본 논문에서는 composite right- and left-handed (CRLH) 전송선로를 이용한 나선구조 zeroth-order resonance (ZOR) 안테나가 제안되었다. 안테나의 영차공진특성은 주기구조의 분산특성에 의해 이론적으로 분석되었다. $2{\times}2$ 나선구조 안테나의 크기는 $0.155{\lambda}_{0}{\times}0.155{\lambda}_{0}$이며 CRLH 전송선로의 병렬 인덕턴스 값이 증가함으로 인해 제안된 안테나의 크기는 일반적인 버섯구조 ZOR 안테나보다 65%의 크기를 감소시킬 수 있었다. 또한, 제안된 안테나의 방사특성은 버섯구조 ZOR 안테나와 비슷한 전방향성 방사특성을 가짐을 확인하였다.

본 논문에서는 다중밴드 직접 변환 수신기를 위한 Octa-Phase 전압 제어 발진기를 제안하였다. Octa-Phase 신호와 저 위상잡음을 얻기 위해 4개의 LC VCO를 직렬 커플링 트랜지스터를 이용해 연결하였다. 멀티 밴드 특성을 얻기 위해 밴드 튜닝 회로가 제안되었다. MOS 스위치가 켜짐/꺼짐에 따라서 주파수 범위는 변화한다. 2개의 veractor를 사용해 VCO의 발진 주파수의 공정상의 오차를 최소화하였다. 본 논문에서는 0.18 um CMOS 공정을 이용해 발진기를 설계하였다. 측정 결과 1.8V 공급전압에 12mA의 전류를 소모하였고, $885MHz^{\sim}1342MHz$ 사이의 범위에서 동작하여 3개의 표준(CDMA 20001x, WCDMA, WiBro)에서의 sub-harmonic 혼합기를 구동시킬 수 있는 동작 범위를 만족시킨다. 측정된 위상잡음은 각각 CDMA 2000 1x 대역에서는 -105dBc@100kHz, WCDMA 대역에서는 -115dBc@1MHz, WiBro 대역에서는 -130dBc@10MHz으로 나타났다.

본 논문은 일반적으로 고효율 특성을 가지고 있는 class-F 전력 증폭기의 출력 단에서 기생되는 2차 고조파 성분을 제거함으로 3차 IMD (Intermodulation distortion) 특성을 개선하였다. class-F 전력 증폭기의 경우 과부동 특성으로 인해 고효율을 얻을 수 있으나 선형성 측면에서는 많은 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문은 특별한 선형화 기술을 적용하지 않고 CMRC 구조를 적용하여 2차 고조파를 제거하여 선형성을 나타내는 U 특성을 개선하였다. CMRC 구조의 경우 광대역 저지대역 특성을 가지고 있으며 PBG 구조 보다 작은 크기로 더 좋은 특성을 얻을 수 있다.

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템은 다수 반송파 전송의 특수한 형태로 볼 수 있으며 하나의 데이터열이 보다 낮은 데이터 전송률을 갖는 부반송파를 통해 전송된다. OFDM을 사용하는 중요한 이유 중 하나는 OFDM을 사용하면 주파수 선택적 페이딩이나 협대역 간섭에 대한 강건함이 증가하기 때문이다. 하지만, 시간 영역 OFDM 신호는 독립적으로 변조된 많은 부반송파들로 구성되므로 이들이 동위상으로 더해질 때 신호의 진폭이 증가하여 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio)이 증가된다. 본 논문에서는 수신단의 구조에 변화를 주지 않으며 또한 추가적인 정보의 전송이 필요 없이 기존 수신기를 그대로 사용할 수 있는 PAPR 감소기법의 성능을 평가하였다. 이 방법은 에러 벡터 크기 (Error Vector Magnitude; EVM) 내에서 시간 영역과 주파수 영역 신호에 대하여 클리핑을 사용한 것으로 기존의 최적화 방법과 비교하여 계산량의 복잡도가 낮다. 이 기법을 비선형 증폭기를 사용하는 OFDM 시스템에서 평가하였다. 모의실험 결과, 시간 및 주파수 영역 클리핑 기반의 PAPR 감소기법은 TD (Total Degradation)관점에서 전력효율이 향상되며 증폭기의 비선형 왜곡의 영향을 줄이는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

본 논문에서는 무선 랜용 이중대역 GaAs FET 저잡음 증폭기를 설계하기 위하여 인덕턴스 소스 피드백을 이용하고 입력 단에는 이중대역 LC 공진회로를 이용하였으며, 출력단에는 Cheyshev 필터의 임피던스 변환 회로를 이용하였다. 이중대역 증폭기의 입출력정합회로 설계에 필요한 기법 및 수식들을 유도하였으며 설계된 증폭기를 제작하여 측정한 결과 시뮬레이션 결과와 유사한 측정치를 얻을 수 있었다.

