고속 주파수 호핑 시스템을 구성하기 위해서는 무엇보다 천이 시간이 매우 짧은 주파수 합성기가 필요하다. 본 논물에서는 천이 시간이 수 nS 정도로 극히 짧은 직접 디지틀 주파수 합성기를 실현하고 그 특성을 실험하였다 또한 호핑 특성을 검토함으로써 본 논문에서 구성한 주파수 합성기가 고속 주파수 호핑 시스템에 적합함을 확인하였다. 마지막으로 현재의 기술수준으로 신호 대 잡음비 (SNR)를 획기적으로 증가시키고 아울러 시스템 구성을 간단히 할 수 있는 개선 방법을 제시하였다.
본 논문에서는 국내 기술기준에서 정하고 있는 주파수 호핑 스펙트럼 확산(FHSS) 방식을 사용하는 무선기기에 대한 전파의 질 측정항목과 그에 따른 구체적인 전도성 측정절차에 관하여 서술하였다. 본문에서는 측정에 관련된 일반적인 사항으로부터 주파수 허용편차, 점유주파수대역폭, 공중선전력, 불요발사, 호핑 주파수의 체류시간, 중첩성 및 호핑의 개수 등의 항목들에 대한 세부적인 측정절차와 함께 예시로써 블루투스(bluetooth) 기기를 이용한 실제 측정결과를 함께 제시하고 있다.
본 논문에서는 빔-호핑 위성 전송 시스템을 운용하기 위해 필수적으로 이루어져야 하는 빔 스위칭 타임 플랜 (Beam Switching Time Plan, BSTP) 동기 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 게이트웨이의 변조 모듈에서 SF (super-frame) 신호를 전송한 후, 레퍼런스 수신 모듈에서 신호 전송 후 프레임 검출이 일어나기까지 걸리는 시간과 유효한 신호 검출 후 프레임 검출이 일어나기까지 걸리는 시간을 이용하여 BSTP 동기를 이룬다.
본 논문에서는 IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wide Band) 통신에서 패킷 전송이 실패하였을 경우에 그 원인을 알아보고 이에 맞는 최선의 재전송 프로토콜을 제안한다. 최근 많이 연구되고 있는 IR-UWB 통신에서는 시간 호핑이라는 기능을 사용하면 동시에 여러 사용자가 패킷을 충돌 없이 전송할 수 있는 특징이 있다. 제안하는 이기적 재전송 프로토콜은 패킷 전송 실패를 탐지한 후 타임아웃이나 채널 탐색 없이 이기적으로 재전송을 수행하며, 채널을 효율적으로 사용하여 전체처리율을 50%까지 높이고 재전송시의 패킷 지연 시간을 70%까지 줄이는 효과가 있음을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.
주파수 합성기로서 통신시스템에 많이 사용되어온 PLL 방식은 여러 장점을 갖고 있지만, 위상잡음 특성이 나쁘고 주파수 도약 시간이 긴 단점을 갖기 때문에 최근의 고속(l$mu$s이하)으로 주파수 호핑(Frequency Hopping)을 요구하는 차세대 이동 통신 시스템에서는 사용이 불가능하다. 본 연구는 차세대 이동통신 시스템에서 1600 hops/s 속도로 600개 이상의 랜덤한 주파수를 발생하는 주파수합성기를 CPLD를 사용하여 DDS (Direct Digital Synthesis) 방식으로 설계하였다.
MB-OFDM UWB시스템은 TFC(Time-Frequency Code)를 이용하여 시간/주파수 호핑을 수행한다. 이를 통해 주파수 영역에서 다이버시티 효과를 갖는 동시에 사용되는 다른 piconet간의 간섭을 최소할 수 있다. 송신단에서는 프리앰블을 전송할 때부터 해당 TFC에 맞게 호핑을 하면서 전송을 하기 때문에 수신단에서는 신호의 시작을 추정하는 패킷 검출은 매우 중요한 과제이다. 따라서 본 논문에서는 MB-OFDM UWB시스템을 위한 간단하고 효율적인 패킷 검출 방법을 제안하였다. 시뮬레이션 수행 결과 제안된 방법은 기존 방법보다 약 0.5 dB의 SNR 개선 결과가 있는 것으로 밝혀졌다.
