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.
본 논문에서는 입력 복소 포락선 신호와 m차 고조파 대역의 출력 복소 포락선 신호 사이의 비선형성 관계를 이론적으로 분석하고, 이를 모델링하기 위하여 AM/$AM_m$, AM/$PM_m$을 정의하였다. 제안된 모델을 측정 데이터로부터 추출하는 방안을 제안하였고, InGaP 전력 증폭기에 대하여 기본 주파수 대역과 3차 고조파 대역에서의 신호를 측정하여 제안된 모델 및 기법의 유효성을 검증하였다 또한, 제안된 고조파 신호 대역에 대한 모델을 기반으로 고조파 대역 신호의 선형화를 위한 디지털 사전 왜곡 기법을 제안하였다 디지털 사전 왜곡기에서 비선형역함수 구현을 위해 수치 해석적인 방법과 Look-Up Table(LUT) 방식을 이용하였다. 고조파 신호 선형화를 위한 디지털 사전 왜곡기를 포함하는 송신기를 구현하고 16-QAM과 64-QAM의 입력 신호에 대해서 3차 고조파 출력신호의 스펙트럼과 I/Q 신호 성상도를 측정하였다. 고조파 대역에서 비선형 왜곡에 의해서 의미 없는 신호는 제안된 기법으로 구성된 송신기에 의해 선형화되었으며, 그 결과 각 신호에 대한 Error-Vector Magnitudes(EVM)이 6.4 %와 6.5 %로 측정되었다. 제안된 기법은 향후 SDR과 CR 등의 차세대 다중 대역 송신 시스템에 적용될 수 있을 것으로 사료된다.
ETSI(European Telecommunication Standards Institute), TC(Technical Committee), RRS(Reconfigurable Radio Systems)에서는 소프트웨어 모뎀 기반 멀티모드 단말기의 연구 및 표준을 개발하고 있다. 소프트웨어 모뎀 기반 멀티모드 단말기는 SDR(Software Defined Radio) 기술을 바탕으로 단말기 플랫폼에 독립적인 라디오 어플리케이션을 운용함으로써, 하나의 단말기에서 동시에 다양한 이동통신 표준을 이용할 수 있는 차세대 단말기이다. 본 논문에서는 TC RRS에서 정의한 라디오 어플리케이션 사이에서의 리소스 공유 방법과 라디오 어플리케이션의 배포 형태에 따른 멀티모드 단말기의 분류에 대해 소개한다. 또한, 여러 개의 라디오 어플리케이션을 동시에 운영할 수 있는 멀티모드 단말기의 아키텍처와 인터페이스에 대해 소개한다.
인지 무선(CR: Cognitive Radio) 시스템은 SDR(Software Defined Radio) 기술을 기반으로 주변 환경을 인지하여 가용한 주파수를 선정하고 통신하는 기본적인 기능과 여러 가지 환경 파라미터를 지속적으로 업데이트하는 학습 알고리즘이 합쳐진 기술이다. CR기술은 최근 무선 통신 서비스의 발전으로 주파수의 수요가 증가하면서 사용하지 않는 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위한 기술로써 각광받고 있다. CR시스템을 단말에 적용 및 구현하기 위해 선행되어야 하는 연구 분야는 크게 하드웨어 분야와 소프트웨어 분야로 나누어 생각할 수 있다. 하드웨어 분야에 관련된 연구는 다시 RF 처리부와 디지털 신호 프로세스부로 나눌 수 있다. 본 논문에서는 CR 시스템을 단말에 적용하기 위해 필요한 선행 기술들을 살펴보고, 실제 단말에 적용 했을 때의 단말 형태에 대해 알아본다.
Park, Kwi Woo;Choi, Yun Sub;Lee, Min Joon;Lee, Sang Jeong;Park, Chansik
Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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제5권1호
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pp.11-20
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2016
In this paper, a system that can collect GPS L1 C/A, GLONASS G1, and BDS B1I signals with single front-end receiver was implemented using a universal software radio peripheral (USRP) and its performance was verified. To acquire the global navigation satellite system signals, hardware was configured using USRP, antenna, external low-noise amplifier, and external oscillator. In addition, a value of optimum local oscillator frequency was selected to sample signals from three systems with L1-band with a low sampling rate as much as possible. The comparison result of C/N0 between the signal collection system using the proposed method and commercial receiver using double front-end showed that the proposed system had 0.7 ~ 0.8dB higher than that of commercial receiver for GPS L1 C/A signals and 1 ~ 2 dB lower than that of commercial receiver for GLONASS G1 and BDS B1I. Through the above results, it was verified that signals collected using the three systems with a single USRP had no significant error with that of commercial receiver. In the future, it is expected that the proposed system will be combined with software-defined radio (SDR) and advanced to a receiver that has a re-configuration channel.
