본 논문은 compressive sampling (CS)을 활용한 Ulta-WideBand 채널 측정 및 모델링 기법을 제안한다. 기존에 실내 위치측위 기술 중 제안 UWB채널 측정 기법은 UWB 신호의 주파수 도메인에서의 sparsity 특성을 활용하여, 적은 복잡도로 합리적인 성능을 낼 수 있다. 게다가, 본 논문에서는 노이즈 환경에서 성능을 향상 시키기 위해 CS 기법에서 신호 복원기법을 위한 최적화기법으로 soft thresholding method를 제안한다. UWB시스템에서의 실내 위치추정 기법 성능 분석을 위해 실 측정 데이터를 활용하여, 제안한 채널 측정 및 모델링 기법의 성능을 위치 측정 오차, bandwidth, CS 압축률 등 다양한 조건하에 거리 오차값을 분석한다.
본 논문에서는 포크 모양의 급전 구조를 갖는 변형된 마름모 슬롯 UWB(Ultra Wide Band) 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 초광대역 특성을 얻기 위해서 마름모 형태의 슬롯 구조와 포크 모양의 급전 구조로 설계하였다. 변형된 마름모 구조는 기존 마름모 구조에서 상단과 하단 영역이 제거하여 설계하였다. 제안된 안테나는 $34mm(W_1){\times}34mm(L_1){\times}1mm(t)$의 유전율 4.4인 FR-4 유전체 기판 위에 설계되었으며 전체 슬롯 크기는 $30mm(W_2){\times}16.75mm(L_3+L_4)$을 갖도록 설계하였다. 각 파라메타에 대한 시뮬레이션을 진행하여 최적화 수치를 얻었다. 제작 및 측정 결과로부터 제안된 안테나의 반사손실 특성은 3.1 ~ 10.6 GHz UWB 대역에서 -10dB 이하의 값을 갖으며 또한 측정된 이득과 방사패턴 특성 결과를 얻었다.
In this paper, we analyze the performance of RAKE receiver for impulse radio-ultra wide band (IR-UWB) systems in indoor multipath radio channel. Pulse position modulation-time hopping (PPM-TH) signal is considered. And we also consider three types of RAKE receivers, which are ideal RAKE, selective RAKE, and partial RAKE receivers. The indoor channel is modeled as the modified Saleh and Valenzuela (SV) model which has been proposed as a UWB channel model by the IEEE group, IEEE 802.15.SG3a.
UWB(ultra wide band) 통신 시스템은 신호 에너지를 매우 넓은 주파수 스펙트럼에 정보를 전송하기 위해 펄스를 사용한다. UWB 신호의 수신 신호 대 잡음 전력비는 위치 추정 시스템의 정확도를 결정하는 중요한 요소이다. 신호 대 잡음 전력비가 높을수록 잡음의 영향이 낮아 위치 추정 오류는 감소한다. 통신 거리에 따른 신호 대 잡음 전력비의 계산은 시스템 설계에 중요한 지침을 제공하며 위치 추정 시스템의 성능은 채널 모델에 크게 의존한다. 분석 결과, 통신 거리에 따른 수신 신호 대 잡음 전력비의 성능은 Non LOS (line of sight)채널 환경보다 LOS 채널 환경에서 더 좋은 것으로 나타났다. 그리고 특정 통신 거리에서 프리앰블 신호의 심볼 간격이 증가하면 UWB 시스템의 채널 용량은 증가하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제38권5호
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pp.566-572
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2014
Recently, indoor navigation has been applied in large convention centers by using wireless sensor networks (WSNs), which provide not only a user's path to be traveled but also orientation and shopping information to increase user's convenience. This paper presents the localization system for estimating relative coordinates without pre-deployment of the reference node based on ultra wide band (UWB) ranging system, which is relatively suitable for indoor localization compared to other wireless communications, and azimuth sensor. The proposed localization system which consists of an azimuth sensor and a mobile node composed of three nodes estimates relative coordinates of the reference node without applying any recursive and time consumption algorithms. Also, in the process of estimating relative coordinates of the reference node, ranging errors are minimized through the proposed technique and the number of nodes can be reduced. Experimental results show the feasibility and validity of the proposed system.
