• 제목/요약/키워드: 디지털 빔포밍

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다수 사용자를 지원하는 상향링크 밀리미터 파 시스템을 위한 아날로그-디지털 빔포밍의 성능 평가 (Performance Evaluation of Analog-digital Beamforming for Uplink Multi-User Millimeter Wave Systems)

  • 김성환
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.29-34
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    • 2017
  • 본 논문은 다수의 사용자가 동시에 전송하는 상향링크 상황에서 밀리미터 파 시스템을 위한 하이브리드 빔포밍을 고려한다. 기존의 디지털 시스템에 비하여, 하이브리드 빔포밍은 저비용 저전력 소비의 특성을 갖는다. 각 사용자는 하나의 송신 안테나만을 사용하며, 하나의 데이터 스트림을 보내고, 기지국은 다수의 수신 안테나와 다수의 라디오 주파수 체인을 사용한다. 따라서, 하이브리드 빔포밍은 기지국 측에서만 수행된다. 각 사용자는 채널 정보를 알기 어렵고, 수신자인 기지국은 채널을 정확히 추정할 수 있다고 가정한다. 이러한 채널 가정 하에서 아웃티지가 발생할 확률이 0이 아니다. 따라서 성능 평가 지표로서, 아웃티지 확률을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 측정한다. 논문에서 고려한 하이브리드 빔포밍의 아웃티지 확률을 디지털 빔포밍의 아웃티지 확률과 비교하며, 하이브리드 빔포밍이 디지털 빔포밍의 성능에 근접할 수 있음을 보인다.

WCDMA 역 방향 링크에 대한 빔포밍 시뮬레이터 구현 (An Implementation of the Simulator of Reverse Link Beamforming for the WCDMA System)

  • 이재식;김종윤;장태규;김재화
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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    • pp.303-306
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    • 2002
  • 본 논문에서는 IMT-2000 WCDMA 시스템의 기지국의 수신신호에 대한 WCDMA 역방향링크 디지털 빔포밍 적용구조를 제시하고, 이의 성능을 측정하기 위한 빔포밍 시뮬레이터를 구현하였다. 실제 WCDMA 시스템에 근거해 수신 신호를 모델링하고, 기본 신호 모델을 대상으로 빔포밍과 전력제어등의 알고리즘을 적용하였다. 또한 셀네의 각 사용자들의 이동을 정의한 사용자 이동 프로파일을 구성하여 적용함으로써 실제 이동통신이 이루어지는 환경과 유사한 시뮬레이션 환경을 설정하게 되었고, 이를 통하여 빔포밍을 적용한 시스템에 대한 성능 분석의 신뢰도를 향상시켰다

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밀리미터파 기반 상향링크 하이브리드 빔포밍 시스템의 송수신기 설계 방법 (Transceiver Design Method for the Millimeter Wave Based Uplink Hybrid Beamforming Systems)

  • 신준우;김정창
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2015년도 하계학술대회
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    • pp.319-321
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    • 2015
  • 실시간으로 초고속 이동통신 서비스를 제공하기 위해 5 세대 이동통신 시스템에서는 초광대역(ultra wideband) 시스템 구축에 용이한 3-300GHz 밀리미터파 대역의 도입을 고려하고 있다. 그러나 밀리미터파 대역 신호는 상용 이동통신에서 사용되는 3GHz 이하의 대역에 비하여 전파특성이 열악하다. 이러한 밀리미터파 대역의 효과적인 활용을 위해 5 세대 이동통신 시스템에는 아날로그/디지털 빔포밍 기술을 결합한 하이브리드 빔포밍 기술을 고려하고 있다. 본 논문에서는 하이브리드 빔포밍 기술을 적용한 다중 안테나 상향링크 시스템에서 제로-포싱 (zero-forcing) 구조의 송수신기 설계 기법을 소개한다.

