In this paper, we design the physical layer of Guardian modem for wireless public networks. The physical layer is composed of a dual-band RF (Radio Frequency) transceiver and a baseband-processor with quasi-orthogonal codes. The 2.4/5GHz dual-band RF transceiver can overcome the communication difficulty of dense 2.4GHz band for wireless public environment. Also the quasi-orthogonal code can reduce the required ASIC (Application Specific Integrated Circuit) design area. Finally, we analyze the performance of the developed system in viewpoint of data rate, BER (Bit Error Rate), PER (Packet Error Rate). Moreover we verify the performance of the dual-band RF communication.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제2권2호
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pp.147-155
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2002
This paper describes RF front-end transceiver chipset for the dual-mode operation of PCS-Korea and IMT-2000. The transceiver chipset has been implemented in a $0.25\mutextrm{m}$ single-poly five-metal CMOS technology. The receiver IC consists of a LNA and a down-mixer, and the transmitter IC integrates an up-mixer. Measurements show that the transceiver chipset covers the wide RF range from 1.8GHz for PCS-Korea to 2.1GHz for IMT-2000. The LNA has 2.8~3.1dB NF, 14~13dB gain and 5~4dBm IIP3. The down mixer has 15.5~16.0dB NF, 15~13dB power conversion gain and 2~0dBm IIP3. The up mixer has 0~2dB power conversion gain and 6~3dBm OIP3. With a single 3.0V power supply, the LNA, down-mixer, and up-mixer consume 6mA, 30mA, and 25mA, respectively.
본 논문에서는 W-대역 초소형 레이다용 송수신모듈을 설계 및 제작하였다. 제안하는 광대역 마이크로스트립-도파관 전이구조를 이용하여 설계 및 제작 오차를 줄였으며, 전이구조 당 1 dB 이하의 삽입손실 및 제작의 신뢰성을 제공하였다. 이중편파 모노펄스 특성을 가지는 초소형 레이다에 직접 적용하기 위해 28 dBm의 높은 출력을 가지는 한 채널의 송신모듈을 설계 및 제작하였다. 또한 13.5 dB의 낮은 잡음지수 및 최대 17 dBm의 높은 입력 P1dB를 가지는 6채널의 수신모듈을 개발하였다. 본 논문에서 제시한 W-대역 송수신모듈을 이용하여 초소형 레이다에 적용하여 이중 편파 모노펄스 신호를 바로 처리 가능하리라 예상된다.
저잡음 증폭기, 믹서, 로컬 증폭기와 온도보상회로를 포함하는 다채널 수신 블록이 단일 MMIC 칩으로 설계 및 제작되었다. 이 국내개발 MMIC 칩을 송수신 모듈내에 장착하고 제작하여 송수신 모듈의 잡음지수와 변환이득 등을 측정하였으며, 또한 상용 칩을 장착하여 제작한 송수신모듈의 측정 결과와 이를 비교하였다. 결과적으로 국내개발 MMIC 칩을 이용한 송수신모듈이 상용 MMIC 칩을 이용한 송수신 모듈보다 잡음지수 및 평탄도 등에서 국내 개발 칩이 더 변환이득 특성이 좋으며, 채널당 이득 차이는 각각 0.5dB과 1.5dB이고 위상 차이는 각각 1.06도와 3.93도로 비교적 국내 개발 칩이 우수한 특성을 보였다.
This paper reports on our development of a dual-mode transceiver for a CMOS high-rate Bluetooth system-onchip solution. The transceiver includes most of the radio building blocks such as an active complex filter, a Gaussian frequency shift keying (GFSK) demodulator, a variable gain amplifier (VGA), a dc offset cancellation circuit, a quadrature local oscillator (LO) generator, and an RF front-end. It is designed for both the normal-rate Bluetooth with an instantaneous bit rate of 1 Mb/s and the high-rate Bluetooth of up to 12 Mb/s. The receiver employs a dualconversion combined with a baseband dual-path architecture for resolving many problems such as flicker noise, dc offset, and power consumption of the dual-mode system. The transceiver requires none of the external image-rejection and intermediate frequency (IF) channel filters by using an LO of 1.6 GHz and the fifth order onchip filters. The chip is fabricated on a $6.5-mm^{2}$ die using a standard $0.25-{\mu}m$ CMOS technology. Experimental results show an in-band image-rejection ratio of 40 dB, an IIP3 of -5 dBm, and a sensitivity of -77 dBm for the Bluetooth mode when the losses from the external components are compensated. It consumes 42 mA in receive ${\pi}/4-diffrential$ quadrature phase-shift keying $({\pi}/4-DQPSK)$ mode of 8 Mb/s, 35 mA in receive GFSK mode of 1 Mb/s, and 32 mA in transmit mode from a 2.5-V supply. These results indicate that the architecture and circuits are adaptable to the implementation of a low-cost, multi-mode, high-speed wireless personal area network.
