-duplex (FDD) wireless communication systems using adaptive arrays to improve the signal quality of the array transmission link. We develop a simple effective transmission beamforming technique based on an approximated frequency tranlsation (AFT) to derive the tranmsiion beamforming weights from the uplink channel vector. This technique exploits the invariance of the short-time averaged fast fading statistics to small frequency translations. A simple approximate relationship that relates the transmission channel vector to the reception channel vector is derived. We have developed its practical alternative in which the frequency translation of the channel vector is performed at the principal angle of arrival (AOA) of the u;link synthestic angular spectrum instead of the mean AOA. To analyze the performance of the proposed methods, we consider the power loss incurred by applying the estimated channel vector instead of the true downlink channel vector. The performance is analyzed as a function of the mean AOA, the angular spread, the number of elements, frequncy difference between the uplink and the downlink, and the angle distribution. Their performance is also compared with that of the direct weight reuse method and the AOA based methods.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제14권6호
• /
• pp.619-628
• /
• 2012

The ZigBee network has been considered to monitor electricity usage of home appliances in the smart grid network. ZigBee, however, may suffer from a coexistence problem with wireless local area network (WLAN). In this paper, to resolve the coexistence problem between ZigBee network and WLAN, we propose a new protocol constructing a cognitive smart grid network for supporting monitoring of home appliances. In the proposed protocol, home appliances first estimates the transmission timing and channel information of WLAN by reading request to send/clear to send (RTS/CTS) frames of WLAN. Next, based on the estimated information, home appliances transmit a data at the same time as WLAN transmission. To manage the interference between WLAN and smart grid network, we propose a cognitive beamforming algorithm. The beamforming algorithm is designed to guaranteeing zero interference to WLAN while satisfying a required rate for smart metering. We also propose an energy efficient rate adaptation algorithm. By slowing down the transmission rate while satisfying an imperceptible impact of quality of service (QoS) of the receiver, the home appliance can significantly save transmit power. Numerical results show that the proposed multiple antenna technique provides reliable communications for smart metering with reduced power comparing to the simple transmission technique.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제21권10호
• /
• pp.1194-1199
• /
• 2010

본 논문에서는 빔 성형(beamforming) 기술을 사용하는 릴레이 기반 셀룰러 네트웍에서, 순방향 링크 채널 상태에 대한 제한된 피드백 정보를 이용하여, 동시에 전송되는 송신기과 수신기 사이의 직접 링크(direct link)와 중계기(relay station)와 수신기 사이의 중계 링크(relaying link) 간의 간섭을 효과적으로 억제하는 간섭 회피(interference avoidance) 빔 성형 기술을 제안한다. 이를 위해 송신기는 빔 성형을 사용하여 한정된 공간으로만 직접링크 신호 전력을 전송하고, 송신기의 간섭 전력이 도달하지 않는 공간 영역에 위치한 릴레이들의 relaying을 허용함으로써, 효과적으로 직접 링크와 중계 링크간 간섭을 억제할 수 있는 충돌 회피(collision avoidance) 스케줄링 기술을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 간섭 회피 빔 성형 기술이 중계 링크의 전송 용량을 보장하면서 동시에 전송되는 직접 링크 전송 용량을 최대화 할 수 있음을 보인다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제31권9A호
• /
• pp.844-855
• /
• 2006

다중 안테나 통신시스템은 서비스 및 채널 환경의 특성에 따라 송수신 다이버시티 기법, 공간 다중화 기법과 빔형성 기법 등을 이용하여 링크의 신뢰성 혹은 시스템 용량을 증가시킨다. 이러한 다중 안테나 통신 시스템은 공간 채널 환경에 민감한 특징을 갖는다. 다이버시티 기법의 경우, 각 링크 간 채널 상관도가 낮을수록 성능이 향상된다. 하지만, 실제 채널 환경은 안테나 간의 상관관계가 많이 존재하며, 이상적인 경우와 실제 성능의 차이가 클 수 있다. 이와 반대로 빔형성 기법의 경우, 채널 상관도가 높은 LoS (Line-of-Sight) 환경에서 가장 좋은 성능을 나타낸다. 이와 같은 공간 채널의 특성을 활용한 공간채널 적응전송기법을 사용할 경우, 최소한의 링크 성능을 유지하며, 전체적인 시스템 성능을 보장할 수 있게 된다. 본 논문에서는 채널의 이러한 특성을 이용하여 링크의 신뢰성이 요구되는 시스템에서 공간 채널 상관도에 따른 다이버시티 기법과 빔형성 기법 간의 적응 송 수신을 통한 성능 향상 방안을 제시한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제34권2A호
• /
• pp.147-154
• /
• 2009

안테나 그룹화(antenna grouping)는 빔 형성(beamforming)파 공간 다중화 기법(spatial multiplexing)의 결합이라 할 수 있다. 안테나 그룹화는 $N_t$개의 송신 안테나를 $N_r$개의 그룹으로 나누고, 한 그룹 내에서는 빔 형성으로 하나의 데이터 정보를, 각 그룹 사이에서는 공간 다중화 기법으로, 전체 $N_r$개의 데이터 정보를 전송하는 시스템을 가정한다. 안테나 그룹화를 통하면 빔 형성을 통하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 동시에 공간 다중화 기법에 따른 다중화 이득을 통하여 주파수 효율을 높일 수 있다. 하지만 통신 채널이 조건 나쁜(ill-conditioned) 행렬로 모델링 되거나, 안테나 사이에 상관관계가 있는 경우에는 안테나 그룹화의 BER 성능이 열화될 수 있으므로, 이 경우에는 전체 시스템에서 하나의 데이터 정보만 전송하는 빔 형성의 성능이 가장 좋다. 이 논문에서는 채널이 안테나 그룹화에 적합하면 안테나 그룹화 모드를 선택하여 전송하고, 빔 형성에 적합하면 빔 형성 모드를 선택하여 전송하는 시스템을 가정하였다. 그리고 간단한 모드 선택 기법을 제안한다. 이 모드 선택 기법을 사용하면 매 시간동안 일정한 데이터를 전송할 때, 채널 상태에 따른 BER 성능의 열화를 막고, 최적의 BER 성능을 얻을 수 있다.