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적응 빔포밍 기법을 적용한 보청기 시스템의 성능 향상에 관한 연구 (Improvement for Hearing Aids System Using Adaptive Beam-forming Algorithm)

  • 이채욱;오신범
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권5C호
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    • pp.673-682
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    • 2004
  • 적응 빔포밍(beam-forming)기법은 디지털보청기 시스템에서 노이즈를 제거하기 위한 적절한 방식이다. 적응 빔포밍 기법은 디지털 신호처리프로세서의 발전과 더불어 최근에 주목을 받고 있는 방식으로 신호처리 과정에서 일반적으로 LMS(Least Mean Square)알고리즘을 사용하여 웨이트 벡터를 업데이트 시킨다. 본 논문에서는 신호의 환경에 따라 적응상수가 변화하는 가변스텝사이즈 알고리즘을 적용한 고속 웨이블렛 기반 적응알고리즘를 제안한다. 제안한 알고리즘을 적응 빔포머 방식인 디지털보청기 시스템에 적용하여 기존 시간영역 알고리즘과 그 특성을 비교하여 그 결과 제안한 알고리즘이 디지털보청기 시스템에 적합함을 입증한다. 그리고 제안한 알고리즘은 계산량에서도 시스템의 환경변화에도 안정하게 수렴한다는 장점이 있는 것을 보인다.

밀리미터파 기반 상향링크 하이브리드 빔포밍 시스템을 위한 빔선택 방법 (Beam selection method for millimeter-wave-based uplink hybrid beamforming systems)

  • 신준우
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권9호
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    • pp.818-823
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    • 2016
  • 밀리미터파(Millimeter wave) 통신 시스템은 밀리미터파 주파수 대역의 넓은 가용 주파수 자원을 이용해 높은 전송 용량을 제공할 수 있다. 밀리미터파 기반 시스템의 전송선 왜곡 허용치(link margin)를 확보하기 위해 최근 아날로그/디지털 빔포밍(beamforming)을 결합한 하이브리드(hybrid) 빔포밍 기술이 주목받고 있다. 본 논문에서는 무선 주파수 대역의 하드웨어 복잡도와 전력 소비를 절감하기 위해 이산푸리에변환(discrete Fourier transform) 기반 고정형 아날로그 빔포밍 장치를 포함하는 상향링크 하이브리드 빔포밍 시스템 구조를 소개하고, 사용자간 간섭을 제거하기 위해 기저대역 제로-포싱 (zero-forcing) 다중안테나 수신기 구조를 제시한다. 또한 고려하는 시스템의 전송 용량을 개선하기 위해 각 사용자들의 유효 채널이 서로 직교에 가깝도록 빔을 선택하는 알고리즘을 제안한다. 그리고 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안하는 방법의 성능 개선 효과를 확인한다.

하이브리드 디지털 RDA 시스템의 설계와 평가 (Design and Evaluation of Hybrid Digital Retrodirective Array Antenna System)

  • 박해규;유흥균
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39A권5호
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    • pp.251-257
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    • 2014
  • 디지털 RDA 시스템은 입사된 신호의 방향으로 신호를 전송 하는 시스템이다. 디지털 RDA 시스템은 멀티패스 환경에서 신호가 동시에 수신될 경우 각 경로 신호의 벡터합의 형태로 수신되기 때문에 수신신호를 경로 별로 분리하지 못하는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 하이브리드 디지털 RDA 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 2가지 모드로 동작하게 된다. 하나는 디지털 RDA 모드. 두번째는 디지털 빔포밍 모드이다. 디지털 RDA 모드는 멀티패스의 영향이 적을 경우에 적용되게 되고 멀티패스의 영향이 큰 상황에서는 디지털 빔포밍 모드가 동작하게 된다. 디지털 빔포밍 모드로 동작하게 될 경우에 우리는 MUSIC 알고리즘을 통해서 신호의 입사 방향에서 최적의 경로를 찾고 최적의 경로를 통해서 통신을 하게 된다. 제안된 시스템을 통해서 우리는 멀티패스 환경에서 디지털 RDA가 가지게 되는 단점을 보완할 수 있다.