본 논문에서는 UWB 시스템에 적용하기 위한 CPW 대역 통과 여파기를 제안하였다. 제안된 여파기는 특성 임피던스 $50{\Omega}$을 갖는 전송 선로에 슬롯만을 형성하여 대역 통과 특성을 갖도록 구현하였다. 설계된 대역 통과 여파기는 무선 랜 주파수 대역에서의 협대역 저지 특성을 얻기 위해 CPW 접지면에 두 쌍의 반파장 슬롯 공진기를 이용한 대역 저지 여파기와 결합하였다. 제작된 대역 통과 여파기는 $15.35{\times}13.60mm$의 작은 크기로 주파수 통과 대역은 3-dB 삽입 손실을 기준으로 $2.8{\sim}9.8GHz$이며 $5.15{\sim}5.71GHz$의 협대역 저지 대역을 갖는다. 또한, 군 지연 특성은 저지대역을 제외한 통과 대역 내에서 400 psec 이하를 나타낸다.
WPAN의 통신방식으로 표준화 작업이 진행 중에 있는 U(Ultra Wide Band)는 기존 시스템과 간섭으로 인하여 전송 전력에 큰 제약이 따른다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위한 방안으로 여러 개의 송수신 안테나 구성에 의한 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 채널을 형성하고 이에 따른 성능을 분석한다. 또한 MIMO 채널 형성 시 발생되는 안테나 사이의 간섭을 시뮬레이션을 통하여 획득하고 이것이 시스템에 미치는 영향을 분석한다. 본 논문에서 제안하는 UWB 시스템은 다중경로로 인한 신호간의 간섭 및 다중 사용자로 인한 간섭을 상쇄시키는 최소제곱(least square) 방식과 ML 검출기(Maximum Likelihood Detector) 구조를 갖는다.
This paper proposes an architecture of channel estimation for multi-band OFDM UWB systems presented to IEEE 802.15.3a by Multi-band OFDM alliance(MBOA). The multi-band OFDM (MB-OFDM) systems should have channel estimation for compensation of signal distortion by multi-band channel. The moving-averaging estimation algorithm and multi-band equalization architecture for MB-OFDM UWB systems proposed in this paper was verified by the simulation. Simulation results show that MB-OFDM system with the proposed architecture have the performance improved by about 3.4 dB compared to system with no channel estimation in 0.1$\pi$ phase-rotated channel.
In this paper, we design a modem SoC (System on Chip) for low power consumption and high speed wireless communications. Among various schemes of high speed communications, an MB-OFDM (Multi Band-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) UWB (Ultra-Wide-Band) chip is designed. The MB-OFDM uses wide-band frequency to provide high speed data rate. Additionally, the system imposes no interference to other services. The 90nm CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) technology is used for the SoC design. Especially, power management mode is implemented to reduce the power consumption.
본 논문에서는 무선 페이딩 환경에 적합한 인터리브된 초직교 길쌈 부호화 초광대역 임펄스 라디오 (Interleaved Super-Orthogonal Convolutional Coded Ultra Wide-Band Impulse Radio: ISOC-UWB-IR) 시스템을 제안하고, 그 시스템의 성능을 변환함수 상한(transfer function bounding)을 이용하여 분석하였다. ISOC-UWB-IR 시스템에 사용되는 인터리빙 기법은 복잡도와 성능에 따라 펄스 단위, 펄스 부그룹 단위, 펄스 그룹 단위 중에서 선택될 수 있다. 성능 분석 결과 레이리 페이딩 환경에서 ISOC-UWB-IR 시스템의 성능은 초직교 길쌈 부호(Super-Orthogonal Convolutional Code: SOC)부호기의 부호율보다 인터리빙 방식의 종류에 더 많은 영향을 받는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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