• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제6권7호
• /
• pp.1792-1801
• /
• 2012

Symbol timing error amounts to a major degradation in the system performance. Conventionally, timing error is estimated by predefined preamble on both transmitter and receiver. The maximum of the correlation result is considered the start of the OFDM symbol. Problem arises when the prime path is not the strongest one. In this paper, we propose a new combined time and channel estimation method for multi-band OFDM ultra wide-band (MB-OFDM UWB) systems. It is assumed that a coarse timing has been obtained at a stage before the proposed scheme. Based on the coarse timing, search interval is set (or time candidates). Exploiting channel statistics that are assumed to be known by the receiver, we derive a maximum a posteriori estimate (MAP) of the channel impulse response. Based on this estimate, we discern for the timing error. Timing estimation performance is compared with the least squares (LS) channel estimate in terms of mean squared error (MSE). It is shown that the proposed timing scheme is lower in MSE than the LS method.

• ETRI Journal
• /
• 제29권4호
• /
• pp.421-429
• /
• 2007

This paper presents a direct-conversion CMOS transceiver for fully digital DS-UWB systems. The transceiver includes all of the radio building blocks, such as a T/R switch, a low noise amplifier, an I/Q demodulator, a low pass filter, a variable gain amplifier as a receiver, the same receiver blocks as a transmitter including a phase-locked loop (PLL), and a voltage controlled oscillator (VCO). A single-ended-to-differential converter is implemented in the down-conversion mixer and a differential-to-single-ended converter is implemented in the driver amplifier stage. The chip is fabricated on a 9.0 $mm^2$ die using standard 0.18 ${\mu}m$ CMOS technology and a 64-pin MicroLead Frame package. Experimental results show the total current consumption is 143 mA including the PLL and VCO. The chip has a 3.5 dB receiver gain flatness at the 660 MHz bandwidth. These results indicate that the architecture and circuits are adaptable to the implementation of a wideband, low-power, and high-speed wireless personal area network.

• ETRI Journal
• /
• 제33권2호
• /
• pp.283-286
• /
• 2011

Path loss plays fundamental roles in system design, spectrum management, and performance evaluation. The traditional path loss model has a slight inconvenience; it depends on the unknown distance. In this letter, we explore the probability distribution function (PDF) of path loss in an indoor office environment by randomizing out the distance variable. It is shown that the resulting PDF is not Gaussian-like but is skewed to the right, and both the PDF and the moments are related to the size of the office instead of the unknown distance. To be specific, we incorporate the IEEE 802.15.4a channel parameters into our model and tabulate the cumulative distribution function with respect to different room sizes. Through a simple example, we show how our model helps a cognitive spectrum user to infer path loss information of primary users without necessarily knowing their transmitter-receiver distance.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제34권8C호
• /
• pp.806-813
• /
• 2009

본 논문은 고속 무선 통신을 위한 모뎀 설계에 관한 것이다. 고속 통신을 위한 기술에는 여러 가지가 있는데, 그 중 넓은 주파수를 사용하고 여타 서비스에 주파수 간섭을 일으키지 않는 기술인 MB-OFDM (Multi-Band Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 UWB (Ultra-Wideband) 모뎀의 SoC (System-on-Chip) 칩을 설계하였다. 개발된 모뎀 SoC 칩의 기저대역 시스템은 WiMedia에서 정의한 표준안을 따라서 설계되었다. 설계된 SoC 칩은 코어 부분인 FFT/lFFT (Fast Fourier Transform/lnverse Fast Fourier Transform), 송신부, 심볼동기 및 주파수 오프셋 추정부, 비터비 디코더, 그리고 기타 수신부등으로 구성되어 있다. 반도체 공정은 90nm CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 공정을 사용하였고, 칩 사이즈는 약 5mm x 5mm 이다. 2009년 7월 20일에 fab-out되었다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.208-213
• /
• 2011

