• 제목/요약/키워드: Ultra Wide Band

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공통 클럭을 이용한 UWB 거리 인지 및 무선 측위 기술 연구 (A Study on UWB Ranging and Positioning Technique using Common Clock)

  • 박재욱;최용성;이순우;이원철
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권12A호
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    • pp.1128-1135
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    • 2010
  • 실내 무선 측위를 위한 UWB (Ultra Wide Band) 무선 측위 시스템에서는 정확한 위치 정보를 추정하기 위해 거리 인지 정보를 사용한다. 거리 인지를 위해서는 TOA (Time of Arrival), TDOA (Time Difference of Arrival)와 같은 시간 정보를 기반으로 하는 기법을 사용하는 것이 일반적이며, 시간 정보를 측정하기 위해서는 흔히 클럭 정보를 사용하는데, 이 때 가장 기본적으로 고려해야할 요소가 클럭 동기를 맞추는 것과 클럭 오프셋에 의한 오차를 보상하는 것이다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 공통 클럭을 이용한 거리 인지 및 무선 측위 기술을 제안한다. 제안하는 무선 측위 기술의 성능 검증을 위하여 IEEE 802.15.4a TG에서 제시한 채널 환경에서 공통 클럭을 이용한 측위 시스템의 거리 인지 및 우선 측위 결과를 확인하기 위한 실험을 진행하였으며, 모의실험 결과를 통하여 클럭 오프셋에 영향을 받지 않는 우선 측위 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

무선 센서 네트워크 응용을 위한 초광대역 임펄스 통신용 저복잡도, 저전력 베이스밴드 트랜시버 (A Low Complex and Low Power Baseband IR-UWB Transceiver for Wireless Sensor Network)

  • 이순우;박영진;강지명;김용화;김관호
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권7호
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    • pp.38-44
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    • 2008
  • 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 응용을 위한 저복잡도, 저전력 초광대역 임펄스 통신용 베이스밴드의 구조를 제안하고 TSMC 0.18um CMOS 공정을 이용하여 칩으로 제작하였다. 제안된 베이스밴드는 간략화된 패킷구조와, single-bit 샘플러의 사용 및 순수한 디지털 회로를 이용한 동기방식을 적용하여 시스템의 복잡도를 크게 낮추었다. 또한 저전력 구현을 위하여 베이스밴드의 동작상태를 세 가지로 정의하고 각 상태에 따라 필요한 블록만이 작동되도록 하였으며, 아울러 로직 합성단계에서 gated clock cell을 사용하여 소비전력을 더욱 낮추었다. 제안된 베이스밴드는 2Kbyte의 내부메모리와 약 23K의 디지털 게이트로 구성되며 약 1.8mW@1Mbps의 저전력으로 동작한다. 제작된 베이스밴드 칩의 검증을 위하여 간단한 MAC 프로토콜이 구현된 저전력 프로세서를 이용하여 센서 노드를 구성하고, 다중 센서 노드환경에서 성공적으로 동작함을 확인하였다.

A Pulser System with Parallel Spark Gaps at High Repetition Rate

  • Lee, Byung-Joon;Nam, Jong-Woo;Rahaman, Hasibur;Nam, Sang-Hoon;Ahn, Jae-Woon;Jo, Seung-Whan;Kwon, Hae-Ok
    • 전기전자학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.305-312
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    • 2011
  • A primary interest of this work is to develop an efficient and powerful repetitive pulser system for the application of ultra wide band generation. The important component of the pulser system is a small-sized coaxial type spark gap with planar electrodes filled with SF6 gas. A repetitive switching action by the coaxial spark gap generates two consecutive pulses in less than a microsecond with rise times of a few hundred picoseconds (ps). A set of several parameters for the repetitive switching of the spark gap is required to be optimized in charging and discharging systems of the pulser. The parameters in the charging system include a circuit scheme, circuit elements, the applied voltage and current ratings from power supplies. The parameters in the discharging system include the spark gap geometry, electrode gap distance, gas type, gas pressure and the load. The characteristics of the spark gap discharge, such as breakdown voltage, output current pulse and recovery rate are too dynamic to control by switching continuously at a high pulse repetition rate (PRR). This leads to a low charging efficiency of the spark gap system. The breakthrough of the low charging efficiency is achieved by a parallel operation of two spark gaps system. The operational behavior of the two spark gaps system is presented in this paper. The work has focused on improvement of the charging efficiency by scaling the PRR of each spark gap in the two spark gaps system.