차세대 위성용 SAR 탑재체 기술 (SAR Payload Technology for Next Generation Satellite)

  • 원영진;윤재철;김진희
    • 항공우주기술
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    • 제13권2호
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    • pp.131-141
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    • 2014
  • 영상 레이더 (Synthetic Aperture Radar)는 기상 상황이나 밤낮에 관계없이 지구 표면을 고해상도로 관측을 가능하게 하는 강력하고 잘 정립된 마이크로웨이브 원격 탐사 기술이다. 본 논문은 우선 기본적인 SAR 이론과 SAR 위성의 개발 동향을 정리하였고 다음으로 미래의 SAR 시스템을 위한 새로운 기술들에 대한 전반적인 내용을 정리하였다. SAR 위성을 위한 새로운 혁신적인 개념과 기술들은 디지털 빔포밍 기술, 고해상도 광역 관측 기술, 파형 부호화 기술, 단계적 스캔에 의한 지형 관측 기술 등이 될 것이다. 이러한 기술들은 미래의 우주의 SAR 위성 분야에서 중요한 역할을 할 것이다.

밀리미터파를 이용한 빔 조향 기반의 에너지 전송 기술 (Millimeter Wave Energy Transfer based on Beam Steering)

  • 한용규;정상원;이충용
    • 전자공학회논문지
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    • 제54권4호
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    • pp.10-15
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    • 2017
  • 무선 주파수 에너지 전송에 있어 최적의 전처리 기법으로 알려진 전-디지털 에너지 빔포밍은 벡터 양자화를 사용하므로 채널 피드백 부담이 크다. 이러한 피드백 부담을 줄이기 위해 스칼라 양자화를 사용해 채널을 피드백하는 빔 조향 기반의 에너지 전송 기술을 고려할 수 있다. 현재까지의 빔 조향 기반의 에너지 전송 기술에 대한 연구는 특수한 채널 환경 및 기지국이 채널 정보를 완벽히 알고 있는 상황에서 진행되었다. 본 논문에서는 현실성을 반영한 채널 모델을 사용하고 채널 추정 오차가 있는 환경에서 빔 조향 기법을 전-디지털 에너지 빔포밍과 비교하여 성능을 분석하였다. 모의실험을 통해 채널 환경, 기지국과 단말의 안테나 수 및 상호 간의 거리, 그리고 채널 추정 오차에 따른 성능을 확인하고 그 원인을 분석한다.

디지털 빔포밍을 위한 다차 샘플링 방법의 실험적 고찰 (Experimental Considration of Multi-order Sampling for Digital Beamforming)

  • 나병윤;정목근
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.105-112
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    • 1998
  • 본 논문에서는 RF초음파 신호의 포락선 검출을 위하여 제안된 다차 샘플링 방법의 성능을 실험데이터를 이용하여 Quadrature 샘플링 및 2차 샘플링 방법과 비교하였다. Quadrature 샘플링의 결과 영상과 비교해볼 때 2차 샘플링의 결과 영상은 많은 오차를 보이고 있다. 그러나 다차 샘플링 결과, 특히 5차 샘플링 결과는 매우 우수한 포락선 검출 결과를 보여주고 있다. 이러한 다차 샘플링 방법을 사용하면 보다 경제적이고 우수한 성능의 디지털 빔포밍 시스템의 구현이 가능하다.

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3세대 디지털 사이니지를 위한 IEEE802.11n 광대역 무선랜에 대한 채널 간섭 분석 (Channel Interference Analysis of Wideband WLAN Based IEEE802.11n for 3rd Generation Digital Signage)

  • 고호정
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.6-11
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    • 2016
  • 본 논문에서는 3세대 디지털 사이니지 대용량 고속 서비스 제공에 필요한 IEEE802.11n 표준 기반 40MHz 채널 대역폭을 사용하는 광대역 무선랜에 대한 동일채널, 인접채널, 인적차폐(Body Blockage)에 의한 채널 간섭 영향을 분석 하였다. 모의실험 결과, 동일채널 간섭기기와는 63m 이상의 보호 이격거리에서 78개 이내의 간섭기기와 운용이 가능하고, 인접채널들과는 61m 이상에서 80개 이내, 간섭채널이 동시에 존재하는 멀티채널에서는 97m 이상의 보호 이격거리가 필요함을 확인 하였다. 또한 간섭완화 기법을 통해 동일채널 간섭에서 빔포밍 적용시 51m로 개선되었고, CR(Cognitive Radio) 적용시 40m로 개선됨을 확인 하였다. 인적차폐 영향시, 채널 대역폭 조절, 간섭 보호 비(C/I) 조절, 빔포밍, 전력제어 기법을 통해 인적차폐로 인한 감쇄가 완화됨을 확인 하였다.