• 한국통신학회논문지
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• 제33권9A호
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• pp.909-916
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• 2008

이 논문은 초광대역(Ultra WideBand: UWB) 임펄스 라디오(Impulse Radio: IR) 시스템에서 Modified Hermite Polynomial(MHP) 펄스들을 이용한 M진 펄스차수 시간도약 다중접속(Pulse Order-Time Hopping-Multiple Access: PO-THMA) 방법을 제안하고, 시스템의 비트오류율(Bit Error Rate: BER)을 분석한다. 제안하는 다중접속 방법은 상호간에 직교성을 가지는 MHP 펄스들을 사용하여 동일한 칩 시간에 펄스들이 존재하더라도 섞임 없이 구분해 낼 수 있는 성질을 이용하여 다중 접속용량 증가시킬 수 있다. 제안하는 시스템의 성능 분석을 위해 데이터 전송에 사용한 MHP 펄스들의 상호 상관함수를 구하고, 기존이 다중접속 방식과 비교하여 데이터 전송율과 BER 성능이 개선됨을 보인다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제4권5호
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• pp.354-365
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• 2015

This work presents an Internet of Things (IoT) system for home energy management based on a custom-designed Impulse Radio Ultra-Wideband (IR-UWB) transceiver that targets a generic and multi-standard control system. This control system enables the interoperability of heterogeneous devices: it integrates various sensor nodes based on ZigBee, EnOcean and UWB in the same middleware by utilizing an ad-hoc layer as an interface between the hardware and software. The paper presents as a first the design of the IR-UWB transceiver for a portable sensor node integrated with the middleware layer, and also describes the receiver connected to the control system. The custom-designed low-power transmitter on the sensor node is fabricated with 130 nm CMOS technology. It generates a signal with a 1.1 ns pulse width while consuming $39{\mu}W$ at 1 Mbps. The UWB sensor node with a temperature measurement capability consumes 5.31 mW, which is lower than the power level of state-of-the-art solutions for smart-home applications. The UWB hardware and software layers necessary to interface with the control system are verified in over-the-air measurements in an actual office environment. With the implementation of the presented sensor node and its integration in the energy management system, we demonstrate achievement of the broad flexibility demanded for IoT.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권6호
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• pp.35-40
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• 2012

이 논문은 3~5 GHz의 동작 주파수 대역을 지닌 임펄스 래디오 저전력 거리탐지용 송신기 설계에 관한 연구이다. 제안하는 송신기는 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 모든 부분을 간단한 디지털 로직으로 설계함으로써 회로 구현의 복잡도를 줄이고 낮은 전력 소모를 지닌다. 특히, UWB의 낮은 대역에서 기존의 무선 통신과의 간섭을 회피하기 위하여 중심 주파수 조절이 가능하도록 전압으로 지연 시간을 조절할 수 있는 지연 회로를 통해 주파수 변환을 적용하였다. 본 논문에서 제안하는 송신기는 1.2 V 공급 전압으로부터 10pJ/b 만의 에너지를 소모하며, 모의 실험 결과 3~5 GHz UWB 대역에서 3.3 GHz에서 4.3 GHz까지 중심 주파수 조절이 가능하며, 출력 파워는 최대 -51 dBm/MHz를 지니며, FCC 규제를 만족한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권12호
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• pp.1765-1767
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• 2016

무선광대역통신 시스템에서 채널 추정과 채널 동기를 얻기 위하여 복잡한 하드웨어 비용이 요구되는 동기 방식에 비하여, 구현이 용이한 비동기 방식이 다양하게 연구되고 있다. 본 논문에서는 비동기 방식중에서 성능이 우수한 블록부호 변조방식의 성능을 개선하는 방법을 제안한다. 블록부호 변조방식은 일반적으로 하나의 심볼을 N개의 펄스로 이루어진 블록으로 구성하고, 각각의 펄스의 간격은 일정한 길이를 유지한다. 펄스의 간격을 작게 하면 전송속도는 증가하지만, 펄스간의 간섭도 증가하여 비트오율이 커지게 된다. 제안하는 방식은 전송속도를 결정하는 펄스 간의 간격을 조정하여, 기존의 방식과 동일한 전송속도 하에서 비트오율을 낮추는 방법을 제안한다. 모의실험을 통하여, 제안된 방법은 전송속도 혹은 비트오율 측면에서 기존의 방식에 비하여 우수한 성능을 나타낸다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권7호
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• pp.38-44
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• 2008

