Kim, Chong-Won;Jeon, Sang-Hoon;Kim, Ghang-Ho;Kee, Chang-Don;Lee, Taik-Jin;So, Hyoung-Min
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제13권2호
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pp.250-259
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2012
The need for position information in indoor environments has been growing lately. Several indoor navigation systems have been studied. Among them, pseudolite-based indoor positioning systems are one of the best systems to obtain precise position measurements. However, the installation of such systems is very difficult because the calibration of pseudolite antenna position is complicated. For precise calibration, the use of carrier phase measurements is necessary, and whenever carrier phase measurements are considered, problems with cycle ambiguity appear. In this paper, a new approach to calibrate the positions of pseudolite antennas is proposed. By using a multi-antenna, the ambiguity can be eliminated, epoch by epoch, for every single carrier phase measurement. Moreover, the number of calibration points can be reduced down to 3 by use of measurements collected at unknown positions. Using the proposed methods, the process of the collection of carrier phase measurements becomes considerably simple and convenient. Simulation results are presented to verify the proposed algorithms.
본 논문에서는 피드포워드 방식을 이용하여 전력 증폭기의 비선형성 보상과 스마트 안테나 시스템의 경로 결함 보정을 결합하는 새로운 기술을 제안하였다. 배열 안테나의 각각의 경로들이 동일한 특성을 갖도록 하기 위한 보상과 보정을 위해 선형 식에 3차 항을 추가한 다항식과 피드포워드 방식을 사용하였다. 이 방식은 원래의 기저대역 신호를 변형하지 않으므로, 시스템의 기저대역 부와는 독립적인 스마트 안테나 시스템에 적용할 수 있다. 컴퓨터 모의실험을 통하여, 단 하나의 3차 항을 추가함으로써 전력 증폭기의 비선형 효과를 효율적으로 보상하고, 배열 안테나의 각 경로의 선형 결함들 역시 부차적으로 보정할 수 있다.
In this paper, an iterative subspace-based calibration algorithm for a CDMA-based antenna array in the presence of unknown gain and phase error is presented. The algorithm does not depend on the array geometry and does not require a prior knowledge of the Directions Of Arrival (DOA) of the signals. The method requires the code sequence of a reference user only. The proposed algorithm is based on the subspace method and root finding approach, and it provides estimates of the calibration vector, the DOA and the channel impulse response, by using the code sequence of a reference user. The performance of the proposed algorithm was investigated by means of computer simulations and was verified using field data measured through a custom-built W-CDMA test-bed. The data show that experimental results match well with the theoretical calibration algorithm. Also, teh study propose an efficient algorithm using the simulated annealing technique. This algorithm overcomes the requirement of initial guessing in the subspace-based approach.
본 논문에서는 스마트 안테나 시스템에 대해 경로 결함들의 보정과 전력 증폭기의 비선형성 보상을 결합하는 새로운 기술을 제안하였다. 배열 안테나의 각각의 경로들이 동일한 특성을 갖기 위한 보정과 보상을 위해 선형 항에 3차 항을 추가한 다항식과 간접 학습 구조를 사용하였다. 본 논문에서는 컴퓨터 모의실험을 통해 성능을 입증하였다. 모의실험 결과, 단 하나의 3차 항을 추가하여 선형 결함들뿐만 아니라 모든 비선형 효과까지 효율적으로 보상함을 확인하였다.
본 논문에서는 원전계 환경에서 위상배열안테나를 고속 보정하는 방법이 제안되었다. 원전계에서 수신된 전력만을 통해 각 안테나 요소를 보정하는 기존 rotating-element electric-field vector (REV) 방법을 간소화 한 최대값 보정 방법과, 각 안테나 요소가 아닌 부배열 단위로 묶어서 보정하는 방법이 제안되었다. PPO 알고리즘을 이용하여 위상배열안테나의 분포에 최적화된 파티셔닝을 찾고, 그에 따른 부배열 단위로 보정하여 기존 방법 대비 더 빠른 보정이 가능한 적응형 최대값 보정 방법이 제안 및 시뮬레이션 검증되었다. 보정이 이루어지는 동안 위상배열안테나의 이득이 더 높을 뿐 아니라, 형성되는 빔 패턴이 기존 방법보다 이상적인 빔 패턴에 더 가깝다.
