Bandpass sampling(BPS) 기술은 나이퀴스트(Nyquist) 샘플링 주파수보다 낮은 주파수를 사용하여 RF 대역의 신호를 직접 하향변환 할 수 있다는 장점을 가지고 있지만, 나이퀴스트 영역에서 self-image의 중복을 피하기 위해서는 샘플링 주파수의 선택에 제약이 따른다. 2개의 ADC를 사용하는 2차(second-order) BPS는 self-image를 제거하기 위한 신호처리가 추가 된다는 조건으로 샘플링 주파수의 선택이 자유롭다. 하지만 RF 대역이 바뀌면 신호처리를 위한 파라미타를 재구성해야 한다. 본 논문에서는 2차 BPS의 한 형태인 quadrature BPS의 구조를 가지면서, 재구성이 필요 없는 간단한 보상 필터만을 사용하여 임의 RF 대역으로부터 나이퀴스트 영역으로 하향 변환하는 complex BPS 기반의 SDR front-end에 대하여 기술한다.
본 논문에서는 RF단에서의 프로세싱에 의한 무선 스펙트럼 인지 시스템을 제안하였다. 기존의 Cognitive Radio 시스템이 신호의 하향 변환과 복조의 과정을 거쳐 수신된 신호를 분석함에 의해 스펙트럼과 신호를 인지하는데 반해, 제안된 시스템은 RF 단 프로세싱에 의한 신호 수신 및 검출에 의한 센싱 방법을 제안하였다. 이를 위해 제안된 수신기는 초재생(super-regeneration) 회로 방식으로 설계되었으며, FDM에 활용할 수 있는 채널 선택성과 채널 가변성을 갖도록 하여 기존 초재생 회로가 단일 채널로만 사용이 가능하였던 한계를 극복하였다. 제작된 제안 시스템은 퀸칭(quenching) 신호를 이용한 채널 할당 최적화를 위한 설계를 수행하였으며, 실험결과 5 MHz의 채널 간격에 대한 채널 선택성을 검증하였다.
본 논문에서는 기존의 GPS 항법 신호와 유럽에서 새롭게 추진되고 있는 갈릴레오 위성 항법 신호를 동시에 수신할 수 있는 광대역 고정밀 위성 항법 수신기의 RF 수신단 장치 설계 및 제작 결과에 대하여 기술하고 있다. 고정밀 광대역 위성 항법 수신기는 L - 대역 안테나, 항법 신호별 RF/IF 변환부, 그리고 고성능 기저대역 신호 처리부로 구성되어진다. L - 대역 안테나는 $1.1GHz{\sim}1.6\;GHz$를 수신할 수 있어야 하며, 항법 위성이 지평선 가까이에 있을 경우의 항법 신호를 수신할 수 있어야 한다. 갈릴레오 위성 항법 신호는 L1, E5, E6의 서로 다른 대역의 신호를 가지고 있으며, 신호 대역폭이 20MHz 이상으로 기존의 GPS위성 항법 신호보다 광대역이며, 따라서 수신기의 IF 주파수가 높아지며, 수신기의 처리 속도도 빨라져야 한다. 본 연구에서 개발한 수신기의 RF/IF 변환부는 단일 하향 변환기 구조의 디지털 IF 기술로 설계되었으며, IF 주파수는 위성 항법 신호의 최대 대역폭과 표본화 주파수 등을 고려하여 140MHz로 설정하였으며, 표본화 주파수는 112MHz로 설정하였다. RF/IF 변환부의 최종 출력은 디지털 IF 신호로서, IF 신호를 AD 변환기로 처리하여 얻게 된다. 본 연구에서 설계된 위성 항법용 고정밀 수신기 RF 수신단은 - 130 dBm의 입력 신호에 대하여 40dB Hz 이상의 C/N0 특성을 가지며, 40dB 이상의 동적 범위를 갖도록 자동 이득조절 장치가 포함되어 있다.
최근 무선통신시스템에서 직접변환 트랜시버 또는 IF 샘플링 SDR 기반 수신기가 일반적인 트랜시버 구조에 상응하여 설계되어지고 있다. 일반적인 AFC/APC 보상 회로가 기저 대역에서 RF 입력 신호와 국부발진 신호의 주파수 및 위상 오차를 보정할지라도 직접변환 수신 구조에서는 주요한 열화요소로 작용한다. 일반적인 보상 회로의 제한적인 동작 영역과 기저 대역에서의 1/Q 채널의 불평형을 용이하게 보상할 수 있도록 RF 입력 신호단에서 주파수 및 위상 오차를 보정하는 방법을 본 논문에서 제안한다. RF 입력단에서 고정된 주파수 및 위상 오차 이외에 변화하는 주파수 및 위상 오차를 제안된 early-late 보상기에 의해 효과적으로 보상할 수 있다. RF 입력단에서의 주파수 및 위상 오차의 보정으로 직접변환 수신기의 기저 대역에서의 기존 주파수 및 위상 오차 보정 회로는 간단히 설계할 수 있으며 미세한 오차 보정 구조로 용이하게 이용할 수 있다.
