• 한국통신학회논문지
• /
• 제40권7호
• /
• pp.1234-1238
• /
• 2015

본 논문에서는 Sub-Nyquist 샘플링 기반의 협력 스펙트럼 센싱 기법을 제안한다. 최근 압축 센싱 (Compressive Sensing) 기술이 많은 주목을 받으면서 원본 신호의 성긴 정도 (Sparsity)를 추정하는 기법도 활발히 연구되고 있다. 따라서 본 논문에서는 주파수 대역의 Sparsity를 안다고 가정할 때 다양한 샘플링율과 협력 센싱 기법에 따른 Sub-Nyquist 샘플링 기법의 검출 성능을 수학적으로 분석한다. 또한 모의실험 결과를 통해 제안된 기법의 성능을 입증한다.

• 음성과학
• /
• 제12권2호
• /
• pp.153-170
• /
• 2005

The sub-Nyquist nonuniform sampling (SNNS) and the perfect reconstruction (PR) formula are proposed for the development of a systematic method to obtain minimal representation of a speech signal. In the proposed method, the instantaneous sampling frequency (ISF) varies, depending on the least upper boundary of spectral support of a speech signal in time-frequency domain (TFD). The definition of the instantaneous bandwidth (IB), which determines the ISF and is used for generating the set of samples that represent continuous-time signals perfectly, is given. Also, the spectral characteristics of the sampled data generated by the sub-Nyquist nonuniform sampling method is analyzed. The proposed method doesn't generate the redundant samples due to the time-varying property of the instantaneous bandwidth of a speech signal.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(5)
• /
• pp.9-12
• /
• 2002

The problem of sub-Nyquist nonuniform sampling for the perfect reconstruction of signals with time-varying spectral contents is studied. The signals are assumed to have a known instantaneous bandwidth in time-frequency domain. As the function of time, the nonuniform sampling pattern of a given signal, that is, the instantaneous sampling frequency is determined by the observation of instantaneous bandwidth based on time-frequency analysis. The proposed sampling pattern guarantees the perfect reconstruction of nonuniform sampled signals under Nyquist-sampling rate in average.

• 한국음향학회지
• /
• 제42권5호
• /
• pp.403-411
• /
• 2023

탄성 영상과 미세 혈류 도플러 영상과 같은 기능성 초음파 영상은 조직의 기계적, 기능적 정보를 제공함으로써 진단 성능을 향상시킨다. 그러나 기능성 초음파 영상의 구현은 데이터 획득 및 처리 시 대용량 데이터 저장과 같은 한계를 야기한다. 본 논문에서는 효율적인 횡탄성 영상 기법을 위해 데이터 획득 양을 절감시키는 서브 나이퀴스트 접근법을 제안한다. 제안하는 방법은 기존 나이퀴스트 샘플링 속도보다 1/3배 낮은 샘플링 속도로 데이터를 획득하고, 주파수 스펙트럼의 주기성을 이용하여 대역 통과 필터링 기반의 보간을 통해 재구성된 Radio Frequency(RF) 신호를 사용하여 횡파 신호를 추적한다. 이때 RF 신호는 67 % 미만의 비대역폭으로 제한된다. 제안하는 접근법을 검증하기 위해 기존 샘플링 속도로 획득한 횡파 추적 데이터를 이용하여 서브 나이퀴스트 샘플링된 RF 신호를 재현하고, 기존 접근법과 횡파 속도 영상을 재구성한다. 정량적 평가를 위해 재구성한 횡파 속도 영상의 군속도, 대조도 잡음 비, 그리고 구조적 유사성 지수를 비교하였다. 우리는 서브 나이퀴스트 샘플링 기반 횡탄성 영상의 가능성을 정성적, 정량적으로 입증하였고, 향후 실시간 3차원 횡탄성 영상 기술에 유용하게 적용 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제5권4호
• /
• pp.319-327
• /
• 2003

We consider the problem of low-sampling rate high-resolution channel estimation and timing for digital ultrawideband (UWB) receivers. We extend some of our recent results in sampling of certain classes of parametric non-bandlimited signals and develop a frequency domain method for channel estimation and synchronization in ultra-wideband systems, which uses sub-Nyquist uniform sampling and well-studied computational procedures. In particular, the proposed method can be used for identification of more realistic channel models, where different propagation paths undergo different frequency-selective fading. Moreover, we show that it is possible to obtain high-resolution estimates of all relevant channel parameters by sampling a received signal below the traditional Nyquist rate. Our approach leads to faster acquisition compared to current digital solutions, allows for slower A/D converters, and potentially reduces power consumption of digital UWB receivers significantly.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
• /
• pp.143-146
• /
• 2011

