• 한국전자파학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.229-235
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• 2019

본 논문은 동일 대역 전이중 무선 통신 시스템의 구현에 관한 연구이다. 아날로그 RF 영역의 신호는 분리된 안테나를 이용하여 자기간섭 신호 크기를 줄이고, 디지털 영역은 SDR(Software Defined Radio)을 통해 자기간섭 신호를 제거하여 동일 대역 전이중 무선 통신 방식을 구현하였다. USRP X310 장치에 송신단의 안테나와 수신단의 안테나를 각각 사용하였으며, SDR 장치의 송수신단의 이득을 조절하여 수신단의 안테나로 들어오는 자기간섭 신호의 크기와 외부에서 수신하고자 하는 신호의 크기를 -64 dB으로 동일하게 설정하였다. 전이중 무선 통신 성능을 검증하기 위하여 소스데이터는 이미지를 사용하였으며 변조 방식은 OFDM 방식을 사용하였다. 반송파 주파수는 2.67 GHz, 대역폭은 20 MHz인 WiFi 표준 프레임을 사용하였다. 수신 신호에서 자기간섭 신호는 디지털 신호처리로 상쇄하였으며, 최대 34 dB까지 자기간섭 신호를 제거하였다. 자기간섭 신호를 제거하지 않았을 때는 OFDM 복조가 불가능하였다. 하지만 자기간섭 신호 제거량의 크기를 변화시켜가면서 BER을 측정한 결과, 자기간섭 신호를 34 dB 제거한 경우 BER이 $2.63{\times}10^{-5}$로 줄어들었고, 비터비 복호기(Viterbi decoder)를 통과한 결과, 100 Mbit data 송출량 동안 에러가 검출되지 않았다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권2호
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• pp.7-17
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• 2015

본 논문에서는 터보 등화기를 결합한 단일 안테나 구조의 동일 대역 동시 전 이중 통신 시스템을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 단일 안테나를 사용하기 위하여 Balanced Feed Network회로를 이용하여 송신 신호와 수신 신호를 격리시킨다. 또한 추가적으로 자기 간섭 신호를 감쇄시키기 위하여 RF Cancellation과 Digital Cancellation을 사용한다. 마지막으로 상대국에서 자국으로의 채널 상황이 열악할 경우와 Digital Cancellation이후에도 남은 잔류 자기 간섭 신호에 의한 상대국에서 보낸 수신 신호에 오류가 발생할 경우에도 통신의 신뢰도를 보장할 수 있도록 터보 등화기를 결합한다. 본 논문에서 제안하는 시스템의 성능을 확인하기 위하여 Simulink 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 시스템을 설계하였다. 시뮬레이션 결과, 본 논문에서 제안하는 시스템은 단일 안테나를 사용하며 동일 대역에서 Balanced Feed Network, RF(radio frequency) Cancellation, Digital Cancellation 그리고 터보 등화기를 통해 자기 간섭 신호를 효과적으로 제거하고 열악한 채널 상황에서도 전 이중통신을 할 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권7호
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• pp.3131-3149
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• 2016

In-band Full-duplex (IBFD) wireless communication allows improved throughput for wireless networks. The current Half-duplex (HD) medium access mechanism Request to Send/Clear to Send (RTS/CTS) has been directly applied to IBFD wireless networks. However, this is only able to support a symmetric dual link, and does not provide the full advantages of IBFD. To increase network throughput in a superior way to the HD mechanism, a novel three-way handshaking access mechanism RTS/SRTS (Second Request to Send)/CTS is proposed for point to multipoint (PMP) IBFD wireless networks, which can support both symmetric dual link and asymmetric dual link communication. In this approach, IBFD wireless communication only requires one channel access for two-way simultaneous packet transmissions. We first describe the RTS/SRTS/CTS mechanism and the symmetric/asymmetric dual link transmission procedure and then provide a theoretical analysis of network throughput and delay using a Markov model. Using simulations, we demonstrate that the RTS/SRTS/CTS access mechanism shows improved performance relative to that of the RTS/CTS HD access mechanism.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권10호
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• pp.769-778
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• 2017

본 논문은 동일대역 전이중 통신(In-band Full-Duplex: IFD) 방식에 필요한 RF/아날로그 영역에서의 자기간섭 신호의 제거회로를 설계하고, 이를 이용하여 FM 변조 신호를 송신하면서, 동시에 수신 신호의 FM 복조가 가능하도록 설계했다. 서큘레이터(circulator)를 이용하여 단일 안테나 방식으로 송수신을 동시에 가능하게 했다. 수신 회로에는 송신으로 인한 자기간섭 신호 제거를 위해, 송신 신호를 탭핑하여 벡터 변조기(vector modulator)로 위상과 크기를 제어한 후, 수신 신호에 포함된 자기간섭 신호를 제거하였다. 자기간섭 신호의 제거를 위하여 채널변화에 따른 최적의 위상과 크기를 능동적으로 제어해야 한다. 이를 위해 동위상과 직교위상 아날로그 상관기를 이용하여 송신 신호와 수신측 자기간섭 신호의 상관 계수를 구하여 상관 계수가 최소가 되도록 제어회로를 구현하였다. 무전기 모덴 칩은 SA58646을 사용하였고, 반송파는 465 MHz 주파수에 12.5 kHz 대역폭을 가지는 FM 변조신호를 사용하였다. 안테나 포트 출력 파워가 17.2 dBm일때, 모뎀 입력단에 수신되는 자기간섭 신호가 -49.2 dBm으로 측정되어 SIC(Self Interference Cancellation) 레벨은 66.4 dB로 측정되었다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.101-103
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• 2018

