본 논문에서는 130 nm 공정을 이용한 Ku-band에서의 송수신 칩을 사용하여 제작된 단일 안테나 모듈을 제안한다. 레이다 수신부에서 DCOC 피드백을 사용한 STC(sensitivity time control)가 거리에 따라 일정한 SNR을 유지한다. 또한 수신부 RF단에서 gain control을 통하여 수신단의 dynamic range를 조절할 수 있다. 칩의 출력 파워는 9 dBm이고, 수신부의 총 이득은 82 dB이다. 단일 안테나에서 Tx 신호가 Rx로 직접 누설되는 것을 막기 위해 stub-tuned hybrid coupler를 사용하였다. 최대 측정거리는 6 m이고, 혼안테나와 금속판을 사용하여 측정하였다.
5G 이동통신 네트워크에서, 비직교 다중접속은 채널 용량을 높일 수 있는 기술로 각광받고 있다. 비직교 다중접속에서는, 다수 사용자가 채널 자원을 공유하여 신호를 동시에 전송 가능하다. 최근, 강 채널에 대해, 상호 작용 이동통신 사용자의 성능이 비상호작용 이동통신 사용자 비해, 저하되는 연구가 보고되었다. 본 논문에서는, 이러한 문제를 해결하기 위해 ML 수신기를 제안한다. 먼저, ML 수신기의 BER의 폐쇄형 표현식을 유도하고, 이상적인 완벽한 SIC 수신기의 BER과 비교하여, ML 수신기의 BER이 향상되었음을 보여준다. 또한, 이론적인 분석에 기초한 모의실험을 진행하고 ML 수신기의 성능 우수성을 입증한다.
본 논문에서는 Cyclic-Prefix CDMA using Good-Autocorrelation-Sequence(GAS-CP-CDMA) 시스템의 초기동기 포착방법이 제안되었다. GAS-CP-CDMA 시스템에 사용할 수 있는 자기상관특성이 우수한 시퀀스는 m-시퀀스와 CAZAC 시퀀스가 있다. 비록 GAS-CP-CDMA 시스템이 이동통신 시스템의 상향링크에 적용되어 자신의 셀의 다중사용자 및 다중경로에 의한 간섭신호를 원천적으로 상쇄하여 기존 CDMA 이동통신 시스템에 비해 약 2배의 용량을 갖도록 제안된 시스템이지만, 통신을 시도하는 시점에서 초기동기를 신뢰성 있게 획득하는 것은 중요한 과제이다. 본 논문에서 비동기식 수신 전력 검출값과 임계값이 초기동기를 판단하기 위한 기준으로 사용되었다. 모의실험에 사용한 GAS-CP-CDMA 시스템용 시퀀스는 CAZAC 시퀀스를 사용하였다. 모의실험 결과 최적의 동작을 위한 적정 임계값은 주로 사용자 수에 의해 결정되는 것을 알 수 있었다. 본 모의실험의 결과를 통해 GAS-CP-CDMA시스템 구축에 필수적인 동기포착 구현이 가능함과 적정 임계값을 설정하는 방안이 도출되었다.
본 논문은 계통 연계형 3-레벨 인버터 시스템을 위한 LCL-필터 설계 방법을 제안한다. 최근 풍력 및 태양광과 같은 신재생에너지 발전 시스템을 위한 3상 PWM 인버터의 수요가 증가하고 있다. 이러한 PWM 인버터는 스위칭 동작에 의해 발생하는 고조파 성분을 제거하기 위하여 LCL-필터를 거쳐 계통과 연결된다. 필터 설계에 관한 다양한 연구가 진행되었지만 최소의 사이즈로 목표하는 고조파 제거 성능을 얻기 위해서는 해당 PWM 인버터의 스위칭 방법을 고려한 필터 설계 방법이 요구된다. 본 논문은 공간 전압벡터 변조기법(SVPWM)에 최적화된 LCL-필터 설계방법을 제시한다. 시뮬레이션과 실험 결과를 통해 제안하는 방법으로 설계된 LCL-필터의 성능을 검증한다.
TPMS(Tire Pressure Monitoring System)는 차량의 주행 또는 정차시 타이어의 압력 또는 온도 등에 따른 이상 유무를 측정하여 수신기의 표시장치에 해당 상황을 나타내주도록 설계된 안전 보조 시스템이다. TPMS의 센서부에서 측정한 데이터를 자동차 내부의 신호처리부로 무선통신을 이용하여 전송하는데, 통신 시에 다양한 간섭으로 인한 통신 장애가 발생할 수 있다. 대표적인 TPMS 간섭으로 아마추어 무선국, 컨테이너 관리용 RFID(Radio-Frequency IDentification), RKE(Remote Keyless Entry) 신호 등을 들 수 있다. 이러한 다양하면서도 높은 전력을 가지는 간섭들을 제거하기 위하여 본 논문에서는 빔형성(Beamforming) 기술을 고려한다. 이에 따른 데이터 구조 및 빔형성기에 알맞는 차량내부의 안테나 배치 등을 제안한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 본 논문에서 제안된 기술의 간섭제거 성능을 확인 할 것이다.
