• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제13권2호
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• pp.63-72
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• 2013

The ultra-wideband (UWB) spectrum available for commercial applications has offered us an opportunity to achieve high-speed wireless communications and high-accuracy location applications. As one of key research areas in UWB technology, a lot of innovative broadband and miniaturization techniques for UWB antennas have been greatly invented and developed for years. This paper reviews the development of UWB antenna design in the past decade. Starting with a brief introduction of the specific requirements and promising applications of UWB systems, the unique design challenges of UWB antennas are highlighted. Next, the important milestones of UWB antenna designs are briefed. After that, a variety of planar UWB antennas invented for broadband operation, miniaturization, and multiple functions are introduced. Last, the comments on the development of UWB antennas in future are shared.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.196-199
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• 2004

This paper presents a structure of the searcher using the space diversity in array antenna system operating in the DS/CDMA signal environments. The new technique exploits the fact that the In-phase and Quadrature components of interferers can respectively be viewed as independent Gaussian noise at each antenna element in most practical CDMA (Code Division Multiple Access) signal environments. The proposed PN acquisition scheme is a single dwell serial PN acquisition system consisting of two stage, that is, the searching stage and the verification stage. The searching stage correlates the received signals with the local PN oscilator for obtaining the synchronous energy at the entire uncertainty region. The verification stage compares the searching energy with the optimal threshold, which is pre-designed in the Lock-Detector, and decides whether the acquisition is successful or fail. In this paper, we analyzed the relationship of both diversity order and the mean acquisition time. In general, It is known that the mean acquisition time decreases significantly as the number of antenna elements increases. But, the enhancement of the performance is saturated in terms of PN acquisition scheme. Therefore, to decrease the mean acquisition time, we must design the optimal array antenna system by considering the operating SNR range of the receiver, the detection probability, and the false alarm probability. The performance of the proposed acquisition scheme is analyzed in frequency-selective Rayleigh fading channels. In this paper, the effect of the number of antenna elements on acquisition scheme is considered in terms of the detection probability, false alarm probability. and the mean acquisition time.

• 한국통신학회논문지
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• 제23권7호
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• pp.1677-1688
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• 1998

본 논문에서는 DS-CDMA 시스템의 기지국에 배열안테나를 사용함으로 시스템의 성능향상을 기할 수 있음을 보 여 주고자 한다. 이를 위해 배열안테나를 사용하는 DS-CDMA시스템의 핵심부분인 빔조향장치의 수신기 구조를 제안하고, 이 수신기 구조에서 신호대간섭잡음비(SINR)을 유도하고자 한다. 여기서, 배열안테나에 기인한 CDMA 시스템의 역방향채널의 성능향상은 기지국에서 관찰되는 이동국의 각분포(angular distribution)를 분해할 수 있는 배열안테나를 사용함으로써 주위의 타 이동국으로 부터 오는 간섭의 양을 줄이는 형태로 묘사된다. 각 이동국 혹은 그룹의 이동국들에 관련된 안테나빔의 에너지는 지정된 공간에 제한되며, 이 현상은 배열 안테나의 빔 내부에 존재하는 이동국들에게 타 이동국들이 주는 간섭의 양을 대폭 줄여 주는 효과를 보여 준다. 이러한 배열안테나의 장점을 확인하기 위해, 대표적인 하나의 이동통신 전파환경올 고려하여 신호를 모델링하고 제안된 배열안테나의 수신기에 모델링된 가상신호를 인가한 후 신호대간섭잡음비를 이론적으로 구하였다. 마지막으로 배열안테나의 빔형성 메카니즘의 이해증진과 이 안테나의 사용에 의한 성능향상을 살펴보기 위해, 지향성빔이 어떻게 형성되는가와 이러한 지향성빔이 형성되었을 때 주위 간섭에 의한 신호대간섭잡음비에 관한 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권7A호
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• pp.515-522
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• 2009

