• 한국통신학회논문지
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• 제32권11A호
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• pp.1146-1153
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• 2007

본 논문에서는 RF 단에서 직접변환 방식을 사용하고 있는 Wibro 상향링크에서 대칭되는 부반송파 간 확산으로 작용하여 성능 저하를 일으키는 I/Q 불균형(I/Q Imbalances)의 영향을 분석하였다. 전체 부반송파를 한 사용자가 모두 사용하는 OFDM 시스템과 달리, OFDMA 시스템에서는 대칭되는 부반송파가 각기 다른 사용자에게 할당 되는 부채널 할당 방법을 사용한다. 그러므로 I/Q 불균형 성분의 추정은 불가능 해지고, 이로 인해 왜곡된 수신 신호를 보상해줄 수 없다. 이러한 I/Q 불균형 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 대칭되는 부반송파들이 한 사용자에게 할당 될 수 있도록 새로운 부채널 할당 방법을 제안한다. 새로운 부채널 할당방법을 적용하면, I/Q 불균형으로 인한 왜곡 성분의 추정이 가능해지곤 I/Q 불균형이 존재하지 않을 때의 성능과 비슷한 수준가지 보상할 수 있게 된다. 적절한 신호 검출 기법을 사용할 경우, 채널 성분과 결합한 I/Q 불균형 성분으로 인해 다이버시티 이득으로 인한 성능 향상 효과까지 얻을 수 있음을 SER(Symbol Error Rate) 성능을 통해 확인 할 수 있다.

• ETRI Journal
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• 제29권6호
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• pp.707-715
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• 2007

In-phase/quadrature (I/Q) imbalances, which are generated by non-ideal transceiver components, are inevitable physical phenomena that cause the performance of practical communication systems to be degraded. In this paper, we provide a new closed-form expression for the bit error rate of hierarchical M-ary phase shift keying with I/Q phase and amplitude imbalances and analyze the effect of I/Q imbalances on BER performance over an additive white Gaussian noise channel.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.661-668
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• 2004

본 논문은 위버구조 low-IF 송신부를 구성하는 위버구조 혼합기의 출력단에 나타나는 스퓨리어스 신호를 제거하기 위한 방법을 제안한다. 스퓨리어스 신호는 고주파 혼합기를 사용한I/Q경로 신호의 이득 및 위상 부정합 그리고 I/Q신호를 위한 국부 발진기의 90$^{\circ}$ 위상 부정합에 의해 위버구조 혼합기의 출력단에 나타난다. 고주파 I/Q 경로 신호의 부정합은 스퓨리어스 신호로부터 진폭 부정합과 위상 부정합으로 유도되어 진폭 및 위상 부정합 정도에 의한 부호와 크기 함수로 검출하였다. 제안된 방법은 low-IF상향 혼합기의 출력단에 나타나는 송신 신호를 부정합 검출 회로의 고주파 혼합기에 공급하여 얻어지는 하향 변환된 기저대역 신호와 디지털 신호 처리부에서 수정된 기저 대역 신호와의 상관도를 구하여 진폭 및 위상 부정합을 보상하고 스퓨리어스 신호를 제거한다. 진폭 및 위상 부정합의 크기와 부호는 A/D 변환 후에 디지털 영역에서 독립적으로 결정되며, 부정합의 크기와 부호를 이용하여 디지털 신호 처리부에서 I/Q 경로 신호의 크기와 위상을 연속적으로 조절하여 스퓨리어스 신호를 제거한다. 본 논문에서는 수식적 해석과 성능 시뮬레이션 통하여 제안된 방법의 타당성을 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권9C호
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• pp.831-839
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• 2006

본 논문에서는 수신기에서 I/Q 위상 및 진폭 불균형을 갖는 계층적 MPSK(Hierarchical M-ary Phase Shift Keying) 신호에 대해 수치 적분이 필요 없는 정확하고 일반화된 closed-form 형태의 비트 오류 확률(Bit Error Probability) 표현을 유도한다. 새롭게 유도된 비트 오류 확률 표현은 간결한 형태의 일반화된 식으로 되어 있어 다양한 환경으로의 적용이 용이하다. 뿐만 아니라, 계층적 MPSK를 적용하는 많은 디지털 통신 시스템에서 복조시 발생할 수 있는 I/Q 불균형들에 의한 시스템 성능 변화에 대하여 정확한 이론적 성능 기준을 제공할 것으로 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.1104-1111
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• 2003

본 논문에서는 직접 변환 방식의 수신기에서 발생하는 I 채널 및 Q 채널 간의 이득 및 위상 불일치를 보상하는 방법에 대해서 기술한다. 직접 변환 방식의 복조기에서의 이득 및 위상 불일치를 가변 스텝(Variable Step-size) 적응적 루프를 이용하여 블라인드(blind) 등화 방식으로 보상하는 알고리즘을 된 논문에서 제안한다. 이득 및 위상 불일치를 보상하기 위해 일반적인 블라인더 등화 기법을 이용할 경우 루프 이득에 따라 수렴속도와 지터(jitter) 영향이 trade-off 관계에 있다. 본 논문에서는 이들 문제를 극복하기 위하여 적응적 루프의 이득을 오차에 따라 가변 하는 방법을 제시한다. 본 논문에서는 가변 스텝 적응적 루프를 이용하여 빠른 수렴속도와 지터의 영향을 줄이도록 하는 방법을 제시하였고, 모의실험을 통하여 신호 손실 보상과 수렴 속도의 향상을 확인한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 ITC-CSCC -1
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• pp.517-520
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• 2000

