• 한국통신학회논문지
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• 제35권4C호
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• pp.358-363
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• 2010

IEEE 802.15.4a에 제안된 IR-UWB (Impulse Radio Ultra Wideband) 시스템의 경우 패킷 방식으로 동작하며 하나의 패킷은 SYNC 심볼 (symbol)과 SFD (Start of Frame Delimiter) 심볼로 이루어진 프리앰블, 헤더 및 데이터부로 구성된다. 성공적인 패킷 수신을 위해서는 프리앰블을 이용한 초기 동기 획득과 SFD 검출이 필수적이다. IEEE 802.15.4a IR-UWB 시스템의 경우 SFD 패턴은 8개의 심볼로 구성되어 있으며 SYNC 패턴의 길이에 비하여 매우 짧아 정상적으로 초기 동기를 획득한 경우에도 SFD 패턴 검출에 실패하여 해당 패킷에 대한 복조를 수행하지 못하는 경우가 발생한다. 본 논문에서는 초기 동기 획득 이후 잉여 SYNC 심볼들 중 일부를 활용하여 IEEE 802.15.4a에 제안된 IR-UWB 시스템의 SFD 검출 성능을 개선하는 방안을 제안한다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제36권5호
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• pp.383-388
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• 2009

본 논문에서는 IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wide Band) 통신에서 패킷 전송이 실패하였을 경우에 그 원인을 알아보고 이에 맞는 최선의 재전송 프로토콜을 제안한다. 최근 많이 연구되고 있는 IR-UWB 통신에서는 시간 호핑이라는 기능을 사용하면 동시에 여러 사용자가 패킷을 충돌 없이 전송할 수 있는 특징이 있다. 제안하는 이기적 재전송 프로토콜은 패킷 전송 실패를 탐지한 후 타임아웃이나 채널 탐색 없이 이기적으로 재전송을 수행하며, 채널을 효율적으로 사용하여 전체처리율을 50%까지 높이고 재전송시의 패킷 지연 시간을 70%까지 줄이는 효과가 있음을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.553-563
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• 2010

본 논문에서는 UWB 대역에서 최적 임펄스 신호 전송을 위한 테이퍼 슬롯 안테나(Tapered Slot Antenna: TSA) 설계에 대해 연구하였다. UWB 대역에서 동작하는 TSA는 end-fire 특성을 갖는 광대역 안테나로, 펄스 전송을 위한 IR-UWB(Impulse Radio Ultra-Wide Band) 시스템에 적합하다. 지향성 특성을 갖는 테이퍼 슬롯 안테나는 UWB 대역에서 손실이 적고, 임펄스 전송시 최소 에러를 가져야 한다. 전송되는 펄스 왜곡을 최소로 하기 위해 테이퍼 슬롯 안테나 급전부를 구성하는 광대역 임피던스 변환기와 microstrip/slotline 천이부 설계에 대해 연구하였으며, 설계된 테이퍼 슬롯 안테나에 대한 펄스 충실도는 전자기파에 대한 시간 영역 분석이 가능한 CST를 이용한 FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 시뮬레이션과 펄스 상관식 유도를 통해 계산하였으며, 제작된 안테나에 대해 두 안테나를 0.5 미터 이격시킨 두 안테나 사이에서 약 93.89 % 정도의 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 chirp Z-변환 알고리즘을 유도를 통해, 나노초 이하의 펄스 신호에 대해 zoom-in 기능을 부여함으로써 펄스 신호에 대한 왜곡, 지연 및 분산 특성 등의 분석이 가능하다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.253-256
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• 2008

In this paper, we analyze the performance of RAKE receiver for impulse radio-ultra wide band (IR-UWB) systems in indoor multipath radio channel. Pulse position modulation-time hopping (PPM-TH) signal is considered. And we also consider three types of RAKE receivers, which are ideal RAKE, selective RAKE, and partial RAKE receivers. The indoor channel is modeled as the modified Saleh and Valenzuela (SV) model which has been proposed as a UWB channel model by the IEEE group, IEEE 802.15.SG3a.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권1C호
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• pp.77-86
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• 2010

본 논문에서는 간단한 형태의 적분기와 1-비트 ADC (Analog-to-Digital Converter)로 구성된 AFE (Analog Front End)를 사용하는 Noncoherent IR-UWB (Impulse Radio-Ultra Wide Band) 레인징 (Ranging) 시스템을 제시하고, 레인징 성능에 영향을 주는 AFE 특성에 대해 정의한다. 이 레인징 시스템에서 적분기는 단순히 수신된 신호의 에너지만을 축적하며, 다중 비트 ADC를 필요로 하는 Coherent IR-UWB 시스템과는 달리 1-비트 ADC를 사용하게 되므로, 시스템 구현 측면에서 현실적이고 매우 용이하다고 할 수 있다. 반면, Noncoherent 방식의 특성상 수신 신호를 단순히 제곱하여 적분하게 되므로, 잡음과 다중경로 페이딩 등의 채널 특성에 따라 레인징 정밀도는 큰 영향을 받게 된다. 그러나 이러한 현실적인 중요성에도 불구하고, 현재까지의 IR-UWB 레인징 시스템 연구에서는 AFE 특성 변화에 따른 성능 분석에 관한 결과는 거의 제시되지 않고 있다. 이에, 본 논문에서는 Noncoherent IR-UWB 레인징 시스템을 사용하는 경우 다양한 무선 채널 환경에서 AFE 특성 변화에 따른 레인징 성능을 분석한다. 또한 이를 통해 실제 UWB 하드웨어를 설계할 경우 규격 설정에 고려해야 할 파라미터들을 제시한다.