본 논문은 IEEE802.22 표준을 바탕으로 하는 무선인지(Cognitive Radio) 기반의 WRAN (Wireless Regional Area Network) 시스템의 RF 송 수신기 구현에 관한 것이다. 본 시스템 단말 구현에 있어 VHF/UHF (54~862MHz)의 광대역에서 동작하는 CMOS RF 송 수신기 IC는 이중경로 직접변환 구조를 가지고 광대역 특성에 따른 대역내 고조파를 효과적으로 억압하였다. 64QAM(3/4 coding rate) OFDM신호에 대해 -31.4dB(2.7%) 이하의 EVM 특성을 얻었으며 전체 칩의 사이즈는 12.95mm2 이다. 그리고 제안된 CMOS RF 송 수신기 IC는 TDD(Time Division Duplex) 모드의 WRAN 시스템 적용에 만족하는 우수한 성능을 얻었다.
본 논문은 910 MHz와 2.45 GHz 대역에서 동작하는 RFID 트랜시버용 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 제안된 이중 대역 전력증폭기는 집중정수 소자로 구현된 910 MHz 대역의 정합 회로와 분포정수 소자로 구현된 2.45 GHz 대역의 정합 회로로 구성되며, 두 대역의 격리를 위하여 910 MHz 대역에 대하여 대역 제거 필터(band rejection filter)로 동작하고, 2.45 GHz 대역에서는 대역 통과 필터(band pass filter)로 동작하는 ${\lambda}/2$ 직렬 마이크로스트립 전송 선로로 구성되어 있다. 제작된 이중 대역 전력증폭기는 910 MHz와 2.45 GHz에서 이득이 각각 8 dB와 1.5 dB를 나타냈으며, 입력 전력 10 dBm을 인가하여 얻은 출력 전력은 두 대역 모두 20 dBm을 얻었다.
In this paper, we show the implementation of the low-cost RF transceiver module for parking control system. Super regenerative receiver scheme was adopted for this module due to its simplicity, low-cost, low power consumption and small number of components to improve reliability of the systems. For improving communication error rate by collision and in-band noise, dual-channel hopping scheme was adopted. Testing prototypes under the environment of simultaneous transmissions, we verified that the designed scheme is able to improve the success rate of data transmission of wireless parking control system cost effectively.
This paper proposes a compact dual-band 3-way power divider that helps lowering the weight of a transceiver for the L-band or multi-purpose satellite communication. Instead of the multi stages or tapering which ends up with loss accumulation and size-growth, the non-linear dispersive phases from the metamaterial CRLH(composite right and left-handed) properties are obtained by the accurate formulation and implemented by the short transmission line segments. Firstly, the CRLH dual-band two-way unequal power divider and equal power divider are separately designed. And then, the input of the two-way equal power divider is plugged in the output port of the unequal one, and the entire geometry is slightly adjusted for the desirable performance. The circuit analysis and full-wave simulation are used to predict the frequency responses and validated by the measurement of the prototype. Besides, the size-reduction effect is addressed.
본 논문에서는 해양인명구조 시스템에서 송신부인 구명조끼의 무선 송신기로부터 송신된 조난 신호를 효과적으로 수신하기위한 426MHz 대역 패널 형태의 평판형 마이크로스트립 안테나를 설계 및 제작하였다. 제작이 용이하고, 가벼우며, 적은 제작비용이 장점인 마이크로스트립(Microstrip) 안테나 구조를 이용하였으며, 협대역, 저이득, 큰 사이즈 특성을 극복하기 위하여 IDMA(Identical Dual Patch Microstrip Antenna with Air-Gap) 구조를 응용하여 설계하였다. 안테나는 유전율 4.3, 두께 1.6mm를 갖는 FR4를 사용하여 제작하였으며, 측정된 안테나의 대역폭은 $S_{11}=-10dB$ 이하에서 28.7MHz(약 6.6%), 이득은 426MHz에서 3.04dBi로 우수한 특성을 얻었다. 또한, 상용 송수신모듈을 사용한 거리측정 실험을 통하여 5km 이상의 송수신거리의 안정적인 통신성능을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 안테나는 향후 UHF 대역 통신시스템의 기지국분야에 다양하게 응용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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