본 논문에서는 UHF (ultra high frequency) 대역에서 협대역 통신 시스템을 설계할 경우 필연적으로 겪게 되는 주파수 옵셋 (offset)의 영향을 감쇄시킬 수 있는 dual-band FSK (frequency shift keying) 변조 방식을 제안한다. 협대역 통신 시스템의 경우 광대역 통신 시스템에 비하여 주파수 옵셋에 의한 성능 열화가 상대적으로 큰 단점이 있으며 이로 인하여 버스트 모드 (burst mode)로 동작하는 협대역 통신 시스템의 경우 신호 검출 및 초기 동기 획득이 용이치 않은 문제가 있다. 본 논문에서 제안하는 dual-band FSK 변복조 방식은 버스트 모드 협대역 통신 시스템에서 초기 주파수 옵셋이 큰 경우에도 안정적으로 동작할 뿐만 아니라 주파수 다이버시티 (frequency diversity)를 얻을 수 있어 통신 시스템의 높은 신뢰도가 요구되는 긴급 통신망 설계 등에 활용될 수 있다.
A very simple and efficient scheme for jitter reduction is proposed for a carrier frequency recovery loop using phase differential frequency estimation, which estimates the current frequency offset based on the difference of the average phases of two successive intervals. Analytical and numerical results presented in this paper show that by simply overlapping the observation intervals by half for frequency offset estimations, both the steady-state and transient performances can be improved. The proposed scheme does not require any additional hardware circuitry, but results in improved performance even with reduced complexity.
이 논문에서는 pipeline CORDIC(COordinate Rotation DIgital Computer)을 이용한 저전력 주파수 옵셋 동기화기 구조를 제안하였다. 주파수 옵셋 동기화기의 핵심 블록은 주파수 옵셋 추정부와 보상부이다. 제안된 주파수 옵셋 추정부에서는 sequential CORDIC을 사용하여 구현면적을 감소시켰으며 한번에 2 단계씩 CORDIC을 수행하는 방식을 사용하여 연산 속도를 높였다. 또한 제안된 주파수 옵셋 보상부에서는 pipeline CORDIC을 사용하여 구현면적을 줄임과 동시에 계산 속도를 향상시킬 수 있었다. MatLab을 사용하여 제안 구조가 주파수 옵셋을 추정 및 보상하는 function을 검증하였다. 제안 구조에 대하여 Verilog-HDL로 코딩하고 Synopsys tool을 사용하여 합성하여 구현면적을 실험하였다.
OFDM은 IEEE802.11a와 HiperLAN2와 같은 여러 가지 무선 표준에 적용되고 있는 다중 캐리어 변조 기술이다. OFDM의 문제 중 하나는 송신기와 수신기 캐리어 주파수 사이의 주파수 offset에 민감하다는 것이다. 이러한 주파수 옵셋은 OFDM 심볼에 ICI(Inter-carrier interference)를 유발한다. 본 논문에서는 ICI의 영향을 제거하는 3가지 방법, 즉 ICI self-cancellation(SC), 최대가능도 추정(Maximum Likelihood), 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filtering) 방법을 제안하고 성능을 비교 평가한다.
본 논문에서는 고속무선통신에 널리 사용되고 있는 직교 주파수 분할 다중화 데이터 전송시스템에서 반송파주파수 옵셋(Offset)에 의한 잔류 위상 오차와 샘플링 주파수 옵셋에 의한 잔류 오차를 추적하고 보상하는 알고리즘을 제안한다. 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서는 서로 직교성을 가지는 부반송파들이 디지털 데이터에 의해 변조되어 동시에 전송된다 반송파 주파수 옵셋이 존재하는 경우에는 신호 대 잡음비의 감소 그리고 인접 부반송파의 간섭 등이 발생한다. 또한 송신단과 수신단에서의 샘플링 주파수의 차이로 인한 샘플링 시점의 오차도 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서 성능저하의 주요한 요인으로 작용한다. 반송파 주파수의 오차와 샘플링 주파수의 오차는 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서 중요한 성질중의 하나인 직교성 상실을 초래하며 이는 성능저하의 원인으로 작용하므로 수신단에서는 지속적으로 잔류 오차를 추적하여 보상해 주는 방식의 적용이 필수적이다. 본 논문에서는 주파수 선택적 페이딩 무선 채널 환경에서 파일롯 데이터뿐만 아니라 채널이득 정보 및 페이로드 데이터를 주파수 오차 추정에 반영하여 추정오차를 줄이고 이 추정 값을 주파수 오차 보상에 반영하여 성능 향상을 달성할 수 있는 방식을 제안한다.