본 논문에서는 채널 부호회된 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 시스템을 위한 공간 변조를 이용한 새로운 전송 기법을 제안한다. 공간 변조라 불리는 개루프 (open-loop) 방식의 다중 안테나 기술은 업력 데이터를 안테나 인텍스(index) 신호와 데이터 신호로 나누고, 안테나 인텍스 신호에 따라 다수의 송신안테나 중 하나의 송신안테나를 선택하여 데이터 신호를 전송한다. 공간 변조는 수신기에서 송신된 신호가 어떤 안테나로부터 보내졌는지를 의미하는 안테나 인텍스를 검출해야 하는데, 이를 위해서 채널 행렬의 직교성이 보장되어야 한다. 실제 채널은 무시하지 못할 정도의 채널 상관도로 인해 직교성을 유지하지 못한다. 또한 기존 공간 변조를 위한 수신기는 경판정 방식을 취하고 있으므로, 실제 시스템에 이를 활용하기가 어렵다. 본 논문에서는 기존의 공간 변조 기법이 연판정 수신을 할 수 있도록 소프트 출력 디맵퍼 (soft-output demapper)를 유도하고, 기존 기법의 수신 성능을 개선하기 위해 새로운 구조의 전송 기법을 제안한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권6B호
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• pp.517-526
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• 2006

본 논문에서는 가상 셀(Virtual Cell)이라는 새로운 개념을 도입하여 사용자의 움직임에 따라 셀(Cell)이 동적으로 바뀌어서 핸드오프의 문제가 없으며, 사용자 간, 셀 간에 야기되는 간섭을 모니터링 할 수 있고 또한 상호 간섭을 최소화하도록 제어할 수 있어서 기존 셀룰라 시스템이 안고 있는 간섭 문제를 효과적으로 극복할 수 있는 분산무선통신시스템에 관하여 소개한다. 그리고 이러한 분산무선시스템을 기반으로 하여 사용자 통신의 링크 품질을 지속적으로 유지하면서 용량을 향상시키고자 하는 Dual Virtual Cell(DVC) 개념과 운용 방안을 제안하였다. DVC 시스템은 단말의 실제 트래픽을 위한 Active Virtual Cell 외에, 사용자 통신의 다음 시점의 도달 범위 예측과 사용자 무선링크의 품질저하 및 단절을 방지하기 위한 후보군의 분산안테나들의 집합인 Candidate Virtual Cell을 도입하여 이러한 이중구조의 가상 셀을 동시에 관리함으로써, 채널정보 획득에 대한 단말의 부담을 줄이고 채널추정정보에 대한 시간지연과 단말의 이동으로 인한 무선링크 단절 및 품질 저하를 방지하며 신속한 통신채널 변경을 지원할 수 있다. 제안하는 시스템에서는 DVC의 안테나 구성을 위하여 안테나 선택기법을 이용하고 있으며, 시스템 오차 확률 개선을 위하여 Space-Time Trellis Code를 도입하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권9호
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• pp.3016-3033
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• 2014

The downlink performance of distributed antenna systems (DAS) with antennas selection is investigated in Rayleigh fading multicell environment, and the corresponding system capacity and bit error rate (BER) analysis are presented. Based on the moment generating function, the probability density function (PDF) and cumulative distribution function (CDF) of the effective signal to interference plus noise ratio (SINR) of the system are first derived, respectively. Then, with the available CDF and PDF, the accurate closed-form expressions of average channel capacity and average BER are further derived for exact performance evaluation. To simplify the expression, a simple closed-form approximate expression of average channel capacity is obtained by means of Taylor series expansion, with the performance results close to the accurate expression. Besides, the system outage capacity is analyzed, and an accurate closed-form expression of outage capacity probability is derived. These theoretical expressions can provide good performance evaluation for DAS downlink. It can be shown by simulation that the theoretical analysis and simulation are consistent, and DAS with antenna selection outperforms that with conventional blanket transmission. Moreover, the system performance can be effectively improved as the number of receive antennas increases.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제4권4호
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• pp.183-189
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• 2004