본 논문에서는 주파수 선택성 레일리 페이딩 통신로에서 주파수 호핑 패턴의 히트를 고려한 Orthogonal MC/FH-CDMA 통신 방식의 BER 성능을 평가하였고, TCM 기법을 적용하여 성능 개선 정도를 도출하였다. 성능 해석 결과, 캐리어 슬롯 수가 증가하면 심볼 시간에 대해 지연 시간차가 적어지기 때문에 오율 특성이 개선됨을 알 수 있었다. 그리고 호핑 패턴의 히트 때문에 큰 에러가 발생하고, 이 때문에 사용 캐리어 수를 많게 할 수 없어 직교화의 효과가 낮아짐을 알 수 있었다. 한편, TCM 기법을 적용하면 BER 성능이 약 $5{\times}10^{-2}$정도 개선됨을 알 수 있었고, 음성 QoS 조건 (BER = $10^{-3}$)을 만족시키기 위해서는 더욱 더 큰 S/N 비가 요구됨을 알 수 있었다.
저전력 근거리 통신을 목적으로 개발된 지그비 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 홈네트워크 솔루션으로 많이 활용되고 있다. 하지만 최근 스마트폰 및 타블렛 PC의 보급으로 인해 지그비 네트워크와 동일 주파수를 사용하는 무선랜의 사용이 증가하였고, 이로 인해 주파수 간섭 문제가 빈번히 발생하게 되었다. 이와 같은 주파수 간섭 문제를 해결하기 위해 지그비 네트워크에서의 간섭 최소화 기법의 연구가 활발히 진행되었다. 하지만 기존의 간섭 최소화 기법은 간섭탐지를 위한 자원 소모가 크거나 간섭 회피를 위한 채널 호핑 시간이 길다는 문제를 갖는다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위한 방법을 제안한다. 제안하는 간섭 최소화 기법은 불필요한 자원의 낭비를 줄이기 위해 ACK 메커니즘을 이용하여 간섭을 탐지하며, 테이블 기반의 채널 호핑 기법을 통해 기존의 기법보다 빠르게 간섭을 회피한다. OPNET 시뮬레이터를 이용하여 제안하는 간섭 최소화 기법의 성능을 평가하였다. 실험 결과를 통해 간섭 발생시 제안하는 기법이 기존 기법보다 빠른 채널 호핑이 가능하고 이로 인해 네트워크의 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서, 63_88MHz 밴드폭에서 25MHz 채널 스페이싱을 갖는 1023 채널과 100 hops/sec 호핑율을 가진 주파수 호핑 송수신기에 적용할 수 있는 고속 동기 회로를 수행했다. 동기과정(초기 동기와 트래킹)은 두 스텝으로 구성된다. Short hopping frequencies, synchronization prefix에 정합된 두개의 채널 수동 correlators를 사용한 변황된 정합 필터는 초기동기를 위해 제시되었다. 초기 동기의 확률을 증가 시키기 위해 prefix는 반복적으로 전송된다. correlator의 출력은 동기 결정회로로 보내지고 코드 시작 시간은 동기 결정회로에 대해서 알아낸다. 변형된 정합 필터 방법은 하드웨어의 복잡성을 줄이고 코드 획득을 빠르게 얻는 것은 가능하게 했다. 쿨럭 회복 회로는 tracking을 위해 PN코드를 발생했다.
OFDMA 및 SC-FDMA 시스템에서, 수신기에서 특별한 시공간 처리를 하지 않으면서 다이버시티를 얻기 위해서, 다수 안테나를 이용하여 시간축의 변화를 일으키거나 주파수 선택적 채널을 만들 수 있다. 분산할당 SC-FDMA 시스템에서 시간 변화를 발생하기 위해 위상 회전 기술을 사용하기 위해서는 낮은 채널부호화율을 적용하는 것이 필요하지만, 시간 변화가 적은 채널을 가정할 때 주파수 선택적 특성을 증가시키기 위하여 순환지연 다이버시티를 적용할 때에는 상대적으로 높은 채널부호화율을 적용하여도 무방하다. 이에 반해서 블록호핑 SC-FDMA 시스템에서는 두 개의 다이버시티 기술이 최적의 채널부호화율 측면에서 큰 차이를 가지지 않는다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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