• ETRI Journal
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• 제29권6호
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• pp.716-724
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• 2007

As ultra-wideband impulse radio (UWB-IR) uses short-duration impulse signals of nanoseconds, even a small number of timing errors can cause a detrimental effect on system performance. A delay-locked loop (DLL) is proposed to synchronize and reduce timing errors. The design of the DLL is vital for UWB systems. In this paper, an improved DLL is introduced to a UWB-IR time-hopping spread-spectrum system. Instead of using only two central correlator branches as in a conventional DLL, the proposed system uses two additional correlator branches with different delay parameters and different weight parameters. The performance of the proposed schemes with the optimal parameters is compared with that of traditional schemes through simulation: the proposed four-branch DLLs achieves less tracking jitter or a longer mean time to lose lock (MTLL) than the conventional two-branch DLLs if proper parameters are chosen.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권3A호
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• pp.205-212
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• 2009

본 논문에서는 IEEE 802.15.4a를 기반으로 한 IR-UWB (Impulse Radio - Ultra-wideband) 시스템에서 잔여 주파수 오프셋의 영향을 줄이는 채널 추정 기법을 제안한다. 실제로 IR-UWB 수신기는 제한된 프리앰블 심볼의 개수 때문에 주파수 동기를 완벽하게 수행할 수 없다. 따라서 잔여 주파수 오프셋이 존재하고 이 영향으로 채널추정 과정에서 상당한 오류가 발생하게 된다. 제안된 채널 추정 기법은 채널 추정과정에서 얻어낸 다중경로 프로파일을 이용하여 주파수 동기에 대한 정보를 획득하고 그것을 이용함으로써 제한된 수의 프리앰블 심볼을 가지고도 잔여 주파수 오프셋을 보상하고 잔여 주파수 오프셋에 의한 채널 추정 오류를 수정하여 정확한 채널 상태 정보를 추정하는 기법이다. 제안된 알고리즘을 IEEE 802.15.4a에서 제시한 채널 모델에 적용하여 모의실험 하였으며 제안된 채널 추정 알고리즘과 기존의 채널 주정 알고리즘을 비교 분석하여 성능이 개선됨을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.159-168
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• 2012

본 논문에서는 IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wideband) 시스템 응용을 위한 앤티포달 비발디 안테나를 설계하고, 시간 및 주파수 영역에서 나노 초 단위의 초광대역 임펄스 신호 전송을 위한 IR-UWB 안테나 성능 평가를 수행하였다. 설계된 앤티포달 비발디 안테나는 저가 생산이 가능한 두께 1.6 mm, 유전율 ${\epsilon}_r=4.7$, $tan{\delta}=0.002$인 FR-4 기판을 이용하여 제작하였다. 제작된 안테나는 무반사실에서 주파수 영역 파라메타인 반사 손실, Far 필드방사 패턴을 측정하였다. 또한, 시간 영역에서 나노 초 단위의 임펄스 신호 전송에 따른 펄스 충실도 분석을 수행하여 UWB 대역에서 안정적으로 초광대역 신호 전송이 가능함을 증명하였다. 본 논문에서 설계/제작된 앤티포달 비발디 안테나는 낮은 왜곡과 양호한 방사 특성을 갖고, 나노 초 단위의 초광대역 임펄스를 방사 또는 수신할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권10호
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• pp.47-54
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• 2007

시간 영역에서 나노 초 이하의 임펄스 신호를 이용한 초광대역 무선 통신 (Impulse-radio-based ultra wideband:IR-UWB 기술은 반송파 없이 통신을 진행하기 때문에 시간 축에서 데이터를 연속적으로 전송하지 않으며, 이러한 특징을 사용하면 다중 사용자 환경에서 패킷의 충돌을 효율적으로 조절 할 수 있다. 본 논문에서는 IR-UWB 환경을 분석하고, 이에 특화된 충돌 분산이라는 패킷의 충돌을 펄스의 충돌로 분해하는 새로운 패킷충돌 패러다임을 제시한다. 충돌 분산 방안에서는 각각의 노드가 독립된 펄스 간격으로 임의의 시간에 분산된 환경에서 데이터를 전송하며, 패킷의 충돌을 펄스의 충돌로 분해함으로써 패킷의 충돌로 인한 전체 패킷의 손실을 막을 수 있다. 또한 제시된 방안을 이용하여 패킷의 충돌로 인한 패킷 에러가 줄어들 수 있고, 데이터의 실시간 전송을 보장할 수 있음을 분석을 통해 제시하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.70-75
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• 2014

본 논문에서는 데이터 통신 및 위치 인식이 가능한 IR-UWB(Impulse Radio Ultra-Wide Band) 송수신기 회로를 제안한다. UWB 수신기는 에너지 검출 방식의 OOK(On-Off Keying) 변조가 가능하도록 설계가 되었다. UWB pulse generator는 디지털 로직을 이용하여 설계되었으며, UWB 신호 송신시 발생할 수 있는 Side lobe를 제거하기 위한 가우시안 필터가 적용되었다. 측정된 수신기의 감도는 4 GHz 중심주파수와 1 Mbps PRF(Pulse Repetition Frequency)에서 -65 dBm으로 측정이 되었으며, 펄스당 에너지 효율은 20.6 pJ/bit로 측정되었다. 1.8 V 전원에서 DA를 포함한 전류 소모는 수신기과 송신기가 각각 27.5 mA와 25.5 mA이다.