본 논문은 1.2Vpp differential 입력 범위를 가지는 50-MS/s 10-hit pipelined ADC를 소개한다. 설계된 pipelined ADC는 8단의 1.5bit/stage, 1단의 2bit/stage와 digital correction 블록, bias circuit 및 reference driver, 그리고 clock generator로 구성된다. 1.5bit/stage는 sub-ADC, DAC, gain stage로 구성된다. 특히, 설계된 pipelined ADC에서는 hardware와 power consumption을 줄이기 위해 SHA를 제거하였으며, 전체 ADC의 dynamic performance를 향상시키기 위해 linearity가 개선된 bootstrapped switch를 사용하였다. Sub-ADC를 위한 reference 전압은 외부에서 인가하지 않고 on-chip reference driver에서 발생시킨다. 제안된 pipelined ADC는 1.8V supply, $0.18{\mu}m$ 1-poly 5-metal CMOS 공정에서 설계되었으며, power decoupling capacitor를 포함하여 $0.95mm^2$의 칩 면적을 가진다. 또한, 60mW의 전력소모를 가진다. 또한, Nyquist sampling rate에서 9.3-bit의 ENOB를 나타내었다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.166-171
• /
• 2010

In this paper, the front-end of a digital receiver with a 25 kHz carrier frequency, 5 kHz symbol rate, and any excess-bandwidth is designed using two basic facts. The first is known as the uniform sampling theorem, which states that the sampled sequence might not suffer from aliasing even if its sampling rate is lower than the Nyquist sampling rate if the analog signal is a bandpass one. The other fact is that if the sampling rate is 4 times the center frequency of the sampled sequence, the front-end processing complexity can be dramatically reduced due to the half of the sampled sequence to be multiplied by zero in the demixing process. Furthermore, the designed front-end is simplified by introducing sub-filters and sub-sampling sequences. The designed front-end is composed of an A/D converter, which takes samples of a bandpass filtered signal at a 20 kHz rate; a serial-to-parallel converter, which converts a sampled bandpass sequence to 4 parallel sub-sample sequences; 4 sub-filter blocks, which act as a frequency shifter and lowpass filter for a complex sequence; 4 synchronized switches; and 2 adders. The designed front-end dramatically reduces the computational complexity by more than 50% for frequency shifting and lowpass filtering operations since a conventional front-end requires a frequency shifting and two lowpass filtering operations to get one lowpass complex sample, while the proposed front-end requires only four filtering operation to get four lowpass complex samples, which is equivalent to one filtering operation for one sample.

• ETRI Journal
• /
• 제35권2호
• /
• pp.200-206
• /
• 2013

Most of the literature on compressed sensing has not paid enough attention to scenarios in which the number of acquired measurements is insufficient to satisfy minimal exact reconstruction requirements. In practice, encountering such scenarios is highly likely, either intentionally or unintentionally, that is, due to high sensing cost or to the lack of knowledge of signal properties. We analyze signal reconstruction performance in this setting. The main result is an expression of the reconstruction error as a function of the number of acquired measurements.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제13권3호
• /
• pp.1199-1212
• /
• 2019

This paper proposes two wideband spectrum sensing approaches: (i) method A, the cumulative sum (CUSUM) algorithm with short-time Fourier transform, taking advantage of the time-frequency analysis for wideband spectrum. (ii)method B, the quickest spectrum sensing with short-time Fourier transform and compressed sensing, shortening the time of perception and improving the speed of spectrum access or exit. Moreover, method B can take advantage of the sparsity of wideband signals, sampling in the sub-Nyquist rate, and it is more suitable for wideband spectrum sensing. Simulation results show that method A significantly outperforms the single serial CUSUM detection for small SNRs, while method B is substantially better than the block detection based spectrum sensing in small probability of the false alarm.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제43권12호
• /
• pp.55-64
• /
• 2006

본 설계에서는 무선 랜 등 최첨단 무선 통신 및 고급영상 처리 시스템과 같이 고해상도와 높은 신호처리속도, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 고성능 집적시스템 응용을 위해 기존의 보정기법을 사용하지 않는 14b 70MS/s 0.13um CMOS A/D 변환기(Analog-to-Digital Converts- ADC)를 제안한다. 제안하는 がU는 중요한 커패시터 열에 인접신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법으로 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하였고, 3단 파이프라인 구조로 고해상도와 높은 신호처리속도와 함께 전력 소모 및 면적을 최적화하였다. 입력 단 SHA 회로에는 Nyquist 입력에서도 14비트 이상의 정확도로 신호를 샘플링하기 위해 게이트-부트스트래핑 (gate-bootstrapping) 회로를 적용함과 동시에 트랜스컨덕턴스 비율을 적절히 조정한 2단 증폭기를 사용하여 14비트에 필요한 높은 DC전압 이득을 얻음과 동시에 충분한 위상 여유를 갖도록 하였으며, 최종 단 6b flash ADC에는 6비트 정확도 구현을 위해 2단 오픈-루프 오프셋 샘플링 기법을 적용하였으며, 기준 전류 및 전압 발생기는 온-칩으로 집적하여 잡음을 최소화하면서 필요시 선택적으로 다른 크기의 기준 전압 값을 외부에서 인가할 수 있도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.13um CMOS 공정으로 요구되는 2.5V 전원 전압 인가를 위해 최소 채널길이는 0.35um를 사용하여 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 14비트 해상도에서 각각 0.65LSB, 1.80LSB의 수준을 보이며, 70MS/s의 샘플링 속도에서 최대 SNDR 및 SFDR은 각각 66dB, 81dB를 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $3.3mm^2$이며 전력 소모는 2.5V 전원 전압에서 235mW이다.