In this paper, new spectrum sensing schemes based on analog/RF front-end processing are introduced for IoT wireless sensor networks. While the conventional approaches for wireless channel cognition have been issued in signal processing area, the RF spectrum cognition concept makes it feasible to achieve cognitive wireless sensor networks (C-WSNs). The spectrum cognition at RF processing is categorized as four kinds of sensing mechanisms. Two recent reseaches are described as promising candidates for the C-WSN. One senses spectrum by the frequency discriminating receiver, the other senses and detects from the frequency selective super-regenerative receiver. The introduced systems with simple and low-power RF architectures play dual roles of channel sensing and demodulation. simultaneously. Therefore, introduced spectrum sensing receivers can be one of the best candidates for IoT wireless sensor devices in C-WSN environments.
For the low-power design of the mobile multimedia system architecture, this paper modeling the mobile multimedia system and analysis the power consumption profile about the whole communication environment. The mobile system model consist of air interface, RIP front-end, base-band processing module and human interface. For the result of power consumption profile analysis, the power consumption of multimedia processing is above 60% compare to the whole power consumption in mobile multimedia system. To minimize the power consumption in processing module which consumes the large power, this paper proposed the Microscopic DVS technique which applies the optimum voltage for the each multimedia frame. For the simulation result, proposed power minimization technique reduce the power consumption about 30%.
RFID 기술은 각 사물에 전자 태그를 부착하고, 사물의 고유 ID를 무선으로 인식하여 해당 정보를 수집, 저장, 가공, 추적하는 기술로 다양한 분야에 적용되고 있다. 본 논문에서는 UHF 대역 RFID 리더 수신기에서 반송파 누설 신호를 억압하기 위한 새로운 방법을 제안하였다. 제안한 반송파 누설 전력 억압용-RF 전단부 구조를 갖는 리더는 리미터를 포함하는 비선형 경로를 통해 송신 반송파 누설 복제 신호를 생성한다. 리미팅 기능은 반송파 누설 신호의 주파수와 위상 정보는 유지하면서 태그의 진폭 변조 성분을 제거한다. 위상 천이기를 포함하는 선형 구간에 송신 반송파 누설 복제 신호를 주입함으로써 태그의 역산란 신호 손실 없이 리더 반송파 누설 신호를 효과적으로 억압할 수 있다. 제작된 반송파 누설 전력 억압 회로는 910 MHz 중심 주파수에서 반송파 누설 신호 대비 태그 신호 비가 36 dB 억압 효과를 달성하였음을 측정 결과를 통해 확인하였으며, 이는 시뮬레이션 결과와 일치한다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제12권4호
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pp.234-239
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2012
This paper presents a compact K-band Doppler radar sensor for human vital signal detection that uses a radar configuration with only single coupler. The proposed radar front-end configuration can reduce the chip size and the additional RF power loss. The radar front-end IC is composed of a Lange coupler, VCO, and single balanced mixer. The oscillation frequency of the VCO is from 27.3 to 27.8 GHz. The phase noise of the VCO is -91.2 dBc/Hz at a 1 MHz offset frequency, and the output power is -4.8 dBm. The conversion gain of the mixer is about 11 dB. The chip size is $0.89{\times}1.47mm^2$. The compact Ka-band Doppler radar system was developed in order to demonstrate remote human vital signal detection. The radar system consists of a Ka-band Doppler radar module with a $2{\times}2$ patch array antenna, baseband signal conditioning block, DAQ system, and signal processing program. The front-end module size is $2.5{\times}2.5cm^2$. The proposed radar sensor can properly capture a human heartbeat and respiration rate at the distance of 50 cm.
한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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pp.235-240
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2006
Ionospheric scintillation induces a rapid change in the amplitude and phase of radio wave signals. This is due to irregularities of electron density in the F-region of the ionosphere. It reduces the accuracy of both pseudorange and carrier phase measurements in GPS/satellite based Augmentation system (SBAS) receivers, and can cause loss of lock on the satellite signal. Scintillation is not as strong at mid-latitude regions such that positioning is not affected as much. Severe effects of scintillation occur mainly in a band approximately 20 degrees on either side of the magnetic equator and sometimes in the polar and auroral regions. Most scintillation occurs for a few hours after sunset during the peak years of the solar cycle. This paper focuses on estimation of the effects of ionospheric scintillation on GPS and SBAS signals using a software receiver. Software receivers have the advantage of flexibility over conventional receivers in examining performance. PC based receivers are especially effective in studying errors such as multipath and ionospheric scintillation. This is because it is possible to analyze IF signal data stored in host PC by the various processing algorithms. A L1 C/A software GPS receiver was developed consisting of a RF front-end module and a signal processing program on the PC. The RF front-end module consists of a down converter and a general purpose device for acquiring data. The signal processing program written in MATLAB implements signal acquisition, tracking, and pseudorange measurements. The receiver achieves standalone positioning with accuracy between 5 and 10 meters in 2drms. Typical phase locked loop (PLL) designs of GPS/SBAS receivers enable them to handle moderate amounts of scintillation. So the effects of ionospheric scintillation was estimated on the performance of GPS L1 C/A and SBAS receivers in terms of degradation of PLL accuracy considering the effect of various noise sources such as thermal noise jitter, ionospheric phase jitter and dynamic stress error.
In this paper a GPS receiver is developed using commercial chipsets. GP2010 RF front end and GP2021 Multi-channel correlator of GEC PLESSY are adapted in designing the receiver hardware. MC 68340 is used for controlling the correlator GP2021 and implementing the navigation processing. Also presented are some test results of the developed receiver whose software has an interrupt driven structure rather than common real-time kernel based structure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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