효율적인 UWB 무선 측위 오차 보상 기법에 관한 연구 (A Study on Efficient UWB Positioning Error Compensation Technique)

  • 박재욱;배승천;이순우;강지명;이원철
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권10A호
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    • pp.727-735
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    • 2009
  • UWB (Ultra Wide Band) 무선 측위에서 정화한 위치 정보를 추정하기 위해서는 무선 측위 과정에서 발생하는 오차를 보상하기 위한 알고리즘이 반드시 필요하다. 이러한 무선 측위 오차를 보상하고 정확한 위치 정보 추정이 가능한 Scanning 기법은 동일한 태그 위치에 대한 무선 측위를 반복하여 얻을 수 있는 위치 정보 후보군의 무게중심 점을 찾는 기법으로 처리 구조가 비교적 간단하고 정확한 위치 정보를 추정할 수 있는 장점이 있지만, 측위용 비콘 범위 내의 scanning 좌표들을 하나하나 탐색하고 연산해야하는 단점이 있다. 본 논문에서는 Scanning 기법의 높은 연산량을 줄이기 위해 유전자 알고리즘 (Genetic Algorithm)과 블록 윈도잉 (Block Windowing)의 적용 방안을 제안한다. 제안하는 기법의 성능 검증을 위하여 IEEE 802.15.4a TG에서 제시한 채널 환경에서 얻은 거리 인지 오차 (ranging error) 정보를 사용하였으며, 모의실험 결과를 통하여 낮은 연산량으로도 기존 Scanning 기법의 위치 추정 정확도에 근사할 수 있음을 확인하였다.

다중사용자 환경에서 공간적인 다이버시티를 이용하는 초광대역 통신시스템의 성능 비교분석 (Performance of UWB Systems using Spatial Diversity in Multi-User Environments)

  • 백선영;안진영;이성신;김상준
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권11호
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    • pp.2121-2126
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    • 2007
  • 본 논문에서는 다중 수신안테나가 제공하는 공간적인 다이버시티를 이용하여 고속의 데이터 전송률을 달성하기 위한 초광대역 통신시스템의 성능 향상에 대해 연구한다. 다중사용자 간섭 신호들이 존재하는 환경에서 2PPM(Binary Pulse Position Modulation) THMA(Time Hopping Multiple Access) UWB 시스템의 성능을 이론적으로 분석하기 위해서 다중 수신안테나를 통해서 수신되는 공간적인 신호들을 결합한 후의 수신 SINR 표현식을 유도하고 BER 성능을 수치적인 시뮬레이션에 의해 평가된다. 또한 2PPM에 의한 시스템의 성능 결과들을 2PAM(Binary Pulse Amplitude Modulation) THMA UWB 시스템의 이론적인 성능 결과와도 비교한다. 공간적인 다이버시티가 2PPM과 2PAM THMA UWB 시스템의 성능에 미치는 영향을 분석한다. 다중 수신안테나의 수가 증가함에 따라 BER 성능이 향상됨을 보인다. 또한 다중사용자 간섭 신호들이 존재할 때 2PAM THMA UWB 시스템의 성능이 2PPM THMA UWB 시스템의 성능보다 상당히 우수하다는 것을 확인한다.

주기적 구조의 분산 맵과 Non-midway 광 위상 공액기에 의한 왜곡된 WDM 신호의 보상 (Compensation for Distorted WDM Signals by Periodic-shaped Dispersion Map and Non-midway Optical Phase Conjugator)

  • 권순녀;이성렬
    • 한국항행학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.22-28
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    • 2022
  • 초광대역 장거리 전송 링크를 구현하기 위해서는 색 분산과 비선형 Kerr 현상에 의한 광 신호 왜곡을 보상해야 한다. 본 논문에서는 왜곡된 파장 분할 다중 채널을 보상하기 위한 분산 제어와 광 위상 공액을 결합한 링크를 제안하였다. 제안하는 분산 제어 링크에서의 분산 맵 프로파일은 일정한 주기로 반복하는 형태이고, 이러한 분산 제어 링크에서 광 위상 공액기는 전체 전송로 중간뿐만 아니라 여러 다양한 곳에 위치시켰다. 시뮬레이션 결과 제안하는 분산 제어 링크에서 중계 구간의 잉여 분산 (RDPS; residual dispersion per span)을 비교적 큰 값으로 선택하면 광 위상 공액기가 전체 전송로 중간이 아닌 non-midway OPC 시스템에서 왜곡된 파장 분할 다중 채널의 보상을 전통적인 구조의 분산 제어 링크에서 보다 개선시킬 수 있는 것을 확인하였다.