본 논문에서는 고해상도와 높은 신호처리속도, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 Software Defined Radio (SDR) 시스템 응용을 위한 14비트 150MS/s 0.13um CMOS ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 고해상도를 얻기 위한 특별한 보정 기법을 사용하지 않는 4단 파이프라인 구조로 설계하였고, 각 단의 샘플링 커패시턴스와 증폭기의 입력 트랜스컨덕턴스에 각각 최적화된 스케일링 계수를 적용하여 요구되는 열잡음 성능 및 속도를 만족하는 동시에 소모되는 전력을 최소화하였다. 또한, 소자 부정합에 의한 영향을 줄이면서 14비트 이상의 해상도를 얻기 위해 MDAC의 커패시터 열에는 인접신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 제안하였으며, 온도 및 전원 전압에 독립적인 기준 전류 및 전압 발생기를 온-칩 RC 필터와 함께 칩 내부에 집적하고 칩 외부에 C 필터를 추가로 사용하여 스위칭 잡음에 의한 영향을 최소화하였고, 선택적으로 다른 크기의 기준 전압 값을 외부에서 인가할 수 있도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.13um 1P8M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 14비트 해상도에서 각각 최대 0.81LSB, 2.83LSB의 수준을 보이며, 동적 성능은 120MS/s와 150MS/s의 동작 속도에서 각각 최대 64dB, 61dB의 SNDR과 71dB, 70dB의 SFDR을 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $2.0mm^2$ 이며 전력 소모는 1.2V 전원 전압에서 140mW이다.
MTD(Moving Target Defense)는 자가 복원력이 있는 무선 통신 시스템을 구축할 수 있도록 대상 시스템의 다양한 구조 및 운영 관련 파라미터들을 동적으로 변경시키도록 설계함으로써 공격자의 악의적 공격으로부터 시스템의 취약점을 보호하는 기술이다. 본 논문에서는 MTD-SDR 기술을 기반으로 하는 통신 시스템에서 랜덤/순서적 스캐닝/재밍 공격 성공 확률에 대한 식을 유도하고 시뮬레이션을 통해 그 결과를 검증하였다. 결과적으로 랜덤 스캐닝 공격의 경우에는 전송채널 변화주기 값이 증가할수록 공격성공률이 증가하는 반면, 랜덤 재밍 공격의 경우에는 변화가 없다. 순서적 공격의 경우에는 랜덤 공격과 유사한 경향의 성공률 패턴을 보이지만 전송채널 변화주기가 커져서 전체 전송채널 수에 접근할수록 재밍 공격의 경우에는 최대 2배, 스캐닝 공격의 경우에는 최대 36% 정도 랜덤 공격에 비해 공격 성공률이 높은 것으로 나타났다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제14권2호
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pp.47-53
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2014
This paper presents a high gain and high harmonic rejection low-noise amplifier (LNA) for software-defined radio receiver. This LNA exploits the high quality factor (Q) series resonance technique. High Q series resonance can amplify the in-band signal voltage and attenuate the out-band signals. This is achieved by a source impedance transformation. This technique does not consume power and can easily support multiband operation. The chip is fabricated in a $0.13-{\mu}m$ CMOS. It supports four bands (640, 710, 830, and 1,070MHz). The measured forward gain ($S_{21}$) is between 12.1 and 17.4 dB and the noise figure is between 2.7 and 3.3 dB. The IIP3 measures between -5.7 and -10.8 dBm, and the third harmonic rejection ratios are more than 30 dB. The LNA consumes 9.6 mW from a 1.2-V supply.
SDR(software defined radio)기술을 활용한 전술통신 무전기는 음성뿐만 아니라, 고속 데이터 통신이 가능한 수준으로 발전하였으며, 다대역 및 다채널 특성을 갖고 있어 다수의 무전기 운용에서 탈피가 가능하게 되었다. 따라서 본 논문에서는 모노폴 안테나에 다이플렉서 정합구조를 이용하여 전술차량형 광대역 안테나를 구현하였다. 제안한 안테나는 두개(상단, 하단)의 방사체와 다이플렉서 구조를 이용한 정합단, 하단 방사체에 삽입되어 있는 3개의 L-C회로망, 스프링 마운트로 구성되어 있다. 다이플렉서 정합단은 V/UHF 대역에서 광대역 정합특성을 갖도록 설계하였으며, 안테나 하단 방사체에 삽입되어 있는 L-C 회로망은 안테나의 운용주파수에 따라 안테나의 전기적 길이를 조절할 수 있도록 설계하였다. 본 논문에서 제안한 안테나는 EM 툴을 활용하여 설계하였으며, 제작하여 open site 환경에서 측정을 수행하였다. 측정 결과, V/UHF 대역에서 높은 이득 특성과 중심주파수 대비 190 % 이상의 대역폭에서 VSWR 3.5 : 1 이하의 광대역 특성을 갖는 것을 확인하였다.
OFDM 기반 광대역 무선접속 시스템들을 통해 유비쿼터스 서비스를 제공받기 위해서는 SDR (Software Defined Radio)과 같은 공통의 플랫폼이 필요하다 [1]. 본 논문에서는 이러한 플랫폼을 구성하기 위한 채널추정기법으로 단일화된 시간영역 채널추정기를 제안한다. 제안한 기법은 기존의 시간영역 채널추정기법의 전처리 과정에 Wiener 필터를 사용함으로써 파일럿 위치와 할당방식에 관계없이 추정기법을 단일화할 수 있으며 우수한 성능을 제공할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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