• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.211-214
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• 1998

The high power amplifier (HPA) for broadcasting transmitter systems has nonlinear property in terms of input signal power. Hence, it produces AM/AM and AM/PM modulation to the modulated signal. Therefore, the non-linearity results in bandwidth expansion and nonlinear distortion to in-band signal. In this paper, we propose a simple sain-based predistorter that requires less computational burden and less time for the full initialization of the pre-distorter ROM table.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.486-492
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• 2004

본 논문에서는 기존의 CDMA 시스템에서 다중사용자 데이터 전송에 의해 발생하는 높은 PAPR 문제를 해결하기 위하여 pre-coding 기법을 이용한 2진 constant amplitude CDMA(CA-CDMA) 방식을 새롭게 제안한다. 제안하는 CA-CDMA의 기초인 4-user CA-CDMA 기법은 4명의 사용자에 대해 binary 크기의 신호를 출력하는 시스템이며, 이는 parity 신호를 이용하여 항상 $\pm$2의 크기를 갖고 길이가 4인 신호를 출력한다. Parity 신호는 입력되는 4명의 사용자 신호를 XOR한 신호로써 사용자들의 신호와 함께 전송되므로 별도의 부가채널을 필요로 하지 않으며, 수신단에서 쉽게 복원될 수 있다. 한편, 시스템 사용자 수의 확장은 4-user CA-CDMA를 반복 사용함으로써 이루어질 수 있다. 예로써 16-user의 경우, 4개의 4-user CA-CDMA를 병렬로 배치하고 각각의 4-user CA-CDMA에서 출력되는 신호를 다시 하나의 4-user CA-CDMA에 입력함으로써 쉽게 구현될 수 있다. 이는 각 4-user CA-CDMA의 출력 신호 역시 binary 신호이기에 가능하며, 동일한 방법으로 64-user, 256-user에 대해서도 2진 constant amplitude를 만족하는 출력 신호를 얻을 수 있다. 결국, 본 논문에서 제안하는 CA-CDMA는 코드율이 1이므로 전송속도나 대역폭 변화가 없으며, 항상 constant한 즉, PAPR이 항상 0 ㏈인 신호의 출력하여, 다중 사용자 전송에서도 비선형 HPA에 의한 왜곡을 방지하고 전력효율을 최대화 할 수 있다. 시뮬레이션 성능확인 결과, 기존의 CDMA가 다중 레벨의 크기를 갖는 신호를 출력하는데 반해, 제안된 2진 CA-CDMA는 항상 binary 레벨로서 신호를 출력함을 알 수 있으며, 비선형 HPA를 고려하였을 때 BER(bit error rate)이 크게 증가하는 일반 CDMA와 달리, 제안된 2진 CA-CDMA의 BER은 전혀 변하지 않음을 알 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.1172-1180
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• 2007

Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) 시스템은 주파수 선택적 페이딩에 강하고 높은 대역 효율을 갖는 통신 시스템이다. OFDM 신호는 높은 PAPR로 인하여 비선형 증폭기에서 왜곡이 생긴다. 그래서 비선형 왜곡 성분인 IMD(Inter-Modulation Distortion)를 저감하는 것이 중요하다. IMD 저감 방식은 비선형 왜곡에 대하여 PAPR(Peak-To-Average Power Ratio) 저감 방식보다 BER 성능을 좋게할 수 있지만, 송신기에 FFT(Fast Fourier Transform)가 추가되어 시스템 복잡도를 증가시킨다. 본 논문에서는 IMD 저감 방식을 기반으로 하는 OFDM 통신 시스템의 BER 분석과 복잡도를 저감하기 위한 연구를 하였다. SPW(Sub-Block Phase Weighting)을 적용한 IMD 저감 방식에서 계산량 감소를 위한 새로운 방식을 제안하고 기존의 방식과 계산 복잡도를 비교한다. SPW 방식은 입력 데이터를 여러 개의 서브 블록으로 나누고 위상 회전 벡터를 곱해줌으로써 PAPR을 감소하거나 IMD를 저감한다. 제안된 방식은 BER 성능 면에서 기존 방식과 비슷하지만, PAPR처럼 시간 영역에서 IMD의 전력량을 계산하므로 시스템의 계산 복잡도와 시스템 크기를 줄일 수 있는 장점이 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.684-690
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• 2010