대용량 고속 광대역 전송에 적합한 OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) 통신 시스템에서 위상 잡음에 의해 발생하는 ICI(Inter-Sub-Carrier-Interference)는 부반송파 사이의 직교성을 깨뜨려 시스템 성능을 현저히 저하시킨다. 본 논문에서는 ICI 제거 기 법과 안테나, 시간, 주파수 다이버시티를 혼합한 새로운 STFBC(Space Time Frequency Block Coding) 방법을 이용하여 ICI를 효과적으로 제거한다. 먼저 위상잡음 선형 근사화 기법을 이용하여 제안한 STFBC OFDM 시스템에서 발생하는 CPE(Common Phase Error) 성분과 ICI 성분을 분석하고 PLL(Phase Locked Loop) 위상잡음에 의해 발생하는 시스템 성능 저하를 비교 분석하기 위하여 CIR(Carrier to Interference Ratio), PICR(Peak Interference to Carrier power Ratio) 그리고 BER(Bit Error Rate)을 토론한다. 분석 결과 제안한 STFBC 방법에서는 ICI를 뚜렷이 제거할 뿐만 아니라 기존의 STBC(Space Time Block Coding), SFBC(Space Frequency Block Coding) 등 다이버시티 코딩 기법에서 나타나는 SCI(Self Channel Interference)를 효과적으로 피면할 수 있다.
최근 OFDM시스템의 부반송파의 묶음을 각각 다른 사용자에게 할당하는 다중접속 기법인 OFDMA 기법이 멀티미디어 통신의 무선 다중 접속 능력 때문에 큰 주목을 받고 있다. 기존의 OFDM 통신 시스템에서 채널을 통과한 수신신호를 복조할 때 여러 가지 방법을 사용하는데, 채널을 통과할 때 CFO(carrier frequency offset)와 샘플링을 할 때 SFO(sampling frequency offset)이 생기게 된다. 이러한 주파수 오프셋 때문에 복조를 할 때 정확한 신호를 검출 할 수 없게 된다. 본 논문에서는 다중 사용자 환경인 OFDMA에서 이 CFO와 SFO에 대한 영향력을 감소하는 방법을 제시한다. 또한 CFO로 인하여 MUI(multi user interface)가 생기는데 이는 서로 다른 사용자들 간의 간섭으로 인해 생기는 것으로 일종의 잡음(nosie)라고 볼 수 있다. 이 MUI에 관한 것을 재귀적인 알고리즘을 사용하여 상쇄(cancellation)하고 또 CFO와 SFO에 대한 값을 추정하고 최소화하여 기존의 CFO와 SFO가 일어난 OFDM의 신호에 대한 검출보다 더 좋게 검출을 할 수 있는 알고리즘을 제안한다.
BPS(bandpass sampling) 기술은 입력 신호보다 낮은 주파수로 표본화하는 것으로서, 표본화 처리만으로 기저 대역 신호를 얻을 수 있다. 이 덕분에 별도의 주파수 하향 변환기를 사용하지 않아도 되어, 수신기 회로 구현이 간소화 된다. 2차 BPS 방식은 표본화 장치를 2개 사용하는 것이며, 표본화로 인하여 aliasing 간섭이 발생하더라도 두 가지 BPS 신호를 결합함으로써 간섭 성분을 제거할 수 있다. 본 논문에서는 여러 개의 간섭이 한꺼번에 신호 성분에 aliasing 되는 경우에 대한 2차 BPS 시스템의 설계 문제를 다루었다. 신호 대 간섭 비를 극대화시키도록 interpolant 필터의 최적 위상값을 구하는 방법을 분석하였고, BPS 입력단의 전력밀도 스펙트럼 자료를 이용하여 준최적 위상값을 구하는 실용적인 공식을 도출하였다. 제안된 시스템에 대하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였고, 다중 aliasing을 고려함으로써 신호 대 간섭 비가 증가되는 것을 확인하였다.
본 논문은 Doherty 증폭기의 높은 효율을 유지하면서 선형성을 개선하기 위해 아날로그 전치왜곡기를 가진 Doherty 증폭기를 보여준다. 3차 전치왜곡기는 전치왜곡기와 Doherty 증폭기에서 3차와 5차 혼변조 성분이 이루는 위상차를 같게 만들어 3차뿐만 아니라 5차 혼변조 왜곡신호를 동시에 상쇄시킨다. 이것은 전치왜곡기에서 위상조절 왜곡발생기를 이용하여 3차와 5차의 위상차를 독립적으로 조절함으로서 이루어진다. 또한, 간단하고 정확한 위상 측정 장치를 이용하여 왜곡발생기의 위상조절 능력을 실험적으로 확인한다. 실험적인 검증을 위해, 3차 전치왜곡기는 2.11-2.17 GHz의 WCDMA 대역에서 180-W Doherty 증폭기와 구현된다. 투톤 실험결과는 3차와 5차 혼변조 왜곡성분이 크게 상쇄될 수 있음을 보여준다. 또한, 4-carrier WCDMA 응용에서도 넓은 출력 범위에서 상당한 ACLR이 개선된다. 이 기법은 간단한 구조, 작은 크기, 세 가지의 조절 파라미터 때문에 가격 효율적이며 편리하다.
본 논문에서는 77 GHz 자동차 레이더 시스템에서 거리가 달라도 일정한 감도를 유지할 수 있도록 하는 베이스밴드 필터를 제안하였다. 기존의 DCOC(DC Offset Cancellation) loop 회로를 이용하여 DC offset을 제거함과 동시에 거리에 따른 수신 전력의 크기 차이를 이득으로 상쇄시킬 수 있도록 하였다. 측정 결과, 이득은 최대 51 dB의 크기를 가지며, 고역 통과 차단 주파수는 5 kHz에서 15 kHz까지 가변 가능하게 하였다. 거리에 따른 손실을 보상하기 위한 고역 통과 필터의 기울기는 거리 보상 범위를 위해 -10~-40 dB/decade로 가변이 가능하게 설계되었다. 1 V의 전압에서 전류 소모는 4.3 mA이며, 측정된 NF는 26 dB이고, IIP3는 +4.5 dBm을 가진다. 칩은 65 nm CMOS 공정을 사용하였으며, 입출력 패드를 제외한 크기는 $500{\mu}m{\times}1,050{\mu}m$이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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