• ETRI Journal
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• 제43권6호
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• pp.978-990
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• 2021

This article presents techniques for improved estimation of symbol timing offset (STO) and carrier frequency offset (CFO) for dual-polarization (DP) orthogonal frequency division multiplex (DP-OFDM) systems. Recently, quaternion multiple-input multiple-output OFDM has been proposed for high spectral efficiency communication systems, which can flexibly explore different types of diversities such as space, time, frequency, and polarization. This article focuses on synchronization techniques for DP-OFDM systems using a cyclic prefix, where the application of quaternion algebra leads to new improved estimators. Simulations performed for DP system methods show faster reduction of STO estimator variance with a double-slope line in the logvariance line versus signal-to-noise ratio (SNR) plot compared with singlepolarization (SP) counterparts, and simulations for CFO estimates show a 3-dB gain of DP over SP estimates for same SNR values defined, respectively, for quaternion-valued or complex-valued signals. Cramer-Rao bounds for STO and CFO are derived for the synchronization methods, correlating with the observed gains of DP over SP OFDM systems.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권10C호
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• pp.1017-1026
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• 2005

버스트 방식 OFDM 시스템에서의 프레임 동기는 수신된 프레임의 시작 위치를 판단하고, 정확한 FPT-window 위치 추정을 위해 가장 우선적으로 수행되어야 한다. 유효 OFDM 심볼 내의 규정된 반복 패턴 또는 보호 구간의 상관을 이용하는 기존의 일반적인 프레임 동기 방식은 연속적으로 증가하다 감소하는 상관 출력 특성에 의해 정확한 프레임 시작 지점 검출이 어려우며, 수신 신호와 기준 신호 간의 상관 특성을 이용하는 방식은 주파수 옵셋으로 인한 성능 열화를 초래한다. 따라서, 본 논문에서는 프레임 동기 방식으로서 주파수 옵셋에 강인하고 정확한 프레임 시점 검출이 가능한 차동 상관(Differential Correlation) 방식을 기반으로 한 새로운 알고리즘을 제안하였다. 그러나, 일반적인 차동 신호의 상관 결과는 프리앰블의 반복 구조에 의해 다수의 Peak를 가지게 되며 이로 인하여 정확한 프레임 동기의 검출 성능이 열화된다. 본 논문에서는 이러한 차동 검출 방식의 단점을 보완하기 위하여 차동 신호 생성 시 반복되는 동일 패턴 구간의 샘플을 이용하여 단일 상관 Peak를 갖는 알고리즘을 제안한다. 또한 다중경로 페이딩 채널 환경에서 페이딩에 의한 프레임 시작 위치 검출 에러를 줄이기 위하여 신호 전력으로 상관 출력 값을 정규화하는 블록을 도입함으로써 고속 이동 채널 환경에서의 프레임 시작 지점 검출 확률을 높였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.319-324
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• 2022

항법 장치가 존재하지 않거나 전파 방해가 발생할 경우, 고속 이동체의 전파 항법은 불가능해진다. 그럼에도 불구하고, 다수의 지상국이 존재하며 고속 이동체와 지상국간의 정밀 거리 측정치를 확보할 수 있다면 이동체의 위치 추정이 가능하다. 본 논문에서는 텔레메트리 (TLM; telemetry) 신호를 사용하여 생성한 고정밀 TDOA (time difference of arrival) 측정치를 이용한 위치 추정 방식을 제안한다. 제안한 방식에서는 TDOA 측정치를 사용하여 이동체의 공통 오차를 제거하였다. 또한 SOQPSK (shaped offset quadrature phase shift keying) PN (pseudo random noise) 심볼을 포함하여 정밀 시각 동기 및 측정이 가능한 TLM 신호를 기반으로 한 측정치를 사용하였다. 따라서 시스템 내 정밀 시각 동기가 이뤄진 상태이므로 지상국간의 시각 동기 오차가 매우 작은 값을 가진다. 이는 측정치의 정밀도를 높여 위치 추정 성능을 향상시킨다. 제안한 방식은 소프트웨어 기반의 시뮬레이션을 통해 검증되었으며, 고속 이동체의 위치 추정 성능이 목표했던 성능을 만족함을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권5A호
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• pp.441-449
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• 2011

