• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권6호
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• pp.3000-3022
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• 2019

Full-duplex (FD) technologies enable wireless nodes to simultaneously transmit and receive signal using the same frequency-band. The FD modes could improve their physical layer throughputs. However, in the wireless ad hoc networks, the FD communications also produce new interference risks. On the one hand, the interference ranges (IRs) of the nodes are enlarged when they work in the FD mode. On the other hand, for each FD pair, the FD communication may cause the potential hidden terminal problems to appear around the both sides. In this paper, to avoid the interference risks, we first model the IR of each node when it works in the FD mode, and then analyze the conditions to be satisfied among the transmission ranges (TRs), carrier-sensing ranges (CSRs), and IRs of the FD pair. Furthermore, in the media access control (MAC) layer, we propose a specific method and protocol for collision avoidance. Based on the modified Omnet++ simulator, we conduct the simulations to validate and evaluate the proposed FD MAC protocol, showing that it can reduce the collisions effectively. When the hidden terminal problem is serious, compared with the existing typical FD MAC protocol, our protocol can increase the system throughput by 80%~90%.

• ETRI Journal
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• 제36권2호
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• pp.206-213
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• 2014

This paper presents a novel 90 GHz band 16-quadrature amplitude modulation (16-QAM) orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) communication system. The system can deliver 6 Gbps through six channels with a bandwidth of 3 GHz. Each channel occupies 500 MHz and delivers 1 Gbps using 16-QAM OFDM. To implement the system, a low-noise amplifier and an RF up/down conversion fourth-harmonically pumped mixer are implemented using a $0.1-{\mu}m$ gallium arsenide pseudomorphic high-electron-mobility transistor process. A polarization-division duplex architecture is used for full-duplex communication. In a digital modem, OFDM with 256-point fast Fourier transform and (255, 239) Reed-Solomon forward error correction codecs are used. The modem can compensate for a carrier-frequency offset of up to 50 ppm and a symbol rate offset of up to 1 ppm. Experiment results show that the system can achieve a bit error rate of $10^{-5}$ at a signal-to-noise ratio of about 19.8 dB.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.1258-1268
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• 2014

본 논문에서는 DCR 구조의 IBFD 시스템을 설계하고 제안하는 시스템에서 자기 간섭 신호에 의한 DC offset 영향이 신호에 미치는 영향과 그에 따른 전체적인 시스템의 성능 특성을 분석한다. 시뮬레이션의 결과로 자기 간섭 신호가 RF cancellation에의해 완전히 제거되지 않고 다양한 크기로 DCR 구조의 수신 시스템에 인가되었을 경우, 상대국에서 보낸 수신 신호를 왜곡할 뿐만 아니라, 자기 간섭 신호 자체의 선형 특성을 왜곡시키는 것을 확인할 수 있다. 또한, 이러한 자기 간섭 신호에 의한 DC offset은 m-QAM의 변조에서 보다 다양한 레벨로 나타나기 때문에 m-QAM으로 변조된 자기 간섭 신호의 경우, 전체적인 심볼의 성좌도 형상을 크게 왜곡시키는 것을 확인할 수 있다. 이와 대조적으로 모든 심볼의 크기가 동일한 m-PSK로 변조된 자기 간섭 신호에 의한 DC offset은 단일 레벨로 나타나기 때문에, 전체적인 심볼의 성좌도 형상은 잘 유지되어 선형성이 잘 유지되는 것을 확인하였다. 즉, DCR 구조의 IBFD 시스템에서 m-PSK 변조가 m-QAM 변조에 비하여 보다 효과적인 것을 확인할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권9호
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• pp.810-816
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• 2013

본 논문에서는 동일 대역 동시 이중 통신(SSD)을 위한 시스템 모델과 간섭 채널 추정을 통한 효율적인 Digital Cancellation 방법을 제안한다. 본 논문에서는 RF Cancellation이 효과적으로 이루어 졌다고 가정한다. SSD 시스템에는 자국의 송신 신호가 자국의 수신기에 간섭 신호로 작용하는 문제가 있다. 자기 간섭 신호 제거를 위해 자기 간섭 채널을 추정하고 이를 바탕으로 자기 간섭 신호를 제거해야 한다. 효과적인 자기 간섭 채널 추정을 위해 제안하는 시스템은 시간 프레임에 추정 구간을 두었다. 또한 최적의 계수 선택을 위해 신호 전력의 세기를 계산하여 자기 간섭 신호를 가장 잘 제거하는 계수를 선택하여 자기 간섭 신호를 제거하는 방법을 사용한다. 추가로 남아있는 자기 간섭 신호의 영향을 최소화하기 위해 LDPC 부호를 사용하였다. 제안하는 시스템은 자기 간섭 신호를 제거하면서 LDPC 부호의 5회 반복을 통해 20dB에서 $10^{-4}$의 성능을 낸다. 즉, 제안하는 방법은 자기 간섭채널이 심하게 변하지 않는 상황에서 신호를 효과적으로 제거 하면서 SSD 통신을 할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.25-33
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• 2018

본 논문은 long-term evolution (LTE) 시스템과 같이 하향링크에서 orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) 방식을 이용하고 상향링크에서 single-carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) 방식을 이용하는 대역 내 전이중 셀룰러 시스템을 위한 반복적인 자기간섭 채널 추정 방법을 제안한다. 이 방법은 기지국이 알고 있는 하향링크 신호와 상향링크 파일럿 신호를 이용하여 대략적인 자기간섭 채널 추정치를 획득한 후, 이것에 주파수 영역에서의 평균화와 시간 영역에서의 채널 절단을 순차적으로 적용하여 채널 추정치를 정교하게 만든다. 또한 이 방법은 이러한 추정 절차를 반복적으로 수행함으로써 채널 추정치의 정확도를 더욱 향상시키며 자기간섭 채널을 획득하기 위해 별도의 무선자원을 전혀 요구하지 않는다. 시뮬레이션을 통해 제안 방법이 정확한 자기간섭 채널 길이에 대한 정보 없이도 자기간섭 채널 추정 성능을 크게 향상하여 자기간섭이 완벽히 제거된 경우에 매우 근접한 상향링크 채널 추정 성능과 SINR 성능을 달성함을 보인다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.277-283
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• 2016