본 논문은 mmWave OFDM-기반 WPAN 시스템을 위한 패킷 검출과 주파수 옵셋 추정 및 보정 구조를 제안하고 성능 분석 결과를 보여준다. 패킷 검출 블록은 반복된 훈련 심볼의 자기상관 관계를 이용하고 상관된 값이 일정 문턱 값을 넘을 때 패킷 시작점을 검출하는데 사용된다. 적용한 자기상관 알고리즘 구조는 기존의 패킷검출에 사용한 알고리즘에 비해 간단하게 하드웨어를 구현 할 수 있다. 주파수 옵셋 추정 구조는 기존구조와는 다른 위상 천이 처리 블록, 하드웨어 사이즈를 줄여주는 내부비트 줄임 블록 및 look-up table의 사이즈를 줄인 주파수 옵셋 조정 블록을 설계하였다. 추정된 주파수 옵셋 값은 설계한 보정 블록을 통해 수신 신호를 보정함으로써 주파수 옵셋에 대한 영향을 줄일 수 있다. 설계 검증툴을 이용한 성능 분석 결과 제안된 구조는 하드웨어 구현복잡도가 감소함을 보여 주었고 기존구조에 비하여 게이트수가 감소함을 보였다. 따라서 제안된 구조는 OFDM-기반 WPAN 시스템의 초기 동기화 과정에 적용 될 수 있고 고속 저전력 WPAN칩에 사용 될 수 있다.
대역확산 시스템에서 나머지 도플러 주파수 오프셋이 (residual Doppler frequency offset, RDFO) 있으면 부호 동기가 정확히 맞을 때에도 표본화된 최고 상관값은 실제 상관값의 꼭지값보다 낮다. 이로 말미암아 기존 단일 주파수 셀 (single frequency cell, SFC) 검파기법의 성능은 떨어진다. 이 논문에서는 RDFO가 있을 때 실제 꼭지값 근처에 상관값이 큰 여러 표본이 존재하는 것에 착안하여 새로운 탐색기법을 제안한다. 이를 위해 먼저 대역 확산 시스템에서 RDFO가 성능을 떨어뜨리는지 분석한다. 그 뒤, 기존 기법과 제안한 기법의 검파확률과 오경보확률을 얻고, 모의실험을 수행하여 RDFO가 있을 때 제안한 기법이 기존 기법보다 성능이 뛰어남을 보인다.
This paper investigates the multifarious nature of the long-term evolution (LTE) scheme and that of the modified LTE scheme for symbol timing synchronization (STS). This investigation allows us to propose a new replica correlation-based STS scheme to overcome the inherent weaknesses of the other two schemes. The proposed STS signal combines a gold sequence and a half sine wave in the time domain, whereas conventional STS signals specify either binary sequences or complex sequences in the time domain or in the frequency domain. In the proposed scheme, a sufficient correlation property is realized by the gold sequence, and robustness against the frequency offset (FO) is achieved through the sine wave. Compared to the existing LTE-related schemes, the proposed scheme can better achieve immunity to FO and reduction in detector complexity, as well as a low peak-to-average power ratio and a low detection error rate. Performance evaluations through analysis and simulation are provided in the paper to demonstrate these attributes.
This paper presents an offset error compensation algorithm for the accurate phase angle of the grid voltage in single-phase grid-connected inverters. The offset error generated from the grid voltage measurement process cause the fundamental harmonic component with grid frequency in the synchronous reference frame phase lock loop (PLL). As a result, the grid angle is distorted and the power quality in power systems is degraded. In addition, the dq-axis currents in the synchronous reference frame and phase current have the dc component, first and second order ripples compared with the grid frequency under the distorted grid angle. In this paper, the effects of the offset and scaling errors are analyzed based on the synchronous reference frame PLL. Particularly, the offset error can be estimated from the integrator output of the synchronous reference frame PLL and compensated by using proportional-integral controller. Moreover, the RMS (Root Mean Square) function is proposed to detect the offset error component. The effectiveness of the proposed algorithm is verified through simulation and experiment results.
본 논문에서는 나머지 주파수 옵셋이 (residuaI frequency offset: RFO) 존재하는 대역 확산 시스템의 부호 획득을 위해 듀얼셀 결합 (dual-cell combining: DCC) 검파 기법을 제안한다. RFO가 존채할 때, 부호 획득 과정 동안 검파에 사용되는 상관 첨두는 작은 진폭을 갖는 두 개의 주변 첨두로 나눠지게 되며, 이로 인해 부호 획득 성능이 하락하게 된다. DCC 겹파 기법은 두 개의 연속된 상판값을 결합하여 결정 변수로 사용함으로써 RFO가 상관 첨두에 미치는 영향을 완화시킬 수 있다. 또한, 성능 평가를 통해 DCC 검파 기법이 한 개의 상관값을 결정 변수로 사용하는 이제까지의 검파 기법에 비해 더 나은 평균 동기화 시간 성능을 갖는 것을 확인할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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