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OFDM 송신 다이버시티 시스템에서의 위상잡음 영향 분석
이종길,Lee, Jong-Gil 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.2
본 논문에서는 송신 다이버시티(diversity) 기법을 적용하는 OFDM 통신 시스템에서의 위 상잡음에 의한 영향을 분석하였다. OFDM 시스템은 위상잡음에 매우 민감한 특성을 가지는데 반송파 간섭 및 시스템 잡음의 증가를 초래함으로서 전체적인 시스템의 성능열화 현상이 나타나게 된다. 따라서 이러한 위상잡음의 영향을 분석하기 위하여 위상잡음의 분포특성 및 그 크기 정도를 모델링하고 이러한 위상잡음의 특성에 따라 어느 정도까지 시스템 성능이 열화 되는지를 고찰하였다. 이러한 열화 현상은 송신 다이버시티 구조에 따라 달라지는데 일반적으로 비교적 간단히 구현할 수 있는 2개 또는 3개의 송신안테나를 쓰는 경우와 송신 다이버시티 기법을 적용하지 않았을 때의 시스템 성능에 관하여 비교하고 분석하였다. In this paper, the phase noise effects of OFDM transmission diversity systems were analyzed. Since OFDM communication system is very sensitive to phase noise, the system performance may degrade seriously due to the increase of subcarrier interferences and system noise. Therefore, The phase noise model was suggested and its distribution and power were varied to investigate the effects of phase noise on the system performance. The degree of the system performance degradation depends on the specific diversity structures of transmission systems. Here, the performances of OFDM systems with two and three antennas transmission diversity were analyzed and compared with that of systems without transmission diversity as the phase noise characteristics varied.
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이종길,Lee, Jong-Gil 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.1
밀리미터파는 고해상도의 거리 및 영상정보를 얻기 위하여 매우 유용하게 쓰여 질 수 있다. 또한 고속 멀티미디어 서비스의 필요성이 갈수록 커지고 상대적으로 낮은 주파수 대역의 주파수 자원이 부족하기 때문에 밀리미터파를 이용한 광대역 통신시스템에서의 실용화를 위하여 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 이러한 밀리미터파 시스템의 성능을 제대로 평가하기 위해서는 우선 대기 중에서의 밀리미터파의 전파특성에 대한 분석이 선행되어져야 한다. 전계에 의한 강도 변화정도와 MCF(Mutual coherence function)는 밀리미터파 전파에 있어서의 대기에 의한 영향을 표시하게 된다. 본 논문에서는 밀리미터파 전파특성을 분석하기 위하여 QOM(Quasi-optical method) 방법을 적용하여 안테나 초점평면에서의 전계에 의한 강도 분포로부터 MCF를 얻을 수 있는 기법을 고찰하였다. 아울러 효과적인 측정 및 분석을 위하여 전계에 의한 강도 대신 안테나 초점평면에서의 플럭스(flux)측정을 통하여 MCF를 구할 수 있는 방법을 제안하였다. Millimeter waves can be used for high resolution ranging and imaging. As the necessity of high-speed multimedia communication increases, millimeter wave systems are being developed since they are useful for wide band communication considering the shortage of available spectrum bands. However, it is necessary to analyze the characteristics of millimeter propagation in the atmosphere to assess the performance of millimeter wave systems. MCF and intensity fluctuations describe atmospheric effects on millimeter wave propagation. Using the quasi-optical method, a method is investigated to obtain MCF from the intensity distribution of focal plane. Also, a practical method is proposed to compute MCF from the flux measurement in the antenna focal plane.
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이종길,이창기,Lee, Jong-Gil,Lee, Chang-Ki 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.9
FM-CW 레이다는 높은 송수신 격리도 유지를 위하여 송신 안테나와 수신 안테나를 분리하여 사용할 수 있다. 그러나 송수신 안테나를 분리하여 설치하더라도 이러한 방식은 송신 안테나에서의 강력한 방사전력이 수신 안테나 측에 유입될 수 있다는 심각한 문제점을 내포하고 있다. 송신 단에서 유입되는 강력한 간섭 신호는 목표물에 의하여 반사되는 미약한 수신 신호들의 탐지 및 분석에 심각한 장애를 유발할 수 있을 뿐만 아니라 수신 단에서의 배경 잡음 정도를 크게 높임으로서 시스템의 성능을 현저히 열화 시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 수신 단에서의 강력한 간섭 신호 및 배경 잡음들을 송신 단으로부터 얻을 수 있는 참조 신호들을 이용하여 적절히 상쇄할 수 있는 방법을 제안하였으며 그 결과들을 분석하고 고찰하였다. Two separate antennas are usually adopted in high performance radar systems to achieve the high degree of isolation since the transmission and reception of signals cannot be separated in time. However, even though two spatially separated antennas are installed in the system, strong signals from a transmission antenna can cause the serious interference problem in a receiving antenna. These strong interference signals from the transmission antenna can cause serious problems in detection and analysis of much weaker echo signals which are reflected by small targets. Also the increased level of background noise power due to interference can cause the serious degradation of the system performance. Therefore, in this paper, the proper cancellation method is suggested and results are shown and analyzed for removal of strong interference and background noise power.
