This paper aims at designing an impulse-radio ultra-wideband (IR-UWB) transceiver, especially targeting the IEEE 802.15.4a indoor ranging and communication systems. We first investigate the IEEE 802.15.4a IR-UWB signals and suggest the full-digital transceiver architecture accordingly. Since the wireless systems equipped with the impulse signal have the property of low-duty cycle, i.e., discontinuity in time, while the conventional systems takes the continuous signals, it is required to reconfigure the system design, including link budget. Following brief introduction to our IEEE 802.15.4a IR-UWB system hardware, we finally examine the ranging performance in indoor environments to verify our system design.
Narrowband signals can be treated like a single tone interference at the receiver which demodulates wideband signals spectrum overlaid at the same frequency band. In this paper, the single tone interference is effectively suppressed by the use of a multicarrier DPSK direct-sequence(DS) spread spectrum(SS) with maximal-ratio(MR) combining instead of notch filter, which is hard to implement. A noncoherent DPSK system is considered because it is more realizable and does not require any complicate phase tracking, compared with a single carrier system subject to a constraint system bandwidth, and their performance comparisons are validated through simulation. We also propose a suboptimal-ratio(SR) combining which yields uniform and tight low bound on the performance of the MR combining, and then system parameters re optimized by theoretically evaluating the low bound, since an exact analysis appears intractable.
Equivalent-time sampling can improve measurement or sensing systems because it enables a broader frequency band and higher delay resolution for periodic signals with lower sampling rates than a Nyquist receiver. Meanwhile, a digital down-conversion (DDC) technique can be implemented using a straightforward radio frequency (RF) circuit. It avoids timing skew and in-phase/quadrature gain imbalance instead of requiring a high-speed analog-to-digital converter to sample an intermediate frequency (IF) signal. Therefore, when equivalent-time sampling and DDC techniques are combined, a significant synergy can be achieved. This study provides a parameter design methodology for optimal equivalent-time sampling using DDC.
본 논문에서는 650MHz에서 2,700MHz의 주파수 대역에서 우수한 동적영역과 선형성 특성을 나타내는 RF-수신기를 설계하고, 왜곡신호(누설 또는 혼변조)를 측정할 수 있는 지능형, 광대역 RF-왜곡신호 계측시스템을 구현하였다. 광대역 특성의 RF-수신모듈은 저 잡음특성과 동적영역 관계를 분석하여 RF수신단의 선형화 파라미터를 최적화시켰다. 지능형 디지털-왜곡(혼변조) 측정시스템에서는 측정하려는 왜곡(혼변조)신호를 PC상의 GUI 로 처리하여 원하는 계측파라미터를 PC 모니터에 나타내었다. 설계된 계측장치를 650MHz-2700MHz 까지 가변시켜 왜곡신호를 측정한 결과, -127.8dBc에서 -138dBc까지 나타내어 지능형 디지털 계측기로 이용될 수 있음을 보였다.
본 논문은 정확한 위치인식 및 차세대 측위 기술로써 각광 받고 있는 기술인 IR-UWB(Impulse-Radio Ultra Wideband) Radar를 활용하여 근거리 환경에서 정확한 목표물을 추정하고자 3가지 기존 반사파 제거 알고리즘과 하나의 제안하는 알고리즘을 사용하였다. 수신된 신호에는 목표물 신호 이외에 불필요한 반사파 신호들이 존재한다. 불필요한 신호들을 제거하고 정확한 목표물 신호만을 추정하기 반사파 제거 알고리즘을 사용하였다. 하나의 송신 안테나와 수신안테나로 목표물들의 위치를 실시간으로 추정하였다. 기존의 3가지 반사파 제거 알고리즘의 단점들을 보완하고자 새로운 반사파 제거 알고리즘을 제안하여 가장 정확한 목표물을 추정하였다. 또한 차량 등 외부 탑재를 위해 DSP(Digital Signal Processor)로 변환을 하였다. 본 논문은 향후 진행 되어질 반사파 제거 연구에 도움이 될 것이라 생각한다.
Magneto-cardiogram(MCG) signals may be highly distorted by the environmental noise, such as power-line interference, broadband white noise, surrounding magnetic noise, and baseline wondering. Several kinds of digital filters and noise cancellation methods have been designed and realized by many researchers, but these methods gave some problems that the original signal may be distorted by digital filter due to the wideband characteristics of background noise. To eliminate noise effectively without distortion of MCG signals, we performed multi-level frequency decomposition using wavelet packets and local adaptive noise cancellation in each local frequency range. In addition to the proposed wavelet filter to eliminate these various non-stationary noise elements, the local adaptive filter using the least mean square(LMS) algorithm and the soft threshold do-noising method are introduced in this paper. The signal to noise ratio(SNR) and the reconstruction square error(RSE) are calculated to evaluate the performance of the proposed method and compared with the results of the conventional wavelet filter and adaptive filter. The experimental results show that the proposed local adaptive filtering method is better than the conventional methods.