This paper deals with the statistical analysis of an autocalibration procedure for the gain and phase imbalances between the in-phase (I) and quadrature (Q) components in quadrature receivers. In real implementation, the imbalances of the gain and phase exist and degrade the performance of the receiver. In this paper we investigate the statistical characteristic of the estimates in an on-line imbalance estimation method for the receiver under the assumption of an additive white Gaussian noise environment.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제41권6호
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• pp.1-7
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• 2004

직접 변환 방식 수신기법은 SDR기반 미래 광대역 또는 다중 대역 무선통신 시스템을 위한 중요한 해의 하나로 인식되고 있다. 본 논문에서는 광대역의 대역폭을 가지면서도 시스템의 유연성을 극대화할 수 있도록 SDR기반 직접 변환 수신기에 적용가능한 I 및 Q 신호의 생성에 관하여 연구하였다. 먼저 실제의 SDR 기반 통신 환경을 고려한 직접 변환 SDR 시스템을 모델링하고, 수신기에서의 위상 오류의 영향을 분석하며 이에 따른 I/Q 채널의 준최적 재생 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 실시간 early-late compensator 구조를 통하여 송신단과 수신단의 위상 오류를 실시간으로 보정하고 랜덤한 채널 잡음환경에서도 보다 안정된 성능을 유지하게 한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여, $45{\~}55$도의 랜덤 위상 오류가 난 경우, 제안된 시스템은 기존 시스템과 비교하여 약 4dB이상의 성능 개선이 있음을 확인하였다.

• ETRI Journal
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• 제26권5호
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• pp.501-504
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• 2004

This paper presents a simple gain/phase blind compensation algorithm with an automatic gain control (AGC) function for the adoption of the AGC function and compensation for gain/phase imbalances in quadrature phase shift keying (QPSK) direct conversion receivers (DCRs). The AGC function is interactively operated with the compensation algorithm for gain/phase imbalances. By detecting the gain sum and difference values between the I-channel and Q-channel, the combined AGC and gain imbalance compensation algorithm provides a simpler DCR architecture.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권4호
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• pp.383-397
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• 2013

In this paper, the sensitivity of massive antenna arrays and digital beamforming to radio frequency (RF) chain in-phase quadrature-phase (I/Q) imbalance is studied and analyzed. The analysis shows that massive antenna arrays are increasingly sensitive to such RF chain imperfections, corrupting heavily the radiation pattern and beamforming capabilities. Motivated by this, novel RF-aware digital beamforming methods are then developed for automatically suppressing the unwanted effects of the RF I/Q imbalance without separate calibration loops in all individual receiver branches. More specifically, the paper covers closed-form analysis for signal processing properties as well as the associated radiation and beamforming properties of massive antenna arrays under both systematic and random RF I/Q imbalances. All analysis and derivations in this paper assume ideal signals to be circular. The well-known minimum variance distortionless response (MVDR) beamformer and a widely-linear (WL) extension of it, called WL-MVDR, are analyzed in detail from the RF imperfection perspective, in terms of interference attenuation and beamsteering. The optimum RF-aware WL-MVDR beamforming solution is formulated and shown to efficiently suppress the RF imperfections. Based on the obtained results, the developed solutions and in particular the RF-aware WL-MVDR method can provide efficient beamsteering and interference suppressing characteristics, despite of the imperfections in the RF circuits. This is seen critical especially in the massive antenna array context where the cost-efficiency of individual RF chains is emphasized.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.638-646
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• 2005

최근 무선통신시스템에서 직접변환 트랜시버 또는 IF 샘플링 SDR 기반 수신기가 일반적인 트랜시버 구조에 상응하여 설계되어지고 있다. 일반적인 AFC/APC 보상 회로가 기저 대역에서 RF 입력 신호와 국부발진 신호의 주파수 및 위상 오차를 보정할지라도 직접변환 수신 구조에서는 주요한 열화요소로 작용한다. 일반적인 보상 회로의 제한적인 동작 영역과 기저 대역에서의 1/Q 채널의 불평형을 용이하게 보상할 수 있도록 RF 입력 신호단에서 주파수 및 위상 오차를 보정하는 방법을 본 논문에서 제안한다. RF 입력단에서 고정된 주파수 및 위상 오차 이외에 변화하는 주파수 및 위상 오차를 제안된 early-late 보상기에 의해 효과적으로 보상할 수 있다. RF 입력단에서의 주파수 및 위상 오차의 보정으로 직접변환 수신기의 기저 대역에서의 기존 주파수 및 위상 오차 보정 회로는 간단히 설계할 수 있으며 미세한 오차 보정 구조로 용이하게 이용할 수 있다.