본 논문은 안전 서비스를 제공하는 Global Positioning System(GPS) 보호 비(Ratio of Interference to Noise: I/N) 도출을 위해 Ultra Wide Band(UWB)로부터 GPS 간섭 영향을 분석하였다. GPS 측위 오차 2.5 m 이하를 만족하기 위한 UWB 송신기와 GPS 수신기 사이의 최소 보호 거리를 산출하였고, 최소 결합 손실 방법(Minimum Coupling Loss: MCL)을 이용하여 측위 오차를 만족하는 UWB 송신기와 GPS 수신기 사이의 보호 거리 값에 근거하여 GPS 시스템의 보호비(I/N)를 도출하였다. 그 결과, 측위 오차 2.5 m 이하를 만족하기 위한 GPS 보호 거리는 10 m 이상으로 계산되었고, 이를 만족하기 위한 GPS 보호비(I/N)는 -20 dB 이하로 도출되었다. 제안된 GPS 시스템 보호비는 국제전기통신연합(ITU-R)에서 제안한 GPS 시스템 중 안전 서비스에 해당하는 보호비(I/N)를 만족시킴을 확인하였다. 또한, 본 논문을 통해 얻어진 GPS 보호 비의 결과는 안정적인 국내 GPS 시스템 운용을 위한 기준으로 이용될 수 있다.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.75-81
• /
• 2012

무인 차량의 야지 자율 주행을 위한 목적으로 수풀 뒤쪽에 가려져 있는 장애물을 탐지하고 회피하기 위해 수풀을 투과하여 차량의 전방을 고해상도로 영상화할 수 있는 근거리 초 광대역 영상 레이더의 송수신기를 설계한다. 송신기는 방위각 해상도를 향상시키기 위해 좌측과 우측으로 송신할 수 있도록 두 개의 송신기가 요구되며, 수신기의 경우는 영상을 합성하기 위하여 다채널 수신기가 요구된다. 송신기는 고 전력 증폭기와 채널 선택 스위치 및 파형 발생 모듈로 구성된다. 수신기는 16 채널 수신기, 수신 채널 변환기, 중간 주파수 하향 변환 모듈로 세분화 할 수 있다. 제안한 구조를 제작하기 전에 모델링 및 시뮬레이션 방법을 통해 여러 파라메타를 도출함으로서 가능성을 입증하였다. 그리고 제안한 송수신기를 산업용 부품을 이용하여 제작하고 성능 파라미터를 측정하여 모든 설계 요구 조건이 만족됨을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제42권9호
• /
• pp.19-28
• /
• 2005

본 논문에서는 실제 아파트 환경에서 2000번의 주파수 응답에 의한 통계적 UWB 실내 채널 모델을 연구하였다. 측정은 서로 다른 방, 서로 다른 위치에서 이루어 졌으며, 실험 결과를 통해 채널의 전파특성을 이론적으로 설명하였다. Time-domain상에서 측정할 수 있는 channel impulse response (CIR)와 frequency-domain상에서 측정할 수 있는 channel transfer function (CTF) 측정방법을 제안하였다. 측정데이터를 통해서 CIR과 CTF를 비교하여 분석하였고, 통계적 경로손실 모델 또한 제안하였다. 신호 대역은 10MHz에서 8.010Hz까지 사용하였다. 측정결과를 통해 time-domain상에서 확인할 수 있는 maximum excess delay, mean excess delay, ms delay spread를 나타내었다. 송신기와 수신기에는 전방향의 biconical 안테나를 사용하였다. 또한 제안된 아파트 환경에서의 채널 모델은 UMB용 안테나 특성이 포함된 결과이다.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제44권1호
• /
• pp.98-105
• /
• 2007

