• 제목/요약/키워드: Phase Imbalance

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IQ Imbalance와 위상 잡음을 고려한 OFDM 통신 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of OFDM Communication System with the IQ Imbalance and Phase Noise)

  • 김상균;유흥균;강병수;이광천
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권7호
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    • pp.757-765
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    • 2007
  • OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템은 이동성이 있는 고속 데이터 전송에 적합한 전송 방법으로 널리 알려져 있지만, 위상 잡음과 직교 불균형(IQ imbalance)에 매우 민감한 특성을 보이는 단점이 있다. 그러므로, 본 논문에서는 위상 잡음 특성에 따른 위상 잡음 분산을 계산한 다음, 직교 불균형이 있는 OFDM 시스템의 통신 성능을 분석하였다. 시뮬레이션 결과, 위상 잡음의 분산과 직교 불균형의 크기 변화에 따라 통신 성능이 변화하는 것을 분석하였다. 분석 결과, 진폭 불균형이 ${\varepsilon}$=0.2; 0.3; 0.4이고, 위상 불균형이 ${\phi}=10^0$이고, 위상 잡음의 분산 ${\sigma}^2=0.012$일 때, BER은 $10^{-5}$에서 각각 2.88 dB, 3.61 dB, 4.69 dB의 SNR penalty가 존재한다.

Derivation and Analysis of the BER Closed Form in the OFDM Communication System with IQ Imbalance

  • Hieu Nguyen Thanh;Kang Byung-Su;Lee Kwang-Chun;Ryu Heung-Gyoon
    • 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.

Useful Characteristics for Controlling the Cancellation Performance and Center Frequency of a Linearization Loop

  • Kang, Sang-Gee;Hong, Sung-Yong
    • ETRI Journal
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    • 제28권2호
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    • pp.231-234
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    • 2006
  • The cancellation performance of a linearization loop is limited by the degree of an amplitude imbalance and a phase imbalance. A delay mismatch causes a phase variation as a function of frequency. Therefore, the cancellation performance and linearization bandwidth are limited by a delay mismatch. The expression for the effects of an amplitude imbalance, a phase imbalance, and a delay mismatch on the characteristics of a linearization loop is derived and analyzed. The simulation results are compared with the results obtained by means of using a commercial simulation tool and the exact agreement is reported. The derived equation could be used in designing a linearization loop and predicting the cancellation performance of the linearization loop usefully. Some useful characteristics, known from the simulation results obtained by using the derived equation, of a linearization loop for designing and implementing feedforward amplifiers are described in detail.

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위상 잡음과 직교 불균형이 있는 OFDM 수신 신호의 보상 (Compensation of OFDM Signal Degraded by Phase Noise and IQ Imbalance)

  • 유상범;김상균;유흥균
    • 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.

A Novel Control Algorithm of a Three-phase Four-wire PV Inverter with Imbalance Load Compensation Function

  • Le, Dinh-Vuong;Kim, Chang-Soon;Go, Byeong-Soo;Park, Minwon;Yu, In-Keun
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제13권3호
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    • pp.1131-1137
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    • 2018
  • In this paper, the authors suggest a new control algorithm for a three-phase four-wire photovoltaic (PV) inverter with imbalance load compensation function using conventional proportional-integral (PI) controllers. The maximum power of PV panel is calculated by the MPPT control loop. The reference varying signals of current controllers are transformed to two different rotating frames where they become constant signals. Then simple PI controllers are applied to achieve zero steady-state error of the controllers. The proposed control algorithm are modeled and simulated with imbalance load configuration to verify its performance. The simulation results show that the maximum PV power is transferred to the grid and the imbalance power is compensated successfully by the proposed control algorithm. The inverter has a fast response (~4 cycles) during the transient period. The proposed control algorithm can be effectively utilized to the three-phase four-wire inverter with imbalance load compensation function.

증감부호기를 이용한 순간 대칭비 기반 보행 불균형 평가 (Gait Imbalance Evaluation Algorithm based on Temporal Symmetry Ratio using Encoder)

  • 김서준;김유현;심현민;윤광섭;이상민
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.8-13
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    • 2014
  • In this paper, the gait imbalance evaluation algorithm based on temporal symmetry ratio using encoder is proposed. The device is attached to the hip joint in order to measure the angle during the normal gait. Using an angle data, the stance phase and swing phase was determined. And the value of TSR(temporal symmetry ratio) was calculated by stance phase and swing phase of gait cycle. For the comparative experiment, the conventional method of the foot pressure was measured at the same conditions. The results of statistical analysis, there was a significant difference (p < 0.05) when using encoder. The gait imbalance analysis using encoder is effective in determining the imbalance than using the existing method of pressure.

DFT 확산 방식의 OFDM 통신 시스템에서 위상잡음과 직교 불균형 보상 (Compensation of Phase Noise and IQ Imbalance in the OFDM Communication System of DFT Spreading Method)

  • 유상범;유흥균
    • 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.

진폭과 위상 특성이 우수한 링 하이브리드 발룬 설계 (Design of Ring Hybrid Balun with Good Amplitude and Phase balance)

  • 나원;조일현;이문규
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2006년도 하계학술대회
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    • pp.175-178
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    • 2006
  • We present a ring hybrid balun with additional two ${\lambda}/4$ short stubs that offers excellent amplitude and phase balance performance. The phase difference which is essentially occurred in $180^{\circ}$ ring hybrid is compensated by a ${\lambda}/4$ short stub in one output port. To compensate the amplitude imbalance inherent in the ring hybrid, the series resistance will be added to the second stub which is connected to another output port. The measured balun shows that phase imbalance is less than $2.5^{\circ}$ and magnitude imbalance is less than 0.2dB over a 1.75-2.25 GHz.

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OFDM 시스템에서 주파수 선택적 페이딩 채널과 RF 불완전 변환 극복을 위한 기저대역 신호보상 기법 (Baseband Signal Compensation Scheme for Frequency Selective Fading Channel and RF Impairments in OFDM System)

  • 김재길;김정빈;황진용;신동철;안재민
    • 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.

A High-efficiency Method to Suppress Transformer Core Imbalance in Digitally Controlled Phase-shifted Full-bridge Converter

  • Yu, Juzheng;Qian, Qinsong;Sun, Weifeng;Zhang, Taizhi;Lu, Shengli
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권3호
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    • pp.823-831
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    • 2016
  • A high-efficiency method is proposed to suppress magnetic core imbalance in phase-shifted full-bridge (PSFB) converters. Compared with conventional solutions, such as controlling peak current mode (PCM) or adding DC blocking capacitance, the proposed method has several advantages, such as lower power loss and smaller size, because the additional current sensor or blocking capacitor is removed. A time domain model of the secondary side is built to analyze the relationship between transformer core imbalance and cathode voltage of secondary side rectifiers. An approximate control algorithm is designed to achieve asymmetric phase control, which reduces the effects of imbalance. A 60 V/15 A prototype is built to verify the proposed method. Experimental results show that the numerical difference of primary side peak currents between two adjacent cycles is suppressed from 2 A to approximately 0 A. Meanwhile, compared with the PCM solution, the efficiency of the PSFB converter is slightly improved from 93% to 93.2%.