This paper presents the filter of a resonator comprising a shorted open gap ring(SOGR) and interdigital lines. The proposed filter has the ultra wideband characteristic operating from 3 GHz to 10.5 GHz. In order to achieve the remarkable improvement in the size-reduction of the overall filter structure, only one cell of the SOGR with the inter-digital lines is adopted. It is shown that this filter has the size of $18mm{\times}15mm$ using a metamaterial, the fractional bandwidth over 100%, the insertion loss much less than 1dB, an acceptable return loss performance in the results.
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.
Future wireless networks are expected to achieve high bit rates at low cost, enabling multimedia and QoS-based services over the wireless medium. The impulse radio ultra-wide band (IR-UWB) technique is a promising candidate in the deployment of such networks, thanks to its potential robustness and capacity. In the past, most of the UWB research focused on hardware and physical layer aspects in order to solve the technological challenges posed by IR-UWB. UWB peculiar characteristics may, however, also stimulate innovative higher layers’ design. This work addresses MAC issues for UWB communication systems. Key areas such as medium sharing, MAC organization, packet scheduling and power control are reviewed. The impact of UWB on the above functions is discussed, and areas which require UWB specific design are identified. Finally, novel MAC functions enabled by UWB specific features, i.e., precise ranging and positioning, are presented.
본 논문에서는 UWB(Ultra Wide Band) 다중 경로 채널에서 PRAKE(Partial RAKE) 기법을 이용한 시간 도약 다원 접속 시스템의 간섭 제거 기법을 제안한다. 제안된 간섭 제거 기법은 다중 사용자 간섭(MAI)의 효율적인 추정을 위하여 매 프레임마다 보호 구간을 적용하는 기존의 전송 방식과 달리 슬롯 단위의 보호 구간을 적용한 전송 모델을 사용한다. 일반적인 UWB 시스템이 다중 경로 채널 환경에서 심볼 간 간섭(ISI)과 다중 사용자 간섭에 의하여 사용자의 수에 따라 심각한 성능의 저하를 가져오는 반면, 제안된 간섭 제거 기법을 적용한 UWB 시스템은 사용자 수에 관계없이 일정한 성능을 보인다. 또한 시스템의 복잡도를 줄이기 위하여 본 논문에서는 간섭을 제거한 신호에 대한 PRAKE 결합 기법과 부분 사용자 간섭 제거를 이용한 저 복잡도 간섭 제거 기법을 제안한다.
UWB(Ultra-WideBand)는 수 GHz 이상 광대역의 매우 짧은 신호를 이용하여 고속의 송수신이 가능한 기술로서, 최근 레이다 분야에 응용되고 있다. IR(Impulse Radio)-UWB 레이다의 경우, 높은 분해능으로 모션 인식 분야에도 적용되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 IR-UWB 레이다를 이용한 모션 인식에 관한 연구를 진행하였다. 모션에 대한 데이터를 획득하기 위해 개발 환경을 구축하고, 성능 향상을 위한 신호처리 알고리즘을 구현하였다. 그리고 신호처리 결과를 바탕으로 모션의 특징 추출과 학습을 통해 성능을 검증하였다.
본 논문에서는 전형적인 실내 무선 채널 환경에서 초광대역 (Ultra Wide Band; UWB) 신호의 고속 동기 획득을 위한 Single-Dwell 연속 통기 탐색 기반의 Linear 탐색 알고리즘 및 Bit Reversal 탐색 알고리즘에 대한 성능분석을 수행하였다. IEEE 802.15 Task Group 3a UWB 실내 무선 채널 환경에서 프레임 구간 및 탐색 단위 구간 등의 변화에 따른 모의실험 결과. Linear 탐색 알고리즘보다 Bit Reversal 탐색 알고리즘이 정규화된 평균 동기 획득 소요 시간에 대해 단연 우수함을 확인하였으며, 탐색 종료 구간의 범위 변화에 따른 정규화된 평균 동기 획득 소요 시간이 이상적인 경우와 거의 일치함을 확인하였다. 특히, Bit Reversal 탐색 알고리즘의 경우 탐색 단위 구간이 세밀할수록 동일한 소요 시간에 대해 더욱 정확한 동기 획득 성능을 얻음을 확인할 수 있었다.