본 논문에서는 Maximum Likelihood(ML) 알고리즘을 변형한 Suboptimal ML 타이밍 검출기를 제안한다. 본 논문에서 제안하는 Suboptimal ML방식은 참조신호 생성과정이 Early-Late gate 또는 ML 방식에 비해 간단하면서도 타이밍 검출기의 이득은 거의 동일한 값을 얻을 수 있다. 또한, 타이밍 추적기는 데이터 판별을 이용하기 때문에 적은 타이밍 오차 범위만이 추적 가능하다. 즉, 펄스폭이 0.7ns인 4차 가우시안 모노사이클을 사용하였을 경우, 추적 가능한 타이밍 오차는 ${\pm}0.06ns$이다. 따라서 탐색기는 높은 정확도를 갖는 획득성능을 갖고 있어야 한다. 성능 분석은 잡음뿐만아니라 송신기와 수신기의 펄스 생성과정에서 사용되는 오실레이터 지터를 고려한다. 컴퓨터 모의 실험 결과는 타이밍 검출기의 평균과 분산 및 타이밍 추적기의 추적 성능을 보여준다. 그리고 이동성에 의해 타이밍 오차가 점차적으로 증가하는 경우를 가정하여 추적성능을 제시한다. 본 논문은 타이밍 추적기의 성능을 제시하기 위해 하나의 복조기인 단인 상관기만을 고려한다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제15권10호
• /
• pp.983-995
• /
• 2004

본 논문에서는 비이상적인 임펄스 통신용 광대역 송수신 안테나간의 전달함수에 포함된 확산 및 공진 특성을 보상하기 위한 사전 왜곡 필터 기법에 대해 소개한다. 일반적으로 비이상적인 광대역 안테나의 사용으로부터 발생하는 확산 및 특정 주파수에서의 공진 현상으로 인하여 송신 임펄스 신호의 변형을 가져오며, 이로 인해 이상적인 안테나 사용을 가정 한 참조 신호를 수신단에서 사용할 경우 코히어런트 상관 처리과정상의 이득 축소로 인해 전체 통신 시스템의 성능을 저하시키게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 비이상적인 송수신 안테나간의 전체 전달함수 특성에서 왜곡 특성을 추출하여 이를 구현 가능한 최소위상 특성을 갖는 ARMA(Auto-Regressive Moving Average) 형태로 등가 모델링하고 안정성이 보장된 역 필터, 즉 사전 왜곡 보상 필터를 구축하여 확산 및 공진 특성을 능동적으로 보상하는 기법에 대하여 설명한다. 이와 관련하여 시뮬레이션을 통해 형태가 다른 다이폴 안테나에 대한 사전보상 필터를 송신단에 적용시 임펄스 통신 시스템의 성능이 향상됨을 입증한다.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제44권11호
• /
• pp.1-10
• /
• 2007

본 논문에서는 IEEE 802.15.TG4a에서 저속 데이터 전송률을 가지는 WPAN을 위한 표준안 중 하나로 제안한 LR-UWB 시스템을 위한 채널 추정 기법과, 송신 단에서 신호 변조 시 심볼 내 반복되는 펄스 신호들의 전력 레벨을 채널 상환에 따라 유동적으로 할당하는 방법을 제안한다. 채널 추정을 위해 사용된 Preamble은 한 개의 직교 코드가 아닌 두 개의 직교 코드를 사용하여 구성한다. 상관 특성이 좋은 코드 두 개를 사용함으로써 확산 이득을 통해 더욱 정확한 채널 추정이 가능하다는 장점이 있다. 추정된 채널 정보는 수신된 신호의 Burst 구간의 동기를 맞춰주고, 수신된 신호에서 Burst 신호의 채널 상황에 따라 변화되는 에너지 분포에 의해 결정되는 전력 할당 방법에 대한 정보를 송신 단에서 알아내어 Burst를 구성하는 반복 펄스들의 전력 레벨을 바꿔주게 된다. 모의실험을 통한 성능 분석은 IEEE 802.15.4a에서 제시하는 LR-WPAN을 위한 S-V 채널 상황에서 수신기의 방식에 따른 성능을 비교, 분석해 본다. 수신기는 Coherent 방식과 Non-Coherent 방식으로 동작되며, 모의실험 결과 수신기의 방식에 관계없이 LOS(Line-of-Sight) 채널보다 NLOS (Non-Line-of-Sight) 채널에서의 성능 향상이 크다는 특징이 있다는 것을 확인하였고, NLOS 상황에서도 신호의 지연 확산이 클수록 좀 더 큰 성능 향상을 보이는 것을 확인 하였다.