차세대 이동통신 시스템은 다양한 서비스의 융합과 멀티모드를 지원하기 위한 구조로 연구되고 있다. 또한 다양한 서비스를 제공받기 위한 사용자의 요구는 점차 증가되고 있으며, 서비스 지원을 위한 대용량 데이터 전송을 위한 많은 통신방식들이 출현하고 있다. 그 중 대표적인 시스템으로 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하는 WiBro(Wireless Broadband), WLAN(Wireless Local Area Network) 등이 있다. 하지만 차세대 이동통신 시스템에서는 하나의 단말로 OFDM 방식을 이용한 통신방식 이외 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA) 방식을 동시에 지원 받고자한다. 통합된 시스템은 SoC(System on Chip) 기술 적용으로 빠른 발전을 이루고 있지만, 무선통신 시스템에서 필수적으로 요구되는 요소 중 전력 증폭기의 비선형 특성으로 인한 신호의 왜곡을 유발시켜 인접채널 간섭을 성화 시키고 시스템의 효율을 떨어뜨리는 문제를 해결해야 한다. 전력증폭기의 문제점을 해결하기 위해 많은 선형화 기법들이 제시되었으며, 다항식 사전왜곡 기법은 증폭기로 입력되는 신호가 증폭기의 역 특성을 갖도록 하는 기법으로 다항식을 통하여 증폭기를 모델링하기 때문에 수렴 속도가 빠르고 다른 기법들과 비교하여 우수한 성능을 보인다. 본 논문에서는 차세대 이동통신 서비스를 위한 모뎀 구조를 제시하고 OFDM 방식 사용에 있어 발생 되는 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 감소 기법을 적용한 후 다항식 사전왜곡 기법을 적용하여 차세대 이동통신 시스템을 분석하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.943-952
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• 2006

OFDM(Orthogonal Frequency Division Mulitiplexing) 시스템은 유무선 고속 디지털 통신 분야에 응용되고 있다. 그러나 OFDM은 다수의 반송파를 이용하기 때문에 동위상의 신호가 합쳐져 높은 PAPR(Peak to Average Power)이 발생하고, 그로 인해 비선형 증폭기를 거치면서 신호가 왜곡되는 문제점이 발생한다. 이러한 문제의 대책으로 대개 PAPR을 낮게 하여 전송하는 기법을 이용한다. 그러나 본 논문에서는 가장 낮은 PAPR을 찾는 PAPR 저감 기법 대신에, 비선형성으로 나타난 IMD(Inter-Modulation Distortion)를 저감시키게 하는 방법을 연구한다. IMD 감소 기법은 비선형 입출력 특성 다항식의 3차 항에 의해 발생된 왜곡 신호 중에 최소 왜곡 신호를 수신기로 전송하는 방식이다. 본 논문에서는 기존에 PAPR을 저감하기 위하여 제안된 TR(Tone Reservation) 기법을 사용하되, PAPR 자체를 저감하기 보다는 비선형 HPA를 거친 후 발생하는 IMD 성분을 저감하는 방식을 제안한다. 그리고 TR 기법을 이용하여 PAPR 저감과 제안된 IMD 저감의 시뮬레이션 비교 분석 결과, 3차 비선형에 대해 IMD 저감이 PAPR 저감에 비해 BER 성능이 좀 더 향상되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권8A호
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• pp.583-591
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• 2009

높은 PAPR을 갖는 직교 주파수 분할 다중 접속 신호는 비선형 왜곡을 발생시키거나, 송신기의 전력 증폭기의 효율을 나쁘게 한다. 그래서 비선형 왜곡을 줄이기 위한 상호 변조 왜곡 저감 기법이 제안되었다. IMD 저감 기법은 비선형 왜곡에 대하여 PAPR 저감 기법보다 비트 오차율 작게 한다. 하지만 IMD 저감 기법의 결정 기준은 주파수 영역에서 이루어지기 때문에 송신기에 FFT가 추가되어 시스템 복잡도가 증가하고, IMD 연산의 복잡한 계산 과정과, 이에 따른 처리시간이 증가하는 문제가 있다. 그러므로 본 논문에서는 이러한 기존의 IMD 저감 기법의 복잡도와 계산량 저감하기 위한 새로운 방식의 IMD 저감 방식을 제안한다. 또한 본 논문에서는 제안된 방식을 PTS 방식의 OFDM 통신 시스템에 적용하여 기존의 기법과 복잡도와 계산량을 비교한다. 제안된 기법은 PAPR처럼 시간영역에서 IMD의 전력량을 계산하므로 송신기에서 시스템의 복잡도와 계산량을 크게 줄일 수 있다. 또한 새로운 기법은 기존 방식과 BER 성능 면에서 차이를 보이지 않는다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.115-119
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• 2017