본 논문은 MHP 펄스의 직교성을 이용한 M진 초광대역(UWB) 시스템을 제안하고 시스템의 성능을 분석한다. 제안하는 M진 초광대역 시스템은 각 펄스 차수 간에 직교하는 특성을 가지는 MHP 펄스를 선형 결합하여 펄스진폭방식으로 데이터를 M진으로 전송한다. 제안하는 M진 초광대역 시스템의 성능을 분석하기 위해 MHP 펄스의 상관함수를 구하고, AWGN 환경과 타이밍 지터 환경에서 시스템의 성능을 분석한다. 제안하는 M진 초광대역 시스템은 기존의 M진 초광대역 시스템에 비해서 비트오류확률(BER)이 향상되며, 타이밍 지터에 강인하고 방사전력이 낮다는 특성을 가짐을 보인다. 제안하는 M진 초광대역 시스템에 에러코딩 기법이나 레이크 수신기를 결합하여 사용하면 시스템의 성능은 더욱 더 향상될 것이다.
본 논문은 UWB(Ultra Wide Band) 펄스를 이용해서 인체에 접촉하지 않고 호흡, 심장 박동, 혈압, 혈당 등 생체 신호를 측정할 수 있는 방법을 기술하였다. 생체 신호는 건강을 점검하는 기초 자료로 인간의 활동 영역이 매우 넓어지고 수명이 길어지고 있으므로 기존 병원에 집중된 인적 및 물적 의료 시스템을 환자와 밀접하게 확산시켜서 신속한 치료 및 조치를 취해 건강한 생활을 영위할 수 있도록 요구하고 있다. 이와 같이 환자에 밀접하게 설치되어 지속적으로 불편함 없이 건강을 감시하는 방법으로 전파를 활용하는 방법이 오래 전부터 연구되어 왔으나 전파의 인체에 대한 특성 등을 정확히 파악하지 않고 개발되어 왔으므로 실제 임상에 적용하기에는 원하는 수준의 성능에 도달하지 못해 널리 실용화 되지 않고 있다. 본 논문에서는 기존 문제점인 인체에 대한 UWB 펄스파의 영향 및 특성 등을 분석해서 기술하였다.
Ultra-wide bandwidth (UWB) detection method has been widely used as a front end detection scheme for the ultra-high frequency (UHF) partial discharge (PD) monitoring systems. A broad-band video detector module was developed and characterized for the UHF UWB PD detection systems. The useable bandwidth of the module is more than 2 GHz and it is optimized for 50-ohm systems. The detection sensitivity and dynamic range of the module were characterized by using a known ns-width RF pulses of GHz range. The dynamic range is more than 6-decades and the module can detect pulsed RF signals down to 1 nW. The detector module can eliminate expensive equipment such as high speed oscilloscopes and radio frequency (RF) spectrum analyzers. Therefore, it enables one to use slow speed data acquisition systems for the PD monitoring at the UHF range. The detector module was used to detect real PDs of about <3 pC. The module converts the UWB PD signals into a low-bandwidth video signal with a high signal-to-noise ratio.
최근 통신용 UWB에 대한 주파수할당과 기술기준이 완료됨에 따라서 UWB 시스템에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다. 우리나라의 경우 low band로 $3.1{\sim}4.8GHz$와 high band로 $7.2{\sim}10.2GHz$를 통신용 UWB 시스템에 할당하고 있으며, 현재의 RF 부품 기술과 제품 구현의 용이성을 고려하면 low band를 많이 이용할 것이다. 본 논문에서는 제품 구현의 용이성을 고려해서 low band를 이용하는 통신용 UWB 시스템을 위한 interdigital BPF를 설계 및 제작하였다. BPF는 low band 대역 필터와 low band 채널필터를 설계 및 제작하였다. 성능 측정 결과 low band 대역 필터는 3.1GHz와 4.8GHz에 서 각각 21.85dB와 17.91dB의 감쇠 특성을 가지며, -10dB 대역폭은 1.53GHz, 삽입 손실은 2dB이었다. Low band 대역은 500MHz 대역폭으로 3개의 채널이 할당 가능하며, 구현한 low band의 1번 채널필터는 3.1GHz에서 24.85dB의 감쇠 특성, -10dB 대역폭은 0.61GHz, 삽입 손실은 1.87dB로 측정되었다. Low band의 3번 채널필터는 4.8GHz에서 19.2dB의 감쇠특성을 가지며, 10dB 대역폭은 0.49GHz이고 2.49dB의 삽입 손실은 갖는다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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