본 논문은 UWB(Ultra Wide Band) 펄스 기반의 단일 송수신을 통한 근거리 무선측위 시스템 및 방법에 관한 것으로서, UWB 펄스의 높은 시간 분해능을 이용하여 근거리에서 높은 정밀도를 가지고 태그의 위치를 획득할 수 있다. 특히, 마스터-슬레이브 형태로 구성된 비콘(beacon)들 간의 사전 설정을 통해 마스터 비콘과 무선측위 대상인 태그 사이의 단일 송수신만으로 ToA(Time of Arrival) 및 TDoA(Time Difference of Arrival) 기법을 적용할 수 있도록 하며, 이로써 태그의 신호 송신을 최소화하여 태그의 저전력 동작을 가능케하는 UWB기반 단일송수신을 통한 근거리 무선측위 시스템이다.
In this paper, We propose the selective detection scheme based on pulse repetition considering Bit Error Rate (BER) performance and complexity of noncoherent Ultra Wide Band (UWB) systems. To consider system complexity, the proposed scheme transmits the UWB signals by pulse repetition at the transmitter, like the conventional Pulse Repetition Coding (PRC). However, to effectively improve BER performance of the system the proposed scheme performs selective detection by estimating the Signal-to-Noise Ratio (SNR) of the received pulse-repeated signal at the receiver. Hence, the proposed scheme effectively improves BER performance of the noncoherent UWB systems without increase of the system complexity, as compared to the conventional PRC algorithm.
전세계적으로 건강에 대한 관심이 증가되어 기존 의료 장비보다 편리하고 정밀한 비접촉, 실시간 헬스 모니터링 시스템 개발이 요구되고 있다. 그러므로 우리는 UWB(Ultra Wide Band) 레이더를 통해서 인체에 비접촉, 연속적으로 혈관의 운동 신호를 수집하고 이 수집된 데이터를 실시간적으로 신호처리해서 맥박, 수축기 혈압, 이완기 혈압을 측정할 수 있는 임베디드 기반의 전파를 이용한 혈압 모니터링 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 임베디드 기반 GUI(Graphic User Interface)의 프로그램을 통해서 UWB 레이더 및 제어 시스템을 모니터링하면서 정확한 정보를 실시간으로 LCD(Liquid Crystal Display)에 표시한다. 임베디드 시스템은 소형화를 위해 제한된 자원을 사용해야 하기 때문에 기존의 PC GUI 설계 모드는 상대적으로 더 큰 메모리를 사용하므로 임베디드 시스템에 적합하지 않을 뿐 만 아니라 더 많은 CPU(Central Processing Unit) 처리시간을 요구한다.
본 논문은 최근 표준화(IEEE802.15.3a)가 진행중인 Ultra Wideband(UWB) 시스템에서 현재 제안된 방식인 DS-CDMA 방식과 OFDM 방식을 혼합한 형태인 MC-CDMA 방식을 UWB 시스템에 적용하고, 그 성능을 평가한다. DS-CDMA 방식은 다중경로 성분을 검출하기 위해 많은 Rak Finger들이 필요하기 때문에 시스템의 복잡도가 증가하고 OFDM 방식은 주파수 호평을 끈 상태에서 방사 전력이 FCC에서 규정을 만족하지 못한다. 따라서 두 시스템의 혼합 형태인 MC-CDMA 방식이 시스템의 복잡도는 D5-CDMA 보다 간단하면서 주파수 선택적 페이딩 채널에서 좋은 성능을 발휘하고 OFDM 방식보다 넓은 대역폭을 사용함으로써 스펙트럼당 방사 전력이 낮아진다. MC-CDMA 방식을 수식적으로 분석하고 DS-CDMA, OFDM 방식과 시뮬레이션을 통해 성능을 비교하였다.
본 논문에서에서는 방사저항이 낮고, 다중 공진을 갖는 초광대역 특성을 갖는 평판형 안테나를 FDTD법을 적용하여 그 특성을 분석하였다. 본 안테나를 FDTD 법을 사용하여 모델링하여 파의 전파 과정, 전계 분포를 시간영역에서 각각 계산하였고, FDTD 법으로 얻은 값들을 Fourier 변환하여 최적화된 슬롯 안테나의 전반사손실, 정재파비, 복사패턴을 주파수 영역에서 계산하였다. 실험 및 측정한 결과, 안테나의 최대 대역폭은 VSWR ${\leq}$ 2.0 에서 1.85~6.35GHz(중심주파수 4.5GHz)의 초광대역 특성을 보였다. 측정된 결과는 FDTD 결과와 비교적 잘 일치하였다. 본 안테나는 소형이고 경량이면서 초광대역 특성을 요구하는 UWB, 방송용 시스템에 적용이 가능하리라 판단된다.
