• 한국전자파학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.638-647
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• 2006

최근에 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 저감하기 위하여 DFT-Spread OFDM(Discrete Fourier Transform-Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 이 많이 연구되고 있다. 그러나 DFT-Spread OFDM 시스템에서는 발진기에서 발생하는 위상 잡음에 의한 DFT 확산 코드의 위상 오프셋 불일치로 인하여 기존 OFDM 시스템에 비하여 상대적으로 더 많은 간섭 즉 ICI(Inter-sub-Carrier-Interference)와 SCI(Self-Channel- Interference) 성분이 발생하여 성능이 나빠진다. 본 논문에서는 먼저 DFT-Spread OFDM 시스템의 위상 잡음에 의한 통신 성능의 영향을 분석한다. 그리고 위상 잡음 보상을 위한 기존의 ICI 제거 기법 (ICI self-cancellation method)을 검토하고, 2 가지 새로운 ICI 제거 기법을 제안한다. 또한, PAPR을 저감하고 동시에 위상 잡음에 의해 간섭을 제거하기 위하여, 기존 방법과 새로이 제안한 ICI 제거 기법을 사용하는 새로운 시스템을 구성하고 그 성능을 비교 분석한다. 분석 결과, DFT-Spread OFDM 시스템에 ICI 제거 기법을 적용한 새로운 시스템은 낮은 PAPR 특성을 유지하면서 위상 잡음에 의한 성능 악화를 최소화할 수 있다. 그 중에서 data-conjugate 기법과 새로 제안한 symmetric data-conjugate 기법을 적용한 DFT-Spread OFDM 시스템이 제일 우수하여 DFT-Spread OFDM 보다 크게 성능이 개선되며, data-conjugate 기법을 적용한 DFT-Spread OFDM이 좀 더 우수하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.21-28
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• 2009

DFT(Discrete Fourier Transform) 확산 방식의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 저감에 매우 효과적인 시스템이며, 3GPP LTE($3^{rd}$ Generation Partnership Project Long Term Evolution)의 상향 링크에 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)에 사용된다. SC-FDMA는 일반적으로 OFDM 시스템보다 위상잡음과 직교 불균형으로 인한 ICI(Inter-Carrier Interference)에서 더 성능 열화가 발생하며, 등화기에 심각한 영향을 미친다. 그러므로 본 논문에서는 상향 링크에서 신호 전송 시 발생하는 위상잡음과 직교 불균형(IQ Imbalance: In-phase/Quadrature Imbalance), 그리고 전력 증폭기(HPA: High Power Amplifier)의 백-오프 특성에 따른 영향을 분석하고, ICI 성분을 제거할 수 있는 효과적인 등화 알고리듬을 제시한다. 제안된 등화기는 FDE(Frequency Domain Equalizer) 방식을 기반으로 설계하였으며, 기존의 PNS(Phase Noise Suppression) 알고리듬을 FDE에 사용될 수 있도록 수정하고 개선하여 위상 잡음과 직교 불균형으로 인한 ICI를 보상한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 back-off 5.5 dB 상태에서 위상 잡음 $0.06\;rad^2$, 위상 에러 5도, 진폭 에러 0.005인 경우, 위상 잡음과 직교 불균형을 보상하여 SNR=14 dB 정도에서 $BER=10^{-4}$의 성능을 만족할 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.389-396
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• 2005

