• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제6권3호
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• pp.182-188
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• 2006

Orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) is very useful for the wireless communication system. However, OFDM is very sensitive to the radio frequency impairments. One of the most important major impairments is the IQ imbalance between in-phase(l) and quadrature(Q) branches in the up and down-conversion. IQ imbalance can be divided into phase and amplitude imbalances. These imbalances make constellation of signal to expand and rotate. The performance of system is severely degraded. In this paper, a closed-form for the bit error probability of the OFDM signal in IQ imbalance environment is derived in terms of the function of phase and amplitude imbalance parameters. So, it will be convenient and useful to evaluate the performance of OFDM communication system with IQ imbalance. It is confirmed that computer simulation results closely match with the results of the analytical derivation. When phase imbalance $\varphi=20^{\circ}$, amplitude imbalance $\varepsilon=0.1$; 0.3; 0.4; 0.5, BER at $10^{-5}$ is severely degraded by 1.8 dB, 3.12 dB, 4.72, and 8.44 dB, respectively.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권1C호
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• pp.55-64
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• 2010

본 논문에서는 직접변환 RF 송수신기를 채용하는 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 송수신기의 IQ 불균형과 수신기의 위상잡음, 그리고 주파수 선택적 페이딩에 의한 채널 왜곡을 종합적으로 분석하여 기저대역에서 이들 왜곡을 보상하는 보상기법을 제안한다. 제안된 보상기법은 훈련심벌을 이용하여 합성 왜곡성분을 추정하는 초기 왜곡추정과 데이터 심벌에 포함되는 파일럿 심벌을 이용한 잔여 왜곡성분 추정과정을 포함하고 있으며 이들을 종합하여 합성왜곡성분을 제거한다. 시뮬레이션 결과로부터 제안된 보상기법은 IQ 불균형, 위상잡음과 주파수 선택적 페이딩 채널이 혼합된 신호왜곡을 동시에 보상할 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권12A호
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• pp.1205-1213
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• 2006

본 논문에서는 직교주파수분할다중송신(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 방식의 송수신기에서 IQ 불균형(In-phase/Quadrature Imbalance) 성분의 영향을 분석한 후, 예기치 않은 IQ 불균형이 존재하는 상황에서 조차 다이버시티 이득을 얻을 수 있음을 보인다. 주파수 선택적 채널 특성을 갖는 경우 IQ 불균형 성분에 의해 마주보는 부반송파 간에 신호 확산으로 인해 송신 신호 왜곡이 발생할 경우, 복조 과정에서 부가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있음을 보인다. IQ 불균형이 존재하는 수신 신호에 대해 ML(Maximum Likelihood) 또는 OSIC(Ordered Successive Interference Cancellation) 신호 검출 기법을 이용하여 SER(Symbol Error Rate) 성능검증을 하면, 주파수 선택적 채널 계수와 송수신 IQ 불균형 성분이 결합에 의하여 초래되는 다이버시티 이득으로 인해 기존의 간섭억제 기법인 ZF(Zero-forcing) 기법에 비해 성능향상이 있음을 보인다. 본 논문에서는 다이버시티 이득을 얻기 위해서는 정확한 왜곡행렬 추정이 뒷받침 되어야 하므로 이를 위해 Alamouti 기법을 적용한 새로운 프리앰블 형태를 제안한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.1028-1036
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• 2008

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 직교 불균형 문제는 송수신기의 front-end에서 발생하며, 성상도에 영향을 주게 되어 BER(Bit Error Rate)을 증가시킨다. 또한, 위상 잡음은 송수신시 국부 발진기에서 발생되는 잡음으로 각 부반송파의 직교성을 깨뜨림으로써 시스템 성능을 크게 저하시킨다. 기존 방식인 PNS(Phase Noise Suppression) 알고리즘은 이러한 위상 잡음을 효과적으로 제거하는 방법이지만 직교 불균형 이동시에 적용되면 오히려 성능이 감소된다. 본 논문에서는 OFDM 시스템의 수신기에서 하향 변환 시 발생하는 직교 불균형과 위상 잡음의 영향을 분석하고, 수신기 FFT(Fast Fourier Transform) 후단에서 파일럿 심볼을 사용하여 CPE를 먼저 제거하고 직교 불균형과 위상 잡음의 성분을 검출하여 등화기의 판정 기준으로 사용하여 보상하는 방법을 제시하였다. 또, 다른 기존 방식들은 FFT 후단에서 추정하고 피드백 시키거나 프리엠블과 같은 시퀀스를 사용하는 방식이지만, 본 논문에서는 FFT 후단에서 MMSE 등화기만을 사용하여 제거하므로 기존의 방법보다 복잡도가 줄어든다. 기존의 위상 잡음 제거 방식에 ICI(Inter Carrier Interference) 제거 기능을 추가하고 직교 불균형 성분을 추출하여 MMSE(Minimum Mean Square Error) 과정 중에 적응 forgetting factor를 적용하면 성능 개선과 직교 불균형 성분의 영향이 줄어들며 성능이 개선됨을 보인다.

• ETRI Journal
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• 제37권1호
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• pp.43-53
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• 2015

In this paper, a selective coefficient updating (SCU) approach at each branch of the per-tone equalization (PTEQ) structure has been applied for insufficient cyclic prefix (CP) length. Because of the high number of adaptive filters and their complex adaption process in the PTEQ structure, SCU has been proposed. Using this method leads to a reduction in the computational complexity, while the performance remains almost unchanged. Moreover, the use of set-membership filtering with variable step size is proposed for a sufficient CP case to increase convergence speed and decrease the average number of calculations. Simulation results show that despite the aforementioned algorithms having similar performance in comparison with conventional algorithms, they are able to reduce the number of calculations necessary. In addition, compensation of both the channel effect and the transmitter/receiver in-phase/quadrature-phase imbalances are achievable by these algorithms.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.21-28
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• 2009

DFT(Discrete Fourier Transform) 확산 방식의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 저감에 매우 효과적인 시스템이며, 3GPP LTE($3^{rd}$ Generation Partnership Project Long Term Evolution)의 상향 링크에 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)에 사용된다. SC-FDMA는 일반적으로 OFDM 시스템보다 위상잡음과 직교 불균형으로 인한 ICI(Inter-Carrier Interference)에서 더 성능 열화가 발생하며, 등화기에 심각한 영향을 미친다. 그러므로 본 논문에서는 상향 링크에서 신호 전송 시 발생하는 위상잡음과 직교 불균형(IQ Imbalance: In-phase/Quadrature Imbalance), 그리고 전력 증폭기(HPA: High Power Amplifier)의 백-오프 특성에 따른 영향을 분석하고, ICI 성분을 제거할 수 있는 효과적인 등화 알고리듬을 제시한다. 제안된 등화기는 FDE(Frequency Domain Equalizer) 방식을 기반으로 설계하였으며, 기존의 PNS(Phase Noise Suppression) 알고리듬을 FDE에 사용될 수 있도록 수정하고 개선하여 위상 잡음과 직교 불균형으로 인한 ICI를 보상한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 back-off 5.5 dB 상태에서 위상 잡음 $0.06\;rad^2$, 위상 에러 5도, 진폭 에러 0.005인 경우, 위상 잡음과 직교 불균형을 보상하여 SNR=14 dB 정도에서 $BER=10^{-4}$의 성능을 만족할 수 있다.