본 논문은 전력증폭기의 크기를 줄이고 선형성을 개선하기 위한 새로운 광전자밴드갭 (PBG) 구조를 제시하였다. 제안된 구조는 비평면 제조 공정을 요구하지 않는 유전체 판위에 패턴을 뜬 2차원의 규칙적인 격자이다. 실험 결과를 통해서 보면, 이 구조는 접지 평면에 세 개의 셀을 식각시킨 기본적인 PBG와 distorted uniplanar compact_PBG (DUC_PBG)보다 더 넓은 저지대역과 더 높은 저지 특성을 갖는다. 이 새로운 PBG 구조는 선형성 개선을 위하여 전력증폭기에 적용되어 질 수 있다. 새로운 PBG 구조를 이용한 전력증폭기의 3차 혼변조 왜곡 (IMD3)은 코드분할 다중접속 (CDMA) 응용에서 -36.16 dBc이다. 제안된 PBG 구조가 없는 전력증폭기와 비교했을 때, 개선된 IMD3는 -13.49 dBc이다.

최근 이동통신 서비스가 광범위하게 사용되고 서비스 영역의 용이한 확대로 인하여 무선중계기에 대한 수요가 급격히 증가하고 있다. 그러나 무선중계기에는 중계된 전송 신호의 일부가 궤환되어 다시 수신안테나에 수신되는 궤환 간섭 신호가 발생한다. 궤환 간섭 신호의 제거에 이용하는 LMS (Least Mean Square) 알고리즘은 연산량이 적어 실시간으로 적용할 수 있지만, 필터 계수를 갱신에 일정한 스텝 사이즈(step size)를 사용하여 시변 채널과 같은 상황에서 성능이 저하된다. 이런 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 궤환 간섭 제거기의 참조 입력 (reference input)과 에러 신호 사이에서 상관도를 구하여, 스텝 사이즈를 조정하는 새로운 가변 스텝 사이즈 LMS 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘을 WCDMA 무선 중계기에서 궤환 간섭 신호를 제거하는 필터에 적용하여 모의실험을 하였고, 기존의 간섭 제거 알고리즘과 비교하여 성능이 우수함을 확인할 수 있었다.

본 논문은 두 개의 공통 게이트 증폭단을 사용한 캐스코형 CMOS 저잡음 증폭기의 후치 선형화 기법을 제안한다. 제안된 기법은 두 개의 공통 게이트 FET 단을 사용하며, 한 FET는 공통 소스단에서 전달된 전류 성분 중 선형 전류 성분만을 부하에 전달하고, 다른 한 단은 3차 혼변조 전류를 흡수하도록 동작한다. 선형 전류 성분과 혼변조 전류 성분을 선택적으로 분류하기 위해 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정에서 제공되는 후막 (thick oxide) FET를 혼변조 전류 흡수용 FET로, 박막 (thin oxide) FET를 선형 전류 버퍼로 사용하였다. 제안된 방법을 검증하기 위해 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 2.14GHz에서 동작하는 저잡음 증폭기를 설계하였다. 제작된 차동 증폭기는 1.8V 전원에서 12.4mA를 소모하며, 측정 결과로 11 dBm IIP3, 15.5 dB 전력이득, 그리고 2.85 dB 잡음지수를 특성을 얻었다. 이는 후치 선형화가 없는 회로에 비해 7.5dB의 $IIP_{3}$ 개선된 결과이다.

본 논문은 다중 셀 환경에서 MMSE 수신기를 가지는 MIMO MC-CDMA시스템의 출력 SINR을 점근적으로 분석한다. 단일 셀에서의 점근적 성능 분석이 다중셀 환경으로 확장 적용된다. 점근적 분석을 위한 Haar 유니터리 코드의 사용은 다른 셀로부터의 간섭성분이 대각성분들의 값이 다른 대각행렬로 나타나게 한다. 본 논문에서는 다른 셀의 코드 간섭 성분을 mean square측면에서 간섭의 전력으로 수렴함을 보이고, 셀간 간섭 성분이 주어질 때 점근적으로 특정 SINR값을 찾는다. 다중 셀에서의 거리에 따른 느린 페이딩을 로그노말 분포를 가정하여 구한 이론적인 비트오차 확률과 실험을 비교하여 비슷함을 보이고, 점근적 성능에 의한 데이터 전송 수율의 셀 반경에 따른 성능을 보인다.

OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)은 페이딩 환경에서 높은 전송율을 가지는 효율적인 전송 기법이다. 그러나 OFDM 프레임의 시작 시점을 정확히 찾지 못하면 주파수 영역에서 위상회전으로 인해 수신 데이터의 비트오율이 높아진다. 그러므로 코히어런트 OFDM 시스템에선 정수배의 샘플 옵셋뿐만 아니라 소수배의 샘플 옵셋까지 동기를 획득해야 한다. 본 논문에서는 코히어런트 OFDM 시스템에서 수신된 훈련 심볼의 상관관계를 이용하여 0.5 샘플 이전과 이후의 충격응답을 각각 구하고 이들의 차를 이용하여 소수배 샘플 동기를 획득하는 알고리듬을 제안한다. 제안한 심볼 타이밍 동기 기법의 성능을 다중경로 채널과 잡음에 대한 모의실험을 통하여 검증한다.

본 논문에서는 미래형 이동통신 시스템에서 셀 경계와 같이 반송파대간섭전력비 (Carrier-to-Interference Ratio; CIR)가 낮은 열악한 채널 환경에서 하향링크 실시간 트래픽의 전송 성능 개선을 위한 안테나 선택을 이용한 Grassmannian Beamforming 기반의 MIMO-OFDMA (Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템을 본 저자들은 제안하고자 한다. 제안된 시스템에서는 Beamforming 적용으로 인한 상향링크로의 과도한 궤환 정보량이 시스템 주파수 효율 성능을 떨어뜨리는 문제점을 보완하기 위해 Codebook 기반의 Grassmannian Beamforming을 적용하고, 이와 더불어 기지국의 모든 송신 안테나를 사용하지 않고 특정 안테나만을 사용하여 Codebook Size를 줄이면서도 주파수 효율 성능을 향상시킬 수 있는 안테나 선택 기법을 제안한다. 제안된 시스템에서는 Beamforming을 수행하기 위해 최대 MRT(Maximum Ratio Transmission) 이득을 가지는 최적의 송신 안테나 조합이 선택된다. 모의실험 결과, 제안된 시스템은 기지국의 모든 안테나를 사용하여 Beamforming을 수행한 경우보다 향상된 주파수 효율 성능을 보이며, 상향링크의 궤환 정보량을 감안하더라도 Pseudo-Orthogonal Space Time Block Code를 사용하는 전형적인 개방루프형 MIMO-OFDMA 시스템에 비해 낮은 CIR 영역에서 월등히 개선된 주파수 효율 성능을 보임을 확인하였다.

차세대 이동 네트워크에서는 다양한 무선 접속 기술이 공존하게 된다. 이에 따라, 다양한 무선망에서 QoS를 지원하는 분산 방식의 호 수락 제어 구조인 SmartCAC를 제안한다. 본 논문은 네트워크간 정보 수집이 필요없는 분산방식을 위하여 모바일 노드와 네트워크간의 상호동작을 이용한다. SmartCAC는 기본적으로 VHO 호와 새로운 호1의 구분이 가능하도록 함으로써 VHO 호에 핸드오프를 위해 예약된 채널을 사용할 수 있도록 한다. 또한, 효율적인 호 수락 제어를 위하여 QoS 요구와 네트워크 사용에 대한 delay와 reliability를 다룬다. 뿐만 아니라, 이종망에서 네트워크 필터링을 할 수 있도록 모바일노드의 스피드를 이용한다. 이종망의 상태정보를 알 수 없는 모바일노드가 네트워크의 상태정보를 받아 비교할 수 있도록 확장된 프로토콜을 제시하고, 시뮬레이션 연구에서 기존의 CAC 방식과 제어메시지에 의한 비용을 비교하여 37%에서 96%까지 향상되는 효과를 입증한다.

전통적인 셀룰러 시스템에서의 주파수 재사용 방법은 주파수를 분할하고 특정 셀에 위치한 단말들을 특정 주파수 영역에 할당시키는 반면, OFDMA 시스템에서의 주파수 재사용은 스케줄링에 의해서 결정되는 부반송파 할당 문제로 볼 수 있다. 이 논문에서는 주파수 설계에 의해서 인접한 셀들이 배타적인 주파수를 사용하도록 하는 대신, 각 셀이 셀 번호에 따라서 정적으로 결정되는 불규칙적인 패턴을 가지는 주파수 영역을 사용하는 방법을 제안한다. 이 논문에서는 불규칙적인 주파수 할당 패턴을 사용하는 것이 계획적인 주파수 할당을 하는 것에 견줄 정도의 효과적인 간섭 회피와 높은 데이터 전송률을 얻는 것이 가능함을 보인다.