본 논문에서는 무선 센서 네트워크 응용을 위한 저복잡도, 저전력 초광대역 임펄스 통신용 베이스밴드의 구조를 제안하고 TSMC 0.18um CMOS 공정을 이용하여 칩으로 제작하였다. 제안된 베이스밴드는 간략화된 패킷구조와, single-bit 샘플러의 사용 및 순수한 디지털 회로를 이용한 동기방식을 적용하여 시스템의 복잡도를 크게 낮추었다. 또한 저전력 구현을 위하여 베이스밴드의 동작상태를 세 가지로 정의하고 각 상태에 따라 필요한 블록만이 작동되도록 하였으며, 아울러 로직 합성단계에서 gated clock cell을 사용하여 소비전력을 더욱 낮추었다. 제안된 베이스밴드는 2Kbyte의 내부메모리와 약 23K의 디지털 게이트로 구성되며 약 1.8mW@1Mbps의 저전력으로 동작한다. 제작된 베이스밴드 칩의 검증을 위하여 간단한 MAC 프로토콜이 구현된 저전력 프로세서를 이용하여 센서 노드를 구성하고, 다중 센서 노드환경에서 성공적으로 동작함을 확인하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권4호
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• pp.415-424
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• 2016

This paper describes a high data rate proximity transmitter design for high resolution smartphone-mirrored display applications. A 2 Gb/s transmitter is designed with a low transmission power of -70 dBm/MHz and a wide bandwidth of nearly 3 GHz. A digital pre-correction method is employed in the transmitter to mitigate the inter-symbol interference problem. A carrier-based digital pulse shaping and a reconfigurable digital envelope generation methods are employed for robust operation by utilizing 20 phases from a 2 GHz phase-locked loop. A 6.5-9.5 GHz transmitter implemented in 65 nm CMOS achieves the maximum data rate of 2 Gb/s, consuming only 7.6 mW from a 1 V supply.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.397-403
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• 2015

본 논문은 임펄스 초광대역 레이다를 이용한 ISAR 영상의 기하보정 방법에 대해 서술하였다. 임펄스 초광대역 레이다는 시간영역에서 신호처리를 하므로 다중 경로, 간섭 문제 등이 일어나지 않는 장점이 있다. 안테나와 대상체 사이의 송수신 신호를 평면파라고 가정하면, ISAR 기하 모델에서 회전축의 중심을 점표적을 이용하여 계산한다. 수신 데이터에서 합성을 수행하기 전, 점표적은 최대 점의 위치를 최소 자승법으로 근사하여 회전축의 중심을 알아낼 수 있다. 이 방법은 대조비가 더 뛰어난 영상을 얻을 수 있었고, 엔트로피도 가장 큰 값을 가질 수 있었다. 이러한 방법은 장비를 최초 작동하거나 주기적으로 사용되어서 회전축의 중심을 보상하여 영상 합성을 할 것이다. 의료나 보안 감시와 같은 고정된 기하를 가지는 영상화 장비에서 유용하게 사용될 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2002년도 춘계종합학술대회
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• pp.563-567
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• 2002