In this paper, the Eigen-RAKE receiver in wideband direct sequence code-division multiple access(DS-CDMA) systems with downlink smart antenna is analyzed for different spreading bandwidths(1.25 MHz, 5 MHz, 10 MHz) and different channel environments(macro, micro). The realistic spatio-temporal wideband multipath channel is assumed, one of which is standardized multiple-input single-output(MISO) radio channel model for WCDMA link-level simulations proposed by $3^{rd}$ generation partnership project(3GPP) contributions. We assumed spatial scattering phenomenon in which many unresolvable path signals within a limited range of spatial angle simultaneously contribute to the signals received at the receiver. Several multipaths within one chip are distinguished into each one and the first multipath components are selected as the desired signal and the others are considered self-interference. Downlink DS-CDMA system with eigenbeamformer using wider bandwidth present better performance than that using narrow bandwidth system by employing Eigen-RAKE receiver of many number of branches. It is shown that the downlink eigenbeamformer is more effective in typical urban macro cellular environments when using Eigen-RAKE receiver.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제12권2호
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• pp.67-74
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• 2014

In multi-hop communication systems, two-way relaying is one of the solutions to mitigate the spectral efficiency loss caused by a half-duplex transmission. In this paper, a simple two-way relaying scheme is proposed for two-hop two-user multiple input multiple output (MIMO) systems. In the proposed system, a base station and a relay station (RS), both equipped with two antennas, form a point-to-point MIMO channel, while the RS and two single-antenna mobile users form a point-to-multipoint multiuser (MU)-MIMO channel. Numerical examples show that the proposed system achieves a significant sum rate gain as compared to a one-way relaying system as the distance between a relay and the two users decreases. We also show that although we can expand the proposed scheme to more than two users, its performance gain as compared to that of one-way relaying decreases with an increase in the number of users.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권7호통권361호
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• pp.59-69
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• 2007

본 논문에서는 미래형 이동통신 시스템에서 셀 경계와 같이 반송파대간섭전력비 (Carrier-to-Interference Ratio; CIR)가 낮은 열악한 채널 환경에서 하향링크 실시간 트래픽의 전송 성능 개선을 위한 안테나 선택을 이용한 Grassmannian Beamforming 기반의 MIMO-OFDMA (Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템을 본 저자들은 제안하고자 한다. 제안된 시스템에서는 Beamforming 적용으로 인한 상향링크로의 과도한 궤환 정보량이 시스템 주파수 효율 성능을 떨어뜨리는 문제점을 보완하기 위해 Codebook 기반의 Grassmannian Beamforming을 적용하고, 이와 더불어 기지국의 모든 송신 안테나를 사용하지 않고 특정 안테나만을 사용하여 Codebook Size를 줄이면서도 주파수 효율 성능을 향상시킬 수 있는 안테나 선택 기법을 제안한다. 제안된 시스템에서는 Beamforming을 수행하기 위해 최대 MRT(Maximum Ratio Transmission) 이득을 가지는 최적의 송신 안테나 조합이 선택된다. 모의실험 결과, 제안된 시스템은 기지국의 모든 안테나를 사용하여 Beamforming을 수행한 경우보다 향상된 주파수 효율 성능을 보이며, 상향링크의 궤환 정보량을 감안하더라도 Pseudo-Orthogonal Space Time Block Code를 사용하는 전형적인 개방루프형 MIMO-OFDMA 시스템에 비해 낮은 CIR 영역에서 월등히 개선된 주파수 효율 성능을 보임을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.484-491
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• 2013

In this paper, we proposed an internal multiband loop embedded monopole antenna for mobile handset that could be used for smart phones. The proposed antenna has a volume of 40 mm(W) ${\times}$ 15 mm(L) ${\times}$ 5 mm(H), ground plane size is 40 mm(W) ${\times}$ 80 mm(L), and covers the GSM900 (Global System for Mobile communications : 880-960 MHz), K-PCS (Korea-Personal Communications Service : 1750-1870 MHz), US-PCS (US Personal Communications Service : 1850-1990 MHz), WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access : 1920-2170 MHz), Wibro (2300-2390 MHz), Bluetooth (2400-2483 MHz) and WLAN (Wireless Local Area Network : 2400-2483.5 MHz) bands for VSWR (voltage standing wave ration) less than 3. The proposed loop adding design at middle section of longest branch showed wide impedance bandwidth for the lowest resonance frequency band. The proposed antenna have a lowest resonance frequency band from 738 MHz to 1075 MHz for S11 value of -6dB. A HFSS (High Frequency Structure Simulator) of the Ansys Corporation based on a finite element method is employed to analyze the proposed antenna in the design process and to compare the simulation and experimental results.