본 논문에서는 CDMA2000 1X용 스마트 안테나 기지국을 구현하고 기지국 각 모듈의 구조와 새로운 기능을 소개한다. 구현된 스마트 안테나 기지국은 배열안테나, 주파수 상/하향 변환기, ADC/DAC, 확산기/역확산기, 길쌈 부호기/비터비 복호기, 탐색기, 추적기, 빔포머, 캘리브레이션(calibration) 등 여러 종류의 서브 시스템으로 구성되는 복합 시스템이다. 캘리브레이션 과정을 거친 후 순방향과 역방향 링크에서 원하는 빔패턴이 생성됨을 실험을 통해서 확인하였다. 또한, 본 논문의 스마트 안테나 기지국에 채택된 적응 알고리즘이 가입자당 4개의 핑거를 지원하는데 충분한 속도와 정확성을 가짐을 확인 하였으며, PCS 대역의 상용 단말기를 사용한 실험을 통해 제안된 스마트 안테나 기지국이 기존의 다이버시티 기지국에 비해 우수한 성능을 가짐을 FER(Frame Error Rate)로 확인하였다.
The Korean Solar Radio Burst Locator (KSRBL) is a solar radio spectrograph observing the frequency range between 0.245-18 GHz with the capability of locating the wideband gyrosynchrotron bursts. Its calibration process consists of antenna calibration, flux calibration, and demodulation. Antenna calibration is to determine the position, the width, and the peak value of the beam, flux calibration is to determine the conversion factor between the measured unit to the Solar Flux Unit (SFU), and demodulation is to determine the burst position and remove the modulation pattern. We introduce the current calibration software and some information that potential users may concern.
본 논문에서는 항재밍 GPS(Global Positioning System) 시스템을 위한 선형 어레이 안테나(linear array antenna) 시뮬레이터(simulator)를 설계하고 시뮬레이션을 통해 다양한 성능 평가를 수행하였다. 먼저 GPS 위성의 신호 구조 분석을 통해 모의 송신신호를 발생시키고, 선형 어레이 안테나 고려시 잡음 환경하에서의 어레이 수에 따른 SNR(Signal to Noise power Ratio) 성능을 분석하였다. 또한 MMSE(Minimum Mean Square Error) 방식의 신호처리 시스템을 통해 재머(jammer) 수에 따른 항재밍 빔패턴(beam pattern) 성능을 분석하였으며, 안테나 칼리브레이션(calibration) 문제를 고려하여 어레이간 지연이 존재하는 경우에서의 항재밍 성능을 분석하였다.
본 논문에서는 스마트 안테나 기능을 지원하는 mobile-WiMAX 시스템을 구현하였고, 기존의 단일 안테나 m-WiMAX 시스템과 성능을 비교하는 실험을 하였다 스마트 안테나 기능을 지원하는 m-WiMAX 시스템을 구현하기 위해 여러 고려 사항이 있다. 그 중에 스마트 안테나 방식의 특성상 심볼 동기 획득, 빔형성, 캘리브래이션을 특히 잘 구현 해야만 원하는 성능의 스마트 안테나 기지국을 구현할 수 있다. 본 논문에서는 위의 3가지를 구현하였고 3가지가 제대로 구현되었을 때 스마트 안테나 시스템이 단일 안테나 시스템보다 성능이 우수하다는 것을 검증하였다. 4 배열 안테나의 환경에서 스마트 안테나 시스템은 데이터 산출량 관점에서 단일안테나 시스템보다 5.5dB의 성능향상을 실험을 통해 확인할 수 있었고 이는 이론적인 수치인 6dB와 거의 일치하는 결과 이다.
배열 안테나를 사용하고 있는 CDMA 기반의 이동 통신 기지국은 효율적인 빔 형성을 위해서 배열 안테나 시스템을 이루고 있는 송수신기 모듈의 정확한 성능을 필요로 하며 이를 위해 오차 보정이 반드시 필요하다. 일반적으로 오차 보정은 internal 오차 보정과 external 오차 보정으로 크게 구분 할 수 있다. 특히 internal 오차 보정은 수신기 모듈을 이루고 있는 RF/IF 회로 소자들의 특성이 변하기 때문에 정기적으로 오차 보정이 필요하다고 알려져 있다. 본 논문에서는 비동기 CDMA 시스템에서 안테나 배열 소자들 간의 진폭 이득과 위상 응답에 오차가 생길 때 온라인으로 보정 할 수 있는 알고리듬을 제안한다. 부공간(subspace) 기반의 알고리듬의 성능 평가와 분석 결과를 제시하기 위해 실험으로 측정한 데이터를 이용하였고, simulated annealing이라는 최적화 방법을 사용하여 부공간(subspace) 기반의 알고리듬에서 발생하는 초기값 문제를 해결하고 모의실험을 통해 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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