본 논문에서는 UWB/TH(Ultra Wideband/Time Hopping：이하 Impulse Radio) 시스템을 의사 잡음 부호 발생기에 의해 생성된 시간 도약 패턴을 사용하여 시간 영역에서 다인 접속 간섭이 배제되는 경우에 대해 동일 주파수 대역을 사용하는 기존 시스템에 의한 간섭 발생시 IR 시스템의 성능을 분석하였다. 간섭 점유율이 0.1 이하인 경우는 5GHz 대역에서 ISM 대역의 80MHz 대역폭이나 802.11a의 사용대역폭 20MHZ와 같은 IR(Impulse Radio) 시스템에 비해 매우 협소한 대역을 사용하는 경우로써 향후 5-10GHz 대역에서 공유되는 IR 시스템에서 간섭으로 영향을 미칠 경우를 상정하여 분석하였다. 결과에 의하면, IR 전체 대역폭에서 간섭 점유율이 클수록 시스템 성능이 크게 열화되고 부분대역 간섭 자체가 시스템 성능을 크게 열화 시킴을 알 수 있었다. SIR 30dB 이하에서 간섭 점유율이 0.1 이상 일 때는 SIR이 증가할수록 성능 향상폭이 커지지만 점유율이 0.1 이하에서는 l$\times$10­$^1$1이하의 성능개선이 이루어지고 30dB 이상에서는 일정 성능을 유지함을 알 수 있었다. 또한, 간섭 전력의 증가면에서는 간섭 점유율이 적을수록 거의 영향이 미치지 않았다. 따라서, IR시스템에서는 간섭의 전력면 보다는 간섭의 점유 대역폭에 따라서 성능 열화가 크게 나타남을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권3호
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• pp.289-293
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• 2013

광대역 통신을 위한 비동기 (noncoherent) 수신기인 CMSA (codeword matching and signal aggregation) 방식을 이용한 BCM (block coded modulation) 방식은 TR (transmitted reference) 방식보다 에너지 효율적인 방식으로 알려져 있다. 그러나, 프레임간 간섭/심볼간 간섭 (IFI/ISI : interframe interference/inter symbol interference)가 존재하는 채널 환경에서는 신호대 잡음비 (SNR : signal to noise ratio)가 증가하더라도, 수신 신호의 전력이 증가하는 것과 동시에 인접한 코드간의 간섭의 증가로 인하여 비트오율 (BER : bit error rate) 등과 같은 성능향상이 제한적으로 이루어진다. 제안하는 방식은 BCM의 부호 정합 (code matching) 대신에 TR 신호를 기반으로 블록 부호화된 기준틀 (block coded template)을 구성한 후, 수신신호에 상관기 (correlator)를 통과하여 송신신호를 추정하는 방식이다. 모의실험을 통하여 제안하는 방식이 BCM보다 우수한 성능을 확인할 수 있다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제45권6호
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• pp.27-32
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• 2008

시간 영역에서 나노 초 이하의 임펄스 신호를 이용하는 초광대역 임펄스 통신을 이용하면 임펄스 특성으로 인해 노드의 위치 정보 파악이 가능하다는 것이 알려져 있다. 이를 위해 무선 측위(Wireless Position Location)용으로 펄스의 도착 시간을 측정하여 센서나 태그의 위치를 계산하는 많은 알고리즘들이 제안되었다. 본 논문에서는 이러한 기존의 알고리즘들의 장단점을 비교한 후 무선으로 동기를 맞추는 TDoA 방안을 실용화 가능한 새로운 방안으로 제안한다. 기존의 알고리즘들은 완벽한 동기를 가정하거나 펄스 송,수신의 시간을 제약하는 등의 특수한 로직이 따로 필요하지만, 저가격, 저전력으로 동작하는 센서네트워크 등의 시스템을 위해서는 가급적 간단하게 노드를 만들어야 하고, 가급적 적은 펄스의 전송을 수행하여야 한다. 제안하는 방안은 동기를 임펄스를 이용해 맞추는 방법을 사용한다 따라서 실제로 구현이 가능하면서도 고정밀 측위를 요하는 시스템에서 측위의 정확도도 높다 시뮬레이션을 통해서 제안하는 방안이 50cm 이하의 에러를 나타낼 확률이 다른 구현 가능한 시스템보다 50%이상 개선됨을 확인하였다.