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클러터 제거에서의 레이다 시스템 위상잡음 영향분석에 관한 연구
이종길,Lee, Jong-Gil 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.3
비교적 낮은 고도에서의 기상위험 탐지를 위한 항공기용 기상 레이다의 경우 강력한 지표면 반사파가 존재하게 되며 이러한 강력한 클러터의 제거 없이는 미약한 도플러 신호로부터 신뢰성 있는 기상 자료의 추출이 불가능하다. 그러나 시스템 위상잡음은 클러터 및 도플러 신호를 분산시켜 효율적인 클러터 제거에 심각한 문제를 일으킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 도플러 기상 레이다 시스템에서의 위상잡음을 모델링하고 이에 따른 클러터 및 신호에 미치는 영향 정도를 구체적으로 분석할 수 있도록 하였다. 또한 수신되는 클러터 및 도플러 신호전력의 비에 따른 위상잡음에 의한 클러터 전력 제거의 한계치를 고찰하였다. 수신되는 신호 대 클러터 비가 낮은 경우 상대적으로 강력한 클러터 전력의 위상잡음으로 인한 분산 현상으로 일정 정도 이상의 효율적인 클러터 제거가 어렵게 됨을 알 수 있다. Since there are very strong clutter returns in an airborne weather radar used for the detection of low altitude weather hazards, the reliable weather data cannot be extracted from the weak Doppler weather signal without cancellation of these strong clutter returns. However, the system phase noise spreads both the clutter and Doppler signal and causes the serious problems in the efficient clutter cancellation. Therefore, in this paper, the phase noise effects on the clutter and Doppler weather signal were analyzed. The system phase noise model was suggested and the effects were derived and explained using this phase noise model. It can be shown that there exists the limit in the clutter cancellation capability to improve the signal-to-clutter ratio (SCR) due to the system phase noise. It may be prominent especially in the low SCR situations.
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이종길,Lee, Jong-Gil 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.10
주파수 변조된 연속적인 파형을 사용하는 레이다는 펄스 도플러 레이다에 비하여 구현이 비교적 간단하고 광대역, 저전력 신호의 특성 때문에 외부 탐지 가능성이 낮은 장점을 가진다. 이러한 레이다는 주로 단거리 영역에서 목표물에 대한 고해상도의 거리 및 속도정보를 얻고자 하는 목적으로 많이 활용되고 있다. 따라서 송신신호의 파형을 믹서로 인가하여 추출되는 비트 신호(beat signal)로부터 클러터 제거, 목표물에 대한 탐지여부, 거리 및 속도 정보추출 등의 목적으로 FFT(Fast Fourier Transform) 를 통한 스펙트럼 분석을 행하게 된다. 그러나 이러한 FFT 방법은 신호의 획득시간이 줄어들면 윈도우 효과로 인한 심각한 누설현상, 즉 지표면 반사파 등 강력한 클러터의 부엽에 의하여 상대적으로 낮은 전력을 갖는 신호의 탐지가 불가능해지는 문제가 생길 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 부엽의 크기를 낮추면서도 주파수 해상도를 적절하게 유지시킬 수 있는 가중치 윈도우 적용 방법에 대하여 분석하였다. 또한 다양한 동작환경을 고려한 모의 비트 신호를 발생시켜 가중치 윈도우 적용 방법에 따른 FFT 스펙트럼 분석 결과들을 고찰하였다. A specific radar system can be implemented more easily using the frequency modulated continuous wave comparing with the pulse Doppler radar. It also has the advantage of LPI (low probability of interception) because of the low power and wide bandwidth characteristics. These radars are usually used to cover the short range area and to obtain the high resolution measurements of the target range and velocity information. The transmitted waveform is used in the mixer to demodulate the received echo signal and the resulting beat signal can be obtained. This beat signal is analyzed using the FFT method for the purpose of clutter removal, detection of a target, extraction of velocity and range information, etc. However, for the case of short signal acquisition time, this FFT method can cause the serious leakage effect which disables the detection of weaker echo signals masked by strong side lobes of the clutter. Therefore, in this paper, the weighting window method is analyzed to suppress the strong side lobes while maintaining the proper main lobe width. Also, the results of FFT beat spectrum analysis are shown under various environments.
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