최근 자원 효율성을 증대하기 위하여 차세대 유무선 통신시스템에서 동일대역 전이중 방식(in band full-duplex, FDX)을 채택하고 있다. 하지만 전이중 방식은 송수신이 동시에 이루어지기 때문에 하향신호와 상향신호가 더해져 수신된다. 따라서 원하는 신호를 수신하기 위해 자기간섭(SI: self-interference)으로 존재하는 하향 신호를 제거하는 기술이 요구된다. 본 논문에서는 주파수영역에서 자기간섭신호 제거(SIC: SI cancellation)하는 방법에 대해서 제안하고 실제 RF를 통과한 신호에 적용하여 성능을 분석한다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.61-62
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• 2019

최근 자원 효율성을 증대하기 위하여 차세대 유무선 통신시스템에서 동일대역 전이중 방식(In-band full-duplex, FDX)을 채택하고 있다. 하지만 전이중 방식은 송수신이 동시에 이루어지기 때문에 하향신호와 상향신호가 더해져 수신된다. 따라서 원하는 신호를 수신하기 위해 자기간섭(SI: self-interference)으로 존재하는 하향 신호를 제거하는 기술이 요구된다. 본 논문에서는 DOCSIS 3.1 기반 케이블 방송시스템에서 2차 구조의 자기간섭신호 제거(SIC: SI cancellation)기술을 제안하고 실시간 성능을 분석한다.

• TTA 저널
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• 통권155호
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• pp.84-92
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• 2014

• 한국통신학회논문지
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• 제40권11호
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• pp.2131-2141
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• 2015

본 논문에서는 IBFD(in-band full duplex)시스템에서 ADC(analog to digital converter) 효과가 고려되었을 경우의 신호 특성을 분석하고 전체적인 시스템의 성능을 평가 및 분석한다. 우선, 본 논문에서는 IBFD 시스템의 일반적인 개념에 대하여 알아본다. 그 다음 ADC 효과가 고려될 경우 ADC에 인가되는 잔류 자기간섭 신호의 크기에 따른 ADC 전후의 수신 신호 특성의 변화에 대하여 분석한다. 여기에서 1차적으로 ADC의 양자화 단계 크기가 목표 신호보다 작은 조건을 계산을 통해 파악하고 분석한다. 최종적으로 ADC 효과가 고려된 IBFD 시스템을 설계하고 성능 평가를 수행하였다. 시뮬레이션의 결과로 ADC 입력에 인가된 자기간섭 신호의 크기에 따라 양자화 단계의 크기가 목표 신호의 크기보다 작도록 ADC의 비트를 결정하여야 목표 신호에서 정보를 추출할 수 있음을 확인하였다. 또한 좋은 성능을 유지하며 효율적인 통신을 하기 위해서는 양자화 단계 크기가 대략 목표 신호 크기의 1/3보다 작아야 하는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권2호
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• pp.100-108
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• 2014

본 논문에서는 RF(radio frequency) Cancellation과 Digital Cancellation을 사용하는 SSD(simultaneous single band duplex) 시스템을 구성하고, 이 시스템에서 직접 자기 간섭 신호가 있는 환경에서 RF Cancellation의 오차가 발생하였을 경우 남은 자기 간섭 신호의 전력 크기 특성을 분석한다. 또한 이를 해결하기 위해 Digital Cancellation을 사용하였을 때, 추가적인 잔류 자기 간섭 신호 제거를 통한 성능 특성을 분석한다. RF Cancellation에서 사용하는 위상 천이기에 0, 0.5, 1, 2도의 위상 천이 오차가 발생하였을 경우 잔류 자기 간섭 신호가 자국에 수신되는 상대국의 송신 신호보다 매우 크기 때문에 상대국의 데이터를 수신할 수 없는 것을 확인하였고, Digital Cancellation 방법을 사용하면 이러한 잔류 자기 간섭 신호 성분을 제거하여 상대국의 송신 데이터를 수신할 수 있는 것을 확인하였다. 또한 RF Cancellation에서의 소자 설계 오차에 대한 시스템의 성능을 분석하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권4호
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• pp.1941-1960
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• 2019

Unmanned aerial vehicles (UAVs), acting as mobile base stations (BSs), can be deployed in the typical fifth-generation mobile communications (5G) scenarios for the purpose of substantially enhancing the radio coverage. Meanwhile, UAV aided underlay device-to-device (D2D) communication mode can be activated for further improving the capacity of the 5G networks. However, this UAV aided D2D communication system is more vulnerable to eavesdropping attacks, resulting in security risks. In this paper, the D2D receivers work in full-duplex (FD) mode, which improves the security of the network by enabling these legitimate users to receive their useful information and transmit jamming signal to the eavesdropper simultaneously (with the same frequency band). The security communication under the UAV coverage is evaluated, showing that the system's (security) capacity can be substantially improved by taking advantage of the flexible radio coverage of UAVs. Furthermore, the closed-form expressions for the coverage probabilities are derived, showing that the cellular users (CUs)' secure coverage probability in downlink transmission is mainly impacted by the following three factors: its communication area, the relative position with UAV, and its eavesdroppers. In addition, it is observed that the D2D users or DUs' secure coverage probability is relevant to state of the UAV. The system's secure capacity can be substantially improved by adaptively changing the UAV's position as well as coverage.