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) 환경에서 sample timing offset(STO)과 carrier frequency offset(CFO)은 inter-symbol interference (ISI), inter-carrier interference (ICI) and phase error를 발생 시키는 원인으로 작용하고 있다. OFDM의 특성상 STO와 CFO에 민감하고, 특히 ICI 가 발생될 경우 보상이 어렵다. 또한 보상을 위해 많은 복잡도를 가진 equalizer가 요구된다. 이 논문에서는 블록 파일럿과 동기화 신호를 가지고, feedback방법을 이용해 STO와 CFO의 효과적인 정정 방법을 제시한다. 주파수 축에서 동기화 신호와 pilot을 이용해 추정한 값들을 시간 축으로 피드백 시킨 후, 시간 영역에서 sample & holder의 시간 타이밍과 oscillator의 주파수의 교정을 통해 정정한다. 시뮬레이션 결과 보상기 없이 피드백 구조만으로 STO와 CFO를 보상하여 성능을 개선 시켰다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권6C호
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• pp.516-522
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• 2010

본 논문에서는 중국향 휴대이동방송인 CMMB(China multimedia mobile broadcasting)를 위한 소수배 주파수 동기와 정수배 주파수 오차 추정 알고리듬을 제안한다. 제안한 소수배 주파수 동기 알고리듬은 CMMB의 프레임 구조에 가장 적합하도록 전치부호를 활용하여 매 CMMB 심볼마다 추정이 가능하다. 또한 제안된 정수배 주파수 알고리듬은 CMMB 동기 신호를 이용하여 매 프레임마다 추정 한다. 제안 알고리듬은 시간 오프셋이 존재할 때에도 소수배와 정수배 주파수 오프셋을 정확히 추정할 수 있으며 다중 경로 상황에서도 우수한 성능을 보인다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.397-406
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• 2009

차량 간 무선 통신을 목적으로 만들어진 직교 주파수 분할 다중화 (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)기반 WAVE(Wireless Access for Vehicular Environment) 시스템의 물리층 표준은 기존에 표준화된 IEEE802.11a 무선랜(WLAN: Wireless Local Area Network)의 표준을 따르는 것으로 되어 있다. 따라서 WAVE는 초기 동기 이후 차량 간 다중 경로 페이딩(Multipath Fading) 채널의 영향으로 인하여 심볼 타이밍에 있어서 연속적인 시간 지연이 발생함에 따라 시스템의 수신 성능이 저하되게 된다. 본 논문은 추가적인 심볼 시간 지연을 보상해 주기 위한 심볼 시간 추적(Tracking) 알고리듬을 제안하고 있다. 본 논문에서는 제안된 알고리듬을 최대 지연 시간 (Maximum Timing Delay)이 적용된 최악의 통신환경에 적용하여 모의실험을 수행하였다. 실험결과에 의하면 제안된 알고리듬은 가산성 백색 가우스 잡음 (AWGN: Additive White Gaussian Noise) 채 널 및 페이딩 채널 환경에서 시스템의 수신 성능을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권1호
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• pp.3-10
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• 2014

분산 빔포밍의 이득을 얻기 위해서는 심볼 타이밍, 위상, 그리고 주파수 동기가 적절하게 제어가 되어야 한다. 본 논문에서는 OFDM 시스템에서 분산 빔포밍을 이용할 경우 세 가지 동기의 에러에 의한 영향을 분석하였다. 협력신호 사이의 심볼 동기 에러는 저주파수의 부반송파(subcarrier)보다 고주파수의 부반송파에서 큰 영향을 미치고 있다. 위상 및 주파수 에러에 의한 전송신호의 손실은 부반송파 번호와 관련이 없으나, 주파수 오차는 전송신호의 손실 뿐만 아니라 부반송파 사이의 간섭을 야기하기 때문에 OFDM 시스템에서 중요하게 관리되어야 한다. 본 논문에서는 다양한 협력신호 개수 및 세 가지 동기 에러 값에 의한 성능 저하를 보이고 있으며, 성능 분석 결과는 시뮬레이션의 결과와 적절히 일치하는 것을 보이고 있다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2013년도 하계학술대회
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• pp.225-226
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• 2013

본 논문은 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)기반의 LTE (Long Term Evolution)하향링크 시스템에서 PS (Primary Synchronization)신호를 이용한 잔여 시간동기 오차를 검출 기법을 제안한다. 제안된 잔여 시간동기 오차 검출 기법은 기존의 잔여 시간동기 오차 검출 기법과 달리, 수신된 PS 신호간의 상호상관 값을 이용하여 잔여 시간동기오차를 검출한다. 제안된 기법은 기존의 기법보다 낮은 복잡도를 가지며, 비슷한 성능을 보여주며 이는 컴퓨터 모의실험을 비교하였다.

• 한국통신학회:학술대회논문집
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• 한국통신학회 2006년도 하계종합학술발표회 논문 초록집
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• pp.239-239
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• 2006

• 한국통신학회:학술대회논문집
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• 한국통신학회 2004년도 하계종합학술발표회논문초록집
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• pp.210-210
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• 2004