본 논문에서는 OFDM 통신 시스템에서 발생하는 높은 PAPR(Peak to Average Power Ratio) 문제를 해결하기 위해 NLMS(Normalized Least Mean Square) 알고리즘을 이용한 전치왜곡 기법을 제안한다. 제안된 기법은 기본적으로, HPA(High Power Amplifier)치 비선형 왜곡 특성을 추정하고, HPA에 그와 반대되는 특성으로 신호를 변환하여 입력함으로써 비선형 왜곡에 대한 보상이 이루어진다. 뿐만 아니라, NLMS 알고리즘을 통하여 전치 왜곡기의 특성이 자동적으로 갱신되므로 HPA의 비선형 왜곡 특성의 변화에도 그에 맞는 정확한 보상이 이루어질 수 있다. 성능분석 결과, 제안된 NLMS 전치 왜곡기는 IBO(Input Back Off)가 $0\;\cal{dB}$일 경우, 기존의 적응성이 없는 수식적인 전치 왜곡기보다 약 $0.5\;\cal{dB}$의 SNR 손실을 보인다. 하지만 IBO가 $3\;\cal{dB}$ 이상에서 이들의 성능의 거의 같아지며, 제안된 전치 왜곡기는 HPA의 특성 변화에 적응성을 가지므로 실제 시스템에서 기존의 수식적인 전치 왜곡기보다 매우 효과적이라 할 수 있다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2010년도 하계학술대회
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• pp.417-419
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• 2010

SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식은 다중경로의 영향을 제거할 수 있는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 장점을 유지하면서 OFDM의 단점인 높은 PAPR(Peak to Average Power Ratio) 문제를 해결할 수 있어 차세대 멀티미디어용 이동통신 시스템인 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution)의 상향링크 전송방식으로 채택되었다. 또한 SC-FDMA 수신기는 주파수 영역에서 채널등화기를 구현함으로써 OFDM 수신기와 마찬가지로 기존의 단일반송파 방식에 비해 등화기의 복잡도를 크게 감소시킬 수 있다. 한편 주파수 영역 채널등화기와 더불어 시간영역의 판정궤환 등화기를 같이 사용하여 수신기의 성능을 향상 시킬수 있다. 이 논문에서는 예측형 판정궤환 등화기 구조를 적용하여 채널등화기의 성능을 더 향상시킬 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 또 모의실험을 통해 제안된 방법의 성능을 확인한다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2005년도 하계학술대회
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• pp.128-132
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• 2005

각종 신호의 디지털 전송에서 Modulation기법에 의해 발생되는 PAPR(Peak to Average Power Ratio)은 전송 신호의 선형성을 보장하기 위하여 고출력 증폭기의 Back-off를 요구하게 된다. 이러한 고출력 증폭기의 Back-off요구로 인하여 원하는 출력에 비해 높은 전력소모량이 필요하여 대출력을 요구하는 장비의 소형화는 크게 제한을 받게 된다. 본 논문에서는 PAR을 감소하기 위한 CFR(Crest Factor Reduction)기법을 위성 DMB용 Gap Filler에 적용하여 장비 크기를 소형화한 사례에 대해 소개한다. 전송신호의 품질에 대한 영향을 최소화 하면서 PAR을 감소하기 위한 방안을 위해 도입된 Simulation 결과와 CFR기법을 적용한 장비에 대한 성능시험 결과 및 필드 테스트 결과에 대해 소개한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권4C호
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• pp.403-413
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• 2009

본 논문에서는 OFDM 신호의 높은 PAPR과 전력 증폭기의 비선형성에 의한 신호의 왜곡과 스펙트럼의 확산을 방지하기 위한 전치 보상기의 설계 기법으로 디지털 영역에서 구현 가능한 p차 역필터를 이용한 방법, 간접 학습 구조를 이용한 방법 그리고 룩업 테이블을 이용한 방법 등 3가지 방식을 설명하고 각각의 성능을 비교 분석하였다. 앞의 두 방법은 다항식을 이용한 방법으로, 계수의 개수가 적어 많은 메모리가 필요 없고 수렴 속도가 빠르고, 진폭과 위상의 보상을 나누어서 구성하므로 복소 계산이 필요 없어 계산도 간단하다. 룩업 테이블 방법은 연산 과정이 간단하기 때문에 구현이 가장 쉬운 장점을 가지지만 위의 두 방식에 비해 많은 메모리를 필요로 하는 단점을 가진다. 모의 실험 결과 간접 학습 구조가 가장 좋은 성능을 가지지만 64QAM 변조 방식을 기준으로 $BER=10^{-4}$에서 최대 SNR 1 dB 정도의 차이를 가지므로 거의 같은 성능을 가진다고 볼 수 있다. 위의 세가지 전치보상기는 증폭기의 에이징(aging)과 환경 변화에 적응적으로 동작하며 구현 상의 요구에 따라 선택될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권8호
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• pp.1612-1620
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• 2003

