International journal of advanced smart convergence
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제11권3호
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pp.17-22
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2022
As the sixth generation (6G) promising technique, intelligent reflecting surface (IRS) has recently attracted much attention. The IRS based wireless communication is expected to deploy the upcoming 6G mobile networks, to increase energy and spectrum efficiency in the fifth generation (5G) wireless networks. In this paper, we compare the bit-error rate (BER) performances for phase-shift schemes of IRS non-orthogonal multiple access (NOMA). First, we derive a BER expression for the equalizing phase-shift scheme in IRS-NOMA networks. Then we compare the BER of the equalizing phase-shift scheme to that of the identical phase-shift scheme in IRS-NOMA networks, and show the BER improvement of the equalizing phase-shift scheme IRS NOMA over the identical phase-shift scheme IRS NOMA. Furthermore, we also validate the proposed analytical BER for the equalizing phase-shift scheme in IRS-NOMA by Monte Carlo simulations, and demonstrate that they well match each other.
This paper proposed an unified dual-phase-shift (UDPS) control for dual active bridge (DAB) converters in order to improve efficiency for a wide output power range. Different operating modes of UDPS are characterized with respect to the reactive current distribution. The proposed UDPS has the same output power capability with conventional phase-shift (CPS) method. Furthermore, its implementation is simple since only the change of the leading phase-shift direction is required for different operating power range. The proposed UDPS control can minimize both the inductor rms current and the circulating reactive current for various voltage conversion ratios and load conditions. The optimal phase-shift pairs for two bridges of DAB converter are derived with respect to the comprehensive reactive power loss model, including the reactive components delivered from the load and back to the source. Simulation and experimental results are illustrated and explained with details. The effectiveness of the proposed method is verified in terms of reactive power losses minimization and efficiency improvement.
본 논문에서는 의료용 In-Body Wireless Body Area Network (WBAN) 시스템을 위한 Offset Phase Rotation Shift Keying (OPRSK) 및 Phase Silence Rotation Shift Keying (PSRSK) 변조 방식을 제안한다. 현재 IEEE에서는 인체통신을 위한 WBAN 시스템을 802.15. Task Group (TG) 6로 지정하고 이에 관한 표준화를 진행하고 있다. 최근에는 WBAN 시스템의 전력 효율 향상을 위해 Phase Silence Shift Keying (PSSK), Phase Silence Position Keying (PSPK), 및 Phase Rotation Shift Keying (PRSK) 등의 변조 방식들이 제안되었으나, 기존의 방식들은 비선형 증폭기에 의한 왜곡에 취약한 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 심볼 구간의 전력 분산 및 성상도의 위상 옵셋을 통해 최대 위상 전이 범위를 제한함으로써 비선형 왜곡에 강인한 OPRSK 및 PSRSK 방식을 제안하며, 다양한 성능 분석을 통해 제안된 방식의 우수성을 입증하였다.
이 논문에서는 저전력 통신 기법 가운데 하나인 PSPM(Phase Shift Pulse position Modulation) 전송 기법이 근거리 수중음향 채널에서 어떠한 성능을 나타낼지 고찰하기 위해 해상실험을 통해 분석하였다. PSPM은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)와 PPM(Pulse Position Modulation) 기법을 서로 혼합한 형태로 WBAN(Wireless Body Area Network) 시스템에서 저전력 통신을 위해 제안된 기법이다. 이는 기존의 일반적인 전송 방식에 비해 대역효율은 떨어지지만 전력효율은 증가하는 것으로 알려져 있다. 이 논문에서는 실해역에서 취득한 PSPM 데이터를 통해 BER 성능을 분석한다. 실험 결과 QPSK의 경우 총 56,000개의 전송 데이터 비트 중 오차 비트 수가 3,384개로 BER이 약 $6.04{\times}10^{-2}$이고, PSPM의 경우는 19,652개로 BER이 약 $3.5{\times}10^{-1}$를 얻었다. 또한 영상 데이터 전송에 따른 PSNR(Peak signal-to-noise ratio)을 비교한 결과 QPSK의 경우 9.37 dB 였으며, PSPM의 경우 9.11 dB 였다.
The non-inverting buck-boost converter (NIBB) is a step-up and step-down DC-DC converter suitable for wide-input-voltage-range applications. However, when the input voltage is close to the output voltage, the NIBB needs to operate in the buck-boost mode, causing a significant efficiency reduction since all four switches operates in the PWM mode. Considering both the current stress limitation and the efficiency optimization, a novel design methodology for the optimal phase-shift modulation of a NIBB in the buck-boost mode is proposed in this paper. Since the four switches in the NIBB form two bridges, the shifted phase between the two bridges can serve as an extra degree of freedom for performance optimization. With general phase-shift modulation, the analytic current expressions for every duty ratio, shifted phase and input voltage are derived. Then with the two key factors in the NIBB, the converter efficiency and the switch current stress, taken into account, an objective function with constraints is derived. By optimizing the derived objective function over the full input voltage range, an offline design methodology for the optimal modulation scheme is proposed for efficiency optimization on the premise of current stress limitation. Finally, the designed optimal modulation scheme is implemented on a DSPs and the design methodology is verified with experimental results on a 300V-1.5kW NIBB prototype.