도파로 급전 방법의 인쇄형 모노폴 구조를 응용하여 UWB대역인 이중 주파수 대역 프린트형 이중 모노폴 안테나를 설계 및 제작하였다. 이중대역을 얻기 위하여 기존의 단일 모노폴 구조를 수정한 이중 모노폴 구조를 제안하였다. 제안된 안테나는 기존의 모노폴 안테나와 동일한 무지향 복사 특성을 가지며 평면으로 구현되어 모노폴 안테나 보다 크기가 작고 높은 이득을 갖는다. 두개의 단일 모노폴은 상호 임피던스 매칭을 위한 스터브로 작용하여 임피던스 매칭이 용이하고 이에 따른 대역폭의 증가를 향상 시킬 수 있었다. 안테나의 대역폭은 VSWR$$\geq_-$$2를 기준하여 350MHz (1.69~2.04[GHz]z])와 2,670MHz (4.33~6[GHz]), 3980MHz (6.1~10.08[GHz])의 결과를 얻었다. 이는 PCS대역(1.75~1.87[GHz]) 과 UWB대역을 충족시킬 수 있다.
고속 WPAN(Wireless Personal Area Network)은 IEEE 802.15 WPAN WG(Working Group)의 TG(Task Group)3에서 표준화되고 있다. TG3에서는 고속 WPAN을 위한 2.4GHz ISM 대역의 물리계층 및 미디어접속제어계층 연구, UWB 에 의한 물리계층 연구(TG3a) 및 밀리미터파에 의한 물리계층 연구(TG3c)로 구성되어 있다 본 고에서는 UWB 및 밀리미터파에 의한 고속 WPAN의 표준화 동향에 관해 살펴본다.
컴퓨터와 디지털 미디어 기기의 발전으로 인해 무선 홈네트워크 구축 시 전송이 요구되는 정보의 용량이 증가함에 따라 이를 처리할 수 있는 새로운 무선 통신 기술이 요구되고 있는 상황에서 UWB와 60GHz 대역 무선 통신 기술이 그 대안으로 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 UWB와 60GHz 대역 무선 통신 기술의 국내외 동향과 특징을 알아보고, 무선 홈네트워크에서의 역할과 그 구현방안을 제안하였다. 끝으로 UWB와 60GHz 대역 무선 통신 기술의 주된 서비스 분야로 예상되는 WPAN과 HDMI의 시장 전망에 대해 서술하였다.
본 논문의 목적은 3.1~4.8 GHz 대역에서 UWB를 허용하기 위해 MB-OFDM UWB 통신을 수행하지 않는 silent time 동안 MB-OFDM UWB 시스템 수신 구조를 이용하여 국내 DAA 기술 기준에서 정한 -80 dBm/MHz 이상의 피 간섭 신호를 검출하고 피 간섭 신호의 주파수 대역을 추정하는 알고리즘을 제안하는 것이다. 국내 DAA 기술 기준에서는 UWB 기기에서 -80 dBm/MHz 이상의 피 간섭 신호를 검출할 경우, 2초 이내에 회피 동작을 수행하도록 정의하고 있다. 본 논문에서는 UWB 통신 채널 변경을 통한 간섭 회피 동작을 수행하기 위해 -80 dBm/MHz 이상의 피 간섭 신호를 시간 영역 수신 신호 정보를 이용하여 검출하는 피 간섭 신호 검출 알고리즘과 UWB 통신 대역을 유지하면서 피 간섭 신호가 존재하는 대역에서만 송신 출력을 -70 dBm/MHz 이하로 낮추는 tone-nulling 회피 동작을 수행하기 위해 주파수 영역 정보를 이용하여 피 간섭 신호의 subcarrier 위치를 추적하는 알고리즘을 제시하고, 시뮬레이션을 통해 성능을 검증하였다.
In order to avoid the interference from existing narrowband communication systems, this paper proposes a compact band-notched UWB (ultra wideband) antenna with size of $12mm{\times}22mm{\times}1.6mm$. Transmission line model is applied to analyzing wide impedance matching characteristic of the modified base antenna, which has a gradual stepped impedance feeder structure. The proposed antenna realizes dual band-notched function by combining two biased T-shaped parasitic elements on the rear side with a window aperture on the radiation patch. The simulation current distributions of the antenna reflect resonant suppression validity of the two methods. In addition, the measured radiation characteristics demonstrate the proposed antenna prevents signal interference from WLAN (5.15-5.825GHz) and WiMAX (3.4-3.69GHz) effectively, and the measured patterns show the antenna omnidirectional radiation in working frequencies.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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