상호변조왜곡은 원신호의 S/N도 악화시키고 인접채널에도 간섭 영향을 미친다. 상호변조왜곡은 전력증폭기의 비선형 특성에 의해서 주로 발생된다. 비선형 특성을 갖는 전력증폭기가 메모리 효과를 갖는다면 전력증폭기에서 발생되는 상호변조왜곡은 다양하고 복잡한 형태로 발생된다. 상호변조왜곡을 개선하는 방법으로 전치왜곡기가 주로 사용된다. 전치왜곡기의 성능을 충분하게 활용하기 위해서는 전력증폭기가 갖는 메모리 효과를 줄여야 한다. 본 논문에서는 전력증폭기에서 발생하는 메모리 효과를 줄이기 위한 바이어스 회로의 설계 방법에 대해서 기술하였다. 메모리 효과를 줄이기 위해서 바이어스 회로는 신호에 대해서는 높은 임피던스를 가져야 하며, 포락선(변조신호)에 대해서는 낮은 임피던스를 가져야 한다. 더불어 신호의 2차 고조파에 대해서도 낮은 임피던스를 가져야 한다. 메모리 효과를 고려해서 설계한 바이어스 회로의 성능을 확인해 보기 위해서 170 ~ 220MHz에서 동작하는 전력증폭기를 설계 및 구현하였다. 전력증폭기에 적용한 바이어스 회로는 동작주파수 대역에서 큰 임피던스를 가지며, 포락선 신호와 신호의 2차 고조파에서는 낮은 임피던스를 갖는다. 성능 측정결과 비대칭적으로 발생되는 상호변조왜곡 성분이 3.7dB 개선됨을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권5A호
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• pp.363-371
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• 2009

OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)은 높은 데이터 전송률과 고속의 데이터 전송에 매우 효과적인 시스템이다. 그러나 높은 PAPR(peak to average power ratio) 때문에 송신기의 비선형 HPA(high power amplifier)에서 비선형 왜곡이 되어 통신성능이 매우 나빠진다. 본 논문에서는 통신 성능을 개선하기 위하여 비선형 왜곡에 의한 IMD(inter-modulation distortion)를 저감 기법을 기반으로 하는 톤 제어 방식의 CI/OFDM(tone-controlled carrier interferometry orthogonal frequency division multiplexing)을 제안한다. 톤 제어 방식의 CI/OFDM 시스템은 CI/OFDM 시스템의 각 데이터 심볼마다 추가로 컨트롤 톤을 삽입하여 비선형의 영향을 미치는 PAPR과 IMD를 감소시켜 비선형에 보다 잘 대처할 수 있는 방법이다. 그러므로, PAPR 저감을 기반으로 한 기존의 방법보다 BER(bit error rate) 성능을 더 향상시킴을 보인다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권5호
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• pp.442-448
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• 2011

It's a challenging task to design a high performance modulation for satellite and space communications due to the limited power and bandwidth resource. Constant envelope modulation is an attractive scheme to be used in such cases for their needlessness of input power back-off about 2~3 dB for avoidance of nonlinear distortion induced by high power amplifier. The envelope of Feher quadrature phase shift keying (FQPSK) has a least fluctuation of 0.18 dB (quasi constant envelope) and can be further improved. This paper improves FQPSK by defining a set of new waveform functions, which changes FQPSK to be a strictly constant envelope modulation. The performance of the FQPSK adopting new waveform is justified by analysis and simulation. The study results show that the novel FQPSK is immune to the impact of HPA and outperforms conventional FQPSK on bit error rate (BER) performance. The BER performance of this novel modulation is better than that of FQPSK by more than 0.5 dB at least and 2 dB at most.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.538-545
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• 2002

OFDM 통신 시스템에서는 피크전력 대 평균전력비(Peak to Average Power Ratio, PAPR)가 커짐에 따라 전력증폭기에서 비선형 왜곡이 발생되므로 이를 포함한 전송 성능평가가 중요하다. 본 논문에서는 전력증폭기에서 비선형 왜곡이 있는 OFDM 시스템의 성능을 평가하는 새로운 혼합 분석기법을 제안한다. 즉, 제안된 혼합 분석기법은 시뮬레이션을 이용하여 먼저 PAPR의 확률밀도함수와 비선형 잡음의 분산과 평균을 구하고, 이를 이용하여 해석적(analytical) 방법으로 전체 BER을 구하는 방법이다. QPSK 또는 16-QAM 변조방식의 OFDM 시스템에서, 반도체전력증폭기(Solid-State-Power Amplifier, SSPA)의 등가모델을 적용하고, PAPR을 파라미터로 사용하여 IBO 크기에 따른 BER을 분석한다. 제안 방법이 기존의 Monte-Carlo 시뮬레이션에 의한 BER과 거의 동일한 분석 결과를 보이고, 기존 방법보다 BER곡선을 얻는데 필요한 시간이 상당히 감소됨을 보인다