선형 증폭단, ADC 그리고 디지털 신호 처리기로 이루어진 디지털 광대역 마이크로파 수신기는 시스템의 감도와 동적 범위로 성능 평가를 해석할 수 있다. 시스템의 감도와 동적 범위는 시스템의 이득, 3차 상호변조적과 ADC 특성으로 결정되어지며 선형 증폭단의 설계 방법 또한 중요한 영향을 미친다. 그리고 수신기로 입력되는 두 신호의 주파수가 인접한 경우 디지털 신호 처리기는 두 신호를 분리할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 증폭단의 이득을 변화시켜 동적 범위를 측정한 다음, 가장 적절한 감도와 동적 범위를 선택할 수 있는 이득 값을 결정하고, 인접한 두 신호의 분리를 위해 고해상도 스펙트럼 추정법을 사용하였다.
이 논문에서는 광대역 CDMA방식이 이동통신 시스템의 성능을 떨어뜨리는 다경로 페이딩현상의 영향을 근본적으로 줄일 수 있다는 것을 보였다. 광대역 CDMA 시스템은 높은 chip rate(약 10Mbps 이상)를 갖는 PN코드를 사용하여 신호를 대역확산하고, 수신단에서 신호를 복조할 때에 이와 똑같은 코드로 자기상관관계를 얻어 수신신호를 역확산한다. 이것은 수신단에서 확산코드를 동기화할 때 처음으로 도달하는 신호에 비해 한 칩 간격이상의 지연시간을 가지고 수신되는 다경로 신호는 상관관계가 없으므로 제거할 수 있어서 다경로파에 의한 페이딩현상의 영향을 원천적으로 줄일 수 있다는 것이다. 여기서 사용되는 광대역 페이딩 채널은 UHF대역에서 실측데이타와 비슷하게 모델한 채널모델을 참고하여 적절한 선형필터라고 가정하고, 신호의 송·수신을 컴퓨터 모의실험으로 행하였다. 그리고 성능확인을 위하여 협대역 시스템과 광대역 시스템에서의 수신신호에 대한 눈패턴을 도식적으로 비교·검토하었다.
최근 논의되는 대로 향후 가용 UWB(Ultra-Wideband) 대역폭이 축소되면 기존 UWB 신호의 광대역 특성이 약해지고 특히 다중 경로 환경에서 성능 저하가 두드러질 것으로 예상된다. 본 논문에서는 향후 변경되는 UWB 허가 대역에서 펄스 발생을 용이하게 하고 에너지 효율성을 높이는 방법으로써 선형 주파수 변조 신호를 사용하는 방법을 제안한다. 주파수 변조 신호를 사용함으로써 다중 경로 환경에서 신호 감지 성능이 향상되고 UWB 통신에서는 신호 동기 특성이 향상됨을 보인다. 정합 필터와 부엽 제거 필터를 사용하는 수신단을 도입하여 신호대 간섭비를 높이고 거리 측정 오차를 더욱 감소시키는 기법을 소개한다.
The existing antenna that equipped with Micro Aerial Vehicle, microstrip antenna only can send and receive image signal because of limited bandwidth. But, proposed antenna that equipped with Micro Aerial Vehicle flight introduces tapered type patch antenna, also improves bandwidth then can transfer present location, altitude, movement speed. Furthermore, as a result of introduce stacked type, it transfers more quality of image signal, and represents most suitable performance in Korean peninsula that has many mountain peaks. In this paper, to transmit and receive the wideband signals with a antenna system, the wideband microstrip antenna is proposed and designed. This antenna operates at 2.4GHz. In this thesis, the resonance frequency of 2.4GHz and the reflective loss of the antenna of -22dB were calculated by measuring the fabricated Tapered Microstrip Patch Antenna which was designed with the resonance of 2.4GHz. The calculated gain and efficiency of antenna were 6.7dB and $60\%$ respectively. The characteristic of the bandwidth shows with $50\~60MHz$ which is $6.02\%$ at the basis of -l5dB reflective loss. The experimental results can be used in the characteristic of the resonators and this antenna produces a greatly enhanced bandwidth.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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