본 논문에서는 동일대역 전이중 통신을 위한 RF/아날로그 영역에서의 자기간섭 신호 제거 시스템을 설계 및 제작하여 성능을 검증하였다. 구현한 시스템은 NI5791 플랫폼과 NI Flex RIO를 이용하여 검증하였다. NI5791 플랫폼의 송신 출력을 높이기 위해 SKYWORKS SE2565T 전력 증폭기를 사용하였으며, 송 수신 안테나 선로는 써큘레이터를 사용하였다. 자기간섭 신호를 제거하기 위한 RF FIR 필터는 총 12개의 탭을 가지도록 설계하였고, 지연선로의 시간은 100 ps의 간격을 가지도록 설계하였다. 시스템의 동작은 전력 증폭기의 출력에서 10 dB 커플러를 이용하여 분배하였고, 각 탭 계수를 제어하여 안테나 반사와 써큘레이터 누설로 수신되는 간섭신호를 추정하여 차감하는 방식으로 자기간섭 신호를 제거하였다. 자기간섭 제거 시스템 실험은 2.56 GHz이고, 20 MHz 대역폭을 가지는 802.11a/g OFDM 변조 신호를 사용하였으며, 출력이 0 dBm에서 53 dB의 자기간섭 신호 제거 이득을 얻었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.43-46
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• 2015

최근 전이중방식의 통신 개념이 차세대 이동통신의 유력한 기술로 주목받고 있다. 본 논문에서는 전 이중방식으로 동작하는 일반화된 공간변조시스템에서 전송된 신호를 압축센싱에 기반하여 검출하는 기법을 제안한다. 전 이중방식으로 동작하는 일반화된 공간변조 시스템에서는 전체 안테나 중 일부의 안테나가 신호를 전송하고 신호 전송에 사용되지 않은 나머지 안테나를 이용하여 동일한 주파수로 수신되는 신호를 검출한다. 본 논문에서는 최근에 개발된 자기 간섭 제거 기술을 활용하여 자신이 전송한 신호에 의한 간섭은 수신안테나로 사용되고 있는 안테나에서는 완벽히 제거된다고 가정한다. 제안된 압축센싱에 기반한 신호 검출 기법은 기존의 신호 검출 기법에 비하여 훨씬 더 좋은 성능을 보인다. 추후, 전 이중방식으로 동작하는 일반화된 공간변조 시스템에서 사용할 전송 안테나의 개수를 최적화 하는 연구를 진행할 예정이다.

• ETRI Journal
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• 제42권1호
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• pp.138-149
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• 2020

In this paper, we describe a simultaneously transmitted jamming (ST-jamming) for bi-directional in-band full-duplex (IFD) system to improve information security at the physical layer. By exploiting ST-jamming, each legitimate user transmits data samples and jamming samples together in one orthogonal frequency division multiplexing symbol according to given traffic asymmetry. Regardless of the traffic difference in both directions in IFD communication, eavesdropping of confidential information is prevented in both directions simultaneously without the loss of data rate. We first propose an encoding scheme and the corresponding decoding scheme for ST-jamming to be used by the legitimate users. In addition, we study a transceiver structure of the legitimate users including a baseband modem uniquely designed for the use of ST-jamming. The leakage of confidential information at an eavesdropper is then quantified by studying the mutual information between the confidential transmit signals and the received signals of the eavesdropper. Simulation results show that the proposed ST-jamming significantly reduces the leakage of legitimate information at the eavesdropper.

• 전자공학회지
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• 제43권4호
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• pp.35-45
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• 2016

• 한국통신학회논문지
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• 제40권1호
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• pp.23-31
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• 2015

본 논문에서는 RF Cancellation과 Digital Cancellation을 사용하는 SSD(simultaneous single band duplex) 시스템을 설계하고 여기에서 HPA의 비선형 특성이 고려될 경우의 자기 간섭 신호 제거 성능 및 시스템의 전체적인 성능을 분석한다. 또한 일반적으로 잘 알려져 있는 전치 왜곡기를 사용하여 HPA 비선형 특성을 보상할 경우에 자기 간섭 신호 제거 성능 및 전체적인 시스템의 성능을 분석한다. 선형적인 조건에서는 Digital Cancellation에서 잔류 자기 간섭 신호 성분 약 40dB가 모두 제거 되어 좋은 성능이 나오지만 HPA 비선형 특성이 존재할 경우 이를 보상하지 않으면 자기 간섭 신호가 상대국에서 보낸 목표신호에 비하여 월등히 커지기 때문에 상대국에서 보낸 목표 신호를 수신할 수 없다. 그러나 여기에 전치 왜곡기를 사용하면 HPA 비선형성을 대부분 보완하여 상대국에서 보낸 신호를 수신할 수 있는 것을 확인하였다. 또한 전치왜곡기를 사용한다고 하더라도 HPA 비선형 특성을 완전하게 보완할 수 없기 때문에 HPA 비선형성이 증가함에 따라 Digital Cancellation의 자기 간섭 신호 감쇄 성능이 감소되는 것을 확인하였다.