역지향성 배열 안테나 시스템은 기존의 빔형성 기술들에 비하여 복잡도가 낮고 간단하여 시스템 동작 속도가 빠르다. 따라서 고속이동체 환경에서의 빔추적에 용이하다. 하지만 역지향성 배열 안테나는 다중경로 환경 또는 다중 사용자 신호에 따른 AOA(anle of arrival) 추정에 어려움이 있다. 이러한 AOA 추정의 불확실성을 개선 하기 위해 MUSIC 알고리즘과 결합한 디지털 역지향성 배열 안테나 시스템을 제안한다. 본 논문에서는 위상을 추정하는 디지털 PLL 하나를 통하여 위상을 찾는 디지털 역지향성 배열 안테나 시스템을 설계하며 시속 300Km/h의 속도의 이동체를 송수신 거리 100m일때, 원 경로를 따라 움직이는 환경에서의 역지향성 배열 안테나 시스템의 성능을 확인하였고, 다중경로 환경을 고려 하였을 때 시스템의 성능 또한 확인하였다. 고속 추적 모델에 따라AOA를 추적한 결과 10dB의 SNR에서는 오차크기의 평균이 $4.2^{\circ}$, SNR이 20dB인 경우에는 오차크기 평균이 $1.3^{\circ}$이다.
다수의 신호를 동시에 사용하는 경우에 나타나는 광대역 신호나 센서의 수와 형성하고자 하는 빔의 수가 많은 경우를 다루기 위해서는 주파수 영역 기법이 필요하다. FFT를 사용하는 낮은 샘플링 주파수에서도 시간 영역에서의 보간 방법보다 빠르게 정확한 시간 지연을 줄 수 있어 코히어런트 신호처리가 가능하다. 또한 특정 센서가 불량인 경우 보정이 상대적으로 용이하다는 장점을 가진다. 여러 가지 주파수 영역 빔형성 기법 중 계산량과 저장 용량면으로 효율적인 방법은 CZT와 FIR interpolation 방법이다. 또한, 공액 빔을 형성할 경우에는 Goertzel의 알고리듬을 이용하는 방법도 효율적이다.
본 논문에서는 보청기의 음향궤환 및 잡음을 제거시키기 위한 새로운 알고리즘을 제안하였다. 이 알고리즘은 2개의 마이크를 사용하여 궤환제거 필터의 계수를 갱신시키는 잔차신호에서 음성신호를 제거함으로서 수렴성능을 향상시킨다. 먼저 궤환제거기가 마이크 신호에서 궤환신호를 제거하고, 이어서 빔포밍 기법을 이용하여 잡음을 제거한다. 본 연구에서 제안한 궤환 및 잡음제거기의 성능을 검증하기 위하여 시뮬레이션 프로그램을 작성하고 모의실험을 수행하였다. 실험 결과, 제안한 적응 알고리즘을 사용하면 궤환제거기와 잡음제거기에서 각각 약 14.43 dB의 SFR 및 10.19 dB의 SNR 지수가 개선되는 것을 확인하였다.
무선 주파수 에너지 전송에 있어 최적의 전처리 기법으로 알려진 전-디지털 에너지 빔포밍은 벡터 양자화를 사용하므로 채널 피드백 부담이 크다. 이러한 피드백 부담을 줄이기 위해 스칼라 양자화를 사용해 채널을 피드백하는 빔 조향 기반의 에너지 전송 기술을 고려할 수 있다. 현재까지의 빔 조향 기반의 에너지 전송 기술에 대한 연구는 특수한 채널 환경 및 기지국이 채널 정보를 완벽히 알고 있는 상황에서 진행되었다. 본 논문에서는 현실성을 반영한 채널 모델을 사용하고 채널 추정 오차가 있는 환경에서 빔 조향 기법을 전-디지털 에너지 빔포밍과 비교하여 성능을 분석하였다. 모의실험을 통해 채널 환경, 기지국과 단말의 안테나 수 및 상호 간의 거리, 그리고 채널 추정 오차에 따른 성능을 확인하고 그 원인을 분석한다.
