디지털 이동통신 시스템의 성능은 신호의 fading과 다른 사용자에 의한 간섭에 영향을 받는다. 이런 효과들을 줄여주기 위해서 기지국에서 어레이 안테나를 사용하려는 연구가 이루어지고 있다. A 어레이 안테나를 이용한 통신은 지금까지 uplink 방향에 대한 연구가 주를 이루었으나, 최근에는 downlink 에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 FDD 방식을 기초로 한 이동통신 시스템에서 donwlink beamforming 기법을 제안 한다. 기존의 방식들과 제안된 기법 사이의 성능을 시뮬레이션을 통해 비교하였다.
고장감지 및 진단(FDD) 시스템의 구축의 기초 연구로 정상상태 진단기에 대한 연구를 수행하였다. 정상상태에 대한 진단은 시스템 전체를 관찰하거나 몇몇 필요한 시스템 파라미터를 모니터링 함으로써 가능하다. 최적화된 정상상태 진단기를 이용하면 FDD 시스템에서 필수적인 정상운전 시의 기준모델(no fault reference model)을 자가학습을 통하여 적용할 수 있다. 본 연구에서는 가정용 열펌프가 냉방조건으로 작동할 경우에 대해 이동창을 기반으로 7개의 측정값들에 대한 표준편차를 분석함으로써 정상상태 판정을 내리도록 하였다. 정상상태 진단기의 작동의 여부는 실내부하를 조절함으로써 확인하였다. 본 연구를 통하여 열펌프 등의 증기압축 사이클 시스템에 대하여 이동창을 기반으로 한 정상상태 진단기 개발 방법을 제시하였다.
현재 이동통신 서비스는 TV 및 비디오를 서비스하는 3세대(3G) 이동통신이 이루어지고 있다. 그리고 향후 보다 낮은 비용과 빠른 전송속도를 갖는 4세대(4G) 이동통신이 도래할 것이다. 따라서 본 논문에서는 4세대 이동통신을 위한 기술기준 요소 중 송수신단의 공통 기술기준인 점유 주파수 대역폭을 FDD기반으로 설계하였다. 이동통신의 전송특성은 상/하향의 비대칭적인 통신 트래픽이 예상된다. 따라서 본 논문에서는 상/하향의 점유주파수 대역폭을 1:3과 1:6인 경우를 고려하여 물리계층 파라미터를 제안하였다. 또한 설계된 물리계층 파라미터를 모의실험을 통해 검증하였다. 본 논문의 결과를 4세대 이동통신을 위한 점유주파수 대역폭으로 제안한다.
본 논문에서는 영상의 지역 특성별로 보간 방법을 적응적으로 선택하여 적용하는 효과적인 디인터레이싱 알고리듬을 제안한다. 기존의 알고리듬들의 경우 각기 다른 방법으로 방향성을 구하기 때문에 영상의 지역 특성별로 성능이 다르게 나오는 경우가 있다. 또한, FDD(Fine Directional De-interlacing) 알고리듬의 경우 PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio)은 다른 알고리듬들에 비해 높게 나오지만 계산량이 많다는 단점이 있다. 이를 보안하기 위해 본 논문에서는 여러 영상들에서 계산량은 적으면서 화질 성능은 뛰어난 LA(Line Average), MELA(Modified Edge-based Line Average), LCID(Low-Complexity Interpolation Method for De-interlacing) 알고리듬들 중 지역복잡도 (DoLC, Degree of Local Complexity)별로 효과적인 알고리듬을 학습하여 이를 이용하여 보간을 수행하는 디인터레이싱 방법을 제안한다. 실험 결과 제안하는 방법은 좋은 성능에 비해 계산량이 적은 LCID 알고리듬과 비슷한 계산량을 보이면서 객관적 화질이 우수한 FDD, MELA 알고리듬보다 PSNR로 대표되는 객관적 화질과 주관적 화질 측면에서 우수한 결과를 나타내는 것을 알 수 있다.
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.
주파수 분할 하향링크 다중 안테나 시스템에서 사용되는 코드북 기반의 채널 정보 피드백 기법을 거대 다중 안테나 시스템에 그대로 적용할 경우 다음의 두 가지 문제가 생기게 된다. 먼저, 코드북 형성에 필요한 자원이 안테나 수에 지수적으로 필요하기 때문에 안테나 수가 매우 많은 거대 다중 안테나 시스템에서는 코드북 형성이 어려워진다. 뿐만 아니라, 사용자의 코드북 검색 시간이 안테나 수에 비례하기 때문에 채널 정보를 피드백 하는데 긴 시간이 필요하게 된다. 본 논문에서는 DFT 코드북의 계수를 안테나 별로 찾음으로써 코드북 형성에 필요한 자원을 안테나 수에 선형적으로 만드는 코드북 형성 기법을 제안한다. 그리고 일정 조건 하에 코드북 검색을 도중에 멈춤으로써 검색 시간을 감소시키는 기법을 제안한다. 실험 결과들은 제안 기법들이 기존 기법에 가까운 성능을 갖고 있음에도 코드북 형성 및 검색에 필요한 자원을 대폭 감소시킬 수 있음을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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