본 논문에서는 GaAsFET 전력증폭기를 다중반송 통신시스템에서 적용시키고자 설계한 PA증폭기의 측정된 전달함수를 비선형 모델링 한 결과를 제시하였으며 모델링 한 결과를 가지고 설계한 RF 증폭기의 AM­AM 및 AM­PM 비선형 특성을 추정하였다. 추정된 비선형특성 의하여 다중반송전송시스템에서의 증폭기의 근접채널간섭특성(ACPR), QPSK 및 64­QAM과 같은 디지털 변조 신호에 대하여 성상도에서의 데이터 오차벡터의 크기(EVM) 및 BER 관계를 분석하였다. 본 연구에서 제시한 RF GaAs FET의 비선형 모델링은 OFDM을 이용하는 무선 다중반송전송시스템 설계에 적용할 수 있으며 전력증폭기와 디지털 변조 신호에 따른 비선형 관계를 정확하게 추정할 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.551-561
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• 2009

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템은 고속의 데이터 전송에 유리한 통신 방식이다. 하지만 OFDM 시스템은 높은 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 문제이다. PAPR 저감을 위한 방법으로 DFT(Discrete Fourier Transform)-spread 방식의 SC-FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access) 기술이 제안되었으며, 큰 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 재머나 의도적인 간섭에 취약한 OFDM 방식의 단점을 보안하기 위해 스펙트럼 확산 방식 중 하나인 FH(Frequency Hopping)방식을 도입하였고, 부분 대역 재밍과 톤 재밍이 있는 채널 환경에서는 FH 방식의 SC-FDMA 시스템의 성능을 비교 분석한다. 그리고, SC-FDMA 방식은 ICI(Inter sub-Carrier Interference)에 민감한데, 특히 주파수 오프셋이나 위상 잡음에 의해 발생하는 ICI는 시스템 성능을 열화시킨다. 본 논문에서는 OFT-spread OFDM을 기반으로 하는 SC-FDMA 기술에 PNFS(Phase Noise and Frequency offset Suppression) 알고리즘을 적용한 등화기를 사용하여 위상 잡음이나 주파수 오프셋 등에 의해 발생하는 ICI의 영향을 분석하고, 보상한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 성능 개선을 확인하였다.

• 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.

• 전자공학회논문지
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• 제50권4호
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• pp.9-16
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• 2013

LTE (long term evolution) 및 LTE-A (LTE-Advanced) 시스템에서는 폐회로 기반의 다중 안테나 기술이 적용되었으며, 최대 비 전송 방식 (maximum ratio transmission, MRT) 보다 성능은 감소되지만, 동 이득 (equal gain) 특성을 유지할 수 있는 동 이득 전송 (equal gain transmission, EGT) 코드북을 채택하고 있다. 본 논문에서는 LTE 및 LTE-A 시스템에서 사용되는 코드북보다 성능을 향상시킬 수 있는 차분 코드북을 제안한다. 특히 동 이득 특성을 그대로 유지하면서 LTE 시스템의 코드북 요구조건을 모두 만족시키는 코드북을 제안한다. 코드북을 구성하는 코드워드들의 인자들 (elements)이 8-PSK(phase-shift keying) 성운 (constellation) 만을 사용하므로, 선부호화 및 복호 시 계산량이 낮아지는 LTE 코드북의 장점을 그대로 유지할 수 있다. 동 이득 성질은 특히 상향 링크에서 첨두 전력 대 평균 전력비 (PAPR)에 상당한 영향을 미치므로 매우 중요하다. 본 논문에서는 각 송신 안테나에 동 이득을 유지하는 성질을 이용한 새로운 차분 코드북을 제안하고, 동작원리를 회전 로크 구조로 설명한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 성능 분석에서, 동일한 피드백 비트 수를 갖는 같은 크기의 코드북에서 제안하는 차분 코드북은 기존 LTE 코드북보다 최소 0.9dB 성능 향상을 보인다.