본 논문에서는 3세대 디지털 사이니지 대용량 고속 서비스 제공에 필요한 IEEE802.11n 표준 기반 40MHz 채널 대역폭을 사용하는 광대역 무선랜에 대한 동일채널, 인접채널, 인적차폐(Body Blockage)에 의한 채널 간섭 영향을 분석 하였다. 모의실험 결과, 동일채널 간섭기기와는 63m 이상의 보호 이격거리에서 78개 이내의 간섭기기와 운용이 가능하고, 인접채널들과는 61m 이상에서 80개 이내, 간섭채널이 동시에 존재하는 멀티채널에서는 97m 이상의 보호 이격거리가 필요함을 확인 하였다. 또한 간섭완화 기법을 통해 동일채널 간섭에서 빔포밍 적용시 51m로 개선되었고, CR(Cognitive Radio) 적용시 40m로 개선됨을 확인 하였다. 인적차폐 영향시, 채널 대역폭 조절, 간섭 보호 비(C/I) 조절, 빔포밍, 전력제어 기법을 통해 인적차폐로 인한 감쇄가 완화됨을 확인 하였다.
본 논문에서는 CDMA2000 1X용 스마트 안테나 기지국을 구현하고 기지국 각 모듈의 구조와 새로운 기능을 소개한다. 구현된 스마트 안테나 기지국은 배열안테나, 주파수 상/하향 변환기, ADC/DAC, 확산기/역확산기, 길쌈 부호기/비터비 복호기, 탐색기, 추적기, 빔포머, 캘리브레이션(calibration) 등 여러 종류의 서브 시스템으로 구성되는 복합 시스템이다. 캘리브레이션 과정을 거친 후 순방향과 역방향 링크에서 원하는 빔패턴이 생성됨을 실험을 통해서 확인하였다. 또한, 본 논문의 스마트 안테나 기지국에 채택된 적응 알고리즘이 가입자당 4개의 핑거를 지원하는데 충분한 속도와 정확성을 가짐을 확인 하였으며, PCS 대역의 상용 단말기를 사용한 실험을 통해 제안된 스마트 안테나 기지국이 기존의 다이버시티 기지국에 비해 우수한 성능을 가짐을 FER(Frame Error Rate)로 확인하였다.
This paper consider the problem of direction of arrival(DOA) estimation in the presence of multipath propagation. The sensor elements are assumed to be linear and uniformly spaced. Numerous authors have advocated the use of a beamforming preprocessor to facilitate application of high resolution direction finding algorithms The benefits cited include reduced computation, improved performance in environments that include spatially colored noise, and enhanced resolution. Performance benefits typically have been demonstrated via specific example. The purpose of this paper is to provide an analysis of a beamspace version of the MUSIC algorithm applicable to two closely spaced emitters in diverse scenarios. Specifically, the analysis is applicable to uncorrelated far field emitters of any relative power level, confined to a known plane, and observed by an arbitrary array of directional antenna. In this paper, we researched about optimize beam forming to smart antenna system. The covariance matrix obtained using fourth order cumulant function. Simulations illustrate the performance of the techniques.
In a conventional digital beamformer received signal were sampled at least Nyquist rate of its maximum frequency. But it is wide band signal and its coherent sum must be obtained, the sampling clock of about $8f_o$ and $16f_o$ is necessary or high quality images. This paper described how image qualities are varied according to sampling clock. Mainly, we compared the SDF(Sampled Delay Focusing) that had maximum precision of $8f_o$ with $16f_o$ sampling system and analyze its characteristics.
This paper covers nulling algorithm. In this algorithm, we assume that nulling points are already known. In general, nulling algorithm using matrix equation was utilized. But, this algorithm is pointed out that computational complexity is disadvantage. So, we choose gradient method to reduce the computational complexity. In order to further reduce the computational complexity, we propose approximate gradient method using characteristic of trigonometric functions. The proposed method has same performance compared with conventional method while having half the amount of computation when the number of antenna and nulling point are 20 and 1, respectively. In addition, we could virtually eliminate the trigonometric functions arithmetic. Trigonometric functions arithmetic cause a big problem in actual implementation like FPGA processor(Field Programmable gate array). By utilizing the above algorithm in a multi-cell environment, beamforming gain can be obtained and interference can be reduced at same time. By the above results, the algorithm can show excellent performance in the cell boundary.
The objective of this paper is to increase the performance by selecting the optimal value in outputs of two algorithms that are Generlized-Lagrange and LMS(Least Mean Square). This paper presents superior performance by mixed two of conventional algorithm arbitrary. Based on the analysis from various simulation, it is observed that proposed method is better performance in terms of practical WLL(Wireless Local Loop) environment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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