본 논문에서는 다양한 방식의 MIMO 기법에 쉽게 적용이 가능한 송수신 시스템 모델을 제안하고 이들의 성능 분석 시 필요한 채널간의 상관 특성 획득이 가능한 MIMO 채널 모델을 제시한다. 실내 환경에서의 채널 모델링을 통하여 MIMO 채널 형성에 따른 안테나 사이의 간섭을 시뮬레이션을 통하여 획득하고 주파수 선택적 채널 하에서 MIMO-UWB 시스템의 성능을 분석한다. 특히 채널 전달함수의 역행렬 계산시 과다한 연산량을 줄이기 위하여, 임의의 한 수신안테나에서 각각의 송신 안테나 신호를 복원하며, 각 수신안테나에서 추정된 송신 신호를 결합하는 방법을 채택하였다.

본 논문에서는 필드 솔버와 회로 시뮬레이션을 통한 온 칩 인덕터의 패드 및 주변 그라운드의 디임베드 방법을 설명하였으며, 필드 솔버의 결과와 회로 시뮬레이션을 통한 디임베드 방법은 각각 측정 결과와 메트리스 연산 결과와 비교하여 검증하였다. 또한 디임베드 된 인덕터의 모델을 적용한 LNA 설계하고 제작하였으며 제작한 LNA의 결과는 측정 결과와 비교하여 디임베드를 적용하였을 때 2.5GHz 이상의 대역에서 보다 측정치에 접근함을 확인하였다. 본 논문에서 제시한 회로 시뮬레이션을 통한 디임베드 방법은 다른 수동 온칩 소자의 소자값을 얻는 데 손쉽게 사용될 수 있는 방법이며 이를 적용하여 보다 정확한 RFIC(radio frequency integrated circuit) 회로 설계가 가능할 것으로 사료된다.

본 논문에서는 W-band($75{\sim}110\;GHz$) 주파수 영역에서 동작하는 CPW(Coplanar Waveguide) 구조의 3-dB 방향성 커플러를 MIMIC(Millimeter-wane Monolithic Integrated Circuit) 공정기술로 설계 및 제작하였다. 강한 결합계수 특성을 갖는 edge-coupled CPW 라인은 서로 다른 우 기 모드 위상속도에 의해 좋지 않은 방향성을 갖는다. 이를 극복하기 위하여 같은 우 기 위상속도를 갖는 edge-coupled CPW 라인을 2단으로 평행하게 연결하여 3-dB의 강한 커플링을 유도할 수 있는 Tandem 구조를 W-band에서 제안하였다. 제안된 Tandem 커플러는 기존의 다층기판 구조나 와이어 본딩 구조가 아닌 에어브리지 MIMIC 공정기술을 통해서 단일평면상에 제작되었다. 제작된 커플러는 $75{\sim}100\;GHz$의 넓은 주파수 영역에서 $2.9{\sim}3.6\;dB$의 결합계수와 $91.2{\pm}2.9^{\circ}$의 우수한 위상차 특성을 나타내었다.

본 논문에서는 중복 구조 시스템을 이용하여 각 프로세서에서의 출력을 비교하여 효율적으로 고장을 탐지하고, 체크포인팅 기법을 적용하여 과도 고장뿐 아니라 영구적 고장을 극복하기 위한 방법을 제안한다. 매 체크포인터에서는 각 프로세서로부터의 출력과 과거 체크포인터에 저장된 데이터를 불러와 서로 비교한 후 과거 체크포인터로 회귀할지 태스크의 수행을 계속 수행할지 결정한다. 과도 고장과 영구 고장이 발생할 수 있는 상황에서 제안된 체크포인팅 기법을 탑재한 중복 구조 시스템을 마코프 모델을 이용하여 모델링한다. 마코프 모델로부터 실시간 태스크가 데드라인 이내에서 성공적으로 수행을 끝낼 확률을 계산하고, 이 확률식을 이용하여 중복구조 시스템에 탑재할 체크포인터 구간을 최적화한다. 최적화된 체크포인터 구간은 태스크의 성공적 수행 확율을 최대화 하도록 선정하였다.