Journal of information and communication convergence engineering
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제5권4호
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pp.358-361
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2007
We report on a new type dc-dc converter design that combines the advantage of dc ripple noise elimination and high efficiency. As potential low cost solar cells, DSC module and the panel's system efficiency and stability are still critical problems to the way of marketing. In this study, a new three-step dc-dc converter scheme with the phase-shift-carrier technology is proposed to apply for solar power system. We have achieved power conversion efficiency around 94.88%.
This paper proposes a Phase-Shift Triple Full-Bridge (PSTB) Zero-Voltage Zero-Current-Switching (ZVZCS) converter with a high switching frequency and high efficiency. In the proposed converter, all three bridge legs are shared leading-legs, and all three transformers work in the Discontinuous Conduction Mode (DCM). Thus, all of the switches and diodes in the PSTB ZVZCS can be soft switched. Moreover, since all of the transformers can pass energy from the primary-side to the secondary-side when their primary-side currents are not zero, there is no circulating current. As a result, the PSTB ZVZCS converter can achieve a high efficiency at high operating frequencies. A theoretical analysis and the characteristics of the proposed converter are presented and verified on a 1MHz 200~300V/24V 1.2kW hardware prototype. The proposed converter can reach a peak efficiency of 96.6%.
WBAN의 In-body 통신 시스템은 기본적으로 낮은 소모전력이 매우 필수적이다. 기존의 PSSK(Phase-Silence-Shift-keying) 변조는 PSK 방식에서 확장된 것으로, PSK 방식보다 전력효율이 높고, FSK 방식보다 대역효율을 높은 방식이다. PSSK는 2개의 직교 심볼을 전송하는 방식으로 신호 주기내의 심볼 비율을 절반으로 하여 송신전력을 낮추고, 변조 심볼간의 거리를 늘림으로써 BER 성능에 향상을 가져왔다. 또한, FSK 방식보다 뛰어난 대역효율을 보여줌으로써 저전력특성을 유지하며 전송률을 높일 수 있었다. 본 논문에서는 이러한 PSSK의 성능을 분석하고, 새롭게 제안하는 PSPM(Phase-Shift-Position-Modulation) 방식의 BER 성능과 대역효율을 분석한다. PSPM 변조 방식은 PSK 심볼과 심볼의 위치정보를 이용하여 전력효율을 크게 향상시키는 방식이다. 이러한 PSPM 방식은 WBAN의 In-body 통신과 같이, 전력 효율이 매우 중요한 근거리 통신 시스템에 적합하여, 많은 응용이 예상된다.
본 논문에서는 위상제어방식 풀브릿지 컨버터의 회로방식에 대한 전력손실과 전력변환 효율특성을 빠르고 효과적인 분석 방법에 대해 보고한 것이다. 위상제어방식 풀브릿지 컨버터의 회로 구성 소자 중에서 내부 기생저항만을 고려한 등가회로를 유도하고 이상적인 동작 파형을 이용하여 전류의 실효값과 전도손실을 유도하였다. 해석을 간단하게 하기 위해서 정상상태 결과로부터 코어 손실은 무시하였으며, 동기정류기 손실과 전도손실 만을 고려하였다. 해석결과의 타당성을 검토하기 위해서 시험용 위상제어방식 풀브릿지 컨버터를 구성하여 검증하였다. 입력전압 400V, 출력전압 12V, 최대전력 720W의 조건에서 실험결과와 해석결과와 비교적 잘 일치한다는 것을 본 논문에서 확인 하였다.
Conventional phase shift full bridge (PSFB) converter has serious voltage oscillation problem across the secondary rectifier diodes, which would require the dissipate snubber circuit, thus degrades the overall efficiency. To overcome this problem, a new voltage oscillation reduction technique (VORT) which effectively reduce the voltage oscillation of the secondary rectifier diodes for phase shift 1011 bridge converter is proposed. Therefore, no dissipate snubber for rectifier diodes is needed. In addition, since it has wide zero voltage switching (ZVS) range, high efficiency can be achieved. Operational principle, analysis of voltage oscillation, and design consideration are presented compare with that of the conventional PSFB converter. To confirm the validity of the proposed VORT, experimental results from a 420W, 385Vdc/210Vdc prototype are presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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