UWB 평면 패치안테나의 지향성이득의 향상 방법 (Directivity Gain Improvement Method for UWB Coplanar Patch Antenna)

  • 주창복
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제49권6호
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    • pp.63-70
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    • 2012
  • UWB 주파수대역의 안테나로써 CPW 급전의 U-자형 평면 패치 안테나모델의 지향성이득 향상 방법을 검토하였다. 지향성 이득 향상을 위해 CPW 급전의 U-자형 패치 안테나 모델에 개구슬롯 반사면을 부가하여 마이크로스트립 구조로 재구성하였다. 재구성한 안테나는 특성 임피던스 $50.08{\Omega}$에 대해 반사계수는 -6.5dB(VSWR < 3.3)이하이며 지향성이득은 7.8 dBi ~ 9.6 dBi, 전후방비는 17.8dB ~ 28.7dB 그리고 ${\theta}=0^{\circ}$의 주방사 방향에 대해 -3dB 방사각의 범위가 ${\pm}30^{\circ}$의 방사지향성의 패턴을 나타내 보였다.

다중경로 채널 환경에서 Noncoherent UWB 시스템을 위한 고속 고신뢰의 동기획득 기법 (Rapid and Reliable Signal Acquisition Scheme for Noncoherent UWB Systems in Multipath Channel)

  • 김재운;양석철;최성수;신요안
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.141-146
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    • 2005
  • In this paper, we propose to extend the TSS-LS (Two-Step Search scheme with Linear search based Second step) scheme which was already proposed by the authors for coherent UWB (Ultra Wide Band) systems, to rapid and reliable acquisition of noncoherent UWB systems in multipath channels. The proposed noncoherent TSS-LS employing simple energy window banks utilizes two different thresholds and search windows to achieve fast acquisition. Furthermore, the linear search is adopted for the second step in the proposed scheme to correctly find the starting point in the range of effective delay spread of the multipath channels, and to obtain reliable BER (Bit Error Rate) performance of the noncoherent UWB systems. Simulation results show that the proposed TSS-LS can achieve significant reduction of the required mean acquisition time as compared to general search schemes. In addition, the proposed scheme achieves quite good BER performance, which is favorably comparable to the case of ideal perfect timing.

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UWB시스템을 위한 고속 저복잡도 2-비트 레벨 파이프라인 비터비 복호기 설계 (High-Speed Low-Complexity Two-Bit Level Pipelined Viterbi Decoder for UWB Systems)

  • 구용제;이한호
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권8호
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    • pp.125-136
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    • 2009
  • 본 논문에서는 MB-OFDM 초광대역 시스템을 위한 높은 속도와 저복잡도를 갖는 2-비트 레벨 파이프라인 비터비 디코더를 소개한다. 가산-비교-선택 유닛(ACSU)은 비터비 복호기의 주요 병목지점으로서, 임계경로를 줄이는 2-step look-ahead 기법에 기반을 둔 2-비트 레벨 파이프라인 MSB-first ACSU 유닛에 대해 제안한다. 제안하는 ACSU 구조는 1.8V의 공급 전압에서 동작하는 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 구현하였다. ACSU유닛은 870MHz의 클록 주파수에서 동작하며, 1.7Gb/s 의 데이터 처리율을 가진다.

차량용 UWB 레이더의 RF front-end 모듈 설계 (RF Front-End Module Design of UWB Radars for Vehicle)

  • 박지호;김태규
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권11호
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    • pp.61-68
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    • 2008
  • 본 논문은 차량용 UWB 레이더 시스템의 RF front-end 개발에 그 목적이 있다. UWB 시스템은 1ns 이하의 매우 좁은 펄스폭을 갖는 임펄스를 전송한다. 따라서 수 GHz에 이르는 매우 낮은 전력의 초광대역 특성을 갖게 되어 기존의 무선 통신 시스템과의 공존이 불가피하다. UWB의 장점은 높은 채널 용량과 데이터 전송률을 가지며, 다중 경로에 대한 세밀한 분해가 용이하여 위치 예측과 Rake 수신이 가능하다는 점이다. 또한 UWB는 저전력의 초광대역 특성을 나타내므로 낮은 간섭 특성을 가지며, 초단거리의 정밀함에 의해 위치 추적이 가능하며, 시스템 구현 비용을 절감할 수 있다. RF front-end 모듈은 DCR(Direct ConveRsion) 방식을 사용하여 설계하였으며, 저가의 차량용 RF단에 적합하게 구성을 하였다.